JPS63120325A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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Publication number
JPS63120325A
JPS63120325A JP61265643A JP26564386A JPS63120325A JP S63120325 A JPS63120325 A JP S63120325A JP 61265643 A JP61265643 A JP 61265643A JP 26564386 A JP26564386 A JP 26564386A JP S63120325 A JPS63120325 A JP S63120325A
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JP
Japan
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vibration
input
plate
input device
transmission plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP61265643A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS63120325A publication Critical patent/JPS63120325A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To avoid fluctuation of vibration input conditions caused by an operator and to ensure accurate and stable detection of coordinates, by pressing a vibration generating means for vibration input member to a vibration transmitting plate at a fixed angle and with pressure contact force of a fixed level. CONSTITUTION:An operator moves a vibration input device 3 on an input tablet consisting of a vibration transmitting plate 8 to attain the coordinate input at a desired input point and displays the input coordinate information on a display device 11 put on the input tablet. The vibrations received from the device 3 are transmitted to three vibration sensors 6 set at the corner parts of the plate 8. A reflection preventing material 7 provided at the peripheral part of the plate 8 functions to prevent the vibrations returning to the center part. The device 3 is driven by a vibrator driving circuit 2 connected to an arithmetic/control circuit 1 and the vibrations detected by each sensor 6 are detected again by a signal waveform detecting circuit 9. This detection signal is supplied to the circuit 1. Then the device 3 is pressed to the plate 8 at a fixed angle and with pressure contact force of a fixed level. Thus it is possible to detect coordinates with high accuracy and high stability.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野] 本発明は座標入力装置、特に、振動伝達板に伝達される
振動を振動伝達板に設けられた振動センサにより検出し
、振動の伝達時間から振動入力点の座標を検出する座標
入力装ごに関するものである。
Detailed Description of the Invention "Industrial Application Field" The present invention detects vibration transmitted to a vibration transmission plate using a vibration sensor provided on the vibration transmission plate, and detects the vibration transmitted to the vibration transmission plate from the transmission time of the vibration. The present invention relates to a coordinate input device that detects the coordinates of a vibration input point.

[従来の技術〕 従来より手書きの文字、図形などをコンピュータなどの
処理装置に入力する装置として各種の入力ベンおよびタ
ブレットなどを用いた座標入力装置が知られている。こ
の種の方式では入力された文字1図形などからなる画像
情報はCRTディスプレイなどの表示装置やプリンタな
どの記録装置に出力される。
[Prior Art] Coordinate input devices using various input devices, tablets, etc. have been known as devices for inputting handwritten characters, figures, etc. to processing devices such as computers. In this type of system, input image information consisting of characters, figures, etc. is output to a display device such as a CRT display or a recording device such as a printer.

この種の装置のタブレットの座標検出においては次にあ
げる各種の方式が知られている。
The following various methods are known for detecting the coordinates of a tablet in this type of device.

l)抵抗膜と対向配置されたシート材の抵抗値変化を検
出する方式。
l) A method of detecting changes in the resistance value of a sheet material placed opposite the resistive film.

2)対向配置された導電シートなどの電磁ないし静?t
t誘導を検出する方式。
2) Electromagnetic or static electricity such as conductive sheets placed opposite each other? t
Method for detecting t-lead.

3)入力ベンからタブレットに伝達される超音波振動を
検出する方式。
3) A method that detects ultrasonic vibrations transmitted from the input vent to the tablet.

上記の1)、2)の方式では、抵抗膜や導体膜を用いる
ので透明なタブレットを形成するのが困難である。一方
、3)の方式ではタブレットをアクリル板やガラス板な
どの透明材料から構成できるのでしたがって、液晶表示
器などに入力タブレットを重ねて配置し2、あたかも紙
に画像を書き込むよう“ヘヘ覚で使用できる操作感覚の
よい座標入力装置を構成できる。
In the above methods 1) and 2), it is difficult to form a transparent tablet because a resistive film or a conductive film is used. On the other hand, in method 3), the tablet can be constructed from a transparent material such as an acrylic plate or a glass plate, so the input tablet can be placed on top of a liquid crystal display (2) and used as if it were writing an image on paper. It is possible to construct a coordinate input device that is easy to operate.

[発明が解決しようとする問題点] どころで、従来より考えられている超音波振動を用いる
入力タブレットでは、ペン、鉛筆などの筆記具に類似し
た形状の振動子を内蔵した入力ペンが用いられる。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, input tablets that use ultrasonic vibrations that have been considered conventionally use input pens that incorporate a vibrator with a shape similar to a writing instrument such as a pen or pencil.

このような、入力ベンは操作者が通常の筆記具と同様に
手で持って操作する。−力、入力ベンのクース内には圧
電素子などからなる振動子が設けられ、その振動は先端
部のホーン状など所定形状の振動伝達部材を介して振動
伝達板に伝達される。振動子の振動方向はペンのケース
に対して=−。
The input pen is held and operated by the operator in the same way as a normal writing instrument. - A vibrator made of a piezoelectric element or the like is provided in the coos of the force input vent, and its vibration is transmitted to the vibration transmission plate via a vibration transmission member having a predetermined shape such as a horn shape at the tip. The vibration direction of the vibrator is =- with respect to the pen case.

定の方向に設定されるのため、操作者が振動伝達板にペ
ンを当接させる角度、あるいは筆圧によって、振動の伝
達効率が変ってしまう、したがって、操作者によっては
正しい座標検出を行なえなかったり、入力が不可能にな
る場合も考えられる。
Since the pen is set in a fixed direction, the vibration transmission efficiency changes depending on the angle at which the operator touches the pen to the vibration transmission plate or the pressure of the pen.Therefore, some operators may not be able to perform correct coordinate detection. In some cases, input may become impossible.

また、振動ペンが斜めに振動伝達仮に接触する場合には
振動伝達板に与えられる振動は横波、縦波などの種々の
振動成分が合成されたものとなるので、波形検出に基づ
く振動検出を行なう場合には検出精度が低下したり、ば
らついたりする問題がある。
In addition, if the vibrating pen contacts the vibration transmission plate diagonally, the vibration given to the vibration transmission plate will be a combination of various vibration components such as transverse waves and longitudinal waves, so vibration detection is performed based on waveform detection. In some cases, there is a problem that the detection accuracy decreases or varies.

[問題点を解決するためのf段] 以1−の問題点を解決するために5本発明においては、
振動入力部材から振動伝達板に伝達される振動を振動伝
達板に設けられた振動センサにより検出し、振動の伝達
時間から振動入力点の座標を検出する座標入力装置にお
いて、前記振動入力部材に振動を発生させる振動発生手
段と、振動発生1段を前記振動伝達板に対して所定の角
度および所定の圧接力により圧接させる手段を設けた構
成を採用した。
[F stage for solving the problem] In order to solve the problem 1-5 below, in the present invention,
In a coordinate input device that detects vibration transmitted from a vibration input member to a vibration transmission plate using a vibration sensor provided on the vibration transmission plate, and detects the coordinates of a vibration input point from the transmission time of the vibration, the vibration is transmitted to the vibration input member. The present invention employs a configuration that includes a vibration generating means for generating , and a means for pressing the first stage of vibration generation against the vibration transmission plate at a predetermined angle and with a predetermined pressing force.

[作 川] 以」二の構成によれば、振動入力部材の振動発生手段が
振動伝達板に対して一定の角度、一定の圧接力で圧接さ
れるので、操作者の操作によって振動入力条件が変動す
る問題を回避できる。
[Sakukawa] According to the second configuration, the vibration generating means of the vibration input member is pressed against the vibration transmission plate at a constant angle and with a constant pressure contact force, so that the vibration input conditions can be adjusted by the operator's operation. Avoid variable problems.

[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the example shown in the drawings.

第1 INは本発明を採用した座標入力装置の構造を示
している。第1図の装置は、操作者に振動伝達板8から
なる入力タブレット」−で振動入力装置3を移動させ、
所望の入力地点で座標入力を行なわせ、入力された座標
情報にしたがって入力タブレットに屯ねて配置されたC
RTからなる表示器11′に入力情報を表示するもので
ある。
The first IN shows the structure of a coordinate input device employing the present invention. The device shown in FIG. 1 allows the operator to move the vibration input device 3 using an input tablet consisting of a vibration transmission plate 8.
Coordinates are input at the desired input point, and C is placed on the input tablet according to the input coordinate information.
Input information is displayed on a display 11' consisting of an RT.

図において符号8で示されたちの与奪はアクリル、ガラ
ス板などからなる振動伝達板で、振動入力装置3から伝
達される振動をその角部に3個設けられた振動センサ6
に伝達する9本実施例では振動入力装置3から振動伝達
板8を介して振動センサ6に伝達された超音波振動の伝
達時間を計測することにより振動入力装置3の振動伝達
板8Fでの座標を検出する。
In the figure, the reference numeral 8 is a vibration transmission plate made of acrylic or glass plate, and three vibration sensors 6 installed at the corners of the plate transmit the vibrations transmitted from the vibration input device 3.
In this embodiment, the coordinates of the vibration input device 3 on the vibration transmission plate 8F are determined by measuring the transmission time of the ultrasonic vibration transmitted from the vibration input device 3 to the vibration sensor 6 via the vibration transmission plate 8. Detect.

振動伝達板8は振動入力装置3から伝達された振動が周
辺部で反射されて中央部の方向に戻るのを防止するため
にその周辺部分をシリコンゴムなどから構成された反射
防止材7によって支持されている。
The vibration transmission plate 8 is supported at its peripheral portion by an anti-reflection material 7 made of silicone rubber or the like in order to prevent vibrations transmitted from the vibration input device 3 from being reflected at the peripheral portion and returning toward the center. has been done.

振動伝達板8はCRT(あるいは液晶表示器など)など
、ドツト表示が可能な表示器11′上に配置され、振動
入力装置i!t3によりなぞられた位置にドツト表示を
行なうようになっている。すなわち、検出された振動入
力装置3の座標に対応した表示器11′上の位置にドツ
ト表示が行なわれ、振動入力装置3により入力された点
、線などの要素により構成される画像はあたかも紙に書
き込みを行なったように振動入力装置の+ill跡の後
に現れる。
The vibration transmission plate 8 is placed on a display device 11' capable of displaying dots, such as a CRT (or liquid crystal display, etc.), and the vibration input device i! A dot is displayed at the position traced by t3. That is, a dot is displayed at a position on the display 11' that corresponds to the detected coordinates of the vibration input device 3, and the image composed of elements such as points and lines input by the vibration input device 3 appears as if it were a piece of paper. It appears after the +ill trace of the vibration input device, as if writing was done.

また、このような構成によれば表示器ll′にはメニュ
ー表示を行ない、振動入力装置によりそのメニュー項目
を選択させたり、プロンプトを表示させて所定の位置に
振動入力装置3を接触させるなどの入力方式を用いるこ
ともできる。
Further, according to such a configuration, a menu is displayed on the display ll', and the menu item is selected by the vibration input device, a prompt is displayed, and the vibration input device 3 is brought into contact with a predetermined position. Input methods can also be used.

振動伝達板8に超音波振動を伝達させる振動入力装置3
は、内部に圧電素子などから構成(7た振動子4を有し
ており、振動子4の発生した超rf波振動を先端が尖っ
たホーン部5を介して振動伝達板8に伝達する。
Vibration input device 3 that transmits ultrasonic vibration to vibration transmission plate 8
has a vibrator 4 made up of a piezoelectric element, etc., and transmits super-RF wave vibration generated by the vibrator 4 to a vibration transmission plate 8 via a horn portion 5 with a sharp tip.

本実施例では、ペン形状の入力部材を用いず、第2図(
A)に示すような振動入力装置を用いて座標検出のため
の振動入力を行なう。
In this example, a pen-shaped input member is not used, and FIG.
Vibration input for coordinate detection is performed using a vibration input device as shown in A).

振動入力装置3はほぼ半球状のLケース21と、ポール
状の足23(複数個12個のみ図示)を有する下ケース
22内に振動発生部を内蔵した構造を右する。
The vibration input device 3 has a structure in which a vibration generating section is built in a lower case 22 having a substantially hemispherical L case 21 and pole-shaped legs 23 (only 12 of them are shown).

内部の円筒形の振動子4はフランジ部を有するホーン部
5に接着などの方法により固定されている。振動子4お
よびホーン部5からなる振動発生部は振動入力装置3の
1−ケース21および下ケース22内に垂直に設けられ
た収納部24内にスプリング20とともに収納される。
The internal cylindrical vibrator 4 is fixed to a horn portion 5 having a flange portion by a method such as adhesion. A vibration generating section consisting of a vibrator 4 and a horn section 5 is housed together with a spring 20 in a housing section 24 provided vertically within the first case 21 and lower case 22 of the vibration input device 3.

スプリング20はホーン部5のフランジ部に圧接力をケ
え、振動全生部全体を下方に伺勢する。
The spring 20 applies pressure to the flange portion of the horn portion 5, and urges the entire vibrating portion downward.

ホーン部5の先端は下ケースの中央の透孔から突出し、
振動伝達板8に圧接される。ホ・−ン部5がスプリング
20の付勢によって収納部24の底部に接触する位置で
は2ホ一ン部の先端は下ケース22に設けられたポール
状の足23よりも艮〈突出する。
The tip of the horn portion 5 protrudes from the through hole in the center of the lower case,
It is pressed against the vibration transmission plate 8. At the position where the horn portion 5 comes into contact with the bottom of the storage portion 24 due to the bias of the spring 20, the tips of the two horn portions protrude beyond the pole-shaped legs 23 provided on the lower case 22.

このような浮動支持構造により、操作者が振動入力装置
3を持って振動伝達板8−):を移動させた場合、振動
発生部は常に振動伝達板8に対して垂直に保持されると
ともに、スプリング20によって常時一定の付勢力によ
り振動伝達板8に圧接される。
With such a floating support structure, when the operator moves the vibration transmission plate 8-) while holding the vibration input device 3, the vibration generation part is always held perpendicular to the vibration transmission plate 8, and The spring 20 always presses against the vibration transmission plate 8 with a constant urging force.

振動入力装置3に内蔵された振動子4は、振動子駆動回
路2により駆動される。振動子4の駆動信号は第1図の
演算およびル制御回路1から低レベルのパルス信号とし
て供給され、低インピーダンス駆動が可能な振動子駆動
回路2によって所定のゲインで増幅された後、振動子4
に印加される。
A vibrator 4 built into the vibration input device 3 is driven by a vibrator drive circuit 2. The drive signal for the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit 1 shown in FIG. 4
is applied to

電気的な駆動信号は振動子4によって機械的な超音波振
動に変換され、ホーン部5を介して振動伝達板8に伝達
される。
The electrical drive signal is converted into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 4 and transmitted to the vibration transmission plate 8 via the horn section 5.

このような振動伝達を行なう場合、振動伝達板8上の傷
、障害物の影響を避けるため表面波などではなく板波に
より振動させるのかが好ましし1゜ したがって、振動子4の振動周波数はアクリル、ガラス
などの振動伝達板8にその固有の音響インピーダンスに
応じて板波を発生させることができる値に選択されるの
はもちろん、振動子駆動の際、振動伝達板8に対して第
2図の垂直方向に振動子4が主に振動するような振動モ
ードが選択される。また、振動伝達の効率専げるため、
振動子4の振動周波数を振動子4の共振周波数とする。
When performing such vibration transmission, it is preferable to use plate waves instead of surface waves to vibrate in order to avoid the effects of scratches and obstacles on the vibration transmission plate 8. Therefore, the vibration frequency of the vibrator 4 is Of course, the value is selected so that a plate wave can be generated in the vibration transmission plate 8 made of acrylic, glass, etc. according to its inherent acoustic impedance. A vibration mode in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction in the figure is selected. In addition, in order to focus on the efficiency of vibration transmission,
Let the vibration frequency of the vibrator 4 be the resonance frequency of the vibrator 4.

上記から明らかなように、ホーン部5が振動伝達板8に
対して東直に当接される場合にもっとも効率よく振動伝
達板8に板波を伝達できることがわかる1本実施例では
第2図(A)に示すような構造により、ホーン部5が振
動伝達板8に対して常に爪直に保たれるから、振動伝達
板8に与えられ得る振動は単一波形成分の純粋な板波と
なる。
As is clear from the above, it can be seen that the plate wave can be transmitted to the vibration transmission plate 8 most efficiently when the horn part 5 is brought into contact with the vibration transmission plate 8 directly to the east. With the structure shown in (A), the horn portion 5 is always kept straight to the vibration transmission plate 8, so the vibration that can be applied to the vibration transmission plate 8 is a pure plate wave of a single waveform component. Become.

しかも、ホーン部5は操作者の操作力に関係なく、スプ
リング20によって常時一定の力で振動伝達板8に圧接
されるので、入力される振動強度は常に安定に保たれる
。一般にこのような振動伝達方式では接触圧が不足する
と振動検出精度、あるいは座P3検出分解能が低下する
。したがって、従来のペン型の入力装置では筆圧の違い
により検出粘度がばらつきを生じるのに対して、上記構
成によれば座標入力精度の安定度を大きく向上できる。
Moreover, since the horn portion 5 is always pressed against the vibration transmission plate 8 with a constant force by the spring 20 regardless of the operating force of the operator, the input vibration intensity is always kept stable. Generally, in such a vibration transmission method, if the contact pressure is insufficient, the vibration detection accuracy or the seat P3 detection resolution decreases. Therefore, while the conventional pen-type input device causes variations in detected viscosity due to differences in pen pressure, the above configuration can greatly improve the stability of coordinate input accuracy.

なお、上記構成では振動伝達板8に下ケース220足2
3が接触しているが、前記のように振動伝達板8の振動
モードとして板波が選択されているので、振動伝達には
ほとんど支障がない。
In addition, in the above configuration, the lower case 220 feet 2 are attached to the vibration transmission plate 8.
3 are in contact with each other, but since the plate wave is selected as the vibration mode of the vibration transmission plate 8 as described above, there is almost no problem with vibration transmission.

上記の振動入力装置3の構造において、七および下ケー
ス21.22には所申の材料、金属やプラスチックなど
を用いることができる。また、その形状は図示のものに
限定されず種々の形状であってよい。
In the structure of the vibration input device 3 described above, the seventh and lower cases 21 and 22 can be made of the desired materials, such as metal or plastic. Moreover, its shape is not limited to that shown in the drawings, and may be various shapes.

たとえば、第2図(B)、(C)に示すように、振動発
生部を円筒状のケース25の本体部分からオフセットさ
せた突出部z6の位置に設けてもよいい振動発生部の支
持構造はここでも同じである。
For example, as shown in FIGS. 2(B) and 2(C), the vibration generating section may be provided at a position of a protrusion z6 offset from the main body of the cylindrical case 25. is the same here.

第2Iffl(A)の構造は振動発生部がケースの中央
に設けられているため、タブレットの周辺部で座標入力
を行なうのに適さないが、このような構造によればタブ
レットの周辺部、角部にも容易にホーンM5を接触させ
ることができる。
In the structure of the second Ifl (A), the vibration generating part is provided in the center of the case, so it is not suitable for inputting coordinates around the periphery of the tablet. The horn M5 can be easily brought into contact with the parts.

第2図(A)、(B)のいずれにおいても足23はケー
スと一体でもよいが、ポール状の足を回転自在に設けて
振動人力袋d3の移動性を向1−させてもよい。
In either of FIGS. 2(A) and 2(B), the legs 23 may be integral with the case, but pole-shaped legs may be rotatably provided to improve the mobility of the vibrating bag d3.

再び、第1図において、振動伝達板8の角部に設けられ
た振動センサ6も圧′屯素子などの機械〜電気変換素子
により構成される。3つの振動センサ6の各々の出力信
号は波形検出回路9に入力され、後段の演算制御回路1
により処理可能な検出信号側こ変換される。演算制御回
路lは振動伝達時間の測定処理を行ない、振動人力装置
3の振動伝達板B上での座標位置を検出する。
Again, in FIG. 1, the vibration sensor 6 provided at the corner of the vibration transmission plate 8 is also constituted by a mechanical to electrical conversion element such as a pressure element. The output signals of each of the three vibration sensors 6 are input to the waveform detection circuit 9, and the subsequent arithmetic control circuit 1
The detected signal that can be processed is converted. The arithmetic control circuit 1 performs a vibration transmission time measurement process and detects the coordinate position of the vibration human-powered device 3 on the vibration transmission plate B.

検出された振動入力装置3の座標情報は演算制御回路1
において表示器11′による出カッj式に応じて処理さ
れる。すなわち、演算制御回路は人力座標情報にノ^づ
いてビデオ信号処理装置lOを介して表示器11′の出
力動作を制御する。
The coordinate information of the detected vibration input device 3 is sent to the arithmetic control circuit 1.
Processing is performed in accordance with the output expression from the display 11'. That is, the arithmetic control circuit controls the output operation of the display 11' via the video signal processing device 1O based on the human coordinate information.

第3図は第1図の演算制御回路lの構造を示している。FIG. 3 shows the structure of the arithmetic control circuit l shown in FIG.

ここでは主に振動入力装置3の駆動系および振動センサ
6による振動検出系の構造を示している。
Here, the structure of the drive system of the vibration input device 3 and the vibration detection system using the vibration sensor 6 is mainly shown.

マイクロコンピュータ11は内部カウンタ、ROMおよ
びRAMを内蔵している。駆動信号発生回路12は第1
図の振動子駆動回路2に対して所定周波数の駆動パルス
を出力するもので、マイクロコンピュータ11により座
W 演算用の回路と回期して起動される。
The microcomputer 11 includes an internal counter, ROM, and RAM. The drive signal generation circuit 12
It outputs a drive pulse of a predetermined frequency to the vibrator drive circuit 2 shown in the figure, and is activated by the microcomputer 11 in rotation with the circuit for calculating the oscillator W.

カウンタ13の計数イ^はマイクロコンピュータ11に
よりラッチ回路14にラッチされる。
The count value of the counter 13 is latched into the latch circuit 14 by the microcomputer 11.

一方、波形検出回路9は、振動センサ6の出力から後述
のようにして、座標検出のための振動伝達時間を計測す
るための検出信号のタイミング情報を出力する。振動検
出信号のタイミング情報は入力ボート15に人力される
On the other hand, the waveform detection circuit 9 outputs timing information of a detection signal for measuring vibration transmission time for coordinate detection from the output of the vibration sensor 6 as described later. The timing information of the vibration detection signal is input manually to the input boat 15.

入力されたタイミング信号は判定回路iMリラッチ回路
14内の計数値と比較され、その結果がマイクロコンピ
ュータ11に伝えられる。すなわち、カウンタ13の出
力データのラッチ値として振動伝達時間が表現され、こ
の振動伝達時間値により座標演算が行なわれる。
The input timing signal is compared with the count value in the determination circuit iM relatch circuit 14, and the result is transmitted to the microcomputer 11. That is, the vibration transmission time is expressed as a latch value of the output data of the counter 13, and coordinate calculation is performed using this vibration transmission time value.

表示器11′の出力制御処理は入出力ボート17を介し
て行なわれる。
Output control processing for the display device 11' is performed via the input/output port 17.

第4図は第1図の波形検出回路9に入力される検出波形
と、それに基づく振動伝達時間の計測処理を説明するも
のである。第4図において符号41で示されるものは振
動入力装置3に対して印加される駆動信号パルスである
。ζ、のような波形により駆動された振動入力装置3か
ら振動伝達板8に伝達された超音波振動は、振動伝達板
8内を通って振動センサ6に検出される。
FIG. 4 explains the detected waveform input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 1 and the vibration transmission time measurement process based on the detected waveform. In FIG. 4, the reference numeral 41 indicates a drive signal pulse applied to the vibration input device 3. In FIG. The ultrasonic vibration transmitted from the vibration input device 3 to the vibration transmission plate 8 driven by a waveform such as ζ passes through the vibration transmission plate 8 and is detected by the vibration sensor 6.

振動伝達板8内を振動センサ6までの距離に応じた時間
i gをかけて進行した後、振動は振動センサ6に到達
する。第4図の符号42は振動センサ6が検出した信号
波形を示している。本実施例において用いられる板波は
分散性の波であり、そのため振動伝達板8内での伝播距
離に対して検出波形ノエンベローブ421、と位相42
2の関係は振動伝達中に伝達距離に応じて変化する。
After traveling within the vibration transmission plate 8 for a time i g corresponding to the distance to the vibration sensor 6, the vibration reaches the vibration sensor 6. Reference numeral 42 in FIG. 4 indicates a signal waveform detected by the vibration sensor 6. The plate wave used in this embodiment is a dispersive wave, and therefore, the detection waveform no envelope 421 and the phase 42 with respect to the propagation distance within the vibration transmission plate 8.
2 changes depending on the transmission distance during vibration transmission.

ここで、エンベロープの進む速度を群速度Vg、位相速
度をVpとする。この群速度および位相速度の違いから
振動入力装置3と振動センサ6間の距離を検出すること
ができる。
Here, the speed at which the envelope advances is assumed to be group velocity Vg, and the phase velocity is assumed to be Vp. The distance between the vibration input device 3 and the vibration sensor 6 can be detected from the difference in group velocity and phase velocity.

マス、エンベロープ421のみに着[1すると、その速
度はVgであり、ある特定の波形上の点、たとえばピー
クを第4図の符号43のように検出すると、振動入力装
置3および振動センサ6の間の距#dはその振動伝達時
間をtgとしてd=Vg−t g         ・
・・(1)この式は振動センサ6の1つに関するもので
あるが、同じ式により他の2つの振動センサ6ど振動入
力装置3の距離を示すことができる。
When the mass reaches only the envelope 421 [1], its velocity is Vg, and when a point on a certain waveform, for example a peak, is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. The distance #d between them is d=Vg-tg, where the vibration transmission time is tg.
(1) Although this equation relates to one of the vibration sensors 6, the distance between the other two vibration sensors 6 and the vibration input device 3 can be expressed by the same equation.

さらに、より高精度な座標イめを決定するためには、位
相信号の検出に基づく処理を行なう、第4図の位相波形
422の特定の検出点、たとえば振動印加から、ピーク
通過後のゼロクロス点までの時間をtpとすれば振動セ
ンサと振動入力装置の距離は d=n*入p+Vp 拳t p     …(2)とな
る。ここで八pはlrl性波の波長、nは整数である。
Furthermore, in order to determine a more accurate coordinate image, it is necessary to perform processing based on phase signal detection at a specific detection point of the phase waveform 422 in FIG. Letting the time tp be the distance between the vibration sensor and the vibration input device, d=n*in p+Vp fist t p (2). Here, 8p is the wavelength of the lrl wave, and n is an integer.

前記の(1)式と(2)式から1−記の整数nはn= 
C(Vg 伊t g−Vp* t p)/λP + 1
/Nl   ・・・(3)と示される。ここでNはO以
外の実数であり、適ちな数値を用いる。たとえばN=2
とすれば、±l/2波長以内であれば、nを決定するこ
とができる。上記のようにして求めたnを決定すること
ができる。
From the above equations (1) and (2), the integer n in 1- is n=
C(Vg it g-Vp*t p)/λP + 1
/Nl...(3) is shown. Here, N is a real number other than O, and an appropriate value is used. For example N=2
Then, n can be determined if it is within ±l/2 wavelength. n obtained as described above can be determined.

」二記のようにして求めたnを(2)式に代入すること
で、振動入力装置3および振動センサ6間の距離を正確
に測定することができる。
By substituting n obtained as described above into equation (2), the distance between the vibration input device 3 and the vibration sensor 6 can be accurately measured.

第4図に示した2つの振動伝達時間tgおよびtpの測
定は第1図の波形検出回路9により行なわれる。波形検
出回路9は第5図に示すように構成される。第5図の波
形検出回路は筆圧検出のため、後述のように振動センサ
6の出力波形のレベル情報も処理する。
The two vibration transmission times tg and tp shown in FIG. 4 are measured by the waveform detection circuit 9 shown in FIG. The waveform detection circuit 9 is constructed as shown in FIG. The waveform detection circuit shown in FIG. 5 also processes level information of the output waveform of the vibration sensor 6, as will be described later, in order to detect pen pressure.

第5図において、振動センサ6の出力信号ji:前首前
幅増幅回路により所定のレベルまでj11y幅される。
In FIG. 5, the output signal ji of the vibration sensor 6 is j11y widened to a predetermined level by the front neck width amplification circuit.

増幅された信号はエンベロープ検出回路52に入力され
、検出信号のエンベロープのみが取り出される。抽出さ
れたエンベロープのピークのタイミングはエンベロープ
ピーク検出回路53によって検出される。ピーク検出信
号はモノマルチバイブレータなどから構成された信号検
出回路54によって所定波形のエンベロープ遅延時間検
出信号Tgが形成され、演算制御回路lに入力される。
The amplified signal is input to the envelope detection circuit 52, and only the envelope of the detection signal is extracted. The timing of the peak of the extracted envelope is detected by the envelope peak detection circuit 53. From the peak detection signal, an envelope delay time detection signal Tg having a predetermined waveform is formed by a signal detection circuit 54 composed of a mono-multivibrator or the like, and is input to an arithmetic control circuit l.

また、このTg倍信号、遅延時間調整回路57によって
遅延された元信号からコンパレータ検出回路58により
位相遅延時間検出信号Tpが形成され、演算制御回路1
に入力される。
Further, a phase delay time detection signal Tp is formed by a comparator detection circuit 58 from this Tg multiplied signal and the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 57, and the arithmetic control circuit 1
is input.

以」−に示した回路は振動センサ6の1つ分のもので、
他のそれぞれのセンサに対しても同じ回路が設けられる
。センサの数を一般化してh個とすると、エンベロープ
遅延時間Tgl〜h、位相遅延時間TPI〜hのそれぞ
れh個の検出信号が演算制御回路1に入力される。
The circuit shown below is for one vibration sensor 6,
The same circuit is provided for each of the other sensors. If the number of sensors is generalized to h, then h detection signals of envelope delay times Tgl to h and phase delay times TPI to h are input to the arithmetic and control circuit 1, respectively.

第3図の演算制御回路では上記のTgl〜h、Tp1〜
h信号を入力ポート15から入力し、各々のタイミング
をトリガとしてカウンタ13のカウント値をラッチ回路
14に取り込む、 jirj記のようにカウンタエ3は
振動入力装置3の駆動と同期してスタートされているの
で、ラッチ回路14にはエンベa−プおよび位相のそれ
ぞれの遅延時l111を示すデータが取り込まれる。
In the arithmetic control circuit of FIG. 3, the above Tgl~h, Tp1~
The h signal is input from the input port 15, and the count value of the counter 13 is taken into the latch circuit 14 using each timing as a trigger.As described in JIRJ, the counter 3 is started in synchronization with the driving of the vibration input device 3. Therefore, the latch circuit 14 receives data indicating the delay time l111 of the envelope and the phase.

第6図のように振動伝達板8の角部に3つの振動センサ
6を符号SlからS3の位置に配置すると、第4図に関
連して説明した処理によって振動入力装置3の位置Pか
ら各々の振動センサ6の位置までの直線距* d r〜
d3を求めることができる。さらに演算制御回路1でこ
の直線距離d1〜d3に基づき振動入力装置3の位置P
の座標(x、y)を3平方の定理から次式のようにして
求めることができる。
As shown in FIG. 6, when three vibration sensors 6 are arranged at the corners of the vibration transmission plate 8 at positions S1 to S3, the vibration input device 3 is Straight line distance to the position of the vibration sensor 6 * d r~
d3 can be obtained. Furthermore, the arithmetic control circuit 1 determines the position P of the vibration input device 3 based on the linear distances d1 to d3.
The coordinates (x, y) of can be determined from the 3-square theorem as follows.

ここでX、YはS2、s3の位置の振動センサ6と原点
(位置Sl)のセンサのx、y+hに沿った距離である
Here, X and Y are the distances along x, y+h between the vibration sensor 6 at the positions S2 and s3 and the sensor at the origin (position Sl).

以上のようにして振動人力装置3の座標をリアルタイム
で検出することができる。
As described above, the coordinates of the vibrating human-powered device 3 can be detected in real time.

L記実施例では、振動伝達板8による入力タブレットを
CRTによる表示器11′に重ねて用いる構成を示した
が、入力タブレットと表示器はこのように重ねて配置さ
れる必要はなく、別体であってもかまわない、また、表
示器は液晶表示器など4fxの表示方式のものであって
もよい。
Embodiment L shows a configuration in which the input tablet formed by the vibration transmission plate 8 is stacked on the CRT display 11', but the input tablet and the display do not need to be arranged in such a way that they are stacked, and may be provided separately. In addition, the display may be of a 4fx display method such as a liquid crystal display.

[発明の効果] 以■−から明らかなように1本発明によれば、振動入力
部材から振動伝達板に伝達される振動を振動伝達板に設
けられた振動センサにより検出し、振動の伝達時間から
振動入力点の座標を検出する座標入力装置において、前
記振動入力部材に振動を発生させる振動発生手段と、振
動発生手段を前記振動伝達板に対して所定の角度および
所定の圧接力により圧接させる手段を設けた構成を採用
しているので、振動入力部材から振動伝達板に対する振
動伝達特性を一定に保つことができ、正確かつ安定した
座標検出が可能な俊れた座標入力装置を提供することが
できる。
[Effects of the Invention] As is clear from the following, according to the present invention, the vibration transmitted from the vibration input member to the vibration transmission plate is detected by the vibration sensor provided on the vibration transmission plate, and the transmission time of the vibration is determined. In a coordinate input device that detects the coordinates of a vibration input point from a vibration input member, the vibration generation means generates vibration in the vibration input member, and the vibration generation means is brought into pressure contact with the vibration transmission plate at a predetermined angle and with a predetermined pressure contact force. To provide an excellent coordinate input device which can maintain constant vibration transmission characteristics from a vibration input member to a vibration transmission plate and can accurately and stably detect coordinates by adopting a configuration provided with a means. I can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を採用した座標入力上はの構成を示した
説明図、第2図(A)は第1図の振動入力装置の構造を
示した説明図、第2図(B)は振竹 動入力装首の異なる構造を示した一部破砿側面図、第2
図(C)は第2図(B)の装この上面図、第3図は第1
図の演算〃制御回路の構造を示したブロック図、第4図
は振動入力装置と振動センサの間の距!JIm定を説明
する検出波形を示17た波形図、第5図は第1図の波形
検出回路の構成を示したブロック図、第6図は振動セン
サの配置を示した説明図である。 l・・・演算制御回路  3・・・振動入力装置4・・
・振動子     6・・・振動センサ8・・・振動伝
達板   51・・・前置増幅器15・・・入力ボート
  20・・・スプリング21・・・1、ケース   
22・・・下ケース23・・・足 52・・・エンベローフ’ 検出回路 54.58・・・信号検出回路 59・・・A/D変換回路 (検出口填0 演募制御口路のア日−77圓 第3図 第4図 5た刊多土方出口はへのブD、590 第5図 第6図
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the structure of a coordinate input device employing the present invention, FIG. 2 (A) is an explanatory diagram showing the structure of the vibration input device of FIG. 1, and FIG. 2 (B) is Partially broken side view showing different structures of the vibratory motion input neck, Part 2
Figure (C) is a top view of the mounting in Figure 2 (B), Figure 3 is a top view of the
Calculation in the figure: A block diagram showing the structure of the control circuit. Figure 4 shows the distance between the vibration input device and the vibration sensor! FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the waveform detection circuit of FIG. 1, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing the arrangement of vibration sensors. l... Arithmetic control circuit 3... Vibration input device 4...
- Vibrator 6... Vibration sensor 8... Vibration transmission plate 51... Preamplifier 15... Input boat 20... Spring 21... 1, case
22...Lower case 23...Legs 52...Envelope' detection circuit 54.58...Signal detection circuit 59...A/D conversion circuit (detection port fill 0 performance control port day) -77 En Figure 3 Figure 4 Figure 5 Tadahikata exit is D, 590 Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 振動入力部材から振動伝達板に伝達される振動を振動伝
達板に設けられた振動センサにより検出し、振動の伝達
時間から振動入力点の座標を検出する座標入力装置にお
いて、前記振動入力部材に振動を発生させる振動発生手
段と、振動発生手段を前記振動伝達板に対して所定の角
度および所定の圧接力により圧接させる手段を設けたこ
とを特徴とする座標入力装置。
In a coordinate input device that detects vibration transmitted from a vibration input member to a vibration transmission plate using a vibration sensor provided on the vibration transmission plate, and detects the coordinates of a vibration input point from the transmission time of the vibration, the vibration is transmitted to the vibration input member. 1. A coordinate input device comprising: a vibration generating means for generating a vibration; and a means for pressing the vibration generating means against the vibration transmission plate at a predetermined angle and with a predetermined pressing force.
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