JPS6314220A - 座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 しａ梁上の利用分野］ 本発明は、座標入力装置、特に超音波等の弾性波を用い
、指示点座標を決定する座標入力装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来この種の座標入力装置の人力部は、第２図の様な構
成である。ここでｓｏ、ｓｌ、Ｓ２のセンサの座標を各
々Ｓ０　（０，Ｏ）、ｓ、（ｘ。

０）、Ｓ２　　（０，Ｙ）とし、指示点Ｐ　（ｘ、ｙ）
において、弾性波が発せられたとする。伝播体中の弾性
波の速度を■にとし、Ｓｏ　、Ｓ　ｒ　、　Ｓ２までの
遅延時間を、ｔｏ、ｔ＋、ｔ２とすれば、Ｐ点の座標ｘ
、ｙは以下の式により算出される。

Ｐ　（ｘ、ｙ）において、 ｘ−Ｘ／２Ｖｘ’（ｔｏ”ｔ＋）（ｔｏ−ｔ＋）／２Ｘ
　　　−（１−１）ｙ−Ｙ／２＋ＶＫ’　（ｔｏ”ｔｚ
）　（ｔ、−ｔ２）／２Ｙ　　・・・　　（１−２）（
Ｘ、Ｙはセンサ間の距離） 上記の様に指示点から発生された弾性波の遅延時間を測
る事により、座標位置の検出を行う事ができる。上述従
来例において、得られた遅延時間１０．１．．１２が各
々ｄｏ、　　　ｌ＋　　ｄ２の誤差を含んでいる場合に
は、（１−１）、（１−２）式より算出された座標値は
、各々 Ｘに対して、 ＶＫ”　（（（ｌｏ’−ｄｌ”）　十２　（ｔｏｄｏ−
ｔ＋ｄ＋））／２Ｘ−（２−１）ｙに対して、 ＶＫ”　（（ｄｏ’−ｄ２’）千２（ｔｏｄｏ−ｔ２ｄ
２））／２Ｙ’・・　（２−２）の誤差を持つ。

（２−１）、（２−２）の第２項を見れば明らかな様に
、含まれる誤差の値が遅延時間（つまりセンナからの距
１ｉｆｔ）により異なり、時間がかかるほど（つまりセ
ンサから遠くなるほど）誤差が増大し、精度が悪くなる
という欠点を持っている。

［発明が解決しようとする問題点コ 本発明は、上述の様な欠点を除去し、指示点の場所によ
る誤差の変動を抑え、高精度に座標を決定する座標入力
装置を提供する。

［問題点を解決するための手段］ この問題点を解決するための一手段として、本発明の座
標入力装置は、座標の決定に必要な数より少なくとも１
つ多くの検出手段と、該検出手段による検出結果に基づ
き座標の決定に必要な数の前記検出手段を選択して、振
動子ペンの弾性波伝播体への接触点の座標を決定する座
標決定手段とを備える。

［作用］ かかる構成において、座標決定手段は、座標の決定に必
要な数より少なくとも１つ多い検出手段から、検出結果
に基づき必要な数の前記検出手段を選択して、振動子ペ
ンの弾性波伝播体への接触点の座標を決定する。

［実施例コ 第１図に本実施例の座標入力装置のブロック図を示す。

ここで、２は弾性波を伝播する弾性波伝播体、３は弾性
波伝播体２に振動を与える振動子ペン、１は弾性波伝播
体２の振動を電気信号に変換するセンサ、５は各々のセ
ンサ１よりの電気信号から弾性波の検出信号を発生する
受信波形検出回路、４は振動子ペン３の振動子を駆動す
る振動子駆動回路、６は各々のブロックの制御と検出信
号から伝活遅延時間を計数し、その数値より座標を計算
する演算・制御ブロックであり、カウンタ６ａと処理プ
ログラムを格納するＲＯＭ６ｂと補助記憶用のＲＡＭ６
ｃを有する。尚、ＣＰＵは図示されていない。７はディ
スプレイ等の外部装置である。上記構成において、演算
・制御ブロック６よりスタート信号が振動子駆動回路４
に送られる。この時、演算・制御ブロック６はスタート
信号と同期して、時間を計数するカウンタ６ａをスター
トさせる。スタート信号を受は取った振動子駆動回路４
は、振動子ベン３の振動子を駆動し、弾性波伝播体２に
弾性波を発生させる。この弾性波が弾性体伝播体２を伝
播し、センサ１に到達すると、センサ１はこの振動を電
気信号に変換し、受信波形検出回路５に電気信号を与え
る。受信波形検出回路５は、弾性波を検出し検出信号を
演算、制御ブロック６に送る。演算・制御ブロック６は
、この検出信号によりカウンタ６ａの値を読む事により
、伝播遅延時間を知る事ができる。

第３図は本実施例の座標入力装置の人力部を示す図であ
る。同図において、Ｓ３は新たに増設されたセンサ、ｔ
３は指示点から８３までの遅延時間である。

本構成において、図中Ｐ点において弾性波が発生された
場合、最初に達するセンサはＳ３であり、次いでＳｔ、
Ｓ２．Ｓｏの順に到達し、ｔ３≦ｔ１≦ｔ２≦七〇　　
　・・・（３−１）となる。従来の技術の項で示した式
（２−１）。

（２−２）より、座標の算出結果に含まれる誤差は、遅
延時間が長い程増加するので、本実施例においては、先
着３つのデータを用いて座標計算を行う。

座標の計算式は以下の通りである。

ｘ−Ｘ／２＋（Ｓｘ）Ｖｘ’（ｔｉ÷ｔｂ）　（ｔａ−
ｔｂ）／２Ｘ−（４−１）ｙ−Ｙ／２＋　（Ｓ、）　ｌ
／に２　（ｔａ”ｔｃ）（ｔ、−ｔＣ）／２Ｙ・・・（
４−２）上式において、ｘ、ｙは座漂値、Ｓ、、Ｓ、は
各々の式の符号を表わす変数であり、ｔ、。

１ｂ、１ｅは、弾性波の到達順序により決定される各セ
ンナ点での遅延時間である。ここでＳｘ。

Ｓｙ′Ｂ！、びｔ、、ｔｂ、ｔｃは最小の遅延時間を与
えるセンサによって、表１に従ってソフト的に決定され
る。

＊以下余白＊ 表　　１ 第４図はＲＯＭ６ｂに格納された、本実施例の座標入力
装置の処理フローチャートである。

まず、ステップＳ１で初期化により内部クロック、フリ
ップフロップ等の初期化を行い、そしてステップＳ２で
振動子ベン３の振動子の駆動とカウンタをスタートする
。ステップＳ３ですべてのセンサ１からの弾性波の検出
信号を受信波形検出回路５から受信する。ここで、所定
時間内に検出信号の受信が無い場合は、ステップＳｌｌ
から本処理を抜けて他の処理に移る。ステップＳ４で検
出信号を受信するまでの遅延時間を比較し、遅延時間の
短いンサから順位を決定する。もし、この時に同一遅延
時間がある場合は、ステップＳ５からステップＳ１０に
行って、予め決められた規則、例えば同一値センサの若
い番号の方を最短時間とする、に従って順位を決め、ス
テップＳ６で０短遅延時間のセンサの番号が決定された
ら、ステップＳ７で先の表１に従い、Ｓｘ、Ｓ、。

ｔａ　＋　　”＋ｂ　＋　　ｊＣを決定し、ステップＳ
８で演算を行い座標を決定し、ステップＳ９で座標をＲ
ＡＭａｃに記憶して、外部のディスプレイ７等に出力し
、一つのサイクルを終了する。以下、これをサンプリン
グ数に従って繰返す。尚、ディスプレイ７等への出力は
、ＲＡＭ６ｃに記憶された座標の示す点のディスプレイ
７上への表示であってもよいし、座標の数値の送信であ
ってもよい。以上の操作は、演算・制御ブロック６内の
図示されないＣＰＵによりＲＯＭ６ｂに格納されたプロ
グラムにより制御、実行されている。

尚、前記実施例においては、各センサまでの遅延時間を
すべて取り込み、その各々をソフトウェアによって比較
して順位を決定したが、ハードウェアによって順位決定
してもよいし、３番目までの遅延時間を得た時点で、演
算を開始しても良い。

第５図は、ハードウェアにより３番目までの遅延時間を
得た時点で演算を開始するようにした回路例である。５
１〜５４は受信波形検出回路５より、各センサ位置Ｓ０
〜Ｓ、において弾性波が検出された事を示す検出信号で
あり、立ち上がり後文の検出サイクルが開始されるまで
、受信波形検出回路５において各々ラッチされている。

この５１〜５４の検出信号のうち３つのく８号が送られ
てくると、ＡＮＤ回路５５〜５８とＯＲ回路５９とによ
って、データセット端子６２をＯＮにしボートへ出力す
る。また、４つの内最初の信号が１つ又は複数送られて
くると、ＯＲ回路６０の出力によりラッチ回路６１にラ
ッチされ、順位データとしてボートへ出力される。演算
・制御ブロック６は、ボートを監視し、上記データセッ
ト端子６２とラッチ回路６１との２つのデータより、デ
ータのセット及び順位を検知する。順位データにおいて
同時に発生した時は、前記フローチャートのステップＳ
ＩＯに示したように、ソフト的に順位を割り当てる。こ
のようにハード的に構成する事で、高速化が図れる。

尚、本実施例では、センサ４つのうち３つを用いて計算
を行ったが、３センサのうち２センサを用いたものにお
いても同様に効果がある。また、それ以上のセンサを用
いたものにおいても同様である。更に、本発明の技術思
想は、本実施例の如く２次元の場合ばかりでなく、１次
元及び多次元の場合にも拡張される。

以上説明したように、複数センサ方式で、弾性波の遅延
時間を用いて座標を決定する装置において、検出に必要
とされるセンサ数より最低１つ以上多くのセンサ及び検
出回路を持ち、弾性波到着の順序に従い、到着の早い順
に必要数のデータを用いて、演算を行なう事で、距離に
よる検出誤差を軽減する事ができる。また最寄りのデー
タを用いるので、距離による減衰の影響を軽減でき、ノ
イズによる誤差を軽減できる。

［発明の効果］ 本発明において、指示点の場所による誤差の変動を抑え
、高精度に座標を決定する座標入力装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の座標入力装置のブロック図、第２図は
従来の座標入力装置の人力部の図、第３図は実施例の座
標入力装置の人力部の図、第４図は実施例の座標入力装
置の処理フローチャート、 第５図は実施例の検出信号入力部をハードウェアで実現
した回路図である。 図中、１・・・センサ、２・・・弾性波伝播体、４・・
・振動子ペン、５・・・受信波形検出回路、６・・・演
算・制御ブロック、６ａ・・・カウンタ、６ｂ・・・Ｒ
ＯＭ、６ｃ・・・ＲＡＭ、７・・・ディスプレイ、Ｓ０
〜Ｓ３・・・センサ位置である。 特許出願人　　キャノン株式会社 第１図 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）振動発生源を持つ振動子ペンを弾性波伝播体に接
   触させ、伝播した弾性波を、前記弾性波伝播体に取り付
   けられた弾性波を電気信号として検出する検出手段によ
   り検出し、前記振動子ペンの前記弾性波伝播体への接触
   から、前記検出手段に弾性波が到達するまでの伝播遅延
   時間に基づいて、前記振動子ペンの前記弾性波伝播体へ
   の接触点の座標を決定する座標入力装置であつて、座標
   の決定に必要な数より少なくとも１つ多くの前記検出手
   段と、該検出手段による検出結果に基づき座標の決定に
   必要な数の前記検出手段を選択して、前記振動子ペンの
   前記弾性波伝播体への接触点の座標を決定する座標決定
   手段とを備えることを特徴とする座標入力装置。
2. （２）座標決定手段は、弾性波の到着順位を検知する検
   知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて、先着から
   座標の決定に必要な数の前記検出手段への弾性波の伝播
   遅延時間を用いて、座標を算出する座標算出手段とを備
   えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の座標
   入力装置。
3. （３）座標の決定に必要な検出手段の数は、ｎ次元の場
   合、最小限ｎ個であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の座標入力装置。