JPH01124018A - 位置検出装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えばＣＲＴ、作図装置のような位置指定装
置等に利用する位置検出装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来、グラフィック・デイスプレィ等においてはライト
ベンを用いてＣＲＴ画面」二を位置指定しながら所望と
する図形を作図したり、あるいはＣＲＴを含む種々の位
置指定装置の中にはタッチパネルを用いて位置指定を行
うものもある。

以上のような位置指定手段のうち特にライトペンは表示
装置本体側の制御系と密接な係り合いをもっているので
既存の機器に簡単に取付けられないことが多く、また、
新規機種であってもそれなりに複雑な設計を余儀なくさ
れる。一方、タッチパネルは光学的に配置されたマトリ
ックスの交点を検出点とするものであり、指定位置を確
実に検出する場合にはマトリックス部品を細かく配置し
なければならず多くの部品を必要とする。

（発明が解決しようとする問題点） 従って、以上のような位置検出装置は、指定位置の検出
に多くの制約を伴っており、またマトリックス配置のも
のは位置検出範囲が広くなるにしたがって部品点数が相
当多く使用する問題点があった。

本発明は以上のよな実情に鑑みてなされたもの　、で、
位置指定範囲の広狭に影響されずに少ない部品点数で確
実に指定位置を検出し得、かつ、構成簡単で取付けが容
易である位置検出装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明による位置検出装置は、被位置指定物内の所要と
する位置を指定したときに所定の信号を発生するととも
にタイミング信号を出力する信号発生器と、前記被位置
指定物の複数箇所に設置され前記信号発生器から発生さ
れた信号を検出する複数の信号検出器と、前記信号発生
器から得られたタイミング信号と前記複数の信号検出器
によって検出した信号とから前記被位置指定物内の指定
位置を検出する指定位置演算手段とを備えたものである
。

（作用） 従って、本発明は、以上のような手段とすることにより
、被位置指定物内の所要とする位置を信号発生器を用い
て指定したときに当該信号発生器から例えば音波信号お
よび電気的なタイミング信号を発生する。一方、複数の
信号検出器はその指定位置からの距離に依存して時間的
な遅れをもって到来する音波を検出する。そこで、前記
信号発生器からのタイミング信号を起点とし、複数の信
号検出器による音波のそれぞれの検出時間から距離を求
めて前記被位置指定物内の指定位置を取得するもの！あ
る。

（実施例） 以下、本発明装置の一実施例について第１図を参照して
説明する。同図において１０は例えばＣＲＴ表示装置１
作図装置その他同種の機能を持つ装置本体であって、こ
の装置本体１ｏには被位置指定物１１が設けられている
。この被位置指定物１１はＣＲＴ表示装置や作図装置に
おける表示画面９作図面等に相当する。１２は位置指定
体であって、その先端部分に例えば圧電素子等の音波信
号発生器１３が取付けられている。この音波信号発生器
１３は被位置指定物１１内の所要とする箇所を押圧指定
すると音波を発生するとともにその位置指定時に所定電
圧のタイミング信号を発生する機能を持っている。１４
ａ、１４ｂは被位置指定物１２の４つのコーナ一部分の
うち例えば上側の２つのコーナ一部分に設置された通称
マイクロホンと呼ばれる音波信号検出器であって、前記
音波信号発生器１３から発生された音波を指定位置から
の距離に依存する遅れ時間をもって検出した後電気信号
に変換して出力する。

２０は音波信号発生器１３および各音波信号検出器１４
ａ、１’４ｂの出力を受けて位置指定体１２による指定
位置を求める指定位置演算手段である。この指定位置演
算手段２０は、具体的にはクロック発生源２１、前記音
波信号発生器１３から発生された音゛波信号が音波信号
検出器１４ａ。

１４’ｂで検出されるまでの時間を検出する到達時間検
出手段２２、この到達時間検出手段２２で検出された到
達時間を距離信号に変換する距離変換手段２３および位
置算出手段２４等で構成されている。

次に、以上のように構成された装置の動作を説明する。

オペレータが位置指定体１２を把持して被位置指定物１
１内の所要とする位置を抑圧指定すると、位置指定体１
２先端の音波信号発生器１３から音波が発生するととも
に電気的に変換された所定電圧のタイミング信号が到達
時間検出手段２２へ送出される。前記音波信号発生器１
３から発生された音波は四方に伝播進行して音波信号検
出器１４ａ、１４ｂにより検出される。この音波検出時
間は指定位置からの距離に応じた遅れ時間に相当する。

しかして、指定位置演算手段２０の到達時間検出手段２
２では、前記音波信号発生器１３からタイミング信号を
受けたときから前記各音波信号検出器１４ａ、１４ｂで
音波信号を検出するまでの時間をクロック発生源２１か
らのクロックをそれぞれ計数し到達時間を取得する。そ
して、各到達時間は距離変換手段２３において第２図に
示す距離信号Ｌ１．Ｌ２に変換した後、後続の位置算出
手段２４で指定位置を算出する。すなわち、この位置算
出手段２４は、予め雨音波信号検出器間の距離Ｓが設定
され、かつ、前記距離変換手段２３からそれぞれ距離信
号”　１　＋　　Ｌ　２が入力されてくるので、 Ｌｌ　干Ｘ２　＋ｙ２ Ｌう＝　（Ｓ−ｘ）　２＋ｙ２ の両式を用いて被位置指定物１１の横方向座標値Ｘとし
て、 ｘ＝　（Ｌ？−Ｌう＋Ｓ”’）’／２Ｓなる式から求め
ることができ、かつ、この座標値Ｘから縦方向の座標値
ｙを求める。さらに、これらｘ、ｙから点１５の指定位
置を求めることができる。

従って、以上のような実施例の構成によれば、被位置指
定物１１の適宜な箇所に複数の音波信号検出器１４ａ、
１４ｂを設置するとともに、位置指定体１２の音波発生
器１３から位置指定時に音波およびタイミング信号を発
生することにより、このタイミング信号発生時から各音
波信号検出器１４ａ、１４ｂによる音波到達時までの音
波到達時間を検出し、これら時間信号を距離信号に変換
して指定位置を求めるようにしたので、従来のように複
雑な制御系を用いたり、あるいは複雑なマトリックス構
成を取ることなく比較的簡単に構成で指定位置を求める
ことが可能である。また、被位置指定物１１の面積が大
きくなっても電子部品や処理形態を変えることなく確実
に指定位置を求めることができ、しかも種々の既設の機
器に簡単かつ容易に取付けられる。

なお、上記実施例では音波信号発生器１３に圧電素子を
用いたが、位置指定体１２に振動子を埋込んで被位置指
定物１１に接触させたときに間欠的に振動を発生させ、
この振動が被位置指定物１１を伝わって到達するのを音
波信号検出器１４ａ、１４ｂに代わる振動検出器で検出
する構成であってもよい。また、音波に代えて電波また
は単一パルス性信号を発生する信号発生器でもよい。ま
た、音波信号検出器１４ａ、１４ｂは同一箇所でない限
り取付箇所や取付方法等について特に限定されるもので
ないが、例えば装置本体１０自身が振動を発生するもの
である場合には検出器支持部材としては振動を吸収する
ものを用いるのが望ましい。また、２個の音波信号検出
器１４ａ。

１４ｂを用いているが、２個以上の検出器を用いてもよ
いことは言うまでもない。さらに、到達時間検出手段２
２で得られる到達時間を距離信号として取り扱えば距離
変換手段２３を必要としない。

但し、この場合には距離Ｓは予め既知の時間値として定
めておく必要がある。その他、本発明はその要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、位置指定範囲の広
狭に影響されずに少ない部品点数で確実に指定位置を検
出でき、かつ、既設の機器でも比較的簡単に取付は可能
な位置検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる位置検出装置の一実施例を示す
構成図、第２図は指定位置を求めるための一例を示す模
式図である。 １１・・・被位置指定物、１２・・・位置指定体、１３
・・・信号発生器、１４ａ、１４ｂ・・・信号検出器、
２０・・・指定位置演算手段、２２・・・到達時間検出
手段、２３・・・距離変換手段、２４・・・位置算出手
段。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被位置指定物内の所要とする位置を指定したとき
   に所定の信号を発生するとともにタイミング信号を出力
   する信号発生器と、前記被位置指定物の複数箇所に設置
   され前記信号発生器から発生される信号を検出する複数
   の信号検出器と、前記信号発生器から得られたタイミン
   グ信号と前記複数の信号検出器による検出信号とから前
   記被位置指定物内の指定位置を求める指定位置演算手段
   とを備えたことを特徴とする位置検出装置。
2. （２）信号発生器は、音波または振動波を発生するもの
   である特許請求の範囲第１項記載の位置検出装置。