JPH05108248A - 座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 起振源である指示器から操作板に加えた振動
を操作板の周辺部分に設けた３個以上の振動センサで検
出し、ＡＥ計測の原理でもって振動印加点の位置情報を
求める装置に関する。指示器から操作板に加えた正規の
振動と、その他の外乱による振動とを区別する。 【構成】 指示器２から充分短い一定周期で繰り返し振
動パルスを発生する。操作板１に設置された振動センサ
３の出力の周期性を周期カウンタ１１と周期比較器１２
でチェックし、指示器２からの周期Ｔの振動パルスの検
出信号と、その他の外乱による振動の検出信号とを区別
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガラス板のような操
作板の表面にペンのような形態をした指示器でもって振
動を加え、その振動を操作板の周辺部分に設置した複数
個の振動センサで検出し、その検出信号から指示器によ
る指示点（振動印加点）の座標値を演算する座標入力装
置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】アコースティック・エミッション（Ａ
Ｅ）計測の原理を応用したこの種の座標入力装置は、特
開昭６３−２４４０６８号公報に解説されているよう
に、複写機のガラス板上に原稿を載置し、その原稿の上
から指示器を当てて原稿の部分複写領域を指定するよう
な応用に適している。

【０００３】この種の座標入力装置では、操作板の表面
の周辺部分に３個以上の振動センサを設置しておき、適
当な励振手段を内蔵したペン（指示器）でもって操作板
の任意の位置に印加された振動を各センサで検出し、各
センサによる振動検出タイミングの順番と、最初の振動
検出タイミングと他のセンサの振動検出タイミングとの
時間差に基づいて指示点（振動を加えた点）の座標値を
演算している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の座標入力装置
においては、指示器を座標演算系（装置本体）とは別体
にし、両者を信号線で接続しないコードレスタイプにす
る方が格段に使い勝手が良い。しかしその場合、指示器
でもって操作板に振動を加えたタイミングは装置本体側
で検出できず、振動センサ群による振動検出タイミング
の相互演算によってのみ指示点の座標値を演算すること
になる。従って、指示器によって操作板に印加される正
規の振動と、他のさまざまな外乱要因によって操作板に
加わる振動とを装置本体側で区別するのが困難であり、
誤認識や誤作動が多くなるという問題があった。

【０００５】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、指示器によって加える正規
の振動と他の外乱要因による振動とを区別して誤認識や
誤作動をなくし、正確な座標入力を行えるようにした座
標入力装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る座標入力
装置は、振動が伝搬する操作板と、この操作板面の周辺
部分に設置された３個以上の振動センサと、前記操作板
面の任意の位置に充分短い一定周期Ｔで繰り返し振動パ
ルスを印加するための指示器と、前記振動センサ群によ
る振動検出タイミングに基づいて前記操作板上における
前記指示器による振動印加点の座標値を演算する演算手
段と、前記振動センサ群により前記周期Ｔにほぼ等しい
間隔で振動が検出されているか否かをチェックする検出
周期判定手段と、この判定手段により検出周期が前記周
期Ｔにほぼ等しいと判定されたときに前記演算手段によ
る演算結果を有効にする処理手段とを備えたものであ
る。

【０００７】

【作用】前記指示器で前記操作板を指示すると、充分短
い一定周期Ｔで繰り返し振動パルスが操作板に印加され
る。従って前記振動センサでも周期Ｔで繰り返し振動パ
ルスを検出することになる。しかし、指示器によらない
他の外乱要因によって操作板に振動が加わった場合、前
記振動センサによる検出信号には前述のような周期性は
生じない。この周期性の有無によって、指示器により加
えられた正規の振動か他の外乱による振動かを区別する
ことができる。

【０００８】

【実施例】図１にこの発明の一実施例による座標入力装
置の概略構成を示している。１はガラス板からなる操作
板であり、圧電素子からなる４個の振動センサ３が操作
板４の四隅にそれぞれ取り付けられている。２は人が手
でもって操作するペンのような形態の指示器であって、
ペン形の先端部分に配置された超音波ホーンと、この超
音波ホーンと一体化された超音波振動子と、この超音波
振動子を駆動するドライバと、高周波パルスを一定周期
Ｔで発生してドライバに入力する発信回路と、これら全
体の動作電源を供給する電源と、操作スイッチとを内蔵
しており、以下に説明する座標値演算用の信号処理系
（装置本体）に対して指示器２は完全に独立したコード
レスのユニットとなっている。この指示器２の先端を操
作板１の表面に当接し、前記のスイッチを操作すると、
前記発振回路、駆動回路が動作して超音波振動子が励振
され、その超音波振動が超音波ホーンを介して操作板１
に伝えられる。このときの超音波振動は発振器の出力に
同期した充分短い周期Ｔのパルスである。この周期Ｔ
は、指示器２からの振動が操作板１の対角線上を端から
端まで伝わる時間よりは長いが、指示器２を手で操作す
る人の意図しない動きが無視できる程度に充分短い時間
に設定されている。

【０００９】各振動センサ３の出力信号はプリアンプ４
で増幅されてフィルタ５に入力される。プリアンプ４お
よびフィルタ５は指示器２で発生する振動のモードに合
わせた回路特性とし、指示器２で加えた正規の振動周波
数以外の信号成分をできるだけ除去するように構成す
る。フィルタ５を通過した振動検出信号は検波回路６で
包絡線検波された後、コンパレータ７で二値化されて方
形波パルスに変換される。つまり、振動センサ３により
所定周波数の振動信号が所定レベル以上の強さで検出さ
れると、その受信信号を検波して二値化した方形波パル
スがコンパレータ７から出力される。

【００１０】１０は座標入力装置の主要な信号処理を行
なう中央処理装置（ＣＰＵ）であり、各コンパレータ７
に対応した４個のフリップフロップ８をリセットした状
態で各振動センサ３から振動検出信号が出力されるのを
待つ。つまり振動センサ３から所定の振動検出信号が出
力されると、コンパレータ７から前記のように方形波パ
ルスが出力され、ＣＰＵ１０によってリセットされてい
たフリップフロップ８がコンパレータ７の出力によって
セットされる。ＣＰＵ１０は各フリップフロップ８の出
力を監視し、４個の振動センサ３による振動検出タイミ
ングの順番を判定する。また、２個の時間差カウンタ９
はそれぞれ、操作板１の対角線上に配置された２個の振
動センサ３、３に対応した２個のフリップフロップ８、
８の出力により動作し、その対角線上に配置された２個
の振動センサ３、３による振動検出タイミングの時間差
をカウントする。そのカウント値はＣＰＵ１０に入力さ
れる。

【００１１】つまり、ＣＰＵ１０は４個のフリップフロ
ップ８の出力と２個の時間差カウン９の出力を読み取
り、４個の振動センサ３による振動検出タイミングの順
番と、対角線上にある２個の振動センサ３の振動検出タ
イミングの時間差とに基づいて、指示器２によって振動
が印加された点の座標値を演算する。一発の振動パルス
の検出信号に基づいて座標値を一回演算したならば、Ｃ
ＰＵ１０は各フリップフロップ８と時間差カウンタ９を
リセットし、次の振動パルスの到来を待つ。このように
してＣＰＵ１０は、各振動センサ３で振動パルスが検出
される毎に、その振動印加点の座標値を繰り返し演算す
る。

【００１２】指示器２からの周期Ｔの振動パルスがセン
サ３で繰り返し検出されていると、コンパレータ７から
は周期Ｔのパルス信号が発生する。このコンパレータ７
の出力は周期カウンタ１１にも入力されており、コンパ
レータ７からパルスが発生するたびに前回のパルスとの
間隔（周期）がカウンタ１１で繰り返しカウントされ
る。この周期カウンタ１１のカウント値は、コンパレー
タ７からパルス信号が発生するたびに周期比較器１２に
入力され、基準値Ｔ（指示器２の振動パルスの周期）と
比較される。そして、周期カウンタ１１の出力値がＴに
ほぼ等しいと（Ｔとの差が微小な一定値以下であると）
ＣＰＵ１０に対して有効信号を発生する。ＣＰＵ１０
は、４個の周期比較器１２からすべて有効信号が入力さ
れた場合に、その直前に前述のように演算した座標値を
有効とする。そして例えば、有効とされた座標値を１０
周期分連続して演算した段階で、その平均値を計算し、
その結果を図示しない出力系に与える。また、途中で有
効信号が途絶えた場合は、入力エラーなどの表示を行な
う。

【００１３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明で
は、指示器から充分短い一定周期Ｔで繰り返し発生する
振動パルスを操作板に伝え、その振動を検出するセンサ
出力について常時周期性をチェックし、正しい周期性を
もって検出される信号を有効とし、その信号に基づいて
計算された座標値を有効とするので、指示器以外の外乱
要因によって操作板に加わった正規の周期性を有しない
振動は無視され、その外乱振動による誤った座標値を認
定することがなく、従来より大幅に信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による座標入力装置の概略
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 操作板 ２ 指示器 ３ 振動センサ ４ プリアンプ ７ コンパレータ ８ フリップフロップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動が伝搬する操作板と、この操作板面
   の周辺部分に設置された３個以上の振動センサと、前記
   操作板面の任意の位置に充分短い一定周期Ｔで繰り返し
   振動パルスを印加するための指示器と、前記振動センサ
   群による振動検出タイミングに基づいて前記操作板上に
   おける前記指示器による振動印加点の座標値を演算する
   演算手段と、前記振動センサ群により前記周期Ｔにほぼ
   等しい間隔で振動が検出されているか否かをチェックす
   る検出周期判定手段と、この判定手段により検出周期が
   前記周期Ｔにほぼ等しいと判定されたときに前記演算手
   段による演算結果を有効にする処理手段とを備えたこと
   ことを特徴とする座標入力装置。