JPH0519948A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH0519948A
JPH0519948A JP3176490A JP17649091A JPH0519948A JP H0519948 A JPH0519948 A JP H0519948A JP 3176490 A JP3176490 A JP 3176490A JP 17649091 A JP17649091 A JP 17649091A JP H0519948 A JPH0519948 A JP H0519948A
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JP
Japan
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vibration
pen
plate
transmission plate
vibration transmission
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Withdrawn
Application number
JP3176490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Tokioka
正樹 時岡
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Atsushi Tanaka
淳 田中
Kiyoshi Kaneko
潔 兼子
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動伝達板8の端部からの反射波を無くし、
振動ペン3による振動を正確に検出できるようにする。 【構成】 振動ペン3で振動伝達板8を押さえると、ペ
ン3の振動をセンサ6で検知してペンで押さえた座標を
決定する。その際、振動伝達体8の周辺部で反射波が生
じてセンサでの振動の検知に悪影響を与える。そのた
め、伝達板8の周囲の本体外枠20を伝達板8と同じ音
響インピーダンスを持つ素材で作成し、伝達体8に密着
させる。これにより、伝達板8の振動は効率よく外枠2
0に伝播し反射波を押さえることができる。
(57) [Abstract] [Purpose] To eliminate the reflected wave from the end of the vibration transmission plate 8,
The vibration by the vibrating pen 3 can be accurately detected. [Structure] When the vibration transmitting plate 8 is pressed by the vibrating pen 3, the vibration of the pen 3 is detected by the sensor 6 and the coordinates pressed by the pen are determined. At that time, a reflected wave is generated in the peripheral portion of the vibration transmitter 8 and adversely affects the detection of vibration by the sensor. Therefore, the main body outer frame 20 around the transmission plate 8 is made of a material having the same acoustic impedance as that of the transmission plate 8, and is closely attached to the transmission body 8. As a result, the vibration of the transmission plate 8 is efficiently transmitted to the outer frame 2
It can propagate to 0 and suppress the reflected wave.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば振動伝達板上の
振動伝達時間から指示点の座標を検出する座標入力装置
等に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device or the like for detecting the coordinates of a designated point from the vibration transmission time on a vibration transmission plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、振動伝達板に圧電素子などを
内蔵した振動ペンにより振動伝達板に振動入力を行い、
振動伝達板に設けた複数のセンサにより入力振動を検出
し、振動伝達時間を計測することにより入力点の座標を
検出する座標入力装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a vibration pen having a built-in piezoelectric element or the like is used to input vibration to the vibration transmission plate.
There is known a coordinate input device that detects an input vibration by a plurality of sensors provided on a vibration transmission plate and measures a vibration transmission time to detect coordinates of an input point.

【0003】このような座標入力装置では、振動伝達板
の端部での入力信号の反射波のために振動センサによる
検出に誤差を生じないように、振動伝達板の端部を防振
材により支持する構造が用いられる。
In such a coordinate input device, the end of the vibration transmitting plate is provided with a vibration-proof material so that an error does not occur in the detection by the vibration sensor due to the reflected wave of the input signal at the end of the vibration transmitting plate. A supporting structure is used.

【0004】従来の防振材は主として騒音防止に開発さ
れたもので、空気音対策用と、固定音対策用に大きく分
類される。したがつて、従来の防振材を上記のような用
途に用いるには固体音対策用のものが用いられる。従来
の固体音対策用の制振材としては、図9(A)に示すよ
うな薄板用制振シートあるいは塗料などがあつた。
The conventional anti-vibration material was developed mainly for noise prevention and is roughly classified into air noise countermeasures and fixed noise countermeasures. Therefore, in order to use the conventional antivibration material for the above-mentioned applications, the one for solid noise is used. As a conventional damping material for countermeasures against solid noise, there is a damping sheet for thin plate or paint as shown in FIG. 9 (A).

【0005】図9(A)において、8′は制振されるべ
き振動材、7は制振シートである。振動板8′は薄鋼板
やアルミ板などの金属板あるいは樹脂板・ガラス板など
から構成される。
In FIG. 9 (A), 8'denotes a vibration material to be damped, and 7 denotes a vibration damping sheet. The vibrating plate 8'is composed of a metal plate such as a thin steel plate or an aluminum plate, or a resin plate or a glass plate.

【0006】このような構成では、振動する振動板8′
に制振シート7を張り付けることにより制振シート7の
振動減衰を利用して振動板8′の振動を減少させ、騒音
を減少させることができる。
In such a structure, the vibrating diaphragm 8'is vibrated.
By attaching the vibration damping sheet 7 to the vibration damping sheet 7, the vibration damping of the vibration damping sheet 7 can be utilized to reduce the vibration of the diaphragm 8'and reduce the noise.

【0007】市販されている制振シート7の材質には、
ポリ塩化ビニール・アタクチツクポリプロピレン・ポリ
エチレンビニルアセチレート・スチレンブタジエンゴム
・シリコンゴム・セレントペーストなどがあり、さらに
これらに可塑剤・安定材・軟化材・鉛や鉄などの金属粉
・ケイ砂・アスフアルトなどを添加、あるいは混合した
ものが用いられる。これらの材質の成形形状としてはス
ポンジ状の多孔質形状がある。
The material of the vibration damping sheet 7 on the market is
There are polyvinyl chloride, tactic polypropylene, polyethylene vinyl acetylate, styrene butadiene rubber, silicone rubber, and Celent paste, and these also include plasticizers, stabilizers, softeners, metal powders such as lead and iron, silica sand, asphalt. Etc. are added or mixed. As a molding shape of these materials, there is a sponge-like porous shape.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記のような従来の制振シートは、主として振動する板全
体に装着することにより板全体の振動を抑止するように
考えられている。
However, it is considered that the conventional vibration damping sheet as described above is mounted on the entire vibrating plate to suppress the vibration of the entire plate.

【0009】したがつて、前記のように振動伝達板の端
部での反射波を抑止するために、図9(B)のように制
振シートを振動伝達板8の周辺に装着して用いても充分
に反射波を減少させることができなかつた。
Therefore, in order to suppress the reflected wave at the end portion of the vibration transmission plate as described above, a vibration damping sheet is attached around the vibration transmission plate 8 as shown in FIG. 9B. However, the reflected wave could not be reduced sufficiently.

【0010】図9(B)は前記振動伝達板周辺部に制振
シートを装着した場合の振動伝播を示す図、図9(C)
は図9(B)の断面図の一部であり、反射波の様子を示
す図である。8は振動伝達板、7は前記制振シート、3
は加振源である振動ペン、Aは前記振動ペン3と前記振
動伝達板8との接触点である加振点から伝播する振動を
示す波、Bは振動伝達端面での反射波、Cは制振シート
装着界面での反射波をそれぞれ模式的に示したものであ
る。
FIG. 9 (B) is a diagram showing vibration propagation when a vibration damping sheet is attached to the periphery of the vibration transmitting plate, FIG. 9 (C).
FIG. 9A is a part of the cross-sectional view of FIG. 9B, showing a state of reflected waves. 8 is a vibration transmitting plate, 7 is the vibration damping sheet, 3
Is a vibrating pen which is a vibration source, A is a wave showing vibration propagating from an exciting point which is a contact point between the vibrating pen 3 and the vibration transmitting plate 8, B is a reflected wave at the vibration transmitting end face, and C is a wave. It is each showing typically the reflected wave in the damping sheet mounting interface.

【0011】従来の制振シート7は、前述のとおり板全
体に発生している振動(固有振動、つまり共振振動も含
む)に対しては制振効果は大きいが、図9(B)のよう
に、制振シート7が装着されない領域で加振し、そこか
ら伝播する進行波としての振動に対しては充分な制振効
果が得られないため、図9(C)のように制振シートの
装着部分Dにおいて若干減衰させるものの振動伝達板端
面での反射波Bを充分抑えることができない。よつて、
制振シート7の幅を大きくすることで、振動伝達板端面
でけの反射波を抑える必要があつた。そのために、振動
伝達板の外形の周辺部は幅広の制振シート7を装着する
領域として、座標入力が不可能な無効エリアとなつてい
た。
The conventional damping sheet 7 has a large damping effect on the vibration (natural vibration, that is, resonance vibration is included) generated in the entire plate as described above, but as shown in FIG. 9B. In addition, since the vibration damping sheet 7 is vibrated in a region where the vibration damping sheet 7 is not mounted, and a sufficient vibration damping effect cannot be obtained against the vibration as a traveling wave propagating from the vibration damping sheet 7, the vibration damping sheet as shown in FIG. Although it is slightly attenuated at the mounting portion D, the reflected wave B at the end surface of the vibration transmission plate cannot be sufficiently suppressed. Yotsutte
By increasing the width of the vibration damping sheet 7, it is necessary to suppress the reflected wave from the end surface of the vibration transmission plate. For this reason, the peripheral portion of the outer shape of the vibration transmission plate is an invalid area in which coordinates cannot be input as an area for mounting the wide damping sheet 7.

【0012】更に、従来の制振シート7を装着すること
により、制振シート装着面で反射波Cが新たに発生し
た。制振シート7の装着面からの反射を抑えるために
は、振動伝達板の音響インピーダンスに比べて小さい値
の音響インピーダンスを持つ材料を制振シート7に選ぶ
必要があつた。また、音響インピーダンスが小さい材料
を用いると、振動伝達板端面での反射を抑える能力が弱
くなるので、制振シート7の幅をさらに広くとる必要が
あつた。
Further, by mounting the conventional damping sheet 7, a reflected wave C is newly generated on the damping sheet mounting surface. In order to suppress the reflection from the mounting surface of the vibration damping sheet 7, it is necessary to select a material for the vibration damping sheet 7 that has a smaller acoustic impedance than the acoustic impedance of the vibration transmission plate. Further, if a material having a low acoustic impedance is used, the ability to suppress reflection at the end surface of the vibration transmission plate becomes weaker, so it is necessary to make the width of the vibration damping sheet 7 wider.

【0013】従つて、弾性波を用いる座標入力装置の振
動伝達板の周辺部に従来の制振シートを装着すること
で、前記2つの反射波が発生し、加振源からの直接波を
検出する際にノイズとなつて検出精度を下げるという欠
点があつた。さらに、振動伝達板端面からの反射波を抑
えるには、制振シートの幅を広くしてやる必要があり、
そのために座標入力が不可能な無効エリアが大きくなつ
ていた。
Therefore, by mounting the conventional damping sheet on the periphery of the vibration transmitting plate of the coordinate input device using the elastic wave, the two reflected waves are generated and the direct wave from the vibration source is detected. However, there is a drawback in that it causes noise and reduces the detection accuracy. Furthermore, in order to suppress the reflected waves from the end surface of the vibration transmission plate, it is necessary to widen the width of the damping sheet.
Therefore, the invalid area in which the coordinates cannot be input is increasing.

【0014】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
であり、座標入力面の有効面積を減らさずにノイズとな
る反射波を効率よく抑制できる座標入力装置を提供する
事を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional example, and an object of the present invention is to provide a coordinate input device capable of efficiently suppressing reflected waves which become noise without reducing the effective area of the coordinate input surface.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の座標入力装置は以下の構成からなる。
In order to achieve the above object, the coordinate input device of the present invention has the following configuration.

【0016】振動源からの振動伝達時間により振動源の
座標を特定する座標入力装置であって、第1の振動伝達
手段と、該第1の振動伝達手段に密接した第2の振動伝
達手段とを備える。
A coordinate input device for specifying coordinates of a vibration source based on a vibration transmission time from the vibration source, the first vibration transmitting means and a second vibration transmitting means in close contact with the first vibration transmitting means. Equipped with.

【0017】[0017]

【作用】以上の構成によれば、第1の振動伝達手段を伝
播する振動は、第2の振動伝達手段に伝播し、第1の振
動伝達手段の端部での反射波が減少する。
According to the above construction, the vibration propagating through the first vibration transmitting means propagates to the second vibration transmitting means, and the reflected wave at the end of the first vibration transmitting means is reduced.

【0018】[0018]

【実施例】以下に、図面に示す実施例に基づき、本発明
を詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on the embodiments shown in the drawings.

【0019】図1(A)は本発明を採用した座標入力装
置の構造を示している。図1(A)の座標入力装置は、
ドツトマトリクス方式などの表示方式を有するデイスプ
レイ18とともに文字・図形・画像などの情報入出力装
置を構成する。
FIG. 1A shows the structure of a coordinate input device adopting the present invention. The coordinate input device of FIG.
An information input / output device for characters, figures, images, etc. is configured together with the display 18 having a display system such as a dot matrix system.

【0020】図において、符号8で示されたものはアク
リルやガラス板などからなる振動伝達板で、振動ペン3
から伝達される振動をその周辺部に設けられた3個の振
動センサ6に伝達する。
In the figure, the reference numeral 8 indicates a vibration transmission plate made of acrylic or glass plate, and the vibration pen 3
The vibration transmitted from is transmitted to the three vibration sensors 6 provided on the periphery thereof.

【0021】本実施例における振動ペンを用いる座標検
出では、振動ペン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、振動ペン3の振動伝達板8上での座標を検出す
る。
In the coordinate detection using the vibrating pen in this embodiment, the vibration time of the vibration pen 3 is measured by measuring the transmission time of the ultrasonic vibration transmitted from the vibration pen 3 to the vibration sensor 6 via the vibration transmission plate 8. The coordinates on the transmission plate 8 are detected.

【0022】振動伝達板8には、振動ペン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、図1(B)のように振動伝達板端面を本
体外枠20に接着またはグリースを介して密着させてい
る。
In order to prevent the vibration transmitted from the vibrating pen 3 from being reflected at the peripheral portion and returning to the central portion, the vibration transmitting plate 8 has a vibration transmitting plate end face as shown in FIG. 1 (B). It is adhered to the outer frame 20 of the main body through adhesion or grease.

【0023】本体外枠20には、音響インピーダンスが
振動伝達板8とほぼ等しい材料を用いる。例えば、振動
伝達板8にガラスを使用するなら本体外枠20はアルミ
を使用し、アクリルならばエポシキ樹脂などのプラスチ
ツク材料を使用する。また、本体外枠20は図1(B)
で示したように、振動伝達板8の形状よりわずかに大き
いサイズとし、かつ下部に曲げた構造とする。
The body outer frame 20 is made of a material having an acoustic impedance substantially equal to that of the vibration transmission plate 8. For example, if glass is used for the vibration transmitting plate 8, the main body outer frame 20 is made of aluminum, and if it is acrylic, a plastic material such as epoxy resin is used. Further, the outer frame 20 of the main body is shown in FIG.
As shown in, the size is slightly larger than the shape of the vibration transmitting plate 8 and the structure is bent downward.

【0024】振動伝達板8はCRT(あるいは液晶表示
器)など、ドツト表示が可能な表示器18上に配置さ
れ、振動ペン3によりなぞられた位置にドツト表示を行
うようになつている。すなわち、検出された振動ペン3
の座標に対応した表示器18上の位置にドツト表示が行
われ、振動ペン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ったよ
うに振動ペンの軌跡の後に現れる。
The vibration transmission plate 8 is arranged on a display device 18 such as a CRT (or a liquid crystal display device) capable of displaying dots and is adapted to perform a dot display at a position traced by the vibration pen 3. That is, the detected vibration pen 3
The dot display is performed at the position on the display 18 corresponding to the coordinates of the, and the image composed of elements such as points and lines input by the vibrating pen 3 is the locus of the vibrating pen as if it were written on paper. Appears after.

【0025】また、このような構成によれば表示器18
にはメニユー表示を行い、振動ペンによりそのメニユー
項目を選択させたり、プロンプトを表示させて所定の位
置に振動ペン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, the display 18
Alternatively, an input method may be used in which a menu display is performed and the menu item is selected by the vibrating pen, or a prompt is displayed to bring the vibrating pen 3 into contact with a predetermined position.

【0026】振動伝達板8に超音波振動を伝達させる振
動ペン3は、内部に圧電素子などから構成した振動子4
を有しており、振動子4の発生した超音波振動を先端が
尖ったホーン部5を介して振動伝達板8に伝達する。
The vibrating pen 3 for transmitting ultrasonic vibrations to the vibration transmitting plate 8 has a vibrator 4 internally formed of a piezoelectric element or the like.
The ultrasonic vibration generated by the vibrator 4 is transmitted to the vibration transmission plate 8 via the horn portion 5 having a sharp tip.

【0027】図2は振動ペン3の構造を示している。振
動ペン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の駆動信号は図1の演算およ
び制御回路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
よつて所定のゲインで増幅された後、振動子4に印加さ
れる。
FIG. 2 shows the structure of the vibrating pen 3. The vibrator 4 built in the vibrating pen 3 is driven by the vibrator driving circuit 2. The drive signal of the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit 1 of FIG. 1, amplified by a predetermined gain by the vibrator drive circuit 2 capable of low impedance driving, and then the vibrator. 4 is applied.

【0028】電気的な駆動信号は振動子4によつて機械
的な超音波振動に変換され、ホーン部5を介して振動板
8に伝達される。
The electric drive signal is converted into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 4 and transmitted to the diaphragm 8 via the horn section 5.

【0029】振動子4の振動周波数はアクリルやガラス
などの振動伝達板8に板波を発生させることができる値
に選択される。また、振動子駆動の際、振動伝達板8に
対して図2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、振動子4の振動周波数
を振動子4の共振周波数とすることで効率のよい振動変
換が可能である。
The vibration frequency of the vibrator 4 is selected to a value capable of generating a plate wave on the vibration transmission plate 8 such as acrylic or glass. Further, when the vibrator is driven, a vibration mode in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction of FIG. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 as the resonance frequency of the vibrator 4, it is possible to perform efficient vibration conversion.

【0030】上記のようにして振動伝達板8に伝えられ
る弾性波は板波であり、表面波などに比して振動伝達板
8の表面の傷や障害物などの影響を受けにくいという利
点を有する。
The elastic wave transmitted to the vibration transmitting plate 8 as described above is a plate wave, and has the advantage that it is less susceptible to scratches and obstacles on the surface of the vibration transmitting plate 8 compared to surface waves. Have.

【0031】再び、図1(A)において、振動伝達板8
の端部に設けられた振動センサ6も、圧電素子などの機
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6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に変換され
る。演算制御回路1は振動伝達時間の測定処理を行い、
振動ペン3の振動伝達板8上での座標位置を検出する。
Referring again to FIG. 1A, the vibration transmission plate 8
The vibration sensor 6 provided at the end of is also composed of a mechanical-electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signals of the three vibration sensors 6 are input to the waveform detection circuit 6 and converted into detection signals that can be processed by the arithmetic control circuit 1 in the subsequent stage. The arithmetic control circuit 1 performs the measurement process of the vibration transmission time,
The coordinate position of the vibration pen 3 on the vibration transmission plate 8 is detected.

【0032】検出された振動ペン3の座標情報は、演算
制御回路1において表示器18による出力方式に応じて
処理される。すなわち、演算制御回路は入力座標に基づ
きビデオ信号処理装置10を介して表示器18の出力動
作を制御する。
The detected coordinate information of the vibrating pen 3 is processed in the arithmetic control circuit 1 according to the output system of the display 18. That is, the arithmetic control circuit controls the output operation of the display 18 via the video signal processing device 10 based on the input coordinates.

【0033】図3は図1の演算制御回路1の構造を示し
ている。ここでは主に振動ペン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。
FIG. 3 shows the structure of the arithmetic control circuit 1 of FIG. Here, the structure of the drive system of the vibration pen 3 and the vibration detection system by the vibration sensor 6 is mainly shown.

【0034】マイクロコンピユータ11は内部カウンタ
やROMおよびRAMを内蔵している。駆動信号発生回
路12は図1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、マイクロコンピユータ1
1により座標演算用の回路と同期して起動される。
The microcomputer 11 has a built-in internal counter, ROM and RAM. The drive signal generation circuit 12 outputs a drive pulse of a predetermined frequency to the vibrator drive circuit 2 of FIG.
1 is started in synchronization with the circuit for coordinate calculation.

【0035】カウンタ13の計数値はマイクロコンピユ
ータ11によりラツチ回路14にラツチされる。
The count value of the counter 13 is latched in the latch circuit 14 by the microcomputer 11.

【0036】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、座標検出のために振動伝達
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。これらのタイミング情報は入力ポート15にそれ
ぞれ入力される。
On the other hand, the waveform detection circuit 9 outputs the timing information of the detection signal for measuring the vibration transmission time for the coordinate detection from the output of the vibration sensor 6 as described later. These pieces of timing information are input to the input ports 15, respectively.

【0037】波形検出回路9から入力されるタイミング
信号は入力ポート15に入力され、ラツチ回路14内の
各振動センサ6に対応する記憶領域に記憶され、その結
果がマイクロコンピユータ11に伝えられる。すなわ
ち、カウンタ13の出力データのラツチ値として振動伝
達時間が表現され、この振動伝達時間値により座標演算
が行われる。このとき、判定回路16は複数の振動セン
サ6からの波形検出のタイミング情報がすべて入力され
たかどうかを判定し、マイクロコンピユータ11に報知
する。
The timing signal input from the waveform detection circuit 9 is input to the input port 15 and stored in the storage area corresponding to each vibration sensor 6 in the latch 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 the coordinate calculation is performed based on this vibration transmission time value. At this time, the determination circuit 16 determines whether or not all the waveform detection timing information from the plurality of vibration sensors 6 has been input, and notifies the microcomputer 11 of it.

【0038】表示器18の出力制御処理は入出力ポート
17を介して行われる。
The output control processing of the display 18 is performed via the input / output port 17.

【0039】図4は図1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。図4において、符号41で示される
ものは振動ペン3に対して印加される駆動信号パルスで
ある。このような波形により駆動された振動ペン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 illustrates a detected waveform input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 1 and a vibration transmission time measuring process based on the detected waveform. In FIG. 4, reference numeral 41 indicates a drive signal pulse applied to the vibrating pen 3. The ultrasonic vibration transmitted to the vibration transmission plate 8 from the vibration pen 3 driven by such a waveform passes through the inside of the vibration transmission plate 8 and is detected by the vibration sensor 6.

【0040】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tgをかけて進行した後、振動は振動セン
サ6に到達する。図4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、そのため検出波形のエンベ
ローブ421と位相422の関係は振動伝達距離に応じ
て変化する。
After traveling through the vibration transmission plate 8 for a time tg 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. Since the plate wave used in this embodiment is a dispersive wave, the relationship between the envelope 421 and the phase 422 of the detected waveform changes according to the vibration transmission distance.

【0041】ここで、エンベローブの進速度を群速度V
g、位相速度をVpとする。この群速度および位相速度
の違いから振動ペン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 advance velocity of the envelope is the group velocity V
g and the phase velocity is Vp. The distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6 can be detected from the difference between the group velocity and the phase velocity.

【0042】まず、エンベローブ421のみに着目する
と、その速度はVgであり、ある特定の波形上の点、た
とえばピークを図4の符号43のように検出すると、振
動ペン3および振動センサ6の間の距離dはその振動伝
達時間をtgとして、 d=Vg・tg …(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と振動ペン3の距離
を示すことができる。
First, focusing only on the envelope 421, its velocity is Vg, and when a point on a certain specific waveform, for example, a peak is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. 4, it is detected between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6. The distance d of the vibration transmission time is tg, and d = Vg · tg (1) This formula relates to one of the vibration sensors 6, but the other two vibration sensors 6 and the vibration pen 3 are expressed by the same formula. Can indicate the distance.

【0043】さらに、より高精度な座標値を決定するた
めには、位相信号の検出に基づく処理を行う。図4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
動センサと振動ペンの距離は、 d=n・λp+Vp・tp …(2) となる。ここでλpは弾性波の波長、nは整数である。
Further, in order to determine the coordinate value with higher accuracy, processing based on the detection of the phase signal is performed. If a specific detection point of the phase waveform 422 in FIG. 4, for example, the time from the vibration application to the zero-cross point after the peak is passed is tp, the distance between the vibration sensor and the vibration pen is d = n · λp + Vp · tp (2) Becomes Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and n is an integer.

【0044】前記の(1)式と(2)式から上記の整数
nは、 n=[Vg・tg−Vp・tp)/λp+1/N] …(3) と示される。ここでNは0以外の実数であり、適当な数
値を用いる。たとえばN=2とし、±1/2波長以内で
あればnを決定することができる。
From the above equations (1) and (2), the above integer n is expressed as n = [Vg.tg-Vp.tp) /. Lambda.p + 1 / N] (3). Here, N is a real number other than 0, and an appropriate value is used. For example, if N = 2 and n is within ± 1/2 wavelength, n can be determined.

【0045】上記のようにして求めたnを(2)式に代
入することで、振動ペン3および振動センサ6間の距離
を正確に判定することができる。
By substituting n obtained as described above into the equation (2), the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6 can be accurately determined.

【0046】図3に示した2つの振動伝達時間tgおよ
びtpの測定のため、波形検出回路9はたとえば図5に
示すように構成することができる。
For measuring the two vibration transmission times tg and tp shown in FIG. 3, the waveform detection circuit 9 can be constructed, for example, as shown in FIG.

【0047】図5において、振動センサ6の出力信号は
前述の増幅回路51により所定のレベルまで増幅され
る。
In FIG. 5, the output signal of the vibration sensor 6 is amplified to a predetermined level by the above-mentioned amplifier circuit 51.

【0048】増幅された信号はエンベロープ検出回路5
2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によつて検出される。
ピーク検出信号から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によつ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1
に入力される。
The amplified signal is an envelope detection circuit 5
2 and 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.
The envelope detection time detection signal Tg having a predetermined waveform is formed from the peak detection signal by the signal detection circuit 54 including a mono-multivibrator, and the arithmetic control circuit 1
Entered in.

【0049】また、このTg信号のタイミングと、遅延
時間調整回路57によつて遅延された元信号から検出回
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。
The phase delay time detection signal Tp is formed by the detection circuit 58 from the timing of this Tg signal and the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 57, and is input to the arithmetic control circuit 1.

【0050】すなわち、Tg信号は単安定マルチバイブ
レータ55により所定幅のパルスに変換される。また、
コンパレートレベル供給回路56はこのパルスタイミン
グに応じてtpを信号を検出するためのしきい値を形成
する。この結果、コンパレートレベル供給回路56は図
3の符号44のようなレベルとタイミングを有する信号
44を形成し、検出回路57に入力する。
That is, the Tg signal is converted into a pulse having a predetermined width by the monostable multivibrator 55. Also,
The comparator level supply circuit 56 forms a threshold value for detecting the signal tp according to the pulse timing. As a result, the comparator level supply circuit 56 forms the signal 44 having the level and timing as indicated by reference numeral 44 in FIG. 3, and inputs the signal 44 to the detection circuit 57.

【0051】すなわち、単安定マルチバイブレータ55
およびコンパレートレベル供給回路56は位相遅延時間
の測定がエンベロープピーク検出後の一定時間のみしか
作動しないようにするためのものである。
That is, the monostable multivibrator 55
And the comparator level supply circuit 56 is for making the measurement of the phase delay time operate only for a fixed time after the envelope peak is detected.

【0052】この信号はコンパレータなどから構成され
た検出回路58に入力され、図4のように遅延された検
出波形と比較され、この結果、符号45のようなtp検
出パルスが形成される。
This signal is input to the detection circuit 58 composed of a comparator or the like and compared with the detection waveform delayed as shown in FIG. 4, and as a result, a tp detection pulse such as reference numeral 45 is formed.

【0053】以上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。センサの下図を一般化してh個とすると、
エンベローブ遅延時間Tg1〜h、位相遅延時間Tp1
〜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 above is for one vibration sensor 6, and the same circuit is provided for each of the other sensors. If the lower figure of the sensor is generalized to h,
Envelope delay time Tg1 to h, phase delay time Tp1
Each of h detection signals from to h is input to the arithmetic control circuit 1.

【0054】図3の演算制御回路では上記のTg1〜h
・Tp1〜h信号を入力ポート15から入力し、各々の
タイミングを取り出してカウンタ13のカウント値をラ
ツチ回路14に取り込む。前記のようにカウンタ13は
振動ペンの駆動と同期してスタートされているので、ラ
ツチ回路14にはエンベロープおよび位相のそれぞれの
遅延時間を示すデータが取り込まれる。
In the arithmetic control circuit of FIG. 3, the above Tg1 to h
The Tp1 to h signals are input from the input port 15, each timing is taken out, and the count value of the counter 13 is taken into the latch circuit 14. As described above, since the counter 13 is started in synchronization with the driving of the vibrating pen, the latch circuit 14 receives the data indicating the delay time of each of the envelope and the phase.

【0055】図6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S1からS3の位置に配置すると、
図4に関連して説明した処理によつて振動ペン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離d1〜
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に基づき振動ペン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。ただし、S1・S2・S3はそれぞれ
座標(0,0)・(X,0)・(0,Y)であるものと
する。
When the three vibration sensors 6 are arranged at the corners of the vibration transmission plate 8 at the positions S1 to S3 as shown in FIG.
According to the processing described with reference to FIG. 4, the linear distances d1 to d1 from the position P of the vibration pen 3 to the position of each vibration sensor 6
d3 can be obtained. Further, the arithmetic control circuit 1 can obtain the coordinates (x, y) of the position P of the vibrating pen 3 based on the linear distances d1 to d3 by the following formula from the Pythagorean theorem. However, S1, S2, and S3 are assumed to have coordinates (0,0), (X, 0), and (0, Y), respectively.

【0056】 x=X/2+(d1+d2)・(d1−d2)/2X …(4) y=Y/2+(d1+d3)・(d1−d3)/2Y …(5) ここでx・yはそれぞれS2・S3の位置の振動センサ
6と原点(位置S1)のセンサのX軸・Y軸に沿った距
離である。
X = X / 2 + (d1 + d2) · (d1-d2) / 2X (4) y = Y / 2 + (d1 + d3) · (d1-d3) / 2Y (5) where x and y are respectively This is the distance along the X-axis and Y-axis between the vibration sensor 6 at the positions S2 and S3 and the sensor at the origin (position S1).

【0057】以上のようにして振動ペン3の位置座標を
リアルタイムで検出することができる。ここでは説明を
簡略するために、図6に示されるように直交座標系に対
応するセンサ配置を例示したが、図1(A)のようなセ
ンサ配置を行う場合でも、同様の演算により座標値を決
定することができる。
As described above, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in real time. Here, in order to simplify the description, the sensor arrangement corresponding to the Cartesian coordinate system is illustrated as shown in FIG. 6, but even when the sensor arrangement as shown in FIG. Can be determined.

【0058】ここで、図1(A)・図1(B)に示した
ような構成を用いる効果について説明する。本体外枠2
0は、振動伝達板8の音響インピーダンスとほぼ等しい
値の音響インピーダンスをもつ材料により構成されてい
る。伝導伝達板8の音響インピーダンスをC1、本体外
枠20の音響インピーダンスをC2とすると、伝導伝達
板8と本体外枠20との界面での反射率Rは、界面に垂
直に入射した場合、次式のようになることはよく知られ
ている。
Here, the effect of using the configuration as shown in FIGS. 1A and 1B will be described. Body outer frame 2
0 is made of a material having an acoustic impedance substantially equal to the acoustic impedance of the vibration transmission plate 8. Assuming that the acoustic impedance of the conduction transfer plate 8 is C1 and the acoustic impedance of the main body outer frame 20 is C2, the reflectance R at the interface between the conduction transmission plate 8 and the main body outer frame 20 is: It is well known that it becomes like a formula.

【0059】 R=(C2−C1)/(C2+C1) …(6) C1=C2で、R=0となり、音響インピーダンスが等
しい材料の境界面での反射はゼロとなる。これは、斜め
に振動が境界に入力した場合でも、同様にC1=C2
で、R=0となることも周知である。
R = (C2-C1) / (C2 + C1) (6) When C1 = C2, R = 0, and the reflection at the boundary surface of the materials having the same acoustic impedance becomes zero. This is because even if the vibration is obliquely input to the boundary, C1 = C2 similarly.
It is also well known that R = 0.

【0060】実際の音響インピーダンスの値で考えてみ
ると、例えば振動伝達板8にガラス(C1=1.70×
107 kg/m2)、本体外枠20にアルミ(C2=1.6
9×107 kg/m2)を選んだ時の反射率は、(6)式よ
りR=0.003となり、直接波の0.3%しか反射し
ないことになる。
Considering the actual acoustic impedance value, for example, the vibration transmission plate 8 is made of glass (C1 = 1.70 ×).
10 7 kg / m 2 ) and aluminum (C2 = 1.6
The reflectance when 9 × 10 7 kg / m 2 ) is selected is R = 0.003 from the equation (6), and only 0.3% of the direct wave is reflected.

【0061】また、振動伝達板8から本体外枠20に透
過した振動に注目すると、本体外枠20内を伝播し、本
体外枠20端面で反射し再び振動伝達板8にまで伝播し
てきても、直接波に対して時間遅れが大きく、検出する
際のノイズとはならない。
Focusing on the vibration transmitted from the vibration transmission plate 8 to the main body outer frame 20, even if the vibration propagates in the main body outer frame 20, is reflected by the end surface of the main body outer frame 20, and propagates to the vibration transmission plate 8 again. , There is a large time delay with respect to the direct wave, and it does not become noise when detecting.

【0062】以上のように、振動伝達板8を取り付ける
本体外枠20として、振動伝達板とほぼ同じ音響インピ
ーダンスを持つ材料を用い、振動伝達板8をその周辺で
外枠と接着するかグリースを介して密着して固定するこ
とで、振動伝達板の端面からの反射波を減少させること
ができ、しかも振動伝達板8上に無効エリアを作らずに
振動検出時のノイズを低減して座標検出精度を向上させ
ることができるという優れた効果がある。
As described above, as the main body outer frame 20 to which the vibration transmitting plate 8 is attached, a material having substantially the same acoustic impedance as that of the vibration transmitting plate is used, and the vibration transmitting plate 8 is adhered to the outer frame at its periphery or grease is used. It is possible to reduce the reflected wave from the end surface of the vibration transmission plate by closely fixing it through the above, and further to reduce the noise at the time of vibration detection without forming an invalid area on the vibration transmission plate 8 to detect the coordinate. There is an excellent effect that the accuracy can be improved.

【0063】[0063]

【他の実施例】図7に本体外枠20を一枚構造とした、
もう一つの実施例を示す。図7で振動伝達版8から本体
外枠20に透過した振動は、本体外枠20を横断して反
対側の振動伝達板8にまで到達する。よつて、直接波に
対する時間遅れは図1(B)の構造よりも更に大きくと
ることができる。
[Other Embodiments] FIG. 7 shows a structure in which the outer frame 20 of the main body is one piece.
Another embodiment will be described. In FIG. 7, the vibration transmitted from the vibration transmission plate 8 to the main body outer frame 20 reaches the vibration transmission plate 8 on the opposite side across the main body outer frame 20. Therefore, the time delay with respect to the direct wave can be made larger than that of the structure of FIG.

【0064】また、座標入力装置全体の形状が小さく、
よつて本体外枠20の形状が大きくとれない時には前記
時間遅れが小さくなり、本体外枠20から再び振動伝達
板8に戻ってくる振動が問題になる。このような場合に
有効なもう一つの実施例を図8に示す。
Further, the overall shape of the coordinate input device is small,
Therefore, when the shape of the main body outer frame 20 cannot be made large, the time delay becomes small, and there is a problem of vibration returning from the main body outer frame 20 to the vibration transmission plate 8 again. FIG. 8 shows another embodiment effective in such a case.

【0065】図8のように本体外枠20に制振シート7
を装着することで、本体外枠20を伝播する透過振動を
伝播中に抑えることができる。この構成によれば、制振
シート7の装着面積を大きく取れて本体外枠20の振動
を押さえることができるが、装着する領域は振動伝達板
内でないため、従来問題となつた無効エリアは生じな
い。
As shown in FIG. 8, the damping sheet 7 is attached to the outer frame 20 of the main body.
By mounting the, the transmitted vibration propagating through the main body outer frame 20 can be suppressed during the propagation. According to this configuration, it is possible to increase the mounting area of the vibration damping sheet 7 and suppress the vibration of the outer frame 20 of the main body, but since the mounting area is not inside the vibration transmission plate, an ineffective area, which has been a problem in the past, occurs. Absent.

【0066】また、振動伝達版8と本体外枠20とを一
体に成型すれば、接合部での振動の反射をほぼ完全に押
さえることができる。
If the vibration transmission plate 8 and the main body outer frame 20 are integrally molded, the reflection of vibration at the joint can be suppressed almost completely.

【0067】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによつて達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of a single device. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to the case where it is achieved by supplying a program to a system or an apparatus.

【0068】[0068]

【発明の効果】上記説明したように本発明に係る座標入
力装置は、座標入力面の有効面積を減らさずにノイズと
なる反射波を効率よく抑制できる。
As described above, the coordinate input device according to the present invention can efficiently suppress the reflected wave that becomes noise without reducing the effective area of the coordinate input surface.

【0069】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、振動ペンから入力された振動を振動伝達板に複数設
けられた振動センサにより検出して前記振動ペンの振動
伝達板上での座標を検出する座標入力装置において、
As is apparent from the above, according to the present invention, the vibration input from the vibrating pen is detected by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmitting plate to determine the coordinates of the vibrating pen on the vibration transmitting plate. In the coordinate input device to detect,

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例の構成を示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an example.

【図2】図1の振動ペンの構造を示した説明図である。2 is an explanatory view showing the structure of the vibrating pen of FIG. 1. FIG.

【図3】図1の演算制御装置の構造を示したブロツク図
である。
3 is a block diagram showing the structure of the arithmetic and control unit of FIG.

【図4】振動ペンと振動センサの間の距離測定を説明す
る検出波形を示した波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing detection waveforms for explaining the distance measurement between the vibration pen and the vibration sensor.

【図5】図1の波形検出回路の構成を示したブロツク図
である。
5 is a block diagram showing a configuration of the waveform detection circuit of FIG.

【図6】振動源の座標を定める過程の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a process of determining coordinates of a vibration source.

【図7】[Figure 7]

【図8】本発明の他の実施例の構成を示した説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention.

【図9】従来の防振材の取り付け構造を示した説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a conventional mounting structure for a vibration isolator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…演算制御回路 3…振動ペン 4…振動子 6…振動センサ 7…防振材 8…振動伝達板 9…信号波形検出回路 10…ディスプレイ駆動回路 18…表示部 20…本体外枠 1 ... Operation control circuit 3 ... Vibration pen 4 ... Transducer 6 ... Vibration sensor 7 ... Anti-vibration material 8 ... Vibration transmission plate 9 ... Signal waveform detection circuit 10 ... Display driving circuit 18 ... Display 20 ... Main frame

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 淳 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 兼子 潔 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Jun Tanaka             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation (72) Inventor Kiyoshi Kaneko             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動源からの振動伝達時間により振動源
の座標を特定する座標入力装置であって、 第1の振動伝達手段と、 該第1の振動伝達手段に密接した第2の振動伝達手段
と、 を備える座標入力装置。
1. A coordinate input device for specifying coordinates of a vibration source according to a vibration transmission time from the vibration source, comprising a first vibration transmission means and a second vibration transmission in close contact with the first vibration transmission means. A coordinate input device comprising:
【請求項2】 前記第2の振動伝達手段は前記第1の振
動伝達手段と同じまたは近似した値の音響インピーダン
スを持つことを特徴とする請求項1の座標入力装置。
2. The coordinate input device according to claim 1, wherein the second vibration transmitting means has an acoustic impedance of the same value as or a value close to that of the first vibration transmitting means.
【請求項3】 前記第2の振動伝達手段は箱形に形成さ
れていることを特徴とする請求項1の座標入力装置。
3. The coordinate input device according to claim 1, wherein the second vibration transmission means is formed in a box shape.
【請求項4】 前記第2の振動伝達手段には防振材が接
着されていることを特徴とする請求項3の座標入力装
置。
4. The coordinate input device according to claim 3, wherein a vibration isolator is bonded to the second vibration transmission means.
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