JPH0616255B2 - 座標入力装置 - Google Patents
座標入力装置Info
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- JPH0616255B2 JPH0616255B2 JP61156236A JP15623686A JPH0616255B2 JP H0616255 B2 JPH0616255 B2 JP H0616255B2 JP 61156236 A JP61156236 A JP 61156236A JP 15623686 A JP15623686 A JP 15623686A JP H0616255 B2 JPH0616255 B2 JP H0616255B2
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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、特に弾性波を利用して指定した
位置を検出する座標入力装置に関するものである。
位置を検出する座標入力装置に関するものである。
［従来の技術］ この種の装置の原理を説明すると、振動する座標入力ペ
ンでもって、座標入力板上の任意の位置を指定し、その
指定された位置から放射線上に伝播する弾性波を所定の
位置に固定された受信素子でもって受信し、それぞれの
受信素子に伝播するまでに要した遅延時間を計時するこ
とにより、座標入力ペンで指定された座標位置を算出す
るものである。
ンでもって、座標入力板上の任意の位置を指定し、その
指定された位置から放射線上に伝播する弾性波を所定の
位置に固定された受信素子でもって受信し、それぞれの
受信素子に伝播するまでに要した遅延時間を計時するこ
とにより、座標入力ペンで指定された座標位置を算出す
るものである。
従来では、受信素子でもって検出する弾性波は表面波で
あり、受信素子でもって検出され、電気信号に変換され
た検出信号（複数のパルスからなる）の包絡線のピーク
位置、或いは、あるスレッシュホールドレベルでもって
比較することにより発生した信号を検出した時点でもっ
て表面波の伝播遅延時間を検出していた。
あり、受信素子でもって検出され、電気信号に変換され
た検出信号（複数のパルスからなる）の包絡線のピーク
位置、或いは、あるスレッシュホールドレベルでもって
比較することにより発生した信号を検出した時点でもっ
て表面波の伝播遅延時間を検出していた。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、検出波として表面波を用いた場合、伝播媒体
（座標入力板）に傷や物等（例えば手やペン）が表面波
の発信点（座標入力ペン）と受信点（受信素子）との間
にあると、表面波の伝播時間が変わったり、或いは伝播
しなくなったりして、正確な座標位置を算出することが
できないという欠点があった。
（座標入力板）に傷や物等（例えば手やペン）が表面波
の発信点（座標入力ペン）と受信点（受信素子）との間
にあると、表面波の伝播時間が変わったり、或いは伝播
しなくなったりして、正確な座標位置を算出することが
できないという欠点があった。
そこで、障害物の影響が少ない板波弾性波を使用するこ
とが考えられるが、このとき板波弾性波の群速度と位相
速度が違ってくる。これを説明すると、第２図の様にな
る。図中、８は受信素子でもって検出した検出波であ
り、９は検出波８のピークを結び合わせた包絡線であ
る。検出波８の波形に於て、１つの波の群を追いかけて
見ていると、検出波（以下、小さい波という）の山が波
の群の前端で表われ後端で消滅するように見えたり、又
逆に波の群の後端で起こり前端で消滅するように見えた
りする現象となる。さらに、この現象の中で小さい波の
ピークを結び合わせた包絡線９は、小さい波の位置（位
相）が伝播遅延時間によって変化するため、包絡線の形
が小さい波の位置（位相）と共に変わってしまう。つま
り、小さい波のピークを結び合わせた包絡線９のピーク
を検出し、これを伝播遅延時間を検出させるための信号
にするとやはり、小さい波の変化と同じ変化をしてしま
い。±1/2波長分の誤差が生じてしまう。また、あるス
レッシュホールドレベルを設けて、そこを超えた点を伝
播検出点とした信号としても、第３図の範囲１０内で上
記と同じ理由で±1/2波長分の誤差が生じてしまうとい
う欠点があった。
とが考えられるが、このとき板波弾性波の群速度と位相
速度が違ってくる。これを説明すると、第２図の様にな
る。図中、８は受信素子でもって検出した検出波であ
り、９は検出波８のピークを結び合わせた包絡線であ
る。検出波８の波形に於て、１つの波の群を追いかけて
見ていると、検出波（以下、小さい波という）の山が波
の群の前端で表われ後端で消滅するように見えたり、又
逆に波の群の後端で起こり前端で消滅するように見えた
りする現象となる。さらに、この現象の中で小さい波の
ピークを結び合わせた包絡線９は、小さい波の位置（位
相）が伝播遅延時間によって変化するため、包絡線の形
が小さい波の位置（位相）と共に変わってしまう。つま
り、小さい波のピークを結び合わせた包絡線９のピーク
を検出し、これを伝播遅延時間を検出させるための信号
にするとやはり、小さい波の変化と同じ変化をしてしま
い。±1/2波長分の誤差が生じてしまう。また、あるス
レッシュホールドレベルを設けて、そこを超えた点を伝
播検出点とした信号としても、第３図の範囲１０内で上
記と同じ理由で±1/2波長分の誤差が生じてしまうとい
う欠点があった。
本発明は上記従来技術に鑑みなされたものであり、群速
度と位相速度が異なる板波弾性波を用いながらも振動検
出時期の変動をなくし、高精度に指示位置を得ることを
可能にする座標入力装置を提供しようとするものであ
る。
度と位相速度が異なる板波弾性波を用いながらも振動検
出時期の変動をなくし、高精度に指示位置を得ることを
可能にする座標入力装置を提供しようとするものであ
る。
［問題点を解決するための手段］ この問題を解決するために本発明は以下に示す様な構成
からなる。
からなる。
標位置を算出する。
すなわち、振動を入力するための振動入力手段と、 該振動入力手段を接触することで入力された振動を伝播
する伝播部材と、 該伝播部材に設けられ、前記振動入力手段により入力さ
れた振動により前記伝播部材を伝播する板波弾性波を検
出する検出手段と、 該検出手段により検出された板波弾性波によって形成さ
れる信号の、包絡線波形を検出する包絡線検出手段と、 前記包絡線検出手段により検出された包絡線波形の変曲
点位置を求めるため、当該包絡線を２回微分する微分手
段と、 該微分手段によって得られた前記変曲点位置に対応する
ゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手段と、 該ゼロクロス点検出手段により検出されたゼロクロス点
までの伝播遅延時間と前記板弾性波の群速度に基づい
て、前記伝播部材における振動入力点の座標を導出する
導出手段とを有することを特徴とする。
する伝播部材と、 該伝播部材に設けられ、前記振動入力手段により入力さ
れた振動により前記伝播部材を伝播する板波弾性波を検
出する検出手段と、 該検出手段により検出された板波弾性波によって形成さ
れる信号の、包絡線波形を検出する包絡線検出手段と、 前記包絡線検出手段により検出された包絡線波形の変曲
点位置を求めるため、当該包絡線を２回微分する微分手
段と、 該微分手段によって得られた前記変曲点位置に対応する
ゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手段と、 該ゼロクロス点検出手段により検出されたゼロクロス点
までの伝播遅延時間と前記板弾性波の群速度に基づい
て、前記伝播部材における振動入力点の座標を導出する
導出手段とを有することを特徴とする。
［作用］ かかる本発明の構成において、包絡線波形を微分手段に
より微分して、出力された微分波形のゼロクロス点を検
出し、当該ゼロクロス点が検出されるまでの遅延時間を
計時し、計時された遅延時間に基いて振動入力点の位置
座標を算出する。
より微分して、出力された微分波形のゼロクロス点を検
出し、当該ゼロクロス点が検出されるまでの遅延時間を
計時し、計時された遅延時間に基いて振動入力点の位置
座標を算出する。
［実施例］ 以下、添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説
明する。
明する。
第１図は本実施例の座標入力装置の全体構成図である。
図中、１ａ〜１ｃは圧電素子等のセンサーであり、２は
板波弾性波を伝える伝播媒体（例えばガラス）で、３は
伝播媒体２に板波弾性波を発生させる振動ペン、４は振
動ペン３を駆動する振動ペン駆動回路、５はセンサー１
ａ〜１ｃで受けた板波弾性波の信号を増幅し、遅延時間
を計数させるためのパルス信号を検出する受信波形検出
回路である。尚、この受信波形検出回路５の詳細は後述
する。６は受信波形検出回路５から受けた信号を検出す
るまでを計時し、演算して座標を位置（振動ペンの位
置）検出する演算制御部であり、算出された座標データ
は内部のデータ格納エリアに格納される。また、この演
算制御部６は算出した座標データを基にして、ディスプ
レイ７に例えば点をリアルタイムで表示する等の制御等
を行なう。更にまた、この演算制御部６からは振動ペン
３を駆動させるための信号を振動ペン駆動回路４に出力
する。従って、演算制御部６は振動ペン駆動回路４に信
号を出力してから受信波形検出回路５によって受信した
旨の信号を受信するまでを計時することになる。
図中、１ａ〜１ｃは圧電素子等のセンサーであり、２は
板波弾性波を伝える伝播媒体（例えばガラス）で、３は
伝播媒体２に板波弾性波を発生させる振動ペン、４は振
動ペン３を駆動する振動ペン駆動回路、５はセンサー１
ａ〜１ｃで受けた板波弾性波の信号を増幅し、遅延時間
を計数させるためのパルス信号を検出する受信波形検出
回路である。尚、この受信波形検出回路５の詳細は後述
する。６は受信波形検出回路５から受けた信号を検出す
るまでを計時し、演算して座標を位置（振動ペンの位
置）検出する演算制御部であり、算出された座標データ
は内部のデータ格納エリアに格納される。また、この演
算制御部６は算出した座標データを基にして、ディスプ
レイ７に例えば点をリアルタイムで表示する等の制御等
を行なう。更にまた、この演算制御部６からは振動ペン
３を駆動させるための信号を振動ペン駆動回路４に出力
する。従って、演算制御部６は振動ペン駆動回路４に信
号を出力してから受信波形検出回路５によって受信した
旨の信号を受信するまでを計時することになる。
上述した構成で振動ペン３より発せられた振動が伝播媒
体２中を伝えられたセンサー１ａ〜１ｃでそれぞれ受信
し、その信号の遅延時間を検出して伝播媒体上での座標
位置を演算する。伝播遅延時間を検出する方法として
は、センサー１ａ（センサー１ｂ，１ｃも同様）が受信
する波形は第２図に示すような波形となるが、このとき
キャリアーとなる信号８は位相速度で伝播され、また包
絡線信号９は群速度で伝播され、各々異なった速度で伝
播される。この現象としては、検出信号８の波形が一定
した位相で現われず、振動ペン３とセンサー１ａの距離
によって違った位相の波形となる。従って、あるレベル
のスレッシュホールドでもって検出信号８のピークを検
出するとなると第３図の範囲１０内にピークが存在する
ことになり、これを検出して伝播遅延時間とすると範囲
１０の幅に対応した誤差が生じることになる。従って、
この誤差を少なくして、精度を上げるために本実施例で
は第２図に示す様な包絡線信号９の形を利用して検出す
る。
体２中を伝えられたセンサー１ａ〜１ｃでそれぞれ受信
し、その信号の遅延時間を検出して伝播媒体上での座標
位置を演算する。伝播遅延時間を検出する方法として
は、センサー１ａ（センサー１ｂ，１ｃも同様）が受信
する波形は第２図に示すような波形となるが、このとき
キャリアーとなる信号８は位相速度で伝播され、また包
絡線信号９は群速度で伝播され、各々異なった速度で伝
播される。この現象としては、検出信号８の波形が一定
した位相で現われず、振動ペン３とセンサー１ａの距離
によって違った位相の波形となる。従って、あるレベル
のスレッシュホールドでもって検出信号８のピークを検
出するとなると第３図の範囲１０内にピークが存在する
ことになり、これを検出して伝播遅延時間とすると範囲
１０の幅に対応した誤差が生じることになる。従って、
この誤差を少なくして、精度を上げるために本実施例で
は第２図に示す様な包絡線信号９の形を利用して検出す
る。
検出波形８の詳細を第４図に示す。この検出波形の包絡
線を検出し範囲１１の部分を利用するのである。つま
り、範囲１１の包絡線１２の傾きは、複数個の小さな波
のピークを結ぶ包絡線によって作成される。従って、前
述した欠点の小さな波の位置（位相）による影響を受け
ないで、範囲１１の部分の傾きが構成されることにな
り、この傾きの中にある一点を常に検出することにす
る。例えば第５図に示す様に、包絡線１２を２回微分
し、そのゼロクロス点を検出し、この信号１５を伝播遅
延時間の信号として、演算制御部６で演算して座標位置
を出すのである。尚、包絡線１２を１回微分した波形が
第５図の１３であり、２回微分した波形が１４である。
また、１５が板波弾性波を受信して、検出させるための
信号である。
線を検出し範囲１１の部分を利用するのである。つま
り、範囲１１の包絡線１２の傾きは、複数個の小さな波
のピークを結ぶ包絡線によって作成される。従って、前
述した欠点の小さな波の位置（位相）による影響を受け
ないで、範囲１１の部分の傾きが構成されることにな
り、この傾きの中にある一点を常に検出することにす
る。例えば第５図に示す様に、包絡線１２を２回微分
し、そのゼロクロス点を検出し、この信号１５を伝播遅
延時間の信号として、演算制御部６で演算して座標位置
を出すのである。尚、包絡線１２を１回微分した波形が
第５図の１３であり、２回微分した波形が１４である。
また、１５が板波弾性波を受信して、検出させるための
信号である。
この検出点は、１回目の微分波形のゼロクロス点よりも
急峻な傾きのゼロクロス点となり、より精度の上がった
検出となる。
急峻な傾きのゼロクロス点となり、より精度の上がった
検出となる。
以上の動作処理する受信波形検出回路５の具体的な構成
例を第６図に示す。尚、ここではセンサ１ａに対しての
み説明するが、他のセンサー１ｂ，１ｃについても全く
同様である。
例を第６図に示す。尚、ここではセンサ１ａに対しての
み説明するが、他のセンサー１ｂ，１ｃについても全く
同様である。
さて、センサー１ａで受信した波形を前置増幅器１６で
増幅し、包絡線検出回路１７で包絡線を検出する。この
包絡線を微分回路１８，１９で２回微分をする。この波
形の１つめのゼロクロス点をゼロクロス検出回路２０で
検出して、この信号を演算・制御部６に送り座標位置を
演算するのである。
増幅し、包絡線検出回路１７で包絡線を検出する。この
包絡線を微分回路１８，１９で２回微分をする。この波
形の１つめのゼロクロス点をゼロクロス検出回路２０で
検出して、この信号を演算・制御部６に送り座標位置を
演算するのである。
以上説明したように本実施例によれば、板波弾性波を用
いて座標位置検出を行なった場合に、群速度と位相速度
の違いによる位置検出の困難を解決し、高精度の座標入
力装置となる。また、包絡線の前部の傾きを基にした検
出をすれば、そこから得られた検出点は群速度に基づい
た座標位置として検出できることになる。このことによ
りガラスなどを用いた透明な座標入力装置を作ることが
可能となり、入出力一体型の精度の高いディジタイザー
を作ることができることになる。
いて座標位置検出を行なった場合に、群速度と位相速度
の違いによる位置検出の困難を解決し、高精度の座標入
力装置となる。また、包絡線の前部の傾きを基にした検
出をすれば、そこから得られた検出点は群速度に基づい
た座標位置として検出できることになる。このことによ
りガラスなどを用いた透明な座標入力装置を作ることが
可能となり、入出力一体型の精度の高いディジタイザー
を作ることができることになる。
また、本実施例では説明した様に基本的には正確な群速
度に基づいた遅延時間を捉えることができればよいので
あるから、包絡線を２回微分した波形のある点をその座
標位置とするだけではなく、ここで得た波形の始まりの
位置あるいは、あるフレッショルドの位置として検出し
てもよい。
度に基づいた遅延時間を捉えることができればよいので
あるから、包絡線を２回微分した波形のある点をその座
標位置とするだけではなく、ここで得た波形の始まりの
位置あるいは、あるフレッショルドの位置として検出し
てもよい。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、群速度と位相速度
が異なる板波弾性波を用いながらも振動検出時期の変動
がなくなるので、高精度に指示位置を得ることが可能に
なる。
が異なる板波弾性波を用いながらも振動検出時期の変動
がなくなるので、高精度に指示位置を得ることが可能に
なる。
第１図は本実施例の全体構成図、 第２図は受信信号波形を示す図、 第３図はキャリアとなる信号のピークの存在範囲を示す
図、 第４図は検出波形を示す図、 第５図は微分回路で処理された波形を示す図、 第６図は受信波形検出回路の構成を示す図である。 図中、１ａ〜１ｃ…センサー、２…伝播媒体、３…振動
ペン、４…振動ペン駆動回路、５…受信波形検出回路、
６…演算・制御部、７…ディスプレイ、８…受信信号波
形、９…受信信号の包絡線を示す図、１０…受信信号波
形のピークの存在可能範囲、１６…前置増幅回路、１７
…包絡線検出回路、１８，１９…微分回路、２０…ゼロ
クロス検出回路である。
図、 第４図は検出波形を示す図、 第５図は微分回路で処理された波形を示す図、 第６図は受信波形検出回路の構成を示す図である。 図中、１ａ〜１ｃ…センサー、２…伝播媒体、３…振動
ペン、４…振動ペン駆動回路、５…受信波形検出回路、
６…演算・制御部、７…ディスプレイ、８…受信信号波
形、９…受信信号の包絡線を示す図、１０…受信信号波
形のピークの存在可能範囲、１６…前置増幅回路、１７
…包絡線検出回路、１８，１９…微分回路、２０…ゼロ
クロス検出回路である。
Claims (1)
- 【請求項１】振動を入力するための振動入力手段と、 該振動入力手段を接触することで入力された振動を伝播
する伝播部材と、 該伝播部材に設けられ、前記振動入力手段により入力さ
れた振動により前記伝播部材を伝播する板波弾性波を検
出する検出手段と、 該検出手段により検出された板波弾性波によって形成さ
れる信号の、包絡線波形を検出する包絡線検出手段と、 前記包絡線検出手段により検出された包絡線波形の変曲
点位置を求めるため、当該包絡線を２回微分する微分手
段と、 該微分手段によって得られた前記変曲点位置に対応する
ゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手段と、 該ゼロクロス点検出手段により検出されたゼロクロス点
までの伝播遅延時間と前記板弾性波の群速度に基づい
て、前記伝播部材における振動入力点の座標を導出する
導出手段とを有することを特徴とする座標入力装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61156236A JPH0616255B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 座標入力装置 |
| EP90123778A EP0423843B1 (en) | 1986-06-27 | 1987-06-26 | Coordinates input apparatus |
| DE8787305739T DE3779019D1 (de) | 1986-06-27 | 1987-06-26 | Koordinateneingabegeraet. |
| EP87305739A EP0258972B1 (en) | 1986-06-27 | 1987-06-26 | Coordinates input apparatus |
| DE3751763T DE3751763T2 (de) | 1986-06-27 | 1987-06-26 | Koordinateneingabegerät |
| US07/067,546 US4931965A (en) | 1986-06-27 | 1987-06-29 | Coordinates input apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61156236A JPH0616255B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 座標入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6314224A JPS6314224A (ja) | 1988-01-21 |
| JPH0616255B2 true JPH0616255B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=15623347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61156236A Expired - Fee Related JPH0616255B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-07-04 | 座標入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616255B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0285082U (ja) * | 1988-12-21 | 1990-07-03 | ||
| US5137364A (en) * | 1991-01-31 | 1992-08-11 | Mccarthy Cornelius J | Optical spectral analysis apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632669A (en) * | 1979-08-24 | 1981-04-02 | Hitachi Maxell Ltd | Alkaline battery |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP61156236A patent/JPH0616255B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6314224A (ja) | 1988-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |