JPH06332608A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH06332608A
JPH06332608A JP12121393A JP12121393A JPH06332608A JP H06332608 A JPH06332608 A JP H06332608A JP 12121393 A JP12121393 A JP 12121393A JP 12121393 A JP12121393 A JP 12121393A JP H06332608 A JPH06332608 A JP H06332608A
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克行 小林
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Ryozo Yanagisawa
亮三 柳沢
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Abstract

PURPOSE:To provide the coordinate input device whose precision is high, and also, whose circuit scale is small. CONSTITUTION:Vibration inputted to a vibration transfer plate 8 from a vibration pen 3 is detected by sensors 6a-6d. In an arithmetic and control circuit 1, an arrival time until the vibration is detected by each sensor is measured. In that case, a vibration arrival time to each sensor is compared with the maximum count value determined size of a valid area A of the plate 8 and propagating velocity of the vibration, corrected in accordance with its result, and thereafter, based on a timing for detecting the vibration by the sensor 6a as a reference, difference data of the arrival time related to other sensor is calculated, and a coordinate is determined thereby.

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、入力された振動を検出
し、振動源の位置を特定することで座標を決定する座標
入力装置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 for detecting input vibration and determining coordinates by specifying the position of a vibration source.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、超音波振動を利用した座標入力装
置において、振動ペンから入力された振動を伝播体上に
複数個設けられたセンサにより検出し、伝播体上の複数
個のセンサのうちの1つのセンサ(例えば入力点からの
先着センサ)の到達遅延時間を基準としたときの他のセ
ンサとの到達遅延時間の差分データにより振動ペンの伝
播体上での座標を決定するものがあった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a coordinate input device utilizing ultrasonic vibration, vibration input from a vibrating pen is detected by a plurality of sensors provided on a propagating body, and one of a plurality of sensors on the propagating body is detected. One of the sensors (for example, the first-arrival sensor from the input point) determines the coordinates of the vibrating pen on the propagating body based on the difference data of the arrival delay time with respect to other sensors when the arrival delay time is used as a reference. It was

【0003】上記座標入力装置において、座標位置算出
式は図11に示す構成において次のようになる。
In the coordinate input device, the coordinate position calculation formula is as follows in the configuration shown in FIG.

【0004】到達遅延時間差分データにより算出される
値Δdb〜Δddは Δdb=db−da …(101) Δdc=dc−da …(102) Δdd=dd−da …(103) である。
The values Δdb to Δdd calculated from the arrival delay time difference data are Δdb = db-da (101) Δdc = dc-da (102) Δdd = dd-da (103)

【0005】点p(x,y)は、The point p (x, y) is

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】[0007]

【数2】 但し、上式は、 Δdb+Δdd−Δdc≠0 …(106) のとき成り立つ。[Equation 2] However, the above equation holds when Δdb + Δdd−Δdc ≠ 0 (106).

【0008】 Δdb+Δdd−Δdc=0 …(107) のときには、 x=X/2 …(108) y=(Y±√A)/2 …(109) A=Δdb2 (1+X2 /(Y2 −Δdb2 ) …(110) あるいは y=Y/2 …(111) x=(X±√B)/2 …(112) B=Δdd2 (1+Y2 /(X2 −Δdd2 )) …(113) となっている。When Δdb + Δdd−Δdc = 0 (107), x = X / 2 (108) y = (Y ± √A) / 2 (109) A = Δdb 2 (1 + X 2 / (Y 2 − Δdb 2 ) (110) or y = Y / 2 (111) x = (X ± √B) / 2 (112) B = Δdd 2 (1 + Y 2 / (X 2 −Δdd 2 )) (113) ) Has become.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例では、差分データを取得する際に複数の信号が同時
に検出される場合があり、1つのカウンタのスタート、
ストップの信号を各信号に割り付けて差分を計時するだ
けでは、回路遅延あるいは群遅延時間と位相遅延時間
が、各センサで逆転することにより、先着センサの判定
に誤差が生じる。
However, in the above-mentioned conventional example, there are cases where a plurality of signals are detected at the same time when the differential data is acquired, and one counter starts,
Only by allocating the stop signal to each signal and measuring the difference, the circuit delay or the group delay time and the phase delay time are reversed by each sensor, which causes an error in the determination of the first-arrival sensor.

【0010】さらに2つのカウンタを同時にスタートし
て、それぞれをカウントするだけでは、信号源の繰り返
し周期以上のカウンタ長が必要となり、回路規模の増大
を招く。
Further, simply starting two counters at the same time and counting each of them requires a counter length longer than the repetition period of the signal source, which causes an increase in circuit scale.

【0011】また、前記従来例の座標位置算出式では、
式(106)が成立する場合、式(104)と式(10
5)で計算した結果は、式(108)および式(11
1)の近傍で誤差が生じやすいという欠点があった。
Further, in the coordinate position calculation formula of the conventional example,
When Expression (106) is established, Expression (104) and Expression (10)
The result calculated by 5) is the equation (108) and the equation (11).
There is a drawback that an error is likely to occur in the vicinity of 1).

【0012】本発明は上記従来例に鑑みて成されたもの
で、回路規模を小さく押さえながら精度を向上させた座
標入力装置を提供することを目的とする。
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 with improved accuracy while keeping the circuit scale small.

【0013】[0013]

【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次のような構成からなる。振
動を入力する入力手段と、振動を伝達する振動伝達体
と、該振動伝達体の振動を互いに異なる箇所で検出する
複数の検出手段と、前記入力手段から入力された振動
が、入力されてから前記複数の検出手段それぞれで検出
されるまでの所要時間を測定する測定手段と、前記複数
の検出手段の1について前記測定手段により測定された
所要時間を、他の検出手段各々についての所要時間から
差し引いて差分値を算出する手段と、前記差分値各々を
所定値を比較して大小関係を判定する判定手段と、該判
定手段による判定結果に基づいて、前記差分値を補正す
る補正手段と、該補正手段により補正された差分値に基
づいて前記入力手段により振動が入力された位置を算出
する算出手段とを備える。
In order to achieve the above object, the coordinate input device of the present invention has the following structure. Input means for inputting vibrations, a vibration transmitting body for transmitting vibrations, a plurality of detecting means for detecting vibrations of the vibration transmitting bodies at mutually different positions, and vibrations input from the input means after being input. Measuring means for measuring the time required until each of the plurality of detecting means is detected, and the required time measured by the measuring means for one of the plurality of detecting means from the required time for each of the other detecting means. Means for calculating a difference value by subtracting, a determination means for comparing each of the difference values with a predetermined value to determine a magnitude relationship, and a correction means for correcting the difference value based on a determination result by the determination means, And a calculation unit that calculates the position at which the vibration is input by the input unit based on the difference value corrected by the correction unit.

【0014】[0014]

【作用】上記構成により、入力手段から入力された振動
を伝播体に複数個設けられた検出手段により検出し、伝
播体上の複数個の検出手段のうちの1つの検出手段の到
達遅延時間を基準としたときの他の検出手段との到達遅
延時間の差分値が、所定値を超えるかどうかを判定し、
判定結果に基づいて前記差分値を補正して、その値によ
り座標位置を算出する。
With the above structure, the vibration input from the input means is detected by the plurality of detecting means provided on the propagating body, and the arrival delay time of one of the plural detecting means on the propagating body is detected. The difference value of the arrival delay time with other detection means when the reference, determines whether or not exceeds a predetermined value,
The difference value is corrected based on the determination result, and the coordinate position is calculated from the value.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

<装置の構成>図1は本発明の実施例である座標入力装
置の構造を示している。図中、1は装置全体を制御する
と共に、座標位置を算出する演算制御回路である。2は
振動ペン3に内蔵された振動子駆動回路であって、振動
ペン内の振動子4を駆動しペン先5を振動させるもので
ある。8はアクリルやガラス板等、透明部材からなる振
動伝達板であり、振動ペン3による座標入力は、この振
動伝達板8上をタッチすることで行う。つまり、図示に
実線で示す符号Aの領域(以下有効エリア)内を振動ペ
ン3で指定する事で、振動ペン3で発生した振動が振動
伝達板8に入射され、入射されたこの振動を計測、処理
をすることで振動ペン3の位置座標を算出することがで
きるようにしたものである。
<Arrangement of Device> FIG. 1 shows the structure of a coordinate input device according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an arithmetic control circuit for controlling the entire apparatus and calculating a coordinate position. Reference numeral 2 denotes a vibrator driving circuit built in the vibrating pen 3, which drives the vibrator 4 in the vibrating pen to vibrate the pen tip 5. Reference numeral 8 is a vibration transmission plate made of a transparent member such as acrylic or glass plate. Coordinates are input by the vibration pen 3 by touching the vibration transmission plate 8. That is, the vibration generated by the vibrating pen 3 is incident on the vibration transmission plate 8 by designating the area (hereinafter referred to as the effective area) indicated by the solid line A in the figure with the vibrating pen 3, and the incident vibration is measured. The position coordinates of the vibrating pen 3 can be calculated by performing the processing.

【0016】伝達してきた波が振動伝達板8の端面で反
射し、その反射波が中央部に戻るのを防止(減少)する
ために、振動伝達板8の外周には防振材7が設けられ、
図1に示すように防振材の内側近傍に圧電素子等、機械
的振動を電気信号に変換する振動センサ6a〜6dが固
定されている。9は各振動センサ6a〜6dで振動を検
出した信号を演算制御回路1に出力する信号波形検出回
路である。11は液晶表示器等のドット単位の表示が可
能なディスプレイであり、振動伝達板の背後に配置して
いる。そしてディスプレイ駆動回路10の駆動により振
動ペン3によりなぞられた位置にドットを表示し、それ
を振動伝達板8(透明部材からなる)を透かしてみるこ
とが可能になっている。
In order to prevent (reduce) the transmitted wave from being reflected at the end surface of the vibration transmitting plate 8 and returning to the center of the reflected wave, a vibration isolator 7 is provided on the outer periphery of the vibration transmitting plate 8. The
As shown in FIG. 1, vibration sensors 6a to 6d, such as a piezoelectric element, which convert mechanical vibrations into electric signals are fixed near the inside of the vibration isolator. Reference numeral 9 denotes a signal waveform detection circuit that outputs a signal in which vibration is detected by each of the vibration sensors 6a to 6d to the arithmetic control circuit 1. Reference numeral 11 is a display such as a liquid crystal display capable of displaying in dot units, and is arranged behind the vibration transmission plate. Then, by driving the display drive circuit 10, it is possible to display a dot at a position traced by the vibrating pen 3 and see it through the vibration transmission plate 8 (made of a transparent member).

【0017】ここで振動子4の振動周波数はガラスなど
の振動伝達板8に板波を発生する事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、
垂直方向に振動するモードが選択される。また、振動子
4の振動周波数をペン先5を含んだ共振周波数とする事
で効率のよい振動変換が可能である。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の表面の傷、障害物等の影響を
受けにくいという利点を有する。
Here, 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 glass. Further, when driving the vibrator, with respect to the vibration transmission plate 8,
A mode that vibrates in the vertical direction is selected. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 to the resonance frequency including the pen tip 5, it is possible to perform efficient vibration conversion. The elastic wave transmitted to the vibration transmitting plate 8 as described above is a plate wave, and has an advantage that it is less susceptible to scratches and obstacles on the surface of the vibration transmitting plate as compared to surface waves.

【0018】<演算制御回路の説明>上述した構成にお
いて、所定周期毎(例えば5ms毎)に振動子駆動回路
2は、振動ペン3内の振動子4を駆動させる信号を出力
する。そして、振動ペン3より発生した振動は振動伝達
板8上を伝播し、振動センサ6a〜6d迄の距離に応じ
て遅延して到達する。
<Description of Arithmetic and Control Circuit> In the above-mentioned configuration, the vibrator driving circuit 2 outputs a signal for driving the vibrator 4 in the vibrating pen 3 at every predetermined cycle (for example, every 5 ms). Then, the vibration generated by the vibrating pen 3 propagates on the vibration transmission plate 8 and arrives with a delay depending on the distance to the vibration sensors 6a to 6d.

【0019】信号波形検出回路9は各振動センサ6a〜
6dからの信号を検出して、後述する波形検出処理によ
り基準となる振動センサ6aと、6b〜6dへの振動到
達タイミングの各時間差を示す信号を生成するが、演算
制御回路1には各センサの組合せ毎のこの時間差信号が
入力され、基準となる振動センサ例えば6aとそれ以外
の振動センサ6b〜6dまでの振動到達時間の差を計時
し、そして振動ペンの座標位置を算出する。また演算制
御回路1は、この算出された振動ペン3の位置情報を基
にディスプレイ駆動回路10を駆動して、ディスプレイ
11による表示を制御したり、あるいはシリアル、パラ
レル通信によって外部機器に座標出力を行う(不図
示)。
The signal waveform detection circuit 9 includes the vibration sensors 6a to 6a.
The signal from 6d is detected, and a signal indicating each time difference between the vibration sensor 6a serving as a reference and the vibration arrival timing to 6b to 6d is generated by a waveform detection process described later. This time difference signal for each combination is input, and the difference between the vibration arrival times of the reference vibration sensor, for example, 6a and the other vibration sensors 6b to 6d is measured, and the coordinate position of the vibration pen is calculated. Further, the arithmetic control circuit 1 drives the display drive circuit 10 based on the calculated position information of the vibrating pen 3 to control the display on the display 11, or outputs the coordinate output to an external device by serial or parallel communication. Perform (not shown).

【0020】<演算制御回路の構成>図2は、実施例の
演算制御回路1の概略構成を示すブロック図で、各構成
要素およびその動作概略を以下に説明する。
<Arrangement of Arithmetic and Control Circuit> FIG. 2 is a block diagram showing the schematic arrangement of the arithmetic and control circuit 1 of the embodiment. The respective constituent elements and the outline of their operation will be described below.

【0021】図中21は、演算制御回路1および本座標
入力装置全体を制御するマイクロコンピュータであり、
内部カウンタ、操作手順を記憶したROM、そして計算
等に使用するRAM、定数等を記憶する不揮発性メモリ
等によって構成されている。22a〜23bは振動セン
サ6a〜6dの遅延時間を計時するカウンタで、本実施
例では基準となる振動センサ6aとその他の振動センサ
6b〜6dの振動伝達遅延時間信号を入力する4つのカ
ウンタより構成されている。
Reference numeral 21 in the drawing denotes a microcomputer for controlling the arithmetic control circuit 1 and the entire coordinate input device,
It is composed of an internal counter, a ROM storing operation procedures, a RAM used for calculation and the like, a non-volatile memory storing constants and the like. Reference numerals 22a to 23b are counters for measuring the delay time of the vibration sensors 6a to 6d, and in this embodiment, they are composed of four counters for inputting the vibration transmission delay time signals of the reference vibration sensor 6a and the other vibration sensors 6b to 6d. Has been done.

【0022】信号波形検出回路9より出力される各振動
センサ6a〜6dの振動到達遅延時間の信号は、検出信
号入力回路25を介して、カウンタ22aに振動センサ
6aの群遅延時間信号Tga、カウンタ22bに振動セ
ンサ6b〜6dの群遅延時間信号Tgb〜Tgd、カウ
ンタ23aには振動センサ6aの位相遅延時間信号Tp
a、カウンタ23bには振動センサ6b〜6dの位相遅
延信号Tpb〜Tpdが入力される。
The signal of the vibration arrival delay time of each of the vibration sensors 6a to 6d output from the signal waveform detection circuit 9 is sent to the counter 22a via the detection signal input circuit 25 to the group delay time signal Tga of the vibration sensor 6a and the counter. The group delay time signals Tgb to Tgd of the vibration sensors 6b to 6d are shown at 22b, and the phase delay time signal Tp of the vibration sensor 6a is shown at the counter 23a.
The phase delay signals Tpb to Tpd of the vibration sensors 6b to 6d are input to the counter 23b.

【0023】信号が受信されたことを判定回路26が判
定すると、マイクロコンピュータ21にその旨の信号を
出力し、マイクロコンピュータ21が所定の計算を行な
い、振動伝達板8上の振動ペン3の座標位置を算出す
る。そして、I/Oポート26を介してディスプレイ駆
動回路10に算出した座標位置情報を出力することによ
り、ディスプレイ11の対応する位置にドットを表示す
ることができる。あるいはI/Oポート26を介してイ
ンターフェース回路に座標位置情報を出力することによ
って外部機器に座標値を出力することができる。
When the judging circuit 26 judges that the signal has been received, it outputs a signal to that effect to the microcomputer 21, and the microcomputer 21 performs a predetermined calculation to determine the coordinates of the vibrating pen 3 on the vibration transmitting plate 8. Calculate the position. Then, by outputting the calculated coordinate position information to the display drive circuit 10 via the I / O port 26, dots can be displayed at the corresponding positions on the display 11. Alternatively, the coordinate value can be output to an external device by outputting the coordinate position information to the interface circuit via the I / O port 26.

【0024】<演算制御回路の動作>次に演算制御回路
1の動作を図3〜図6を用いて説明する。
<Operation of Arithmetic Control Circuit> Next, the operation of the arithmetic control circuit 1 will be described with reference to FIGS.

【0025】図3〜図5は演算制御回路1の振動到達遅
延時間差分データを得るまでのフローチャートである。
図6は図3〜図5のフローチャートにともなう各信号を
表すタイミングチャートである。図6において、クリア
信号40及びスタート信号41は、マイクロコンピュー
タ21からカウンタ群に対するもので、それぞれカウン
タのクリア及びカウンタのスタートを指示する信号であ
る。Ach(Aチャンネル)Tp信号42及びBch
(Bチャンネル)Tp信号43は、後述する図9の信号
78あるいは79に相当する信号である。図6において
は各センサごとの差分データを獲得する手順を説明する
ことが目的であるため、群遅延に関する信号は省いてい
る。
3 to 5 are flowcharts for obtaining the vibration arrival delay time difference data of the arithmetic control circuit 1.
FIG. 6 is a timing chart showing each signal according to the flowcharts of FIGS. In FIG. 6, a clear signal 40 and a start signal 41 are signals from the microcomputer 21 to the counter group, and are signals for instructing clearing of the counter and starting of the counter, respectively. Ach (A channel) Tp signal 42 and Bch
The (B channel) Tp signal 43 is a signal corresponding to a signal 78 or 79 in FIG. 9 described later. In FIG. 6, since the purpose is to explain the procedure for acquiring the difference data for each sensor, the signal relating to the group delay is omitted.

【0026】BchSEL0信号45及びBchSEL
1信号46は、チャンネルBのセンサを選択するための
信号である。
BchSEL0 signal 45 and BchSEL
The 1 signal 46 is a signal for selecting the sensor of channel B.

【0027】図3〜図5において、ステップ311は図
4の信号42・43のAch,Bchの切り替えを行う
もので、Achには基準センサ6aの信号、Bchには
センサ6bの信号が入力されるようにセットする。Bc
hは、信号45,46によりセンサを切り替えることが
できる。ステップ312はマイクロコンピュータ21の
出すリセット信号CLEARにより全てのカウンタをリ
セットし、スタート信号STARTによりAch,Bc
hに対応する4つのカウンタを同時にスタートさせる。
ステップ313では判定回路24により信号の有無が判
定され、信号が入力されていなければ、例えばステップ
316で1.5msec経過を待ち、その後にステップ
317で振動ペン3が振動伝達板8に振動を伝達してい
ないと判断する。
3 to 5, step 311 is for switching between Ach and Bch of the signals 42 and 43 of FIG. 4, and the signal of the reference sensor 6a is input to Ach and the signal of the sensor 6b is input to Bch. To set. Bc
h can switch sensors by signals 45,46. In step 312, all the counters are reset by the reset signal CLEAR issued by the microcomputer 21, and Ach and Bc are reset by the start signal START.
4 counters corresponding to h are started simultaneously.
In step 313, the determination circuit 24 determines the presence / absence of a signal, and if the signal is not input, for example, in step 316, 1.5 msec is waited, and then in step 317, the vibration pen 3 transmits the vibration to the vibration transmission plate 8. Judge that it has not.

【0028】ステップ314は、1個目の信号は残響等
の影響により正確な値をカウンタ22a〜23bが計時
していない場合があるので、データの信頼性の向上のた
めにデータをメモリに格納せず(図6タイミングt
1)、ステップ320でカウンタのクリア・再スタート
を行う。その後Achの基準センサ6aの2個目の信号
をステップ321で判定し、それにより停止されたカウ
ンタ22aおよびカウンタ23aのカウンタ値をメモリ
に格納し、センサ6bの信号により停止されたカウンタ
22bおよびカウンタ23bのカウンタ値をメモリに格
納する。マイクロコンピュータでは得られたカウンタ値
Tga,Tgb,Tpa,Tpbにより、ステップ32
2でΔTgb=Tgb−TgaとΔTpb=Tpb−T
paを計算して、ステップ323でメモリに格納する。
In step 314, the first signal may not be measured by the counters 22a to 23b due to the influence of reverberation or the like, so that the data is stored in the memory to improve the reliability of the data. No (Fig. 6, timing t
1) In step 320, the counter is cleared and restarted. After that, the second signal of the Ach reference sensor 6a is determined in step 321, the counter values of the counter 22a and the counter 23a stopped thereby are stored in the memory, and the counter 22b and the counter stopped by the signal of the sensor 6b are stored. The counter value of 23b is stored in the memory. With the counter values Tga, Tgb, Tpa, and Tpb obtained by the microcomputer, step 32 is performed.
2, ΔTgb = Tgb-Tga and ΔTpb = Tpb-T
pa is calculated and stored in the memory in step 323.

【0029】次にステップ330でBchをセンサ6c
に切り替えて上記と同様の処理をする。この場合には、
ステップ331で500マイクロ秒待ち時間を入れて残
響除去を行い、1個目のパルスをそのまま信号として距
離算出用の信号として用いる。
Next, in step 330, the Bch sensor 6c is detected.
And the same processing as above is performed. In this case,
In step 331, dereverberation is performed by inserting a waiting time of 500 microseconds, and the first pulse is used as it is as a signal for a signal for distance calculation.

【0030】同様にしてステップ340でBchをセン
サ6dに切り替えて、上記と同様の処理を行う。
Similarly, in step 340, the Bch is switched to the sensor 6d and the same processing as above is performed.

【0031】以上のようにしてマイクロコンピュータ2
1により計算された差分データが基準センサ6aに対し
てその他のセンサ6b〜6dの各センサ分が揃ったら、
その差分データにより座標を計算する。以上の処理はマ
イクロコンピュータ21に割り込みとして実行される。
As described above, the microcomputer 2
If the difference data calculated by 1 is obtained for each sensor of the other sensors 6b to 6d with respect to the reference sensor 6a,
Coordinates are calculated from the difference data. The above processing is executed by the microcomputer 21 as an interrupt.

【0032】カウンタ22a〜23bは有限なカウンタ
であり、その最大カウンタ値は、振動ペン3の超音波振
動が振動伝達板8を伝播する伝播速度と入力エリアとに
より決定される最大差分データにしたがって決まる。本
実施例では最大カウンタ値は最大差分データの2倍以上
とする。
The counters 22a to 23b are finite counters, and the maximum counter value thereof is in accordance with the maximum difference data determined by the propagation speed at which the ultrasonic vibration of the vibrating pen 3 propagates through the vibration transmission plate 8 and the input area. Decided. In the present embodiment, the maximum counter value is twice or more the maximum difference data.

【0033】図3・図4・図5のステップ322・33
4・344において得られる差分データは、図7のフロ
ーチャートのステップ52〜ステップ55のように処理
されてマイクロコンピュータ21のメモリに格納され
る。
Steps 322 and 33 in FIGS. 3, 4 and 5
The differential data obtained in 4.344 is processed as in steps 52 to 55 of the flowchart of FIG. 7 and stored in the memory of the microcomputer 21.

【0034】図7において、ステップ53の判断処理で
は最大差分データが得られた差分データより小さいかど
うかを判断し、小さければステップ55により獲得した
差分データを補正する。すなわち、図8における基準セ
ンサAとセンサBのカウンタ計時値の差分をそのままと
ると、カウンタの最大値を越えた場合には、獲得する差
分データは実際の差分データと異なる値となってしまう
ので、得られた差分データよりも最大差分データが小さ
いときには以下のように補正することで正しい差分デー
タとする。図8でいえば獲得した差分データは、ΔA
B,ΔAC,ΔADであり、これらの値を最大差分デー
タと比較する。もし最大差分データより大きければ、一
方のカウンタが最大値MAXを越えて一回りしているも
のと考えられるため、カウンタ値の小さいほうにMAX
を加算する。
In FIG. 7, in the judgment processing of step 53, it is judged whether or not the maximum difference data is smaller than the obtained difference data, and if smaller, the difference data obtained in step 55 is corrected. That is, if the difference between the counter time-measured values of the reference sensor A and the sensor B in FIG. 8 is left as it is, when the maximum value of the counter is exceeded, the difference data to be acquired will be different from the actual difference data. When the maximum difference data is smaller than the obtained difference data, the difference data is corrected as follows to obtain correct difference data. In FIG. 8, the acquired difference data is ΔA
B, ΔAC, ΔAD, and these values are compared with the maximum difference data. If it is larger than the maximum difference data, it is considered that one counter exceeds the maximum value MAX and makes one round. Therefore, the smaller counter value is MAX.
Is added.

【0035】図8において、最大カウンタ値≧2×最大
差分データ値とすると、|ΔAB|=|b−a|であ
り、これが最大差分データ値よりも大きければ補正す
る。補正後、 |ΔAB|=|(b+MAX)−a| |ΔAC|=|c−a| |ΔAD|=|d−a| となる。なお、MAXは最大カウンタ値である。
In FIG. 8, assuming that the maximum counter value ≧ 2 × the maximum difference data value, | ΔAB | = | b−a |, and if this is larger than the maximum difference data value, it is corrected. After the correction, | ΔAB | = | (b + MAX) −a | | ΔAC | = | c−a | | ΔAD | = | d−a | Note that MAX is the maximum counter value.

【0036】<振動伝搬時間検出の説明(図9,図1
0)>以下、振動検出センサ6a〜6dまでの振動到達
時間を計測する原理について説明する。
<Description of Vibration Propagation Time Detection (FIGS. 9 and 1)
0)> Hereinafter, the principle of measuring the vibration arrival time to the vibration detection sensors 6a to 6d will be described.

【0037】図9は振動波形検出回路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
するための図である。尚以下、振動検出センサ6aと6
bの差を検出する場合について説明するが、その他の振
動検出センサ6c,6dについても全く同じである。信
号波形検出回路9とは全く同期がとられていない周期で
振動子駆動回路2から振動子4へ駆動信号71が印加さ
れている。この信号71によって振動ペン3から振動伝
達板8に伝達された超音波振動は、振動センサ6aまで
の距離に応じた時間tgaをかけて信号した後、振動セ
ンサ6aで検出される。
FIG. 9 is a diagram for explaining a detection waveform input to the vibration waveform detection circuit 9 and a vibration transmission time measuring process based on the detection waveform. Hereinafter, the vibration detection sensors 6a and 6a
The case of detecting the difference in b will be described, but the same applies to the other vibration detection sensors 6c and 6d. The drive signal 71 is applied from the vibrator drive circuit 2 to the vibrator 4 in a cycle that is not completely synchronized with the signal waveform detection circuit 9. The ultrasonic vibration transmitted from the vibrating pen 3 to the vibration transmission plate 8 by the signal 71 is detected by the vibration sensor 6a after a signal is given for a time tga corresponding to the distance to the vibration sensor 6a.

【0038】図示の72で示す信号は振動センサ6aが
検出した信号波形を示している。この実施例で用いられ
ている振動は板波であるため振動伝達板8内での伝播距
離に対して検出波形のエンベロープ721と位相722
の関係は振動伝達中に、その伝達距離に応じて変化す
る。ここでエンベロープ721の進む速度、即ち、群速
度をVg、そして位相722の位相速度をVpとする。
この群速度Vg及び位相速度Vpから振動ペン3と振動
センサ6a間の距離を検出することができる。
The signal indicated by 72 in the figure shows the signal waveform detected by the vibration sensor 6a. Since the vibration used in this embodiment is a plate wave, the envelope 721 and the phase 722 of the detected waveform with respect to the propagation distance in the vibration transmission plate 8 are used.
During vibration transmission, the relationship of changes according to the transmission distance. Here, the traveling speed of the envelope 721, that is, the group speed is Vg, and the phase speed of the phase 722 is Vp.
The distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a can be detected from the group velocity Vg and the phase velocity Vp.

【0039】まず、エンベロープ721にのみ着目する
と、その速度はVgであり、ある特定の波形上の点、例
えばエンベロープ721の2回微分波形723のゼロク
ロス点、すなわちエンベロープ波形の変曲点を検出する
と、振動ペン3及び振動センサ6aの間の距離は、その
振動伝達時間をtgaとして、 da=Vg・tga …(1) で与えられる。この式は振動センサ6aの一つに関する
ものであるが、同じ式により他の3つの振動センサ6b
〜6dと振動ペン3の距離も同様にして表すことができ
る。振動センサ6aと振動ペン3との距離daと6bと
ペン3との距離dbとの距離差Δdbは、同様に検出さ
れるセンサ6bについての振動到達タイミング73(t
gb)との差、すなわち、振動伝達時間731(Δtg
b)により、次式で与えられる。
First, focusing only on the envelope 721, its speed is Vg, and when a point on a certain specific waveform, for example, a zero cross point of the twice differentiated waveform 723 of the envelope 721, that is, an inflection point of the envelope waveform is detected. , The distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a is given by da = Vg · tga (1) with the vibration transmission time being tga. This formula relates to one of the vibration sensors 6a, but the other three vibration sensors 6b are represented by the same formula.
The distance between 6d and the vibrating pen 3 can be similarly expressed. The distance difference Δdb between the distance da between the vibration sensor 6a and the vibration pen 3 and the distance db between the vibration pen 6b and the pen 3 is the vibration arrival timing 73 (t) for the sensor 6b, which is also detected.
gb), that is, the vibration transmission time 731 (Δtg
From b), it is given by the following equation.

【0040】 Δdb=Vg・tgb−Vg・tga=Vg・Δtgb …(2) 更に、より高精細な座標決定をするために、位相信号の
検出に基づく処理を行なう。位相波形信号722の特定
の検出点、例えば振動印加からある所定の信号レベル7
4後のゼロクロス点までの時間をtpa(コンパレート
後の信号77の最初の立ち上がり点に対し所定幅の窓信
号78を生成し、位相信号722と比較することで得
る)とすれば、振動センサと振動ペンの距離は、 da=na・λp+Vp・tpa …(3) となる。ここでλpは弾性波の波長、naは整数であ
る。ここでもセンサ6aと6bの距離差Δdbを、同様
に検出したセンサ6bのゼロクロス点tpbとの差Δt
pbで表すと、 Δdb=nb・λp+Vp・tpb−(na・λp+Vp・tpa) =(nb−na)・λp+Vp・(tpb−tpa) =nb’・λp+Vp・Δtpb …(4) となる。nb’は、nbやnaと同様整数の値を持つ。
Δdb = Vgtgb-Vgtga = VgΔtgb (2) Further, in order to determine coordinates with higher precision, processing based on detection of a phase signal is performed. A specific detection point of the phase waveform signal 722, for example, a predetermined signal level 7 from vibration application
If the time to the zero cross point after 4 is tpa (obtained by generating a window signal 78 of a predetermined width with respect to the first rising point of the signal 77 after comparison and comparing it with the phase signal 722), the vibration sensor And the distance between the vibrating pen is: da = na · λp + Vp · tpa (3) Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and na is an integer. In this case as well, the distance difference Δdb between the sensors 6a and 6b and the difference Δt between the zero cross point tpb of the sensor 6b which is similarly detected.
When expressed by pb, Δdb = nb · λp + Vp · tpb− (na · λp + Vp · tpa) = (nb−na) · λp + Vp · (tpb−tpa) = nb ′ · λp + Vp · Δtpb (4) nb 'has an integer value like nb and na.

【0041】前記(2)式と(4)式から上記の整数n
b’は、 nb’=int[(Vg・Δtgb−Vp・Δtpb)/λp+1/N] …(5) と表される。
From the above equations (2) and (4), the above integer n
b ′ is represented as nb ′ = int [(Vg · Δtgb−Vp · Δtpb) / λp + 1 / N] (5).

【0042】ここで、Nは“0”以外の実数であり、適
当な値を用いる。例えば、N=2とすれば±1/2波長
以内のtg等の変動であれば、nb’を決定することが
できる。上記のようにしてもとめたnb’を(4)式に
代入することで、振動ペン3及び振動センサ6a間の距
離と、ペン3とセンサ6bとの距離の差Δdbを精度良
く測定することができる。上述した2つの振動伝達時間
の差Δtg及びΔtpの測定のため信号731及び79
1の生成は、信号波形検出回路9により行なわれるが、
この信号波形検出回路9は図10に示すように構成され
る。
Here, N is a real number other than "0", and an appropriate value is used. For example, if N = 2, then nb 'can be determined if there is a variation such as tg within ± 1/2 wavelength. By substituting the determined nb ′ into the equation (4), the difference Δdb between the distance between the vibrating pen 3 and the vibration sensor 6a and the distance between the pen 3 and the sensor 6b can be accurately measured. it can. Signals 731 and 79 for measuring the difference Δtg and Δtp between the two vibration transmission times described above.
1 is generated by the signal waveform detection circuit 9,
This signal waveform detection circuit 9 is constructed as shown in FIG.

【0043】図10は実施例の信号波形検出回路9の構
成の一部を示すブロック図である。図10は、振動セン
サ6aと6bの到達遅延時間差△tgb,△tpaを検
出する部分を示しており、6aと6c,6aと6dにつ
いての同じ回路構成要素を信号波形検出回路9は含んで
いる。図10において、振動センサ6a,6bの出力信
号は、前置増幅回路81により所定のレベルまで増幅さ
れる。増幅された信号は、帯域通過フィルタ811によ
り検出信号の余分な周波数成分が除かれ、例えば、絶対
値回路及び、低域通過フィルタ等により構成されるエン
ベロープ検出回路82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。エンベロープ変曲点のタイミ
ングは、エンベロープ変曲点検出回路83によって検出
される。変曲点検出回路83出力はモノマルチバイブレ
ータ等から構成された△tg信号検出回路84によって
2センサ間のエンベロープ遅延時間検出差信号である信
号△tg(図8信号841)が形成され、演算制御回路
1に入力される。
FIG. 10 is a block diagram showing a part of the configuration of the signal waveform detection circuit 9 of the embodiment. FIG. 10 shows a portion for detecting the arrival delay time differences Δtgb, Δtpa between the vibration sensors 6a and 6b, and the signal waveform detection circuit 9 includes the same circuit components for 6a and 6c and 6a and 6d. . In FIG. 10, the output signals of the vibration sensors 6a and 6b are amplified by the preamplifier circuit 81 to a predetermined level. The bandpass filter 811 removes extra frequency components of the detected signal from the amplified signal, and the amplified signal is input to an envelope detection circuit 82 including, for example, an absolute value circuit and a low-pass filter. Only is taken out. The timing of the envelope inflection point is detected by the envelope inflection point detection circuit 83. The output of the inflection point detection circuit 83 is a signal Δtg (signal 841 in FIG. 8) which is an envelope delay time detection difference signal between the two sensors formed by a Δtg signal detection circuit 84 composed of a mono-multivibrator and the like. Input to the circuit 1.

【0044】一方、85は信号検出回路であり、まず振
動センサ6aで検出された信号波形72中の所定レベル
の閾値信号76を超える部分のパルス信号77を形成す
る。86は単安定マルチバイブレータであり、パルス信
号77の最初の立ち上がりでトリガされた所定時間幅の
ゲート信号74を開く。87は△tp信号検出回路であ
り、ゲート信号74の開いている間の位相信号722の
最初の立ち上がりのゼロクロス点を検出し、同様に振動
センサ6bで検出した信号を入力すれば、2センサ間の
位相遅延時間差信号△tp791が演算制御回路1に供
給されることになる。尚、以上説明した回路は振動セン
サ6aと6bに対するものであり、他の2通りの振動セ
ンサの組み合わせも同じ回路が設けられている。
On the other hand, reference numeral 85 is a signal detection circuit, which first forms a pulse signal 77 of a portion of the signal waveform 72 detected by the vibration sensor 6a that exceeds a threshold signal 76 of a predetermined level. A monostable multivibrator 86 opens the gate signal 74 of a predetermined time width triggered by the first rising edge of the pulse signal 77. Reference numeral 87 denotes a Δtp signal detection circuit, which detects the first rising zero-cross point of the phase signal 722 while the gate signal 74 is open, and similarly inputs the signal detected by the vibration sensor 6b, the two sensors are connected. Therefore, the phase delay time difference signal Δtp791 of is supplied to the arithmetic control circuit 1. The circuit described above is for the vibration sensors 6a and 6b, and the same circuit is provided for the other two combinations of vibration sensors.

【0045】<座標位置算出の説明(図11,図12)
>次に実際に振動ペン3による振動伝達板8上の座標位
置検出の原理を説明する。
<Explanation of coordinate position calculation (FIGS. 11 and 12)
> Next, the principle of actually detecting the coordinate position on the vibration transmission plate 8 by the vibration pen 3 will be described.

【0046】今、振動伝達板8上の4辺の中点近傍に4
つの振動センサ6a〜6dを符号S1〜S4の位置に設
けると、先に説明した原理に基づいて、振動ペン3の位
置Pから各々の振動センサ6a〜6dの位置までの直線
距離da〜ddとすると、センサ6aとペン3との距離
daとその他のセンサとペン3との距離db〜ddの距
離差△db〜ddを求めることができる。更に演算制御
回路1でこの直線距離差da〜dd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よ
うにして求めることができる。
Now, in the vicinity of the midpoint of four sides on the vibration transmission plate 8, 4
When the two vibration sensors 6a to 6d are provided at the positions S1 to S4, the linear distances da to dd from the position P of the vibration pen 3 to the positions of the respective vibration sensors 6a to 6d are obtained based on the principle described above. Then, the distance difference Δdb to dd between the distance da between the sensor 6a and the pen 3 and the distance db to dd between the other sensor and the pen 3 can be obtained. Further, the arithmetic control circuit 1 can obtain the coordinates (x, y) of the position P of the vibrating pen 3 from the Pythagorean theorem based on the linear distance differences da to dd as follows.

【0047】まず、算出される△db〜△ddを表す
と、 db=△db+da …(6) dc=△dc+da …(7) dd=△dd+da …(8) となる。
First, the calculated Δdb to Δdd are expressed as follows: db = Δdb + da (6) dc = Δdc + da (7) dd = Δdd + da (8)

【0048】 da2 =x2 +y2 …(9) db2 =(△db+da)2 =x2 +(Y−y)2 …(10) dc2 =(△dc+da)2 =(X−x)2 +(Y−y)2 …(11) dd2 =(△dd+da)2 =(X−x)2 +y2 …(12) となる。ここで、X,Yはそれぞれ振動センサ6a,6
b間の距離、振動センサ6c,6d間の距離である。
Da 2 = x 2 + y 2 (9) db 2 = (Δdb + da) 2 = x 2 + (Y−y) 2 (10) dc 2 = (Δdc + da) 2 = (X−x) 2 + to become (Y-y) 2 ... ( 11) dd 2 = (△ dd + da) 2 = (X-x) 2 + y 2 ... (12). Here, X and Y are vibration sensors 6a and 6 respectively.
The distance between b and the distance between the vibration sensors 6c and 6d.

【0049】次に、(10)−(9),(11)−(1
2)より △db2 +2da・△db=Y2 −2Y・y …(13) △dc2 −△dd2 +2da・(△dc−△dd)= Y2 −2Y・y …(14) となり、両式の差をとってdaを求めると次式となる。
Next, (10)-(9), (11)-(1
2) from △ db 2 + 2da · △ db = Y 2 -2Y · y ... (13) △ dc 2 - △ dd 2 + 2da · (△ dc- △ dd) = Y 2 -2Y · y ... (14) , and the The following equation is obtained by taking the difference between the two equations and obtaining da.

【0050】 da=−(db2 +△dd2 −△dc2 )/2(△dd+△db−△dc) …(15) この式が成り立つのは右辺分母がゼロでないときであ
り、ゼロの時の解き方は後で述べる。式(15)を、
(14)に代入してyは次式の様に求まる。
Da = − (db 2 + Δdd 2 −Δdc 2 ) / 2 (Δdd + Δdb−Δdc) (15) This expression holds when the denominator on the right side is not zero, and How to solve the time will be described later. Equation (15)
Substituting into (14), y is obtained as in the following equation.

【0051】 y=Y/2−△db2 /2Y+△db・ (△db2 +△dd2 −△dc2 )/(△dd+△db−△dc)/2Y …(16) 同様な方法でxを求めると、 x=X/2−△dd2 /2X+△dd・ (△db2 +△dd2 −△dc2 )/(△dd+△db−△dc)/2X …(17) となる。但し、(17)が成り立つのも、 △dd+△db−△dc≠0 …(18) の時である。Y = Y / 2−Δdb 2 / 2Y + Δdb · (Δdb 2 + Δdd 2 −Δdc 2 ) / (Δdd + Δdb−Δdc) / 2Y (16) By the same method When x is obtained, x = X / 2−Δdd 2 / 2X + Δdd · (Δdb 2 + Δdd 2 −Δdc 2 ) / (Δdd + Δdb−Δdc) / 2X (17) . However, (17) is also satisfied when Δdd + Δdb−Δdc ≠ 0 (18).

【0052】では、(18)式の条件を満たさない時に
ついては検討する。(6)〜(8)式を代入すると、右
辺が0の時とは、 dd+db=dc+da …(19) であり、これは、x=X/2またはy=Y/2の時であ
り、da=ddかつdb=dcあるいはda=dbかつ
dc=ddの時にのみ成立する。現実には信号波形検出
回路9の時間分解能が存在するために、ある幅(≒)を
持ってゼロの値を取ることになる。
Now, the case where the condition of the expression (18) is not satisfied will be examined. Substituting the equations (6) to (8), when the right side is 0, it means that dd + db = dc + da (19), which is when x = X / 2 or y = Y / 2, and da = Dd and db = dc or da = db and dc = dd. In reality, since the signal waveform detection circuit 9 has the time resolution, it takes a zero value with a certain width (≈).

【0053】(18)式が成立しない時と判定した時
は、座標算出処理上サブルーチンに飛んで、若干複雑で
はあるが、xあるいはyの2次方程式をたてて解くこと
にする。 まず、x=X/2の時、(この時は、△db
=△dcである)(9)〜(12)は次の2式となる。
When it is determined that the equation (18) is not satisfied, the subroutine is skipped in the coordinate calculation process, and although it is slightly complicated, a quadratic equation of x or y is set up and solved. First, when x = X / 2, (at this time, Δdb
= (Δdc) (9) to (12) are represented by the following two equations.

【0054】 da2 =X2 /4+y2 …(20) (△db+da)2 =X2 /4+(Y−y)2 …(21) (21)−(20)より求められたdaを(20)に代
入して、yは次式と求まる。
[0054] da 2 = X 2/4 + y 2 ... (20) (△ db + da) 2 = X 2/4 + (Y-y) 2 ... (21) (21) - a da obtained from (20) (20 ), Y is calculated as follows.

【0055】 y=(Y±sqrt(A))/2 …(22) ここで、 A=△db2 ・(1+X2 /(Y2 −△db2 )) …(23) (22)の符号は△db>0の時“−”で、△db<0
の時“+”である。また、“sqrt(X)”はXの平
方根を与える関数である。
Y = (Y ± sqrt (A)) / 2 (22) where A = Δdb 2 · (1 + X 2 / (Y 2 −Δdb 2 )) (23) (22) Is “-” when Δdb> 0, and Δdb <0
It is "+" when. "Sqrt (X)" is a function that gives the square root of X.

【0056】同様に、y=Y/2の時は、xは次に通り
求まる。
Similarly, when y = Y / 2, x is obtained as follows.

【0057】 x=(X±sqrt(B))/2 …(24) ここで、 B=△dd2 ・(1+Y2 /(X2 −△dd2 )) …(25) 但し、(24)の符号は△dd>0の時“−”で、△d
d<0の時“+”である。
X = (X ± sqrt (B)) / 2 (24) Here, B = Δdd 2 · (1 + Y 2 / (X 2 −Δdd 2 )) (25) where (24) Sign is "-" when Δdd> 0, and Δd
It is "+" when d <0.

【0058】しかしながら、y=Y/2近傍では、△d
bと△db+△dd−△dcの値が0に近いため式(1
6)の第2項及び第3項がほぼ0になる事により、y座
標に関しては精度が良いが、x座標に関してはy=Y/
2近傍で△ddの計時データの誤差が式(17)に大き
く影響するために精度が悪い。
However, in the vicinity of y = Y / 2, Δd
Since the values of b and Δdb + Δdd−Δdc are close to 0, the formula (1
Since the second and third terms in 6) are almost 0, the y-coordinate is accurate, but the x-coordinate is y = Y /
In the vicinity of 2, the error of the timing data of Δdd has a great influence on the equation (17), so that the accuracy is low.

【0059】同様にx=X/2近傍では△ddと△db
+△dd−△dcの値が0に近いために式(17)の第
2項及び第3項がほぼ0になる事により、x座標に関し
ては精度が良いが、y座標に関してはx=X/2近傍で
△dbの計時データの誤差が式(16)に大きく影響す
るために精度が悪い。
Similarly, in the vicinity of x = X / 2, Δdd and Δdb
Since the value of + Δdd-Δdc is close to 0, the second term and the third term of the equation (17) are almost 0, so that the x coordinate is accurate, but the y coordinate is x = X. In the vicinity of / 2, the error of the timing data of Δdb has a great influence on the equation (16), so that the accuracy is poor.

【0060】従って、y=Y/2近傍では精度の良いy
座標を求めてから、そのy座標からx座標を求める。同
様にx=X/2近傍では精度の良いx座標を求めてから
そのx座標からy座標を求める。
Therefore, y is accurate in the vicinity of y = Y / 2.
After obtaining the coordinates, the x coordinate is obtained from the y coordinates. Similarly, in the vicinity of x = X / 2, an accurate x coordinate is obtained, and then ay coordinate is obtained from the x coordinate.

【0061】そこで、図12の様に入力エリアを4つの
領域に分割する。各領域は以下の条件で分割できる。
Therefore, the input area is divided into four areas as shown in FIG. Each area can be divided under the following conditions.

【0062】領域1:△db>0 AND △dc>0
AND △db<△dd 領域2:△dd<0 AND △dc<0 AND △
db<△dd 領域3:△db<0 AND △dc<0 AND △
db>△dd 領域4:△dd>0 AND △dc>0 AND △
db>△dd 領域1及び領域3において、x座標は式(17)を用い
て算出する。
Area 1: Δdb> 0 AND Δdc> 0
AND Δdb <Δdd Area 2: Δdd <0 AND Δdc <0 AND Δ
db <Δdd area 3: Δdb <0 AND Δdc <0 AND Δ
db> Δdd Area 4: Δdd> 0 AND Δdc> 0 AND Δ
db> Δdd In the regions 1 and 3, the x coordinate is calculated using the equation (17).

【0063】y座標は式(17)を式(10)に代入し
て次式の様に求まる。
The y coordinate is obtained by substituting equation (17) into equation (10) as in the following equation.

【0064】 y=Y/2±(△db×sqrt(A))/2 …(26) ここで、 A=4x2 /(Y2 −△db2 )+1 …(27) 式(26)の第2項の符号は領域1において y<Y/2,△db>0 より“−” 領域3において、 y>Y/2,△db<0 より“−” 同様に領域2及び領域4においてy座標は式(16)を
用いて算出する。
Y = Y / 2 ± (Δdb × sqrt (A)) / 2 (26) where A = 4x 2 / (Y 2 −Δdb 2 ) +1 (27) Equation (26) The code of the second term is y <Y / 2, Δdb> 0 to “−” in the region 1, y> Y / 2, Δdb <0 to “−” in the region 1, and y in the regions 2 and 4 similarly. The coordinates are calculated using equation (16).

【0065】x座標は式(16)を式(12)に代入し
て次式の様に求まる。
The x coordinate is obtained by substituting the equation (16) into the equation (12) as in the following equation.

【0066】 x=X/2±(△dd×sqrt(B))/2 …(28) ここで、 B=4y2 /(X2 −△dd2 )+1 …(29) 式(28)の第2項の符号は領域2において x<X/2,△dd>0 より“−” 領域4において、 x>X/2,△dd<0 より“−” となる。X = X / 2 ± (Δdd × sqrt (B)) / 2 (28) Here, B = 4y 2 / (X 2 −Δdd 2 ) +1 (29) Equation (28) The sign of the second term is "-" in the area 2 from x <X / 2, Δdd> 0, and "-" in the area 4 from x> X / 2 and Δdd <0.

【0067】以上の座標計算のフローチャートを図11
に示す。
FIG. 11 is a flowchart of the above coordinate calculation.
Shown in.

【0068】このようにして振動ペン3の位置座標をリ
アルタイムで検出できる。
In this way, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in real time.

【0069】以上説明した様に、得られるセンサ間の振
動到達時間の差信号から直接座標をリアルタイムに求め
ることが可能となり、ペン内部を振動が伝播する時間
(到達遅延時間のオフセット分)が、2センサ間で相殺
される事により無視されるため、ペン内部(特にペン
先)での振動伝達時間の温度変化の影響を受けることが
ないため、環境変化による誤入力や精度低下が無いとい
う効果が得られる。また、振動入力ペンによる振動の入
力を座標入力装置本体とは非同期に行なうことができる
ため、振動入力ペンをコードレスとすることができる。
As described above, the coordinates can be directly obtained in real time from the obtained difference signal of the vibration arrival time between the sensors, and the time for the vibration to propagate inside the pen (the offset amount of the arrival delay time) is Since it is ignored by being canceled out by the two sensors, it is not affected by the temperature change of the vibration transmission time inside the pen (especially the pen tip), so there is no erroneous input due to environmental change or accuracy deterioration. Is obtained. Further, since the vibration input by the vibration input pen can be performed asynchronously with the main body of the coordinate input device, the vibration input pen can be made cordless.

【0070】尚、本実施例では、振動ペン3が本体とコ
ードで接続されていないコードレスのペンとしたが、コ
ードを接続し、本体から駆動信号を送信する構成として
も良いことは、言うまでもない。
In this embodiment, the vibrating pen 3 is a cordless pen which is not connected to the main body by a cord, but it goes without saying that a constitution may be adopted in which a cord is connected and a drive signal is transmitted from the main body. .

【0071】また、基準とする振動センサはセンサ6a
でなくとも良く、振動伝達板上の所望のセンサを基準と
して他のセンサにおいて振動到達時間の差を測定し、そ
の測定値を基にして座標を算出することができるのはも
ちろんである。
The reference vibration sensor is the sensor 6a.
Of course, the desired sensor on the vibration transmission plate may be used as a reference to measure the difference in vibration arrival time at another sensor, and the coordinates may be calculated based on the measured value.

【0072】[0072]

【他の実施例】本実施例の構成は座標入力装置全体の構
成及び振動ペンの構成は先の実施例と同じである。本発
明の座標入力装置に用いる板波の特性として伝播速度
は、周波数と板厚の積に依存し、センサ及び回路のばら
つきなどにより伝播速度、周波数もばらつきが生じる。
前の実施例では、振動伝播時間は、振動ペンの入力点か
ら振動センサまでの距離を求める式(1)〜(5)にお
いて、定数として4センサの波長λ、群速度Vg、位相
速度Vpは、4センサの平均値を使用して求めている
が、本実施例では4センサのうち遅延時間差分データを
得るのに対応する基準センサと他のセンサのうちのいず
れかのセンサの定数のみの平均値を使用することにより
座標を算出する。本発明の座標入力装置に用いる板波の
特性として伝播速度は、周波数と板厚の積に依存し、セ
ンサ及び回路のばらつきなどにより伝播速度、周波数も
ばらつきが生じる。
Other Embodiments The construction of this embodiment is the same as that of the previous embodiment in the construction of the entire coordinate input device and the construction of the vibrating pen. The propagation velocity as a characteristic of the plate wave used in the coordinate input device of the present invention depends on the product of the frequency and the plate thickness, and the propagation velocity and the frequency also vary due to variations in the sensor and the circuit.
In the previous embodiment, the vibration propagation time is expressed by the following equations (1) to (5) for obtaining the distance from the input point of the vibrating pen to the vibration sensor. The average value of the four sensors is used for the calculation, but in the present embodiment, only the constants of any one of the reference sensor and the other sensor corresponding to the delay time difference data among the four sensors are obtained. Coordinates are calculated by using the average value. The propagation velocity as a characteristic of the plate wave used in the coordinate input device of the present invention depends on the product of the frequency and the plate thickness, and the propagation velocity and the frequency also vary due to variations in the sensor and the circuit.

【0073】すなわち、今、遅延時間差分データを得る
カウンタのチャンネルに基準センサ6aとセンサ6bが
対応している時、2つのセンサの定数の平均値は、波長
λpb,群速度Vgb,位相速度Vpbとすると、振動
ペン3と振動センサ6aとの距離daと振動ペン3と振
動センサ6bの距離dbの距離差△dbは、その振動伝
達時間の群遅延時間をそれぞれtga,tgbとすると △db=db−da=Vgb・(tgb−tga) =Vgb・△tgb …(31) となる。
That is, when the reference sensor 6a and the sensor 6b correspond to the channel of the counter for obtaining the delay time difference data, the average values of the constants of the two sensors are the wavelength λpb, the group velocity Vgb, and the phase velocity Vpb. Then, the distance difference Δdb between the distance da between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a and the distance db between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6b is Δdb = when the group delay times of the vibration transmission time are tga and tgb, respectively. db−da = Vgb · (tgb−tga) = Vgb · Δtgb (31)

【0074】更に位相信号に基づく処理を行なうと △db=nb・λpb+Vpb・(tpb−tpa) =nb・λpb+Vpb・△tpb …(32) となる。ここでnbは整数の値を持つ。When further processing based on the phase signal is carried out, Δdb = nbλpb + Vpb (tpb-tpa) = nbλpb + VpbΔtpb (32) Here, nb has an integer value.

【0075】前記(31)、(32)から整数nbは nb=int[(Vgb・△tgb−Vgb・△tgb)/λgb+1/N] …(33) と表される。ここでNは実施例1に示したNと同様であ
る。
From the above (31) and (32), the integer nb is expressed as nb = int [(Vgb · Δtgb-Vgb · Δtgb) / λgb + 1 / N] (33). Here, N is the same as N shown in the first embodiment.

【0076】上記で求めたnbを(32)に代入するこ
とにより△dbを精度良く求めることができる振動セン
サが6cと6dの場合に関しても同様に△dcと△dd
はセンサ6aと6cの定数の平均値及びセンサ6aと6
dの定数の平均値を使用することで求めることができ
る。
By substituting nb obtained above into (32), Δdb and Δdd can be similarly obtained in the case where the vibration sensors 6c and 6d can accurately obtain Δdb.
Is the average value of the constants of the sensors 6a and 6c and the sensors 6a and 6
It can be obtained by using the average value of the constants of d.

【0077】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って達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of one 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.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の座標入力
装置は、回路規模を小さく押さえながら精度を向上でき
るという効果が得られる。
As described above, the coordinate input device of the present invention has the effect of improving accuracy while keeping the circuit scale small.

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

【図1】座標入力装置の概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a coordinate input device.

【図2】演算制御回路の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an arithmetic control circuit.

【図3】データ処理のフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of data processing.

【図4】データ処理のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of data processing.

【図5】データ処理のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of data processing.

【図6】データ処理のタイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart of data processing.

【図7】図3のフローチャートでデータを補正する処理
のみのフローチャートである。
7 is a flowchart of only a process of correcting data in the flowchart of FIG.

【図8】データの補正方法の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a data correction method.

【図9】信号処理のタイミングチャートである。FIG. 9 is a timing chart of signal processing.

【図10】信号波形検出回路の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a signal waveform detection circuit.

【図11】座標位置算出のための説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram for calculating a coordinate position.

【図12】図9を領域分割した時の座標位置算出のため
の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram for calculating coordinate positions when dividing FIG. 9 into regions.

【図13】座標計算のフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart of coordinate calculation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…演算制御回路、 2…振動子駆動回路、 3…振動ペン、 4…振動子、 5…ペン先、 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、 11…ディスプレイである。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Arithmetic control circuit, 2 ... Oscillator drive circuit, 3 ... Vibration pen, 4 ... Oscillator, 5 ... Pen tip, 6 ... Vibration sensor, 7 ... Antivibration material, 8 ... Vibration transmission plate, 9 ... Signal waveform detection Circuit, 10 ... Display drive circuit, 11 ... Display.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 克行 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 吉村 雄一郎 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 柳沢 亮三 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuyuki Kobayashi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Yuichiro Yoshimura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (72) Inventor Ryozo Yanagisawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動を入力する入力手段と、 振動を伝達する振動伝達体と、 該振動伝達体の振動を互いに異なる箇所で検出する複数
の検出手段と、 前記入力手段から入力された振動が、入力されてから前
記複数の検出手段それぞれで検出されるまでの所要時間
を測定する測定手段と、 前記複数の検出手段の1について前記測定手段により測
定された所要時間を、他の検出手段各々についての所要
時間から差し引いて差分値を算出する手段と、 前記差分値各々を所定値を比較して大小関係を判定する
判定手段と、 該判定手段による判定結果に基づいて、前記差分値を補
正する補正手段と、 該補正手段により補正された差分値に基づいて前記入力
手段により振動が入力された位置を算出する算出手段
と、を備えることを特徴とする座標入力装置。
1. An input unit for inputting vibration, a vibration transmitting body for transmitting the vibration, a plurality of detecting units for detecting the vibration of the vibration transmitting unit at mutually different positions, and a vibration input from the input unit. Measuring means for measuring the time required from the input to the detection by each of the plurality of detecting means, and the necessary time measured by the measuring means for one of the plurality of detecting means, and the other detecting means respectively. For calculating a difference value by subtracting the difference value from the required time, determining means for comparing the difference values with a predetermined value to determine the magnitude relationship, and correcting the difference value based on the determination result by the determining means. A coordinate input device, and a calculating device for calculating a position where the vibration is input by the input device based on the difference value corrected by the correcting device. .
【請求項2】 前記所定値は、前記入力手段により入力
される振動の伝播速度と、前記振動伝達体の大きさとに
応じて定まる最大差分カウンタ値であることを特徴とす
る請求項1記載の座標入力装置。
2. The predetermined value is a maximum difference counter value that is determined according to a propagation speed of vibration input by the input means and a size of the vibration transfer body. Coordinate input device.
【請求項3】 前記測定手段は、振動の群遅延時間と位
相遅延時間とのそれぞれについて測定することを特徴と
する請求項1記載の座標入力装置。
3. The coordinate input device according to claim 1, wherein the measuring unit measures each of a group delay time and a phase delay time of vibration.
【請求項4】 前記算出手段は、振動が入力された領域
を判定する手段を有し、該領域各々について異なる手順
で座標を算出することを特徴とする請求項1記載の座標
入力装置。
4. The coordinate input device according to claim 1, wherein the calculating means has means for determining an area where vibration is input, and the coordinates are calculated for each of the areas by a different procedure.
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JP2011008722A (en) * 2009-06-29 2011-01-13 Kddi Corp Pointing system

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