JPH0981296A

JPH0981296A - 座標入力装置

Info

Publication number: JPH0981296A
Application number: JP23121395A
Authority: JP
Inventors: Hajime Sato; 肇佐藤; Katsuyuki Kobayashi; 克行小林; Masaki Tokioka; 正樹時岡; Yuichiro Yoshimura; 雄一郎吉村; Atsushi Tanaka; 淳田中; Ryozo Yanagisawa; 亮三柳沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】振動伝達板上に振動を与えて座標を入力する座
標入力装置において、操作性に優れ、精度の良い座標入
力装置を提供する。【解決手段】座標の入力のため、振動入力ペン３のペン
先５を振動伝達板８に接触させると、シート状圧電体１
２は、その振動を電気信号に変換し、信号波形検出回路
９に出力する。信号検出回路９は、シート状圧電体１２
の出力より振動の入力タイミングを検出する。また、入
力された振動は、振動伝達板８を伝達し振動センサ６ａ
〜６ｄに到達する。振動センサ６ａ〜６ｄは、到達した
振動を電気信号に変換し、夫々信号波形検出回路９に供
給する。信号波形検出回路９は、振動センサ６ａ〜６ｄ
の出力より到達した振動のタイミングを検出する。演算
制御回路１は、上記のタイミングの差（伝達時間）より
振動の入力位置から各振動センサまでの距離を算出し、
振動を入力した座標を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、座標入力装置に係
り、特に振動伝達板上に振動を与えて座標を入力する座
標入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波振動を利用した座標入力装置は、
例えば「特公平５−６０６１５」に開示されているよう
に、振動入力ペンが駆動を開始するタイミングから、振
動伝達板上のセンサが検出するまでの時間を計測し、そ
の計測された時間と振動伝達板をを伝達する超音波振動
の音速を乗算することによって振動入力ペンの入力点か
らセンサまでの距離に換算し、所定の座標算出式により
座標を算出している。

【０００３】したがって、振動入力ペンを、振動伝達板
を含む本体とコードで接続されていない構成であるコー
ドレス型とするには、振動入力ペンの駆動開始タイミン
グを何等かの方法で本体側に知らせるか、駆動開始タイ
ミングを必要としない手法を必要とする。

【０００４】＜従来例１＞従来、振動入力ペンの駆動タ
イミングを本体側に知らせるため、赤外線等の無線通信
手段を振動入力ペン側に設けたものがあった。

【０００５】＜従来例２＞また、コスト低減あるいは消
費電力低減に有効な構成として、以下に説明するよう
な、振動入力ペンがコードレス型であるが、駆動開始タ
イミングを必要としない技術が提案されている。

【０００６】その方式は、振動入力ペンから入力された
振動を入力板上の複数個のセンサにおいて検知し、複数
個のセンサのうちの一つのセンサ（例えば、入力点から
の振動が最先に到着したセンサ）における振動の到達遅
延時間を基準とし、その基準となる到達遅延時間と、他
のセンサにおける振動の到達遅延時間との差分データに
より入力板上の振動入力ペンの座標を決定する方式であ
る。

【０００７】上記方式の座標算出方式は、座標算出精度
を向上させるために座標入力面を複数領域に分割して各
領域ごとに座標を算出している。図８は、従来例の座標
算出方式を説明するための図である。同図において、７
１ａ〜７１ｄは振動センサ、Ｐ（ｘ，ｙ）は振動入力ペ
ンが振動伝達板に接触する座標である。また、ｄａは７
１ａとＰ（ｘ，ｙ）との距離、ｄｂは７１ｂとＰ（ｘ，
ｙ）との距離、ｄｃは７１ｃとＰ（ｘ，ｙ）との距離、
ｄｄは７１ｄとＰ（ｘ，ｙ）との距離である。

【０００８】図示の如く振動センサ７１ａを基準とする
と、振動センサ７１ｂ〜７１ｄの位置における差分デー
タΔｄｂ，Δｄｃ，Δｄｄは、 Δｄｂ＝ｄｂ−ｄａ・・・式（１） Δｄｃ＝ｄｃ−ｄａ・・・式（２） Δｄｄ＝ｄｄ−ｄａ・・・式（３）となる。式（１）〜式（３）の差分データから、求める
座標Ｐ（ｘ，ｙ）は、以下のようになる。

【０００９】Δｄｄ＋Δｄｂ−Δｄｃ≠０の時領域２若しくは領域３、すなわちΔｄｂ＞０、且つΔｄ
ｃ＞０、且つΔｄｂ＞Δｄｄ、若しくは、Δｄｂ＜０、
且つΔｄｃ＜０、且つΔｄｂ＜Δｄｄである時、振動入
力ペンの座標Ｐ（ｘ，ｙ）は、ｘ＝Ｘ／２−Δｄｄ＾２／２Ｘ＋Δｄｄ・（Δｄｂ＾２＋Δｄｄ＾２−Δｄｃ＾２）］／［Ｘ・（Δｄｄ＋Δｄｂ−Δｄｃ）］・・・式（４）ｙ＝Ｙ／２−Δｄｂ／｛２・［４ｘ＾２／（Ｙ＾２−Δｄｂ＾２）＋１］＾（１／２）｝・・・式（５）である。ここで、式（５）のｘは、式（４）によって得
られた値である。なお、Ａ＾Ｂは、ＡのＢ乗を表すもの
とする。

【００１０】また、領域１若しくは領域３、すなわち、
Δｄｄ＞０、且つΔｄｃ＞０、且つΔｄｂ＜Δｄｄ、若
しくは、Δｄｄ＜０、且つΔｄｃ＜０、且つΔｄｂ＞Δ
ｄｄである時、振動入力ペンの座標Ｐ（ｘ，ｙ）は、ｙ＝Ｙ／２−Δｄｂ＾２／２Ｙ＋［Δｄｂ・（Δｄｂ＾２＋Δｄｄ＾２−Δｄｃ＾2）］／［Ｙ・（Δｄｄ＋Δｄｂ−Δｄｃ）］・・・式（６）ｘ＝Ｘ／２−Δｄｄ／｛２・［４ｙ＾２／（Ｘ＾２−Δｄｄ＾２）＋１］＾（１／２）｝・・・式（７）である。ここで、式（７）のｙは、式（６）によって得
られた値である。

【００１１】Δｄｄ＋Δｄｂ−Δｄｃ＝０の時、すな
わち、ｘ＝Ｘ／２となるΔｄｄ＝０（ｄａ＝ｄｄ、ｄｄ
＝ｄｃ）、若しくは、ｙ＝Ｙ／２となるΔｄｂ＝０（ｄ
ａ＝ｄｂ、ｄｃ＝ｄｄ）である時、振動入力ペンの座標
Ｐ（ｘ，ｙ）は、ｙ＝（Ｙ±［Δｄｂ＾２・（１＋Ｘ＾２／（Ｙ＾２−Δｄｂ＾２））］＾（１／２））／２・・・式（８）ｘ＝（Ｘ±［Δｄｄ＾２・（１＋Ｙ＾２／（Ｘ＾２−Δｄｄ＾２））］＾（１／２））／２・・・式（９）である。

【００１２】以上の手法により、振動入力ペンが振動伝
達板に接触する座標を求め、座標を入力することができ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例１のように、振動入力ペン側に赤外線等の無線通信
手段を設けることは、回路規模の増大を招き、また、そ
れらの回路を駆動するための電力を必要とするという問
題があった。

【００１４】また、上記従来例２の場合、式（１）〜
（３）の各差分データ（Δｄｂ，Δｄｃ，Δｄｄ）がゼ
ロに近い値になるときには、各差分データの誤差が式
（４）や式（６）によって拡大される。これに従って、
式（５）及び式（７）の算出結果も当然に大きな誤差を
含む。

【００１５】更に、中心近傍では各差分データの誤差が
領域判定（どの領域に属するか）に大きく影響し、実際
に振動入力ペンが接触する領域と異なる領域であると判
定して座標を算出するため、振動入力ペンが接触する座
標を精度良く認識することができなかった。

【００１６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、振動伝達板上に振動を与えて座標を入力する
座標入力装置において、操作性に優れ、精度の良い座標
入力装置を提供することを課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を課題を解決す
るため、本発明に係る座標入力装置は、振動伝達板上に
振動を与えて座標を入力する座標入力装置であって、前
記振動伝達板上に振動を入力する振動入力手段と、振動
の入力を検出する入力振動検出手段と、振動の入力位置
から前記振動伝達板を伝達してくる振動を検出する複数
の伝達振動検出手段と、前記入力振動検出手段による振
動の検出から前記伝達振動検出手段による振動の検出ま
での時間差より、前記振動の入力位置を算出する入力位
置算出手段とを備えることを特徴とする。

【００１８】本発明の好適な実施態様に従えば、例え
ば、前記入力振動検出手段は、前記振動伝達板上に配し
たシート状圧電体を有し、該シート状圧電体によって振
動の入力を検出する構成としても良い。

【００１９】また、例えば、前記複数の伝達振動検出手
段は、各々前記振動伝達板の端部に配した振動センサを
有し、該振動センサによって伝達してくる振動を検出す
る構成としても良い。

【００２０】また、例えば、前記振動センサは、各々前
記振動伝達板の４隅に配された構成としても良い。

【００２１】また、例えば、前記シート状圧電体、前記
振動伝達板は透明の材料より成る構成としても良い。

【００２２】また、例えば、前記振動伝達板の背後に画
像を表示する表示手段を更に備えても良い。

【００２３】また、例えば、前記表示手段は、算出した
前記振動の入力位置を表示しても良い。

【００２４】また、例えば、前記シート状圧電体及び前
記振動センサは、前記振動伝達板の、振動を入力する側
に配される構成としても良い。

【００２５】また、例えば、前記シート状圧電体及び前
記振動センサは、前記振動伝達板の、振動を入力する側
の裏面に配されることを特徴とする構成としても良い。

【００２６】また、例えば、前記振動入力手段はコード
レス型の振動入力ペンとしても良い。

【００２７】また、本発明に係る他の座標入力装置は、
振動伝達板上に振動を与えて座標を入力する座標入力装
置であって、入力された振動を検出する入力振動検出手
段と、振動の入力位置から前記振動伝達板を伝達してく
る振動を検出する複数の伝達振動検出手段と、前記入力
振動検出手段による振動の検出から前記伝達振動検出手
段による振動の検出までの時間差より、前記振動の入力
位置を算出する入力位置算出手段とを備えることを特徴
とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】

＜発明の第１の実施の形態＞図１は、本発明に係る座標
入力装置の実施の形態の一例を示す図である。図中、１
は装置全体を制御すると共に、座標値を算出する演算制
御回路である。８はアクリルやガラス板等の透明部材か
らなる振動伝達板であり、その上面には、ＰＶＤＦ（ポ
リフッ化ビニリデン）等の圧電性の材料の両面に電極と
してＩＴＯを蒸着やスパッタ等で付着させたシート状圧
電体１２を積層して配置している。振動入力ペン３によ
る座標入力は、振動伝達板８上をタッチすることで行
う。そして、この振動伝達板８の外周には、反射した振
動が中央部に戻ることを防止（減少）させるための防振
材７が設けられ、その境界にＰＺＴ等の圧電素子で機械
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。

【００２９】９は各振動センサ６ａ〜６ｄにおいて振動
を検出した旨の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８の背後
に配置されている。ディスプレイ駆動回路１０の駆動に
より、ディスプレイ９は、振動入力ペン３によりなぞら
れた位置にドットを表示する。前述のように、振動伝達
板８は透明部材で構成されているため、ディスプレイ９
上に表示された画像を透過する。

【００３０】振動入力ペン３に内蔵された振動子４は、
振動子駆動回路２によって駆動される。電気的な駆動信
号は振動子４によって機械的な超音波振動に変換され、
ペン先５を介して振動伝達板８に伝達される。

【００３１】ここで、振動子４の振動周波数は、ガラス
等の振動伝達板８に板波を発生することができる値を選
択している。また、振動子４の駆動の際、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
数とすることで効率のよい振動変数が可能である。

【００３２】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。

【００３３】以上の構成において、振動子駆動回路２
は、所定周期毎に振動子４を駆動する信号を出力する。
そして、振動入力ペン３が発生した振動は、先ずシート
状圧電体１２で検出され、その後、振動入力ペン３の位
置から各振動センサ６ａ〜６ｄまでの距離に応じて遅延
し、各振動センサ６ａ〜６ｄに到達する。

【００３４】振動波形検出回路９は、シート状圧電体１
２及び各振動センサ６ａ〜６ｄからの信号を検出して、
後述する波形検出の処理により各振動センサ６ａ〜６ｄ
への夫々の振動到達タイミングを示すタイミング信号
（信号Ｔｇ及びＴｐ）を生成し演算制御回路１に供給す
る。演算制御回路１は、各振動センサ６ａ〜６ｄについ
て夫々供給される、上記タイミング信号に従って、振動
入力ペン３から各振動センサ６ａ〜６ｄまでの振動伝達
時間を求め、振動入力ペン３の座標位置を算出する。

【００３５】また、演算制御回路１は、算出した振動入
力ペン３の位置情報に基づいて種々の演算を行い、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、あるいはシリアル通信手段やパ
ラレル通信手段（不図示）によって外部機器に座標情報
を出力する。

【００３６】図２は、信号検出回路９の詳細な構成を示
す図である。シート状圧電体１２の出力信号は、シート
状圧電体波形検出回路２１０に入力され、前置増幅回路
２１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２１１により検出信号の余分な
周波数成分が除かれ、入力信号検出回路２２によりパル
ス信号が形成され、演算制御回路１に供給される。

【００３７】また、振動センサ６（６ａ〜６ｄ）の出力
信号は、振動センサ波形検出回路２２０に入力される。
なお、図面においては、振動センサ波形検出回路２２０
を１つのみ示しているが、実際には各振動センサ６ａ〜
６ｄに対応して４つ存在する。先ず、振動センサ６の出
力信号は、前置増幅回路２３により所定のレベルまで増
幅される。増幅された信号は、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２４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。取り出されたエンベロープ信号は、２回微分
回路２５によって微分される。Ｔｇ信号検出回路２６
は、モノマルチバイブレータ等から構成され、例えば、
エンベロープが所定レベルを超えた後のゼロクロス点を
検出することにより遅延時間検出信号である信号Ｔｇを
形成し、演算制御回路１に供給する。

【００３８】また、前置増幅回路２３により所定のレベ
ルまで増幅された信号は、帯域通過フィルタ２３１によ
り検出信号の余分な周波数成分が除かれる。２７はコン
パレータ等から構成され、帯域通過フィルタ２３１の出
力信号が所定レベルの閾値を越える部分のパルス信号を
形成するＴｐ信号検出回路である。

【００３９】図３は、演算制御回路１の詳細な構成を示
す図である。図中、３１は演算制御回路１及び座標入力
装置全体を制御するマイクロコンピュータであり、以下
に示す制御手順を記憶したＲＯＭ、演算等を行う際のワ
ークメモリとして使用するＲＡＭ、制御の際に参照する
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。

【００４０】３２ａ〜３２ｄはカウンタであり、開始信
号検出部２１０の出力信号（すなわち、シート状圧電体
１２の出力信号を加工した信号）を開始信号（後述する
信号ＳＴＡＲＴ）として計時を開始し、振動センサ波形
検出回路２２０の出力信号（振動センサ６ａ〜６ｄの各
出力信号を夫々加工した信号Ｔｇ及びＴｐ）が変化する
までの期間を計時する。これによって、振動入力ペン３
により振動を入力してから、その振動が振動伝達板８を
振動センサ６ａ〜６ｄまで伝達するのに要する各伝達時
間を測定することができる。

【００４１】判定回路３４は、伝達信号検出部２２０の
出力信号（Ｔｇ及びＴｐ）に基づいて、振動センサ６ａ
〜６ｄが振動入力ペン３による振動を検知したことを判
定する。マイクロコンピュータ３１は、振動を検知した
旨の判定結果が入力されると、カウンタ３２ａ〜３２ｄ
のうち対応するカウント値（計時時間）を参照し、振動
センサ６ａ〜６ｄの夫々に関する振動伝達時間（後述す
るｔｇ及びｔｐ）を得、それに基づいて振動伝達板８上
の振動入力ペン３の座標を算出する。算出した座標は、
例えば、Ｉ／Ｏポート３６を介してディスプレイ１１の
対応する位置にドット等として表示することができる。
また、Ｉ／Ｏポート３６を介して不図示のインターフェ
イス回路に供給することによって、外部装置に供給する
こともできる。

【００４２】図６は、マイクロコンピュータ３１の動作
の流れを説明するフローチャートであり、マイクロコン
ピュータ３１内部に備えた前述のＲＯＭ（不図示）に本
フローチャートに対応するプログラム命令シーケンスが
格納されている。先ず、ステップＳ６０１では、カウン
タ３２ａ〜３２ｄ、検出信号入力回路３５、Ｉ／Ｏポー
ト３６等をリセットする。ステップＳ６０２では、振動
入力ペン３から振動センサ６ａ〜６ｄまでの振動伝達時
間を計測する。ステップＳ６０３では、振動入力ペンと
各振動センサ６ａ〜６ｄとの距離を算出する。ステップ
Ｓ６０４では、振動入力ペン３の座標を算出する。そし
て、ステップＳ６０５では、算出した座標に基づき、前
述のようにディスプレイ１１の対応する位置にドットを
表示等する。以下、ステップＳ６０２〜Ｓ６０４の具体
例を詳述する。

【００４３】＜振動伝達時間の計測例（ステップＳ６０
２）＞次に、振動伝達板８上における振動伝達時間、す
なわち、シート状圧電体１２が振動入力ペン３による振
動の入力を検出してから振動センサ６ａ〜６ｄがその振
動を検出するまで時間を計測する原理について説明す
る。

【００４４】図４は、シート状圧電体１２から振動波形
検出回路９に供給される検出波形と、それに基づく振動
伝達時間の計測処理を説明する図である。所定の周期で
振動子駆動回路２によって振動子４が駆動され、振動入
力ペン３のペン先５が振動伝達板８上に配置されたシー
ト状圧電体１２に接触することにより、シート状圧電体
１２は振動を検出し電気的な信号に変換する。シート状
圧電体１２の出力信号は、前述のように前置増幅回路２
１によって増幅される。信号４０は前置増幅回路２１の
出力信号である。信号４０は帯域通過フィルタ２１１に
よって余分な周波数成分を除去された後、入力信号検出
回路２２に供給され、入力信号検出回路２３によってパ
ルス状の信号４１に変換される。信号ＳＴＡＲＴは、入
力信号検出回路の出力信号である。前述のカウンタ３２
ａ〜３２ｄは、信号ＳＴＡＲＴの最初の立ち上がりによ
ってカウント動作を開始する。

【００４５】次に、振動センサ６ａ〜６ｄに関連する振
動の検出の流れを、振動センサ６ａを例にして説明する
（６ｂ〜６ｄは、６ａと同様）。前述のように、振動セ
ンサ６ａまでの振動の振動伝達時間の計測は、信号ＳＴ
ＡＲＴの立ち上がりによって開始する。振動入力ペン３
によって与えられた超音波振動は、振動センサ６ａまで
の距離に応じた時間遅延し、振動センサ６ａにおいて検
出される。信号４２は、振動センサ６ａの出力を前置増
幅器２３によって増幅した出力波形を示している。信号
４２（位相信号）は、エンベロープ検出回路２４に供給
され、エンベロープ信号４２１が取出される。取り出さ
れたエンベロープ信号４２１は、２回微分回路２５によ
って微分され、その出力は信号４３の様な波形になる。
Ｔｇ信号検出回路２６は、モノマルチバイブレータ等か
ら構成されている。そして、エンベロープ信号４２１が
所定レベルを超えた後の一定期間を与える窓信号４８を
生成して信号４３をマスクし、エンベロープ信号４２１
が所定レベルを超えた後の、信号４３のゼロクロス点を
検出し、遅延時間検出信号である信号Ｔｇを生成する。
ここで、信号ＳＴＡＲＴの立上がりからＴｇ信号の立上
がりまでの時間をｔｇとする。

【００４６】帯域通過フィルタ２３１は、位相信号であ
る信号４２の余分な周波数成分を除去して信号４４を出
力する。Ｔｐ信号検出回路２７は、帯域通過フィルタ２
３１の出力信号４４が所定レベルの閾値４４１を越える
部分のパルス信号４５を生成し、この最初のパルスを開
始点とする所定幅を有する窓信号４６を生成する。そし
て、この窓信号４６によって信号４４をマスクし、パル
ス変換することによって信号Ｔｐを生成する。信号ＳＴ
ＡＲＴの立上がりからＴｐ信号の立上がりまでの時間を
ｔｐとする。

【００４７】＜振動入力ペンと振動センサとの距離の算
出例（ステップＳ６０３）＞位相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（信号４２１）の進む速度、即ち群速度をＶｇとし、
位相（信号４２２）の進む速度、即ち位相速度を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。

【００４８】まず、エンベロープ（信号４２１）に着目
する。エンベロープの速度をＶｇとし、その振動伝達時
間をｔｇとすると、振動入力ペン３と振動センサ６ａ〜
６ｄの各々との概略距離ｄ’は、ｄ’＝Ｖｇ・ｔｇ・・・式（１０）で与えられる。この式（１０）により、振動入力ペン３
と振動センサ６ａ〜６ｄの各々との概略距離を算出する
ことができる。

【００４９】更に、より高精度な座標決定のため、位相
（信号４２２）の伝達時間ｔｐを用いると、振動入力ペ
ン３と振動センサ６ａ〜６ｄの各々との距離ｄは、ｄ＝ｎ・λｐ＋Ｖｐ・ｔｐ・・・式（１１）で与えられる。ここで、λｐは弾性波の波長、ｎは整数
である。

【００５０】式（１０）及び（１１）から上記の整数ｎ
は、ｎ＝［（Ｖｇ・ｔｇ−Ｖｐ・ｔｐ）／λｐ＋１／Ｎ］・・・式（１２）と表わされる。

【００５１】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、ｎを決定することができ
る。

【００５２】式（１２）より求めたｎの値を式（１１）
に代入することにより、不連続であるが精度の高い伝達
時間ｔｐを用いて、振動入力ペン３及び振動センサ６ａ
〜６ｄの各々との距離を精度良く測定することができ
る。

【００５３】＜座標の算出例（ステップＳ６０４）＞図
５は、座標位置の算出例を説明するための図である。振
動伝達板８上の４辺の頂点近傍に４つの振動センサ６ａ
〜６ｄを符号Ｓａ〜Ｓｄの位置に設けると、先に説明し
た原理に基づいて、振動入力ペン３の位置Ｐ（ｘ，ｙ）
から各々の振動センサ６ａ〜６ｄの位置までの直線距離
ｄａ〜ｄｄを式（１１）及び（１２）を用いて求めるこ
とができる。

【００５４】更に、演算制御回路１によって、この直線
距離ｄａ〜ｄｄに基づいて振動入力ペン３の座標Ｐ
（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。

【００５５】ｘ＝Ｘ／２＋（ｄａ＋ｄｂ）・（ｄａ−ｄｂ）／２Ｘ・・・式（１３）ｙ＝Ｙ／２＋（ｄａ＋ｄｄ）・（ｄａ−ｄｄ）／２Ｙ・・・式（１４）ここで、Ｘは振動センサ６ａと６ｂとの距離、Ｙは振動
センサ６ａと６ｄとの距離である。

【００５６】上記構成では、シート状圧電体は振動伝達
板の上面に配置してあるが、下面に配置しても同様の振
動検出方法を用いて本発明は実現できる。

【００５７】以上のような構成によれば、コードレス型
の振動入力ペンの回路規模を増大させることなく、振動
入力ペンによって指示される座標を精度良くリアルタイ
ムで算出することができる。

【００５８】［発明の第２の実施の形態］上記の第１の
実施の形態では、振動入力ペンによる入力タイミングを
検出する第１のセンサをシート状圧電体とし、振動伝達
板を伝播する板波を検出する第２のセンサを圧電素子と
した構成であった。ここで述べる実施の形態は、振動伝
達板上の２種類のセンサをシート状圧電体のみで構成し
た場合について述べる。なお、検出手段以外の構成は、
第１の実施の形態と同様の構成であるものとする。

【００５９】図７は、本実施形態における座標入力部の
概略構成を示す図である。同図において、６１ａ〜６１
ｄおよび６２はシート状圧電体であり、シート状圧電体
６２が振動入力ペン３による入力タイミングを検出した
後、振動伝達板６３を伝播する板波をシート状圧電体６
１ａ〜６１ｄによって検出する。

【００６０】シート状圧電体は、振動伝達板上の全面に
貼付あるいは圧接後、エッチング等で所定の大きさ及び
形状で高精度に位置決めすることができる。。

【００６１】この実施の形態においても、シート状圧電
体が振動伝達板の下面に構成されていても、上記第１の
実施の形態と同様に振動を検出をすることが可能であ
る。

【００６２】以上の構成によれば、コードレス型の振動
入力ペンの座標を高精度に算出することができ、しかも
薄型の座標入力装置を構成することができる。

【００６３】［発明の第３の実施の形態］上記第１及び
第２の実施の形態においては、表示画面上に位置する振
動伝達板、シート状圧電体、電極を透明な材料を用いて
構成していたが、液晶等のディスプレイ装置と一体型に
構成する必要がないときには、構成材料として不透明な
材料を用いても良い。例えば、シート状圧電体に圧電セ
ラミックス、電極及び振動伝達板にアルミニウム等を用
いても本願を実現することができる。

【００６４】また、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、単体の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実施される場合にも適用できること
は言うまでもない。この場合、本発明に係るプログラム
を格納した記憶媒体が本発明を構成することになる。そ
して、該記憶媒体からそのプログラムをシステム或は装
置に読み出すことによって、そのシステム或は装置が、
予め定められた仕方で動作する。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動伝達板上に振動を与えて座標を入力する座標入力装置
において、振動伝達板に振動を入力する手段を、本体と
機械的、電気的に分離した構造とすることが可能であ
り、振動を入力する手段を小型化し、操作性を向上させ
ることができる。

【００６６】また、振動の入力を検出する手段を振動伝
達板上に備えることによって振動の伝達時間を求めるこ
とにより、振動を入力した座標を精度良く算出すること
ができる。

【００６７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る座標入力装置の実施の形態の一例
を示す図である。

【図２】信号検出回路の詳細な構成を示す図である。

【図３】演算制御回路の詳細な構成を示す図である。

【図４】シート状圧電体から振動波形検出回路に供給さ
れる検出波形と、それに基づく振動伝達時間の計測処理
を説明する図である。

【図５】座標位置の算出例を説明するための図である。

【図６】マイクロコンピュータの動作の流れを説明する
ブロック図である。

【図７】第２の実施の形態における座標入力部の概略構
成を示す図である。

【図８】従来例の座標算出方式を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１演算制御回路２振動子駆動回路３振動入力ペン４振動子５ペン先６ａ〜６ｄ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１２シート状圧電体６１ａ〜６１ｄ振動センサ６２シート状圧電体６３振動伝達板７１ａ〜７１ｄ振動センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動伝達板上に振動を与えて座標を入力
する座標入力装置であって、前記振動伝達板上に振動を入力する振動入力手段と、振動の入力を検出する入力振動検出手段と、振動の入力位置から前記振動伝達板を伝達してくる振動
を検出する複数の伝達振動検出手段と、前記入力振動検出手段による振動の検出から前記伝達振
動検出手段による振動の検出までの時間差より、前記振
動の入力位置を算出する入力位置算出手段と、を備えることを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】前記入力振動検出手段は、前記振動伝達
板上に配したシート状圧電体を有し、該シート状圧電体
によって振動の入力を検出することを特徴とする請求項
１記載の座標入力装置。
【請求項３】前記複数の伝達振動検出手段は、各々前
記振動伝達板の端部に配した振動センサを有し、該振動
センサによって伝達してくる振動を検出することを特徴
とする請求項１または請求項２記載の座標入力装置。
【請求項４】前記振動センサは、各々前記振動伝達板
の４隅に配されていることを特徴とする請求項３記載の
座標入力装置。
【請求項５】前記シート状圧電体、前記振動伝達板は
透明の材料より成ることを特徴とする請求項１乃至請求
項４のいずれか１項に記載の座標入力装置。
【請求項６】前記振動伝達板の背後に画像を表示する
表示手段を更に備えることを特徴とする請求項５記載の
座標入力装置。
【請求項７】前記表示手段は、算出した前記振動の入
力位置を表示することを特徴とする請求項６記載の座標
入力装置。
【請求項８】前記シート状圧電体及び前記振動センサ
は、前記振動伝達板の、振動を入力する側に配されるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に
記載の座標入力装置。
【請求項９】前記シート状圧電体及び前記振動センサ
は、前記振動伝達板の、振動を入力する側の裏面に配さ
れることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか
１項に記載の座標入力装置。
【請求項１０】前記振動入力手段はコードレス型の振
動入力ペンであることを特徴とする請求項１乃至請求項
９のいずれか１項に記載の座標入力装置。
【請求項１１】振動伝達板上に振動を与えて座標を入
力する座標入力装置であって、入力された振動を検出する入力振動検出手段と、振動の入力位置から前記振動伝達板を伝達してくる振動
を検出する複数の伝達振動検出手段と、前記入力振動検出手段による振動の検出から前記伝達振
動検出手段による振動の検出までの時間差より、前記振
動の入力位置を算出する入力位置算出手段と、を備えることを特徴とする座標入力装置。