JP3109825B2 - Coordinate input device - Google Patents

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
座標入力装置及びその方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention detects a vibration input from a coordinate input device, particularly a vibration pen, by a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmission plate, and transmits the vibration of the vibration pen. The present invention relates to a coordinate input device for detecting coordinates on a board and a method therefor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

上記のような座標検出方式では、入力タブレツトを構
成する振動伝達板の構成が簡単であること、また振動伝
達板として透明材料を利用できるため、表示器、原稿な
どに重ねて配置することができるなどの利点がある。In the coordinate detection method as described above, since the configuration of the vibration transmission plate constituting the input tablet is simple, and a transparent material can be used as the vibration transmission plate, the vibration transmission plate can be disposed on a display, a document, or the like. There are advantages such as.

この種の座標入力装置では、振動伝達板に設けられた
複数の振動センサにより振動ペンからの入力振動を検出
するが、振動伝達板上での振動伝達の際の位相遅延の影
響、検出回路の回路遅延時間の影響を補正しないと正し
い座標値を検出することができない。回路遅延には、電
気的な回路のみならず、振動ペン〜振動伝達板間の機械
的に振動が伝達される回路のもつ固有の遅延も含まれ
る。In this type of coordinate input device, the input vibration from the vibration pen is detected by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate. However, the influence of the phase delay when transmitting the vibration on the vibration transmission plate, Unless the influence of the circuit delay time is corrected, a correct coordinate value cannot be detected. The circuit delay includes not only an electric circuit but also a delay inherent in a circuit that mechanically transmits vibration between the vibration pen and the vibration transmission plate.

上記位相遅延の影響および回路の遅延の影響を受けず
に正確な入力点の座標値を得るために、本出願人は以前
に以下に述べる座標入力装置の提案（特開平01−237712
号）を行った。In order to obtain accurate coordinate values of input points without being affected by the influence of the phase delay and the delay of the circuit, the present applicant proposed a coordinate input device described below (Japanese Patent Laid-Open No. 01-237712).
No.).

すなわち、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、前記振動伝達板上の任意の入力点から入力された
振動の前記各振動センサへの振動伝達時間と該任意の入
力点の座標を補正値として記憶する手段と、前記振動ペ
ンによる座標入力点から前記各振動センサまでの振動伝
達時間を測定し、この測定値から前記記憶手段に格納さ
れた振動伝達時間の補正値を減算し前記任意の入力点か
ら座標入力点までの距離に対応する振動伝達時間を算出
しこの時間値および前記の記憶された任意の入力点の座
標値に基づき座標演算を行う制御手段を設けた構成の座
標入力装置である。That is, in a coordinate input device that detects vibrations input from the vibration pen by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate to detect coordinates of the vibration pen on the vibration transmission plate, Means for storing, as a correction value, a vibration transmission time of the vibration input from the input point to each of the vibration sensors and a coordinate of the arbitrary input point, and a vibration from the coordinate input point by the vibration pen to each of the vibration sensors. The transmission time is measured, the vibration transmission time correction value stored in the storage means is subtracted from the measured value, and the vibration transmission time corresponding to the distance from the arbitrary input point to the coordinate input point is calculated. And a control unit for performing a coordinate calculation based on the coordinate values of the stored arbitrary input points.

上記構成の座標入力装置の作用について述べる。 The operation of the coordinate input device having the above configuration will be described.

第10図は横軸に時間ｔ、縦軸に入力点〜振動センサま
での振動伝達距離をとって、ある距離を振動波形のエン
ベロープが進行する群遅延時間tgと、波形の位相が進行
する位相遅延時間tpの変化を示したものである。FIG. 10 shows the time t on the horizontal axis, the vibration transmission distance from the input point to the vibration sensor on the vertical axis, a group delay time tg in which the envelope of the vibration waveform advances over a certain distance, and the phase in which the phase of the waveform advances This shows a change in the delay time tp.

図示のように、回路遅延時間etは距離０においても必
ず含まれ、各遅延時間の曲線（直線）をグラフの右方向
にオフセツトさせる。また、位相波形は波長に応じて図
示のように規則的な位相遅延を生じるが、距離０におけ
る群遅延時間tgと位相遅延時間の差t_of、すなわち位相
のオフセツトは回路遅延の時間の影響により変化する。As shown, the circuit delay time et is always included even at the distance 0, and the curve (straight line) of each delay time is offset to the right in the graph. Further, the phase waveform produces a regular phase delay as shown according to the wavelength, the distance 0 on the group delay time tg and phase delay time difference t _o f, i.e. offset of the phase time of the impact of circuit delay It changes with.

しかしながら上記構成によれば、前記任意の入力点か
ら各振動センサへの振動伝達時間および、入力点から各
振動センサへの振動伝達時間には同じように回路遅延時
間および位相オフセツト時間が含まれているため、これ
らを減算することにより回路遅延時間および位相オフセ
ツト時間を除去した振動伝達時間を算出できる。この振
動伝達時間は振動センサ位置を起点として計った任意の
点から座標入力点までの距離に相当するため、この振動
伝達時間に基づき座標演算を行えば回路遅延時間および
位相オフセツト時間の影響にかかわらず正確な座標値を
得ることができる。However, according to the above configuration, the vibration transmission time from the arbitrary input point to each vibration sensor and the vibration transmission time from the input point to each vibration sensor similarly include the circuit delay time and the phase offset time. Therefore, by subtracting these, the vibration transmission time from which the circuit delay time and the phase offset time have been removed can be calculated. Since this vibration transmission time is equivalent to the distance from an arbitrary point measured from the position of the vibration sensor to the coordinate input point, if the coordinate calculation is performed based on this vibration transmission time, the influence of the circuit delay time and the phase offset time is not affected. Accurate coordinate values can be obtained.

ここで、本発明が解決しようとしている課題を明確に
するため、従来例の座標演算方法について述べる。Here, in order to clarify the problem to be solved by the present invention, a conventional coordinate calculation method will be described.

第７図は振動伝達時間の計測処理を説明するものであ
る。第７図において符号41で示されるものは振動ペンに
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から振動伝達板に伝達され
た超音波振動は振動伝達板内を通って振動センサに検出
される。FIG. 7 illustrates the process of measuring the vibration transmission time. In FIG. 7, reference numeral 41 denotes a drive signal pulse applied to the vibration pen. The ultrasonic vibration transmitted to the vibration transmission plate from the vibration pen driven by such a waveform passes through the vibration transmission plate and is detected by the vibration sensor.

振動伝達板内を振動センサまでの距離に応じた時間tg
をかけて進行した後、振動は振動センサに到達する。第
７図の符号42は振動センサ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プ421と位相422の
関係は振動伝達距離に応じて変化する。Time tg according to the distance to the vibration sensor in the vibration transmission plate
, The vibration reaches the vibration sensor. Reference numeral 42 in FIG. 7 indicates a signal waveform detected by the vibration sensor. The plate wave used in this embodiment is a dispersive wave, so that the relationship between the envelope 421 and the phase 422 of the detected waveform changes according to the vibration transmission distance.

ここで、エンベロープの進む速度を群速度Vg、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
動ペンと振動センサ間の距離を検出することができる。Here, the speed at which the envelope advances is referred to as group speed Vg, and the phase speed is referred to as Vp. From the difference between the group velocity and the phase velocity, the distance between the vibration pen and the vibration sensor can be detected.

たとえばピークを第７図の符号43のように検出する
と、振動ペンおよび振動センサの間の距離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つの振動センサと振動ペンの距離を示
すことができる。For example, when a peak is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. 7, the distance d between the vibrating pen and the vibration sensor is represented by d = Vg · tg (1) where tg is the vibration transmission time. However, the same formula can be used to indicate the distance between the other two vibration sensors and the vibration pen.

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。第７図の位相波形42
2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 coordinate values with higher accuracy, processing based on the detection of the phase signal is performed. Phase waveform 42 in FIG.
If the time from the application of the two specific detection points, for example, the application of the vibration to the zero-crossing point after passing the peak is tp, the distance between the vibration sensor and the vibration pen is d = n · λp + Vp · tp (2). Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and n is an integer.

前記の（１）式と（２）式から上記の整数ｎは ｎ＝［（Vg・tg−Vp・tp）／λｐ＋1/2］ …（３） と示される。 From the above equations (1) and (2), the above integer n is expressed as n = [(Vg · tg−Vp · tp) / λp + 1/2] (3)

上記のようにして求めたｎを（２）式に代入すること
で、振動ペンおよび振動センサ間の距離を測定すること
ができる。The distance between the vibration pen and the vibration sensor can be measured by substituting n obtained as described above into Expression (2).

さて、第９図のように振動伝達板の角部に３つの振動
センサを符号S1からS3の位置に配置すると、第７図に関
連して説明した処理によって振動ペンの位置Ｐから各々
の振動センサ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。Now, as shown in FIG. 9, when three vibration sensors are arranged at the corners of the vibration transmission plate at positions S1 to S3, the respective vibrations are moved from the position P of the vibration pen by the processing described with reference to FIG. The linear distances d1 to d3 to the position of the sensor can be obtained. Further, the linear distances d1 to d3 are calculated by the arithmetic and control circuit 1.
The coordinates (x, y) of the position P of the vibrating pen can be obtained from the three-square theorem based on the following equation.

ｘ＝X/2＋（d1＋d2）（d1−d2）/2X …（４） ｙ＝Y/2＋（d1＋d3）（d1−d3）/2Y …（５） ここでＸ、ＹはS2、S3の位置の振動センサと原点（位
置S1）のセンサのＸ、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 the positions of S2 and S3. This is the distance along the X and Y axes between the vibration sensor and the sensor at the origin (position S1).

以上のようにして振動ペンの位置座標を検出すること
ができる。As described above, the position coordinates of the vibration pen can be detected.

次に、上述のペン・センサ間距離および座標決定の演
算において、回路遅延時間etおよび位相オフセツト時間
t_ofの影響を除去するための補正処理について説明す
る。Next, in the calculation of the pen-sensor distance and coordinate determination described above, the circuit delay time et and the phase offset time
correction processing will be described in order to remove the influence of t _o f.

検出される振動伝達時間は、回路遅延時間etおよび位
相オフセツト時間t_ofを含んでいる。これらにより生じ
る誤差は、振動ペンから振動伝達板、振動センサへと行
われる振動伝達の際に必ず同じ量が含まれる。Vibration transmission time to be detected includes a circuit delay time et and phase offset time t _o f. The errors caused by these always include the same amount when vibration is transmitted from the vibration pen to the vibration transmission plate and the vibration sensor.

すなわち、各振動センサからの距離が既知である点Ｚ
から、振動センサの１つまでの真の振動伝達時間をt
g₀、tg₀、既知である距離をR_oとし、入力点Ｐでの上記
センサまでの真の伝達時間をtg、tp、求めるべき点Ｐと
センサ間の距離をｄとすると、 Ｒ＝n_o・λｐ＋Vp・（tp₀−et−t_of） …（６） n_o＝［｛Vg・（tg₀−et）−Vp・（tp₀−et−t_of）｝／λｐ＋1/N］ …（７） ｄ＝ｎ・λｐ＋Vp・（tp−et−t_of） …（８） ｎ＝［｛Vg・（tg−et）−Vp・（tp−et−t_of）｝／λｐ＋1/N］ …（９） それゆえ、 ｄ＝Ｒ＋（ｎ−n_o）λｐ＋Vp・（tp−tp₀） …（10） ｎ＝n_o＋［｛Vg（tg−tg₀）−Vp（tp−tp₀）／λｐ｝＋1/N］ …（11） ここでマーク8aの位置から振動センサの１つまでの距離
Ｒにおけるｎすなわちn_oを適当に設定することで、ｎが
決定され、さらにはｄを求めることができる。That is, the point Z whose distance from each vibration sensor is known
, The true vibration transmission time for one of the vibration sensors is t
g ₀ , tg ₀ , the known distance is R _o , the true transmission time to the sensor at the input point P is tg, tp, and the distance between the point P to be determined and the sensor is d, R = n _{o · λp + Vp · (tp} 0 -et-t o f) ... (6) n o = [{Vg · (tg 0 -et) -Vp · (tp 0 -et-t o f)} / λp + 1 / n] ... (7) d = n · λp + Vp · (tp-et-t o f) ... (8) n = [{Vg · (tg-et) -Vp · (tp-et-t o f)} / λp + 1 / n] ... (9) Therefore, d = R + (n- n o) λp + Vp · (tp-tp 0) ... (10) n = n o + [{Vg (tg-tg 0) -Vp (tp-tp _{0) / λp} + 1 /} n] ... (11) where by appropriately setting the n ie n _o at a distance R to the one of the vibration sensors from the position of the mark 8a, n is determined, and further d Can be requested.

〔発明が解決しようとしている課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記従来例では、座標入力装置を構成
する各種部品の加工上のバラツキによる振動センサの位
置ズレにより、精度の低下をまねくという欠点があっ
た。However, in the above-mentioned conventional example, there is a drawback that accuracy is lowered due to displacement of the vibration sensor due to processing variations of various components constituting the coordinate input device.

振動センサの位置ズレによる精度の低下について詳述
する。第２図にセンサとペンとの位置関係を示す。図に
おいて、 センサのあるべき点をS₁（０、０） センサの実際の位置をＳ′_１ ペンの入力点をＰ_［１］（ｘ、ｙ） ▲▼＝d₁、▲▼＝ｄ′_１ とすると ｄ′_１＝d₁＋Δd₁ …（12） 上式でΔd₁は当然であるがＳ′_１がS₁に一致していない
ために生ずるものである。The reduction in accuracy due to the displacement of the vibration sensor will be described in detail. FIG. 2 shows the positional relationship between the sensor and the pen. In the figure, the desired point of the sensor is S ₁ (0,0) The actual position of the sensor is S ′ The input point of _one pen is P _[1] (x, y) ▼ = d ₁ , ▼ = d ' ₁ to the _{d '1 = d 1 + Δd} 1 ... (12) Δd 1 by the above formula but is of course S' are those that occur _{because one} does not match the S _1.

第９図の構成において各センサに対し（12）式と同等
の以下の式が得られる。In the configuration of FIG. 9, the following equation equivalent to the equation (12) is obtained for each sensor.

ｄ′_２＝d₂＋Δd₂ …（13） ｄ′_３＝d₃＋Δd₃ …（14） 上記（12）、（13）、（14）式から得られるｄ′_１、
ｄ′_２、ｄ′_３を前記（４）、（５）式のd₁、d₂、d₃に
代入する。算出される点P₁の座標を（ｘ′、ｙ′）とす
ると 上記２式の右辺の最後の項をそれぞれΔｘ、Δｙとする
と ｘ′＝ｘ＋Δｙ …（17） ｙ′＝ｙ＋Δｙ …（18） すなわち座標演算により算出される点Ｐの座標は、セン
サの位置ズレによる誤差Δｘ、Δｙを含む。すなわちセ
ンサの位置ズレにより精度が低下するのである。d ′ ₂ = d ₂ + Δd ₂ (13) d ′ ₃ = d ₃ + Δd ₃ (14) d ′ ₁ obtained from the above equations (12), (13) and (14),
d ′ ₂ and d ′ ₃ are substituted for d ₁ , d ₂ and d ₃ in the equations (4) and (5). If the coordinates of the calculated point P ₁ are (x ′, y ′) Assuming that the last terms on the right side of the above two equations are Δx and Δy, respectively, x ′ = x + Δy (17) y ′ = y + Δy (18) That is, the coordinates of the point P calculated by the coordinate calculation depend on the displacement of the sensor. Includes errors Δx and Δy. That is, the accuracy is reduced by the displacement of the sensor.

〔課題を解決するための手段（及び作用）〕[Means (and action) for solving the problem]

本発明によれば、振動を伝達する振動伝達板と、該振
動伝達板に設けられた複数個の振動センサと、入力点か
ら各振動センサまでの振動伝達時間を測定し、この測定
値から入力点の座標値を算出する入力点座標算出手段と
を有する座標入力装置において、前記座標値を規定し、
前記振動伝達板に設定される絶対座標系と、該絶対座標
系において座標値が既知である２点以上における入力点
から前記各振動センサまでの振動伝達時間から、前記絶
対座標系における前記各振動センサの位置の座標値を算
出するセンサ位置座標演算手段と、該センサ位置座標演
算手段により算出された各振動センサの位置座標値と該
センサ位置座標演算の際に用いられた少なくとも１点の
入力座標値及び伝達時間とに基づいて、入力点の座標値
を算出する算出手段とを設けたことにより、振動センサ
の位置ズレによる精度の低下のない、入力点の正確な座
標値を得ることができる。According to the present invention, a vibration transmission plate for transmitting vibration, a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate, and a vibration transmission time from an input point to each of the vibration sensors are measured. In a coordinate input device having input point coordinate calculation means for calculating a coordinate value of a point, the coordinate value is defined,
From the absolute coordinate system set on the vibration transmission plate and the vibration transmission time from two or more input points whose coordinate values are known in the absolute coordinate system to each of the vibration sensors, the respective vibrations in the absolute coordinate system are obtained. A sensor position coordinate calculating means for calculating a coordinate value of the sensor position; a position coordinate value of each vibration sensor calculated by the sensor position coordinate calculating means; and input of at least one point used in the sensor position coordinate calculation By providing a calculating means for calculating the coordinate value of the input point based on the coordinate value and the transmission time, it is possible to obtain an accurate coordinate value of the input point without a decrease in accuracy due to a displacement of the vibration sensor. it can.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を詳細に説
明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.

第４図は本発明を採用した情報入出力装置の構造を示
している。第４図の情報入出力装置は振動伝達板８から
なる入力タブレツトに振動ペン３によって座標入力を行
わせ、入力された座標情報にしたがって入力タブレツト
に重ねて配置されたCRTからなる表示器11′に入力画像
を表示するものである。FIG. 4 shows the structure of an information input / output device employing the present invention. The information input / output device shown in FIG. 4 allows an input tablet made of a vibration transmission plate 8 to perform coordinate input by a vibrating pen 3, and a display 11 'made of a CRT arranged on the input tablet in accordance with the input coordinate information. To display the input image.

図において符号８で示されたものはアクリル、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
振動をその角部に３個設けられた振動センサ６に伝達す
る。本実施例では振動ペン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。The reference numeral 8 in the drawing denotes a vibration transmission plate made of acrylic, glass plate or the like, which transmits vibration transmitted from the vibration pen 3 to three vibration sensors 6 provided at the corners. In the present embodiment, the coordinates of the vibration pen 3 on the vibration transmission plate 8 are detected 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.

振動伝達板８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に
その周辺部分をシリコンゴムなどから構成された反射防
止材７によって支持されている。The vibration transmitting plate 8 is supported by an anti-reflection member 7 made of silicon rubber or the like in order to prevent the vibration transmitted from the vibration pen 3 from being reflected at the peripheral portion and returning to the central portion. ing.

振動伝達板８はCRT（あるいは液晶表示器など）な
ど、ドツト表示が可能な表示器11′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
なっている。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11′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われる。The vibration transmission plate 8 is arranged on a display 11 'capable of displaying dots, such as a CRT (or a liquid crystal display), and performs dot display at a position traced by the vibration pen 3. That is, a dot is displayed at a position on the display 11 'corresponding to the detected coordinates of the vibrating pen 3, and an image composed of elements such as points and lines input by the vibrating pen 3 is written as if on paper. Appears after the trajectory of the vibrating pen.

また、このような構成によれば表示器11′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, a menu is displayed on the display 11 ', and the menu item is selected by a vibrating pen, or an input method such as displaying a prompt and bringing the vibrating pen 3 into contact with a predetermined position. Can also be used.

さらに、振動伝達板８の入力面の所定位置（位置はま
ったく任意である）にマーク8a、8b、8cを設けてある。
本実施例では、このマーク8a、8b、8cの座標があらかじ
めROMなどに記憶され、振動ペン３により振動入力を行
わせ、各振動センサ６への振動伝達時間を測定し、この
測定値を振動伝達時間の補正と振動センサ６の位置座標
算出に用いる。補正方法および振動センサ６の位置座標
算出に関しては後に詳述する。Further, marks 8a, 8b, 8c are provided at predetermined positions (positions are completely arbitrary) on the input surface of the vibration transmission plate 8.
In the present embodiment, the coordinates of the marks 8a, 8b and 8c are stored in advance in a ROM or the like, a vibration input is performed by the vibration pen 3, and the time required for transmitting vibration to each vibration sensor 6 is measured. It is used for correcting the transmission time and calculating the position coordinates of the vibration sensor 6. The correction method and the calculation of the position coordinates of the vibration sensor 6 will be described later in detail.

振動伝達板８に超音波振動を入力する振動ペン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 vibration pen 3 that inputs ultrasonic vibration to the vibration transmission plate 8
A vibrator 4 including a piezoelectric element or the like is provided therein, and the ultrasonic vibration generated by the vibrator 4 is transmitted to a vibration transmission plate 8 via a horn portion 5 having a sharp tip.

第５図は振動ペン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の駆動信号は第１図の演算および制御
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によって所
定のゲインで増幅された後、振動子４に印加される。FIG. 5 shows the structure of the vibration pen 3. Vibrating pen 3
Is driven by the vibrator drive circuit 2. The drive signal of the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit 1 in FIG. 1, and is amplified at a predetermined gain by the vibrator drive circuit 2 capable of low impedance driving. Is applied to

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、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 5.

振動子４の振動周波数はアクリル、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に対して第５
図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 that can generate a plate wave on the vibration transmission plate 8 made of acrylic, glass, or the like. Further, at the time of driving the vibrator, the fifth
A vibration mode in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction in the figure is selected. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 to the resonance frequency of the vibrator 4, efficient vibration conversion is possible.

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、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 transmission plate 8 as described above is a plate wave, and has an advantage that the surface of the vibration transmission plate 8 is less susceptible to scratches, obstacles, and the like than surface waves.

再び、第４図において、振動伝達板８の角部に設けら
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９に入力され、後述の波形検出処理に
より、各センサへの振動到着タイミングを検出する。こ
の検出タイミング信号は演算制御回路１に入力される。Again, in FIG. 4, the vibration sensor 6 provided at the corner of the vibration transmission plate 8 is also constituted by a mechanical to electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signals of each of the three vibration sensors 6 are input to a waveform detection circuit 9, and the arrival timing of the vibration at each sensor is detected by a waveform detection process described later. This detection timing signal is input to the arithmetic and control circuit 1.

演算制御回路１は波形検出回路から入力された検出タ
イミングにより各センサへの振動伝達時間を検出し、さ
らにこの振動伝達時間から振動ペン３の振動伝達板８上
での座標入力位置を検出する。The arithmetic and control circuit 1 detects a vibration transmission time to each sensor based on the detection timing input from the waveform detection circuit, and further detects a coordinate input position of the vibration pen 3 on the vibration transmission plate 8 from the vibration transmission time.

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11′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情報に基づいてビデ
オ信号処理装置10を介して表示器11′の出力動作を制御
する。The detected coordinate information of the vibration pen 3 is processed in the arithmetic and control circuit 1 in accordance with the output method by the display 11 '.
That is, the arithmetic control circuit controls the output operation of the display 11 'via the video signal processing device 10 based on the input coordinate information.

第６図は第４図の演算制御回路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. 6 shows the structure of the arithmetic and control circuit 1 of FIG. Here, a structure of a drive system of the vibration pen 3 and a vibration detection system by the vibration sensor 6 is mainly shown.

マイクロコンピユータ11は内部カウンタ、ROM11aおよ
びRAM11bを内蔵している。ROM11aには、先のマーク8a、
8b、8cの座標値が格納される。また、RAM11bには、後述
の振動伝達時間補正に用いられる補正値、および振動セ
ンサ６の位置座標算出に用いられる値、すなわち振動伝
達板８のマーク8a、8b、8cから入力された振動の各振動
センサ６への伝達時間が格納される。The microcomputer 11 has an internal counter, a ROM 11a and a RAM 11b. The ROM 11a has the mark 8a,
The coordinate values of 8b and 8c are stored. In the RAM 11b, correction values used for vibration transmission time correction described later and values used for calculating position coordinates of the vibration sensor 6, ie, vibrations input from the marks 8a, 8b, and 8c of the vibration transmission plate 8, are stored. The transmission time to the vibration sensor 6 is stored.

駆動信号発生回路12は第４図の振動子駆動回路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11により座標演算用の回路と同期して起
動される。The drive signal generation circuit 12 outputs a drive pulse of a predetermined frequency to the vibrator drive circuit 2 shown in FIG. 4, and is started by the micro computer 11 in synchronization with a coordinate calculation circuit.

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 by the microcomputer 11 to the latch circuit 14.

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 timing information of a detection signal for measuring a vibration transmission time from an output of the vibration sensor 6 as described later. These pieces of timing information are input to the input ports 15, respectively.

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。The timing signal input from the waveform detection circuit 9 is input to an input port 15 and each of the vibration sensors 6 in the latch circuit 14
Is stored in the storage area corresponding to the above, and the result is transmitted to the microcomputer 11.

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。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 the vibration transmission time value. At this time, the determination circuit 16 determines whether all pieces of waveform detection timing information from the plurality of vibration sensors 6 have been input, and notifies the microcomputer 11 of the determination.

表示器11′の出力制御処理は入出力ポート17を介して
行われる。Output control processing of the display 11 ′ is performed through the input / output port 17.

第７図は第４図の波形検出回路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
ものであり、前述と同様である。（P7、８、９） 第７図に示した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はたとえば第８図に示すように
構成することができる。FIG. 7 illustrates a detected waveform input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 4 and a process of measuring a vibration transmission time based on the detected waveform, which is the same as described above. (P7, 8, 9) To measure the two vibration transmission times tg and tp shown in FIG. 7, the waveform detection circuit 9 can be configured as shown in FIG. 8, for example.

第８図において、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. 8, the output signal of the vibration sensor 6 is amplified to a predetermined level by the amplifier circuit 51 described above.

増幅された信号はエンベロープ検出回路52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によって検出される。ピーク検出信
号は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によっ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 input to the envelope detection circuit 52, and only the envelope of the detection signal is extracted. The peak timing of the extracted envelope is detected by the envelope peak detection circuit 53. As the peak detection signal, an envelope delay time detection signal Tg having a predetermined waveform is formed by a signal detection circuit 54 composed of a monomultivibrator or the like, and is input to the arithmetic and control circuit 1.

また、このTg信号のタイミングと、遅延時間調整回路
57によっ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。Also, the timing of this Tg signal and the delay time adjustment circuit
A phase delay time detection signal Tp is formed by the detection circuit 58 from the original signal delayed by 57, and is input to the arithmetic and control circuit 1.

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は第７図の符号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58
に入力する。That is, the Tg signal is converted into a pulse having a predetermined width by the monostable multivibrator 55. Further, the comparator level supply circuit 56 forms a threshold value for detecting the tp signal according to the pulse timing. As a result, the comparator level supply circuit 56 forms a signal 44 having a level and timing as indicated by reference numeral 44 in FIG.
To enter.

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。In other words, the monostable multivibrator 55 and the comparator level supply circuit 56 are for preventing the measurement of the phase delay time only for a certain period of time after the detection of the envelope peak.

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、第７図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 a detection circuit composed of a comparator, etc.
The signal is input to 58 and compared with the detection waveform delayed as shown in FIG. 7, and as a result, a tp detection pulse as indicated by reference numeral 45 is formed.

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。センサの数を一般化してｈ個とすると、エンベロー
プ遅延時間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 of the vibration sensors 6, and
The same circuit is provided for each of the other sensors. If the number of sensors is generalized to h, the envelope delay time Tg1 to h and the phase delay time Tp1 to h
The detection signals are input to the arithmetic and control circuit 1.

第６図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トリ
ガとしてカウンタ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３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遅延時間を示すデータが
取り込まれる。The arithmetic control circuit shown in FIG. 6 receives the above-mentioned signals Tg1 to h and Tp1 to h from the input port 15, and takes the count value of the counter 13 into the latch circuit 14 with each timing as a trigger. As described above, since the counter 13 is started in synchronization with the driving of the vibration pen 3, the latch circuit 14 takes in data indicating the delay times of the envelope and the phase.

さて、次にセンサ位置座標演算手段について述べる。 Now, the sensor position coordinate calculating means will be described.

第１図はペンによるマーク8a上の入力点とセンサとの
位置関係を示したものである。図はひとつのセンサとひ
とつの入力点についてのみ示しているが、他のセンサあ
るいは他のマーク上の入力点についても同様である。FIG. 1 shows a positional relationship between an input point on a mark 8a by a pen and a sensor. Although the figure shows only one sensor and one input point, the same applies to other sensors or input points on other marks.

図において、 ところで、第10図に示すように、点P₁から入力された点
Ｓ′_１で検出される振動の振動伝達時間tg₁、tp₁には前
述の如く回路遅延時間etおよび位相オフセツト時間tof
が含まれる。In the figure, As shown in FIG. 10, the vibration transmission times tg ₁ and tp ₁ of the vibration detected at the point S ′ ₁ inputted from the point P ₁ have the circuit delay time et and the phase offset time tof as described above.
Is included.

すなわち、第１図においては ｄ′₁₁＝n₁₁λｐ＋Vp（tp₁₁−ep） …（20） ただしep＝et＋tof （19）、（20）式より ｛n₁₁λｐ＋Vp（tp₁₁−ep）｝^２＝（x₁−a₁）^２＋（y₁−b₁）^２ …（21） 同様に点P₁以外のマーク8b、8c上の２点P₂、P₃にて入力
することにより ｛n₂₁λｐ＋Vp（tp₂₁−ep）｝^２＝（x₁−a₂）^２＋（y₁−b₂）^２ …（22） ｛n₃₁λｐ＋Vp（tp₃₁−ep）｝^２＝（x₁−a₃）^２＋（y₁−b₃）^２ …（23） が得られる。That is, in the first diagram _{d '11 = n 11 λp +} Vp (tp 11 -ep) ... (20) However ep = et + tof (19) , (20) from equation _{{n 11 λp + Vp (tp} 11 -ep)} 2 = (X ₁ −a ₁ ) ² + (y ₁ −b ₁ ) ² ... (21) Similarly, by inputting at two points P ₂ and P ₃ on the marks 8 b and 8 c other than the point P ₁ ｛n _{21 ^{λp + Vp (tp 21 -ep)}} } 2 = (x 1 -a 2) 2 + (y 1 -b 2) 2 ... (22) {n 31 λp + Vp (tp 31 -ep)} 2 = (x 1 -a 3 ) ² + (y ₁ −b ₃ ) ² (23) is obtained.

上記（21）、（22）、（23）式において、λｐ、Vpは
定数、a₁、b₁、a₂、b₂、a₃、b₃は入力点すなわちマーク
8a、8b、8cの座標であり、既知、tp₁₁、tp₂₁、tp₃₁は測
定値、すなわち未知数はn₁₁、n₂₁、n₃₁、ep、x₁、y₁で
ある。これらの未知数のうちx₁、y₁を知ることができれ
ばよい。In the above equations (21), (22), and (23), λp and Vp are constants, and a ₁ , b ₁ , a ₂ , b ₂ , a ₃ , and b ₃ are input points, ie, marks.
8a, 8b, 8c are of coordinates, _{known, tp 11, tp 21, tp} 31 is measured, i.e. unknowns is _{n 11, n 21, n 31} , ep, x 1, y 1. It is only necessary to know x ₁ and y ₁ among these unknowns.

ところで、前述（３）式より、 n₁₁＝［｛Vg（tg₁₁−et）−Vp（tp₁₁−et−tof）｝／λｐ＋1/2］ …（24） n₂₁＝［｛Vg（tg₂₁−et）−Vp（tp₂₁−et−tof）｝／λｐ＋1/2］ …（25） n₃₁＝［｛Vg（tg₃₁−et）−Vp（tp₃₁−et−tof）｝／λｐ＋1/2］ …（26） 以上の上記（21）、（22）、（23）、（24）、（25）、
（26）式よりn₁、n₂、n₃、epを消去して、x₁、y₁を求め
ると、 ただし A₂ ＝a₁−a₂ A₃ ＝a₁−a₃ B₂ ＝b₁−b₂ B₃ ＝b₁−b₃ C₂ ＝Vptp₁₁−k₂₁λｐ−Vptp₂₁ C₃ ＝Vptp₁₁−k₃₁λｐ−Vptp₃₁ D₁ ＝1/2｛a₁ ²＋b₁ ²−a₂ ²−b₂ ²−（Vptp₁₁）^２＋（k₂₁λptVptp₂₁）^２｝ D₂ ＝1/2｛a₁ ²＋b₁ ²−a₃ ²−b₃ ²−（Vptp₁₁）^２＋（k₃₁λptVptp₃₁）^２｝ k₂₁＝［｛vg（tg₂₁−tg₁₁）−Vp（tp₂₁−tp₁₁｝／λｐ＋1/2］ k₃₁＝［｛vg（tg₃₁−tg₁₁）−Vp（tp₃₁−tp₁₁｝／λｐ＋1/2］ （27）式において、x₁はセンサのあるべき位置S₁（０、
０）の近傍であることを考慮することにより、ひとつに
定まる。定まったx₁を（28）式に代入することにより、
y₁が求まる。By the way, from the above equation (3), n ₁₁ = [{Vg (tg ₁₁ −et) −Vp (tp ₁₁ −et−tof)} / λp + 1/2] (24) n ₂₁ = [｛Vg (tg ₂₁ −et) −Vp (tp ₂₁ −et−tof)｝ / λp + 1/2] (25) n ₃₁ = [{Vg (tg ₃₁ −et) −Vp (tp ₃₁ −et−tof)} / λp + 1/2 ] (26) The above (21), (22), (23), (24), (25),
By eliminating n ₁ , n ₂ , n ₃ , and ep from equation (26), and obtaining x ₁ and y ₁ , Where A ₂ = a ₁ -a ₂ A ₃ = a ₁ -a ₃ B ₂ = b ₁ -b ₂ B ₃ = b ₁ -b ₃ C ₂ = Vptp ₁₁ -k ₂₁ λp-Vptp ₂₁ C ₃ = Vptp _{11 -k 31 λp-Vptp 31 D 1} = 1/2 {a 1 2 + b 1 2 -a 2 2 -b 2 2 - (Vptp 11) 2 + (k 21 λptVptp 21) 2} D 2 = 1/2 { ^{_{a 1 2 + b 1 2 -a}} 3 2 -b 3 2 - (Vptp 11) 2 + (k 31 λptVptp 31) 2} k 21 = [{vg (tg 21 -tg 11) -Vp (tp 21 -tp 11 ｝ / Λp + 1/2] k ₃₁ = [｛vg (tg ₃₁ −tg ₁₁ ) −Vp (tp ₃₁ −tp ₁₁ ｝ / λp + 1/2) In the equation (27), x ₁ is a position S ₁ (0,
Considering that it is in the vicinity of 0), it is fixed to one. By substituting the stated x ₁ in (28),
y ₁ is found.

以上より、センサの実際位置Ｓ′_１（x₁、y₁）が３点
P₁、P₂、P₃を入力することにより求められるものであ
る。From the above, the actual sensor position S ′ ₁ (x ₁ , y ₁ ) is 3 points
It is determined by inputting P ₁ , P ₂ , and P ₃ .

上記はひとつのセンサに関して述べたが、同様の手法
により他のセンサの実際位置Ｓ′_２、Ｓ′_３…も求めら
れるものである。この時他のセンサへの入力点が上述の
点P₁、P₂、P₃でよいことは言うまでもない。Although the above description has been made with respect to one sensor, the actual positions S ′ ₂ , S ′ ₃ ... Of the other sensors are also obtained by the same method. At this time, it goes without saying that the input points to the other sensors may be the points P ₁ , P ₂ , and P ₃ described above.

また、第１図においてΔＳ≪d₁が知られている時に
は、センサのあるべき位置S₁より所定の距離d₁の３点を
入力することにより、（17）、（18）、（19）式におい
て n₁₁＝n₂₁＝n₃₁ …（29） を成立させることが可能となる。In addition, when ΔS≪d ₁ is known in FIG. ₁ , three points of a predetermined distance d ₁ from the position S _{1 where} the sensor should be located are input to obtain (17), (18), and (19). In the equation, n ₁₁ = n ₂₁ = n ₃₁ (29) can be satisfied.

この場合は、上述演算が簡素になり、センサの実際位
置が容易に算出されるものである。In this case, the above calculation is simplified, and the actual position of the sensor is easily calculated.

さて次に、入力点座標演算手段について述べる。 Next, the input point coordinate calculation means will be described.

本実施例においては第11図の如く絶対座標系ｘ−ｙが
振動伝達板上に印刷等の手段により設定されている。In this embodiment, the absolute coordinate system xy is set on the vibration transmission plate by means such as printing as shown in FIG.

第２図において、該絶対座標系ｘ−ｙにおける３つの
センサS₁、S₂、S₃の設計位置をそれぞれS₁（０、０）、
S₂（ｘ、０）、S₃（０、Ｙ）、前述センサ位置座標演算
手段により求められた絶対座標系ｘ−ｙにおけるセンサ
S₁、S₂、S₃の実位置をＳ′_１（x₁、y₁）、Ｓ′_２（x₂、
y₂）、Ｓ′_３（x₃、y₃）、求めるべきペンの入力点Ｐの
絶対座標系における座標をＰ（ｘ、ｙ）とする。本演算
方法はＰ（ｘ、ｙ）を求めるものである。さらに線分▲
▼が絶対座標系のｘ軸となす角をξｘ、線
分▲▼が絶対座標系のｙ軸となす角をξｙ
とし、反時計方向を正とする。In FIG. ₂ , design positions of _three sensors S ₁ , S ₂ , S ₃ in the absolute coordinate system xy are represented by S ₁ (0, 0), respectively.
S ₂ (x, 0), S ₃ (0, Y), the sensor in the absolute coordinate system xy obtained by the sensor position coordinate calculating means
The actual positions of S ₁ , S ₂ , and S ₃ are represented by S ′ ₁ (x ₁ , y ₁ ), S ′ ₂ (x ₂ ,
y ₂ ), S ′ ₃ (x ₃ , y ₃ ), and the coordinates of the input point P of the pen to be obtained in the absolute coordinate system are P (x, y). This calculation method is for obtaining P (x, y). Further line segment ▲
▼ is the angle between the x-axis of the absolute coordinate system and ξx, and the line segment ▲ ▼ is the angle between the y-axis of the absolute coordinate system and ξy
And the counterclockwise direction is positive.

まず、入力点Ｐから各センサＳ′_１、Ｓ′_２、Ｓ′_３
までの距離ｄ′_１、ｄ′_２、ｄ′_３の算出について述べ
る。First, from the input point P, each of the sensors S ′ ₁ , S ′ ₂ , S ′ ₃
The calculation of the distances d ′ ₁ , d ′ ₂ , and d ′ ₃ to will be described.

前述のセンサ位置座標算出手段における１点P₁（a₁、
b₁）と振動伝達時間tg₁₁、tp₁₁よりセンサＳ′_１に対し
て次の式が得られる。One point P ₁ (a ₁ ,
From b ₁ ) and the vibration transmission times tg ₁₁ and tp ₁₁ , the following equation is obtained for the sensor S ′ ₁ .

左辺において、x₁、y₁、a₁、b₁は既知であるので 左辺＝d₀₁ …（31） とおく。ここでn₁₁は（24）式で表わされる。 On the left side, x ₁ , y ₁ , a ₁ , and b ₁ are known, so that the left side is d ₀₁ (31). Here, n ₁₁ is expressed by equation (24).

さて、入力点ＰからセンサＳ′_１までの振動伝達時間
の測定値をｔ′p₁、ｔ′g₁とすると、従来例と同様に次
式でｄ′_１が算出される。Now, from the input point P sensor S 'T'p ₁ measurements of vibration transmission time to _1, when the T'g _1, d as in the conventional example by:' ₁ are calculated.

ｄ′_１＝d₀₁＋（ｎ′_１−n₁）λｐ＋Vp（ｔ′p₁−t
p₁） …（32） ｎ′_１−n₁₁［｛Vg（ｔ′g₁−tg₁₁）−Vp（ｔ′p₁−tp₁₁）｝／λｐ＋1/2］ …（33） 同様に入力点Ｐから他のセンサＳ′_２、Ｓ′_３までの
距離ｄ′_２、ｄ′_３が算出される。d ′ ₁ = d ₀₁ + (n ′ ₁ −n ₁ ) λp + Vp (t′p ₁ −t
p ₁ )... (32) n ′ ₁ −n ₁₁ [{Vg (t′g ₁ −tg ₁₁ ) −Vp (t′p ₁ −tp ₁₁ )} / λp + 1/2] (33) Similarly, input point distance _d from P to other sensors _{S '2, S' 3 '} 2, d' 3 is calculated.

次に、算出されたｄ′_１、ｄ′_２、ｄ′_３より入力点
Ｐの座標（ｘ、ｙ）を求める手段について述べる。Next, a description will be given of a means for obtaining the coordinates (x, y) of the input point P from the calculated d' ₁ , d' ₂ , and d' ₃ .

まず、第２図に示す様に、振動センサS₁、S₂、S₃の実
際の位置Ｓ′_１（x₁、y₁）、Ｓ′_２（x₂、y₂）、Ｓ′_３
（x₃、y₃）により設定される座標系ｘ′−ｙ′における
点Ｐの座標（ｘ′、ｙ′）を考える。ここに点Ｓ′_１、
Ｓ′_２を結ぶ線がｘ′軸、点Ｓ′_１、Ｓ′_３を結ぶ線が
ｙ′軸である。このとき、 ここに 次に、第３図に示す様に点Ｓ′_１を原点とする絶対座
標系ｘ−ｙに平行な座標系ｘ−ｙを考え、上記座標
系ｘ′−ｙ′における点Ｐ（ｘ′、ｙ′）を座標系ｘ
−ｙに変換すると、 座標系ｘ−ｙを絶対座標系ｘ−ｙに平行移動するこ
とにより、次式で点Ｐの座標（ｘ、ｙ）が算出できる。First, as shown in FIG. 2, the vibration sensors S _1, S _2, the actual position of the _{S 3 S '1 (x 1} , y 1), S' 2 (x 2, y 2), S '3
(X _3, y ₃₎ set the coordinate system x'-y 'of the point P in the coordinate (x' by, y ') think. Where the point S ' ₁ ,
The line connecting S ′ ₂ is the x ′ axis, and the line connecting points S ′ ₁ and S ′ ₃ is the y ′ axis. At this time, here Next, 'consider the parallel coordinate system x-y ₁ to the absolute coordinate system x-y whose origin, the coordinate system x'-y' point S as shown in Figure 3 the point in P (x ', y ') in the coordinate system x
Converting to -y, By translating the coordinate system xy in the absolute coordinate system xy, the coordinates (x, y) of the point P can be calculated by the following equation.

以上の演算により、前述のセンサ位置座標演算手段で
求められた各センサの位置座標と、このセンサ位置座標
演算手段に用いられた入力点のうちの１点の座標値と、
この１点から各振動センサへの振動伝達時間と、座標入
力点Ｐから各センサまでの振動伝達時間とから、点Ｐの
絶対座標系での座標（ｘ、ｙ）が正確に算出することが
できる。 By the above calculation, the position coordinates of each sensor obtained by the aforementioned sensor position coordinate calculation means, the coordinate value of one of the input points used in the sensor position coordinate calculation means,
From the vibration transmission time from this one point to each vibration sensor and the vibration transmission time from the coordinate input point P to each sensor, it is possible to accurately calculate the coordinates (x, y) of the point P in the absolute coordinate system. it can.

マーク8a、8b、8cの座標（a₁、b₁）、（a₂、b₂）、
（a₃、b₃）はあらかじめROM11aに格納される。また、マ
ーク8a、8b、8cから各センサまでの振動伝達時間、t
p₁₁、tg₁₁、tp₂₁、tg₂₁、tp₃₁、tg₃₁、tp₁₂、tg₁₂、tp
₂₂、tg₂₂、tp₃₂、tg₃₂、tp₁₃、tg₁₃、tp₂₃、tg₂₃、t
p₃₃、tg₃₃、および該振動伝達時間とマーク8a、8b、8c
の座標より算出される各センサの実位置Ｓ′_１（x₁、
y₁）、Ｓ′_２（x₂、y₂）、Ｓ′_３（x₃、y₃）はRAM11bに
格納される。Mark 8a, 8b, 8c of the coordinates _{(a 1, b 1),} (a 2, b 2),
(A ₃ , b ₃ ) are stored in the ROM 11a in advance. Also, the vibration transmission time from the marks 8a, 8b, 8c to each sensor, t
_{p 11, tg 11, tp 21} , tg 21, tp 31, tg 31, tp 12, tg 12, tp
_{22, tg 22, tp 32,} tg 32, tp 13, tg 13, tp 23, tg 23, t
p ₃₃ , tg ₃₃ , and the vibration transmission time and marks 8a, 8b, 8c
Actual position S ′ ₁ (x ₁ , calculated from the coordinates of
_{y 1), S '2 (} x 2, y 2), S' 3 (x 3, y 3) is stored in the RAM 11b.

上記振動伝達時間の取得は所定のタイミング、たとえ
ば電源投入直後などに表示器11′に表示を行うことによ
り、操作者を促して行わせればよい。The acquisition of the vibration transmission time may be performed at a predetermined timing, for example, immediately after the power is turned on, on the display 11 'to prompt the operator.

〔他の実施例〕[Other embodiments]

センサ位置座標演算手段について、 第１図において ところで第１の実施例と同様に ｄ′₁₁＝n₁₁λｐ＋Vp（tp₁₁−ep） …（41） ただしep＝et＋tof （40）、（41）式より 同様に点P₁以外の３点P₂、P₃、P₄にて入力することによ
り 上記（42）、（43）、（44）、（45）式より、n₁、
n₂、n₃、n₄、epを消去してθ_１およびΔS₁を求めると、 ここに G₁₁＝F₂₁（E₄₁−E₃₁）＋F₃₁（E₂₁−E₄₁）＋F₄₁（E₃₁−E₂₁） G₂₁＝E₃₁F₄₁−E₄₁F₃₁ G₃₁＝E₂₁F₄₁−E₄₁F₂₁ G₄₁＝E₃₁F₂₁−E₂₁F₃₁ E₂₁＝Vptp₁₁−k₂₁λｐ−Vptp₂₁ E₃₁＝Vptp₁₁−k₃₁λｐ−Vptp₃₁ E₄₁＝Vptp₁₁−k₄₁λｐ−Vptp₄₁ F₂₁＝（Vptp₁₁）^２−（k₂₁λｐ＋Vptp₂₁）^２−d² ₁₁＋d² ₂₁ F₃₁＝（Vptp₁₁）^２−（k₃₁λｐ＋Vptp₃₁）^２−d² ₁₁＋d² ₃₁ F₄₁＝（Vptp₁₁）^２−（k₄₁λｐ＋Vptp₄₁）^２−d² ₁₁＋d² ₄₁ k₂₁＝［｛Vg（tg₂₁−tg₁₁）−Vp（tp₂₁−tp₁₁）｝／λｐ＋1/2］ k₃₁＝［｛Vg（tg₃₁−tg₁₁）−Vp（tp₃₁−tp₁₁）｝／λｐ＋1/2］ k₄₁＝［｛Vg（tg₄₁−tg₁₁）−Vp（tp₄₁−tp₁₁）｝／λｐ＋1/2］ そして上記θ₁,ΔS₁が算出されることにより、振動セン
サの実際の位置座標Ｓ′_１（x₁、y₁）が次式で算出され
る。About the sensor position coordinate calculation means, in FIG. By the way, as in the first embodiment, d ′ ₁₁ = n ₁₁ λp + Vp (tp ₁₁ −ep) (41) where ep = et + tof (40) Similarly, by inputting at three points P ₂ , P ₃ and P ₄ other than point P ₁ From the above equations (42), (43), (44) and (45), n ₁ ,
When n ₂ , n ₃ , n ₄ and ep are eliminated to obtain θ ₁ and ΔS ₁ , Where G ₁₁ = F ₂₁ (E ₄₁ −E ₃₁ ) + F ₃₁ (E ₂₁ −E ₄₁ ) + F ₄₁ (E ₃₁ −E ₂₁ ) G ₂₁ = E ₃₁ F ₄₁ −E ₄₁ F ₃₁ G ₃₁ = E ₂₁ F ₄₁ −E ₄₁ F ₂₁ G ₄₁ = E ₃₁ F ₂₁ −E ₂₁ F ₃₁ E ₂₁ = Vptp ₁₁ −k ₂₁ λp−Vptp ₂₁ E ₃₁ = Vptp ₁₁ −k ₃₁ λp−Vptp ₃₁ E ₄₁ = Vptp ₁₁ −k _{41 λp-Vptp 41 F 21 = (} Vptp 11) 2 - (k 21 λp + Vptp 21) 2 -d 2 11 + d 2 21 F 31 = (Vptp 11) 2 - (k 31 λp + Vptp 31) 2 -d 2 11 + d 2 31 F ₄₁ = (Vptp ₁₁ ) ² − (k ₄₁ λp + Vptp ₄₁ ) ² −d ² ₁₁ + d ² ₄₁ k ₂₁ = [{Vg (tg ₂₁ −tg ₁₁ ) −Vp (tp ₂₁ −tp ₁₁ )} / λp + 1/2 _{] k 31 = [{Vg (} tg 31 -tg 11) -Vp (tp 31 -tp 11)} / λp + 1/2] k 41 = [{Vg (tg 41 -tg 11) -Vp (tp 41 -tp 11 ) / Λp + 1/2] Then, by calculating the above θ ₁ and ΔS ₁ , the actual position coordinate S ′ ₁ (x ₁ , y ₁ ) of the vibration sensor is calculated by the following equation.

上記はひとつのセンサに関して述べたが、同様の手法
により他のセンサの実際位置Ｓ′_２、Ｓ′_３…も求めら
れるものである。この時他のセンサへの入力点が上述の
点P₁、P₂、P₃、P₄でよいことは言うまでもない。 Although the above description has been made with respect to one sensor, the actual positions S ′ ₂ , S ′ ₃ ... Of the other sensors are also obtained by the same method. At this time, it goes without saying that the input points to the other sensors may be the points P ₁ , P ₂ , P ₃ , and P ₄ described above.

また、第１の実施例と同様に n₁＝n₂＝n₃＝n₄ …（70） を満たす。センサのあるべき位置から等距離の点P₁、
P₂、P₃、P₄を入力することにより、簡素な演算によりセ
ンサの実際位置が求められることは言うまでもない。Further, similarly to the first embodiment, n ₁ = n ₂ = n ₃ = n ₄ (70) is satisfied. A point P ₁ equidistant from the desired position of the sensor,
Needless to say, by inputting P ₂ , P ₃ , and P ₄ , the actual position of the sensor can be obtained by a simple calculation.

また、センサ位置座標演算手段において、回路遅延時
間および位相オフセツト時間が既知であれば、座標値が
既知の２点にて振動ペンで入力し、センサまでの振動遅
延時間を計測することにより、入力点とセンサ間の距離
を算出し、該算出値より三角測量の原理でセンサの実際
の位置座標が算出可能であることはいうまでもない。Also, if the circuit delay time and the phase offset time are known in the sensor position coordinate calculation means, the input is made by inputting two points whose coordinate values are known with a vibrating pen and measuring the vibration delay time to the sensor. It goes without saying that the distance between the point and the sensor is calculated, and the actual position coordinates of the sensor can be calculated from the calculated value by the principle of triangulation.

また、マーク8a、8b、8cへの振動ペンによる入力は、
操作者に行わせるのではなく、工場での組立時、あるい
は出荷時に取り込み、各振動センサへの振動伝達時間お
よびマーク8a、8b、8cの座標値より算出される各振動セ
ンサの実際の位置Ｓ′_１（x₁、y₁）、Ｓ′_２（x₂、
y₂）、Ｓ′_３（x₃、y₃）、およびＤ′ｘ、Ｄ′ｙ、tan
ξｘ、tanξｙ、cosξｘ、cosξｙを不揮発性メモリな
どに記憶させてもよい。この場合、ステージ等を使用す
ることにより、より正確なマーク8a、8b、8cへの入力が
可能となるものである。Also, the input by the vibrating pen to the marks 8a, 8b, 8c is
The actual position S of each vibration sensor calculated from the vibration transmission time to each vibration sensor and the coordinate values of the marks 8a, 8b, 8c is taken instead of being performed by the operator at the time of assembly at the factory or at the time of shipment. ′ ₁ (x ₁ , y ₁ ), S ′ ₂ (x ₂ ,
y ₂ ), S ′ ₃ (x ₃ , y ₃ ), and D′ x, D′ y, tan
ξx, tanξy, cosξx, and cosξy may be stored in a nonvolatile memory or the like. In this case, by using a stage or the like, more accurate input to the marks 8a, 8b, 8c becomes possible.

第１の実施例では絶対座標系ｘ−ｙは、振動伝達板上
に印刷して設けられたが、これに限られるものではな
く、第11図に示す様に振動伝達板８を支持するシヤーシ
21に設けられた穴21a、21bにより絶対座標系ｘ−ｙを設
定してもよい。In the first embodiment, the absolute coordinate system xy is provided by printing on the vibration transmission plate. However, the present invention is not limited to this, and a chassis for supporting the vibration transmission plate 8 as shown in FIG.
The absolute coordinate system xy may be set by holes 21a and 21b provided in 21.

また、表示器11の任意の直交するラインを絶対座標系
ｘ−ｙとしてもよい。Further, any orthogonal line on the display 11 may be set as the absolute coordinate system xy.

また振動伝達板８の２辺を絶対座標系ｘ−ｙとしても
よい。Further, two sides of the vibration transmission plate 8 may be defined as an absolute coordinate system xy.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、振動を伝達する振動伝達板と、
該振動伝達板に設けられた複数個の振動センサと、入力
点から各振動センサまでの振動伝達時間を測定し、この
測定値から入力点の座標値を算出する入力点座標算出手
段とを有する座標入力装置において、前記座標値を規定
し、前記振動伝達板に設定される絶対座標系と、該絶対
座標系において座標値が既知である２点以上における入
力点から前記各振動センサまでの振動伝達時間から、前
記絶対座標系における前記各振動センサの位置の座標値
を算出するセンサ位置座標演算手段と、該センサ位置座
標演算手段により算出された各振動センサの位置座標値
と該センサ位置座標演算の際に用いられた少なくとも１
点の入力座標値及び伝達時間とに基づいて、入力点の座
標値を算出する算出手段とを設けたことにより、精度の
低下をまねく振動センサの位置ズレに対し、２点以上に
おいて入力するという簡単な手段により、振動センサの
実際の位置の座標値が算出でき、かつこの算出された振
動センサの位置の座標値も含め入力点の座標値を算出す
ることで、入力点の正確な座標値を得ることができるも
のである。As described above, a vibration transmission plate that transmits vibration,
A plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate, and input point coordinate calculating means for measuring a vibration transmission time from the input point to each vibration sensor and calculating a coordinate value of the input point from the measured value. In a coordinate input device, the coordinate values are defined, an absolute coordinate system set on the vibration transmission plate, and vibrations from two or more input points whose coordinate values are known in the absolute coordinate system to each of the vibration sensors. A sensor position coordinate calculating means for calculating a coordinate value of the position of each vibration sensor in the absolute coordinate system from the transmission time; a position coordinate value of each vibration sensor calculated by the sensor position coordinate calculating means; At least one used in the operation
By providing a calculating means for calculating the coordinate value of the input point based on the input coordinate value of the point and the transmission time, it is possible to input at two or more points with respect to the displacement of the vibration sensor which causes a decrease in accuracy. By simple means, the coordinate value of the actual position of the vibration sensor can be calculated, and by calculating the coordinate value of the input point including the calculated coordinate value of the position of the vibration sensor, the accurate coordinate value of the input point can be calculated. Can be obtained.

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

第１図は本発明のセンサ位置座標演算手段の説明図、 第２図、第３図は本発明の入力点座標演算手段の説明
図、 第４図は本発明を採用した情報入出力装置の構成を示し
た説明図、 第５図は第４図の振動ペンの構造を示した説明図、 第６図は第４図の演算制御回路の構造を示したブロツク
図、 第７図は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、 第８図は第４図の波形検出回路の構成を示したブロツク
図、 第９図は振動センサの配置を示した説明図、 第10図は遅延時間とペンとセンサ間の距離との関係図、 第11図は絶対座標系ｘ−ｙの他の実施例の説明図であ
る。 １……演算制御回路 ３……振動ペン ４……振動子 ６……振動センサ ８……振動伝達板 8a……マーク 11……マイクロコンピユータ 11a……ROM 11b……RAM1 is an explanatory view of a sensor position coordinate calculating means of the present invention, FIGS. 2 and 3 are explanatory views of an input point coordinate calculating means of the present invention, and FIG. 4 is a diagram of an information input / output device employing the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the structure of the vibrating pen of FIG. 4, FIG. 6 is a block diagram showing the structure of the arithmetic and control circuit of FIG. 4, and FIG. 7 is a vibrating pen. 8 is a waveform diagram showing a detection waveform for explaining the distance measurement between the sensor and the vibration sensor, FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the waveform detection circuit in FIG. 4, and FIG. 9 is an explanation showing the arrangement of the vibration sensor. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the delay time and the distance between the pen and the sensor. FIG. 11 is an explanatory diagram of another embodiment of the absolute coordinate system xy. 1 arithmetic control circuit 3 vibrating pen 4 vibrator 6 vibration sensor 8 vibration transmission plate 8a mark 11 microcomputer 11a ROM 11b RAM

───────────────────────────────────────────────────── 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 鴨野 武志 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 (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 (56)参考文献 特開 昭63−314634（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−237712（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Katsuyuki Kobayashi, Inventor 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takeshi Kamono 3-30-2, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (72) Inventor Kiyoshi Kaneko 3-3-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Jun Tanaka 3-2-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. ( 56) References JP-A-63-314634 (JP, A) JP-A-1-237712 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) G06F 3/03

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】振動を伝達する振動伝達板と、該振動伝達
板に設けられた複数個の振動センサと、入力点から各振
動センサまでの振動伝達時間を測定し、この測定値から
入力点の座標値を算出する入力点座標算出手段とを有す
る座標入力装置において、 前記座標値を規定し、前記振動伝達板に設定される絶対
座標系と、該絶対座標系において座標値が既知である２
点以上における入力点から前記各振動センサまでの振動
伝達時間から、前記絶対座標系における前記各振動セン
サの位置の座標値を算出するセンサ位置座標演算手段
と、 該センサ位置座標演算手段により算出された各振動セン
サの位置座標値と該センサ位置座標演算の際に用いられ
た少なくとも１点の入力座標値及び伝達時間とに基づい
て、入力点の座標値を算出する算出手段と、 を有することを特徴とする座標入力装置。1. A vibration transmitting plate for transmitting vibration, a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmitting plate, and a vibration transmission time from an input point to each vibration sensor are measured. A coordinate input device having input point coordinate calculating means for calculating the coordinate value of: an absolute coordinate system that defines the coordinate value and is set on the vibration transmission plate; and the coordinate value is known in the absolute coordinate system. 2
A sensor position coordinate calculating means for calculating a coordinate value of a position of each vibration sensor in the absolute coordinate system from a vibration transmission time from an input point equal to or more than the point to each of the vibration sensors; Calculating means for calculating the coordinate value of the input point based on the position coordinate value of each vibration sensor and the input coordinate value and the transmission time of at least one point used in the calculation of the sensor position coordinate. A coordinate input device. 【請求項２】前記振動伝達板上の座標値が既知である点
から入力された振動の前記各振動センサへの振動伝達時
間の測定値と前記座標値とを補正値として記憶する記憶
手段を有し、 前記算出手段が、該補正値と座標を求めるべき入力点か
ら前記各振動センサまでの振動伝達時間の測定値と前記
各振動センサの位置の座標値とから入力点の座標値を算
出することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
座標入力装置。2. A storage means for storing a measured value of a vibration transmission time of a vibration inputted from a point on the vibration transmission plate at which a coordinate value is known to each of the vibration sensors and the coordinate value as a correction value. The calculation means calculates the coordinate value of the input point from the measured value of the vibration transmission time from the input point for which the correction value and the coordinate are to be obtained to each of the vibration sensors and the coordinate value of the position of each of the vibration sensors. The coordinate input device according to claim 1, wherein 【請求項３】振動を伝達する振動伝達板と、該振動伝達
板に設けられた複数個の振動センサと、前記入力点から
各振動センサまでの振動伝達時間を測定し、この測定値
から入力点の座標値を算出する入力点座標算出手段とを
有する座標入力装置の座標入力方法において、 前記座標値を規定し、前記振動伝達板に設定される絶対
座標系と、該絶対座標系において座標値が既知である２
点以上における前記振動ペンから前記各振動センサまで
の振動伝達時間から、前記絶対座標系における前記各振
動センサの位置の座標値を算出するセンサ位置座標演算
工程と、 前記センサ位置座標演算工程により算出された各振動セ
ンサの位置の座標値と該センサの位置座標演算の際に用
いられた少なくとも１点の入力座標値及び伝達時間とに
基づいて、入力点の座標値を算出する算出工程と、 を有することを特徴とする座標入力方法。3. A vibration transmission plate for transmitting vibration, a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate, and a vibration transmission time from the input point to each vibration sensor are measured. In a coordinate input method of a coordinate input device having input point coordinate calculating means for calculating a coordinate value of a point, the coordinate value is defined, an absolute coordinate system set on the vibration transmission plate, and coordinates in the absolute coordinate system. 2 whose value is known
A sensor position coordinate calculation step of calculating a coordinate value of the position of each vibration sensor in the absolute coordinate system from a vibration transmission time from the vibration pen to each of the vibration sensors at a point or more; and a sensor position coordinate calculation step. A calculating step of calculating the coordinate value of the input point based on the coordinate value of the position of each vibration sensor and the input coordinate value and the transmission time of at least one point used in calculating the position coordinate of the sensor; A coordinate input method comprising: 【請求項４】前記振動伝達板上の座標値が既知である点
から入力された振動の前記各振動センサへの振動伝達時
間の測定値と前記座標値とを補正値として記憶する記憶
工程を有し、 前記算出工程が、該補正値と座標を求めるべき入力点か
ら前記各振動センサまでの振動伝達時間の測定値と前記
各振動センサの位置の座標値とから入力点の座標値を算
出することを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
座標入力方法。4. A storage step of storing a measured value of a vibration transmission time of a vibration inputted from a point on the vibration transmission plate at which a coordinate value is known to each of the vibration sensors and the coordinate value as a correction value. Wherein the calculating step calculates a coordinate value of an input point from a measured value of a vibration transmission time from the input point to obtain the correction value and the coordinates to each of the vibration sensors and a coordinate value of a position of each of the vibration sensors. The coordinate input method according to claim 3, wherein: