JPH0758457B2 - 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設けられた振動センサにより検出し
て、振動入力点の座標を検出する座標入力装置に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a coordinate input device, and in particular, to a coordinate of a vibration input point by detecting a vibration input from a vibrating pen by a vibration sensor provided on a vibration transmission plate. The present invention relates to a coordinate input device for detecting.

［従来の技術］ 従来より、手書き文字、図形などをコンピュータなどの
処理装置に入力する装置として各種の入力ペンやタブレ
ットなどが知られている。中でも、弾性波を用いた座標
入力装置は機械振動を発生する振動ペンによって振動伝
達板に機械振動を入力し、この伝達板に取り付けられた
振動センサによって入力振動を検出し、その遅延時間か
ら入力点の座標を決定する。この種の方式は、入力タブ
レットの構造が比較的簡単であり、簡単安価な装置を提
供できる利点がある。[Prior Art] Various input pens, tablets, and the like have been conventionally known as devices for inputting handwritten characters, graphics, and the like into a processing device such as a computer. Among them, the coordinate input device using elastic waves inputs mechanical vibration to the vibration transmission plate with a vibration pen that generates mechanical vibration, detects the input vibration with a vibration sensor attached to this transmission plate, and inputs from the delay time. Determine the coordinates of the points. This type of system has an advantage that the structure of the input tablet is relatively simple and a simple and inexpensive device can be provided.

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の振動検出方式の座標入力装置では、入力タブレッ
トとしての振動伝達板の周囲にはゴムなどの材質からな
る防振材が装着される。この防振材は振動伝達板の端部
で反射する弾性波が中央方向に戻り、振動センサが検出
すべき直接波の検出に影響を与えないようにするための
防振材である。[Problems to be Solved by the Invention] In a conventional vibration detection type coordinate input device, a vibration isolator made of a material such as rubber is mounted around a vibration transmission plate as an input tablet. This vibration damping material is a vibration damping material for preventing the elastic wave reflected at the end of the vibration transmitting plate from returning to the central direction and affecting the detection of the direct wave to be detected by the vibration sensor.

また従来では、振動センサを防振材と振動伝達板の境界
部分の辺部に装着する構造が知られているが、このよう
な構造では、防振材と振動伝達板との境界近傍でしかも
振動センサまでの振動伝達距離が長い位置、たとえば振
動伝達板の角部領域において振動入力を行なうと、防振
材の振動減衰作用により充分な検出信号の振幅を得られ
ないという問題があった。このため、振動伝達板の角部
領域では振動ペンの筆圧を大きくしないと正確な座標入
力を行なえないという不都合があった。Further, conventionally, a structure is known in which a vibration sensor is attached to a side portion of a boundary portion between a vibration isolator and a vibration transmission plate. When a vibration is input at a position where the vibration transmission distance to the vibration sensor is long, for example, at a corner area of the vibration transmission plate, there is a problem that sufficient vibration of the detection signal cannot be obtained due to the vibration damping effect of the vibration isolator. Therefore, in the corner area of the vibration transmitting plate, accurate coordinate input cannot be performed unless the writing pressure of the vibrating pen is increased.

また、振動伝達板の実質サイズに比してかなり小さい有
効入力エリアを設定しなければならず、装置の小型化、
あるいは限られたサイズ内での入力エリアの拡大は非常
に困難であった。In addition, it is necessary to set an effective input area that is considerably smaller than the actual size of the vibration transmission plate, which leads to downsizing of the device,
Alternatively, it was very difficult to expand the input area within the limited size.

［問題点を解決するための手段］ 以上の問題点を解決するために、本発明においては、振
動ペンから入力された振動を振動伝達板に設けられた振
動センサにより検出して、振動入力点の座標を検出する
座標入力装置において、前記振動伝達板の周縁全周に防
振材を装着し、前記振動センサを前記防振材の装着部分
にかかる領域に設け、前記防振材の振動伝達板中心部か
ら周辺部方向に向かう幅を、前記振動センサの装着領域
において非装着領域よりも大きく設定した構成を採用し
た。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, the vibration input from the vibration pen is detected by the vibration sensor provided on the vibration transmission plate, and the vibration input point is detected. In a coordinate input device for detecting the coordinates of the vibration transmitting device, a vibration isolator is attached to the entire circumference of the vibration transmitting plate, and the vibration sensor is provided in an area that covers the attaching part of the vibration isolator, and vibration transmission of the vibration isolator is performed. A configuration is adopted in which the width from the center of the plate toward the periphery is set larger in the mounting area of the vibration sensor than in the non-mounting area.

［作用］ 以上の構成によれは、振動伝達板周縁部の防振材の幅を
振動センサ装着領域で大きく、振動センサの非装着領域
で小さく構成することにより、振動伝達板の角部におけ
る防振材の振動減衰の影響を小さくすることができ、振
動ペンにより振動伝達板の角部で振動入力を行なった場
合でも充分な振幅を有する検出信号を振動伝達板の辺部
の振動センサによって得ることができる。[Operation] According to the above configuration, the width of the vibration isolator at the peripheral portion of the vibration transmission plate is set to be large in the vibration sensor mounting region and small in the vibration sensor non-mounting region, so that the vibration transmitting plate at the corner portion of the vibration transmission plate is protected. The influence of vibration damping of the vibration material can be reduced, and even if vibration is input at the corners of the vibration transmission plate with the vibration pen, a detection signal with sufficient amplitude is obtained by the vibration sensor on the side of the vibration transmission plate. be able to.

［実施例］ 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。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.

第１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。FIG. 1 shows the structure of an information input / output device adopting the present invention.

第１図の情報入出力装置は振動伝達板８からなる入力タ
ブレットに振動ペン３によって座標入力を行なわせ、入
力された座標情報にしたがって入力タブレットに重ねて
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。The information input / output device of FIG. 1 causes the input tablet composed of the vibration transmission plate 8 to input coordinates by the vibrating pen 3, and the display 11 'composed of a CRT arranged on the input tablet in accordance with the input coordinate information. The input image is displayed on.

図において符号８で示されたものはアクリル、ガラス板
などから長方形に構成された振動伝達板で振動ペン３か
ら伝達される振動を３個の振動センサ６に伝達する。In the figure, reference numeral 8 is a rectangular vibration transmission plate made of acrylic, glass plate or the like, and transmits the vibration transmitted from the vibration pen 3 to the three vibration sensors 6.

本実施例では振動センサ６と装着場所は、図示のように
長方形の振動伝達板８の４辺のうち長い方の２辺の辺部
にある。一方の辺部に２個、他方の辺部に１個、計３個
の振動センサが後述する座標演算の都合上直角を成して
装着されている。In this embodiment, the vibration sensor 6 and the mounting place are on the longer two sides of the four sides of the rectangular vibration transmission plate 8 as shown in the figure. A total of three vibration sensors, one on one side and one on the other side, are mounted at a right angle for convenience of coordinate calculation to be described later.

他の演算方法を取る場合は、必ずしもセンサ位置が直角
をなす必要はない。１辺上に装着された２個の振動セン
サ間の距離は、座標検出精度分解能などを考慮して決定
される。When using other calculation methods, the sensor positions do not necessarily have to be at right angles. The distance between the two vibration sensors mounted on one side is determined in consideration of the coordinate detection accuracy resolution and the like.

振動センサ６は防振材境界面からの反射波の影響を軽減
するため、装着された防振材７の境界面上あるいはごく
近傍領域に装着する。装着方法は圧着、接着いずれによ
ってもよい。The vibration sensor 6 is mounted on the boundary surface of the mounted vibration damping material 7 or in a very close region in order to reduce the influence of the reflected wave from the vibration damping material boundary surface. The mounting method may be either pressure bonding or adhesion.

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防振材７
によって支持されている。The vibration transmitting plate 8 has a peripheral portion made of silicon rubber or the like in order to prevent the vibration transmitted from the vibrating pen 3 from being reflected at the peripheral portion and returning toward the central portion.
Supported by.

防振材７は、第１図に示すように防振材の周辺方向への
幅がセンサ装着部分から振動伝達板の角部へ向かうにつ
れ連続的に減少する形状のものが振動伝達板周縁部に装
着されている。このような形状による利点は後に詳述す
る。As shown in FIG. 1, the vibration isolator 7 has a shape in which the width of the vibration isolator in the peripheral direction continuously decreases as it goes from the sensor mounting portion to the corner of the vibration isolator. Is attached to. The advantages of such a shape will be described in detail later.

振動伝達板８はCRT（あるいは液晶表示器など）など、
ドッ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ット表示を行なうようにな
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′上の位置にドット表示が行なわれ、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
されている画像はあたかも紙に書き込みを行なったよう
に振動ペンの軌跡の後に現れる。The vibration transmission plate 8 is a CRT (or a liquid crystal display, etc.),
It is arranged on a display device 11 'capable of dot display, and dot display is performed at a position traced by the vibrating pen 3. That is, a dot display is performed at a position on the display 11 'corresponding to the detected coordinates of the vibrating pen 3, and the image composed of elements such as points and lines input by the vibrating pen 3 is as if on paper. Appears after the path of the vibrating pen as if you had written.

また、このような構成によれば表示器11′にはメニュー
表示を行ない、振動ペンによりそのメニュー項目を選択
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 vibrating pen is used to select the menu item, or a prompt is displayed to bring the vibrating pen 3 into contact with a predetermined position. Can also be used.

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

第２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. 2 shows the structure of the vibrating pen 3. The vibrator 4 built in the vibrating pen 3 is driven by the vibrator driving circuit 2. The drive signal for the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit 1 in FIG. 1, amplified by a predetermined gain by the vibrator drive circuit 2 capable of low impedance driving, and then the vibrator 4 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 unit 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２
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 capable of generating a plate wave on the vibration transmission plate 8 such as acrylic or glass. Further, when driving the vibrator, the second
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 as the resonance frequency of the vibrator 4, it is possible to perform efficient vibration conversion.

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 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 8 as compared to surface waves.

再び、第１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６に入力され、後段の演算制御回路１に
より処理可能な検出信号に変換される。演算制御回路１
は振動伝達時間の測定処理を行ない、振動ペン３の振動
伝達板８上での座標位置を検出する。Again, in FIG. 1, the vibration sensor 6 provided at the corner of the vibration transmission plate 8 is also composed of a mechanical-electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signals of the three vibration sensors 6 are input to the waveform detection circuit 6 and converted into detection signals that can be processed by the arithmetic control circuit 1 in the subsequent stage. Arithmetic control circuit 1
Performs the process of measuring the vibration transmission time, and detects the coordinate position of the vibration pen 3 on the vibration transmission plate 8.

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 vibrating pen 3 is processed in the arithmetic and control circuit 1 according to the output system 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３図は第１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. 3 shows the structure of the arithmetic control circuit 1 of FIG.
Here, the structure of the drive system of the vibration pen 3 and the vibration detection system by the vibration sensor 6 is mainly shown.

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

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

一方、波形検出回路９は、振動センサ６の出力から後述
のようにして、座標検出のための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 the detection signal for measuring the vibration transmission time for coordinate detection from the output of the vibration sensor 6 as described later. These pieces of timing information are input to the input ports 15, respectively.

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、ラッチ回路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
ピュータ11に伝えられる。The timing signal input from the waveform detection circuit 9 is input to the input port 15 and stored in the storage area in the latch circuit 14 corresponding to each vibration sensor 6, and the result is transmitted to the microcomputer 11.

すなわち、カウンタ13の出力データのラッチ値として振
動伝達時間が表現され、この振動伝達時間値により座標
演算が行なわれる。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、マイクロコンピュータ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 this vibration transmission time value. At this time, the determination circuit 16 determines whether or not all the waveform detection timing information from the plurality of vibration sensors 6 has been input, and notifies the microcomputer 11 of this.

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

第４図は第１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
のである。第４図において符号41で示されるものは振動
ペン３に対して印加される駆動信号パルスである。この
ような波形により駆動された振動ペン３から振動伝達板
８に伝達された超音波振動は振動伝達板８内を通って振
動センサ６に検出される。FIG. 4 illustrates a detection waveform input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 1 and a vibration transmission time measuring process based on the detection waveform. In FIG. 4, reference numeral 41 indicates a drive signal pulse applied to the vibrating pen 3. The ultrasonic vibration transmitted to the vibration transmission plate 8 from the vibration pen 3 driven by such a waveform passes through the inside of the vibration transmission plate 8 and is detected by the vibration sensor 6.

振動伝達板８内を振動センサ６までの距離に応じた時間
tgをかけて進行した後、振動は振動センサ６に到達す
る。第４図の符号42は振動センサ６が検出した信号波形
を示している。本実施例において用いられる板波におい
て、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。The time corresponding to the distance to the vibration sensor 6 in the vibration transmission plate 8
After traveling through tg, the vibration reaches the vibration sensor 6. Reference numeral 42 in FIG. 4 indicates a signal waveform detected by the vibration sensor 6. In the plate wave used in the present embodiment, the relationship between the envelope 421 of the detected waveform and the phase 422 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３と振動センサ６間の距離を検出することができ
る。Here, the speed at which the envelope advances is defined as the group speed Vg, and the phase speed is defined as Vp. The distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6 can be detected from the difference between the group velocity and the phase velocity.

まず、エンベロープ421のみに着目すると、その速度はV
gであり、ある特定の波形上の点、たとえばピークを第
４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６の間の距離ｄはその振動伝達時間をtgとして ｄ＝Vg・tg …（１） この式は振動センサ６の１つに関するものであるが、同
じ式により他の２つの振動センサ６と振動ペン３の距離
を示すことができる。First, focusing only on the envelope 421, its speed is V
g, and when a point on a specific waveform, for example, a peak is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. 4, the distance d between the vibrating pen and the vibration sensor 6 is d = Vg. tg (1) This equation relates to one of the vibration sensors 6, but the same equation can indicate the distance between the other two vibration sensors 6 and the vibrating pen 3.

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なう。第４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 the coordinate value with higher accuracy, processing based on the detection of the phase signal is performed. Phase waveform 42 in Fig. 4
If the time from the application of the vibration to the zero cross point after the peak is passed at 2 specific detection points 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/N］ …（３） と示される。ここでＮは０以外の実数であり、適当な数
値を用いる。たとえばＮ＝２とし、±1/2波長以内であ
れば、ｎを決定することができる。From the expressions (1) and (2), the integer n is expressed as n = [(Vg · tg−Vp · tp) / λp + 1 / N] (3). Here, N is a real number other than 0, and an appropriate value is used. For example, if N = 2 and n is within ± 1/2 wavelength, n can be determined.

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

第３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５図に示すように構
成することができる。For measuring the two vibration transmission times tg and tp shown in FIG. 3, the waveform detection circuit 9 can be configured as shown in FIG. 5, for example.

第５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. 5, the output signal of the vibration sensor 6 is amplified to a predetermined level by the above-mentioned amplifier circuit 51.

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,
Only the envelope of the detection signal is taken out. The timing of the peak of the extracted envelope is detected by the envelope peak detection circuit 53. The peak detection signal is an envelope delay time detection signal of a predetermined waveform by the signal detection circuit 54 composed of a mono multivibrator or the like.
Tg is formed and 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 57
The phase delay time detection signal Tp is formed by the detection circuit 58 from the original signal delayed by and is input to the arithmetic 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３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57に
入力する。That is, the Tg signal is converted into a pulse having a predetermined width by the monostable multivibrator 55. 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 the signal 44 having the level and timing as indicated by reference numeral 44 in FIG. 3, and inputs it to the detection circuit 57.

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

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４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 detected by the detection circuit 58, which is composed of a comparator.
And is compared with the detection waveform delayed as shown in FIG. 4, and as a result, a tp detection pulse such as reference numeral 45 is formed.

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 be h, then h detection signals of envelope delay times Tg1 to h and phase delay times Tp1 to h are input to the arithmetic and control circuit 1.

第３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のカウント値をラッチ回路14に取り込
む。前記のようにカウンタ13は振動ペンの駆動と同期し
てスタートされているので、ラッチ回路14にはエンベロ
ープおよび位相のそれぞれの遅延時間を示すデータが取
り込まれる。In the arithmetic control circuit of FIG. 3, the signals Tg1 to h and Tp1 to h are input from the input port 15, and the count value of the counter 13 is fetched 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 vibrating pen, the latch circuit 14 receives the data indicating the delay time of each of the envelope and the phase.

第６図のように振動伝達板８の角部に３つの振動センサ
６を符号S1からS3の位置に配置すると、第４図に関連し
て説明した処理によって振動ペン３の位置Ｐから各々の
振動センサ６の位置までの直線距離d1〜d3を求めること
ができる。さらに演算制御回路１でこの直線距離d1〜d3
に基づき振動ペン３の位置Ｐの座標（ｘ、ｙ）を３平方
の定理から次式のようにして求めることができる。As shown in FIG. 6, when the three vibration sensors 6 are arranged at the corners of the vibration transmission plate 8 at the positions S1 to S3, the processes described with reference to FIG. The straight line distances d1 to d3 to the position of the vibration sensor 6 can be obtained. Further, in the arithmetic control circuit 1, this linear distance d1 to d3
Based on, the coordinates (x, y) of the position P of the vibrating pen 3 can be obtained from the Pythagorean theorem as in 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６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 6 and the sensor at the origin (position S1).

以上のようにして振動ペン３の位置座標をリアルタイム
で検出することができる。As described above, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in real time.

ここで、第１図のように防振材７の形状を設定する利点
につき第７図、第８図を参照して説明する。第７図は振
動伝達板８の周縁部に一定幅の防振材７を付着した構成
を、第８図は第１図のように防振材７の幅を辺部の振動
センサ６の装着領域で大きく、また角部の振動センサ６
の非装着領域で小さくした構成を示している。Here, the advantage of setting the shape of the vibration isolator 7 as shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 shows a structure in which a vibration isolator 7 having a constant width is attached to the peripheral edge of the vibration transmission plate 8, and FIG. 8 shows the width of the vibration isolator 7 as shown in FIG. Vibration sensor 6 with large area and corner
The non-mounting area of No. 1 has a smaller structure.

両図において振動センサ６は防振材７の装着境界上に設
置される。図中符号Ｂは、上記振動センサ６に関して防
振材７の減衰の影響をある一定レベル以上受ける領域、
符号Ａは前記領域Ｂにおける境界と防振材７の境界とが
成す角度であり、符号Ｃ（破線の内側）は上記領域Ｂを
除いた場合の長方形の有効入力エリアを示す。もちろ
ん、システムで要求される検出精度の度合によってこの
有効入力エリアの大きさは変化する。In both figures, the vibration sensor 6 is installed on the mounting boundary of the vibration isolator 7. Reference numeral B in the drawing denotes a region in which the vibration sensor 6 is affected by the damping of the vibration isolator 7 to a certain level or more,
Reference numeral A represents an angle formed by the boundary in the area B and the boundary of the vibration isolator 7, and reference numeral C (inside the broken line) represents a rectangular effective input area when the area B is excluded. Of course, the size of this effective input area changes depending on the degree of detection accuracy required by the system.

第７図のように振動伝達板８の中心部から周辺方向への
幅を一定にした防振材７を装着した場合には、各防振セ
ンサ６に対してその防振材７の減衰特性によって定まる
ある一定の角度Ａをもって振動振幅減衰領域Ｂが存在
し、この領域Ｂで振動ペン３で入力しても充分な検出レ
ベルが得られず、小さな有効入力領域となる。この領域
Ｂは特に振動伝達板８の角部で大きくなる。As shown in FIG. 7, when the vibration isolator 7 having a constant width in the peripheral direction from the central portion of the vibration transmission plate 8 is attached, the damping characteristics of the vibration isolator 7 for each antivibration sensor 6 There is a vibration amplitude attenuation region B at a certain angle A determined by the above, and even if the vibration pen 3 inputs in this region B, a sufficient detection level cannot be obtained and the region becomes a small effective input region. This area B becomes large especially at the corners of the vibration transmission plate 8.

一方、第８図のように振動センサ６装着部から角部にか
けて周辺方向の幅が連続的に減少する形状の防振材７を
装着する構成では、振動センサ６が装着される辺部にお
いて角度Ａは第７図と同じでも領域Ｂは周辺側に移動す
る。このことは他の辺についても同様で、振動伝達板８
の角部で入力を行なった場合の振動検出信号の振幅は大
幅に増加する。On the other hand, as shown in FIG. 8, in the configuration in which the vibration damping material 7 having a shape in which the width in the peripheral direction continuously decreases from the mounting portion of the vibration sensor 6 to the corner portion is mounted, the angle at the side portion where the vibration sensor 6 is mounted is set. Even if A is the same as in FIG. 7, the region B moves to the peripheral side. This also applies to the other sides, and the vibration transmission plate 8
The amplitude of the vibration detection signal when input is made at the corners of is greatly increased.

従って、有効入力エリアも第７図の従来構成に比して大
きく増加する。センサ非装着辺に関しては、第８図では
角部での振動検出信号の振幅を増加させるために角部で
の、防振材の幅を減少させたが、幅を変えない形状でも
よい。Therefore, the effective input area is greatly increased as compared with the conventional configuration shown in FIG. Regarding the non-sensor mounting side, in FIG. 8, the width of the vibration isolator at the corner is reduced in order to increase the amplitude of the vibration detection signal at the corner, but the width may be unchanged.

また、第８図のように防振材を構成することで、センサ
を防振材境界に設けることによって防振材境界で発生す
る反射波の影響を低減させることができる。Further, by configuring the vibration isolator as shown in FIG. 8, it is possible to reduce the influence of the reflected wave generated at the vibration isolator boundary by providing the sensor at the vibration isolator boundary.

本実施例において使用した防振材７は塩化ビニル系のも
のであるが、この防振材７に関して伝達経路のなす角度
θと振動検出レベルの関係を第９図のように振動伝達距
離diを一定に保って測定した結果を第10図に示す。The vibration isolator 7 used in the present embodiment is made of vinyl chloride. The relation between the angle θ formed by the transmission path and the vibration detection level for the vibration isolator 7 is shown in FIG. Fig. 10 shows the result of measurement while keeping it constant.

第10図に示されるように、この材質の防振材では、振動
ペン〜振動センサと防振材境界との角度を15゜以上にす
れば、この防振材の減衰の影響を受けない充分な検出レ
ベルが得られ、その角度ＡはＡ＝15゜となる。防振材は
他の材質のものでもよく、それぞれ特有の角度Ａをもつ
ことになる。As shown in Fig. 10, with the vibration isolator of this material, if the angle between the vibration pen, the vibration sensor and the vibration isolator is set to 15 ° or more, it will not be affected by the damping of the vibration isolator. A high detection level is obtained, and the angle A is A = 15 °. The anti-vibration material may be made of other materials, and each of them has its own angle A.

なお、第11図、第12図のように振動センサ６装着部分の
みの幅を４角形、円形状に段階的に大きくした防振材７
を用いても上記同様の効果を得ることができる。また、
第13図のように防振材境界による反射を考慮して、第11
図の振動センサ６装着部分の形状に、テーパ状の非装着
部分を組み合わせるようにしてもよい。In addition, as shown in FIGS. 11 and 12, the width of only the vibration sensor 6 mounting portion is gradually increased to a square shape or a square shape, and the vibration damping material 7 is formed.
The same effect as above can be obtained by using. Also,
As shown in Fig. 13, the
You may make it combine the shape of the vibration sensor 6 attachment part of a figure with a taper-shaped non-attachment part.

また、第14図のように振動センサ６を防振材７の装着領
域内に設けた場合に適用しても、上記同様の効果を得る
ことができる。第14図では振動センサ６を取り付けてい
ない防振材７の短辺の幅は一定にしてある。このような
構造でも上記同様の効果を得ることができる。Even when the vibration sensor 6 is provided in the mounting area of the vibration isolator 7 as shown in FIG. 14, the same effect as described above can be obtained. In FIG. 14, the width of the short side of the vibration isolator 7 to which the vibration sensor 6 is not attached is constant. Even with such a structure, the same effect as described above can be obtained.

また、振動伝達板周辺部のどの位置に装着した振動セン
サに対しても、本発明の防振材構成とすることによって
振動伝達板の角部で入力を行なった場合の振動検出レベ
ルを改善することができる。Further, for any vibration sensor mounted on the periphery of the vibration transmission plate, by adopting the vibration isolator structure of the present invention, the vibration detection level when inputting at the corners of the vibration transmission plate is improved. be able to.

以上では３個の振動センサを用いる例を示したが、振動
センサの数は、座標演算のための式を変更すればいくつ
であってもよいのはいうまでもない。Although an example using three vibration sensors has been shown above, it goes without saying that the number of vibration sensors may be any number as long as the formula for coordinate calculation is changed.

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、振動ペンか
ら入力された振動を振動伝達板に設けられた振動センサ
により検出して、振動入力点の座標を検出する座標入力
装置において、前記振動伝達板の周縁全周に防振材を装
着し、前記振動センサを前記防振材の装着部分にかかる
領域に設け、前記防振材の振動伝達板中心部から周辺部
方向に向かう幅を、前記振動センサの装着領域において
非装着領域よりも大きく設定した構成を採用しているの
で、振動ペンにより振動伝達板の角部で振動入力を行な
った場合でも充分な振幅を有する検出信号を振動伝達板
の辺部の振動センサによって得ることができ、振動伝達
板の全領域において高精度な座標検出を行なうことがで
きる。また、防振材による振動減衰を低減でき、振動伝
達板の大きさが制限されている場合には入力領域を広く
とることができ、逆に従来と同じ入力領域が必要な場合
には、装置全体を小型化することができるなどの優れた
効果がある。EFFECTS OF THE INVENTION As is apparent from the above, according to the present invention, the coordinate input for detecting the vibration input from the vibrating pen by the vibration sensor provided on the vibration transmission plate to detect the coordinates of the vibration input point. In the device, a vibration isolator is attached to the entire circumference of the vibration transmission plate, and the vibration sensor is provided in a region that covers the attachment portion of the vibration isolator. Since the width of the vibration sensor is set larger in the mounting area of the vibration sensor than in the non-mounting area, the vibration sensor has a sufficient amplitude even when vibration is input at the corners of the vibration transmission plate. The detection signal can be obtained by the vibration sensor on the side of the vibration transmission plate, and highly accurate coordinate detection can be performed in the entire area of the vibration transmission plate. In addition, it is possible to reduce the vibration damping due to the vibration isolator, and to widen the input area when the size of the vibration transmission plate is limited, and conversely, when the same input area as the conventional one is required, There is an excellent effect that the whole can be miniaturized.

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

第１図は本発明を採用した座標入力装置の構成を示した
説明図、第２図は第１図の振動ペンの構造を示した説明
図、第３図は第１図の演算制御装置の構造を示したブロ
ック図、第４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５図は第１図の
波形検出回路の構造を示したブロック図、第６図は振動
センサの配置を示した説明図、第７図は従来の形状の防
振材構造を示した説明図、第８図は本発明の防振材の構
造を示した説明図、第９図は振動センサへの振動伝達経
路と防振材の角度を示した説明図、第10図は振動伝達経
路と防振材の角度と検出レベルとの関係を示す線図、第
11図〜第14図はそれぞれ異なった防振材の構造を示した
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 ７……防振材、８……振動伝達板 15、16……入力ポート、51……前置増幅器 52……エンベロープ検出回路 54、58……信号検出回路 59……A/D変換回路FIG. 1 is an explanatory view showing the configuration of a coordinate input device adopting the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing the structure of the vibrating pen of FIG. 1, and FIG. 3 is a calculation control device of FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the structure, FIG. 4 is a waveform diagram showing a detection waveform for explaining the distance measurement between the vibration pen and the vibration sensor, and FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the waveform detection circuit of FIG. FIG. 6 is an explanatory view showing the arrangement of the vibration sensor, FIG. 7 is an explanatory view showing a conventional shape of the vibration isolator, and FIG. 8 is an explanatory view showing the structure of the vibration isolator of the present invention. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the vibration transmission path to the vibration sensor and the angle of the vibration isolator, and FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the vibration transmission path, the angle of the vibration isolator, and the detection level.
11 to 14 are explanatory views showing the structures of different vibration damping materials. 1 ... Arithmetic control circuit, 3 ... Vibration pen 4 ... Oscillator, 6 ... Vibration sensor 7 ... Vibration isolator, 8 ... Vibration transmission plate 15, 16 ... Input port, 51 ... Preamplifier 52 …… Envelope detection circuit 54,58 …… Signal detection circuit 59 …… A / D conversion circuit

フロントページの続き (72)発明者 森 重樹 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 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 鈴木 範之 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) Inventor Shigeki Mori 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Atsushi Jun Tanaka, 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Kiyoshi Kiyoshi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Noriyuki Suzuki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】振動ペンから入力された振動を振動伝達板
に設けられた振動センサにより検出して、振動入力点の
座標を検出する座標入力装置において、 前記振動伝達板の周縁全周に防振材を装着し、前記振動
センサを前記防振材の装着部分にかかる領域に設け、前
記防振材の振動伝達板中心部から周辺部方向に向かう幅
を、前記振動センサの装着領域において非装着領域より
も大きく設定したことを特徴とする座標入力装置。1. A coordinate input device for detecting the vibration input from a vibrating pen by a vibration sensor provided on a vibration transmission plate to detect the coordinates of a vibration input point. A vibrating material is mounted, and the vibration sensor is provided in a region that covers the mounting portion of the vibration damping material, and the width of the vibration damping material that extends from the center of the vibration transmission plate toward the peripheral portion is set in the mounting area of the vibration sensor. A coordinate input device characterized by being set larger than the mounting area.