JPS63104123A - 座標入力装置 - Google Patents
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- JPS63104123A JPS63104123A JP61249738A JP24973886A JPS63104123A JP S63104123 A JPS63104123 A JP S63104123A JP 61249738 A JP61249738 A JP 61249738A JP 24973886 A JP24973886 A JP 24973886A JP S63104123 A JPS63104123 A JP S63104123A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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
力装置に関するものである。
動を振動伝達板に複数設けられた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
力装置に関するものである。
[従来の技術]
従来より手書きの文字、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およびタ
ブレットなどを用いた座標入力装置が知られている。こ
の種の装置のタブレットの座標検出においては、振動発
生素子を設けた振動ペンによって振動伝達板に発生され
る超音波振動をタブレットの振動伝達板の複数箇所に設
けられた振動センサにより検出し、振動の遅延時間に応
じて振動ペンによる入力座標を検出する方式が知られて
いる。
処理装置に入力する装置として各種の入力ペンおよびタ
ブレットなどを用いた座標入力装置が知られている。こ
の種の装置のタブレットの座標検出においては、振動発
生素子を設けた振動ペンによって振動伝達板に発生され
る超音波振動をタブレットの振動伝達板の複数箇所に設
けられた振動センサにより検出し、振動の遅延時間に応
じて振動ペンによる入力座標を検出する方式が知られて
いる。
この方式は、抵抗膜の抵抗値、導電膜の静電誘導などを
用いてタブレット上での入力ペンの位者を測定する方式
に比べ、振動伝達板を透明材料などから構成して表示器
などに重ねて用いることができるという利点がある。
用いてタブレット上での入力ペンの位者を測定する方式
に比べ、振動伝達板を透明材料などから構成して表示器
などに重ねて用いることができるという利点がある。
[発明が解決しようとする問題点]
上記の超音波方式では、振動子とセンサを逆に取り付け
る、すなわちタブレット側に振動子を設け、振動ペン側
に振動センサを設ける構成も考えられているが、この構
成ではタブレットのX軸およびY軸からの距離を測定す
るためにX、Y軸位置に設けられた振動子を時分割駆動
しなければ成らないという問題がある。
る、すなわちタブレット側に振動子を設け、振動ペン側
に振動センサを設ける構成も考えられているが、この構
成ではタブレットのX軸およびY軸からの距離を測定す
るためにX、Y軸位置に設けられた振動子を時分割駆動
しなければ成らないという問題がある。
したがって、振動子を振動ペン側に取り付ける構成が一
般的である。
般的である。
従来より考えられている振動ペンは、筆記具型のボディ
に圧電素子などの電気〜機械変換素子による振動子を取
り付け、この振動をペン先に設けられたホーン部を介し
て振動伝達板に伝える構造を有する。
に圧電素子などの電気〜機械変換素子による振動子を取
り付け、この振動をペン先に設けられたホーン部を介し
て振動伝達板に伝える構造を有する。
ホーン部は振動子の振動を有効に振動伝達板に伝えるた
めに、先が尖った円錐状、あるいは指数関数カーブによ
る断面を有するエクスポネンシャル型のものが知られて
いる。ホーン部の材質としては金属、セラミックなどが
考えられる。
めに、先が尖った円錐状、あるいは指数関数カーブによ
る断面を有するエクスポネンシャル型のものが知られて
いる。ホーン部の材質としては金属、セラミックなどが
考えられる。
振動ペンの振動子とホーン部が効率のよい振動伝達を行
なうためには、ホーン各部の寸法は次に示す共振条件式
を満足しなければならない。
なうためには、ホーン各部の寸法は次に示す共振条件式
を満足しなければならない。
α−a
Dl:ホーン大端部直径
D2:ホーン小端部直径
、Il:半波長共振するホーンの長さ
α :波長定数=ω/C
C:ホーン材料中での音速度
f :ホーンの共振周波数
ω :ホーンの共振角周波数=2πf
ホーン部の振幅拡大率はDI/D2により定まるが、筆
圧に対するペン先の強度を考えるとD2の値はそれほど
小さくできない、したがって、ホーン部先端の振動入力
面は円形の平面に形成されることが多い。
圧に対するペン先の強度を考えるとD2の値はそれほど
小さくできない、したがって、ホーン部先端の振動入力
面は円形の平面に形成されることが多い。
このような振動入力面によれば、入力面が振動伝達板に
垂直に接触した場合に入力面の面積がそのまま有効振動
入力面積となる。
垂直に接触した場合に入力面の面積がそのまま有効振動
入力面積となる。
一方、振動ペンから入力された振動は振動伝達板に取り
付けられた複数の振動センサに伝達され、振動の伝達時
間を測定することにより各センサまでの距離が測定され
、これに基づいて座標検出が行なわれる。
付けられた複数の振動センサに伝達され、振動の伝達時
間を測定することにより各センサまでの距離が測定され
、これに基づいて座標検出が行なわれる。
このような測定方式において、上記のように振動ペンか
ら、ある入力面積をもって振動が入力されると、微視的
にみれば入力振動は振動ペンの振動入力面内の複数の入
力点から入力された板波振動の合成波となる。
ら、ある入力面積をもって振動が入力されると、微視的
にみれば入力振動は振動ペンの振動入力面内の複数の入
力点から入力された板波振動の合成波となる。
したがって、振動伝達板のセンサに到達する板波の遅延
時間は振動ペンの先端の直径の長さだけばらつくことに
なり、検出精度をペン先のホーンの直径以下にすること
ができない。
時間は振動ペンの先端の直径の長さだけばらつくことに
なり、検出精度をペン先のホーンの直径以下にすること
ができない。
上記ではペン先が垂直に振動伝達板に接触される場合を
考えたが、実際には振動ペンは普通の筆記具と同じよう
にさまざまな角度で用いられる。
考えたが、実際には振動ペンは普通の筆記具と同じよう
にさまざまな角度で用いられる。
したがって、振動ペンがどのような角度で用いられても
均一な座標検出特性を得られなければならないが、上記
のようなホーン部の入力面の構造では振動ペンが垂直位
置から少しでもずれるとホーン先端面の縁部の一点から
振動入力が行なわれることになる。
均一な座標検出特性を得られなければならないが、上記
のようなホーン部の入力面の構造では振動ペンが垂直位
置から少しでもずれるとホーン先端面の縁部の一点から
振動入力が行なわれることになる。
したがって、振動伝達板上で振動ペンにより曲線を描き
、連続的に座標入力を行なう場合には検出座標の誤差が
ばらついてしまい、連続的な座標の検出が行なえないと
いう問題があった。
、連続的に座標入力を行なう場合には検出座標の誤差が
ばらついてしまい、連続的な座標の検出が行なえないと
いう問題があった。
[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
動発生素子を設けた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、前記振動ペンの振動伝達板に対する有効振動入
力面の最大幅を座標検出分解能よりも小さく設定した構
成を採用した。
動発生素子を設けた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、前記振動ペンの振動伝達板に対する有効振動入
力面の最大幅を座標検出分解能よりも小さく設定した構
成を採用した。
[作 用〕
以上の構成によれば、振動ペンの角度が一定でなくても
振動ペンから振動伝達板に常に座標検出分解能以下の一
点を介して振動が伝達される。したがって、振動ペンが
どのような角度で振動伝達板に接触しても検出分解能以
下の検出誤差は生じない。
振動ペンから振動伝達板に常に座標検出分解能以下の一
点を介して振動が伝達される。したがって、振動ペンが
どのような角度で振動伝達板に接触しても検出分解能以
下の検出誤差は生じない。
[実施例]
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。
する。
第1図は本発明を採用した座標入力装置の構造を示して
いる。tiIJll14の座標入力装置は、ドツトマト
リクス方式などの液晶表示器によるディスプレイ11′
とともに文字、図形、画像などの入出力装置を構成する
。
いる。tiIJll14の座標入力装置は、ドツトマト
リクス方式などの液晶表示器によるディスプレイ11′
とともに文字、図形、画像などの入出力装置を構成する
。
図において符号8で示されるものはアクリル、ガラス板
などから成る振動伝達板で、振動ペン3から伝達される
振動が周辺部で反射されるのを防止するため、シリコン
ゴムなどから構成された反射防止材7に支持されている
。振動伝達板8の角部には3個の振動センサ6が取り付
けられており、振動ペン3から伝達される弾性波を検出
する。
などから成る振動伝達板で、振動ペン3から伝達される
振動が周辺部で反射されるのを防止するため、シリコン
ゴムなどから構成された反射防止材7に支持されている
。振動伝達板8の角部には3個の振動センサ6が取り付
けられており、振動ペン3から伝達される弾性波を検出
する。
振動伝達板8が液晶ディスプレイなどから構成されたデ
ィスプレイ11′上に配訝され、情報入出力装置を構成
する。ディスプレイ11′には振動伝達板8を介して入
力された文字、図形をフィードバックさせたり、あるい
は振動伝達板に対する入力操作のプロンプトを表示させ
たりする。
ィスプレイ11′上に配訝され、情報入出力装置を構成
する。ディスプレイ11′には振動伝達板8を介して入
力された文字、図形をフィードバックさせたり、あるい
は振動伝達板に対する入力操作のプロンプトを表示させ
たりする。
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。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l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
動の可能な振動子駆動回路2によって所定の利得で増幅
され、振動子4に印加される。電気的な駆動信号は、振
動子4によって機械的な振動に変換され、ホーン部5を
介して振動伝達板8に伝達される。
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。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l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
動の可能な振動子駆動回路2によって所定の利得で増幅
され、振動子4に印加される。電気的な駆動信号は、振
動子4によって機械的な振動に変換され、ホーン部5を
介して振動伝達板8に伝達される。
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周波数が選択される。また
、振動子4は、振動伝達板8に対して、第2図の垂直方
向に主に振動するような動作モードが選択される。振動
子の振動周波数は、振動子4の共振周波数に選択するこ
とで効率の良い振動発生を行うことができる。
伝達板8に板波を発生させる周波数が選択される。また
、振動子4は、振動伝達板8に対して、第2図の垂直方
向に主に振動するような動作モードが選択される。振動
子の振動周波数は、振動子4の共振周波数に選択するこ
とで効率の良い振動発生を行うことができる。
上記のようにして振動伝達板8に伝えられる弾性波は板
波と呼ばれる波であり、表面波などに比べて表面の傷、
障害物などの影響を受けにくいという利点を持つ、振動
伝達板8内を伝播する波は、その距離に応じた時間遅れ
て振動伝達板8の3つの角部に設けられた振動センサ6
に到達する。従って、振動センサ6により振動を検出し
、その遅延時間を測定することによって、振動伝達板8
.上での振動ペン3の位置を検出することができる。
波と呼ばれる波であり、表面波などに比べて表面の傷、
障害物などの影響を受けにくいという利点を持つ、振動
伝達板8内を伝播する波は、その距離に応じた時間遅れ
て振動伝達板8の3つの角部に設けられた振動センサ6
に到達する。従って、振動センサ6により振動を検出し
、その遅延時間を測定することによって、振動伝達板8
.上での振動ペン3の位置を検出することができる。
再び第1図において、圧電素子などから構成された振動
センサ6の出力信号は、波形検出回路9に入力され、マ
イクロコンピュータおよびメモリなどから構成された演
算制御回路1により処理可能な検出信号に変換される。
センサ6の出力信号は、波形検出回路9に入力され、マ
イクロコンピュータおよびメモリなどから構成された演
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、上記の遅延時間の演算処理に基づい
て、振動伝達板8上での振動ペン3の位置を検出する。
て、振動伝達板8上での振動ペン3の位置を検出する。
第1図のディスプレイ11”は、演算制御回路lにより
ディスプレイ駆動回路lOを介して駆動される。
ディスプレイ駆動回路lOを介して駆動される。
第3図は第1図の演算制御回路の構造を示している。こ
こでは、第1図のディスプレイ11′の駆動回路の制御
系を除き、振動ペンの振動発生および振動伝達板からの
振動検出を処理する回路のみが示されている。
こでは、第1図のディスプレイ11′の駆動回路の制御
系を除き、振動ペンの振動発生および振動伝達板からの
振動検出を処理する回路のみが示されている。
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に対して駆動パルスを発生する
もので、マイクロコンピュータ11により演算用の回路
と同期してスタートされる。カウンタ13の計数値は、
マイクロコンピュータ1.1によりラッチ回路14にラ
ッチされる。
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に対して駆動パルスを発生する
もので、マイクロコンピュータ11により演算用の回路
と同期してスタートされる。カウンタ13の計数値は、
マイクロコンピュータ1.1によりラッチ回路14にラ
ッチされる。
波形検出回路9から入力される検出信号は、入カポ−)
15に入力され、ラッチ回路14内の計数値と判定回路
16により比較され、その結果がマイクロコンピュータ
11に伝えられる。ディスプレイ11’の駆動、あるい
はコンピュータシステムなど他の処理装置との入出力は
、入出力ボート17を介して行われる。
15に入力され、ラッチ回路14内の計数値と判定回路
16により比較され、その結果がマイクロコンピュータ
11に伝えられる。ディスプレイ11’の駆動、あるい
はコンピュータシステムなど他の処理装置との入出力は
、入出力ボート17を介して行われる。
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、それに基づく遅延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によって発生される超音波信号
は振動伝達板8内を弾性波として伝達され、振動センサ
6により検出されて、第4図の符号42のような検出波
形を形成する。検出波形は、振動ペンから振動伝達板8
を介して振動センサに伝えられるまでに時間tgだけ遅
延している0本実施例において用いられる板波は1分散
性の波であり、そのため振動伝達板内での伝播距離に対
して検出波形のエンベロープ421と位相422の関係
が変化する。
と、それに基づく遅延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によって発生される超音波信号
は振動伝達板8内を弾性波として伝達され、振動センサ
6により検出されて、第4図の符号42のような検出波
形を形成する。検出波形は、振動ペンから振動伝達板8
を介して振動センサに伝えられるまでに時間tgだけ遅
延している0本実施例において用いられる板波は1分散
性の波であり、そのため振動伝達板内での伝播距離に対
して検出波形のエンベロープ421と位相422の関係
が変化する。
エンベロープの進む速度を群速度Vg、位相の速度を位
相速度マpとする。
相速度マpとする。
この群速度および位相速度の中から振動ペン3とセンサ
間の距離を検出することができる。まず、エンベロープ
421のみに着目すると、その速度はマgであり、ある
特定の点、例えばエンベロープのピークを第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、その遅延時間をtgとして、 837g”tg ・・・(1)
で与えられる。上記の式は振動センサ6の1つに関する
ものであるが、同じ式により他の2つの振動センサおよ
び振動ペンの間の距離を測定することができる。
間の距離を検出することができる。まず、エンベロープ
421のみに着目すると、その速度はマgであり、ある
特定の点、例えばエンベロープのピークを第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、その遅延時間をtgとして、 837g”tg ・・・(1)
で与えられる。上記の式は振動センサ6の1つに関する
ものであるが、同じ式により他の2つの振動センサおよ
び振動ペンの間の距離を測定することができる。
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4図の位相波形42
2の特定の検出点1例えばピーク通過後のゼロ争クロス
点の遅延時間を第4図のようにtpとすれば、振動セン
サと振動ペンとの距離dは、 d=neλp +vpIItp −(2)
となる、ここでλpは弾性波の波長、nは整数である。
信号の検出に基づく処理を行う、第4図の位相波形42
2の特定の検出点1例えばピーク通過後のゼロ争クロス
点の遅延時間を第4図のようにtpとすれば、振動セン
サと振動ペンとの距離dは、 d=neλp +vpIItp −(2)
となる、ここでλpは弾性波の波長、nは整数である。
前記の(1)式と(2)式より、上記の整finは、
n=[(マg”tg−マp−tp)/λp+−]
・・・(3)と示される。ここでNは0以外の実数
であり、退出な数値を用いる0例えばN==2とすれば
、エンベロープの検出精度が土掻波長以内であれば、n
を決定することができる。上記のようにして求めたnを
(2)式に代入することで、振動ペンおよびセンサ間の
距離を正確に測定することができる。
・・・(3)と示される。ここでNは0以外の実数
であり、退出な数値を用いる0例えばN==2とすれば
、エンベロープの検出精度が土掻波長以内であれば、n
を決定することができる。上記のようにして求めたnを
(2)式に代入することで、振動ペンおよびセンサ間の
距離を正確に測定することができる。
第4図に示した2つの遅延時間tgおよびtpに基づく
距離測定は、第1図の波形検出回路9により行われる。
距離測定は、第1図の波形検出回路9により行われる。
波形検出回路は第5図に示すように構成される。第5図
において、振動センサ6の出力信号は前置増幅回路51
により増幅され、低レベルまで増幅される。増幅された
信号はエンベロープ検出回路52に入力され、エンベロ
ープのみが取り出されて、さらにエンベロープピーク検
出回路53によって検出信号のエンベロープのピークの
タイミングが検出される。ピーク信号検出はモノマルチ
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tg倍信号形成され、演算制御回路1に
入力される。また、このTg信号と遅延時間調整回路5
7により遅延された元信号から、コンパレータ検出回路
58により位相遅延時間T、検出信号が形成され、演算
制御回路1に入力される0以上に示した回路は振動セン
サ6の1個分に対するものであり、他のそれぞれの振動
センサについても同様の回路が設けられる。センサの数
は一般化してh個とすると、演算制御部1に対してはエ
ンベロープ遅延時間tgt〜h。
において、振動センサ6の出力信号は前置増幅回路51
により増幅され、低レベルまで増幅される。増幅された
信号はエンベロープ検出回路52に入力され、エンベロ
ープのみが取り出されて、さらにエンベロープピーク検
出回路53によって検出信号のエンベロープのピークの
タイミングが検出される。ピーク信号検出はモノマルチ
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tg倍信号形成され、演算制御回路1に
入力される。また、このTg信号と遅延時間調整回路5
7により遅延された元信号から、コンパレータ検出回路
58により位相遅延時間T、検出信号が形成され、演算
制御回路1に入力される0以上に示した回路は振動セン
サ6の1個分に対するものであり、他のそれぞれの振動
センサについても同様の回路が設けられる。センサの数
は一般化してh個とすると、演算制御部1に対してはエ
ンベロープ遅延時間tgt〜h。
Tpl#hの検出信号が入力される。
第3図の演算制御回路では、上記のTgl −h 。
↑p1〜h信号を入力ボート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、上記のようにカウンタ13は
振動子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にはエンベローブおよび位相のそれぞれの遅
延時間のデータが取り込まれる。
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、上記のようにカウンタ13は
振動子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にはエンベローブおよび位相のそれぞれの遅
延時間のデータが取り込まれる。
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
を符号S、−s3のように配置すると、第4図に関連し
て説明した処理によって、振動ペンの位置Pから各々の
振動センサまでの直線距離dl#d3を求めることがで
きる。振動ペン3の位置Pの座標(x、y)は3平方の
定理から、となる。ここでX、YはS2.S3の位置の
振動センサの原点のセンサからの距離である。
を符号S、−s3のように配置すると、第4図に関連し
て説明した処理によって、振動ペンの位置Pから各々の
振動センサまでの直線距離dl#d3を求めることがで
きる。振動ペン3の位置Pの座標(x、y)は3平方の
定理から、となる。ここでX、YはS2.S3の位置の
振動センサの原点のセンサからの距離である。
以上のようにして、演算制御回路lにより演算を行うこ
とにより振動ペンの位置座標をリアルタイムで検出する
ことができる。
とにより振動ペンの位置座標をリアルタイムで検出する
ことができる。
以上の構成によれば、振動伝達板8に弾性波の板波とし
て超音波振動を伝達するので、振動伝達板8の傷や障害
物による妨害を低減し、高精度な座標検出を行なうこと
ができる。
て超音波振動を伝達するので、振動伝達板8の傷や障害
物による妨害を低減し、高精度な座標検出を行なうこと
ができる。
本実施例ではさらに第7図に示すように振動ペン3の先
端部を構成することにより、ペン先の角度に依存した座
標検出誤差のばらつきが生じるのを防止する。
端部を構成することにより、ペン先の角度に依存した座
標検出誤差のばらつきが生じるのを防止する。
第7図において符号71は振動ペン3のボディで、その
先端部にはホーン部5がねじ止めなどの方法により固定
されている。
先端部にはホーン部5がねじ止めなどの方法により固定
されている。
ホーン部5の基材73はアルミニウムなどの金属で、ホ
ーン部5の後端部にはボディ71内において圧電素子な
どから構成された振動子4が固定されている。ホーン部
5の全体の形状は、従来と同じく円錐ないしエクスポネ
ンシャル型など有効な振動伝達を行なえる形状とする。
ーン部5の後端部にはボディ71内において圧電素子な
どから構成された振動子4が固定されている。ホーン部
5の全体の形状は、従来と同じく円錐ないしエクスポネ
ンシャル型など有効な振動伝達を行なえる形状とする。
ホーン部5の材質および形状は振動子4の振動周波数に
共振するように決定される。
共振するように決定される。
ホーン部5の先端部の振動入力面は、図示のように曲面
により構成される。
により構成される。
振動有効入力面の曲面は、要求される座標検出分解能、
あるいは振動伝達板の材質などに応じて第8図に示すよ
うに適切な曲率を選択して構成する。曲面の形成はホー
ン部5先端を研削する、あるいは曲面構造のチップをホ
ーン部本体に近い音響インピーダンスを有する材質から
形成し、これをホーン部5の先端部に接着などにより固
定することが考えられる。
あるいは振動伝達板の材質などに応じて第8図に示すよ
うに適切な曲率を選択して構成する。曲面の形成はホー
ン部5先端を研削する、あるいは曲面構造のチップをホ
ーン部本体に近い音響インピーダンスを有する材質から
形成し、これをホーン部5の先端部に接着などにより固
定することが考えられる。
以上のような構成によれば、ホーン部5の振動入力面は
、振動ペン3がどのような角度で振動伝達板8に接触し
ても、常に一点で振動伝達板8と接触することになる。
、振動ペン3がどのような角度で振動伝達板8に接触し
ても、常に一点で振動伝達板8と接触することになる。
したがって、従来のようにホーン部5先端部が平面で構
成される場合のように振動ペン3の角度によって有効振
動入力面の面積が変化することがない。
成される場合のように振動ペン3の角度によって有効振
動入力面の面積が変化することがない。
第9図は、従来の平面型の振動入力面を有する振動ペン
3により振動伝達板8に発生される振動の伝達状態を示
している。
3により振動伝達板8に発生される振動の伝達状態を示
している。
第9図のように振動ペン3のホーン部5の先端の振動入
力面が振動伝達板8に垂直に接触している場合には、振
動子の振動はホーン部5の振動入力面上のさまざまな点
から振動伝達板8に入力される。ここで、ホーン部5の
2つの縁部31.32から入力される振動成分に着目す
ると、それぞれの縁部から振動伝達板8に入力される振
動波形は符号91.92のようになる。これらの振動が
図の右側の振動検出点Pに伝達されるとすると、振動波
形92の成分の方が91の成分よりも速く検出点に到達
する。このときの波形91の伝達時間はtgl、波形9
2の伝達時間はtg2で、tgl>tg2である。この
時間差(位相差)は検出点Pで検出される波形を歪ませ
、座標検出精度を悪化させる。
力面が振動伝達板8に垂直に接触している場合には、振
動子の振動はホーン部5の振動入力面上のさまざまな点
から振動伝達板8に入力される。ここで、ホーン部5の
2つの縁部31.32から入力される振動成分に着目す
ると、それぞれの縁部から振動伝達板8に入力される振
動波形は符号91.92のようになる。これらの振動が
図の右側の振動検出点Pに伝達されるとすると、振動波
形92の成分の方が91の成分よりも速く検出点に到達
する。このときの波形91の伝達時間はtgl、波形9
2の伝達時間はtg2で、tgl>tg2である。この
時間差(位相差)は検出点Pで検出される波形を歪ませ
、座標検出精度を悪化させる。
ところが、上記のようにホーン部5の振動入力面を曲面
とし、ホーン部5と振動伝達板8の接触面の面積が座標
検出分解能よりも小さく設定されていれば、第8図に示
すようにホーン部5と振動伝達板8が一点により接触す
るため、第9図のように振動伝達板8に異なる位相の振
動が入力されることがなく、検出点Pでは歪みのない単
一波長に近い振動波形を検出することができ、振動伝達
時間を正確に測定できるから座標検出精度を向上させる
ことができる。
とし、ホーン部5と振動伝達板8の接触面の面積が座標
検出分解能よりも小さく設定されていれば、第8図に示
すようにホーン部5と振動伝達板8が一点により接触す
るため、第9図のように振動伝達板8に異なる位相の振
動が入力されることがなく、検出点Pでは歪みのない単
一波長に近い振動波形を検出することができ、振動伝達
時間を正確に測定できるから座標検出精度を向上させる
ことができる。
また、上記のような曲面構造によれば、振動ペン3を第
8図のように傾斜させてもホーン部5の有効振動入力面
の面積は変らないので、操作者のくせによって入力誤差
が生じることがなく、また曲線の座標を連続的に入力す
る場合などにおいても振動ペン3の傾斜が変化して、入
力中に誤差のばらつきを生じて連続座標の入力が不可能
となることもない。
8図のように傾斜させてもホーン部5の有効振動入力面
の面積は変らないので、操作者のくせによって入力誤差
が生じることがなく、また曲線の座標を連続的に入力す
る場合などにおいても振動ペン3の傾斜が変化して、入
力中に誤差のばらつきを生じて連続座標の入力が不可能
となることもない。
上記実施例では、ホーン部の振動入力面を曲面構造とし
たが、振動人力面の形状は曲面に限らず、有効振動入力
面の幅が検出分解能よりも小さくなればどのような形状
であってもかまわない。
たが、振動人力面の形状は曲面に限らず、有効振動入力
面の幅が検出分解能よりも小さくなればどのような形状
であってもかまわない。
以上の実施例に加えて、振動センサを上記同様のホーン
部を介して振動伝達板8に取り付け、振動検出側でも振
動の伝達を一点で行なうようにすれば、検出波形の歪み
をより小さくすることができ、座標検出精度を大きく向
上させることができる。
部を介して振動伝達板8に取り付け、振動検出側でも振
動の伝達を一点で行なうようにすれば、検出波形の歪み
をより小さくすることができ、座標検出精度を大きく向
上させることができる。
[効 果]
以上から明らかなように、本発明によれば、振動発生素
子を設けた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、
前記振動ペンの振動伝達板に対する有効振動入力面の最
大幅を座標検出分解能よりも小さく設定した構成を採用
しているので、振動ペンから振動伝達板に対して常に座
標検出分解能よりも小さな一点を介して振動を伝達させ
ることができ、歪みのない振動検出に基づいて精度の高
い座標検出を行なうことができる優れた効果がある。
子を設けた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、
前記振動ペンの振動伝達板に対する有効振動入力面の最
大幅を座標検出分解能よりも小さく設定した構成を採用
しているので、振動ペンから振動伝達板に対して常に座
標検出分解能よりも小さな一点を介して振動を伝達させ
ることができ、歪みのない振動検出に基づいて精度の高
い座標検出を行なうことができる優れた効果がある。
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S跡 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#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成を示したブロ
ック図、第6図は振動センサの配置を示した説明図、第
7図は振動ペンの構造を示した断面図、第8図は振動ペ
ンのホーン部の作用を示した説明図、第9図は従来の振
動ペンからの振動伝達状態を示した波形図である。 1・・・演算制御回路 3・・・振動ペン4・・・振
動子 5・・・ホーン部6・・・振動センサ
8・・・振動伝達板9・・・波形検出回路 51
・・・前置増幅器52・・・エンベローフ検出回路 54.58・・・信号検出回路 91・・・ピークホールド回路 71・・・ボディ
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S跡 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#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成を示したブロ
ック図、第6図は振動センサの配置を示した説明図、第
7図は振動ペンの構造を示した断面図、第8図は振動ペ
ンのホーン部の作用を示した説明図、第9図は従来の振
動ペンからの振動伝達状態を示した波形図である。 1・・・演算制御回路 3・・・振動ペン4・・・振
動子 5・・・ホーン部6・・・振動センサ
8・・・振動伝達板9・・・波形検出回路 51
・・・前置増幅器52・・・エンベローフ検出回路 54.58・・・信号検出回路 91・・・ピークホールド回路 71・・・ボディ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)振動発生素子を設けた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、前記振動ペンの振動伝達板に対する有効
振動入力面の最大幅を座標検出分解能よりも小さく設定
したことを特徴とする座標入力装置。 2)前記有効振動入力面を含む振動ペンの振動入力面を
曲面とした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。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61249738A JPS63104123A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 座標入力装置 |
DE8787305739T DE3779019D1 (de) | 1986-06-27 | 1987-06-26 | Koordinateneingabegeraet. |
DE3751763T DE3751763T2 (de) | 1986-06-27 | 1987-06-26 | Koordinateneingabegerät |
EP87305739A EP0258972B1 (en) | 1986-06-27 | 1987-06-26 | Coordinates input apparatus |
EP90123778A EP0423843B1 (en) | 1986-06-27 | 1987-06-26 | Coordinates input apparatus |
US07/067,546 US4931965A (en) | 1986-06-27 | 1987-06-29 | Coordinates input apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61249738A JPS63104123A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 座標入力装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63104123A true JPS63104123A (ja) | 1988-05-09 |
Family
ID=17197472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61249738A Pending JPS63104123A (ja) | 1986-06-27 | 1986-10-22 | 座標入力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63104123A (ja) |
-
1986
- 1986-10-22 JP JP61249738A patent/JPS63104123A/ja active Pending
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