JPS63234312A - Coordinate input device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce the noises produced when vibrations are detected by providing a vibration preventing member at the peripheral part of a vibrating plate together with a part where said member is discontinuously changed and securing the interference among the reflected waves produced on the boundary surfaces. CONSTITUTION:A vibration preventing member 7 is attached at the peripheral part of a vibration transmitting plate 8 to prevent the vibrations transmitted from a pen from being reflected at said peripheral part and sent back to the center part of the plate 8. The member 7 has the width equal to an integer multiple of 1/2 wavelength lambda of a vibration transmitting wave on the surface of the plate 8. The elastic wave produced by the pen is first reflected on a 1st boundary surface K1 of the member 7 like a code D together with a 180 deg. phase shift. While the elastic wave component which is not reflected on the surface K1 is reflected on a 2nd boundary surface K2 at the edge of the plate 8 like a code E with no phase shift. Therefore, both reflected waves D and E interfere with each other and are canceled mutually. Thus, the reflected waves are extremely decreased.

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、特に振動伝達板上の振動伝達時
間から指示点座標を検出する座標入力装置であって、振
動伝達板端部に防振材を設ける構造を有する座標入力装
置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a coordinate input device, particularly a coordinate input device that detects the coordinates of an indicated point from the vibration transmission time on a vibration transmission plate. The present invention relates to a coordinate input device having a structure in which a vibration isolating material is provided.

［従来の技術］ 従来より、振動伝達板に圧電素子などを内蔵した振動ペ
ンにより振動入力を行ない、振動伝達時間設けた複数の
センサにより入力振動を検出し、振動伝達時間を計測す
ることにより入力点の座標を検出する座標入力装置が知
られている。[Conventional technology] Conventionally, vibration input is performed using a vibrating pen with a piezoelectric element built into the vibration transmission plate, the input vibration is detected by multiple sensors with a vibration transmission time, and the input vibration is measured by measuring the vibration transmission time. Coordinate input devices that detect the coordinates of a point are known.

このような座標入力装置では、振動伝達板の端部で入力
振動が反射し、その反射波により振動センサによる検出
に誤差を生じないように、振動伝達板の端部を防振材に
より支持する構造が用いられる。In such a coordinate input device, the end of the vibration transmission plate is supported by a vibration isolating material so that the input vibration is reflected at the end of the vibration transmission plate and the reflected wave does not cause an error in detection by the vibration sensor. structure is used.

従来の防振材は主として騒音防止用に開発されたもので
、空気音対策用と２固体音対策用に大きく分類される。Conventional vibration damping materials were developed primarily for noise prevention, and are broadly classified into those for air noise countermeasures and those for two solid body sound countermeasures.

したがって、従来の防振材を上記のような用途に用いる
には固体音対策用のものが用いられる。従来の固体音対
策用の制振材としては、第１１図（Ａ）に示すような薄
板用制振シート、あるいは塗料などがあった。Therefore, when using conventional vibration isolating materials for the above-mentioned purposes, materials for solid-body sound countermeasures are used. Conventional vibration damping materials for solid-state sound include thin vibration damping sheets as shown in FIG. 11(A), paints, and the like.

第１１図（Ａ）において、８′は制振されるべき振動板
、７は制振シートである。振動板８′は薄鋼板、アルミ
板などの金属板、あるいは樹脂板、ガラス板などから構
成される。In FIG. 11(A), 8' is a diaphragm to be damped, and 7 is a damping sheet. The diaphragm 8' is composed of a metal plate such as a thin steel plate or an aluminum plate, a resin plate, a glass plate, or the like.

このような構成では、振動している振動板８′に制振シ
ート７を張り付けることにより制振シート７の振動減衰
を利用して板８′の振動を減少させ、騒音を減少させる
ことができる。In such a configuration, by attaching the damping sheet 7 to the vibrating diaphragm 8', the vibration damping of the damping sheet 7 can be used to reduce the vibration of the plate 8', thereby reducing noise. can.

市販されている制振シート７の材質には、ポリ塩化ビニ
ール樹脂、アタクチックポリプロピレン、ポリエチレン
ビニルアセチレート、スチレンブタジェンゴム、シリコ
ンゴム、セメントペーストなどがあり、さらにこれらに
可塑剤、安定剤、軟化剤、鉛、鉄などの金属粉、ケイ砂
、アスファルトなどを添加、あるいは混合したものが用
いられる。これらの材質の・成形形状としてはスポンジ
状の多孔質形状がある。Commercially available materials for the damping sheet 7 include polyvinyl chloride resin, atactic polypropylene, polyethylene vinyl acetylate, styrene butadiene rubber, silicone rubber, cement paste, etc. In addition to these, plasticizers, stabilizers, Additions or mixtures of softeners, metal powders such as lead and iron, silica sand, asphalt, etc. are used. The molded shape of these materials includes a sponge-like porous shape.

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のような従来の制振シートは主とし
て振動する板全体に装着することにより板全体の振動を
抑止するように考えられている。[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional vibration damping sheet as described above is mainly designed to suppress the vibration of the entire plate by attaching it to the entire vibrating plate.

したがって、前記のように、振動伝達板の端部での反射
波を抑止するために第１１図（Ｂ）のように振動伝達板
８の周辺に装着して用いても充分に反射波を減少させる
ことができなかった。Therefore, as described above, even if the plate is mounted around the vibration transmission plate 8 as shown in FIG. 11(B) in order to suppress the reflected waves at the end of the vibration transmission plate, the reflected waves can be sufficiently reduced. I couldn't let it go.

第１１図（Ｂ）は前記振動伝達板周辺部に前記制振シー
トを装着した場合の振動伝播を示す図。FIG. 11(B) is a diagram showing vibration propagation when the vibration damping sheet is mounted around the vibration transmission plate.

第１１図（Ｃ）は第１１図（Ｂ）の断面図の一部であり
、反射波の様子を示す図である。FIG. 11(C) is a part of the cross-sectional view of FIG. 11(B), and is a diagram showing the state of reflected waves.

図において符号８は振動伝達板、７は前記制振シート、
３は加振源である振動ペン、Ａは前記振動ペン３と前記
振動伝達板８との接触点である加振点から伝播する振動
を示す波、Ｂは振動伝達板端面での反射波、Ｃは制振シ
ート装着境界面での反射波をそれぞれ模式的に示したも
のである。In the figure, numeral 8 is a vibration transmission plate, 7 is the vibration damping sheet,
3 is a vibrating pen which is an excitation source; A is a wave representing vibration propagating from the excitation point which is the contact point between the vibrating pen 3 and the vibration transmitting plate 8; B is a reflected wave at the end face of the vibration transmitting plate; C schematically shows the reflected waves at the damping sheet attachment interface.

従来の制振シート７は、前述のとおり板全体に発生して
いる振動（固有振動つまり共振振動も含む）に対しては
制振効果は大きいが、第１１図（Ｂ）のように、制振シ
ート７が装着されない領域で加振し、そこから伝播する
進行波としての振動に対しては充分な制振効果が得られ
ないため、第１１図（Ｃ）のように制振シート７装着部
分りにおいて若干減衰させるものの振動伝達板端面での
反射波Ｂを充分抑えることができない。As mentioned above, the conventional vibration damping sheet 7 has a large damping effect on vibrations generated in the entire board (including natural vibrations, that is, resonance vibrations), but as shown in FIG. 11(B), Since it is not possible to obtain a sufficient damping effect against vibrations in the form of traveling waves that are excited in areas where the vibration sheet 7 is not installed and propagate from there, the vibration damping sheet 7 is installed as shown in Figure 11 (C). Although it is slightly attenuated in some parts, the reflected wave B at the end face of the vibration transmission plate cannot be sufficiently suppressed.

更に、従来の制振シート７を装着することにより、新た
に、制振シート装着界面で反射波Ｃが発生した。従って
、弾性波を用いる座標入力装置の振動伝達板の周辺部に
従来の制振シートを装着しただけでは、前記２つの反射
波が発生し、加振源からの直接波を検出する際にノイズ
となって検出精度を下げるという欠点があった。Furthermore, by attaching the conventional damping sheet 7, a reflected wave C was newly generated at the damping sheet attachment interface. Therefore, simply attaching a conventional damping sheet to the periphery of the vibration transmission plate of a coordinate input device that uses elastic waves will generate the two reflected waves, causing noise when detecting the direct wave from the excitation source. This has the disadvantage of lowering detection accuracy.

［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
伝達板の周辺部に防振材を設けることにより反射波を発
生させる第１の境界面を形成するとともに、前記振動伝
達板の周辺部にその形状を不連続的に変化させた部分を
設けることにより第２の境界面を形成し、前記各境界面
で発生される反射波を干渉させることにより振動伝達板
周辺部での反射波を減衰させる構成を採用した。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, vibrations input from a vibrating pen are detected by a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmission plate, and the vibration pen In a coordinate input device for detecting coordinates on a vibration transmission plate, a vibration isolating material is provided around the vibration transmission plate to form a first boundary surface that generates a reflected wave, and the vibration transmission plate A second boundary surface is formed by providing a portion whose shape is discontinuously changed around the vibration transmission plate, and by interfering the reflected waves generated at each boundary surface, the vibration transmission plate is We adopted a configuration that attenuates reflected waves.

［作　用］ 以上の構成によれば、振動伝達板の周辺部において、防
振材および境界面で発生させた反射波により干渉を起こ
し、これにより全体の反射波を減衰させることができ、
振動検出時のノイズを低減して検出精度を向上させるこ
とができる。[Function] According to the above configuration, the reflected waves generated at the vibration isolating material and the interface cause interference in the peripheral area of the vibration transmission plate, thereby attenuating the overall reflected waves.
It is possible to reduce noise during vibration detection and improve detection accuracy.

［実施例］ 以下１図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。[Example] The present invention will be described in detail below based on an example shown in one drawing.

第１図（Ａ）は本発明を採用した座標入力装置の構造を
示している。第１図の座標入力装置は、ドツトマトリク
ス方式などの表示方式を有するディスプレイ１１′とと
もに文字、図形、画像などの情報入出力装置を構成する
。FIG. 1(A) shows the structure of a coordinate input device employing the present invention. The coordinate input device shown in FIG. 1 constitutes an information input/output device for characters, figures, images, etc. together with a display 11' having a display method such as a dot matrix method.

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
動をその辺部に３個設けられた振動センサ６に伝達する
。In the figure, a vibration transmitting plate 8 is made of acrylic, glass, or the like and transmits vibrations transmitted from the vibrating pen 3 to three vibration sensors 6 provided on its side.

本実施例における振動ペンを用いる座標検出では、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。In the coordinate detection using the vibrating pen in this embodiment, by measuring the transmission time of ultrasonic vibration transmitted from the vibrating pen 3 to the vibration sensor 6 via the vibration transmitting plate 8, Find the coordinates at.

振動伝達板８には、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
、第１図（Ｂ）のように合成樹脂などで構成された防振
材７が装着されている。上記防振材７は、上記振動伝達
板８の表面に振動伝播波の波長の１／２の整数倍の距離
差をもって装着する。The vibration transmission plate 8 is made of synthetic resin or the like, as shown in FIG. 1(B), in order to prevent the vibrations transmitted from the vibrating pen 3 from being reflected at the periphery and returning toward the center. A vibration isolator 7 is attached. The vibration isolating material 7 is attached to the surface of the vibration transmission plate 8 with a distance difference that is an integral multiple of 1/2 of the wavelength of the vibration propagation wave.

これにより、後に詳述するように、表面と裏面に装着し
た防振材７の境界面による反射波は１７２波長分位相が
ずれることにより、お互いに弱めあうように干渉する。As a result, as will be described in detail later, the waves reflected by the interface between the vibration isolating material 7 attached to the front and back surfaces are out of phase by 172 wavelengths, and thus interfere with each other in a manner that weakens each other.

詳細は後述する。振動伝達板８の辺部には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。Details will be described later. Three vibration sensors 6 are attached to the sides of the vibration transmission plate 8 to detect elastic waves transmitted from the vibration pen 3.

振動伝達板８はＣＲＴ（あるいは液晶表示器）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′上の位置にドツト表示が行なわれ、
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 arranged on a display device 11' capable of displaying dots, such as a CRT (or liquid crystal display), and displays dots at the position traced by the vibrating 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,
An image composed of elements such as points and lines inputted by the vibrating pen 3 appears after the trajectory of the vibrating pen as if it were written on paper.

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。Moreover, according to such a configuration, a menu is displayed on the display 11°, and an input method such as having the vibrating pen select the menu item or displaying a prompt and touching the vibrating pen 3 at a predetermined position is possible. You can also use

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 vibrating pen 3 transmits ultrasonic vibration to the vibration transmitting plate 8,
It has a vibrator 4 made of a piezoelectric element or the like inside, and transmits ultrasonic vibrations generated by the vibrator 4 to a vibration transmission plate 8 via a 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. A vibrator 4 built into the vibrating pen 3 is driven by a vibrator drive circuit 2. The drive signal for the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit l shown in FIG. 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 electrical drive signal is converted into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 4 and transmitted to the diaphragm 8 via the horn section 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８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 that can generate eight plate waves on the vibration transmission plate 8 made of acrylic, glass, or the like. Further, when driving the vibrator, a vibration mode is selected in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction in FIG. 2 with respect to the vibration transmission plate 8. Also, the vibration frequency of the vibrator 4 is set to
Efficient vibration conversion is possible by setting the resonance frequency to .

上記のようにして振動伝達板８に伝えられる弾友 性液は板波であり、表面普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 liquid transmitted to the vibration transmission plate 8 as described above is a plate wave, and has the advantage that it is less affected by scratches, obstacles, etc. on the surface of the vibration transmission plate 8, compared to a flat surface. .

再び、第１図（Ａ）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(A), 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 the waveform detection circuit 6 and converted into detection signals that can be processed by the arithmetic control circuit 1 in the subsequent stage. The arithmetic control circuit 1 performs measurement processing of vibration transmission time, and the vibration pen 3
The coordinate position on the vibration transmission plate 8 is detected.

検出された振動ペン３の座標情報は演算制御回路ｌにお
いて表示器１１’による出力方式に応じて処理される。The detected coordinate information of the vibrating pen 3 is processed in the arithmetic control circuit 1 according to the output method by the display 11'.

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ｌＯを介して表示器１１°の出力動作を
制御する。That is, the arithmetic control circuit controls the output operation of the display 11° via the video signal processing device 1O based on the input coordinate information.

第３図は第１図の演算制御回路ｌの構造を示している。FIG. 3 shows the structure of the arithmetic control circuit l shown in FIG.

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。Here, the structure of the drive system of the vibrating pen 3 and the vibration detection system using the vibration sensor 6 are 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。駆動信号発主回路１２は第１
図の振動子駆動回路２に対１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。The microcomputer 11 includes an internal counter, ROM, and RAM. The drive signal generator circuit 12 is the first
It outputs a drive pulse of a predetermined frequency to the vibrator drive circuit 2 shown in the figure, 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 into 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および、筆圧検出の
ための信号レベル情報を出力する。これらのタイミング
およびレベル情報は入力ポート１５および１６にそれぞ
れ入力される。On the other hand, the waveform detection circuit 9 obtains timing information of a detection signal for measuring vibration transmission time for coordinate detection and signal level information for pen pressure detection from the output of the vibration sensor 6 as described later. Output. These timing and level information are input to input ports 15 and 16, 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、判定回路１７によりラッチ回路１
４内の計数値と比較され、その結果がマイクロコンピュ
ータ１１に伝えられる。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。The timing signal input from the waveform detection circuit 9 is input to the input port 15, and the determination circuit 17 outputs the timing signal to the latch circuit 1.
4 and the result is transmitted to the microcomputer 11. That is, the vibration transmission time is expressed as a latch value of the output data of the counter 13, and coordinate calculation is performed using this vibration transmission time value.

表示器１１’の出力制御処理は入出力ボート１８を介し
て行なわれる。Output control processing for the display device 11' is performed via the input/output port 18.

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 explains the detected waveform input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 1 and the vibration transmission time measurement process based on the detected waveform. In FIG. 4, reference numeral 41 indicates a drive signal pulse applied to the vibrating pen 3. Ultrasonic vibrations transmitted from the vibrating pen 3 driven by such a waveform to the vibration transmission plate 8 pass through the vibration transmission plate 8 and are 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０本実施例において用いられる板波は分
散性の波であり、そのため振動伝達板８内での伝播距離
に対して検出波形のエンベロープ４２１と位相４２２の
関係は振動伝達中に伝達距離に応じて変化する。After traveling within the vibration transmission plate 8 for a time tg corresponding to the distance to the vibration sensor 6, the vibration reaches the vibration sensor 6. The reference numeral 42 in FIG. 4 indicates the signal waveform detected by the vibration sensor 6. The plate wave used in this embodiment is a dispersive wave, so it is detected with respect to the propagation distance within the vibration transmission plate 8. The relationship between the waveform envelope 421 and the phase 422 changes during vibration transmission depending on the 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 assumed to be group velocity Vg, and the phase velocity is assumed to be Vp. The distance between the vibrating pen 3 and the vibration sensor 6 can be detected from the difference in group velocity and phase velocity.

まず、エンベロープ４２１のみに着目すると、その速度
はＶｇ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３お
よび振動センサ６の間の距ｆａｄ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, if we focus only on the envelope 421, its velocity is Vg, and when a point on a certain waveform, for example a peak, is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. fad is d=Vg・tg, where the vibration transmission time is tg.
(1) Although this equation relates to one of the vibration sensors 6, the distances between the other two vibration sensors 6 and the vibration pen 3 can be expressed using the same equation.

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４
２２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　＠　　ｔ　　ｐ　　　　　　
　　　−（２）となる、ここでλｐは弾性波の波長、ｎ
は整数である。Furthermore, in order to determine coordinate values with higher precision, the phase waveform 4 shown in FIG.
If the time from 22 specific detection points, for example, vibration application to the zero cross point after passing the peak, is tp, then the distance between the vibration sensor and the vibration pen is d=n* λp+Vp @ t p
-(2), where λp is the wavelength of the elastic wave, n
is an integer.

前記の（１）式と（２〕式から上記の５１１＆ｎはｎ＝
［（Ｖｇｌｌｔ　ｇ−ｖｐ”　ｔ　ｐ）／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とすれば、±１／２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を決定することができる。From the above equations (1) and (2), the above 511&n is n=
[(Vgllt g−vp”t p)/λp + 1
/N]...(3) It is shown as follows. Here, N is a real number other than 0, and an appropriate value is used. For example, if N=2, n can be determined within ±1/2 wavelength. n obtained as described above 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 determined as above into equation (2), the distance between the vibrating pen 3 and the vibration sensor 6 can be accurately measured.

第４図に示した２つの振動伝達時間ｔｇおよびｔｐの測
定は第１図の波形検出回路９により行なわれる。波形検
出回路９は第５５！Ｊに示すように構成される。第５図
の波形検出回路は筆圧検出のため、後述のように振動セ
ンサ６の出力波形のレベル情報も処理する。The two vibration transmission times tg and tp shown in FIG. 4 are measured by the waveform detection circuit 9 shown in FIG. The waveform detection circuit 9 is the 55th! It is configured as shown in J. The waveform detection circuit shown in FIG. 5 also processes level information of the output waveform of the vibration sensor 6, as will be described later, in order to detect pen pressure.

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により所定の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、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ビーク検出
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。In FIG. 5, the output signal of the vibration sensor 6 is amplified to a predetermined level by a preamplifier circuit 51. The amplified signal is input to the envelope detection circuit 52, and only the envelope of the detection signal is extracted. The timing of the peak of the extracted envelope is detected by the envelope peak detection circuit 53. The peak detection signal is detected by a signal detection circuit 54 composed of a mono multivibrator, etc.
The envelope delay time detection signal Tg of a predetermined waveform is
is formed and input to the arithmetic control circuit 1.

また、このＴｇ倍信号、遅延時間調整回路５７によって
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°検出信号ＴＰが形成され、演算制御回路
１に入力される。Further, a phase delay time detection signal TP is formed by a comparator detection circuit 58 from this Tg multiplied signal and the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 57, and is input to the arithmetic control circuit 1.

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。The circuit shown above is for one vibration sensor 6, and the same circuit is provided for each of the other sensors.

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Ｔｇｌ〜ｈ、位相遅延時間Ｔｐｌ〜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。If the number of sensors is generalized to h, then h detection signals of envelope delay times Tgl to h and phase delay times Tpl to h are input to the arithmetic and control circuit 1, respectively.

第３図の演算制御回路では上記のＴｇｌ−ｈ、Ｔｐｌ〜
ｈ信号を入力ボート１５から入力し、にカウンタ１３は
振動子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 above Tgl-h, Tpl~
Since the h signal is input from the input port 15 and the counter 13 is started in synchronization with the driving of the vibrator pen,
The latch circuit 14 takes in data indicating the respective delay times of the envelope and the phase.

たとえば、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ｄｌ
−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。For example, if three vibration sensors 6 are placed at the corners of the vibration transmission plate 8 at positions S1 to S3 as shown in FIG.
Through the process explained in connection with FIG.
−d3 can be obtained. Furthermore, the arithmetic and control circuit 1 can determine the coordinates (x, y) of the position P of the vibrating pen 3 based on the straight-line distances d1 to d3 as shown in the following equation using the 3-square theorem.

ｘ＝Ｘ／２＋　（ｄｌ＋ｃ１２）（ｄｉ−ｄ２）／２Ｘ
・・・（４） ｙ＝Ｙ／２＋　（ｄｌ＋ｄ３）（ｄｉ−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+ (dl+c12)(di-d2)/2X
...(4) y=Y/2+ (dl+d3)(di-d3)/2Y・
(5) Here, x and Y are the distances along the x and Y axes between the vibration sensor 6 at the positions S2 and S3 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。第１図（Ａ）のように振動セ
ンサ６を振動伝達板８の３辺の中央位置に設けても、原
点を移動して第６図と同様な演算を行なうことによって
振動ペンの位置座標を検出できる。As described above, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in real time. Even if the vibration sensor 6 is installed at the center of the three sides of the vibration transmission plate 8 as shown in FIG. Can be detected.

匙上叉１１ ここで、第１図ＣＢ）で示した本発明の実施例である防
振材の装着位置について説明する。第７図のように振動
伝達板８の表面に振動伝達板８の端縁からＦ＝ｎ入／２
の幅を有する防振材７を装着する。Spoon Fork 11 Here, the mounting position of the vibration isolating material according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 CB) will be explained. As shown in Fig. 7, F = n/2 from the edge of the vibration transmission plate 8 to the surface of the vibration transmission plate 8
A vibration isolating material 7 having a width of .

ここで、入は本装置で用いる振動ペン３から発せられ、
振動伝達板８を伝播する弾性波の波長を示す。Here, the input is emitted from the vibrating pen 3 used in this device,
The wavelength of the elastic wave propagating through the vibration transmission plate 8 is shown.

振動ペン３から発せられた弾性波はまず、符号りのよう
に表面に装着された防振材７の第１の境界面Ｋｌで反射
し、ここで防振材は振動を拘束しているので反射波の及
相は１８０°ずれる。The elastic wave emitted from the vibrating pen 3 is first reflected at the first boundary surface Kl of the vibration isolating material 7 attached to the surface as shown in the symbol, and here the vibration isolating material restrains the vibration. The reflected waves are out of phase by 180 degrees.

また、境界面Ｋｌで反射しなかった弾性波成分は符号Ｅ
のように振動伝達板８の端縁まで進行し、振動伝達板８
端縁の第２の境界面に２で反射する。ここの反射では、
反射波の位相のずれは生じない。In addition, the elastic wave component that is not reflected at the interface Kl has the sign E
Proceeds to the edge of the vibration transmission plate 8 as shown in FIG.
It is reflected at 2 on the second boundary surface of the edge. In the reflection here,
No phase shift occurs in the reflected waves.

したがって、反射波ＥがＤと合成される際にはｎ入／２
の２倍の距離のずれがあるから、反射波りとＥは、お互
いに逆位相の弾性波となり、お互いに干渉して打ち消し
あう、従って、防振材境界により生じる反射波は、大幅
に減少する。Therefore, when the reflected wave E is combined with D, n input/2
Since there is a difference of twice the distance, the reflected wave and E become elastic waves with opposite phases, and they interfere with each other and cancel each other out. Therefore, the reflected wave caused by the boundary of the vibration isolation material is significantly reduced. do.

防振材７の幅を上記のように設定することにより、従来
防振材７を装着することによりその装着端縁で生じてい
た反射波を振動伝達板８端縁の反射波と作用させて両者
を同時に軽減させることができる。By setting the width of the vibration isolator 7 as described above, the reflected waves that were generated at the edge of the attachment of the vibration isolator 7 in the past can be made to interact with the waves reflected from the edge of the vibration transmission plate 8. Both can be reduced at the same time.

この実施例では防振材７の幅を調整するだけでよいから
、部品点数が増大することがなく、コスト面で有利であ
る。In this embodiment, since it is only necessary to adjust the width of the vibration isolating material 7, the number of parts does not increase, which is advantageous in terms of cost.

襄ｌ災差遺 以上では、振動伝達板８端縁からＦ＝ｎλ／２の距離の
範囲にすべて防振材７を設けているが、第８図の上段、
および中段に示すように、第１の境界面が第７図と同じ
位置に形成される限り防振材７の幅は任意である。また
、第８図下段のように振動伝達板８の両面を防振材７で
包むようにし振動伝達板８をこの防振材７で支持するよ
うにしてもよい。In the above case, the vibration isolating material 7 is provided in the range of distance F = nλ/2 from the edge of the vibration transmission plate 8, but the upper part of Fig. 8,
As shown in FIG. 7 and the middle row, the width of the vibration isolator 7 is arbitrary as long as the first boundary surface is formed at the same position as in FIG. Alternatively, as shown in the lower part of FIG. 8, both sides of the vibration transmitting plate 8 may be wrapped with a vibration isolating material 7, and the vibration transmitting plate 8 may be supported by the vibration isolating material 7.

上述の反射波減衰効果を大きくするには、逆相の反射波
り、Ｈの振幅を同一に制御するのがもっとも好ましい、
したがって、第８図のように防振材７の幅を調整するこ
とで、反射波り、Ｈの振幅調整を行なえる。In order to increase the above-mentioned reflected wave attenuation effect, it is most preferable to control the amplitudes of the anti-phase reflected waves, H, to be the same.
Therefore, by adjusting the width of the vibration isolating material 7 as shown in FIG. 8, the amplitude of the reflected wave H can be adjusted.

第９図に第３の実施例を示す。FIG. 9 shows a third embodiment.

第９図において符号７′は防振材に準する振動拘束性を
有する振動伝・達板８の支持°部材で、高分子材料、合
成樹脂、金属、セメント、アスファルト、ガラスなどの
材料から構成する。In Fig. 9, reference numeral 7' is a support member for the vibration transmission/extension plate 8 which has a vibration restraining property similar to that of a vibration isolating material, and is made of materials such as polymer materials, synthetic resins, metals, cement, asphalt, and glass. do.

ディスプレイ１１′、振動伝達板８はこの支持部材７′
上に積層配置される。振動伝達板８は支持部材７′端縁
のほぼコの字型の支持部により支持される。支持部材７
′の支持部による振動伝達板８の支持点は前記と同様に
振動伝達板８の端縁からＦ＝ｎλ／２の距離の位置であ
る。The display 11' and the vibration transmission plate 8 are mounted on this support member 7'.
Laminated on top. The vibration transmission plate 8 is supported by a substantially U-shaped support portion at the end edge of the support member 7'. Support member 7
The point at which the vibration transmission plate 8 is supported by the support section ' is located at a distance of F=nλ/2 from the edge of the vibration transmission plate 8, as described above.

このような構成でも、第１、第２の境界面Ｋ１．に２を
形成することができ、前記と同様の効果を得ることがで
きる。Even in such a configuration, the first and second boundary surfaces K1. 2 can be formed to obtain the same effect as described above.

１土ｍ 上記実施例では、振動伝達板８の端縁を弾性波反射に関
する境界面として用いている。振動伝達板８の端縁は、
弾性反射に関して、理論的には振動伝達板８の不連続形
状部分と同等と考えてよい。1 m In the above embodiment, the edge of the vibration transmission plate 8 is used as a boundary surface regarding elastic wave reflection. The edge of the vibration transmission plate 8 is
Regarding elastic reflection, it can be theoretically considered to be equivalent to the discontinuous shaped portion of the vibration transmission plate 8.

したがって、第２の境界面に２は振動伝達板８の端縁で
はなく、第１０図のように振動伝達板８の下面（ないし
上面）に設けた溝により構成してもよい、境界面に２を
構成する溝と、防振材７の端縁の境界面に１の距離Ｆは
前述と同様にｎλ／２に設定する。Therefore, the second boundary surface 2 may be formed not by the edge of the vibration transmission plate 8 but by a groove provided on the lower (or upper) surface of the vibration transmission plate 8 as shown in FIG. The distance F between the boundary surface between the groove 2 and the edge of the vibration isolating material 7 is set to nλ/2 as described above.

このような構成によれば、振動伝達板８のサイズ、防振
材７の取り付は位置などに関すする制約を小さくできる
。According to such a configuration, restrictions regarding the size of the vibration transmission plate 8, the mounting position of the vibration isolator 7, etc. can be reduced.

［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、前記振動伝達板の
周辺部に防振材を設けることにより反射波を発生させる
第１の境界面を形成するとともに、前記振動伝達板の周
辺部にその形状を不連続的に変化させた部分を設けるこ
とにより第２の境界面を形成し、前記各境界面で発生さ
れる反射波を干渉させることにより振動伝達板周辺部で
の反射波を減衰させる構成を採用しているので、振動伝
達板の周辺部において、防振材および振動伝達板の形状
不連続部分の境界面で発生する反射波を干渉させ、全体
の反射波を減衰させることができ、振動検出時のノイズ
を低減して振動センサに歪みのない振動検出信号を発生
させることができるため、座標検出精度を大幅に向上で
きるという優れた効果がある。[Effects of the Invention] As is clear from the above, according to the present invention, vibrations input from a vibrating pen are detected by a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmission plate, and vibrations inputted from a vibration pen are detected on the vibration transmission plate of the vibrating pen. In a coordinate input device that detects coordinates, a vibration isolating material is provided around the periphery of the vibration transmission plate to form a first boundary surface that generates reflected waves, and the shape of the vibration isolation material is formed around the periphery of the vibration transmission plate. A second boundary surface is formed by providing discontinuously changed portions, and the reflected waves generated at each of the boundary surfaces are interfered with, thereby attenuating the reflected waves around the vibration transmission plate. This makes it possible to interfere with the reflected waves generated at the interface between the vibration isolating material and the discontinuous portion of the vibration transmission plate in the peripheral area of the vibration transmission plate, and attenuate the overall reflected waves. Since noise during detection can be reduced and the vibration sensor can generate a distortion-free vibration detection signal, it has the excellent effect of greatly improving coordinate detection accuracy.

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

第１図（Ａ）、ＣＢ）は本発明を採用した情報入出力装
置の座標入力部の構成をそれぞれ示した説明図、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〜第１θ図はそれぞれ異なった防
振構造を示した説明図、第１１図（Ａ）は従来の防振材
の取り付は構造を示した説明図、第１１図ＣＢ）、（Ｃ
）はそれぞれ従来の座標入力装置における防振材の取り
付は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　　　５１・・・前置増幅器１５．
１６・・・入力ボート ５２・・・エンベローフ検出回路 ５４．５８・・・信号検出回路 ５９・・・Ａ／Ｄ変挽回路 ９１・・・ピークホールド回路 ９２・・・加算回路　　　９３・・・コンパレータＫ１
．に２・・・境界面 第５図 第６図 Ｊｌｉ７図 第９図1(A) and CB) are explanatory diagrams showing the configuration of the coordinate input section of an information input/output device adopting the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the structure of the vibrating pen of FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram showing the structure of the arithmetic and control device shown in FIG. Figure 6 is an explanatory diagram showing the arrangement of the vibration sensor; Figures 7 to 1θ are explanatory diagrams showing different vibration isolation structures; Figure 11 is an explanatory diagram showing the configuration of the waveform detection circuit shown in the figure; (A) is an explanatory diagram showing the structure of the conventional vibration isolating material installation, Figure 11 (CB), (C
) are explanatory diagrams showing the structure of attaching a vibration isolator in a conventional coordinate input device. 1... Arithmetic control circuit 3... Vibration pen 4... Vibrator 6... Vibration sensor 7... Vibration isolating material 8... Vibration transmission plate 51... Preamplifier 15.
16...Input boat 52...Envelope detection circuit 54.58...Signal detection circuit 59...A/D conversion circuit 91...Peak hold circuit 92...Addition circuit 93...Comparator K1
．． 2... Boundary surface Figure 5 Figure 6 Jli7 Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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
動伝達板の周辺部に防振材を設けることにより反射波を
発生させる第１の境界面を形成するとともに、前記振動
伝達板の周辺部にその形状を不連続的に変化させた部分
を設けることにより第２の境界面を形成し、前記各境界
面で発生される反射波を干渉させることにより振動伝達
板周辺部での反射波を減衰させることを特徴とする座標
入力装置。In a coordinate input device that detects vibrations input from a vibrating pen using a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmitting plate to detect the coordinates of the vibrating pen on the vibration transmitting plate, a barrier is provided around the vibration transmitting plate. A first boundary surface that generates reflected waves is formed by providing a vibration material, and a second boundary surface is formed by providing a portion whose shape is discontinuously changed in the peripheral portion of the vibration transmission plate. A coordinate input device characterized in that the reflected waves generated at the respective boundary surfaces are interfered with each other to attenuate the reflected waves around the vibration transmission plate.