JP2004199560A - 超音波型座標入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同一筆記領域内で複数のペン等の移動体により同時描画した際の各移動体の軌跡の入力を比較的安価な構成で実現すること。
【解決手段】固定体１１の赤外線ＬＥＤ１１ｃから、時間が重ならないように所定の時間間隔を設けてＩＤ情報を含んだ赤外線信号を発信する。筆記領域内には、複数のペン２が置かれており、ペン２側では自分のＩＤに該当する赤外線信号を受信した場合にのみ超音波を発信する。固定体１１では、ペン２が発信する超音波を超音波センサ１１ａ，１１ｂで受信し、赤外線信号を発信してから超音波を受信するまでの時間から超音波センサ１１ａ，１１ｂからペン２までの距離を求め、ペン２の座標を算出する。上記のようにペンが信号を発信する時間帯が重ならないようにすることにより、比較的簡単な構成で同一領域内での複数の移動体の共存を可能とし、各ペンの高精度な座標検出が可能となる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペンで紙等に文字や図形を手書きした時の軌跡等をコンピュータに入力するための超音波型座標入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波の伝播時間に基づいて座標を求める装置がいくつか提案されている。例えば、特許文献１には、ペンから超音波に同期して赤外線等の光を発生し、位置を固定した受信器で赤外線を受光してから超音波を受信するまでの時間からペンと超音波センサまでの距離を計測し、三角測量により座標入力面でのペン先の２次元座標を求める技術が示されている。同様の技術としては、特許文献２、特許文献３などがあげられる。
しかし、これらの発明では複数のペンで同時に描画を行った場合に、固定体（受信機）側では各ペンの識別ができないため、赤外線と超音波の対応関係が取れず、正常に座標検出を行うことができなくなるという問題がある。
【０００３】
この問題に対する解決策の一つとして、送信信号に特徴付けを行いペンを識別することが考えられる。赤外線で識別信号を送信することは、リモコンやＩｒＤＡなど一般的によく行われている手法を用いることで容易に実現できるが、超音波に関してはそれほど容易ではない。
例えば、特許文献４には、送信する超音波にＦＭ変調を行う等、送信する超音波に特徴を与える技術が提案されているが、超音波送信素子は一般にＱ値が高く、特定帯域の周波数しか発信できないため、ＦＭ変調は実現したとしても変調幅が小さく実用的とは言えない。
また、ペンを同時動作させた場合には、異なるペンの発信超音波を同時に受信する可能性があるが、距離測定に用いる超音波はバーストパルスであり、もともと様々な周波数成分を持つため、混ざり合った別々の超音波を分別することは非常に難しい。
【０００４】
一方、時分割で超音波を送信し、ペンを同時動作させるものとして特許文献５に記載されるものがある。この発明では同期に赤外線などを用いず、ペンをペンホルダに挿入したときに固定体がタイミング信号をペンに与えることにより、固定体側とペン側のクロックを同期させ、このときに与えるタイミング信号をペン毎に分けることにより時分割を実現している。
この方法では、ペンと固定体のクロックのずれが座標検出精度に影響するため、ペン・固定体それぞれに高精度のクロック発信子を備える必要がある。また、時間が経つにつれ誤差が累積していくという問題もある。
【０００５】
また、赤外線・超音波の一方をペンから固定体に送信するものとしては、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９に記載のものがある。特許文献６、特許文献７、特許文献８に記載のものは、固定体が発信した赤外線を受信したら超音波を発信する技術に関するものであり、また特許文献９に記載のものは、ペンで超音波を受信したら赤外線などの電磁波信号を発信する技術に関するものである。いずれも基本的には超音波の飛翔時間に基づいて座標計測を行うものであるが、複数ペンの同時使用については言及しておらず、そのままでは実現できない。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６０−１７６１３０号公報
【特許文献２】
特表２０００−５１０２７４号公報
【特許文献３】
特表２００２−５１５６１９号公報
【特許文献４】
特開平９−２１８６９号公報
【特許文献５】
特開平９−１７９６８４号公報
【特許文献６】
特開昭５９−１９５７３５号公報
【特許文献７】
米国特許第４，５７８，６７４号明細書
【特許文献８】
国際公開第ＷＯ００／１６２５２号パンフレット
【特許文献９】
米国特許第４，７７７，３２９号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来から複数のペンによる同時描画に際し、各ペンの座標を個別に検出する方法は種々提案されていたが、いずれのものも問題があり満足のできるものではなかった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、同一筆記領域内で複数のペン等の移動体により同時描画した際の各移動体の軌跡の入力を比較的安価な構成で実現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ペン等の移動体が信号を発信する時間帯が重ならないようにすることにより、複数の移動体を共存可能にする。
このためには、移動側で何らかの形で同期情報を受け取る必要がある。そこで、従来のように赤外線・超音波ともペンから固定体に送信するのではなく、どちらか一方を固定体から移動体に送信する構成とする。
すなわち、(a) 固定体からＩＤ情報を含んだ赤外線信号等の電磁波信号を発信し、移動体側では自分のＩＤに該当する電磁波信号を受信した場合にのみ超音波を発信するようにする。なお、上記識別情報を含む電磁波信号を送信する間隔を、座標入力を行う最大範囲を超音波が移動する時間より大きくすれば、誤動作なく、複数の移動体の座標を精度よく検出することができる。
あるいは、(b) 固定体から超音波を発信したら、移動体は、該移動体固有のＩＤ情報を上記電磁波信号に乗せて発信する。電磁波信号が重なる場合もあり得るため、電磁波信号は移動体固有の間隔を空けて複数回送信する。
なお、前記したように時分割で超音波送信を行うものとして、特許文献５に記載のものがあるが、移動体・固定体それぞれに高精度のクロック発信子を備える必要があり、また、時間が経つにつれ誤差が累積していくという問題がある。本発明では、赤外線等の電磁波信号と同期をとるため、高精度に座標検出が可能である。
以上のように識別情報を含む例えば赤外線パルスのような電磁波信号を用いて同期をとり、ペン等の移動体が信号を発信する時間帯が重ならないようにすることにより、比較的簡単な構成で同一領域内での複数の移動体の共存を可能とし、各移動体の高精度な座標検出が可能となる。
【０００９】
また、本発明は、以下のように構成することもできる。
（１）上記(a) において、移動体からの超音波を受信した後は電磁波信号の送信を休止し、移動体は、受信した電磁波信号に対して所定のタイミングで複数回超音波信号を発信する。
上記構成とすることにより、電磁波信号の送信回数を少なくし、電力の浪費を防ぐことができる。
（２）上記(a) において、固定体が、全ての移動体が反応する汎用識別信号を送信し、移動体から発信される上記汎用識別信号に対する超音波信号を受信してから、移動体に対して識別情報を含む電磁波信号を送信する。
上記構成とすることにより、動作中でない移動体がある場合には、電磁波信号の送信を少なくすることができ、電力の浪費を防ぐことができる。
また、移動体が動作開始時に電磁波信号受信の有無に係わらず超音波信号を発信し、固定体がこの超音波を受信するまで、電磁波信号発信動作を待機させるようにしても、同様に電力の浪費を防ぐことができる。
さらに、上記(b) において、移動体が動作開始時に、超音波信号受信の有無に係わらず電磁波信号を発信し、固定体はこの電磁波信号を受信するまで、超音波発信動作を待機させる。これにより上記と同様に電力の浪費を防ぐことができる。
（３）上記(a)(b)において、複数の固定体と各固定体に対してそれぞれ移動体を設け、複数の固定体を有線または無線の同期手段によって同期して動作させる。
上記構成とすることにより、隣接する領域に複数の固定体・ペンの組み合わせが存在する場合であっても、誤動作することなく、移動体の座標を高精度に検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施例の超音波型座標入力装置の全体構成を示す図である。
同図に示すように、全体は板状になっていて紙帳票を上に置いてペン２で手書き記入できるようなボード１ａから構成される。
紙帳票１ｂは、左端と上端を突き当てエッジ１ｃに押し付けてから紙クリップ１ｄで固定することで、常に同じ位置に紙を固定できる。
超音波センサ１１ａ，１１ｂと赤外線を発信する赤外線ＬＥＤ１１ｃは、本体部１の上端部の左側に設けられた固定体１１に取付けられ、本体部１の表面から盛り上がって配置される。これにより、複数本用意されたペン２からの超音波パルスを受信したり、ペン２に赤外線パルスを発信できる。超音波センサ１１ａ，１１ｂは例えばポリフッ化ビニリデン製の円筒状の圧電フィルムからなる。
【００１１】
図２は、上記ペン２の構成例を示す図である。
ペン２内には、先端にボールペン芯２ｄが付いており、紙帳票に直接記入できる。
先端にはさらに、円筒状の超音波発信器２ａと赤外線センサ２ｂが設けられる。円筒状の超音波発信器２ａは、例えばポリフッ化ビニリデン製の円筒状の圧電フィルムからなる。円筒状にするのは、指向性を３６０度にすることで、ペン２が回転しても超音波が同じように発信して、固体体１１に設けられた超音波センサ１１ａ，１１ｂに届くようにするためである。
上記超音波発信器２ａは超音波パルスを発信し、赤外線センサ２ｂは、赤外線パルスを受信する。さらにペン２内には、電池２ｅと処理部２ｃが設けられている。
【００１２】
図３は上記本体部１内に設けられた固定体１１の内部構成とペン２内に設けられた処理部２ｃの構成を示す図である。なお、同図では、超音波センサ１１ａ、検出回路１１１、ラッチ１１２からなる回路（同図の点線部の回路）を一つしか示していないが、固定体１１に超音波センサが２個以上設けられているので、実際の構成では図１の点線部を２つ以上備えるが図では省略している。
次に、本実施例の座標計測の基本的な動作について図３により説明する。
固定体１１に設けられたコントローラ１１４は、ＩＤ生成回路１１５にトリガ信号を出力する。ＩＤ生成回路１１５は、パルスパターンであるＩＤを生成し、駆動回路１１６に出力する。駆動回路は１１６は、上記ＩＤ生成回路１１５が出力するパルスパターンに従い赤外線ＬＥＤ１１ｃを発光させる。
同時にコントローラ１１４は赤外線信号を発信した時刻を起点として、同期信号を発生しカウンタ１１３をリセットし、カウンタ１１３によるカウントを開始させ、タイマ動作を開始させる。
【００１３】
上記赤外線ＬＥＤ１１ｃが出力する赤外線パルスは、ペン２の赤外線センサ２ｂで受信され、検出回路２１で検出される。ＩＤ判定ロジック回路２２は、受信した赤外線パルスのパターンが示すＩＤ値が自分のＩＤ値と合致するかどうか判定し、合致する場合には駆動回路２３により、超音波発信器２ａを駆動して、超音波パルスを発生させる。この超音波パルスは、固定体１１の超音波センサ１１ａ，１１ｂで受信される。
検出回路１１１により超音波パルスが受信されると、ラッチ１１２は、カウンタ１１３のカウント値をラッチする。ラッチ１１２でラッチされたカウント値はコントローラ１１４により読み取られる。なお、図３点線部分は、前記したように２つ以上設けられているので、コントローラ１１４は、それぞれのラッチにラッチされたカウント値を読み取る。
上記ラッチ１１２にラッチされたカウンタ１１３のカウント値は、赤外線パルスを送出してから超音波パルスを受信するまでの時間に相当し、コントローラ１１４は、赤外線パルスを送出してから２個の超音波センサ１１ａ，１１ｂにより超音波が受信されるまでの時間と音速により、ペン２から固定体１１に設けられた各超音波センサ１１ａ，１１ｂまでの距離を求める。これによりペン２の２次元座標を求めることができる。
【００１４】
次に、複数のペンで同時に筆記するときの動作について図３および図４のタイムチャートを用いて説明する。
図４に示すように座標を測定するサンプリング周期Ｔを、ｎ分割して個別のペンに割り当てる。手書き筆跡を忠実に再現するためには、サンプリング周波数１／Ｔは１００〜２００Ｈｚ程度が必要である。ここでは例えば１００Ｈｚ（Ｔ＝１０ｍｓ）とする。
１つのペンに割り当てられる時間Ｔ／ｎは、描画範囲で決まる。例えばＡ４用紙を描画範囲とすると、最長で３５ｃｍ程度、時間にして１ｍｓ強の伝播時間があり得る。Ｔ／ｎがこれより短いと、超音波受信信号が時分割した範囲を超えて、別ＩＤの時間枠に入る可能性があるため、Ｔ／ｎは１ｍｓ以上である必要がある。例えば余裕を見て２ｍｓとすると、１０ｍｓ／ｎ＝２ｍｓで、最大５本までのペンが同時使用可能となる。
【００１５】
図４において、固定体１１の赤外線ＬＥＤ１１ｃは、Ｔ／ｎ（例えば２ｍｓ）間隔でＩＤ＝１から５までの識別信号を順次発信する。ペンＡはＩＤ＝１、ペンＢはＩＤ＝２、というように割り当てたとすると、ペンＡはＩＤ＝１の赤外線パターンを受信した場合にのみ超音波を発信しＩＤ＝２受信時には何もしない。一方、ペンＢはＩＤ＝１は無視して、ＩＤ＝２受信時に超音波を発信する。
それぞれ発信された超音波はペンＡ，Ｂ，…から固定体１１までの空間を音速で移動し、距離÷音速の伝播時間の後、固定体１１に到達するが、各ＩＤを送信する間隔は伝播時間の最大値より大きく設定されているため、固定体１１が赤外線を発信してから超音波を受信するまでのシーケンスは、各ペン毎に独立した時間枠内で完結する。
図４では、ペンＣ（ＩＤ＝３）以降は省略しているが同様である。また、以上の説明では最大５本が同時使用可能であるとしたが、予めペンを使用する本数が決まっており最大数より少ない場合には、赤外線ＩＤの送信自体を省略するように固定体１１を設定しても構わない。
【００１６】
以上が第１の実施例の基本的な例であるが、固定体１１からの赤外線ＩＤは必ずしも毎サンプリング周期毎に発信する必要はなく、ある程度赤外線発信を節約することもできる。
例えば、ペン２側で自分のＩＤに該当する赤外線を受信したら、筆記完了まで（ペン先が筆記面から離れるまで）内部の動作クロックに従って一定間隔で超音波を出すようにする。固定体１１は赤外線ＩＤに対応した超音波を受信した次のサンプリング周期からは赤外線発信を休止する。
通常、ペン２が紙面に接触している時間は文字を描画する場合には１秒にも満たない程度であり、図形などを描画する場合でも数秒程度である。この程度の短時間であれば、クロック誤差の累積は問題にならないほど小さく、座標検出精度に支障をきたさない。必要であれば、完全に休止するのではなく、一定間隔で赤外線を再発行するようにしておけばよい。
【００１７】
以上はペン２が動作している状態を中心に述べたが、この構成ではペン２が動作していなくても、固定体１１に電源が入っている間は常に赤外線をスキャンしてペンを探し続けていることになり、電力を浪費している。
そこで、どのペンでも反応する汎用ＩＤ（例えばＩＤ＝０）を用意し、固定体１１は、待ち受け時には、例えばサンプリング周期×ｍの間隔で汎用ＩＤを送信するようにする。ｍが大きいと電力は節約できるが描画時の反応が鈍くなるため、大きくても２〜３周期程度が適当と思われる。ペン２は、汎用ＩＤを受信したら必ず超音波を発信する。固定体１１は超音波を受信した時点で動作しているペンが存在していると認識し、前記した各ペン個別の赤外線ＩＤをスキャンする動作に切り換える。
また、更に待ち受け時には固定体１１の赤外線送信を全く無くしてしまう方法も考えられる。ペンが動作開始時（筆記面との接触検出時など）に、無条件で超音波を発信する。固定体１１は、超音波入力を待ち、入力があった時点で赤外線ＩＤのスキャンを開始する。
【００１８】
ここまでは、１つの固定体１１で複数のペンの描画を同時検出する場合について述べた。次に、隣接する領域に複数の固定体・ペンの組み合わせが存在する場合について説明する。
例えば、図５（ａ）のように、２組の固定体１１−１，１１−２とペン２−１，２−２を隣接させて使用する場合、隣の領域の超音波は前提としている描画範囲を超えるため、固定体１１−１からの赤外線ＩＤ＝２の信号に隣の領域のペン２−２が反応して超音波を発信すると、固定体１−１では、図５（ｂ）に示すように赤外線ＩＤ＝３の信号を送出した後に、隣の領域のペン２−２の超音波を受信するため、ＩＤ＝３のペンが領域内にあるものと認識してしまう。
更に、固定体１１−１，１１−２が独立した時間系で動作するため、赤外線と超音波の対応関係が取れず誤動作してしまう。このため、有線・無線のいずれでも構わないので、２つの固定体１１の時間軸を合わせておく必要がある。
すなわち、上記固定体１１−１，１１−２間で有線または無線等により、同期信号を送り、同期して動作するようにする。また、両方の領域で同一ＩＤのペンを用いるようにする。
なお、範囲を考慮して１つあるいは２つ違いの時間枠のＩＤは使わないようにすれば異なるＩＤのペンも使用できるが、隣接距離に依存するため動作の保証はできない。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
図６に第２の実施例の構成を示す。本実施例は、固定体１１側に超音波発信器１１ｄ，１１ｅと、赤外線センサ１１ｆを設け、ペン２側に赤外線ＬＥＤ２ｈを設け、超音波発信器１１ｄ，１１ｅから超音波を時間をずらして発信するようにしたものである。
なお、本体部１、ペン２の構成は前記図１、図２と同様であるが、図１に示した固定体１１には、超音波センサ１１ａ，１１ｂと赤外線ＬＥＤ１１ｃの代わりに超音波発信器１１ｄ，１１ｅ、赤外線センサ１１ｆが設けられ、ペン２には、超音波発信器２ａと赤外線センサ２ｂの代わりに、超音波センサ２ｇと赤外線ＬＥＤ２ｈが設けられる。また、図６では、駆動回路と超音波発信器からなる回路（同図の点線部の回路）を一つしか示していないが、固定体１１に超音波発信器が２個以上設けられており、第１の実施例と同様、実際の構成では図６の点線部を２つ以上備えている。
【００２０】
図６において、固定体１１のコントローラ１１４は、一定のサンプリング周期（既に述べたように、例えば１０ｍｓ）で、駆動回路１１６を駆動して、超音波発信器１１ｄ，１１ｅから超音波パルスを発信する。また、同時に超音波パルスを発信した時刻を起点として、コントローラ１１４は同期信号を発生しカウンタ１１３をリセットし、カウンタ１１３によるカウントを開始させる。
ここで、上記したように、２次元座標を得るために、駆動回路と超音波発信器は２つ以上必要であるが、複数の超音波発信器から同時に超音波を発信してもペン側ではこれを分別できない。そこで、時間をずらして超音波パルスを発信する。
例えば２つの超音波発信器１１ｄ，１１ｅを用いる場合には、サンプリング周期を２つに分けて使用する。単純には５ｍｓづつ分ければよいが、必ずしも均等に分割する必要はない。
ペン２側では、固定体１１から発信された超音波パルスを受信すると、タイマ２４に設定されたペン固有の時間待ちの後、ＩＤ生成回路２５が生成するペン固有のパルスパターンに従って駆動回路２３は赤外線ＬＥＤ２ｈから符号化した赤外線パルスを発信させる。
【００２１】
固定体１１の赤外線センサ１１ｆで上記赤外線パルスを受信すると、ＩＤ判定回路１１７は、上記赤外線パルスのＩＤを判定し、赤外線ＩＤ値をコントローラ１１４に出力するとともに、赤外線パルスの検出通知をラッチ１１２に出力する。これにより、ラッチ１１２はカウンタ１１３のカウント値をラッチする。
コントローラ１１４は、上記赤外線ＩＤ値と、超音波発信と同時に動作を開始したカウンタ１１３のカウント値を読み込み、カウンタ１１３のカウント値から固定体１１からペン２までの距離を求める。そして、固定体１１とペン２までの２つの距離測定値が揃ったところで、ペン２の座標計算を行う。
なお、赤外線パルスを符号化することは必ずしも必要ではないが、環境が発する赤外線ノイズによる誤動作を防止するためにあったほうが好ましい。
【００２２】
ここで、複数のペンを同じ領域内で使用する場合には、超音波発信器１１ｄ，１１ｅを中心とした同心円上に複数のペンがある場合、各ペンが超音波受信時に直ちに赤外線を送信すると、異なるペンからの赤外線パルスが同時に発信される。重なり合ったパルスを正しく分別することは難しいため、ペン２に設けた前記タイマ２４により、超音波パルスを受信してからペン固有の待ち時間だけ遅らせて、赤外線パルスを発生させる。
例えば、図７に示すようにペンＡは超音波パルスを受信してから、ｔ１時間後に赤外線パルスを発信し、ペンＢは超音波パルスを受信してから、ｔ２時間後に赤外線パルスを発信する。
この待ち時間は、第１の実施例と同様に考えられる伝播時間の最大値を基に超音波発信間隔（５ｍｓ）を分割したものを用いる。
Ａ４範囲を前提とする場合なら、４分割して１．２５ｍｓ間隔に割り振ることができる。
【００２３】
例えば、ペンＡはＴ１＝１．２５ｍｓ待ち、ペンＢはＴ２＝２．５ｍｓ待ちというように割り当てる。そして、図７に示すように、どの時間枠で赤外線パルスを受信したかによってペンを識別する。すなわち、ペンＡ，Ｂにそれぞれ時間枠１、時間枠２を割り当て、時間枠１で超音波パルスを受信した場合には、ペンＡからの赤外線パルスであると判定し、また、時間枠２で超音波パルスを受信した場合には、ペンＢからの赤外線パルスであると判定する。
そして、超音波パルスを発信してから、固定体１１で赤外線パルスが検出されるまでの時間を前記のようにして計測する。
上記のように計測される時間から所定の待ち時間ｔ１，ｔ２を差し引いた値が超音波の伝播時間となる。なお、前記したように赤外線パルスを符号化すると外乱に強くなるため、図７ではペンＡではｔｉ１、ペンＢではｔｉ２の間隔で２つのパルスを発信する例を示している。時間枠とパルスパターンの両方から判別すると、更にノイズ等に対して強固になるが、パルスパターンは本発明では必須でない。なお、上記のようにペン毎にパルスパターンを変えることにより、色分けされたペンを識別すること等も可能となる。
【００２４】
本実施例においても、前記第１実施例と同様に、ペン２が動作開始時に無条件に赤外線を発信し、これによって固定体１１が動作を開始するようにすることにより、待ち受け時の消費電力を節約できる。
また、隣接した領域で複数の固定体・ペンの組み合わせを用いる場合も、第１の実施例と同様、有線または無線で固定体１１同士の同期を取ることにより実現できる。
【００２５】
（付記１） 電磁波信号を発信する手段と、少なくとも２つ以上の超音波信号を受信する手段を有する固定体と、固定体が発信する電磁波信号を受信し、これに同期して超音波信号を発信する手段を有する移動体によって構成され、
超音波の伝搬時間に基づいて固定体に対する移動体の位置を求める手段とを有する超音波型座標入力装置であって、
固定体は、特定の間隔をおいて識別情報を含む電磁波信号を送信し、
移動体は、識別情報を判別して超音波を発信し、
上記移動体の位置を求める手段は、上記識別情報を含む電磁波信号を送信してから超音波信号を受信するまでの時間に基づき対応する移動体の位置を求める
ことを特徴とした超音波型座標入力装置。
（付記２） 上記識別情報を含む電磁波信号を送信する間隔は、座標入力を行う最大範囲を超音波が移動する時間より大きい
ことを特徴とした付記１の超音波型座標入力装置。
（付記３） 上記識別情報を含む電磁波信号を送信する間隔は、移動体が超音波を送信する間隔と同一である
ことを特徴とした付記１または付記２の超音波型座標入力装置。
（付記４） 移動体からの超音波を受信した後は電磁波信号の送信を休止し、移動体は、受信した電磁波信号に対して所定のタイミングで複数回超音波信号を発信する
ことを特徴とする付記１の超音波型座標入力装置。
（付記５） 固定体は、全ての移動体が反応する汎用識別信号を送信し、移動体から発信される上記汎用識別信号に対する超音波信号を受信してから、移動体に対して識別情報を含む電磁波信号を送信する
ことを特徴とした付記１，２，３または付記４の超音波型座標入力装置。
（付記６） 移動体は動作開始時に電磁波信号受信の有無に係わらず超音波信号を発信し、固定体はこの超音波を受信するまで、電磁波信号発信動作を待機させる
ことを特徴とした付記１，２，３または付記４の超音波型座標入力装置。
（付記７） 少なくとも２つ以上の超音波信号を発信する手段と、電磁波信号を受信する手段を有する固定体と、
固定体が発信する超音波信号を受信し、これに同期して識別情報を含む電磁波信号を発信する手段を有する移動体によって構成され、
超音波の伝搬時間に基づいて固定体に対する移動体の位置を求める手段とを有する超音波型座標入力装置であって、
移動体は、超音波受信後、電磁波信号を移動体固有の待ち時間をおいて送信し、
上記移動体の位置を求める手段は、超音波信号を発信してから電磁波信号を受信するまでの時間と、上記移動体固有の待ち時間に基づき対応する移動体の位置を求める
ことを特徴とした超音波型座標入力装置。
（付記８） 移動体は動作開始時に、超音波信号受信の有無に係わらず電磁波信号を発信し、固定体はこの電磁波信号を受信するまで、超音波発信動作を待機させることを特徴とした付記８の超音波型座標入力装置。
（付記９） 複数の固定体と各固定体に対してそれぞれ移動体が設けられ、複数の固定体は有線または無線の同期手段によって同期して動作する
ことを特徴とした付記１または付記７の超音波型座標入力装置。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、識別情報を含む例えば赤外線パルスのような電磁波信号を用いて同期をとり、ペン等の移動体が信号を発信する時間帯が重ならないようにしているので、比較的簡単な構成で同一領域内での複数の移動体の共存を可能とし、各移動体の高精度な座標検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の超音波型座標入力装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例のペンの構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例における固定体の内部構成とペン内に設けられた処理部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図５】２組の固定体とペンを隣接させて使用する場合を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施例における固定体の内部構成とペン内に設けられた処理部の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 本体部
２ ペン
２ａ 超音波発信器
２ｂ 赤外線センサ
２ｃ 処理部
２ｅ 電池
２ｇ 超音波センサ
２ｈ 赤外線ＬＥＤ
１１ 固定体
１１ａ 超音波センサ
１１ｂ 超音波センサ
１１ｃ 赤外線ＬＥＤ
１１ｄ 超音波発信器
１１ｅ 超音波発信器
１１ｆ 赤外線センサ
２１ 検出回路
２２ ＩＤ判定ロジック回路
２３ 駆動回路
２４ タイマ
２５ ＩＤ生成回路
１１１ 検出回路
１１２ ラッチ
１１４ コントローラ
１１５ ＩＤ生成回路
１１３ カウンタ
１１６ 駆動回路
１１７ ＩＤ判定回路

Claims (5)

1. 電磁波信号を発信する手段と、少なくとも２つ以上の超音波信号を受信する手段を有する固定体と、固定体が発信する電磁波信号を受信し、これに同期して超音波信号を発信する手段を有する移動体によって構成され、
   超音波の伝搬時間に基づいて固定体に対する移動体の位置を求める手段とを有する超音波型座標入力装置であって、
   固定体は、特定の間隔をおいて識別情報を含む電磁波信号を送信し、
   移動体は、識別情報を判別して超音波を発信し、
   上記移動体の位置を求める手段は、上記識別情報を含む電磁波信号を送信してから超音波信号を受信するまでの時間に基づき対応する移動体の位置を求める
   ことを特徴とした超音波型座標入力装置。
2. 移動体からの超音波を受信した後は電磁波信号の送信を休止し、移動体は、受信した電磁波信号に対して所定のタイミングで複数回超音波信号を発信する
   ことを特徴とする請求項１の超音波型座標入力装置。
3. 固定体は、全ての移動体が反応する汎用識別信号を送信し、移動体から発信される上記汎用識別信号に対する超音波信号を受信してから、移動体に対して識別情報を含む電磁波信号を送信する
   ことを特徴とした請求項１または請求項２の超音波型座標入力装置。
4. 少なくとも２つ以上の超音波信号を発信する手段と、電磁波信号を受信する手段を有する固定体と、
   固定体が発信する超音波信号を受信し、これに同期して識別情報を含む電磁波信号を発信する手段を有する移動体によって構成され、
   超音波の伝搬時間に基づいて固定体に対する移動体の位置を求める手段とを有する超音波型座標入力装置であって、
   移動体は、超音波受信後、電磁波信号を移動体固有の待ち時間をおいて送信し、
   上記移動体の位置を求める手段は、超音波信号を発信してから電磁波信号を受信するまでの時間と、上記移動体固有の待ち時間に基づき対応する移動体の位置を求める
   ことを特徴とした超音波型座標入力装置。
5. 複数の固定体と各固定体に対してそれぞれ移動体が設けられ、複数の固定体は有線または無線の同期手段によって同期して動作する
   ことを特徴とした請求項１または請求項４の超音波型座標入力装置。

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