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JPH05233134A - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

Info

Publication number
JPH05233134A
JPH05233134A JP3733692A JP3733692A JPH05233134A JP H05233134 A JPH05233134 A JP H05233134A JP 3733692 A JP3733692 A JP 3733692A JP 3733692 A JP3733692 A JP 3733692A JP H05233134 A JPH05233134 A JP H05233134A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pen
vibration
input
time
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3733692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Sekiya
利幸 関谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP3733692A priority Critical patent/JPH05233134A/en
Publication of JPH05233134A publication Critical patent/JPH05233134A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a coordinate input device having a wireless vibration pen. CONSTITUTION:The input pen 1 for inputting ultrasonic vibration is set to be wireless, and the ultrasonic signal of a prescribed frequency is outputted at a prescribed period in asynchronizing with the control part of a main body. On the other hand, plural vibration sensors 2 provided in the prescribed positions of a vibration transmission board 3 detect the vibration. The control part measures transmission time till signals arrive at the respective sensors 2 from reference time which is appropriately decided, calculates (X, Y)-coordinates by the plural combinations of the sensors based on the transmission time, calculates backward the timing difference between reference time and the timing difference of ultrasonic signal output in the actual pen 1 and calculates the accurate coordinate value obtained by correcting the difference. Thus, the coordinate can be calculated without deteriorating precision with respect to the ultrasonic signal which is asynchronously inputted from the input pen 1, and the cordless type ultrasonic coordinate input device can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は座標入力装置、特に入力
ペンから振動伝達板に入力される振動を前記振動伝達板
に設けられた複数の振動センサにより検出し、入力ペン
までの振動伝達時間を計測し、その結果に基づき前記入
力ペンの振動伝達板上での入力座標を検出する座標入力
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device, and more particularly to a vibration transmission time to an input pen by detecting a vibration input from an input pen to a vibration transmission plate by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate. And a coordinate input device for detecting the input coordinates of the input pen on the vibration transmission plate based on the measurement result.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波距離計測の応用装置として、従来
より超音波方式の座標入力装置が知られている。
2. Description of the Related Art An ultrasonic coordinate input device has been conventionally known as an application device of ultrasonic distance measurement.

【0003】図14は従来の超音波方式の座標入力装置
の概略図である。図において符号1は座標指示具として
の入力ペンであり、内部に圧電素子が組み込まれており
先端より所定の超音波振動を出力する。
FIG. 14 is a schematic view of a conventional ultrasonic type coordinate input device. In the figure, reference numeral 1 is an input pen as a coordinate pointing tool, which has a piezoelectric element incorporated therein and outputs a predetermined ultrasonic vibration from its tip.

【0004】振動伝達板3は入力部を構成するもので、
超音波振動を伝達するアルミ、ガラスなどからなる。振
動伝達板3の周囲には、センサ2に入力ペン1からの直
接波以外の反射波が混入しないようにする目的で防振材
4が設置されている。なお、符号1aは、振動伝達板3
に印刷などにより区画された有効入力領域を示す。
The vibration transmitting plate 3 constitutes an input section,
It is made of aluminum or glass that transmits ultrasonic vibrations. A vibration isolator 4 is provided around the vibration transmission plate 3 for the purpose of preventing the reflected waves other than the direct waves from the input pen 1 from entering the sensor 2. It should be noted that reference numeral 1a indicates a vibration transmission plate 3
Shows the effective input area divided by printing.

【0005】以上のような構成をとる超音波座標入力装
置においては、図示のように、少なくとも2個以上振動
伝達板3の周辺部に配置された振動センサ2、2…と入
力ペン1による指示点の距離より指示点の座標値を計算
できる。
In the ultrasonic coordinate input device having the above structure, as shown in the figure, at least two or more vibration sensors 2, 2, ... The coordinate value of the designated point can be calculated from the distance between the points.

【0006】センサと指示点の距離rの算出方法は様々
のものが知られているが、基本的には入力ペン1から発
せられた超音波振動の振動センサ2への到達時間より計
算する。
Various methods of calculating the distance r between the sensor and the pointing point are known, but basically, the calculation is performed from the arrival time of the ultrasonic vibration emitted from the input pen 1 to the vibration sensor 2.

【0007】入力ペン1の圧電素子を数発のパルス駆動
した場合、振動センサ2により検出される振動は、図1
5のようなものとなる。
When the piezoelectric element of the input pen 1 is driven by several pulses, the vibration detected by the vibration sensor 2 is as shown in FIG.
It becomes something like 5.

【0008】振動検出には、例えば図16で示されるよ
うな回路を用いる。増幅器5で増幅した受信波形を全波
整流器6により整流し、さらに、ローパスフィルタ7に
よりエンベロープを抽出し、そのピーク位置または変曲
点等を微分回路8およびコンパレータ9により検出し、
このタイミングを信号の群到達時間tgと規定する。そ
して、 r=vg*tg+(オフセット値) により振動伝達距離rを計算できるが、エンベロープを
もとに時間検出を行なうと信号出力の大きさやフィルタ
特性の影響である程度の揺らぎがどうしても発生するた
め、更に精度を求める場合には適当な位置の位相を検知
し、位相到達時間tpを求め、より細かい精度を出して
いる。
A circuit as shown in FIG. 16, for example, is used for vibration detection. The received waveform amplified by the amplifier 5 is rectified by the full-wave rectifier 6, the envelope is extracted by the low-pass filter 7, and its peak position or inflection point is detected by the differentiating circuit 8 and the comparator 9,
This timing is defined as the signal group arrival time tg. Then, the vibration transmission distance r can be calculated by r = vg * tg + (offset value), but if time detection is performed based on the envelope, some fluctuation will inevitably occur due to the influence of the signal output size and the filter characteristics. In order to obtain further accuracy, the phase at an appropriate position is detected, the phase arrival time tp is obtained, and finer accuracy is obtained.

【0009】より詳細な超音波信号到達時間(tg,t
p)の実際の計測システムの構成を図17に、また、図
17の回路各部a〜iの信号波形を図18に示す。
More detailed ultrasonic signal arrival time (tg, t
FIG. 17 shows the configuration of the actual measurement system of p), and FIG. 18 shows the signal waveforms of the circuit parts a to i in FIG.

【0010】図17において、符号2は振動センサで、
ノイズ混入を防ぐため、その極く近傍に前置増幅器5が
設置される。増幅器5により増幅された受信信号は全波
整流(絶対値)回路6、ローパスフィルタ7により片側
エンベロープ波形(図18c)に変換され、そのエンベ
ロープ波形に対し、微分回路8,8’を用い2回の微分
処理を行ない、そのゼロクロスポイント(エンベロープ
波形変曲点)をコンパレータ9により抽出し群到達時間
tgとする。
In FIG. 17, reference numeral 2 is a vibration sensor,
A preamplifier 5 is installed in the immediate vicinity thereof to prevent noise from entering. The received signal amplified by the amplifier 5 is converted into a one-sided envelope waveform (FIG. 18c) by the full-wave rectification (absolute value) circuit 6 and the low-pass filter 7, and the envelope waveform is converted twice by the differentiating circuits 8 and 8 ′. Is performed, and the zero cross point (envelope waveform inflection point) is extracted by the comparator 9 to be the group arrival time tg.

【0011】ただし、エンベロープ波形の変曲点である
ところのゼロクロスポイントのみを取り出すために微分
回路8による一回目の微分波形がある基準レベル以上に
あるとき「H」レベルを出力する基準レベルコンパレー
タ11aによりtg検出用の窓信号を設定し、ANDゲ
ート12によりコンパレータ9の出力との論理積をとっ
てその最初の立ち上がりをtgとしている。
However, in order to extract only the zero crossing point which is the inflection point of the envelope waveform, the reference level comparator 11a which outputs the "H" level when the first differential waveform by the differentiating circuit 8 is above a certain reference level. The window signal for tg detection is set by, and the AND gate 12 takes the logical product with the output of the comparator 9 to set the first rising edge to tg.

【0012】同様に、tp信号はエンベロープ出力を基
準レベルコンパレータ11bに通して得られ、tp検出
用の窓信号を設定し、ANDゲート13によりセンサ出
力信号に対するゼロクロスコンパレータ10の出力との
論理積をとり、その最初の立ち下がりをtpとしてい
る。
Similarly, the tp signal is obtained by passing the envelope output through the reference level comparator 11b, sets a window signal for tp detection, and AND gates 13 the logical product of the sensor output signal and the output of the zero-cross comparator 10. The first fall is tp.

【0013】以上の時間tg、tpはそれぞれ超音波振
動の群および位相の伝達時間に相当する。
The above times tg and tp correspond to the transmission time of the group and the phase of the ultrasonic vibration, respectively.

【0014】以上のような検出方法を用いる場合のペン
センサ間距離rの算出方法を次に説明する。
A method of calculating the inter-pen-sensor distance r using the above-described detection method will be described below.

【0015】群速度vgと位相速度vpが等しい場合に
は r=vp*tp+(オフセット値) により求めることができるが、vg≠vpの場合には距
離rとともに群の中の位相がずれるためにtpとして図
19に示すような階段状のものが観測され変換作業が必
要となる。この段は位相の検出ポイントの移動を示すも
ので各段のつなぎめは信号の周期Tだけ平行移動したも
のである。vgとvpが等しく常に一定の位相検出ポイ
ントを観測できる場合にはこのような階段はできず直線
aのようなtpが得られる。したがって階段状にえられ
るtpをもとの直線に変換してやればよい。
When the group velocity vg and the phase velocity vp are equal, it can be obtained by r = vp * tp + (offset value), but when vg ≠ vp, the phase in the group shifts with the distance r. As tp, a stepped one as shown in FIG. 19 is observed, and conversion work is required. This stage shows the movement of the phase detection point, and the connection between the stages is the parallel movement of the period T of the signal. When vg and vp are equal and a constant phase detection point can be observed at all times, such stairs cannot be obtained and tp such as the straight line a is obtained. Therefore, it is only necessary to convert tp obtained in a stepwise manner into the original straight line.

【0016】つまり、 tpa≒(vg/vp)tg−tof(tof:オフセ
ット値) であるが、tgはゆらぎが大きいので tpi≒nT≒(vg/vp)tg−tof−tp
(n:整数値) という性質を利用して tpa=tp+T*Int[{(vg/vp)tg−tof−tp}/T+0.5] としてtpaを求め、結局rを次式より計算する(In
t()は整数化演算を表す)。
That is, tpa≈ (vg / vp) tg-tof (tof: offset value), but since tg has a large fluctuation, tpi≈nT≈ (vg / vp) tg-tof-tp
Using the property of (n: integer value), tpa is calculated as tpa = tp + T * Int [{(vg / vp) tg-tof-tp} /T+0.5], and r is calculated from the following equation (In
t () represents an integer operation).

【0017】 r=vp*tp−rof(rof:オフセット値) ペンより超音波信号を発信し、伝播体の各センサでこれ
を受信し、指示点の座標値を算出するまでの実際の動作
例を説明する。
R = vp * tp-rof (rof: offset value) An actual operation example until an ultrasonic signal is transmitted from a pen and each sensor of a propagating body receives the ultrasonic signal and calculates a coordinate value of a designated point. Will be explained.

【0018】超音波座標入力装置においては原理的に、
ペンより超音波が発信されてから、センサでこれを受信
するまでの伝播時間を計測し、これをもとにペンセンサ
間距離を計算する。したがって、制御部においては、ペ
ンから超音波信号が発信される時刻が認識されている必
要があり、そのため制御部はペンに対して、ペン駆動信
号自体もしくはペン駆動トリガ信号をペンとコントロー
ラ部を結ぶ信号ラインを通しペンに供給するのが普通で
ある。
In principle, in the ultrasonic coordinate input device,
The propagation time from when the ultrasonic wave is emitted from the pen until it is received by the sensor is measured, and the distance between the pen sensors is calculated based on this. Therefore, the control unit needs to recognize the time when the ultrasonic signal is transmitted from the pen, and therefore the control unit sends the pen drive signal itself or the pen drive trigger signal to the pen and the controller unit. It is usually supplied to the pen through the connecting signal line.

【0019】図7は、従来の制御部の振動伝播時間計測
部分の構成を示している。
FIG. 7 shows the structure of the vibration propagation time measuring portion of the conventional control unit.

【0020】図において、符号106は発振器で伝播時
間計測の現クロックとなるとともに、所定の分周を経て
ペンドライブ信号生成に用いられる。107は伝播時間
計測用のカウンタ回路である。
In the figure, reference numeral 106 is an oscillator which serves as a current clock for measuring the propagation time and which is used for pen drive signal generation after a predetermined frequency division. 107 is a counter circuit for measuring the propagation time.

【0021】ここでは、センサが振動伝達板上に4個あ
り、そのそれぞれから図17の回路によりtg1〜tg
4,tp1〜tp4のタイミングパルスが生成されるも
のとする。
Here, there are four sensors on the vibration transmission plate, and from each of them, the circuits tg1 to tg from the circuit of FIG.
4, it is assumed that timing pulses of tp1 to tp4 are generated.

【0022】符号108−1〜108−8は、このタイ
ミングパルスをトリガとして伝播時間を一時待避するた
めの8個のラッチ回路であり、信号到達を示す信号処理
系からのパルス出力(tg1〜tg4,tp1〜tp
4)によってその時点でのカウンタ値を保持する。
Reference numerals 108-1 to 108-8 are eight latch circuits for temporarily saving the propagation time by using the timing pulse as a trigger, and the pulse outputs (tg1 to tg4) from the signal processing system indicating the signal arrival. , Tp1 to tp
The counter value at that time is held by 4).

【0023】符号109は、ラッチされた信号到達時間
tg1〜tg4,tp1〜tp4をCPU112に取り
込む際に各ラッチ回路を選択するためのセレクト回路で
あり、CPU112からの制御コードのデコード結果に
基づき、ラッチ回路108−1〜108−8のいずれか
が選択される。
Reference numeral 109 is a select circuit for selecting each latch circuit when fetching the latched signal arrival times tg1 to tg4 and tp1 to tp4 into the CPU 112, and based on the decoding result of the control code from the CPU 112, One of the latch circuits 108-1 to 108-8 is selected.

【0024】符号110はカウンタ回路107のカウン
タ値を各ラッチ回路108−1〜108−8に伝えるバ
ス、111はラッチされた伝播時間をCPU112に伝
えるデータバスである。符号112aはカウンタのリセ
ット・スタートおよびペンドライブ回路113にドライ
ブスタートをつげるスタート信号である。
Reference numeral 110 is a bus for transmitting the counter value of the counter circuit 107 to each of the latch circuits 108-1 to 108-8, and 111 is a data bus for transmitting the latched propagation time to the CPU 112. Reference numeral 112a is a start signal for resetting and starting the counter and for driving the pen drive circuit 113.

【0025】符号113はスタート信号112aに同期
して入力ペン1内の圧電素子へのドライブ信号を発生す
るペンドライブ発生回路である。
Reference numeral 113 is a pen drive generation circuit for generating a drive signal to the piezoelectric element in the input pen 1 in synchronization with the start signal 112a.

【0026】図7の回路の動作は次のようなものであ
る。CPU112は図9のようにスタート信号112a
を周期的に出力する。これにより、カウンタ回路107
がリセットされ、またペンドライブ回路113よりペン
ドライブ信号が出力される。
The operation of the circuit of FIG. 7 is as follows. The CPU 112 uses the start signal 112a as shown in FIG.
Is output periodically. As a result, the counter circuit 107
Are reset, and a pen drive signal is output from the pen drive circuit 113.

【0027】その後、CPUでは各センサにおける信号
到達を監視する。そして、全センサで信号が到達したこ
とが確認されると(図9ではtg3の取り込み後)、C
PUは順次、ラッチセレクトコードをセレクト回路10
9に出力し、各ラッチ回路108−1〜108−8のデ
ータを取り込んでいく。
After that, the CPU monitors signal arrival at each sensor. Then, when it is confirmed that the signals have arrived at all the sensors (after taking in tg3 in FIG. 9), C
The PU sequentially outputs the latch select code to the select circuit 10
It outputs to 9 and takes in the data of each latch circuit 108-1 to 108-8.

【0028】全データの取り込みが終わると、座標値の
計算を行なう。なお、規定時間内に全センサで信号到達
が確認されなければ、再びカウンタリセットより再開さ
れることとなる。
When all the data have been taken in, the coordinate values are calculated. Note that if the arrival of signals is not confirmed by all the sensors within the specified time, the counter is restarted and restarted.

【0029】上記のような従来の制御を図3にフローチ
ャート図として示す。図3のステップS21では、信号
伝達時間計時用のカウンタをリセットし、ステップS2
2では入力ペンの駆動を行なう。ステップS23、S2
4では所定時間の間全センサへの振動到達を待ち、ステ
ップS25で全センサへの振動伝達時間tg、tpを取
り込み、ステップS26で座標演算を行なう。
The conventional control as described above is shown as a flow chart in FIG. In step S21 of FIG. 3, the counter for measuring the signal transmission time is reset, and step S2
In 2, the input pen is driven. Steps S23 and S2
In step 4, the arrival of vibration to all the sensors is waited for a predetermined time, the vibration transmission times tg and tp to all the sensors are fetched in step S25, and coordinate calculation is performed in step S26.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では超音波信号をペンより発信した時刻からセンサ
に到達した時刻までの時間を正確に測定する必要があ
り、そのために制御部内で時間管理され、同期のとれた
圧電素子駆動信号を入力ペンに供給しなければならな
い。従って、制御部と入力ペンの間には、信号供給ライ
ンとしてのケーブルが必要不可欠なものとなっている。
However, in the above-mentioned conventional example, it is necessary to accurately measure the time from the time when the ultrasonic signal is transmitted from the pen to the time when the sensor reaches the sensor. Therefore, the time is managed in the control unit. , A synchronized piezoelectric element drive signal must be provided to the input pen. Therefore, a cable as a signal supply line is indispensable between the control section and the input pen.

【0031】一般に、操作性向上の面から座標入力装置
のペンについてはコードレス化が広く求められており、
超音波方式の座標入力装置においても同様な要求がある
のはいうまでもない。
In general, from the viewpoint of improving operability, it is widely demanded that the pen of the coordinate input device is cordless.
It goes without saying that the ultrasonic coordinate input device has similar requirements.

【0032】本発明の課題は、以上の問題を解決し、ワ
イヤレスの入力ペンを有する精度の優れた座標入力装置
を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a highly accurate coordinate input device having a wireless input pen.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明においては、入力ペンから振動伝達板に入
力される振動を前記振動伝達板に設けられた複数の振動
センサにより検出し、入力ペンまでの振動伝達時間を計
測し、その結果に基づき前記入力ペンの振動伝達板上で
の入力座標を検出する座標入力装置において、所定周期
により間欠的に前記振動伝達板に振動入力を行なうため
の機構を全て内蔵したワイヤレス構成の入力ペンと、前
記振動センサのうち所定の複数の組合せを用いて、適当
に定めた基準時刻から振動センサへの振動伝達時間を用
いて所定座標系上における入力座標値を演算し、各々得
られた座標値の差に基づき、前記基準時刻と入力ペンか
らの実際の振動入力時刻の時差を補正した上、得られた
振動伝達時間に基づき入力座標を演算する制御手段を設
けた構成を採用した。
In order to solve the above problems, in the present invention, the vibration input from the input pen to the vibration transmission plate is detected by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate. In the coordinate input device that measures the vibration transmission time to the input pen and detects the input coordinates on the vibration transmission plate of the input pen based on the result, the vibration input is intermittently applied to the vibration transmission plate at a predetermined cycle. On a predetermined coordinate system, a wireless configuration input pen including all the mechanisms for performing the operation and a predetermined plurality of combinations of the vibration sensors are used, and vibration transmission time to the vibration sensor from an appropriately determined reference time is used. Input coordinate values are calculated, and the time difference between the reference time and the actual vibration input time from the input pen is corrected based on the difference between the obtained coordinate values, and based on the obtained vibration transmission time. Adopting a configuration in which a control means for calculating a can input coordinates.

【0034】[0034]

【作用】以上の構成によれば、入力ペンと座標演算の同
期制御を必要とせず座標演算を行なうことができる。
With the above arrangement, coordinate calculation can be performed without the need for synchronizing control of the input pen and coordinate calculation.

【0035】[0035]

【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。以下の実施例では、入力ペンを完全な
ワイヤレス構成とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. In the following example, the input pen has a completely wireless configuration.

【0036】<第1実施例>図1は、本発明による入力
ペンの内部回路を示している。図において符号101は
発振器であり、カウンタ回路102、およびドライブ信
号発生器103の基準クロックを発生する。
<First Embodiment> FIG. 1 shows the internal circuit of an input pen according to the present invention. In the figure, reference numeral 101 is an oscillator, which generates a reference clock for the counter circuit 102 and the drive signal generator 103.

【0037】カウンタ回路102は発振器101からの
パルスをカウントし、一定周期ごとにドライブ信号発生
器103に対し、ドライブ信号出力を促すトリガ信号を
出力する。
The counter circuit 102 counts the pulses from the oscillator 101, and outputs a trigger signal for prompting the drive signal output to the drive signal generator 103 at regular intervals.

【0038】ドライブ信号発生器103は、カウンタ回
路102からのトリガ信号によって圧電素子104に対
しドライブ信号を出力する。
The drive signal generator 103 outputs a drive signal to the piezoelectric element 104 according to the trigger signal from the counter circuit 102.

【0039】圧電素子104は所定電圧の印加により、
超音波振動を発生し、この超音波振動が入力ペンのペン
先を介して超音波信号が振動伝達板に入力される。
By applying a predetermined voltage to the piezoelectric element 104,
Ultrasonic vibrations are generated, and the ultrasonic vibrations are input to the vibration transmission plate via the pen tip of the input pen.

【0040】符号105’はリチウム電池等のバッテリ
ーからなる電源であり、ペン内の電気回路の電源とな
る。符号105は、バッテリーの寿命をのばすためのペ
ンスイッチで、電源105’のオン/オフを行う。ペン
スイッチ105は座標入力動作時のみに電源オンとなる
ようペン先に取り付けられたマイクロスイッチなどから
構成される。
Reference numeral 105 'is a power source composed of a battery such as a lithium battery and serves as a power source of an electric circuit in the pen. Reference numeral 105 is a pen switch for extending the life of the battery, which turns on / off the power supply 105 '. The pen switch 105 is composed of a micro switch or the like attached to the pen tip so that the power is turned on only when the coordinate input operation is performed.

【0041】以上のようなワイヤレス構成により、座標
入力時、超音波振動が本体制御部とは独立して入力ペン
から出力され、入力ペンが振動伝達板に接触していれば
この超音波振動が振動伝達板に入力される。なお、ユー
ザにより操作される部分(入力ペン、振動伝達板など)
の構成は、図14に示したものと同様とする。
With the above-described wireless structure, when coordinates are input, ultrasonic vibration is output from the input pen independently of the main body control unit, and if the input pen is in contact with the vibration transmission plate, this ultrasonic vibration will occur. Input to the vibration transmission plate. The parts operated by the user (input pen, vibration transmission plate, etc.)
The configuration of is similar to that shown in FIG.

【0042】一方、図2は装置本体に設置される制御部
のブロック図である。従来例に比べ、同図において特徴
的な部分は、ペンドライブ回路が無くなったところであ
るが、他は従来と同じである。
On the other hand, FIG. 2 is a block diagram of a control unit installed in the apparatus main body. Compared to the conventional example, the characteristic part of the figure is that the pen drive circuit is eliminated, but the other parts are the same as the conventional example.

【0043】次に、以上の構成における動作につき図8
のフローチャート図を参照して説明する。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0044】入力ペンでは、図8の左側に示されるよう
に、カウンタ102によりキャリーが発生するごとに
(ステップS6)、つまり、一定の時間間隔で超音波振
動が出力される(ステップS7)。
In the input pen, as shown on the left side of FIG. 8, ultrasonic vibration is output every time a carry is generated by the counter 102 (step S6), that is, at regular time intervals (step S7).

【0045】一方、図2の制御部ではペンの信号送出と
は、基本的に非同期でまずカウンタリセットを行なう
(ステップS1)。そして、その後、一定時間各センサ
の信号到達を監視し(ステップS2、S3)、Tr1内
に全センサで信号が到着した場合は従来の方法と同様に
して各伝播時間をCPUに取り込み(ステップS4)、
後述するアルゴリズムに従い座標演算を行なう(ステッ
プS5)。
On the other hand, in the control section of FIG. 2, the counter reset is first performed basically asynchronously with the signal transmission of the pen (step S1). Then, after that, the arrival of signals from each sensor is monitored for a certain time (steps S2 and S3), and when the signals arrive at all the sensors in Tr1, each propagation time is fetched into the CPU in the same manner as the conventional method (step S4). ),
Coordinates are calculated according to an algorithm described later (step S5).

【0046】一定時間Tw内に全センサで信号が到達し
ない場合は、カウンタをリセットし再び各センサでの信
号到達を監視する、という動作を繰り返す。
When the signals do not arrive at all the sensors within the fixed time Tw, the operation of resetting the counter and monitoring the signal arrival at each sensor again is repeated.

【0047】ここで、カウンタをリセットし、信号到達
の監視をやり直すという分岐を行なう(ステップS3)
ための条件のしきい値としての、信号の最大待ち時間T
wの決め方について図4〜図6を参照して、説明する。
Here, a branch is performed in which the counter is reset and the signal arrival is monitored again (step S3).
The maximum waiting time T of the signal as a threshold of the condition for
How to determine w will be described with reference to FIGS.

【0048】まず、図4は同一の超音波信号(114
a)に対する群到達時間が得られた場合を示している。
ここで、t114はペンより超音波信号が発信された時刻
である。また、t115bは制御部内でカウンタがリセット
された時刻である。
First, FIG. 4 shows the same ultrasonic signal (114
The case where the group arrival time for a) is obtained is shown.
Here, t114 is the time when the ultrasonic signal is transmitted from the pen. Further, t115b is the time when the counter is reset in the control unit.

【0049】また、図に示した4つの信号は4個設けら
れた振動センサにおける群到達時間を示すパルス信号で
あり(図17の回路により生成される)、それらに基づ
きカウンタ107のカウンタ値がラッチされ、Tg1〜
Tg4としてCPU112に取り込まれる。
The four signals shown in the figure are pulse signals indicating the group arrival time at the four vibration sensors (generated by the circuit of FIG. 17), and the counter value of the counter 107 is based on them. Latched, Tg1
It is taken into the CPU 112 as Tg4.

【0050】この場合、 t114<t115<(Tg1〜Tg4)min (=tg1) のような関係が成立しており(以下、Tは時間を、また
tは時刻を表すものとし、(Tg1〜Tg4)minはT
g1〜Tg4のうちの最小値を表す)、全センサにおい
てt115 を基準としたTgが計測された事となってい
る。
In this case, a relationship such as t114 <t115 <(Tg1 to Tg4) min (= tg1) is established (hereinafter, T represents time and t represents time, and (Tg1 to Tg4 ) Min is T
(representing the minimum value of g1 to Tg4), Tg is measured on the basis of t115 in all the sensors.

【0051】一方、図5に示すように (Tg1〜Tg4)min <t115 のような時間関係で制御部のカウンタリセットが行なわ
れると時刻t115 以前に到達していた群到達パルスを認
識できず、次に送信された超音波信号に対するものしか
検出する事ができなくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the counter of the control unit is reset in a time relationship such that (Tg1 to Tg4) min <t115, the group arrival pulse that has arrived before time t115 cannot be recognized. Only the next transmitted ultrasonic signal can be detected.

【0052】このままでは、正しい座標計算ができない
ので、本実施例では次のようなアルゴリスムによりこれ
を回避する。
Since correct coordinate calculation cannot be performed as it is, this is avoided in the present embodiment by the following algorithm.

【0053】つまり、最初の信号到達が検出されてか
ら、その後その他の信号到達に対する最大待ち時間Tw
を次のように設定し、これ以内で全センサで信号が到達
しない場合は、(Tg1〜Tg4)min <t115の関係
になってしまっていると判断し、カウンタをリセット
し、新たに各センサの信号到達を監視し始める。
That is, after the first arrival of a signal is detected, the maximum waiting time Tw for arrival of other signals after that is detected.
Is set as follows, and if the signals do not arrive at all the sensors within this range, it is determined that the relationship of (Tg1 to Tg4) min <t115 is satisfied, the counter is reset, and each sensor is newly added. Start to monitor the arrival of the signal.

【0054】すなわち、ペンから信号が送出されてから
各センサに到達するまでの時間のうち(座標入力エリア
内における)最大値をTr0、ペンの送出される信号の
繰り返し周期をTr2、ペンから信号が送出されてから
各センサに到達するまでの時間のうち最大のものと最小
のものの差の(座標入力有効エリア内における)最大値
をTr1、ある一つの超音波信号に対する到達時間のう
ち最も遅いものとその次に発信された超音波信号に対す
る到達時刻のうち最も速いものの間の時間をTr3とす
ると(全有効エリア内で)、 Tr1<<Tr3 Tr0<<Tr2 となるようにTr2を設定し、その上で、 Tr1<<Tw<<Tr3 を満たすような適当な信号最大待ち時間Twを決定する
(図6)。
That is, the maximum value (in the coordinate input area) of the time from when the signal is sent from the pen until it reaches each sensor is Tr0, the repetition cycle of the signal sent by the pen is Tr2, and the signal from the pen is Tr1 is the maximum value (in the coordinate input effective area) of the difference between the maximum and the minimum of the time from when the signal is sent to the time of reaching each sensor, which is the latest of the arrival times for a certain ultrasonic signal. Let Tr3 be the time between the object and the earliest arrival time for the ultrasonic signal transmitted next (in the entire effective area), and set Tr2 so that Tr1 << Tr3 Tr0 << Tr2. Then, an appropriate signal maximum waiting time Tw that satisfies Tr1 << Tw << Tr3 is determined (FIG. 6).

【0055】以上のような信号到達時間取り込みアルゴ
リズムによって、ある一回の超音波信号に対する各セン
サの信号到達時間を適当なある一時刻を基準として全セ
ンサから取り込むことができる。
By the signal arrival time capturing algorithm as described above, the signal arrival time of each sensor with respect to a certain ultrasonic wave signal can be captured from all the sensors with reference to an appropriate certain time.

【0056】次に、得られた信号到達時間に対する座標
計算アルゴリズムを説明する。
Next, a coordinate calculation algorithm for the obtained signal arrival time will be described.

【0057】一般に、入力ペンからの超音波信号発信時
刻が制御部内で時間管理されている場合は、″従来の技
術″の項で述べたようなアルゴリズムに基づき、まずそ
れぞれのセンサとペンの間の距離を計算し、次にそれら
をもとにペンの座標値を計算するという手続きがとられ
る。
In general, when the ultrasonic signal transmission time from the input pen is time-controlled in the control section, first, between the respective sensors and the pen, based on the algorithm described in the section "Prior Art". Then, the procedure of calculating the distance of, and then calculating the coordinate value of the pen based on them.

【0058】複数のペンセンサ間距離から座標値を計算
する方法は純粋に幾何学的な問題であるが、例えば図1
0のようにセンサ(0)〜(3)が配置され、それに対
し同図のようにxy絶対座標系が取られた場合は、次の
ようになる。
The method of calculating coordinate values from the distances between a plurality of pen sensors is a purely geometrical problem, but for example, FIG.
When the sensors (0) to (3) are arranged like 0 and the xy absolute coordinate system is taken as shown in FIG.

【0059】まず、0センサと1センサを結ぶ直線を
X’1座標系、2センサと3センサを結ぶ直線をY’1
座標系とすると、図11における指示点pに対するそれ
ぞれの座標値は次式で与えられる。
First, a straight line connecting the 0 sensor and the 1 sensor is X'1 coordinate system, and a straight line connecting the 2 sensor and the 3 sensor is Y'1.
Assuming a coordinate system, each coordinate value for the designated point p in FIG. 11 is given by the following equation.

【0060】[0060]

【数1】 [Equation 1]

【0061】ここで、X’1はセンサ(0)〜(1)の
距離、Y’1はセンサ(2)〜(3)の距離、R0〜R
3は、それぞれペン〜センサ(0)〜(3)の距離であ
る。
Here, X'1 is the distance between the sensors (0) to (1), Y'1 is the distance between the sensors (2) to (3), and R0 to R
3 is the distance from the pen to the sensors (0) to (3), respectively.

【0062】そして、次にxy座標とX’1〜Y’1座
標の間の座標変換(一次変換)を行なえば入力点pの絶
対座標が求められる。
Then, by performing coordinate conversion (primary conversion) between the xy coordinates and the X'1 to Y'1 coordinates, the absolute coordinates of the input point p can be obtained.

【0063】 x=D1(x’1)+D2(y’1)+GX y=D3(x’1)+D4(y’1)+GY 但しD1〜D4,GX 、GY は変換定数で、xy座標系
とX’1−Y’1座標系が完全に一致するときは、D1
=D4=1、かつ2=D3=GX=GY=0となる。
X = D1 (x'1) + D2 (y'1) + GX y = D3 (x'1) + D4 (y'1) + GY where D1 to D4, GX, and GY are conversion constants, which are in the xy coordinate system. When the X'1-Y'1 coordinate systems are completely the same, D1
= D4 = 1, and 2 = D3 = GX = GY = 0.

【0064】しかしながら、本実施例においてはペンか
らの入力が演算系とは非同期でおこなわれるので、信号
到達時間としての(tg,tp)はセンサより信号が発
信されてからセンサに到達するまでの時間を表わしたも
のではなく、全センサの間で等しいオフセット分を含ん
だものとなっており、従来の方法では、正しくペン〜セ
ンサ間の距離が計算できない。そこで、本実施例では次
のようなアルゴリズムを採用することによりペン〜セン
サ間の距離を算出する。
However, in this embodiment, since the input from the pen is performed asynchronously with the arithmetic system, the signal arrival time (tg, tp) is from when the signal is transmitted by the sensor to when it reaches the sensor. It does not represent time but includes equal offsets among all the sensors, and the conventional method cannot accurately calculate the distance between the pen and the sensor. Therefore, in this embodiment, the distance between the pen and the sensor is calculated by adopting the following algorithm.

【0065】まず、取り込まれた各センサの信号到達時
間(tg,tp)をそのまま用いて従来と同じ計算式で
n値を計算する。
First, using the signal arrival time (tg, tp) of each sensor that has been taken in as it is, the n value is calculated by the same calculation formula as the conventional one.

【0066】次に、このn値を用い同じく従来と同じ計
算式でペンセンサ間距離Rを計算する。この結果得られ
るペンセンサ間距離Rは当然、真の距離Rrではなく各
センサでそれぞれ同じだけのオフセット値Rofstを持っ
たものとなる(R2〜R4についても同じ)。
Next, using this n value, the inter-pen-sensor distance R is calculated by the same formula as in the conventional case. As a result, the inter-pen-sensor distance R obtained is not the true distance Rr but has the same offset value Rofst in each sensor (the same applies to R2 to R4).

【0067】R1=R1−Rr+Rofst一方、指示点の
絶対座標系での座標値を求めるには、従来の方法で時間
計測が行なわれた場合は、前述のように2つの(互いに
平行でない)センサ座標系での座標値をまず計算し、そ
れを絶対座標系に座標変換すればよいのであるが、先の
通り本実施例では計算される各ペン・センサ間距離がそ
れぞれ同じだけのオフセット量を有しているので、この
ようなセンサ座標系をもとにしても正しい絶対座標値は
得られない。
R1 = R1−Rr + Rofst On the other hand, in order to obtain the coordinate value of the designated point in the absolute coordinate system, when the time measurement is performed by the conventional method, as described above, the two (non-parallel) sensors are used. The coordinate value in the coordinate system may be calculated first, and the coordinate value may be converted into the absolute coordinate system.However, as described above, in the present embodiment, the calculated offset amounts are the same for each pen-sensor distance. Therefore, the correct absolute coordinate value cannot be obtained based on such a sensor coordinate system.

【0068】そこで、本実施例では、絶対座標系を求め
るため、2つのセンサ座標系のとりかたを複数考慮し、
それぞれで計算される誤差分を含んだ絶対座標値をまず
計算する。もともと誤ったペンセンサ間距離を用いて座
標計算をするので、当然計算された絶対座標はセンサ座
標系のとりかたによってそれぞれ異なった値となる。
Therefore, in this embodiment, in order to obtain the absolute coordinate system, a plurality of ways of the two sensor coordinate systems are considered,
First, the absolute coordinate value including the calculated error is calculated. Since the coordinates are calculated using the wrong pen sensor distance, the calculated absolute coordinates naturally have different values depending on how the sensor coordinate system is used.

【0069】そして、それらの相対関係差より、ペンセ
ンサ間距離に含まれるオフセット分を逆算し、その分の
補正を施した正しい絶対座標を算出するものとする。
Then, it is assumed that the offset included in the distance between the pen sensors is back-calculated from the difference between the relative relationships, and the correct absolute coordinates corrected by that amount are calculated.

【0070】ここで、絶対座標値を計算するためのセン
サ座標系を図10のように3種類考える。各座標系をも
とにした絶対座標値の計算式は以下のようになる。
Now, consider three types of sensor coordinate systems for calculating absolute coordinate values, as shown in FIG. The formula for calculating absolute coordinate values based on each coordinate system is as follows.

【0071】[0071]

【数2】 [Equation 2]

【0072】以上に対し、ペンセンサ間距離が全センサ
でROFSTのオフセット分を含むため、それぞれの計算式
で計算される絶対座標値は例えばx座標についてそれぞ
れ次のような誤差分を含んだものとなる(Rφr〜R3
rはRφ〜R3の真の距離を示す)。
On the other hand, since the distance between the pen sensors includes the offset amount of ROFST in all the sensors, the absolute coordinate values calculated by the respective calculation formulas include the following error components for the x coordinate, for example. Naru (Rφr ~ R3
r represents the true distance from Rφ to R3).

【0073】 x(1)=(真のx)+2(ROFST){D1(1/2
X’1 )(R0r−R1r)+D2(1/2Y’1 )
(R2r−R3r)} x(2)=(真のx)+2(ROFST){D’1(1/2
X’2 )(R2r−R1r)+D’2(1/2Y’2 )
(R1r−R3r)} x(3)=(真のx)+2(ROFST){D″1(1/2
X’3 )(R0r−R3r)+D″2(1/2Y’3 )
(R2r−R0r)} ところが、ここで R0r−R1r=R0−R1 R2r−R3r=R2−R3 R2r−R1r=R2−R1 R1r−R3r=R1−R3 R0r−R3r=R0−R3 R2r−R0r=R2−R0 であるため、次式に示すように、x(1)、x(2)、
x(3)の差分より(ROFST)を算出することができ
る。
X (1) = (true x) +2 (ROFST) {D1 (1/2
X'1) (R0r-R1r) + D2 (1 / 2Y'1)
(R2r-R3r)} x (2) = (true x) +2 (ROFST) {D'1 (1/2
X'2) (R2r-R1r) + D'2 (1 / 2Y'2)
(R1r-R3r)} x (3) = (true x) +2 (ROFST) {D ″ 1 (1/2
X'3) (R0r-R3r) + D "2 (1 / 2Y'3)
(R2r-R0r)} However, here, R0r-R1r = R0-R1 R2r-R3r = R2-R3 R2r-R1r = R2-R1 R1r-R3r = R1-R3 R0r-R3r = R0-R3R2r-R0r = R2. Since −R0, as shown in the following equation, x (1), x (2),
(ROFST) can be calculated from the difference of x (3).

【0074】x(1)−x(2)=2(ROFST){D1
(1/2X’1 )(R0r−R1r)+D2(1/2
Y’1 )(R2r−R3r)−D’1(1/2X’2 )
(R2r−R1r)−D’2(1/2Y’2 )(R1r
−R3r)} x(1)−x(3)=2(ROFST){D1(1/2X’
1 )(R0r−R1r)+D2(1/2Y’1 )(R2
r−R3r)−D″1(1/2X’3 )(R0r−R3
r)−D″2(1/2Y’3 )(R2r−R0r)} x(2)−x(3)=2(ROFST){D’1(1/2
X’2 )(R2r−R1r)+D’2(1/2Y’2 )
(R1r−R3r)−D″1(1/2X’3 )(R0r
−R3r)−D″2(1/2Y’3 )(R2r−R0
r)} また、yについても同様に3通りの方法で(Rofst)を
求めることが可能である。
X (1) -x (2) = 2 (ROFST) {D1
(1 / 2X'1) (R0r-R1r) + D2 (1/2
Y'1) (R2r-R3r) -D'1 (1 / 2X'2)
(R2r-R1r) -D'2 (1 / 2Y'2) (R1r
-R3r)} x (1) -x (3) = 2 (ROFST) {D1 (1 / 2X '
1) (R0r-R1r) + D2 (1 / 2Y'1) (R2
r-R3r) -D "1 (1 / 2X'3) (R0r-R3
r) -D "2 (1 / 2Y'3) (R2r-R0r)} x (2) -x (3) = 2 (ROFST) {D'1 (1/2
X'2) (R2r-R1r) + D'2 (1 / 2Y'2)
(R1r-R3r) -D "1 (1 / 2X'3) (R0r
-R3r) -D "2 (1 / 2Y'3) (R2r-R0
r)} Similarly, for y, (Rofst) can be obtained by three methods.

【0075】以上6通りの方法で逆算される(ROFST)
は、原理的には全て同じ値が得られるものであるが、各
センサごとにそれぞれに有限の測定誤差分があるので、
これら6通りで、求められる(ROFST)を平均化するな
どの方法をとることで信頼性が向上する。
Back calculation is performed by the above six methods (ROFST)
In principle, the same value can be obtained, but each sensor has a finite measurement error, so
The reliability is improved by taking a method such as averaging the required (ROFST) among these 6 ways.

【0076】結局、このように逆算された(ROFST)を
用いX(1)〜X(3)、およびY(1)〜Y(3)か
ら(Rofst)項分を減算するという補正を行ない(真の
x)を求めればよい。真のy座標も同様の演算により求
められる。
After all, the correction (ROFST) is used to perform the correction of subtracting the (Rofst) term from X (1) to X (3) and Y (1) to Y (3) ( It suffices to find the true x). The true y coordinate is also obtained by the same calculation.

【0077】以上のようにして、4個のセンサを用い、
入力ペンの駆動を非同期に行なう構成において、入力座
標を特定することができる。上記の方式では、平方根計
算を全く用いずに各座標計算を行なえるため、高速な処
理が可能であるという利点がある。
As described above, the four sensors are used,
In the configuration in which the input pen is driven asynchronously, the input coordinates can be specified. The above method has the advantage that high-speed processing is possible because each coordinate calculation can be performed without using square root calculation at all.

【0078】<第2実施例>第1の実施例においては、
設置された全センサで制御部内部の計測開始基準時刻と
ペンにおける超音波信号発信時刻のタイミング差がなく
なるような計測方法として、全センサとも同一の信号に
対する到達時間を得られるようなアルゴリズムを採用し
た。そのためセンサ出力信号に対し、信号到達時刻を決
定するためのアナログ信号処理回路は各センサごとに個
別に必要となる。
<Second Embodiment> In the first embodiment,
As a measurement method that eliminates the timing difference between the measurement start reference time inside the control unit and the ultrasonic signal transmission time at the pen with all installed sensors, we adopted an algorithm that allows all sensors to obtain the arrival time for the same signal did. Therefore, for each sensor output signal, an analog signal processing circuit for determining the signal arrival time is required individually for each sensor.

【0079】この方式は、ある一つの信号に対し、全て
のセンサで同時に信号到達時間を決定するため、処理時
間を短くでき、座標入力装置を文字入力や連続曲線入力
として使用するなど高速応答性が求められる場合に適し
ている。
In this method, the signal arrival time is determined by all the sensors at the same time for a certain signal, so that the processing time can be shortened and the coordinate input device can be used for character input or continuous curve input. Suitable when is required.

【0080】しかし、各センサで信号到達時刻を決定す
るためのアナログ信号処理回路を個別に持つ必要があ
り、コスト的に高くなる。
However, it is necessary to individually have an analog signal processing circuit for each signal to determine the signal arrival time, which increases the cost.

【0081】従来のコード接続の入力ペンを用いる同期
式のものでは1チャンネルのアナログ信号処理回路に対
し、その入力部にマルチプレクサなどのアナログスイッ
チを設け、他センサでこれを時分割して共用する方式が
提案されている。
In the conventional synchronous type using a cord-connected input pen, an analog switch such as a multiplexer is provided in the input section of a 1-channel analog signal processing circuit, and this is shared by other sensors in a time division manner. A scheme has been proposed.

【0082】以下では、このようなシステムにおいて、
全センサで制御部内部の計測開始時刻とペンにおける信
号発信時刻のタイミング差が等しくなるようなアルゴリ
ズムを示す。
In the following, in such a system,
An algorithm that makes the timing difference between the measurement start time inside the control unit and the signal transmission time at the pen the same for all sensors is shown.

【0083】まず、ペン側における信号送出周期と制御
部内における時間計測開始周期を同一に設定する。
First, the signal transmission cycle on the pen side and the time measurement start cycle in the control unit are set to be the same.

【0084】これはCPU内部でのタイマー割り込みに
よって計時用のカウンタリセット周期がペン側における
信号送出周期と同一になるように管理すればよい。
This may be managed by a timer interrupt in the CPU so that the counter reset period for timing becomes the same as the signal transmission period on the pen side.

【0085】その上で全センサの信号到達時間の決定の
しかたは、例えば(1)〜(n)のn個のセンサを使用
する場合、次のようになる。
The method for determining the signal arrival times of all the sensors is as follows when, for example, n sensors (1) to (n) are used.

【0086】まず、センサ(1)について信号到達時間
を計る。一定時間内に信号到達信号が来た場合は、その
時の信号到達時間を一旦記憶する。次にセンサ(2)に
ついて信号到達時間を計る。一定時間内に信号到達信号
が来た場合はやはりその時の信号到達時間を一旦記憶す
る。
First, the signal arrival time of the sensor (1) is measured. When the signal arrival signal arrives within a fixed time, the signal arrival time at that time is temporarily stored. Next, the signal arrival time of the sensor (2) is measured. When a signal arrival signal arrives within a fixed time, the signal arrival time at that time is also temporarily stored.

【0087】このように(1)から(n)まですべて一
定時間内に信号が到達すれば、それまでに記憶された各
センサの信号到達時間を確定し、座標計算に移る。
As described above, if signals from (1) to (n) all arrive within a fixed time, the signal arrival time of each sensor stored up to that point is determined, and the coordinate calculation is started.

【0088】一方、途中で一定時間内に信号が到達しな
い場合は直ちにカウンタリセットし、そのセンサから信
号到達時間を計測する。そして一定時間内に信号が到達
すれば信号到達時間を記憶し、次のセンサに移る。
On the other hand, if the signal does not arrive within a certain time on the way, the counter is immediately reset and the signal arrival time is measured from the sensor. If the signal arrives within a fixed time, the signal arrival time is stored and the next sensor is operated.

【0089】そしてその後も巡回的に全センサで連続し
て一定時間内に信号が到達したら、その時点で各センサ
の信号到達時間を確定し、座標計算に移る。
After that, when the signals arrive cyclically and continuously at all the sensors within a fixed time, the signal arrival time of each sensor is fixed at that time, and the coordinate calculation is started.

【0090】以上のようなアルゴリズムによって、全セ
ンサ共、計測開始時刻と信号発信時刻のタイミング差を
等しくなるように時間計測できる。
With the above algorithm, all the sensors can measure the time so that the timing difference between the measurement start time and the signal transmission time becomes equal.

【0091】なお、各センサごとでのタイミング差のば
らつきは、制御部内部での計測開始周期とペン側での信
号発信周期の一致度に依存するが、両者共、水晶発振な
どの高精度な原クロックで時間管理すれば、例えば4個
程度のセンサならば4つのセンサで順に時間計測を行っ
ている間でのタイミング差の変動は充分無視できるレベ
ルとなる。
The variation in the timing difference among the sensors depends on the degree of coincidence between the measurement start cycle inside the control unit and the signal transmission cycle on the pen side. If the original clock is used for time management, for example, if there are about four sensors, fluctuations in the timing difference during the time measurement by the four sensors in order are sufficiently negligible.

【0092】以上の処理の流れを図12、図13に示
す。各図においてnはセンサ数を示す。kは信号到達時
間を検出するセンサ番号を、またsは到達時間検出済み
のセンサ数を表わす。
The above processing flow is shown in FIGS. In each figure, n indicates the number of sensors. k represents the sensor number for detecting the signal arrival time, and s represents the number of sensors for which the arrival time has been detected.

【0093】図12のステップS31〜S33は、計時
用のカウンタリセットおよびその同期制御を示す。この
制御は図13の割込処理により行なわれる。計時用のカ
ウンタは、入力ペンの信号送出周期と同一になるよう同
期制御される。
Steps S31 to S33 in FIG. 12 show the counter reset for clocking and its synchronous control. This control is performed by the interrupt processing of FIG. The timing counter is synchronously controlled so as to have the same signal transmission cycle as the input pen.

【0094】ステップS34、S35では、待ち時間T
wの間、センサkへの信号到達を待つ。センサkで信号
が検出されると、次のセンサをアドレスし(ステップS
36)、カウンタリセットフラグをクリアする(ステッ
プS37)。ステップS38〜S40は、全センサを巡
回的にアドレスするためのインクリメント処理を示し、
ステップS42では、全てのセンサの伝達時間を取り込
んだか否かの判定が行なわれる。全てのセンサの伝達時
間を取り込んだ後の処理は前述の実施例同様である。
In steps S34 and S35, the waiting time T
Wait for signal to reach sensor k during w. When the signal is detected by the sensor k, the next sensor is addressed (step S
36), the counter reset flag is cleared (step S37). Steps S38 to S40 show an increment process for cyclically addressing all the sensors,
In step S42, it is determined whether or not the transmission times of all the sensors have been acquired. The process after capturing the transmission times of all the sensors is the same as that of the above-described embodiment.

【0095】図13は時間計測の開始周期を信号発信周
期に同期させる(差がなくなるようにする)タイマー割
り込み処理を示す。CPUのタイマ割込が発生すると、
カウンタリセットフラグを立て(ステップS51)、カ
ウンタリセット、および再スタートを行なう(ステップ
S52)。
FIG. 13 shows a timer interrupt process for synchronizing the starting period of time measurement with the signal transmission period (making the difference disappear). When a CPU timer interrupt occurs,
The counter reset flag is set (step S51), and the counter is reset and restarted (step S52).

【0096】このような構成によれば、各センサで信号
到達時刻を決定するためのアナログ信号処理回路を個別
に持つ必要がなくなり、製造コストを低減できる利点が
ある。
According to such a configuration, it is not necessary to individually have an analog signal processing circuit for determining the signal arrival time in each sensor, and there is an advantage that the manufacturing cost can be reduced.

【0097】[0097]

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、入力ペンから振動伝達板に入力される振動を前記振
動伝達板に設けられた複数の振動センサにより検出し、
入力ペンまでの振動伝達時間を計測し、その結果に基づ
き前記入力ペンの振動伝達板上での入力座標を検出する
座標入力装置において、所定周期により間欠的に前記振
動伝達板に振動入力を行なうための機構を全て内蔵した
ワイヤレス構成の入力ペンと、前記振動センサのうち所
定の複数の組合せを用いて、適当に定めた基準時刻から
振動センサへの振動伝達時間を用いて所定座標系上にお
ける入力座標値を演算し、各々得られた座標値の差に基
づき、前記基準時刻と入力ペンからの実際の振動入力時
刻の時差を補正した上、得られた振動伝達時間に基づき
入力座標を演算する制御手段を設けた構成を採用してい
るので、入力ペンと座標演算の同期制御を必要とせず、
完全にワイヤレス構成の入力ペンを用いて正確かつ高速
な座標入力を行なうことができる。
As is apparent from the above, according to the present invention, the vibration input from the input pen to the vibration transmission plate is detected by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate.
In a coordinate input device that measures the vibration transmission time to the input pen and detects the input coordinates on the vibration transmission plate of the input pen based on the result, vibration is intermittently input to the vibration transmission plate at a predetermined cycle. A combination of a wireless input pen that incorporates all of the above mechanisms and a predetermined plurality of combinations of the vibration sensors, and a vibration transmission time to the vibration sensor from an appropriately determined reference time is used on the predetermined coordinate system. Calculate the input coordinate values, correct the time difference between the reference time and the actual vibration input time from the input pen based on the difference between the obtained coordinate values, and then calculate the input coordinates based on the obtained vibration transmission time. Since it adopts a configuration provided with a control means that does not require synchronous control of the input pen and coordinate calculation,
Accurate and fast coordinate input can be performed using an input pen that is completely wireless.

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

【図1】第1の実施例における信号発生部のブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram of a signal generation unit according to a first embodiment.

【図2】第1の実施例における制御部のブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram of a control unit according to the first embodiment.

【図3】従来例の動作を示したフローチャート図であ
る。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of a conventional example.

【図4】第1の実施例における動作を示したタイミング
図である。
FIG. 4 is a timing chart showing an operation in the first embodiment.

【図5】第1の実施例における動作を示したタイミング
図である。
FIG. 5 is a timing chart showing an operation in the first embodiment.

【図6】第1の実施例における動作を示したタイミング
図である。
FIG. 6 is a timing chart showing an operation in the first embodiment.

【図7】従来例の制御部のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a control unit of a conventional example.

【図8】第1の実施例における動作を示したフローチャ
ート図である。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation in the first embodiment.

【図9】従来例の動作を示したタイミング図である。FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the conventional example.

【図10】座標計算の概略を示した説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an outline of coordinate calculation.

【図11】座標計算の概略を示した説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an outline of coordinate calculation.

【図12】第2の実施例における動作を示したフローチ
ャート図である。
FIG. 12 is a flowchart showing an operation in the second embodiment.

【図13】第2の実施例における動作を示したフローチ
ャート図である。
FIG. 13 is a flowchart showing an operation in the second embodiment.

【図14】超音波座標入力装置の概略構成を示した説明
図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic coordinate input device.

【図15】振動子駆動波形を示した波形図である。FIG. 15 is a waveform diagram showing oscillator drive waveforms.

【図16】ピーク位置検出回路を示したブロック図であ
る。
FIG. 16 is a block diagram showing a peak position detection circuit.

【図17】変曲点検出回路を示したブロック図である。FIG. 17 is a block diagram showing an inflection point detection circuit.

【図18】信号検出回路の動作を示した波形図である。FIG. 18 is a waveform diagram showing the operation of the signal detection circuit.

【図19】振動伝達距離の計算を示した説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing calculation of a vibration transmission distance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力ペン 2 センサ 3 伝播体 4 防振材 101 発振器 102 カウンタ回路 103 ドライブ信号発生器 104 圧電素子 105 ペンスイッチ 106 発振器 107 カウンタ回路 108 ラッチ回路 109 セレクト回路 110 データバス1 111 データバス2 112 スタート信号 113 ドライブ回路 1 Input Pen 2 Sensor 3 Propagator 4 Vibration Isolator 101 Oscillator 102 Counter Circuit 103 Drive Signal Generator 104 Piezoelectric Element 105 Pen Switch 106 Oscillator 107 Counter Circuit 108 Latch Circuit 109 Select Circuit 110 Data Bus 1 111 Data Bus 2 112 Start Signal 113 drive circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力ペンから振動伝達板に入力される振
動を前記振動伝達板に設けられた複数の振動センサによ
り検出し、入力ペンまでの振動伝達時間を計測し、その
結果に基づき前記入力ペンの振動伝達板上での入力座標
を検出する座標入力装置において、 所定周期により間欠的に前記振動伝達板に振動入力を行
なうための機構を全て内蔵したワイヤレス構成の入力ペ
ンと、 前記振動センサのうち所定の複数の組合せを用いて、適
当に定めた基準時刻から振動センサへの振動伝達時間を
用いて所定座標系上における入力座標値を演算し、各々
得られた座標値の差に基づき、前記基準時刻と入力ペン
からの実際の振動入力時刻の時差を補正した上、得られ
た振動伝達時間に基づき入力座標を演算する制御手段を
設けたことを特徴とする座標入力装置。
1. A vibration input from an input pen to a vibration transmission plate is detected by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate, a vibration transmission time to the input pen is measured, and the input is performed based on the result. A coordinate input device for detecting input coordinates of a pen on a vibration transmission plate, comprising: an input pen having a wireless structure, which includes all mechanisms for intermittently inputting vibrations to the vibration transmission plate at a predetermined cycle; Using a plurality of predetermined combinations of the above, the input coordinate value on the predetermined coordinate system is calculated using the vibration transmission time to the vibration sensor from the appropriately set reference time, and based on the difference between the obtained coordinate values. The coordinate input is characterized in that the time difference between the reference time and the actual vibration input time from the input pen is corrected, and control means for calculating the input coordinates based on the obtained vibration transmission time is provided. Apparatus.
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