JPH0614309B2 - Coordinate input device - Google Patents
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- JPH0614309B2 JPH0614309B2 JP61278573A JP27857386A JPH0614309B2 JP H0614309 B2 JPH0614309 B2 JP H0614309B2 JP 61278573 A JP61278573 A JP 61278573A JP 27857386 A JP27857386 A JP 27857386A JP H0614309 B2 JPH0614309 B2 JP H0614309B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は座標入力装置、特に、振動ペンから入力された
振動を振動伝達板に複数設けられたセンサにより検出し
て前記振動ペンの振動伝達板上での座標を検出する座標
入力装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a coordinate input device, and more particularly to the vibration transmission of the vibration pen by detecting the vibration input from the vibration pen by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate. The present invention relates to a coordinate input device that detects coordinates on a board.
[従来の技術] 従来より手書きの文字、図形などをコンピュータなどの
処理装置に入力する装置として各種の入力ペンおよびタ
ブレットなどを用いた座標入力装置が知られている。こ
の種の方式では入力された文字、図形などからなる画像
情報はCRTディスプレイなどの表示装置やプリンタな
どの記録装置に出力される。[Prior Art] Conventionally, a coordinate input device using various input pens, tablets, and the like has been known as a device for inputting handwritten characters, figures, and the like into a processing device such as a computer. In this type of system, the input image information including characters and figures is output to a display device such as a CRT display or a recording device such as a printer.
この種の装置のタブレットの座標検出においては次にあ
げる各種の方式が知られている。The following various methods are known for detecting the coordinates of the tablet of this type of device.
1)抵抗膜と対向配置されたシート材の抵抗値変化を検
出する方式。1) A method of detecting a change in resistance value of a sheet material that is arranged to face the resistance film.
2)対向配置された導電シートなどの電磁ないし静電誘
導を検出する方式。2) A method of detecting electromagnetic or electrostatic induction of a conductive sheet or the like arranged opposite to each other.
3)入力ペンからタブレットに伝達される超音波振動を
検出する方式。3) A method of detecting ultrasonic vibration transmitted from the input pen to the tablet.
上記の1)、2)の方式では、抵抗膜や導体膜を用いる
ので透明なタブレットを形成するのが困難である。一
方、3)の方式ではタブレットをアクリル板やガラス板
などの透明材料から構成できるのでしたがって、液晶表
示器などに入力タブレットを重ねて配置し、あたかも紙
に画像を書き込むような感覚で使用できる操作感覚のよ
い座標入力装置を構成できる。In the above methods 1) and 2), it is difficult to form a transparent tablet because a resistance film or a conductor film is used. On the other hand, in the method of 3), since the tablet can be made of a transparent material such as an acrylic plate or a glass plate, therefore, the operation can be performed by placing the input tablet on the liquid crystal display etc. so that it can be used as if writing an image on paper. A coordinate input device with a good feeling can be configured.
[発明が解決しようとする問題点] 上記の超音波振動方式では振動をタブレットに入力する
ために、圧電素子などから構成される振動子を内蔵した
振動ペンが用いられる。効率のよい振動伝達を行なうた
めに、振動ペンの振動子の振動をホーン部材を介して振
動伝達板に伝える方式が考えられている。[Problems to be Solved by the Invention] In the above ultrasonic vibration method, in order to input vibration to the tablet, a vibrating pen including a vibrator including a piezoelectric element is used. In order to efficiently transmit the vibration, a method of transmitting the vibration of the vibrator of the vibrating pen to the vibration transmitting plate via the horn member has been considered.
振動子の振動をホーンを介して伝達する場合、振動伝達
効率を損なわないようにするにはホーンと振動子が発振
周波数に対して共振系を構成していなければならないの
で、振動子とホーンの結合面は平面となるように考えら
れている。When the vibration of the oscillator is transmitted through the horn, the horn and the oscillator must form a resonance system with respect to the oscillation frequency in order not to impair the vibration transmission efficiency. The joining surface is considered to be a plane.
また、振動子とホーンの結合方式としては接着が考えら
れるが、このような振動系に接着剤を介在させると、接
着剤の量、質によっては振動が吸収されてしまったり、
あるいは製品ごとに接着剤の量によって振動伝達特性の
ばらつきが生じたりする問題が考えられる。このような
特性のばらつきは座標検出精度に大きく影響するので、
重大である。ばらつきをなくすためには振動ペンの完成
後に検査を行なえばよいが、接着状態を一定に管理する
のはかなり困難であり、歩留りが低下する可能性があ
る。Adhesion may be considered as a method of connecting the vibrator and the horn, but if an adhesive is interposed in such a vibration system, vibration may be absorbed depending on the amount and quality of the adhesive,
Alternatively, there may be a problem that the vibration transfer characteristics vary depending on the amount of adhesive for each product. Since such variations in characteristics greatly affect the coordinate detection accuracy,
It's serious. In order to eliminate the variation, inspection may be performed after the completion of the vibrating pen, but it is quite difficult to control the adhesive state to be constant, and the yield may decrease.
接着以外の方法としては、バネなどによる圧着が考えら
れるが、この方式では結合面が前記のように平面となっ
ているので、振動子とホーンの結合位置精度を高度に保
持できないばかりか、使用中に位置ずれを生じて検出精
度を低下させる可能性もある。As a method other than bonding, crimping with a spring etc. can be considered, but in this method the coupling surface is flat as described above, so not only can the precision of the coupling position between the vibrator and the horn be kept high, but it can also be used. There is a possibility that a positional deviation may occur inside and the detection accuracy may be reduced.
[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、本発明によれば、 振動入力手段を接触することで振動伝達部材に伝達され
た振動を、前記振動伝達部材に設けられた振動検出手段
により検出し、前記振動入力手段の前記振動伝達部材へ
の接触座標位置を導出する座標入力装置において、 前記振動入力手段は、 振動を発生する振動発生素子と、 該振動発生素子からの振動を前記振動伝達部材に伝達す
るホーン部材と、 前記ホーン部材に前記振動発生素子を圧接するバネ部材
を有し、 前記ホーン部材の前記振動発生素子と接合する大端面
に、前記ホーン部材と前記振動発生素子を位置決め固定
する位置決め部材を一体形成するとともに 前記バネ部材には、前記振動発生素子の前記ホーン部材
との接合面に対向する後端面に対して嵌合する位置決め
部が形成される構成を採用した。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, according to the present invention, the vibration transmitted to the vibration transmission member by contacting the vibration input means is provided in the vibration transmission member. In the coordinate input device for detecting the contact coordinate position of the vibration input means to the vibration transmitting member, the vibration input means includes a vibration generating element for generating vibration, and the vibration generating element. A horn member that transmits the vibration from the vibration transmitting member to the vibration transmitting member; and a spring member that presses the vibration generating element to the horn member, and the horn member is attached to the large end surface of the horn member that is joined to the vibration generating element. And a positioning member for positioning and fixing the vibration generating element are integrally formed, and the spring member has a rear end surface facing a joint surface of the vibration generating element with the horn member. Adopting a configuration in which positioning portion fitted are formed by.
[作用] ホーン部材の大端面に一体に形成された位置決め部材、
および前記ホーン部材に前記振動発生素子を圧接するバ
ネ部材の振動発生素子の後端面に対して嵌合する位置決
め部により、ホーン部材と振動発生素子を確実に位置決
め固定することができる。[Operation] A positioning member integrally formed on the large end surface of the horn member,
The horn member and the vibration generating element can be reliably positioned and fixed by the positioning portion of the spring member that presses the vibration generating element against the horn member and is fitted to the rear end surface of the vibration generating element.
[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を詳細に説明
する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
第1図は本発明を採用した情報入出力装置の構造を示し
ている。第1図の装置は座標検出のみならず、入力情報
の表示も行なう。すなわち、図示した情報入力装置は振
動伝達板8からなる入力タブレットに振動ペン3によっ
て座標入力を行なわせ、入力された座標情報にしたがっ
て入力タブレットに重ねて配置されたCRTからなる表
示器11′に入力画像を表示するものである。FIG. 1 shows the structure of an information input / output device adopting the present invention. The device of FIG. 1 not only detects coordinates but also displays input information. That is, the illustrated information input device causes the input tablet composed of the vibration transmission plate 8 to input coordinates by the vibration pen 3, and the display 11 'composed of the CRT arranged on the input tablet according to the input coordinate information. The input image is displayed.
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
動をその角部に3個設けられた振動センサ6に伝達す
る。本実施例では振動ペン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 figure, reference numeral 8 is a vibration transmission plate made of acrylic, glass plate or the like, and transmits the vibration transmitted from the vibration pen 3 to the vibration sensor 6 provided at three corners thereof. In this embodiment, the coordinate of the vibration pen 3 on the vibration transmission plate 8 is detected by measuring the transmission time of the ultrasonic vibration transmitted from the vibration pen 3 to the vibration sensor 6 via the vibration transmission plate 8.
振動伝達板8は振動ペン3から伝達された振動が周辺部
で反射されて中央部の方向に戻るのを防止するためにそ
の周辺部分をシリコンゴムなどから構成された反射防止
材7によって支持されている。The vibration transmitting plate 8 has its peripheral portion supported by an antireflection material 7 made of silicon rubber or the like in order to prevent the vibration transmitted from the vibrating pen 3 from being reflected at the peripheral portion and returning toward the central portion. ing.
振動伝達板8はCRT(あるいは液晶表示器など)な
ど、ドット表示が可能な表示器11′上に配置され、振
動ペン3によりなぞられた位置にドット表示を行なうよ
うになっている。すなわち、検出された振動ペン3の座
標に対応した表示器11′上の位置にドット表示が行な
われ、振動ペン3により入力された点、線などの要素に
より構成され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 transmitting plate 8 is arranged on a display device 11 'capable of dot display, such as a CRT (or a liquid crystal display device), and is adapted to perform dot display at a position traced by the vibration pen 3. That is, a dot display is performed at a position on the display 11 'corresponding to the detected coordinates of the vibrating pen 3, and an image composed of elements such as points and lines input by the vibrating pen 3 is written as if on paper. Appears after the locus of the vibrating pen as you did.
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。In addition, according to such a configuration, a menu is displayed on the display 11 ', the menu item is selected by the vibrating pen, or a prompt is displayed to bring the vibrating pen 3 into contact with a predetermined position. Can also be used.
振動伝達板8に超音波振動を伝達させる振動ペン3は、
内部に圧電素子などから構成した振動子4を有してお
り、振動子4の発生した超音波振動をホーン部5を介し
て振動伝達板8に伝達する。The vibration pen 3 that transmits ultrasonic vibrations to the vibration transmission plate 8 is
It has a vibrator 4 formed of a piezoelectric element or the like inside, and transmits the ultrasonic vibration generated by the vibrator 4 to the vibration transmission plate 8 via the horn portion 5.
第2図(A)は振動ペン3の構造を示している。FIG. 2A shows the structure of the vibrating pen 3.
図において、符号21は振動ペン3のペン軸状のケース
で、その先端部にはホーン部5が固定される。ホーン部
5は振動子4の振動を効率よく振動伝達板8に伝達させ
るため、エクスポネンシャル形状となっている。すなわ
ち、ホーン部5の断面積は根本から先端に向かって指数
関数的に変化するように構成されている。また、ホーン
部5の音響インピーダンスは振動子4と共振系を構成す
るように設定されている。In the figure, reference numeral 21 is a pen shaft-shaped case of the vibrating pen 3, and a horn portion 5 is fixed to a tip portion thereof. The horn portion 5 has an exponential shape in order to efficiently transmit the vibration of the vibrator 4 to the vibration transmission plate 8. That is, the cross-sectional area of the horn portion 5 is configured to change exponentially from the root to the tip. The acoustic impedance of the horn unit 5 is set so as to form a resonance system with the vibrator 4.
第2図(A)において、ホーン部5の後端の振動子4と
の結合部の中央部には位置決め部材として凸部26が設
けられている。この凸部26は円柱状の振動子4の前端
に設けられたほぼ同一の内径を有する凹部と嵌合するよ
うに構成されている。In FIG. 2 (A), a convex portion 26 is provided as a positioning member in the central portion of the rear end of the horn portion 5 which is connected to the vibrator 4. The convex portion 26 is configured to fit into a concave portion having substantially the same inner diameter provided at the front end of the cylindrical vibrator 4.
凸部26は、ホーン部5と一体形成してもよいが、また
ホーン部5よりも充分質量が小さな材質から別体に構成
し、ホーン部5に圧入するように構成してもよい。The convex portion 26 may be formed integrally with the horn portion 5, or may be formed separately from a material having a mass sufficiently smaller than that of the horn portion 5, and may be configured to be press-fitted into the horn portion 5.
本実施例では振動子4とホーン部5は接着により固定せ
ず、ホーン部5に固定されたバネ24により圧接され
る。振動子4の後端部にはホーン部5と同様に位置決め
部として凸部23が設けられており、この凸部はバネ2
4の中央部に設けられた穴に嵌合してバネ24と振動子
4がずれないように両者を位置決め保持する。In this embodiment, the vibrator 4 and the horn portion 5 are not fixed by adhesion, but are pressed against each other by the spring 24 fixed to the horn portion 5. As with the horn portion 5, a convex portion 23 is provided as a positioning portion at the rear end portion of the vibrator 4, and this convex portion is provided in the spring 2
The spring 24 and the vibrator 4 are positioned and held so that the spring 24 and the vibrator 4 do not shift by being fitted in a hole provided in the central portion of 4.
以上の構成によれば、ホーン部5、振動子4が位置決め
部としての凸部26を介して位置決めされ、さらにバネ
24により圧接固定されること、またバネ24と振動子
4も位置決め部としての凸部23を介して位置決めされ
ることにより、振動子4およびホーン部5を位置ずれを
生じることなく、正確な位置関係で相互に固定できる。
しかも、上記構成では、接着による固定を行なわないの
で、接着剤により振動が吸収されたり、振動ペン3の振
動伝達特性にばらつきを生じたりすることもない。According to the above configuration, the horn portion 5 and the vibrator 4 are positioned via the convex portion 26 as a positioning portion and further fixed by pressure contact with the spring 24. The spring 24 and the vibrator 4 also serve as the positioning portion. By being positioned through the convex portion 23, the vibrator 4 and the horn portion 5 can be fixed to each other in an accurate positional relationship without causing positional displacement.
Moreover, in the above configuration, since the fixing is not performed by adhesion, the vibration is not absorbed by the adhesive and the vibration transmission characteristic of the vibration pen 3 does not vary.
また、位置決め部としての凸部23、26を充分小さな
質量に形成すれば、振動子4、ホーン部5間の振動伝達
を損なうことがない。Further, if the convex portions 23 and 26 as the positioning portions are formed to have a sufficiently small mass, the vibration transmission between the vibrator 4 and the horn portion 5 will not be impaired.
振動ペン3の振動子4とホーン部5の結合構造として
は、上記構成に限定されることなく、第2図(B)、
(C)に示すような構造を用いてもよい。The connecting structure of the vibrator 4 of the vibrating pen 3 and the horn portion 5 is not limited to the above-mentioned structure, and the connecting structure shown in FIG.
You may use the structure as shown in (C).
第2図(B)の構造では、円柱状の振動子4が用いられ
ており、この振動子4の両端部を保持するようにホーン
部5の後端部と、バネ24の圧接部に凹部27A、27
Bをそれぞれ設けたものである。各凹部27A、27B
は振動子4の直径とほぼ同一の内径を有し、振動子4と
嵌合される。In the structure of FIG. 2 (B), a cylindrical vibrator 4 is used, and a concave portion is formed in the rear end portion of the horn portion 5 and the pressure contact portion of the spring 24 so as to hold both end portions of the vibrator 4. 27A, 27
B are provided respectively. Each recess 27A, 27B
Has an inner diameter substantially the same as the diameter of the vibrator 4, and is fitted with the vibrator 4.
また、第2図(C)の場合には振動子4が中空の筒状に
構成され、その長さ方向に設けられた中空部28の前端
部および後端部に嵌合するようにホーン部5およびバネ
24の圧接部に凸部29A、29Bをそれぞれ設けてい
る。Further, in the case of FIG. 2 (C), the vibrator 4 is formed into a hollow cylindrical shape, and the horn portion is fitted to the front end portion and the rear end portion of the hollow portion 28 provided in the length direction thereof. 5 and the press contact portion of the spring 24 are provided with convex portions 29A and 29B, respectively.
以上のような構造によっても前記と全く同様の効果を得
ることができる。With the structure as described above, the same effect as described above can be obtained.
振動ペン3の振動子4は、振動子駆動回路2により所定
の周波数で駆動される。The vibrator 4 of the vibrating pen 3 is driven at a predetermined frequency by the vibrator driving circuit 2.
駆動回路2が発生する電気的な駆動信号は振動子4によ
って機械的な超音波振動に変換され、ホーン部5を介し
て振動板8に伝達される。The electric drive signal generated by the drive circuit 2 is converted into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 4 and transmitted to the diaphragm 8 via the horn unit 5.
振動子4の振動周波数はアクリル、ガラスなどの振動伝
達板8に板波を発生させることができる値に選択され
る。また、振動子駆動の際、振動伝達板8に対して第2
図(A)の垂直方向に振動子4が主に振動するような振
動モードが選択される。また、振動子4の振動周波数を
振動子4の共振周波数とすることで効率のよい振動変換
が可能である。The vibration frequency of the vibrator 4 is selected to a value capable of generating a plate wave on the vibration transmission plate 8 such as acrylic or glass. Further, when driving the vibrator, the second
A vibration mode is selected in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction of FIG. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 as the resonance frequency of the vibrator 4, it is possible to perform efficient vibration conversion.
上記のように構成された振動ペン3から振動伝達板8に
伝えられる弾性波は板波であり、表面波などに比して振
動伝達板8の表面の傷、障害物などの影響を受けにくい
という利点を有する。The elastic wave transmitted from the vibrating pen 3 configured as described above to the vibration transmission plate 8 is a plate wave, and is less affected by scratches or obstacles on the surface of the vibration transmission plate 8 than surface waves. Has the advantage.
再び、第1図において、振動伝達板8の角部に設けられ
た振動センサ6も圧電素子などの機械〜電気変換素子に
より構成される。3つの振動センサ6の各々の出力信号
は波形検出回路6に入力され、後段の演算制御回路1に
より処理可能な検出信号に変換される。演算制御回路1
は振動伝達時間の測定処理を行ない、振動ペン3の振動
伝達板8上での座標位置を検出する。Again, in FIG. 1, the vibration sensor 6 provided at the corner of the vibration transmission plate 8 is also composed of a mechanical-electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signal of each of the three vibration sensors 6 is input to the waveform detection circuit 6 and converted into a detection signal which can be processed by the arithmetic control circuit 1 in the subsequent stage. Arithmetic control circuit 1
Performs the process of measuring the vibration transmission time, and detects the coordinate position of the vibration pen 3 on the vibration transmission plate 8.
検出された振動ペン3の座標情報は演算制御回路1にお
いて表示器11′による出力方式に応じて処理される。
すなわち、演算制御回路は入力座標情報に基づいてビデ
オ信号処理装置10を介して表示器11′の出力動作を
制御する。The detected coordinate information of the vibrating pen 3 is processed in the arithmetic control circuit 1 according to the output system by the display 11 '.
That is, the arithmetic control circuit controls the output operation of the display 11 'via the video signal processing device 10 based on the input coordinate information.
第3図は第1図の演算制御回路1の構造を示している。FIG. 3 shows the structure of the arithmetic control circuit 1 of FIG.
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。マイクロコンピュータ11は
駆動信号発生回路12に前記の振動子駆動回路2を駆動
開始させるスタート信号を与えるとともに、振動開始に
同期して振動伝達時間を計測するためのカウンタ13を
スタートさせる。The microcomputer 11 has an internal counter, ROM and RAM built therein. The microcomputer 11 gives a start signal for starting the drive of the vibrator drive circuit 2 to the drive signal generation circuit 12, and also starts a counter 13 for measuring the vibration transmission time in synchronization with the start of vibration.
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 by the microcomputer 11 in the latch circuit 14.
一方、波形検出回路9は、振動センサ6の出力から後述
のようにして、座標検出のための振動伝達時間を計測す
るための検出信号のタイミング情報を出力する。On the other hand, the waveform detection circuit 9 outputs timing information of the detection signal for measuring the vibration transmission time for coordinate detection from the output of the vibration sensor 6 as described later.
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16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 16 causes the latch circuit 1 to operate.
The count value in 4 is compared 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 the coordinate calculation is performed based on this vibration transmission time value.
表示器11′の出力制御処理は入出力ポート18を介し
て行なわれる。The output control process of the display 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。FIG. 4 illustrates a detection waveform input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 1 and a vibration transmission time measuring process based on the detection waveform.
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。In FIG. 4, reference numeral 41 indicates a drive signal pulse applied to the vibrating pen 3. The ultrasonic vibration transmitted to the vibration transmission plate 8 from the vibration pen 3 driven by such a waveform passes through the inside of the vibration transmission plate 8 and is detected by the vibration sensor 6.
振動伝達板8内を振動センサ6までの距離に応じた時間
tgをかけて進行した後、振動は振動センサ6に到達す
る。第4図の符号42は振動センサ6が検出した信号波
形を示している。本実施例において用いられる板波は振
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の関係が振動伝達中に伝達距離
に応じて変化する。After traveling through the vibration transmitting plate 8 for a time tg corresponding to the distance to the vibration sensor 6, the vibration reaches the vibration sensor 6. Reference numeral 42 in FIG. 4 indicates a signal waveform detected by the vibration sensor 6. With respect to the plate wave used in this embodiment, the relationship between the envelope 421 and the phase 422 of the detected waveform with respect to the propagation distance in the vibration transmission plate 8 changes according to the transmission distance during vibration transmission.
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, it is assumed that the speed at which the envelope advances is the group speed Vg and the phase speed is Vp. The distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6 can be detected from the difference between the group velocity and the phase velocity.
まず、エンベロープ421のみに着目すると、その速度
は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の間の距離dはその振動伝達時間をt
gとして d=Vg・tg…(1) この式は振動センサ6の1つに関するものであるが、同
じ式により他の2つの振動センサ6と振動ペン3の距離
を示すことができる。First, focusing only on the envelope 421, its speed is Vg, and when a point on a certain specific waveform, for example, a peak is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. 4, the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6 is detected. d is its vibration transmission time t
As g, d = Vg · tg (1) This equation relates to one of the vibration sensors 6, but the same equation can indicate the distance between the other two vibration sensors 6 and the vibration pen 3.
さらに、より高精度な座標値を決定するためには、位相
信号の検出に基づく処理を行なう。第4図の位相波形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・tp…(2) となる。ここでλpは弾性波の波長、nは整数である。Further, in order to determine the coordinate value with higher accuracy, processing based on the detection of the phase signal is performed. Phase waveform 4 in FIG.
If the time from the specific vibration detection point 22 such as vibration application to the zero cross point after passing the peak is tp, the distance between the vibration sensor and the vibration pen is d = n · λp + Vp · tp (2). Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and n is an integer.
前記の(1)式と(2)式から上記の整数nは n=[(Vg・tg−Vp・tp)/ λp+1/N]…(3) と示される。ここでNは0以外の実数であり、適当な数
値を用いる。たとえばN=2とすれば、±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 expressions (1) and (2), the integer n is expressed as n = [(Vg · tg−Vp · tp) / λp + 1 / N] (3). Here, N is a real number other than 0, and an appropriate value is used. For example, if N = 2, then n can be determined within ± 1/2 wavelength. The 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 obtained as described above into the equation (2), the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6 can be accurately measured.
第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5図に示すように構成される。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 constructed as shown in FIG.
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ピーク検出
回路53によって検出される。ピーク検出信号はモノマ
ルチバイブレータなどから構成された信号検出回路54
によって所定波形のエンベロープ遅延時間検出信号Tg
が形成され、演算制御回路1に入力される。In FIG. 5, the output signal of the vibration sensor 6 is amplified by the preamplifier circuit 51 to a predetermined level. 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 a signal detection circuit 54 composed of a mono multivibrator or the like.
By the envelope delay time detection signal Tg having a predetermined waveform
Are formed and input to the arithmetic and control circuit 1.
また、このTg信号と、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。The comparator detection circuit 58 forms a phase delay time detection signal Tp from the Tg signal and the original signal delayed by the delay time adjustment circuit 57, and the arithmetic control circuit 1
Entered in.
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。
センサの数を一般化してh個とすると、エンベロープ遅
延時間Tg1〜h、位相遅延時間Tg1〜hのそれぞれ
h個の検出信号が演算制御回路1に入力される。The circuit shown above is for one of the vibration sensors 6, and the same circuit is provided for each of the other sensors.
If the number of sensors is generalized to h, then h detection signals of envelope delay times Tg1 to h and phase delay times Tg1 to h are input to the arithmetic control circuit 1.
第3図の演算制御回路では上記のTg1〜h、Tp1〜
h信号を入力ポート15から入力し、各々のタイミング
をトリガとしてカウンタ13のカウンタ値をラッチ回路
14に取り込む。前記のようにカウンタ13は振動子ペ
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 Tg1 to h, Tp1 to
The h signal is input from the input port 15, and the counter value of the counter 13 is taken into the latch circuit 14 by using each timing as a trigger. As described above, since the counter 13 is started in synchronization with the driving of the transducer pen, the latch circuit 14 fetches the data indicating the delay time of each of the envelope and the phase.
第6図のように振動伝達板8の角部に3つの振動センサ
6を符号S1からS3の位置に配置すると、第4図に関
連して説明した処理によって振動ペン3の位置Pから各
々の振動センサ6の位置までの直線距離d1〜d3を求
めることができる。さらに演算制御回路1でこの直線距
離d1〜d3に基づき振動ペン3の位置Pの座標(x、
y)を3平方の定理から次式のようにして求めることが
できる。When the three vibration sensors 6 are arranged at the corners of the vibration transmitting plate 8 at the positions S1 to S3 as shown in FIG. The straight line distances d1 to d3 to the position of the vibration sensor 6 can be obtained. Further, in the arithmetic control circuit 1, the coordinates of the position P of the vibrating pen 3 (x,
y) can be calculated from the Pythagorean theorem as follows.
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。 Here, X and Y are 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の位置座標をリアタイムで
検出することができる。As described above, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in rear time.
上記実施例では、振動伝達板8による入力タブレットを
CRTによる表示器11′に重ねて用いる構成を示した
が、入力タブレットと表示器はこのように重ねて配置さ
れる必要はなく、別体であってもかまわない。また、表
示器は液晶表示器など他の表示方式のものであってもよ
い。In the above embodiment, the input tablet using the vibration transmission plate 8 is used by being stacked on the display 11 'by the CRT. However, the input tablet and the display do not need to be stacked in this manner, and they are separate bodies. It doesn't matter. The display may be of another display type such as a liquid crystal display.
[発明の効果] 以上から明らかなように、本発明によれば、ホーン部材
の大端面に一体に形成された位置決め部材、および前記
ホーン部材に前記振動発生素子を圧接するバネ部材の振
動発生素子の後端面に対して嵌合する位置決め部によ
り、ホーン部材と振動発生素子を位置決め固定するよう
にしているので、振動伝達を損なう接着剤を用いること
なく、簡単な作業で振動発生素子をホーン部材に確実に
固定でき、振動発生素子とホーン部材の位置ずれを生じ
ることなく、長期にわたって正確な座標入力精度を維持
できる優れた座標入力装置を提供できる。EFFECTS OF THE INVENTION As is apparent from the above, according to the present invention, the positioning member integrally formed on the large end surface of the horn member and the vibration generating element of the spring member for pressing the vibration generating element into contact with the horn member. Since the horn member and the vibration generating element are positioned and fixed by the positioning portion fitted to the rear end surface of the horn member, the vibration generating element can be easily operated without using an adhesive that impairs vibration transmission. It is possible to provide an excellent coordinate input device that can be reliably fixed to the horn member and that can maintain accurate coordinate input accuracy for a long period of time without causing displacement of the vibration generating element and the horn member.
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明を採用した情報入出力装置の構成を示し
た説明図、第2図(A)〜(C)はそれぞれ本発明によ
る振動ペンの異なる構造を示した断面図、第3図は第1
図の演算制御回路の構造を示したブロツク図、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
成を示したブロツク図、第6図は振動センサの配置を示
した説明図である。 1…演算制御回路、3…振動ペン 4…振動子、5…ホーン部 6…振動センサ、8…振動伝達板 15…入力ポート、21…ケース 23、26、29A、29B…凸部 24…バネ、27A、27B…凹部 51…前置増幅器 52…エンベロープ検出回路 54、58…信号検出回路 59…A/D変換回路BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of an information input / output device adopting the present invention, and FIGS. 2 (A) to (C) show different structures of a vibrating pen according to the present invention. Sectional view, FIG. 3 shows the first
FIG. 4 is a block diagram showing the structure of the arithmetic control circuit of FIG. 4, FIG. 4 is a waveform diagram showing a detection waveform for explaining the distance measurement between the vibration pen and the vibration sensor, and FIG. 5 is a waveform detection circuit of FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing the arrangement of the vibration sensor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Arithmetic control circuit, 3 ... Vibration pen 4 ... Vibrator, 5 ... Horn part 6 ... Vibration sensor, 8 ... Vibration transmission plate 15 ... Input port, 21 ... Case 23, 26, 29A, 29B ... Convex part 24 ... Spring , 27A, 27B ... Recesses 51 ... Preamplifier 52 ... Envelope detection circuit 54, 58 ... Signal detection circuit 59 ... A / D conversion circuit
Claims (1)
材に伝達された振動を、前記振動伝達部材に設けられた
振動検出手段により検出し、前記振動入力手段の前記振
動伝達部材への接触座標位置を導出する座標入力装置に
おいて、 前記振動入力手段は、 振動を発生する振動発生素子と、 該振動発生素子からの振動を前記振動伝達部材に伝達す
るホーン部材と、 前記ホーン部材に前記振動発生素子を圧接するバネ部材
を有し、 前記ホーン部材の前記振動発生素子と接合する大端面
に、前記ホーン部材と前記振動発生素子を位置決め固定
する位置決め部材を一体形成するとともに 前記バネ部材には、前記振動発生素子の前記ホーン部材
との接合面に対向する後端面に対して嵌合する位置決め
部が形成されることを特徴とする座標入力装置。1. The vibration transmitted to a vibration transmission member by contacting the vibration input means is detected by a vibration detection means provided on the vibration transmission member, and the vibration input means is brought into contact with the vibration transmission member. In the coordinate input device for deriving the coordinate position, the vibration input means includes: a vibration generating element that generates vibration; a horn member that transmits the vibration from the vibration generating element to the vibration transmitting member; A spring member that presses the generating element is pressed, and a positioning member that positions and fixes the horn member and the vibration generating element is integrally formed on the large end surface of the horn member that is joined to the vibration generating element. The coordinate input device is characterized in that a positioning portion is formed which is fitted to a rear end surface of the vibration generating element, which is opposed to a joint surface of the vibration generating element and the horn member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61278573A JPH0614309B2 (en) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | Coordinate input device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61278573A JPH0614309B2 (en) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | Coordinate input device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63132325A JPS63132325A (en) | 1988-06-04 |
JPH0614309B2 true JPH0614309B2 (en) | 1994-02-23 |
Family
ID=17599147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61278573A Expired - Lifetime JPH0614309B2 (en) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | Coordinate input device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0614309B2 (en) |
-
1986
- 1986-11-25 JP JP61278573A patent/JPH0614309B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63132325A (en) | 1988-06-04 |
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