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JPH0758455B2 - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

Info

Publication number
JPH0758455B2
JPH0758455B2 JP21287787A JP21287787A JPH0758455B2 JP H0758455 B2 JPH0758455 B2 JP H0758455B2 JP 21287787 A JP21287787 A JP 21287787A JP 21287787 A JP21287787 A JP 21287787A JP H0758455 B2 JPH0758455 B2 JP H0758455B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
pen
input
circuit
signal
Prior art date
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Application number
JP21287787A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6457326A (en
Inventor
晴久 加藤
範之 鈴木
厚 伊達
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP21287787A priority Critical patent/JPH0758455B2/en
Publication of JPS6457326A publication Critical patent/JPS6457326A/en
Publication of JPH0758455B2 publication Critical patent/JPH0758455B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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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、特に振動入力部材から入力され
た振動を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、振動伝達板上での振動伝達時間から振動入力
点の座標を演算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 detects a vibration input from a coordinate input device, particularly a vibration input member, by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate, and detects the vibration. The present invention relates to a coordinate input device that calculates the coordinates of a vibration input point from the vibration transmission time.

[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.

この種の装置では、振動入力ペンからタブレットに伝達
される超音波振動を振動伝達板に入力し、入力点から振
動伝達板の所定部位に設けられた振動センサにより検出
し、各センサへの振動伝達時間により入力点の座標を同
定する構成が知られている。
In this type of device, the ultrasonic vibration transmitted from the vibration input pen to the tablet is input to the vibration transmission plate, and is detected from the input point by the vibration sensor provided at a predetermined portion of the vibration transmission plate, and the vibration to each sensor is detected. A configuration is known in which the coordinates of the input point are identified by the transmission time.

このような超音波振動を用いる方式では、入力タブレッ
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、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
る操作感覚のよい情報入出力装置を構成できる。
In such a method using ultrasonic vibration, since the input tablet can be made of a transparent material such as an acrylic plate or a glass plate, the input tablet is placed on the liquid crystal display or the like, and it is as if writing an image on paper. It is possible to configure an information input / output device that can be used in the.

第11図は従来の超音波振動方式の座標入力装置の構造を
示している。
FIG. 11 shows the structure of a conventional ultrasonic vibration type coordinate input device.

図示のように、入力タブレットは、周辺部を反射波防止
用の防振材7により支持された振動伝達板8によって構
成される。振動伝達板8の角部には複数の(ここでは3
個)の圧電素子などから成る振動センサ6が設けられて
いる。
As shown in the figure, the input tablet is composed of a vibration transmission plate 8 whose peripheral portion is supported by a vibration isolator 7 for preventing reflected waves. The vibration transmitting plate 8 has a plurality of corners (here, 3
A vibration sensor 6 including individual piezoelectric elements is provided.

一方、タブレットに振動入力を行なう振動ペン3は、圧
電素子などから成る振動子4とこの振動子の振動を振動
伝達板8に入力するためのホーン部5を有する。振動ペ
ン3は、後述の座標検出処理に同期して振動子駆動回路
2により駆動される。
On the other hand, the vibrating pen 3 for inputting vibration to the tablet has a vibrator 4 including a piezoelectric element and a horn portion 5 for inputting the vibration of the vibrator to the vibration transmission plate 8. The vibrating pen 3 is driven by the vibrator drive circuit 2 in synchronization with the coordinate detection process described later.

振動ペン3により振動伝達板8の所望位置に振動入力を
行なうと、この振動は振動伝達板8上を距離に応じた伝
達時間を費やして各センサ6に入力される。この場合、
センサと入力点の距離は、振動伝達板8に固有の振動伝
達速度と、伝達時間の積により求めることができる。
When a vibration is input to a desired position on the vibration transmission plate 8 by the vibration pen 3, this vibration is input to each sensor 6 while spending a transmission time corresponding to the distance on the vibration transmission plate 8. in this case,
The distance between the sensor and the input point can be obtained by the product of the vibration transmission speed peculiar to the vibration transmission plate 8 and the transmission time.

振動センサ6の出力は、前置増幅回路80〜82、振動波形
検出回路83〜85およびラッチ回路86〜88による3系統の
処理回路に入力され、振動伝達板8上での振動伝達時間
が検出される。3系統の処理回路は全く同一の構成を有
している。ここで、最下段の回路につき説明する。
The output of the vibration sensor 6 is input to three processing circuits of the preamplification circuits 80 to 82, the vibration waveform detection circuits 83 to 85, and the latch circuits 86 to 88, and the vibration transmission time on the vibration transmission plate 8 is detected. To be done. The processing circuits of the three systems have exactly the same configuration. Here, the lowermost circuit will be described.

振動センサ6の出力は前置増幅器80において所定のゲイ
ンで増幅された後、振動波形検出回路83に入力される。
波形検出回路83は主として検出信号のエンベロープを検
出し、それが所定のレベルを越えることで振動のセンサ
への入力を検出する。
The output of the vibration sensor 6 is amplified by the preamplifier 80 with a predetermined gain and then input to the vibration waveform detection circuit 83.
The waveform detection circuit 83 mainly detects the envelope of the detection signal, and detects the input of vibration to the sensor when it exceeds a predetermined level.

波形検出回路83の検出信号はラッチ回路86に入力され、
ラッチ回路86は検出信号の入力のタイミングで、あらか
じめ振動ペン3による振動入力に同期してスタートされ
ていた計時カウンタ9の出力データを取り込む。
The detection signal of the waveform detection circuit 83 is input to the latch circuit 86,
The latch circuit 86 fetches the output data of the clock counter 9 which has been started in synchronization with the vibration input by the vibration pen 3 at the timing of inputting the detection signal.

したがって、各々の振動センサ6の後段に接続されたラ
ッチ回路86〜88には、入力振動が各センサに入力される
までの振動伝達時間データが格納される。
Therefore, the vibration transmission time data until the input vibration is input to each sensor is stored in the latch circuits 86 to 88 connected to the subsequent stage of each vibration sensor 6.

前記のように、入力点と振動センサの距離は、振動の振
動伝達板8中での伝達速度と時間により求められるが、
振動の伝達速度は伝達板8の材質が同じであればほぼ一
定の定数であるから、各ラッチ回路86〜88にラッチされ
たデータはそのまま距離情報と考えることもできる。
As described above, the distance between the input point and the vibration sensor is determined by the transmission speed and time of the vibration in the vibration transmission plate 8,
Since the transmission speed of vibration is a substantially constant constant if the material of the transmission plate 8 is the same, the data latched by the latch circuits 86 to 88 can be considered as distance information as it is.

振動入力点と各センサの距離dは d=v・t …(A) ここでvは振動伝達板中の振動伝達速度、tは振動伝達
時間である。
The distance d between the vibration input point and each sensor is d = v · t (A) where v is the vibration transmission speed in the vibration transmission plate and t is the vibration transmission time.

各ラッチ回路86〜88にラッチされた時間、または距離情
報はマイクロプロセッサなどにより構成された演算制御
回路1に入力され、振動伝達板8上に設定された座標系
上の座標情報に変換される。直交座標系を用いる場合に
は、ラッチされたセンサと入力点の直線距離に対応した
情報を3平方の定理などに基づき演算処理することによ
り座標情報を算出できる。
The time or distance information latched by each of the latch circuits 86 to 88 is input to the arithmetic control circuit 1 configured by a microprocessor or the like and converted into coordinate information on the coordinate system set on the vibration transmission plate 8. . When the Cartesian coordinate system is used, the coordinate information can be calculated by processing the information corresponding to the linear distance between the latched sensor and the input point based on the Pythagorean theorem.

また、ペンの振動を行なってから最大伝達時間(すなわ
ち、座標入力の有効エリア内において、センサ、指示点
間の距離が最大である時の伝達時間)、回路遅延時間な
どから決定される時間を過ぎても振動波形が検出されな
い場合にはペンアップ時であるので、伝達時間の計測を
打ち切って前述の振動ペン3の駆動からの制御を繰り返
す。
In addition, the time determined from the maximum transmission time (that is, the transmission time when the distance between the sensor and the pointing point is the maximum in the effective area for coordinate input) after the vibration of the pen, the circuit delay time, etc. If the vibration waveform is not detected even after passing, it means that the pen-up is in progress, so the measurement of the transmission time is stopped and the control from the driving of the vibration pen 3 is repeated.

以上の動作を繰り返して指示点座標を検出する。The above operation is repeated to detect the designated point coordinates.

[発明が解決しようとする問題点] 上記の従来構成では、座標入力が行なわれているかどう
かは、振動ペンが振動伝達板に接触している(この状態
を以下ペンダウンという)かどうかを判定することによ
り検出される。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-described conventional configuration, it is determined whether or not coordinate input is performed, whether or not the vibrating pen is in contact with the vibration transmitting plate (this state is hereinafter referred to as pen down). To be detected.

従来装置では、ペンダウンは振動ペンから入力された振
動が振動伝達板を介して振動センサに伝達され、振動検
出信号が振動センサから出力されることで検出される。
In the conventional device, the pen-down is detected by the vibration input from the vibrating pen being transmitted to the vibration sensor via the vibration transmission plate and the vibration detection signal being output from the vibration sensor.

したがって、ペンダウンを検出するために、常時一定の
間隔で振動ペンを駆動する必要があり、電力が無駄に消
費されるという問題があった。これにより、振動ペン3
内に電源として電池を内蔵する場合には電池寿命が短く
なる。
Therefore, in order to detect pen-down, it is necessary to drive the vibrating pen at regular intervals, and there is a problem that power is wasted. This allows the vibration pen 3
If a battery is built in as a power source, the battery life will be shortened.

振動ペンに電源と電源スイッチが内蔵されている場合に
は、座標入力を行なわない状態では振動ペンの電源スイ
ッチを遮断すればよいが、この方法では操作が非常に煩
雑になる。
When the vibrating pen has a power supply and a power switch built therein, the power switch of the vibrating pen may be cut off when the coordinate input is not performed, but this method makes the operation very complicated.

この点に鑑みて、振動ペンの先端部に筆圧に応じて作動
する機械式のペンダウンセンサを設ける構造が考えられ
ていたが、この方式ではセンサの作動ストロークが生じ
るので、書き味に違和感があるという問題がある。
In view of this point, a structure was considered in which a mechanical pen-down sensor that operates in response to writing pressure was provided at the tip of the vibrating pen, but this method causes an operating stroke of the sensor, which makes the writing feel uncomfortable. There is a problem that there is.

[問題点を解決するための手段] 以上の問題を解決するために、本発明によれば、振動入
力手段により入力された振動を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、振動伝達板上での振動
伝達時間から振動入力点の座標を導出する座標入力装置
において、前記振動入力手段が前記振動伝達板に衝突し
た際に発生する振動を検出する衝突振動検出手段を設
け、該衝突振動検出手段の出力に応じて座標検出処理を
制御する制御手段を有する構成を採用した。
[Means for Solving Problems] In order to solve the above problems, according to the present invention, the vibration input by the vibration input means is detected by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate, In a coordinate input device for deriving the coordinates of a vibration input point from the vibration transmission time on the transmission plate, collision vibration detection means for detecting the vibration generated when the vibration input means collides with the vibration transmission plate is provided. A structure having a control means for controlling the coordinate detection processing according to the output of the collision vibration detection means is adopted.

[作用] 以上の構成によれば、振動入力手段が振動伝達板に接触
する際の衝突振動を検出し、これに基づき座標入力処理
を制御することができる。たとえば、操作者が座標演算
のために座標入力部材を振動伝達板に接触させているか
どうかを検出することができ、座標入力を行なっていな
い状態では不要な動作を省略することができる。
[Operation] According to the above configuration, it is possible to detect the collision vibration when the vibration input unit comes into contact with the vibration transmission plate, and control the coordinate input process based on the collision vibration. For example, it is possible to detect whether or not the operator is in contact with the vibration transmitting plate for the coordinate calculation, and unnecessary operations can be omitted when the coordinate input is not performed.

[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実施例 第1図(A)は本発明を採用した座標入力装置の構成を
示している。図において従来例と同一または相当する部
材には同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
First Embodiment FIG. 1 (A) shows the configuration of a coordinate input device adopting the present invention. In the figure, the same or corresponding members as those of the conventional example are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図示のように、装置は従来例とほぼ同様の操作部を有し
ている。すなわち、振動子4を有する振動ペン3と、周
囲を防振材7で支持された3つの振動センサ6を有する
振動伝達板8である。
As shown in the figure, the device has an operation section similar to that of the conventional example. That is, there is a vibration pen 3 having a vibrator 4, and a vibration transmission plate 8 having three vibration sensors 6 whose periphery is supported by a vibration isolator 7.

第1図(A)の構造で第11図の従来例と異なっている点
は前置増幅器80〜82のそれぞれの出力が振動波形検出回
路83〜85およびペンダウン検出回路19に入力されている
点である。
The structure of FIG. 1A is different from the conventional example of FIG. 11 in that the respective outputs of the preamplifiers 80 to 82 are inputted to the vibration waveform detecting circuits 83 to 85 and the pen down detecting circuit 19. Is.

ペンダウン検出回路19は振動ペン3を振動伝達板8に接
触させた際に振動伝達板8に与えられる振動を検出する
ことによりペンダウン状態を検出するためのものであ
る。
The pen-down detection circuit 19 is for detecting the pen-down state by detecting the vibration applied to the vibration transmission plate 8 when the vibration pen 3 is brought into contact with the vibration transmission plate 8.

ペンダウン検出回路19は第1図(B)に示すように各構
成部材により構成される。すなわち、これらは前置増幅
器80〜82の出力を入力するコンパレータ61〜63、コンパ
レータ61〜63の出力を入力するORゲート64、およびORゲ
ート64の出力によりセットされ、演算制御回路1により
リセットされるフリップフロップ65である。フリップフ
ロップ65の出力は演算制御回路1にペンダウン検出信号
として与えられる。
The pen-down detection circuit 19 is composed of each component as shown in FIG. That is, these are set by the comparators 61 to 63 that input the outputs of the preamplifiers 80 to 82, the OR gate 64 that inputs the outputs of the comparators 61 to 63, and the outputs of the OR gate 64, and reset by the arithmetic control circuit 1. This is a flip-flop 65. The output of the flip-flop 65 is given to the arithmetic control circuit 1 as a pen down detection signal.

各振動センサ6の出力信号は前置増幅器66で所定レベル
まで増幅され、増幅された信号レベルはコンパレータ61
〜63により所定の基準レベルとそれぞれ比較される。
The output signal of each vibration sensor 6 is amplified to a predetermined level by the preamplifier 66, and the amplified signal level is output to the comparator 61.
~ 63 are compared with predetermined reference levels, respectively.

コンパレータ61〜63の出力はORゲート64に入力され、そ
の論理和が演算されているので、いずれかの振動センサ
6の振動検出信号が所定のレベルよりも大きい場合に
は、ORゲート64を介してフリップフロップ65がセットさ
れ、これによりペンダウンが検出される。フリップフロ
ップ65の出力信号はペンダウン検出信号として演算制御
回路1に入力される。
The outputs of the comparators 61 to 63 are input to the OR gate 64 and the logical sum thereof is calculated. Therefore, if the vibration detection signal of any one of the vibration sensors 6 is higher than a predetermined level, the OR gate 64 is used. Then, the flip-flop 65 is set, and the pen down is detected. The output signal of the flip-flop 65 is input to the arithmetic control circuit 1 as a pen down detection signal.

第1図(C)に振動ペン3の構造を示す。The structure of the vibrating pen 3 is shown in FIG.

振動ペン3に内蔵された振動子4は、振動子駆動回路2
により駆動される。振動子4の駆動信号は演算制御回路
1から低レベルのパルス信号として供給され、低インピ
ーダンス駆動が可能な振動子駆動回路2によって所定の
ゲインで増幅された後、振動子4に印加される。
The vibrator 4 built in the vibrating pen 3 is the vibrator driving circuit 2
Driven by. The drive signal for the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic control circuit 1, amplified by a predetermined gain by the vibrator drive circuit 2 capable of low impedance driving, and then applied to the vibrator 4.

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 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1
図(C)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. When driving the vibrator, the
A vibration mode is selected in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction in 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.

上記のようにして振動伝達板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 to the vibration transmitting plate 8 as described above is a plate wave, and has an advantage that it is less susceptible to scratches and obstacles on the surface of the vibration transmitting plate 8 as compared to surface waves.

第2図に制御回路1の構造を示す。図示のように制御回
路1はマイクロプロセッサ31、駆動信号発生回路32、お
よび入出力ポート33から構成される。入出力ポート33は
入力された座標情報を他の情報処理装置に出力するため
に用いられる。
FIG. 2 shows the structure of the control circuit 1. As shown, the control circuit 1 comprises a microprocessor 31, a drive signal generation circuit 32, and an input / output port 33. The input / output port 33 is used to output the input coordinate information to another information processing device.

駆動信号発生回路(発振器などから構成される)32は前
記の振動子駆動回路2に与えるタイミング信号を発生さ
せるものである。
The drive signal generation circuit (which is composed of an oscillator or the like) 32 is for generating a timing signal to be given to the vibrator drive circuit 2.

第2図では、前置増幅器、振動波形検出回路、ラッチ回
路はそれぞれ1系統分のブロックだけ図示されている。
図示のように、マイクロプロセッサ31はラッチ回路86〜
88、計時カウンタ79のクリア、および計時カウンタ79の
スタートを制御する。また、振動波形検出回路83〜85の
波形検出タイミングの情報を取り込み、後述の制御に利
用する。
In FIG. 2, the preamplifier, the vibration waveform detection circuit, and the latch circuit are shown only in blocks for one system, respectively.
As shown, the microprocessor 31 includes latch circuits 86-
88, clears the clock counter 79, and controls the start of the clock counter 79. Further, the information on the waveform detection timing of the vibration waveform detection circuits 83 to 85 is fetched and used for the control described later.

以上の構成において、座標入力処理はペンダウン検出回
路19により振動ペン3のペンダウンが検出されることを
条件として開始される。
In the above configuration, the coordinate input process is started on condition that the pen-down detection circuit 19 detects the pen-down of the vibrating pen 3.

ペンダウン検出回路19はペンダウンの際に発生される振
動検出信号を検出するが、その際、コンパレータ61〜63
のしきい値の設定により、所定のノイズレベル以上の振
動のみを検出するように動作する。ペンダウン検出回路
19はペンダウンの振動を検出するとマイクロプロセッサ
31にペンダウン検出を示す信号を出力し、これに応じて
マイクロプロセッサ31は計時カウンタ79をスタートさせ
る。
The pen-down detection circuit 19 detects a vibration detection signal generated at the time of pen-down, and at that time, the comparators 61-63.
By setting the threshold value of, the operation is performed so as to detect only the vibration of a predetermined noise level or higher. Pen down detection circuit
19 is a microprocessor when detecting the vibration of the pen down
A signal indicating the pen-down detection is output to 31, and in response to this, the microprocessor 31 starts the clock counter 79.

計時カウンタ79のスタート信号は駆動信号発生回路32の
スタート信号と同じもので、この信号がマイクロプロセ
ッサ31から出力されると、駆動信号発生回路32は前記の
所定周波数のパルス列の出力を開始し、計時カウンタ79
はカウンタクロックの計数を開始する。これにより振動
ペン3の振動子4による振動発生が開始され、振動子4
が発生した信号はホーン5を介して振動伝達板8上の所
望の座標入力位置に入力される。
The start signal of the clock counter 79 is the same as the start signal of the drive signal generation circuit 32, and when this signal is output from the microprocessor 31, the drive signal generation circuit 32 starts the output of the pulse train of the predetermined frequency, Clock counter 79
Starts counting the counter clock. As a result, vibration generation by the vibrator 4 of the vibrating pen 3 is started, and the vibrator 4
The signal generated by is input to a desired coordinate input position on the vibration transmission plate 8 via the horn 5.

一方、振動伝達板8を介して振動センサ6に入力された
弾性波信号は振動センサ6で再び電気信号に変換され前
置増幅器80〜82により増幅された後、振動波形検出回路
83〜85に入力される。振動波形検出回路83〜85は後述の
波形処理により検出タイミングを決定し、この検出タイ
ミング信号をトリガ信号としてラッチ回路86〜88が計時
カウンタ79の出力を取り込み、マイクロプロセッサ31に
伝達する。
On the other hand, the elastic wave signal input to the vibration sensor 6 through the vibration transmission plate 8 is converted into an electric signal again by the vibration sensor 6 and amplified by the preamplifiers 80 to 82, and then the vibration waveform detection circuit.
Entered in 83-85. The vibration waveform detection circuits 83-85 determine the detection timing by the waveform processing described later, and the latch circuits 86-88 take in the output of the clock counter 79 and transmit it to the microprocessor 31 by using this detection timing signal as a trigger signal.

マイクロプロセッサ31は後述する方法により座標演算を
行ない、入力座標を決定する。
The microprocessor 31 performs coordinate calculation by the method described later to determine input coordinates.

また、マイクロプロセッサ31がスタート信号を出力して
から、最大遅延時間、回路遅延時間などにより決定され
る所定の時間を過ぎても振動波形検出信号が出力されな
い場合には、振動ペン3が振動伝達板8から離れている
(ペンアップ)、すなわち入力が行なわれていないもの
として計時処理を中止し、伝達時間計測回路15、計時カ
ウンタ18をクリア信号によりリセットし、再びペンダウ
ン検出回路19からペンダウン検出信号が入力されるのを
待つ。このペンアップ判定のための計時はマイクロプロ
セッサ31の内部カウンタなどを用いて行なう。
If the vibration waveform detection signal is not output even after a predetermined time determined by the maximum delay time, the circuit delay time, etc. after the microprocessor 31 outputs the start signal, the vibration pen 3 transmits the vibration. It is separated from the board 8 (pen-up), that is, the input is not performed, the timing processing is stopped, the transmission time measurement circuit 15 and the timing counter 18 are reset by a clear signal, and the pen-down detection circuit 19 detects the pen-down again. Wait for the signal to be input. The internal counter of the microprocessor 31 or the like is used to measure the pen-up determination.

以上のようにペンダウン検出に基づき振動ペン3の振動
子駆動を含む座標演算処理を行なうようにすれば、振動
ペン3を無駄に駆動することがなくなり、電力消費を低
減できる。
As described above, if the coordinate calculation process including the vibrator driving of the vibrating pen 3 is performed based on the pen down detection, the vibrating pen 3 is not wastefully driven, and the power consumption can be reduced.

次に座標演算について詳述する。Next, the coordinate calculation will be described in detail.

第3図は波形検出回路12〜14に入力される検出波形と、
それに基づく振動伝達時間の計測処理を説明するもので
ある。第3図において符号41で示されるものは振動ペン
3に対して印加される駆動信号パルスである。このよう
な波形により駆動された振動ペン3から振動伝達板8に
伝達された超音波振動は振動伝達板8内を通って振動セ
ンサ6に検出される。
FIG. 3 shows detection waveforms input to the waveform detection circuits 12 to 14,
The measurement process of the vibration transmission time based on it will be described. In FIG. 3, 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3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分散
性の波であり、そのため検出波形のエンベロープ421と
位相422の関係は振動伝達距離に応じて変化する。
The time corresponding to the distance to the vibration sensor 6 in the vibration transmission plate 8
After traveling through tg, the vibration reaches the vibration sensor 6. Reference numeral 42 in FIG. 3 indicates a signal waveform detected by the vibration sensor 6. The plate wave used in this embodiment is a dispersive wave, and therefore the relationship between the envelope 421 and the phase 422 of the detected waveform changes according to the vibration transmission distance.

ここで、エンベロープの進む速度を群速度Vg、位相速度
をVpとする。この群速度および位相速度の違いから振動
ペン3と振動センサ6間の距離を検出することができ
る。
Here, the speed at which the envelope advances is defined as the group speed Vg, and the phase speed is defined as 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V
gであり、ある特定の波形上の点、たとえばピークを第
3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tgとして d=Vg・tg …(1) この式は振動センサ6の1つに関するものであるが、同
じ式により他の2つの振動センサ6と振動ペン3の距離
を示すことができる。
First, focusing only on the envelope 421, its speed is V
g, and when a point on a certain specific waveform, for example, a peak is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. 3, the distance d between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6 is d = Vg with its vibration transmission time being tg. .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 vibrating 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3図の位相波形42
2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 42 in Fig. 3
If the time from the application of the vibration to the zero cross point after the peak is passed at 2 specific detection points 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とし、±1/2波長以内であ
れば、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 and n is within ± 1/2 wavelength, n 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3図に示した2つの振動伝達時間tgおよびtpの測定の
ため、波形検出回路9はたとえば第4図に示すように構
成することができる。
For measuring the two vibration transmission times tg and tp shown in FIG. 3, the waveform detection circuit 9 can be constructed, for example, as shown in FIG.

第4図において、振動センサ6の出力信号は前述の増幅
回路80〜82により所定のレベルまで増幅される。
In FIG. 4, the output signal of the vibration sensor 6 is amplified to a predetermined level by the aforementioned amplification circuits 80 to 82.

増幅された信号はエンベロープ検出回路51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。
The amplified signal is input to the envelope detection circuit 51,
Only the envelope of the detection signal is taken out. The timing of the peak of the extracted envelope is detected by the envelope peak detection circuit 53. The peak detection signal is an envelope delay time detection signal of a predetermined waveform by the signal detection circuit 54 composed of a mono multivibrator or the like.
Tg is formed and input to the arithmetic and control circuit 1.

また、このTg信号のタイミングと、遅延時間調整回路52
によって遅延された元信号から検出回路57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。
Also, the timing of this Tg signal and the delay time adjustment circuit 52
The phase delay time detection signal Tp is formed by the detection circuit 57 from the original signal delayed by and is input to the arithmetic control circuit 1.

Tg信号は単安定マルチバイブレータ55により所定幅のパ
ルスに変換される。また、コンパレートレベル供給回路
56はこのパルスタイミングに応じてtp信号を検出するた
めのしきい値を形成する。この結果、コンパレートレベ
ル供給回路56は第3図の符号44のようなレベルとタイミ
ングを有する信号44を形成し、検出回路57に入力する。
The Tg signal is converted into a pulse having a predetermined width by the monostable multivibrator 55. In addition, the comparator level supply circuit
56 forms a threshold value for detecting the tp signal according to the pulse timing. As a result, the comparator level supply circuit 56 forms the signal 44 having the level and timing as indicated by reference numeral 44 in FIG. 3, and inputs it to the detection circuit 57.

すなわち、単安定マルチバイブレータ55およびコンパレ
ータレベル供給回路56は位相遅延時間の測定がエンベロ
ープピーク検出後の一定時間のみしか作動しないように
するためのものである。
That is, the monostable multivibrator 55 and the comparator level supply circuit 56 are for allowing the measurement of the phase delay time to operate only for a fixed time after the envelope peak is detected.

この信号はコンパレータなどから構成された検出回路57
に入力され、第3図のように遅延された検出波形と比較
され、この結果符号45のようなtp検出パルスが形成され
る。
This signal is detected by the detection circuit 57 composed of a comparator, etc.
And is compared with the detection waveform delayed as shown in FIG. 3, and as a result, a tp detection pulse such as reference numeral 45 is formed.

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Tp1〜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 be h, then h detection signals of envelope delay times Tg1 to h and phase delay times Tp1 to h are input to the arithmetic and control circuit 1.

第4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79のカウント値をラッチ回路86〜88に取
り込む。前記のようにカウンタ79は振動ペンの駆動と同
期してスタートされているので、ラッチ回路86〜88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. 4, the signals Tg1 to h and Tp1 to h described above are input from the input port 15, and the respective count values of the counter 79 are fetched into the latch circuits 86 to 88 with each timing as a trigger. As described above, since the counter 79 is started in synchronization with the driving of the vibrating pen, the latch circuits 86 to 88 receive the data indicating the respective delay times of the envelope and the phase.

第5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。
As shown in FIG. 5, when the three vibration sensors 6 are arranged at the corners of the vibration transmission plate 8 at the positions of S1 to S3, the processes described with reference to 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, this linear distance d1 to d3
Based on, the coordinates (x, y) of the position P of the vibrating pen 3 can be obtained from the Pythagorean theorem as in the following equation.

x=X/2+(d1+d2)(d1−d2)/2X …(4) y=Y/2+(d1+d3)(d1−d3)/2Y …(5) ここでX、YはS2、S3の位置の振動センサ6と原点(位
置S1)のセンサのX、Y軸に沿った距離である。
x = X / 2 + (d1 + d2) (d1-d2) / 2X (4) y = Y / 2 + (d1 + d3) (d1-d3) / 2Y (5) where X and Y are the positions of S2 and S3. This is the distance along the X and Y axes between the vibration sensor 6 and the sensor at the origin (position S1).

第2実施例 以上では振動伝達板8の振動検出機構側にペンダウン検
出機構を設ける例を示したが、振動ペン3側にペンダウ
ン検出機構を設けることもできる。
Second Embodiment Although the example in which the pen down detection mechanism is provided on the vibration detection mechanism side of the vibration transmission plate 8 has been described above, the pen down detection mechanism may be provided on the vibration pen 3 side.

第6図、第7図は振動ペン3側にペンダウン検出回路を
設ける場合の装置の構成を示している。第6図は第1図
ないし第11図に相当する図で、振動伝達板に接続される
振動検出系の構造は第11図と全く同様に構成されてい
る。
FIG. 6 and FIG. 7 show the configuration of the device when the pen down detection circuit is provided on the vibrating pen 3 side. FIG. 6 is a view corresponding to FIGS. 1 to 11, and the structure of the vibration detection system connected to the vibration transmission plate is constructed in exactly the same way as in FIG.

本実施例で異なる部分は振動ペン3の振動子4がスイッ
チ21を介して振動子駆動回路2またはペンダウン検出回
路20のいずれかに接続可能な点である。ペンダウン検出
回路20は第109図に示すように前記のペンダウン検出回
路19と同様に構成される。
The difference in this embodiment is that the vibrator 4 of the vibrating pen 3 can be connected to either the vibrator drive circuit 2 or the pen-down detection circuit 20 via a switch 21. As shown in FIG. 109, the pen-down detection circuit 20 has the same structure as the pen-down detection circuit 19 described above.

すなわち、ペンダウン検出回路20は前置増幅器66、コン
パレータ67およびフリップフロップ68から構成される。
スイッチ21により振動子4とペンダウン検出回路20が接
続されている場合には、振動ペン3の先端が他の部材に
接触した際の振動を検出する振動センサとして作用す
る。
That is, the pen-down detection circuit 20 includes a preamplifier 66, a comparator 67 and a flip-flop 68.
When the vibrator 4 and the pen-down detection circuit 20 are connected by the switch 21, the vibration sensor 3 functions as a vibration sensor that detects vibration when the tip of the vibration pen 3 contacts another member.

振動子4の出力信号は前置増幅器66で所定レベルまで増
幅され、増幅された信号レベルはコンパレータ67により
所定の基準レベルと比較される。
The output signal of the oscillator 4 is amplified to a predetermined level by the preamplifier 66, and the amplified signal level is compared with a predetermined reference level by the comparator 67.

振動検出信号が所定のレベルよりも大きい場合には、コ
ンパレータ67の出力によりフリップフロップ68がセット
され、これによりペンダウンが検出される。フリップフ
ロップ68の出力信号はペンダウン検出信号として演算制
御回路1に入力される。
When the vibration detection signal is larger than the predetermined level, the flip-flop 68 is set by the output of the comparator 67, whereby the pen down is detected. The output signal of the flip-flop 68 is input to the arithmetic control circuit 1 as a pen-down detection signal.

フリップフロップ68のリセットは演算制御回路1により
行なわれる。またスイッチ21の切換も演算制御回路1に
より制御される。
The flip-flop 68 is reset by the arithmetic control circuit 1. The switching of the switch 21 is also controlled by the arithmetic control circuit 1.

この実施例におけるペンダウン検出状態と座標入力処理
の制御は上記と同様で、ペンダウン検出で座標入力を開
始し、所定時間以上振動伝達板8の振動センサで振動検
出を行なえない場合に処理を停止する。
The control of the pen down detection state and the coordinate input process in this embodiment is the same as above, and the coordinate input is started by the pen down detection, and the process is stopped when the vibration sensor of the vibration transmission plate 8 cannot detect the vibration for a predetermined time or longer. .

すなわち、待機状態では演算制御回路1はアナログスイ
ッチなどから構成されたスイッチ21により振動ペン3の
振動子4とペンダウン検出回路20を接続しておく、振動
ペン3の先端のホーン5が振動伝達板8に衝突した際の
振動により振動子4から電気信号が出力され、その増幅
信号がコンパレータ67において所定レベル以上であるこ
とが検出されるとフリップフロップ68がセットされ、演
算制御回路1はこれによりペンダウン状態を検出する。
That is, in the standby state, the arithmetic and control circuit 1 connects the vibrator 4 of the vibrating pen 3 and the pen-down detection circuit 20 with the switch 21 composed of an analog switch. The horn 5 at the tip of the vibrating pen 3 is the vibration transmitting plate. An electric signal is output from the vibrator 4 due to the vibration when it collides with 8, and the flip-flop 68 is set when the amplified signal is detected by the comparator 67 to be equal to or higher than a predetermined level. Detects pen down state.

ペンダウンが検出されると、演算制御回路1はスイッチ
21を切り換えて振動子4と振動子駆動回路2を接続する
とともに、前記同様に第8図下方の振動検出系を作動さ
せ、前述同様の座標演算が行なわれる。
When the pen down is detected, the arithmetic control circuit 1 switches
21 is switched to connect the vibrator 4 and the vibrator drive circuit 2, and the vibration detection system shown in the lower part of FIG. 8 is operated in the same manner as described above to perform the same coordinate calculation as described above.

所定時間以上振動伝達板8に振動入力が行なわれない場
合には前記同様に座標入力処理を停止し、待機状態に戻
る。その際、スイッチ21が再度切り換えられ、振動子4
とペンダウン検出回路20が接続される。
When no vibration is input to the vibration transmission plate 8 for a predetermined time or more, the coordinate input process is stopped as described above, and the process returns to the standby state. At that time, the switch 21 is switched again, and the oscillator 4
And the pen down detection circuit 20 are connected.

以上のような構成によっても前記実施例と同様の効果を
得ることができる。
With the above-described structure, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

上記の実施例では、振動ペン3の振動子に装置本体の制
御装置から駆動信号あるいは電源が供給される構造を例
示したが、振動ペン3に電源が内蔵され、本体側との間
のケーブルの接続を行なわない場合の構造を例示する。
In the above-described embodiment, the structure in which the drive signal or the power is supplied to the vibrator of the vibrating pen 3 from the control device of the apparatus main body has been described. An example of the structure when no connection is made is shown.

第8図は本実施例において用いられる振動ペン3の構造
を示している。振動伝達板側の構造は第11図の従来例と
同様に構成されているものとする。
FIG. 8 shows the structure of the vibrating pen 3 used in this embodiment. The structure of the vibration transmitting plate side is assumed to be the same as that of the conventional example shown in FIG.

図において、符号111は圧電素子などから構成されたペ
ンダウン検出用の振動センサで、ホーン5と振動子4の
間に位置し、振動子4による機械振動はこの振動センサ
111を介してホーン5に伝達される。振動子4は座標検
出のための振動を発生するためのもので、振動子駆動回
路123により駆動される。所定タイミングの駆動パルス
は制御回路113により形成される。
In the figure, reference numeral 111 is a vibration sensor for detecting a pen-down which is composed of a piezoelectric element or the like, and is located between the horn 5 and the vibrator 4, and mechanical vibration by the vibrator 4 is generated by this vibration sensor.
It is transmitted to the horn 5 via 111. The vibrator 4 is for generating vibration for detecting coordinates, and is driven by the vibrator drive circuit 123. The drive pulse at a predetermined timing is formed by the control circuit 113.

一方、外部からホーン5先端へ加えられた振動は振動セ
ンサ111を介して振動センサ111に入力され、振動センサ
111は振動伝達板8の振動センサ6と同様に機械的振動
を電気信号に変換する。振動センサ111の出力信号はペ
ンダウン検出回路112に入力され、ペンダウン検出回路1
12はペンダウン振動を検出し、制御回路113に検出信号
を伝達する。
On the other hand, the vibration applied to the tip of the horn 5 from the outside is input to the vibration sensor 111 through the vibration sensor 111, and the vibration sensor 111
111, like the vibration sensor 6 of the vibration transmission plate 8, converts mechanical vibration into an electric signal. The output signal of the vibration sensor 111 is input to the pen down detection circuit 112, and the pen down detection circuit 1
Reference numeral 12 detects pen-down vibration and transmits a detection signal to the control circuit 113.

ペンダウン検出回路112で得られた信号は制御回路113へ
送られ、制御回路113は前記ペンダウン検出回路112のペ
ンダウン信号に基づいて振動子駆動回路123を制御し、
振動子4を駆動する。
The signal obtained by the pen down detection circuit 112 is sent to the control circuit 113, and the control circuit 113 controls the vibrator drive circuit 123 based on the pen down signal of the pen down detection circuit 112,
The oscillator 4 is driven.

なお、制御回路113はROMに記憶された第10図にフローチ
ャートとして示すような手順にしたがって動作する。符
号121は前記ペンダウン検出回路112、制御回路113、振
動子駆動回路123へ電力を供給する電源で、電池などか
ら構成される。また、符号121aは電源スイッチである。
The control circuit 113 operates according to the procedure stored in the ROM as shown in the flowchart of FIG. Reference numeral 121 is a power supply for supplying power to the pen-down detection circuit 112, the control circuit 113, and the vibrator drive circuit 123, and is composed of a battery or the like. Reference numeral 121a is a power switch.

以上のようにペンダウン検出用の振動センサを振動ペン
3側に設けることで、振動ペン3側でペンアップ状態に
おいて振動子4の駆動を停止し、電力消費を低減でき
る。このような構造は振動ペン3に電池などの電源を内
蔵させるばあいに有効である。ペンの振動子の駆動と座
標演算の同期は所定のタイミング信号を振動ペン3と装
置本体側の回路で送受信することにより行なえる。この
タイミング信号の送受信はケーブルなどによる有線通
信、あるいは光信号などを用いた無線通信により行なえ
る。
By providing the vibration sensor for pen down detection on the vibrating pen 3 side as described above, driving of the vibrator 4 can be stopped in the pen up state on the vibrating pen 3 side, and power consumption can be reduced. Such a structure is effective when a power source such as a battery is built in the vibrating pen 3. The driving of the vibrator of the pen and the synchronization of the coordinate calculation can be performed by transmitting and receiving a predetermined timing signal between the vibrating pen 3 and a circuit on the apparatus main body side. Transmission and reception of this timing signal can be performed by wire communication using a cable or the like, or wireless communication using an optical signal or the like.

第9図(A)〜(C)は以上の構成における動作を示し
ている。
FIGS. 9A to 9C show the operation in the above configuration.

第9図(A)は振動子駆動回路123の出力信号を、第9
図(B)は振動センサ111の出力信号を示し、また第9
図(C)は伝播材の振動の様子を示したものである。
FIG. 9A shows the output signal of the vibrator drive circuit 123
Figure (B) shows the output signal of the vibration sensor 111, and
FIG. 6C shows the vibration of the propagation material.

操作者がスイッチ121aをオンにして、振動ペン110で座
標入力を行なうべくを指示するとホーン5の先端を振動
伝達板に接触させると、ホーン5と振動伝達板8の衝突
による振動が振動センサ111に伝わって第9図(B)に
示すように波形133を生じる。
When the operator turns on the switch 121a and instructs the vibration pen 110 to input coordinates, when the tip of the horn 5 is brought into contact with the vibration transmission plate, vibration due to the collision between the horn 5 and the vibration transmission plate 8 causes vibration sensor 111. Then, a waveform 133 is generated as shown in FIG. 9 (B).

この時振動伝達板は第9図(C)に符号136で示す振動
を生じる。ペンダウン検出回路112は前記波形133を検出
すると検出信号を制御回路113に入力する。
At this time, the vibration transmitting plate produces a vibration indicated by reference numeral 136 in FIG. 9 (C). When the pen-down detection circuit 112 detects the waveform 133, the detection signal is input to the control circuit 113.

これにより、制御回路113はペンダウン状態と判断して
振動子駆動回路123へ駆動命令を出す。振動子駆動回路1
23は第9図(A)に符号131で示すように出力して振動
子4を振動させ、発生された振動は振動センサ111を介
して振動伝達板に伝達され波形137(第9図(C))の
ような振動を発生する。
As a result, the control circuit 113 determines that it is in the pen-down state and issues a drive command to the vibrator drive circuit 123. Transducer drive circuit 1
23 is output as indicated by reference numeral 131 in FIG. 9 (A) to vibrate the oscillator 4, and the generated vibration is transmitted to the vibration transmission plate via the vibration sensor 111, and the waveform 137 (see FIG. )) Generate vibration.

この時、振動センサ111は振動子4からの振動と振動伝
達板の弾性波の影響を受けて符号134のような振動波形
を出力する。第9図(A)において、波形132は振動ペ
ン110での入力を終了し、ペンアップした後に振動ペン
3から印加された信号である。この振動に基づく検出波
形135は振動子4が座標検出のために発生する振動によ
って生じるが、振動伝達板の影響を受けないため、波形
134に比べて減衰は速い。
At this time, the vibration sensor 111 is affected by the vibration from the vibrator 4 and the elastic wave of the vibration transmission plate and outputs a vibration waveform such as reference numeral 134. In FIG. 9A, a waveform 132 is a signal applied from the vibrating pen 3 after the input with the vibrating pen 110 is completed and the pen is up. The detected waveform 135 based on this vibration is generated by the vibration generated by the vibrator 4 for detecting the coordinates, but is not affected by the vibration transmission plate, and thus the waveform
Faster decay than 134.

このため、振動伝達板、振動子4、振動センサ111、ホ
ーン5などで決定される減衰特性に合わせて適当な遅れ
時間t1後にセンサ出力を検知すれば、ペンアップかペン
ダウンかの特定が行なえる。ペンダウンの状態ではt1後
のセンサ出力のエンベロープは符号34′に示すようなエ
ンベロープレベルが得られるが、ペンアップ時では符号
35′に示すように、ペンアップ状態での振動センサ111
の検出信号エンベロープは第9図(B)に示されるよう
にほぼ0となっている。
Therefore, if the sensor output is detected after an appropriate delay time t1 in accordance with the damping characteristics determined by the vibration transmission plate, the vibrator 4, the vibration sensor 111, the horn 5, etc., it is possible to specify whether the pen is up or down. . In the pen-down state, the envelope of the sensor output after t1 has an envelope level as shown by reference numeral 34 ', but in the pen-up state, it is
As shown in 35 ', the vibration sensor 111 in the pen-up state is
The detection signal envelope of is almost 0 as shown in FIG. 9 (B).

したがって、振動子4を駆動してt1後にセンサ出力のエ
ンベロープをペンダウン検出回路112で解析して、出力
レベルがある値より大きければペンダウン状態であり座
標入力中なので、符号131に続けてt3後に駆動を行なっ
て周期t2で駆動を繰り返し、センサ出力のエンベロープ
がある値より小さくなった時点で振動子の駆動を停止
し、次のペンダウンによる波形133の検出を待てばよ
い。
Therefore, the oscillator 4 is driven and the envelope of the sensor output is analyzed by the pen down detection circuit 112 after t1. If the output level is higher than a certain value, it means that the pen is in the pen down state and the coordinate is being input. Then, the drive is repeated at the cycle t2, the drive of the vibrator is stopped when the envelope of the sensor output becomes smaller than a certain value, and the detection of the waveform 133 by the next pen down is waited.

第10図は、本実施例において振動ペン3の制御回路113
が行なう制御手段のフローチャートである。
FIG. 10 shows the control circuit 113 of the vibrating pen 3 in this embodiment.
3 is a flowchart of the control means performed by the.

図示した制御手順はスイッチ121aのオンを契機として開
始される。
The illustrated control procedure is started when the switch 121a is turned on.

まず、最初にステップS42においてペンダウン検出回路1
12から出力される衝突振動の検出信号を待つ。すなわ
ち、ペンダウンになるまでステップS42で待機し、ペン
ダウンによる衝突振動を検出すると、ステップS43へ進
んで振動子4を駆動する。
First, in step S42, the pen-down detection circuit 1
Wait for the collision vibration detection signal output from 12. That is, the process waits in step S42 until the pen is down, and when the collision vibration due to the pen down is detected, the process proceeds to step S43 to drive the vibrator 4.

ステップS44では、振動子駆動後よりt1時間待機してス
テップS45へ進む。ステップS45では振動センサ111より
得た信号のエンベロープを検証し、特定のレベルと比較
して大きければステップS46へ進み、t3時間後に再びス
テップS43で振動子の駆動を行なう。また、ステップS45
で特定レベルより小さければペンはアップされたもので
あり、ステップS42へ戻って次のペンダウンを待機す
る。
In step S44, after the vibrator is driven, the process waits for t1 hours and then the process proceeds to step S45. In step S45, the envelope of the signal obtained from the vibration sensor 111 is verified, and if it is larger than the specific level, the process proceeds to step S46, and after t3 time, the vibrator is driven again in step S43. Also, step S45
If it is smaller than the specific level, the pen is up, and the process returns to step S42 to wait for the next pen down.

以上説明したように、ペンダウン時には周期t2で振動子
が駆動されるが、ペンアップ時には駆動は停止してい
る。ペンダウン検出回路112の消費電力は、振動子4の
駆動に比較すればほとんど無視できるほどの低電力で充
分であり、無駄な振動子4の駆動を回避することができ
るので、大幅な省電力化が可能であり、電源を電池から
構成する場合にはその寿命を延長することができる。こ
のためスイッチ121aは必ずしも必要ではなくなり、操作
者の面倒な操作が必要なくなり、またスイッチ121aを完
全に省略することも可能である。
As described above, the oscillator is driven at the cycle t2 when the pen is down, but the driving is stopped when the pen is up. The power consumption of the pen-down detection circuit 112 is sufficiently low that it can be almost ignored as compared with the driving of the vibrator 4, and useless driving of the vibrator 4 can be avoided, resulting in significant power saving. It is possible to extend the life of the battery when the power source is composed of a battery. Therefore, the switch 121a is not always necessary, the troublesome operation of the operator is not necessary, and the switch 121a can be omitted altogether.

また、振動センサ111および振動子4は電気振動と機械
振動を可逆的に変換するものであるから、圧電素子など
の同一の素子で兼用することもできる。この場合、振動
子として使用中に大きな駆動電圧が検出回路に印加され
ると検出回路を破壊する恐れがあるため、電子的スイッ
チ回路による切換などの検出回路の保護措置を設けても
よい。しかし、センサと振動子を別の素子で構成した場
合に比べて機械的な接続部分が減少するため、振動減衰
を小さくでき、動作の安定度の向上を期待できる。
Further, since the vibration sensor 111 and the vibrator 4 reversibly convert electric vibration and mechanical vibration, the same element such as a piezoelectric element can also be used. In this case, if a large drive voltage is applied to the detection circuit during use as a vibrator, the detection circuit may be destroyed. Therefore, a protection circuit for the detection circuit, such as switching by an electronic switch circuit, may be provided. However, compared to the case where the sensor and the vibrator are composed of different elements, the mechanical connection portion is reduced, so that the vibration damping can be reduced and the stability of operation can be expected to be improved.

また、座標指示はペンの形状に限定されることなく、例
えば座標入力として一般に使用されているマウスのよう
な形状でも、同様の効果が得られることは明らかであ
る。
Further, it is clear that the coordinate instruction is not limited to the shape of the pen, and the same effect can be obtained even with a shape such as a mouse generally used for coordinate input.

また、以上の各実施例では、振動ペンのペンアップ、ペ
ンダウン状態に応じて振動入力処理を制御しているが、
上記構成により得たペンアップ、ペンダウン状態を示す
情報を座標入力処理における他の過程、部材の制御に種
々利用することができる。
In each of the above embodiments, the vibration input process is controlled according to the pen-up and pen-down states of the vibration pen.
The information indicating the pen-up and pen-down states obtained by the above configuration can be variously used for other processes in coordinate input processing and control of members.

[発明の効果] 以上から明らかなように、本発明によれば、振動入力手
段により入力された振動を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、振動伝達板上での振動伝達
時間から振動入力点の座標を導出する座標入力装置にお
いて、前記振動入力手段が前記振動伝達板に衝突した際
に発生する振動を検出する衝突振動検出手段を設け、該
衝突振動検出手段の出力に応じて座標検出処理を制御す
る制御手段を有する構成を採用しているので、振動入力
手段が振動伝達板に接触する際の衝突振動を検出し、こ
れに基づき座標入力処理を制御することができる。たと
えば、操作者が座標演算のために座標入力部材を振動伝
達板に接触させているかどうかを検出することができ、
座標入力を行なっていない状態では不要な動作を省略す
ることができ、電力消費を低減させることができるなど
の優れた効果を有する。
[Effects of the Invention] As is apparent from the above, according to the present invention, the vibration input by the vibration input means is detected by the plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate, and the vibration is transmitted on the vibration transmission plate. In a coordinate input device for deriving the coordinates of a vibration input point from time, collision vibration detection means for detecting vibration generated when the vibration input means collides with the vibration transmission plate is provided, and an output of the collision vibration detection means is provided. Since the configuration having the control means for controlling the coordinate detection processing in accordance therewith is adopted, it is possible to detect the collision vibration when the vibration input means comes into contact with the vibration transmission plate and control the coordinate input processing based on this. . For example, it is possible to detect whether the operator is contacting the vibration transmitting plate with the coordinate input member for coordinate calculation,
In the state where the coordinate input is not performed, unnecessary operations can be omitted, and power consumption can be reduced, which is an excellent effect.

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

第1図(A)は本発明を採用した座標入力装置の構造を
示した説明図、第1図(B)は第1図(A)のペンダウ
ン検出回路の構造を示したブロック図、第1図(C)は
第1図(A)の振動ペンの構造を示した説明図、第2図
は第1図の演算制御回路の構造を示したブロック図、第
3図は座標演算のための信号波形を示した波形図、第4
図は波形検出回路の構成を示したブロック図、第5図は
振動センサの配置を示した説明図、第6図は異なる装置
の構成を示した説明図、第7図は異なるペンダウン検出
回路の構成を示したブロック図、第8図は振動ペンの異
なる構成を示したブロック図、第9図(A)〜(C)は
第8図の構成における信号波形を示した波形図、第10図
は第8図の構成における制御手順を示したフローチャー
ト図、第11図は従来の座標入力装置の構造を示した説明
図である。 1……演算制御回路、2……振動子駆動回路 3……振動ペン、4……振動子 5……ホーン、6……振動センサ 7……防振材、8……振動伝達板 19、20、112……ペンダウン検出回路 21、121a……スイッチ 31……マイクロプロセッサ 80〜82……前置増幅器 83〜85……振動波形検出回路 86〜88……ラッチ回路
FIG. 1 (A) is an explanatory diagram showing the structure of a coordinate input device adopting the present invention, and FIG. 1 (B) is a block diagram showing the structure of the pen-down detection circuit of FIG. 1 (A). FIG. 2C is an explanatory diagram showing the structure of the vibrating pen of FIG. 1A, FIG. 2 is a block diagram showing the structure of the arithmetic control circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is for coordinate calculation. Waveform diagram showing the signal waveform, No. 4
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a waveform detection circuit, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the arrangement of vibration sensors, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of a different device, and FIG. 7 is a different pen-down detection circuit. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration, FIG. 8 is a block diagram showing a different configuration of the vibrating pen, and FIGS. 9A to 9C are waveform diagrams showing signal waveforms in the configuration of FIG. Is a flow chart showing the control procedure in the configuration of FIG. 8, and FIG. 11 is an explanatory diagram showing the structure of a conventional coordinate input device. 1 ... Arithmetic control circuit, 2 ... Oscillator drive circuit 3 ... Vibration pen, 4 ... Oscillator 5 ... Horn, 6 ... Vibration sensor 7 ... Vibration isolator, 8 ... Vibration transmission plate 19, 20, 112 ...... Pen-down detection circuit 21, 121a ...... Switch 31 ...... Microprocessor 80-82 ...... Preamplifier 83-85 …… Vibration waveform detection circuit 86-88 …… Latch circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】振動入力手段により入力された振動を振動
伝達板に設けられた複数の振動センサにより検出し、振
動伝達板上での振動伝達時間から振動入力点の座標を導
出する座標入力装置において、 前記振動入力手段が前記振動伝達板に衝突した際に発生
する振動を検出する衝突振動検出手段を設け、 該衝突振動検出手段の出力に応じて座標検出処理を制御
する制御手段を有することを特徴とする座標入力装置。
1. A coordinate input device for detecting a vibration input by a vibration input means by a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmission plate and deriving coordinates of a vibration input point from a vibration transmission time on the vibration transmission plate. A collision vibration detection means for detecting a vibration generated when the vibration input means collides with the vibration transmission plate, and a control means for controlling the coordinate detection processing according to the output of the collision vibration detection means. A coordinate input device characterized by.
【請求項2】前記振動入力手段を、前記振動伝達板に衝
突した際に発生される振動の検出手段が、前記振動伝達
板側の回路に設けられることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の座標入力装置。
2. A circuit on the side of the vibration transmitting plate is provided with a detecting device for detecting the vibration generated when the vibration inputting device collides with the vibration transmitting plate. The coordinate input device according to the item.
【請求項3】前記振動入力手段を、前記振動伝達板に衝
突した際に発生される振動の検出手段が、前記振動入力
手段側の回路に設けられることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の座標入力装置。
3. A circuit for detecting the vibration generated when the vibration input means collides with the vibration transmitting plate, is provided in a circuit on the side of the vibration input means. The coordinate input device according to the item.
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