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JPH08314617A - Device and method for coordinate input - Google Patents

Device and method for coordinate input

Info

Publication number
JPH08314617A
JPH08314617A JP13726695A JP13726695A JPH08314617A JP H08314617 A JPH08314617 A JP H08314617A JP 13726695 A JP13726695 A JP 13726695A JP 13726695 A JP13726695 A JP 13726695A JP H08314617 A JPH08314617 A JP H08314617A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
delay time
derivation
deriving
derived
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
JP13726695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryozo Yanagisawa
亮三 柳沢
Katsuyuki Kobayashi
克行 小林
Masaki Tokioka
正樹 時岡
Yuichiro Yoshimura
雄一郎 吉村
Atsushi Tanaka
淳 田中
Hajime Sato
肇 佐藤
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 JP13726695A priority Critical patent/JPH08314617A/en
Publication of JPH08314617A publication Critical patent/JPH08314617A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a coordinate input device which is stable and highly precise without an (n) jump by deriving a phase difference on the basis of differences between propagation delay times derived by a 1st and a 2nd deriving means respectively and a correction value stored in a correction value storage means. CONSTITUTION: In the microprocomputer 31' of an arithmetic circuit, a nonvolatile memory, for example, is provided with a constant storage means 31a which stores plural values as constants corresponding to group speeds used to find phase differences from a reference phase and a correction value storage means 31b which stores the propagation delay time of a signal, based upon the group speed and phase speed, behind a specific point of a vibration propagation plate as the correction value. When an operator indicates coordinates with a vibration pen, a vibration sensor detects the vibration to obtain vibration transmission delay times tg' and tp'. The vibration propagation time tg' between those vibration transmission delay times tg' and tp' is compared with a transmission delay time tgz' at the origin 0 which is stored in the correction value storage means 31b.

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、振動伝達板に複数設け
られたセンサにより例えば振動ペンから入力された弾性
波振動を検出し、前記振動ペンから振動伝達板に入力さ
れた弾性波振動の群と位相に関する伝播遅延時間に基づ
き、振動ペンによる振動入力点の座標を検出する座標入
力装置及び座標入力方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects elastic wave vibration input from, for example, a vibrating pen by a plurality of sensors provided on the vibration transmitting plate, and detects elastic wave vibration input from the vibrating pen to the vibration transmitting plate. The present invention relates to a coordinate input device and a coordinate input method for detecting the coordinates of a vibration input point by a vibration pen based on a propagation delay time related to a group and a phase.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波による座標入力装置は、入力面で
あるタブレット上を伝播してくる波の遅延時間を検出し
て位置座標を算出する方式であり、タブレット上にマト
リックス状電線等の細工がなんら施されていないので、
コスト的に安価な装置を提供することが可能である。し
かも、タブレットに透明な板ガラスを用いれば他の方式
に比べて透明度の高い座標入力装置を構成することがで
きる。
2. Description of the Related Art An ultrasonic coordinate input device is a method of calculating a position coordinate by detecting a delay time of a wave propagating on a tablet which is an input surface. Because it is not applied at all,
It is possible to provide an inexpensive device. Moreover, if a transparent plate glass is used for the tablet, it is possible to configure a coordinate input device having higher transparency than other methods.

【0003】図5は、従来の超音波方式の座標入力装置
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional ultrasonic type coordinate input device.

【0004】図中1は装置全体の動作を制御すると共
に、座標位置を算出する演算制御回路である。2は振動
子駆動回路であって、振動ペン3内のペン先を振動させ
るものである。8はアクリルやガラス板等、透明部材か
らなる振動伝達板であり、振動ペン3による座標入力
は、この振動伝達板8上をタッチすることで行う。つま
り、図中に実線で示す符号Aの領域(以下、有効エリア
と記す)内を振動ペン3で指定することで、振動ペン3
の位置座標を算出することができるようにしたものであ
る。
Reference numeral 1 in the figure denotes an arithmetic control circuit for controlling the operation of the entire apparatus and for calculating the coordinate position. Reference numeral 2 denotes a vibrator drive circuit for vibrating the pen tip inside the vibrating pen 3. Reference numeral 8 is a vibration transmission plate made of a transparent member such as acrylic or glass plate. Coordinates are input by the vibration pen 3 by touching the vibration transmission plate 8. That is, the vibrating pen 3 is designated by designating the area within the area indicated by the solid line A in FIG.
It is possible to calculate the position coordinates of.

【0005】有効エリアの各辺の中央部外側には、圧電
素子等、機械的振動を電気信号に変換する振動センサ6
a〜6dが固定されている。また、伝播してきた波が振
動伝達板8の端面で反射し、その反射波が中央部に戻る
のを防止する(減少させる)ために、振動伝達板8の外
周には防振材7が設けられている。
A vibration sensor 6 such as a piezoelectric element for converting mechanical vibration into an electric signal is provided outside the central portion of each side of the effective area.
a to 6d are fixed. Further, in order to prevent (reduce) the propagating wave from being reflected at the end surface of the vibration transmitting plate 8 and returning to the central portion of the reflected wave, a vibration isolator 7 is provided on the outer periphery of the vibration transmitting plate 8. Has been.

【0006】9は、各振動センサ6a〜6dで振動を検
出した信号を演算制御回路1に出力する信号波形検出回
路である。11は液晶表示器等のドット単位の表示が可
能なディスプレイであり、振動伝達板8の背後に配置し
ている。
Reference numeral 9 is a signal waveform detection circuit for outputting a signal in which vibration is detected by each of the vibration sensors 6a to 6d to the arithmetic and control circuit 1. Reference numeral 11 denotes a display such as a liquid crystal display that can display dots, and is arranged behind the vibration transmission plate 8.

【0007】そして、ディスプレイ駆動回路10の駆動
により振動ペン3によりなぞられた位置にドットを表示
し、それを振動伝達板8(透明部材からなる)を透かし
てみることが可能になっている。
Then, it is possible to display a dot at a position traced by the vibrating pen 3 by driving the display driving circuit 10 and see it through the vibration transmitting plate 8 (made of a transparent member).

【0008】振動ペン3に内蔵された振動子4は、振動
子駆動回路2によって駆動される。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、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。電気的な駆動信号は、
振動子4によって機械的な振動に変換され、ペン先5を
介して振動伝達板8に伝達される。
The vibrator 4 built in the vibrating pen 3 is driven by the vibrator driving circuit 2. 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, and then applied to the vibrator 4. The electrical drive signal is
It is converted into mechanical vibration by the vibrator 4, and is transmitted to the vibration transmission plate 8 via the pen tip 5.

【0009】ここで、振動子4の振動周波数はガラスな
ど振動伝達板8に板波を発生することができる値に選択
される。また、振動子4駆動の際、振動伝達板8に対し
て図6の垂直方向に振動するモードが選択される。ま
た、振動子4の振動周波数をペン先5を含んだ共振周波
数とすることで効率の良い振動変換が可能である。
Here, 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 glass. Further, when the vibrator 4 is driven, a mode in which the vibration transmitting plate 8 vibrates in the vertical direction of FIG. 6 is selected. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 to the resonance frequency including the pen tip 5, efficient vibration conversion can be performed.

【0010】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、障害物等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 the advantage that it is less susceptible to scratches and obstacles on the surface of the vibration transmitting plate 8 compared to surface waves. Have.

【0011】次に、演算制御回路1の説明を行う。Next, the arithmetic control circuit 1 will be described.

【0012】上述した構成において、演算制御回路1は
所定周期毎(例えば5msec.毎)に振動子駆動回路
2、振動ペン3内の振動子4を駆動させる信号を出力す
ると共に、その内部タイマ(カウンタで構成されてい
る)による計時を開始させる。そして、振動ペン3によ
り発生した振動は、振動伝達板8上を伝播し、振動セン
サ6a〜6dまでの距離に応じて遅延して到達する。
In the above configuration, the arithmetic control circuit 1 outputs a signal for driving the vibrator driving circuit 2 and the vibrator 4 in the vibrating pen 3 at every predetermined cycle (for example, every 5 msec.), And the internal timer ( (Consisting of counters) to start timing. Then, the vibration generated by the vibrating pen 3 propagates on the vibration transmission plate 8 and arrives after being delayed according to the distance to the vibration sensors 6a to 6d.

【0013】振動波形検出回路9は、各振動センサ6a
〜6dからの信号を検出して、後述する波形検出処理に
より各振動センサ6a〜6dへの振動到達タイミングを
示す信号を生成するが、演算制御回路1に各センサ毎の
この信号を入力し、各々の振動センサ6a〜6dまでの
振動伝達時間の検出や、振動ペン3の位置情報を基にデ
ィスプレイ駆動回路10を駆動して、ディスプレイ11
による表示を制御したり、あるいはシリアル、パラレル
通信によって外部機器に座標出力を行う(不図示)。
The vibration waveform detection circuit 9 includes vibration sensors 6a.
The signal from 6d is detected, and the signal showing the vibration arrival timing to each vibration sensor 6a to 6d is generated by the waveform detection processing described later. The signal for each sensor is input to the arithmetic control circuit 1. The display 11 is driven by the display drive circuit 10 based on the detection of the vibration transmission time to each of the vibration sensors 6a to 6d and the position information of the vibration pen 3.
Display is controlled, or coordinates are output to an external device by serial or parallel communication (not shown).

【0014】図7は、演算制御回路1の概略構成を示す
ブロック図であり、各構成要素及びその動作概略を説明
する。
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the arithmetic control circuit 1, and each component and its operation outline will be described.

【0015】図中、31は、演算制御回路1及び座標入
力装置全体の動作を制御するマイクロコンピュータであ
り、内部カウンタ、処理手順を記憶したROM、計算等
に使用するRAM、定数等を記憶する不揮発性メモリな
どによって構成されている。33は不図示の基準クロッ
クを計時するタイマ(例えばカウンタなどにより構成さ
れている)であって、振動子駆動回路2に振動ペン3内
の振動子4の駆動を開始させるためのスターと信号を入
力すると、その計時を開始する。これによって、計時開
始とセンサによる振動検出の同期が取られ、センサ6a
〜6dにより振動が検出されるまでの遅延時間が測定で
きることになる。
In the figure, 31 is a microcomputer for controlling the operation of the arithmetic control circuit 1 and the coordinate input device as a whole, and stores an internal counter, a ROM storing a processing procedure, a RAM used for calculation, a constant and the like. It is composed of a non-volatile memory or the like. Reference numeral 33 is a timer (not shown) for counting a reference clock, which is composed of, for example, a counter, and outputs a star and a signal for causing the vibrator drive circuit 2 to start driving the vibrator 4 in the vibrator pen 3. When you enter it, the timing starts. This synchronizes the start of timing with the vibration detection by the sensor, and the sensor 6a
The delay time until the vibration is detected can be measured by ~ 6d.

【0016】信号波形検出回路9より出力される各振動
センサ6a〜6dよりの振動到達タイミング信号は、検
出信号入力ポート35を介してラッチ回路34a〜34
dに入力される。ラッチ回路34a〜34dのそれぞれ
は、各振動センサ6a〜6dに対応しており、対応する
センサからのタイミング信号を受信すると、そのときの
タイマ33の計時値をラッチする。
The vibration arrival timing signals from the vibration sensors 6a to 6d output from the signal waveform detection circuit 9 are latched via the detection signal input port 35 to the latch circuits 34a to 34a.
It is input to d. Each of the latch circuits 34a to 34d corresponds to each of the vibration sensors 6a to 6d, and when receiving the timing signal from the corresponding sensor, latches the measured value of the timer 33 at that time.

【0017】こうして、すべての検出信号の受信がなさ
れたことを判定回路36が判定すると、マイクロコンピ
ュータ31にその旨の信号を出力する。マイクロコンピ
ュータ31がこの判定回路36からの信号を受信する
と、ラッチ回路34a〜34dから各々の振動センサま
での振動伝達時間をラッチ回路より読取り、所定の計算
を行って、振動伝達板8上の振動ペン3の座標位置を算
出する。
In this way, when the determination circuit 36 determines that all the detection signals have been received, it outputs a signal to that effect to the microcomputer 31. When the microcomputer 31 receives the signal from the determination circuit 36, the vibration transmission time from the latch circuits 34a to 34d to each vibration sensor is read from the latch circuit, a predetermined calculation is performed, and the vibration on the vibration transmission plate 8 is vibrated. The coordinate position of the pen 3 is calculated.

【0018】そして、I/Oポート37を介してディス
プレイ駆動回路10に算出した座標位置情報を出力する
ことにより、例えばディスプレイ11の対応する位置に
ドット等を表示することができる。あるいは、I/Oポ
ート37を介してインターフェース回路に、座標位置情
報を出力することによって、外部機器に座標値を出力す
ることができる。
Then, by outputting the calculated coordinate position information to the display drive circuit 10 via the I / O port 37, it is possible to display a dot or the like at a corresponding position on the display 11, for example. Alternatively, the coordinate value can be output to an external device by outputting the coordinate position information to the interface circuit via the I / O port 37.

【0019】次に、図8及び図9を用いて、振動ペン3
から振動センサ6a〜6dまでの振動伝達時間を計測す
る原理について説明する。
Next, referring to FIGS. 8 and 9, the vibrating pen 3 will be described.
The principle of measuring the vibration transmission time from the to the vibration sensors 6a to 6d will be described.

【0020】図8は、信号波形検出回路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
明するための図である。なお、ここでは、振動センサ6
aの場合について説明するが、その他の振動センサ6
b,6c,6dについても全く同じである。
FIG. 8 is a diagram for explaining a detected waveform input to the signal waveform detection circuit 9 and a vibration transmission time measuring process based on the detected waveform. In addition, here, the vibration sensor 6
The case of a will be described, but other vibration sensors 6
The same applies to b, 6c, and 6d.

【0021】振動センサ6aへの振動伝達時間の計測
は、振動子駆動回路2へのスタート信号の出力と同時に
開始することは既に説明した。この時、振動子駆動回路
2から振動子4へは、駆動信号41が印加されている。
この信号41によって、振動ペン3から振動伝達板8へ
伝達された超音波振動は、振動センサ6aまでの距離に
応じた時間tgをかけて進行した後、振動センサ6aで
検出される。
It has already been described that the measurement of the vibration transmission time to the vibration sensor 6a is started at the same time as the output of the start signal to the vibrator drive circuit 2. At this time, the drive signal 41 is applied from the vibrator drive circuit 2 to the vibrator 4.
The ultrasonic vibration transmitted from the vibration pen 3 to the vibration transmission plate 8 by the signal 41 progresses for a time tg corresponding to the distance to the vibration sensor 6a and then is detected by the vibration sensor 6a.

【0022】図示の42で示す信号は、振動センサ6a
が検出した信号波形を示している。ここで用いられてい
る振動は板波であるため、振動伝達板8での伝達距離に
対して検出波形のエンベローブ43と位相42との関係
が、振動伝達中にその伝達距離に応じて変化する。ここ
で、エンベローブ43の進む速度である群速度をVg、
また位相42の進む速度である位相速度をVpとする。
この群速度Vg及び位相速度Vpが既知であれば、振動
伝達時間より振動ペン3と振動センサ6aとの間の距離
を算出することができる。
The signal indicated by 42 in the figure is the vibration sensor 6a.
Shows the signal waveform detected by. Since the vibration used here is a plate wave, the relationship between the envelope 43 and the phase 42 of the detected waveform with respect to the transmission distance in the vibration transmission plate 8 changes according to the transmission distance during the vibration transmission. . Here, the group velocity, which is the traveling velocity of the envelope 43, is Vg,
In addition, the phase speed, which is the speed at which the phase 42 advances, is Vp.
If the group velocity Vg and the phase velocity Vp are known, the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a can be calculated from the vibration transmission time.

【0023】この振動ペン3と振動センサ6aとの間の
距離の算出処理は次のようにして行われる。まず、エン
ベロープ43にのみ着目するとその速度はVgであり、
ある特定の波形上の点、例えばエンベローブ43の2回
微分波形である信号44の最初のゼロクロス点をエンベ
ロープ43の変曲点として検出すると、振動ペン3と振
動センサ6aとの間の距離dは、その振動伝達時間をt
g’として、 d=Vg・tg ……(1) で与えられる(式中のtgは、回路等の遅延時間をt
g’から引いた値)。この式は振動センサ6aに関する
ものであるが、同じ式により他の3つの振動センサ6b
〜6dと振動ペン3との距離も同様にして表すことがで
きる。
The calculation process of the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a is performed as follows. First, focusing only on the envelope 43, its speed is Vg,
When a point on a certain specific waveform, for example, the first zero-cross point of the signal 44 which is the second differential waveform of the envelope 43 is detected as the inflection point of the envelope 43, the distance d between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a is , Its vibration transmission time is t
g ′ is given by d = Vg · tg (1) (where tg is the delay time of the circuit or the like).
value subtracted from g '). This equation relates to the vibration sensor 6a, but the other three vibration sensors 6b
The distance between ~ 6d and the vibrating pen 3 can be similarly expressed.

【0024】さらに、より高精細な座標位置を決定する
ために、位相信号の検出に基づく処理を行う。位相波形
信号42の特定の検出点、例えば振動印加から、ある所
定の信号レベル431後のゼロクロス点までの時間をt
p’47(レベル431を越えた時間より所定幅のゲー
ト信号46を生成し、位相信号42と比較することで得
る)とすれば、振動センサ6と振動ペンとの距離は、 d=n・λp+Vp・tp ……(2) となる(式中のtpは、回路等の遅延時間をtp’から
引いた値)。ここで、λpは弾性波の波長、nは整数で
ある。
Further, in order to determine a finer coordinate position, processing based on the detection of the phase signal is performed. A time from a specific detection point of the phase waveform signal 42, for example, vibration application to a zero cross point after a certain predetermined signal level 431 is t.
If p'47 (obtained by generating the gate signal 46 of a predetermined width from the time exceeding the level 431 and comparing with the phase signal 42), the distance between the vibration sensor 6 and the vibration pen is d = n. λp + Vp · tp (2) (where tp is the value obtained by subtracting the delay time of the circuit or the like from tp ′). Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and n is an integer.

【0025】前記(1)式と(2)式から上記の整数n
は、 n=int[(Vg・tg−Vp・tp)/λp+1/N] ……(3) と表される。
From the above equations (1) and (2), the above integer n
Is expressed as n = int [(Vg · tg−Vp · tp) / λp + 1 / N] (3).

【0026】ここで、Nは“0”以外の適当な実数値を
用いる。例えばN=2.0とすれば±1/2波長以内の
誤差を持ったtgやtpの検出値が得られても、正しく
(2)式のn値を決定することができる。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
と振動センサ6aとの間の距離を精度良く測定すること
ができる。
Here, N is an appropriate real value other than "0". For example, if N = 2.0, the n value of the equation (2) can be correctly determined even if the detected values of tg and tp having an error within ± 1/2 wavelength are obtained. By substituting N obtained as described above into the equation (2), the vibration pen 3
The distance between the vibration sensor 6a and the vibration sensor 6a can be accurately measured.

【0027】上述した2つの振動伝達時間tg’及びt
p’の測定のため、信号45及び47を生成する信号波
形検出回路9は、図9に示すように構成されている。
The above-mentioned two vibration transmission times tg 'and t
The signal waveform detection circuit 9 for generating the signals 45 and 47 for measuring p ′ is configured as shown in FIG.

【0028】図9は、従来の座標入力装置の信号波形検
出回路9の構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the signal waveform detection circuit 9 of the conventional coordinate input device.

【0029】同図において、振動センサ6aの出力信号
は、帯域通過フィルタ511により検出信号の余分な周
波数成分が除かれ、例えば絶対回路及び低域通過フィル
タ等により構成されるエンべロープ検出回路52に入力
され、検出信号のエンベローブのみが取り出される。エ
ンベローブ変曲点のタイミングは、エンベローブ変曲点
検出回路53によって検出される。
In the figure, the output signal of the vibration sensor 6a has an extra frequency component of the detection signal removed by a band pass filter 511, and an envelope detection circuit 52 composed of, for example, an absolute circuit and a low pass filter. Is input to, and only the envelope of the detection signal is extracted. The timing of the envelope inflection point is detected by the envelope inflection point detection circuit 53.

【0030】ピーク検出回路は、モノマルチバイブレー
タ等から構成されたtg信号検出回路54によって所定
波形のエンべローブ遅延時間検出信号である信号tg’
(図8の信号45)が形成され、演算制御回路1に入力
される。
The peak detection circuit is a signal tg 'which is an envelope delay time detection signal of a predetermined waveform by a tg signal detection circuit 54 composed of a mono multivibrator or the like.
(Signal 45 in FIG. 8) is formed and input to the arithmetic control circuit 1.

【0031】一方、55は信号検出回路であり、エンべ
ローブ検出回路52で検出されたエンべローブ信号43
中の所定レベルの閾値信号431を越える部分のパルス
信号を形成する。56は単安定マルチバイブレータであ
り、パルス信号の最初の立ち上がりでトリガされた所定
時間幅のゲート信号46を開く。57はtpコンバータ
であり、ゲート信号46の開いている間の位相信号42
の最初の立上がりのゼロクロス点を検出し、位相遅延時
間信号tp’47が演算制御回路1に供給されることに
なる。なお、以上説明した回路は振動センサ6aに対す
るものであり、他の振動センサ6b〜6dにも同じ回路
が設けられている。
On the other hand, reference numeral 55 is a signal detection circuit, and the envelope signal 43 detected by the envelope detection circuit 52.
The pulse signal of the portion exceeding the threshold signal 431 of the predetermined level is formed. 56 is a monostable multivibrator, which opens the gate signal 46 of a predetermined time width triggered by the first rising edge of the pulse signal. Reference numeral 57 denotes a tp converter, which is a phase signal 42 while the gate signal 46 is open.
The first rising zero-cross point is detected, and the phase delay time signal tp′47 is supplied to the arithmetic control circuit 1. The circuit described above is for the vibration sensor 6a, and the same circuit is provided for the other vibration sensors 6b to 6d.

【0032】次に回路遅延時間補正処理の説明を行う。Next, the circuit delay time correction processing will be described.

【0033】実際に信号波形検出回路9により計時され
るのは、振動ペン3内部や回路での遅延時間分のオフセ
ットを含んだtg’,tp’であるが、(2)式や
(3)式に代入する際に、そのオフセット分を差し引い
てtg、tpに直しておく必要がある。
What is actually measured by the signal waveform detection circuit 9 is tg 'and tp' which include the offset for the delay time in the vibrating pen 3 or in the circuit, but the equations (2) and (3) are used. When substituting into the equation, it is necessary to subtract the offset amount and restore it to tg and tp.

【0034】前記ラッチ回路34a〜34dによってラ
ッチされた振動伝達時間は、回路遅延時間et及び位相
オフセット時間toffを含んでいる。これらにより生
ずる誤差は、振動ペン3から振動伝達板8、振動センサ
6a〜6dへと行われる振動伝達の際に必ず同じ量が含
まれる。
The vibration transmission time latched by the latch circuits 34a to 34d includes the circuit delay time et and the phase offset time toff. The error caused by these is always included in the same amount when the vibration is transmitted from the vibration pen 3 to the vibration transmission plate 8 and the vibration sensors 6a to 6d.

【0035】そこで、例えば図10の原点Oの位置か
ら、例えば振動センサ6aまでの距離をR1(=X/
2)とし、原点Oにて振動ペン3で入力を行い実測され
た原点Oからセンサ6aまでの実測の振動伝達時間をt
gz’,tpz’、また原点Oからセンサ6aまでの真
の伝達時間をtgz’,tpz’とすれば、これらは回
路遅延時間et及び位相オフセットtoffに関して、 tgz’=tgx + et ……(4) tpz’=tpz + et + toff ……(5) の関係がある。
Therefore, for example, the distance from the position of the origin O in FIG. 10 to the vibration sensor 6a is R1 (= X /
2) and the measured vibration transmission time from the origin O to the sensor 6a measured by inputting with the vibration pen 3 at the origin O is t.
If gz ', tpz' and the true transmission time from the origin O to the sensor 6a are tgz ', tpz', these are tgz '= tgx + et (4) with respect to the circuit delay time et and the phase offset toff. ) Tpz '= tpz + et + toff ... (5).

【0036】一方、任意の入力点Pでの実測値tg’,
tp’は同様に、 tg’=tg + et ……(6) tp’=tp + et + toff ……(7) となる。この(4),(6)式、及び(5),(7)式
の両者の差を求めると、 tg’−tgz’=(tg + et)-(tgz + et)=tg - tgz ……(8 ) tp’−tpz’=(tp’+ et + toff)-(tpz + et + toff)=tp-tpz ……( 9) となり、各伝達時間に含まれる回路遅延時間et及び位
相オフセットtoffが除去され、原点Oの位置から入
力点Pの間のセンサ6a位置を起点とする距離に応じた
真の伝達遅延時間の差を求めることができ、前記
(2),(3)式を用いればその距離差を求めることが
できる。
On the other hand, the measured value tg 'at an arbitrary input point P,
Similarly, tp ′ is tg ′ = tg + et (6) tp ′ = tp + et + toff (7). When the difference between the equations (4) and (6) and the equations (5) and (7) is obtained, tg'-tgz '= (tg + et)-(tgz + et) = tg-tgz. (8) tp'-tpz '= (tp' + et + toff)-(tpz + et + toff) = tp-tpz (9), which is the circuit delay time et and the phase offset toff included in each transmission time. Is eliminated, the true difference in transmission delay time according to the distance from the position of the origin O to the input point P with the position of the sensor 6a as the starting point can be obtained, and the equations (2) and (3) are used. For example, the distance difference can be obtained.

【0037】振動センサ6aから原点Oまでの距離は、
あらかじめ不揮発性メモリ等に記憶してあり既知である
ので、振動ペン3と振動センサ6a間の距離を決定する
ことができる。他のセンサ6b〜6dについても同様に
求めることができる。
The distance from the vibration sensor 6a to the origin O is
The distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6a can be determined because it is stored in advance in a non-volatile memory or the like and is known. The other sensors 6b to 6d can be similarly obtained.

【0038】上記、原点Oにおける実測値tgz’及び
tpz’は、工場での組み立て時、あるいは出荷時に不
揮発性メモリに記憶され、前記(2),(3)式の計算
の前に前記(8),(9)式が実行され精度の高い測定
ができる。
The measured values tgz 'and tpz' at the origin O are stored in the non-volatile memory at the time of assembling at the factory or at the time of shipment, and are stored in the above (8) before calculation of the equations (2) and (3). ) And (9) are executed, and highly accurate measurement can be performed.

【0039】次に、実際の振動ペン3による振動伝達板
8上の座標位置検出の原理を説明する。
Next, the principle of detecting the coordinate position on the vibration transmission plate 8 by the actual vibration pen 3 will be described.

【0040】今、振動伝達板8上の4辺の中点近傍に4
つの振動センサ6a〜6dを符号S1〜S4の位置に設
けると、先に説明した原理に基づいて、振動ペン3の位
置Pから各々の振動センサ6a〜6dの位置までの直線
距離da〜ddを求めることができる。
Now, in the vicinity of the midpoint of four sides on the vibration transmission plate 8, 4
When the two vibration sensors 6a to 6d are provided at the positions S1 to S4, the linear distances da to dd from the position P of the vibrating pen 3 to the positions of the respective vibration sensors 6a to 6d are calculated based on the principle described above. You can ask.

【0041】さらに、演算制御回路1でこの直線距離d
a〜ddに基づき、振動ペン3の位置Pの座標(x,
y)の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。
Further, in the arithmetic control circuit 1, this linear distance d
Based on a to dd, the coordinates (x,
It can be obtained as in the following equation from the Pythagorean theorem of y).

【0042】 x=(da+db)・(da−db)/2X ……(10) y=(dc+dd)・(dc−dd)/2X ……(11) ここで、X、Yはそれぞれ振動センサ6a,6b間の距
離、振動センサ6c,6d間の距離である。
X = (da + db) · (da−db) / 2X (10) y = (dc + dd) · (dc−dd) / 2X (11) where X and Y are vibration sensors 6a, respectively. , 6b, and the distance between the vibration sensors 6c, 6d.

【0043】また、上記(2),(3)式において、距
離算出を行うためには、群速度、位相速度、及び波長に
相応するVg,Vp、及びλp(=Vp/f)の値をあ
らかじめ設定しておく必要がある。従来では、例えば特
願平5−302890に開示するように、検出した振動
の複数のtpより上記fを算出し、振動伝達板8の板厚
より位相速度に相応するVpを算出し、振動伝達板8の
板厚より群速度に相応するVgを算出し、上記fとVp
よりλpを設定している。そして、Vg,Vp及びλp
(=Vp/f)は不揮発性メモリ等に記憶されているも
のである。
Further, in the equations (2) and (3), in order to calculate the distance, the values of Vg, Vp, and λp (= Vp / f) corresponding to the group velocity, the phase velocity, and the wavelength are calculated. It is necessary to set it in advance. Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application No. 5-302890, the above f is calculated from a plurality of tp of detected vibrations, and Vp corresponding to the phase velocity is calculated from the thickness of the vibration transmission plate 8 to transmit the vibration. Vg corresponding to the group velocity is calculated from the plate thickness of the plate 8 and the above f and Vp are calculated.
Therefore, λp is set. And Vg, Vp and λp
(= Vp / f) is stored in a non-volatile memory or the like.

【0044】以上のようにして振動ペン3の位置座標を
リアルタイムで検出することができる。
As described above, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in real time.

【0045】[0045]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の座標入力装置では、前記(3)式においてn値が誤
って算出されると、距離誤差で1波長分以上に相当する
数mm以上の誤差が発生するという問題があった。
However, in the above-mentioned conventional coordinate input device, when the n value is erroneously calculated in the equation (3), a distance error of several mm or more, which corresponds to one wavelength or more, is generated. There was a problem that occurs.

【0046】以下、n値の誤検出(以下、n飛びと記
す)について詳説する。n飛びの原因は、検出信号の伝
達距離に伴う波形変形、板端面からの反射波の重畳によ
る波形変形、振動ペン3の傾きあるいは筆圧による波形
変形、使用時の環境(温度、湿度)による回路遅延時間
et、位相オフセットtoffの変化、及びVg,V
p,λpの設定ズレが挙げられる。特に、検出信号の伝
達距離に伴う波形変形は大きな原因のひとつである。
The erroneous detection of the n value (hereinafter referred to as n skips) will be described in detail below. The cause of n jump is due to the waveform deformation due to the transmission distance of the detection signal, the waveform deformation due to the superposition of the reflected wave from the plate end surface, the waveform deformation due to the inclination of the vibrating pen 3 or the writing pressure, and the environment (temperature, humidity) during use. Circuit delay time et, change in phase offset toff, and Vg, V
Examples of this include setting deviations of p and λp. In particular, waveform deformation associated with the transmission distance of the detection signal is one of the major causes.

【0047】図11(a)に振動センサの検出信号のス
ペアナで分析した周波数特性を示す。振動ペン3への駆
動信号41の繰り返しパルス周波数を500kHzとし
た時であり、振動ペン3の固有振動周波数の1つが50
0kHzであるため、図示の通り周波数ピークは500
kHzとなる。しかし、500kHz近傍に複数のピー
クも併せて存在し、単一周波数の振動が伝播していると
は言い難い。
FIG. 11A shows the frequency characteristic of the detection signal of the vibration sensor analyzed by the spectrum analyzer. When the repetition pulse frequency of the drive signal 41 to the vibration pen 3 is set to 500 kHz, one of the natural vibration frequencies of the vibration pen 3 is 50 kHz.
Since it is 0 kHz, the frequency peak is 500 as shown.
It becomes kHz. However, it is difficult to say that vibrations of a single frequency are propagated because a plurality of peaks also exist near 500 kHz.

【0048】先にも述べたが、超音波方式の座標入力装
置で使用する振動は板波であり、かつ図5の構成で振動
センサ6a〜6dで検出するものは、板波の中のLam
b波のAoモードの振動である。板波は、伝播する振動
伝達板8の板厚と振動自体の周波数に応じて伝播スピー
ドが異なる。
As described above, the vibration used in the ultrasonic coordinate input device is a plate wave, and the one detected by the vibration sensors 6a to 6d in the configuration of FIG. 5 is Lam in the plate wave.
This is the vibration of b wave in Ao mode. The propagation speed of the plate wave varies depending on the plate thickness of the propagating vibration transmitting plate 8 and the frequency of the vibration itself.

【0049】図11(b)に板波の伝播速度と周波数×
板厚との関係を示す。図でガラスの板厚が1.2mmで
一定であるとすると、振動の周波数が500〜600k
Hzに変化すると位相伝播速度Vpが120m/s程
度、群伝播速度Vgが90m/s程度変化することが判
る。図11(a)のような複数の周波数成分の振動が、
図11(b)のようなスピードで伝播すると波形変形が
発生する。
FIG. 11B shows the propagation velocity and frequency of the plate wave.
The relationship with the plate thickness is shown. Assuming that the glass plate thickness is 1.2 mm and is constant in the figure, the vibration frequency is 500 to 600 k.
It is understood that the phase propagation velocity Vp changes by about 120 m / s and the group propagation velocity Vg changes by about 90 m / s when changing to Hz. Vibration of a plurality of frequency components as shown in FIG.
Waveform deformation occurs when propagating at a speed as shown in FIG.

【0050】図12に、振動ペン=振動センサ間距離L
を変化させたときの前置増幅回路51の出力波形(振動
センサの検出信号波形)を示す。近距離と遠距離で明ら
かに信号波形が異なっている。図11(b)で説明した
周波数によって伝播速度が異なるため、振動が伝播する
につれ、速度の速い高周波数成分が波形前方に広がり、
遅い成分が後方に広がる。すなわち、遠距離で検出波形
が時間軸上で広がっていくことになる。実際にピーク位
置を特定点として群遅延時間tgを検出すれば、ピーク
位置は中心周波数成分の500kHzの振動の群速度に
従って距離に比例して動くので、線形なtgが得られ
る。
FIG. 12 shows the vibration pen = distance L between vibration sensors.
The output waveform (the detection signal waveform of the vibration sensor) of the preamplification circuit 51 when V is changed is shown. The signal waveforms are clearly different between near and far. Since the propagation velocity differs depending on the frequency described in FIG. 11B, as the vibration propagates, the high-frequency component with a high velocity spreads forward of the waveform,
The slow component spreads backwards. That is, the detected waveform spreads on the time axis at a long distance. If the group delay time tg is actually detected with the peak position as the specific point, the peak position moves in proportion to the distance according to the group velocity of the vibration of the center frequency component of 500 kHz, so that a linear tg is obtained.

【0051】しかし、反射の影響を受けにくい波形の前
方を特定点としてtgを検出するのが望ましいために
(装置の小型化が可能となる)、従来技術のようにエン
べローブの変曲点を検出する場合には線形なtgが得ら
れない。
However, since it is desirable to detect tg with the front of the waveform, which is less susceptible to the influence of reflection, as the specific point (which makes it possible to reduce the size of the device), the inflection point of the envelope as in the prior art. If t is detected, a linear tg cannot be obtained.

【0052】図13に、振動伝達距離(振動ペン=振動
センサ間距離)と検出されるtgとtpの値をプロット
した図を示す。tpは、階段状の不連続な平行で且つ等
間隔な直線群として、tgは図のように湾曲した曲線と
して得られる。図は説明を簡単にするために、ペン−セ
ンサ間距離を原点Oから遠距離のみに省略している。ま
た、tgの側の漸近線はエンべローブのピーク位置の速
度に平行な直線であり、原点Oにてtgに接するように
描いている。
FIG. 13 shows a plot of vibration transmission distance (vibration pen = distance between vibration sensors) and detected values of tg and tp. tp is obtained as a stepwise discontinuous group of parallel straight lines at equal intervals, and tg is obtained as a curved curve as shown in the figure. In the figure, the pen-sensor distance is omitted from the origin O only for the sake of simplicity. The asymptote on the tg side is a straight line parallel to the velocity at the peak position of the envelope, and is drawn so as to contact tg at the origin O.

【0053】前述の変曲点検出をしており、かつ、波形
変形の仕方が線形でない(図12のΔtが距離に比例し
てない)ためtgが直線とならず、振動伝達距離が小さ
い場合には群速度が遅く、振動伝達距離が大きい場合に
は群速度が速くなるように観測される。この原因は、図
11のような単一でない周波数成分の振動が振動伝達板
8を伝播していくためと考えられる。
When the inflection point is detected and the waveform deformation is not linear (Δt in FIG. 12 is not proportional to the distance), tg does not become a straight line and the vibration transmission distance is small. It is observed that the group velocity is slow, and the group velocity becomes fast when the vibration transmission distance is large. It is considered that this is because vibrations of non-single frequency components as shown in FIG. 11 propagate through the vibration transmission plate 8.

【0054】図12のようなtg,tpより、前述の
(3)式よりn値を求め、次式の通り整数化(int処
理)する前との差をΔNとして求めた値を図14に示
す。
FIG. 14 shows the value obtained by calculating the n value from the above equation (3) from tg and tp as shown in FIG. 12, and the difference between the value before being converted into an integer (int processing) as the following equation is ΔN. Show.

【0055】 ΔN=(Vg・tg−Vp・tp)/λp −int[(Vg・tg−Vp・tp)/λp+1/2]……(12) 図14では、振動ペン=振動センサ間距離が125mm
の地点を図10の原点として、前述の回路遅延時間補正
処理におけるtoffを求め差し引くことで、原点Oで
ΔNがゼロとなっている。また、式中のVgは前記遅い
群速度と速い群速度の略中間の値に設定されている。
ΔN = (Vg · tg−Vp · tp) / λp−int [(Vg · tg−Vp · tp) / λp + 1/2] (12) In FIG. 14, the distance between the vibrating pen and the vibration sensor is 125 mm
10 is set as the origin in FIG. 10, and the toff in the circuit delay time correction process is calculated and subtracted, so that ΔN is zero at the origin O. Further, Vg in the equation is set to a value approximately midway between the slow group velocity and the fast group velocity.

【0056】図14で明らかなように、群遅延時間tg
の非線形性の影響が近距離と遠距離でΔNがマイナス側
に振る結果となって現れる。上記に加え、前述した反射
波の重畳による波形変形、振動ペン3の傾きあるいは筆
圧による波形変形、使用時の環境(温度、湿度)による
回路遅延時間et、位相オフセットtoffの変化、及
びVg,Vp,λpの設定ズレが加わると、n飛びが発
生するものである。特に、図10の原点Oでtoffを
求める構成であるため、伝達距離中間距離付近(百数十
mm)では、伝達距離に伴う波形変形によるΔNはゼロ
に近いが、近距離及び遠距離でn飛びの発生確率が高く
なるものである。
As is apparent from FIG. 14, the group delay time tg
The influence of the non-linearity of Δ appears as a result of ΔN swinging to the negative side at a short distance and a long distance. In addition to the above, the waveform deformation due to the superposition of the reflected waves described above, the waveform deformation due to the inclination or the writing pressure of the vibrating pen 3, the circuit delay time et due to the environment (temperature, humidity) during use, the change in the phase offset toff, and Vg, When the setting deviations of Vp and λp are added, n jumps occur. Particularly, since the configuration is such that toff is obtained at the origin O in FIG. 10, near the middle of the transmission distance (hundreds of tens of millimeters), ΔN due to the waveform deformation accompanying the transmission distance is close to zero. The probability of occurrence of jumps is high.

【0057】以上説明したように、従来の超音波方式の
座標入力装置では、n飛びという数mmオーダーの座標
誤検出が発生するという問題があった。
As described above, the conventional ultrasonic type coordinate input device has a problem that erroneous detection of coordinates on the order of several millimeters of n jumps occurs.

【0058】本発明は上記従来の問題点に鑑み、n飛び
のない安定かつ高精度な座標入力装置、及び座標入力方
法を提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned conventional problems, it is an object of the present invention to provide a stable and highly accurate coordinate input device and a coordinate input method without n jumps.

【0059】[0059]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第1の発明である座標入力装置は、振動を入力するた
めの振動入力手段と、該振動入力手段の接触により入力
された振動を伝播する振動伝達部材と、該振動伝達部材
に設けられ、前記振動入力手段により入力された振動を
検出する振動検出手段と、該振動検出手段により検出さ
れた振動によって形成される、群速度に基づく信号の伝
播遅延時間を導出する第1の導出手段と、前記振動検出
手段により検出された振動によって形成される、位相速
度に基づく信号の伝播遅延時間を導出する第2の導出手
段と、前記第1の導出手段によって導出された伝播遅延
時間と前記第2の導出手段によって導出された伝播遅延
時間とに基づき、基準となる位相に対する位相差を導出
する第3の導出手段と、前記第2の導出手段によって導
出された伝播遅延時間と前記第3の導出手段とによって
導出された位相差に基づいて、前記振動伝達部材の振動
入力点と前記振動検出手段との間の距離を導出する距離
導出手段と、前記距離導出手段により導出された距離に
基づいて、前記振動入力点の座標を導出する座標導出手
段とを有する座標入力装置において、前記第3の導出手
段にて基準となる位相に対する位相差を導出するために
用いる群速度に相応する定数として複数の値を記憶する
定数記憶手段と、前記第1の導出手段あるいは前記第2
の導出手段の導出結果に基づき、前記定数記憶手段中の
群速度に相応する複数の値から1つの値を選択する群速
度選択手段とを設け、前記第3の導出手段は、前記群速
度選択手段により選択された群速度に相応する値を用
い、基準となる位相に対する位相差を導出する構成とし
たものである。
To achieve the above object, a coordinate input device according to a first aspect of the present invention provides a vibration input means for inputting a vibration and a vibration input by the contact of the vibration input means. A vibration transmitting member that propagates, a vibration detecting unit that is provided on the vibration transmitting member and detects the vibration input by the vibration input unit, and a group velocity formed by the vibration detected by the vibration detecting unit. First deriving means for deriving a signal propagation delay time; second deriving means for deriving a signal propagation delay time based on a phase velocity formed by the vibration detected by the vibration detecting means; A third deriving means for deriving a phase difference with respect to a reference phase based on the propagation delay time derived by the first deriving means and the propagation delay time derived by the second deriving means. And between the vibration input point of the vibration transmitting member and the vibration detecting means based on the propagation delay time derived by the second deriving means and the phase difference derived by the third deriving means. In a coordinate input device having distance deriving means for deriving a distance and coordinate deriving means for deriving the coordinates of the vibration input point based on the distance derived by the distance deriving means, the third deriving means Constant storage means for storing a plurality of values as constants corresponding to the group velocity used for deriving a phase difference with respect to a reference phase, and the first derivation means or the second
Group velocity selection means for selecting one value from a plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means based on the derivation result of the group velocity selection means, and the third derivation means selects the group velocity selection means. By using a value corresponding to the group velocity selected by the means, the phase difference with respect to the reference phase is derived.

【0060】上記第1の発明において、前記振動伝達部
材の所定点からの、群速度及び位相速度に基づく信号の
伝播遅延時間を補正値として記憶する補正値記憶手段を
設け、前記第3の導出手段は、前記第1及び第2の導出
手段によりそれそれ導出された前記伝播遅延時間と前記
補正値記憶手段に記憶された補正値との差分に基づき、
前記位相差を導出する構成にすると共に、前記距離導出
手段は、該第3の導出手段で導出された位相差と前記第
2の導出手段によって導出された伝播遅延時間とに基づ
いて、前記振動入力点と前記振動検出手段との間の距離
を導出する構成にし、さらに、前記群速度選択手段は、
前記第1の導出手段により導出された前記伝播遅延時間
と前記補正値記憶手段に記憶された前記伝播遅延時間と
の比較結果に基づき、前記定数記憶手段中の前記群速度
に相応する複数の値から1つの値を選択する構成にした
ものである。
In the first invention, correction value storage means for storing a propagation delay time of a signal based on the group velocity and the phase velocity from a predetermined point of the vibration transmitting member as a correction value is provided, and the third derivation is provided. The means is based on a difference between the propagation delay time derived by the first and second derivation means and the correction value stored in the correction value storage means.
The distance deriving unit is configured to derive the phase difference, and the vibration is based on the phase difference derived by the third deriving unit and the propagation delay time derived by the second deriving unit. In a configuration for deriving a distance between the input point and the vibration detection means, further, the group velocity selection means,
A plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means, based on a comparison result of the propagation delay time derived by the first derivation means and the propagation delay time stored in the correction value storage means. It is configured to select one value from.

【0061】上記目的を達成するために第2の発明の座
標入力方法は、振動入力手段の接触による振動を伝播す
る振動伝達部材に設けられた振動検出手段を用いて、前
記振動入力手段により入力された振動を検出する振動検
出処理と、該振動検出処理により検出された振動によっ
て形成される、群速度に基づく信号の伝播遅延時間を導
出する第1の導出処理と、前記振動検出処理により検出
された振動によって形成される、位相速度に基づく信号
の伝播遅延時間を導出する第2の導出処理と、前記第1
の導出処理によって導出された伝播遅延時間と前記第2
の導出処理によって導出された伝播遅延時間とに基づ
き、基準となる位相に対する位相差を導出する第3の導
出処理と、前記第2の導出処理によって導出された伝播
遅延時間と前記第3の導出処理とによって導出された位
相差に基づいて、前記振動伝達部材の振動入力点と前記
振動検出手段間の距離を算出する距離導出処理と、前記
距離導出処理により導出された距離に基づいて、前記振
動入力点の座標を導出する座標導出処理とを有する座標
入力方法において、前記第3の導出処理にて基準となる
位相に対する位相差を導出するために用いる群速度に相
応する定数として、複数の値を記憶する定数記憶手段を
設けておき、前記第1の導出処理あるいは前記第2の導
出処理の導出結果に基づき、前記定数記憶手段中の群速
度に相応する複数の値から1つの値を選択する群速度選
択処理を行った後、前記第3の導出処理として、前記群
速度選択処理で選択された群速度に相応する値を用い、
基準となる位相に対する位相差を導出するようにしたも
のである。
In order to achieve the above object, the coordinate inputting method of the second invention uses the vibration detecting means provided in the vibration transmitting member for propagating the vibration caused by the contact of the vibration inputting means, and inputs the vibration by the vibration inputting means. Vibration detection processing for detecting the generated vibration, first derivation processing for deriving the propagation delay time of the signal based on the group velocity, which is formed by the vibration detected by the vibration detection processing, and detection by the vibration detection processing A second derivation process for deriving a propagation delay time of a signal based on a phase velocity formed by the generated vibration, and the first derivation process.
Of the propagation delay time derived by the derivation process of
The third derivation process for deriving a phase difference with respect to a reference phase, and the propagation delay time derived by the second derivation process and the third derivation based on the propagation delay time derived by the derivation process Based on the phase difference derived by the process, a distance derivation process for calculating the distance between the vibration input point of the vibration transmission member and the vibration detection means, and based on the distance derived by the distance derivation process, In a coordinate input method including a coordinate derivation process for deriving the coordinates of the vibration input point, a plurality of constants corresponding to the group velocity used for deriving the phase difference with respect to the reference phase in the third derivation process are used. A constant storage means for storing a value is provided, and based on the derivation result of the first derivation processing or the second derivation processing, a plurality of groups corresponding to the group velocities in the constant storage means are provided. After group velocity selection process of selecting one value from, as the third calculation process, using the value corresponding to the group velocity selected in the group velocity selection process,
The phase difference with respect to the reference phase is derived.

【0062】上記第2の発明において、前記振動伝達部
材の所定点からの、群速度及び位相速度に基づく信号の
伝播遅延時間を補正値として記憶する補正値記憶手段を
設け、前記第3の導出処理は、前記第1及び第2の導出
処理によりそれそれ導出された前記伝播遅延時間と前記
補正値記憶手段に記憶された補正値との差分に基づき前
記位相差を導出し、前記距離導出処理は、該第3の導出
処理で導出された位相差と前記第2の導出処理によって
導出された伝播遅延時間とに基づいて、前記振動入力点
と前記振動検出手段との間の距離を導出し、さらに、前
記群速度選択処理は、第1の導出処理により導出された
前記伝播遅延時間と前記補正値記憶手段に記憶された前
記伝播遅延時間との比較結果に基づき、前記定数記憶手
段中の前記群速度に相応する複数の値から1つの値を選
択するようにしたものである。
In the second invention, correction value storage means for storing a propagation delay time of a signal based on the group velocity and the phase velocity from a predetermined point of the vibration transmitting member as a correction value is provided, and the third derivation is provided. The process derives the phase difference based on the difference between the propagation delay time derived by the first and second derivation processes and the correction value stored in the correction value storage means, and the distance derivation process. Derives the distance between the vibration input point and the vibration detection means based on the phase difference derived in the third derivation process and the propagation delay time derived in the second derivation process. Further, the group velocity selection processing is performed in the constant storage means based on a comparison result of the propagation delay time derived by the first derivation processing and the propagation delay time stored in the correction value storage means. The group velocity It is obtained by a plurality of values corresponding to select a single value.

【0063】[0063]

【作用】上記構成により第1の発明である座標入力装置
によれば、群速度選択手段は、第1の導出手段あるいは
第2の導出手段の導出結果に基づき、定数記憶手段中の
群速度に相応する複数の値から1つの値を選択し、この
群速度選択手段により選択された群速度に相応する値を
用い、基準となる位相に対する位相差を導出する。これ
により、振動入力点の概略位置に基づき、n算出におい
て用いる群速度に相応する値を選択、使用することがで
き、振動検出手段の検出信号の伝達距離に伴う波形変形
によるn値算出の誤差(Δn)を小さく抑えることがで
きる。
According to the coordinate input device of the first aspect of the invention, the group velocity selecting means determines the group velocity in the constant storing means based on the derivation result of the first deriving means or the second deriving means. One value is selected from a plurality of corresponding values, and the value corresponding to the group velocity selected by the group velocity selecting means is used to derive the phase difference with respect to the reference phase. As a result, a value corresponding to the group velocity used in n calculation can be selected and used based on the approximate position of the vibration input point, and an error in n value calculation due to waveform deformation associated with the transmission distance of the detection signal of the vibration detection means. (Δn) can be suppressed small.

【0064】また、上記第1の発明において、第3の導
出手段は、第1及び第2の導出手段によりそれそれ導出
された群速度及び位相速度に基づく信号の伝播遅延時間
と補正値記憶手段に記憶された補正値との差分に基づき
位相差を導出し、距離導出手段は、該第3の導出手段で
導出された位相差と第2の導出手段によって導出された
伝播遅延時間とに基づいて、振動入力点と振動検出手段
との間の距離を導出し、さらに、群速度選択手段は、第
1の導出手段により導出された伝播遅延時間と補正値記
憶手段に記憶された伝播遅延時間との比較結果に基づ
き、定数記憶手段中の群速度に相応する複数の値から1
つの値を選択することにより、極めて簡単な処理により
振動入力点の概略座標を求めることができ、振動検出手
段の検出信号の伝達距離に伴う波形変形によるn値算出
の誤差を小さく抑えることができる。
In the first aspect of the invention, the third derivation means is a signal propagation delay time and correction value storage means based on the group velocity and the phase velocity derived by the first and second derivation means. The phase difference is derived on the basis of the difference from the correction value stored in, and the distance deriving means is based on the phase difference derived by the third deriving means and the propagation delay time derived by the second deriving means. Then, the distance between the vibration input point and the vibration detecting means is derived, and the group velocity selecting means further comprises the propagation delay time derived by the first deriving means and the propagation delay time stored in the correction value storing means. 1 from a plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means based on the result of comparison with
By selecting one of the two values, it is possible to obtain the approximate coordinates of the vibration input point by extremely simple processing, and it is possible to reduce the error in the n-value calculation due to the waveform deformation associated with the transmission distance of the detection signal of the vibration detection means. .

【0065】上記構成より第2の発明の座標入力方法に
よれば、第1の導出処理あるいは第2の導出処理の導出
結果に基づき、定数記憶手段中の群速度に相応する複数
の値から1つの値を選択する群速度選択処理を行った
後、第3の導出処理として、その選択された群速度に相
応する値を用い、基準となる位相に対する位相差を導出
するようにしたので、第1の発明と同様に、n値算出の
誤差を小さく抑えることができる。
According to the coordinate input method of the second aspect of the present invention having the above structure, one of a plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means is calculated based on the derivation result of the first derivation process or the second derivation process. After performing the group velocity selection process of selecting one value, the third derivation process uses the value corresponding to the selected group velocity to derive the phase difference with respect to the reference phase. Similar to the first aspect of the invention, it is possible to reduce the error in calculating the n value.

【0066】上記第2の発明において、第3の導出処理
は、第1及び第2の導出処理によりそれそれ導出された
伝播遅延時間と補正値記憶手段に記憶された補正値との
差分に基づき位相差を導出し、距離導出処理は、該第3
の導出処理で導出された位相差と第2の導出処理によっ
て導出された伝播遅延時間とに基づいて振動入力点と前
記振動検出手段間の距離を導出し、さらに、群速度選択
処理は、第1の導出処理により導出された伝播遅延時間
と補正値記憶手段に記憶された伝播遅延時間との比較結
果に基づき、定数記憶手段中の前記群速度に相応する複
数の値から1つの値を選択することにより、前記同様
に、極めて簡単な処理により振動入力点の概略座標を求
めることができ、n値算出の誤差を小さく抑えることが
できる。
In the second aspect of the invention, the third derivation process is based on the difference between the propagation delay time derived by the first and second derivation processes and the correction value stored in the correction value storage means. The phase difference is derived, and the distance derivation process is performed by the third
The distance between the vibration input point and the vibration detection means is derived based on the phase difference derived in the derivation process of (1) and the propagation delay time derived in the second derivation process. One value is selected from a plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means, based on the result of comparison between the propagation delay time derived by the derivation process of 1 and the propagation delay time stored in the correction value storage means. By doing so, similar to the above, it is possible to obtain the approximate coordinates of the vibration input point by an extremely simple process, and it is possible to suppress an error in n-value calculation to be small.

【0067】[0067]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0068】図1は、本発明の座標入力装置の第1実施
例に係る演算制御回路の概略構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an arithmetic control circuit according to the first embodiment of the coordinate input device of the present invention.

【0069】本実施例の座標入力装置は、図5に示す従
来装置において、演算制御回路1のマイクロコンピュー
タ31中の例えば不揮発性メモリに、基準となる位相に
対する位相差を求めるために用いる群速度に相応する定
数として複数の値を記憶する定数記憶手段31aと、振
動伝達板8の所定点からの、群速度及び位相速度に基づ
く信号の伝播遅延時間を補正値として記憶する補正値記
憶手段31bとを設け、さらにマイクロコンピュータ3
1のROMに、後述の図2に示す処理手順を記憶したも
もので、これをマイクロコンピュータ31’として図2
に示す処理手順を実行するようにしたものである。
The coordinate input device of the present embodiment is a group velocity used in the conventional device shown in FIG. 5 for obtaining a phase difference with respect to a reference phase in, for example, a nonvolatile memory in the microcomputer 31 of the arithmetic control circuit 1. Constant storage means 31a for storing a plurality of values as constants corresponding to the above, and correction value storage means 31b for storing the propagation delay time of a signal based on the group velocity and the phase velocity from a predetermined point of the vibration transmission plate 8 as a correction value. And a microcomputer 3
The ROM of FIG. 1 stores the processing procedure shown in FIG. 2 to be described later, which is referred to as a microcomputer 31 ′ in FIG.
The processing procedure shown in is executed.

【0070】すなわち、構成自体は、前述した図2に示
すように、演算制御回路1、振動子駆動回路2、振動子
4を内蔵した振動ペン3、振動センサ6a〜6d、防振
材7、信号波形検出回路9、ディスプレイ駆動回路1
0、及びディスプレイ11からなる。詳細は前述の通り
であり省略する。
That is, as shown in FIG. 2 described above, the configuration itself is such that the operation control circuit 1, the vibrator drive circuit 2, the vibrating pen 3 incorporating the vibrator 4, the vibration sensors 6a to 6d, the vibration isolator 7, Signal waveform detection circuit 9, display drive circuit 1
0 and display 11. Details are as described above and will be omitted.

【0071】以下、本実施例におけるn計算を行う際の
演算制御回路1による処理手順について、図2のフロー
チャートに基づき説明する。
The processing procedure by the arithmetic control circuit 1 when performing n calculation in this embodiment will be described below with reference to the flowchart of FIG.

【0072】まず、操作者によって振動ペン3で座標が
指示されると、振動センサ6a〜6dで振動を検出して
振動伝達遅延時間tg’とtp’を取得する(ステップ
S11)。取得された振動伝達遅延時間tg’,tp’
のうち、振動伝達遅延時間tg’と補正値記憶手段31
aに保存された原点Oでの伝達遅延時間tgz’とを比
較する(ステップS12)。
First, when the operator designates the coordinates with the vibrating pen 3, the vibration sensors 6a to 6d detect the vibration to obtain the vibration transmission delay times tg 'and tp' (step S11). Obtained vibration transmission delay time tg ', tp'
Of the vibration transmission delay time tg ′ and the correction value storage means 31
The transmission delay time tgz 'at the origin O stored in a is compared (step S12).

【0073】このステップS12の比較処理において、
tg’≦tgz’の場合は、振動入力点が原点Oよりも
振動センサに近いと、その概略位置を判断することがで
きるので、あらかじめ定数記憶手段31aに記憶されて
いる群速度に相応する2つの定数Vg1,Vg2のう
ち、値が小さいVg1を選択する。
In the comparison process of step S12,
In the case of tg '≦ tgz', if the vibration input point is closer to the vibration sensor than the origin O, the rough position of the vibration sensor can be judged. Therefore, 2 corresponding to the group velocity stored in the constant storage means 31a in advance can be used. Of the two constants Vg1 and Vg2, Vg1 having a smaller value is selected.

【0074】tg’がtgz’より大きい場合は振動入
力点が原点Oよりも振動センサに遠いと判断できるの
で、ステップS14において、あらかじめ定数記憶手段
31aに記憶されている2つの定数Vg1,Vg2のう
ち、値が大きいVg2を選択する。そして、選択された
群速度に相応する定数Vg1あるいはVg2を用い、前
述の(3)式により整数nを計算する(ステップS1
5)。その後、従来技術と同様に、前述したペン−セン
サ間距離計算及びペン座標算出を行う(ステップS1
6、ステップS17)。
If tg 'is larger than tgz', it can be determined that the vibration input point is farther from the vibration sensor than the origin O, and therefore, in step S14, the two constants Vg1 and Vg2 stored in advance in the constant storage means 31a are stored. Of these, Vg2 having a large value is selected. Then, using the constant Vg1 or Vg2 corresponding to the selected group velocity, the integer n is calculated by the above equation (3) (step S1).
5). After that, the pen-sensor distance calculation and the pen coordinate calculation described above are performed as in the conventional technique (step S1).
6, step S17).

【0075】上記ステップS15〜ステップS17にお
いて、補正値記憶手段31aに保存された原点Oでの伝
達遅延時間tgz’、tpz’に従って回路遅延時間e
t、位相オフセットtoffを削除するのは言うまでも
ない。また、上記フローが各振動センサ6a〜6dに適
用されることも言うまでもない。
In the steps S15 to S17, the circuit delay time e according to the transmission delay times tgz 'and tpz' at the origin O stored in the correction value storage means 31a.
It goes without saying that the t and the phase offset toff are deleted. It goes without saying that the above flow is applied to each of the vibration sensors 6a to 6d.

【0076】上記n計算において、従来技術のように、
振動伝達板8の板厚情報に基づきペン−センサ間距離か
ら遠距離までの代表的なVg’(Vg1とVg2の略中
間の値)を用いる場合には、図14に示すように近距離
と遠距離において、マイナス方向のΔnを生じてしま
う。これは、図13に示すように代表的なVg’(説明
簡略化のためにエンべローブピーク位置のtgの傾きを
代表的なVg’とする)を用いると、Vg’×Vg’が
L’となり実際の距離Lに対しマイナスの誤差を生ずる
ためである。
In the above n calculation, as in the prior art,
When a typical Vg '(a value approximately in the middle between Vg1 and Vg2) from the distance between the pen and the sensor to the long distance is used based on the thickness information of the vibration transmission plate 8, as shown in FIG. At a long distance, Δn in the negative direction is generated. This is because when a typical Vg ′ (the inclination of tg of the envelope peak position is a typical Vg ′ for simplification of description) is used as shown in FIG. 13, Vg ′ × Vg ′ is L. This is because a negative error occurs with respect to the actual distance L.

【0077】本実施例では、近距離ではVg’よりも遅
いVg1を、また遠距離ではVg’よりも速いVg2を
用いることにより、上記誤差を小さくすることができ、
図3に示すようにΔnを極めて小さくすることができ
る。数値的には、板厚2mmの板ガラス(ソーダ石灰ガ
ラス)を中心周波数成分500kHzの板波が伝播する
場合、代表的な群速度Vg’が3400m/sとする
と、Vg1とVg2はそれぞれVg’より20〜40m
/s程度マイナス及びプラスに設定すればよい。該設定
値は、あらかじめ実験等により求めておけばよいもので
ある。
In the present embodiment, by using Vg1 which is slower than Vg 'at a short distance and Vg2 which is faster than Vg' at a long distance, the above error can be reduced.
As shown in FIG. 3, Δn can be made extremely small. Numerically, when a plate wave having a central frequency component of 500 kHz propagates through a plate glass (soda lime glass) having a plate thickness of 2 mm, and a typical group velocity Vg ′ is 3400 m / s, Vg1 and Vg2 are each greater than Vg ′. 20-40m
/ S may be set to minus and plus. The set value may be obtained in advance by experiments or the like.

【0078】上記により、n飛びの他の原因である板端
面からの反射波の重畳による波形変形、振動ペンの傾き
あるいは筆圧による波形変形、使用時の環境(温度、湿
度)による回路遅延時間et、位相オフセットtoff
の変化、及びVg,Vp,λpの設定ズレがあっても、
n飛びの発生の確率を極めて小さく抑えることができる
ものである。
From the above, the waveform deformation due to the superposition of the reflected waves from the plate end surface, which is another cause of the n jump, the waveform deformation due to the inclination of the vibrating pen or the writing pressure, the circuit delay time due to the environment (temperature, humidity) during use et, phase offset toff
Even if there is a change in Vg, Vp, and λp,
The probability of occurrence of n jumps can be suppressed to an extremely low level.

【0079】上述のように、本実施例においては、回路
遅延時間et及び位相オフセットtoffの除去のため
に、あらかじめ測定、記憶されている原点Oでの振動伝
達遅延時間と検出された振動伝達遅延時間とを比較し
て、Vgを設定するという極めて簡単な処理を付加する
ことで、Δnを小さく抑えることができ、n飛びのない
安定かつ高精度の座標入力装置を実現することができ
る。
As described above, in the present embodiment, in order to remove the circuit delay time et and the phase offset toff, the vibration transmission delay time at the origin O, which is measured and stored in advance, and the detected vibration transmission delay. By adding a very simple process of setting Vg by comparing with time, Δn can be suppressed to a small value, and a stable and highly accurate coordinate input device without n jumps can be realized.

【0080】次に第2実施例を説明する。Next, a second embodiment will be described.

【0081】上記第1実施例では、原点Oでの振動伝達
時間tgz’と検出された振動伝達時間tg’とを比較
することにより、振動入力点の概略位置を原点Oより近
いあるいは遠いと判断したが、振動入力点の概略位置、
あるいはペン−センサ間の概略距離を算出し、該算出結
果に基づき群速度に相応するVgを選定してもよい。
In the first embodiment, by comparing the vibration transmission time tgz 'at the origin O with the detected vibration transmission time tg', it is determined that the approximate position of the vibration input point is closer or farther than the origin O. However, the approximate position of the vibration input point,
Alternatively, the approximate distance between the pen and the sensor may be calculated, and Vg corresponding to the group velocity may be selected based on the calculation result.

【0082】本実施例では、ペン−センサ間の概略距離
を算出し、該算出結果に基づきVgを選定する場合にお
けるn計算を行う際の演算制御回路1による処理手順に
ついて、図4のフローチャートに基づき説明する。座標
入力装置の構成は上記第1実施例と同じであり説明は省
略する。
In the present embodiment, the processing procedure by the arithmetic control circuit 1 at the time of calculating the approximate distance between the pen and the sensor and performing n calculation in the case of selecting Vg based on the calculation result is shown in the flowchart of FIG. It will be explained based on. The configuration of the coordinate input device is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0083】まず、操作者によって振動ペン3で座標を
指示されると、振動センサ6a〜6dで振動を検出して
振動伝達遅延時間tg’とtp’を取得する(ステップ
S21)。
First, when the operator designates the coordinates with the vibrating pen 3, the vibration sensors 6a to 6d detect the vibration to obtain the vibration transmission delay times tg 'and tp' (step S21).

【0084】次に、あらかじめ設定されたVgO(例え
ば、第1実施例の代表的なVgでよい)で、上記(1)
式より概略のペン−センサ間距離を導出する(ステップ
S22)。導出された距離に対し、あらかじめ設定され
た複数のVgより、ひとつのVgを選定する(ステップ
S23)。これは、例えば、センサ位置と有効エリアの
関係より、ペン−センサ間距離が20〜270mmの間
で変動する場合に、50mmピッチで距離に対応するV
gを5個定めたテーブルを用意しておけばよい。この場
合、ペン−センサ間距離が大きくなるに従い、Vgも大
きくなるように設定されるものである。
Next, with the preset VgO (for example, the representative Vg of the first embodiment may be used), the above (1)
The approximate pen-sensor distance is derived from the equation (step S22). With respect to the derived distance, one Vg is selected from a plurality of Vg set in advance (step S23). For example, when the distance between the pen and the sensor fluctuates between 20 and 270 mm from the relationship between the sensor position and the effective area, the V corresponds to the distance at a pitch of 50 mm.
It suffices to prepare a table in which 5 g is determined. In this case, Vg is set to increase as the pen-sensor distance increases.

【0085】そして、選択された群速度に相応するVg
を用い、(3)式により整数nを計算する(ステップS
24)。その後、従来技術と同様に、ペン−センサ間距
離計算及びペン座標算出を行う(ステップS25,ステ
ップS26)。
Vg corresponding to the selected group velocity
Is used to calculate the integer n by the equation (3) (step S
24). Then, the pen-sensor distance calculation and the pen coordinate calculation are performed as in the prior art (steps S25 and S26).

【0086】上記ステップS15〜ステップS17にお
いて、補正値記憶手段31bに保存された原点Oでの伝
達遅延時間tgz’,tpz’に従って回路遅延時間e
t、位相オフセットtoffを削除するのは言うまでも
ない。また、上記フローが各センサ6a〜6dに適用さ
れることも言うまでもない。
In steps S15 to S17, the circuit delay time e is calculated according to the transmission delay times tgz 'and tpz' at the origin O stored in the correction value storage means 31b.
It goes without saying that the t and the phase offset toff are deleted. Needless to say, the above flow is applied to each of the sensors 6a to 6d.

【0087】本実施例においても、ペン−センサ間の概
略距離を算出し、該算出結果に基づきVgを選定すると
いう簡単な処理を付加することで、Δnを小さく抑える
ことができ、n飛びのない安定かつ高精度の座標入力装
置を実現することができるものである。
Also in the present embodiment, by adding a simple process of calculating the approximate distance between the pen and the sensor and selecting Vg based on the calculation result, Δn can be suppressed to a small value, and n can be skipped. It is possible to realize a stable and highly accurate coordinate input device.

【0088】本実施例においては、ペン−センサ間の概
略距離の計算に前記(1)式を用いたが、例えば20〜
270mmの範囲を50mmピッチで分けたいずれに位
置するかが判断できればよく、(1)式の精度は全く問
題とならない。また、ペン−センサ間の概略距離の計算
を前記(2)及び(3)式を用いてもよい。この場合、
たとえn飛びをしていても1波長分(例えば、板厚2m
mの板ガラス(ソーダ石灰ガラス)を中心周波数成分5
00kHzの板波が伝播する場合に位相速度2400m
/sとすると1波長=4.8mm)の誤差であり、概略
距離の判断には全く問題とならない。
In the present embodiment, the above equation (1) was used to calculate the approximate distance between the pen and the sensor.
It suffices to be able to determine in which position the 270 mm range is divided by the 50 mm pitch, and the accuracy of equation (1) does not pose any problem. Further, the calculation of the approximate distance between the pen and the sensor may be performed by using the expressions (2) and (3). in this case,
Even if n jumps, one wavelength (for example, plate thickness 2 m
m is plate glass (soda lime glass) with center frequency component 5
Phase velocity of 2400 m when a plate wave of 00 kHz propagates
/ S is an error of 1 wavelength = 4.8 mm), and there is no problem in determining the approximate distance.

【0089】本実施例において、ペン−センサ間の概略
距離をどの程度の粗さで求めるか、言い換えればいくつ
のVgを設定しておくかは、なんら限定されるものでは
なく、いずれでもよいのは言うまでもない。
In the present embodiment, the degree of roughness to obtain the approximate distance between the pen and the sensor, in other words, how many Vg is set is not limited in any way, and any of them may be used. Needless to say.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
である座標入力装置によれば、第3の導出手段にて基準
となる位相に対する位相差を導出するために用いる群速
度に相応する定数として複数の値を記憶する定数記憶手
段と、第1の導出手段あるいは第2の導出手段の導出結
果に基づき、定数記憶手段中の群速度に相応する複数の
値から1つの値を選択する群速度選択手段とを設け、第
3の導出手段は、群速度選択手段により選択された群速
度に相応する値を用い、基準となる位相に対する位相差
を導出する構成としたので、振動入力点の概略位置に基
づき、n算出において用いる群速度に相応する値を選
択、使用することができ、振動検出手段の検出信号の伝
達距離に伴う波形変形によるn値算出の誤差(Δn)を
小さく抑え、n飛びのない安定かつ高精度の座標入力装
置を実現することが可能となる。
As described above in detail, according to the coordinate input device of the first invention, the third deriving means is suitable for the group velocity used for deriving the phase difference with respect to the reference phase. Based on the derivation result of the first derivation means or the second derivation means, one value is selected from a plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means based on the derivation result of the constant derivation means for storing a plurality of values as the constant Since the third deriving means uses a value corresponding to the group velocity selected by the group velocity selecting means to derive the phase difference with respect to the reference phase, the vibration input A value corresponding to the group velocity used in n calculation can be selected and used based on the approximate position of the point, and an error (Δn) in n value calculation due to waveform deformation accompanying the transmission distance of the detection signal of the vibration detection means can be reduced. Hold down, fly n Not stable and it is possible to realize a coordinate input apparatus of high accuracy.

【0091】上記第1の発明において、振動伝達部材の
所定点からの、群速度及び位相速度に基づく信号の伝播
遅延時間を補正値として記憶する補正値記憶手段を設
け、第3の導出手段は、第1及び第2の導出手段により
それそれ導出された群速度及び位相速度に基づく信号の
伝播遅延時間と補正値記憶手段に記憶された補正値との
差分に基づき位相差を導出する構成にすると共に、距離
導出手段は、該第3の導出手段で導出された位相差と第
2の導出手段によって導出された伝播遅延時間とに基づ
いて、振動入力点と振動検出手段との間の距離を導出す
る構成にし、さらに、群速度選択手段は、第1の導出手
段により導出された伝播遅延時間と補正値記憶手段に記
憶された伝播遅延時間との比較結果に基づき、定数記憶
手段中の前記群速度に相応する複数の値から1つの値を
選択する構成にしたので、極めて簡単な処理により振動
入力点の概略座標を求めることができ、n値算出の誤差
を小さく抑えることが可能となる。
In the first invention, the correction value storage means for storing the propagation delay time of the signal based on the group velocity and the phase velocity from the predetermined point of the vibration transmitting member as the correction value is provided, and the third derivation means is In the configuration, the phase difference is derived based on the difference between the propagation delay time of the signal based on the group velocity and the phase velocity derived by the first and second derivation means and the correction value stored in the correction value storage means. At the same time, the distance deriving means calculates the distance between the vibration input point and the vibration detecting means based on the phase difference derived by the third deriving means and the propagation delay time derived by the second deriving means. Further, the group velocity selecting means stores the constant velocity in the constant storage means based on the comparison result of the propagation delay time derived by the first deriving means and the propagation delay time stored in the correction value storage means. The group velocity Since a configuration of selecting one value from multiple values corresponding, it is possible to suppress extremely the simple process it is possible to obtain the outline coordinates of the vibration input point, reduce an error n value calculation.

【0092】第2の発明の座標入力方法によれば、第3
の導出処理にて基準となる位相に対する位相差を導出す
るために用いる群速度に相応する定数として複数の値を
記憶する定数記憶手段を設けておき、第1の導出処理あ
るいは第2の導出処理の導出結果に基づき、定数記憶手
段中の群速度に相応する複数の値から1つの値を選択す
る群速度選択処理を行った後、第3の導出処理として、
その選択された群速度に相応する値を用い、基準となる
位相に対する位相差を導出するようにしたので、第1の
発明と同様に、n値算出の誤差を小さく抑えることが可
能となる。
According to the coordinate input method of the second invention, the third method
In the first derivation process or the second derivation process, a constant storage means for storing a plurality of values as constants corresponding to the group velocity used to derive the phase difference with respect to the reference phase in the derivation process is provided. After performing a group velocity selection process of selecting one value from a plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means on the basis of the derivation result of, as the third derivation process,
Since the phase difference with respect to the reference phase is derived by using the value corresponding to the selected group velocity, it is possible to suppress the error in n value calculation to be small as in the first aspect of the invention.

【0093】上記第2の発明において、振動伝達部材の
所定点からの、群速度及び位相速度に基づく信号の伝播
遅延時間を補正値として記憶する補正値記憶手段を設
け、第3の導出処理は、第1及び第2の導出処理により
それそれ導出された伝播遅延時間と補正値記憶手段に記
憶された補正値との差分に基づき位相差を導出し、距離
導出処理は、該第3の導出処理で導出された位相差と第
2の導出処理によって導出された伝播遅延時間とに基づ
いて振動入力点と振動検出手段間の距離を導出し、さら
に、群速度選択処理は、第1の導出処理により導出され
た伝播遅延時間と補正値記憶手段に記憶された伝播遅延
時間との比較結果に基づき、定数記憶手段中の群速度に
相応する複数の値から1つの値を選択するようにしたの
で、前記同様に、極めて簡単な処理により振動入力点の
概略座標を求めることができ、n値算出の誤差を小さく
抑えることが可能となる。
In the second invention, the correction value storage means for storing the propagation delay time of the signal based on the group velocity and the phase velocity from the predetermined point of the vibration transmitting member as the correction value is provided, and the third derivation process is performed. , The phase difference is derived based on the difference between the propagation delay time derived by the first and second derivation processes and the correction value stored in the correction value storage means, and the distance derivation process performs the third derivation. The distance between the vibration input point and the vibration detecting means is derived based on the phase difference derived in the processing and the propagation delay time derived in the second derivation processing, and the group velocity selection processing is performed in the first derivation. Based on the result of comparison between the propagation delay time derived by the processing and the propagation delay time stored in the correction value storage means, one value is selected from a plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means. So, as above, Summary coordinates of the vibration input point by a simple process Te can be obtained, it is possible to minimize the error of the n values calculated.

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

【図1】本発明の座標入力装置の実施例に係る演算制御
回路の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an arithmetic control circuit according to an embodiment of a coordinate input device of the present invention.

【図2】第1実施例におけるn計算を行う際の演算制御
回路による処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure by an arithmetic control circuit when performing n calculation in the first embodiment.

【図3】第1実施例の効果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an effect of the first embodiment.

【図4】第2実施例におけるn計算を行う際の演算制御
回路による処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure by an arithmetic control circuit when performing n calculation in the second embodiment.

【図5】従来の超音波方式の座標入力装置の概略構成を
示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional ultrasonic type coordinate input device.

【図6】振動ペンの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a vibrating pen.

【図7】演算制御回路1の概略構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of an arithmetic control circuit 1.

【図8】信号処理のタイムチャートである。FIG. 8 is a time chart of signal processing.

【図9】従来の座標入力装置の信号波形検出回路9の構
成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a signal waveform detection circuit 9 of a conventional coordinate input device.

【図10】座標入力装置の座標系を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a coordinate system of a coordinate input device.

【図11】検出信号の周波数特性図及び板波の伝播速度
の周波数特性図である。
FIG. 11 is a frequency characteristic diagram of a detection signal and a frequency characteristic diagram of a propagation velocity of a plate wave.

【図12】振動伝達距離に応じた波形変形の説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram of waveform deformation according to a vibration transmission distance.

【図13】tg非線形の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of tg nonlinearity.

【図14】従来の整数化誤差を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a conventional integerization error.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 演算制御回路 2 振動子駆動回路 3 振動ペン 4 振動子 6a〜6d 振動センサ 7 防振材 8 振動伝達板 9 信号波形検出回路 10 ディスプレイ駆動回路 11 ディスプレイ 31’ マイクロコンピュータ 31a 定数記憶手段 31b 補正値記憶手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 arithmetic control circuit 2 vibrator drive circuit 3 vibrating pen 4 vibrator 6a to 6d vibration sensor 7 antivibration material 8 vibration transmission plate 9 signal waveform detection circuit 10 display drive circuit 11 display 31 'microcomputer 31a constant storage means 31b correction value Means of storage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 雄一郎 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 田中 淳 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 佐藤 肇 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Yuichiro Yoshimura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Atsushi Tanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Co., Ltd. (72) Inventor Hajime Sato 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動を入力するための振動入力手段と、
該振動入力手段の接触により入力された振動を伝播する
振動伝達部材と、該振動伝達部材に設けられ、前記振動
入力手段により入力された振動を検出する振動検出手段
と、該振動検出手段により検出された振動によって形成
される、群速度に基づく信号の伝播遅延時間を導出する
第1の導出手段と、前記振動検出手段により検出された
振動によって形成される、位相速度に基づく信号の伝播
遅延時間を導出する第2の導出手段と、前記第1の導出
手段によって導出された伝播遅延時間と前記第2の導出
手段によって導出された伝播遅延時間とに基づき、基準
となる位相に対する位相差を導出する第3の導出手段
と、前記第2の導出手段によって導出された伝播遅延時
間と前記第3の導出手段とによって導出された位相差に
基づいて、前記振動伝達部材の振動入力点と前記振動検
出手段との間の距離を導出する距離導出手段と、前記距
離導出手段により導出された距離に基づいて、前記振動
入力点の座標を導出する座標導出手段とを有する座標入
力装置において、 前記第3の導出手段にて基準となる位相に対する位相差
を導出するために用いる群速度に相応する定数として複
数の値を記憶する定数記憶手段と、 前記第1の導出手段あるいは前記第2の導出手段の導出
結果に基づき、前記定数記憶手段中の群速度に相応する
複数の値から1つの値を選択する群速度選択手段とを設
け、 前記第3の導出手段は、前記群速度選択手段により選択
された群速度に相応する値を用い、基準となる位相に対
する位相差を導出する構成にしたことを特徴とする座標
入力装置。
1. A vibration input means for inputting vibration,
A vibration transmission member that propagates the vibration input by the contact of the vibration input unit, a vibration detection unit that is provided on the vibration transmission member and that detects the vibration input by the vibration input unit, and a detection unit that detects the vibration. First deriving means for deriving a propagation delay time of the signal based on the group velocity, which is formed by the generated vibration, and a propagation delay time of the signal based on the phase velocity, which is formed by the vibration detected by the vibration detecting means. Based on the propagation delay time derived by the first derivation means and the propagation delay time derived by the second derivation means, the phase difference with respect to the reference phase is derived. Based on the propagation delay time derived by the second deriving means and the phase difference derived by the third deriving means. Distance deriving means for deriving the distance between the vibration input point of the reaching member and the vibration detecting means, and coordinate deriving means for deriving the coordinates of the vibration input point based on the distance derived by the distance deriving means. A coordinate input device having a constant storage means for storing a plurality of values as a constant corresponding to a group velocity used for deriving a phase difference with respect to a reference phase by the third deriving means; Group velocity selection means for selecting one value from a plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means based on the derivation means or the derivation result of the second derivation means, and the third derivation means The coordinate input device is configured to derive a phase difference with respect to a reference phase by using a value corresponding to the group velocity selected by the group velocity selecting means.
【請求項2】 前記振動伝達部材の所定点からの、群速
度及び位相速度に基づく信号の伝播遅延時間を補正値と
して記憶する補正値記憶手段を設け、 前記第3の導出手段は、前記第1及び第2の導出手段に
よりそれそれ導出された群速度及び位相速度に基づく信
号の伝播遅延時間と前記補正値記憶手段に記憶された補
正値との差分に基づき前記位相差を導出する構成にする
と共に、前記距離導出手段は、該第3の導出手段で導出
された位相差と前記第2の導出手段によって導出された
伝播遅延時間とに基づいて、前記振動入力点と前記振動
検出手段間の距離を導出する構成にし、 さらに、前記群速度選択手段は、前記第1の導出手段に
より導出された前記伝播遅延時間と前記補正値記憶手段
に記憶された前記伝播遅延時間との比較結果に基づき、
前記定数記憶手段中の前記群速度に相応する複数の値か
ら1つの値を選択する構成にしたことを特徴とする請求
項1記載の座標入力装置。
2. A correction value storage means for storing, as a correction value, a propagation delay time of a signal based on a group velocity and a phase velocity from a predetermined point of the vibration transmission member, the third derivation means includes the third derivation means. The phase difference is derived based on the difference between the propagation delay time of the signal based on the group velocity and the phase velocity derived by the first and second derivation means and the correction value stored in the correction value storage means. At the same time, the distance deriving means is configured to connect the vibration input point and the vibration detecting means based on the phase difference derived by the third deriving means and the propagation delay time derived by the second deriving means. In the configuration, the group velocity selecting means determines the result of comparison between the propagation delay time derived by the first deriving means and the propagation delay time stored in the correction value storage means. Based on ,
The coordinate input device according to claim 1, wherein one value is selected from a plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means.
【請求項3】 振動入力手段の接触による振動を伝播す
る振動伝達部材に設けられた振動検出手段を用いて、前
記振動入力手段により入力された振動を検出する振動検
出処理と、該振動検出処理により検出された振動によっ
て形成される、群速度に基づく信号の伝播遅延時間を導
出する第1の導出処理と、前記振動検出処理により検出
された振動によって形成される、位相速度に基づく信号
の伝播遅延時間を導出する第2の導出処理と、前記第1
の導出処理によって導出された伝播遅延時間と前記第2
の導出処理によって導出された伝播遅延時間とに基づ
き、基準となる位相に対する位相差を導出する第3の導
出処理と、前記第2の導出処理によって導出された伝播
遅延時間と前記第3の導出処理とによって導出された位
相差に基づいて、前記振動伝達部材の振動入力点と前記
振動検出手段間の距離を算出する距離導出処理と、前記
距離導出処理により導出された距離に基づいて、前記振
動入力点の座標を導出する座標導出処理とを有する座標
入力方法において、 前記第3の導出処理にて基準となる位相に対する位相差
を導出するために用いる群速度に相応する定数として複
数の値を記憶する定数記憶手段を設けておき、 前記第1の導出処理あるいは前記第2の導出処理の導出
結果に基づき、前記定数記憶手段中の群速度に相応する
複数の値から1つの値を選択する群速度選択処理を行っ
た後、 前記第3の導出処理として、前記群速度選択処理でその
選択された群速度に相応する値を用い、基準となる位相
に対する位相差を導出することを特徴とする座標入力方
法。
3. A vibration detecting process for detecting a vibration input by the vibration inputting device by using a vibration detecting device provided in a vibration transmitting member for propagating a vibration caused by contact of the vibration inputting device, and the vibration detecting process. A first derivation process for deriving a propagation delay time of a signal based on the group velocity, which is formed by the vibration detected by, and a propagation of a signal based on the phase velocity, which is formed by the vibration detected by the vibration detection process. A second derivation process for deriving a delay time, and the first derivation process
Of the propagation delay time derived by the derivation process of
The third derivation process for deriving a phase difference with respect to a reference phase, and the propagation delay time derived by the second derivation process and the third derivation based on the propagation delay time derived by the derivation process Based on the phase difference derived by the process, a distance derivation process for calculating the distance between the vibration input point of the vibration transmission member and the vibration detection means, and based on the distance derived by the distance derivation process, A coordinate inputting method including a coordinate deriving process for deriving the coordinates of a vibration input point, wherein a plurality of values as constants corresponding to the group velocity used for deriving a phase difference with respect to a reference phase in the third deriving process. A constant storage means for storing is stored, and based on the derivation result of the first derivation processing or the second derivation processing, a plurality of groups corresponding to the group velocity in the constant storage means After performing the group velocity selection process of selecting one value from the above, the value corresponding to the selected group velocity in the group velocity selection process is used as the third derivation process, and the phase difference with respect to the reference phase is used. A coordinate input method characterized by deriving.
【請求項4】 前記振動伝達部材の所定点からの、群速
度及び位相速度に基づく信号の伝播遅延時間を補正値と
して記憶する補正値記憶手段を設け、 前記第3の導出処理は、前記第1及び第2の導出処理に
よりそれそれ導出された群速度及び位相速度に基づく信
号の伝播遅延時間と前記補正値記憶手段に記憶された補
正値との差分に基づき前記位相差を導出し、前記距離導
出処理は、該第3の導出処理で導出された位相差と前記
第2の導出処理によって導出された伝播遅延時間とに基
づいて、前記振動入力点と前記振動検出手段との間の距
離を導出し、 さらに、前記群速度選択処理は、前記第1の導出処理に
より導出された前記伝播遅延時間と前記補正値記憶手段
に記憶された前記伝播遅延時間との比較結果に基づき、
前記定数記憶手段中の前記群速度に相応する複数の値か
ら1つの値を選択するようにしたことを特徴とする請求
項3記載の座標入力方法。
4. A correction value storage means for storing, as a correction value, a propagation delay time of a signal based on a group velocity and a phase velocity from a predetermined point of the vibration transmitting member, the third derivation process is performed by the third derivation process. The phase difference is derived based on the difference between the propagation delay time of the signal based on the group velocity and the phase velocity derived respectively by the first and second derivation processes and the correction value stored in the correction value storage means, and The distance derivation process is based on the phase difference derived in the third derivation process and the propagation delay time derived in the second derivation process, and the distance between the vibration input point and the vibration detection means. Further, the group velocity selection process is based on a comparison result of the propagation delay time derived by the first derivation process and the propagation delay time stored in the correction value storage means,
4. The coordinate input method according to claim 3, wherein one value is selected from a plurality of values corresponding to the group velocity in the constant storage means.
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