JPH0562773B2 - - Google Patents
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- JPH0562773B2 JPH0562773B2 JP61265644A JP26564486A JPH0562773B2 JP H0562773 B2 JPH0562773 B2 JP H0562773B2 JP 61265644 A JP61265644 A JP 61265644A JP 26564486 A JP26564486 A JP 26564486A JP H0562773 B2 JPH0562773 B2 JP H0562773B2
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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、振動伝達板に入
力された振動を振動伝達板に複数設けられたセン
サにより検出して振動伝達板における振動遅延時
間から振動入力点の振動伝達板上での座標を検出
する座標入力装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a coordinate input device, in particular, detects vibrations input to a vibration transmission plate using a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and detects vibrations on the vibration transmission plate. The present invention relates to a coordinate input device that detects the coordinates of a vibration input point on a vibration transmission plate from a delay time.
[従来の技術]
従来より手書きの文字、図形などをコンピユー
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ツ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デイス
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] Coordinate input devices using various input pens, tablets, etc. have been known as devices for inputting handwritten characters, figures, etc. to a processing device such as a computer. In this type of system, input image information consisting of characters, figures, etc. is output to a display device such as a CRT display or a recording device such as a printer.
この種の装置のタブレツトの座標検出において
は次にあげる各種の方式が知られている。 The following various methods are known for detecting the coordinates of a tablet in this type of device.
(1) 抵抗膜と対向配置されたシート材の抵抗値変
化を検出する方式。(1) A method that detects changes in the resistance value of a sheet material placed opposite the resistive film.
(2) 対向配置された導電シートなどの電磁ないし
静電誘導を検出する方式。(2) A method that detects electromagnetic or electrostatic induction from conductive sheets placed opposite each other.
(3) 入力ペンからタブレツトに伝達される超音波
振動を検出する方式。(3) A method that detects ultrasonic vibrations transmitted from the input pen to the tablet.
上記(1)、(2)の方式では、抵抗膜や導体膜を用い
るので透明なタブレツトを形成するのが困難であ
る。一方、(3)の方式ではタブレツトをアクリル板
やガラス板などの透明材料から構成できるので、
したがつて、液晶表示器などに入力タブレツトを
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 the methods (1) and (2) above, it is difficult to form a transparent tablet because a resistive film or a conductive film is used. On the other hand, in method (3), the tablet can be constructed from transparent materials such as acrylic plates and glass plates, so
Therefore, by placing an input tablet on a liquid crystal display or the like, it is possible to construct an information input/output device that is easy to operate and can be used as if writing images on paper.
[発明が解決しようとする問題点]
ところが、上記の超音波振動方式では、振動ペ
ンという特殊な入力ペンを必要とする問題があ
る。すなわち、振動検出側との同期を取るための
信号線、電源電圧を供給するための信号線などが
ついた振動ペンを引きまわして入力作業を行なう
のはかなりわずらわしく、指や普通のペンにより
入力を行なえる他の方式に比べて操作性が劣ると
いう問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned ultrasonic vibration method has a problem in that it requires a special input pen called a vibrating pen. In other words, it is quite cumbersome to carry out input work by dragging a vibrating pen around with signal lines for synchronizing with the vibration detection side and signal lines for supplying power supply voltage. There is a problem that the operability is inferior compared to other methods that can perform this.
[問題点を解決するための手段]
以上の問題点を解決するために、本発明の座標
入力装置においては、第1の振動伝達部材と、該
第1の振動伝達部材と同一の材質から形成され、
略同一の厚みを有する第2の振動伝達部材と、前
記第1の振動伝達部材に設けられた振動検出手段
と、前記第2の振動伝達部材に設けられた振動発
生手段と、前記第1の振動伝達部材或は第2の振
動伝達部材を押圧することで、前記第1の振動伝
達部材と第2の振動伝達部材とを接触させたと
き、前記第1の振動伝達部材の振動検出手段によ
り検出される振動に基づき、前記第1の振動伝達
部材或は第2の振動伝達部材の押圧点の座標を導
出する導出手段とを有する構成を採用した。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the coordinate input device of the present invention includes a first vibration transmission member made of the same material as the first vibration transmission member. is,
a second vibration transmission member having substantially the same thickness, a vibration detection means provided on the first vibration transmission member, a vibration generation means provided on the second vibration transmission member, and a vibration generation means provided on the second vibration transmission member; When the first vibration transmission member and the second vibration transmission member are brought into contact by pressing the vibration transmission member or the second vibration transmission member, the vibration detection means of the first vibration transmission member A configuration is adopted that includes deriving means for deriving the coordinates of the pressing point of the first vibration transmitting member or the second vibration transmitting member based on the detected vibration.
[作用]
以上の構成によれば、振動ペンなどの特殊な部
材を用いることなく、指や普通ペン、鉛筆などに
より第1ないし第2の振動伝達部材を押圧して両
者を接触させ、第2の振動伝達部材の振動発生手
段から第1の振動伝達部材に接触点を介して入力
される振動を第1の振動伝達部材の振動検出手段
により検出し、それに基づき押圧点の座標を導出
することができる。[Function] According to the above configuration, without using a special member such as a vibrating pen, the first or second vibration transmitting member is pressed with a finger, an ordinary pen, a pencil, etc. to bring them into contact, and the second vibration transmitting member is pressed. Detecting vibration input from the vibration generating means of the vibration transmitting member to the first vibration transmitting member via the contact point by the vibration detecting means of the first vibration transmitting member, and deriving the coordinates of the pressing point based on the detected vibration. I can do it.
[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] The present invention will be described in detail below based on examples shown in the drawings.
第1図A,Bは本発明を採用した座標入力装置
の構造を示している。第1図の装置は振動ペンな
どの特殊な部材を用いることなく、直接タブレツ
トを指、鉛筆などで操作することによつて座標入
力を行なえるように考えられている。第1図Bは
タブレツトを分解した状態、第1図Aは組み上げ
た状態を示している。 1A and 1B show the structure of a coordinate input device employing the present invention. The device shown in FIG. 1 is designed to allow coordinate input by directly operating a tablet with a finger, pencil, etc., without using a special member such as a vibrating pen. FIG. 1B shows the tablet in an exploded state, and FIG. 1A shows it in an assembled state.
第1図A,Bにおいて符号8aで示されたもの
はアクリル、ガラス板などからなる振動伝達板で
伝達される振動をその角部に2個設けられた振動
センサ6に伝達する。振動伝達板8aは伝達され
た振動が周辺部で反射されて中央部の方向に戻る
のを防止するためにその周辺部分をシリコンゴム
などから構成された反射防止材7によつて支持さ
れている。 The one designated by the reference numeral 8a in FIGS. 1A and 1B transmits vibrations transmitted by a vibration transmission plate made of acrylic, glass, etc. to two vibration sensors 6 provided at its corners. The vibration transmitting plate 8a is supported at its peripheral portion by an anti-reflection material 7 made of silicone rubber or the like in order to prevent transmitted vibrations from being reflected at the peripheral portion and returning toward the central portion. .
振動伝達板8aの角部に設けられた振動センサ
6は圧電素子などの機械〜電気変換素子により構
成される。2つの振動センサ6の各々の出力信号
は波形検出回路9に入力され、後段の演算制御回
路1により処理可能な検出信号に変換される。 The vibration sensor 6 provided at the corner of the vibration transmission plate 8a is composed of a mechanical to electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signals of each of the two vibration sensors 6 are input to the waveform detection circuit 9, and are converted into detection signals that can be processed by the subsequent arithmetic control circuit 1.
本実施例では振動伝達板8aに振動を入力する
部材として、振動伝達板8bを設けている。振動
伝達板8bは振動伝達板8aと同様の材質を反射
防止材7により支持したもので、その一隅には圧
電素子などからなる2つの振動子4が設けられて
いる。この振動子4は振動子駆動回路2により駆
動される。 In this embodiment, a vibration transmission plate 8b is provided as a member for inputting vibrations to the vibration transmission plate 8a. The vibration transmission plate 8b is made of the same material as the vibration transmission plate 8a and supported by an antireflection material 7, and two vibrators 4 made of piezoelectric elements or the like are provided at one corner of the vibration transmission plate 8b. This vibrator 4 is driven by a vibrator drive circuit 2.
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8a,8bに板波を発生させること
ができる値に選択される。板波を振動伝達に用い
ると、表面波などに比して振動伝達板8aの表面
の傷、障害物などの影響を受けにくいという利点
を得られる。 The vibration frequency of the vibrator 4 is selected to a value that can generate plate waves on the vibration transmission plates 8a, 8b made of acrylic, glass, or the like. When a plate wave is used for vibration transmission, an advantage can be obtained that it is less affected by scratches, obstacles, etc. on the surface of the vibration transmission plate 8a, compared to surface waves.
振動子4を設けられた振動伝達板8bは、振動
センサ6を有する振動伝達板8aの下に第2図B
に示すようにスペーサ8cを介して所定距離して
対向配置される。 The vibration transmission plate 8b provided with the vibrator 4 is placed under the vibration transmission plate 8a having the vibration sensor 6 as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, they are arranged opposite to each other with a predetermined distance between them with a spacer 8c interposed therebetween.
振動子4の振動は、操作者が指Fによつて上面
側の振動伝達板8bを第2図Aのように押下して
変形させ、下側の振動伝達板8aと接触させるこ
とにより下側の振動伝達板8aに伝達される。上
側の振動伝達板8bの振動は振動伝達板8a,8
bの接触点Pを介して振動伝達板8aに伝達され
る。したがつて、上記の振動センサ6を用いて振
動検出を行ない、その振動遅延時間を測定するこ
とで、指による操作により上記接触点Pの座標を
検出することができる。 The vibration of the vibrator 4 is transmitted to the lower side by the operator deforming the upper vibration transmitting plate 8b by pressing down with his finger F as shown in FIG. 2A, and bringing it into contact with the lower vibration transmitting plate 8a. The vibration is transmitted to the vibration transmission plate 8a. The vibration of the upper vibration transmission plate 8b is transferred to the vibration transmission plates 8a, 8.
The vibration is transmitted to the vibration transmission plate 8a via the contact point P of b. Therefore, by detecting vibration using the vibration sensor 6 and measuring the vibration delay time, the coordinates of the contact point P can be detected by finger operation.
上記の振動子4は、同時に駆動せず、時分割に
より駆動してそれぞれの振動子を用いて得られる
振動伝達時間に基づいて座標演算が行なわれる。 The above-mentioned vibrators 4 are not driven simultaneously, but are driven in a time-division manner, and coordinate calculation is performed based on the vibration transmission time obtained using each vibrator.
演算制御回路1は信号波形検出回路9の出力か
ら振動伝達時間の測定処理を行ない、振動伝達板
8a上での上記入力点Pの座標位置を検出する。 The arithmetic control circuit 1 measures the vibration transmission time from the output of the signal waveform detection circuit 9, and detects the coordinate position of the input point P on the vibration transmission plate 8a.
以下、演算制御回路1の構成および座標演算処
理につき詳述する。 The configuration and coordinate calculation processing of the calculation control circuit 1 will be described in detail below.
第3図は第1図の演算制御回路1の構造、すな
わち振動伝達板8bの振動子4の駆動系および振
動伝達板8aの振動センサ6による振動検出系の
構造を示している。 FIG. 3 shows the structure of the arithmetic and control circuit 1 of FIG. 1, that is, the structure of the drive system of the vibrator 4 of the vibration transmission plate 8b and the vibration detection system using the vibration sensor 6 of the vibration transmission plate 8a.
マイクロコンピユータ11は内部カウンタ、
ROMおよびRAMを内蔵している。駆動信号発
生回路12は第1図の振動子駆動回路2に対して
所定周波数の駆動パルスを出力するもので、マイ
クロコンピユータ11により座標演算用の回路と
同期して起動される。 The microcomputer 11 has an internal counter,
Built-in ROM and RAM. The drive signal generation circuit 12 outputs a drive pulse of a predetermined frequency to the vibrator drive circuit 2 shown in FIG. 1, and is activated by the microcomputer 11 in synchronization with the coordinate calculation circuit.
カウンタ13の計算値はマイクロコンピユータ
11によりラツチ回路14にラツチされる。 The calculated value of counter 13 is latched into latch circuit 14 by microcomputer 11.
一方、第1図の波形検出回路9は、振動センサ
6の出力から信号波形の解析(後述)に基づい
て、座標検出のための振動伝達時間を計測するた
めの検出信号のタイミング情報を出力する。この
タイミング情報は入力ポート15にそれぞれ入力
される。 On the other hand, the waveform detection circuit 9 in FIG. 1 outputs timing information of a detection signal for measuring vibration transmission time for coordinate detection based on analysis of the signal waveform from the output of the vibration sensor 6 (described later). . This timing information is input to each input port 15.
波形検出回路9から入力されるタイミング信号
は入力ポート15に入力され、判定回路16によ
りラツチ回路14内の計数値と比較され、その結
果がマイクロコンピユータ11に伝えられる。す
なわち、カウンタ13の出力データのラツチ値と
して振動伝達時間が表現され、この振動伝達時間
値により座標演算が行なわれる。 The timing signal inputted from the waveform detection circuit 9 is inputted to the input port 15, and is compared with the count value in the latch circuit 14 by the determination circuit 16, and the result is transmitted to the microcomputer 11. That is, the vibration transmission time is expressed as the latch value of the output data of the counter 13, and coordinate calculations are performed using this vibration transmission time value.
第4図は第1図の波形検出回路9に入力される
検出波形と、それに基づく振動伝達時間の計測処
理を説明するものである。第4図において符号4
1で示されるものは振動伝達板8bの振動子4に
対して印加される駆動信号パルスである。 FIG. 4 explains the detected waveform input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 1 and the vibration transmission time measurement process based on the detected waveform. Number 4 in Figure 4
1 is a drive signal pulse applied to the vibrator 4 of the vibration transmission plate 8b.
振動伝達板8bから振動伝達板8aに伝達され
た振動は、振動伝達板8a内を振動センサ6まで
の距離に応じた時間tgを費して進行した後、振動
は振動センサ6に到達する。第4図の符号42は
振動センサ6が検出した信号波形を示している。
本実施例において用いられる板波は分散性の波で
あり、そのため振動伝達板8a内での伝播距離に
対して検出波形のエンベロープ421と位相42
2の関係は振動伝達中に伝達距離に応じて変化す
る。 The vibration transmitted from the vibration transmission plate 8b to the vibration transmission plate 8a travels within the vibration transmission plate 8a for a time tg corresponding to the distance to the vibration sensor 6, and then reaches the vibration sensor 6. Reference numeral 42 in FIG. 4 indicates a signal waveform detected by the vibration sensor 6.
The plate wave used in this embodiment is a dispersive wave, and therefore the envelope 421 and phase 42 of the detected waveform vary with respect to the propagation distance within the vibration transmission plate 8a.
2 changes depending on the transmission distance during vibration transmission.
ここでエンベロープの進む速度を群速度Vg、
位相速度をVpとする。この群速度および位相速
度の違いから振動入力点Pと振動センサ6間の距
離を検出することができる。 Here, the advancing speed of the envelope is group velocity Vg,
Let the phase velocity be Vp. The distance between the vibration input point P and the vibration sensor 6 can be detected from the difference in group velocity and phase velocity.
まず、エンベロープ421のみに着目すると、
その速度はVgであり、ある特定の波形上の点、
たとえばピークを第4図の符号43のように検出
すると、振動入力点P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)
となる。 First, if we focus only on the envelope 421,
Its velocity is Vg, and the point on a certain waveform,
For example, when a peak is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. 4, the distance d between the vibration input point P and the vibration sensor 6 becomes d=Vg·tg (1) where the vibration transmission time is tg.
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
動入力点Pの距離を示すことができる。 Although this equation relates to one of the vibration sensors 6, the distances between the other two vibration sensors 6 and the vibration input point P can be expressed using the same equation.
さらに、より高精度な座標値を決定するために
は、位相信号の検出に基づく処理を行なう。第4
図の位相波形422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入力点の距離
d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。 Furthermore, in order to determine coordinate values with higher precision, processing based on phase signal detection is performed. Fourth
If tp is the time from a specific detection point of the phase waveform 422 in the figure, for example, the time from vibration application to the zero crossing point after passing the peak, then the distance d between the vibration sensor and the vibration input point is d=n・λp+Vp・tp...( 2) becomes. Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and n is an integer.
前記の(1)式と(2)式から上記の整数nは
n=[(Vg・tg−Vp・tp)/λp+1/N] ……(3)
と示される。ここでNは0以外の実数であり、適
当な数値を用いる。たとえばN=2とすれば、±
1/2波長以内であれば、nを決定することができ
る。上記のようにして求めたnを決定することが
できる。 From the above equations (1) and (2), the above integer n is shown 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, ±
If it is within 1/2 wavelength, n can be determined. n obtained as described above can be determined.
上記のようにして求めたnを(2)式に代入するこ
とで、振動入力点P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 determined as above into equation (2), the distance between the vibration input point P and the vibration sensor 6 can be accurately measured.
第1図の構成では振動子4が2個設けられてい
るので、上記の距離測定は、まず一方の振動子4
を駆動してその振動子により得られる距離情報を
演算し、続いてもう一方の振動子を駆動してその
振動子により得られる距離情報を演算する。 Since two transducers 4 are provided in the configuration shown in FIG.
is driven to calculate the distance information obtained by that vibrator, and then the other vibrator is driven to calculate the distance information obtained by that vibrator.
第4図に示した2つの振動伝達時間tgおよびtp
の測定は第1図の波形検出回路9により行なわれ
る。波形検出回路9は第5図に示すように構成さ
れる。 The two vibration transmission times tg and tp shown in Figure 4
The measurement is performed by the waveform detection circuit 9 shown in FIG. The waveform detection circuit 9 is constructed as shown in FIG.
第5図において、振動センサ6の出力信号は前
置増幅回路51により所定のレベルまで増幅され
る。増幅された信号はエンベロープ検出回路52
に入力され、検出信号のエンベロープのみが取り
出される。抽出されたエンベロープのピークのタ
イミングはエンベロープピーク検出回路53によ
つて検出される。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
によつて所定波形のエンベロープ遅延時間検出信
号Tgが形成され、演算制御回路1に入力される。 In FIG. 5, the output signal of the vibration sensor 6 is amplified to a predetermined level by a preamplifier circuit 51. The amplified signal is sent to the envelope detection circuit 52.
, and only the envelope of the detection signal is extracted. The timing of the extracted envelope peak is detected by the envelope peak detection circuit 53. The peak detection signal is detected by a signal detection circuit 54 composed of a mono multivibrator, etc.
As a result, an envelope delay time detection signal Tg having a predetermined waveform is formed and input to the arithmetic control circuit 1.
また、このTg信号と、遅延時間調整回路57
によつて遅延された元信号からコンパレータ検出
回路58により位相遅延時間検出信号Tpが形成
され、演算制御回路1に入力される。 In addition, this Tg signal and the delay time adjustment circuit 57
A phase delay time detection signal Tp is formed by the comparator detection circuit 58 from the original signal delayed by , and is input to the arithmetic control circuit 1.
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 vibration sensor 6, and the same circuit is provided for each of the other sensors. If the number of sensors is generalized to h, then h detection signals of envelope delay times Tg1 to h and phase delay times Tp1 to h are input to the arithmetic control circuit 1, respectively.
第3図の演算制御回路では上記のTg1〜h、
Tp1〜h信号を入力ポート15から入力し、各々
のタイミングをトリガとしてカウンタ13のカウ
ント値をラツチ回路14に取り込む。前記のよう
にカウンタ13は振動子の駆動と同期してスター
トされているので、ラツチ回路14にはエンベロ
ープおよび位相のそれぞれの遅延時間を示すデー
タが取り込まれる。 In the arithmetic control circuit of Fig. 3, the above Tg1 to h,
The Tp1 to h signals are inputted from the input port 15, and the count value of the counter 13 is taken into the latch circuit 14 using each timing as a trigger. As described above, since the counter 13 is started in synchronization with the driving of the vibrator, the latch circuit 14 receives data indicating the respective delay times of the envelope and the phase.
第6図のように振動伝達板8aの角部の振動セ
ンサ6および振動子4が配置される位置を符号S
1からS3とし、各位置S1〜S3と入力点Pの
直線距離をd1〜d3とする。このとき、直線距離d1
〜d3に基づき振動入力点Pの位置Pの座標(x、
y)は3平方の定理から次式のように示される。 As shown in FIG. 6, the position where the vibration sensor 6 and the vibrator 4 are arranged at the corner of the vibration transmission plate 8a is denoted by S.
1 to S3, and the straight-line distances between each position S1 to S3 and the input point P are d1 to d3 . At this time, the straight line distance d 1
~d Based on 3 , the coordinates of the position P of the vibration input point P (x,
y) is expressed by the following formula from the 3-square theorem.
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、S、の位置の振動センサ
6と原点S1のセンサのX、Y軸に沿つた距離で
ある。 x=X/2+( d1 + d2 )( d1 - d2 )/2X...(4) y=Y/2+( d1 + d3 )( d1 - d3 )/2Y...(5) Here, X and Y are the distances along the X and Y axes between the vibration sensor 6 at the positions S2 and S and the sensor at the origin S1.
ここで、距離d1からd3の和、差をそれぞれ、A
=d1+d2、B=d1−d2、C=d1+d3、D=d1−d3
と定義しておく。 Here, the sum and difference of distances d 1 to d 3 are A
= d 1 + d 2 , B = d 1 - d 2 , C = d 1 + d 3 , D = d 1 - d 3
Let's define it as
一方、第1図に示すように、振動伝達板8bの
振動子4は第6図の原点位置S1および位置S2に、
また振動センサは位置S2、S3にそれぞれ装着さ
れているものとする。 On the other hand, as shown in FIG. 1, the vibrator 4 of the vibration transmission plate 8b is at the origin position S1 and the position S2 in FIG.
It is also assumed that the vibration sensors are installed at positions S2 and S3, respectively.
この場合、第6図から明らかなように、S2,
S3の各位置において振動センサ6により得られ
る距離情報は、振動が振動伝達板8a,8bの両
方を伝わるのでそれぞれ次のようになる。 In this case, as is clear from FIG. 6, S2,
The distance information obtained by the vibration sensor 6 at each position of S3 is as follows since the vibration is transmitted through both the vibration transmission plates 8a and 8b.
まず、位置S1の振動子を振動させた場合、
S2:d1+d2=A
また、位置S3では位置S1、S2の2つの振動子
の振動を入力するので、位置S1の振動子に関し
て
S3:d1+d3=C
位置S2の振動子に関して
S3:d2+d3=I
したがつて、位置S3における2つの取得情報
C、IからB=d1−d2、D=d1−d3の各値を得る
ことができ、これらA、B、C、Dを(4)、(5)式に
代入することでリアルタイムで振動入力点Pの座
標(x、y)を決定することができる。 First, when the vibrator at position S1 is vibrated, S2: d 1 + d 2 = A Also, at position S3, the vibrations of the two vibrators at positions S1 and S2 are input, so regarding the vibrator at position S1, S3: d 1 + d 3 = C For the oscillator at position S2 S3: d 2 + d 3 = I Therefore, from the two acquired information C, I at position S3, B = d 1 - d 2 , D = d 1 - d 3 By substituting these A, B, C, and D into equations (4) and (5), the coordinates (x, y) of the vibration input point P can be determined in real time. .
上記のI、A、Cの値はそれぞれ前記(2)、(3)式
から算出されるので、振動伝達板8a,8bに関
して群速度Vg、位相速度Vpは等しくなければな
らない。いいかえれば、振動伝達板8a,8bの
媒質としての特性が等しくなければならないの
で、振動伝達板8a,8bは同一の材質から同じ
厚みに形成される必要がある。 Since the above values of I, A, and C are calculated from the above equations (2) and (3), respectively, the group velocity Vg and phase velocity Vp of the vibration transmission plates 8a and 8b must be equal. In other words, since the vibration transmission plates 8a and 8b must have the same characteristics as a medium, the vibration transmission plates 8a and 8b must be made of the same material and have the same thickness.
その他には制約がないので、振動伝達板8a,
8bはガラス、アクリルなどの透明板から構成
し、CRTデイスプレイなどの表示器上に重ねて
用いることが考えられる。この場合には、検出さ
れた振動入力点の座標に対応して表示器上にドツ
ト表示を行ない、指などにより入力された点、線
などの要素により構成される画像をあたかも紙に
書き込みを行なつたように表示させることができ
る。 Since there are no other restrictions, the vibration transmission plate 8a,
It is conceivable that 8b is constructed from a transparent plate made of glass, acrylic, etc., and used by stacking it on a display device such as a CRT display. In this case, a dot is displayed on the display corresponding to the coordinates of the detected vibration input point, and an image composed of elements such as points and lines input with a finger is displayed as if it were written on paper. It can be displayed in a summery manner.
また、このような構成によれば表示器にメニユ
ー表示を行ない、指によりそのメニユー項目を選
択させたり、プロンプトを表示させて所定の位置
に指を接触させるなどの入力方式を用いることも
できる。 Further, according to such a configuration, it is also possible to use an input method such as displaying a menu on the display and having the user select the menu item with a finger, or displaying a prompt and touching the finger at a predetermined position.
あるいは、振動伝達板が透明でなくてもよい場
合には材質として金属などを用いても構わない。 Alternatively, if the vibration transmission plate does not need to be transparent, metal or the like may be used as the material.
振動センサ6ないし、振動子4の振動伝達板8
a,8bに対する取り付け位置は上記に限定され
ることなく種々選択することができる。ただし、
座標演算の方法は異なつてくる。 Vibration sensor 6 or vibration transmission plate 8 of vibrator 4
The mounting positions for a and 8b are not limited to the above and can be selected from various positions. however,
The method of coordinate calculation will be different.
第7図は異なる振動センサ6および振動子4の
配置を示している。本実施例では第8図の振動伝
達板8bの位置S1からS3にそれぞれ振動子4を
設け、また振動伝達板8aのセンサを第8図の位
置S2、S3およびS4に設けた。 FIG. 7 shows different arrangements of vibration sensors 6 and vibrators 4. In this embodiment, the vibrators 4 are provided at positions S1 to S3 of the vibration transmission plate 8b in FIG. 8, and the sensors of the vibration transmission plate 8a are provided at positions S2, S3, and S4 in FIG. 8.
このような構成においては、振動遅延時間から
求めた直線距離にもとづく座標演算式は次のよう
になる。 In such a configuration, the coordinate calculation formula based on the straight line distance determined from the vibration delay time is as follows.
x=X/2+(d1+d2)(d1−d2)/2X ……(4)
(前記(4)式)あるいは
=X/2+(d3+d4)(d3−d4)/2X ……(6)
かつ
y=Y/2+(d1+d3)(d1−d3)/2Y ……(5)
(前記(5)式)あるいは
=Y/2+(d2+d4)(d2−d4)/2Y ……(7)
上記(4)、(6)式のいずれかからx座標、(5)、(7)式
のいずれかからy座標を求めることができる。
(4)、(6)ないし(5)、(7)式のいずれか一方のみを用い
てもよいが、ここでは(4)、(6)式によりそれぞれ求
めたxの平均値を検出x座標、(5)、(7)式によりそ
れぞれ求めたyの平均値を検出y座標とする。 x=X/2+( d1 + d2 )( d1 - d2 )/2X...(4) (Formula (4) above) or =X/2+( d3 + d4 )( d3 - d4 ) /2X...(6) and y=Y/2+( d1 + d3 )( d1 - d3 )/2Y...(5) (Formula (5) above) or =Y/2+( d2 + d4 ) )(d 2 - d 4 )/2Y...(7) The x coordinate can be found from either equation (4) or (6) above, and the y coordinate can be found from either equation (5) or (7). .
Only one of formulas (4), (6) to (5), and (7) may be used, but here, the average value of x obtained by formulas (4) and (6), respectively, is used to detect the x coordinate. , (5), and (7), respectively, and the average value of y is determined as the detected y coordinate.
上記の座標演算に必要なデータは、(4)から(7)式
を全て用いるので、
前記の距離d1、d2およびd1、d3の和、差からな
るA〜Dに加え、E=d3+d4、F=d3−d4、G=
d2+d4、H=d2−d4が必要になる。 The data necessary for the above coordinate calculation uses all equations (4) to (7), so in addition to A to D consisting of the sum and difference of the distances d 1 , d 2 and d 1 , d 3 , E = d3 + d4 ,F= d3 - d4 ,G=
d 2 + d 4 and H=d 2 −d 4 are required.
一方、各振動センサで得られる距離情報は次の
ようになる。 On the other hand, the distance information obtained by each vibration sensor is as follows.
まず、位置S1の振動子を用いて、位置S2、S3
のセンサにより
S2:d1+d2=A
S3:d1+d3=C
位置S2の振動子を用いて、位置S3、S4にセン
サにより
S3:d2+d3=I
S4:d2+d4=G
位置S3の振動子を用いて、位置S4のセンサに
より
S4:d3+d4=E
これらの各組み合せから残りのD、B、F、H
を算出することができる。したがつて、得られた
各値を前記(4)〜(7)式に代入してx、yを2種類得
て、それらをそれぞれ平均することにより最終的
な入力点Pの座標(x、y)を得ることができ
る。 First, using the vibrator at position S1,
Using the sensor at S2: d 1 + d 2 = A S3: d 1 + d 3 = C Using the vibrator at position S2, using the sensor at positions S3 and S4, S3: d 2 + d 3 = I S4: d 2 + d 4 = G Using the transducer at position S3 and the sensor at position S4, S4: d 3 + d 4 = E From each of these combinations, the remaining D, B, F, H
can be calculated. Therefore, by substituting each obtained value into the above equations (4) to (7) to obtain two types of x and y, and averaging them, the final coordinates of the input point P (x, y) can be obtained.
このような異なる振動伝達経路を用いる平均値
方式によれば、座標検出精度を大きく向上でき
る。たとえば1つの振動センサに向かう振動伝達
経路が障害物などにより阻害されていても、一方
の振動センサに向かう経路が正常であれば検出が
不可能になつたり、精度が低下することがない。 According to the average value method using such different vibration transmission paths, coordinate detection accuracy can be greatly improved. For example, even if a vibration transmission path toward one vibration sensor is obstructed by an obstacle or the like, as long as the path toward one vibration sensor is normal, detection will not become impossible or accuracy will not deteriorate.
上記では振動センサ、振動子をそれぞれ2箇所
づつ設ける構成、あるいは3箇所づつ設ける構成
を例示したが、センサ、振動子の数はもつと減ら
すこともできる。 In the above example, a configuration in which vibration sensors and vibrators are provided at two locations or three locations each is illustrated, but the number of sensors and vibrators may be reduced.
たとえば、第9図、第10図に示すように、位
置S1に振動子を1個、位置S1、S2にそれぞれ
振動子を1個ずつ設ける構成が考えられる。 For example, as shown in FIGS. 9 and 10, a configuration can be considered in which one vibrator is provided at position S1, and one vibrator is provided at each of positions S1 and S2.
このばあい、座標演算式は
x=1/2X+(d1+d2)(d1−d2)/2X ……(8)
y=√1 2−2 ……(9)
となる。一方、位置S1、S2のセンサではそれぞ
れ
S1:2d1
S2:d1+d2
の情報を得られるので、位置S1のセンサから距
離d1を、また2つのセンサの取得情報の組み合せ
からd1−d2を得、上記(8)、(9)式に代入することで
入力点Pの座標(x、y)を得る。この実施例で
は、センサおよび振動子は振動伝達板の一辺の両
端部に配置される必要がある。対角線状に配置す
るとセンサ、振動子のなす対角線のいずれの側か
ら振動が伝えられたかを決定できないから座標検
出は不可能である。 In this case, the coordinate calculation formula is x=1/2X+( d1 + d2 )( d1 - d2 )/ 2X ...(8) y= √12-2 ... (9). On the other hand, the sensors at positions S1 and S2 can each obtain information of S1:2d 1 S2:d 1 + d 2 , so we can calculate the distance d 1 from the sensor at position S1 and d 1 − from the combination of the acquired information of the two sensors. By obtaining d 2 and substituting it into the above equations (8) and (9), the coordinates (x, y) of the input point P are obtained. In this embodiment, the sensor and the vibrator need to be placed at both ends of one side of the vibration transmission plate. If they are arranged diagonally, coordinate detection is impossible because it is impossible to determine from which side of the diagonal line between the sensor and the vibrator the vibration is transmitted.
このような方式によれば、部品点数を減少する
とともに、演算を簡略化して処理速度を向上させ
ることができる。 According to such a method, it is possible to reduce the number of parts, simplify calculations, and improve processing speed.
以上のように、振動子、振動センサの数、配置
には種々を考えることができる。上記実施例では
振動子を上側の振動伝達板8bに設けているが、
振動子が下側、センサは上側の振動伝達板に設け
られていても同様の構成が可能である。 As described above, various possibilities can be considered for the number and arrangement of vibrators and vibration sensors. In the above embodiment, the vibrator is provided on the upper vibration transmission plate 8b, but
A similar configuration is possible even if the vibrator is provided on the lower side and the sensor is provided on the upper vibration transmission plate.
第9図、第10図の構成に加えて第11図のよ
うに上側の振動伝達板8b上をさらに別の振動伝
達板8dにより覆つてもよい。 In addition to the configurations shown in FIGS. 9 and 10, the upper vibration transmission plate 8b may be covered with another vibration transmission plate 8d as shown in FIG.
また、第12図のように振動子、振動センサが
3枚以上の対向配置された振動伝達板に分けて配
置されていても同様の座標入力を行なうことがで
きる。ここでは、第9図、第11図のセンサ、振
動子の配置において、センサの1つをもつとも上
側の振動伝達板8dに設けている。この方式でも
(8)、(9)式に基づいて同様の座標演算を行なうこと
ができる。 Furthermore, even if the vibrator and the vibration sensor are arranged separately on three or more vibration transmission plates arranged opposite to each other as shown in FIG. 12, the same coordinate input can be performed. Here, in the arrangement of the sensors and vibrators in FIGS. 9 and 11, one of the sensors is provided on the upper vibration transmission plate 8d. Even with this method
Similar coordinate calculations can be performed based on equations (8) and (9).
[発明の効果]
以上から明らかなように、本発明の座標入力装
置によれば、第1の振動伝達部材と、該第1の振
動伝達部材と同一の材質から形成され、略同一の
厚みを有する第2の振動伝達部材と、前記第1の
振動伝達部材に設けられた振動検出手段と、前記
第2の振動伝達部材に設けられた振動発生手段
と、前記第1の振動伝達部材或は第2の振動伝達
部材を押圧することで、前記第1の振動伝達部材
と第2の振動伝達部材とを接触させたとき、前記
第1の振動伝達部材の振動検出手段により検出さ
れる振動に基づき、前記第1の振動伝達部材或は
第2の振動伝達部材の押圧点の座標を導出する導
出手段とを有する構成を採用しているので、振動
入力ペンなどの手段を必要とすることなく、手、
鉛筆などの手段により座標入力を行なうことがで
きる優れた座標入力装置を提供することができ
る。[Effects of the Invention] As is clear from the above, according to the coordinate input device of the present invention, the first vibration transmission member is made of the same material as the first vibration transmission member and has approximately the same thickness. a second vibration transmission member having a second vibration transmission member, a vibration detection means provided on the first vibration transmission member, a vibration generation means provided on the second vibration transmission member, and a first vibration transmission member or By pressing the second vibration transmission member, when the first vibration transmission member and the second vibration transmission member are brought into contact, the vibration detected by the vibration detection means of the first vibration transmission member is Based on this, a configuration is adopted that includes a deriving means for deriving the coordinates of the pressing point of the first vibration transmitting member or the second vibration transmitting member, so there is no need for a means such as a vibration input pen. ,hand,
It is possible to provide an excellent coordinate input device that allows coordinate input by means such as a pencil.
第1図A,Bはそれぞれ本発明を採用した座標
入力装置の構成を示した説明図、第2図Aは座標
入力操作を示した説明図、第2図Bは振動伝達板
の配置を示した説明図、第3図は第1図の演算制
御回路の構造を示したブロツク図、第4図は振動
入力点と振動センサの間の距離測定を説明する検
出波形を示した波形図、第5図は第1図の波形検
出回路の構成を示したブロツク図、第6図は振動
センサの配置を示した説明図、第7図および第8
図は異なる実施例における振動センサと振動子の
配置をそれぞれ示した説明図、第9図および第1
0図はさらに異なる振動センサと振動子の配置を
それぞれ示した説明図、第11図、第12図はそ
れぞれさらに異なつた振動センサと振動子の配置
を示した説明図である。
1……演算制御回路、4……振動子、6……振
動センサ、8a,8b……振動伝達板、15……
入力ポート、51……前置増幅器、52……エン
ベロープ検出回路、54,58……信号検出回
路、59……A/D変換回路。
Figures 1A and B are explanatory diagrams showing the configuration of a coordinate input device adopting the present invention, Figure 2A is an explanatory diagram showing a coordinate input operation, and Figure 2B is an illustration showing the arrangement of a vibration transmission plate. FIG. 3 is a block diagram showing the structure of the arithmetic and control circuit shown in FIG. Figure 5 is a block diagram showing the configuration of the waveform detection circuit in Figure 1, Figure 6 is an explanatory diagram showing the arrangement of the vibration sensor, and Figures 7 and 8.
The figures are explanatory diagrams showing the arrangement of vibration sensors and vibrators in different embodiments, Figure 9 and Figure 1.
FIG. 0 is an explanatory diagram showing further different arrangements of vibration sensors and vibrators, and FIGS. 11 and 12 are explanatory diagrams showing further different arrangements of vibration sensors and vibrators, respectively. 1... Arithmetic control circuit, 4... Vibrator, 6... Vibration sensor, 8a, 8b... Vibration transmission plate, 15...
Input port, 51... Preamplifier, 52... Envelope detection circuit, 54, 58... Signal detection circuit, 59... A/D conversion circuit.
Claims (1)
れ、略同一の厚みを有する第2の振動伝達部材
と、 前記第1の振動伝達部材に設けられた振動検出
手段と、 前記第2の振動伝達部材に設けられた振動発生
手段と、 前記第1の振動伝達部材或は第2の振動伝達部
材を押圧することで、前記第1の振動伝達部材と
第2の振動伝達部材とを接触させたとき、前記第
1の振動伝達部材の振動検出手段により検出され
る振動に基づき、前記第1の振動伝達部材或は第
2の振動伝達部材の押圧点の座標を導出する導出
手段とを有することを特徴とする座標入力装置。[Scope of Claims] 1: a first vibration transmission member; a second vibration transmission member made of the same material as the first vibration transmission member and having substantially the same thickness; and the first vibration transmission member. Vibration detecting means provided on the member; Vibration generating means provided on the second vibration transmitting member; By pressing the first vibration transmitting member or the second vibration transmitting member, the first vibration transmitting member is pressed. When the vibration transmitting member and the second vibration transmitting member are brought into contact, the vibration of the first vibration transmitting member or the second vibration transmitting member is detected based on the vibration detected by the vibration detecting means of the first vibration transmitting member. A coordinate input device comprising: derivation means for deriving the coordinates of a pressing point of a transmission member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61265644A JPS63120326A (en) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | Coordinate input device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61265644A JPS63120326A (en) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | Coordinate input device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63120326A JPS63120326A (en) | 1988-05-24 |
JPH0562773B2 true JPH0562773B2 (en) | 1993-09-09 |
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ID=17419997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61265644A Granted JPS63120326A (en) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | Coordinate input device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS63120326A (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP3503259B2 (en) * | 1995-04-27 | 2004-03-02 | ブラザー工業株式会社 | Coordinate input device |
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1986
- 1986-11-10 JP JP61265644A patent/JPS63120326A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS63120326A (en) | 1988-05-24 |
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