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JPH0460247B2 - - Google Patents
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JPH0460247B2 - - Google Patents

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JPH0460247B2
JPH0460247B2 JP61123711A JP12371186A JPH0460247B2 JP H0460247 B2 JPH0460247 B2 JP H0460247B2 JP 61123711 A JP61123711 A JP 61123711A JP 12371186 A JP12371186 A JP 12371186A JP H0460247 B2 JPH0460247 B2 JP H0460247B2
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JP
Japan
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pulse
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vibration
pulse signal
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Juichiro Yoshimura
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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

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に関し、特に弾性波の遅
延時間を計時することにより、その座標入力盤上
の弾性波発生の位置座標を求める座標入力装置に
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, and in particular, a coordinate input device that calculates the position coordinates of elastic wave generation on the coordinate input panel by measuring the delay time of elastic waves. It is related to the device.

[従来の技術] 従来のこの種の装置では、増幅演算回路からス
タート信号がパルス発生器に出され、これに応じ
てパルス発生器はパルス電気信号を発生する。こ
のパルス信号により駆動され、圧電素子により発
生した振動をホーンを通して振動伝播体に板波弾
性波として伝播させ、これをセンサー用の圧電素
子により圧電電圧として検出し、前記スタート信
号を同期させて前記振動伝播に要した遅延時間を
繰り返し計時することにより、振動発振源の位置
座標を検出するものであつた。尚、このとき伝播
振動を検出する際には検出波形であるパルス群中
の最大のピークレベルのパルスを検出することに
より計時していた。
[Prior Art] In a conventional device of this kind, a start signal is sent from an amplification calculation circuit to a pulse generator, and the pulse generator generates a pulsed electric signal in response to the start signal. Driven by this pulse signal, the vibration generated by the piezoelectric element is propagated through the horn to the vibration propagation body as a plate wave elastic wave, which is detected as a piezoelectric voltage by the piezoelectric element for sensor, and the start signal is synchronized to By repeatedly measuring the delay time required for vibration propagation, the position coordinates of the vibration oscillation source were detected. Incidentally, when detecting the propagating vibration at this time, time was measured by detecting the pulse with the maximum peak level in the pulse group, which is the detected waveform.

[発明が解決しようとする問題点] しかし、伝播する弾性波は板波なので分散の影
響で群速度と位相速度が異なる為、上記検出方法
では位相速度波長で最大1波長分の誤差が生じる
ことは避けられなかつた。
[Problems to be solved by the invention] However, since the propagating elastic wave is a plate wave, the group velocity and phase velocity differ due to the influence of dispersion, so the above detection method causes an error of at most one wavelength in the phase velocity wavelength. was unavoidable.

本発明は上記従来技術に鑑みなされたものであ
り、検出信号であるパルス群の包絡線の最大値を
求めることにより、計時した遅延時間値に補正を
施すことによつてより高分解能の座標入力装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional technology, and by calculating the maximum value of the envelope of the pulse group that is the detection signal, it is possible to input coordinates with higher resolution by correcting the timed delay time value. The purpose is to provide equipment.

[問題点を解決するための手段] この問題を解決するための一手段として本発明
は以下の様な構成からなる。
[Means for solving the problem] As a means for solving this problem, the present invention has the following configuration.

すなわち、振動伝播体上の所望の位置に接触す
ることで前記振動伝播体に弾性波を伝播する振動
入力手段と、前記振動伝播体の所定の位置に固定
され、当該振動伝播体を伝播する弾性波を受信
し、パルス信号群に変換する受信手段と、該受信
手段により変換されたパルス信号群に基いて、当
該パルス信号群の最大ピークレベルのパルス信号
が受信されるまでの時間値を計時する計時手段
と、前記受信手段により受信されたパルス信号群
の各パルス信号のピークレベルを検出する検出手
段と、該検出手段により検出されたパルス信号群
の各パルス信号のピークレベルに基いて、前記パ
ルス信号群についての群速度波形のピークの位置
を算出し、得られたピークの位置で前記計時手段
によつて得られた時間値を補正する補正手段とを
備える。
That is, a vibration input means that propagates an elastic wave to the vibration propagation body by contacting a desired position on the vibration propagation body, and an elastic input means that is fixed at a predetermined position of the vibration propagation body and propagates through the vibration propagation body. a receiving means for receiving a wave and converting it into a pulse signal group; and a time value for measuring a time value until a pulse signal of the maximum peak level of the pulse signal group is received based on the pulse signal group converted by the receiving means. a detection means for detecting the peak level of each pulse signal of the pulse signal group received by the receiving means, based on the peak level of each pulse signal of the pulse signal group detected by the detection means, and a correction means for calculating the peak position of the group velocity waveform for the pulse signal group and correcting the time value obtained by the time measurement means using the obtained peak position.

[作用] かかる本発明の構成において、補正手段により
補正された時間値でもつて前記位置指定手段の座
標位置を求めることになる。
[Function] In this configuration of the present invention, the coordinate position of the position specifying means is determined using the time value corrected by the correction means.

[実施例] 以下、添付図面に従つて本発明に係る実施例を
詳細に説明する。
[Examples] Examples according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本実施例の座標入力装置の構成図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram of the coordinate input device of this embodiment.

図中、1は振動ペンであり、パルス発生器10
よりの信号でもつて振動する圧電素子2及びその
振動を増幅するホーン3により構成される。4は
タブレツト型の信号入力板であり、5は振動伝播
体である。6はホーン3と振動伝播体5との接触
点である。また7a〜7cは振動検出用の圧電素
子であり弾性波を電気信号に変換する。8はリー
ド線、9は弾性波の反射防止用の振動吸収材、1
1はパルス信号発生器10にパルス信号の発生指
示し、リード線8からの電気信号を受信する増幅
演算回路である。12は本装置全体を制御する制
御部であり、内部には計時され補正された時間値
でもつて接地点6の座標位置を算出するプログラ
ムと後述する第6図のプログラムが格納されてい
るメモリ12aを備えている。
In the figure, 1 is a vibrating pen, and a pulse generator 10
It is composed of a piezoelectric element 2 that vibrates even with a signal from the center, and a horn 3 that amplifies the vibration. 4 is a tablet-type signal input board, and 5 is a vibration propagator. 6 is a contact point between the horn 3 and the vibration propagation body 5. Further, 7a to 7c are piezoelectric elements for vibration detection, which convert elastic waves into electrical signals. 8 is a lead wire, 9 is a vibration absorbing material for preventing reflection of elastic waves, 1
Reference numeral 1 denotes an amplification calculation circuit which instructs the pulse signal generator 10 to generate a pulse signal and receives an electric signal from the lead wire 8. Reference numeral 12 denotes a control unit that controls the entire device, and a memory 12a that stores therein a program for calculating the coordinate position of the grounding point 6 using time values that have been measured and corrected, and a program shown in FIG. 6, which will be described later. It is equipped with

上述した構成に於ける動作を説明すると、先ず
増幅演算回路11からスタート信号がパルス発生
器10に出力され、これに応じてパルス発生器1
0はパルス電気信号を発生する。この周波数は高
くなるほど分解能は増すが、減衰率も増すという
点で、300〜500KHzが妥当である。この電気信号
を受けて振動ペン1の圧電素子2はその振動数で
もつて伸縮(振動)する。この振動はホーン3に
より拡大され、接触点6において振動伝播体5に
振動が伝わり板波弾性波として伝播することにな
る。尚、振動伝播体5の素材はガラス・アクリル
等の透明な板が考えられる。さて伝播した板波弾
性波は振動検出用に設けられた3箇所の圧電素子
7a〜7cで圧電電圧として検出され(この弾性
波検出処理は後述する。)、リード線8を介して増
幅演算回路11に送られる。またこのとき、増幅
演算回路から発生したスタート信号と同期させて
振動伝播に要した遅延時間をそれぞれ検出する。
以上の動作を例えば1秒間に50〜150回繰り返し
行い、得られた3箇所の振動検出用圧電素子7に
おける遅延時間を用いて振動ペン1の接触点6の
位置座標を計算するわけである。
To explain the operation in the above-mentioned configuration, first, a start signal is output from the amplification calculation circuit 11 to the pulse generator 10, and in response to this, the pulse generator 1
0 generates a pulsed electrical signal. As this frequency increases, the resolution increases, but the attenuation rate also increases, so 300 to 500 KHz is appropriate. In response to this electrical signal, the piezoelectric element 2 of the vibrating pen 1 expands and contracts (vibrates) at that frequency. This vibration is amplified by the horn 3, and the vibration is transmitted to the vibration propagation body 5 at the contact point 6, where it propagates as a plate wave elastic wave. Note that the material of the vibration propagation body 5 may be a transparent plate such as glass or acrylic. Now, the propagated plate wave elastic wave is detected as a piezoelectric voltage by three piezoelectric elements 7a to 7c provided for vibration detection (this elastic wave detection processing will be described later), and is transmitted to an amplification calculation circuit via a lead wire 8. Sent to 11. At this time, the delay time required for vibration propagation is detected in synchronization with the start signal generated from the amplification calculation circuit.
The above operation is repeated, for example, 50 to 150 times per second, and the position coordinates of the contact point 6 of the vibrating pen 1 are calculated using the delay times obtained at the three vibration detection piezoelectric elements 7.

尚、この計算方法を以下に示す。 Note that this calculation method is shown below.

第2図に示すように振動ペン1の位置座標を
(x,y)とし、3つの振動検出用の圧電素子7
a〜7cのそれぞれの座標Pa〜Pcを Pa(x1,y1)=(0,0) Pb(x2,y2)=(x2,0) Pc(x3,y3)=(0,y3) とすると、振動ペン1の位置座標(x,y)は次
式の様にして求められる。
As shown in FIG. 2, the position coordinates of the vibrating pen 1 are (x, y), and three piezoelectric elements 7 for vibration detection are used.
The respective coordinates Pa to Pc of a to 7c are Pa (x 1 , y 1 ) = (0, 0) Pb (x 2 , y 2 ) = (x 2 , 0) Pc (x 3 , y 3 ) = ( 0, y 3 ), the position coordinates (x, y) of the vibrating pen 1 can be obtained as shown in the following equation.

x=x2/2+2・x2/v2・(t1+t2)・(t1−t2) y=y3/2+v2/2・y3・(t1+t3)・(t1−t3) 但し、 t1〜t3:弾性波の伝播時間 v:弾性波の伝播速度 以上の計算を、増幅演算回路11で行なうこと
により振動ペン1の位置座標が得られるわけであ
る。
x=x 2 /2+2・x 2 /v 2・(t1+t2)・(t1−t2) y=y 3 /2+v 2 /2・y 3・(t1+t3)・(t1−t3) However, t 1 ~ t 3 : Propagation time of elastic wave v: Propagation velocity of elastic wave By performing the above calculations in the amplification calculation circuit 11, the position coordinates of the vibrating pen 1 can be obtained.

尚、振動伝播体5中の振動が振動吸収材9に到
達すると、弾性波はここで振幅が減衰する。この
振動吸収材9の材質として本実施例では、減衰率
が大きく且つガラスとの固有音響インピーダンス
との整合の為シリコンゴムに金属粉を混入したも
のを用いるものとして説明するがこれに限定され
るものではない。また振動伝播体5の板厚である
が、これは0.3〜2.0mmが妥当である。というのは
板圧が薄くなるほど伝播及び検出される弾性波の
振幅は大きくなるが、材料強度が落るためであ
る。
Note that when the vibration in the vibration propagation body 5 reaches the vibration absorber 9, the amplitude of the elastic wave is attenuated here. In this embodiment, the vibration absorbing material 9 is made of silicone rubber mixed with metal powder in order to have a large attenuation rate and match the natural acoustic impedance with glass, but the material is not limited to this. It's not a thing. Furthermore, regarding the plate thickness of the vibration propagation body 5, it is appropriate that the thickness be 0.3 to 2.0 mm. This is because as the plate thickness decreases, the amplitude of the propagated and detected elastic waves increases, but the strength of the material decreases.

以上の座標入力装置における振動の信号波形の
検出方法について説明する。
A method for detecting a vibration signal waveform in the above coordinate input device will be described.

第3図は弾性波の伝播距離と伝播時間及び信号
波形との関係を示す図であり、振動ペン1が「A
状態」における検出用の例えば圧電素子7aによ
つて電気信号に変換された波形は「A′」となる。
このとき、スタート信号発生時(C点)から弾性
波の伝播距離xAに対応する遅延時間を示すのがtA
である。そこで振動ペン1を「B状態」に移動す
ると、伝播距離がxBになるので検出信号は「B′」
になり遅延時間はtBとなる。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the propagation distance, propagation time, and signal waveform of elastic waves.
The waveform converted into an electrical signal by, for example, the piezoelectric element 7a for detection in the "state" is "A'".
At this time, t A indicates the delay time corresponding to the propagation distance x A of the elastic wave from the time the start signal is generated (point C).
It is. Therefore, when the vibrating pen 1 is moved to "B state", the propagation distance becomes x B , so the detection signal becomes "B'"
and the delay time becomes tB .

ここで問題となるのは、この第3図に示す様に
検出振動波形が「A′」、「B′」とでは位相が違う
ことがあるということである。この場合に従来で
は最大ピークレベルのパルスを検出した時点を弾
性波検出時としていたため、検出信号「A′」の
場合には問題がないが、検出信号「B′」のとき
にはtB′分の時間誤差が生じてしまうことになる。
この位相の相違は板波弾性波には分散性がある
為、パルス駆動を行なう場合に検出信号波形にお
ける群速度と位相速度が異なるために起こるもの
である。これは振動伝播体を伝播する弾性波には
板波(ラム波)があり、本実施例では板の表面に
触れても表面波の様に振幅が大幅に減少しないと
いう点で板波弾性波を採用したために、検出信号
波形の群速度に対応する理想検出点とパルス群中
の最大パルスのレベルを検出した時点では位相速
度波長で最大1波長分の誤差が生じることによつ
て生ずるものである。
The problem here is that the detected vibration waveforms "A'" and "B'" may have different phases, as shown in FIG. In this case, in the past, the time when the pulse with the maximum peak level was detected was taken as the time of elastic wave detection, so there is no problem in the case of the detection signal "A'", but in the case of the detection signal "B'", the time of t B ' minute is detected. This will result in a time error.
This difference in phase occurs because the plate wave acoustic wave has dispersion, so when pulse driving is performed, the group velocity and phase velocity in the detection signal waveform are different. There is a plate wave (Lamb wave) in the elastic wave that propagates in a vibration propagation body, and in this example, the plate wave acoustic wave is used in that the amplitude does not decrease significantly like a surface wave even if it touches the surface of the plate. This is caused by an error of up to one wavelength in the phase velocity wavelength between the ideal detection point corresponding to the group velocity of the detection signal waveform and the maximum pulse level in the pulse group. be.

この時間誤差を補正するために、本実施例では
検出信号の波形の包落線のピーク位置を検出時点
とするものである。その包絡線の算出方法を以下
に説明する。
In order to correct this time error, in this embodiment, the peak position of the envelope of the waveform of the detection signal is set as the detection time point. The method for calculating the envelope will be explained below.

第4図は検出信号波形のパターン図である。本
実施例においては、群速度より位相速度が遅いの
で、伝播距離が大きくなると、つまり第3図で
「A状態」から「B状態」の方向へ振動ペン1が
移動すると第4図a→eのように検出信号波形が
変化する。ここで波形には4つのパターンがある
ことがわかる。つまり、第4図aで波形上側のピ
ークレベルを左から順にa,b,c,d,eとす
ると、ピークの大きさで、 c>b=d c>b>d (2(c−b)=c−d) b=d b>c>a (2(b−c)=b−a) b>a=c というパターンに分類されることがわかる。この
ピークレベルa〜eと伝播距離と伝播時間との関
係を示すと、第5図に示す様になる。尚、この図
でvgは群速度に対応する直線であり、a〜eは位
相速度の一部である第4図に示した各ピークレベ
ルに対応する直線である。これらの直線の傾きは
1/v(vは伝播速度)を示すものであり、従つ
て群速度より位相速度が遅いことがわかる。
FIG. 4 is a pattern diagram of the detection signal waveform. In this embodiment, since the phase velocity is slower than the group velocity, when the propagation distance increases, that is, when the vibrating pen 1 moves from "state A" to "state B" in FIG. The detection signal waveform changes as follows. It can be seen that there are four patterns in the waveform. In other words, if the peak levels on the upper side of the waveform in Figure 4a are a, b, c, d, and e in order from the left, then the size of the peak is c>b=d c>b>d (2(c-b )=c-d) b=d b>c>a (2(b-c)=ba) b>a=c It can be seen that the patterns are classified as follows. The relationship between the peak levels a to e, propagation distance, and propagation time is shown in FIG. In this figure, v g is a straight line corresponding to the group velocity, and a to e are straight lines corresponding to each peak level shown in FIG. 4, which is a part of the phase velocity. The slopes of these straight lines indicate 1/v (v is the propagation velocity), which means that the phase velocity is slower than the group velocity.

また、この第5図においてvpは位相速度の1波
長を示し、1/fは位相速度の1周期(f:駆動
周波数)である。よつて、伝播距離でxaだげ移動
すれば、群速度の中の位相は元に戻ることにな
る。
Further, in FIG. 5, v p indicates one wavelength of the phase velocity, and 1/f indicates one period of the phase velocity (f: drive frequency). Therefore, if we move by x a in the propagation distance, the phase in the group velocity will return to its original state.

ここで、 xa=Vp・Vg/f・(Vg−Vp)(Vp:位相速度) である。よつて、第4図a〜eのそれぞれの波形
に対応させて、第5図の〜のようにXaを区
切り、それに対応する時間の補正を位相速度にお
ける伝播時間に加えてやればよいことになる。す
なわち、検出波形が第5図の〜の間にある場
合、〜の間の場合という具合に4つのパター
ンに分ることにする。
Here, x a =V p ·V g /f · (V g −V p ) (V p : phase velocity). Therefore, it is sufficient to divide X a as shown in ~ in Figure 5 in correspondence with each of the waveforms in Figure 4 a to e, and add the corresponding time correction to the propagation time at the phase velocity. become. That is, when the detected waveform is between .about. in FIG. 5, it is divided into four patterns, such as between .about.

そこで、本実施例では、この補正量の決定であ
るが第4図a〜eのパターン波形のピークの大小
から次のように定義する。
Therefore, in this embodiment, the correction amount is determined as follows based on the magnitudes of the peaks of the pattern waveforms shown in FIGS. 4a to 4e.

すなわち、 (〜):2(c−b)>c−d≧c−b (〜):0<2(c−b)≦c−d (〜):0≦2(b−c)<b−a (〜):2(b−c)≧b−a>b−c 上記のパターン〜において以下の様に補正
を加える(第4図参照)。
That is, (~): 2(c-b)>c-d≧c-b (~):0<2(c-b)≦c-d (~):0≦2(b-c)<b -a (~): 2(b-c)≧b-a>b-c In the above pattern ~, the following correction is made (see Fig. 4).

() パルス群の最大ピークレベル位置cに対す
る伝播時間における補正は0 () パルス群の最大ピークレベル位置cに対す
る伝播時間における補正は−(0.25×1/f) () パルス群の最大ピークレベル位置bに対す
る伝播時間における補正は+(0.5×1/f) () パルス群の最大ピークレベル位置bに対す
る伝播時間における補正は+(0.25×1/f) 以上の様にパルス群中の最大ピークレベルを検
出した時間値に補正値を加減することにより少な
くとも位相速度1波長に対する1/4の時間値まで
精度を上げることができることになる。
() The correction in the propagation time for the maximum peak level position c of the pulse group is 0 () The correction in the propagation time for the maximum peak level position c of the pulse group is -(0.25×1/f) () The maximum peak level position of the pulse group The correction in the propagation time for b is + (0.5 x 1/f) () The correction in the propagation time for the maximum peak level position b of the pulse group is + (0.25 x 1/f) As shown above, the maximum peak level in the pulse group By adding or subtracting a correction value to the detected time value, it is possible to improve the accuracy to at least a time value of 1/4 of the phase velocity for one wavelength.

以上の補正を含めた信号波形検出を増幅演算回
路で行うためのフローチヤートを第6図に示し、
その処理手順を説明する。尚、nは検出信号波形
のピークの検出カウント数、f(n)はそのカウント
におけるピークの大きさである。
A flowchart for performing signal waveform detection including the above correction using an amplification calculation circuit is shown in Fig. 6.
The processing procedure will be explained. Note that n is the detected count number of the peak of the detection signal waveform, and f(n) is the size of the peak in the count.

先ず、ステツプS1で初期値としてnに“1”
を代入し、ステツプS2でf(n)を読み込む。次い
でステツプS3で読み込んだf(n)をメモリ12a
に格納する。ステツプS4ではnをインクリメン
トし、ステツプS5でf(n)を読み込み、メモリ1
2aに格納する(ステツプS6)。次にステツプ
S7では前回読み込んだピークレベル(f(n−
1))と今回読み込んだピークレベル(f(n))と
を比較し、今回読み込んだピークレベルが前回読
み込んだものより小さくなるまでステツプS4以
下を繰返す。尚、このとき、2つ前に格納された
ピークレベルは必要がないので消去するものであ
る(ステツプS8)。さて、ステツプS7で前回読み
込んだピークレベルよりも今回読み込んだピーク
レベルが小さいと判断した場合、すなわち前回読
み込んだパルスがパルス群中の最大ピークレベル
のパルスであると判断した場合にはステツプS9
に移ることになるが、先に説明した補正を以下の
手順ですることになるわけである。
First, in step S1, set n to “1” as an initial value.
and read f(n) in step S2. Next, f(n) read in step S3 is stored in the memory 12a.
Store in. In step S4, n is incremented, and in step S5, f(n) is read and memory 1 is
2a (step S6). Next step
In S7, the previously read peak level (f(n-
1)) and the peak level (f(n)) read this time, and repeat steps S4 and subsequent steps until the peak level read this time becomes smaller than the peak level read last time. Incidentally, at this time, the two peak levels previously stored are unnecessary and are therefore deleted (step S8). Now, if it is determined in step S7 that the peak level read this time is smaller than the peak level read last time, that is, if it is determined that the pulse read last time is the pulse with the maximum peak level in the pulse group, step S9
Moving on, the above-described correction will be performed in the following steps.

先ず、ステツプS10で次の不等式が真となるか
否かを判断する。
First, in step S10, it is determined whether the following inequality is true.

2{(n−1)−f(n−2)}>f(n−1)−f(n
) この不等式が満足された場合にはステツプS12
に移るが、そうでない場合にはステツプS10に移
り、最大ピークレベル(f(n−1))を検出した
時間値から位相速度波の周期の4分の1を差し引
いて補正し、ステツプS11でその補正された時間
値でもつて座標を算出し、出力することになる。
2 {(n-1)-f(n-2)}>f(n-1)-f(n
) If this inequality is satisfied, step S12
However, if this is not the case, the process moves to step S10, where correction is made by subtracting 1/4 of the period of the phase velocity wave from the time value at which the maximum peak level (f(n-1)) is detected, and the process is corrected at step S11. Coordinates are calculated and output using the corrected time values.

また、ステツプS12では次の不等式が真となる
か否かを判断する。
Further, in step S12, it is determined whether the following inequality is true.

f(n−1)−f(n)≧f(n−1)−f(n−2) この不等式が満足しない場合にはステツプS14
に移るが、満足した場合にはステツプS13に移
り、最大ピークレベル(f(n−1)を検出した
時間値には何も加減せずに、ステツプS11でその
座標を算出し、出力することになる。
f(n-1)-f(n)≧f(n-1)-f(n-2) If this inequality is not satisfied, step S14
However, if satisfied, the process moves to step S13, and the coordinates are calculated and output in step S11 without adding or subtracting anything to the time value at which the maximum peak level (f(n-1)) was detected. become.

さらに、ステツプS14では次の不等式でもつて
判断する。
Furthermore, in step S14, the following inequality is also used for determination.

2{f(n−1)−f(n)}≧f(n−1)−f(n−
2) この不等式が満足された場合にはステツプS15
に移り、最大ピークレベル(f(n−1))を検出
した時間値に位相速度波の周期の4分の1を加算
して補正し、不等式が満足しなかつた場合にはス
テツプS16で最大ピークレベル(f(n−1))を
検出した時間値に位相速度波の周期の2分の1を
加算して補正する。次にステツプS11でその補正
された時間値でもつて座標を算出し、出力するこ
とになるわけである。
2 {f(n-1)-f(n)}≧f(n-1)-f(n-
2) If this inequality is satisfied, step S15
Then, the time value at which the maximum peak level (f(n-1)) was detected is corrected by adding 1/4 of the period of the phase velocity wave, and if the inequality is not satisfied, the maximum peak level (f(n-1)) is corrected in step S16. The time value at which the peak level (f(n-1)) is detected is corrected by adding one half of the period of the phase velocity wave. Next, in step S11, coordinates are calculated using the corrected time values and output.

以上説明した様に本実施例によれば、弾性波に
おける検出したパルス群の最大ピークレベルのパ
ルスを検出した時間値に、そのパルス群の包絡線
のピーク位置の差分の時間値を補正することによ
り、振動ペンの入力座標をより高精度に検出する
ことが可能となる。
As explained above, according to this embodiment, the time value at which the maximum peak level pulse of the detected pulse group in the elastic wave is detected is corrected by the time value of the difference between the peak position of the envelope of the pulse group. This makes it possible to detect the input coordinates of the vibrating pen with higher precision.

また、本実施例における座標入力装置は、一定
の閾値を設ける方式の様に、筆圧等による検出信
号波形の振幅の変動の影響を受けず、また電界、
磁界的な影響が少ないので、安定な位置座標検出
を可能にするものである。
In addition, the coordinate input device in this embodiment is not affected by fluctuations in the amplitude of the detection signal waveform due to pen pressure, etc., and is not affected by changes in the amplitude of the detection signal waveform due to pen pressure etc.
Since there is little magnetic field influence, stable position coordinate detection is possible.

尚、本実施例においては検出波形パターンを4
つにしたが、これに限定されるものではなく、弾
性波の検出精度が許される限り細分化することが
可能である。また、波形検出演算速度がさらに速
くなれば、検出波形パターンをさらに増やすこと
になり、さらに分解能を上げることができる。ま
た、本実施例においては、検出信号波形の3つの
ピークを比較したが、これを5本、7本と増やせ
ば、前記波形検出演算速度が追いつけば、上記同
様、分解能を上げることができる。
In this example, the detected waveform pattern is 4.
However, it is not limited to this, and it is possible to subdivide the elastic waves as long as the detection accuracy of the elastic waves allows. Further, if the waveform detection calculation speed becomes faster, the number of detected waveform patterns will be further increased, and the resolution can be further improved. Further, in this embodiment, three peaks of the detection signal waveform were compared, but if the number of peaks is increased to five or seven, the resolution can be increased as described above if the waveform detection calculation speed can catch up.

また、本実施例においては、前記検出信号波形
の正のピークのみで検出したが、絶対値ピーク、
すなわち波形の下半分を上に折り返した形で検出
すれば、簡単な構成で分解能は2倍になる。
In addition, in this example, only the positive peak of the detection signal waveform was detected, but the absolute value peak,
That is, if the lower half of the waveform is detected by folding it upward, the resolution can be doubled with a simple configuration.

また、第6図のフローチヤートにおいては、f
(n−1)がパルス群中の最大値のピークを有す
るパルスであり、この検出点と検出信号波形の包
絡線の最大値は本来一致するはずであるが、精度
を上げるため、検出信号波形にフイルタをかけ、
微分することにより得られる該包絡線の最大値に
おける検出点によりf(n−1)の検出点をチエ
ツク確認すると更に精度が上がることになる。
In addition, in the flowchart of Fig. 6, f
(n-1) is the pulse with the maximum value peak in the pulse group, and this detection point and the maximum value of the envelope of the detection signal waveform should originally match, but in order to improve accuracy, the detection signal waveform filter the
The accuracy can be further improved by checking the detection point of f(n-1) using the detection point at the maximum value of the envelope obtained by differentiation.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、弾性波に
おけるパルス群の最大ピークレベルのパルスを検
出した時間値に、そのパルス群の包絡線のピーク
位置の差分の時間値を補正することにより、振動
ペンの入力座標をより高精度に検出することが可
能となる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the time value at which the maximum peak level pulse of the pulse group in the elastic wave is detected is corrected by the time value of the difference in the peak position of the envelope of the pulse group. By doing so, it becomes possible to detect the input coordinates of the vibrating pen with higher precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本実施例に係る座標入力装置のブロツ
ク構成図、第2図は入力ペンと各受信用の圧電素
子までの遅延時間を示す図、第3図は弾性波の伝
播距離と伝播時間及び信号波形との関係を示す
図、第4図a〜eは検出信号波形のパターン図、
第5図は検出波形の各ピークレベルa〜eと伝播
距離と伝播時間との関係を示す図、第6図は検出
された時間値に対する補正の値を決定するための
フローチヤートである。 図中、1……振動ペン、2……圧電素子、3…
…ホーン、4……信号入力板、5……振動伝播
体、6……接触点、7a〜7c……振動検出用の
圧電素子、8……リード線、9……振動吸収体、
10……パルス信号発生器、11……増幅演算回
路、12……制御部、12a……メモリである。
Figure 1 is a block diagram of the coordinate input device according to this embodiment, Figure 2 is a diagram showing the delay time between the input pen and each receiving piezoelectric element, and Figure 3 is the propagation distance and propagation time of elastic waves. Figures 4a to 4e are pattern diagrams of detected signal waveforms,
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between each peak level a to e of the detected waveform, the propagation distance, and the propagation time, and FIG. 6 is a flowchart for determining the correction value for the detected time value. In the figure, 1... vibrating pen, 2... piezoelectric element, 3...
... Horn, 4 ... Signal input board, 5 ... Vibration propagation body, 6 ... Contact point, 7a to 7c ... Piezoelectric element for vibration detection, 8 ... Lead wire, 9 ... Vibration absorber,
10...Pulse signal generator, 11...Amplification calculation circuit, 12...Control unit, 12a...Memory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 振動伝播体上の所望の位置に接触することで
前記振動伝播体に弾性波を伝播する振動入力手段
と、 前記振動伝播体の所定の位置に固定され、当該
振動伝播体を伝播する弾性波を受信し、パルス信
号群に変換する受信手段と、 該受信手段により変換されたパルス信号群に基
いて、当該パルス信号群の最大ピークレベルのパ
ルス信号が受信されるまでの時間値を計時する計
時手段と、 前記受信手段により受信されたパルス信号群の
各パルス信号のピークレベルを検出する検出手段
と、 該検出手段により検出されたパルス信号群の各
パルス信号のピークレベルに基いて、前記パルス
信号群についての群速度波形のピークの位置を算
出し、得られたピークの位置で前記計時手段によ
つて得られた時間値を補正する補正手段とを備
え、 該補正手段により補正された時間値に基いて前
記振動入力手段の前記振動伝播体上の接触位置の
座標を求めることを特徴とする座標入力装置。 2 前記補正手段は、前記受信手段によつて受信
されたパルス信号群中のパルス信号1波長分の時
間を分割して得られた時間値を前記計時手段によ
り計時された時間値に加減することにより補正す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
座標入力装置。
[Scope of Claims] 1. Vibration input means that propagates elastic waves to the vibration propagation body by contacting a desired position on the vibration propagation body; a receiving means for receiving an elastic wave propagating through the body and converting it into a group of pulse signals; and a receiving means for receiving an elastic wave propagating through the body and converting it into a group of pulse signals, based on the group of pulse signals converted by the receiving means, until a pulse signal of the maximum peak level of the group of pulse signals is received. clocking means for measuring the time value of; detecting means for detecting the peak level of each pulse signal of the pulse signal group received by the receiving means; and a peak level of each pulse signal of the pulse signal group detected by the detecting means. a correction means for calculating the peak position of the group velocity waveform for the pulse signal group based on the level, and correcting the time value obtained by the time measurement means using the obtained peak position, A coordinate input device characterized in that the coordinates of the contact position of the vibration input means on the vibration propagation body are determined based on the time value corrected by the correction means. 2. The correction means adds or subtracts a time value obtained by dividing a time corresponding to one wavelength of a pulse signal in a group of pulse signals received by the reception means to a time value measured by the time measurement means. 2. The coordinate input device according to claim 1, wherein the coordinate input device performs the correction according to the following.
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