Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0562770B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0562770B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0562770B2
JPH0562770B2 JP61245472A JP24547286A JPH0562770B2 JP H0562770 B2 JPH0562770 B2 JP H0562770B2 JP 61245472 A JP61245472 A JP 61245472A JP 24547286 A JP24547286 A JP 24547286A JP H0562770 B2 JPH0562770 B2 JP H0562770B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
propagation delay
delay time
propagation
waveform
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61245472A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63100529A (en
Inventor
Kyoshi Kaneko
Atsushi Tanaka
Juichiro Yoshimura
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 JP61245472A priority Critical patent/JPS63100529A/en
Priority to DE8787305739T priority patent/DE3779019D1/en
Priority to EP90123778A priority patent/EP0423843B1/en
Priority to EP87305739A priority patent/EP0258972B1/en
Priority to DE3751763T priority patent/DE3751763T2/en
Priority to US07/067,546 priority patent/US4931965A/en
Publication of JPS63100529A publication Critical patent/JPS63100529A/en
Publication of JPH0562770B2 publication Critical patent/JPH0562770B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、弾性波の伝播遅延時間により座標位
置を検出する座標入力装置に関し、特に検出精度
の向上を図つたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a coordinate input device that detects a coordinate position based on the propagation delay time of an elastic wave, and is particularly aimed at improving detection accuracy.

[従来の技術] 従来、座標位置を入力するデイジタイザなどと
称される座標入力装置としては、例えば次のよう
なものが知られている。
[Prior Art] Conventionally, as a coordinate input device called a digitizer or the like for inputting a coordinate position, for example, the following ones are known.

一面を抵抗体としてx座標用と、y座標用の
それぞれの抵抗膜を重ね、それぞれの抵抗膜に
電圧または電流を印加し、ペンや指先で加圧さ
れた点(座標入力点)に対して、電圧または電
流の比等を測定して、その点の座標位置を検出
入力する抵抗膜利用タイプのもの。
One side is used as a resistor, and the resistive films for the x-coordinate and the y-coordinate are stacked, voltage or current is applied to each resistive film, and the point (coordinate input point) applied with a pen or fingertip is , a type that uses a resistive film to measure the voltage or current ratio, etc., and detect and input the coordinate position of that point.

ペン先から局所的な磁界パルスを発生させて
おき、このペン先をパネルにマトリクス状に配
線してある電極線のいずれかに近づけて、電磁
結合させ、電極線に生ずる電流を測定すること
によりペン先の座標位置を検出入力する電磁誘
導利用タイプのもの。
By generating a local magnetic field pulse from the pen tip, bringing the pen tip close to one of the electrode wires wired in a matrix on the panel, electromagnetically coupling it, and measuring the current generated in the electrode wire. An electromagnetic induction type that detects and inputs the coordinate position of the pen tip.

超音波を利用するタイプのものとして、超音
波の伝播媒体による表面波の伝播遅延時間を検
出して位置座標を測定するもの、あるいは超音
波を空気中に伝え、その超音波の伝播時間を計
測するものなどがある。
Types that use ultrasound include those that measure positional coordinates by detecting the propagation delay time of surface waves through the ultrasound propagation medium, or those that transmit ultrasound into the air and measure the propagation time of the ultrasound. There are things to do.

[発明が解決しようとする問題点] しかし、これらの従来装置には次のような欠点
がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, these conventional devices have the following drawbacks.

すなわち、上述の項の抵抗膜利用タイプのも
のは抵抗体の均一性がそのまま図形入力の精度を
左右するので、特に均一性の優れた抵抗体を必要
とし、そのため非常に高価となる。また、x座標
用とy座標用の2枚の抵抗膜が必要となるので、
透明度が落ちてしまうという欠点もある。
That is, in the above-mentioned resistive film type, the uniformity of the resistor directly affects the accuracy of graphic input, so a resistor with particularly excellent uniformity is required, and is therefore very expensive. Also, two resistive films are required, one for the x-coordinate and one for the y-coordinate.
It also has the disadvantage of reduced transparency.

次に、上述の項の電磁誘導利用タイプのもの
は、電線がマトリクス状に配設されているので透
明にはならない。
Next, the electromagnetic induction type mentioned above is not transparent because the electric wires are arranged in a matrix.

さらに、上述の項の超音波利用タイプのよう
に表面波や音波を利用したものであると、音波の
送信部と受信部の間に疵や物体、例えば手などの
障害物が存在すると、その障害物によつて測定点
が誤つて検出されたり、測定できないなどの障害
物が生ずる欠点がある。一方、弾性波の板波を用
いた従来の座標入力装置の場合には、弾性波の群
速度と位相速度が異なるのでエンベローブのピー
クの検出や所定の閾値(スレツシヨルド)での検
出では、±1/2波長分の誤差が生じてしまうという
欠点があつた。
Furthermore, if a device that uses surface waves or sound waves, such as the ultrasonic type described in the above section, has a flaw or an object, such as a hand, between the sound wave transmitter and receiver, the problem may occur. There is a drawback that the measurement point may be detected incorrectly due to an obstacle, or the measurement point may not be able to be measured. On the other hand, in the case of a conventional coordinate input device that uses plate waves of elastic waves, the group velocity and phase velocity of the elastic waves are different, so detection of the envelope peak or detection at a predetermined threshold (threshold) is difficult. The drawback was that an error of /2 wavelengths occurred.

そこで、本発明は上述の欠点を除去し、透明
で、かつ精度の高い、使い勝手の良い座標入力装
置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and provide a coordinate input device that is transparent, highly accurate, and easy to use.

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明は、振動を入
力するための振動入力手段と、該振動入力手段を
接触することで入力された振動を伝播する振動伝
播部材と、該振動伝播部材に設けられ、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
によつて形成される、位相速度に基づく信号の波
形において設定された正側及び負側のしきい値に
基づいて、当該位相速度に基づく信号の正側のし
きい値に対応する伝播遅延時間と負側のしきい値
に対応する伝播遅延時間を導出する導出手段と、
該導出手段により導出された正側及び負側のしき
い値に対応する伝播遅延時間と、当該正側及び負
側のしきい値に対応する伝播遅延時間の前後関係
に基づいて、前記振動伝播部材の振動入力点の座
標を導出する座標導出手段とを有することを特徴
とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a vibration input means for inputting vibration, and a vibration propagation system that propagates the input vibration by contacting the vibration input means. a member, a vibration detection means provided on the vibration propagation member to detect the vibration input by the vibration input means, and a signal based on the phase velocity formed by the vibration detected by the vibration detection means. Based on the positive and negative thresholds set in the waveform, the propagation delay time corresponding to the positive threshold and the propagation delay time corresponding to the negative threshold of the signal based on the phase velocity. a derivation means for deriving;
The vibration propagation is determined based on the propagation delay times corresponding to the positive and negative thresholds derived by the deriving means and the context of the propagation delay times corresponding to the positive and negative thresholds. A coordinate deriving means for deriving the coordinates of the vibration input point of the member.

また、本発明は好ましくはその一態様として、
前記振動検出手段から出力される、伝播遅延時間
に応じて変化する位相速度に基づく信号のレベル
を補正するために、伝播遅延時間に応じて増幅率
が変化する増幅手段を、前記振動検出手段と前記
導出手段の間に設けたことを特徴とすることがで
きる。
Moreover, the present invention preferably has, as one aspect thereof,
In order to correct the level of the signal output from the vibration detection means based on the phase velocity that changes according to the propagation delay time, an amplification means whose amplification factor changes according to the propagation delay time is combined with the vibration detection means. It may be characterized in that it is provided between the deriving means.

[作用] 発明の座標入力装置では、振動入力手段を接触
することで入力された振動を振動伝播部材により
伝播し、該振動伝播部材に設けられた振動検出手
段でその振動を検出する。そして、本発明では振
動検出手段により検出された振動によつて形成さ
れる、位相速度に基づく信号の波形において設定
された正側及び負側のしきい値に基づいて、当該
位相速度に基づく信号の正側のしきい値に対応す
る伝播遅延時間と負側のしきい値に対応する伝播
遅延時間を導出手段により導出し、導出されたそ
の正側及び負側のしきい値に対応する伝播遅延時
間と、当該正側及び負側のしきい値に対応する伝
播遅延時間の前後関係に基づいて、座標導出手段
により上記振動伝播部材の振動入力点の座標を導
出するので、精度の高い座標データの入力ができ
る。
[Operation] In the coordinate input device of the invention, the vibration input by contacting the vibration input means is propagated by the vibration propagation member, and the vibration is detected by the vibration detection means provided on the vibration propagation member. In the present invention, a signal based on the phase velocity is generated based on the positive and negative thresholds set in the waveform of the signal based on the phase velocity, which is formed by the vibration detected by the vibration detection means. The propagation delay time corresponding to the positive threshold and the propagation delay time corresponding to the negative threshold are derived by the deriving means, and the propagation delay time corresponding to the derived positive and negative thresholds is calculated. Since the coordinates of the vibration input point of the vibration propagation member are derived by the coordinate derivation means based on the delay time and the context of the propagation delay time corresponding to the positive and negative thresholds, highly accurate coordinates can be obtained. Can input data.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の座標入力装置の全
体構成を示す。本図において、1は本発明に係る
演算および制御を行う演算制御回路であり、例え
ばマイクロコンピユータやRAM等から構成され
る。2は振動子駆動回路であり、演算制御回路1
からの同期信号に応じて振動子駆動用のパルス信
号を発生する。3は座標入力用の振動ペンであ
り、振動子駆動回路2からのパルス信号により伸
縮振動する例えば圧電素子の如き振動子4と、そ
の振動子4の振動の振幅を増大する先が尖つたホ
ーン5と、これらを支持する棒状軸部とから構成
されている。
FIG. 1 shows the overall configuration of a coordinate input device according to an embodiment of the present invention. In this figure, 1 is an arithmetic control circuit that performs arithmetic operations and control according to the present invention, and is composed of, for example, a microcomputer, a RAM, and the like. 2 is a vibrator drive circuit, and an arithmetic control circuit 1
A pulse signal for driving the vibrator is generated in response to a synchronization signal from the oscillator. 3 is a vibrating pen for inputting coordinates, which includes a vibrator 4 such as a piezoelectric element that expands and contracts in response to a pulse signal from the vibrator drive circuit 2, and a horn with a pointed end that increases the amplitude of the vibration of the vibrator 4. 5, and a rod-shaped shaft portion that supports them.

6は駆動受信用のセンサ、7は反射防止材、8
は振動を伝播し、かつ透明な例えばガラスの如き
伝播媒体である。センサ6は信号入力板を構成す
る伝播媒体8の複数の所定箇所(本例では3隅)
に配設され、伝播媒体8を伝播したペン3の振動
波(板波弾性波)を機械電気変換して、電気信号
として取り出す例えば圧電素子からなる。反射防
止材7は例えばシリコンゴムなどで形成され、ペ
ン3からの振動を吸収して、その振動が伝播媒体
8の端部で反射するのを阻止する。
6 is a sensor for driving reception, 7 is an anti-reflection material, 8
is a propagation medium that propagates vibrations and is transparent, such as glass. The sensors 6 are located at multiple predetermined locations (three corners in this example) of the propagation medium 8 that constitutes the signal input board.
It is made of, for example, a piezoelectric element, which is disposed in the propagation medium 8 and converts the vibration waves (plate wave elastic waves) of the pen 3 propagated through the propagation medium 8 into mechanical and electrical signals and extracts them as electrical signals. The antireflection material 7 is made of, for example, silicone rubber, absorbs vibrations from the pen 3, and prevents the vibrations from being reflected at the end of the propagation medium 8.

9は受信波形検出回路であり、センサ6で受信
された信号を後述のように処理して、ペン3から
センサ6までの伝播媒体8内を伝播してきた弾性
波の伝播時間を示す信号にし、演算制御回路1に
出力する。演算制御回路1では3箇所のセンサ6
から受信波形検出回路9を介して送られてくる伝
播時間を示す信号から伝播遅延時間を検出し、こ
の伝播遅延時間に基づいて所定の演算式によりペ
ン3の接触している座標位置を算出する。
9 is a received waveform detection circuit, which processes the signal received by the sensor 6 as described below and converts it into a signal indicating the propagation time of the elastic wave propagated within the propagation medium 8 from the pen 3 to the sensor 6; Output to the arithmetic control circuit 1. In the arithmetic control circuit 1, there are three sensors 6
The propagation delay time is detected from the signal indicating the propagation time sent from the received waveform detection circuit 9 through the received waveform detection circuit 9, and based on this propagation delay time, the coordinate position where the pen 3 is in contact is calculated by a predetermined calculation formula. .

10は透明な伝播媒体(例えば、ガラス)8の
下部に一体に配設して文字・画像等を表示するデ
イスプレイ11を駆動するデイスプレイ駆動回路
である。演算制御回路1で算出されたペン3の座
標情報はほぼリアルタイムでデイスプレイ駆動回
路10を通じてデイスプレイ11に表示できるの
で、ペン3で描いた文字や図形等を瞬時にそのま
まデイスプレイ11に表示できる。
Reference numeral 10 denotes a display drive circuit that is integrally disposed below a transparent propagation medium (for example, glass) 8 and drives a display 11 that displays characters, images, and the like. The coordinate information of the pen 3 calculated by the arithmetic control circuit 1 can be displayed on the display 11 through the display drive circuit 10 almost in real time, so that characters, figures, etc. drawn with the pen 3 can be displayed as they are on the display 11 instantly.

第2図は第1図の実施例における信号の波形お
よびタイミングを示す。第2図において、12は
振動子駆動回路2から振動子4に印加される駆動
パルス信号であり、このパルス信号12の周波数
は振動子4の共振周波数とする。14はセンサ6
から出力されるセンサ信号(受信信号)、15は
この信号14を処理して得られる受信波形検出回
路9の出力信号である。
FIG. 2 shows signal waveforms and timing in the embodiment of FIG. In FIG. 2, 12 is a drive pulse signal applied to the vibrator 4 from the vibrator drive circuit 2, and the frequency of this pulse signal 12 is assumed to be the resonant frequency of the vibrator 4. 14 is sensor 6
The sensor signal (received signal) 15 outputted from the sensor signal 14 is the output signal of the received waveform detection circuit 9 obtained by processing this signal 14.

ペン3の先端を伝播媒体であるガラス板8に接
すると、第2図に示すようなパルス信号12によ
り駆動された振動子4の振動は、ホーン5を通つ
てその振幅が増幅され、ガラス板8に伝わる。そ
して、その振動は弾性波(超音波)となり、ガラ
ス8内を伝播する。この時、弾性波として板波を
利用する。このように板波を利用すると、ガラス
板8の表面に疵や物が置かれても、ほとんど影響
が無く、センサ6は波形の弾性波信号を受信する
ことができて、位置座標を容易に検出することが
できるからである。
When the tip of the pen 3 comes into contact with the glass plate 8, which is a propagation medium, the vibration of the vibrator 4 driven by the pulse signal 12 as shown in FIG. 8. The vibration then becomes an elastic wave (ultrasonic wave) and propagates within the glass 8. At this time, plate waves are used as elastic waves. By using plate waves in this way, even if there are scratches or objects placed on the surface of the glass plate 8, there is almost no effect, and the sensor 6 can receive waveform elastic wave signals, making it easy to determine the position coordinates. This is because it can be detected.

ところで、この板波による振動波形は、群速度
と位相速度とが違うため、一定の形にならない。
すなわち、第2図の13で示す全体の形(エンベ
ロープ)が伝播する速度(群速度)と、駆動パル
ス信号12に対応した周波数の全体の波形13を
伝播するキヤリアとなるセンサ出力信号14の伝
播速度(位相速度)とが異なるので、ペン3とセ
ンサ6間の距離によつてキヤリアとなる信号14
の位相が全体の波形13に対して、それぞれ違つ
たものとなるという現象が生ずるからである。従
つて、伝播遅延時間を検出する時に、その検出波
形の位相速度によつて伝播されている第2図の1
4の波形を検出し、検出された波形に対する第2
図の15の信号を演算制御回路1に供給して遅延
時間をもとにペン3の位置から各センサ6までの
距離を演算し、この演算結果からxとyの座標を
演算し、その結果得られたXとYの位置座標の情
報をデイスプレイ駆動回路10へ伝送してデイス
プレイ11上に点、線等の画像で表示する。以上
のような構成により、手書入力による入出力一体
型のデイジタイザを提供できる。
By the way, the vibration waveform due to this plate wave does not have a constant shape because the group velocity and phase velocity are different.
That is, the velocity (group velocity) at which the overall shape (envelope) shown by 13 in FIG. Since the velocity (phase velocity) is different, the signal 14 becomes a carrier depending on the distance between the pen 3 and the sensor 6.
This is because a phenomenon occurs in which the phases of the waveforms 13 and 13 are different from each other with respect to the entire waveform 13. Therefore, when detecting the propagation delay time, 1 in Fig. 2 is propagated by the phase velocity of the detected waveform.
4 waveform is detected, and the second waveform for the detected waveform is detected.
The signal 15 in the figure is supplied to the arithmetic control circuit 1 to calculate the distance from the position of the pen 3 to each sensor 6 based on the delay time, calculate the x and y coordinates from this calculation result, and calculate the Information on the obtained X and Y position coordinates is transmitted to the display drive circuit 10 and displayed on the display 11 as an image such as a point or line. With the above configuration, it is possible to provide an input/output integrated digitizer for handwritten input.

次に、伝播遅延時間を検出する本実施例での具
体的手段について詳述する。
Next, specific means in this embodiment for detecting propagation delay time will be described in detail.

上述したように、第2図の信号14の小さい波
の群のどの部分を検出して、ペン3の位置から各
センサ6までの伝播遅延時間とするかによつて検
出した遅延時間の誤差が±1/2波長程度生ずるこ
とがある。
As mentioned above, the error in the detected delay time depends on which part of the group of small waves of the signal 14 in FIG. It may occur about ±1/2 wavelength.

例えば、信号14に対してあらかじめ定めた所
定の閾値(スレツシヨルド)Sを設けて、第3図
のBに示すような検出信号15として抽出する
と、上述したように分散の影響で小さい波の位置
(位相)がペン3とセンサ6の距離で変化するの
で、第3図のA〜Dで示すように、ペン3の移動
距離がごく微小であつても、検出遅延時間が約1
波長λ分動いてしまうことがある。そこで、本実
施例ではこの1波長の誤差分を無くすために、小
さな波の群の速度(群速度)を利用して伝播遅延
時間を検出し、検出したその時間を基に座標位置
を算出する。
For example, if a predetermined threshold S is set for the signal 14 and extracted as a detection signal 15 as shown in B in FIG. 3, the position of small waves ( Since the phase (phase) changes depending on the distance between the pen 3 and the sensor 6, as shown in A to D in FIG. 3, even if the moving distance of the pen 3 is extremely small, the detection delay time is approximately 1
It may move by the wavelength λ. Therefore, in this embodiment, in order to eliminate this one-wavelength error, the propagation delay time is detected using the velocity of a group of small waves (group velocity), and the coordinate position is calculated based on the detected time. .

例えば、第4図に示すように、検出波形(検出
信号の波形)14′に対してゼロクロスに近いレ
ベルにスレツシヨルド(閾値)を設けてコンパレ
ートをし、23′で示す信号を得る。この信号2
3′の例えば4ケ目の立上りを検出波形14′の伝
播遅延時間Tp・r(phase・rise)を示す信号2
4′として検出する。
For example, as shown in FIG. 4, a comparison is performed by setting a threshold at a level close to zero crossing for the detection waveform (waveform of the detection signal) 14' to obtain a signal indicated by 23'. This signal 2
Signal 2 indicating the propagation delay time Tp・r (phase・rise) of the waveform 14′ that detects the rising edge of, for example, the fourth digit of 3′.
Detected as 4'.

この検出により得られるペン3と1つのセンサ
6間の距離xと伝播遅延時間Tp・rとの関係を
示すと、例えば第5図のようになる。すなわち、
第5図中のある1つの検出ポイントTp・r・1
に対して、A、Bの2つの距離データが出現する
ので、これを補正する必要がある。
The relationship between the distance x between the pen 3 and one sensor 6 obtained by this detection and the propagation delay time Tp·r is shown in FIG. 5, for example. That is,
One detection point Tp・r・1 in Fig. 5
However, since two distance data A and B appear, it is necessary to correct them.

第4図で示した検出方法では、スレツシヨルド
を検出波形14′の正側からゼロクロスに近いレ
ベルに設けているが、本実施例ではさらに、検出
波形14′の負側からゼロクロスに近いレベルに
第2のスレツシヨルドを設けてコンパレートを
し、第6図の25′で示す信号を得る。この2
5′の信号の正側の時と同じ4ケ目の、今度は立
下りを検出波形14′の伝播遅延時間Tp・f
(phase・fall)を示す信号26′として検出する。
In the detection method shown in FIG. 4, the threshold is set at a level close to the zero crossing from the positive side of the detected waveform 14', but in this embodiment, the threshold is set at a level close to the zero crossing from the negative side of the detected waveform 14'. Comparison is performed by providing a threshold of 2, and a signal shown at 25' in FIG. 6 is obtained. This 2
Propagation delay time Tp・f of waveform 14', which is the same as the positive side of signal 5', detecting the falling edge this time.
It is detected as a signal 26' indicating (phase/fall).

上述したと同様に検出伝播遅延時間Tp・fに
対するペン3と1つのセンサ6間の距離xの関係
を示すと、例えば第7図に示すようになる。すな
わち、第5図で示したTp・r・1に対して得た
2つの距離データAとBに対してTp・f・1が
検出され、このTp・f・1に対する1つの距離
データCが得られる。このように、ひとつの検出
波形14′からの4ケ目の立ち上りと、立ち下り
の時間を検出し、この2つの検出時間に基づいて
精度の高い、階段状でない直線性を持つた距離−
伝播遅延時間の関係を求める。次に、その検出過
程の一例を説明する。
Similarly to the above, the relationship between the distance x between the pen 3 and one sensor 6 and the detection propagation delay time Tp·f is shown in FIG. 7, for example. That is, Tp・f・1 is detected for the two distance data A and B obtained for Tp・r・1 shown in FIG. 5, and one distance data C for this Tp・f・1 is can get. In this way, the times of the fourth rise and fall from one detected waveform 14' are detected, and based on these two detection times, a distance with high accuracy and non-step-like linearity is calculated.
Find the relationship between propagation delay times. Next, an example of the detection process will be explained.

例えば、メモリ機能を有する演算制御回路1内
にTp・rに対する距離情報をテーブル1A(第1
図参照)にして格納しておく。ただし、第7図の
斜線の部分では、上述したようにひとつのTp・
rに対して2つの距離データが出てしまうので、
Tp・fを判断基準にして、2つの距離データの
いずれかを選択採用する。
For example, distance information for Tp and r is stored in table 1A (first
(see figure) and store it. However, in the shaded area in Figure 7, one Tp/
Two distance data will be output for r, so
Using Tp·f as a criterion, one of the two distance data is selected and adopted.

ここで、Tp・rとTp.fは必ず検出波形14′の
1/2波長分の時間t1のずれがある。また、第7図
の斜線部分の中では、Tp・rに対して+t1か、
あるいは−t1の時間ずれが起きる。従つて、第7
図の例で説明すると、Tp・r・1に対する距離
Aと距離Bのどちらを採用するかの判断は、
Tp・f・1がTp・r・1に対して、−t1の時間
であるから、このTp・r・1は距離Bに相当す
るとして距離Bを検出する。また、第7図の斜線
部以外の検出は、Tp・rに対する距離をそのま
ま上述の演算制御回路1内のテーブル1Aから引
き出し、距離を検出する。
Here, Tp·r and Tp.f always have a difference of time t 1 corresponding to 1/2 wavelength of the detected waveform 14'. Also, in the shaded area in Figure 7, +t 1 for Tp・r,
Alternatively, a time lag of −t 1 occurs. Therefore, the seventh
To explain using the example shown in the figure, determining whether to use distance A or distance B for Tp・r・1 is as follows:
Since Tp.f.1 is a time of -t 1 with respect to Tp.r.1, distance B is detected by assuming that Tp.r.1 corresponds to distance B. Further, for detection other than the shaded area in FIG. 7, the distance to Tp·r is extracted as is from the table 1A in the arithmetic and control circuit 1 described above, and the distance is detected.

また、第7図におけるA点の距離が正確な位置
だとした場合は、Tp・r・1に対して検出され
るTp・fはTp・f・2となる。このときは、
Tp・f・2=Tp・r・1+t1となるから、A点
と判断する。
Furthermore, if it is assumed that the distance to point A in FIG. 7 is an accurate position, Tp·f detected with respect to Tp·r·1 becomes Tp·f·2. At this time,
Since Tp・f・2=Tp・r・1+t 1 , it is determined that it is point A.

第8図は上述の伝播遅延時間の検出処理を実行
する受信波形検出回路の具体的な構成例を示す。
第8図に示すように、センサ6で受信した検出波
形14を前置増幅回路21である程度増幅し、増
幅した波形14′をさらに時間変化増幅回路22
で遅延時間に応じて検出波形14′の振幅の変化
を補正して振幅による検出誤差を少なくした波形
22′を得る。この波形22′を正側にコンパレー
トレベルを有する正側コンパレータ23と負側に
コンパレートレベルを有する負側コンパレータ2
5とを通して、それぞれの出力23′,25′をい
くつか目のパルス(前述の例では4ケ目のパル
ス)に対して信号がでるカウンタ24,26で第
6図に示すTp・r24′とTp・f26′の信号を
得る。
FIG. 8 shows a specific configuration example of a received waveform detection circuit that executes the above-mentioned propagation delay time detection process.
As shown in FIG. 8, the detected waveform 14 received by the sensor 6 is amplified to some extent by the preamplifier circuit 21, and the amplified waveform 14' is further transmitted to the time-varying amplifying circuit 21.
Then, a change in the amplitude of the detected waveform 14' is corrected in accordance with the delay time to obtain a waveform 22' in which a detection error due to the amplitude is reduced. A positive comparator 23 has a comparator level on the positive side of this waveform 22', and a negative comparator 2 has a comparator level on the negative side.
5, the respective outputs 23' and 25' are processed by counters 24 and 26, which output signals for several pulses (fourth pulse in the above example), as Tp·r24' shown in FIG. Obtain the signal of Tp·f26'.

次に、これらのカウンタ出力24′,26′を演
算制御回路1に入力して、あらかじめ記憶されて
いる内部テーブル1A(第1図参照)を参照して
精度の高い距離xを検出する。
Next, these counter outputs 24' and 26' are input to the arithmetic and control circuit 1, and a highly accurate distance x is detected by referring to a pre-stored internal table 1A (see FIG. 1).

このように、分散性を有する位相速度を検出す
ることにより距離xを計測することにより各セン
サ6からペン3までの位置座標を検出してその座
標情報をデイスプレイ11に表示したり外部装置
等へ出力できる。
In this way, by measuring the distance x by detecting the dispersive phase velocity, the positional coordinates from each sensor 6 to the pen 3 are detected, and the coordinate information is displayed on the display 11 or sent to an external device, etc. Can be output.

第9図は上述の時間変化増幅回路22の構成例
を示す。ガラス8上では、第10図の実線27で
示すように遅延時間に対して振幅電圧が減少する
という振幅変化をするので、第10図の破線28
で示すような増幅率を有する増幅回路で前置増幅
回路21の出力14′を補正して校正する。その
ためFET(電界効果トランジスタ)のドレインと
ソース間の抵抗RDSの特性と振幅の変化がエクス
ポネシヤルの曲線に近い変化であるので、コンデ
ンサCと抵抗Rにおける充・放電の特性を利用し
て第9図のように構成をした。また、時間変化の
スタート信号はペン3の駆動信号と同期して演算
制御回路1から送られる。
FIG. 9 shows an example of the configuration of the above-mentioned time-varying amplification circuit 22. On the glass 8, as shown by the solid line 27 in FIG. 10, the amplitude changes as the amplitude voltage decreases with respect to the delay time, so the broken line 28 in FIG.
The output 14' of the preamplifier circuit 21 is corrected and calibrated using an amplifier circuit having an amplification factor as shown in FIG. Therefore, the characteristics and amplitude of the resistance RDS between the drain and source of the FET (field effect transistor) change close to the exponential curve, so the charging and discharging characteristics of the capacitor C and the resistor R can be used to The configuration was as shown in Figure 9. Further, a time change start signal is sent from the arithmetic control circuit 1 in synchronization with the drive signal for the pen 3.

なお、第8図の実施例ではTp・rを基準にし
ているが、Tp・fを基準にしてもよいことは勿
論である。
In the embodiment shown in FIG. 8, Tp·r is used as a reference, but it goes without saying that Tp·f may be used as a reference.

以上説明したように、本発明の実施例によれ
ば、センサが得られる検出波形の正側と負側の両
方に設けたスレツシヨルドレベルで伝播遅延時間
を示す信号を検出し、検出した2つの信号と位相
速度に基づいて振動ペンの座標位置を検出するよ
うにしたので、精度の高い座標位置の検出ができ
る。
As explained above, according to the embodiment of the present invention, a signal indicating the propagation delay time is detected at the threshold level provided on both the positive side and the negative side of the detected waveform obtained by the sensor. Since the coordinate position of the vibrating pen is detected based on two signals and the phase velocity, the coordinate position can be detected with high accuracy.

また、本発明の実施例では弾性波の板波を利用
して、群速度と位相速度の違いによつて生ずる検
出誤差を、できるだけ少なくし検出波の立ち上り
と立ち下がりと位相速度とを利用して座標位置を
演算出力するようにしているので、デイジタイザ
としての分解能(精度)を上げることができ、ひ
いては入出力一体型の透明デイジタイザを容易に
構成することができる。
In addition, in the embodiment of the present invention, a plate wave of an elastic wave is used to minimize the detection error caused by the difference between the group velocity and phase velocity, and the rise and fall of the detected wave and the phase velocity are used. Since the coordinate position is calculated and output using the digitizer, the resolution (accuracy) of the digitizer can be increased, and an input/output integrated type transparent digitizer can be easily constructed.

また、本発明の実施例によれば時間変化増幅回
路を付加することで、遅延時間の検出誤差を少な
くすることができる。
Further, according to the embodiment of the present invention, by adding a time-varying amplifier circuit, it is possible to reduce detection errors in delay time.

また、本発明の実施例では伝播遅延時間を計測
するカウンタのパルス数の設定によりS/Nの良
い検出波のパルスを選ぶことができ、検出誤差の
少ない検出ができる。
Further, in the embodiment of the present invention, by setting the number of pulses of a counter that measures propagation delay time, it is possible to select a pulse of a detection wave with a good S/N ratio, and detection with a small detection error can be performed.

さらにまた、本発明の実施例によれば伝播遅延
時間を計測するカウンタでS/Nの良い、なるべ
く先頭に近いパルス数を選ぶようにしているの
で、ガラスの如き伝播媒体の端面あるいは反射防
止材からの反射の影響を少なくすることができ、
結果としてデイジタイザの有効面積を広くでき
る。
Furthermore, according to the embodiment of the present invention, the counter for measuring the propagation delay time selects the number of pulses with a good S/N ratio and as close to the beginning as possible. It is possible to reduce the influence of reflections from
As a result, the effective area of the digitizer can be increased.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、振動検
出手段により検出された振動によつて形成され
る、位相速度に基づく信号の波形において設定さ
れた正側及び負側のしきい値に基づいて、当該位
相速度に基づく信号の正側のしきい値に対応する
伝播遅延時間と負側のしきい値に対応する伝播遅
延時間を導出手段により導出し、導出されたその
正側及び負側のしきい値に対応する伝播遅延時間
と、当該正側及び負側のしきい値に対応する伝播
遅延時間の前後関係に基づいて、座標導出手段に
より上記振動伝播部材の振動入力点の座標を導出
するので、精度の高い座標データの入力ができる
という効果が得られる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the positive side and negative side peaks set in the waveform of the signal based on the phase velocity formed by the vibration detected by the vibration detection means are Based on the threshold, the deriving means derives the propagation delay time corresponding to the positive threshold and the propagation delay time corresponding to the negative threshold of the signal based on the phase velocity, and the derived positive The vibration input of the vibration propagation member is performed by the coordinate derivation means based on the context of the propagation delay times corresponding to the side and negative side thresholds and the propagation delay times corresponding to the positive and negative side thresholds. Since the coordinates of a point are derived, it is possible to input highly accurate coordinate data.

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

第1図は本発明の一実施例の座標入力の装置の
全体構成を示すブロツク図、第2図は第1図の振
動子の駆動パルス信号とセンサの出力信号と、伝
播遅延時間検出信号の波形および出力タイミング
を示す波形図、第3図は一定のスレツシヨルドで
伝播遅延時間検出信号の波形を検出した時には検
出誤差が出てしまうという原理を示す波形図、第
4図は正側のスレツシヨルドを持たせた検出波形
を示す波形図、第5図は第4図の検出波形から得
られる振動ペンとセンサ間の距離と伝播遅延時間
の関係を示す特性図、第6図は正と負の両側のス
レツシヨルドを持たせた検出波形を示す波形図、
第7図は第6図の検出波形から得られる振動ペン
とセンサ間の距離と伝播遅延時間の関係を示す特
性図、第8図は第1図の受信波形検出回路の構成
を示すブロツク図、第9図は第8図の時間変化増
幅回路の構成例を示す回路図、第10図は検出波
形の減衰特性を示す特性図である。 1……演算制御回路、2……振動子駆動回路、
3……ペン(振動ペン)、4……振動子、5……
ホーン、6……センサ、7……反射防止材、8…
…伝播媒体(ガラス)、9……受信波形検出回路、
10……デイスプレイ駆動回路、11……デイス
プレイ、21……前置増幅回路、22……時間変
化増幅回路、23……正側コンパレータ、24…
…カウンタ、25……負側コンパレータ、26…
…カウンタ。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a coordinate input device according to an embodiment of the present invention. FIG. Figure 3 is a waveform diagram showing the waveform and output timing. Figure 3 is a waveform diagram showing the principle that a detection error occurs when the waveform of the propagation delay time detection signal is detected at a fixed threshold. Figure 4 is a waveform diagram showing the principle that a detection error occurs when the waveform of the propagation delay time detection signal is detected at a constant threshold. Figure 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the distance between the vibrating pen and the sensor and the propagation delay time obtained from the detected waveform in Figure 4, and Figure 6 is a graph showing the relationship between the positive and negative sides. A waveform diagram showing a detection waveform with a threshold of
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the distance between the vibrating pen and the sensor and the propagation delay time obtained from the detected waveform of FIG. 6, and FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the received waveform detection circuit of FIG. 1. FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the time-varying amplification circuit shown in FIG. 8, and FIG. 10 is a characteristic diagram showing the attenuation characteristics of the detected waveform. 1... Arithmetic control circuit, 2... Vibrator drive circuit,
3... Pen (vibration pen), 4... Vibrator, 5...
Horn, 6... Sensor, 7... Anti-reflection material, 8...
...propagation medium (glass), 9...received waveform detection circuit,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Display drive circuit, 11... Display, 21... Preamplifier circuit, 22... Time varying amplifier circuit, 23... Positive side comparator, 24...
...Counter, 25...Negative side comparator, 26...
…counter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 振動を入力するための振動入力手段と、 該振動入力手段を接触することで入力された振
動を伝播する振動伝播部材と、 該振動伝播部材に設けられ、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つて
形成される、位相速度に基づく信号の波形におい
て設定された正側及び負側のしきい値に基づい
て、当該位相速度に基づく信号の正側のしきい値
に対応する伝播遅延時間と負側のしきい値に対応
する伝播遅延時間を導出する導出手段と、 該導出手段により導出された正側及び負側のし
きい値に対応する伝播遅延時間と、当該正側及び
負側のしきい値に対応する伝播遅延時間の前後関
係に基づいて、前記振動伝播部材の振動入力点の
座標を導出する座標導出手段とを有することを特
徴とする座標入力装置。 2 前記振動検出手段から出力される、伝播遅延
時間に応じて変化する位相速度に基づく信号のレ
ベルを補正するために、伝播遅延時間に応じて増
幅率が変化する増幅手段を、前記振動検出手段と
前記導出手段の間に設けた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 for inputting vibrations; A vibration propagation member that propagates the input vibration by contacting the vibration input means; A vibration propagation member provided on the vibration propagation member and configured to transmit the vibration input. vibration detection means for detecting vibration input by the vibration detection means; and positive and negative thresholds set in a waveform of a signal based on phase velocity formed by the vibration detected by the vibration detection means. a deriving means for deriving a propagation delay time corresponding to a positive threshold and a propagation delay time corresponding to a negative threshold of a signal based on the phase velocity; The coordinates of the vibration input point of the vibration propagation member are determined based on the propagation delay times corresponding to the positive and negative thresholds and the context of the propagation delay times corresponding to the positive and negative thresholds. A coordinate input device comprising: coordinate deriving means for deriving the coordinates. 2. In order to correct the level of the signal output from the vibration detection means based on the phase velocity that changes according to the propagation delay time, an amplification means whose amplification factor changes according to the propagation delay time is connected to the vibration detection means. 2. The coordinate input device according to claim 1, wherein the coordinate input device is provided between the deriving means and the deriving means.
JP61245472A 1986-06-27 1986-10-17 coordinate input device Granted JPS63100529A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61245472A JPS63100529A (en) 1986-10-17 1986-10-17 coordinate input device
DE8787305739T DE3779019D1 (en) 1986-06-27 1987-06-26 COORDINATE INPUT DEVICE.
EP90123778A EP0423843B1 (en) 1986-06-27 1987-06-26 Coordinates input apparatus
EP87305739A EP0258972B1 (en) 1986-06-27 1987-06-26 Coordinates input apparatus
DE3751763T DE3751763T2 (en) 1986-06-27 1987-06-26 Coordinate input device
US07/067,546 US4931965A (en) 1986-06-27 1987-06-29 Coordinates input apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61245472A JPS63100529A (en) 1986-10-17 1986-10-17 coordinate input device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63100529A JPS63100529A (en) 1988-05-02
JPH0562770B2 true JPH0562770B2 (en) 1993-09-09

Family

ID=17134167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61245472A Granted JPS63100529A (en) 1986-06-27 1986-10-17 coordinate input device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63100529A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63100529A (en) 1988-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5017913A (en) Coordinates input apparatus
US4910363A (en) Coordinates input apparatus with plural pulse train whose phases differ
JPH08166846A (en) Ultrasonic coordinate input device
JPH0540570A (en) Coordinate input device
JPH0922324A (en) Coordinate input device
JPH0562770B2 (en)
JPH0562771B2 (en)
JPH01112418A (en) Coordinate input device
JPS63100528A (en) coordinate input device
JP2612055B2 (en) Coordinate input device
JPS63136125A (en) coordinate input device
JPS636619A (en) Coordinate input device
JPH0580920A (en) Coordinate input device
JPS63136127A (en) Coordinate input device
JP2546884B2 (en) Coordinate input device
JP2654396B2 (en) Coordinate input device
JPH0562776B2 (en)
JPH0758456B2 (en) Coordinate input device
JP3122509B2 (en) Coordinate input device and method
JPS63100532A (en) coordinate input device
JP2655704B2 (en) Method for determining effective area in coordinate input device
JPH0562772B2 (en)
JPH0616255B2 (en) Coordinate input device
JPH02130617A (en) coordinate input device
JPS63106822A (en) coordinate input device