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JPH0758453B2 - Coordinate input device - Google Patents
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JPH0758453B2 - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH0758453B2
JPH0758453B2 JP16859387A JP16859387A JPH0758453B2 JP H0758453 B2 JPH0758453 B2 JP H0758453B2 JP 16859387 A JP16859387 A JP 16859387A JP 16859387 A JP16859387 A JP 16859387A JP H0758453 B2 JPH0758453 B2 JP H0758453B2
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plate
pen
input
transmission plate
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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、振動ペンから入力された
振動を振動伝達板に設けられた振動センサにより検出し
て、振動入力点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] The present invention relates to a coordinate input device, and in particular, to a coordinate of a vibration input point by detecting a vibration input from a vibrating pen by a vibration sensor provided on a vibration transmission plate. The present invention relates to a coordinate input device for detecting.

[従来の技術] 従来より、振動伝達板に圧電素子などを内蔵した振動ペ
ンにより振動入力を行ない、振動伝達板に設けた複数の
センサにより入力振動を検出し、振動伝達時間を計測す
ることにより入力点の座標を検出する座標入力装置が知
られている。
[Prior Art] Conventionally, vibration input is performed by a vibrating pen having a piezoelectric element or the like built in a vibration transmission plate, input vibrations are detected by a plurality of sensors provided on the vibration transmission plate, and vibration transmission time is measured. A coordinate input device that detects the coordinates of an input point is known.

このような座標入力装置では、振動伝達板の端部で入力
振動が反射し、その反射波により振動センサによる検出
に誤差を生じないように、振動伝達板の端部を防振材に
より支持する構造が用いられる。
In such a coordinate input device, the end portion of the vibration transmitting plate is supported by a vibration isolator so that the input vibration is reflected at the end portion of the vibration transmitting plate and the reflected wave does not cause an error in the detection by the vibration sensor. The structure is used.

従来の防振材は主として騒音防止用に開発されたもの
で、空気音対策用と、固体音対策用に大きく分類され
る。したがって、従来の防振材を上記のような用途に用
いるには固体音対策用のものが用いられる。従来の固体
音対策用の制振材としては、第11図(A)に示すような
薄板用制振シート、あるいは塗料などがあった。
Conventional anti-vibration materials are mainly developed for noise prevention, and are roughly classified into those for air noise and those for solid noise. Therefore, in order to use the conventional vibration-damping material for the above-mentioned uses, a material for solid-state noise is used. As a conventional damping material for solid noise, there is a damping sheet for thin plate as shown in FIG. 11 (A), or paint.

第11図(A)において、8′は制振されるべき振動板、
7は制振シートである。振動板8′は薄鋼板、アルミ板
などの金属板、あるいは樹脂板、ガラス板などから構成
される。
In FIG. 11 (A), 8'is the diaphragm to be damped,
7 is a damping sheet. The vibrating plate 8'is made of a thin steel plate, a metal plate such as an aluminum plate, or a resin plate or a glass plate.

このような構成では、振動している振動板8′に制振シ
ート7を張り付けることにより制振シート7の振動減衰
を利用して振動板8′の振動を減少させ、騒音を減少さ
せることができる。
In such a configuration, the vibration damping sheet 7 is attached to the vibrating diaphragm 8 ', and the vibration damping of the vibration damping sheet 7 is utilized to reduce the vibration of the diaphragm 8'and reduce the noise. You can

市販されている制振シート7の材質には、ポリ塩化ビニ
ール樹脂、アタクチックポリプロピレン、ポリエチレン
ビニルアセチレート、スチレンブタジエンゴム、シリコ
ンゴム、セメントペーストなどがあり、さらにこれらに
可塑剤、安定剤、軟化剤、鉛、鉄などの金属粉、ケイ
砂、アスファルトなどを添加、あるいは混合したものが
用いられる。これらの材質の成形形状としてはスポンジ
状の多孔質形状がある。
Commercially available materials for the vibration damping sheet 7 include polyvinyl chloride resin, atactic polypropylene, polyethylene vinyl acetylate, styrene butadiene rubber, silicone rubber, cement paste, etc., and further plasticizer, stabilizer, softening agent Agents, metal powders such as lead and iron, silica sand, asphalt, etc. are added or mixed. As a molding shape of these materials, there is a sponge-like porous shape.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記のような従来の制振シートは主とし
て振動する板全体に装着することにより板全体の振動を
抑止するように考えられている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, it is considered that the conventional vibration damping sheet as described above is mainly mounted on the entire vibrating plate to suppress the vibration of the entire plate.

したがって、前記のように、振動伝達板の端部での反射
波を抑止するために第11図(B)のように制振シートを
振動伝達板8の周辺に装着して用いても充分に反射波を
減少させることができなかった。
Therefore, as described above, in order to suppress the reflected wave at the end of the vibration transmission plate, it is sufficient to use the vibration damping sheet mounted around the vibration transmission plate 8 as shown in FIG. 11 (B). The reflected waves could not be reduced.

第11図(B)は前記振動伝達板周辺部に前記制振シート
を装着した場合の振動伝播を示す図、第11図(C)は第
11図(B)の断面図の一部であり、反射波の様子を示す
図である。8は振動伝達板、7は前記制振シート、3は
加振減である振動ペン、Aは前記振動ペン3と前記振動
伝達板8との接触点である加振点から伝播する振動を示
す波、Bは振動伝達端面での反射波、Cは制振シート装
着境界面での反射波をそれぞれ模式的に示したものであ
る。
FIG. 11 (B) is a diagram showing vibration propagation when the vibration damping sheet is attached to the periphery of the vibration transmission plate, and FIG. 11 (C) is a diagram showing the vibration propagation.
It is a part of sectional drawing of FIG. 11 (B), and is a figure which shows a mode of a reflected wave. Reference numeral 8 is a vibration transmission plate, 7 is the vibration damping sheet, 3 is a vibration pen for reducing vibration, and A is vibration propagated from a vibration point which is a contact point between the vibration pen 3 and the vibration transmission plate 8. A wave, B is a reflected wave at the vibration transmitting end surface, and C is a reflected wave at the damping sheet mounting boundary surface.

従来の制振シート7は、前述のとおり板全体に発生して
いる振動(固有振動つまり共振振動も含む)に対しては
制振効果は大きいが、第11図(B)のように、制振シー
ト7が装着されない領域で加振し、そこから伝播する進
行波としての振動に対しては充分な制振効果が得られな
いため、第11図(C)のように制振シート7の装着部分
Dにおいて若干減衰させるものの振動伝達板端面での反
射波Bを充分抑えることができない。
As described above, the conventional damping sheet 7 has a large damping effect on the vibrations (including natural vibrations, that is, resonance vibrations) generated on the entire plate, but as shown in FIG. The vibration damping sheet 7 is vibrated in a region where it is not mounted, and a sufficient vibration damping effect cannot be obtained against the vibration as a traveling wave propagating from the vibration damping sheet 7. Therefore, as shown in FIG. Although it is slightly attenuated at the mounting portion D, the reflected wave B at the end surface of the vibration transmission plate cannot be sufficiently suppressed.

更に、従来の制振シート7を装着することにより、新た
に、制振シート装着界面で反射波Cが発生した。従っ
て、弾性波を用いる座標入力装置の振動伝達板の周辺部
に従来の制振シートを装着しただけでは、前記2つの反
射波が発生し、加振源からの直接波を検出する際にノイ
ズとなって検出精度を下げるという欠点があった。
Furthermore, by mounting the conventional damping sheet 7, a reflected wave C is newly generated at the damping sheet mounting interface. Therefore, if the conventional vibration damping sheet is attached to the peripheral portion of the vibration transmission plate of the coordinate input device using elastic waves, the above two reflected waves are generated and noise is generated when the direct wave from the vibration source is detected. Therefore, there is a drawback that the detection accuracy is lowered.

[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、本発明においては、振
動ペンから入力された振動を振動伝達板に設けられた振
動センサにより検出して、振動入力点の座標を検出する
座標入力装置において、前記振動伝達板の中央部から周
辺部に向かう方向に関してその装着部分と非装着部分の
面積が連続的或いは段階的に変化するようなパターン形
状を有する防振材を振動伝達板の周縁に設け、前記振動
伝達板の中央部から周辺部に向かう方向に関して音響イ
ンピーダンスを徐々に変化させる構成を採用した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, in the present invention, the vibration input from the vibration pen is detected by the vibration sensor provided on the vibration transmission plate, and the vibration input point is detected. In the coordinate input device for detecting the coordinates of the vibration transmitting plate, a vibration isolator having a pattern shape in which the areas of the mounted portion and the non-mounted portion of the vibration transmitting plate change continuously or stepwise in the direction from the central portion to the peripheral portion. The material is provided on the periphery of the vibration transmitting plate, and the acoustic impedance is gradually changed in the direction from the central portion to the peripheral portion of the vibration transmitting plate.

[作用] 以上の構成によれば、振動伝達板の周辺部の音響インピ
ーダンスが中心部から周辺部に向かう方向に関して徐々
に変化するように構成でき、振動伝達板の周辺部で発生
する反射波を減少させることができ、振動検出時のノイ
ズを低減して座標検出精度を向上させることができる。
[Operation] According to the above configuration, the acoustic impedance of the peripheral portion of the vibration transmitting plate can be configured to gradually change in the direction from the central portion to the peripheral portion, and the reflected wave generated in the peripheral portion of the vibration transmitting plate can be generated. It is possible to reduce the noise, reduce noise during vibration detection, and improve coordinate detection accuracy.

[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を詳細に説明
する。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.

第1図(A)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(A)の座標入力装置は、ドットマ
トリクス方式などの表示方式を有するディスプレイ11′
とともに文字、図形、画像などの情報入出力装置を構成
する。
FIG. 1A shows the structure of a coordinate input device adopting the present invention. The coordinate input device shown in FIG. 1A has a display 11 'having a display system such as a dot matrix system.
Together with this, an information input / output device for characters, figures, images, etc. is configured.

図において符号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振動ペン3から伝達される振
動をその周辺部に3個設けられた振動センサ6に伝達す
る。
In the figure, reference numeral 8a is a vibration transmission plate made of acrylic, glass plate, or the like, and transmits the vibration transmitted from the vibration pen 3 to the vibration sensor 6 provided at three peripheral portions thereof.

本実施例における振動ペンを用いる座標検出では、振動
ペン3から振動伝達板8aを介して振動センサ6に伝達さ
れた超音波振動の伝達時間を計測することにより振動ペ
ン3の振動伝達板8a上での座標を検出する。
In the coordinate detection using the vibrating pen in the present embodiment, the transmission time of the ultrasonic vibration transmitted from the vibrating pen 3 to the vibration sensor 6 via the vibration transmitting plate 8a is measured to measure the vibration transmitting plate 8a of the vibrating pen 3 on the vibration transmitting plate 8a. Detect the coordinates at.

振動伝達板8aには、振動ペン3から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、第1図(B)のように合成樹脂などで構成された防
振材7が装着された、振動伝達板8は防振材7により支
持されている。
The vibration transmitting plate 8a is made of synthetic resin or the like as shown in FIG. 1 (B) in order to prevent the vibration transmitted from the vibrating pen 3 from being reflected in the peripheral portion and returning to the central portion. The vibration transmitting plate 8 to which the vibration isolator 7 is attached is supported by the vibration isolator 7.

防振材7は図示のように、振動伝達板8の周縁の方向に
多数のくさび型の形状パターンを配列したものである。
1単位のくさび型の単位形状7′の長さaは伝達される
弾性波の波長をよりも長く、またその配列方向の幅bは
波長よりも短くなっている。このような構造の利点につ
いては後述する。
As shown in the figure, the vibration isolator 7 is formed by arranging a large number of wedge-shaped patterns in the direction of the peripheral edge of the vibration transmission plate 8.
The length a of the wedge-shaped unit shape 7'of one unit is longer than the wavelength of the elastic wave to be transmitted, and the width b in the arrangement direction thereof is shorter than the wavelength. The advantages of such a structure will be described later.

振動伝達板8はCRT(あるいは液晶表示器)など、ドッ
ト表示が可能な表示器11′上に配置され、振動ペン3に
よりなぞられた位置にドット表示を行なうようになって
いる。すなわち、検出された振動ペン3の座標に対応し
た表示器11′上の位置にドット表示が行なわれ、振動ペ
ン3により入力された点、線などの要素により構成され
る画像はあたかも紙に書き込みを行なったように振動ペ
ンの軌跡の後に現れる。
The vibration transmission plate 8 is arranged on a display device 11 ′ such as a CRT (or a liquid crystal display device) capable of displaying dots, and the dots are displayed at the position traced by the vibration pen 3. That is, a dot display is performed at a position on the display 11 ′ corresponding to the detected coordinates of the vibrating pen 3, and the image composed of elements such as points and lines input by the vibrating pen 3 is written on paper. Appears after the locus of the vibrating pen as you did.

また、このような構成によれば表示器11′にはメニュー
表示を行ない、振動ペンによりそのメニュー項目を選択
させたり、プロンプトを表示させて所定の位置に振動ペ
ン3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, a menu is displayed on the display 11 ', and the vibrating pen is used to select the menu item, or a prompt is displayed to bring the vibrating pen 3 into contact with a predetermined position. Can also be used.

振動伝達板8に超音波振動を伝達させる振動ペン3は、
内部に圧電素子などから構成した振動子4を有してお
り、振動子4の発生した超音波振動を先端が尖ったホー
ン部5を介して振動伝達板8に伝達する。
The vibration pen 3 that transmits ultrasonic vibrations to the vibration transmission plate 8 is
It has a vibrator 4 composed of a piezoelectric element or the like inside, and transmits the ultrasonic vibration generated by the vibrator 4 to the vibration transmission plate 8 via the horn portion 5 having a sharp tip.

第2図は振動ペン3の構造を示している。振動ペン3に
内蔵された振動子4は、振動子駆動回路2により駆動さ
れる。振動子4の駆動信号は第1図の演算および制御回
路1から低レベルのパルス信号として供給され、低イン
ピーダンス駆動が可能な振動子駆動回路2によって所定
のゲインで増幅された後、振動子4に印加される。
FIG. 2 shows the structure of the vibrating pen 3. The vibrator 4 built in the vibrating pen 3 is driven by the vibrator driving circuit 2. The drive signal for the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic and control circuit 1 in FIG. 1, amplified by a predetermined gain by the vibrator drive circuit 2 capable of low impedance driving, and then the vibrator 4 Applied to.

電気的な駆動信号は振動子4によって機械的な超音波振
動に変換され、ホーン部5を介して振動板8に伝達され
る。
The electric drive signal is converted into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 4 and transmitted to the diaphragm 8 via the horn unit 5.

振動子4の振動周波数はアクリル、ガラスなどの振動伝
達板8に板波を発生させることができる値に選択され
る。また、振動子駆動の際、振動伝達板8に対して第2
図の垂直方向に振動子4が主に振動するような振動モー
ドが選択される。また、振動子4の振動周波数を振動子
4の共振周波数とすることで効率のよい振動変換が可能
である。
The vibration frequency of the vibrator 4 is selected to a value capable of generating a plate wave on the vibration transmission plate 8 such as acrylic or glass. Further, when driving the vibrator, the second
A vibration mode in which the vibrator 4 mainly vibrates in the vertical direction in the figure is selected. Further, by setting the vibration frequency of the vibrator 4 as the resonance frequency of the vibrator 4, it is possible to perform efficient vibration conversion.

上記のようにして振動伝達板8に伝えられる弾性波は板
波であり、表面波などに比して振動伝達板8の表面の
傷、障害物などの影響を受けにくいという利点を有す
る。
The elastic wave transmitted to the vibration transmitting plate 8 as described above is a plate wave, and has an advantage that it is less susceptible to scratches and obstacles on the surface of the vibration transmitting plate 8 as compared to surface waves.

再び、第1図(A)において、振動伝達板8の角部に設
けられた振動センサ6も圧電素子などの機械〜電気変換
素子により構成される。3つの振動センサ6の各々の出
力信号は波形検出回路6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。演算制御
回路1は振動伝達時間の測定処理を行ない、振動ペン3
の振動伝達板8上での座標位置を検出する。
Again, in FIG. 1 (A), the vibration sensor 6 provided at the corner of the vibration transmission plate 8 is also composed of a mechanical-electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signals of the three vibration sensors 6 are input to the waveform detection circuit 6 and converted into detection signals that can be processed by the arithmetic control circuit 1 in the subsequent stage. The arithmetic control circuit 1 performs the measurement process of the vibration transmission time, and the vibration pen 3
The coordinate position on the vibration transmission plate 8 is detected.

検出された振動ペン3の座標情報は演算制御回路1にお
いて表示器11′による出力方式に応じて処理される。す
なわち、演算制御回路は入力座標情報に基づいてビテオ
信号処理装置10を介して表示器11′の出力動作を制御す
る。
The detected coordinate information of the vibrating pen 3 is processed in the arithmetic and control circuit 1 according to the output system by the display 11 '. That is, the arithmetic control circuit controls the output operation of the display device 11 'via the video signal processing device 10 based on the input coordinate information.

第3図は第1図の演算制御回路1の構造を示している。
ここでは主に振動ペン3の駆動系および振動センサ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 control circuit 1 of FIG.
Here, the structure of the drive system of the vibration pen 3 and the vibration detection system by the vibration sensor 6 is mainly shown.

マイクロコンピュータ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、マイクロコンピュータ11により座標演算用の回
路と同期して起動される。
Microcomputer 11 has internal counter, ROM and RAM
Built in. The drive signal generation circuit 12 outputs a drive pulse of a predetermined frequency to the vibrator drive circuit 2 of FIG. 1, and is activated by the microcomputer 11 in synchronization with the coordinate calculation circuit.

カウンタ13の計数値はマイクロコンピュータ11によりラ
ッチ回路14にラッチされる。
The count value of the counter 13 is latched in the latch circuit 14 by the microcomputer 11.

一方、波形検出回路9は、振動センサ6の出力から後述
のようにして、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。これら
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 outputs timing information of the detection signal for measuring the vibration transmission time for coordinate detection from the output of the vibration sensor 6 as described later. These pieces of timing information are input to the input ports 15, respectively.

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、ラッチ回路14内の各振動センサ6に
対応する記憶領域に記憶され、その結果がマイクロコン
ピュータ11に伝えられる。
The timing signal input from the waveform detection circuit 9 is input to the input port 15 and stored in the storage area in the latch circuit 14 corresponding to each vibration sensor 6, and the result is transmitted to the microcomputer 11.

すなわち、カウンタ13の出力データのラッチ値として振
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。このとき、判定回路16は複数の振動
センサ6からの波形検出のタイミング情報がすべて入力
されたかどうかを判定し、マイクロコンピュータ11に報
知する。
That is, the vibration transmission time is expressed as a latch value of the output data of the counter 13, and the coordinate calculation is performed based on this vibration transmission time value. At this time, the determination circuit 16 determines whether or not all the waveform detection timing information from the plurality of vibration sensors 6 has been input, and notifies the microcomputer 11 of this.

表示器11′の出力制御処理は入出力ポート17を介して行
なわれる。
The output control processing of the display 11 'is performed via the input / output port 17.

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41で示されるものは振動
ペン3に対して印加される駆動信号パルスである。この
ような波形により駆動された振動ペン3から振動伝達板
8に伝達された超音波振動は振動伝達板8内を通って振
動センサ6に検出される。
FIG. 4 illustrates a detection waveform input to the waveform detection circuit 9 of FIG. 1 and a vibration transmission time measuring process based on the detection waveform. In FIG. 4, reference numeral 41 indicates a drive signal pulse applied to the vibrating pen 3. The ultrasonic vibration transmitted to the vibration transmission plate 8 from the vibration pen 3 driven by such a waveform passes through the inside of the vibration transmission plate 8 and is detected by the vibration sensor 6.

振動伝達板8内を振動センサ6までの距離に応じた時間
tgをかけて進行した後、振動は振動センサ6に到達す
る。第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におい
て、検出波形のエンベロープ421と位相422の関係は振動
伝達距離に応じて変化する。
The time corresponding to the distance to the vibration sensor 6 in the vibration transmission plate 8
After traveling through tg, the vibration reaches the vibration sensor 6. Reference numeral 42 in FIG. 4 indicates a signal waveform detected by the vibration sensor 6. In the plate wave used in the present embodiment, the relationship between the envelope 421 of the detected waveform and the phase 422 changes according to the vibration transmission distance.

ここで、エンベロープの進む速度を群速度Vg、位相速度
をVpとする。この群速度および位相速度の違いから振動
ペン3と振動センサ6間の距離を検出することができ
る。
Here, the speed at which the envelope advances is defined as the group speed Vg, and the phase speed is defined as Vp. The distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6 can be detected from the difference between the group velocity and the phase velocity.

まず、エンベロープ421のみに着目すると、その速度はV
gであり、ある特定の波形上の点、たとえばピークを第
4図の符号43のように検出すると、振動ペン3および振
動センサ6の間の距離dはその振動伝達時間をtgとして d=Vg・tg ・・・(1) この式は振動センサ6の1つに関するものであるが、同
じ式により他の2つの振動センサ6と振動ペン3の距離
を示すことができる。
First, focusing only on the envelope 421, its speed is V
g, and when a point on a certain specific waveform, for example, a peak is detected as indicated by reference numeral 43 in FIG. 4, the distance d between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6 is d = Vg with its vibration transmission time being tg. .Tg (1) This equation relates to one of the vibration sensors 6, but the same equation can indicate the distance between the other two vibration sensors 6 and the vibration pen 3.

さらに、より高精度な座標値を決定するためには、位相
信号の検出に基づく処理を行なう。第4図の位相波形42
2の特定の検出点、たとえば振動印加から、ピーク通過
後のゼロクロス点までの時間をtpとすれば振動センサと
振動ペンの距離は d=n・λp+Vp・tp …(2) となる。ここでλpは弾性波の波長、nは整数である。
Further, in order to determine the coordinate value with higher accuracy, processing based on the detection of the phase signal is performed. Phase waveform 42 in Fig. 4
If the time from the application of the vibration to the zero cross point after the peak is passed at 2 specific detection points is tp, the distance between the vibration sensor and the vibration pen is d = n · λp + Vp · tp (2). Here, λp is the wavelength of the elastic wave, and n is an integer.

前記の(1)式と(2)式から上記の整数nは n=[(Vg・tg−Vp・tp)/λp+1/N] …(3) と示される。ここでNは0以外の実数であり、適当な数
値を用いる。たとえばN=2とし、±1/2波長以内であ
れば、nを決定することができる。
From the expressions (1) and (2), the integer n is expressed as n = [(Vg · tg−Vp · tp) / λp + 1 / N] (3). Here, N is a real number other than 0, and an appropriate value is used. For example, if N = 2 and n is within ± 1/2 wavelength, n can be determined.

上記のようにして求めたnを(2)式に代入すること
で、振動ペン3および振動センサ6間の距離を正確に測
定することができる。
By substituting n obtained as described above into the equation (2), the distance between the vibration pen 3 and the vibration sensor 6 can be accurately measured.

第3図に示した2つの振動伝達時間tgおよびtpの測定の
ため、波形検出回路9はたとえば第5図に示すように構
成することができる。
For measuring the two vibration transmission times tg and tp shown in FIG. 3, the waveform detection circuit 9 can be configured as shown in FIG. 5, for example.

第5図において、振動センサ6の出力信号は前述の増幅
回路51により所定のレベルまで増幅される。
In FIG. 5, the output signal of the vibration sensor 6 is amplified to a predetermined level by the above-mentioned amplifier circuit 51.

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によって検出される。ピーク検出信号は
モノマルチバイブレータなどから構成された信号検出回
路54によって所定波形のエンベロープ遅延時間検出信号
Tgが形成され、演算制御回路1に入力される。
The amplified signal is input to the envelope detection circuit 52,
Only the envelope of the detection signal is taken out. The timing of the peak of the extracted envelope is detected by the envelope peak detection circuit 53. The peak detection signal is an envelope delay time detection signal of a predetermined waveform by the signal detection circuit 54 composed of a mono multivibrator or the like.
Tg is formed and input to the arithmetic and control circuit 1.

また、このTg信号のタイミングと、遅延時間調整回路57
によって遅延された元信号から検出回路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。
Also, the timing of this Tg signal and the delay time adjustment circuit 57
The phase delay time detection signal Tp is formed by the detection circuit 58 from the original signal delayed by and is input to the arithmetic control circuit 1.

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

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

この信号はコンパレータなどから構成された検出回路58
に入力され、第4図のように遅延された検出波形と比較
され、この結果符号45のようなtp検出パルスが形成され
る。
This signal is detected by the detection circuit 58, which is composed of a comparator.
And is compared with the detection waveform delayed as shown in FIG. 4, and as a result, a tp detection pulse such as reference numeral 45 is formed.

以上に示した回路は振動センサ6の1つ分のもので、他
のそれぞれのセンサに対しても同じ回路が設けられる。
センサの数を一般化してh個とすると、エンベロープ遅
延時間Tg1〜h、位相遅延時間Tp1〜hのそれぞれh個の
検出信号が演算制御回路1に入力される。
The circuit shown above is for one of the vibration sensors 6, and the same circuit is provided for each of the other sensors.
If the number of sensors is generalized to be h, then h detection signals of envelope delay times Tg1 to h and phase delay times Tp1 to h are input to the arithmetic and control circuit 1.

第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のカウント値をラッチ回路14に取り込
む。前記のようにカウンタ13は振動子ペンの駆動と同期
してスタートされているので、ラッチ回路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 signals Tg1 to h and Tp1 to h are input from the input port 15, and the count value of the counter 13 is fetched into the latch circuit 14 with each timing as a trigger. As described above, since the counter 13 is started in synchronization with the driving of the transducer pen, the latch circuit 14 receives the data indicating the delay time of each of the envelope and the phase.

第6図のように振動伝達板8の角部に3つの振動センサ
6を符号S1からS3の位置に配置すると、第4図に関連し
て説明した処理によって振動ペン3の位置Pから各々の
振動センサ6の位置までの直線距離d1〜d3を求めること
ができる。さらに演算制御回路1でこの直線距離d1〜d3
に基づき振動ペン3の位置Pの座標(x、y)を3平方
の定理から次式のようにして求めることができる。
As shown in FIG. 6, when the three vibration sensors 6 are arranged at the corners of the vibration transmission plate 8 at the positions S1 to S3, the processes described with reference to FIG. The straight line distances d1 to d3 to the position of the vibration sensor 6 can be obtained. Further, in the arithmetic control circuit 1, this linear distance d1 to d3
Based on, the coordinates (x, y) of the position P of the vibrating pen 3 can be obtained from the Pythagorean theorem as in the following equation.

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

以上のようにして振動ペン3の位置座標をリアルタイム
で検出することができる。ここでは説明を簡略にするた
め、第6図に示されるように直交座標系に対応するセン
サ配置を例示したが、第1図(A)のようなセンサ配置
を行なう場合でも、同様の演算により座標値を決定する
ことができる。
As described above, the position coordinates of the vibrating pen 3 can be detected in real time. Here, in order to simplify the description, the sensor arrangement corresponding to the Cartesian coordinate system is illustrated as shown in FIG. 6. However, even when the sensor arrangement as shown in FIG. Coordinate values can be determined.

ここで、第1図(A)、(B)に示したような防振材7
の構成を用いる効果につき説明する。
Here, the vibration isolator 7 as shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B).
The effect of using this configuration will be described.

第1図(B)に示したように、防振材7をくさび型の単
位形状7′の連続から構成することにより、振動伝達板
8の中央部から振動伝達板8の周辺部に向かう方向dに
沿った音響インピーダンスの変化は、振動吸収性を有す
る防振材7の装着部分の面積と非装着部分の面積の比と
みなすことができる。したがって、方向dに沿った音響
インピーダンスは第1図(B)の下部に示すように振動
伝達板8の周辺部に近づくにしたがってゆるやかに低下
することになる。
As shown in FIG. 1 (B), by forming the vibration-proof material 7 from a series of wedge-shaped unit shapes 7 ′, the direction from the central portion of the vibration transmission plate 8 to the peripheral portion of the vibration transmission plate 8 is increased. The change in acoustic impedance along d can be regarded as the ratio of the area of the mounted portion and the area of the non-mounted portion of the vibration-damping material 7 having vibration absorption properties. Therefore, the acoustic impedance along the direction d gradually decreases as it approaches the peripheral portion of the vibration transmitting plate 8 as shown in the lower part of FIG. 1 (B).

周知のように、反射波は媒体の音響インピーダンスが急
激に変化する部位で生じるから、上記のような形状の防
振材7を用いることにより振動伝達板8の周辺領域の急
激な音響インピーダンス変化をなくすことができるの
で、この領域における反射波の発生を大きく減少させ
る、あるいはなくすことができる。また、前述の構成に
よれば、防振材7の単位形状7′のくさび部分の長さa
を伝達される波長以上にとっているので、伝達される波
長に関して充分無視できるようなゆるやかな変化率で音
響インピーダンスを低下させることができ、反射波防止
をより確実に行なうことができる。
As is well known, the reflected wave is generated at a portion where the acoustic impedance of the medium changes abruptly. Therefore, by using the vibration isolator 7 having the above-described shape, the acoustic impedance change in the peripheral area of the vibration transmission plate 8 can be prevented. Since it can be eliminated, the generation of reflected waves in this region can be greatly reduced or eliminated. Further, according to the above-mentioned configuration, the length a of the wedge portion of the unit shape 7'of the vibration isolator 7 is a.
Since the wavelength is longer than the transmitted wavelength, the acoustic impedance can be reduced at a gradual change rate that can be neglected with respect to the transmitted wavelength, and the reflected wave can be prevented more reliably.

防振材7の構成は、振動伝達板8の周縁において中央部
から周辺部に向かう方向に音響インピーダンスを徐々に
変化させるようなものであればどのようなものでもよ
い。このためには前述のように、防振材7の装着部分の
面積と非装着部分の面積の比を徐々に変化させればよ
く、防振材7の形状は第7図〜第10図に示すように種々
考えることができる。
The structure of the vibration isolator 7 may be any structure as long as it gradually changes the acoustic impedance in the direction from the central portion to the peripheral portion on the periphery of the vibration transmission plate 8. For this purpose, as described above, it is sufficient to gradually change the ratio of the area of the attached portion of the vibration isolator 7 to the area of the non-attached portion thereof. The shape of the vibration isolator 7 is shown in FIGS. There are various possibilities as shown.

たとえば、第7図に示すように、防振材7の単位形状を
くさび型ではなく、短冊型のものにしてもよい。第7図
では単位形状の長さはa、幅はbであり、これらの寸法
は前述と同様に決定する。
For example, as shown in FIG. 7, the unit shape of the vibration isolator 7 may be a strip type instead of a wedge type. In FIG. 7, the unit shape has a length of a and a width of b, and these dimensions are determined in the same manner as described above.

このような構造によれば、音響インピーダンスを連続的
にではないが、第7図の下部に示すように、短冊型の単
位形状7′の先端部および基部で2段階に変化させるこ
とができ、第11図(A)に示すような従来例に比して音
響インピーダンスの変化をゆるやかにすることができ、
充分所望の反射波防止効果を得ることができる。
According to such a structure, the acoustic impedance is not continuous, but as shown in the lower part of FIG. 7, it is possible to change the acoustic impedance in two steps at the tip and the base of the strip-shaped unit shape 7 ′. Compared with the conventional example as shown in FIG. 11 (A), the change in acoustic impedance can be made gentler,
It is possible to obtain a desired reflected wave preventing effect.

また、第8図のように、防振材7を構成する短冊型形状
の長さをa1、a2、a3のように複数段階に変化させること
も考えられる。このような構造によれば、段階的な音響
インピーダンス変化を第1図(B)のような連続的な変
化により近づけることができる。
Further, as shown in FIG. 8, it is conceivable to change the length of the strip shape forming the vibration isolator 7 in a plurality of steps such as a1, a2, and a3. With such a structure, the gradual change in acoustic impedance can be brought closer to the continuous change as shown in FIG.

また、第9図に示すように、異なる幅を有するストライ
プ状の防振材7を多数振動伝達板8の周縁に設けてもよ
い。この場合には、振動伝達板8の中央部から周辺部に
向かうにしたがって、防振材7の幅を徐々に大きくする
ようにする。
Further, as shown in FIG. 9, striped vibration isolator 7 having different widths may be provided on the periphery of the multiple vibration transmission plate 8. In this case, the width of the vibration isolator 7 is gradually increased from the central portion of the vibration transmission plate 8 toward the peripheral portion.

このような構造によっても、防振材7の装着部分と非装
着部分の面積を方向dに沿って徐々に変化させることが
でき、前述と同様の効果を得ることができる。
Even with such a structure, the areas of the mounted portion and the non-mounted portion of the vibration isolator 7 can be gradually changed along the direction d, and the same effect as described above can be obtained.

さらに、第10図に示すように、所定形状(ここでは円
形)の防振材7を振動伝達板8の周縁部に多数設けるよ
うにすることも考えられる。この場合、防振材7の直径
を周辺部に近づくほど大きくするように構成すれば、こ
のような構造によっても前述と同様の効果を得ることが
できる。このような構造において、防振材7の個々の形
状は円形以外の形状でもよい。
Further, as shown in FIG. 10, it is conceivable to provide a large number of vibration isolator 7 having a predetermined shape (here, a circle) on the periphery of the vibration transmission plate 8. In this case, if the diameter of the vibration isolator 7 is made larger toward the peripheral portion, the same effect as described above can be obtained by such a structure. In such a structure, each shape of the vibration isolator 7 may be a shape other than a circle.

振動伝達板8に対する防振材7の固定方法は、接着、圧
着、その他の適当な方法を用いればよい。また、塗料状
の防振材7を上記のようなパターンで塗布、あるいは印
刷することによっても同様の効果を得ることができる。
The vibration isolator 7 may be fixed to the vibration transmitting plate 8 by adhesion, pressure bonding, or any other suitable method. Further, the same effect can be obtained by applying or printing the paint vibration damping material 7 in the above pattern.

「発明の効果」 以上から明らかなように、本発明によれば、振動ペンか
ら入力された振動を振動伝達板に設けられた振動センサ
により検出して、振動入力点の座標を検出する座標入力
装置において、前記振動伝達板の中央部から周辺部に向
かう方向に関してその装着部分と非装着部分の面積が連
続的或いは段階的に変化するようなパターン形状を有す
る防振材を振動伝達板の周縁に設け、前記振動伝達板の
中央部から周辺部に向かう方向に関して音響インピーダ
ンスを徐々に変化させる構成を採用しているので、振動
伝達板の周辺部の音響インピーダンスが中心部から周辺
部に向かう方向に関して徐々に変化するように設定する
ことにより、音響インピーダンス変化が急激な部分で発
生するという特性を有する反射波を減少させることがで
き、振動検出時のノイズを低減して座標検出精度を向上
させることができるという優れた効果がある。
[Advantages of the Invention] As is apparent from the above, according to the present invention, the coordinate input for detecting the coordinates of the vibration input point by detecting the vibration input from the vibrating pen by the vibration sensor provided on the vibration transmission plate. In the device, a vibration isolator having a pattern shape in which the areas of the mounted portion and the non-mounted portion change continuously or stepwise in the direction from the central portion to the peripheral portion of the vibration transmitting plate, the peripheral edge of the vibration transmitting plate. The acoustic impedance of the peripheral portion of the vibration transmission plate is changed from the central portion to the peripheral portion because the acoustic impedance is gradually changed in the direction from the central portion to the peripheral portion of the vibration transmission plate. By setting so that the acoustic impedance change occurs gradually, it is possible to reduce the reflected wave that has the characteristic that the acoustic impedance change occurs at a sharp portion. There is an excellent effect that noise at the time of vibration detection can be reduced and the coordinate detection accuracy can be improved.

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

第1図(A)は本発明を採用した情報入力装置の座標入
力部の構成を示した説明図、第1図(B)は第1図
(A)の装置の防振材の構造を示した説明図、第2図は
第1図の振動ペンの構造を示した説明図、第3図は第1
図の演算制御装置の構造を示したブロック図、第4図は
振動ペン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
成を示したブロック図、第6図は振動センサの配置を示
した説明図、第7図〜第10図はそれぞれ異なった防振材
の構造を示した説明図、第11図(A)は従来の防振材の
取り付け構造を示した説明図、第11図(B)、(C)は
それぞれ従来の座標入力装置における防振材の取り付け
構造を示した説明図である。 1……演算制御回路、3……振動ペン 4……振動子、6……振動センサ 7……防振材、7′……単位形状 8……振動伝達板、51……前置増幅器 15、16……入力ポート 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
FIG. 1 (A) is an explanatory view showing a configuration of a coordinate input section of an information input device adopting the present invention, and FIG. 1 (B) shows a structure of a vibration isolator of the device of FIG. 1 (A). FIG. 2 is an explanatory view showing the structure of the vibrating pen of FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing the structure of the arithmetic and control unit shown in FIG. 4, FIG. 4 is a waveform diagram showing detection waveforms for explaining the distance measurement between the vibration pen and the vibration sensor, and FIG. 5 is a waveform detection circuit of FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration, FIG. 6 is an explanatory view showing the arrangement of vibration sensors, FIGS. 7 to 10 are explanatory views showing the structure of different vibration isolator, and FIG. 11 (A) is FIGS. 11 (B) and 11 (C) are explanatory views showing a conventional vibration isolator mounting structure, respectively, showing a vibration isolator mounting structure in a conventional coordinate input device. 1 ... Arithmetic control circuit, 3 ... Vibration pen 4 ... Oscillator, 6 ... Vibration sensor 7 ... Vibration isolator, 7 '... Unit shape 8 ... Vibration transmission plate, 51 ... Preamplifier 15 , 16 …… Input port 52 …… Envelope detection circuit 54,58 …… Signal detection circuit 59 …… A / D conversion circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】振動ペンから入力された振動を振動伝達板
に設けられた振動センサにより検出して、振動入力点の
座標を検出する座標入力装置において、 前記振動伝達板の中央部から周辺部に向かう方向に関し
てその装着部分と非装着部分の面積が連続的或いは段階
的に変化するようなパターン形状を有する防振材を振動
伝達板の周縁に設け、前記振動伝達板の中央から周辺部
に向かう方向に関して音響インピーダンスを徐々に変化
させることを特徴とする座標入力装置。
1. A coordinate input device for detecting the coordinates of a vibration input point by detecting a vibration input from a vibration pen by a vibration sensor provided on the vibration transmission plate. A vibration damping material having a pattern shape such that the areas of the mounted portion and the non-mounted portion in the direction toward the direction is continuously or stepwise changed is provided on the periphery of the vibration transmitting plate, and the vibration transmitting plate is provided from the center to the peripheral portion. A coordinate input device characterized in that acoustic impedance is gradually changed with respect to a heading direction.
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