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JPH0792724B2 - Coordinate input device - Google Patents
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JPH0792724B2 - Coordinate input device - Google Patents

Coordinate input device

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JPH0792724B2
JPH0792724B2 JP21130787A JP21130787A JPH0792724B2 JP H0792724 B2 JPH0792724 B2 JP H0792724B2 JP 21130787 A JP21130787 A JP 21130787A JP 21130787 A JP21130787 A JP 21130787A JP H0792724 B2 JPH0792724 B2 JP H0792724B2
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sensor
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sensors
coordinate
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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
動を振動伝達板に複数設けられた振動センサにより検出
して前記振動ペンの振動伝達板上での座標を検出する座
標入力装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a coordinate input device, and more particularly to vibration transmission of the vibrating pen by detecting vibration input from a vibrating pen by a vibration sensor provided on a vibration transmitting plate. The present invention relates to a coordinate input device that detects coordinates on a board.

[従来の技術] 座標入力装置として、従来より各種の入力装置が知られ
ている。この種の装置では、所定の入力面上に座標系を
設定し、所定方式の入力部材により入力面に入力を行な
い、入力面上の座標系における座標情報を検出する。
[Prior Art] Various input devices have been conventionally known as coordinate input devices. In this type of device, a coordinate system is set on a predetermined input surface, and an input member of a predetermined method is used to perform input on the input surface to detect coordinate information in the coordinate system on the input surface.

検出方式としては、抵抗膜や導電膜を対向配置すること
により入力タブレットを構成し、指やペンなどの筆記具
により対向配置された膜を接触させるもの、あるいは超
音波ペンなどによる入力部材を用い、振動伝達板などか
ら構成された入力タブレットに超音波振動を入力し、タ
ブレット上での振動伝達時間から座標値を検出する方式
などが知られている。
As a detection method, an input tablet is configured by arranging resistance films or conductive films facing each other, and a film such as a finger or a pen that makes the films arranged in contact with each other contact, or an input member such as an ultrasonic pen is used. A method is known in which ultrasonic vibration is input to an input tablet composed of a vibration transmission plate and the like, and coordinate values are detected from the vibration transmission time on the tablet.

超音波振動を利用する方式はタブレットをアクリル板や
ガラス板などの透明材料から構成できるので、液晶表示
器などに入力タブレットを重ねて配置し、あたかも紙に
画像を書き込むような感覚で使用できる操作感覚のよい
情報入出力装置を構成できる。
With the method that uses ultrasonic vibration, the tablet can be made of a transparent material such as an acrylic plate or glass plate, so you can place the input tablet on a liquid crystal display etc. and use it as if you were writing an image on paper. A sensible information input / output device can be configured.

超音波方式では、振動伝達板に圧電素子などから成る振
動センサを複数個設け、振動ペンから入力される超音波
振動を検出し、その振動伝達時間から入力座標を演算に
より決定する。
In the ultrasonic method, a plurality of vibration sensors including piezoelectric elements are provided on a vibration transmission plate, ultrasonic vibration input from a vibrating pen is detected, and input coordinates are determined by calculation from the vibration transmission time.

振動伝達板に設けられる振動センサの数は、最低2個で
ある。ただし、この場合には、振動センサが2つとも振
動伝達板の辺部などに設けられ、2つの振動センサを結
ぶ線の一方の側でのみ入力が行なわれなければならな
い。
The number of vibration sensors provided on the vibration transmission plate is at least two. However, in this case, both of the vibration sensors must be provided on the sides of the vibration transmission plate or the like, and the input must be performed only on one side of the line connecting the two vibration sensors.

振動センサが2つの場合には、ハードウエアは簡単であ
るが、計算が複雑になりやすく、マイクロプロセッサな
どにより演算処理が長くなる傾向がある。そこで、それ
ほどハードウエアが複雑ではなく、また計算も簡単に行
なえるため、振動伝達板の角に振動センサを3個設ける
方式が一般的である。
When the number of vibration sensors is two, the hardware is simple, but the calculation tends to be complicated, and the arithmetic processing tends to be long due to a microprocessor or the like. Therefore, since the hardware is not so complicated and the calculation can be easily performed, it is common to provide three vibration sensors at the corners of the vibration transmission plate.

[発明が解決しようとする問題点] ところが、上記のように2個、あるいは3個など必要最
少限のセンサ数を用いる場合には、有効入力面が大きく
なればなるほど、センサ間距離が大きくなり、従って、
入力時におけるセンサまでの振動伝達距離が長くなる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when using the minimum required number of sensors such as two or three as described above, the distance between sensors increases as the effective input surface increases. , Therefore,
The vibration transmission distance to the sensor at the time of input becomes long.

たとえば、センサが3つの角部にそれぞれ取り付けられ
ている場合、センサの設けられていない入力面の角部か
ら振動入力が行なわれる場合、振動伝達距離は最大とな
り、振動センサに伝達される振動の減衰が最も大きくな
る。このため、振動センサの出力を増幅するアンプのゲ
インを大きくとらなければならない。一方、振動入力点
が1つのセンサの真上の場合(振動センサを振動伝達板
の裏側に設けた場合)には、上記の最も減衰度が大きい
場合に比べて振動センサに入力される振動強度は数十な
いし数百倍になる。
For example, when the sensors are attached to the three corners, respectively, and when the vibration is input from the corners of the input surface where the sensor is not provided, the vibration transmission distance becomes maximum and the vibration transmitted to the vibration sensor is Highest damping. Therefore, the gain of the amplifier that amplifies the output of the vibration sensor must be large. On the other hand, when the vibration input point is directly above one sensor (when the vibration sensor is provided on the back side of the vibration transmission plate), the vibration intensity input to the vibration sensor is higher than that when the above-mentioned maximum attenuation is obtained. Is tens or hundreds of times higher.

このように、振動センサ出力を増幅するアンプは入力レ
ベルが低い場合にも充分な出力を得、しかも最大入力レ
ベルにおいてもクリップすることがない広いダイナミッ
クレンジを持っている必要がある。このように良質なア
ンプは非常にコスト高であるという問題がある。逆に充
分なダイナミックレンジを確保できないアンプであれ
ば、入力面を縮小するなど装置全体の性能、機能が制限
されてくる。
As described above, the amplifier that amplifies the output of the vibration sensor needs to have a sufficient dynamic range even when the input level is low and has a wide dynamic range that does not clip even at the maximum input level. There is a problem that such a high quality amplifier is very expensive. Conversely, if the amplifier cannot secure a sufficient dynamic range, the performance and functions of the entire device will be limited, such as reducing the input surface.

また、仮に良質なアンプを構成した場合でも、アンプの
ダイナミックレンジを広くするためには、電源電圧を高
くする必要があり、そのためには電源電圧を昇圧する等
の構成を必要とし、コストがかかるという問題があっ
た。
Even if a high-quality amplifier is configured, it is necessary to increase the power supply voltage in order to widen the dynamic range of the amplifier, which requires a configuration such as boosting the power supply voltage, which is costly. There was a problem.

[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、本発明によれば、振動
ペンから入力された振動を振動伝達板に複数設けられた
振動センサにより検出した前記振動ペンの振動伝達板上
での座標を検出する座標入力装置において、 前記複数の振動センサから得られた信号のそれぞれのレ
ベルが所定値以上か否か比較する比較手段と、 前記比較手段による比較の結果、レベルが前記所定値以
上であった振動センサの信号を無効として除外する除外
手段と、 前記除外手段により除外されなかった残りの振動センサ
から得られた信号を用いて座標を算出する演算手段 を有する構成を採用した。
[Means for Solving Problems] In order to solve the above problems, according to the present invention, the vibration pen detects vibrations input from the vibration pen by a plurality of vibration sensors provided on the vibration transmission plate. In the coordinate input device for detecting the coordinates on the vibration transmission plate, a comparison unit for comparing whether or not each level of the signals obtained from the plurality of vibration sensors is a predetermined value or more, and a result of the comparison by the comparison unit. Excluding means for excluding the signal of the vibration sensor whose level is equal to or higher than the predetermined value as invalid, and computing means for calculating coordinates using the signals obtained from the remaining vibration sensors not excluded by the excluding means. Adopted the configuration that has.

[作用] このような構成によれば、複数の振動センサから得られ
た信号のそれぞれのレベルが所定値以上か否か比較し、
その結果、レベルが所定値以上であった振動センサの信
号を無効として除外し、除外されなかった残りの振動セ
ンサから得られた信号を用いて座標を算出する。したが
って、前記レベルの所定値を、振動センサの出力信号を
増幅するアンプのダイナミックレンジに応じて適当に設
定すれば、アンプの飽和により波形が歪んだ振動センサ
の信号が座標算出に用いられることがなく、歪みのない
信号を用いて座標検出を高精度に行なうことができる。
[Operation] According to such a configuration, it is compared whether or not each level of the signals obtained from the plurality of vibration sensors is equal to or more than a predetermined value,
As a result, the signal of the vibration sensor whose level is equal to or higher than the predetermined value is excluded as invalid, and the coordinates are calculated using the signals obtained from the remaining vibration sensors that are not excluded. Therefore, if the predetermined value of the level is appropriately set according to the dynamic range of the amplifier that amplifies the output signal of the vibration sensor, the signal of the vibration sensor whose waveform is distorted due to the saturation of the amplifier may be used for the coordinate calculation. In addition, coordinate detection can be performed with high accuracy using a signal without distortion.

[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図は本発明を採用した情報入出力装置の構造を示し
ている。第1図の情報入出力装置は振動伝達板8からな
る入力タブレットに振動ペン3によって座標入力を行な
わせ、入力された座標情報にしたがって入力タブレット
に重ねて配置されたCRTからなる表示器11′に入力画像
を表示するものである。
FIG. 1 shows the structure of an information input / output device adopting the present invention. The information input / output device of FIG. 1 causes the input tablet composed of the vibration transmission plate 8 to input coordinates by the vibrating pen 3, and the display 11 'composed of a CRT arranged on the input tablet in accordance with the input coordinate information. The input image is displayed on.

図において符号8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4つの辺部の中央にそれぞれ1個、および中
央部に1個設けられた振動センサ6に伝達する。
In the figure, reference numeral 8 is a vibration transmission plate made of acrylic, glass plate or the like, and one vibration is transmitted from the vibration pen 3 at the center of each of the four sides and one at the center. The vibration sensor 6 is transmitted.

これらの振動センサ6は振動ペン3から振動伝達板8を
介して入力された振動を検出するためのものである。入
力点から振動センサ6までの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8上での座標
が検出されるが、本実施例では常時5つのセンサが全て
用いられるわけではなく、後述の方法により座標演算に
適したセンサが選択的に用いられる。
These vibration sensors 6 are for detecting the vibration input from the vibration pen 3 via the vibration transmission plate 8. The coordinates of the vibration pen 3 on the vibration transmission plate 8 are detected by measuring the transmission time of the ultrasonic vibration from the input point to the vibration sensor 6, but in the present embodiment, all five sensors are always used. Instead, a sensor suitable for coordinate calculation is selectively used by the method described below.

振動伝達板8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にそ
の周辺部分をシリコンゴムなどから構成された反射防止
材7によって支持されている。
The vibration transmitting plate 8 has its peripheral portion supported by an antireflection material 7 made of silicon rubber or the like in order to prevent the vibration transmitted from the vibrating pen 3 from being reflected at the peripheral portion and returning toward the central portion. ing.

振動伝達板8はCRT(あるいは液晶表示器など)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 a CRT (or a liquid crystal display, etc.),
It is arranged on a display device 11 'capable of dot display, and dot display is performed at a position traced by the vibrating 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.

振動子4の駆動信号は演算制御回路1から低レベルのパ
ルス信号として供給され、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。
The drive signal for the vibrator 4 is supplied as a low-level pulse signal from the arithmetic control circuit 1, amplified by a predetermined gain by the vibrator drive circuit 2 capable of low impedance driving, and then applied to the vibrator 4.

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 the vibrator is driven, a vibration mode in which the vibrator 4 mainly vibrates in the direction perpendicular to the vibration transmission plate 8 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.

振動伝達板8に設けられた各振動センサ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。振動センサ
6の各々の出力信号は波形検出回路9に入力される。波
形検出回路9は振動センサ6の出力信号の波形処理によ
り検出タイミングを決定する。演算制御回路1は波形検
出回路9の出力するタイミング信号に基づき振動伝達時
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。振動伝達時間の測定にはカウン
タ1bが用いられる。
Each vibration sensor 6 provided on the vibration transmission plate 8 is also composed of a mechanical-electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signal of each of the vibration sensors 6 is input to the waveform detection circuit 9. The waveform detection circuit 9 determines the detection timing by waveform processing of the output signal of the vibration sensor 6. The arithmetic control circuit 1 measures the vibration transmission time based on the timing signal output from the waveform detection circuit 9, and detects the coordinate position of the vibration pen 3 on the vibration transmission plate 8. The counter 1b is used to measure the vibration transmission time.

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デオ
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 11 'via the video signal processing device 10 based on the input coordinate information.

第2図は本実施例で用いた座標入力装置のセンサの配置
図である。図においてS(x、y)、P(x、y)はそ
れぞれ各振動センサ6の配置位置および振動入力点の座
標を示している。また、符号Aは座標入力が有効になる
領域(入力面端部の反射波などにより定まる)を示して
いる。
FIG. 2 is a layout of the sensors of the coordinate input device used in this embodiment. In the figure, S (x, y) and P (x, y) respectively indicate the arrangement position of each vibration sensor 6 and the coordinates of the vibration input point. Further, reference character A indicates an area where the coordinate input is effective (determined by a reflected wave or the like at the end of the input surface).

本構成において、図中P点において弾性波が発生させら
れた場合、最初にその振動が達するセンサはS4であり、
以下S0、S3、S1、S2の順となる。したがって、その振動
がセンサに到達する時間は t4≦t0≦t3≦t1≦t2 …(1) となる。ここでもし、座標算出のために必要な最低限の
センサしかなければ、座標入力点Pの位置によっては、
P点から入力された振動がセンサに到達するまでに減衰
し、ノイズレベルにまで落ちてしまうことで、伝播体の
大きさによって起こり得る。したがって、おのずと振動
伝達板8の大きさが制限されるという欠点があった。
In this configuration, when an elastic wave is generated at point P in the figure, the sensor that the vibration reaches first is S4,
Below is the order of S0, S3, S1, S2. Therefore, the time required for the vibration to reach the sensor is t4≤t0≤t3≤t1≤t2 (1). Here, if there are only the minimum sensors required for coordinate calculation, depending on the position of the coordinate input point P,
The vibration input from the point P is attenuated by the time it reaches the sensor and drops to the noise level, which may occur depending on the size of the propagating body. Therefore, there is a drawback that the size of the vibration transmission plate 8 is naturally limited.

以上の理由により、より多くの振動センサ6を振動伝達
板8に取り付け、その中からあるポイントにおける座標
算出に必要なセンサを選び出し、振動伝達板8が大型化
した場合においても座標を検出できるようにすることが
考えられる。
For the above reasons, more vibration sensors 6 are attached to the vibration transmission plate 8, and a sensor necessary for calculating coordinates at a certain point is selected from the vibration transmission plate 8 so that the coordinates can be detected even when the vibration transmission plate 8 becomes large. It is possible to

本実施例の場合、振動伝達板8の各辺の中央に1個ず
つ、また振動伝達板8の中央部に1つ振動センサ6を設
けてあるが、これは座標検出を3つのセンサで行なう場
合、振動入力ポイントPの位置によらず、振動入力ポイ
ントと3ヶ所のセンサとの距離のうち最大の長さを最も
小さくすることができるからである。
In the case of the present embodiment, one vibration sensor 6 is provided at the center of each side of the vibration transmission plate 8 and one vibration sensor 6 is provided at the central portion of the vibration transmission plate 8. This performs coordinate detection by three sensors. In this case, the maximum length of the distance between the vibration input point and the three sensors can be minimized regardless of the position of the vibration input point P.

振動入力ポイントからセンサまで、板波弾性波の到達時
間tは演算制御回路1によりカウンタ1bを用いてカウン
トされる。その距離dは弾性波の進行速度をvとして、
v×tによって求めることができるので、各センサ座標
S0〜S4までの振動伝達時間t0、t1、t2、t3、t4に相当す
る距離をそれぞれd0、d1、d2、d3、d4とする。
The arrival time t of the plate acoustic wave from the vibration input point to the sensor is counted by the arithmetic control circuit 1 using the counter 1b. The distance d is the traveling speed of the elastic wave is v,
Each sensor coordinate can be calculated by v × t
Distances corresponding to the vibration transmission times t0, t1, t2, t3, and t4 from S0 to S4 are d0, d1, d2, d3, and d4, respectively.

第3図は、演算制御回路1中のROM1aに格納された本実
施例の座標入力装置の処理フローチャートである。
FIG. 3 is a processing flowchart of the coordinate input device of the present embodiment stored in the ROM 1a of the arithmetic control circuit 1.

まず、ステップS1で初期化によって内部クロック、フリ
ップフロップなどの初期化を行なう。
First, in step S1, initialization of internal clocks, flip-flops, etc. is performed by initialization.

ステップS2では振動ペン3の振動子の駆動とカウンタを
スタートする。
In step S2, the vibrator of the vibrating pen 3 is driven and the counter is started.

ステップS3で全てのセンサからの弾性波の検出信号を受
信波形検出回路9から受信する。ここで所定時間内に検
出信号の受信がない場合は、ステップS11から本処理を
抜けて他の処理に移る。
In step S3, elastic wave detection signals from all the sensors are received from the reception waveform detection circuit 9. If the detection signal is not received within the predetermined time, the process is skipped from step S11 and another process is performed.

次に、ステップS4で受信した検出信号のレベルを比較す
る。この時、もし第4図のように振動入力ポイントがセ
ンサのごく近傍にきた場合、このセンサから得られる出
力信号はアンプの飽和入力レベルによっては飽和する。
Next, the levels of the detection signals received in step S4 are compared. At this time, if the vibration input point comes very close to the sensor as shown in FIG. 4, the output signal obtained from this sensor is saturated depending on the saturation input level of the amplifier.

この飽和入力レベルの設定値は、センサからどの程度ま
で振動入力ポイントが近づいたら出力信号が飽和してし
まうかということに対応しており、振動伝達板の大き
さ、センサの配置、アンプのコストなどによって適宜変
更される。
This saturation input level setting value corresponds to the extent to which the output signal saturates as the vibration input point approaches from the sensor, and the size of the vibration transmission plate, sensor layout, and amplifier cost. It is changed as appropriate.

第3図において、ステップS5で出力信号が飽和したセン
サが存在する場合、ステップS12でそのセンサからの信
号を無視することにする。
In FIG. 3, when there is a sensor whose output signal is saturated in step S5, the signal from the sensor is ignored in step S12.

検出信号レベルに同一値がある場合(センサS1=センサ
S3の場合など)、ステップS6からステップS13に移行
し、あらかじめ決められた規則(例えば「同一値センサ
の若い方を座標検出に必要なセンサとする」など)にし
たがって同一の信号レベルを得たセンサの内いずれを用
いるかを決める。
When the detection signal levels have the same value (sensor S1 = sensor
In the case of S3, etc.), the process proceeds from step S6 to step S13, and the same signal level is obtained according to a predetermined rule (for example, "use the younger of the same value sensor as the sensor required for coordinate detection"). Decide which of the sensors to use.

ステップS7では座標検出に必要なセンサ番号を決定し、
ステップS8において、以上決定されたセンサによって座
標演算を行なう。ここで、座標演算に用いる計算式の一
例を以下に示す。
In step S7, determine the sensor number required for coordinate detection,
In step S8, coordinate calculation is performed by the sensor determined above. Here, an example of a calculation formula used for coordinate calculation is shown below.

出力信号の飽和したセンサがない場合: ここで、(2)式においてdx=d2の場合α=1、dx=d4
の場合α=−1、また(3)式においてdy=d1の場合β
=1、dy=d3の場合β=−1となる。
If there is no sensor with saturated output signal: Here, in the equation (2), when dx = d2, α = 1, dx = d4
In the case of α = −1, and in the case of dy = d1 in equation (3) β
When = 1 and dy = d3, β = −1.

一方、飽和したセンサが存在する場合(本実施例の場合
センサS1、S2、S3、S4は座標入力有効エリアAの外側に
あるので、センサS0だけが飽和し得る)は、残りの4つ
のセンサを用いて となる。
On the other hand, when there is a saturated sensor (in the present embodiment, the sensors S1, S2, S3, and S4 are outside the coordinate input effective area A, so only the sensor S0 can be saturated), the remaining four sensors Using Becomes

この場合、振動入力源とセンサ間の距離の最大値が隅部
のセンサ間距離、つまりS1−S2間、S2−S3間、S3−S4
間、S4−S1間の距離以下になるようにアンプのアッパリ
ミットを設定してやれば、振動入力源とセンサの最大距
離は上述のセンサ間距離以下とすることができる。
In this case, the maximum value of the distance between the vibration input source and the sensor is the distance between the sensors at the corners, that is, between S1 and S2, between S2 and S3, and between S3 and S4.
If the upper limit of the amplifier is set so as to be equal to or less than the distance between S4 and S1, the maximum distance between the vibration input source and the sensor can be equal to or less than the above-described inter-sensor distance.

再び第3図において、ステップS8で演算を行ない、座標
がこのようにして決定されると、ステップS9で座標をRA
Mに記憶して、外部のディスプレイ駆動回路10などに出
力して1つのサイクルを終了する。
Referring again to FIG. 3, the calculation is performed in step S8, and when the coordinates are thus determined, the coordinates are RA in step S9.
It is stored in M and output to the external display drive circuit 10 or the like to end one cycle.

以下、これをサンプリング数にしたがって繰り返す。な
お、ディスプレイ駆動回路10などへの出力は、RAMなど
に記憶された座標の示す点のディスプレイ11上への表示
であってもよいし、他の装置に対する座標値データの送
信であってもよい。
Hereinafter, this is repeated according to the sampling number. The output to the display drive circuit 10 or the like may be a display of the point indicated by the coordinates stored in the RAM or the like on the display 11, or may be transmission of coordinate value data to another device. .

以上のように、本実施例によれば、振動伝達板に最低限
必要な数よりも多く振動センサ6を設け、振動センサ6
から得られる信号レベルに応じて座標演算に用いるセン
サを決定するようにしているので、あるセンサの出力が
飽和してしまう、あるいは検出レベルが充分でないよう
な場合にも、他のセンサを用いて確実に座標演算を行な
うことができる。また、適切な出力レベルを有する振動
センサ6を選択して座標演算に用いることができるの
で、ダイナミックレンジが狭い比較的安価な増幅器を振
動センサ6の出力信号の増幅に利用することができる。
また、振動減衰に関する振動伝達距離の制限を緩和で
き、座標入力面の面積を容易に大きくすることができ
る。
As described above, according to the present embodiment, the vibration transmission plates are provided with more vibration sensors 6 than the minimum required number.
Since the sensor used for coordinate calculation is determined according to the signal level obtained from, even if the output of a certain sensor saturates or the detection level is insufficient, another sensor should be used. The coordinate calculation can be reliably performed. Further, since the vibration sensor 6 having an appropriate output level can be selected and used for coordinate calculation, a relatively inexpensive amplifier having a narrow dynamic range can be used for amplifying the output signal of the vibration sensor 6.
In addition, the restriction on the vibration transmission distance regarding vibration damping can be relaxed, and the area of the coordinate input surface can be easily increased.

前述のように、振動入力源とセンサ間の距離が大きくな
れば、センサに到達する振動は減衰のために小さくな
る。1つの方法として、振動入力源となる振動ペン中の
振動子から発生する振動エネルギーを増加する方法が考
えられる。また、振動子の駆動電圧を大きくしたり、振
動子を大きくすることなどによって振動伝播到達時間を
延ばすことも考えられる。ただし、いずれも振動伝達板
の大きさには制限があり、コスト的に有利とはならな
い。本実施例では5つのセンサを取り付けることによっ
て座標検出を行なっていたが、振動伝達板の大きさによ
ってそれ以上であっても構わない。より多くのセンサを
設けることにより、同じセンサ、アンプ、振動子を用い
て大面積の入力面にも容易に対応できるようになる。
As mentioned above, the greater the distance between the vibration input source and the sensor, the smaller the vibration reaching the sensor due to damping. As one method, a method of increasing the vibration energy generated from the vibrator in the vibrating pen serving as the vibration input source can be considered. It is also conceivable to increase the vibration propagation arrival time by increasing the driving voltage of the vibrator or increasing the vibrator. However, in both cases, the size of the vibration transmission plate is limited, which is not advantageous in terms of cost. In this embodiment, five sensors are attached to detect the coordinates, but the number may be more than that depending on the size of the vibration transmitting plate. By providing more sensors, it becomes possible to easily cope with a large-area input surface by using the same sensor, amplifier, and vibrator.

また、座標入力エリア内に本実施例ではセンサが1つ取
り付けられていたが、これも振動伝達板の大きさによっ
て複数個であっても構わない。つまり、センサの個数お
よび位置によって座標を検出するアルゴリズムを変更す
ることによって、座標位置を検出することができる。
Further, although one sensor is attached in the coordinate input area in this embodiment, a plurality of sensors may be attached depending on the size of the vibration transmitting plate. That is, the coordinate position can be detected by changing the algorithm for detecting the coordinate depending on the number and position of the sensors.

[発明の効果] 以上の説明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複数設けられた
振動センサにより検出して前記振動ペンの振動伝達板上
での座標を検出する座標入力装置において、複数の振動
センサから得られた信号のそれぞれのレベルが所定値以
上か否か比較し、その結果、レベルが所定値以上であっ
た振動センサの信号を無効として除外し、除外されなか
った残りの振動センサから得られた信号を用いて座標を
算出する構成を採用したので、前記レベルの所定値を、
振動センサの出力信号を増幅するアンプのダイナミック
レンジに応じて適当に設定すれば、アンプの飽和により
波形が歪んだ振動センサの信号が座標算出に用いられる
ことがなく、歪みのない信号を用いて座標検出を高精度
に行なうことができる。そして、前記レベルの所定値を
低くすることによって、アンプの電源電圧を低くしてダ
イナミックレンジを小さくしても、高精度に座標検出を
行なうことができ、安価なアンプを用いることができる
とともに、電源電圧の昇圧等の構成が不要であり、比較
的低電圧で動作可能であって低コストで信頼性の高い座
標入力装置を提供することができる。また上記の構成を
採用することで、振動センサの感度、振動センサの後段
のアンプのダイナミックレンジにより入力面のサイズな
どが限定される問題がないという優れた効果が得られ
る。
EFFECTS OF THE INVENTION As is apparent from the above description, according to the present invention, the vibration input from the vibrating pen is detected by the vibration sensors provided on the vibration transmitting plate, and the vibration transmitting plate of the vibrating pen is detected. In the coordinate input device for detecting the coordinates at, the level of each of the signals obtained from the plurality of vibration sensors is compared with a predetermined value or more, and as a result, the signal of the vibration sensor with the level being the predetermined value or more is detected. Excluded as invalid, and adopted a configuration to calculate the coordinates using the signals obtained from the remaining vibration sensor not excluded, so the predetermined value of the level,
If you set it appropriately according to the dynamic range of the amplifier that amplifies the output signal of the vibration sensor, the signal of the vibration sensor whose waveform is distorted due to the saturation of the amplifier will not be used for coordinate calculation, and you can use the signal without distortion. Coordinates can be detected with high accuracy. Then, by lowering the predetermined value of the level, even if the power supply voltage of the amplifier is lowered to reduce the dynamic range, coordinate detection can be performed with high accuracy, and an inexpensive amplifier can be used. It is possible to provide a coordinate input device that does not require a configuration such as boosting the power supply voltage, can operate at a relatively low voltage, is low in cost, and has high reliability. Further, by adopting the above configuration, an excellent effect that there is no problem that the size of the input surface is limited by the sensitivity of the vibration sensor and the dynamic range of the amplifier after the vibration sensor is obtained.

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

第1図は本発明を採用した情報入出力装置の構造を示し
た説明図、第2図は振動センサの配置および座標検出処
理を示した説明図、第3図は第1図の演算制御装置の制
御手順を示したフローチャート図、第4図は振動センサ
の配置および座標検出処理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 8……振動伝達板
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the structure of an information input / output device adopting the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the placement of a vibration sensor and coordinate detection processing, and FIG. 3 is the arithmetic and control unit of FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the control procedure of FIG. 4, and FIG. 4 is an explanatory view showing the arrangement of the vibration sensor and the coordinate detection processing. 1 ... Arithmetic control circuit, 3 ... Vibration pen 4 ... Vibrator, 6 ... Vibration sensor 8 ... Vibration transmission plate

Claims (2)

【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
に複数設けられた振動センサにより検出して前記振動ペ
ンの振動伝達板上での座標を検出する座標入力装置にお
いて、 前記複数の振動センサから得られた信号のそれぞれのレ
ベルが所定値以上か否か比較する比較手段と、 前記比較手段による比較の結果、レベルが前記所定値以
上であった振動センサの信号を無効として除外する除外
手段と、 前記除外手段により除外されなかった残りの振動センサ
から得られた信号を用いて座標を算出する演算手段 を有することを特徴とする座標入力装置。
1. A coordinate input device for detecting vibrations input from a vibrating pen by a plurality of vibration sensors provided on a vibration transmitting plate to detect coordinates of the vibrating pen on the vibration transmitting plate. Comparing means for comparing whether or not the respective levels of the signals obtained from the sensors are equal to or higher than a predetermined value, and exclusion as a result of the comparison by the comparing means, invalidating the signal of the vibration sensor whose level is equal to or higher than the predetermined value. A coordinate input device comprising: means for calculating coordinates using signals obtained from the remaining vibration sensors not excluded by the exclusion means.
【請求項2】前記除外手段により除外されなかった残り
の振動センサから得られた信号のそれぞれから更に座標
算出に使用する振動センサの信号を選択する選択手段を
有することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
座標入力装置。
2. The selection means for selecting the signal of the vibration sensor used for the coordinate calculation from each of the signals obtained from the remaining vibration sensors not excluded by the exclusion means. The coordinate input device according to the first item of the range.
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