JP2001331266A

JP2001331266A - 座標入力装置

Info

Publication number: JP2001331266A
Application number: JP2000150728A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shono; 寛庄野
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】入力ペンの押圧箇所における振動板の振動を、
高い減衰率でもって減衰させる。【解決手段】振動発生手段４と、振動板１と、振動板１
における振動の減衰位置を検出する位置検出手段２とを
備えた構成において、振動板１の振動位相と逆位相の振
動を発生する入力ペン３を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動板における振
動の減衰位置に基づいて、入力位置を検出する座標入力
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】座標入力装置の１つに、振動発生手段に
よって振動させられた振動板と、振動板における振動の
減衰位置を検出する位置検出手段とが設けられた装置が
ある。そして、この装置に対して座標入力を行うときに
は、振動を吸収することが可能な入力ペンが使用され
る。すなわち、座標入力のため、入力ペンを振動板に押
圧すると、入力ペンの押圧箇所の振動が減衰する。この
ため、入力ペンの押圧箇所が、位置検出手段により、入
力位置として検出されることになる（第１の従来技術と
する）。

【０００３】また、特開平５−１８１５９５号として提
案された従来技術がある。この技術においては、振動発
生手段を備えた振動ペンと、弾性波を伝播する伝播部材
と、振動センサとが設けられている。また、弾性波の伝
播遅延時間より座標の入力位置を検出するため、振動ペ
ンの正弦波と振動センサの振動の位相差を検出する時間
検出手段が設けられている。そして、位置検出を行うと
きには、振動ペンの正弦波振動の周波数を複数種使用す
るようになっている。すなわち、位置検出において、振
幅情報の影響を除去することにより、位置検出の検出精
度を高める構成となっている（第２の従来技術とす
る）。

【０００４】また、特許２６１２０５５号として提案さ
れた技術があり、この技術では、群速度に基づく遅延時
間を検出する群遅延時間検出手段と、位相速度に基づく
遅延時間を検出する位相遅延時間検出手段とを設けてい
る。そして、群遅延時間検出手段と位相遅延時間検出手
段との検出結果から、座標の算出を行っている。すなわ
ち、位置検出において、位相遅延時間の群遅延時間に対
する依存性の影響を除去することにより、位置検出の検
出精度を高める構成となっている（第３の従来技術とす
る）。

【０００５】また、特公平６−６８７１６号として提案
された技術があり、この技術では、３層構造の書き込み
板を備えている。そして、表面側の２層を通過して、３
層目の超音波伝播層媒体に伝播してきた超音波に基づ
き、入力位置を検出している。すなわち、位置検出にお
いて、入力ペンの傾斜の影響を除去することにより、位
置検出の検出精度を高める構成となっている（第４の従
来技術とする）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら第１の従
来技術においては、以下に示す問題を生じていた。すな
わち、振動を吸収する入力ペンには、振動を効率良く吸
収するため、材質にゴムが使用される。しかし、ゴムを
用いたときにも、振動の吸収率が小さいので、振動の減
衰位置を検出するには、検出手段の耐ノイズ性を高めた
り、検出感度を高めたりする必要がある。その結果、検
出手段の複雑化や価格上昇が生じていた。また、入力ペ
ンの押圧力や傾斜角度が適正でない場合には、入力ペン
による振動の吸収率がさらに悪化し、振動の減衰率が検
出手段の検出限界を越えてしまう。このため、曲線や直
線を入力しようとするときには、入力ペンの扱い方に習
熟を必要としていた。

【０００７】一方、第２〜第４の従来技術は、振動発生
手段を備えた入力ペンを用いて、振動しない板状体に振
動を与えることにより、位置入力を行う技術となってい
る。このため、振動板の振動の減衰率が低いことによっ
て生じる問題を解決しようとするときには、適用するこ
とが困難な技術となっていた。

【０００８】本発明は上記課題を解決するため創案され
たものであって、その目的は、振動板の振動とは逆位相
の振動を入力ペンから発生させることにより、入力ペン
の押圧箇所における振動板の振動を、高い減衰率でもっ
て減衰させることのできる座標入力装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る座標入力装置は、振動発生手段と、振動発
生手段によって振動させられる振動板と、振動板におけ
る振動の減衰位置を検出する位置検出手段とを備えた座
標入力装置に適用し、振動板の振動位相と逆位相の振動
を発生する入力ペンを備えている。

【００１０】すなわち、入力ペンを振動板に押圧したと
きには、振動板の振動位相とは逆位相の振動が振動板に
与えられる。従って、入力ペンの押圧箇所においては、
入力ペンから与えられる振動が振動板の振動を打ち消す
ことになるので、振動板の振動が大きく減衰する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例の形態を、
図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る座標
入力装置の一実施形態の電気的構成を示すブロック線図
である。

【００１２】図において、座標入力されるパネル部２１
は、振動板１とセンサ板１１と表示器１５との３層によ
り構成されている。詳細には、振動板１は、超音波の伝
播速度が高速となる透明な材質（例えばガラス）により
構成された板状体となっていて、振動発生手段４により
振動させられるようになっている。また、センサ板１１
は、微少間隔で、マトリクス状に、微少な振動センサが
形成された透明な板状体となっており、振動センサの各
々は、振動板１の振動を検出する。また、表示器１５
は、ＬＣＤからなる板状の表示器となっており、図示さ
れない表示駆動回路によって駆動される。

【００１３】振動発生手段４は、例えば、振動板１の１
つの縁の全長に渡って設けられた細長い圧電素子によっ
て構成され、振動板１に、振動板１の全面に渡って振動
が一様となるような超音波振動を与える。

【００１４】入力ペン３は、振動板１の振動位相とは逆
位相の振動を発生するペンとなっている。このため、圧
電素子により構成された振動子１３と、振動子１３の振
動を振動板１に伝達するための、非弾性体（例えば、金
属等）からなるホーン１４とを備えている。

【００１５】検出部１２は、センサ板１１に形成された
複数の、微少な振動センサの各々の出力を、順次スキャ
ンしつつ検出することによって、振動板１の振動状態を
検出する。そして、検出した振動板１の振動状態におい
て、略同心円状に、中心に向かうほどに減衰量が増加す
る位置（振動強度が低下する位置）を検出したときに
は、その減衰の中心位置を、入力位置として検出するブ
ロックとなっている。すなわち、検出部１２は、センサ
板１１と対となることにより、振動板１における振動の
減衰位置を検出する位置検出手段２を構成している。

【００１６】信号発生回路５は、所定周波数の信号を発
生するブロックとなっており、発生した信号を、反転回
路７と駆動回路６とに送出する。駆動回路６は、信号発
生回路５から送出された信号を増幅し、増幅した信号で
もって振動発生手段４を駆動するブロックとなってい
る。また、反転回路７は、信号発生回路５から送出され
る信号の位相を反転するブロックとなっており、位相反
転した信号を駆動回路８に送出する。

【００１７】駆動回路８は、反転回路７によって位相反
転された信号を増幅し、増幅した信号でもって、入力ペ
ン３に設けられた振動子１３を駆動するブロックとなっ
ている。また、レベル調整器９は、駆動回路８が振動子
１３に送出する駆動信号のレベルを調整するための可変
抵抗器となっている。

【００１８】以下に、実施形態の作用について説明す
る。入力ペン３を振動板１に押圧したときには、振動子
１３によって発生した振動が、ホーン１４を介して振動
板１に伝達される。一方、ホーン１４は非弾性体によっ
て構成されており、且つ、振動板１も非弾性体によって
構成されている。このため、入力ペン３を振動板１に押
圧したとき、入力ペン３から振動板１に伝達される振動
の強度は、入力ペン３の押圧力に係わりなく、ほぼ一定
となる。

【００１９】また、入力ペン３が振動板１に与える振動
は、振動板１の振動位相とは逆位相となっている。ま
た、振動板１は、振動発生手段４により、全面に渡って
一様となるように振動させられている。従って、入力ペ
ン３が振動板１に与える振動の振幅を適正レベルに設定
すると、入力ペン３が押圧された位置においては、入力
ペン３から与えられる振動によって、振動板１の振動が
打ち消される。すなわち、入力ペン３の押圧箇所におけ
る振動板１の振動強度が、０の近傍値まで減衰する。

【００２０】検出部１２は、振動板１における減衰の中
心位置を検出する。そして、検出した中心位置を座標値
に変換し、変換結果を外部に送出する。

【００２１】以下に補助的な説明を行うと、レベル調整
器９は、振動の減衰の中心に位置する振動センサの出力
レベルが０近傍となるように、製造ラインにおいて調整
される（上記した調整を容易にするためには、検出部１
２の構成を、振動の減衰の中心に位置する振動センサの
出力レベルを、外部に送出することが可能な構成とすれ
ばよい）。

【００２２】なお、位置検出手段については、マトリク
ス状に振動センサが配置された振動板を用いた場合につ
いて説明したが、その他の形状に振動センサが配置され
たセンサ板を用いた場合にも、同様に適用することがで
きる。

【００２３】また、振動発生手段については、振動板１
の１つの縁の全長に渡って設けられた圧電素子とした場
合について説明したが、振動板１の４つの縁の全てに渡
って、圧電素子を設けた構成とすることもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る座標
入力装置は、振動発生手段と、振動発生手段によって振
動させられる振動板と、振動板における振動の減衰位置
を検出する位置検出手段とを備えた座標入力装置に適用
し、振動板の振動位相と逆位相の振動を発生する入力ペ
ンを備えている。従って、入力ペンの押圧箇所において
は、入力ペンから与えられる振動が振動板の振動を打ち
消すことになるので、入力ペンの押圧箇所における振動
板の振動を、高い減衰率でもって減衰させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る座標入力装置の一実施形態の電気
的構成を示すブロック線図である。

【符号の説明】

１振動板２位置検出手段３入力ペン４振動発生手段９レベル調整器１１センサ板１３振動子１５表示器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F068 AA03 BB01 CC00 FF24 KK14 KK17 KK18 2F069 AA03 BB40 CC06 DD09 GG01 GG06 GG19 GG39 GG52 GG56 GG62 HH01 JJ07 JJ19 JJ22 LL03 MM04 MM21 MM32 NN12 PP04 5B068 AA22 BB22 BC02 BC03 BD02 BD11 BE06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動発生手段と、振動発生手段によって
振動させられる振動板と、振動板における振動の減衰位
置を検出する位置検出手段とを備えた座標入力装置にお
いて、振動板の振動位相と逆位相の振動を発生する入力ペンを
備えたことを特徴とする座標入力装置。