JP2005300504A - Ultrasonic position detecting input device - Google Patents

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JP2005300504A JP2004129914A JP2004129914A JP2005300504A JP 2005300504 A JP2005300504 A JP 2005300504A JP 2004129914 A JP2004129914 A JP 2004129914A JP 2004129914 A JP2004129914 A JP 2004129914A JP 2005300504 A JP2005300504 A JP 2005300504A
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実則 河野
Kiminori Kono
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detecting input device using ultrasonic waves, which transmits the ultrasonic waves having a spread spectrum made by a wide-band ultrasonic wave generator, through a transmitting means, such as a liquid crystal display panel or the like, receives the ultrasonic waves by using a wave receiving device disposed at a required position in the transmitting means and detects the position of the wave generator and its trajectory. <P>SOLUTION: The head section 9 of a touch pen 8 is brought into contact with the surface of a first glass substrate 1 which is the transmitting means, and an ultrasonic signal having a spread spectrum is converted into ultrasonic vibration and is transmitted through the first glass substrate 1. Wave-receiving devices 3-6 are arranged along directions 101-104, and delay timings are generated, which are proportional to respective length values in the transmission, and the position of the head section 9 of the write pen 8 is detected from differences between the delay timings. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、超音波を利用した位置検知入力装置に関するものであり、広帯域の超音波発波器を用いてスペクトル拡散された超音波を液晶表示パネル等の伝達手段を通して伝達し当該伝達手段の必要な個所に設けられた受波器により受信して当該発波器の位置およびその軌跡を検知するためのものである。
The present invention relates to a position detection input device using ultrasonic waves, and transmits a spectrum spread ultrasonic wave using a wide-band ultrasonic wave generator through a transmission means such as a liquid crystal display panel and the like. The signal is received by a receiver provided at a certain point, and the position and locus of the generator are detected.

従来の位置検知入力装置の代表的な例として、特許文献1のように超音波が伝送される方向とは逆の方向に当該超音波とは別の信号を伝送することで往復に要する時間から距離を測定するもの、特許文献2のように超音波と赤外線の伝搬速度の差を利用するもの、特許文献3のように水中の移動体の3次元の位置を検知するもの、特許文献4のように電磁誘導式の位置検出パネルを用いるもの、特許文献5のように超音波信号発生器と受信機とを線で結び同期をとるもの、
特許文献6のように超音波信号の周波数あるいは位相をバーストの途中で切替えることで信号の中心を検出するもの、特許文献7のように受信側のエンベロープ信号の出力値に応じて送信側の超音波信号の大きさを調節して遅延時間の測定精度を上げるもの、特許文献8のようにすだれ状電極を有する超音波トランスデユーサを周辺部に配置するものと、特許文献9のように表面弾性波が伝わる長方形基板の相対する2辺に沿って反射アレイを配置するものとがあり、古くは抵抗皮膜を用いるものがある。
As a typical example of a conventional position detection input device, as in Patent Document 1, since a signal different from the ultrasonic wave is transmitted in a direction opposite to the direction in which the ultrasonic wave is transmitted, the time required for reciprocation is reduced. Those that measure the distance, those that use the difference between the propagation speeds of ultrasonic waves and infrared rays as in Patent Document 2, those that detect the three-dimensional position of a moving body in water as in Patent Document 3, Using an electromagnetic induction type position detection panel, as in Patent Document 5, connecting an ultrasonic signal generator and a receiver with a line and synchronizing them,
A technique for detecting the center of a signal by switching the frequency or phase of an ultrasonic signal in the middle of a burst as in Patent Document 6, and a technique for detecting a signal on the transmitting side according to the output value of an envelope signal on the receiving side as in Patent Document 7. An apparatus for adjusting the magnitude of the sound wave signal to increase the measurement accuracy of the delay time, an apparatus for disposing an ultrasonic transducer having a comb-like electrode as in Patent Document 8, and a surface as in Patent Document 9 In some cases, a reflective array is arranged along two opposite sides of a rectangular substrate through which an elastic wave is transmitted, and in some cases, a resistive film is used.

特許文献1では、固定体から移動体へ、または移動体がら固定体へ超音波を伝送し超音波の伝播時間により移動体の位置を求める超音波型座標入力装置において、超音波が伝送される方向とは逆の方向に当該超音波とは別の信号(振幅が異なり、あるいは赤外線または可視光線を含む電磁波)を伝送することで往復に要する時間から距離を測定する。
特許文献2では、超音波と赤外線を同時に発信し、赤外線が時間遅れがほとんど無いのに対して超音波の遅れが大きいことを利用して距離を測定する。
特許文献3では、移動体自身が水深を測定しブイとの間で通信を行なうことで距離を測定し、ブイからの超音波の方向を周期的にスキャンすることで方向を測定することで3次元の位置を測定する。
特許文献4では、液晶表示画面の下部に電磁誘導式の位置検知パネルを設け、交番磁界を発生させるペンを接近させることで位置を検出する。
特許文献5では、超音波の送信機と受信機とを線で結び共通のクロックに同期をとることで遅延時間を測定し位置を検出する。
特許文献6では、超音波信号の周波数あるいは位相をバーストの途中で切替えることで信号の中心を検出する
特許文献7では、受信側のエンベロープ信号の出力値に応じて送信側の超音波信号の大きさを調節して遅延時間の測定精度を上げる。
特許文献8では、当該すだれ状電極を有する超音波トランスデユーサ間を伝搬する弾性表面波の伝搬路と人差し指あるいは指示器の接触による当該弾性表面波の変化に基づいて当該人差し指あるいは指示器の位置を検出している。
特許文献9では、一方の反射アレイの端部には超音波発信トランスデーユーサを配置し他方の反射アレイの端部には受信トランスデユーサを配置し、発信トランスデユーサからパルス状の縦波を発生させ発信側の反射アレイにより基板中央部に向けて高次せん断波を伝送させ、相対する他辺の受信反射アレイにより反射させ端部に設けた受信用トランスデユーサにより受信し、当該発信信号を擬似ランダム符号で変調された超音波を用い受信側で自己相関を計算することで接触位置を検知している。

特開2004−102896号公報 特開2004−078496号公報 特開2003−215230号公報 特開2003−015821号公報 特開2003−015813号公報 特開2002−366292号公報 特開2002−358157号公報 特開2002−342016号公報 特開平11−327772号公報
In Patent Document 1, ultrasonic waves are transmitted in an ultrasonic coordinate input device that transmits ultrasonic waves from a fixed body to a moving body or from a moving body to a fixed body and obtains the position of the moving body based on the propagation time of the ultrasonic waves. The distance is measured from the time required for reciprocation by transmitting a signal (amplitude different or electromagnetic wave including infrared rays or visible rays) different from the ultrasonic waves in a direction opposite to the direction.
In Patent Document 2, ultrasonic waves and infrared rays are simultaneously transmitted, and the distance is measured by utilizing the fact that the delay of ultrasonic waves is large while the infrared rays have almost no time delay.
In Patent Document 3, the mobile body itself measures the depth by measuring the depth of water and communicating with the buoy, and measuring the direction by periodically scanning the direction of the ultrasonic wave from the buoy. Measure the position of the dimension.
In Patent Document 4, an electromagnetic induction type position detection panel is provided at the lower part of the liquid crystal display screen, and the position is detected by bringing a pen that generates an alternating magnetic field closer.
In Patent Document 5, an ultrasonic transmitter and a receiver are connected by a line and synchronized with a common clock to measure a delay time and detect a position.
In Patent Document 6, in which the center of a signal is detected by switching the frequency or phase of the ultrasonic signal in the middle of a burst, the magnitude of the ultrasonic signal on the transmitting side is determined according to the output value of the envelope signal on the receiving side. Adjust the length to increase the measurement accuracy of the delay time.
In Patent Document 8, the position of the index finger or the indicator is based on the change of the surface acoustic wave caused by the contact between the propagation path of the surface acoustic wave propagating between the ultrasonic transducers having the interdigital transducer and the index finger or the indicator. Is detected.
In Patent Document 9, an ultrasonic transmission transducer is arranged at the end of one reflection array, a reception transducer is arranged at the end of the other reflection array, and a pulsed longitudinal wave is transmitted from the transmission transducer. The high-order shear wave is transmitted toward the center of the substrate by the reflection array on the transmission side, reflected by the reception reflection array on the opposite side, and received by the receiving transducer provided at the end, and the transmission The contact position is detected by calculating the autocorrelation on the receiving side using ultrasonic waves whose signals are modulated with pseudo-random codes.

JP 2004-102896 A JP 2004-078496 A JP 2003-215230 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-015821 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-015813 JP 2002-366292 A JP 2002-358157 A JP 2002-342016 A JP-A-11-327772

従来の超音波信号を用いた位置検知入力装置では、超音波信号と別の信号を逆方向に伝送させて往復の時間を測定し、あるいは超音波信号と赤外線信号の伝送時間差を測定し、あるいは電磁誘導を利用しており、あるいは超音波を途中で切替えたりエンベロープを求めて精度を向上させようとしており、あるいはトランスデユーサあるいは反射アレイをタッチパネルの対向する2辺に連続して設けているものであり、構成あるいは回路が複雑でコストが高くまた周囲の騒音等の雑音により妨害されるなどの問題がある。
In a conventional position detection input device using an ultrasonic signal, an ultrasonic signal and another signal are transmitted in the opposite direction to measure the round trip time, or the transmission time difference between the ultrasonic signal and the infrared signal is measured, or Using electromagnetic induction, or trying to improve accuracy by switching the ultrasonic wave in the middle or seeking an envelope, or providing transducers or reflective arrays continuously on two opposing sides of the touch panel However, there is a problem that the configuration or circuit is complicated, the cost is high, and it is obstructed by noise such as ambient noise.

この発明に係わる超音波位置検知入力装置は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、スペクトル拡散された搬送周波数が異なる複数の超音波信号を発信手段の広帯域送波器から発信し、少なくとも1箇所に設けられ複数の受波器を有する受信手段により当該超音波信号を受信し、当該受波器毎に超音波信号の受信タイミングを検出して当該発信手段の方向を検知し搬送周波数の異なる複数の超音波信号間の位相差を検出することで距離を検知することで、安価でしかも精密であり外部雑音に影響されない位置検知入力装置を実現するためのものである。
An ultrasonic position detection input device according to the present invention is made to solve the above-described problems, and transmits a plurality of ultrasonic signals having different carrier frequencies spread from a broadband transmitter of a transmission means. Then, the ultrasonic signal is received by a receiving means provided at least in one place and having a plurality of receivers, and the reception timing of the ultrasonic signals is detected for each receiver to detect the direction of the transmitting means. By detecting the phase difference between a plurality of ultrasonic signals having different carrier frequencies, the distance is detected, thereby realizing a position detection input device that is inexpensive and precise and is not affected by external noise.

この発明の超音波位置検知入力装置において、スペクトル拡散された超音波信号を伝達手段を介して複数の受波器により受信することで発信手段の位置が詳細に検知でき、当該伝達手段の周辺部で生じる反射によって起こるいわゆるマルチパスの影響や外部からの加えられる振動あるいは衝撃による雑音の影響を削除でき、しかも回路が簡単であり部品が安価であるため装置全体が安価であり、スペクトル拡散符号にデータを重畳することで発信手段の識別番号、種別あるいは特性などの情報を合わせて発信できるなどのメリットが得られる。
In the ultrasonic position detection input device according to the present invention, the position of the transmission means can be detected in detail by receiving the spectrum-spread ultrasonic signal by a plurality of receivers via the transmission means, and the peripheral portion of the transmission means Can eliminate the effects of so-called multi-paths caused by reflections generated by noise and the effects of noise caused by external vibrations or shocks, and because the circuit is simple and the parts are inexpensive, the entire device is inexpensive, and the spread spectrum code By superimposing the data, it is possible to obtain an advantage that information such as the identification number, type or characteristic of the transmission means can be transmitted together.

この発明に係わる超音波位置検知入力装置は、スペクトル拡散符号により超音波信号を拡散し広帯域の送波器から発信するための発信手段と、間隔を置いて設けられた複数の受波器を有する受信手段と、当該受信手段において超音波信号を基準発振器に同期してデジタル信号に変換した後高周波論理回路を用いたマッチドフイルタにより相関をとり当該受波器毎に検出した超音波信号のタイミング、振幅、周波数、あるいは位相あるいはこれらの任意の組合わせを検出するための信号検出器とから構成される。
An ultrasonic position detection input device according to the present invention has a transmitting means for diffusing an ultrasonic signal by a spread spectrum code and transmitting it from a broadband transmitter, and a plurality of receivers provided at intervals. The timing of the ultrasonic signal detected for each receiver by taking a correlation with a matched filter using a high frequency logic circuit after converting the ultrasonic signal into a digital signal in synchronization with the reference oscillator in the receiving means, And a signal detector for detecting amplitude, frequency, or phase or any combination thereof.

以下、本発明の発信手段の実施例を図1に従って説明する。図1において、1は第1のガラス基板、2は第2のガラス基板、3は第1の受波器、4は第2の受波器、5は第3の受波器、6は第4の受波器、7は液晶層、8はライトペン、9はライトペン8の先端部、101、102、103、104は先端部8と4角の受波器3〜6との方向と距離である。
ライトペン8の先端部9が伝達手段である第1のガラス基板1の表面に接触され、超音波信号の送波器から発信される超音波振動を当該第1のガラス基板1に伝達しているものとする。ここで、第1のガラス基板1は超音波振動に対してフローテイング状態にあり、受波器3〜6を挟んで第2のガラス基板2が設けられ、当該第2のガラス基板2は超音波振動に対して固定された状態にあるものとする。
当該第1のガラス基板1に伝達された超音波振動は当該先端部9を中心として球面波となって周辺部に広がっていくが、特に、101〜104の方向には受波器3〜6があり、それぞれの長さに比例する遅延時間で伝達される。
受波器(センサーあるいはトランスデユーサ)3〜6は、第1のガラス基板1と第2のガラス基板2の間で積層状態になっており、第2のガラス基板2が固定されているので、第1のガラス基板1により伝達された超音波振動は受波器3〜6によって効率よく電気信号に変換されて受信機により受信される。
当該受波器機3〜6において当該超音波振動を電気信号に変換した後に基準発振器に同期してデジタル信号に変換しマッチドフイルタを設けて当該超音波信号との相関をとり、当該超音波信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせを検出し当該受波器3〜6の間で比較することによって、当該受波器3〜6の位置が既知であることから、三角法あるいは双曲線航法等の方法で当該ライトペン8の先端部9の位置が精密に検知できる。
距離を検知する別の方法として、ライトペン8の先端部9において発信する超音波信号を複数の搬送波周波数の間でホッピングさせあるいは異なる搬送波周波数であり同期状態あるいは直交関係にある複数の超音波信号を同時あるいは交互に発信させ、当該受波器3〜6の何れか1個所において受信した当該複数の超音波信号を直接あるいは少なくとも副搬送波信号あるいは中間周波信号あるいはベースバンド信号に変換しタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせをリアルタイムで検出することで当該ライトペン8の先端部9と当該受波器3〜6の何れか1箇所との距離Dmを測定できる。例えば、当該先端部9から発信される超音波信号が中心周波数から+Δfだけホッピングされ当該受波器3〜6の何れか1箇所において受信された超音波信号の搬送波の位相をそれぞれ、S1=ASin{2πf1t+φ0+2πD/λ0}、S2=BSin{2π(f1+Δf)t+φ0+2πD/(λ0−Δλ)}であるとする。
S1およびS2の位相を検出すると、Φ1={φ0+2πD/λ0}、Φ2={φ0+2πD/(λ0−Δλ)}となるので、Φ2−Φ1=2πD{1/(λ0−Δλ)−1/λ0}≒(2πD/λ0){(1+Δλ)−1}=2πD(Δλ/λ0)となり、位相差(Φ2−Φ1)を検出することで距離Dが検知できる。なお、f0からf0+Δfにホッピングさせる代わりに異なる搬送周波数の複数の超音波信号を同時にあるいは交互に切替えて発信しても同様な効果が得られる。
以上の説明では、ライトペン8の先端9の位置が検知されることについて説明したが、当該ライトペン8の先端部9が移動すると、それに連れて検知された位置も移動するのでその軌跡を繋げれば文字あるいは線等の検知ができることになる。
また、当該第1のガラス基板の周辺部にはダンパー材を取り付け超音波振動の反射を抑えるものとするが、反射が生じたとしても、当該マッチドフイルタから最初に閾値を越えて出力される信号のタイミングを用いることでマルチパスを除去することができる。
また、超音波信号の搬送波の1サイクルの長さとスペクトル拡散符号の1チップの長さを同じにすると、当該遅延時間の解像度は1チップとなり、当該第1のガラス基板1の超音波振動の伝達速度を毎秒3kmとすると超音波信号の周波数を1MHzとすると解像度は0.3mm程度となる。
また、当該ライトペン8から超音波振動をバースト状に発信する場合、当該超音波振動が周辺部において多重反射して消滅するのを待って次のバーストを発信することになるが、スペクトル拡散符号の符号系列を切替えることで消滅を待たずに連続して次のバーストを発信できる。
また、ライトペン8において、赤色あるいは点線あるいはその他のデータを設定し、これらのデータをスペクトル拡散符号に重畳して発信することで、受波器3〜6において超音波を受信しその出力からデータを復調することができる。
また、受波器3〜6において超音波を受信したその出力から振幅の大きさを検出し、当該ライトペン8に加えられた圧力を検知して字などの太さを制御することができる。
また、バースト状に発信する繰返しサイクル数を上げることで位置検知の回数を増やして平均値を増やすことで、平均する回数の平方根倍だけ位置の検知精度を向上させることができる。
An embodiment of the transmission means of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is a first glass substrate, 2 is a second glass substrate, 3 is a first receiver, 4 is a second receiver, 5 is a third receiver, and 6 is a first receiver. 4 is a receiver, 7 is a liquid crystal layer, 8 is a light pen, 9 is a front end portion of the light pen 8, 101, 102, 103, and 104 are directions of the front end portion 8 and the four-wave receivers 3 to 6. Distance.
The tip portion 9 of the light pen 8 is brought into contact with the surface of the first glass substrate 1 as a transmission means, and the ultrasonic vibration transmitted from the ultrasonic signal transmitter is transmitted to the first glass substrate 1. It shall be. Here, the first glass substrate 1 is in a floating state with respect to the ultrasonic vibration, and the second glass substrate 2 is provided with the wave receivers 3 to 6 interposed therebetween. It shall be in the state fixed with respect to the sonic vibration.
The ultrasonic vibration transmitted to the first glass substrate 1 becomes a spherical wave centering on the tip portion 9 and spreads to the peripheral portion. In particular, in the directions 101 to 104, the receivers 3 to 6 are used. And is transmitted with a delay time proportional to each length.
The receivers (sensors or transducers) 3 to 6 are in a laminated state between the first glass substrate 1 and the second glass substrate 2, and the second glass substrate 2 is fixed. The ultrasonic vibrations transmitted by the first glass substrate 1 are efficiently converted into electrical signals by the receivers 3 to 6 and received by the receiver.
In the receivers 3 to 6, the ultrasonic vibration is converted into an electric signal, and then converted into a digital signal in synchronization with a reference oscillator, and a matched filter is provided to correlate with the ultrasonic signal. Since the position of the receivers 3-6 is known by detecting the timing, amplitude, frequency, phase, or combination thereof and comparing the receivers 3-6, trigonometry or hyperbola The position of the tip 9 of the light pen 8 can be accurately detected by a method such as navigation.
As another method for detecting the distance, an ultrasonic signal transmitted from the tip portion 9 of the light pen 8 is hopped between a plurality of carrier frequencies, or a plurality of ultrasonic signals having different carrier frequencies and in a synchronized state or orthogonal relationship. Are transmitted simultaneously or alternately, and the plurality of ultrasonic signals received at any one of the receivers 3 to 6 are converted directly or at least into subcarrier signals, intermediate frequency signals, or baseband signals, and timing or amplitude Alternatively, the distance Dm between the tip 9 of the light pen 8 and any one of the receivers 3 to 6 can be measured by detecting the frequency or phase or a combination thereof in real time. For example, the ultrasonic signal transmitted from the tip 9 is hopped by + Δf from the center frequency, and the phase of the carrier wave of the ultrasonic signal received at any one of the receivers 3 to 6 is S1 = ASin, respectively. Assume that {2πf1t + φ0 + 2πD / λ0} and S2 = BSin {2π (f1 + Δf) t + φ0 + 2πD / (λ0−Δλ)}.
When the phases of S1 and S2 are detected, Φ1 = {φ0 + 2πD / λ0} and Φ2 = {φ0 + 2πD / (λ0−Δλ)}, so that Φ2−Φ1 = 2πD {1 / (λ0−Δλ) −1 / λ0} ≈ (2πD / λ0) {(1 + Δλ) -1} = 2πD (Δλ / λ0), and the distance D can be detected by detecting the phase difference (Φ2−Φ1). A similar effect can be obtained by transmitting a plurality of ultrasonic signals having different carrier frequencies simultaneously or alternately instead of hopping from f0 to f0 + Δf.
In the above description, the position of the tip 9 of the light pen 8 is detected. However, when the tip 9 of the light pen 8 is moved, the detected position is moved accordingly, so that the locus is connected. If so, characters or lines can be detected.
In addition, a damper material is attached to the peripheral portion of the first glass substrate to suppress reflection of ultrasonic vibration. Even if the reflection occurs, a signal that is first output from the matched filter beyond the threshold value. The multipath can be removed by using the timing.
If the length of one cycle of the carrier wave of the ultrasonic signal is the same as the length of one chip of the spread spectrum code, the resolution of the delay time is one chip, and the transmission of ultrasonic vibration of the first glass substrate 1 is performed. If the speed is 3 km per second, the resolution is about 0.3 mm if the frequency of the ultrasonic signal is 1 MHz.
When transmitting the ultrasonic vibration from the light pen 8 in a burst shape, the next burst is transmitted after waiting for the ultrasonic vibration to be multiple-reflected and extinguished at the peripheral portion. The next burst can be transmitted continuously without waiting for disappearance by switching the code sequence.
In addition, the light pen 8 sets red, dotted lines, or other data, and superimposes and transmits these data on the spread spectrum code, so that the receivers 3 to 6 receive the ultrasonic waves and output the data from the output. Can be demodulated.
Moreover, the magnitude | size of an amplitude can be detected from the output which received the ultrasonic wave in the receivers 3-6, the pressure added to the said light pen 8 can be detected, and the thickness of a character etc. can be controlled.
Further, by increasing the number of position detections by increasing the number of repetition cycles transmitted in a burst state and increasing the average value, the position detection accuracy can be improved by a square root of the number of averages.

図2は本は発明の発信手段の構成例を示す図であり、11は広帯域送波器、12は電力増幅器、13は低域通過フイルタ、14は変調器、15は数値制御発振器、16は基準発振器、17はスペクトル拡散符号生成器、18はデータ入力端子である。
数値制御発振器15は基準発振器16に同期して超音波信号の搬送波周波数を生成し変調器14に搬送波信号を供給する。スペクトル拡散符号生成器18はM系列あるいはゴールド符号あるいは嵩符号あるいは任意の符号系列の拡散符号を数値制御発振器15あるいは基準発振器16に同期して生成しており、データ入力端子18から入力されるデータの種別に応じて符号系列が切替えられあるいはデータが重畳されて変調器14に入力されている。
変調器14によりスペクトル拡散された搬送波信号は低域通過フイルタ13で高域が取り除かれ、電力増幅器12で増幅されて広帯域送波器11から当該ライトペン8の先端部9に伝達され当該伝達手段に伝達される。
ここで、搬送波信号の生成に数値制御発振器15を用いたが、通常のCR発振器あるいはLC発振器あるいはセラミック発振器あるいは水晶発振器あるいはDPLL等の任意の信号源を用いても同様な効果が得られる。
また、スペクトル拡散符号とデータとの関係として、スペクトル拡散符号1周期分の整数倍あるいは整数分の1に対してデータ1ビットを割当てることで受信手段の処理を簡略化できる。
また、変調方式としては、直接拡散のための直交変調器のみでなく、周波数ホッピング、時間ホッピング、あるいはマルチキャリア拡散符号等任意の拡散方式に適合する変調器を用いても同様な効果が得られる。
また、搬送波信号の周波数とスペクトル拡散符号の伝送速度を同じにすることで、搬送波信号1サイクル当たりスペクトル拡散符号1ビットを対応させることができる。
また、当該送波器11が帯域特性を有する時には低域通過フイルタ13を省略することができる。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the transmitting means of the present invention, in which 11 is a broadband transmitter, 12 is a power amplifier, 13 is a low-pass filter, 14 is a modulator, 15 is a numerically controlled oscillator, and 16 is A reference oscillator, 17 is a spread spectrum code generator, and 18 is a data input terminal.
The numerically controlled oscillator 15 generates a carrier frequency of the ultrasonic signal in synchronization with the reference oscillator 16 and supplies the carrier signal to the modulator 14. A spread spectrum code generator 18 generates a spread code of an M series, a Gold code, a bulk code, or an arbitrary code series in synchronization with the numerically controlled oscillator 15 or the reference oscillator 16, and data input from a data input terminal 18. The code sequence is switched according to the type of the data or the data is superimposed and input to the modulator 14.
The carrier wave signal spectrum-spread by the modulator 14 is removed from the high band by the low-pass filter 13, amplified by the power amplifier 12, and transmitted from the broadband transmitter 11 to the tip 9 of the light pen 8 and transmitted. Is transmitted to.
Here, the numerically controlled oscillator 15 is used to generate the carrier wave signal, but the same effect can be obtained by using an arbitrary signal source such as a normal CR oscillator, LC oscillator, ceramic oscillator, crystal oscillator, or DPLL.
Further, as a relationship between the spread spectrum code and the data, the processing of the receiving means can be simplified by assigning 1 bit of data to an integral multiple of one cycle of the spread spectrum code or 1 / integer.
Further, as a modulation method, the same effect can be obtained by using not only an orthogonal modulator for direct spreading but also a modulator suitable for any spreading method such as frequency hopping, time hopping, or multicarrier spreading code. .
Also, by making the frequency of the carrier signal and the transmission rate of the spread spectrum code the same, one bit of the spread spectrum code can be made to correspond to one cycle of the carrier signal.
Further, when the transmitter 11 has band characteristics, the low-pass filter 13 can be omitted.

図3は本発明の受信手段の実施例であり、31a、31bは広帯域の受波器、32a、32bはAGC機能を有する低雑音増幅器、33a、33bはアナログデジタル変換器、34a、34bはシフトレジスタ、35a、35bは固定相関器あるいはマッチドフイルタ、36a、36bはΣSin積和演算器、37a、37bはΣCos積和演算器、38a、38bは振幅スペクトル検出器、39a、39bは位相スペクトル検出器、40は信号検出器、41は基準発振器、42a、42bはAGC制御ライン、43は検出出力端子である。
広帯域の受波器31a、31bにより受信された超音波信号はAGC機能を有する低雑音増幅器33a、33bにより増幅され、アナログデジタル変換器33a、33bにより基準発振器41に同期してデジタル信号に変換されシフトレジスタ34a、34bに入力される。当該アナログデジタル変換器33a、33bのサンプリング周期は搬送波信号の1サイクルの間に4周期のサンプリングを行うように設定する。
固定相関器35a、35bには発信手段のスペクトル拡散符号1周期分の符号系列が設定されており、シフトレジスタ34a、34bとリアルタイムで相関をとるので当該相関器はマッチドフイルタの役割を持つことになる。
相関器35a、35bの出力はSinのルックアップテーブルと積和演算されΣSin積和演算器36a、36bから出力され、Cosのルックアップテーブルと積和演算されΣCos積和演算器37a、37bより出力される。
ΣSin積和演算器36a、36bからの出力とΣCos積和演算器37a、37bからの出力は振幅スペクトル検出器38a、38bで2乗されて加算され更に平方根されて当該信号出力の電力が検出され、ΣSin積和演算器36a、36bからの出力とΣCos積和演算器37a、37bからの出力が位相スペクトル検出器39a、39bで比較されて搬送波信号の位相が検出され、信号検出器40で元のデータが復調される。
検出された振幅スペクトル、位相スペクトルおよび復調されたデータは検出出力端子43から外部の演算装置に出力され、外部の演算装置により演算されて当該ライトペン8の先端部9の位置が検知され表示される。
振幅スペクトル検出器38a、38bの入力が飽和しないように低雑音増幅器32a、32bのAGCを制御ライン42a、42bを経由して制御することができる。
ここで、請求項の記述を簡略化するために、シフトレジスタ34a、34bと固定相関器35a、35bをあわせて相関器と称し、ΣSin積和演算器36a、36b、ΣCos積和演算器37a、37b、振幅スペクトル検出器38a、38b、位相スペクトル検出器39a、39b、および信号検出器40を信号検出器と称することとする。
また、上記の説明では受波器31a、31bの2基を設けているが、液晶表示パネル等の4角に受波器を設ける必要がある場合には4基の受波器と4式の受信機と設ける必要がある。この場合、電気信号の伝送速度は超音波の伝送速度よりはるかに高速であるために電気回路によって生じる遅延誤差は無視することができるので、4基の受波器を切替えて単一の受信機に接続する必要はない。
また、当該受波器の位置を検知する場合については、送波器を当該伝達手段の4角に設け、受波器を当該伝達層に接触することで実現できる。
また、積和演算に用いるSinのルックアップテーブルが0、1、0、−1、あるいは1、1、−1、−1、あるいはこれらの整数倍あるいは整数分の1の繰り返しでありあるいはCosのルックアップテーブルが1、0、−1、0あるいは1、−1、−1、1、あるいはこれらの整数倍あるいは整数分の1の繰り返しでありあるいは積和演算を行う際の−1の乗算は当該デジタル信号の補数を求めあるいはこれらを組合わせることでリアルタイムの演算が可能となる。
また、当該振幅スペクトルの出力が閾値を越えた時に「1」と判定しあるいは当該振幅スペクトルの出力が閾値を越えた時の当該位相スペクトルの出力から同期検波を行って判定しあるいは前のビットからの出力の変化から遅延検波を行って「1」あるいは「0」を判定し当該任意の変調信号を復調することができる。
FIG. 3 shows an embodiment of the receiving means of the present invention, 31a and 31b are broadband receivers, 32a and 32b are low noise amplifiers having an AGC function, 33a and 33b are analog-digital converters, and 34a and 34b are shifts. Registers 35a and 35b are fixed correlators or matched filters, 36a and 36b are ΣSin product-sum calculators, 37a and 37b are ΣCos product-sum calculators, 38a and 38b are amplitude spectrum detectors, and 39a and 39b are phase spectrum detectors. , 40 is a signal detector, 41 is a reference oscillator, 42a and 42b are AGC control lines, and 43 is a detection output terminal.
The ultrasonic signals received by the broadband receivers 31a and 31b are amplified by the low noise amplifiers 33a and 33b having the AGC function, and converted into digital signals in synchronization with the reference oscillator 41 by the analog / digital converters 33a and 33b. The data is input to the shift registers 34a and 34b. The sampling period of the analog-digital converters 33a and 33b is set so that four periods are sampled during one cycle of the carrier signal.
The fixed correlator 35a, 35b is set with a code sequence for one period of the spread spectrum code of the transmitting means, and correlates in real time with the shift registers 34a, 34b, so that the correlator has a role of a matched filter. Become.
The outputs of the correlators 35a and 35b are summed with the Sin look-up table and output from the ΣSin sum-of-products calculators 36a and 36b. Is done.
The outputs from the ΣSin product-sum calculators 36a and 36b and the outputs from the ΣCos product-sum calculators 37a and 37b are squared and added by the amplitude spectrum detectors 38a and 38b, and further squared to detect the power of the signal output. , The outputs from the ΣSin product-sum calculators 36a and 36b and the outputs from the ΣCos product-sum calculators 37a and 37b are compared by the phase spectrum detectors 39a and 39b, and the phase of the carrier signal is detected. Are demodulated.
The detected amplitude spectrum, phase spectrum, and demodulated data are output from the detection output terminal 43 to an external computing device, computed by the external computing device, and the position of the tip 9 of the light pen 8 is detected and displayed. The
The AGC of the low noise amplifiers 32a and 32b can be controlled via the control lines 42a and 42b so that the inputs of the amplitude spectrum detectors 38a and 38b are not saturated.
Here, in order to simplify the description of the claims, the shift registers 34a and 34b and the fixed correlators 35a and 35b are collectively referred to as correlators, and ΣSin product-sum calculators 36a and 36b, ΣCos product-sum calculator 37a, 37b, amplitude spectrum detectors 38a and 38b, phase spectrum detectors 39a and 39b, and signal detector 40 are referred to as signal detectors.
In the above description, two receivers 31a and 31b are provided. However, when it is necessary to provide receivers at four corners of a liquid crystal display panel or the like, four receivers and four types of receivers are provided. It is necessary to install with a receiver. In this case, since the transmission speed of the electric signal is much higher than the transmission speed of the ultrasonic wave, the delay error caused by the electric circuit can be ignored. Therefore, the four receivers are switched to a single receiver. There is no need to connect to.
The position of the receiver can be detected by providing a transmitter at the four corners of the transmission means and contacting the receiver with the transmission layer.
Further, the Sin lookup table used for the product-sum operation is 0, 1, 0, −1, or 1, 1, −1, −1, an integer multiple or a repetition of an integer, or Cos The lookup table is 1, 0, −1, 0 or 1, −1, −1, 1, or an integer multiple thereof or a repetition of 1 / integer. Real-time computation is possible by obtaining the complement of the digital signal or combining them.
In addition, when the output of the amplitude spectrum exceeds the threshold, it is determined as “1”, or it is determined by performing synchronous detection from the output of the phase spectrum when the output of the amplitude spectrum exceeds the threshold, or from the previous bit It is possible to demodulate an arbitrary modulation signal by performing delay detection from the change in the output and determining “1” or “0”.

以上の説明では、高周波論理回路を用いる場合について述べたが、マイクロプロセッサーあるいはデジタルシグナルプロセッサーを用いて演算処理を行っても現状では電力消費が増えるが将来高速でしかも低電力で動作するものができれば同様な効果が得られる。
また、当該位相スペクトル検出器39a、39bに基づいて受信機あるいは復調手段の局発周波数を制御しあるいは同期あるいは同調の制御を行うことが出来る。
また、当該受信手段の数値制御発振器あるいは相関器あるいは復調手段が高周波論理回路で構成され、基本となるAND、OR、NAND、NOR、INV、XORの他に、ラッチ、選択回路、レジスタ、シフトレジスタ、エンコーダ、デコーダ、パリテイ回路、カウンタ、加算回路、減算回路、乗算回路、除算回路、逓倍回路、コンバータ回路、相関器、分配回路、変復調回路、同期回路、あるいは比較回路の任意の組合わせから構成される。
また、当該デジタル信号とSinおよびCosのルックアップテーブルとの積和演算あるいは高速フーリエ変換を行いあるいは当該デジタル信号に対して必要なリアルタイム処理を行うことができる。
また、当該発信手段と受信手段を置き換えても同様な効果が得られ、また、ライトペン以外にも任意の固定物あるいは移動体に対応することができる。
In the above description, the case of using a high-frequency logic circuit has been described. However, even if arithmetic processing is performed using a microprocessor or a digital signal processor, the current power consumption will increase, but if it can operate at a high speed and low power in the future, Similar effects can be obtained.
Further, the local frequency of the receiver or the demodulating means can be controlled or the synchronization or tuning can be controlled based on the phase spectrum detectors 39a and 39b.
Further, the numerically controlled oscillator or correlator or demodulating means of the receiving means is composed of a high frequency logic circuit, and in addition to the basic AND, OR, NAND, NOR, INV, and XOR, a latch, a selection circuit, a register, and a shift register , Encoder, decoder, parity circuit, counter, addition circuit, subtraction circuit, multiplication circuit, division circuit, multiplication circuit, converter circuit, correlator, distribution circuit, modulation / demodulation circuit, synchronization circuit, or any combination of comparison circuits Is done.
Further, the product-sum operation or the fast Fourier transform between the digital signal and the Sin and Cos lookup tables can be performed, or the necessary real-time processing can be performed on the digital signal.
Further, the same effect can be obtained even if the transmitting means and the receiving means are replaced, and any fixed object or moving body other than the light pen can be handled.

本発明により、超音波を用いた位置検知入力装置の位置検知精度を向上させ、コストの引き下げが可能となる。
According to the present invention, it is possible to improve the position detection accuracy of the position detection input device using ultrasonic waves and reduce the cost.

本発明の超音波位置検知入力装置の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the Example of the ultrasonic position detection input device of this invention. 本発明の発信手段の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the Example of the transmission means of this invention. 本発明の受信手段の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the Example of the receiving means of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1のガラス基板
2 第2のガラス基板
3 第1の受波器
4 第2の受波器
5 第3の受波器
6 第4の受波器
7 液晶層
11 広帯域送波器
12 電力増幅器
13 低域通過フイルタ
14 変調器
15 数値制御発振器
16 基準発振器
17 スペクトル拡散符号生成器
18 データ入力端子
31a、31b 広帯域受波器
32a、32b AGC機能つき低雑音増幅器
33a、33b アナログデジタル変換器
34a、34b シフトレジスタ
35a、35b スペクトル拡散符号1周期分の固定相関器
36a、36b ΣSin積和演算器
37a、37b ΣCos積和演算器
38a、38b 振幅スペクトル検出器
39a、39b 位相スペクトル検出器
40 信号検出器
41 基準発振器
42a、42b AGCの制御ライン
43 検出出力端子
101、102、103、104 ライトペン8の先端部9から受波器3〜6をみた時の方向と距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st glass substrate 2 2nd glass substrate 3 1st receiver 4 2nd receiver 5 3rd receiver 6 4th receiver 7 Liquid crystal layer 11 Broadband transmitter 12 Electric power Amplifier 13 Low-pass filter 14 Modulator 15 Numerically controlled oscillator 16 Reference oscillator 17 Spread spectrum code generator 18 Data input terminals 31a and 31b Wideband receivers 32a and 32b Low noise amplifiers 33a and 33b with AGC function Analog to digital converter 34a , 34b Shift registers 35a, 35b Fixed correlator 36a, 36b ΣSin product-sum calculator 37a, 37b ΣCos product-sum calculator 38a, 38b Amplitude spectrum detector 39a, 39b Phase spectrum detector 40 Signal detection 41 Reference oscillators 42a, 42b AGC control line 43 Detection output terminals 101, 102, 10 , Direction and distance when viewed receivers 3-6 from the distal end portion 9 of the 104 light pen 8

Claims (17)

超音波を利用した検知システムにおいて、
超音波信号をスペクトル拡散符号により拡散し広帯域特性を有する必要な数の送波器から発信するための発信手段と、当該発信手段から発信された超音波信号を伝達するための伝達手段と、当該伝達手段を介して伝達された超音波信号を広帯域特性を有する必要な数の受波器により受信するための受信手段から構成され、
当該発信手段が基準発振器と同期して生成される超音波信号を直接あるいは任意の変調信号によって変調した後にスペクトル拡散符号により拡散し連続してあるいはバースト状に発信するための送信機と当該送信機から発信される超音波信号を当該伝達手段に伝達するために必要な数の送波器を有し、
当該受信手段の受波器が当該伝達手段の周辺部に設けられ当該受波器により受信した超音波信号を増幅しあるいは少なくとも中間周波信号あるいはベースバンド信号に変換するために必要な数の受信機と当該受信機の出力信号を基準発振器に同期してデジタル信号に変換し固定して準備しあるいは繰返して生成されるスペクトル拡散符号との相関をとりあるいは当該スペクトル拡散符号との相関をとった後にデジタル信号に変換するために必要な数の相関器と当該相関器の出力信号からタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせをリアルタイムで検出するための信号検出器を有し、
当該信号検出器において当該受信手段の各受波器に対応して検出したタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせを比較して当該発信手段の送波器の位置を検知することを特徴とする超音波位置検知入力装置
In the detection system using ultrasound,
A transmitting means for transmitting an ultrasonic signal from a required number of transmitters having a wideband characteristic by spreading the ultrasonic signal using a spread spectrum code; a transmitting means for transmitting the ultrasonic signal transmitted from the transmitting means; and The ultrasonic signal transmitted through the transmission means is constituted by reception means for receiving by a required number of receivers having wideband characteristics,
Transmitter for transmitting the ultrasonic signal generated in synchronization with the reference oscillator directly or by an arbitrary modulation signal and then transmitting the signal continuously by spread spectrum code or in burst form, and the transmitter Having the required number of transmitters to transmit the ultrasonic signal transmitted from the transmitter to the transmission means,
The number of receivers required to amplify or at least convert the ultrasonic signal received by the receiver provided at the periphery of the transmission means to the intermediate frequency signal or the baseband signal. After the output signal of the receiver is converted into a digital signal in synchronization with the reference oscillator and fixed and prepared or repeatedly correlated with the spread spectrum code or after correlation with the spread spectrum code It has a signal detector for detecting in real time the timing, amplitude, frequency, phase, or combination thereof from the number of correlators necessary for conversion into a digital signal and the output signal of the correlator,
The signal detector detects the position of the transmitter of the transmitting means by comparing the timing, amplitude, frequency, phase, or combination thereof detected corresponding to each receiver of the receiving means. Ultrasonic position detection input device
超音波を利用した検知システムにおいて、
超音波信号をスペクトル拡散符号により拡散し広帯域特性を有する必要な数の送波器から発信するための発信手段と、当該発信手段から発信された超音波信号を伝達するための伝達手段と、当該伝達手段を介して伝達された超音波信号を広帯域特性を有する必要な数の受波器により受信するための受信手段から構成され、
当該発信手段が基準発振器と同期して生成される超音波信号を直接あるいは任意の変調信号によって変調した後にスペクトル拡散符号により拡散し連続してあるいはバースト状に発信するための送信機と当該伝達手段の周辺部に設けられ当該送信機から発信される超音波信号を当該伝達手段に伝達するために必要な数の送波器を有し、
当該受信手段が当該受波器により受信した超音波信号を増幅しあるいは少なくとも中間周波信号あるいはベースバンド信号に変換するために必要な数の受信機と当該受信機の出力信号を基準発振器に同期してデジタル信号に変換し固定して準備しあるいは繰返して生成されるスペクトル拡散符号との相関をとりあるいは当該スペクトル拡散符号との相関をとった後にデジタル信号に変換するために必要な数の相関器と当該相関器の出力信号からタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせをリアルタイムで検出するための信号検出器を有し、
当該信号検出器において当該発信手段の各送波器に対応して検出したタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせを比較して当該受信手段の受波器の位置を検知することを特徴とする超音波位置検知入力装置
In the detection system using ultrasound,
A transmitting means for transmitting an ultrasonic signal from a required number of transmitters having a wideband characteristic by spreading the ultrasonic signal using a spread spectrum code; a transmitting means for transmitting the ultrasonic signal transmitted from the transmitting means; and The ultrasonic signal transmitted through the transmission means is constituted by reception means for receiving by a required number of receivers having wideband characteristics,
Transmitter for transmitting the ultrasonic signal generated in synchronization with the reference oscillator directly or by an arbitrary modulation signal and then transmitting it continuously by a spread spectrum code or transmitting in burst form and the transmission means The number of transmitters necessary for transmitting the ultrasonic signal transmitted from the transmitter provided in the peripheral portion of the transmitter to the transmission means,
The receiver means amplifies the ultrasonic signal received by the receiver or at least synchronizes the output signals of the receiver with the reference oscillator necessary for converting to an intermediate frequency signal or a baseband signal. The number of correlators required to convert to a digital signal after taking a correlation with the spread spectrum code that is converted to a digital signal and fixed, prepared, or repeatedly generated, and correlated with the spread spectrum code And a signal detector for detecting timing, amplitude, frequency, phase, or a combination thereof in real time from the output signal of the correlator,
The signal detector detects the position of the receiver of the receiving means by comparing the timing, amplitude, frequency, phase, or combination thereof detected corresponding to each transmitter of the transmitting means. Ultrasonic position detection input device
当該発信手段において超音波信号を複数の搬送波周波数の間でホッピングさせて発信しあるいは異なる搬送波周波数であり同期状態あるいは直交関係にある複数の超音波信号を同時あるいは交互に発信し当該受信手段において当該複数の搬送波のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせをリアルタイムで検出して比較し当該発信手段と受信手段の距離を測定することを特徴とする請求項第1項から第2項に記載の超音波位置検知入力装置
In the transmitting means, an ultrasonic signal is transmitted by hopping between a plurality of carrier frequencies, or a plurality of ultrasonic signals having different carrier frequencies and in a synchronized state or in an orthogonal relationship are transmitted simultaneously or alternately. 3. The distance between the transmitting means and the receiving means is measured by detecting and comparing the timing, amplitude, frequency, phase, or combination thereof in real time, and measuring the distance between the transmitting means and the receiving means. Description of ultrasonic position detection input device
当該発信手段において超音波信号を拡散するスペクトル拡散符号の伝送速度を変化させて発信しあるいは伝送速度と符号系列の異なる複数のスペクトル拡散符号で拡散させて同時あるいは交互に発信し当該受信手段において当該拡散符号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせをリアルタイムで検出して比較し当該発信手段と受信手段の距離を測定することを特徴とする請求項第1項から第3項に記載の超音波位置検知入力装置
In the transmitting means, the transmission speed of the spread spectrum code for diffusing the ultrasonic signal is changed for transmission, or spread with a plurality of spread spectrum codes having different transmission speeds and code sequences and transmitted simultaneously or alternately. 4. A method according to claim 1, wherein the timing, amplitude, frequency, phase, or combination of the spread codes is detected and compared in real time, and the distance between the transmitting means and the receiving means is measured. Ultrasonic position detection input device
当該発信手段においてスペクトル拡散符号が連続して発信される場合には当該スペクトル拡散符号1周期分が繰返し生成されあるいはバースト状に発信される場合には少なくとも当該スペクトル拡散符号1周期分で構成され、当該受信手段において固定して準備されるスペクトル拡散符号1周期分との相関をとるための相関器あるいは当該受信手段において基準発振器に同期して生成されるスペクトル拡散符号との相関をとるための相関器が設けられることを特徴とする請求項第1項から第4項に記載の超音波位置検知入力装置
In the case where the spread spectrum code is transmitted continuously in the transmitting means, one period of the spread spectrum code is repeatedly generated or in the case of being transmitted in a burst form, it is configured with at least one period of the spread spectrum code, Correlator for obtaining correlation with one period of spread spectrum code fixedly prepared in the receiving means or correlation for obtaining correlation with spread spectrum code generated in synchronization with the reference oscillator in the receiving means 5. The ultrasonic position detection input device according to claim 1, further comprising a detector.
当該受信手段において複数の受波器を間隔を置いて配置し当該各受波器に対応して検出した超音波信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせを比較して当該発信手段が位置する方向を検知することを特徴とする請求項第1項から第5項までに記載の超音波位置検知入力装置
A plurality of receivers are arranged at intervals in the receiving means, and the transmitting means is compared by comparing the timing, amplitude, frequency, phase, or combination thereof of the ultrasonic signal detected corresponding to each receiver. The ultrasonic position detection input device according to any one of claims 1 to 5, wherein a direction in which the lens is located is detected.
当該受信手段の各受波器に対応して検出した異なる搬送波周波数の複数の超音波信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせを比較して当該発信手段との距離を検知することを特徴とする請求項第1項から第6項までに記載の超音波位置検知入力装置
Comparing the timing, amplitude, frequency, phase or combination of a plurality of ultrasonic signals of different carrier frequencies detected corresponding to each receiver of the receiving means to detect the distance to the transmitting means The ultrasonic position detection input device according to any one of claims 1 to 6,
当該受信手段において必要な数の受波器を間隔を置いて配置しあるいは当該発信手段において必要な数の送波器を間隔を置いて配置し当該受波器あるいは当該送波器の各々に対応して検出した超音波信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせを比較して検知した方向と距離により当該発信手段あるいは受信手段の位置を検知しあるいは三角法あるいは双曲線法により当該発信手段あるいは受信手段の位置を検知することを特徴とする請求項第1項から第7項までに記載の超音波位置検知入力装置
Necessary number of receivers are arranged at intervals in the receiving means or necessary numbers of transmitters are arranged at intervals in the transmitting means to correspond to each of the receivers and the transmitters. The position of the transmitting means or receiving means is detected from the detected direction and distance by comparing the timing, amplitude, frequency, phase, or combination of the detected ultrasonic signals, or the transmission is performed by the trigonometric method or the hyperbolic method. The ultrasonic position detection input device according to any one of claims 1 to 7, wherein the position of said means or receiving means is detected.
当該伝達手段が当該超音波信号を効率よく伝達するための伝達層と当該受波器を固定するための固定層から構成され当該送波器あるいは受波器あるいはこれらの両方が当該伝達層と固定層の間に積層されあるいは位置する構造であることを特徴とする請求項の第1項から第8項に記載した超音波位置検知入力装置
The transmission means is composed of a transmission layer for efficiently transmitting the ultrasonic signal and a fixed layer for fixing the receiver, and the transmitter and / or receiver are fixed to the transmission layer. The ultrasonic position detection input device according to any one of claims 1 to 8, wherein the ultrasonic position detection input device has a structure in which the layers are stacked or positioned between layers.
当該伝達手段が液晶表示パネルであり当該液晶表示パネルの保護膜あるいは第1のガラス基板の表面に沿った空間を伝達層とし当該保護膜あるいは第1のガラス基板を固定層とし当該送波器あるいは受波器あるいはこれらの両方が当該保護膜あるいは第1のガラス基板の上部に設置され座標入力機能を有することを特徴とする請求項第1項から第9項に記載した超音波位置検知入力装置
The transmission means is a liquid crystal display panel, and the space along the surface of the protective film of the liquid crystal display panel or the first glass substrate is a transmission layer, and the protective film or the first glass substrate is a fixed layer. The ultrasonic position detection input device according to any one of claims 1 to 9, wherein the receiver or both of them are installed on the protective film or the first glass substrate and have a coordinate input function.
当該伝達手段が液晶表示パネルであり当該液晶表示パネルの第1のガラス基板を伝達層としあるいは当該第1のガラス基板と第2のガラス基板の中間の液晶層を伝達層としあるいはこれらの両方を伝達層とし当該第2のガラス基板を固定層とし当該送波器あるいは受波器あるいはこれらの両方が当該第1のガラス基板と当該第2のガラス基板との間に積層されあるいは位置する構造であり座標入力機能を有することを特徴とする請求項第1項から第10項に記載した超音波位置検知入力装置
The transmission means is a liquid crystal display panel, and the first glass substrate of the liquid crystal display panel is used as a transmission layer, or a liquid crystal layer intermediate between the first glass substrate and the second glass substrate is used as a transmission layer, or both of them are used. A structure in which the second glass substrate is used as the transmission layer, the transmitter or the receiver, or both of them are laminated or positioned between the first glass substrate and the second glass substrate. 11. An ultrasonic position detection input device according to claim 1, which has a coordinate input function.
当該伝達手段が下敷きあるいはボードあるいは黒板あるいは表示板であり当該下敷きあるいはボードあるいは黒板あるいは表示板の表面に沿った空間を伝達層とし当該送波器あるいは受波器あるいはこれらの両方が当該下敷きあるいはボードあるいは黒板あるいは表示板に設置され座標入力機能を有することを特徴とする請求項第1項から第11項に記載した超音波位置検知入力装置
The transmission means is an underlay or board or blackboard or display board, and the space along the surface of the underlay or board or blackboard or display board is a transmission layer, and the transmitter or receiver or both are the underlay or board. The ultrasonic position detection input device according to any one of claims 1 to 11, wherein the ultrasonic position detection input device is installed on a blackboard or a display board and has a coordinate input function.
当該伝達手段が下敷きあるいはボードあるいは黒板あるいは表示板であり当該下敷きあるいはボードあるいは黒板あるいは表示板が超音波信号が効率よく伝達される伝達層と当該伝達層を固定する固定層から構成され座標入力機能を有することを特徴とする請求項第1項から第12項に記載した超音波位置検知入力装置
The transmission means is an underlay or board or blackboard or display board, and the underlay or board or blackboard or display board is composed of a transmission layer for efficiently transmitting ultrasonic signals and a fixed layer for fixing the transmission layer. The ultrasonic position detection input device according to any one of claims 1 to 12, wherein
当該伝達手段が水中あるいは空中であり当該水中あるいは空中の水あるいは空気を伝達層とし大地あるいは固定物あるいは質量を有する物体を固定層とし当該送波器あるいは受波器あるいはこれらの両方が水中あるいは空中の固定層に設けられることを特徴とする請求項第1項から第13項に記載した超音波位置検知入力装置
The transmission means is underwater or in the air, and the water or air in the air or air is used as the transmission layer, and the ground or a fixed object or an object having a mass is used as the fixed layer, and the transmitter and / or receiver is both underwater or in the air. 14. The ultrasonic position detection input device according to claim 1, wherein the ultrasonic position detection input device is provided on a fixed layer of the ultrasonic wave.
当該発信手段の送波器あるいは当該受信手段の受波器あるいはこれらの両方が筆記するための機能と当該伝達手段に超音波信号を伝達しあるいは当該伝達手段から超音波信号を受けるための機能を有することを特徴とする請求項第1項から第14項に記載の超音波位置検知入力装置
A function for writing by the transmitter of the transmitting means or the receiver of the receiving means or both of them and a function for transmitting an ultrasonic signal to the transmitting means or receiving an ultrasonic signal from the transmitting means 15. The ultrasonic position detection input device according to claim 1, further comprising:
当該発信手段から発信される超音波信号をスペクトル拡散するための拡散符号の符号系列が当該発信手段の送波器毎あるいは当該発信手段から発信されるバースト毎に変化しあるいは当該発信手段において設定される設定値に対応して変化しあるいは当該スペクトル拡散符号に当該設定された設定値をデータとして重畳して発信することを特徴とする請求項第1項から第15項に記載の超音波位置検知入力装置
The code sequence of the spread code for spectrum-spreading the ultrasonic signal transmitted from the transmitting means changes for each transmitter of the transmitting means or every burst transmitted from the transmitting means, or is set in the transmitting means. The ultrasonic position detection according to any one of claims 1 to 15, wherein the ultrasonic position detection is transmitted corresponding to a set value that is changed or superimposed on the spread spectrum code as the set value. Input device
当該発信手段から発信され当該受信手段で受信される超音波信号の振幅の大きさから当該送波器あるいは受波器が当該伝達層に加えた圧力を推定することを特徴とする請求項第1項から第16項に記載の超音波位置検知入力装置
The pressure applied to the transmission layer by the transmitter or receiver is estimated from the magnitude of the amplitude of the ultrasonic signal transmitted from the transmitter and received by the receiver. Item 16. Ultrasonic Position Detection Input Device According to Item 16
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