JP3174119B2 - 座標入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば弾性振動の伝達
遅延時間を利用して振動源の位置を特定し、座標入力を
行わせる座標入力装置に関するものである。

【０００２】

【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い、振動伝達板に
設けた複数の振動センサ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。このような座標入力装置
では、図１２（全体図）、あるいは図１３（断面図）に
示すように、振動を検出するため振動伝達板８の周辺部
に、圧電振動子等により構成されるセンサ６を装着して
いた。

【０００３】また、振動伝達板８の外周端面からの反射
波による干渉を軽減するため、振動伝達板８の周辺部に
防振材７をぐるりと装着し、センサ６を防振材７の付近
に据えて、更にその内側に所定の幅を確保して有効領域
Ａを定め、その中での座標入力のみ許していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、振動の
板波対称波と非対称波との干渉による検出効率の低下に
より座票の検出精度が低下するという問題点があった。

【０００５】また、検出した振動から座標の算出するに
際して誤差や特性を考慮しておらず、それらによる精度
の低下という問題点があった。

【０００６】更に、振動伝達板内で反射される多重反射
波による残響振動があると次の周期の検出波に影響を与
えて精度が低下してしまうという問題点があった。

【０００７】上記従来例に鑑みて本発明の座標入力装置
は、板波対称波と非対称波との干渉の影響を軽減し、ま
た、誤差あるいは特性を座標算出に組み入れ、また、残
響による座標検出精度の低下を防止した、座標の検出精
度を高めた座標入力装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に座標入力装置は次のような構成からなる。

【０００９】振動を伝播する振動伝達板に複数の振動セ
ンサを配設し、振動を発生する座標指示具と前記センサ
のそれぞれとの距離を振動の到達時間から計測し、前記
座標指示具による前記振動伝達板上での指示点を座標値
として演算出力する座標入力装置であって、前記センサ
は、その振動方向が分極方向と同一で、駆動電極を分極
方向と直角に設けたすべりモードの圧電振動子であり、
前記振動方向が前記振動伝達板の表面と直角をなすよう
に前記駆動電極面の一方が前記振動伝達板の端面に装着
されていることを特徴とする。

【００１０】また、振動を伝播する振動伝達板に複数の
振動センサを配設し、振動を発生する座標指示具と前記
センサのそれぞれとの距離を振動の到達時間から計測
し、前記座標指示具による前記振動伝達板上での指示点
を座標値として演算出力する座標入力装置であって、前
記振動伝達板には、前記座標指示具で入力された新動画
直接前記センサへ到達するまでの距離と、前記振動伝達
板の反射面より反射して前記センサへ到達するまでの距
離との伝達距離差が、座標算出のための算出式より導出
される算出値と、実際の値に対応する値との誤差の内、
許容される誤差に基づく値以上となるような有効領域が
設定され、該有効領域内で座標の指示を許すことを特徴
とする。

【００１１】

【作用】上記構成により、座標指示具から入力され、振
動伝達板に振動が伝播すると、振動センサは板波非対称
波を効率的に検出する。

【００１２】また、座標指示具で振動が入力され、振動
伝達板に振動が伝播すると、振動センサは振動源からの
直接波といったん反射面で反射された反射波とを所定値
以上の距離の差に応じた時間差を持って検出する。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面に従って本発明に係る実施例
を詳細に説明する。

【００１４】［実施例１］ ＜装置構成の説明（図１）＞図１は本実施例における座
標入力装置の構造を示している。

【００１５】図中、１は装置全体を制御すると共に、座
標位置を算出する演算制御回路である。２は振動子駆動
回路であって、振動ペン３内のペン先を振動させるもの
である。８はアクリルやガラス板等、透明部材からなる
振動伝達板であり、振動ペン３による座標入力はこの振
動伝達板８上をタッチすることで行う。また、実際に
は、図示の実線で示す符号Ａの領域（以下、有効エリア
という）内を振動ペン３で指定することを行なう。

【００１６】振動伝達板の外周の端面には図１に示すよ
うにすべりモード振動の圧電振動子６ａ〜６ｃが振動セ
ンサとして装着されており、機械振動を電気信号に変換
する。このセンサに関して詳しくは後で述べる。

【００１７】９は各振動センサ６ａ〜６ｃで振動を検出
した旨の信号を演算制御回路１に出力する信号波形検出
回路である。１１はＣＲＴ（或いは液晶表示器）等のド
ット単位の表示が可能なディスプレイであり、振動伝達
板８の背後に配置している。そしてディスプレイ駆動回
路１０の駆動により振動ペン３によりなぞられた位置に
ドットを表示し、それを振動伝達板８（透明部材よりな
るので）を透して見ることが可能になっている。すなわ
ち、検出された振動ペン３の座標に硫黄したディスプレ
イ１１上の位置にドット表示が行われ、振動ペン３によ
り入力された点や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ったように振動ペンの軌跡の
後に現れる。

【００１８】また、このような構成によれば、ディスプ
レイ１１はそのメニュー表示を行ない、振動ペン３によ
りその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。

【００１９】図２に実施例に振動ペン３の構造（断面
図）を示す。

【００２０】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
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。

【００２１】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（ペン先）５を介
して振動伝達板８に伝達される。

【００２２】ここで振動子４の振動周波数はアクリルや
ガラスなどの振動伝達板８に板波を発生させることが出
来る値に選択される。また、振動子駆動の際、振動伝達
板８に対して図２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。

【００２３】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
の表面の傷や障害物等の影響を受けにくいという利点を
有する。

【００２４】尚、以上の構成における実施例の振動伝達
板８の寸法及び反射防止材７の装着位置、更には振動セ
ンサ６ａ〜６ｃの配置位置等の特定に係る原理の詳細は
後述する。

【００２５】＜演算制御回路の説明（図３）＞上述した
構成に於いて、演算制御回路１は所定周期毎（例えば５
ｍｓ毎）に振動子駆動回路２に振動ペン３内に振動子４
を駆動させる信号を出力すると共に、その内部のタイマ
（カウンタで構成されている）による計時を開始させ
る。そして、振動ペン３より発生した振動は振動センサ
６ａ〜６ｃ迄の距離に応じて遅延して到達する。振動波
形検出回路９は各振動センサ６ａ〜６ｃからの信号を検
出して、後述する波形検出処理により各振動センサへの
振動到達タイミングを示す信号を生成するが、演算制御
回路１は各センサ毎のこの信号を入力し、各々の振動セ
ンサ６ａ〜６ｃまでの振動到達時間の検出、そして振動
ペンの座標位置を算出する。

【００２６】そして、演算制御回路１はこの算出された
振動ペン３の位置情報を基に、ディスプレイ駆動回路１
０を駆動して、ディスプレイ１１による表示動作を制御
する。

【００２７】図３に実施例における演算制御回路１の内
部構成を示し、各構成要素及びその動作概要を以下に説
明する。

【００２８】図中、３１は演算制御回路１及び本座標入
力装置全体を制御するマイクロコンピュータであり、動
作手順を記憶したＲＯＭやワークエリアに使用するＲＡ
Ｍや内部カウンタ等を内蔵している。３３は不図示の基
準クロックを計時するタイマ（カウンタより構成されて
いる）であって、振動子駆動回路２に振動ペン３内の振
動子４を駆動を開始させるためのスタート信号を入力す
ることで、その計時を開始する。すなわち、これによっ
て、計時開始と振動発生の時期の同期が取られることに
なる。

【００２９】その他、各構成要素となる回路は順を追っ
て説明する。

【００３０】信号波形検出回路９を介して得られた各振
動センサ６ａ〜６ｃの振動到達のタイミング信号は、検
出信号入力ポート３５を介して、ラッチ回路３４ａ〜３
４ｃに入力される。ラッチ回路３４ａ〜３４ｃの振動セ
ンサ６ａ〜６ｃに対応しており、各々は対応する振動セ
ンサの信号であるタイミング信号を受信すると、その時
点でのタイマ３３の計時値をラッチする。そして、全て
の検出信号の受信がなされたことを判定回路３６が判定
すると、マイクロコンピュータ３１にその旨の信号を出
力する。マイクロコンピュータ３１がこの判定回路３６
からの信号を受信したときには、ラッチ回路３４ａ〜３
４ｃから各々の振動センサまでの振動到達時間読み取
り、所定の計算を経て、振動ペン３による振動伝達板８
上の座標位置を算出する。そして、Ｉ／Ｏポート３７を
介してディスプレイ駆動回路１０に算出した座標位置情
報を出力することにより、例えばディスプレイの対応す
る位置にドット等を表示する。

【００３１】＜振動伝播時間検出の説明（図４，図５）
＞以下、振動センサまでの振動到達時間を計測する原理
を説明する。

【００３２】図４は信号波形検出回路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
するための図である。尚、以下では振動センサ６ａのを
用いて説明するが、その他の振動センサ６ｂ・６ｃにつ
いても全く同じである。

【００３３】振動センサ６ａへの振動伝達時間の計測
は、振動子駆動回路２へのスタート信号の出力でもって
開始することは既に説明した。

【００３４】この時、振動子駆動回路２から振動子４へ
は信号４１が印加されている。

【００３５】この信号によって、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、振動センサ６ａまで
の距離に応じた時間ｔｇをかけて進行した後、振動セン
サ６ａで検出される。図示の４２で示す信号は振動セン
サ６ａが検出した信号波形を示している。

【００３６】ところで、実施例で用いられている振動は
板波であり、そのため振動伝達板８内での伝播距離に対
して、検出波形のエンベロープ４２１と位相４２２の関
係はその伝達距離に応じて振動伝達中に変化する。

【００３７】ここでエンベロープ４２１の進む速度、即
ち、群速度をＶｇ、そして位相４２２の位相速度をＶｐ
とする。この群速度Ｖｇ及び位相速度Ｖｐの違いから振
動ペン３と振動センサ６ａ間の距離を検出することがで
きる。

【００３８】まず、エンベロープ４２１にのみ着目する
と、その速度はＶｇであり、ある特定の波形上の点、例
えばピークを図示の４３で示す信号のように検出する
と、振動ペン３及び振動センサ６ａの間の距離ｄはその
振動伝達時間をｔｇとして、 ｄ＝Ｖｇ・ｔｇ …（１） となる。

【００３９】この式は振動センサ６ａ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６ｂ・
６ｃと振動ペン３の距離も同様の原理で表わされる。

【００４０】更に、より高精度な座標値を決定をするた
めには、位相信号の検出に基づく処理を行なう。

【００４１】位相波形信号４２２の特定の検出点、例え
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（信号５３で所定幅の窓信号４４を生成し、位
相信号４２２と比較することで得る）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。

【００４２】前記（１）式と（２）式から上記の整数ｎ
は、 ｎ＝ｉｎｔ［（Ｖｇ・ｔｇ−Ｖｐ・ｔｐ）／λｐ＋１／Ｎ］ …（３） と表される。

【００４３】ここで、Ｎは“０”以外の実数であり、適
当な数値を用いる。例えば、Ｎ＝２とすれば±１／２波
長以内であれば、ｎを決定することができる。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及び振動センサ６ａ間の距離ひいては振動ペン３と
振動センサ６ｂ，６ｃの距離を正確に測定することがで
きる。なお、“ｉｎｔ［ｘ］”はｘの整数部を値とする
関数である。

【００４４】上述した２つの振動伝達時間ｔｇ及びｔｐ
の測定のための信号４３及び４５は信号波形検出回路９
により生成されるが、この信号波形検出回路９は図５に
示すように構成される。

【００４５】図５において、振動センサ６ａの出力信号
は前置増幅回路５１により所定のレベルまで増幅され
る。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
検出回路からモノマルチバイブレータなどから構成され
たＴｇ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である信号Ｔｇ（信号４３）が形成
され、演算制御回路１に入力される。

【００４６】また、この信号Ｔｇは単安定マルチバイブ
レータ５５（信号４４を発生させる）、コンパレートレ
ベル供給回路５６を経て、遅延時間調整回路５７によっ
て遅延された基信号と比較するため、コンパレータＴｐ
検出回路５８に供給される。そして、このコンパレータ
Ｔｐ検出回路５８からは位相遅延時間信号Ｔｐが演算制
御回路１に供給されることになる。

【００４７】尚、以上説明した回路は振動センサ６ａに
対するものであり、他の振動センサ６ｂ，６ｃにも同じ
回路が設けられる。

【００４８】そこで、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。

【００４９】そして、演算制御回路１では上記のＴｇ１
〜ｈ，Ｔｐ１〜ｈ信号を入力ポート３５から入力し、各
々のタイミングをトリガとしてタイマ３３の計時値
（（カウント値）をラッチ回路３４ａ〜３４ｃに取り込
む。タイマ３３は振動ペンの駆動に同期してスタートさ
れているので、ラッチ回路３４〜３４ｃには、各振動セ
ンサ６ａ〜６ｃのエンベロープ及び位相のそれぞれの遅
延時間を示すデータがラッチされることになる。

【００５０】＜座標位置算出の説明（図６）＞次に、実
際に振動ペン３による振動伝達板８上の座標位置検出の
原理を説明する。

【００５１】今、振動伝達板８上の振動センサ６ａの座
標をＳ_a （０，０）、すなわち、原点とし、振動センサ
６ｂ，６ｃの座標位置をそれぞれＳ_b （Ｘ，０），Ｓ_C
（０，Ｙ）とする。そして、振動ペンの座標をＰ（ｘ，
ｙ）とする。

【００５２】そして、先に説明した原理に基づいて、振
動ペン３と各振動センサ６ａ〜６ｃとの距離を夫々ｄ_a
〜ｄ_C とすると、求めるＰ（ｘ，ｙ）は三平方の定理よ
り、次式のごとくなる。

【００５３】 ｘ＝Ｘ／２＋（ｄ_a ＋ｄ_b ）・（ｄ_a −ｄ_b ）／２Ｘ ｙ＝Ｙ／２＋（ｄ_a ＋ｄ_c ）・（ｄ_a −ｄ_c ）／２Ｙ 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とになる。

【００５４】＜本実施例のセンサ構成の説明（図７〜図
９）＞本実施例の振動センサ６として使用される圧電振
動子を図７に示す。図７に示す圧電振動子は角板状のも
ので、振動方向が分極方向と同一で、しかも、駆動電極
が分極方向と直角に設けられている。従って、振動方向
は図中に矢印で示したように二つの電極面に平行で、し
かも二つの電極面の振動方向は逆向きにずれてすべるよ
うに振動する。すなわち、たとえば矢印７１と矢印７２
とが一対になるような振動をする。なお、７−ｂは振動
伝達板８の厚み方向の長さ（センサの高さ）、７−ａは
センサが装着される辺に平行な方向の長さ（センサの
幅）、６−ａは電極間の長さ（センサの厚さ）である。

【００５５】センサ６の振動伝達体への装着部の断面図
を図８に示す。図示の様に、前記センサ６の電極の片面
を振動伝達板８の端面に装着する。この際、センサ６の
振動方向が振動伝達板の表面に垂直（厚み方向）になる
ように装着する。これにより、振動方向が振動伝達板の
厚み方向である板波非対称波は効率よくセンサ８に検出
される。これに対し、振動方向の主成分が振動伝達板の
表面に平行であり厚み方向ではない板波対称波はほとん
どセンサ６では検出されない。

【００５６】さらに、図９に示す様に、センサ６を装着
した振動伝達板端面の辺に於けるペンからの反射波の影
響を受けるとこなく検出できるので、他の辺からの反射
波のみを考慮して装置サイズを決定でき小型化が図られ
る。

【００５７】尚、上記センサ６で検出する板波非対称波
は、上記の通り振動方向が振動伝達板の表面に垂直な剪
断方向振動であるため、上記装着手段は接着であること
が望ましい。もちろん、振動伝達板からの振動の伝達効
率を向上させるため、音響インピーダンスをマッチング
させるための材料を介在させてもよい。

【００５８】また、検出精度を向上させるため、図７に
示したセンサ６の幅７−ａは、振動の波長より小さいこ
とが望ましい。

【００５９】また、本実施例においては電極からの電気
的な取り出し手段としてリード線を用いるが、電気的接
点等の手段を用いてもよい。尚、リード線等で取り出す
場合には、図７のセンサ６の高さ７−ｂは、振動伝達板
の厚みより長いことが望ましい。

【００６０】また、上記本発明の実施例に於ては、セン
サ６が３つの場合を示したが、図１０（配線省略）の様
にセンサ６を振動伝達板の各辺の中央に配置した構成と
して、各センサ６のｂとｄからｘ、ａとｃからｙを参照
して求めてもよい。更に、それ以上のセンサの数として
も良い。

【００６１】また、図１１（配線省略）の様に、振動伝
達板８の周囲背面に残響抑止のための防振材を装着し、
その間に上記センサ６を組み込み装着した構成としても
よい。

【００６２】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。

【００６３】

【他の実施例】

［実施例２］第１６図は第２の実施例における座標入力
装置の構成を示している。ほぼ図１の構成と同じである
ので、異なる点のみ説明する。

【００６４】振動センサ６としては振動伝達板８の周囲
に６ａ〜６ｄの４つが配置されている。センサ６の近傍
の外周側の振動伝達板表面には、振動が伝達板８の端面
で反射して中央部に戻ることを防止するため、短冊上の
防振材７を装着する。防振材７の寸法の決め方について
は後述する。また、センサが４つ設けられているため、
演算制御回路も信号波形検出回路９からの入力がセンサ
４つ分に増え、判定回路３６やラッチ回路３４も４つの
センサに対応している。

【００６５】その他の構成要素については実施例１と同
じものであり、振動ペン３によって振動伝達板８に与え
られセンサ６で検出された振動から振動ペン３とセンサ
６との距離を算出するには、実施例１と同じく式（１）
・（２）・（３）を用いる。

【００６６】ただし、図１７に見られるように、信号波
形検出回路９に入力される波形とそれに基づいて位相遅
延時間４５を求める仕方はやや実施例１と異なる。この
場合には、エンベロープピーク後のゼロクロス点までを
ｔｐとするのではなく、振動が所定のレベル４６を越え
たという信号４７に基づいて所定幅の窓信号４４を生成
し、移送信号４２２と比較して信号レベル４６を越えた
後のゼロクロス点までの時間をｔｐ４５とする。

【００６７】更に、本実施例では、これに加えて遅延時
間の補正処理について説明する。

【００６８】＜遅延時間補正の説明＞実施例１で説明し
たように、図３のラッチ回路３４によってタイマ３３か
ら振動伝達時間をラッチするが、ラッチされた振動伝達
時間は、厳密にはホーン５中を音波が進む時間やセンサ
で出力された信号を回路で処理する時間を含んでいる。
そこで、波が振動伝達板８上を伝播する時間以外のこれ
らの遅延時間を固有遅延時間ｅｔと定義する。また、基
準となる点における群遅延時間と位相遅延時間の差を位
相オフセツト時間ｔｏｆｆと定義する。これらにより生
じる誤差は、振動ペン３から振動伝達板８，振動センサ
６ａ〜６ｄへの振動伝達の際には常に同じ量が含まれ
る。そこで、例えば図１８の原点Ｏの位置を前述の基準
点とし、また振動センサ６ａまでの距離をＲ１（＝Ｘ／
２）とした場合、原点Ｏにて振動ペン３で入力を行なっ
てセンサ６ａから実測された原点Ｏまでの実測の群遅延
時間と位相遅延時間とをそれぞれｔｇｚ’とｔｐｚ’と
し、また原点Ｏからセンサまでの真の群遅延時間と位相
遅延時間とをそれぞれｔｇｚ，ｔｐｚとすれば、これら
は固有遅延時間ｅｔおよび位相オフセットｔｏｆｆに関
して、 tgz'=tgz+et …（４） tpz'=tpz+et+toff …（５） の関係がある。

【００６９】一方、任意の入力点Ｐ点での群遅延時間と
位相遅延時間との実測値ｔｇ’ｔｐ’は同様に、 tg'=tg+et …（６） tp'=tp+et+toff …（７） となる。この（４）式と（６）式、（５）式と（７）式
両者の差を求めると、 tg'-tgz'=(tg+et)-(tgz+et)=tg-tgz …（８） tp'-tpz'=(tp+et+toff)-(tpz+et+toff)=tp-tpz …（９） となり、群遅延時間と位相遅延時間とに含まれる固有遅
延時間ｅｔおよび位相オフセットｔｏｆｆが除去され、
センサ６ａ位置を起点として原点Ｏまでの距離と、入力
点Ｐまでの距離とに応じた真の伝達遅延時間の差を求め
ることができ、前記（２），（３）式を用いればその距
離差を求めることができる。振動センサ６ａから原点Ｏ
までの距離はあらかじめ不揮発性メモリ等に記憶してあ
り既知であるので、振動ペン３と振動センサ６ａとの距
離を決定できる。他のセンサ６ｂ〜６ｄについても同様
に求めることができる。上記、原点Ｏにおける実測値ｔ
ｇｚ’及びｔｐｚ’はあらかじめ測定して不揮発性メモ
リに記憶され、（２），（３）式の計算の前に（８），
（９）式が実行され精度の高い測定ができる。

【００７０】＜座標位置算出の説明（図１８）＞次に実
際に振動ペン３による振動伝達板８上の座標位置検出の
原理を図１８により説明する。

【００７１】今、振動伝達板８上の４辺の中点近傍に４
つの振動センサ６ａ〜６ｄを符号Ｓ１〜Ｓ４の位置に設
けると、先に説明した原理に基づいて、振動ペン３の位
置Ｐから各々の振動センサ６ａ〜６ｄの位置までの直線
距離ｄａ〜ｄｄを求めることができる。更に演算制御回
路１でこの直線距離ｄａ〜ｄｄに基づき、振動ペン３の
位置Ｐの座標（ｘ，ｙ）の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。

【００７２】 ｘ＝（ｄａ＋ｄｂ）・（ｄａ−ｄｂ）／２Ｘ …（１０） ｙ＝（ｄｃ＋ｄｄ）・（ｄｃ−ｄｄ）／２Ｙ …（１１） ここで、Ｘ，Ｙはそれぞれ振動センサ６ａ，６ｂ間の距
離、振動センサ６ｃ，６ｄ間の距離である。

【００７３】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。

【００７４】＜振動伝達板構成（寸法）特定の説明＞本
実施例を説明するにあたり、防振材装着境界面の辺で反
射した反射波Ｒの影響に関する説明を図１９を使って行
う。図のような有効エリアＡ及び振動センサ６を考えた
場合、振動ペン３からの指示領域に於いて、直接波Ｄと
反射波Ｒとの振動伝達距離の差が最少になるのが振動セ
ンサから最遠の有効エリアＡ内の境界角部である（振動
センサの有効エリアと逆側の振動伝達板端面に於ける反
射波の影響は後で述べる）。図では振動ペン３で指し示
されている。従って、有効エリアから防振材装着境界面
の辺までの距離ｇは直接波と反射波との関係で決定され
る。つまり、振動ペンから発生した振動の直接波と反射
波とのそれぞれの伝達経路の差が、ある一定の距離Ｌ以
上になるように振動伝達板構成の寸法決定を行う。

【００７５】ここで、本発明の上記振動伝達板寸法を決
定する距離Ｌに関して説明する。距離Ｌは、振動センサ
６で検出される直接波の先頭から検出点までの時間に伝
達速度を乗じた値に基づくものであるが、装置の座標検
出誤差の値により補正し算出する。なお、振動の検出を
高精度で行うためには検出点に於て反射波の重畳による
干渉歪が生じないようにする必要があり、そのために
は、図２０に見られるように、直接波２０１と反射波２
０２の伝達時間の差が直接波の先頭から検出点までの時
間τとなるように反射波の伝達領域を確保しなければな
らない。

【００７６】＜振動伝達時間検出の説明＞で述べた様
に、本装置に於ける座標検出の精度は式（２）で算出さ
れるｄと、式（３）で算出されるｎとに依存している。
今、 Δｄ［ｍｍ］：上記式（２）での算出値と実際の値との
誤差 Δｎ：上記式（３）の右辺の整数化前の値と整数化後の
値との誤差 とする。但し、このΔｎは±０．５の範囲の値をとり、
±０．５の範囲を越えたときに、波長分の誤差が生じ
る。ここで、本実施例に於いて、許容誤差の値をΔｄ
１，Δｎ１とすると、それぞれにより算出される上記距
離Ｌｄ，Ｌｎは次のように表される。

【００７７】 Ｌｄ＝α−β（Δｄ１−γ） …（１２） Ｌｎ＝δ−ε（Δｎ１−ζ） …（１３） 例えば、振動子４への駆動信号４１のパルス数を５、駆
動周波数（≒検出振動周波数）を２６０［ＫＨｚ］、防
振材の反射率を１７％、振動伝達板を約１．３［ｍｍ］
のガラス板とした場合、 α＝７．５，β＝１２１．８，γ＝０．１２１ δ＝３８．６，ε＝８１，ζ＝０．２ となる。

【００７８】上記α〜ζの定数は、上記条件に於いてＬ
を変化させた場合の実測データ、或は、上記条件に於い
て検出される波形を基に直接波と反射波を計算上重ね合
わせて求めたもので、他の条件に於いても簡単に求める
ことができる。

【００７９】尚、＜振動伝達時間検出の説明＞で述べた
検出方法に於いては、座標検出の精度は、上記ΔｄとΔ
ｎの設定許容値Δｄ１，Δｎ１により規定されるが、振
動伝達板構成の寸法決定に当たっては、ＬｄとＬｎの内
大きい方の値によって規定される。以下、このＬｄとＬ
ｎの内大きい方の値をＬとする。

【００８０】次に、上記で求めた距離Ｌにより、幾何学
的に振動伝達板構成の寸法決定する。有効エリアから防
振材装着境界面の辺までの距離ｇの決定を次のように行
う。

【００８１】今振動センサ６ａ〜ｄをそれぞれ６−１〜
４とし、センサ６−ｉがおかれている防振材装着境界を
境界ｉとする。上記座標検出誤差値内とする為には、有
効エリアＡ内のある点から振動を与えられ、振動センサ
６−ｊで検出される直接波の振動伝達経路（距離）をＤ
ｊ、境界ｉ反射されて振動センサ６−ｊで検出される反
射波の伝達経路（距離）をＲｊｉとすると、次の式を満
たす必要がある。

【００８２】Ｒｊｉ−Ｄｊ≧Ｌ ここで、図２１にセンサ６を振動伝達板８の辺央に配置
した場合の構成を示す。先ほど図１９で示したように、
有効エリア境界角部に於けるＲｊｉ−Ｄｊをもっとも短
い値Ｌとして確保する必要があり、 Ｒｊｉ−Ｄｊ＝Ｌ …（１４） を満たす様に振動伝達板のサイズが決定される。

【００８３】図２１に於いて、 ａ：有効エリア縦寸法 ｂ：有効エリア横寸法 ｓ：センサ中心と防振材装着境界との距離 ｇｉ：防振材装着境界ｉと有効エリアとの距離（但し、
本実施例に於いては振動センサを辺央に配置しておりｇ
１＝ｇ２，ｇ３＝ｇ４）とすると、例えば、振動ペン３
の有効エリア境界角部α、振動センサ６−１，辺４に関
して、直接波Ｄ１、反射波Ｒ１４は次のように表せる。

【００８４】 Ｄ１＝ｓｑｒｔ（（ａ／２）²＋（ｂ＋ｇ１−ｓ）²） Ｒ１４＝ｓｑｒｔ（（ａ／２＋２ｇ４）²＋（ｂ＋ｇ１−ｓ）²） ここで、ｓｑｒｔ（ｘ）はｘの平方根を与える関数であ
る。

【００８５】同様にして、他のＲｊｉ，Ｄｊも求めるこ
とができる。以上のＲｊｉ，Ｄｊより、上記式（１４）
を満たすｄ１〜ｄ４を求め、振動伝達板の寸法を決定す
る。

【００８６】但し、例えばｇ２（＝ｇ１）に関しては、 Ｒ１２−Ｄ１＞Ｒ４２−Ｄ４ ；ただし、Ｒ４２とＤ４
とは境界２と境界３との交点付近の有効エリアＡの隅点
βから入力された振動に関する。であるので、条件とし
てより厳しい Ｒ４２−Ｄ４＝Ｌを用いる。

【００８７】同様の理由で、ｇ４（＝ｇ３）に関して
は、Ｒ１４−Ｄ１＝Ｌを用いる。

【００８８】本実施例に於いては、以上の方法により、
所定の有効エリアに対する振動伝達板の寸法を決定す
る。

【００８９】以上、振動伝達板８に於いて、防振材装着
境界の内側にあって有効エリア外の領域の幅ｇの決定を
行ったが、振動伝達板８の端面からの反射波に対して防
振材７による減衰が完全である場合を除いて、防振材の
幅が狭かったり、更には防振材を装着しない場合など
は、有効エリアを隔てた側の振動伝達板端面に於ける反
射波の影響による座標検出誤差も考慮して、振動センサ
６の外周領域の寸法を決定する。

【００９０】以下に、上記算出される距離Ｌに基づき、
センサ６の外周領域の寸法を決定する手段について説明
する。

【００９１】図２２に示す様に、振動センサ６を振動伝
達板の辺央に配置した場合、防振材装着境界ｉと振動伝
達板端面の辺ｉとの距離をｈｉとすると、これを、前記
ｇｉ，ａ，ｂ，ｓそして距離Ｌを使った次の式により求
める。この式は、幾何学的に簡単に求めることができ
る。たとえばｈ１については、 L=sqrt((a/2)²+((g1-s)+2(h1+s))²)-sqrt((a/2)²+(g1-s)²) としてＬが与えられる。これをｈ１について解くと、 h1=1/2(-(g1-s)+sqrt((g1-s)²+2L・sqrt((a/2)²+(g1-s)²)+L²))-s…（１５） となる。他のｈｉについても同様である。

【００９２】 h2=1/2(-(g2-s)+sqrt((g2-s)²+2L・sqrt((a/2)²+(g2-s)²)+L²))-s…（１６） h3=1/2(-(g3-s)+sqrt((g3-s)²+2L・sqrt((b/2)²+(g3-s)²)+L²))-s…（１７） h4=1/2(-(g4-s)+sqrt((g4-s)²+2L・sqrt((b/2)²+(g4-s)²)+L²))-s…（１８） 以上、式（１２）〜（１８）により防振材７の寸法を決
定する。

【００９３】尚、本実施例に於いては、振動センサ６を
辺央に配置したので、図２２の有効領域Ａの隅点からセ
ンサ６−１への直接波と反射波との距離差、すなわち
（Ｒ１０１−Ｄ１０１）と（Ｒ１０２−Ｄ１０２）は等
しいが、振動センサ６−１を辺のどちらかに片寄って設
置した場合は、（Ｒ１０１−Ｄ１０１）と（Ｒ１０２−
Ｄ１０２）の内、振動センサ６から有効エリア境界角部
（γまたはδ）までの距離が長い方に関して上記ｈを求
める。

【００９４】＜周波数による補正＞上記実施例に於い
て、周波数は一定（例えば２６０ＫＨｚ）として距離Ｌ
（Ｌｄ，Ｌｎ）を決定したが、周波数を考慮した次のよ
うな補正を行っても良い。

【００９５】つまり、前述したように、本実施例の振動
伝達板を伝達する弾性波は板波であり、一般的に図２３
に示す様に、群速度Ｖｇ及びＶｐは板厚と周波数の積に
依存していることが知られている。特に、本実施例では
周波数帯域は数十［ＫＨｚ］から数百［ＫＨｚ］、板厚
は１〜２［ｍｍ］程度であり、Ｖｇ及びＶｐは板厚と周
波数の積の増大と共に大きくなっていることが分かる。
一方、周波数と検出波の電気信号を示す図２４の様に、
周波数が低いもの（ｂ）から周波数が高いもの（ａ）へ
と周波数ｆ［ＫＨｚ］を増加するにつれ、先頭から検出
点までの時間が短くなる。

【００９６】以上を考慮して、上記周波数帯域で式（１
２）及び式（１３）中のΔｄ，Δｎを補正すると、以下
のようになる。

【００９７】 Δd=(1-η(f-μ))Δd_(f=μ₎ …（１９） Δn=(1-κ(f-μ))Δn_(f=μ₎ …（２０） 例えば、μ＝２６０［ＫＨｚ］に於けるΔｄ
_(f=260[KHz])，Δｎ_(f=260[KHz])を基準とし、振動子４
への駆動信号４１のパルス数を５、防振材の反射率を１
７％、振動伝達板の板厚を１．３［ｍｍ］とした場合、 μ＝２６０［ＫＨｚ］，η＝１．９７×１０^-3，κ＝１．８４×１０^-3 となる。上記η，κの定数は、ｆ＝２６０〜６００［Ｋ
Ｈｚ］に於ける波形を基に直接波と反射波を計算上重ね
合わせて求めたもので、式（１９）・（２０）を用いる
ことで、用いる振動の周波数によりＬの補正を行うこと
ができる。なお、定数μ・η・κは、他の周波数帯域に
於いても簡単に求めることができる。

【００９８】＜防振材特性による補正＞上記防振材は本
来振動伝達板端面よりの反射波抑制及び残響の防止を目
的とするものである。従って、従来の防振材を振動伝達
板周囲に装着する構成に於いて、充分な防振材幅を確保
することにより、振動伝達板端面よりの反射波減衰させ
ることができた。しかし、防振材は振動伝達板のほぼ全
域が接している空気と比べて大きな音響インピーダンス
を持っており、防振材を振動伝達板表面に装着すること
により、その装着境界面が、振動伝達上の音響インピー
ダンスの不連続点となり、その不連続の程度に応じて反
射波が発生する。前記振動伝達板構成の寸法のｇの決定
は、この防振材装着境界面で発生する反射波に対して許
容座標検出誤差の基づき行ってきた。しかし、防振材の
材質等により上記音響インピーダンスも異なり、従っ
て、この防振材装着境界面で発生する反射波の反射率も
異なり、前記検出点への反射波と直接波の重畳により与
える検出誤差の値が異なってくる。前記振動伝達板構成
の寸法のｇの決定は、装着する防振材の反射率に応じて
行うことが望ましい。

【００９９】本実施例に於いては、以下に示すΔｄ，Δ
ｎと装着防振材の反射率との関係式を用いて、反射率の
値に適確に対応したΔｄ，Δｎを求め、この値を用いて
前記式（１２），（１３）によりｇを求める。

【０１００】今、防振材の反射率をｒｅとすると、 Δｄ＝ν＋ξ（ｒｅ−ο） …（２１） Δｎ＝ρ＋σ（ｒｅ−φ） …（２２） となる。

【０１０１】例えば、ｆ＝２６０［ＫＨｚ］、振動子４
への駆動信号４１のパルス数を５、振動伝達板の板厚を
１．３［ｍｍ］とした場合、 ν＝０．１１２，ξ＝３．６９×１０^-3，ο＝１７ ρ＝０．２，σ＝８．３３×１０^-3，φ＝１２ となる。上記定数は、実測データ、或は上記条件に於い
て検出される波形を基に直接波と反射波を計算上重ね合
わせたもので簡単に求めることができる。尚、この反射
率を、次に述べる減衰率のばいあの様に周波数により補
正して用いてもよい。

【０１０２】更に、外周領域の寸法を決定する際にも、
防振材の特性を考慮することが望ましい。つまり、直接
波は、振動センサの有効エリアと逆側の振動伝達板端面
に於ける反射波が伝達する間に装着された防振材により
減衰され透過して振動センサに到達し振動（図２２の
Ｔ）により影響を受ける。従って、この振動Ｔの透過率
をｔｒとすると、Δｄ，Δｎとの関係は、式（２１）と
（２２）のｒｅの代わりにｔｒ［％］を用いて次のよう
に同様に表される。

【０１０３】 Δｄ＝ν＋ξ（ｒｅ−ο） …（２１）′ Δｎ＝ρ＋σ（ｒｅ−φ） …（２２）′ ここで、定数は、式（２１），（２２）と同じである。

【０１０４】防振材への入射角度によりそれぞれ上記透
過率ｔｒ［％］を求めても良いし、振動伝達板端面を境
に往復で減衰することにより次の式で、防振材の減衰率
Ｄｕ［％］より、簡便に求めてもよい。

【０１０５】 ｔｒ＝１００（１−Ｄｕ／１００）² …（２３） 尚、防振材は一般に樹脂等の高分子材料・ゴムより形成
されることが多く、減衰率は使用周波数により変化す
る。従って、図２５に示した装着防振材の幅ｗ（［ｍ
ｍ］と共に次式で補正することが望ましい。

【０１０６】 Ｄｕ＝χ＋φ（ｆ−ω）ｗ …（２４） 例えば、本実施例で使用した、ポリノルボルネン系の材
料の防振材に於いて、ｆ＝２６０〜６００［ＫＨｚ］、
振動子４への駆動信号４１のパルス数を５、振動伝達板
の板厚を１．３［ｍｍ］とした場合、 χ＝６５，φ＝２．９４×１０^-3，ω＝２６０ となる。他の材料，条件に応じて上記定数を簡便に求め
ることができる。

【０１０７】振動センサ外周領域の寸法を決定する際
に、上記許容座標検出誤差に関する条件式を満たせば、
図２５に示す様に上記防振材幅ｗと、防振材装着境界ｉ
と振動伝達板端面の辺ｉとの距離ｈｉとを異なった値で
設定することも可能であることは言うまでもない。

【０１０８】以上、駆動信号が５パルスの場合に関する
諸定数設定例を挙げてきたが、他の駆動方法に於いても
その駆動方法による検出波形に対応した同様な設定を行
い、上記式を用いることができる。

【０１０９】また、本実施例のΔｄに関する式（１
９），（２１）の定数を求めるにあたって、Ｔｐの検出
ポイントを先頭から２周期（発）目としたが、検出ポイ
ントに応じた補正を行ってもよい。

【０１１０】また、本実施例に於いては、Δｄ，Δｎに
基づく寸法決定を行ったが、群遅延時間の信号Ｔｇを用
いない検出方式に於いては、当然、Δｄのみで規定して
もよい。

【０１１１】以上説明したように、有効エリアＡの境界
を振動ペン３で指定したとき、振動ペン３から発生した
振動の直接波と防振材７の装着境界面で反射した反射波
との振動センサ６への伝達経路長の差が、振動センサ６
で検出された振動の先頭から検出点までに要する時間を
座標検出許容誤差により決定される値で補正した時間に
基づいて算出された伝達距離以上になる様な有効エリア
外領域を設けることにより、反射波の重畳の影響を許容
誤差内で抑えることができ、しかも、装置の小型化が可
能となる。更に、振動伝達板８の寸法と上記許容誤差，
周波数，防振材特性等との関係を明確にすることによ
り、上記各要素をサイズを考慮した上で最適な条件に設
定でき、高精度な位置座標検出が可能となる。

【０１１２】［実施例３］図面を参照して第３の実施例
である座標入力装置の説明をする。本実施例の装置はお
およそ実施例１の装置と同じ構成であるが、実施例２と
同じくセンサ６が振動伝達板８の周囲に４つ配置されて
いる。また、センサ６近傍の外周側の振動伝達板表面
に、振動が伝達板８の端面で反射して中央部に戻るのを
防止する（減少させる）ために、短冊状の防振材７を図
２６に示すようにセンサ近傍のみ部分的に装着してあ
る。この防振材の構成については後で詳しく述べる。そ
れ以外の後の構成や演算制御回路や振動伝搬時間、遅延
時間の補正、座標位置算出等に関しては実施例２と同じ
ものであるため説明は省略し、防振材７の構成について
説明する。

【０１１３】＜防振材の装着構成の説明＞まず、振動伝
達板端面での反射波の影響に関する説明を図２７を使っ
て行う。辺１・辺２は振動伝達板８の端面である。

【０１１４】図のように配置された有効エリアＡ及び振
動センサ６を考えた場合、振動ペン３からの指示による
振動の直接波と反射波の振動伝達距離の差が最少になる
のが、図でペン３が指示しているとおり、振動センサか
ら最遠の有効エリアＡの境界角部である（振動センサの
有効エリアと逆側の振動伝達板端面に於る反射波の影響
は後で述べる）。従って、有効エリアＡから辺１までの
距離は直接波と反射波との関係に於て決定される。

【０１１５】その直接波と反射波との関係を説明してい
るのが図２０である。本装置に於て、振動検出を高精度
で行うためには、検出点に於て反射波の重畳による干渉
歪が生じないようにする必要があり、そのためには直接
波２０１と反射波２０２の伝達時間の差が直接波の先頭
から検出点までの時間τとなるように反射波の伝達領域
を確保しなければならない。例えば、本実施例では図１
７の４３で示したエンベロープのピークで検出する。時
間τは直接波の先頭からｔｇ検出点までの時間である
が、例えば前記ｔｐのみで検出する場合には時間τは直
接波の先頭からｔｐ検出点までの時間となる。従って、
今振動センサ６ａ〜ｄを→６−１〜４とすると、振動セ
ンサ６−ｊで振動を受信するに際し、辺ｉによる反射波
の影響を受けない為には、センサ６−ｊで受信する直接
波の振動伝達経路（距離）をＤｊ、いったん辺ｉで反射
される反射波の伝達経路（距離）をＲｊｉとすると、次
の式を満たす必要がある。

【０１１６】Ｒｊｉ−Ｄｊ≧Ｖｇ・τ ；Ｖｇは群速度 ここで、図２８に示すような、センサを振動伝達板の辺
央に配置した場合の構成を示す。先ほど示したように、
有効エリア境界角部に於けるＲｊｉ−Ｄｊが最短であ
り、これを最低値に確保する必要がある。すなわち、 Ｒｊｉ−Ｄｊ＝Ｖｇ・τ …（２５） を満たす様に振動伝達板のサイズが決定される。

【０１１７】図２８に於いて、 ａ：有効エリア縦寸法 ｂ：有効エリア横寸法 ｓ：センサ中心と防振材装着境界との距離 ｄｉ：辺ｉと有効エリアとの距離（但し、本実施例では
振動センサは辺央に配置されており、ｄ１＝ｄ２，ｄ３
＝ｄ４） ｗ：防振材の幅とすると、振動ペン３の有効エリア境界
角部α、振動センサ６−１，辺４に関して直接波Ｄ１と
反射波Ｒ１４とは次のように表せる。

【０１１８】 Ｄ１＝ｓｑｒｔ（（ａ／２）²＋（ｂ＋ｄ１−ｓ）²） Ｒ１１＝ｓｑｒｔ（（ａ／２＋２ｄ４）²＋（ｂ＋ｄ１−ｓ）²） 同様にして、他のＲｊｉ，Ｄｊも求めることができる。
以上のＲｊｉ，Ｄｊより、上記式（２５）を満たす、ｄ
１〜ｄ４を求め、振動伝達板の寸法を決定する。但し、
例えばｄ２（＝ｄ１）に関しては、 Ｄ１−Ｒ１２＞Ｄ４−Ｒ４２ であるので、条件としてより厳しい、Ｄ４−Ｒ４２＝Ｖ
ｇ・τを用いる。

【０１１９】同様の理由で、ｄ４（＝ｄ３）に関して
は、Ｄ１−Ｒ１４＝Ｖｇ・τを用いる。

【０１２０】以上の方法により、所定の有効エリアに対
する振動伝達板の寸法を決定する。

【０１２１】本実施例に於ては、図２８に示されている
ように、防振材は上記反射波Ｒ１４，Ｒ４２そして不図
示のＲ１３，Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ３４，Ｒ３２，Ｒ４４
の振動伝達経路を避けるようにして振動センサ６−１〜
４近傍の外側に装着する（防振材長さの決定）。

【０１２２】このように振動伝達板８の周囲に均一に防
振材を装着するのではなく、以上述べた様に振動伝達板
８及び防振材７の装着構成をとることにより、幾何学的
に直接波と反射波の振動伝達経路差が最も小さくなる領
域に於て、反射波の振動伝達経路を長くすることがで
き、図２９で示した従来構成と比較して明らかなように
小型化ができる。

【０１２３】図２９は、従来の振動伝達板周囲均一に防
振材を装着する構成であり、図示の通り有効エリア境界
角部に於る反射波は防振材装着境界によるものである。
従って、図２８の本実施例構成と同一の有効エリアに対
して前記（２５）式により決定される振動伝達板の寸法
は、図１２の方が大きくなる。

【０１２４】尚、防振材７の幅Ｗは、次の２点により決
定されることが望ましい。

【０１２５】第１点は、図３０に示すように、有効エリ
アＡの反対側の振動伝達板端面に於る反射波Ｒ１３１
が、振動センサ６に到達するまでに減衰するだけの幅を
設けることである。

【０１２６】第２点は、図３０に示すように、振動セン
サ６近傍の点δで振動入力され、防振材７の装着境界に
よる反射波Ｒ１３２と直接波Ｄ１３に関して、上記（２
５）式を満たすということである。もちろん、この有効
エリアＡ上の指示領域は、上記角部と比較して条件がゆ
るい（直接波と反射波の伝達経路差が大きい）領域であ
る。

【０１２７】以上説明したように振動伝達板８に防振材
７を装着することで、反射波と直接波との干渉を防止し
た上で残響による精度の低下を軽減し、しかも小型な座
標入力装置を実現できる。更に防振材の装着領域が少な
いために、解くに有効エリア角部からセンサ６へ直接到
達する振動に与える防振材の減衰の影響を軽減し、簡単
な構成で高精度な座標検出が可能である。

【０１２８】［実施例４］上記実施例３の振動伝達板周
囲の一部に防振材を装着した構成に於ては、多重反射
（例えば前記実施例の述べた振動ペン３の駆動周期を５
ｍｓ毎とすると、その周期内の反射回数は約５００回）
の残響に対しては充分に抑止できる。

【０１２９】更に、駆動周期を短くする等残響を抑える
必要がある場合は、図３１の３１１に示すように、有効
エリア境界角部から与えられた振動に対する反射波の経
路を除き、振動伝達板８の周辺角部領域に装着しても良
い。

【０１３０】

【発明の効果】上記説明したように、本発明の座標入力
装置は、入力された座標の検出精度を高めることができ
る。また、座標の検出精度を高めつつ、装置を小型化す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の座標入力装置のブロック構成図であ
る。

【図２】振動ペンの構造を示す図である。

【図３】実施例における演算制御回路の内部構成を示す
図である。

【図４】振動ペンと振動センサとの間の距離測定を説明
するための図である。

【図５】実施例における信号波形検出回路の一部構成内
容を示す図である。

【図６】座標位置算出の原理を説明するための図であ
る。

【図７】

【図８】

【図９】本発明のセンサ及びセンサ装着説明図である。

【図１０】

【図１１】センサの取り付けの説明図である。

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】従来技術の説明図である。

【図１６】実施例２の座標入力装置のブロック構成図で
ある。

【図１７】信号処理のタイミングチャートである。

【図１８】座標位置算出の原理を説明するための図であ
る。

【図１９】

【図２０】

【図２１】

【図２２】振動伝達板の構成を説明する図である。

【図２３】板波の一般的性質を説明する図である。

【図２４】検出信号の周波数による影響を示す図であ
る。

【図２５】防振材の幅と伝達板の周辺アロウワンスとの
関係を示す図である。

【図２６】実施例３の座標入力装置のブロック構成図で
ある。

【図２７】

【図２８】

【図２９】

【図３０】

【図３１】振動伝達板の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 演算制御回路、 ２ 振動子駆動回路、 ３ 振動ペン、 ６・６ａ〜６ｃ・６−１〜６−４ 振動センサ、 ７ 防振材、 ８ 振動伝達板、 Ａ 有効エリアである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 淳 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 小林 克行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−130618（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/03 340 G06F 3/03 380

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動を伝播する振動伝達板に複数の振動
   センサを配設し、振動を発生する座標指示具と前記セン
   サのそれぞれとの距離を振動の到達時間から計測し、前
   記座標指示具による前記振動伝達板上での指示点を座標
   値として演算出力する座標入力装置であって、 前記センサは、その振動方向が分極方向と同一で、駆動
   電極を分極方向と直角に設けたすべりモードの圧電振動
   子であり、前記振動方向が前記振動伝達板の表面と直角
   をなすように前記駆動電極面の一方が前記振動伝達板の
   端面に装着されていることを特徴とする座標入力装置。
2. 【請求項２】前記圧電振動子の、前記駆動電極が設けら
   れた面における前記振動伝達板の表面に平行な辺の長さ
   は、検出する振動の周波数より短いことを特徴とする請
   求項１記載の座標入力装置。
3. 【請求項３】前記センサの前記駆動電極面の前記振動方
   向の長さが、前記振動伝達板の厚みより大きいことを特
   徴とする請求項１記載の座標入力装置。
4. 【請求項４】前記センサが検出する振動は板波非対称波
   であることを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
5. 【請求項５】前記センサは音響インピーダンスを調和さ
   せる材料を介して前記振動伝達板に装着されていること
   を特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
6. 【請求項６】振動を伝播する振動伝達板に複数の振動セ
   ンサを配設し、振動を発生する座標指示具と前記センサ
   のそれぞれとの距離を振動の到達時間から計測し、前記
   座標指示具による前記振動伝達板上での指示点を座標値
   として演算出力する座標入力装置であって、 前記振動伝達板には、前記座標指示具で入力された振動
   が直接前記センサへ到達するまでの距離と、前記振動伝
   達板の反射面より反射して前記センサへ到達するまでの
   距離との伝播距離差が、座標算出のための算出式より導
   出される算出値と、実際の値に対応する値との誤差の
   内、許容される誤差に基づく値以上となるような有効領
   域が設定され、 該有効領域内で座標の指示を許すことを特徴とする座標
   入力装置。
7. 【請求項７】 前記許容される誤差に基づく値は、前記
   センサで検出する振動の先頭から検出点までの時間に前
   記振動の進む距離を、前記振動の到達時間の測定許容誤
   差をもって補正した値であることを特徴とする請求項６
   記載の座標入力装置。
8. 【請求項８】 前記許容される誤差に基づく値は、前記
   センサで検出する振動の先頭から検出点までの時間に前
   記振動の進む距離を、前記振動の周波数に応じて補正し
   た値であることを特徴とする請求項６記載の座標入力装
   置。
9. 【請求項９】 前記振動伝達板周辺には防振材が備えら
   れ、前記許容される誤差に基づく値は、前記センサで検
   出する振動の先頭から検出点までの時間に前記振動の進
   む距離を、前記防振材の反射率に応じて補正した値であ
   ることを特徴とする請求項６記載の座標入力装置。
10. 【請求項１０】 前記振動伝達板周辺には防振材が備え
    られ、前記許容される誤差に基づく値は、前記センサで
    検出する振動の先頭から検出点までの時間に前記振動の
    進む距離を、前記防振材による振動の減衰率及び前記防
    振材の幅に応じて補正した値であることを特徴とする請
    求項６記載の座標入力装置。
11. 【請求項１１】 前記振動伝達板周辺の前記振動センサ
    近傍には、前記伝播距離差が最小となる前記有効領域内
    の点から入力された振動が防振材を介さずに前記振動セ
    ンサに到達するように前記防振材が装着されることを特
    徴とする請求項６項記載の座標入力装置。
12. 【請求項１２】 前記防振材は、前記防振材を介して前
    記振動センサに伝達する振動を十分減衰できる幅を有す
    ることを特徴とする請求項６記載の座標入力装置。