JPH0258117A - ディスプレイ付座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、超音波振動を発生する位置指示器によりディ
スプレイユニットの表示面上に指示した位置を検出する
ディスプレイ付座標入力装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、出願人は電磁波を利用した座標入力装置に関する
提案を行っている。

前記座標入力装置は、多数のループコイルをＸ方向及び
Ｙ方向に並設したループコイル群よりなるタブレットと
、所定の周波数を同調周波数とする同調回路を有する位
置指示器と、前記タブレットのループコイル群より一の
ループコイルを順次選択する選択手段と、前記所定の周
波数の交流信号を発生する信号発生手段と、前記所定の
周波数の交流信号を検出する信号検出手段と、前記選択
手段により選択されたループコイルに順次、前記信号発
生手段及び信号検出手段を交互に接続する接続切替手段
と、前記信号検出手段により検出される交流信号に基づ
いて、前記位置指示器による指定位置の座標値を求める
座標検出手段とを備えている。この座標入力装置により
、電磁波を利用して前記位置指示器による指示位置を検
出することができる。

（発明が解決しようとする課題） タブレット上に描いた手書き文字や図形等が正しく入力
されているか否かを確認すると共に、入力された文字等
の訂正を簡単に行なえるようにするためには、前記タブ
レットと入力された文字等を表示するディスプレイユニ
ットを組み合わせる必要がある。また、ディスプレイユ
ニットには、ＣＲＴディスプレイ、ＥＬディスプレイ、
ＬＣＤディスプレイ、プラズマディスプレイ等がある。

これらのディスプレイユニットと電磁波を利用した座標
入力装置を組み合わせた場合、ディスプレイユニットか
ら発生する電磁波ノイズにより、座標人力装置が誤動作
するという問題点があった。

本発明の目的は上記問題点に鑑みて、ディスプレイユニ
ットから発生する電磁波ノイズの影響を受けないディス
プレイ付座標入力装置を提供することにある。

゛（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、請求項１では、
少なくとも超音波振動子を含み、タイミング信号に基づ
いて、パルス状の所定の周波数の超音波振動を発生する
発振回路を有する位置指示器と、透明で超音波振動伝搬
性を有する材質からなる方形の板を表示面に備えたディ
スプレイユニットと、前記板の一の直交する縁にそれぞ
れ設けられた前記超音波振動を検出する複数のマイクロ
フォンと、前記タイミング信号を発生するタイミング信
号発生回路と、前記タイミング信号を発生した時間と前
記複数のマイクロフォンにより前記超音波振動を検出し
た時間との時間差を検出する時間差検出回路と、前記時
間差検出の結果に基づいて、前記位置指示器による指定
位置の座標値を算出する座標算出回路とからディスプレ
イ付座標入力装置を構成した。

また、請求項２では、少なくとも超音波振動子を含み、
パルス状の所定の周波数の超音波振動を所定の周期で発
生する発振回路を有する位置指示器と、透明で超音波振
動伝搬性を有する材質からなる方形の板を表示面に備え
たディスプレイユニットと、前記板の４つの縁に設けら
れた前記超音波振動を検出する複数のマイクロフォンと
、前記複数のマイクによる前記超音波振動の検出結果に
基づいて、前記板の２組の対向する縁にそれぞれ設けら
れたマイクロフォンへの前記超音波振動の到達時間の差
をそれぞれ検出する時間差検出回路と、前記時間差検出
の結果に基づいて、前記位置指示器による指定位置の座
標値を算出する座標算出手段とからディスプレイ付座標
入力装置を構成した。

（作　用） 本発明の請求項１によれば、位置指示器により、タイミ
ング信号に基づいてパルス状の所定の周波数の超音波振
動が発生され、複数のマイクロフォンにより、ディスプ
レイユニットの表示面に備わる板を介して伝搬される前
記超音波振動が検出され、タイミング信号発生回路によ
り、前記タイミング信号が発生される。また、時間差検
出回路により、前記タイミング信号を発生した時間と前
記複数のマイクロフォンにより前記超音波振動を検出し
た時間との時間差が検出され、座標算出回路により、前
記時間差に基づいて、前記位置指示器による指定位置の
座標値が算出される。

また、請求項２によれば、位置指示器により、パルス状
の所定の周波数の超音波振動が所定の周期で発生され、
複数のマイクロフォンにより、ディスプレイユニットの
表示面に備わる板を介して伝搬される前記超音波振動が
検出され、時間差検出回路により、前記複数のマイクロ
フォンによる前記超音波振動の検出結果に基づいて、前
記板の２組の対向する縁にそれぞれ設けられたマイクロ
フォンへの前記超音波振動の到達時間の差がそれぞれ検
出され、座標算出手段により、前記時間差検出の結果に
基づいて、前記位置指示器による指定位置の座標値が算
出される。

（実施例） 第１図は本発明の請求項１の一実施例の概要を示す概略
構成図である。図において、１１０は位置を指定するた
めの位置指示器、例えば、スタイラスペン、１２０はデ
ィスプレイユニット２で、その方形の表示面には超音波
伝搬性を有するガラス板１２０ａを備えている。１３１
は矩形のＸ方向セラミックマイクで、ディスプレイユニ
ット１２０のＸ−Ｙ座標のＹ軸に沿ってガラス板１２０
ａの１つの縁に配設されている。１３２は矩形のＹ方向
セラミックマイクで、ディスプレイユニット１２０のＸ
−Ｙ座標用のＸ軸に沿ってガラス板１２０ａの１つの縁
に配設されている。１４０はタイミング信号発生回路で
、位置指示器に後述するタイミング信号を出力する。１
５０は時間差検出回路で、セラミックマイク１３１，１
３２からの出力信号とタイミング信号発生回路と１４０
から出力されるタイミング信号との時間差を検出する。

１７０は座標算出回路で、前記時間差に基づいて、位置
指示器１１０により、ガラス板１２０ａに指示された位
置の座標値を求める。１８０は表示制御回路で、前記座
標値に対応したディスプレイユニット１２０の表示面に
表示を行う。

前記位置指示器１１０は、第２図に示すようにペン型を
なし、その内部には超音波振動子１１１ａを含む発振回
路１１１が内蔵されて、いる。超音波振動子１１１ａは
、その振動子の先端部分が位置指示器１１０の先端部分
に突出するように配設されている。また、発振回路１１
１は、タイミング信号発生回路１４０からタイミング信
号を入力し、このタイミング信号に基づいて、パルス状
の所定の周波数の超音波振動を発生する。

前記ディスプレイユニット１２０の表示面には、透明で
超音波伝搬性を有する方形のガラス板１２０ａを備えて
いる。ガラス板１２０ａはＸ軸方向に長さＬＸを、Ｙ軸
方向に長さＬＹをそれぞれ有している。

前記Ｘ方向セラミックマイク１３１は、ガラス板１２０
ａを伝搬してくる超音波振動を検出して、これを電気信
号に変換して時間差検出回路１５０に出力する。また、
Ｘ方向セラミックマイク１３２は、セラミックマイク１
３１と同暉に、ガラス板１２０ａを伝搬してくる超音波
振動を検出して、これを電気信号に変換して時間差検出
回路１５０に出力する。

前記タイミング信号発生回路１４０は、第３図のブロッ
ク図に示すように、クロック信号発生回路１４１とタイ
ミング信号発生カウンタ１４２とから構成される。クロ
ック信号発生回路１４１は、座標検出の分解能に対応し
た周期ｔのクロック信号を発生する。タイミング信号発
生カウンタ１４２は、前記クロック信号に基づいて、計
時すると共に所定のタイミング発生周期Ｔで、パルス状
のタイミング信号を発生する。

前記タイミング発生周期Ｔは、前記位置指示器１１０の
発生する超音波振動が、ガラス板１２０のＸ軸方向の長
さＬＸまたはＹ軸方向の長さＬＹの長い方の距離を伝搬
するのに要する時間の定数倍、例えば１．２倍としてい
る。

前記時間差検出回路１５０は、第３図のブロック図に示
すように第１．第２の帯域フィルタ（以下、ＢＰＦと称
す）１５１，１５２、第１゛、第２の整流回路１５３，
１５４、第１．第２のパルス検出回路１５５，１５６、
Ｘ方向時間カウンタ１５７、Ｙ方向時間カウンタ１５８
、Ｘ方向時間レジスタ１５９、Ｙ方向時間レジスタ１６
０から構成されている。

前記第１．第２のＢＰＦ１５１，１５２は、同一に構成
され、前記位置指示器１１０の発生する超音波振動の周
波数を中心とした所定の帯域幅内の周波数の信号を通過
させる帯域フィルタである。

第１のＢＰＦ１５１の入力はＸ方向セラミックマイク１
３１の出力に接続され、第２のＢＰＦ　１５２の入力は
Ｘ方向セラミックマイク１３２の出力に接続される。

前記第１．第２の整流回路１５３，１５４はそれぞれダ
イオード及びコンデンサからなり、同一に構成されてい
る。第１の整流回路１５３は、第１のＢＰＦ１５１の出
力信号を入力し、これを整流して出力する。第２の整流
回路１５４は、第２のＢＰＦ１５２の出力信号を入力し
、これを整流して出力する。

前記第１．第２のパルス検出回路１５５，１５６は、そ
れぞれコンパレータ及びフリップフロップからなり、同
一に構成されている。第１のパルス検出回路１５５は、
第１の整流回路１５３の出力信号を入力し、所定の電圧
レベル以上のパルスが入力したときに、このパルスのリ
ーディングエツジを検出して、前記クロック信号発生回
路１４１から出力されるクロック信号に同期した、１ク
ロックパルス幅のパルス信号を出力する。第２のパルス
検出回路１５６は、第２の整流回路１５４の出力信号を
入力し、所定の電圧レベル以上のパルスが入力したとき
に、このパルスのリーディングエツジを検出して、前記
クロック信号に同期した、１クロックパルス幅のパルス
信号を出力する。

前記Ｘ方向時間カウンタ１５７は、カウンタからなり、
前記クロック信号により計時を行い、前記タイミング信
号発生カウンタ１４２から出力されるタイミング信号に
よりリセットされて、再び計時を行なうようになってい
る。

前記Ｙ方向時間カウンタ１５８は、カウンタからなり、
前記クロック信号により計時を行い、前記タイミング信
号によりリセットされて、再び計時を行うようになって
いる。

前記Ｘ方向時間レジスタ１５９は、Ｘ方向時間、カウン
タ１５７の計時データと第１のパルス検出回路１５５か
ら出力されるパルス信号とを入力し、このパルス信号の
立上りでＸ方向時間カウンタ１５７の計時データを保持
する。

前記Ｙ方向時間レジスタ１６０は、Ｙ方向時間カウンタ
１５８の計時データと第２のパルス検出回路１５６から
出力されるパルス信号と゛を入力し、このパルス信号の
立上りでＹ方向時間カウンタ１５８の計時データを保持
する。

前記座標算出回路１７０は、Ｘ方向乗算器１７１とＹ方
向乗算器１７２により構成される。

前記Ｘ方向乗算器１７１は、（１〉式に示すように、Ｘ
方向時間レジスタ１５９から出力される計時データＸＤ
と、クロック信号の周期ｔと、前記位置指示器１１０の
発生する超音波振動がガラス板１２０ａを伝搬する伝搬
速度Ｖを乗算した値しＸｌをＸ座標値として表示制御回
路１８０に出力する。

ＬＸＩ　　−ＸＤ−ｔ−ｖ　　　　　　・−（１）前記
Ｙ方向乗算器１７２は、（２）式に示すように、Ｙ方向
時間レジスタ１６０から出力される計時データＹＤと、
クロック信号の周期ｔと、前記超音波振動の伝搬速度Ｖ
とを乗算した値ＬＹＩをＹ座標値として表示制御回路１
８０に出力する。

ＬＹＩ−ＹＤ参ｔ−■　　　・・・（２）前記表示制御
回路１８０は、ディスプレイユニット１２０の前記Ｘ座
標値ＬＸＩとＹ座標値ＬＹ１に対応した表示位置に表示
を行う。

次に、前述の構成よりなる請求項１の一実施例の動作を
、第４図に示すタイミングチャートに基づいて説明する
。

ここでは、前記位置指示器１１０の先端に突出している
超音波振動子１１１ａを、第１図に示すガラス板１２０
ａ表面の点Ｐに接触させて位置を指示した場合の動作を
説明する。

前記位置指示器１１０の発振回路１１１は、りイミング
信号発生カウンタ１４２から出力されるタイミング信号
に基づいて、超音波振動子１１１ａにより、パルス状の
超音波振動を発生する。

超音波振動子１１１ａにより発生したパルス状の超音波
振動は、ガラス板１２０ａを伝搬してＸ方向セラミック
マイク１３１とＹ方向セラミックマイク１３２に伝わる
。前記点Ｐの位置からＸ方向セラミックマイク１３１ま
で、超音波振動が伝搬するのに要するＸ方向伝搬時間ｔ
ｘ経過した後に、Ｘ方向セラミックマイク１３１は超音
波振動を検出して電気信号ａを出力する。また、点Ｐの
位置からＹ方向セラミックマイク１３２まで、超音波振
動が伝搬するのに要するＹ方向伝搬時間ｔｙ経過した後
に、Ｙ方向セラミックマイク１３２は超音波振動を検出
して電気信号すを出力する。

前記第１のＢＰＦ１５１は、Ｘ方向セラミックマイク１
３１の出力信号を入力して、前記超音波振動の周波数を
中心とした所定の帯域幅内の周波数の信号Ｃを出力する
。また、第２のＢＰＦ１５２は、Ｙ方向セラミックマイ
ク１３２の出力信号を入力して、前記超音波振動の周波
数を中心とした所定の帯域幅内の周波数の信号ｄを出力
する。

第１の整流回路１５３は前記信号Ｃを整流した信号りを
出力し、第２の整流回路１５４は前記信号ｄを整流した
信号ｉを出力する。第１のパルス検出回路１５５は、前
記信号りを入力し、前記超音波振動のパルス信号のリー
ディングエツジを検出して、パルス信号ｊを出力する。

第２のパルス検出回路１５６は、前記信号ｉを入力し、
前記超音波振動のパルス信号のリーディングエツジを検
出して、パルス信号りを出力する。

また、Ｘ方向時間カウンタ１５７とＹ方向時間カウンタ
１５８は、前記タイミング信号によりリセットされて、
クロック信号に基づいて計時を行っている。Ｘ方向時間
レジスタ１５９は、前記信号ｊの立上りで、Ｘ方向時間
カウンタ１５７の計時データＸＤを保持して出力する。

Ｙ方向時間レジスタ１６０は、前記信号りの立上りで、
Ｙ方向時間カウンタ１５８の計時データＹＤを保持して
出力する。

前記Ｘ方向乗算器１７１は、前記Ｘ方向の計時データＸ
Ｄとクロック信号の周期ｔとを乗算してＸ方向伝搬時間
ｔｘを算出し、更に、このＸ方向伝搬時間ｔｘと前記超
音波振動の伝搬速度Ｖとを乗算して、点ＰのＸ座標値Ｌ
Ｘ１を算出して出力する。前記Ｙ方向乗算器１７２は、
前記Ｙ方向の計時データＹＤとクロック信号の周期ｔと
を乗算してＹ方向伝搬時Ｐａｌ　ｔ　ｙを算出し、更に
、このＹ方向伝搬時間ｔｙと前記超音波振動の伝搬速度
■とを乗算して、点ＰのＹ座標値ＬＹＩを算出して出力
する。これらのＸ、Ｙ座標値ＬＸＩ、ＬＹＩに基づいて
、表示制御回路１８０は、ディスプレイユニット１２０
の点Ｐに対応した位置に表示を行う。

尚、本実施例では、Ｘ方向乗算器１７１及びＹ方向乗算
器１７２により指定位置の座標値を算出しているが、マ
イクロコンピュータ等を用いてソフトウェアにより算出
するようにしてもよい。

次に、本発明の請求項２の一実施例を説明する。

第５図は請求項２の一実施例の概要を示す概略構成図で
ある。図において、２１０は位置を指定するための位置
指示器、例えばスタイラスペン、２２０はディスプレイ
ユニットで、その表示面には超音波伝搬性を有する方形
のガラス板２２０を備えている。２３１はＸ方向第１の
マイクで、矩形のセラミックマイクからなり、ディスプ
レイユニット２２０のＸ−Ｙ座標のＹ軸に沿ってガラス
板２２０ａの辺に配設されている。２３２はＸ方向第２
のマイクで、矩形のセラミックマイクからなり、Ｘ方向
第１のマイク２３１が配設されている辺に対向する辺の
縁に沿って配設されている。

またＸ方向第１のマイク２３１とＸ方向第２のマイク２
３２との間は、距離ＬＸで平行に保たれている。２３３
はＸ方向第１のマイクで、矩形のセラミックマイクから
なり、ディスプレイユニット２２０のＸ−Ｙ座標のＸ軸
に沿ってガラス板２２０ａの辺に配設されている。２３
４はＸ方向第２のマイクで、矩形のセラミックマイクか
らなり、Ｘ方向第１のマイク２３３が配設されている辺
に対向する辺の縁に沿って配設されている。また、Ｙ方
向第１のマイク２３３とＹ方向第２のマイク２３４との
間は、距離ＬＹで平行に保たれている。

３００は時間差検出回路、４００はＣＰＵ、５００は表
示制御回路である。

前記座標算出手段は、ＣＰＵ４００及びＣＰＵ４００を
動作させるプログラムより構成される。

前記位置指示器２１０は、第６図に示すようにペン型を
なし、その内部には発振器２１２、カウンタ２１３、超
音波振動子２１４及び電池２１５から構成される発振回
路２１１が内蔵されている。

超音波振動子２１４は、その振動子の先端部が位置指示
器２１０の先端部分に突出するように配設されている。

また、発振器２１２は、所定の周波数のクロック信号を
発生し、カウンタ２１３は前記クロック信号に基づいて
カウントを行うと共に所定の周期Ｔでパルス信号を出力
する。超音波振動子２１４は、カウンタ２１３から出力
されるパルス信号を入力したときにパルス状の所定の周
波数の超音波振動を発生する。前記カウンタ２１３から
出力されるパルス信号の周期Ｔは、前記超音波振動が、
ガラス板２２０ａの前記距離ＬＸまたは距離ＬＹの長い
方の距離を伝搬するのに要する時間の２倍より大きい値
、例えば２．２倍にする。

前記Ｘ方向筒１．第２のマイク２３１，２３２、Ｙ方向
第１．第２のマイク２３３，２３４のそれぞれは、ガラ
ス板２２０ａを伝搬してくる超音波振動を検出して、こ
れを電気信号に変換して時間差検出回路３００に出力す
る。

前記時間差検出回路３００は、第７図のブロック図に示
すように、クロック信号発生回路３１０、パルス整形回
路３２０、Ｘ方向時間差検出回路３４０、Ｙ方向時間差
検出回路３６０及び割込み信号発生回路３９０から構成
される。

前記クロック信号発生回路３１０は、座標検出の分解能
に対応した周期ｔのクロック信号ＣＫを発生する。

前記パルス整形回路３２０は、第１乃至第４の帯域フィ
ルタ（以下、ＢＰＦと称す）３２１乃至３２４、第１乃
至第４の整流回路３２５乃至３２８及び第１乃至第４の
パルス検出回路３２９乃至３３２から構成されている。

前記第１乃至第４のＢＰＦ３２１乃至３２４のそれぞれ
は、同一に構成され、前記位置指示器２１０の発生する
超音波振動の周波数を中心とした所定の帯域幅内の周波
数の信号を通過させる。第１のＢＰＦ３２１の入力には
Ｘ方向第１のマイク２３１の出力が、第２のＢＰＦ３２
２の入力にはＸ方向第２のマイク２３２の出力が、第３
のＢＰＦ３２３の入力にはＹ方向第１のマイク２３３の
出力が、第４のＢＰＦ３２４の入力にはＹ方向第２のマ
イク２３４の出力がそれぞれ接続されている。

前記第１乃至第４の整流回路３２５乃至３２８のそれぞ
れは、同一に構成され、入力される交流信号を整流して
出・力する。第１の整流回路３２５の入力は第１のＢＰ
Ｆ３２１の出力に、第２の整流回路３２６の入力は第２
のＢＰＦ３２２の出力に、第３の整流回路３２７の入力
は、第３のＢＰＦ３２３の出力に、第４の整流回路３２
８の人力は第４のＢＰＦ３２４の出力に、それぞれ接続
されている。

前記第１乃至第４のパルス検出回路３２９乃至３３２の
それぞれは、コンパレータとフリップフロップとからな
り、同一に構成され、所定の電圧レベル以上のパルスが
入力したと、きに、このパルスのリーディングエツジを
検出して、前記クロック信号発生回路３１０から出力さ
れるクロック信号ＣＫに同期した、１クロツタパルス幅
のパルス信号を出力する。第１のパルス検出回路３２９
の入力は第１の整流回路３２５の出力に、第２のパルス
検出回路３３０の入力は第２の整流回路３２６の出力に
、第３のパルス検出回路３３１の人力は第３の整流回路
３２７の出力に、第４のパルス検出回路３３２の入力は
第４の整流回路３２８の出力にそれぞれ接続されている
。

前記Ｘ方向時間差検出回路３４０は、２人力のＯＲ回路
３４１．２人力のＡＮＤ回路３４２乃至３４６、ＪＫ型
ラフリップフロップ３４フ至３４９．２人カッ’Ｎ　Ｏ
Ｒ回路３５０、ＮＯＴ回路３５１．３５２、ヘキサＤタ
イプフリップフロップ３５３、カウンタ３５４、トライ
ステート出力のレジスタ３５５及びコンパレータ３５６
から構成される。

前記第１のパルス検出回路３２９の出力は、ＯＲ回路３
４１の一方の入力とＡＮＤ回路３４２の一方の入力に接
続され、前記第２のパルス検出回路３３０の出力は、Ｏ
Ｒ回路３４１の他方の入力とＡＮＤ回路３４３の一方の
入力に接続されている。ＯＲ回路３４１の出力はＡＮＤ
回路３４４の一方の入力とフリップフロップ３５３の第
１の入力Ｄ１に接続されている。

フリップフロップ３５３の第１の出力Ｑｌは第２の入力
Ｄ２に、第２の出力Ｑ２は第３の入力Ｄ３にそれぞれ接
続されると共に、第２の出力Ｑ２はＡＮＤ回路３４５の
一方の入力に、第３の出力Ｑ３はＡＮＤ回路３４５の他
方の入力にそれぞれ接続されている。また、フリップフ
ロップ３５３のクロックパルス入力端子ＣＰには前記ク
ロック信号ＣＫが入力されている。

ＡＮＤ回路３４２の出力は、ＪＫ型ラフリップフロップ
３４フＪ入力に接続されている。ＪＫ型ラフリップフロ
ップ３４フに入力は接地され、Ｑ出力はレジスタ３５５
の最上位ビットの入力とＮＯＲ回路３５０の一方の入力
に接続され、クロックパルス入力端子ＣＰには前記クロ
ック信号ＣＫが入力されている。ＡＮＤ回路３４３の出
力は、ＪＫ型ラフリップフロップ３４８Ｊ入力に接続さ
れている。Ｊ　Ｋ型フリップフロップ３４８のに入力は
接地され、Ｑ出力はレジスタ３５５の最上位から２番目
のビットの入力とＮＯＲ回路３５０の他方の人力に接続
され、クロックパルス入力端子ＣＰには前記クロック信
号ＣＫが入力されている。

ＮＯＲ回路３５０の出力は、ＡＮＤ回路３４２の他方の
入力とＡＮＤ回路３４３の他方の入力に接続されている
。ＡＮＤ回路３４４の出力は、ＪＫ型ラフリップフロッ
プ３４９Ｊ入力に接続されている。ＪＫ型ラフリップフ
ロップ３４９Ｑ出力は、カウンタ３５４のイネーブル端
子Ｅと、ＡＮＤ回路３４６の一方の入力に接続されると
共にＮＯＴ回路３５１を介してＡＮＤ回路３４４の他方
の入力に接続されている。ＡＮＤ回路３４５の出力は、
ＡＮＤ回路３４６の入力に接続されている。ＡＮＤ回路
３４６の出力はレジスタ３５５のクロックパルス入力端
子ＣＰに接続されている。カウンタ３５４の出力はレジ
スタ３５５の下位ビットの入力とコンパレータ３５６の
Ａ入力に接続されている。また、カウンタ３５のクロッ
クパルス入力端子ＣＰには前記クロック信号ＣＫが入力
されている。コンパレータ３５６の入力には超音波振動
がガラス板２２０ａの前記Ｘ１マイク２３１とＸ２マイ
ク２３２との間の距離ＬＸを伝搬するのに要する時間ｔ
ｘｍａｘをクロック信号ＣＫの周期ｔで除算した値ｘ　
＋ｎａｘが設定されている。コンバレタ３５６のＡ＞Ｂ
出力は、ＪＫ型ラフリップフロップ３４９に入力に接続
されると共にＮＯＴ回路３５２を介してカウンタ３５４
のクリア端子ＣＬＲに接続されている。

前記カウンタ３５４は、イネーブル端子Ｅへの入力信号
が論理″１″のとき動作状態になり、クリア端子ＣＬＲ
に論理“Ｏ”の信号が人力したときに、出力データを０
にする。

前記Ｙ方向時間差検出回路３６０は、２人力のＯＲ回路
３６１．２人力のＡＮＤ回路３６２乃至３６６、ＪＫ型
ラフリップフロップ３６フ至３６９．２人力のＮＯＲ回
路３７０、ＮＯＴ回路３７１．３７２、ヘキサＤタイプ
フリップフロップ３・７３、カウンタ３７４、トライス
テート出力のレジスタ３７５及びコンパレータ３７６か
らなり、Ｘ方向時間差検出回路３４０と同一に構成され
ている。但し、コンパレータ３７６のＢ入力には超音波
振動がガラス板２２０ａのＸ１マイク２３３とＸ２マイ
ク２３４との間の距離ＬＹを伝搬するのに要する時間ｔ
ｙｍａｘをクロック信号ＣＫの周期ｔで除算した値Ｙ　
ａ＋ａｘが設定されている。

前記割込み信号発生回路３０は、Ｊ　Ｋ型フリップフロ
ップ３９１，３９２．２人力のＡＮＤ回路３９３及びＮ
ＯＴ回路３９４から構成される。

前記ＪＫフリップフロップ３９１のＪ入力は、前記Ｘ方
向時間差検出回路３４０のＡＮＤ回路３４６の出力に接
続され、Ｋ入力は接地され、Ｑ出力はＡＮＤ回路３９３
の一方の入力に接続されている。ＪＫ型ラフリップフロ
ップ３９２Ｊ入力は、前記Ｙ方向時間差検出回路３６０
のＡＮＤ回路３６６の出力に接続され、Ｋ入力は接地さ
れ、Ｑ出力はＡＮＤ回路３９３の他方の入力に接続され
ている。また、ＪＫ型ラフリップフロップ３９１３９２
のクロックパルス入力端子ＣＰには、クロック信号ＣＫ
が入力されている。前記Ｎ０７回路３９４の入力は、前
記ＣＰＵ４００の出力ポートＰ１に接続されている。ま
た、ＮＯＴ回路３９４の出力は、ＪＫ型ラフリップフロ
ップ３４フ３４８゜３６７．３６８，３９１，３９２の
それぞれのクリア端子ＣＬＲに接続されている。ＪＫ型
ラフリップフロップ３４フ３４８，３６７．３６８，３
９１．３９２のそれぞれは、クリア端子ＣＬＲに論理“
０”の信号が入力されるとＱ出力を論理″０”にする。

前記ＣＰＵ４００のデータバスＤＢは、Ｘ方向時間差検
出回路３４０のレジスタ３５５の出力とＹ方向時間差検
出回路３６０のレジスタ３７５の出力に接続されている
。これにより、ＣＰＵ４００は、データバスＤＢを介し
て第８図（ａ）（ｂ）に示すデータフォーマットで、レ
ジスタ３５５に保持されるＸ方向時間差データＸＤとレ
ジスタ３７５に保持されるＹ方向時間差データＹＤとを
入力することができるようになっている。

第８図（ａ）に示すＸ方向時間差データのＸｌ。

Ｘ２のビットはＸ方向第１．第２のマイク２３１゜２３
２のどちらが先に、超音波振動を検出したかを示す。Ｘ
ｌ−１”　Ｘ２−“０゛のときは、Ｘ方向第１のマイク
２３１が先に超音波振動を検出したことを示し、Ｘｌ−
“Ｏ”、Ｘ２−“１”のときはＸ方向第２のマイク２３
２が先に超音波振動を検出したことを示し、Ｘｌ−“１
”　Ｘ２−“１”のときは、両方のマイクが同時に超音
波振動を検出したことを示し、Ｘｌ−“０“、　Ｘ２−
“１″のときは、両方のマイク共に超音波振動を検出し
ていないことを示す。

第８図（ｂ）に示すＹ方向時間差データのＹｌ。

Ｙｌのビットも同様に、Ｙ方向第１．第２のマイク２３
３，２３４による超音波振動の検出順序を示している。

また、ＣＰＵ４００のデータバスＤＢは表示制御回路５
００にも接続され、表示制御回路５００はディスプレイ
ユニット２２０に接続されている。

前記表示制御回路５００は、データバスＤＢを介してＣ
ＰＵ４００から表示位置を示すＸ座標値とＹ座標値とを
入力し、これらの座標値に対応したディスプレイユニッ
ト２２０の表示位置に表示を行う。

次に、Ｘ方向時間差検出回路３４０の動作を第８図に示
すタイミングチャートに基づいて説明する。

前記Ｘ方向節１のマイク２３１及びＸ方向第２のマイク
２３２により、ガラス板２２０ａを伝搬する超音波振動
が検出されると、パルス整形回路３２０からパルス信号
Ａ、Ｂが出力される。このパルス信号Ａ、Ｂの最初にＯ
Ｒ回路３４１に入力したパルス信号によりＪＫ型ラフリ
ップフロップ３４９セットされてＱ出力の信号Ｃは論理
′１ｍになる。これにより、カウンタ３５４がカウンタ
を開始する。パルス信号Ａ、Ｂの２番目にＯＲ回路３４
１に入力したパルス信号は、フリップフロップ３５３と
ＡＮＤ回路３４５によりタイミング調整のために遅延さ
れた信号りになり、ＡＮＤ回路３４６を介してレジスタ
３５５に入力される。

このパルス信号りにより、カウンタ３５４の出力値△Ｘ
がレジスタ３５５に保持される。また、カウンタ３５４
の出力値△ＸがＸ方向の最大伝搬時間ｔｘｍａｘをクロ
ック信号ＣＫの周期ｔで除算した値ｘ　ｌ１ａｘを越え
ると、コンパレータ３５６のＡ＞Ｂ出力の信号Ｅは論理
″１”になる。これにより。ＪＫ型ラフリップフロップ
３４９リセットされ、Ｑ出力の信号Ｃは論理′０“にな
り、カウンタ３５４はカウントを停止する。また、信号
ＥはＮＯＴ回路３５２により反転されて、カウンタ３５
４のクリア端子ＣＬＲに入力される。

これにより、カウンタ３５４の出力値△Ｘは０になる。

また、Ｘ方向第１のマイク２３１がＸ方向第２のマイク
２３２よりも先に超音波振動を検出したときには、この
超音波振動のパルス信号により、ＪＫ型ラフリップフロ
ップ３４フセットされて、このＱ出力の信号Ｘ１は論理
“１″になる。

Ｘ方向第２のマイク２３２がＸ方向第１のマイク２３１
よりも先に超音波振動を検出したときには、この超音波
振動のパルス信号により、Ｊ　Ｋ型フリップフロップ３
４８がセットされて、このＱ出力の信号Ｘ２は論理“１
″になる。Ｘ方向第１．第２のマイク２３１，２３２が
同時に超音波振動を検出したときは、ＪＫ型ラフリップ
フロップ３４フ３４８の両方がセットされる。

前記Ｙ方向時間検出回路３６０の動作も、前述したＸ方
向時間差検出回路３４０の動作と同様である。

次に割込み信号発生回路３９０の動作を説明する。

ＪＫ型ラフリップフロップ３９１．Ｘ方向時間差検出回
路３４０のレジスタ３５５にＸ方向時間差データＸＤを
保持するためのパルス信号によりセットされて、Ｑ出力
の信号が論理“１″になる。

ＪＫ型マフリップフロップ３９２、Ｙ方向時間差検出回
路３６０のレジスタ３７５にＹ方向時間差データＹＤを
保持するためのパルス信号によりセットされて、Ｑ出力
の信号が論理“１”になる。

ＡＮＤ回路３９３は、ＪＫ型ラフリップフロップ３９１
３９２の両方のＱ出力の信号が論理“１”になったとき
に、ＣＰＵ４００に割込み信号ＩＮＴを論理“１＃にし
て出力する。

次に、ＣＰＵ４００がＸ方向時間差データＸＤとＹ方向
時間差データＹＤに基づいて、位置指示器２１０による
指定位置の座標値を算出する動作を第１０図に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。

ここでは、位置指示器２１０の先端に突出している超音
波振動子２１４を、第５図に示すガラス板２１０ａの表
面の点Ｐに接触させて位置を指示した場合の動作を説明
する。

前記点ＰからＸ方向第１．第２のマイク２３１２３２ま
での距離をそれぞれＬＸＩ　、ＬＸ２とし、点ＰからＹ
方向第１．第２のマイク２３３．２３４までの距離をそ
れぞれＬＹＬ、ＬＹ２とすると次式が成立する。

ＬＸ−ＬＸＬ　＋ＬＸ２　　　　・・・（３）ＬＹ−Ｌ
ＹＩ　＋ＬＹ２　　　　・・・（４）また、超音波振動
がガラス板２２０ａの距ＭＬＸｉ、ＬＸ２　、ＬＹＩ　
、ＬＹ２を伝搬するのに要する時間をそれぞれｔ　ｘｉ
　、　　ｔ　ｘ２　、　　ｔ　ｙｌ　、　　ｔ　ｙ２と
すると次式が成立する。

ｔ　ｘｍａ　ｘ　−ｔ　ｘｉ　＋　ｔ　ｘ２　−・−（
５）ｔｙｍａｘ−ｔｙＬ＋ｔｙ２　−（６）次に、ｌ　
ｔｘｌ−ｔｘ２　　ｌ−△ｔｘ、１ｔｙｌ−ｔｙ２１−
Δｔｙに置換すると、ｔｘｌ＜ｔｘ２のときの点ＰのＸ
座標値であるＬＸＩは次式で表わされる。

ＬＸＩ　−ＬＸ−（１−Δｔ　ｘ／　ｔ　ｘｍａ　ｘ）
　／２・・・（７） ｔｘｌ＞ｔｘ２のときのＬＸｌは次式で表わされる。

ＬＸＩ−ＬＸ−（１＋Δｔｘ／ｌｘｍａｘ）／２・・・
（８） ｔｘｌ＝ｔｘ２のときのＬＸｌは次式で表わされる。

ＬＸＩ　　−ＬＸ／２　　　　　　　　・・・（９）ま
た、ｔｙｌ＜ｔｙ２のときの点ＰのＹ座標値であるＬＹ
Ｉは次式で表わされる。

ＬＹＩ−ＬＹ−（１−△ｔ　ｙ／　ｔ　ｙｍａ　ｘ）　
／２・・・（１０） ｔｙｌ＞ｔｙ２のときのＬＹＩは次式で表わされる。

ＬＹＩ　−ＬＹ−（１＋△ｔ　ｙ／　ｔ　ｙｍａ　ｘ）
　／２・・・（１１） ｔｙｌ＝ｔｙ２のときのＬＹＩは次式で表わされる。

ＬＹＬ　−ＬＹ／２　　　　　　・・・（１２）前記（
７）乃至（１２）式に基づいて、ＣＰＵ４００は点Ｐの
座標値を算出する。

前記ＣＰＵ４００は、割込み信号ＩＮＴが論理“１“で
あるか否かを常時監視している（ＳＬ　）。

割込み信号ＩＮＴが論理“１″になると、Ｘ方向時間差
データＸＤ及びＹ方向時間差データＹＤを読み取る（Ｓ
２　）　　（Ｓ３　）。次に、出力ポートＰ１に論理“
１″のパルス信号を出力する（Ｓ４）。

これにより、割込み信号発生回路３９０のＪＫ型ラフリ
ップフロップ３９１３９２、Ｘ方向時間差検出回路３４
０のＪＫ型ラフリップフロップ３４フ３４８及びＹ方向
時間差検出回路３６０のＪＫＫフリップフロップ３６７
．３５８がリセットされ、それぞれのＱ出力の信号が論
理“０“になる。次に、Ｘ方向時間差値ΔＸとクロック
信号ＣＫの周期ｔとを乗算して、Ｘ方向の時間差Δｔｘ
を求め（Ｓ５　）　、Ｙ方向時間差値△Ｙとクロック信
号ＣＫの周期ｔとを乗算して、Ｙ方向の時間差Δｔｙを
求める（Ｓ６）。次に、Ｘ方向時間差データＸＤのＸｌ
のビットが論理″１“で、Ｘｌのビットが論理“０“で
あるか否かを判定する（Ｓ７）。

この判定の結果、ＸＩ　−”１″、Ｘｌ−“０”でない
ときはＳ９の処理に移行し、Ｘｉ−“１”、Ｘｌ−“０
“のときは前記（７）式に基づいて、点ＰのＸ座標値Ｌ
Ｘｌを算出し、Ｓ１３の処理に移行する（Ｓ８）。

Ｓ７の判定の結果、Ｘｌ−“１＃　Ｘｌ−“０＃でない
ときは、Ｘｌ−“０“　Ｘｌ−“１″であるか否かの判
定を行う（Ｓ９）。この判定の結果、Ｘｌ−“０“、Ｘ
ｌ−“１″でないときはＳｌｌの処理に移行し、Ｘｌ−
“０”　Ｘｌ−“１”のときは前記（８）式に基づいて
、点ＰのＸ座標値ＬＸＩを算出し、Ｓ１３の処理に移行
する（　Ｓ　１０）。

Ｓ９の判定の結果、Ｘｌ−“０″　Ｘｌ−“１″でない
ときは、Ｘｌ−“１“、Ｘｌ−“１”であるか否かを判
定する（　Ｓ　１１）。この判定の結果、ＸＩ−“１．
Ｘｌ−“１“でないときはＳｌの処理に移行し、Ｘｌ−
“１”　Ｘｌ　“１″のときは前記（９）式に基づいて
、点ＰのＸ座標値を算出し、Ｓ１３の処理に移行する（
　Ｓ　１２）。

次に、Ｙ方向時間差データＹＤのＹ１ビットが論理“１
″で、Ｙ２ビットが論理“０“であるか否かを判定する
（　Ｓ　１３）。この判定の結果、Ｙｌ−“１”、Ｙ２
−　”Ｏ”でないときはＳ１５の処理に移行し、Ｙｌ−
“１”　Ｙ２−０゛のときは前記（１０）式に基づいて
、点ＰのＹ座標値ＬＹＩを算出する（　Ｓ　１４）。

８１３の判定の結果、Ｙｌ　−”１”　、Ｙ２−“０゜
でないときは、Ｙｌ−“０”、Ｙ２−“１“であるか否
かの判定を行う（Ｓ　１５）。この判定の結果、Ｙｌ−
“０”、Ｙ２−“１”でないときはＳ１７の処理に移行
し、Ｙｌ−“０”、Ｙ２−“１″のときは前記（１１）
式に基づいて、点ＰのＹ座標値ＬＹ１を算出する（　５
１６）。

Ｓｌ５の判定の結果、Ｙｌ−“０″　Ｙ２−“１”でな
いときは、Ｙｌ　−”１″、Ｙ２−“１＃であるか否か
の判定を行う（Ｓ　１７）。この判定の結果、Ｙｌ−“
１”、Ｙ２−“１”でないときはＳｌの処理に移行し、
Ｙｌ−“１“　Ｙ２−“１”のときは前記（１２）式に
基づいて、点ＰのＹ座標値ＬＹｌを算出する（　８１８
）。これらの処理により、点Ｐの座標値が算出される。

これらのＸ、Ｙ座標値ＬＸＩ、ＬＹＩに基づいて、表示
制御回路５００は、ディスプレイユニット２２０の点Ｐ
に対応した位置に表示を行う。

前述の計算処理の伴う定数、ＬＸ、ＬＹＳ　ｔｘｍａｘ
、ｔｙｍａｘ、ｔは予めＣＰＵ４００のプログラムに設
定されている。

尚、本実施例では、Ｘ方向第１．第２のマイク２３１．
２３２への超音波振動の伝達時間の差の検出と、Ｙ方向
第１．第２のマイク２３３，２３４への超音波振動の伝
達時間の差の検出をハードウェアによって行っているが
ソフトウェアで行っても良い。

また、本実施例では、座標算出手段をＣＰＵ４００によ
るソフトウェアで構成したが、ハードウェアで構成して
も、同様に座標値を算出することができることは言うま
でもないことである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の請求項１によれば、少な
くとも超音波振動子を含み、タイミング信号に基づいて
、パルス状の所定の周波数の超音波振動を発生する発振
回路を有する位置指示器と、透明で超音波振動伝搬性を
有する材質からなる方形の板を表示面に備えたディスプ
レイユニットと、前記板の一の直交する縁にそれぞれ設
けられた前記超音波振動を検出する複数のマイクロフォ
ンと、前記タイミング信号を発生するタイミング信号発
生回路と、前記タイミング信号を発生した時間と前記複
数のマイクロフォンにより前記超音波振動を検出した時
間との時間差を検出する時間差検出回路と、前記時間差
検出の結果に基づいて、前記位置指示器による指定位置
の座標値を算出する座標算出回路とからディスプレイ付
座標入力装置を構成したので、超音波振動により位置指
示器の指定位置を検出するため、ディスプレイユニット
から発生する電磁波ノイズの影響を受けて誤動作するこ
となく、指定位置の座標値を求めることができる。更に
、ディスプレイユニットの表示面に備わる板を超音波振
動伝搬の媒体としているため構造が簡単になるという利
点を有する。

また、本発明の請求項２によれば、少なくとも超音波振
動子を含み、パルス状の所定の周波数の超音波振動を所
定の周期で発生する発振回路を有する位置指示器と、透
明で超音波振動伝搬性を有する材質からなる方形の仮を
表示面に備えたディスプレイユニットと、前記板の４つ
の縁に設けられた前記超音波振動を検出する複数のマイ
クロフォンと、前記複数のマイクロフォンによる前記超
音波振動の検出結果に基づいて、前記板の２組の対向す
る縁にそれぞれ設けられたマイクロフォンへの前記超音
波振動の到達時間の差をそれぞれ検出する時間差検出回
路と、前記時間差検出の結果に基づいて、前記位置指示
器による指定位置の座標値を算出する座標算出手段とか
らディスプレイ付座標入力装置を構成したので、超音波
振動により、位置指示器の指定位置を検出するため、デ
ィスプレイユニットから発生する電磁波ノイズの影響を
受けて誤動作することなく、指定位置の座標値を求める
ことができる。また、ディスプレイユニットの表示面に
備わる阪を超音波振動伝搬の媒体としているため構造が
簡単になる。更に、位置指示器は、時間差検出回路及び
座標算出手順とコドで接続する必要が無いため、コード
で接続されている場合に感じる煩わしさが無くなるとい
う利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の請求項１の一実施例の概要を示す概略
構成図、第２図は請求項１における位置指示器の一例を
示す断面図、第３図は請求項１の一実施例のブロック図
、第４図は請求項１の一実施例のタイミングチャート、
第５図は請求項２の一実施例の概要を示す概略構成図、
第６図は請求項２の位置指示器の一例を示す断面図、第
７図は請求項２の一実施例のブロック図、第８図（ａ）
は請求項２の一実施例におけるＸ方向時間差データフォ
ーマットを示す図、第８図（ｂ）は請求項２の一実施例
におけるＹ方向時間差データフォーマットを示す図、第
９図は請求項２の一実施例におけるＸ方向時間差検出回
路のタイミングチャート、第１０図は請求項２の一実施
例における座標算出手順を示すプログラムフローチャー
トである。 １１０．２１０・・・位置指示器、１１１，２１１・・
・発振回路、１ｌｌａ、２１４・・・超音波振動子、１
２０．２２０・・・ディスプレイユニット、１２０ａ、
２２０ａ・・・ガラス板、１１・・・Ｘ方向セラミック
マイク、１３２・・・Ｙ方向セラミックマイク、１４０
・・・タイミング信号発生回路、１５０・・・時間差検
出回路、１７０・・・座標算出回路、１８０・・・表示
制御回路、２３１・・・Ｘ方向第１のマイク、２３２・
・・Ｘ方向第２のマイク、２３３・・・Ｙ方向第１のマ
イク、２３４・・・Ｙ方向第２のマイク、３００・・・
時間差検出回路、４００・・・ＣＰＵ　（座標算出手段
）、５００・・・表示制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも超音波振動子を含み、タイミング信号
   に基づいて、パルス状の所定の周波数の超音波振動を発
   生する発振回路を有する位置指示器と、透明で超音波振
   動伝搬性を有する材質からなる方形の板を表示面に備え
   たディスプレイユニットと、 前記板の一の直交する縁にそれぞれ設けられた前記超音
   波振動を検出する複数のマイクロフォンと、 前記タイミング信号を発生するタイミング信号発生回路
   と、 前記タイミング信号を発生した時間と前記複数のマイク
   ロフォンにより前記超音波振動を検出した時間との時間
   差を検出する時間差検出回路と、前記時間差検出の結果
   に基づいて、前記位置指示器による指定位置の座標値を
   算出する座標算出回路とからなる、 ことを特徴とするディスプレイ付座標入力装置。
2. （２）少なくとも超音波振動子を含み、パルス状の所定
   の周波数の超音波振動を所定の周期で発生する発振回路
   を有する位置指示器と、 透明で超音波振動伝搬性を有する材質からなる方形の板
   を表示面に備えたディスプレイユニットと、 前記板の４つの縁に設けられた前記超音波振動を検出す
   る複数のマイクロフォンと、 前記複数のマイクによる前記超音波振動の検出結果に基
   づいて、前記板の２組の対向する縁にそれぞれ設けられ
   たマイクロフォンへの前記超音波振動の到達時間の差を
   それぞれ検出する時間差検出回路と、 前記時間差検出の結果に基づいて、前記位置指示器によ
   る指定位置の座標値を算出する座標算出手段とからなる
   、 ことを特徴とするディスプレイ付座標入力装置。