JPH08179872A - 入力装置およびその入力方法 - Google Patents

入力装置およびその入力方法

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JPH08179872A
JPH08179872A JP31890594A JP31890594A JPH08179872A JP H08179872 A JPH08179872 A JP H08179872A JP 31890594 A JP31890594 A JP 31890594A JP 31890594 A JP31890594 A JP 31890594A JP H08179872 A JPH08179872 A JP H08179872A
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JP
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input
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pen
touch
input device
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JP31890594A
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Osamu Kishida
治 岸田
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ペン入力とタッチ入力との両方を行うことが
でき、携帯性を維持しつつ入力効率を向上させることが
できる入力装置を提供する。 【構成】 静電結合方式タブレット61に超音波方式タ
ッチパネル60を重ね、専用の指示具によるペン入力を
静電結合方式タブレット61で識別し、スタイラス制限
のある超音波方式タッチパネル60で指によるタッチ入
力を識別する。このため、ペン入力による手書き文字な
どの微細入力、およびタッチ入力によるメニュー入力な
どの選択入力を1つの入力装置で行うことができる。タ
ッチ入力部分にペン入力を行ってもメニュー選択されな
いので、メニュー専用部分が不要である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばコンピュータな
どの情報機器に用いられる入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、入力装置としては、タブレットや
デジタイザ等のペンによる入力装置とタッチによる入力
装置とが一般に知られている。ペンによる入力装置とし
ては、図5に示すような静電結合方式タブレットが挙げ
られる。この静電結合方式タブレットは、対向配設され
た一対の透明基板14および13の対向側表面の一方
に、X軸方向検出用電極列17が形成され、他方にY軸
方向検出用電極列15が形成されてセンスボードとなっ
ている。X軸方向検出用電極列17およびY軸方向検出
用電極列15は、X軸方向検出電極切替スイッチ18、
Y軸方向検出電極切替スイッチ16およびXY切替スイ
ッチ19により順次切り替えられて検出信号用アナログ
アンプ20に接続される。このセンスボード上を自由に
動かすことのできる指示具(ペン)内には発信器11が
設けられ、指示具の先端(ペン先)に静電結合用電極1
2が設けられている。この静電結合方式タブレットにお
けるペン入力位置の検出は、ペン内の発信器11からの
パルス信号を静電結合用電極12から発信する。一方、
X軸方向検出電極切替スイッチ18、Y軸方向検出電極
切替スイッチ16およびXY切替スイッチ19を切り替
えて、センスボードに設けられたX軸方向用検出電極列
17およびY軸方向用検出電極列18を順次一列ずつ走
査する。これにより、ペン先に設けられた静電結合用電
極12とセンスボードに設けられた検出用電極17およ
び18とが静電結合される。この時、検出信号用アナロ
グアンプ20においては、図6に示すように検出信号パ
ルス21が観測されるので、その検出時間22により、
どの検出電極と検出信号とが結合したかを判別してペン
の指示位置を検出することができる。
【0003】一方、タッチによる入力装置としては、図
7に示すような超音波方式タッチパネルが挙げられる。
この超音波方式タッチパネルは、透明基板23の端部
(図の左上)にX軸方向用超音波発生器26およびY軸
方向用超音波発生器24が設けられている。ここから発
生させた超音波を、透明基板23に対して一定の角度で
入力すると、X軸方向用表面弾性波33およびY軸方向
用表面弾性波32が透明基板23上を伝播する。このと
き、超音波発生器26、24から遠い位置ほど伝達時間
がかかる。また、透明基板23の各辺には、表面弾性波
を反射するX軸方向用反射アレイ30、31およびY軸
方向用反射アレイ28、29が設けられている。各一方
の反射アレイ30、28は表面弾性波33、32を反射
して、透明基板23上のX軸方向およびY軸方向に全面
を覆うように伝播させ、もう片方の反射アレイ31、2
9は透明基板23を横断して反対側の辺に達した表面弾
性波33、32を反射する。さらに、透明基板23の別
の端部には、X軸方向用超音波受信器27およびY軸方
向用超音波受信器25が設けられ、反射アレイ31、2
9に反射された表面弾性波33、32を受信する。この
超音波方式タッチパネルにおける指入力位置の検出は、
ガラス基板上を伝播する表面弾性波33、32を指が吸
収することを応用する。超音波発生器26、24が図8
(a)に示すような入力パルス34を発すると、タッチ
入力を行わない場合には図8(b)に示すような一定レ
ベルの出力パルス35が超音波受信器25、27で観測
される。一方、タッチ入力を行った場合には、図8
(c)に示すように、タッチ入力された部分を伝播した
表面弾性波が指により吸収されて無くなった出力パルス
36が観測される。このため、表面弾性波の無い部分A
を測定することにより指でタッチした位置を検出するこ
とができる。
【0004】上述したペン入力装置は、専用の入力器具
(ペン等の指示具)を用いる必要があるが、文字入力の
ような精密な入力が可能であり、一方のタッチ入力装置
は、指タッチによるダイレクトな入力が可能であるが、
精密な入力には不向きである。このため、ペン入力装置
とタッチ入力装置とは別々に用いられ、一般的に各々の
用途に応じて使い分けられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した入
力装置を備えたパーソナルコンピューター等の情報機器
においては、表示画面の一部にメニュー部分を設けて入
力の簡便化を図っている。このように表示画面の一部に
メニュー部分が設けられていると、これを見ながら入力
操作およびメニュー選択を行うことができるので便利で
あり、入力ミスも少なくなるので入力効率が向上する。
しかし、表示画面の一部をメニュー部分として使用する
ために、表示できる情報量が減少して見難い画面になる
という問題がある。また、これを避けるために表示画面
外の周辺部にメニュー専用の入力部を設けると、画面周
辺部を大きくする必要が生じるので携帯性が低下すると
いう問題がある。
【0006】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたものであり、ペン入力とタッチ入力との両
方を行うことができ、携帯性を維持しつつ入力効率を向
上させることができる入力装置を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の入力装置は、対
向配設された一対の基板のうち、一方の基板の対向側表
面にX軸方向検出用電極列が形成され、他方の基板の対
向側表面にY軸方向検出用電極列が形成されて静電結合
方式のセンスボードが構成され、該一対の基板の、入力
側基板の電極列とは反対側表面に、X軸方向用およびY
軸方向用の超音波発生器と、該超音波発生器から発生し
たX軸方向用およびY軸方向用の表面弾性波を反射する
反射アレイと、該反射アレイに反射されたX軸方向用お
よびY軸方向用の表面弾性波を受信する超音波受信器と
が形成されており、そのことにより上記目的が達成され
る。
【0008】前記一対の基板が透明基板からなり、前記
センスボードの入力側基板と反対側に表示装置が設けら
れて表示一体型となしてもよい。
【0009】前記センスボード上を自由に移動可能な指
示具による入力用の視差調整手段と、指によるタッチ入
力用の視差調整手段が設けられていてもよい。
【0010】
【作用】本発明においては、センスボードを構成する一
対の基板に、各々X軸方向検出用電極列とY軸方向検出
用電極列とが形成されているので、静電結合方式タブレ
ットとして用いることができる。静電結合方式タブレッ
トは、センスボード上を自由に移動可能な専用の指示具
(ペン)を必要とし、それ以外のものでは指示位置を認
識することができない。また、入力側の基板には、X軸
方向用およびY軸方向用の超音波発生器と、反射アレイ
とX軸方向用およびY軸方向用の超音波受信器とが形成
されているので、この部分を超音波方式タッチパネルと
して用いることができる。超音波方式タッチパネルはス
タイラス制限があり、指等のある程度大きさのある柔ら
かいものでないと表面弾性波を吸収できないので、静電
結合方式タブレット専用の指示具等ではタッチ位置を認
識することができない。このように静電結合方式タブレ
ットに超音波方式タッチパネルを重ねた構成となってい
るので、静電結合方式タブレットでペン入力を、超音波
方式タッチパネルではタッチ入力を専用的に識別するこ
とができる。よって、1つの入力装置でペン入力では手
書き文字などの微細入力、タッチ入力ではメニュー入力
などの選択入力を行うことができ、表示画面内にメニュ
ー部分を設けて入力の簡便化を図る場合、メニュー専用
の入力部を設ける必要がなく、画面表示やペン入力を行
う部分が減少することがない。抵抗膜方式等、超音波方
式以外のタッチパネルでは、スタイラス制限が無いので
ペンでタッチした場合でも指でタッチした場合でも同様
に認識してしまうので、不都合である。
【0011】上記センスボードを構成する一対の基板と
して透明基板を用いて表示装置と組み合わせると、表示
一体型の入力装置とすることができる。
【0012】上記センスボードと表示画面との間に距離
があると実際の入力位置と観察者が目で見た入力位置と
に差(視差)が生じ、また、ペン入力部とタッチ入力部
との間(厚み方向)に距離があるので各々の入力位置に
視差が生じる。各々の入力方法に対して視差調整手段を
形成すると、このような視差を防ぐことができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定され
ず、各種の変形が可能である。
【0014】図1は本発明の一実施例である入力装置の
断面図であり、図2はその分解斜視図であり、図3はこ
の入力装置を枠体により囲んだ全体を示す正面図であ
る。この入力装置は、表示装置74の上に、静電結合方
式タブレット61及び超音波方式タッチパネル60がこ
の順に設けられており、表示一体型となっている。
【0015】表示装置74の上面には、表示画面75が
設けられ、この表示画面75には所定の表示がなされ
る。この上のタブレット61は、対向配設された一対の
透明基板70および72の対向側表面の一方(下側の基
板72の上表面)に、X軸方向検出用電極列73が形成
され、他方(上側の基板70の下表面)にY軸方向検出
用電極列71が形成されてセンスボードとなっている。
この2枚の基板70、72は、電極列73と71とが接
触しないように間に絶縁膜等を挟んで貼り合わされてい
る。X軸方向検出用電極列73およびY軸方向検出用電
極列71は、共に図示しないX軸方向検出電極切替スイ
ッチ、Y軸方向検出電極切替スイッチおよびXY切替ス
イッチにより順次切り替えられて検出信号用アナログア
ンプに接続される。
【0016】このようなタブレット61の上に設けられ
たタッチパネル60は、タブレット61を構成する上側
の透明基板70上にその透明基板70を共用して形成さ
れている。
【0017】このタッチパネル60は、透明基板70の
上面端部(図2の左上)に設けられたX軸方向用超音波
発生器63およびY軸方向用超音波発生器62を有す
る。ここから発生させた超音波を、透明基板70に対し
て一定の角度で入力すると、X軸方向用表面弾性波およ
びY軸方向用表面弾性波が透明基板上を伝播する。この
とき、超音波発生器63、62から遠い位置ほど伝達時
間がかかる。また、透明基板70の各辺には、表面弾性
波を反射するX軸方向用反射アレイ65、66およびY
軸方向用反射アレイ64、67が設けられている。各一
方の反射アレイ65、64は表面弾性波を反射して、透
明基板70上のX軸方向およびY軸方向に全面を覆うよ
うに伝播させ、もう片方の反射アレイ66、67は透明
基板70を横断して反対側の辺に達した表面弾性波を反
射する。さらに、透明基板70の別の端部には、X軸方
向用超音波受信器68およびY軸方向用超音波受信器6
9が設けられ、反射アレイ66、67に反射された表面
弾性波を受信する。この超音波方式タッチパネルにおけ
る指入力位置の検出は、透明基板70上を伝播する表面
弾性波を、基板70上にタッチした指が吸収することを
応用する。
【0018】この入力装置は枠体にはめ込まれて使用さ
れ、正面から見ると図3のようになっている。なお、図
中の38が入力装置であり、その外側の周辺部である枠
体37の上辺側と下辺側とにメニュー39〜44が表示
され、左辺側に指入力用ガイド45、46が表示されて
いる。
【0019】この入力装置に対する入力は、センスボー
ド上を自由に動かすことができる専用の指示具として、
発信器を内蔵し、先端に静電結合用電極が設けられたペ
ンによるペン入力と、指によるタッチ入力とにより行う
ことができる。
【0020】図3に示すようにタッチ入力を行った場合
には、図2に示したX軸方向用およびY軸方向用超音波
発生器63、62から発生した超音波が、X軸方向用お
よびY軸方向用表面弾性波として透明基板70上を伝播
する。これをX軸方向用およびY軸方向用反射アレイ6
5と66、64と67により反射させてX軸方向用およ
びY軸方向用超音波受信器68、69に受信させる。指
47がタッチした部分では透明基板70上を伝播する表
面弾性波を指が吸収し、図8(c)に示したような出力
パルス36が観測されるので、指でタッチした位置を検
出することができる。また、図4に示すように、ペン4
8により入力を行った場合には、ペン48内の発信器か
らのパルス信号がペン先の静電結合用電極から発信さ
れ、これをセンスボードに設けられたX軸方向用および
Y軸方向用検出電極列73、71により順次一列ずつ走
査する。これにより、ペン先の静電結合用電極とセンス
ボードの検出用電極73、71とが静電結合され、図6
に示したような検出信号パルス21が観測されるので、
ペン48の指示位置を検出することができる。
【0021】このように本実施例の入力装置は、その上
を自由に移動可能な専用の指示具(ペン)を必要とし、
それ以外のものでは指示位置を認識することができない
静電結合方式タブレットと、スタイラス制限があると共
に静電結合方式タブレット専用の指示具等ではタッチ位
置を認識することができない超音波方式タッチパネルと
を重ねた構成となっている。よって、1つの入力装置で
ペン入力では手書き文字などの微細入力、タッチ入力で
はメニュー入力などの選択入力を行うことができ、しか
も、どちらの入力手段を用いたか識別できる。
【0022】また、図3に示したように、メニュー選択
入力をペン48を保持したまま指47でタッチ入力を行
うことができるので、ペン48を手放したり持ち替えた
りする煩わしさがない。また、図4に示すように、表示
画面内に設けられたメニュー部分(タッチ入力部分)に
ペン入力を行ってもメニュー選択されないので、メニュ
ー専用の入力部を設ける必要がない。よって、表示画面
内にメニュー部分を設けて入力の簡便化を図っても、表
示画面の情報量が減少して見にくい表示になったりペン
入力可能部分が減少することがなく、画面周辺部が大き
くなって携帯性が低下することもない。表示画面外の周
辺部にメニューを表示することにより、さらに表示情報
量やペン入力可能部分の減少を防ぐことができる。
【0023】なお、ペン入力とペン以外の入力との2種
類の入力方法を用いる入力装置として、電磁誘導方式タ
ブレットと接触方式タブレットを重ねた入力装置が提案
されている(特開昭63−298427号)。この入力
装置は、電磁誘導方式タブレットにより電磁誘導方式の
ペン入力を識別できるが、接触方式タブレットが重なっ
ており、同時に検出を行っているため、接触式タブレッ
トで座標を検出するとペン入力が行われたのか指による
タッチ入力が行われたのかを識別できない。
【0024】これに対して、本実施例の入力装置による
場合は、上述したようにタッチ入力、ペン入力のどちら
を用いたか識別できるので、それぞれの入力方法を常に
重ねた状態で使用できる。
【0025】上記センスボードを構成する一対の透明基
板としては、ガラス基板やプラスチックフィルム基板等
の透明基板を用いることができる。
【0026】さらに、各々の入力方法に対する視差調整
手段を形成し、実際の入力位置と観察者が目で見た入力
位置との視差、および、ペン入力位置とタッチ入力位置
との視差を調整するのが好ましい。例えば、ペン入力用
の視差調整手段としては、ペンを持ったまま複数ポイン
トを指示する方式が用いられ、一方のタッチ入力用の視
差調整手段としては、指で複数ポイントを指示する方式
が用いられる。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、1つの入力装置でペン入力では手書き文字な
どの微細入力、タッチ入力ではメニュー入力などの選択
入力を行うことができ、しかもそれらを識別することが
できる。
【0028】このため、ペンを保持したままタッチ入力
によりメニュー選択を行うことができ、入力効率を向上
させることができる。また、メニュー部分にペン入力を
行ってもメニュー選択されないので、メニュー専用の入
力部を設ける必要がなく、表示画面の情報量が減少して
見にくい表示になったりペン入力可能部分が減少するこ
とがない。よって、表示画面内にメニュー部分を設けて
入力の簡便化を図っても、表示情報量が多く見やすい広
い表示画面とすることができ、画面周辺部が大きくなっ
て携帯性が低下することもない。
【0029】上記センスボードを構成する一対の基板と
して透明基板を用いて表示装置と組み合わせると、表示
一体型の入力装置が得られる。
【0030】さらに、各々の入力方法に対する視差調整
手段を形成すると、実際の入力位置と観察者が目で見た
入力位置との視差、および、ペン入力位置とタッチ入力
位置との視差を調整することができるので、良好な入力
状態および表示状態が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である入力装置の構成を示す
断面図である。
【図2】図1の入力装置の分解斜視図である。
【図3】実施例の入力装置に対して指によるタッチ入力
を行う場合を説明するための正面図である。
【図4】実施例の入力装置に対して指によるペン入力を
行う場合を説明するための正面図である。
【図5】静電結合方式タブレットの構成を示す正面図で
ある。
【図6】静電結合方式タブレットにおける検出原理を説
明するための図である。
【図7】超音波方式タッチパネルの構成を示す正面図で
ある。
【図8】超音波方式タッチパネルにおける検出原理を説
明するための図である。
【符号の説明】
38 入力装置 37 枠体 39、40、41、42、43、44 メニュー 45、46 指入力用ガイド 47 指 48 ペン 60 超音波方式タッチパネル 61 静電結合方式タブレット 62 超音波発生器 64、65、66、67 反射アレイ 68、69 超音波受信器 70、72、 透明基板 71 Y軸方向用検出電極 73 X軸方向用検出電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向配設された一対の基板のうち、一方
    の基板の対向側表面にX軸方向検出用電極列が形成さ
    れ、他方の基板の対向側表面にY軸方向検出用電極列が
    形成されて静電結合方式のセンスボードが構成され、該
    一対の基板の入力側基板の電極列とは反対側表面に、X
    軸方向用およびY軸方向用の超音波発生器と、該超音波
    発生器から発生したX軸方向用およびY軸方向用の表面
    弾性波を反射する反射アレイと、該反射アレイに反射さ
    れたX軸方向用およびY軸方向用の表面弾性波を受信す
    る超音波受信器とが形成された入力装置。
  2. 【請求項2】 前記一対の基板が透明基板からなり、前
    記センスボードの入力側基板と反対側に表示装置が設け
    られて表示一体型となした請求項1に記載の入力装置。
  3. 【請求項3】 前記センスボード上を自由に移動可能な
    指示具による入力用の視差調整手段と、指によるタッチ
    入力用の視差調整手段が設けられた請求項1または2に
    記載の入力装置。
JP31890594A 1994-12-21 1994-12-21 入力装置およびその入力方法 Withdrawn JPH08179872A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009289084A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Pentel Corp タッチパネル装置
EP2187294A1 (en) 2008-11-06 2010-05-19 Hitachi Displays, Ltd. Capacitive coupling type touch panel
JP5951886B2 (ja) * 2013-03-18 2016-07-13 株式会社東芝 電子機器および入力方法

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