JPH08202490A - Ultrasonic detecting device - Google Patents

Ultrasonic detecting device

Info

Publication number
JPH08202490A
JPH08202490A JP882795A JP882795A JPH08202490A JP H08202490 A JPH08202490 A JP H08202490A JP 882795 A JP882795 A JP 882795A JP 882795 A JP882795 A JP 882795A JP H08202490 A JPH08202490 A JP H08202490A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
panel
ultrasonic
sampling
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP882795A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3411697B2 (en
Inventor
Kan Fujimoto
敢 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dowa Holdings Co Ltd
Original Assignee
Dowa Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dowa Mining Co Ltd filed Critical Dowa Mining Co Ltd
Priority to JP882795A priority Critical patent/JP3411697B2/en
Publication of JPH08202490A publication Critical patent/JPH08202490A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3411697B2 publication Critical patent/JP3411697B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To provide a ultrasonic detecting device that can automatically correct the influence of variation with temperature, etc., on base line data to be the reference for detecting a body. CONSTITUTION: This device is provided with a sampling means which samples an ultrasonic wave propagated in a panel 1, a digital filter 26 which digitally filters the sampled data, and a storage means 21 which stores the digitally filtered data as base line data. Consequently, the influence of variation on the stored line data is reduced and the data are automatically updated into new data.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、物体の有無または位
置を超音波により検出する超音波式検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic detecting device for detecting the presence or the position of an object by ultrasonic waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波式検出装置は、概略CRT等の表
示画面を覆って配置されるパネルと検出動作を制御する
制御部からなり、パネルに伝搬させた超音波の接触物体
による超音波吸収量から、物体の位置(タッチ位置)ま
たは有無を検出するものである。
2. Description of the Related Art An ultrasonic detecting device is generally composed of a panel which is arranged to cover a display screen such as a CRT and a control unit which controls a detecting operation, and absorbs ultrasonic waves propagated to the panel by a contact object. The position (touch position) or the presence or absence of the object is detected from the amount.

【0003】利用可能な超音波には、固体表面を伝搬す
る表面弾性波(SAW:Surface Acoust
ic Wave)と固体中を伝搬する体積弾性波(GA
W:Guided Acoustic Wave)があ
る。
Available ultrasonic waves include surface acoustic waves (SAW: Surface Acoustic Wave) propagating on a solid surface.
ic Wave) and bulk acoustic wave (GA) propagating in a solid
W: Guided Acoustic Wave).

【0004】図19は超音波用のパネルの概略平面構成
を示し、該パネル1は液晶パネルあるいはCRTディス
プレイ等と同一曲率を持ったほぼ矩形のガラスにより成
形され、パネル1の表面の4つの周辺部にはそれぞれ低
融点ガラス粉末により印刷加工された複数の反射素子2
からなる反射アレイ3が形成されている。反射アレイ3
に囲まれた矩形部分は検出面6となっており、検出面6
を挟む平行な対向する2つの反射アレイ3の一方の一端
には超音波を発信する発信子4が、他方の反射アレイ3
の一端には前記発信子4から発信された超音波を受信す
る受信子5が取り付けられて1組の検出対を構成してい
る。パネル1上の互いに垂直な2組の検出対により検出
面6上の位置座標が特定されることになる。2組の検出
対の反射アレイ3は、通常のXY座標面のXY座標軸に
それぞれ対応しており、片方の組の検出対の反射アレイ
3をX軸とすればもう一方の検出対の反射アレイ3はY
軸に相当する。
FIG. 19 shows a schematic plane structure of an ultrasonic panel. The panel 1 is formed of substantially rectangular glass having the same curvature as that of a liquid crystal panel or a CRT display, and four peripheral portions of the surface of the panel 1 are formed. A plurality of reflective elements 2 printed with low melting point glass powder on each part
The reflective array 3 is formed. Reflection array 3
The rectangular portion surrounded by is the detection surface 6, and the detection surface 6
A transmitter 4 for transmitting an ultrasonic wave is provided at one end of one of two parallel reflecting arrays 3 facing each other across the
A receiver 5 for receiving the ultrasonic waves transmitted from the transmitter 4 is attached to one end of the pair to form one detection pair. The position coordinates on the detection surface 6 are specified by the two detection pairs that are perpendicular to each other on the panel 1. The reflection arrays 3 of the two detection pairs respectively correspond to the XY coordinate axes of the normal XY coordinate plane, and if the reflection array 3 of the one detection pair is taken as the X axis, the reflection array of the other detection pair will be described. 3 is Y
Corresponds to the axis.

【0005】図20の(A)は表面弾性波用の発信子ま
たは受信子の取付け状態を示し、該発信子4および受信
子5は圧伝素子7とプリズム8により構成され、パネル
1の表面の前述の位置に取り付けられる。また、固体中
を伝搬する体積弾性波(GAW)の発信子4および受信
子5は、図20の(B)に示すようにパネル1の端面に
直接取り付けられる。以後の説明においては超音波とし
て図20の(A)に示す表面弾性波を例にとり説明す
る。
FIG. 20A shows a state in which a transmitter or a receiver for surface acoustic waves is attached. The transmitter 4 and the receiver 5 are composed of a pressure transmission element 7 and a prism 8 and are on the surface of the panel 1. Mounted in the above-mentioned position. Further, a volume acoustic wave (GAW) transmitter 4 and a receiver 5 propagating in a solid are directly attached to the end surface of the panel 1 as shown in FIG. In the following description, the surface acoustic wave shown in FIG. 20A will be described as an example of ultrasonic waves.

【0006】次にパネル表面上の物体の座標位置検出の
動作原理について簡単に説明する。図21の(A)に示
すように、制御部から5.5MHzの発信衝撃波が圧電
素子7に与えられると、圧電素子7に振動が発生してプ
リズム8内で縦波に変換される。プリズム8とパネル1
の界面では、縦波が表面弾性波に変換され、パネル1上
の反射アレイ3上を伝搬し、反射アレイ3の各反射素子
2によりごく少量のエネルギーを直角に反射する。反射
した表面弾性波は、図19の矢印に示すようにパネル1
の検出面6の全体に及びそして対向する反射アレイ3に
向かって伝搬し、該反射アレイ3によって直角に反射さ
れて、受信子5の圧電素子7により受信される。受信子
5により受信される信号は図21の(B)に示すように
持続時間の長い信号となる。この場合、パネル1の検出
面6に物体が接触する(タッチが発生する)と、接触部
分で弾性波エネルギーが吸収され図11の(C)に示す
ように接触部分に対応する信号が欠落し、受信信号内で
窪みHになって現れる。この場合、図19において最短
距離aを通る弾性波、タッチ位置bを通る弾性波または
最長距離cを通る弾性波では、受信子5へ到達するのに
時間差を生じるので、最初に受信された弾性波からタッ
チ位置bおよび最長距離cに対応する受信弾性波の経過
時間T1、T0を測定すれば物体9の位置(タッチ位置)
の座標成分を求めることができる。
Next, the operation principle of detecting the coordinate position of the object on the panel surface will be briefly described. As shown in FIG. 21 (A), when a 5.5 MHz transmitted shock wave is applied from the control unit to the piezoelectric element 7, the piezoelectric element 7 vibrates and is converted into a longitudinal wave in the prism 8. Prism 8 and panel 1
At the interface of 1, the longitudinal wave is converted into a surface acoustic wave, propagates on the reflection array 3 on the panel 1, and reflects a very small amount of energy at right angles by each reflection element 2 of the reflection array 3. The reflected surface acoustic wave is reflected by the panel 1 as shown by the arrow in FIG.
On the whole of the detection surface 6 and toward the opposite reflecting array 3, is reflected by the reflecting array 3 at a right angle, and is received by the piezoelectric element 7 of the receiver 5. The signal received by the receiver 5 has a long duration as shown in FIG. In this case, when an object comes into contact with the detection surface 6 of the panel 1 (a touch occurs), elastic wave energy is absorbed at the contact portion, and a signal corresponding to the contact portion is lost as shown in FIG. 11C. , Appears as a depression H in the received signal. In this case, in FIG. 19, an elastic wave passing through the shortest distance a, an elastic wave passing through the touch position b, or an elastic wave passing through the longest distance c causes a time lag in reaching the receiver 5, so that the elastic wave received first is received. If the elapsed times T 1 and T 0 of the received elastic waves corresponding to the touch position b and the longest distance c from the wave are measured, the position of the object 9 (touch position)
The coordinate component of can be obtained.

【0007】図21に示す受信波は、受信用圧電素子に
よって電圧に変換されるものの、受信波を示す電圧(振
幅)の時間変化は、図21に示すように均一ではなく、
実際には図22に示すように時間軸上で不均一なものに
なる。この振幅の形状は、プリズム8とパネル1の界
面、反射素子2、パネル表面等が必ずしも均一でなく表
面弾性波が一様に伝搬しないからであるが、いったんプ
リズム8、反射素子2、パネル1の界面が製作により決
まると、固有の形状(定数)とみなされる。パネル1上
を指等でタッチすると、図22の点線で示すように、そ
のタッチ位置に相当する部分の表面弾性波が吸収され
る。この吸収によるへこみの時間軸の位置から、タッチ
位置の座標成分が算出される。即ち、パネル1上の2組
の検出対の発信子4に交互に発信衝撃波を伝えることに
より、X、Yの座標軸での吸収によるへこみの位置から
タッチ位置の平面座標位置を算出し、タッチ位置座標が
検出される。
The received wave shown in FIG. 21 is converted into a voltage by the receiving piezoelectric element, but the time variation of the voltage (amplitude) showing the received wave is not uniform as shown in FIG.
Actually, as shown in FIG. 22, it becomes non-uniform on the time axis. The shape of this amplitude is because the interface between the prism 8 and the panel 1, the reflective element 2, the panel surface, etc. are not necessarily uniform and the surface acoustic waves do not propagate uniformly. When the interface of is determined by manufacturing, it is regarded as a unique shape (constant). When the panel 1 is touched with a finger or the like, the surface acoustic wave of the portion corresponding to the touch position is absorbed as shown by the dotted line in FIG. The coordinate component of the touch position is calculated from the position of the dent due to this absorption on the time axis. That is, by transmitting the transmitted shock waves alternately to the two transmitters 4 of the detection pair on the panel 1, the plane coordinate position of the touch position is calculated from the position of the dent due to absorption on the X and Y coordinate axes, and the touch position is calculated. The coordinates are detected.

【0008】より詳しくは、まず、検出面6上に接触物
体がない(タッチしていない)場合に、図22の電圧波
形は図23の丸印で示すように、等しい時間間隔でA/
D変換器により高速でサンプリングされ、そのサンプリ
ングデータはRAMに記憶される。この記憶データは、
タッチされていない時に受信される表面弾性波のサンプ
リングデータであって、以後にタッチオンを検出するさ
いのベースライン(基準)となるものである。
More specifically, first, when there is no contact object on the detection surface 6 (not touched), the voltage waveform of FIG. 22 is A / A at equal time intervals as shown by the circles in FIG.
Sampling is performed at high speed by the D converter, and the sampling data is stored in the RAM. This stored data is
It is sampling data of surface acoustic waves received when not touched, and serves as a baseline (reference) for subsequent detection of touch-on.

【0009】次に、通常の検出時に同様に受信波をサン
プリングし、以前にベースラインとしてRAM内に記憶
されている現在のサンプリング時間に対応するデータを
現在のサンプリングデータからそれぞれ差し引いた差分
をとり、時間tにおける測定データとする。この差分が
物体の接触による超音波の吸収の存在を表す値を示す。
ベースラインの記憶の後、何ら物体の接触がなければ、
測定されるサンプリングデータは変化せずベースライン
との差分は0となる。
Next, the received wave is similarly sampled at the time of normal detection, and the difference obtained by subtracting the data corresponding to the current sampling time previously stored in the RAM as the baseline from the current sampling data is calculated. , Measured data at time t. This difference indicates a value indicating the presence of absorption of ultrasonic waves due to contact with an object.
After memorizing the baseline, if there is no object contact,
The measured sampling data does not change and the difference from the baseline is 0.

【0010】図24は、ベースラインを基準とした場合
に、指でタッチしたときに現れる受信された電圧波形の
へこみを点線により示したものである。さらに、図25
は、図24のタッチを示す点線部を拡大すると共にベー
スラインと受信電圧波形のデジタル値の差を表した図で
ある。図25において、時間軸に示す各サンプリング時
間、・・・、tn-2、tn-1、tn、tn+1、tn+2、・・
・、に対してサンプリングされたことを示している。同
図において、サンプリングデータの差分ΔAnは、時間
t=tnで最大となる。
FIG. 24 shows a dent of a received voltage waveform which appears when a finger is touched with a dotted line when the baseline is used as a reference. Furthermore, FIG.
FIG. 25 is a diagram showing an enlarged dotted line portion showing a touch in FIG. 24 and showing a difference between a baseline and a digital value of a received voltage waveform. In FIG. 25, each sampling time on the time axis, ..., t n-2 , t n-1 , t n , t n + 1 , t n + 2 , ...
・ It shows that it was sampled for. In the figure, the difference ΔA n of the sampling data becomes maximum at time t = t n .

【0011】従来、タッチの有無およびタッチ座標を求
めるには、発信子4から発信衝撃波が出力されるごと
に、最大差分ΔAnを求めて基準レベル値Athと比較
して、 ΔAn≦Ath ・・・ タッチなし、 ΔAn>Ath ・・・ タッチあり、 と判定し、タッチありの場合にΔAnに対応する時間tn
から求められる座標成分をパネル1上のタッチ位置座標
成分とし、XおよびY座標軸の座標成分からタッチ位置
を検出している。
Conventionally, in order to determine the presence or absence of a touch and the touch coordinates, each time a transmission shock wave is output from the transmission element 4, a maximum difference ΔA n is obtained and compared with a reference level value Ath, and ΔA n ≤Ath. ... No touch, ΔA n> Ath ··· there is touch, and judgment, and time t n corresponding to ΔA n in the case where there is touch
The touch position is detected from the coordinate components of the X and Y coordinate axes by using the coordinate component obtained from the above as the touch position coordinate component on the panel 1.

【0012】ところで、タッチセンサとして超音波式検
出装置を使用する場合に問題となるのが、防水、防滴の
構造である。一般に超音波式検出装置では、防水を行う
ために、検出パネル1の検出面6を構成するガラス面に
物を密着させると、音波を吸収したり逃したりするの
で、図26に示すように検出パネル1にベゼル10を密
着固定し液晶表示部本体Aに取り付けた液晶ディスプレ
イBを完全防水、防滴の構造にすることは困難である。
特に、音波エネルギーがガラス表面近傍に集中している
表面弾性波を利用したタッチセンサにおいては、わずか
の密着構造でも音波の吸収度合いが大きいので、防水、
防滴は原理的な困難性がある。一方、体積弾性波の方式
では、表面弾性波の場合ほど音波吸収の度合いが大きく
ないので、ある程度の防水、防滴は可能である。
By the way, when using an ultrasonic detection device as a touch sensor, a problem is a waterproof and drip-proof structure. Generally, in an ultrasonic detection device, when an object is brought into close contact with the glass surface constituting the detection surface 6 of the detection panel 1 for waterproofing, the sound wave is absorbed or escaped. Therefore, as shown in FIG. It is difficult to make the liquid crystal display B mounted on the liquid crystal display unit main body A by closely fixing the bezel 10 to the panel 1 so as to have a completely waterproof and drip-proof structure.
In particular, in a touch sensor using surface acoustic waves in which sound wave energy is concentrated near the glass surface, the degree of absorption of sound waves is large even with a slight contact structure, so waterproofing,
Drip-proof has a theoretical difficulty. On the other hand, in the volume acoustic wave method, since the degree of sound wave absorption is not so large as in the case of the surface acoustic wave, waterproofing and drip-proofing are possible to some extent.

【0013】図27は、体積弾性波の方式において、両
面テープ101によりガラスの検出パネル1の外周表面
部とベゼル10とを接着し、検出パネル1の外周表面に
取付けられた反射アレイ3、及び検出パネル1の端面に
設けられた発信子4および受信子5を含む、ベゼル10
により覆われた箇所の防水、防滴構造を実現したもので
ある。また、図28は、ベゼル10と検出パネル1の外
周表面部との間にOリング102を介在させ、検出パネ
ル1とベゼル10間に圧力を加えて密着構造にすること
により防水、防滴を実現したものである。
FIG. 27 shows a reflection array 3 attached to the outer peripheral surface of the detection panel 1 by attaching the bezel 10 to the outer peripheral surface of the glass detection panel 1 by the double-sided tape 101 in the volume acoustic wave system. A bezel 10 including a transmitter 4 and a receiver 5 provided on the end surface of the detection panel 1.
This is a waterproof and drip-proof structure for the area covered by. Further, in FIG. 28, the O-ring 102 is interposed between the bezel 10 and the outer peripheral surface portion of the detection panel 1, and pressure is applied between the detection panel 1 and the bezel 10 to form a close contact structure, so that waterproof and drip-proof are achieved. It was realized.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】課 題 A 超音波式検出装置において、一般にトランスデューサと
して使用するLiNbO3単結晶や圧電セラミックスは
温度による特性変化が大きい。また、電子回路部品やセ
ンサ板の温度特性変化も加わって、図23に示すベース
ライン自身が大きく温度ドリフトを起こしていた。この
温度ドリフトにより、例えば超音波式検出装置およびホ
ストコンピュータの電源を入れて暫くすると、実際のベ
ースラインが大きくずれる結果、タッチの有無の判断を
誤って誤動作に至ることがある。この問題に対処するた
めに、従来、定期的にベースラインをリフレッシュする
という作業が行われていた。リフレッシュとは、例えば
30秒または1分等の周期でベースラインとなるA/D
変換値を最新のA/D変換値で置き換えることである。
ところがこの方法では、指でタッチしているときにリフ
レッシュが行われると、タッチされたサンプリングデー
タをベースラインデータとして記憶してしまうため、タ
ッチしていない状態で次のリフレッシュが行われるまで
は前にタッチしていた部分のタッチは判断できないとい
う不都合が生じる。また、周囲温度変化が激しい場合に
は、現在のリフレッシュと次のリフレッシュの間にサン
プリングデータに対する温度変化の影響が著しく、ベー
スラインデータが温度変化に追従しないため誤動作が発
生しやすいことになる。
Problem A In an ultrasonic detection device, the characteristics of LiNbO 3 single crystal or piezoelectric ceramics generally used as a transducer are largely changed by temperature. In addition, the temperature characteristic changes of the electronic circuit parts and the sensor plate are also added, and the baseline itself shown in FIG. 23 causes a large temperature drift. Due to this temperature drift, for example, when the ultrasonic detection device and the host computer are powered on for a while, the actual baseline may be largely deviated, and the presence / absence of a touch may be erroneously determined, resulting in a malfunction. In order to deal with this problem, the work of refreshing the baseline has been conventionally performed. Refresh is, for example, an A / D that becomes a baseline in a cycle of 30 seconds or 1 minute.
Replacing the conversion value with the latest A / D conversion value.
However, with this method, when refresh is performed while touching with a finger, the touched sampling data is stored as baseline data, so it is necessary to wait until the next refresh is performed without touching. There is an inconvenience that the touch of the part that has been touched cannot be determined. Further, when the ambient temperature changes drastically, the influence of the temperature change on the sampling data is significant between the current refresh and the next refresh, and the baseline data does not follow the temperature change, so that a malfunction is likely to occur.

【0015】また、超音波式検出装置の制御部の回路
は、電源回路やホストコンピュータあるいは電磁波から
のノイズの影響を受けやすい。これは、サンプリングに
使用されるA/D変換が高速で動作すること、そして圧
電素子7の内部インピーダンスが高く外来ノイズを拾い
やすいためである。例えば図29に示すように、A/D
変換されたサンプリングデータにノイズによる誤差Eが
重畳し、正常な場合はベースラインからの差の最大値と
して検出されるR点よりもノイズが重畳したP点やQ点
の差が大きくなって最大値として検出され、このためタ
ッチ位置はR点に対応する正しいサンプリング時間tn
から算出されずにP点またはQ点と対応する誤ったサン
プリング時間tPやtQから求められるので、タッチ位置
の検出がノイズによって誤ることになる。また図30に
示すように、タッチを検出する基準値を実際には越えて
いないのにB点のようにノイズが加わって瞬間的に基準
値Athを越えたり、タッチした指圧力がふらつくこと
によって誤検出やタッチあり/タッチなしを繰り返すよ
うな誤動作が発生する虞れがある。
Further, the circuit of the control unit of the ultrasonic detection device is easily affected by noise from the power supply circuit, the host computer or electromagnetic waves. This is because the A / D conversion used for sampling operates at high speed, and the internal impedance of the piezoelectric element 7 is high, and external noise is easily picked up. For example, as shown in FIG. 29, A / D
An error E due to noise is superimposed on the converted sampling data, and in a normal case, the difference between the P point and Q point where noise is superimposed is larger than the R point detected as the maximum value of the difference from the baseline, and the maximum. Detected as a value, so that the touch position is the correct sampling time tn corresponding to the R point.
Since it is obtained from the incorrect sampling time t P or t Q corresponding to the point P or the point Q without being calculated from, the detection of the touch position is erroneous due to noise. Further, as shown in FIG. 30, when the reference value for detecting a touch is not actually exceeded, noise such as point B is added and the reference value Ath is momentarily exceeded, or the touched finger pressure fluctuates. There is a possibility that an erroneous operation such as erroneous detection or repeated touch / non-touch may occur.

【0016】この発明の目的は、ベースラインの温度等
による変動の影響を自動的に修正できる超音波式検出装
置を提供することである。また、この発明の目的は、電
気ノイズ等の影響による誤検出を防止する超音波式検出
装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide an ultrasonic detection device capable of automatically correcting the influence of fluctuations due to the baseline temperature and the like. Another object of the present invention is to provide an ultrasonic detection device that prevents erroneous detection due to the influence of electrical noise or the like.

【0017】課 題 B 従来の同一波長の超音波を発信する方式の超音波式検出
装置には、次のような欠点があった。すなわち、この種
の超音波式検出装置においては、検出される座標(X座
標、Y座標)の分解能を上げるためには、受信子5によ
り受信された超音波信号をA/D変換するA/D変換器
のサンプリング速度を上げる必要がある。例えば、ガラ
ス上の音波の速度が約3000m/secの場合、座標
の分解能を0.3mmにするには、サンプリング速度
は、
Problem B The conventional ultrasonic detecting device of the type that transmits ultrasonic waves of the same wavelength has the following drawbacks. That is, in this type of ultrasonic detecting device, in order to increase the resolution of the detected coordinates (X coordinate, Y coordinate), the A / D converting the ultrasonic signal received by the receiver 5 is performed. It is necessary to increase the sampling speed of the D converter. For example, when the velocity of the sound wave on the glass is about 3000 m / sec, the sampling rate is set to 0.3 mm for the coordinate resolution.

【数1】0.3mm/3×106(mm/sec)=
0.1/106(sec)=0.1μsec 従って、サンプリング周波数は、1/(0.1μse
c)=10MHzにする必要がある。これは、A/D変
換器としては相当速い速度であるため、A/D変換器に
使用されるICは高価になり、回路全体のコストアップ
の原因となる。
[Formula 1] 0.3 mm / 3 × 10 6 (mm / sec) =
0.1 / 10 6 (sec) = 0.1 μsec Therefore, the sampling frequency is 1 / (0.1 μse
c) = 10 MHz needs to be set. This is a considerably high speed as an A / D converter, so that the IC used for the A / D converter becomes expensive, which causes an increase in the cost of the entire circuit.

【0018】また、A/D変換の前段で超音波のAM検
波(AM復調)を行なっているものの、検出に使用され
る音波の周波数は5MHz程度であり、この音波周波数
ではリップルを完全に除去するのは困難であるため、こ
の周波数以上の高速サンプリングを行う場合にリップル
は大きな問題となる。さらに高速のサンプリング速度に
対応するにはタイミングをマイクロプロセッサから制御
するのは困難で、ハードウェアで高速のタイミング発生
および制御回路を特に備える必要があり、その費用が高
価になる問題がある。そのうえ、高速の制御回路を実現
するためには、制御回路が多消費電流型となり、過熱し
易くかつベースラインデータの温度によるドリフトが生
じ易いため低消費電流回路にする必要があるがこの実現
が困難である。
Further, although the AM detection (AM demodulation) of the ultrasonic wave is performed before the A / D conversion, the frequency of the sound wave used for detection is about 5 MHz, and the ripple is completely removed at this sound wave frequency. Since it is difficult to do so, ripple becomes a big problem when performing high-speed sampling above this frequency. Further, it is difficult to control the timing from the microprocessor in order to cope with a higher sampling rate, and it is necessary to specifically provide a high-speed timing generation and control circuit in hardware, which causes a problem of high cost. In addition, in order to realize a high-speed control circuit, the control circuit becomes a high-consumption current type, which easily overheats and easily causes drift due to the temperature of the baseline data, so it is necessary to use a low-current consumption circuit. Have difficulty.

【0019】タッチ座標の分解能を上げるには、データ
のサンプリング速度を上げる必要がある。音波の伝播速
度は一定であるので、サンプリング速度を2倍にすれば
分解能は2倍になる。ところが、サンプリング速度を上
げればそれに比例してサンプリングされたデータ点数が
増加し、データ処理時間が長くなる。また、サンプリン
グ速度を上げるためには、より速く価格の高いA/D変
換器が必要であったり、SRAMに保存するデータ点数
が増加するので、SRAMのメモリサイズも大きくしな
ければならなくなり、価格が上昇する原因となる。
To increase the touch coordinate resolution, it is necessary to increase the data sampling rate. Since the propagation speed of sound waves is constant, doubling the sampling speed doubles the resolution. However, if the sampling speed is increased, the number of sampled data points is increased in proportion thereto, and the data processing time becomes longer. Also, in order to increase the sampling speed, a faster and more expensive A / D converter is required, and the number of data points stored in the SRAM increases, so the SRAM memory size must also be increased. Cause rise.

【0020】この発明の別の目的は、高速A/D変換を
行なわずに高分解能の超音波式検出装置を提供すること
である。
Another object of the present invention is to provide a high resolution ultrasonic detecting device without performing high speed A / D conversion.

【0021】課 題 C 従来、サンプリングされたデータの処理について次のよ
うな問題があった。この問題について図19に示すよう
な300mm×200mmの検出面6を有するパネル1
を例に説明する。ガラス中を伝播する音波速度を300
0m/sとすると、図19に示すように、X軸発信子4
から出力された音波の経路のうち最も長い経路の距離
は、概算で、
Problem C Conventionally, the following problems have been encountered in processing sampled data. Regarding this problem, the panel 1 having the detection surface 6 of 300 mm × 200 mm as shown in FIG.
Will be described as an example. The speed of sound waves propagating in glass is 300
Assuming 0 m / s, as shown in FIG.
The distance of the longest path of the sound wave output from is approximately,

【数2】300×2+200=800(mm) となる。この経路を通過する音波の通過時間は、[Expression 2] 300 × 2 + 200 = 800 (mm). The transit time of the sound wave passing through this path is

【数3】800(mm)/3000(m/s)=0.2
7(ms) となる。即ち、衝撃波を発して、データのサンプリング
が完了するまで0.27msである。同様にして、Y軸
発信子4から出力された音波のデータサンプリングが完
了するまでの時間は、
[Equation 3] 800 (mm) / 3000 (m / s) = 0.2
It becomes 7 (ms). That is, it takes 0.27 ms until a shock wave is emitted and data sampling is completed. Similarly, the time until the data sampling of the sound wave output from the Y-axis transmitter 4 is completed is

【数4】(300+200×2)(mm)/3000
(m/s)=0.23(ms) となる。従って、X軸、Y軸合わせて、データサンプリ
ングに所要する時間は、
[Equation 4] (300 + 200 × 2) (mm) / 3000
(M / s) = 0.23 (ms). Therefore, the time required for data sampling for both X-axis and Y-axis is

【数5】0.27+0.23=0.5(ms) である。このように、超音波式検出装置では、サンプリ
ング速度が速いので音波発信から、サンプリング終了ま
で短時間で完了している。
## EQU5 ## 0.27 + 0.23 = 0.5 (ms). As described above, in the ultrasonic detection device, since the sampling speed is high, it is completed in a short time from the sound wave transmission to the end of sampling.

【0022】データのサンプリング速度を例えば5MH
zとすると、1サンプリング時間1/(5×106
(s)に進行する音波の距離は、
The data sampling rate is set to 5 MH, for example.
If z, 1 sampling time 1 / (5 × 10 6 )
The distance of the sound wave traveling in (s) is

【数6】3×106(mm/s)・1/(5×106
(s)=0.6(mm) であるから、音波の往復を考慮して、検出座標の分解能
は、0.6(mm)/2=0.3(mm)となる。サン
プル数については、分解能0.3mm(5MHzサンプ
リング)の場合、X軸のサンプル数は、
[Equation 6] 3 × 10 6 (mm / s) · 1 / (5 × 10 6 )
Since (s) = 0.6 (mm), the resolution of the detection coordinates is 0.6 (mm) /2=0.3 (mm) in consideration of the round trip of the sound wave. Regarding the number of samples, when the resolution is 0.3 mm (5 MHz sampling), the number of samples on the X axis is

【数7】 300(mm)/(0.3(mm))=1000点 Y軸のサンプル数は、## EQU00007 ## 300 (mm) / (0.3 (mm)) = 1000 points The number of samples on the Y-axis is

【数8】 200(mm)/(0.3(mm))= 667点 となる。分解能を上げればサンプル数はさらに増加す
る。X軸、Y軸の全サンプリング時間は短時間である
が、サンプリングのデータ点数が多いために、データを
処理する時間が長くなる。このデータ処理時間がタッチ
検出の総合速度が遅くなる原因となっていた。
## EQU00008 ## 200 (mm) / (0.3 (mm)) = 667 points. Increasing the resolution will further increase the number of samples. The total sampling time for the X-axis and the Y-axis is short, but the number of data points for sampling is large, so the time for processing the data becomes long. This data processing time has been a cause of slowing down the overall speed of touch detection.

【0023】例えば、データ処理を一般に使用されてい
る8ビットのマイクロプロセッサにより処理した場合の
処理時間は、X座標及びY座標を合わせて約20ms要
する。この処理時間に、発信子の駆動から検出までに要
する時間とその他の処理時間(例えば、ホストコンピュ
ータへの通信の為にASCIIコードへの変換時間)の
ために約3msを要し、このため検出に要する全走査時
間としては約23msを要することになる。さらに、ベ
ースラインデータの温度によるドリフトおよびノイズ対
策のためにデータの補正処理を行うと、約10〜20m
sの処理時間が加算されるため、全走査時間は約33〜
43msに達する。
For example, when the data processing is performed by a commonly used 8-bit microprocessor, the processing time for the X coordinate and the Y coordinate is about 20 ms. This processing time requires about 3 ms due to the time required from the driving of the transmitter to the detection and other processing time (for example, conversion time to ASCII code for communication to the host computer). It takes about 23 ms as the total scanning time required for. Furthermore, if data correction processing is performed to prevent drift and noise due to the temperature of the baseline data, it will be approximately 10 to 20 m.
Since the processing time of s is added, the total scanning time is about 33-
43ms is reached.

【0024】この走査速度では、通常のタッチ操作では
時間的にほとんど問題とはならないが、例えばペンを使
ったペンコンピューティングや、指でのネームサインで
は、タッチ操作はかなり高速であり、データ処理はタッ
チ操作に正確に追従することができなくなる。ペンコン
ピューティングに使用されるタブレットでは、タッチ座
標のサンプリング速度は5ms程度である。そこで、ペ
ンコンピューティング等に、超音波式タッチパネルを利
用する場合には、サンプリング速度に走査時間を合わせ
て5ms程度にする必要がある。
At this scanning speed, a normal touch operation causes almost no problem in time, but in pen computing using a pen or name sign with a finger, for example, the touch operation is considerably fast, and data processing is performed. Will not be able to accurately follow touch operations. A tablet used for pen computing has a sampling rate of touch coordinates of about 5 ms. Therefore, when the ultrasonic touch panel is used for pen computing or the like, it is necessary to set the scanning speed to the sampling speed to about 5 ms.

【0025】この発明の目的は、高速の走査が可能な超
音波式検出装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide an ultrasonic detection device capable of high speed scanning.

【0026】課 題 D 従来の体積弾性波方式における防水、防滴構造は、ある
程度の防水、防滴は可能であるが、完全密閉構造ではな
かった。例えば、図27に示す防水構造では、両面テー
プ101は音波の吸収力が極めて強く、完全密閉に必要
な幅以上の幅で接着すると音波をほとんど吸収してしま
うので、タッチセンサとして使用不能となる。具体的に
は、完全密閉のためには両面テープ101は7mm程度
の幅を必要とするが、両面テープ101の検出パネル1
への接着部が検出パネル1の両側に設けられるので14
mmの幅の両面テープが体積弾性波の進行経路に使われ
ることになる。この幅になると、体積弾性波でさえもほ
とんど吸収してしまう。従って、両面テープの幅はタッ
チ検出に差し障りのない幅に制限しなければならず、こ
のため防水、防滴構造としては不完全であった。
Problem D The waterproof and drip-proof structure in the conventional volume elastic wave system is capable of waterproofing and drip-proof to some extent, but is not a completely sealed structure. For example, in the waterproof structure shown in FIG. 27, the double-sided tape 101 has a very strong sound wave absorbing power, and if the double-sided tape 101 is adhered with a width larger than that required for complete sealing, the double-sided tape 101 absorbs most of the sound wave, and thus cannot be used as a touch sensor. . Specifically, the double-sided tape 101 requires a width of about 7 mm for complete sealing, but the double-sided tape 101 has a detection panel 1
Since the adhesive parts to be provided on both sides of the detection panel 1,
A double-sided tape having a width of mm will be used for the traveling path of the bulk acoustic wave. At this width, even bulk acoustic waves are almost absorbed. Therefore, the width of the double-sided tape must be limited to a width that does not hinder the touch detection, which is an incomplete waterproof and drip-proof structure.

【0027】図28に示す防水構造では、Oリングやガ
スケットを検出パネル1とベゼル10の間に介在させる
場合、完全密閉構造とするためには一定以上の圧力を加
える必要がある。ところで、完全密閉に必要とする圧力
を加えると、検出パネル1のガラスやベゼル10にたわ
みが生じたり、音波そのものも多量に吸収されてタッチ
センサとして使用不能となる問題がある。さらに、図2
8に示した矢印の方向に圧力をかけることは製造工程上
困難がある。
In the waterproof structure shown in FIG. 28, when an O-ring or a gasket is interposed between the detection panel 1 and the bezel 10, it is necessary to apply a certain pressure or more in order to obtain a completely sealed structure. By the way, when the pressure required for complete sealing is applied, there is a problem that the glass of the detection panel 1 or the bezel 10 is bent, and a large amount of sound waves themselves are absorbed, making it unusable as a touch sensor. Furthermore, FIG.
It is difficult to apply pressure in the direction of the arrow shown in 8 in the manufacturing process.

【0028】この発明の目的は、体積弾性波を利用した
超音波式検出装置において、防水、防滴のための完全密
閉構造を実現した超音波式検出装置を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide an ultrasonic detecting device utilizing volume elastic waves, which realizes a completely sealed structure for waterproofing and drip-proofing.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】課題Aを解決するためこ
の発明の超音波式検出装置は、パネルを伝搬する超音波
をサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリ
ングされたデータをデジタルフィルタリングするデジタ
ルフィルタと、前記デジタルフィルタリングされたデー
タを、物体を検出する基準となるベースラインデータと
して記憶する記憶手段と、を備えている。また、本一発
明では物体のパネルへのタッチ中であってタッチ位置近
辺のサンプリングデータは前記ベースラインデータから
除外されるデータ選択手段を備えて構成される。また、
この発明の超音波式検出装置は、パネルを伝搬する超音
波をサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプ
リングされたデータを物体を検出する基準となるベース
ラインデータとして記憶する記憶手段と、少なくとも、
物体のパネルへのタッチ中であってかつタッチ位置近辺
でサンプリングされたサンプリングデータと、該サンプ
リングデータの各位置に対応する前記記憶手段に記憶さ
れたベースラインデータとの各差分データを求め、該各
差分データを相互に平滑化する平滑処理手段と、を備え
ている。また、この発明の超音波検出装置は、前記パネ
ルを伝搬する超音波をサンプリングするサンプリング手
段と、前記サンプリングされたデータをデジタルフィル
タリングするデジタルフィルタと、前記デジタルフィル
タリングされたデータを、物体を検出する基準となるベ
ースラインデータとして記憶する記憶手段と、少なくと
も、物体のパネルへのタッチ中であってかつタッチ位置
近辺でサンプリングされたサンプリングデータと、該サ
ンプリングデータの各位置に対応する前記記憶手段に記
憶されたベースラインデータとの各差分データを求め、
該各差分データを相互に平滑化する平滑処理手段と、を
備えている。
In order to solve the problem A, an ultrasonic detecting device of the present invention comprises a sampling means for sampling the ultrasonic wave propagating through the panel, and a digital filter for digitally filtering the sampled data. And a storage unit that stores the digitally filtered data as baseline data that serves as a reference for detecting an object. Further, according to the present invention, the sampling data in the vicinity of the touch position during the touch of the object on the panel is provided with a data selection unit that is excluded from the baseline data. Also,
The ultrasonic detection device of the present invention has a sampling means for sampling the ultrasonic wave propagating through the panel, a storage means for storing the sampled data as baseline data to be a reference for detecting an object, and at least:
Obtaining each difference data between the sampling data sampled in the vicinity of the touch position while the object is touching the panel and the baseline data stored in the storage means corresponding to each position of the sampling data, Smoothing processing means for mutually smoothing the respective difference data. Further, the ultrasonic wave detection device of the present invention detects an object by sampling means for sampling the ultrasonic wave propagating through the panel, a digital filter for digitally filtering the sampled data, and the digitally filtered data. A storage means for storing the reference baseline data, at least sampling data sampled in the vicinity of the touch position while the object is touching the panel, and the storage means corresponding to each position of the sampling data. Obtain each difference data from the stored baseline data,
Smoothing processing means for mutually smoothing the respective difference data.

【0030】課題Bを解決するため、この発明の超音波
式検出装置は、複数の異なる波長の超音波をパネルのX
方向およびY方向へ発振する発振手段と、前記発信手段
から発信される異なる超音波の波長を時分割で発信する
ための制御を行う発信制御手段と、前記発信された超音
波を受信する受信手段と、前記発信された超音波が伝搬
するパネル上に前記複数の異なる波長毎に対応する所定
の間隔で配置され、前記パネル上の検出面を通る所定の
波長の超音波を選択して反射させ、前記受信手段へと伝
搬させる反射アレイ対と、前記受信手段から受信された
所定の波長の超音波を基準レベルと比較することにより
該当する所定の波長の反射位置における物体のタッチの
有無を検出する手段と、を備えて構成されている。ま
た、この発明の超音波式検出装置は、パネルを伝搬する
超音波をサンプリングしてサンプリングデータを求め、
該サンプリングデータを記憶する手段と、前記サンプリ
ングデータから物体を検出する基準となるベースライン
データを求め、該ベースラインデータを記憶する手段
と、前記サンプリングデータと前記ベースラインデータ
との差分を求め、該差分から前記パネル上の物体のタッ
チの有無を検出し、物体のタッチが検出された場合に補
間法により前記サンプリングデータのサンプリング時点
間の非サンプリング期間のデータとして補間データを計
算し、前記サンプリングデータおよび該補間データから
物体のタッチの位置を求める演算手段と、を備えて構成
されている。
In order to solve the problem B, the ultrasonic detecting device of the present invention uses a plurality of ultrasonic waves of different wavelengths to transmit X rays of the panel.
Direction and Y direction, oscillating means, transmission control means for controlling time-division transmission of different ultrasonic wavelengths transmitted from the transmission means, and receiving means for receiving the transmitted ultrasonic waves. And is arranged at a predetermined interval corresponding to each of the plurality of different wavelengths on the panel through which the transmitted ultrasonic waves propagate, and selects and reflects ultrasonic waves of a predetermined wavelength passing through the detection surface on the panel. Detecting the presence / absence of a touch of an object at a reflection position of a corresponding predetermined wavelength by comparing a reflection array pair propagating to the reception unit and an ultrasonic wave of a predetermined wavelength received from the reception unit with a reference level And means for doing so. Further, the ultrasonic detection device of the present invention obtains sampling data by sampling the ultrasonic waves propagating through the panel,
A means for storing the sampling data, a baseline data serving as a reference for detecting an object from the sampling data, a means for storing the baseline data, a difference between the sampling data and the baseline data, The presence or absence of a touch of the object on the panel is detected from the difference, and when the touch of the object is detected, interpolation data is calculated as data of a non-sampling period between sampling points of the sampling data by the interpolation method, and the sampling is performed. And a calculation unit that obtains the touch position of the object from the data and the interpolation data.

【0031】課題Cを解決するため、この発明の超音波
式検出装置は、パネルを伝搬する超音波をサンプリング
してサンプリングデータを求め、該サンプリングデータ
を記憶する手段と、前記サンプリングデータから物体を
検出する基準となるベースラインデータを求め、該ベー
スラインデータを記憶する手段と、前記サンプリングデ
ータのうち選択されたデータとベースラインデータを比
較して前記パネル上の物体のタッチの有無を検出する検
出手段と、前記物体のタッチが検出された場合に、前記
サンプリングデータのデータ処理はタッチが検出された
近傍のサンプリングデータに制限する手段と、を備えて
構成されている。また、この発明の超音波式検出装置
は、前記パネルを伝搬する超音波をサンプリングしてサ
ンプリングデータを求め、該サンプリングデータを記憶
する手段と、前記サンプリングデータから物体を検出す
る基準となるベースラインデータを求め、該ベースライ
ンデータを記憶する手段と、前記サンプリングデータと
前記ベースラインデータとの差分データを求める減算手
段と、前記差分データと基準値と比較し、前記物体のタ
ッチの有無を検出する比較手段と、前記比較手段からの
出力により前記物体のタッチが検出された場合に、前記
サンプリングデータのデータ処理はタッチが検出された
近傍のサンプリングデータに制限する制御手段と、を備
え、前記減算手段および比較手段はハードウエア構成さ
れている。
In order to solve the problem C, the ultrasonic detection apparatus of the present invention samples ultrasonic waves propagating through a panel to obtain sampling data, stores the sampling data, and an object from the sampling data. Baseline data serving as a reference for detection is obtained, and means for storing the baseline data is compared with baseline data selected from the sampling data to detect whether or not an object on the panel is touched. When a touch of the object is detected, the data processing of the sampling data is configured to limit to sampling data in the vicinity where the touch is detected. In addition, the ultrasonic detection device of the present invention is a means for sampling the ultrasonic waves propagating through the panel to obtain sampling data, storing the sampling data, and a baseline serving as a reference for detecting an object from the sampling data. Means for obtaining data and storing the baseline data, subtraction means for obtaining difference data between the sampling data and the baseline data, and comparing the difference data with a reference value to detect whether or not the object is touched Comparing means for, and when the touch of the object is detected by the output from the comparing means, the data processing of the sampling data, the control means for limiting to the sampling data in the vicinity where the touch is detected, The subtracting means and the comparing means are configured by hardware.

【0032】課題Dを解決するために、この発明の超音
波検出装置は検出パネルとベゼルは音波の吸収力のない
接着剤により固定されている。また、本一発明ではベゼ
ルには振動溶着によりスペーサが固定され、該スペーサ
が音波の吸収力のない接着剤により前記検出パネルに固
定される構成を備えている。また、本一発明では検出パ
ネルとベゼルとの固定を補強する補強部材を該検出パネ
ルの外周面の裏面と該ベゼルの間に取付けた構成を備え
ている。また、本超音波検出装置は検出パネルとベゼル
は振動溶着により固定されている。また、本一発明では
振動溶着の箇所が反射アレーの外側の検出パネルの外周
面に設けられている。さらに、本一発明では振動溶着の
箇所と発信子または受信子との距離は、発信または受信
される体積弾性波と振動溶着の箇所による体積弾性波の
反射波との共振を回避する一定以上の距離に隔てられて
いる。
In order to solve the problem D, in the ultrasonic detection device of the present invention, the detection panel and the bezel are fixed by an adhesive that does not absorb sound waves. Further, according to the present invention, a spacer is fixed to the bezel by vibration welding, and the spacer is fixed to the detection panel with an adhesive having no sound wave absorbing power. Further, the present invention has a configuration in which a reinforcing member that reinforces the fixation between the detection panel and the bezel is attached between the back surface of the outer peripheral surface of the detection panel and the bezel. Further, in the present ultrasonic detection device, the detection panel and the bezel are fixed by vibration welding. Further, in the present invention, the vibration welding portion is provided on the outer peripheral surface of the detection panel outside the reflection array. Further, in the present invention, the distance between the vibration welded portion and the transmitter or the receiver is a certain value or more to avoid resonance between the volume elastic wave transmitted or received and the reflected wave of the volume elastic wave caused by the vibration welded portion. Separated by distance.

【0033】[0033]

【作用】課題Aを解決するためこの発明の超音波式検出
装置は、サンプリングデータを逐次にデジタルフィルタ
を介してベースラインデータを算出して記憶し、この結
果、ベースラインデータはドリフトによる影響が緩衝さ
れて自動的に新しいデータに更新される。また、この発
明は、平滑化処理手段を備え、物体のパネルへのタッチ
中であってかつタッチ位置近辺の差分データを平滑化す
ることによりノイズによる誤検出を防止する。
In order to solve the problem A, the ultrasonic detection apparatus of the present invention sequentially calculates sampling data through a digital filter and stores the data, and as a result, the baseline data is not affected by drift. It is buffered and automatically updated with new data. In addition, the present invention includes smoothing processing means, and prevents erroneous detection due to noise by smoothing the difference data in the vicinity of the touch position while the object is touching the panel.

【0034】課題Bを解決するためこの発明は、複数の
異なる波長の超音波を発振し、超音波の異なる波長毎に
異なる反射アレイ対により超音波をパネル上の異なる検
出面位置を通し受信手段へと伝搬させる。超音波の異な
る波長を検出面上の異なる検出位置に対応させて該受信
された波長の超音波から対応する検出位置のタッチの有
無を判断するので、サンプリング速度とは無関係に高分
解能を達成できる。また、この発明は、サンプリングデ
ータとベースラインデータとの差分を求め、該差分から
補間法によりサンプリングデータのサンプリング時点間
の非サンプリング期間のデータとして補間データを計算
し、前記サンプリングデータおよび該補間データから物
体のタッチの位置を求めているから、高分解能を達成で
きる。
In order to solve the problem B, the present invention oscillates a plurality of ultrasonic waves having different wavelengths, and the ultrasonic wave is transmitted through different detection surface positions on the panel by different reflection array pairs for different wavelengths of the ultrasonic waves. Propagate to. Since different wavelengths of ultrasonic waves are made to correspond to different detection positions on the detection surface and the presence or absence of a touch at the corresponding detection positions is judged from the ultrasonic waves of the received wavelength, high resolution can be achieved regardless of the sampling speed. . Further, the present invention obtains the difference between the sampling data and the baseline data, calculates the interpolation data as the data of the non-sampling period between the sampling points of the sampling data by the interpolation method from the difference, and calculates the sampling data and the interpolation data. Since the touch position of the object is obtained from, high resolution can be achieved.

【0035】課題Cを解決するためこの発明は、選択さ
れたサンプリングデータから物体のタッチの有無を検出
して物体のタッチが検出された場合に、サンプリングデ
ータのデータ処理はタッチが検出された近傍のサンプリ
ングデータに制限されるから、サンプリングデータの処
理時間が減少し、このため走査時間の高速化が図れる。
また、この発明は、減算手段および比較手段をハードウ
エア構成しているからタッチの有無の判断が迅速にでき
るので走査時間の高速化が図れる。
In order to solve the problem C, the present invention detects the presence / absence of a touch of an object from the selected sampling data, and when the touch of the object is detected, the data processing of the sampling data is performed in the vicinity where the touch is detected. Since the sampling data is limited to the sampling data of 1, the processing time of the sampling data is reduced, and thus the scanning time can be shortened.
Further, according to the present invention, since the subtraction means and the comparison means are configured by hardware, it is possible to quickly determine the presence or absence of a touch, so that the scanning time can be shortened.

【0036】課題Dを解決するためにこの発明は、検出
パネルとベゼルは音波の吸収力のない接着剤により固定
するか、または検出パネルとベゼルは振動溶着により固
定する構造を採用しているので、体積弾性波の吸収がタ
ッチ検出に差し障りのない程度に押さえられかつ優れた
防水、防滴構造を実現できる。
In order to solve the problem D, the present invention adopts a structure in which the detection panel and the bezel are fixed by an adhesive that does not absorb sound waves, or the detection panel and the bezel are fixed by vibration welding. It is possible to realize an excellent waterproof and drip-proof structure while suppressing the volume acoustic wave absorption to the extent that it does not hinder touch detection.

【0037】[0037]

【実施例】実 施 例 A 課題Aを解決する本発明の超音波式検出装置の一実施例
の概略構成について図1を参照して説明する。図1にお
いて、衝撃波発生器11から出力される超音波の衝撃波
は送信アンプ12を介してX軸スイッチ13およびY軸
スイッチ14に与えられる。X軸スイッチ13およびY
軸スイッチ14から出力される衝撃波は、図19に示さ
れるパネル1に備えられた発信子4に相当するX軸発信
子4aとY軸発信子4bにそれぞれ対応して入力され
る。X軸発信子4aとY軸発信子4bから出力された超
音波はパネル面を表面弾性波としてそれぞれX軸方向お
よびY軸方向に伝播し、図19に示されるパネル1の備
えられた受信子5に相当するX軸受信子5aおよびY軸
受信子5bによってそれぞれ受信される。X軸受信子5
aおよびY軸受信子5bによって受信された表面弾性波
は超音波電気信号に変換されてそれぞれ対応するX軸ス
イッチ15およびY軸スイッチ16に与えられ、該スイ
ッチ15、16を介した超音波信号は受信アンプ17に
入力される。X軸スイッチ13、15およびY軸スイッ
チ14、16はマイクロプロセッサ26により制御され
ており、X軸スイッチ13、15またはY軸スイッチ1
4、16のいずれか一方がオンし、他方はオフするよう
に制御される。
EXAMPLES Example A A schematic configuration of an example of an ultrasonic detecting apparatus of the present invention for solving the problem A will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the shock wave of the ultrasonic wave output from the shock wave generator 11 is given to the X-axis switch 13 and the Y-axis switch 14 via the transmission amplifier 12. X-axis switch 13 and Y
The shock wave output from the shaft switch 14 is input corresponding to the X-axis transmitter 4a and the Y-axis transmitter 4b corresponding to the transmitter 4 provided in the panel 1 shown in FIG. The ultrasonic waves output from the X-axis transmitter 4a and the Y-axis transmitter 4b propagate in the X-axis direction and the Y-axis direction as surface acoustic waves on the panel surface, respectively, and the receiver provided in the panel 1 shown in FIG. 5 is received by the X-axis receiver 5a and the Y-axis receiver 5b. X-axis receiver 5
The surface acoustic waves received by the a and Y-axis receivers 5b are converted into ultrasonic electric signals and given to the corresponding X-axis switch 15 and Y-axis switch 16, respectively. It is input to the reception amplifier 17. The X-axis switches 13, 15 and the Y-axis switches 14, 16 are controlled by the microprocessor 26, and the X-axis switches 13, 15 or the Y-axis switch 1
It is controlled so that either one of 4, 16 turns on and the other turns off.

【0038】受信アンプ17によって増幅された超音波
信号は復調器18に送られ、ここで超音波信号がAM
(振幅変調)検波されて直流成分に変換される。復調器
18の出力はA/D(アナログ/デジタル)変換器19
に与えられ、ここで時間経過に従って高速でサンプリン
グされる。A/D変換器19からのサンプリングデータ
はバッファ20を介してSRAM(スタティック・ラン
ダム・アクセス・メモリ)21に送られて記憶される。
マイクロプロセッサ26のCPU23は、A/D変換器
19のサンプリング動作が終了するとSRAM21に記
憶されたサンプリングデータをバッファ22を介して書
き込む。CPU23は、SRAM21に記憶されたサン
プリングデータを一定の周期毎にデジタルフィルタリン
グを行って自動修正し、この修正されたデータを新しい
ベースラインデータとしてSRAM21に記憶し、以後
このベースラインデータを基準としてパネル1上に物体
のタッチがあるか否かの判定の演算およびタッチ位置の
座標を求める演算を行う。CPU23はバッファ20、
22を制御してデータ流れの方向を調整する。マイクロ
プロセッサ26にはCPU23の他にCPU23の演算
の記憶に使用されるRAM24、演算用のプログラムが
記憶されるROM25が備えられている。CPU23に
よって判定されたタッチオン/タッチオフおよびタッチ
位置の座標データはインタフェース27を経てホストコ
ンピュータ28に送られる。
The ultrasonic signal amplified by the receiving amplifier 17 is sent to the demodulator 18, where the ultrasonic signal is AM.
(Amplitude modulation) Detected and converted to DC component. The output of the demodulator 18 is an A / D (analog / digital) converter 19
And is sampled at high speed over time. The sampling data from the A / D converter 19 is sent to the SRAM (Static Random Access Memory) 21 via the buffer 20 and stored therein.
The CPU 23 of the microprocessor 26 writes the sampling data stored in the SRAM 21 via the buffer 22 when the sampling operation of the A / D converter 19 is completed. The CPU 23 automatically corrects the sampling data stored in the SRAM 21 by performing digital filtering at regular intervals, stores the corrected data in the SRAM 21 as new baseline data, and thereafter uses this baseline data as a reference for the panel. The calculation for determining whether or not there is a touch on the object 1 and the calculation for determining the coordinates of the touch position are performed. The CPU 23 is the buffer 20,
22 to control the direction of data flow. In addition to the CPU 23, the microprocessor 26 includes a RAM 24 used for storing the calculation of the CPU 23 and a ROM 25 storing a calculation program. The touch-on / touch-off and touch position coordinate data determined by the CPU 23 are sent to the host computer 28 via the interface 27.

【0039】次に本発明に係る物体のタッチオンの有無
および位置座標の検出動作について簡単に説明する。ま
ず、検出動作に先だって、X軸方向およびY軸方向にそ
れぞれ衝撃波が出力され、X軸およびY軸にそれぞれ対
応する超音波のサンプリングデータがデジタルフィルタ
リングされて判定の基準となるベースラインデータとし
てSRAM21に記憶されているものとする。X軸スイ
ッチ13、15がオン(Y軸スイッチ14、16はオ
フ)した状態でX軸についての検出動作が行われる。即
ち、衝撃波発生器11から断続して衝撃波が出力され、
衝撃波に基づく超音波電気信号のA/D変換器19を介
したサンプリングデータが測定データとしてSRAM2
1に記憶される。またRAM24にはタッチオンの有無
を判断する基準となる基準レベル値がX軸およびY軸に
対してそれぞれ設定されている。CPU23はROM2
5に記憶された演算プログラムに従って測定データの検
出動作を行う。
Next, the presence / absence of touch-on of the object and the position coordinate detecting operation according to the present invention will be briefly described. First, prior to the detection operation, shock waves are output in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, and ultrasonic sampling data corresponding to the X-axis and the Y-axis are digitally filtered to serve as baseline data for the SRAM 21. Be stored in. The X-axis detection operation is performed in a state where the X-axis switches 13 and 15 are on (the Y-axis switches 14 and 16 are off). That is, the shock wave is intermittently output from the shock wave generator 11,
The sampling data of the ultrasonic electric signal based on the shock wave through the A / D converter 19 is SRAM2 as the measurement data.
1 is stored. Further, the RAM 24 is set with reference level values for the X-axis and the Y-axis, which are used as references for determining the presence or absence of touch-on. CPU23 is ROM2
The detection operation of the measurement data is performed according to the calculation program stored in 5.

【0040】図2のフローチャートは本一発明の検出動
作を示し、そのステップS1において超音波電気信号を
表す測定データの受信開始のサンプリング時間(以下、
開始値と称する)と受信終了のサンプリング時間(以
下、終了値と称する)がSRAM21から読み出されて
CPU23のレジスタに記憶される。ステップS2にお
いてRAM24に記憶されているX軸に係る基準レベル
値がCPU23に書き込まれる。次にステップS3に移
り、SRAM21に記憶されたベースラインデータと測
定サンプリングデータとがCPU23に読み出され、各
サンプリング時間にそれぞれ対応して測定サンプリング
データとベースラインデータとの間の差のデータが演算
されてCPU23のレジスタに記憶される。次にステッ
プS4に移り、図25に示すように、差分データのうち
最大差分データを求めそれがレジスタに記憶された基準
レベルAthを越えるかどうか判断する。基準レベルを
越えた場合は、そのサンプリング時間はXMとされてレ
ジスタに記憶され、次のステップS5に移る。Y軸スイ
ッチ14、16をオンに切り換えてY軸に対しても同様
にステップS1〜S4が実行され、Y軸の超音波に対し
てもその最大差分データがY軸の基準レベル値を越えて
いると判断された場合は、パネル1に物体のタッチあり
(タッチオン)と判断されてステップS6に移る。ステ
ップS6において、サンプリング時間XMに対応するX
軸の位置がタッチオンのX座標として特定され、同様に
Y座標も特定される。ステップS7においてCPU23
はホストコンピュータ28に対してタッチオンを示すデ
ータをその座標データと共に送出する。
The flow chart of FIG. 2 shows the detecting operation of the present invention, and in step S1, the sampling time for starting the reception of the measurement data representing the ultrasonic electrical signal (hereinafter,
The start value) and the sampling time of the reception end (hereinafter referred to as the end value) are read from the SRAM 21 and stored in the register of the CPU 23. In step S2, the reference level value related to the X axis stored in the RAM 24 is written in the CPU 23. Next, in step S3, the baseline data and the measurement sampling data stored in the SRAM 21 are read out to the CPU 23, and the difference data between the measurement sampling data and the baseline data is obtained at each sampling time. It is calculated and stored in the register of the CPU 23. Next, in step S4, as shown in FIG. 25, the maximum difference data among the difference data is obtained, and it is determined whether or not it exceeds the reference level Ath stored in the register. When it exceeds the reference level, the sampling time is set to X M and stored in the register, and the process proceeds to the next step S5. The Y-axis switches 14 and 16 are turned on, and steps S1 to S4 are similarly executed for the Y-axis, and the maximum difference data for the Y-axis ultrasonic wave exceeds the reference level value for the Y-axis. If it is determined that the object is touched (touch-on) on the panel 1, the process proceeds to step S6. In step S6, X corresponding to the sampling time X M
The position of the axis is specified as the touch-on X coordinate, and similarly the Y coordinate is specified. CPU23 in step S7
Sends data indicating touch-on to the host computer 28 together with its coordinate data.

【0041】ステップS4において最大差分データが基
準レベル値を越えていない場合にはタッチオンはなかっ
たとみなされ、ステップS5に移ることなく、X軸にお
いて次の測定サンプリングデータの検出動作が繰り返さ
れる。また、ステップS5においてY軸に関しての最大
差分データが基準レベル値を越えていない場合にもタッ
チオンは検出されなかったとしてステップS6に移るこ
となく検出動作が繰り返される。
If the maximum difference data does not exceed the reference level value in step S4, it is considered that there is no touch-on, and the operation of detecting the next measurement sampling data on the X axis is repeated without proceeding to step S5. Further, even if the maximum difference data regarding the Y axis does not exceed the reference level value in step S5, it is determined that touch-on has not been detected, and the detection operation is repeated without proceeding to step S6.

【0042】以上の検出動作が行われるに先立って、一
定の周期毎にサンプリングを行うリアルタイムでベース
ラインデータの更新が行われる。ここで、本発明に適用
されるデジタルフィルタリングの原理について簡単に説
明する。ベースラインデータのドリフトを除くためには
新しく測定されたサンプリングデータをリアルタイムで
フィルタリングした値を使用する。一般に、アナログ回
路においては一次遅れ要素にステップ単位信号1を与え
た場合のt秒後の応答fは、
Prior to the above-described detection operation, the baseline data is updated in real time by sampling at regular intervals. Here, the principle of digital filtering applied to the present invention will be briefly described. Real-time filtered values of the newly measured sampled data are used to eliminate baseline data drift. Generally, in an analog circuit, the response f after t seconds when the step unit signal 1 is given to the first-order lag element is

【数9】 f=1−exp(−t/τ) (1) により与えられる。t=nΔtの時の応答fn、t=
(n+1)Δtの時の応答fn+1とするとΔtを時定数
τに対して十分に小さくとると近似的に、
F = 1−exp (−t / τ) (1) Response f n when t = nΔt, t =
Assuming that the response f n + 1 at the time of (n + 1) Δt is Δt sufficiently small with respect to the time constant τ, approximately,

【数10】 fn+1=fn+(Δt/τ)(1−fn) (2) が成立する。ここで、τ=p・Δtと置くと、## EQU10 ## f n + 1 = f n + (Δt / τ) (1-f n ) (2) holds. Here, if τ = p · Δt is set,

【数11】 fn+1=fn+1/p・(1−fn) (3) となる。式(3)をデジタルフィルタリングに適用し、
入力信号はステップ信号とは限らないからgn+1とし、
t=(n+1)Δtにおける被フィルタリング値fn+1
は、t=nΔtにおける被フィルタリング値fnと、t
=(n+1)Δtにおける入力値gn+1から次式、
F n + 1 = f n + 1 / p · (1-f n ) (3) Applying equation (3) to digital filtering,
The input signal is not always a step signal, so g n + 1
Filtered value f n + 1 at t = (n + 1) Δt
Is the filtered value f n at t = nΔt and t
From the input value g n + 1 at = (n + 1) Δt,

【数12】 fn+1=fn+1/p・(gn+1−fn) (4) により求められる。F n + 1 = f n + 1 / p · (g n + 1 −f n ) (4)

【0043】本発明では、CPU23はSRAM21に
記憶された前回フィルタリングされたt=nΔtにおけ
るベースラインデータfnと、今回のA/D変換された
t=(n+1)Δtにおける測定サンプリングデータg
n+1とから今回デジタルフィルタリング演算されるベー
スラインデータfn+1を式(4)により計算する。ここ
でpは、サンプリング間隔Δtと時定数τとからp=τ
/Δtで得られる定数である。例えば、サンプリング間
隔Δt=30msec、時定数τ=30secとする
と、1/p=Δt/τ=1/1000となる。各サンプ
リング時間(座標に対応)にそれぞれ対応したデータ毎
に式(4)に従ってデジタルフィルタリング演算を行な
ってベースラインデータを更新し、更新されたサンプリ
ングデータを前回のベースラインデータと置き換える。
ベースラインデータ更新後、検出動作はこの最新のベー
スラインデータに基づいて行われる。このデジタルフィ
ルタリングを行うことにより変動の影響が緩和されるか
ら、測定サンプリングデータにノイズが乗った場合、ま
たは温度によるドリフトが生じた場合にもデジタルフィ
ルタリングされたベースラインデータはこれらの影響を
受けない。また、パネルにタッチした場合にも、時定数
τにより決定される一定の遅延時間内のタッチ時間では
ベースラインデータに影響を与えない。
In the present invention, the CPU 23 stores the previously filtered baseline data f n at t = nΔt stored in the SRAM 21 and the measured sampling data g at the current A / D converted t = (n + 1) Δt.
Baseline data f n + 1 which is digitally filtered this time from n + 1 is calculated by the equation (4). Here, p is p = τ from the sampling interval Δt and the time constant τ.
It is a constant obtained by / Δt. For example, if the sampling interval Δt = 30 msec and the time constant τ = 30 sec, then 1 / p = Δt / τ = 1/1000. Digital filtering operation is performed for each data corresponding to each sampling time (corresponding to coordinates) according to the equation (4) to update the baseline data, and the updated sampling data is replaced with the previous baseline data.
After updating the baseline data, the detection operation is performed based on this latest baseline data. This digital filtering mitigates the effects of fluctuations, so the baseline data that has been digitally filtered will not be affected if noise is added to the measured sampling data or if drift due to temperature occurs. . Further, even when the panel is touched, the touch time within the fixed delay time determined by the time constant τ does not affect the baseline data.

【0044】しかし、パネルへのタッチが長時間継続し
た場合は、その測定サンプリングデータからデジタルフ
ィルタリングされたベースラインデータにタッチの影響
が表れて誤差が大きくなる不都合が生じる。この問題を
解決するためには、タッチが検出されてからタッチオフ
が検出されるまでの間は、タッチ位置近辺のベースライ
ンデータのデジタルフィルタリング、即ちベースライン
データの更新を一部のみ行わないように構成(プログラ
ム)しても良い。
However, when the touch on the panel is continued for a long time, the influence of the touch appears on the digitally filtered baseline data from the measured sampling data, resulting in a large error. To solve this problem, digital filtering of the baseline data near the touch position, that is, updating only part of the baseline data, is not performed between the touch detection and the touch off detection. It may be configured (programmed).

【0045】次に、上述のベースラインデータの修正と
は別に測定サンプリングデータにノイズが乗り誤動作が
生じる場合、該測定サンプリングデータ自体からノイズ
を除去する必要がある。この問題を解決する本発明の一
実施例について、図3のフローチャートを参照して説明
する。図3に示すステップS11において超音波電気信
号を表す測定サンプリングデータの受信開始のサンプリ
ング時間(以下、開始値と称する)と受信終了のサンプ
リング時間(以下、終了値と称する)がSRAM21か
ら読み出されてCPU23のレジスタに記憶される。ス
テップS12においてRAM24に記憶されているX軸
に係る基準レベル値がCPU23に書き込まれる。次に
ステップ13に移り、SRAM21に記憶されたベース
ラインのサンプリングデータと測定サンプリングデータ
とがCPU23に読み出され、各サンプリング時間にそ
れぞれ対応して測定サンプリングデータとベースライン
データとの差のデータが演算されてCPU23のレジス
タに記憶される。
Next, in addition to the above-mentioned correction of the baseline data, when noise occurs in the measurement sampling data and causes a malfunction, it is necessary to remove the noise from the measurement sampling data itself. An embodiment of the present invention that solves this problem will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S11 shown in FIG. 3, the sampling time at which reception of measurement sampling data representing an ultrasonic electrical signal is started (hereinafter referred to as a start value) and the sampling time at which reception is ended (hereinafter referred to as an end value) are read from the SRAM 21. And stored in the register of the CPU 23. In step S12, the reference level value related to the X axis stored in the RAM 24 is written in the CPU 23. Next, moving to step 13, the baseline sampling data and the measurement sampling data stored in the SRAM 21 are read out to the CPU 23, and the difference data between the measurement sampling data and the baseline data corresponding to each sampling time is obtained. It is calculated and stored in the register of the CPU 23.

【0046】次にステップS14に移り、CPU23は
n番目の平滑化された差分データΔHnを求めるため
に、例えばレジスタに記憶されたn−2、n−1、n、
n+1、n+2番目の差分データΔAn-2、ΔAn-1、Δ
n、ΔAn+1、ΔAn+2を読み出し、平滑化式(5)
Next, in step S14, the CPU 23 obtains the n-th smoothed difference data ΔH n by, for example, n-2, n-1, n, stored in the register.
n + 1, n + second difference data ΔA n-2 , ΔA n-1 , Δ
A n , ΔA n + 1 , and ΔA n + 2 are read and the smoothing equation (5) is obtained.

【数13】 ΔHn=(1/8)(ΔAn-2+2ΔAn-1 +2ΔAn+2ΔAn+1+ΔAn+2) (5) に従い、平滑化された差分データΔHnを算出し、レジ
スタに記憶する。以下、検出動作はこの平滑化処理され
た差分データΔHnに基づいて行われる。
ΔH n = (1/8) (ΔA n-2 + 2ΔA n-1 + 2ΔA n +2 ΔA n + 1 + ΔA n + 2 ) Calculate the smoothed difference data ΔH n according to (5) and register it. Remember. Hereinafter, the detection operation is performed based on the smoothed difference data ΔH n .

【0047】次にステップS15に移り、図25に示す
ように、差分データのうち最大差分データを求めそれが
レジスタに記憶された基準レベルAthを越えるかどう
か判断する。基準レベルを越えた場合は、そのサンプリ
ング時間XMはレジスタに記憶され、次のステップS1
6に移る。Y軸スイッチ14、16をオンに切り換えて
Y軸に対しても同様にステップS11〜S15が実行さ
れ、Y軸の超音波に対してもその最大差分データがY軸
の基準レベル値を越えていると判断された場合は、パネ
ル1に物体のタッチあり(タッチオン)と判断されてス
テップS17に移る。ステップS17において、サンプ
リング時間XMに対応するX軸の位置がタッチオンのX
座標として特定され、同様にY座標も特定される。ステ
ップS18においてCPU23はホストコンピュータ2
8に対してタッチオンを示すデータをその座標データと
共に送出する。
Next, in step S15, as shown in FIG. 25, the maximum difference data of the difference data is obtained and it is determined whether or not it exceeds the reference level Ath stored in the register. When the reference level is exceeded, the sampling time X M is stored in the register, and the next step S1
Go to 6. The Y-axis switches 14 and 16 are turned on, and steps S11 to S15 are similarly executed for the Y-axis, and the maximum difference data for the Y-axis ultrasonic wave exceeds the Y-axis reference level value. If it is determined that the object is touched (touch-on) on the panel 1, the process proceeds to step S17. In step S17, the X-axis position corresponding to the sampling time X M is the touch-on X
It is specified as a coordinate, and similarly, the Y coordinate is also specified. In step S18, the CPU 23 causes the host computer 2
The data indicating the touch-on is sent to 8 together with the coordinate data.

【0048】ステップS15において最大差分データが
基準レベル値を越えていない場合にはタッチオンはなか
ったとみなされ、ステップS16に移ることなく、X軸
において次の測定サンプリングデータの検出動作が繰り
返される。また、ステップS16においてY軸に関して
の最大差分データが基準レベル値を越えていない場合に
もタッチオンは検出されなかったとしてステップS17
に移ることなく検出動作が繰り返される。
If the maximum difference data does not exceed the reference level value in step S15, it is considered that there is no touch-on, and the operation of detecting the next measurement sampling data on the X axis is repeated without proceeding to step S16. Further, even if the maximum difference data regarding the Y-axis does not exceed the reference level value in step S16, it is assumed that touch-on is not detected and step S17 is performed.
The detection operation is repeated without moving to.

【0049】ステップS14における平滑化式は上記Δ
nの他に次のような式、
The smoothing equation in step S14 is Δ
In addition to H n ,

【数14】 ΔHn=(1/3)(ΔAn-1+ΔAn+ΔAn+1) (6)ΔH n = (1/3) (ΔA n-1 + ΔA n + ΔA n + 1 ) (6)

【数15】 ΔHn=(1/4)(ΔAn-1+2ΔAn+ΔAn+1) (7)[Number 15] ΔH n = (1/4) (ΔA n-1 + 2ΔA n + ΔA n + 1) (7)

【数16】 ΔHn=(1/5)(ΔAn-2+ΔAn-1 +ΔAn+ΔAn+1+ΔAn+2) (8) を用いても良い。平滑式は式(5)、(7)のように重
み付けを行っても良い。重み付けの程度は自由である
が、ΔAnに対する重みが大きい程、ΔAnの値と平滑化
データが近い値となる。また、平滑化のサンプリングデ
ータは(6)、(7)式のように3点だけでなく、多数
の点数の平滑を行っても良い。平滑式の中で、割算の箇
所については、割る値が2N(Nは整数)になるように
すれば、演算処理においてビットのシフトだけで割算が
可能となるので高速演算が可能である。例えば、(5)
式を使えば、割る数は8=23であるから、3ビットの
ビットシフトだけで割算が実現される。
ΔH n = (1/5) (ΔA n-2 + ΔA n-1 + ΔA n + ΔA n + 1 + ΔA n + 2 ) (8) may be used. The smoothing equation may be weighted as in equations (5) and (7). Although the degree of weighting is free, as the weight for .DELTA.A n is large, the value and the smoothed data .DELTA.A n is close values. Further, the sampling data for smoothing may be smoothed not only at three points but also at a large number of points as shown in equations (6) and (7). In the smoothing formula, if the division value is set to 2 N (N is an integer), the division can be performed only by shifting bits in the arithmetic processing, so high-speed arithmetic is possible. is there. For example, (5)
If the formula is used, the number of divisions is 8 = 2 3 , so division can be realized only by a bit shift of 3 bits.

【0050】上述のように、測定サンプリングデータの
全ての点について毎回平滑化処理を行なって測定サンプ
リングデータ自体を平滑化し、ノイズによる誤動作の発
生を防止することができる。ただし、全ての測定サンプ
リングデータを平滑化することは演算に時間がかかり動
作速度が遅くなる虞れがある。このとき、最初に平滑化
されていない差分データΔAnを使用してタッチの有無
の判定を行い、タッチ有りと判断したときのみ、そのタ
ッチ位置近傍の差分データ対してだけ平滑処理を行うこ
とにより高速で正確にタッチ位置を検出することもでき
る。
As described above, smoothing processing is performed every time on all points of the measurement sampling data to smooth the measurement sampling data itself, and it is possible to prevent malfunction due to noise. However, smoothing all the measurement sampling data requires time for calculation and may slow down the operation speed. At this time, first, the presence or absence of a touch is determined using the unsmoothed difference data ΔA n, and only when it is determined that there is a touch, the smoothing process is performed only on the difference data near the touch position. It is also possible to detect the touch position accurately at high speed.

【0051】測定サンプリングデータに対し式(4)を
使用してデジタルフィルタリングを行ってベースライン
データを一定周期毎に更正するとともに、上記平滑化式
により測定サンプリングデータを逐次平滑化することが
できる。更正されたベースラインデータと平滑化された
測定サンプリングデータを使用して検出動作を行えば、
ドリフトおよびノイズによる誤動作を確実に防止でき
る。
The measurement sampling data can be digitally filtered using equation (4) to correct the baseline data at regular intervals, and the smoothing equation can be used to successively smooth the measurement sampling data. If the detection operation is performed using the calibrated baseline data and the smoothed measurement sampling data,
Malfunction due to drift and noise can be reliably prevented.

【0052】実 施 例 B 課題Bを解決するための本発明の一実施例について説明
する。図4(A)は、本発明を構成するためのパネル3
1の一実施例である。このパネル31の一隅にはX方向
の弾性波を発生するための発信子32が設けられ、該一
隅と対角線上の隅には発信子32から発信されたX方向
の弾性波を受信するための受信子33が設けられてい
る。同様に、前記一隅にはY方向の弾性波を発生するた
めの発信子34が設けられ、該一隅と対角線上の隅には
発信子34から発信されたY方向の弾性波を受信するた
めの受信子35が設けられている。パネル31の表面の
4つの周辺部には複数の反射素子2からなる反射アレイ
36が形成されている。一方のX方向の周辺部におい
て、ひとつの隣り合う反射素子2、2の間隔(ピッチ)
は、他の隣り合う反射素子2、2の間隔と異なってい
る。そして、他方のX方向の周辺部における反射素子
2、2の間隔は、一方のX方向の周辺部における対向す
る各反射素子2、2の間隔と等しく配置され、X方向の
反射アレイ対を形成している。この反射アレイ対は、発
信子32から発信された弾性波が該当する反射アレイ対
の反射素子によってパネル31の検出面を直角に伝搬し
て受信子33により受信される角度に設けられている。
パネル31のY方向の周辺部においてもX方向の周辺部
と同様に配列された反射アレイ対が設けられている。X
方向の場合とY方向の場合では、全く同様に動作するの
で、以下では、X方向の場合のみ説明する。
Example B An example of the present invention for solving the problem B will be described. FIG. 4A shows a panel 3 which constitutes the present invention.
1 is an example. A transmitter 32 for generating elastic waves in the X direction is provided at one corner of the panel 31, and a corner on a diagonal line from the one corner is provided for receiving the elastic wave in the X direction transmitted from the transmitter 32. A receiver 33 is provided. Similarly, a transmitter 34 for generating an elastic wave in the Y direction is provided at the one corner, and a corner diagonal to the one corner is provided for receiving the elastic wave in the Y direction transmitted from the transmitter 34. A receiver 35 is provided. A reflective array 36 including a plurality of reflective elements 2 is formed on four peripheral portions of the surface of the panel 31. At one peripheral portion in the X direction, the distance (pitch) between adjacent reflecting elements 2 and 2
Is different from the interval between the other adjacent reflecting elements 2, 2. The spacing between the reflecting elements 2 and 2 in the peripheral portion in the other X direction is equal to the spacing between the opposing reflecting elements 2 and 2 in the peripheral portion in the one X direction, and forms a pair of reflecting arrays in the X direction. are doing. This reflection array pair is provided at an angle at which the elastic wave transmitted from the transmission element 32 propagates at a right angle on the detection surface of the panel 31 by the reflection element of the corresponding reflection array pair and is received by the reception element 33.
Also in the peripheral portion of the panel 31 in the Y direction, there are provided reflective array pairs arranged in the same manner as in the peripheral portion of the X direction. X
Since the same operation is performed in the case of the direction and the case of the Y direction, only the case of the X direction will be described below.

【0053】例えば、X方向の発信子32から出力され
た超音波は図4(A)のように伝播する。超音波は、素
子間隔が伝播中の超音波の波長と一致したA点で反射素
子に対して反射して、図4(A)の反射アレイ対のB点
で受信子33の方向に進路を変える。B点における反射
素子2の間隔は、A点における反射素子2の間隔と等し
く構成されているので伝播している音波の波長と等し
い。従って、A点で反射された音波は、B点で再び反射
されて、図4(A)に示すように再びX軸方向に進路変
更し、同図のX方向の受信子33によって受信される。
図4(A)のA点で反射する音波は、実際にはA点のみ
に集中しているのではなく、同図(A)の音波伝播領域
Sの幅に渡って分布している。このような反射が行われ
るのは、反射素子が、グレーティングと呼ばれる周波数
選択性を有する弾性波の反射器として構成されているた
めである。即ち、反射素子の間隔が弾性波の波長の半分
の整数倍となる周波数では、反射される弾性波がすべて
同位相で加わるため、ブラッグの反射として知られる強
い反射が生じる周知の現象を利用している。
For example, the ultrasonic wave output from the X-direction oscillator 32 propagates as shown in FIG. The ultrasonic wave is reflected by the reflecting element at the point A where the element spacing matches the wavelength of the propagating ultrasonic wave, and travels in the direction of the receiver 33 at the point B of the reflective array pair in FIG. 4A. Change. The distance between the reflecting elements 2 at the point B is equal to the distance between the reflecting elements 2 at the point A, and therefore equal to the wavelength of the propagating sound wave. Therefore, the sound wave reflected at the point A is reflected again at the point B, diverts its course again in the X-axis direction as shown in FIG. 4 (A), and is received by the receiver 33 in the X-direction in FIG. .
The sound wave reflected at the point A in FIG. 4A is not actually concentrated only at the point A but is distributed over the width of the sound wave propagation region S in FIG. 4A. The reason why such reflection is performed is that the reflection element is configured as a reflector of an elastic wave having frequency selectivity called a grating. That is, at a frequency at which the distance between the reflecting elements is an integral multiple of half the wavelength of the elastic wave, all the reflected elastic waves are added in the same phase, so a known phenomenon that strong reflection known as Bragg reflection occurs is used. ing.

【0054】図4(B)は、X方向における検出面の左
端の座標をXL、右端の座標をXRとしそれぞれの座標で
の反射素子の間隔(ピッチ)をλXL、λXRとした場合
に、X方向検出面におけるX座標と反射素子の間隔の分
布の関係を概略して示す図である。反射素子のピッチ分
布は、必ずしも同図のように、素子位置Xと直線関係に
ある必要はない。図4(B)において、発信子32から
X座標に対して発信される波長λは、
In FIG. 4B, the coordinates of the left end of the detection surface in the X direction are X L , the coordinates of the right end are X R, and the intervals (pitch) of the reflecting elements at the respective coordinates are λ XL and λ XR . In the case, it is a figure which shows roughly the relationship of the distribution of the X coordinate on the X direction detection surface, and the space | interval of a reflective element. The pitch distribution of the reflective element does not necessarily have to be in a linear relationship with the element position X as shown in FIG. In FIG. 4B, the wavelength λ transmitted from the transmitter 32 with respect to the X coordinate is

【数17】 λ=(λXR−λXL)/(XR−XL)・(X−XL)+λXL =a・X+b (9) によって表される。例えばλ=0.6mmの音波を発生
させるには、ガラスでの音速を約3000m/secと
すると、f=3000(m/sec)/0.6(mm)
=5MHzの振動を発信子32で発生させる必要があ
る。ここで、X方向の発信子32から、波長λ=λXL
λXRの範囲の音波を発信し、受信子33により受信し
て、波長λに対する受信音波強度を測定すると、例えば
図5に示すようになる。同図で実線は、指でタッチして
いないときの受信音波強度分布でこれがベースラインと
なる。指でタッチしたときは、同図の点線で示すように
タッチしたX座標位置に対応する反射素子に等しい波長
λ=λXの音波が指に吸収されベースラインより低下す
る。正確にはベースラインから一番低下している点の波
長をλXとすれば良い。(9)式に、λ=λXを代入すれ
ば、
Equation 17] represented by λ = (λ XR -λ XL) / (X R -X L) · (X-X L) + λ XL = a · X + b (9). For example, in order to generate a sound wave of λ = 0.6 mm, f = 3000 (m / sec) /0.6 (mm) when the speed of sound in glass is about 3000 m / sec.
It is necessary to cause the oscillator 32 to generate vibration of 5 MHz. Here, from the transmitter 32 in the X direction, the wavelength λ = λ XL ~
When a sound wave in the range of λ XR is emitted and received by the receiver 33 and the intensity of the received sound wave with respect to the wavelength λ is measured, it becomes as shown in FIG. In the figure, the solid line is the received sound wave intensity distribution when the finger is not touched, and this is the baseline. When touched with a finger, a sound wave having a wavelength λ = λ X equal to that of the reflecting element corresponding to the touched X coordinate position is absorbed by the finger and falls below the baseline as shown by the dotted line in the figure. To be exact, the wavelength at the point of the lowest fall from the baseline should be λ X. By substituting λ = λ X into the equation (9),

【数18】 X=(λX−b)/a (10) により、タッチしたX座標位置が計算される。[Equation 18] X = (λ X −b) / a (10) calculates the touched X coordinate position.

【0055】図6は、課題Bを解決するための一回路構
成図であり、図1と同一部分は同一符号を付して説明は
省略する。図6において、マイクロプロセッサ26は一
定の割合で増加する異なるデジタル値を時分割で順次、
D/A変換器41に出力する。D/A変換器41は入力
するデジタル値を対応するアナログ電圧値に順次変換
し、該電圧値vを電圧制御発振器(VCO)42に印加
する。電圧制御発信器42はこの電圧値vに対応した異
なる周波数の正弦波である衝撃波を順次、出力する。電
圧制御発信器42の代わりにいわゆるV/Fコンバータ
(電圧−周波数変換器)を使用しても良い。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram for solving the problem B. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 6, the microprocessor 26 sequentially time-divisionally outputs different digital values that increase at a constant rate.
Output to the D / A converter 41. The D / A converter 41 sequentially converts the input digital value into a corresponding analog voltage value and applies the voltage value v to the voltage controlled oscillator (VCO) 42. The voltage control oscillator 42 sequentially outputs shock waves that are sine waves of different frequencies corresponding to the voltage value v. A so-called V / F converter (voltage-frequency converter) may be used instead of the voltage control oscillator 42.

【0056】前記電圧制御発信器42から出力された衝
撃波は、送信アンプ12を介してX軸スイッチ13およ
びY軸スイッチ14に与えられ、X軸スイッチ13を経
た信号は前記発信子32へ、またY軸スイッチ14を経
た信号は前記発信子34へそれぞれ与えられる。さらに
前記衝撃波は波形整形器43にも与えられ、ここで正弦
波が矩形波に整形されてカウンタ44に出力される。カ
ウンタ44は整形された矩形パルスのカウントを行い、
その計数値はマイクロプロセッサ26に出力される。波
形整形器43は特に備えなくても良い。カウンタ44を
使うことによって、電圧制御発信器42への入力電圧v
と出力周波数fの関係を知ることができ、また、電圧v
を電圧制御発信器42に印加したときに、リアルタイム
で周波数fを得ることができる。
The shock wave output from the voltage control oscillator 42 is applied to the X-axis switch 13 and the Y-axis switch 14 via the transmission amplifier 12, and the signal passed through the X-axis switch 13 is transmitted to the oscillator 32 and The signals passed through the Y-axis switch 14 are given to the transmitters 34, respectively. Further, the shock wave is also given to the waveform shaper 43, where the sine wave is shaped into a rectangular wave and output to the counter 44. The counter 44 counts the shaped rectangular pulse,
The count value is output to the microprocessor 26. The waveform shaper 43 may not be provided in particular. By using the counter 44, the input voltage v to the voltage controlled oscillator 42
And the output frequency f, the voltage v
When the voltage is applied to the voltage control oscillator 42, the frequency f can be obtained in real time.

【0057】発信子32、34を周波数fで駆動する
と、λ=c/f(但し、cはセンサ板、例えばガラス中
の音速)の波長λを持つ超音波が発生する。この超音波
は前述したように受信子33または35によって受信さ
れ、X軸スイッチ15またはY軸スイッチ16、受信ア
ンプ17、復調器18、A/D変換器19をそれぞれ経
てマイクロプロセッサ26に与えられ、サンプリングデ
ータとしてRAM24にセーブされる。RAM24は、
格納するデータ数が多い場合、マイクロプロセッサ26
の外部に設けることもある。
When the oscillators 32 and 34 are driven at a frequency f, ultrasonic waves having a wavelength λ of λ = c / f (where c is the speed of sound in a sensor plate, eg glass) are generated. This ultrasonic wave is received by the receiver 33 or 35 as described above, and is given to the microprocessor 26 via the X-axis switch 15 or the Y-axis switch 16, the reception amplifier 17, the demodulator 18, and the A / D converter 19, respectively. , Is saved in the RAM 24 as sampling data. RAM24 is
When the number of data to be stored is large, the microprocessor 26
It may be provided outside of.

【0058】マイクロプロセッサ26は、D/A変換器
41をへて電圧制御発信器42への入力電圧vを制御し
て超音波の周波数(従って波長λ)を段階的に変え、図
5に示すようなタッチしていないときのサンプリングデ
ータを最初に求め、ベースラインデータとしてRAM2
4に記憶する。この時、カウンタ44をから一定時間T
毎に順次送られる計数値Kから周波数f=K/Tを計算
し、さらに式λ=c/fにより波長を求め、次に式(1
0)により座標を計算して順次RAM25に記憶する。
この結果、ベースラインデータと座標とが対応すること
になる。
The microprocessor 26 controls the input voltage v to the voltage control oscillator 42 via the D / A converter 41 to change the frequency (and hence the wavelength λ) of the ultrasonic wave stepwise, as shown in FIG. Sampling data when not touching is first obtained, and RAM2 is used as baseline data.
Store in 4. At this time, the counter 44 is operated for a fixed time T
The frequency f = K / T is calculated from the count value K sequentially sent every time, and the wavelength is further calculated by the formula λ = c / f.
The coordinates are calculated according to 0) and are sequentially stored in the RAM 25.
As a result, the baseline data and the coordinates correspond.

【0059】ベースラインデータを求めた同じ周波数
(波長)範囲で、測定サンプリングデータを求め、パネ
ル1上に物体のタッチがあるか否かの判定の演算および
タッチ位置の座標を求める演算を行う。電圧制御発信器
42から段階的に衝撃波が出力され、衝撃波に基づく超
音波電気信号のA/D変換器19を介したサンプリング
データが周波数(波長)に対応した測定データとしてR
AM24に記憶される。なお、RAM24にはタッチオ
ンの有無を判断する基準となる基準レベル値がX軸およ
びY軸に対してそれぞれ設定されている。CPU23は
ROM25に記憶された演算プログラムに従って測定デ
ータの検出動作を行う。
Measurement sampling data is obtained in the same frequency (wavelength) range for which the baseline data is obtained, and calculation for determining whether or not there is a touch of an object on the panel 1 and calculation for determining the coordinates of the touch position are performed. The shock wave is output stepwise from the voltage control oscillator 42, and the sampling data of the ultrasonic electric signal based on the shock wave through the A / D converter 19 is R as measurement data corresponding to the frequency (wavelength).
It is stored in the AM 24. The RAM 24 is set with reference level values for the X-axis and the Y-axis, which are used as references for determining the presence or absence of touch-on. The CPU 23 performs a measurement data detection operation according to an arithmetic program stored in the ROM 25.

【0060】図7のフローチャートは本一発明の検出動
作を示し、そのステップS31において超音波電気信号
を表す測定データの受信開始のサンプリング時間(以
下、開始値と称する)と受信終了のサンプリング時間
(以下、終了値と称する)がRAM24から読み出され
てCPU23のレジスタに記憶される。ステップS32
においてRAM24に記憶されているX軸に係る基準レ
ベル値がCPU23に書き込まれる。次にステップS3
3に移り、RAM24に記憶されたベースラインのサン
プリングデータと測定サンプリングデータとがCPU2
3に読み出され、各周波数(波長)にそれぞれ対応して
測定サンプリングデータとベースラインデータとの間の
差のデータが演算されてCPU23のレジスタに記憶さ
れる。次にステップS34に移り、図25に示すよう
に、差分データのうち最大差分データを求めそれがレジ
スタに記憶された基準レベルAthを越えるかどうか判
断する。基準レベルを越えた場合は、その周波数(波
長)はλXとされてレジスタに記憶され、次のステップ
S35に移る。Y軸スイッチ14、16をオンに切り換
えてY軸に対しても同様にステップS31〜S34が実
行され、Y軸の超音波に対してもその最大差分データが
Y軸の基準レベル値を越えていると判断された場合は、
パネル1に物体のタッチあり(タッチオン)と判断され
てステップS36に移る。ステップS36において、サ
ンプリング周波数(波長)λXに対応するX軸の位置が
タッチオンのX座標として特定され、同様にY座標も特
定される。ステップS37においてCPU23はホスト
コンピュータ28に対してタッチオンを示すデータをそ
の座標データと共に送出する。ステップS34において
最大差分データが基準レベル値を越えていない場合には
タッチオンはなかったとみなされ、ステップS35に移
ることなく、X軸において次の測定サンプリングデータ
の検出動作が繰り返される。また、ステップS35にお
いてY軸に関しての最大差分データが基準レベル値を越
えていない場合にもタッチオンは検出されなかったとし
てステップS36に移ることなく検出動作が繰り返され
る。
The flow chart of FIG. 7 shows the detection operation of the present invention, and in step S31, the sampling time at which the measurement data representing the ultrasonic electric signal starts to be received (hereinafter referred to as a start value) and the sampling time at the end of reception ( Hereinafter, referred to as an end value) is read from the RAM 24 and stored in the register of the CPU 23. Step S32
At, the reference level value related to the X axis stored in the RAM 24 is written in the CPU 23. Then step S3
3, the baseline sampling data and the measurement sampling data stored in the RAM 24 are stored in the CPU 2
3, the difference data between the measurement sampling data and the baseline data is calculated corresponding to each frequency (wavelength), and stored in the register of the CPU 23. Next, in step S34, as shown in FIG. 25, the maximum difference data among the difference data is obtained, and it is determined whether or not it exceeds the reference level Ath stored in the register. When it exceeds the reference level, the frequency (wavelength) is set to λ X and stored in the register, and the routine goes to the subsequent Step S 35. The Y-axis switches 14 and 16 are turned on, and steps S31 to S34 are similarly performed for the Y-axis, and the maximum difference data for the Y-axis ultrasonic wave exceeds the Y-axis reference level value. If it is determined that
It is determined that there is an object touch on the panel 1 (touch-on), and the process proceeds to step S36. In step S36, the position of the X axis corresponding to the sampling frequency (wavelength) λ X is specified as the touch-on X coordinate, and similarly the Y coordinate is also specified. In step S37, the CPU 23 sends touch-on data to the host computer 28 together with the coordinate data. If the maximum difference data does not exceed the reference level value in step S34, it is considered that the touch-on has not occurred, and the operation of detecting the next measurement sampling data on the X axis is repeated without moving to step S35. Even if the maximum difference data regarding the Y-axis does not exceed the reference level value in step S35, it is determined that touch-on has not been detected, and the detection operation is repeated without proceeding to step S36.

【0061】図5の受信超音波強度分布は、例えば、図
8に示すように、等間隔で離散的にA/D変換器19を
サンプリングすることによって求める。このサンプリン
グ速度は、マイクロプロセッサ26から時分割にD/A
変換器41を経て電圧制御発信器42へ与えられる電圧
vに関係するため、音速に直接影響されることなく自由
に調整することができる。従って、A/D変換器19
は、特に高速のものを使用する必要はない。測定サンプ
リングデータの分解能は原理的に電圧制御発信器42に
加える電圧vの分解能、従って、D/A変換器41の分
解能によって決定される。また、1点のサンプリングの
時間は必要なら長くとることができるので、復調器18
において行うAM検波は、平滑回路の時定数を充分長く
することができるので、AM検波出力(従ってA/D変
換入力)のリップルを充分除去することができ、高精度
の信号測定が可能である。
The received ultrasonic wave intensity distribution of FIG. 5 is obtained, for example, by sampling the A / D converter 19 discretely at equal intervals as shown in FIG. This sampling speed is D / A time-divisionally from the microprocessor 26.
Since it is related to the voltage v applied to the voltage control oscillator 42 via the converter 41, it can be freely adjusted without being directly affected by the speed of sound. Therefore, the A / D converter 19
Does not need to be particularly fast. The resolution of the measurement sampling data is determined in principle by the resolution of the voltage v applied to the voltage control oscillator 42, and hence the resolution of the D / A converter 41. Further, since the time for sampling one point can be set long if necessary, the demodulator 18
Since the time constant of the smoothing circuit can be made sufficiently long in the AM detection performed in (1), the ripple of the AM detection output (and therefore the A / D conversion input) can be sufficiently removed, and highly accurate signal measurement can be performed. .

【0062】また、サンプリング速度を高速化すること
なく、タッチ検出の分解能を向上するためには曲線補完
法を利用することが考えられる。この方法は、実際にサ
ンプリングした点と点との間の最適なタッチ位置データ
を、その近辺の実際のサンプリング値を基に求めるもの
である。補間法には種々の方法があるが、例えば多項式
を使った1次補間法、2次補間法、3次補間法、‥‥等
がある。ここでは、一例として2次補間法を使った場合
について説明する。図9において、ΔAn-1、ΔAn、Δ
n+1、ΔAn+2は、t=tn-1、tn、tn+1、tn+2の時
点でサンプリングされたA/D変換値(ベースラインか
らの差分)である。サンプリングは等間隔で行われてい
るので、その間隔をhとし、次式のようにDn-1、Dn
n+1、k、k1を定義すると、
In order to improve the touch detection resolution without increasing the sampling speed, it is possible to use the curve complement method. In this method, optimum touch position data between points actually sampled is obtained based on actual sampling values in the vicinity of the points. There are various interpolation methods, for example, there is a primary interpolation method using a polynomial, a secondary interpolation method, a tertiary interpolation method ,. Here, a case where the quadratic interpolation method is used will be described as an example. In FIG. 9, ΔA n-1 , ΔA n , Δ
A n + 1 and ΔA n + 2 are A / D conversion values (differences from the baseline) sampled at the time points of t = t n-1 , t n , t n + 1 , and t n + 2. . Since sampling is performed at equal intervals, the interval is set to h, and D n−1 , D n , and
Defining D n + 1 , k, k 1 ,

【数19】Dn-1=ΔAn−ΔAn-1n =ΔAn+1−ΔAnn+2=ΔAn+2−ΔAn-1 k=(t−tn)/h k1=k(1−k)/4 (11) ここで、tn’=(tn+tn+1)/2とすると、(1
1)式より、
[Formula 19] D n-1 = ΔA n −ΔA n-1 D n = ΔA n + 1 −ΔA n D n + 2 = ΔA n + 2 −ΔA n-1 k = (t−t n ) / h k 1 = k (1-k) / 4 (11) Here, if t n '= (t n + t n + 1 ) / 2, then (1
From equation 1)

【数20】 k =(tn’−tn)/h=(tn+1−tn)/2h k1=k(1−k)/4 となる。一方、tの時点を補間するベースラインからの
差分ΔA(t)の2次補間式は、
## EQU20 ## k = (t n '-t n ) / h = (t n + 1 -t n ) / 2h k 1 = k (1-k) / 4. On the other hand, the quadratic interpolation formula of the difference ΔA (t) from the baseline for interpolating the time point of t is

【数21】 ΔA(t)=ΔAn+kDn−k1(Dn+1−Dn-1) (12) により与えられる。従って、時点tn’における差分Δ
n’は(12)式により求められる。
ΔA (t) = ΔA n + kD n −k 1 (D n + 1 −D n−1 ) (12) Therefore, the difference Δ at time t n '
A n 'is calculated by the equation (12).

【0063】この差分ΔAn’の値は、時点tnとtn+1
の中間時点tn’の値を補間法で求めるものであるが、
さらに(11)、(12)式によりtnとtn+1との間に
任意の数だけ求めることができる。なお、2次補間法に
よるデータ処理ついて説明したが、より高次の補間法を
行えば一層正確な値が計算されるが、計算に時間がかか
る。また、補完法によるデータ処理を全ての差分データ
について行うのは処理時間が膨大になり効率的でないた
め、補完前のデータにより予めタッチが検出され得られ
たタッチ位置(例えば最大差分値)について、その近傍
の差分データに補完法を適用すれば十分である。
The value of this difference ΔA n 'is determined at the time points t n and t n + 1.
The value of the intermediate time point t n 'of is obtained by the interpolation method.
Further, it is possible to obtain an arbitrary number between t n and t n + 1 by the equations (11) and (12). Although the data processing by the quadratic interpolation method has been described, if a higher order interpolation method is performed, a more accurate value can be calculated, but the calculation takes time. Further, it is not efficient to perform the data processing by the complementing method for all the difference data because the processing time becomes enormous, so for the touch position (for example, the maximum difference value) obtained by detecting the touch in advance by the data before the complementing, It is sufficient to apply the complementary method to the difference data in the vicinity.

【0064】2次補間法でタッチした位置を求めるに
は、例えば図11に示すように、サンプリングデータか
ら直接知られる最大の差分をΔAnとすると、ΔAn-1
ΔAn、ΔAn+1、ΔAn+2を(11)、(12)式に代
入してΔAn’を求め、さらにΔAn-2、ΔAn-1、Δ
n、ΔAn+1を(11)、(12)式に代入してtn-1
とtnとの中間時点の差分ΔAn-1’を求める。次に、Δ
n-1’、ΔAn、ΔAn’のうち最大となる値をタッチ
された位置とする。
To obtain the touched position by the quadratic interpolation method, for example, as shown in FIG. 11, when the maximum difference directly known from the sampling data is ΔA n , ΔA n-1 ,
Substituting ΔA n , ΔA n + 1 , and ΔA n + 2 into equations (11) and (12) to obtain ΔA n ′, and further calculating ΔA n-2 , ΔA n-1 , and Δ
Substituting A n and ΔA n + 1 into the equations (11) and (12), t n-1
And a difference ΔA n-1 ′ between t n and t n is calculated. Then Δ
The maximum value of A n-1 ', ΔA n , and ΔA n ' is set as the touched position.

【0065】実 施 例 C 課題Cに述べたように、超音波式検出装置ではデータの
点数が多い為、データ処理時間が長くなる結果、走査時
間が遅くなる。そこでサンプリング後のデータ処理を高
速にすると、走査速度は高速化する。例えば指の幅は1
0mmぐらいであるので、パネル1に指でタッチすると
サンプリングされたA/D変換値が、音波の吸収によっ
てベースラインの値から減少する部分は、せいぜい指の
幅の部分のみである。従って、分解能が0.3mmの場
合では、10/0.3=33点であるから、例えばタッ
チした位置の前後50点くらいに対してデータ処理を行
えば十分である。例えば課題Cの例と同じ条件で処理時
間を計算すると約0.5msとなり、X、Y座標を合わ
せると1.0msとなる。これにA/D変換器の駆動と
その他の処理時間が加算されて約4msになる。さら
に、ノイズに対する平滑化等を行っても約2〜3msが
加算されるだけで、走査時間は約6〜7msに収まるこ
とになる。この走査時間はタブレットの操作時間に十分
追従できる速度となる。なお、16ビットのマイクロプ
ロセッサ、高速クロックを使用すれば走査時間はさらに
速くなる。
Practical Example C As described in Problem C, since the ultrasonic detection apparatus has a large number of data points, the data processing time becomes long and the scanning time becomes long. Therefore, if the data processing after sampling is made faster, the scanning speed becomes faster. For example, the width of the finger is 1
Since it is about 0 mm, when the panel 1 is touched with a finger, the sampled A / D conversion value decreases from the baseline value due to the absorption of sound waves only at the finger width part. Therefore, when the resolution is 0.3 mm, 10 / 0.3 = 33 points, so that it is sufficient to perform data processing on, for example, about 50 points before and after the touched position. For example, when the processing time is calculated under the same conditions as in the case of task C, it becomes about 0.5 ms, and when the X and Y coordinates are combined, it becomes 1.0 ms. The driving time of the A / D converter and the other processing time are added to this, resulting in about 4 ms. Further, even if noise smoothing or the like is performed, only about 2 to 3 ms is added, and the scanning time falls within about 6 to 7 ms. This scanning time is a speed that can sufficiently follow the operation time of the tablet. If a 16-bit microprocessor and a high-speed clock are used, the scanning time will be faster.

【0066】図1に示される超音波式検出装置において
動作する図10のフローチャートは本一発明の実施例を
示し、そのステップS41において超音波電気信号を表
す測定データの受信開始のサンプリング時間(以下、開
始値と称する)と受信終了のサンプリング時間(以下、
終了値と称する)がSRAM21から読み出されてCP
U23のレジスタに記憶される。ステップS42におい
てRAM24に記憶されているX軸に係る基準レベル値
がCPU23に書き込まれる。次にステップS43に移
り、SRAM21に記憶されたサンプリングデータのう
ち選択されたもの、例えば1つまたは2つ間隔の測定サ
ンプリングデータと、該測定サンプリングデータと対応
するベースラインデータがCPU23に読み出され、両
データとの間の差分のデータが演算されてCPU23の
レジスタに記憶される。次にステップS44に移り、差
分データがレジスタに記憶された基準レベルAthを越
えたか否かが開始値から終了値までの各サンプリング時
間ごとに判断され、最初に基準レベルAthを越えたサ
ンプリング時間を第1の時間XLとし、基準レベルを越
えてから再び該基準レベル以下になる直前のサンプリン
グ時間を第2の時点XRとしてそれぞれレジスタに記憶
される。差分データが基準レベル値を越えている場合は
ステップS45に移り、Y軸スイッチ14、16をオン
に切り換えてY軸に対しても同様にステップS41〜S
44が実行され、Y軸の超音波に対してもその差分デー
タがY軸の基準レベル値を越えていると判断された場合
は、パネル1に物体のタッチあり(タッチオン)と判断
されてステップS46に移る。
The flowchart of FIG. 10 which operates in the ultrasonic detection apparatus shown in FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In step S41, the sampling time for starting the reception of the measurement data representing the ultrasonic electrical signal (hereinafter , The start value) and the sampling time of the reception end (hereinafter,
(Called the end value) is read from the SRAM 21 and CP
It is stored in the register of U23. In step S42, the reference level value related to the X axis stored in the RAM 24 is written in the CPU 23. Next, in step S43, selected one of the sampling data stored in the SRAM 21, for example, measurement sampling data at intervals of one or two and baseline data corresponding to the measurement sampling data are read by the CPU 23. , The difference data between the two data is calculated and stored in the register of the CPU 23. Next, in step S44, it is determined for each sampling time from the start value to the end value whether or not the difference data exceeds the reference level Ath stored in the register, and the sampling time that first exceeds the reference level Ath is determined. the first time X L, are respectively stored in the registers sampling time immediately before the following again the reference level from exceeding a reference level as a second time point X R. If the difference data exceeds the reference level value, the process proceeds to step S45, the Y-axis switches 14 and 16 are turned on, and steps S41 to S are similarly performed for the Y-axis.
44 is executed, and if it is determined that the difference data for the Y-axis ultrasonic wave exceeds the reference level value of the Y-axis, it is determined that an object is touched (touch-on) on the panel 1 and the step is performed. Move to S46.

【0067】ステップS46においてRAM24に記憶
されている領域設定用の設定定数Cが読み出されサンプ
リング時間XLからCを差し引いた値XL−Cが開始値と
され、サンプリング時間XRにCを加えた値XR+Cが終
了値とされてCPU23のレジスタに記憶される。ステ
ップS47において、開始値から終了値の間の各測定サ
ンプリングデータが選択されることなく全て読出され、
これと対応するベースラインデータとから各差分データ
が演算されてレジスタに記憶される。そして、各差分デ
ータから最大差分データを求め、そのサンプリング時間
はXMとされてレジスタに記憶され、次のステップS4
8に移る。Y軸に対しても同様にステップS46、S4
7が実行される。ステップS49において、サンプリン
グ時間XMに対応するX軸の位置がタッチオンのX座標
として特定され、同様にY座標も特定される。ステップ
S50においてCPU23はホストコンピュータ28に
対してタッチオンを示すデータをその座標データと共に
送出する。なお、サンプリング時間と座標は1対1に対
応しているから設定定数Cを10程度にすれば50点程
の差分データに対して詳細なデータ処理を行えば良い。
[0067] is the value X L -C start value setting constant C for region setting stored is obtained by subtracting the C from the sampling time X L read in RAM24 in step S46, the C sampling time X R The added value X R + C is set as the end value and stored in the register of the CPU 23. In step S47, all measurement sampling data between the start value and the end value are read without being selected,
Each difference data is calculated from the corresponding baseline data and stored in the register. Then, the maximum difference data is obtained from each difference data, and the sampling time is set to X M and stored in the register, and the next step S4
Go to 8. Similarly for the Y-axis, steps S46 and S4
7 is executed. In step S49, the position of the X axis corresponding to the sampling time X M is specified as the touch-on X coordinate, and similarly the Y coordinate is also specified. In step S50, the CPU 23 sends touch-on data to the host computer 28 together with the coordinate data. Since the sampling time and the coordinate have a one-to-one correspondence, if the setting constant C is set to about 10, detailed data processing may be performed on the difference data of about 50 points.

【0068】ステップS44において差分データが基準
レベル値を越えていない場合にはタッチオンはなかった
とみなされ、ステップS45に移ることなく、X軸にお
いて次の測定サンプリングデータの検出動作が繰り返さ
れる。また、ステップS45においてY軸に関しての差
分データが基準レベル値を越えていない場合にもタッチ
オンは検出されなかったとしてステップS46に移るこ
となく検出動作が繰り返される。
If the difference data does not exceed the reference level value in step S44, it is considered that there is no touch-on, and the operation of detecting the next measurement sampling data on the X axis is repeated without proceeding to step S45. Further, even if the difference data regarding the Y axis does not exceed the reference level value in step S45, the touch-on is not detected, and the detection operation is repeated without proceeding to step S46.

【0069】上記ステップS41〜S45では、サンプ
リングの時系列、 X0、X1、…、Xnに対してX0
1、…、と順次読出すのではなく、例えば、1つ間隔
でX0、X2、X4、…、と、あるいは、2つ間隔でX0
3、X6、…、と、所定の間隔を空けてデータを読出し
て上記判定動作を行い、XL、XRを求めている。データ
読出しの間隔を空けるとその分だけデータ処理時間を短
縮することができ、走査速度を上げることができる。X
L、XRが求められた後はその開始値から終了値までのデ
ータは間隔を空けることなくステップS46〜S50の
データ処理が行われる。
[0069] At the step S41 to S45, the time series of sampling, X 0, X 1, ... , X 0 with respect to X n,
X 1, ..., and instead of sequentially reading, for example, X 0 in one interval, X 2, X 4, ..., a, or, X 0 in two intervals,
, X 3 , X 6 , ... Are read at a predetermined interval, data is read, and the above determination operation is performed to obtain X L and X R. If the data reading interval is provided, the data processing time can be shortened and the scanning speed can be increased. X
After L and X R have been obtained, the data from the start value to the end value are subjected to the data processing of steps S46 to S50 without a gap.

【0070】タッチ有無の判定をハードウェアで高速に
行い、タッチ有りの期間XL〜XRを先に知って、その後
に先に述べたようにそのXL〜XRの近傍のデータをマイ
クロプロセッサ26に取り込んでその部分のみ詳細にデ
ータ処理を行なっても良い。図11は、物体のパネルへ
のタッチの有無をハードウエアにより迅速に検出する回
路の実施例である。図11は、図1の回路に、ベースラ
イン格納用のSRAM51、引算器52、比較器53、
タイミング発生回路54を追加したものである。マイク
ロプロセッサ26は、SRAM51、比較器53、タイ
ミング発生回路54を制御し、タイミング発生回路54
はA/D変換器19、バッファ20、SPRAM21、
51及び引算器52の動作タイミングを制御する。図1
の復調器18でAM復調された信号は、A/D変換器1
9により例えば8ビットのデータPに変換され、SRA
M21に格納される。同時に、このデータPは引算器5
2の一端に入力され、バッファ22にも与えられる。一
方、ベースラインのサンプリングデータは予めSRAM
51に保存されており、マイクロプロセッサ26はA/
D変換された測定サンプリングデータPと同位置に相当
するベースラインのサンプリングデータQをSRAM5
1から出力して、引算器52の他端に入力する。する
と、引算器52は、2つの入力P、Qの差分ΔA=Q−
Pを比較器53の一方の入力端へ出力する。データPお
よびQが8ビットデータであれば、ΔAも8ビットデー
タとなるが、ボロー(桁借り)信号を出力しても良い。
比較器53の他方の入力端には、マイクロプロセッサ2
6からタッチオン/オフの基準値Athが入力される。
このAthもデジタル値で、例えばΔAが8ビットであ
るなら、Athも8ビットとなる。比較器53はこれら
2つの入力ΔA、Athの大きさを比較して、その大小
の判定信号を出力する。この信号はマイクロプロセッサ
26によって読みとられる。
[0070] a judgment of the touch whether fast hardware, micro knowing period X L to X R touch there earlier, the data of the neighborhood thereafter as previously described in that X L to X R Alternatively, the data may be fetched into the processor 26 and only that portion may be processed in detail. FIG. 11 shows an embodiment of a circuit for rapidly detecting whether or not an object touches the panel by hardware. FIG. 11 is a circuit diagram of FIG. 1 which includes an SRAM 51 for storing a baseline, a subtractor 52, a comparator 53,
A timing generation circuit 54 is added. The microprocessor 26 controls the SRAM 51, the comparator 53, the timing generation circuit 54, and the timing generation circuit 54.
Is an A / D converter 19, a buffer 20, a SPRAM 21,
The operation timing of 51 and the subtractor 52 is controlled. FIG.
The signal demodulated by AM in the demodulator 18 of
9 is converted into, for example, 8-bit data P, and SRA
It is stored in M21. At the same time, this data P
The data is input to one end of 2 and is also given to the buffer 22. On the other hand, the baseline sampling data is stored in the SRAM in advance.
51 and the microprocessor 26 is A /
The sampling data Q of the baseline corresponding to the same position as the D-converted measurement sampling data P is stored in the SRAM 5
Output from 1 and input to the other end of the subtractor 52. Then, the subtracter 52 calculates the difference ΔA = Q− between the two inputs P and Q.
P is output to one input terminal of the comparator 53. If the data P and Q are 8-bit data, ΔA is also 8-bit data, but a borrow signal may be output.
At the other input terminal of the comparator 53, the microprocessor 2
A reference value Ath for touch-on / off is input from 6.
This Ath is also a digital value. For example, if ΔA is 8 bits, Ath will also be 8 bits. The comparator 53 compares the magnitudes of these two inputs ΔA and Ath and outputs a determination signal of the magnitude. This signal is read by the microprocessor 26.

【0071】図12は図11の回路を使用した走査のフ
ローを示し、そのステップS51においてX軸スイッチ
13、15がオン(Y軸スイッチ14、16はオフ)し
た状態でX軸についての検出動作が行われ、図11に示
した回路により測定データのサンプリングと同時に差分
ΔAが演算され、基準値Athと大小が比較され、その
結果がマイクロプロセッサ26に知らされる。差分が基
準値を越えた場合は、次の詳細なデータ処理が実行され
る。ステップS52においてRAM24に記憶されてい
る領域設定用の設定定数Cが読み出される。ステップS
53においてCPU23のレジスタに記憶されている最
初に基準レベルAthを越えたサンプリング時間X
Lと、基準レベルを越えてから再び該基準レベル以下に
なる直前のサンプリング時間XRと設定定数Cから、XL
からCを差し引いた値XL−Cが開始値とされ、XRにC
を加えた値XR+Cが終了値とされてCPU23のレジ
スタに記憶される。次にステップS54に移り、開始値
から終了値までのSRAM21、SRAM31に記憶さ
れた測定サンプリングデータとベースラインのサンプリ
ングデータとがCPU23に読み出され、各サンプリン
グ時間にそれぞれ対応して測定サンプリングデータとベ
ースラインデータとの間の差のデータが演算されてCP
U23のレジスタに記憶される。次にステップS55に
移り、差分データのうち最大差分データを求めてXM
して次のステップS56に移る。Y軸スイッチ14、1
6をオンに切り換えてY軸に対しても同様に差分が算出
され基準値と比較される。差分が基準値を越えた場合は
ついでステップS51〜S55が実行され、Y軸の超音
波に対してもその最大差分データが算出される。ステッ
プS57において、サンプリング時間XMに対応するX
軸の位置がタッチオンのX座標として特定され、同様に
Y座標も特定される。ステップS58においてCPU2
3はホストコンピュータ28に対してタッチオンを示す
データをその座標データと共に送出する。
FIG. 12 shows a scanning flow using the circuit of FIG. 11, and in step S51, the X-axis detection operation is performed with the X-axis switches 13 and 15 turned on (Y-axis switches 14 and 16 turned off). Then, the circuit shown in FIG. 11 calculates the difference ΔA at the same time as sampling the measurement data, compares the difference ΔA with the reference value Ath, and informs the microprocessor 26 of the result. When the difference exceeds the reference value, the following detailed data processing is executed. In step S52, the setting constant C for setting the area stored in the RAM 24 is read. Step S
First, the sampling time X stored in the register of the CPU 23 at 53 exceeds the reference level Ath.
L and the sampling time X R just after the reference level is exceeded and immediately before it becomes less than the reference level, and from the set constant C, X L
The value X L -C minus the C from is the starting value, C to X R
The value X R + C to which is added is set as the end value and stored in the register of the CPU 23. Next, in step S54, the measurement sampling data and the baseline sampling data stored in the SRAM 21 and the SRAM 31 from the start value to the end value are read out by the CPU 23, and the measurement sampling data corresponding to each sampling time is obtained. The difference data from the baseline data is calculated and CP
It is stored in the register of U23. Next, the process proceeds to step S55, the maximum difference data among the difference data is obtained and set as X M , and the process proceeds to the next step S56. Y-axis switch 14, 1
6 is switched on and the difference is similarly calculated for the Y axis and compared with the reference value. If the difference exceeds the reference value, steps S51 to S55 are then executed, and the maximum difference data is calculated for the Y-axis ultrasonic wave. In step S57, X corresponding to the sampling time X M
The position of the axis is specified as the touch-on X coordinate, and similarly the Y coordinate is specified. CPU2 in step S58
3 sends data indicating touch-on to the host computer 28 together with its coordinate data.

【0072】ステップS51において差分データが基準
レベル値を越えていない場合にはタッチオンはなかった
とみなされ、ステップS52に移ることなく、X軸にお
いて次の測定サンプリングデータの検出動作が繰り返さ
れる。また、ステップS56においてY軸に関しての差
分データが基準レベル値を越えていない場合にもタッチ
オンは検出されなかったとしてステップS57に移るこ
となく検出動作が繰り返される。
If the difference data does not exceed the reference level value in step S51, it is considered that touch-on has not occurred, and the operation of detecting the next measurement sampling data on the X axis is repeated without proceeding to step S52. Further, even if the difference data regarding the Y-axis does not exceed the reference level value in step S56, it is determined that touch-on is not detected, and the detection operation is repeated without proceeding to step S57.

【0073】図11の回路を使用しかつ図12のフロー
の手順とは別の手順によりタッチの検出を実施すること
もできる。即ち、A/D変換器19によるA/D変換値
をすべて予めSRAM21に格納し、A/D変換がすべ
て完了した後に、SRAM21から測定サンプリングデ
ータを、SRAM51からそのデータに対応するベース
ラインデータをそれぞれ出力させ、引算器52、比較器
53を介して、タッチ有無判定の基準値Athとの大小
の判定結果をマイクロプロセッサ26に取り込む。この
場合、SRAM21、51からのデータ出力は、例えば
時間X0から順に行うと良い。
It is also possible to detect the touch by using the circuit of FIG. 11 and by a procedure different from the procedure of the flow of FIG. That is, all the A / D converted values by the A / D converter 19 are stored in the SRAM 21 in advance, and after the A / D conversion is completed, the measured sampling data is output from the SRAM 21 and the baseline data corresponding to the data is output from the SRAM 51. Each of them is output, and the judgment result of the magnitude with the reference value Ath of the touch presence judgment is fetched into the microprocessor 26 via the subtractor 52 and the comparator 53. In this case, the data output from the SRAMs 21 and 51 may be sequentially performed from time X 0 , for example.

【0074】実 施 例 D 図13〜図18は、防水、防滴のための完全密閉構造を
有する体積弾性波を利用した本発明の超音波式検出装置
の実施例を示している。体積弾性波のうち剪断モードの
音波は流体中に伝播しないことが知られている。従っ
て、粘度の低い例えば液状シリコンゴム等の音波の吸収
力がない材料を密閉構造の接着剤として使用しても音波
は比較的吸収されないので、タッチの検出が可能であ
る。
Example D FIGS. 13 to 18 show an example of the ultrasonic detecting device of the present invention which utilizes a volume elastic wave having a completely sealed structure for waterproofing and drip-proofing. It is known that shear mode acoustic waves do not propagate in a fluid among bulk acoustic waves. Therefore, even if a material having a low viscosity, such as liquid silicone rubber, which does not absorb sound waves is used as an adhesive having a closed structure, the sound waves are not relatively absorbed, so that the touch can be detected.

【0075】図13は、ベゼル10とガラスの検出パネ
ル1を液状シリコンゴム61で接着した構造を示してい
る。ベゼル10と検出パネル1の接着面は完全な防水、
防滴が可能な密閉構造が実現できるまで幅を広く取る。
液状シリコンゴムは、室温で硬化するので、接着後に液
がこぼれ落ちるおそれはない。反射アレイ3はベゼル1
0の内側であって検出パネル1の外周近傍の表面に設け
られる。シリコンゴム61は接着力が(例えば両面テー
プのように)強力でないので、剥離を防止するために、
検出パネル1の裏面にサポータ62を当てベゼル10に
ネジ止めにより固定する。サポータ62をベゼル10に
固定するにはネジ止めの外、例えば両面テープを使用し
ても良い。サポータ62は、多少スプリング(ばね)が
効くものを使用しても良い。サポータ62は補強のため
なので検出パネル1の適当な箇所に数箇所止めるだけで
良い。
FIG. 13 shows a structure in which the bezel 10 and the glass detection panel 1 are bonded together with a liquid silicone rubber 61. The adhesive surface between the bezel 10 and the detection panel 1 is completely waterproof,
Take a wide width until a sealed structure that is drip-proof can be realized.
Since the liquid silicone rubber cures at room temperature, there is no risk of the liquid spilling after bonding. The reflective array 3 is the bezel 1
It is provided on the inner surface of 0 and near the outer periphery of the detection panel 1. Since the adhesive force of the silicone rubber 61 is not strong (for example, double-sided tape), in order to prevent peeling,
The supporter 62 is applied to the back surface of the detection panel 1 and fixed to the bezel 10 with screws. In order to fix the supporter 62 to the bezel 10, it is also possible to use, for example, double-sided tape instead of screwing. The supporter 62 may use a spring that is somewhat effective. Since the supporter 62 is for reinforcement, it is sufficient to stop the supporter 62 at an appropriate position on the detection panel 1.

【0076】図14は、液状シリコンゴム61によりベ
ゼル10を検出パネル1に固定する図13の構造と実質
的に同じであるが、組立て工程を容易にするためにベゼ
ル10とガラスの検出パネル1の間にスペーサ63を介
在した構造である。最初に検出パネル1にスペーサ63
を、例えばシリコンゴム61で接着し、その後ベゼル1
0とスペーサ63を両面テープ64で完全密閉に接着す
る。図13と同様に、シリコンゴム61による接着力は
弱いのでサポータ62を検出パネル1に当てベゼル10
にネジにより固定して補強する。図14において反射ア
レイ3は検出パネル1の外周近傍の裏面に設けられてい
るが、これは図13のように検出パネルの表面に設ける
とスペーサ63に加えてその分だけ横方向の空間を必要
とし検出面が減少するので、これを改善するためであ
る。反射アレイ3が防水、防滴構造により保護されるこ
とは図13と同様である。体積弾性波の方式においては
反射アレイ3と反対側の検出パネル1の表面をタッチ面
として使用することができる。
FIG. 14 is substantially the same as the structure of FIG. 13 in which the bezel 10 is fixed to the detection panel 1 with the liquid silicone rubber 61, but the bezel 10 and the glass detection panel 1 are made to facilitate the assembly process. The spacer 63 is interposed between the two. First, a spacer 63 is attached to the detection panel 1.
Are bonded with, for example, silicone rubber 61, and then the bezel 1
0 and the spacer 63 are adhered to each other with a double-sided tape 64 in a completely sealed manner. Similar to FIG. 13, since the adhesive force of the silicone rubber 61 is weak, the supporter 62 is applied to the detection panel 1 and the bezel 10 is pressed.
Secure with screws to reinforce. In FIG. 14, the reflection array 3 is provided on the back surface near the outer periphery of the detection panel 1, but when it is provided on the front surface of the detection panel as shown in FIG. 13, a space in the lateral direction is required in addition to the spacer 63. This is to improve this because the number of detection surfaces decreases. The reflection array 3 is protected by a waterproof and drip-proof structure as in FIG. In the volume acoustic wave method, the surface of the detection panel 1 on the opposite side of the reflection array 3 can be used as a touch surface.

【0077】図15は、スペーサ63をベゼル10と検
出パネル1の間に介在させて液状シリコンゴム61によ
り固定する図14の構造と類似するが、図14の構造よ
りもさらに強固に構成したものである。2つのスペーサ
63を僅かに離間させてガラスの検出パネル1の表面に
予め両面テープ65で軽く止めてから、スペーサ63の
間に空いたスペースに液状シリコンゴム61を充填して
スペーサ63を検出パネル1に固定する。このとき使用
する両面テープ65は仮止めのためであるので僅かな幅
で差し支えなく、タッチの検出には支障はない。その
後、スペーサ63の上面とベゼル10の裏面とを図14
に示すような幅の広い両面テープ66で固定する。図1
4と同様に、反射アレイ3を検出パネル1の裏面に設け
ると共にサポータ62によりベゼル10を検出パネル1
に固定する。
FIG. 15 is similar to the structure of FIG. 14 in which the spacer 63 is interposed between the bezel 10 and the detection panel 1 and is fixed by the liquid silicone rubber 61, but the structure is made stronger than the structure of FIG. Is. The two spacers 63 are slightly separated from each other and lightly fixed to the surface of the glass detection panel 1 with the double-faced tape 65 in advance, and then the space between the spacers 63 is filled with the liquid silicone rubber 61 to detect the spacer 63. Fixed to 1. Since the double-sided tape 65 used at this time is for temporary fixing, it does not matter if it has a small width, and there is no problem in detecting the touch. After that, the upper surface of the spacer 63 and the rear surface of the bezel 10 are removed as shown in FIG.
A double-sided tape 66 having a wide width as shown in FIG. FIG.
4, the reflection array 3 is provided on the back surface of the detection panel 1, and the bezel 10 is attached to the detection panel 1 by the supporter 62.
Fixed to.

【0078】図16は、図14のスペーサ62とベゼル
10との固定を両面テープ64より完全な防水構造であ
る振動溶着に代えた構造である。スペーサ67の材料と
してアクリルあるいはプラスチック等の振動溶着可能な
材料を使用し、同図に示すように、ベゼル10とスペー
サ67を振動溶着により溶着する。図16に示すように
振動溶着するときに予めバリ溜まり68を用意しておく
と振動溶着を行い易い。その他の構造は図14の場合と
同様である。
FIG. 16 shows a structure in which the spacer 62 and the bezel 10 shown in FIG. 14 are fixed to the double-sided tape 64 by vibration welding, which is a completely waterproof structure. A material that can be vibration-welded, such as acrylic or plastic, is used as the material of the spacer 67, and as shown in the figure, the bezel 10 and the spacer 67 are welded by vibration welding. As shown in FIG. 16, if the burr pool 68 is prepared in advance when vibration welding is performed, vibration welding can be easily performed. The other structure is similar to that of FIG.

【0079】図17(A)は、ベゼル10と検出パネル
1にアクリルあるいはプラスチック等の振動溶着可能な
材料を使用する場合、ベゼル10と検出パネル1を直
接、振動溶着で溶着する構造である。反射アレイ3は検
出パネル1の外周部の裏面に設けられている。反射アレ
イ3を覆うようにベゼル10の先端部を突出させている
のは反射アレイ3が視界に入ることを避けるためであ
る。同図に示すように検出パネル1の表面の振動溶着部
69の位置を反射アレイ3の位置よりも検出パネル1の
外周部にすると、溶着部69による音波の反射の影響を
受けなくなる。通常、検出パネル1の四隅の振動溶着部
69の位置は図17(B)の点線で示すように稜線に沿
って設けるが、実線に示すように四隅に関しては折り曲
げた位置にするのが良い。これは図18に示すように発
信子4または受信子5と振動溶着部69との間隔は、発
信子4または受信子5から発せられる音波の衝撃波(バ
ースト)が振動溶着部69による反射波と共振して波動
を乱すのを避けるため一定以上の距離Lを保つためであ
る。
FIG. 17A shows a structure in which the bezel 10 and the detection panel 1 are directly welded by vibration welding when a material that can be vibrationally welded such as acrylic or plastic is used for the bezel 10 and the detection panel 1. The reflection array 3 is provided on the back surface of the outer peripheral portion of the detection panel 1. The reason why the tip of the bezel 10 is projected so as to cover the reflection array 3 is to prevent the reflection array 3 from entering the field of view. As shown in the figure, when the position of the vibration welded portion 69 on the surface of the detection panel 1 is set to the outer peripheral portion of the detection panel 1 rather than the position of the reflection array 3, the influence of reflection of sound waves by the welded portion 69 is eliminated. Normally, the positions of the vibration welded portions 69 at the four corners of the detection panel 1 are provided along the ridge line as shown by the dotted line in FIG. 17B, but it is preferable to bend the four corners as shown by the solid line. As shown in FIG. 18, the distance between the oscillator 4 or the receiver 5 and the vibration welded portion 69 is such that the shock wave (burst) of the sound wave emitted from the oscillator 4 or the receiver 5 is reflected by the vibration welded portion 69. This is to keep the distance L above a certain level in order to avoid resonating and disturbing the wave motion.

【0080】[0080]

【発明の効果】この一発明によれば、測定サンプリング
データにデジタルフィルタリングを行ってベースライン
データを更新しているから、ノイズが瞬間的に乗っても
ベースラインデータにほとんど影響を与えない。また、
パネルをタッチしても、デジタルフィルタリングによる
一定時間内では、直ぐにベースラインデータに影響を与
えない。また、タッチが検出されてからタッチオフが検
出されるまでの間は、タッチしている位置近辺のベース
ラインについてはデジタルフィルタ処理を行わないよう
にすれば、長時間一定位置をタッチし続けてもベースラ
インに誤差が生じない。このため、誤動作を防ぐことが
可能である。
According to the present invention, the baseline data is updated by performing digital filtering on the measured sampling data, so that even if noise is instantaneously added, the baseline data is hardly affected. Also,
Even if the panel is touched, the baseline data is not immediately affected within a certain time by digital filtering. In addition, if the digital filter processing is not performed on the baseline near the touched position from the time when the touch is detected until the touch-off is detected, even if a certain position is continuously touched for a long time. There is no error in the baseline. Therefore, it is possible to prevent malfunction.

【0081】また、この一発明によれば、測定サンプリ
ングデータの平滑化を行うから、平滑化された測定サン
プリングデータ自体からノイズが排除されるため誤動作
を防ぐことが可能である。さらに、デジタルフィルタリ
ングによるベースラインデータの更正と、測定サンプリ
ングデータの平滑化を共に行うと、ベースラインの変動
や電気ノイズ等を除去し誤動作を確実に防ぐことができ
る。
Further, according to the present invention, since the measurement sampling data is smoothed, noise is eliminated from the smoothed measurement sampling data itself, so that malfunction can be prevented. In addition, if the baseline data is corrected by digital filtering and the measurement sampling data is smoothed, it is possible to eliminate the fluctuation of the baseline, the electric noise, etc., and to reliably prevent the malfunction.

【0082】また、この一発明は、発信する超音波の波
長(周波数)を変えることによって高速サンプリングを
要求されずに、タッチ位置の精度良い検出をすることが
できる。サンプリング速度を特に速くする必要がないの
で、回路上に高速度設計を行う必要がなく、その分だけ
回路設計が容易で安価である。また、高速ICを使わな
いで済むので、回路の消費電流を低レベルに抑えること
ができる。また、この一発明によれば、補間法により実
測サンプリング点の間のデータを算出するので、高速サ
ンプリングを要求されずに実測以上の高分解能の座標デ
ータが得られる。
Further, according to the present invention, by changing the wavelength (frequency) of the ultrasonic wave to be transmitted, it is possible to detect the touch position with high accuracy without requiring high-speed sampling. Since it is not necessary to increase the sampling speed in particular, it is not necessary to perform high-speed design on the circuit, and the circuit design is correspondingly easy and inexpensive. Further, since it is not necessary to use a high speed IC, the current consumption of the circuit can be suppressed to a low level. Further, according to this aspect of the invention, since the data between the actual measurement sampling points is calculated by the interpolation method, the coordinate data having a higher resolution than the actual measurement can be obtained without requiring high-speed sampling.

【0083】また、この一発明によれば、測定サンプリ
ングデータのうち選択されたサンプリングデータのみを
使用することによる、あるいは減算手段および比較手段
をハードウエア構成にすることによる高速データ処理に
よってタッチした位置を検出し、タッチ位置の近傍のみ
を詳細にデータ処理してタッチ座標を取得するので高速
走査を行うことが可能となり、タブレットに相当する高
速入力が可能となる。
Further, according to the present invention, the position touched by high-speed data processing by using only the selected sampling data of the measurement sampling data or by constructing the subtraction means and the comparison means in hardware. Is detected and the touch coordinates are acquired by performing detailed data processing only in the vicinity of the touch position, so that high-speed scanning can be performed, and high-speed input equivalent to a tablet can be performed.

【0084】また、この一発明によれば、ベゼルは音波
吸収力のない接着剤により検出パネルに固定されるの
で、タッチの検出を損なわずに防水、防滴の密閉構造を
提供することができる。また、この一発明によれば、ベ
ゼルには振動溶着によりスペーサが固定され、該スペー
サが音波吸収力のない接着剤により検出パネルに固定さ
れるから、防水、防滴の密閉構造の製造を容易に行うこ
とができる。また、この一発明によれば、検出パネルと
ベゼルとの固定を補強する補強部材を該検出パネルの外
周面の裏面と該ベゼルの間に取付けたから防水、防滴の
密閉構造を強固に構成することができる。また、この一
発明によれば、検出パネルとベゼルは振動溶着のみによ
り固定されているので、完全な防水、防滴の密閉構造を
提供することができる。また、この一発明によれば、振
動溶着の箇所が反射アレイの外側の検出パネルの外周面
に設けられているので溶着された箇所における音波の反
射の影響を避けることができる。また、この一発明によ
れば、振動溶着の箇所と発信子または受信子との距離
は、発信または受信される体積弾性波と振動溶着の箇所
による体積弾性波の反射波との共振を回避する一定以上
の距離に隔てられているから、発信子または受信子から
発せられる音波の衝撃波が振動溶着部による反射波と共
振して波動を乱すことを避けることができる。
Further, according to this invention, since the bezel is fixed to the detection panel with an adhesive having no sound wave absorbing power, a waterproof and drip-proof closed structure can be provided without impairing the detection of touch. . Further, according to this aspect of the invention, the spacer is fixed to the bezel by vibration welding, and the spacer is fixed to the detection panel with an adhesive that does not absorb sound waves. Therefore, it is easy to manufacture a waterproof and drip-proof closed structure. Can be done. Further, according to this invention, since the reinforcing member for reinforcing the fixation between the detection panel and the bezel is attached between the back surface of the outer peripheral surface of the detection panel and the bezel, the waterproof and drip-proof closed structure is firmly configured. be able to. Further, according to this invention, since the detection panel and the bezel are fixed only by vibration welding, it is possible to provide a completely waterproof and drip-proof closed structure. Further, according to this invention, since the vibration welding portion is provided on the outer peripheral surface of the detection panel outside the reflection array, it is possible to avoid the influence of the reflection of the sound wave at the welding portion. Further, according to this invention, the distance between the vibration welding portion and the transmitter or the receiver avoids resonance between the transmitted or received volume elastic wave and the reflected wave of the volume elastic wave caused by the vibration welding portion. Since they are separated by a certain distance or more, it is possible to prevent the shock wave of the sound wave emitted from the transmitter or the receiver from resonating with the reflected wave by the vibration welding portion to disturb the wave.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の超音波式検出装置の概略全体構成図
である。
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of an ultrasonic detection device of the present invention.

【図2】この発明の超音波式検出装置の検出動作を示す
フローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a detection operation of the ultrasonic detection device of the present invention.

【図3】この発明の超音波式検出装置の別の検出動作を
示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing another detection operation of the ultrasonic detection device of the present invention.

【図4】この発明の超音波式検出装置の超音波が伝播さ
れるパネル面および検出動作の原理を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a panel surface on which an ultrasonic wave is propagated and a principle of a detection operation of the ultrasonic detection device of the present invention.

【図5】受信された超音波信号の強度分布を波長の変化
として示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the intensity distribution of a received ultrasonic signal as a change in wavelength.

【図6】この発明の超音波式検出装置の概略全体構成図
である。
FIG. 6 is a schematic overall configuration diagram of an ultrasonic detection device of the present invention.

【図7】この発明の超音波式検出装置の検出動作の一実
施例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flow chart showing an embodiment of a detection operation of the ultrasonic detection device of the present invention.

【図8】受信された超音波信号のサンプリングの一例を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of sampling of a received ultrasonic signal.

【図9】この発明の補間法を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an interpolation method of the present invention.

【図10】この発明の検出動作の一実施例を説明するフ
ローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an embodiment of the detection operation of the present invention.

【図11】この発明の超音波式検出装置の一実施例の要
部構成図である。
FIG. 11 is a main part configuration diagram of an embodiment of an ultrasonic detection device of the present invention.

【図12】この発明のデータ走査の一実施例を説明する
フローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an embodiment of data scanning of the present invention.

【図13】この発明の超音波式検出装置の防水構造を示
す一実施例の要部構成図である。
FIG. 13 is a main part configuration diagram of an embodiment showing a waterproof structure of the ultrasonic detection device of the present invention.

【図14】この発明の超音波式検出装置の防水構造を示
す一実施例の要部構成図である。
FIG. 14 is a main part configuration diagram of an embodiment showing a waterproof structure of the ultrasonic detection device of the present invention.

【図15】この発明の超音波式検出装置の防水構造を示
す一実施例の要部構成図である。
FIG. 15 is a main part configuration diagram of an embodiment showing a waterproof structure of the ultrasonic detection device of the present invention.

【図16】この発明の超音波式検出装置の防水構造を示
す一実施例の要部構成図である。
FIG. 16 is a main part configuration diagram of an embodiment showing a waterproof structure of the ultrasonic detection device of the present invention.

【図17】この発明の超音波式検出装置の防水構造を示
す一実施例の要部断面図および振動溶着位置を示す検出
パネルの平面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view of a main part of an embodiment showing a waterproof structure of an ultrasonic detection device of the present invention and a plan view of a detection panel showing a vibration welding position.

【図18】この発明の超音波式検出装置の防水構造を示
す一実施例の要部構成図である。
FIG. 18 is a main part configuration diagram of one embodiment showing a waterproof structure of the ultrasonic detection device of the present invention.

【図19】超音波が伝播される超音波式検出装置のパネ
ル面を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a panel surface of an ultrasonic detection device in which ultrasonic waves are propagated.

【図20】超音波を発信する発信子の取付け構造を示す
図である。
FIG. 20 is a view showing a mounting structure of a transmitter that transmits ultrasonic waves.

【図21】パネルを伝播して受信される超音波の受信信
号の状態を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a state of a reception signal of ultrasonic waves propagated through a panel and received.

【図22】受信された超音波信号の電圧の時間経過を示
す図である。
FIG. 22 is a diagram showing the time course of the voltage of the received ultrasonic signal.

【図23】受信された超音波信号のサンプリングを説明
する図。
FIG. 23 is a diagram for explaining sampling of received ultrasonic signals.

【図24】サンプリングされた超音波信号を基準となる
ベースラインとして示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a sampled ultrasonic signal as a reference baseline.

【図25】タッチオンのある測定サンプリングデータと
ベースラインとの差を示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a difference between measurement sampling data with touch-on and a baseline.

【図26】超音波式検出装置に使用する液晶表示装置の
全体外観図である。
FIG. 26 is an overall external view of a liquid crystal display device used in an ultrasonic detection device.

【図27】超音波検出装置の防水構造の従来例を示す要
部構成図である。
FIG. 27 is a main part configuration diagram showing a conventional example of a waterproof structure of an ultrasonic detection device.

【図28】超音波検出装置の防水構造の従来例を示す要
部構成図である。
FIG. 28 is a main part configuration diagram showing a conventional example of a waterproof structure of an ultrasonic detection device.

【図29】ノイズによる検出誤動作が生じる理由を説明
する図である。
FIG. 29 is a diagram illustrating a reason why a detection malfunction occurs due to noise.

【図30】ノイズによる検出誤動作が生じる別の理由を
説明する図である。
FIG. 30 is a diagram for explaining another reason why a detection malfunction due to noise occurs.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検出パネル 2 反射素子 3 反射アレイ 4 発信子 5 受信子 6 検出面 9 物体 10 ベゼル 19 A/D変換器 21 SRAM(スタティック・ランダム・アクセ
ス・メモリ) 23 CPU 24 RAM 25 ROM 26 マイクロプロセッサ 31 パネル 32 発信子 33 受信子 34 発信子 35 受信子 41 D/A変換器 42 電圧制御発信器 43 波形整形器 44 カウンタ 51 SRAM 52 引算器 53 比較器 54 タイミング発生回路 61 液状シリコンゴム 62 サポータ 63 スペーサ 69 振動溶着部
1 Detection Panel 2 Reflection Element 3 Reflection Array 4 Transmitter 5 Receiver 6 Detection Surface 9 Object 10 Bezel 19 A / D Converter 21 SRAM (Static Random Access Memory) 23 CPU 24 RAM 25 ROM 26 Microprocessor 31 Panel 32 oscillator 33 receiver 34 oscillator 35 receiver 41 D / A converter 42 voltage control oscillator 43 waveform shaper 44 counter 51 SRAM 52 subtractor 53 comparator 54 timing generation circuit 61 liquid silicone rubber 62 supporter 63 spacer 69 Vibration weld

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発信子から送出される超音波をパネルの
X方向およびY方向へ伝搬させるとともに該超音波を受
信する受信子を備え、前記パネル上を伝搬する超音波を
吸収する物体の位置または有無を検出する超音波式検出
装置において、 前記パネルを伝搬する超音波をサンプ
リングするサンプリング手段と、 前記サンプリングされたデータをデジタルフィルタリン
グするデジタルフィルタと、 前記デジタルフィルタリングされたデータを、物体を検
出する基準となるベースラインデータとして記憶する記
憶手段と、を備えたことを特徴とする超音波式検出装
置。
1. A position of an object for absorbing an ultrasonic wave propagating on the panel, comprising a receiver for propagating the ultrasonic wave transmitted from a transmitter in the X direction and the Y direction of the panel and receiving the ultrasonic wave. Alternatively, in an ultrasonic detection device for detecting the presence or absence, sampling means for sampling ultrasonic waves propagating through the panel, a digital filter for digitally filtering the sampled data, and an object for detecting the digitally filtered data. An ultrasonic detection device, comprising: a storage unit that stores baseline data that serves as a reference.
【請求項2】 物体のパネルへのタッチ中であってかつ
タッチ位置近辺のサンプリングデータは前記ベースライ
ンデータから除外されるデータ選択手段を備えたことを
特徴とする請求項1に記載の超音波式検出装置。
2. The ultrasonic wave according to claim 1, further comprising a data selection unit that excludes sampling data in the vicinity of the touch position while the object is touching the panel from the baseline data. Detection device.
【請求項3】 発信子から送出される超音波をパネルの
X方向およびY方向へ伝搬させるとともに該超音波を受
信する受信子を備え、前記パネル上を伝搬する超音波を
吸収する物体の位置または有無を検出する超音波式検出
装置において、 前記パネルを伝搬する超音波をサンプ
リングするサンプリング手段と、 前記サンプリングされたデータを物体を検出する基準と
なるベースラインデータとして記憶する記憶手段と、 少なくとも、物体のパネルへのタッチ中であってかつタ
ッチ位置近辺でサンプリングされたサンプリングデータ
と、該サンプリングデータの各位置に対応する前記記憶
手段に記憶されたベースラインデータとの各差分データ
を求め、該各差分データを相互に平滑化する平滑処理手
段と、を備えたことを特徴とする超音波式検出装置。
3. A position of an object that absorbs the ultrasonic wave propagating on the panel, the ultrasonic wave being transmitted from the transmitter, propagating in the X direction and the Y direction of the panel, and having a receiver for receiving the ultrasonic wave. Alternatively, in an ultrasonic detection device for detecting the presence or absence, sampling means for sampling the ultrasonic waves propagating through the panel, storage means for storing the sampled data as baseline data to be a reference for detecting an object, at least , Each difference data between the sampling data sampled in the vicinity of the touch position while the object is touching the panel and the baseline data stored in the storage means corresponding to each position of the sampling data, And a smoothing processing means for smoothing the respective difference data with each other. Output device.
【請求項4】 発信子から送出される超音波をパネルの
X方向およびY方向へ伝搬させるとともに該超音波を受
信する受信子を備え、前記パネル上を伝搬する超音波を
吸収する物体の位置または有無を検出する超音波式検出
装置において、 前記パネルを伝搬する超音波をサンプ
リングするサンプリング手段と、 前記サンプリングされたデータをデジタルフィルタリン
グするデジタルフィルタと、 前記デジタルフィルタリングされたデータを、物体を検
出する基準となるベースラインデータとして記憶する記
憶手段と、 少なくとも、物体のパネルへのタッチ中であってかつタ
ッチ位置近辺でサンプリングされたサンプリングデータ
と、該サンプリングデータの各位置に対応する前記記憶
手段に記憶されたベースラインデータとの各差分データ
を求め、該各差分データを相互に平滑化する平滑処理手
段と、を備えたことを特徴とする超音波式検出装置。
4. A position of an object which absorbs the ultrasonic wave propagating on the panel, the ultrasonic wave being transmitted from a transmitter and propagating in the X direction and the Y direction of the panel and having a receiver for receiving the ultrasonic wave. Alternatively, in an ultrasonic detection device for detecting the presence or absence, sampling means for sampling ultrasonic waves propagating through the panel, a digital filter for digitally filtering the sampled data, and an object for detecting the digitally filtered data. Storage means for storing as baseline data that serves as a reference, sampling data sampled at least while the object is touching the panel and near the touch position, and the storage means corresponding to each position of the sampling data Difference data from the baseline data stored in Determined, ultrasonic detecting apparatus characterized by comprising: a smoothing means for mutually smooth the respective differential data.
【請求項5】 複数の異なる波長の超音波をパネルのX
方向およびY方向へ発振する発振手段と、 前記発信手段から発信される異なる超音波の波長を時分
割で発信するための制御を行う発信制御手段と、 前記発信された超音波を受信する受信手段と、 前記発信された超音波が伝搬するパネル上に前記複数の
異なる波長毎に対応する所定の間隔で配置され、前記パ
ネル上の検出面を通る所定の波長の超音波を選択して反
射させ、前記受信手段へと伝搬させる反射アレイ対と、 前記受信手段から受信された所定の波長の超音波を基準
レベルと比較することにより該当する所定の波長の反射
位置における物体のタッチの有無を検出する手段と、を
備え、前記パネル上を伝搬する超音波を吸収する物体の
有無または位置を検出する超音波式検出装置。
5. A plurality of ultrasonic waves of different wavelengths are applied to the panel X.
Direction and Y direction, oscillating means, transmission control means for controlling time-division transmission of different ultrasonic wavelengths transmitted from the transmitting means, and receiving means for receiving the transmitted ultrasonic waves. And arranged at a predetermined interval corresponding to each of the plurality of different wavelengths on the panel through which the transmitted ultrasonic waves propagate, and selects and reflects ultrasonic waves of a predetermined wavelength passing through the detection surface on the panel. Detecting the presence or absence of a touch of an object at a reflection position of a corresponding predetermined wavelength by comparing a reflection array pair propagating to the reception means and an ultrasonic wave of a predetermined wavelength received from the reception means with a reference level Means for detecting the presence or absence or position of an object that absorbs the ultrasonic waves propagating on the panel.
【請求項6】 発信子から送出される超音波をパネルの
X方向およびY方向へ伝搬させると共に該超音波を受信
する受信子を備え、前記パネル上を伝搬する超音波を吸
収する物体の有無または位置を検出する超音波式検出装
置において、 前記パネルを伝搬する超音波をサンプリングしてサンプ
リングデータを求め、該サンプリングデータを記憶する
手段と、 前記サンプリングデータから物体を検出する基準となる
ベースラインデータを求め、該ベースラインデータを記
憶する手段と、 前記サンプリングデータと前記ベースラインデータとの
差分を求め、該差分から前記パネル上の物体のタッチの
有無を検出し、物体のタッチが検出された場合に補間法
により前記サンプリングデータのサンプリング時点間の
非サンプリング期間のデータとして補間データを計算
し、前記サンプリングデータおよび該補間データから物
体のタッチの位置を求める演算手段と、を備えたことを
特徴とする超音波式検出装置。
6. The presence or absence of an object that absorbs the ultrasonic waves propagating on the panel, comprising a receiver that propagates the ultrasonic waves transmitted from the transmitter in the X and Y directions of the panel and receives the ultrasonic waves. Alternatively, in an ultrasonic detection device for detecting a position, a means for sampling the ultrasonic waves propagating through the panel to obtain sampling data, storing the sampling data, and a baseline serving as a reference for detecting an object from the sampling data A means for obtaining data and storing the baseline data, a difference between the sampling data and the baseline data is obtained, and the presence or absence of the touch of the object on the panel is detected from the difference, and the touch of the object is detected. In the case of An ultrasonic detecting device, comprising: an arithmetic unit that calculates interpolation data and obtains a touch position of an object from the sampling data and the interpolation data.
【請求項7】 発信子から送出される超音波をパネルの
X方向およびY方向へ伝搬させると共に該超音波を受信
する受信子を備え、前記パネル上を伝搬する超音波を吸
収する物体の有無または位置を検出する超音波式検出装
置において、 前記パネルを伝搬する超音波をサンプリングしてサンプ
リングデータを求め、該サンプリングデータを記憶する
手段と、 前記サンプリングデータから物体を検出する基準となる
ベースラインデータを求め、該ベースラインデータを記
憶する手段と、 前記サンプリングデータのうち選択されたデータとベー
スラインデータを比較して前記パネル上の物体のタッチ
の有無を検出する検出手段と、 前記物体のタッチが検出された場合に、前記サンプリン
グデータのデータ処理はタッチが検出された近傍のサン
プリングデータに制限する手段と、を備えてなる超音波
式検出装置。
7. The presence or absence of an object that absorbs ultrasonic waves propagating on the panel, comprising a receiver for propagating ultrasonic waves transmitted from a transmitter in the X and Y directions of the panel and receiving the ultrasonic waves. Alternatively, in an ultrasonic detection device for detecting a position, a means for sampling the ultrasonic waves propagating through the panel to obtain sampling data, storing the sampling data, and a baseline serving as a reference for detecting an object from the sampling data Means for obtaining data and storing the baseline data; detection means for comparing the selected data of the sampling data with the baseline data to detect the presence or absence of a touch on the object on the panel; When a touch is detected, data processing of the sampling data is performed in the vicinity of the sample where the touch is detected. Ultrasonic detection device including means for limiting the bridging data.
【請求項8】 発信子から送出される超音波をパネルの
X方向およびY方向へ伝搬させると共に該超音波を受信
する受信子を備え、前記パネル上を伝搬する超音波を吸
収する物体の有無または位置を検出する超音波式検出装
置において、 前記パネルを伝搬する超音波をサンプリングしてサンプ
リングデータを求め、該サンプリングデータを記憶する
手段と、 前記サンプリングデータから物体を検出する基準となる
ベースラインデータを求め、該ベースラインデータを記
憶する手段と、 前記サンプリングデータと前記ベースラインデータとの
差分データを求める減算手段と、 前記差分データと基準値と比較し、前記物体のタッチの
有無を検出する比較手段と、 前記比較手段からの出力により前記物体のタッチが検出
された場合に、前記サンプリングデータのデータ処理は
タッチが検出された近傍のサンプリングデータに制限す
る制御手段と、を備え、前記減算手段および比較手段は
ハードウエア構成されていることを特徴とする超音波式
検出装置。
8. The presence or absence of an object that absorbs the ultrasonic waves propagating on the panel, comprising a receiver for propagating the ultrasonic waves transmitted from the transmitter in the X and Y directions of the panel and receiving the ultrasonic waves. Alternatively, in an ultrasonic detection device for detecting a position, a means for sampling the ultrasonic waves propagating through the panel to obtain sampling data, storing the sampling data, and a baseline serving as a reference for detecting an object from the sampling data Means for obtaining data and storing the baseline data; subtraction means for obtaining difference data between the sampling data and the baseline data; and comparing the difference data with a reference value to detect whether or not the object is touched. And a sampler that detects the touch of the object by the output from the comparator. Data processing ring data comprises a control means for limiting the sampled data of the neighborhood where the touch is detected, wherein the subtraction means and the comparison means are ultrasonic detection apparatus characterized by being hardware configuration.
【請求項9】 表示装置の表示部を覆って配置される透
明な検出パネルと、この検出パネルの端面に取り付けら
れた発信子および受信子と、前記検出パネルの外周面上
に形成された反射アレイと、前記検出パネルの外周面の
表面を覆って設けられたベゼルとを含み、前記発信子か
ら送出される体積弾性波が反射アレイを介して検出パネ
ルを伝播して受信子に受信され、該体積弾性波が物体に
吸収されることにより検出パネルの表面に接触した該物
体を検出する超音波式検出装置において、 前記検出パネルと前記ベゼルは音波の吸収力のない接着
剤により固定されていることを特徴とする超音波式検出
装置。
9. A transparent detection panel arranged to cover a display portion of a display device, a transmitter and a receiver attached to an end surface of the detection panel, and a reflection formed on an outer peripheral surface of the detection panel. An array and a bezel provided to cover the surface of the outer peripheral surface of the detection panel, the volume acoustic wave transmitted from the transmitter propagates through the detection panel via the reflection array and is received by the receiver, In the ultrasonic detection device for detecting the object that comes into contact with the surface of the detection panel by the volume elastic wave being absorbed by the object, the detection panel and the bezel are fixed by an adhesive that does not absorb sound waves. An ultrasonic detection device characterized in that
【請求項10】 表示装置の表示部を覆って配置される
透明な検出パネルと、この検出パネルの端面に取り付け
られた発信子および受信子と、前記検出パネルの外周面
上に形成された反射アレイと、前記検出パネルの外周面
の表面を覆って設けられたベゼルとを含み、前記発信子
から送出される体積弾性波が反射アレイを介して検出パ
ネルを伝播して受信子に受信され、該体積弾性波が物体
に吸収されることにより検出パネルの表面に接触した該
物体を検出する超音波式検出装置において、 前記ベゼルには振動溶着によりスペーサが固定され、該
スペーサが音波の吸収力のない接着剤により前記検出パ
ネルに固定されていることを特徴とする超音波式検出装
置。
10. A transparent detection panel arranged to cover a display portion of a display device, a transmitter and a receiver attached to an end surface of the detection panel, and a reflection formed on an outer peripheral surface of the detection panel. An array and a bezel provided to cover the surface of the outer peripheral surface of the detection panel, the volume acoustic wave transmitted from the transmitter propagates through the detection panel via the reflection array and is received by the receiver, In the ultrasonic detection device that detects the object that comes into contact with the surface of the detection panel due to the volume elastic wave being absorbed by the object, a spacer is fixed to the bezel by vibration welding, and the spacer absorbs sound waves. An ultrasonic detection device, characterized in that the ultrasonic detection device is fixed to the detection panel with a non-sticking adhesive.
【請求項11】 前記検出パネルと前記ベゼルとの固定
を補強する補強部材を該検出パネルの外周面の裏面と該
ベゼルの間に取付けたことを特徴とする請求項9または
10に記載の超音波式検出装置。
11. A super member according to claim 9, wherein a reinforcing member for reinforcing the fixation of the detection panel and the bezel is attached between the rear surface of the outer peripheral surface of the detection panel and the bezel. Acoustic wave detection device.
【請求項12】 表示装置の表示部を覆って配置される
透明な検出パネルと、この検出パネルの端面に取り付け
られた発信子および受信子と、前記検出パネルの外周面
上に形成された反射アレイと、前記検出パネルの外周面
の表面を覆って設けられたベゼルとを含み、前記発信子
から送出される体積弾性波が反射アレイを介して検出パ
ネルを伝播して受信子に受信され、該体積弾性波が物体
に吸収されることにより検出パネルの表面に接触した該
物体を検出する超音波式検出装置において、 前記検出パネルと前記ベゼルは振動溶着により固定され
ていることを特徴とする超音波式検出装置。
12. A transparent detection panel arranged to cover a display portion of a display device, a transmitter and a receiver attached to an end surface of the detection panel, and a reflection formed on an outer peripheral surface of the detection panel. An array and a bezel provided to cover the surface of the outer peripheral surface of the detection panel, the volume acoustic wave transmitted from the transmitter propagates through the detection panel via the reflection array and is received by the receiver, An ultrasonic detection device for detecting an object in contact with the surface of a detection panel by absorbing the volume elastic wave by an object, wherein the detection panel and the bezel are fixed by vibration welding. Ultrasonic detector.
【請求項13】 前記振動溶着の箇所が前記反射アレー
の外側の前記検出パネルの外周面に設けられたことを特
徴とする請求項12に記載の超音波式検出装置。
13. The ultrasonic detection device according to claim 12, wherein the vibration welding portion is provided on the outer peripheral surface of the detection panel outside the reflection array.
【請求項14】 前記振動溶着の箇所と前記発信子また
は受信子との距離は、発信または受信される体積弾性波
と前記振動溶着の箇所による体積弾性波の反射波との共
振を回避する一定以上の距離に隔てられていることを特
徴とする請求項12または13に記載の超音波式検出装
置。
14. The distance between the vibration welding portion and the transmitter or the receiver is constant so as to avoid resonance between the volume elastic wave transmitted or received and the reflected wave of the volume elastic wave caused by the vibration welding portion. The ultrasonic detection device according to claim 12 or 13, wherein the ultrasonic detection device is separated by the above distance.
JP882795A 1995-01-24 1995-01-24 Ultrasonic detector Expired - Lifetime JP3411697B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP882795A JP3411697B2 (en) 1995-01-24 1995-01-24 Ultrasonic detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP882795A JP3411697B2 (en) 1995-01-24 1995-01-24 Ultrasonic detector

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002328211A Division JP3793499B2 (en) 2002-11-12 2002-11-12 Ultrasonic detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08202490A true JPH08202490A (en) 1996-08-09
JP3411697B2 JP3411697B2 (en) 2003-06-03

Family

ID=11703635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP882795A Expired - Lifetime JP3411697B2 (en) 1995-01-24 1995-01-24 Ultrasonic detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3411697B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004523024A (en) * 2000-11-21 2004-07-29 エロ・タッチシステムズ・インコーポレイテッド Frequency touch screen adaptive controller
JP2007226764A (en) * 2006-01-27 2007-09-06 Epson Imaging Devices Corp Touch panel, electrooptical device, and electronic apparatus
JP2010528278A (en) * 2007-05-23 2010-08-19 コミサリア、ア、レネルジ、アトミク、エ、オ、エネルジ、アルテルナティブ Method for identifying a contact position on a surface and apparatus for carrying out the method
CN111861236A (en) * 2020-07-27 2020-10-30 东北大学 Bar finishing process data synchronization method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004523024A (en) * 2000-11-21 2004-07-29 エロ・タッチシステムズ・インコーポレイテッド Frequency touch screen adaptive controller
JP2007226764A (en) * 2006-01-27 2007-09-06 Epson Imaging Devices Corp Touch panel, electrooptical device, and electronic apparatus
US7952568B2 (en) 2006-01-27 2011-05-31 Sony Corporation Surface acoustic wave touch panel, electrooptical device, and electronic apparatus having spacers between first and second touch panel substrates
JP2010528278A (en) * 2007-05-23 2010-08-19 コミサリア、ア、レネルジ、アトミク、エ、オ、エネルジ、アルテルナティブ Method for identifying a contact position on a surface and apparatus for carrying out the method
CN111861236A (en) * 2020-07-27 2020-10-30 东北大学 Bar finishing process data synchronization method
CN111861236B (en) * 2020-07-27 2023-10-27 东北大学 Bar finishing process data synchronization method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3411697B2 (en) 2003-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4931965A (en) Coordinates input apparatus
US5565893A (en) Coordinate input apparatus and method using voltage measuring device
US6225986B1 (en) Coordinate input apparatus and its control method
JP3320138B2 (en) Coordinate input device and method
KR100259693B1 (en) A coordinate input device and a control method therefor
JP3167801B2 (en) Coordinate input device and method
JPH08202490A (en) Ultrasonic detecting device
JP3793499B2 (en) Ultrasonic detector
JP3397422B2 (en) Coordinate input apparatus and method
JPH1011207A (en) Coordinate input device and control method therefor
JP3428712B2 (en) Coordinate input device
JP3166989B2 (en) Coordinate input device and method
JP3459241B2 (en) Ultrasonic detector
JP3397423B2 (en) Coordinate input device and method
JPH01114926A (en) Coordinate input device
JP3059563B2 (en) Coordinate input device and method
JPS6237730A (en) Detecting method for coordinate position of ultrasonic tablet
JPH06332608A (en) Coordinate input device
JPH1165747A (en) Device for inputting coordinate and method for detecting coordinate
JPH07175580A (en) Coordinate input device
JPS63104124A (en) Coordinate input device
JPH09325853A (en) Coordinate input device and control method therefor
JPH0460247B2 (en)
JPH08314617A (en) Device and method for coordinate input
JPS62204326A (en) Coordinate input device

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080320

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080320

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080320

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110320

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110320

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120320

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120320

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130320

Year of fee payment: 10