JPS6083126A - Coordinate detector for input position - Google Patents

Coordinate detector for input position

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JPS6083126A
JPS6083126A JP58190793A JP19079383A JPS6083126A JP S6083126 A JPS6083126 A JP S6083126A JP 58190793 A JP58190793 A JP 58190793A JP 19079383 A JP19079383 A JP 19079383A JP S6083126 A JPS6083126 A JP S6083126A
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JP
Japan
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input
detection device
coordinate detection
input panel
position coordinate
Prior art date
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Pending
Application number
JP58190793A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Yoneyama
米山 隆雄
Kazuya Sato
佐藤 弌也
Junichi Ishii
潤市 石井
Masanori Tanabe
田辺 正則
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6083126A publication Critical patent/JPS6083126A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To detect the coordinates of input positions on an input board by radiating acoustic signals from a point on the input board and measuring the difference between transmission times of the acoustic signals received by flat plate- shaped piezoelectric elements set at two sides orthogonal to the input board. CONSTITUTION:When an input pen 12 is pressed to the coordinates on the surface of an input board 10, the elastic waves are radiated evenly within the board 10. These elastic waves are transmitted within the board 10 and detected by flat plate-shaped piezoelectric elements 11a and 11b for X and Y axes respectively to be converted into electric signals. These electric signals are amplified by amplifiers 15a and 15b, and the output waveforms of these amplifiers are supplied to comparators 16a and 16b. Then the stop signal of a counter 17 is delivered from comparators 16a and 16b respectively. While the cycle signals are supplied to the counters 17a and 17b from an electric-mechanic transducer oscillation circuit 14 as the counter start signals. The counters 17a and 17b measure the times when they receive the counter stop signals and deliver the measured times to a position orientation circuit 18. Then the counter 18 calculates the position of the pen 12 from the counter output value.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は光透過形媒体上Vcspける手書き文字や図形
等の情報を電子計算機やディスプレイ装置等へ入力する
だめの情報入力装置に関し、特に弾性波を用いることに
よシ、簡単な構成で、かつ安価に出来得る音源の入力位
置座標検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an information input device for inputting information such as handwritten characters and figures on a light-transmitting medium to a computer, a display device, etc. The present invention relates to a sound source input position coordinate detecting device that can be made with a simple configuration and at low cost by using the following.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

現任、オフィスオートメーション等の普及によシ、電子
計算機の使いやすさがめられている。
Currently, with the spread of office automation, etc., the ease of use of electronic computers is becoming increasingly important.

その1つとして表示部と入力部が同一であると操作しf
すい観点から、キーボードを使用せず、ディスプレイ−
画面上に直接、文字や絵などを書き、その情報を入力す
るための光透過形のタッチ入力装置が桓々考えられてい
る。
One of them is that the display section and input section are the same.
From a convenient point of view, you can use the display without using the keyboard.
Light-transmissive touch input devices are often considered for writing characters, pictures, etc. directly on a screen and inputting that information.

たとえば、光透過形の4鴫り−トf:X軸、Y軸方向に
該mm幅でマトリックス状に配置し、X軸とY軸の4鑞
シートの重なる部分金スイッチとしておく。使用者は入
力したい場所を指等にて押すことによシスイッチがON
されるため、Xl11]、Y軸方向に2ける入力場所が
検出できる。しかし、同方式に2いて、入力座標n度を
向上させるには導電7−トの幅を細かくする必要がめる
ため、構成が複雑になシ価格も高くなる欠点がめる。
For example, a light-transmitting type four solder sheet f: is arranged in a matrix shape with the width of the same mm in the X-axis and Y-axis directions, and a partial metal switch is formed in which four solder sheets on the X-axis and the Y-axis overlap. The user turns on the switch by pressing the desired input location with a finger, etc.
Therefore, the input location of Xl11] and 2 in the Y-axis direction can be detected. However, in order to improve the input coordinate n degrees, it is necessary to make the width of the conductive point narrower, which results in a complicated structure and higher cost.

さらに、別なアプローチとして、第1図に示した方式に
て入力座標の位置測定全行なっている。
Furthermore, as a different approach, all position measurements of input coordinates are performed using the method shown in FIG.

すなわち、ディスプレイ画面lと平行に装着されたアク
リル樹脂ヤガラス等の光透過形人力m2にX軸用圧電素
子3a、Y軸周圧電素子3b′f:装着し、圧醒素子励
振回路4 a # 4 b x ’)交互にパルス信号
i3a、3bに入力し、それぞれ、X軸。
That is, the X-axis piezoelectric element 3a and the Y-axis circumferential piezoelectric element 3b'f are attached to a light-transmitting type manifold m2 such as an acrylic resin mirror mounted parallel to the display screen l, and the piezoelectric element excitation circuit 4a #4 for the Y-axis is attached. b x ') Alternately input pulse signals i3a, 3b, respectively, on the X axis.

Y軸用圧成素子3a、3bを励振することにより、入力
盤2内に弾性波を放射させる。さらに入力ペン5を入力
盤2に接触させ、入力盤2内を伝搬してきた弾性波t1
人カベ15に内蔵された、機械−電気変換菓子6にて電
気信号に変換し、計数回路7に入力する。すなわち、第
2図の波形図に示されるように、X軸用圧成素子3aを
励振してから入力ベンにて弾性波を受1dするまでの時
間Tx、同様に111丁を第1図に示した計数回路7に
て計数し、位置ケ界出す6方式でめる。
By exciting the Y-axis pressing elements 3a and 3b, elastic waves are radiated into the input panel 2. Further, when the input pen 5 is brought into contact with the input panel 2, the elastic wave t1 propagated inside the input panel 2
The signal is converted into an electrical signal by a mechanical-electrical conversion confectionery 6 built in the human wall 15 and inputted to the counting circuit 7. That is, as shown in the waveform diagram of FIG. 2, the time Tx from the time when the X-axis compression element 3a is excited until the elastic wave 1d is received at the input vent is 111 as shown in FIG. It is counted by the counting circuit 7 shown, and the position is determined by six methods.

しかし、同方式に2いてはX軸、Y軸用の圧電素子3a
、3bをそれぞれ父互に励振しなければならない。また
、計数回路7においても、入カベ15よす出力される′
電気16号’(<X軸、Y軸用の電気信号として、分離
して計数しなければならず、構成が複雑となることは否
めない。
However, in the same method, piezoelectric elements 3a for the X-axis and Y-axis
, 3b must be mutually excited. Also, in the counting circuit 7, the input wall 15 is also outputted.
Electrical No. 16'(<It must be counted separately as electrical signals for the X-axis and Y-axis, and it cannot be denied that the configuration becomes complicated.

この他の方式として、光透過形入力盤に直交する2辺に
圧電素子を細かく分割して配置し、前述した弾性波方式
にて入力位置座標をめる方法ヤレーザ光を用いた入力位
置座標検出方式等数多く提案されているが、いずれも構
成が複雑となり、高価格となる要素を冨んでいた。
Other methods include a method in which piezoelectric elements are finely divided and placed on two sides perpendicular to a light-transmissive input panel, and the input position coordinates are determined using the above-mentioned elastic wave method.Input position coordinate detection using laser light Many methods have been proposed, but all of them have complex configurations and many elements that make them expensive.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は構成が簡単で、低価格でしかも高精度の
入力位置座標検出装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an input position coordinate detection device that has a simple configuration, is inexpensive, and has high accuracy.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の特徴は光透過形媒体よ構成る入力盤上の1点よ
シ音響信号を放射し、入力盤に直交する2辺に設置され
た平板状の圧電素子にて受11する。
A feature of the present invention is that an acoustic signal is emitted from a single point on an input board made of a light-transmissive medium, and is received by flat piezoelectric elements installed on two sides orthogonal to the input board.

すなわち、前記音響信号放射から前記各圧電素子にて受
信するまでの伝搬時間差を計測することにより、入力盤
上に2ける入力位置座標を検出するようにした点にある
That is, the input position coordinates on the input panel are detected by measuring the propagation time difference from the acoustic signal emission to the reception at each piezoelectric element.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明の一例である人力位置座標検出装置を第3図
より説明する。
A manual position coordinate detection device which is an example of the present invention will be explained below with reference to FIG.

同図に9いて10はアクリル材やガラス材等から成る光
透過形の入力盤である。入力盤上0の表面上の端部には
、それぞれ直交するようにX軸用平板状圧酸素子11a
XY軸用平板状圧電素子11bが装着されている。12
は電気−機械変換素子13たとえば圧電素子が内蔵され
た入カベ/でめ9、入カベ/12には畦気−機械変換素
子励振回路14よす、第4図に示されるパルス波形が周
期的に入力されている。
In the figure, reference numerals 9 and 10 indicate a light-transmissive input panel made of acrylic material, glass material, or the like. At the ends of the surface of the input panel 0, flat pressure oxygen elements 11a for the X-axis are arranged perpendicularly to each other.
A flat piezoelectric element 11b for the XY axes is attached. 12
The input wall 9 has an electro-mechanical transducer 13, for example, a piezoelectric element, and the ridge-mechanical transducer excitation circuit 14 has a ridge-mechanical transducer excitation circuit 14 in the input wall 12. The pulse waveform shown in FIG. 4 is periodic. has been entered.

前記人力盤10面のめる座標に前記入力ペン12を押し
付けた場合、入力31110内には弾性波が一様に放射
され、前記弾性波は入力盤lO内を伝搬し、それぞれX
軸、Y軸周平板状圧電素子iia、llbにて検出され
、−気信号に変換された後、増幅器15a、15bにて
増幅される。
When the input pen 12 is pressed against the coordinates of the manual board 10, elastic waves are uniformly radiated into the input 31110, the elastic waves propagate inside the input board 10, and each X
It is detected by the flat piezoelectric elements IIA, ILB around the axial and Y axes, converted into a negative signal, and then amplified by amplifiers 15a and 15b.

各増幅器の出力波形を第4図に示す。次に増l1g器の
出力波形はコ/パレータ16a、16bに入力され、コ
/パレータ16a、16bから第4図に示す波形が出力
され、カウンタのストップ信号として、カウンタ17a
、 17bに入力される。な2、コンパレータはゼロク
ロス回路、もしくはるる一定のしきい値電圧を持ったコ
ンパレータ(Dどちらでも良−0 一方、カウンタ17a、17bには、前記′成気−慎械
変換素子励振回路14よシ、第4図に示す周期信号がカ
ウンタのスタート信号として人力されて2シ、カラ/り
17a、17bでは第4図に示すように、前記コンパレ
ータ16a、16bよシ出力されゐ信号、すなわちカウ
ンタのストップ信号が人力されるまでの時間ΔT&J 
llbを計測し、その値を位置標定回路18に出力する
。位置標定回路18では、カラ/り17a、17bの出
力値よシ、人力ベン12の位置全演算処理する。
FIG. 4 shows the output waveforms of each amplifier. Next, the output waveform of the multiplier 11g is input to the co/parators 16a, 16b, and the waveform shown in FIG. 4 is output from the co/parators 16a, 16b.
, 17b. 2. The comparator is a zero-cross circuit or a comparator with a constant threshold voltage (D, whichever is fine - 0) On the other hand, the counters 17a and 17b are , the periodic signal shown in FIG. 4 is manually inputted as a start signal for the counter, and the signals 17a and 17b are output from the comparators 16a and 16b as shown in FIG. Time until stop signal is manually activated ΔT&J
llb is measured and the value is output to the position locating circuit 18. The position locating circuit 18 performs all calculations on the position of the human powered bench 12 based on the output values of the color/receivers 17a and 17b.

演算処理は次のような簡単な式全計算するだけで良い。All you need to do is calculate the entire calculation using the following simple formula.

すなわち入カベ/12の位置からXll1fI、Y軸用
平板状圧la素子11a、llbまでの距離をそれぞれ
、ΔLalΔLb、入カベ/12から放射される弾性波
の入力盤lO内に2ける伝搬音速ケ、とすれび、 Δl、、 =v・ΔT、 ・・・・・・・・・・・・(
1)Δh b =V ”llb ・・・・・・・・・・
・・(2)以上の式より人カベ/12の位置をめること
ができる。従って前記入力盤lO忙コンピュータ19の
表示装置20に平行に装着し、入力ペンizo位@*逐
次コンピュータ19に入力することによシ、表示装置2
0に表示される情報の読み出しや表示装置への手書き情
報の書き込み等が可能となる。
In other words, the distance from the position of input wall /12 to Xll1fI, Y-axis flat pressure la element 11a, , Tosurubi, Δl,, =v・ΔT, ・・・・・・・・・・・・(
1) Δh b = V ”llb ・・・・・・・・・・・・
...(2) The position of the human depth/12 can be determined from the above equation. Therefore, by attaching the input panel parallel to the display device 20 of the busy computer 19 and sequentially inputting information to the computer 19 using the input pen, the display device 2
It becomes possible to read out information displayed on the screen 0, write handwritten information on the display device, etc.

第5図は本装置にて、s6図に示す矢印方向に人カベ7
12r移動した場合の計測時間誤差ΔTgずなわち、Δ
Tz=lΔT、−ΔTb lの値を計測した結果の一例
を示したものでるる。第6図かられかるように、人カベ
/12の$動位置ΔLI+ΔLbとの間には距離の差が
ない。つま)理想的には計測時間誤差用Tyeは零とな
るはずでらる。
Figure 5 shows how to use this device to move towards the person's side 7 in the direction of the arrow shown in figure s6.
Measurement time error ΔTg when moving 12r, that is, Δ
Tz=lΔT, -ΔTb An example of the results of measuring the value of l is shown below. As can be seen from FIG. 6, there is no difference in distance between the $ movement position ΔLI+ΔLb of the human wall/12. Finally) Ideally, the measurement time error Tye should be zero.

しかし、笑顔には第5図に示すように誤差が生じる。最
大誤差は0,05μsであることがわかる。
However, an error occurs in the smile as shown in FIG. It can be seen that the maximum error is 0.05 μs.

この誤差を距離に変換し、位置標定精度ΔLxを調べて
見る。
This error is converted into a distance, and the positioning accuracy ΔLx is checked.

入力盤には石英ガラスを使用していゐ。石英ガラスに2
ける弾性波の伝搬音速は3,160 m / sである
ゆえ、これを次式に代入すると次の1直で得ることがで
きる。
The input panel uses quartz glass. 2 on quartz glass
The propagation sound speed of an elastic wave is 3,160 m/s, so by substituting this into the following equation, it can be obtained in the following one straight line.

ΔLz=3160X0.032μS中0.16 −・・
−・(3)り丘シ、本装置の位置標定精度は0.16m
m程度でめることから、入力位l!座標検出装置として
の性能?十分有していることがわかる。なお、石英ガラ
スよシ弾性波の伝搬音速の遅い材料を使用すれはさらt
?:精度は向上することは言うlでもない。
ΔLz=3160X0.032μS in 0.16 -...
- (3) The positioning accuracy of this device is 0.16m
Since it can be set at about m, the input position is l! Performance as a coordinate detection device? It turns out that we have enough. It should be noted that it is even more difficult to use a material other than quartz glass, which has a slow acoustic wave propagation speed.
? : It cannot be said that the accuracy improves.

以上説明したように、本発明を用いれば簡単な構成で、
しかも入力位置座標會尚精mlで検出することが可能で
るるため、コノピユータ等の表示装置に表層することに
より、表示装置を直接目で確認しながら表示装置への+
4Fき情報の脅き込みヤ表示情報の読み出し等を高稍反
で行えることなど、非常に大きな利点を市する。
As explained above, by using the present invention, with a simple configuration,
Moreover, since it is possible to detect the input position coordinates using the input position coordinates, by placing it on the surface of a display device such as a computer computer, you can directly check the display device with your eyes and add + to the display device.
It offers very great advantages, such as being able to threaten information on the 4F, read out display information, etc. with a high degree of resistance.

次に本発明の5A2の実施例について説明する。Next, an example of 5A2 of the present invention will be described.

本発明では第3図に示した装置に次に述べる回路葡付加
し、機能向上ではかったものでるる。
In the present invention, the following circuit is added to the apparatus shown in FIG. 3 to improve its functionality.

すなわち、第7図に示されるように、前記入カベ、/1
2に設置された、前記電気−機械変換素子励振回路14
を動作させるlこめの駆動スイッチ30と前記電気−戟
械変換素子励振回路14と前記カウンタ17a、17b
の間にモノステーブルマルチバイブレータ10(以下M
−Mと略記)31及び前記増幅器15g、15bと前記
コ/パレータ16a、16b間にアナログスイッチ32
a、32bを付加し、前記入カベ/12による情報の曹
さ込み、以外の情報、たとえば電気ノイズヤオペレータ
のミスによる前記人力盤lOへの弾性叔入力(例・・・
入力盤に裁)独めゐいは誤って入力盤をたたいてしぼっ
た場合)などがめった場合、全て外米ノイズと見なし、
入力情報を検出しないようにした点&(りる。
That is, as shown in FIG.
The electro-mechanical conversion element excitation circuit 14 installed in
1 drive switch 30, the electro-mechanical conversion element excitation circuit 14, and the counters 17a, 17b.
Between the monostable multivibrator 10 (hereinafter M
-M) 31 and an analog switch 32 between the amplifiers 15g, 15b and the co/parators 16a, 16b.
a, 32b are added, and information other than the information from the input wall/12 is added, such as electric noise or elastic input to the manual panel IO due to operator error (e.g....
If this occurs (if the input panel is accidentally hit and squeezed), it will be treated as foreign noise,
Points to avoid detecting input information & (Ruru.

以下本発明の実施例について第8図を用いて具体的に説
明する。同図において(a)はオペレータが前記入カベ
712にて位置情@(弾性波)を入力盤lOに入力した
場合、(b)はオペレータが入力盤lOに入力ベン12
にて情報を人力していないにもかかわらず、放′延プリ
ンタ等による電気ノイズを前記X軸、Y軸角平板状圧電
素子11 a。
Embodiments of the present invention will be specifically described below using FIG. 8. In the figure, (a) shows the case where the operator inputs the position information @ (elastic wave) to the input panel 10 using the input wall 712, and (b) shows the case where the operator inputs the position information @ (elastic wave) to the input board 12 on the input wall 712.
Even though the information is not input manually, the electrical noise caused by a printer or the like is transmitted to the X-axis and Y-axis rectangular flat piezoelectric elements 11a.

11bにて受信した場合の各回路の、出力波形を示した
ものである。
11b shows the output waveforms of each circuit when received at 11b.

(a)の場合、オペレータは駆動スイッチ30を入力し
た後、前記入力盤lOに位置情報を入力する。駆動スイ
ッチ30がONされるため、前記電気−機械変換素子励
振回路14からは、同期信号も含め第8図に示す波形が
出力される。それに伴ない第3図の実施例にて説明した
ように増幅器15a、15bからは第8図に示す波形が
出力される。次に前記M−M31では電気−機械変換素
子励振回路14よシ、同期信号が入力されることによシ
波形整形され、第8図に示すように、るる時定数を持つ
TTLレベルの信号が出力される。
In the case of (a), the operator inputs the position information to the input panel IO after inputting the drive switch 30. Since the drive switch 30 is turned on, the electro-mechanical conversion element excitation circuit 14 outputs the waveform shown in FIG. 8 including the synchronization signal. Accordingly, as explained in the embodiment of FIG. 3, the waveforms shown in FIG. 8 are output from the amplifiers 15a and 15b. Next, in the M-M31, a synchronizing signal is inputted to the electro-mechanical conversion element excitation circuit 14, and the waveform is shaped, and as shown in FIG. Output.

次にMM31からの出力信号はアナログスイッチ32a
、32bにそれぞれ入力される。前記アナログスイッチ
32a、32bは第8図に示されるように、TTLレベ
ルでHirhの情報が入力された場合のみゲートを閉じ
るスイッチであるため、その出力として、同図に示す波
形が、アナログスイッチ32a、32bより出力される
。次にアナログスイッチ32a、32bよシ出力された
信号は前記コンパレータ16a、16bに通され、第8
図に示される信号を出力する。それ以降第3図の実施例
にて述べた方法にて処理され、入カベ/の位置座標が検
出される。
Next, the output signal from MM31 is the analog switch 32a.
, 32b, respectively. As shown in FIG. 8, the analog switches 32a and 32b are switches that close their gates only when Hirh information is input at the TTL level. , 32b. Next, the signals output from the analog switches 32a and 32b are passed through the comparators 16a and 16b, and the eighth
Outputs the signal shown in the figure. Thereafter, the process is performed in the manner described in the embodiment of FIG. 3, and the position coordinates of the input wall are detected.

なお、前記MM31の時定数は任意に変えることが可能
であるため、時定数を袈えることによシ、前記人力盤l
Oに2ける入力座標の監視範囲を任意に変えることも可
能である。
Note that the time constant of the MM31 can be changed arbitrarily, so by changing the time constant, the manual control panel l
It is also possible to arbitrarily change the monitoring range of the input coordinates at O2.

これに対しくb)の場合、当然ながらオペレータは入力
ベン12に設置されている駆動スイッチ30を入力しな
いため、第8図に示すように電気−機械変換素子励振回
路14からは、同期信号も含め11号が出力されない。
On the other hand, in case b), the operator does not input the drive switch 30 installed on the input vent 12, so the synchronization signal is not output from the electro-mechanical conversion element excitation circuit 14 as shown in FIG. Including 11 issues are not output.

ただし、前記X軸、Y軸用乎板状圧電素子11a、ll
bでは電気ノイズを受信してし′1うため、増幅回路1
5a、15bからは第8図に示し/ζ波形が出力されゐ
。し〃為し、同図に示されるようにMM31からは信号
が出力されないため、アナログスイッチ32a、32b
のゲートは閉じない。従ってアナログスイッチ32a、
32bからは同図に示されるように信号が出力ちれない
。つまシ、1宵報の入力がなかったものと判断されるた
め、人力位置座標が検出されることはない。
However, the X-axis and Y-axis plate-shaped piezoelectric elements 11a, ll
Since the amplifier circuit 1 receives electrical noise at
The /ζ waveform shown in FIG. 8 is output from 5a and 15b. However, as shown in the figure, since no signal is output from MM31, analog switches 32a and 32b
gate will not close. Therefore, the analog switch 32a,
As shown in the figure, a signal is constantly output from 32b. Since it is determined that no evening report was input, the human position coordinates will not be detected.

以上述べたように、不実施例を用いればオペレータが入
力ベンにて情報を入力した以外、いわゆる外米ノイズに
て本装置が動作すめことがないため、消頼性の高い入力
位置座標検出装置を得ろことが出来るという大きな利点
を有する。
As described above, if the non-implemented example is used, the device will not operate due to so-called foreign noise other than when the operator inputs information using the input sensor, so the input position coordinate detection device is highly reliable. It has the great advantage of being able to obtain

次に本発明の第3の実施例について説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described.

第9図に示されるように、人カベ/40によシ弾性波を
入力盤41円に放射した場合、弾性波は縦波L?横波s
hるいは表面波几となり、境界向で多電反射を操シ返し
ながら伝搬し、入力盤40の表面に設置された平板状圧
電素子42によって受信される。1ヒとえば入力盤41
がアクリル材であれば縦波の音速は2720m/8z横
波が1460m / s 、表面波が1310 m /
 sの速度にて伝搬する。入力盤上の音源入射位置の違
いf入力ベンによる弾性波の入射角度等によっても前述
した合波の伝搬経路は異なるため、それらの音速の違い
の影響によム入力位置座標精匿に少なからず影響をあた
え、誤差となって表われることがある。
As shown in Fig. 9, when an elastic wave is radiated from the human wall /40 to the input panel 41, the elastic wave is a longitudinal wave L? transverse wave s
The wave becomes a surface wave, propagates while manipulating multiple electric reflections in the direction of the boundary, and is received by the flat piezoelectric element 42 installed on the surface of the input panel 40. For example, input panel 41
If it is an acrylic material, the sound speed of the longitudinal wave is 2720 m/s, the 8z transverse wave is 1460 m/s, and the surface wave is 1310 m/s.
It propagates at a speed of s. Differences in the sound source incidence position on the input panel f Since the propagation path of the multiplexed wave described above differs depending on the angle of incidence of the elastic wave due to the input vent, etc., the effect of these differences in sound speed has a considerable effect on the precision of the input position coordinates. It may have an influence and appear as an error.

そこで、本実施例では、第10図に示すように入力盤4
1に対し、特定の角度αを持ったシュー43を設けて平
板状圧電素子42を設置し、弾性波のうち表面波のみ全
検出するようにした。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG.
1, a shoe 43 having a specific angle α is provided and a flat piezoelectric element 42 is installed so that only surface waves among the elastic waves are fully detected.

弾性波は光と同様に異種材料を通過する場合、屈折する
。すなわち材料の音速とgxo図に示した屑析角との間
には次に示すスネルの法則が成立する。
Like light, elastic waves are refracted when they pass through dissimilar materials. That is, Snell's law shown below holds between the sound velocity of the material and the debris angle shown in the gxo diagram.

sinβ sinα 一一一 ・・・・・・・・・・・・(4)vB ML ここでVRは入力盤の表面波音速、VLはンユーの縦波
音速で、βは90°でめる。
sin β sin α 111 (4) vB ML Here, VR is the surface wave sound velocity of the input panel, VL is the longitudinal wave sound velocity of the input panel, and β is calculated at 90°.

仮シに入力ff141に石英カラス、シュー43にはア
クリル材を用いた場合、α=59.4°となぁ。
If the input ff141 is made of quartz glass and the shoe 43 is made of acrylic material, α=59.4°.

つまシ上記材料を用いた場合は、59.4°の角度を有
するシュー43に平板状圧−素子42を設置し、第1O
図にて示したように人力盤41に設置すれば、表面波の
み検出することが可能でるる。
When the above material is used, the flat pressure element 42 is installed on the shoe 43 having an angle of 59.4°, and the first O
If it is installed on a manual panel 41 as shown in the figure, it is possible to detect only surface waves.

以上述べた方法を用いれば、i速の異なる縦波−?横波
を検出することはなく、音速の一定な表面波のみ検出す
ることが可能であるため、入力位置座標の標定誤差のな
い高精度の入力位置座標検出装置を得ることが可能であ
る。
If the method described above is used, longitudinal waves with different i speeds -? Since it is possible to detect only surface waves with a constant sound speed without detecting transverse waves, it is possible to obtain a highly accurate input position coordinate detection device without orientation errors of input position coordinates.

次に本発明の第4の実施例について説明する。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

本発明は入力盤への平板状圧′亀素子の設置位置に関す
るものでるる。つまり、il1図に示すように入力盤5
0の端部側面にX軸、Y軸用平板状圧奄素子51a、5
1bi設置しても、第3図及び第7図の実施例にて説明
したものと同様の効果をもたせることが可能でるる。
The present invention relates to the installation position of a flat plate-like pressure element on an input panel. In other words, as shown in figure il1, the input panel 5
Flat pressure elements 51a, 5 for the X-axis and Y-axis are provided on the side surface of the end of the
Even if 1bi is installed, it is possible to provide the same effects as those explained in the embodiments of FIGS. 3 and 7.

次に本発明の第5の実施例について説明する。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

本発明は人力盤の改良案に関すゐものでめる。仮シに第
12図に示すように、入力盤60のX点に弾性波r入射
した場合、弾性波は全方向に伝搬するが人力盤60に設
置された平板状圧電素子61では、第12図の矢印で示
すJt短距離を伝搬してきた弾性波62を取初に@tb
−t−ゐ。交情波形の一例をMLa図に示す。ところが
同図に示した2点に弾性波を入射したJM曾、入力盤6
0の側面にて反射する弾性波63との干渉によシ、前記
平板状圧−素子61にて受信する弾性波の波形は第13
図にかすような波形とip、X点よ)入射した弾性波に
対し位相が異なってしまうことがめゐ。位aが異なれは
当然、人力位置座標の襟足に誤差を生じる。
The present invention relates to an improvement plan for a manual panel. Hypothetically, as shown in FIG. 12, when an elastic wave r is incident on point @tb
-t-i. An example of a love waveform is shown in the MLa diagram. However, JM Zeng, input board 6, where elastic waves were incident on the two points shown in the same figure.
Due to the interference with the elastic wave 63 reflected from the side surface of 0, the waveform of the elastic wave received by the flat pressure element 61 becomes
(The waveform shown in the figure, ip, and point X) is likely to have a different phase than the incident elastic wave. If the position a is different, an error will naturally occur in the nape of the human position coordinates.

そこで、本発明では第14.第15.第16図に示δれ
ゐように、人力盤を加工、わるいは入力証に吸冴材τ取
り付けることによシ、入力盤の側面、めるいは紙面から
の弾性波の多重反射による弾性波相互の干渉による影響
を除去したものである。
Therefore, in the present invention, the 14th. 15th. As shown in Fig. 16, by processing the manual input panel, or by attaching an absorbent material τ to the input panel, elastic waves are generated by multiple reflections of elastic waves from the sides of the input panel, or from the paper surface. This removes the effects of mutual interference.

まず第14図について説明する。同図は入力盤70の断
面図の一部を書いたものである。同図に示きれるように
入力盤70の端部を先端に行くに従い薄くなるように刀
ロエする。この形状にすることによシ同図に示した弾性
波71は入力盤70の側面で反射せずに減衰するため干
渉は生じない。
First, FIG. 14 will be explained. This figure is a partial cross-sectional view of the input panel 70. As shown in the figure, the end of the input panel 70 is polished so that it becomes thinner toward the tip. By adopting this shape, the elastic waves 71 shown in the figure are attenuated without being reflected by the side surface of the input panel 70, so that no interference occurs.

また、第15図に示したように入力盤80の端部をのこ
ぎシ波状に加工すれば弾性波は側面で反射することなく
減衰する。
Furthermore, if the end of the input panel 80 is processed into a sawtooth shape as shown in FIG. 15, the elastic waves will be attenuated without being reflected from the side surfaces.

さらに第16図は入力盤90の側面及び底面を光透過形
の吸音材91.fcとえばシリコ/ゴム等にてモールド
した場合の断面図を示したものである。同図に示す構成
とすることによシ入力盤90内を伝搬す2縦波92や横
波93は、同図の破線で示されるように吸収されてしま
う。また人力盤90の側面近傍の表面波94も同様に吸
収される1辷め、多重反射による弾性波相互の干渉が生
じない。よって、入力ベン95よシ入射された弾性波の
第1到達表面波96のみ平板状圧電素子97にて恒出す
ることが可能である。
Furthermore, FIG. 16 shows that the side and bottom surfaces of the input panel 90 are made of light-transmitting sound absorbing material 91. fc is a cross-sectional view when molded with silicone/rubber or the like. With the configuration shown in the figure, the two longitudinal waves 92 and transverse waves 93 propagating within the input panel 90 are absorbed as shown by the broken lines in the figure. In addition, the surface waves 94 near the side surfaces of the manual panel 90 are also absorbed in the same way, so that there is no interference between the elastic waves due to multiple reflections. Therefore, it is possible for only the first arriving surface wave 96 of the elastic wave incident through the input bend 95 to emerge at the flat piezoelectric element 97.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた方法を用いれば、弾性波相互の干渉の影響が
なくなるため、位置標定誤差の少ない高精度の入力位置
座標検出装置を得ることが可能でるゐ。
If the method described above is used, the influence of mutual interference between elastic waves is eliminated, so it is possible to obtain a highly accurate input position coordinate detection device with little positioning error.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は入力位置座標検出装置の従来例説明図、第2図
は第1図の動作を説明するための波形図、第3図は本発
明の第1の実施例説明図、第4図は本発明の第1の実施
例を説明するための波形例、第5図は本発明の第1の実
施例にて入力位置座標の標定誤差を計測した一例を示す
図、第6図は第5図を説明するための補助図、第7図は
本発明の第2の実施例説明図、第8図は本発明の第2の
実施例を説明するだめの波形図、第9図は本発明の第3
の実施例を説明するための補助図、第1O図は本発明の
第3の実施例説明図、第11図は本発明の第4の実施例
説明図、第12図、第13図は本発明の第5の実施例を
説明するだめの補助図、第14図、第15図、第16図
は本発明の第5の実施例説明図でるる。 10・・・入力盤、lla・・・X軸用平板状圧嶋素子
、11b・・・Y靴用平板状圧電素子、12・・・入力
ベン、13・・・電気−機械変換素子、14・・・(気
−機械変換素子励振回路、15a・・・増幅器、15b
・・・増幅器、16a・・・コンパレータ、16b・・
・コアパレータ、17a・・・カラシタ、17b・・・
カウンタ、18・・・位置標定回路、30・・・駆動ス
イッチ、31・・・モノステープルマルチパイプレータ
IC,32a・・・アナログスイッチ、32b・・・ア
ナログスイッチ、第 1 図 b $2 図 1h3図 $9I21 $10函 2 第1I ffl 第 130 $14日 1 qθ 沿 15図 〃16 図
FIG. 1 is an explanatory diagram of a conventional example of an input position coordinate detection device, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory diagram of the first embodiment of the present invention, and FIG. is a waveform example for explaining the first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing an example of measuring the orientation error of input position coordinates in the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an auxiliary diagram for explaining the present invention, FIG. 7 is a diagram for explaining the second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram for explaining the second embodiment of the present invention. Third invention
FIG. 1O is an explanatory diagram of the third embodiment of the present invention, FIG. 11 is an explanatory diagram of the fourth embodiment of the present invention, and FIGS. The auxiliary drawings for explaining the fifth embodiment of the invention, FIGS. 14, 15, and 16 are explanatory views of the fifth embodiment of the invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Input board, lla... Flat pressure island element for X axis, 11b... Flat piezoelectric element for Y shoes, 12... Input ben, 13... Electro-mechanical conversion element, 14 ...(air-mechanical conversion element excitation circuit, 15a... amplifier, 15b
...Amplifier, 16a...Comparator, 16b...
・Core palletator, 17a... Calashita, 17b...
Counter, 18...Position locating circuit, 30...Drive switch, 31...Monostaple multipipulator IC, 32a...Analog switch, 32b...Analog switch, Fig. 1b $2 Fig. 1h3 Figure $9I21 $10 Box 2 1st I ffl 130th $14 Day 1 Along qθ Figure 15 Figure 16

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光透過形媒体からなる入力盤と前記入力盤の直交す
る2辺に設置された各平板状圧電素子と電気−機械変換
素子を内蔵した入力ベンと前記入力ペンに内蔵された前
記電気−機械変換素子を励振するための信号とそれに同
期する周期信号を出力し、前記入力盤に前記入力ベンを
接触したとき、前記入力盤内に弾性波を放出せしめるた
めの電気−機械変換素子励振回路と、前記各平板状圧電
素子にて電気信号に変換された前記弾性涙金増幅するた
めの各増幅器と前記各増幅器よ多出力された信号をディ
ジタル信号に変換するための各コンパレータと、前記心
気−機械変換素子励振回路よ多出力される同期信号をス
タート信号とし、前記コンパレータより出力される信号
をストップ信号とし、前記弾性波の前記入力盤での伝搬
時間を計測するための各カウンタと、前記各カウンタに
て計測された時間よシ前記入力盤上における前記入カベ
/の入力位置座標全標定するための位置標定回路よ多構
成さnることを特徴とする入力位置座標検出装置。 2 上記電気−機械変換素子励振回路よ多出力される同
期信号が入力した場合、一定の時定数を持ったTTLレ
ベルの矩形波1G号を出方するモノステープルマルチバ
イブレータICと前記モノステープルマルチバイブレー
タICよシ前記矩形波信号が出力されている間のみスイ
ッチを閉じ、上記各増幅器よ多出力されLb信号を上記
谷コンバータに通す上記各増幅器と谷コ/バータの間に
設けられた各アナログスイッチと、上記人力ベンに取シ
付けられた上記電気−機械変換素子励振回路を動作させ
るための駆動スイッチとを付加し、上記入力ペンから放
出される弾性波のみを久方位置情報として項9込み、そ
れ以外の外来ノイズは取シ込まない構成としたこと?特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の入力位置座標検出
装置。 3、上記平板状圧電素子は上記入力盤の表面上に装着さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第l項、第2項記
載の入力位置座標検出装置。 4.上記平板状圧電素子は上記入力盤の側面上に装着さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項記
載の入力位置座標検出装置。 5、上記平板状圧電素子は上記入力盤表面に対し特定の
角度を設けて装着されたことを特徴とする特許Mf4X
の軛■第1項、第2項記載の入力位置座標検出装置。 6、上記入力盤の端部は先端になるに従い、薄くなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項の入力位
置座標検出装置。 7、上記入力盤の端部はのこぎシ波状に加工されたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項記載の入力
位置座標検出装置。 8、上記入力盤の端部及び底面部を光透過形の吸音材で
覆ったことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項
記載の入力位置座標検出装置。
[Scope of Claims] 1. An input panel made of a light-transmissive medium, an input vent with a built-in flat piezoelectric element and an electro-mechanical conversion element installed on two orthogonal sides of the input panel, and the input pen. An electric circuit for outputting a signal for exciting the built-in electro-mechanical conversion element and a periodic signal synchronized therewith, and for emitting elastic waves into the input panel when the input ben is brought into contact with the input panel. - a mechanical transducer excitation circuit, each amplifier for amplifying the elastic lacrimal gold converted into an electrical signal by each of the flat piezoelectric elements, and a circuit for converting multiple output signals from each of the amplifiers into a digital signal; The synchronization signals output from each comparator and the atherosclerotic-mechanical conversion element excitation circuit are used as a start signal, the signal output from the comparator is used as a stop signal, and the propagation time of the elastic wave in the input board is measured. and a position locating circuit for locating all the input position coordinates of the input wall on the input panel according to the time measured by each of the counters. Input position coordinate detection device. 2. A monostaple multivibrator IC that outputs a TTL level rectangular wave number 1G having a certain time constant when multiple synchronization signals are input from the electro-mechanical conversion element excitation circuit, and the monostaple multivibrator. Each analog switch provided between each of the above amplifiers and the valley converter closes the switch only while the IC is outputting the rectangular wave signal, and passes the Lb signal output from each of the amplifiers to the valley converter. and a drive switch for operating the electro-mechanical conversion element excitation circuit attached to the human-powered pen, and only the elastic waves emitted from the input pen are used as long-range position information, including item 9. , has the configuration been configured so that no other external noise is taken in? An input position coordinate detection device according to claim 1. 3. The input position coordinate detection device according to claims 1 and 2, wherein the flat piezoelectric element is mounted on the surface of the input panel. 4. 3. The input position coordinate detection device according to claim 1, wherein the flat piezoelectric element is mounted on a side surface of the input panel. 5. Patent Mf4X characterized in that the flat piezoelectric element is mounted at a specific angle with respect to the surface of the input panel.
The input position coordinate detection device according to the first and second terms. 6. The input position coordinate detection device according to claims 1 and 2, wherein the end portion of the input panel becomes thinner toward the tip. 7. The input position coordinate detection device according to claims 1 and 2, wherein the end of the input panel is processed into a sawtooth shape. 8. The input position coordinate detection device according to claims 1 and 2, characterized in that the end and bottom portions of the input panel are covered with a light-transmissive sound absorbing material.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63280322A (en) * 1987-05-13 1988-11-17 Canon Inc Coordinate input device
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EP0720117A3 (en) * 1994-12-27 1997-03-26 At & T Corp Wireless pen tablet
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