JPS6198433A - Tablet type coordinate input device using elastic wave - Google Patents

Tablet type coordinate input device using elastic wave

Info

Publication number
JPS6198433A
JPS6198433A JP59220971A JP22097184A JPS6198433A JP S6198433 A JPS6198433 A JP S6198433A JP 59220971 A JP59220971 A JP 59220971A JP 22097184 A JP22097184 A JP 22097184A JP S6198433 A JPS6198433 A JP S6198433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
polarization direction
input
elastic wave
tablet
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.)
Pending
Application number
JP59220971A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Tanabe
田辺 正則
Hiroji Kawakami
寛児 川上
Kazuya Sato
佐藤 弌也
Takao Yoneyama
米山 隆雄
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
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59220971A priority Critical patent/JPS6198433A/en
Priority to KR1019850005072A priority patent/KR930003168B1/en
Priority to EP85109195A priority patent/EP0169538B1/en
Priority to DE8585109195T priority patent/DE3582968D1/en
Priority to US06/758,463 priority patent/US4665282A/en
Priority to CN85106123A priority patent/CN85106123B/en
Publication of JPS6198433A publication Critical patent/JPS6198433A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To attain high accuracy and high image resolution and to realize a natural handwriting action by making use of the transmission of a vertical elastic wave and therefore eliminating a specific area which produces an error input over a flat plate type medium part. CONSTITUTION:When the tip of a pen 3 has contact with an input flat plate 1, a vertical elastic wave is transmitted along the plate 1 and reaches piezoelectric elements 2a-2d set at four corner parts of the plate 1 with delay time of transmission accordant with the tip contact position of the pen 3. A pulser 4 applies a high voltage pulse to the pen 3 and also transfers a count start signal to a counter circuit 7. The signals detected by the elements 2a-2d are digitized by a waveform shaping circuit 6 and transferred to the circuit 7. Then the delay time of transmission is calculated in response to the distances between the pen 3 and the elements 2a-2d.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はタブレット形座標入力装置に係り、特に平板上
に文字1図形等を描く入力ペンの位置座標を弾性波の伝
播遅延時間の計数によって検出する装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a tablet-type coordinate input device, and in particular detects the position coordinates of an input pen that draws a character, figure, etc. on a flat plate by counting the propagation delay time of an elastic wave. related to a device for

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来、この種の座標入力装置として、(i)空中伝播方
式、(五)表面弾性波方式及び(fit)板    !
彼方式などが提案されている。これらはそれぞれアイ 
イ イ イ トランザクションズ オンコンピューター
ズ、 1970年6月、546−548頁(IEEE 
TRANSACTIONS ON COMPUTER5
,Jun、1970゜pp546−548)、アイ イ
 イ イ トランザクションズ オン エレクトロ−ニ
ック コンピューターズ、 1964年10月、609
−611頁(IEEE TRANSACTIONS O
N HLECTRONICCOMPUTER8゜Oct
、1964. pp609−611 ) 、及びアイ 
イイ イ 1981年ウルトラソニック シンポジウム
Conventionally, this type of coordinate input device uses (i) air propagation method, (5) surface acoustic wave method, and (fit) board.
His method has been proposed. These are each
I II Transactions on Computers, June 1970, pp. 546-548 (IEEE
TRANSACTIONS ON COMPUTER5
, Jun, 1970゜pp546-548), I II Transactions on Electronic Computers, October 1964, 609
-Page 611 (IEEE TRANSACTIONS O
N HLECTRONIC COMPUTER8゜Oct
, 1964. pp609-611), and I
1981 Ultrasonic Symposium.

167−170頁(IEEE 1981 ULTRAS
ONIC3YMPO3IUM、 p p 167−17
0)に開示されている。
pp. 167-170 (IEEE 1981 ULTRAS
ONIC3YMPO3IUM, p p 167-17
0).

(i)の方式は温度等の周囲環境の影響を大きく受ける
ため、その補正が必要となる。又、手などの障害物の影
響を直接受けるため、通常の手書き動作と同等の形態で
使用できず、利用者に違和感を与える。(ii)の方式
もタブレットに手をつくと入力ペンの位置が正確に標定
できず、利用者に違和感を与える。この方式は指タッチ
によるメニュー選択入力装置に適するが、手書き文字9
図形を入力するタブレットへの応用には難がある。
Since the method (i) is greatly affected by the surrounding environment such as temperature, it is necessary to correct it. In addition, since it is directly affected by obstacles such as hands, it cannot be used in the same way as normal handwriting, giving the user a sense of discomfort. The method (ii) also makes it impossible to accurately orient the position of the input pen when the user touches the tablet, giving the user a sense of discomfort. Although this method is suitable for a menu selection input device using finger touch,
There are difficulties in applying it to tablets that input figures.

(fit)の方式には上記2方式の有する欠点がなく、
通常の手書き動作が可能である。この方式を応用し、液
晶表示装置やEL表示装置を一体化した透明なタブレッ
トの例がそれぞれ特開昭56−101278 。
The (fit) method does not have the drawbacks of the above two methods,
Normal handwriting is possible. An example of a transparent tablet that integrates a liquid crystal display device and an EL display device by applying this method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-101278.

及び特開昭58−14247に開示されている。しかし
ながら、この方式は効率的で安定な送受信に難がある。
and JP-A-58-14247. However, this method has difficulties in efficient and stable transmission and reception.

これは板波が縦波弾性波に比べて若干伝播速度が遅いた
めに最初に伝播する縦波弾性波の影響を免れず、伝播距
離の増加と共に位相が変化するためである。特開昭56
−101278ではアクリル板を用いた例が開示されて
いる。アクリル板は低音速材料のため1分解能を大きく
できる利点がある反面、減衰定数が大きいために板波の
伝播時間を精度よく検出する方法が複雑となり、タブレ
ットの寸法も自ずと制約を受ける。
This is because plate waves have a slightly slower propagation speed than longitudinal elastic waves, so they cannot escape the influence of the longitudinal elastic waves that propagate first, and their phase changes as the propagation distance increases. Japanese Unexamined Patent Publication 1983
-101278 discloses an example using an acrylic plate. Since the acrylic plate is a low-sound velocity material, it has the advantage of being able to increase the single resolution, but because of its large attenuation constant, the method of accurately detecting the propagation time of the plate wave is complicated, and the size of the tablet is also naturally constrained.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は縦波弾性波を精度よく検出できると共に
、平板状媒体部上に誤入力を生ずる特定領域のない、高
精度、高分解能でかつ前記平板状媒体部上に手をついた
自然手書き動作が可能な単純構造からなるタブレット形
座標入力装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to detect longitudinal acoustic waves with high precision, to have no specific area on the flat medium part that causes erroneous input, to have high precision and high resolution, and to be able to detect a natural wave on the flat medium part. An object of the present invention is to provide a tablet-shaped coordinate input device having a simple structure and capable of handwriting operations.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は上記目的を達成すべく、縦波弾性波の伝播を利
用することを特徴とする。縦波弾性波は伝播速度が最も
速いため、送受信間で最初に到着する。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized by utilizing propagation of longitudinal elastic waves. Since longitudinal elastic waves have the fastest propagation speed, they arrive first between transmitter and receiver.

本発明は、縦波弾性波を伝播させる平板状媒体部と、該
媒体部の端部側面又は表面の一部に設けた縦波弾性波検
出部と、先端が尖った形状をなすと共に上記平板状媒体
部の表面の任意位置に該先端が自在に圧着され、該先端
から縦波弾性波を放射する縦波弾性波入力部材と、上記
縦波弾性波の放射により、上記検出部で検出した弾性波
対応電気信号を上記入力部材の圧着位置の標定化情報と
して取出す手段を備え、前記縦波弾性波検出部を前記平
板状媒体部の角部側面に設けると共に、前記縦波弾性波
入力部材の先端部と前記平板状媒体部との音影インピー
ダンスを略等しい部材で構成することを特徴とする。
The present invention provides a flat medium section for propagating longitudinal acoustic waves, a longitudinal acoustic wave detecting section provided on a side surface or a part of the surface of an end of the medium section, and a flat plate having a sharp tip. a longitudinal elastic wave input member whose tip is freely crimped to an arbitrary position on the surface of the medium portion, and which emits a longitudinal acoustic wave from the tip; means for extracting an acoustic wave-compatible electric signal as localization information of the crimping position of the input member, the longitudinal acoustic wave detection unit is provided on a corner side surface of the flat medium portion, and the longitudinal elastic wave input member It is characterized in that the distal end portion and the flat medium portion are constructed of members having substantially equal sound image impedance.

さらに、本発明は前記縦波弾性波入力部材の一部及び前
記縦波弾性波検出部として圧電素子を用い、かかる送信
用及び受信用圧電素子の共振周波数を適切な関係にする
ことにより、効率的に前記縦波弾性波を検出することを
特徴とする。
Furthermore, the present invention uses piezoelectric elements as a part of the longitudinal acoustic wave input member and the longitudinal elastic wave detection section, and sets the resonance frequencies of the transmitting and receiving piezoelectric elements in an appropriate relationship, thereby improving efficiency. It is characterized by detecting the longitudinal elastic wave.

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

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図において、1はソーダライムガラス等の透明部材
よりなる入力平板である。該平板1は図示のごとく角が
4箇所とも切除されており、かかる箇所の側面に、例え
ばチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電素子2a〜2dがエポ
キシ樹脂等の有機接着剤を用いて接着固定される。
In FIG. 1, 1 is an input flat plate made of a transparent member such as soda lime glass. The flat plate 1 has four corners cut off as shown in the figure, and piezoelectric elements 2a to 2d made of, for example, lead zirconate titanate are adhesively fixed to the side surfaces of these parts using an organic adhesive such as an epoxy resin. Ru.

一方、同図において3は前記入力平板1に先端を接触す
ることによって文字9図形等を手で描き、その軌跡を例
えば電子計算機に入力するためのベンを表わす。   
                   !第2図は前
記入力平板1に示される角部の1箇所と前記入力ペン3
の拡大図である。同図に示すごとく、前記圧電素子2は
円柱形状からなり、円柱の厚み方向に分極処理した圧電
セラミクスである。該素子2の両底面には電極が設けて
あり、一方の底面は前記入力平板1の角部側面に接着固
定される。一方、前記入力ペン3は円錐状のペン先3b
と該ペン先3bの底面に接着固定した圧電素子3a及び
柄部3cよりなる。該素子3aも前記圧電素子2a〜2
d同様、両底面に電極を設けた円柱形状からなり、円柱
の厚み方向に分極処理した圧電セラミクスである。かか
る電圧セラミクス2及び3にはそれぞれリード線82及
び83を介して電気信号が送受信される。
On the other hand, in the figure, numeral 3 represents a ben for drawing characters 9, etc. by hand by touching the input plate 1 with its tip and inputting the trajectory into, for example, an electronic computer.
! FIG. 2 shows one corner of the input plate 1 and the input pen 3.
It is an enlarged view of. As shown in the figure, the piezoelectric element 2 has a cylindrical shape and is made of piezoelectric ceramics polarized in the thickness direction of the cylinder. Electrodes are provided on both bottom surfaces of the element 2, and one of the bottom surfaces is adhesively fixed to the corner side surface of the input flat plate 1. On the other hand, the input pen 3 has a conical tip 3b.
It consists of a piezoelectric element 3a and a handle 3c which are adhesively fixed to the bottom surface of the pen nib 3b. The element 3a also has the piezoelectric elements 2a to 2.
Like d, it has a cylindrical shape with electrodes on both bottoms, and is made of piezoelectric ceramics that has been polarized in the thickness direction of the cylinder. Electric signals are transmitted and received to and from the voltage ceramics 2 and 3 via lead wires 82 and 83, respectively.

第1図において、前記入力ペン3はパルサ4からの高電
圧パルス印加により内蔵している圧電素子3aが振動し
1弾性波を発生する。該ペン3の先端を前記入力平板1
に接触すれば、かかる弾性波は該入力平板1に沿って伝
播し、前記入力ペン3の先端接触位置に応じた伝播遅延
時間をもって前記入力平板の4箇所の角部に設置した前
記圧電素子2a〜2dに到着し、ここで電気信号に変換
される。
In FIG. 1, in the input pen 3, a built-in piezoelectric element 3a vibrates when a high voltage pulse is applied from a pulser 4, thereby generating one elastic wave. The tip of the pen 3 is connected to the input plate 1.
When the elastic wave comes in contact with the input plate 1, the elastic wave propagates along the input plate 1, and the piezoelectric elements 2a installed at four corners of the input plate have a propagation delay time depending on the contact position of the tip of the input pen 3. ~2d, where it is converted into an electrical signal.

弾性波方式のタブレットでは上記伝播遅延時間の計数に
よりほぼ性能が決定する。これを精度良く行うためには
、利用する弾性波モードの選択。
In an elastic wave type tablet, the performance is almost determined by counting the propagation delay time. In order to do this accurately, it is necessary to select the elastic wave mode to be used.

弾性波の効率良い検出、及び高、精度な゛計数が肝要で
ある1本発明では縦波弾性波の最初に到着する波を後述
する効率的な方法により検出し、さらに以下に述べる方
法によって伝播時間を計数している。
Efficient detection of elastic waves and highly accurate counting are essential. In the present invention, the first arriving wave of longitudinal elastic waves is detected by the efficient method described below, and the propagation is further determined by the method described below. counting time.

第1図において、バルサ4は前記入力ペン3に高電圧パ
ルスを印加すると同時に計数スタート信号を計数回路7
に転送する。これにより該計数回路7は基本クロックの
計数を開始する。一方、前記圧電素子2a〜2dで検出
された弾性波のアナログ信号V工〜v4は増幅回路5で
それぞれ増幅され、波形整形回路6でディジタル化され
る。かかるディジタル信号D1〜D4が前記計数回路7
に転送されることにより、上記した基本クロックの計数
が終了し、前記入力ペン3から前記圧電素子2a〜2d
までの距離に応じた伝播遅延時間が計数される。
In FIG. 1, the balsa 4 applies a high voltage pulse to the input pen 3 and at the same time sends a counting start signal to the counting circuit 7.
Transfer to. This causes the counting circuit 7 to start counting the basic clocks. On the other hand, the elastic wave analog signals V-v4 detected by the piezoelectric elements 2a-2d are each amplified by an amplifier circuit 5 and digitized by a waveform shaping circuit 6. These digital signals D1 to D4 are transmitted to the counting circuit 7.
As a result, the counting of the basic clock described above is completed, and the input pen 3 is transferred to the piezoelectric elements 2a to 2d.
The propagation delay time is counted according to the distance.

前記増幅回路5については通常用いられる高周波増幅回
路で良い、また、前記波形整形回路6については一方に
一定閾値を入力し、これとの信号レベルの比較によりア
ナログ信号をディジタル化する通常のコンパレータIC
で構成される回路で良い。
The amplifier circuit 5 may be a commonly used high-frequency amplifier circuit, and the waveform shaping circuit 6 may be an ordinary comparator IC that inputs a certain threshold value to one side and digitizes the analog signal by comparing the signal level with this.
A circuit consisting of is fine.

ところで、第3図(a)は前記入力ペン3より前記入力
平板1に弾性波が放射され、該入力平板1を伝播する状
況を模式的に描いたものである。
By the way, FIG. 3(a) schematically depicts a situation in which elastic waves are radiated from the input pen 3 to the input flat plate 1 and propagate through the input flat plate 1.

同図に示すごとく、前記入力ペン3に内蔵される前記圧
電素子3aに前記パルサからの高電圧パルスv2が印加
されると、該素子3aの底面が接着された前記円錐状ペ
ン先3bの内部には円柱形状からなる前記圧電素子3a
の厚み方向と径方向の振動成分が同時に伝播する。かか
る振動成分を有1      する前記入力4ン3を前
記入力平板1番こ接触する1      と、該振動成
分は前記入力平板1中にモード変換されて放射され1図
示のごとく縦波成分と横波成分の両方が混在した弾性波
と板金体の変形を伴う板波などが複雑にからみ合った形
で伝播する。しかし、これらの波は伝播速度が異なり、
同図(b)に示すとおり、板波は縦波弾性波よりやや遅
れて到達し、横波は縦波の約172の速度しかない。
As shown in the figure, when a high voltage pulse v2 from the pulser is applied to the piezoelectric element 3a built in the input pen 3, the inside of the conical pen tip 3b to which the bottom surface of the element 3a is glued The piezoelectric element 3a has a cylindrical shape.
Vibration components in the thickness direction and radial direction propagate simultaneously. When the input plate 1 having such a vibration component is brought into contact with the input plate 1, the vibration component is mode-converted and radiated into the input plate 1, and becomes a longitudinal wave component and a transverse wave component as shown in the figure. Elastic waves, which are a mixture of both, and plate waves caused by deformation of the sheet metal body propagate in a complex manner. However, these waves have different propagation speeds,
As shown in Figure (b), the plate wave arrives slightly later than the longitudinal elastic wave, and the transverse wave has a speed of only about 172 times that of the longitudinal wave.

従って、最初に到達する弾性波は他のモードが混在しな
い純粋な縦波弾性波であり、これを効率良く検出できれ
ば座標標定精度が向上する。しかるに、該縦波弾性波の
振幅は前記横波成分に比べて非常に小さいため、前記入
力ペン3から前記入力平板1への入射効率を大きくする
必要があると共に、縦波弾性波の第1到達波を正確に検
出する方法が重要である。尚、前記板波が重畳した部分
は前記入力ペン3と前記圧電素子2a〜2dとの距離が
離れると共に位相がずれる。又、前記横波成分の重畳部
分は振幅が複雑に変化する。これに対し、上記縦波弾性
波のみの場合は前記圧電素子2°〜2 d k、Aj′
”″′3k(7)j![[、xrb・0   !衰の影
響を除き、複雑な振幅変化はみられない。
Therefore, the first elastic wave to arrive is a pure longitudinal elastic wave with no other modes mixed in, and if this can be detected efficiently, the coordinate location accuracy will improve. However, since the amplitude of the longitudinal elastic wave is very small compared to the transverse wave component, it is necessary to increase the incidence efficiency from the input pen 3 to the input flat plate 1, and the first arrival of the longitudinal elastic wave How to accurately detect waves is important. Incidentally, the phase of the portion where the plate waves are superimposed shifts as the distance between the input pen 3 and the piezoelectric elements 2a to 2d increases. Furthermore, the amplitude of the superimposed portion of the transverse wave components changes in a complicated manner. On the other hand, in the case of only the longitudinal elastic wave, the piezoelectric element 2° to 2 d k, Aj'
””′3k(7)j! [[,xrb・0! No complicated amplitude changes are observed except for the effect of attenuation.

さらに、該縦波弾性波は前記入力平板1の内部を伝播す
るため、該平板1に手をついてもほとんどその影響を受
けない。
Furthermore, since the longitudinal elastic waves propagate inside the input flat plate 1, even if the flat plate 1 is touched, it is hardly affected by it.

さて、第4図は第1図に示す計数回路7の内部構成を示
す、又、第5図は第4図に示す各種信号のタイムチャー
トを示す。
Now, FIG. 4 shows the internal structure of the counting circuit 7 shown in FIG. 1, and FIG. 5 shows a time chart of the various signals shown in FIG. 4.

第1図において前記計数回路7で計数された伝播時間T
1〜T4はマイクロコンピュータ8に転送され、ここで
(x、y)座標を計算して外部装置に出力する。第1図
においては、前記マイクロコンピュータ8から出力され
る(x、y)座標信号が液晶駆動回路9に転送され、該
液晶駆動回路9によって前記透明入力平板1の下に設置
した液晶表示袋[10を駆動している。これにより、前
記入力ペン3によって手書きされた文字2図形を直下の
表示で確認しながら入力できる。
In FIG. 1, the propagation time T counted by the counting circuit 7
1 to T4 are transferred to the microcomputer 8, where the (x, y) coordinates are calculated and output to an external device. In FIG. 1, the (x, y) coordinate signal output from the microcomputer 8 is transferred to the liquid crystal drive circuit 9, and the liquid crystal display bag [ It is driving 10. Thereby, characters and figures handwritten with the input pen 3 can be input while checking them on the display directly below.

第・4図において、前記計数回路7はスタートパルス発
生回路11、WF発生回路12、データ検出回路13、
発振器14.カウンタ15、データセレクト16、レジ
スタ17.及びマルチプレクサ18よりなる。
In FIG. 4, the counting circuit 7 includes a start pulse generation circuit 11, a WF generation circuit 12, a data detection circuit 13,
Oscillator 14. Counter 15, data select 16, register 17. and a multiplexer 18.

スタートパルス発生回路11に前記パルサ4及び前記マ
イクロコンピュータ8よりそれぞれスタート信号(ST
)とリセット信号(RE)が転送されると、ここより、
スタートパルスST工が前記WE信号発生回路12及び
データ検出回路13に転送される。一方、前記波形整形
口′路6の出力信号D1〜D4はデータセレクト回路1
6を介してデータ検出回路13でチェックされると共に
、前記スタートパルスST、により発振器14から発せ
られる基本タロツクパルスCPの計数を開始しているカ
ウンタ15に、計数終了信号として転送される6各デ一
タ信号D工〜D4に対応する基本クロックのカウント数
T1〜T4はそれぞれレジスタT1−レジスタT4に格
納され、マイクロコンピュータ8より転送されるデータ
切替信号DS、。
The start pulse generation circuit 11 receives a start signal (ST) from the pulser 4 and the microcomputer 8
) and the reset signal (RE) are transferred, from here,
The start pulse ST signal is transferred to the WE signal generation circuit 12 and data detection circuit 13. On the other hand, the output signals D1 to D4 of the waveform shaping circuit 6 are transmitted to the data select circuit 1.
6 is checked in the data detection circuit 13 via the start pulse ST, and transferred as a counting end signal to the counter 15 which starts counting the basic tally pulses CP generated from the oscillator 14 by the start pulse ST. Count numbers T1 to T4 of basic clocks corresponding to data signals D to D4 are stored in registers T1 to T4, respectively, and data switching signals DS are transferred from the microcomputer 8.

DS、により、マルチプレクサ18を介して前記圧電素
子28〜2dまでの伝播遅延時間に対応したデータとし
て入力される。
DS is input as data corresponding to the propagation delay time to the piezoelectric elements 28 to 2d via the multiplexer 18.

前記データ検出回路13ではデータ信号D1〜D4が全
部そろわなければ前記WE信号発生回路12よりWE倍
信号発せられないようにしである。
In the data detection circuit 13, the WE signal generation circuit 12 does not generate the WE multiplied signal unless all of the data signals D1 to D4 are present.

WE倍信号第5図に示すとおり、sT□が転送されてか
ら時間tだけ遅れたところで発生するようにし、WE倍
信号前記マイクロコンピュータ8に転送されるとデータ
信号T工〜T4より入力ペンの(X、y)座標の演算を
開始する。従って、D□〜D4のうち1つでもデータが
欠ければ残りの3つのデータは異常データとして無視さ
れ、座標演算には採用されない、この現象は入力ペンの
アップダウン時などに起る場合があり、上記方法により
その時の誤動作が防止される。
As shown in FIG. 5, the WE double signal is generated after a time t delay after sT□ is transferred, and when the WE double signal is transferred to the microcomputer 8, the data signal T~T4 of the input pen is generated. Start calculating the (X, y) coordinates. Therefore, if even one of D□ to D4 is missing, the remaining three data will be ignored as abnormal data and will not be used in coordinate calculations. This phenomenon may occur when the input pen is moved up or down. The above method prevents malfunctions at that time.

スタートパルスSTのくり返し周期τの時間内に前記マ
イクロコンピュータ8での(xty)座標演算が終了す
れば、該周期τによってががるタブレット形入力装置に
おける入力速度が決定される。このため、入力速度を向
上させるには上記座標演算時間t1の短縮化と第3図(
b)で示した禽     弾性波のリンギングの低減が
必要である。上記し)ま たST工からWE発生までの時間tは前記発振器14の
クロック周波数f8と前記入力平板1の寸法及び縦波弾
性波の伝播速度c2により限界が決まる。該クロック周
波数f6と伝播速度C2の比でかかるタブレットの分解
能が決まるため、これらを考慮した設定が必要となる。
If the (xty) coordinate calculation in the microcomputer 8 is completed within the time period of the repetition period .tau. of the start pulse ST, the input speed in the tablet-type input device that varies according to the period .tau. is determined. Therefore, in order to improve the input speed, it is necessary to shorten the coordinate calculation time t1 as shown in Fig. 3 (
It is necessary to reduce the ringing of elastic waves shown in b). Furthermore, the time t from the ST operation to the WE generation is limited by the clock frequency f8 of the oscillator 14, the dimensions of the input flat plate 1, and the propagation speed c2 of the longitudinal elastic wave. Since the resolution of the tablet is determined by the ratio between the clock frequency f6 and the propagation velocity C2, settings must be made that take these into account.

上記弾性波のリンギング低減の方法としては前記入力平
板1の周囲側面をゴム材等の弾性波吸収部材で′覆う方
法が効果的である。一方、上記演算時間の短縮について
は後で詳述する。
An effective method for reducing the ringing of the elastic waves is to cover the peripheral side surface of the input flat plate 1 with an elastic wave absorbing member such as a rubber material. On the other hand, the reduction in the calculation time will be described in detail later.

第6図は前記パルサ4からスタートパルスSTと高電圧
パルスが発せられることにより、前記入力平板1を伝播
する縦波弾性波が前記圧電セラミクス2a〜2dのいず
れか1つに最初に到達するまでの時間Tの検出方法を示
している。第6図(a)に示すとおり、前記圧電セラミ
クスに到達する縦波弾性波のアナログ出力波形Vは前記
増幅回路5で増幅された後、前記波形整形回路6で一定
閾値を基準としてディジタル出力りに変換され、前記計
数回路7において前記スタートパルスST号 から前記ディジタル出力りの最初のパルスまでの時間が
検出される。ところが、弾性波のアナログ出力Vは前記
入力ペン3の筆圧等により一定閾値に対して第6図(b
)に示すように変化する。この変化の最も極端な場合に
相当するのが前記入力ペン3の前記入力平板1に対する
アップ(非接触)、ダウン(接触)の瞬時変化である。
FIG. 6 shows how a start pulse ST and a high voltage pulse are emitted from the pulser 4 until the longitudinal elastic wave propagating through the input flat plate 1 first reaches any one of the piezoelectric ceramics 2a to 2d. A method for detecting time T is shown. As shown in FIG. 6(a), the analog output waveform V of the longitudinal elastic wave that reaches the piezoelectric ceramic is amplified by the amplifier circuit 5, and then digitally output by the waveform shaping circuit 6 with a certain threshold as a reference. The counting circuit 7 detects the time from the start pulse ST to the first pulse of the digital output. However, the analog output V of the elastic wave varies with respect to a certain threshold value due to the writing pressure of the input pen 3, etc. in FIG.
). The most extreme case of this change corresponds to an instantaneous change in which the input pen 3 moves up (non-contact) and down (contact) with respect to the input plate 1.

この時。At this time.

一定量値に対して最初に到達する縦波弾性波の振幅レベ
ルが低い場合が生じ、誤動作を生ずる。この対策はは前
記マイクロコンピュータ8のソフトウェアで処理可能で
ある。しかし、第6図(b)に示すような波形変化に対
しては計数回路までのハードウェアで補正できる方が望
ましい。本発明では、その補正を該波形のピーク値まで
の時間に着目した方法で行なっている。即ち、一定量値
に対してアナログ波形がV′〜v −v ’と変化する
のに伴って、ディジタル出力りまでの時間がそれぞれT
1〜T−T’ と変化するが、いずれの場合も前記アナ
ログ波形のピーク値までの時間は変わらず、一定値T+
αとなる。そこで、波形が上昇時に閾値を越える時間T
□と下降時に閾値を越える時間T2を計数し、その中に
値(T□+Tよ)/2を用いて伝播時間を定義すれば筆
圧等による波形変動の影響を受けない高精度な時間検出
ができる。本発明ではこれを第7図に示す方法によって
実施している。この方法は上記のように1つの伝播時間
を決めるためにT工、T2と2回計数する必要がなくな
る。即ち、第7図において、カウンタAで前記T1を計
数し、これをレジスタに格納する。そして、T1からT
2までの時間を前記カウンタAに月いた発振器のクロッ
クを1/2に分周し、これをゲート回路を介してカウン
タBで計数し、前記レジスタの値との加算処理を行って
マルチプレクサに転送する。かかる方法により、前記デ
ィジタル出力りのパルス幅の中央までの時間が計数され
る。
There are cases where the amplitude level of the first longitudinal acoustic wave that reaches a certain amount is low, resulting in malfunction. This countermeasure can be processed by the software of the microcomputer 8. However, it is desirable that the waveform change shown in FIG. 6(b) can be corrected by hardware up to the counting circuit. In the present invention, the correction is performed using a method that focuses on the time to the peak value of the waveform. That is, as the analog waveform changes from V' to v-v' for a certain value, the time until digital output changes to T.
1 to T-T', but in either case, the time to the peak value of the analog waveform remains the same and remains at a constant value T+
becomes α. Therefore, the time T when the waveform exceeds the threshold when rising
If you count the time T2 exceeding the threshold when descending from □ and define the propagation time using the value (T□+T)/2, you can achieve highly accurate time detection that is not affected by waveform fluctuations due to pen pressure, etc. I can do it. In the present invention, this is implemented by the method shown in FIG. This method eliminates the need to count T and T2 twice in order to determine one propagation time as described above. That is, in FIG. 7, the counter A counts T1 and stores it in a register. And from T1 to T
The clock of the oscillator stored in the counter A is divided into 1/2, and this is counted by the counter B via the gate circuit, added to the value of the register, and transferred to the multiplexer. do. With this method, the time to the middle of the pulse width of the digital output is counted.

(xty)座標を求める演算時間の短縮は下記の方法に
より実現している。
The calculation time for determining the (xty) coordinates is reduced by the following method.

第8図において、81〜S、は圧電素子の位置であり、
点P (xt y)は求める入力ペンの位置である。S
1S、=a、s1s、=b、縦波弾性波の伝播速度をV
、とすると、第9図に示す遅延時間t1〜t4により。
In FIG. 8, 81 to S are the positions of piezoelectric elements,
The point P (xt y) is the desired position of the input pen. S
1S, = a, s1s, = b, the propagation velocity of the longitudinal elastic wave is V
, then according to the delay times t1 to t4 shown in FIG.

又は。Or.

で点P (x+ y)の座標が求められる。The coordinates of point P (x+y) are found.

1つの波源から2個の検出器を利用して位置座II (
xt y)を標定する方式は例えば特公昭57−379
07号第2頁に、波源と検出器の関係が逆ではあるが、
その数学的手法が記載されており、次式%式% であり+ VFも温度影響などの長時間のゆるやかな変
化を除けば定数とみなせるため、毎回演算する必要はな
い。
Locus II (
For example, the method for locating
On page 2 of issue 07, although the relationship between the wave source and the detector is reversed,
The mathematical method is described, and the formula is as follows: +VF can be regarded as a constant except for long-term gradual changes such as temperature effects, so there is no need to calculate it every time.

従来の例では(7)式に示すとおり、処理時間の長い開
平演算が含まれるため、演算の桁数を増した場合には制
約が大きかった。上記(1)式。
In the conventional example, as shown in Equation (7), a square root operation that takes a long processing time is included, so there are significant restrictions when the number of digits in the operation is increased. The above formula (1).

(6)式及び(7)式で演算する場合、加減算5回9乗
算4回、開平算1回を要する。演算精度を0.1%、即
ち10ビツトとし1乗算及び開平演算の処理ステップ数
を低減するため乗算は8ビツト演算専用論理を設け、開
平算は8ビツトの変換表を設け、各々残り2ビツトを補
間計算する場合を考える。このとき、10ビツトの加減
算は高々3ステツプであるのに対し、乗算は約50ステ
ツプ。
When calculating using equations (6) and (7), 5 additions and subtractions, 9 multiplications, 4 times, and 1 square root calculation are required. The calculation accuracy is 0.1%, that is, 10 bits, and in order to reduce the number of processing steps for 1 multiplication and square root calculation, a logic dedicated to 8-bit calculations is provided for multiplication, and an 8-bit conversion table is provided for square root calculation, and each of the remaining 2 bits is Consider the case of interpolation calculation. At this time, 10-bit addition and subtraction takes at most 3 steps, while multiplication takes about 50 steps.

開平算は約125ステツプを要す6・従って・1   
 1点の座標点を求めるために、従来例は約340ステ
ツプを要する。
Square root calculation requires approximately 125 steps 6. Therefore, 1
In the conventional example, approximately 340 steps are required to obtain one coordinate point.

一方、本願で例えば(1)式、(2)式及び(3)式で
演算する場合、加減算6回2乗算4回となり、約218
ステツプで済むため、従来例のほぼ2/3にステップ数
を低減できる。演算の桁数が増した場合には効果がさら
に大きくなることは自明である。
On the other hand, in the present application, for example, when calculating with equations (1), (2), and (3), there are 6 additions and subtractions and 4 times 2 multiplications, which is about 218
Since only one step is required, the number of steps can be reduced to approximately two-thirds of that of the conventional example. It is obvious that the effect becomes even greater when the number of digits in the calculation increases.

本願では検出点が従来の2個に対し、3個必要であり、
その分検出素子及び増幅回路等の費用が増加する。しか
し、検出点を増すことにより他の機能が実現可能である
In this application, three detection points are required compared to the conventional two,
The cost of the detection element, amplifier circuit, etc. increases accordingly. However, other functions can be realized by increasing the number of detection points.

周囲温度等の影響により、縦波弾性波の伝播速度が変化
した場合、演算の空き時間帯を利用して補正係数の演算
が可能となる0本願で用いているガラス板の場合、25
℃±25℃の温度変化に対し、縦波弾性波の伝播速度は
±5%程度変化する。
When the propagation speed of the longitudinal elastic wave changes due to the influence of ambient temperature, etc., it is possible to calculate the correction coefficient using the free calculation time.In the case of the glass plate used in this application, 25
With respect to a temperature change of ±25°C, the propagation speed of longitudinal elastic waves changes by about ±5%.

例えば、速度が増した場合に初期設定値を適用すると距
離の測定値が短くなり、標定誤差を生ずる。
For example, if the speed increases, applying the default values will result in shorter distance measurements, resulting in orientation errors.

この補償方法として例えば、第8図で検出点Sユ。An example of this compensation method is the detection point S in FIG.

S2、波源Pで求めたXの値X□2と検出点S□。S2, the value of X obtained at the wave source P, X□2, and the detection point S□.

Sl、波gpで求めたXの値X13の差l X1l−X
□、1をモニターしておき、伝播速度が変化した場合、
l xx2− xta lの値が許容値以下になったと
きの速度値を記憶して以後の演算に使用すればよい、伝
播速度の変化は0.2%/℃程度であり、温度変化率は
高々数分/℃であるので、数分に1回の補正演算を実行
すれば良く、座標位置の標定に大きな影響を与える事は
ない。
Difference between the value of X13 obtained by Sl and wave gp l X1l-X
□, 1 is monitored and if the propagation speed changes,
It is sufficient to memorize the velocity value when the value of l xx2- Since it is several minutes/°C at most, it is sufficient to perform the correction calculation once every few minutes, and the orientation of the coordinate position will not be greatly affected.

以上のごとく、検出点を従来より1つ追加することによ
り、伝播媒体1の温度を測定する手段を省けるため、座
標入力装置全体としての価格上昇を避けることができる
As described above, by adding one detection point compared to the conventional system, the means for measuring the temperature of the propagation medium 1 can be omitted, thereby avoiding an increase in the price of the coordinate input device as a whole.

なお、上記例では直交座標を前提として説明したが、極
座標などの他の座標系にも適用できる。
Note that although the above example has been explained based on orthogonal coordinates, it can also be applied to other coordinate systems such as polar coordinates.

また、3個の検出点を結ぶ線が直交しない場合に適用で
きることも明らかである。
It is also clear that this method can be applied to cases where the lines connecting the three detection points are not orthogonal.

さらに、本願では第4の検出点S4を設けることにより
、かかるタブレットの高精度化を図りうるソフトウェア
による補正機能拡充に対処している6例えば、上記(1
)、(2)及び(3)式で求めた(x、y)を(X工、
y工)、(1)、(4)及び(5)式で求めたCx、y
)を(Xz+yz)とし、X□とx2の差及びylとy
2の差が許容値以下にならない場合は座標値として採用
しないようにすれば、伝播時間の計数に誤差が生じた場
合の座標誤差信号の出力を未然に防止できる。
Furthermore, in the present application, by providing a fourth detection point S4, it is possible to expand the correction function by software that can improve the accuracy of such a tablet.6For example, the above (1)
), (2) and (3), (x, y) is (X engineering,
Cx, y obtained using formulas (1), (4), and (5)
) is (Xz+yz), and the difference between X□ and x2 and yl and y
If the difference between 2 and 2 is not less than the allowable value, it is not adopted as the coordinate value, thereby preventing the output of a coordinate error signal when an error occurs in counting the propagation time.

ところで、本発明者等は前記入力平板1を伝播する縦波
弾性波の周波数が前記入力ペン3の円錐状ペン先3bを
伝播する前記圧電素子3aの径方向振動成分の周波数と
ほぼ一致するという事実を見出した。かかる新事実に従
って、前記入力ペン先3bに接着する前記圧電素子3a
の径方向共振周波数と前記入力平板1の側面に接着する
前記圧電素子2の厚み方向共振周波数又は径方向共振周
波数のいずれかを一致させるように前記素子2及び3a
を設計し、且つ前記圧電素子3aと前記入力平板1との
音響インピーダンスのマツチングをとることにより、伝
播遅延時間の計数が十分可能なだけの振幅を有する安定
な縦波波形を得た。
Incidentally, the present inventors have stated that the frequency of the longitudinal elastic wave propagating through the input flat plate 1 is approximately equal to the frequency of the radial vibration component of the piezoelectric element 3a propagating through the conical pen tip 3b of the input pen 3. I found out the truth. According to this new fact, the piezoelectric element 3a adhered to the input pen tip 3b
The elements 2 and 3a are adjusted so that either the thickness direction resonance frequency or the radial direction resonance frequency of the piezoelectric element 2 bonded to the side surface of the input flat plate 1 matches the radial resonance frequency of the input flat plate 1.
By designing and matching the acoustic impedances of the piezoelectric element 3a and the input flat plate 1, a stable longitudinal waveform having an amplitude sufficient to count the propagation delay time was obtained.

j      ところで、入力ペンの先端は尖った形状
をしてシー いるため、弾性波の放射エネルギ密度が極めて大となり
、音響インピーダンスのマツチングは不要のようである
が、本発明者等の研究により、該インピーダンスマツチ
ングは無視しえないことがねかった。そこで本発明が提
供された。
j By the way, since the tip of the input pen has a pointed shape, the radiated energy density of elastic waves becomes extremely high, and acoustic impedance matching seems unnecessary, but research by the present inventors has revealed that Impedance matching cannot be ignored. Therefore, the present invention was provided.

例えば、接触する2種類の材料A材、B材のそれぞれの
音響インピーダンスを2..2%とすると、人材に取付
けた圧電素子より人材を介してB材に弾性波が入射され
る場合、B材に入射されずに人材に反射される弾性波の
反射率は次式にて表わせる。
For example, the acoustic impedance of two types of materials A and B that come into contact is 2. .. Assuming 2%, when an elastic wave is incident on material B from a piezoelectric element attached to a person via the person, the reflectance of the elastic wave that is reflected by the person without being incident on material B is expressed by the following formula. Ru.

ZA十Zs かかる式をもとにB材としてソーダライムガラスを用い
た場合の各種人材との反射率を第10図に示す。人材を
ガラス又はアルミニウムにした場合に比べ、アクリルで
はB材への入射率が非常に低いことがわかる。
Based on this formula, the reflectance with respect to various human resources when soda lime glass is used as the B material is shown in FIG. It can be seen that the incidence rate to material B is much lower in acrylic than in cases where the personnel are made of glass or aluminum.

第11図は第2図の構成において、入力ペン先端3bに
各種人材を用い、それぞれに取付けた圧      (
電素子3aを励振してソーダライムガラスよりなる入力
平板1に弾性波を入射した時の、該入力平板1の側面に
取付けた圧電素子2で受信した縦波弾性波の電圧値vL
を示す。第11図によれば、第10図に示したB材への
入射率に比例した大きさで縦波弾性波が受信されること
がわかる。
Fig. 11 shows the structure shown in Fig. 2, using various personnel at the tip of the input pen 3b, and applying pressure (
Voltage value vL of the longitudinal elastic wave received by the piezoelectric element 2 attached to the side surface of the input flat plate 1 when the electric element 3a is excited and the elastic wave is incident on the input flat plate 1 made of soda lime glass.
shows. According to FIG. 11, it can be seen that longitudinal elastic waves are received with a magnitude proportional to the incidence rate on material B shown in FIG.

具体的な例としては、前記圧電素子2及び3bを共にチ
タン配ジルコン酸鉛からなる圧電セラミクスで構成した
場合、前記平板1を伝播する弾性波として数100 k
 Hzの周波数を有する縦波弾性波を安定に得られた。
As a specific example, when the piezoelectric elements 2 and 3b are both made of piezoelectric ceramics made of titanium and lead zirconate, the elastic wave propagating through the flat plate 1 has a power of several 100 k.
Longitudinal elastic waves with a frequency of Hz were stably obtained.

又、前記ペン先3bとしては前記入力平板1をソーダラ
イムガラスで形成する場合、第10図により明らかなよ
うに、該ガラス又はアルミニウムを用いるのが良い。
Further, when the input flat plate 1 is made of soda lime glass, as is clear from FIG. 10, it is preferable to use glass or aluminum as the pen nib 3b.

本発明は以上に述べた前記入力平板1を伝播する縦波を
前記入力平板1の面上で、距離による減衰を除き、はぼ
一様に得る、即ち、該縦波の振幅が前記入力ペン3と前
記固体振動素子2又は2a〜2dとの膜離によってのみ
若干の変化を示すが、方向による相違をほとんど示さな
いことを主眼として考案した6 周知のとおり、圧電セラミック等よりなる前記圧電素子
は前記入力平板1の側面に取付けた場合。
According to the present invention, the longitudinal waves propagating through the input flat plate 1 described above are obtained almost uniformly on the surface of the input flat plate 1, excluding attenuation due to distance, that is, the amplitude of the longitudinal waves is 3 and the solid-state vibrating element 2 or 2a to 2d, the piezoelectric element is made of a piezoelectric ceramic or the like, and the piezoelectric element is made of a piezoelectric ceramic or the like. is when it is attached to the side of the input flat plate 1.

指向性の影響で該素子から等距離の位置から弾性波を放
射しても該素子での検出波形の振幅は必ずしも同一にな
らない、第12図はこれを模式的に感度の分布で表わし
たもので、1は入力平板、2は該入力平板の側面に接着
した圧電素子である。
Due to the influence of directivity, even if an elastic wave is emitted from a position equidistant from the element, the amplitude of the detected waveform at the element will not necessarily be the same. Figure 12 shows this schematically as a distribution of sensitivity. 1 is an input flat plate, and 2 is a piezoelectric element bonded to the side surface of the input flat plate.

図示のとおり、感度分布10によれば、前記圧電素子2
の垂直な方向が最も感度が高い、これが指向性の主軸方
向である。又、9a、9bはサイドロープと呼ばれる感
度分布を示す。
As shown, according to the sensitivity distribution 10, the piezoelectric element 2
The direction perpendicular to is the most sensitive, and this is the direction of the main axis of directivity. Further, 9a and 9b show a sensitivity distribution called a side rope.

第13図、第14図は入力平板1の側面に取付ける圧電
素子2の位置をそれぞれ該素子2の指向性の主軸が前記
入力平板1の中心に向いていない場合と向いている場合
の感度分布測定結果である。
FIGS. 13 and 14 show the sensitivity distribution when the main axis of directivity of the piezoelectric element 2 attached to the side surface of the input flat plate 1 is not directed toward the center of the input flat plate 1, and when the main axis of the directivity of the piezoelectric element 2 is oriented toward the center of the input flat plate 1. These are the measurement results.

vo、 v2・・・・・・は検出波形の振幅電圧である
。図示のとおり、第13図に示す例では前記素子2より
等距離の点P及び点Qで同一の振幅値にならず、それぞ
れVユ+ V@ (vi〉〉’vc)となる。本実施例
では第1図の信号処理回路5は前記圧電素子2a〜2d
の出力波形を増幅した後、一定の閾電圧との比較を行っ
て前記計数回路6に計数終了信号を送る。したがって、
第13図の例では、第15図に示すように、同一の距離
にもかかわらず、点Pの波形は12a1点Qの波形が1
2bとなることにより、それぞれ遅延時間がT、、T、
と異なって計数され、誤った位置標定が行われる。
vo, v2... are amplitude voltages of the detected waveform. As shown in the figure, in the example shown in FIG. 13, points P and Q, which are equidistant from the element 2, do not have the same amplitude value, but each have Vu+V@(vi>>'vc). In this embodiment, the signal processing circuit 5 shown in FIG.
After amplifying the output waveform, a comparison is made with a certain threshold voltage, and a counting end signal is sent to the counting circuit 6. therefore,
In the example of Fig. 13, as shown in Fig. 15, the waveform at point P is 12a1 and the waveform at point Q is 12a1, despite the same distance.
2b, the delay times are T, ,T,
, and incorrect positioning is performed.

一方、本発明の例である第14図の場合は、図示のとお
り、はぼ距離の変化によってのみ振幅が変化するため、
第13図の例のように誤入力を生ずる特定領域が存在せ
ず、高精度に位置検出できる。
On the other hand, in the case of FIG. 14, which is an example of the present invention, as shown in the figure, the amplitude changes only due to a change in the distance.
Unlike the example shown in FIG. 13, there is no specific area where erroneous input occurs, and the position can be detected with high accuracy.

また、第16図のように、受信用圧電素子2をガラス板
1の表面に設置する場合には、該受信用圧電素子2の径
方向共振周波数を使用する方が効果的である。この方法
は前記ガラス板1が薄い場合に特に効果が顕著である。
Furthermore, when the reception piezoelectric element 2 is installed on the surface of the glass plate 1 as shown in FIG. 16, it is more effective to use the radial resonance frequency of the reception piezoelectric element 2. This method is particularly effective when the glass plate 1 is thin.

なお、いずれの場合も、使用する圧電素子は厚4   
    み方向と径方向の共振周波数の差が大きい方が
効果的である0両者の周波数が近似している場合には間
者の干渉によりどちらも所定の共振周波数が得られない
からである。
In both cases, the piezoelectric element used has a thickness of 4
The larger the difference between the resonant frequencies in the radial direction and the radial direction, the more effective it is.If the two frequencies are close, the predetermined resonant frequency cannot be obtained in either direction due to interference between them.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、入力平板内に伝播する縦波を利用する
ので、該入力平板上に手についても、その影響を受ける
ことがなく、通常の手゛書き動作で入力ペンを操作でき
る。
According to the present invention, since the longitudinal waves propagating within the input plate are utilized, even if a hand touches the input plate, the input pen can be operated in a normal handwriting motion without being affected by the hand.

又1弾性波の入射効率と送受信効率を向上しうるので、
縦波弾性波を精度よく検出できると共に、平板上に誤入
力を生ずる特定領域がないため、入力平板上の任意の位
置で入力ペン位置を高精度。
In addition, since the incidence efficiency and transmission/reception efficiency of elastic waves can be improved,
Longitudinal elastic waves can be detected with high precision, and since there are no specific areas on the flat plate that can cause incorrect input, the input pen can be positioned at any position on the input flat plate with high precision.

高分解能で検出できる。Can be detected with high resolution.

さらに、入力平板を透明部材とすることができるので、
入力一体化ディスプレイを容易に具現化できる。
Furthermore, since the input flat plate can be made of a transparent member,
An input-integrated display can be easily implemented.

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

第1図は本発明の実施例、第2図はその部分拡大図、第
3図は弾性波伝播の模式図、第4図は第1図の計数回路
を説明する略図、第5図は第4図    (の動作を説
明する略図、第6図は弾性波の検出方法を説明する略図
、第7図は計数回路の改良点を説明する略図、第8図は
入力ペンの座標を求める方法の説明図、第9図は遅延時
間の説明図、第10図は材料の音響特性を説明する略図
、第11図は第10図の実験例を示すデータ図、第12
図は感度分布の模式図、第13.14図は感度分布の測
定結果を示す図、第15図は波形変化を説明する略図、
第16図は他の一実施例を示す図。 1・・・入力平板、2・・・固体振動素子、2a〜2d
・・・固体振動素子、3a・・・固体振動素子、4・・
・)(ルサ、5・・・増幅回路、6・・・波形整形回路
、7・・・計数回路、佑 1 図 招 2 口 η 3 z(a) P 蔓 3(ffi(b) 拓 4(21 データ 蔓 S 口 もC図、。 蔓 ら 喝Cb) 高 12 η 8[21 ま 54シー− 鵞 三      纂 11  図 ん゛ス も 13  z も 14  図 策 IG 口 手続補正書(方式) u/H++60□3.、217 乃訂庁長官志賀 学殿 ・1〜件の表示 昭和59年特許願第 220971  外見 明 の 
名 称  弾性波を用いたタブレット形座標入力装置 ?重重をする名゛ +if’lとの関係  持許出1碩人 Rl+、 :5IQi抹式会七」 日 立 製 イ乍 
所代   理   人
Fig. 1 is an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a partially enlarged view thereof, Fig. 3 is a schematic diagram of elastic wave propagation, Fig. 4 is a schematic diagram explaining the counting circuit of Fig. 1, and Fig. 5 is a Figure 4 is a schematic diagram explaining the operation of (Figure 6 is a diagram explaining the method of detecting elastic waves, Figure 7 is a diagram explaining improvements to the counting circuit, and Figure 8 is a diagram explaining the method of determining the coordinates of the input pen. An explanatory diagram, Fig. 9 is an explanatory diagram of the delay time, Fig. 10 is a schematic diagram explaining the acoustic characteristics of the material, Fig. 11 is a data diagram showing the experimental example of Fig. 10, and Fig. 12 is an explanatory diagram.
The figure is a schematic diagram of the sensitivity distribution, Figures 13 and 14 are diagrams showing the measurement results of the sensitivity distribution, and Figure 15 is a schematic diagram explaining waveform changes.
FIG. 16 is a diagram showing another embodiment. 1... Input flat plate, 2... Solid vibration element, 2a to 2d
...Solid vibration element, 3a...Solid vibration element, 4...
・)(Lusa, 5...Amplification circuit, 6...Waveform shaping circuit, 7...Counting circuit, Yu 1 Illustration 2 Mouth η 3 z(a) P Tsuru 3(ffi(b) Taku 4( 21 Data collection S Mouth also Figure C,.Tree exclamation Cb) High 12 η 8[21 Ma54 Sea- 鵞三纂 11 Plan ゛ ゛ 13 z も 14 Plan IG Oral procedure amendment (method) u/ H++60□3., 217 Director General of the Office of Nominations Gakudono Shiga・Display of 1 to 1988 Patent Application No. 220971 Appearance of Akira
Name: Tablet-shaped coordinate input device using elastic waves? Relationship with important name゛+if'l.
Toshiro Masato

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、縦波弾性波を伝播させる平板状媒体部と、該媒体部
の端部側面又は表面の一部に設けた縦波弾性波検出部と
、先端が尖つた形状をなすと共に上記平板状媒体部の表
面の任意位置に該先端が自在に圧着され、該先端から縦
波弾性波を放射する縦波弾性波入力部材と、上記縦波弾
性波の放射により上記検出部で検出した弾性波対応電気
信号を上記入力部材の圧着位置の標定化情報として取出
す手段とより成る、弾性波を用いたタブレット形座標入
力装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記縦波弾性波検
出部は上記平板状媒体部の角部側面に設けられ、前記縦
波弾性波入力部材の先端部と前記平板状媒体部は音響イ
ンピーダンスを略等しい部材をもつて構成されることを
特徴とする、弾性波を用いたタブレット形座標入力装置
。 3、特許請求の範囲第1項において、前記縦波弾性波の
放射により前記検出部で検出された弾性波対応電気信号
を前記入力部材の圧着位置標定化情報とする手段は、前
記信号を増幅する増幅部と、該増幅部により増幅された
信号と一定閾電圧との比較により前記縦波弾性波の伝播
時間に対応した遅延パルス信号を発する比較回路と、前
記入力部材の圧着により前記縦波弾性波が前記平板状媒
体部に放射されてから前記遅延パルス信号が発せられる
までの時間を計数する計数回路と、該計数回路から転送
される時間信号を用いて座標を算出する演算回路とより
成ることを特徴とする、弾性波を用いたタブレット形座
標入力装置。 4、特許請求の範囲第1項において、前記縦波弾性波入
力部材は軸対称の導波棒からなり、該導波棒の一方の端
部は先端が尖つた形状をなすと共に前記平板状媒体部の
表面の任意位置に自在に圧着され、前記導波棒の他方の
端部は該導波棒の対称軸に直交する平面形状を有し、該
平面部と、前記平板状媒体部の端部又は表面の一部に設
けた前記縦波弾性波検出部にそれぞれ送信用及び受信用
圧電素子を取付けて成る、弾性波を用いたタブレット形
座標入力装置。 5、特許請求の範囲第4項において、前記受信用圧電素
子を前記平板状媒体部の側面に前記受信用圧電素子の分
極方向に直交する面を固着し、前記送信用圧電素子を前
記導波棒平面部に前記送信用圧電素子の分極方向に直交
する面を固着すると共に、前記送信用圧電素子の分極方
向に直交する方向の共振周波数を前記受信用圧電素子の
分極方向又は分極方向に直交する方向の共振周波数と等
しく又は近い値とすることを特徴とする、弾性波を用い
たタブレット形座標入力装置。 6、特許請求の範囲第4項において、前記受信用圧電素
子を前記平板状媒体部の表面に前記受信用圧電素子の分
極方向に直交する面を固着し、前記送信用圧電素子を前
記導波棒平面部に前記送信用圧電素子の分極方向に直交
する面を固着すると共に、前記送信用圧電素子の分極方
向に直交する方向の共振周波数を前記受信用圧電素子の
分極方向に直交する方向の共振周波数と等しく又は近い
値とすることを特徴とする、弾性波を用いたタブレット
形座標入力装置。 7、特許請求の範囲第4項、第5項及び第6項において
、前記送信用圧電素子及び前記受信用圧電素子は共に、
それぞれの分極方向の共振周波数と該分極方向と直交す
る方向の共振周波数が異なることを特徴とする、弾性波
を用いたタブレット形座標入力装置。
[Claims] 1. A flat medium portion for propagating longitudinal acoustic waves, a longitudinal acoustic wave detection portion provided on a side surface or part of the surface of the end portion of the medium portion, and a tip having a pointed shape. a longitudinal acoustic wave input member whose tip is freely crimped to any position on the surface of the flat medium portion, and which radiates longitudinal acoustic waves from the tip; A tablet-shaped coordinate input device using elastic waves, comprising means for extracting an elastic wave-compatible electric signal detected by the input member as orientation information of the crimping position of the input member. 2. In claim 1, the longitudinal acoustic wave detection section is provided on a corner side surface of the flat medium section, and the tip of the longitudinal acoustic wave input member and the flat medium section A tablet-shaped coordinate input device using elastic waves, characterized in that it is composed of members having substantially equal impedance. 3. In claim 1, the means for converting an elastic wave-compatible electric signal detected by the detection unit by radiation of the longitudinal elastic wave into crimping position localization information of the input member includes amplifying the signal. a comparison circuit that generates a delayed pulse signal corresponding to the propagation time of the longitudinal acoustic wave by comparing the signal amplified by the amplification section with a constant threshold voltage; A counting circuit that counts the time from when an elastic wave is radiated to the flat medium section until the delayed pulse signal is emitted, and an arithmetic circuit that calculates coordinates using the time signal transferred from the counting circuit. A tablet-shaped coordinate input device using elastic waves, which is characterized by: 4. In claim 1, the longitudinal acoustic wave input member is composed of an axially symmetrical waveguide rod, and one end of the waveguide rod has a pointed tip and is connected to the flat medium. The other end of the waveguide rod has a planar shape perpendicular to the axis of symmetry of the waveguide rod, and the planar portion and the end of the flat medium portion A tablet-shaped coordinate input device using elastic waves, wherein transmitting and receiving piezoelectric elements are respectively attached to the longitudinal elastic wave detection section provided on a portion or a part of the surface. 5. In claim 4, the receiving piezoelectric element is fixed to a side surface of the flat medium portion with a surface perpendicular to the polarization direction of the receiving piezoelectric element, and the transmitting piezoelectric element is attached to the waveguide. A surface perpendicular to the polarization direction of the transmission piezoelectric element is fixed to the rod flat part, and a resonant frequency in a direction perpendicular to the polarization direction of the transmission piezoelectric element is set to the polarization direction of the reception piezoelectric element or perpendicular to the polarization direction. A tablet-shaped coordinate input device using elastic waves, characterized in that the value is equal to or close to the resonance frequency in the direction in which the coordinates are input. 6. Claim 4, wherein the receiving piezoelectric element is fixed to the surface of the flat medium portion with a surface perpendicular to the polarization direction of the receiving piezoelectric element, and the transmitting piezoelectric element is attached to the waveguide. A surface perpendicular to the polarization direction of the transmitting piezoelectric element is fixed to the rod flat part, and a resonant frequency in a direction perpendicular to the polarization direction of the transmitting piezoelectric element is set to a resonant frequency in a direction perpendicular to the polarization direction of the receiving piezoelectric element. A tablet-shaped coordinate input device using elastic waves, characterized in that the value is equal to or close to the resonance frequency. 7. In claims 4, 5, and 6, both the transmitting piezoelectric element and the receiving piezoelectric element are
A tablet-shaped coordinate input device using elastic waves, characterized in that a resonance frequency in each polarization direction and a resonance frequency in a direction orthogonal to the polarization direction are different.
JP59220971A 1984-07-25 1984-10-19 Tablet type coordinate input device using elastic wave Pending JPS6198433A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59220971A JPS6198433A (en) 1984-10-19 1984-10-19 Tablet type coordinate input device using elastic wave
KR1019850005072A KR930003168B1 (en) 1984-07-25 1985-07-16 Input device of tablet type
EP85109195A EP0169538B1 (en) 1984-07-25 1985-07-23 Tablet type coordinate input apparatus using elastic waves
DE8585109195T DE3582968D1 (en) 1984-07-25 1985-07-23 TABLET-COORDINATE INPUT DEVICE USING ELASTIC SHAFT.
US06/758,463 US4665282A (en) 1984-07-25 1985-07-24 Tablet type coordinate input apparatus using elastic wave
CN85106123A CN85106123B (en) 1984-10-19 1985-08-12 Table coordinate input device using elastic wave

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59220971A JPS6198433A (en) 1984-10-19 1984-10-19 Tablet type coordinate input device using elastic wave

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6198433A true JPS6198433A (en) 1986-05-16

Family

ID=16759428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59220971A Pending JPS6198433A (en) 1984-07-25 1984-10-19 Tablet type coordinate input device using elastic wave

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6198433A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62293417A (en) * 1986-06-13 1987-12-21 Hitachi Ltd Ultrasonic application tablet
JPS6345622A (en) * 1986-08-13 1988-02-26 Hitachi Ltd Ultrasonic tablet
JPS63318622A (en) * 1987-06-23 1988-12-27 Canon Inc Coordinate input device
JPH04313781A (en) * 1991-04-11 1992-11-05 Fuji Elelctrochem Co Ltd Coordinate input device
EP0720117A3 (en) * 1994-12-27 1997-03-26 At & T Corp Wireless pen tablet

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62293417A (en) * 1986-06-13 1987-12-21 Hitachi Ltd Ultrasonic application tablet
JPS6345622A (en) * 1986-08-13 1988-02-26 Hitachi Ltd Ultrasonic tablet
JPS63318622A (en) * 1987-06-23 1988-12-27 Canon Inc Coordinate input device
JPH04313781A (en) * 1991-04-11 1992-11-05 Fuji Elelctrochem Co Ltd Coordinate input device
EP0720117A3 (en) * 1994-12-27 1997-03-26 At & T Corp Wireless pen tablet

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0169538B1 (en) Tablet type coordinate input apparatus using elastic waves
US4931965A (en) Coordinates input apparatus
US11861115B2 (en) System and method for acoustic touch and force sensing
EP0435203A2 (en) Coordinate input apparatus
JP2535626B2 (en) Coordinate input device
JPH0540570A (en) Coordinate input device
EP0623892A1 (en) Coordinate input apparatus and method
JPH0922324A (en) Coordinates input device
US5541892A (en) Piezoelectric sensor and coordinate input apparatus employing the same
US11397486B2 (en) Ultrasonic force detection
US20190095045A1 (en) Shear-poled curved piezoelectric material
JPS6198433A (en) Tablet type coordinate input device using elastic wave
US5684277A (en) Coordinate input apparatus
JP3411697B2 (en) Ultrasonic detector
KR930003168B1 (en) Input device of tablet type
JPS6237730A (en) Detecting method for coordinate position of ultrasonic tablet
JPH0196715A (en) Coordinate input device
JPS6133523A (en) Position orienting device utilizing elastic wave
JP3167804B2 (en) Timing device and coordinate input device using the same
JP2503058B2 (en) Coordinate input device
JPH02133816A (en) Coordinate input device
JPH0196716A (en) Coordinate input device
JPH0973358A (en) Coordinate input device
JPS63104124A (en) Coordinate input device
JPH01209523A (en) Coordinate input device