JPS62114026A - 座標入力装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、弾性波を用いた座標検出装置で、弾性波の遅
延時間を計数することにより、或は弾性波の位相、振幅
等から位置座標を求める座標入力装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、特公昭５６−４９４７や特公昭５８−１６５０９
にある如く、弾性波の放射点から検出点までの伝播に要
する遅延時間を計数して、或は弾性波の位相、振幅から
放射点から検出点までの距離を求め、放射点の位置座標
を求める座標入力装置においては、反射波の影響を避け
るために振動伝播媒体の各辺に振動吸収材としてゴムあ
るいは樹脂あるいはそれらに金属粉を混入したものを装
着したものが考えられていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、振動検出用の圧電素子は上記振動吸収体の内側
の信号入力板の部分に装着されており。

その分だけ入力板の有効面積が小さくなり、また、その
圧電素子は何にも被覆されてないので、毛などで接触し
た場合にトラブルが発生する可能性があった。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、振動検出用
圧電素子を振動吸収材中の信号入力板に固着することに
より、振動検出感度をほとんどそこねることなく、上述
従来例の欠点を除去すると同時に、検出精度を高めるこ
とも可能となった。

〔実施例の説明〕

以下図面によってこの発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、１はタブレット型の
振動伝播媒体としての信号入力板であり、例えば方形の
ガラス板、アクリル等の高分子樹脂板、セラミック板、
ゴム板あるいは金属板等である。２は振動ペンで、これ
は、３の圧電素子、４のホーンにより構成される。４′
はホーン４と信号入力板１との接触位置である。５は振
動検出用の圧電素子であり、６は反則防止用の振動吸収
材であり、７はリード線であり、８は増幅演算回路であ
る。

次に」二層のように構成されたこの発明による信号入力
板を用いた振動の伝播過程を説明する。

振動ペン２の圧電素子３は加えられた電気信号によって
伸縮し音波つまり振動が発生する。この振動はホーン４
により振幅が拡大され、信号入力板１との接触位置４′
において信号入力板ｌに振動が伝播し、信号入力板ｌ中
を伝わりこれが検出用圧電素子５の電極部分で圧電電圧
が発生し、振動吸収体６中に埋め込まれたリード線７に
より１１１力する。また、信号入力板ｌ」−の振動が反
射防止用振動吸収材に到達すると、板波り１性波はここ
で振幅が減衰する。このようにして、振動ペン２から各
圧電素子５までの遅延時間を増幅演算回路８において検
出する。第２図は振動吸収材６中の圧電素子部の拡大図
である。検出用圧電素子５は振動吸収材６内に埋め込ま
れるが、圧電素子５は振動吸収材６と信号入力板１の有
効伝播部分との境に接するように振動吸収材６中に設置
する。リード！１１７は振動吸収材６内に埋め込んで配
線する。信号入力板ｌを伝わる振動は上記のような設置
の為はとんど振動吸収材６による減衰なしに検出用圧電
素子５に伝わり電気信号に変換される。また、圧電素子
５を角部に置いた場合よりも辺部に置いた方が受波範囲
の角度を広くとることができる。

第３図は、第２図のＡ−Ａ線による縦断面図である。圧
電素子５の上部にも振動吸収材６を装着する。信号入力
板１を伝わる振動は圧電素子５に伝わるが、その上部即
ち信号入力板ｌと反対側の面にある振動吸収材６がダン
パの役目をし、短いパルス信号を受信する際にはパルス
が長く尾を引かないので有効である。但しその場合には
、ダンパ材としての振動吸収材６には、圧電素子と固有
音響インピーダンスができるだけ近く、しかも損失が十
分に大きいことが望ましいので、ゴム中に金属粉等を混
入したものを用いる。

〔他の実施例〕

なお、周辺部の振動吸収材中に埋め込み装着した圧電素
子に電気信号を人力し振動させ、信号入力板１に伝播さ
せ圧電素子及びホーンよりなるペンで振動を検出する方
法においても本発明は用いられる。この際、駆動用圧電
素子の形状は円柱状のものでなく板状のものでもよい。

振動吸収材の材質としてはシリコンゴムで十分本発明の
効果を生じるが、同様のゴムあるいは樹脂でもよく、ま
た、それらに黄銅、鉛、銅、鉄（鋳鉄を含む）等の減衰
率の大きな金属の粉体あるいは黒鉛、セラミック、セメ
ント等を混入させたもの、あるいは在入ベークライト等
の、振動伝播媒体あるいは圧電素子の固有音響インピー
ダンスとマツチングさせたものでもよい。また、第４図
のように、圧電素子５の上部だけを上記のように圧電素
子５と固有音響インピーダンスを近づけた振動吸収材６
′を用い、他の振動吸収材６と分けた二層構造としたも
のでもよい。

第３図の断面図において、検１１用圧電素子５の上部を
振動吸収材６で埋めたものを説明したが、場合により、
例えば圧電素子のＱを大きくする為、第５図のように圧
電素子の上部を空洞にし振動吸収材６を圧電素子の上部
を離して覆う形にしてもよい。

検出用圧電素子５は、第３図のように圧電素子中休で用
いるほかに、第６図のように振動ペン２と同様にホーン
を装着してもよい。

第３図において、振動吸収材６を信号入力板１の端部に
置いて上下から挟んだ形で装着したが、これは、例えば
ガラス板においてはその厚さが約１ｍｍ程度以下であれ
ば、この方式でほとんど振動が吸収減衰され反射波はか
なり小さくなるからであるが、完全な反射防止あるいは
板厚を厚くする場合には、第７図のように信号入力板の
側面にも振動吸収材６を装着してもよい。

〔効　　果〕

上記のような座標入力装置の特長としては次のような点
が挙げられる。

まず第１に、本発明の検出用圧電素子５の設置構成によ
り圧電素子全体が振動吸収材６に覆われているため、圧
電素子に直に手で接触するのを防ぎ、従ってこれによる
破損及び座標検出における誤動作を防ぐことができる。

第２に、従来の信号入力板の構成としては、周囲に装着
した振動吸収材の内側の部分に検出用あるいは場合によ
っては駆動用圧電素子を固着して設置しており信号入力
板の有効面積が小さくなる欠点があったが、この発明で
は圧電素子を振動吸収材の中に組み込むことにより振動
吸収材に囲まれた内側の部分と同等の大きさの有効面積
をもつ信号入力板を得ることができる。

第３に、圧電素子の」二部に振動吸収材が装着されるの
で、圧電素子の下部からの伝播振動に対してダンパとし
て働き、短いパルスの送受波及び超音波受波用として適
したものになり、座標検出精度の向上が得られる。

第４に、圧電素子を振動吸収材内に組み込むと同時にリ
ード線も振動吸収材の中に入れてしまうことができる。

第５に、圧電素子を角部ではなく辺部に装着すると、角
部より、影響を受ける辺の長さが短いだけ、端面からの
反射の影響が小さくなり、また、１つの圧電素子が信号
を検出できる角度が大きくなりそれだけ検出効率が上る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
第１図の振動吸収材中の圧電素子部の拡大図、 第３図は第２図のＡ−Ｘ線による縦断面図、第４図は第
３図を二層構造にした場合を示す図、 第５図は第３図で圧電素子５の上部を空洞にした場合を
示す図、 第６図は第３図でホーンを用いた場合を示す図、 第７図は第３図で側面にも振動吸収材６を装着した場合
を示す図。 ｌは信号入力板、２は振動ペン、５は圧電素子、６は振
動吸収材である。 第６１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電素子を組み込んだ振動ペンを振動伝播媒体よ
   りなる信号入力板に接触させ、これにより伝播された板
   波弾性波を上記伝播体に固着した複数の圧電素子により
   機械振動を電気信号として検出し、これより伝播遅延時
   間を計数することにより上記振動ペンの位置座標を検出
   する座標入力装置において、上記圧電素子を上記伝播体
   の周囲に装着した振動吸収体内に装着したことを特徴と
   する座標入力装置。
2. （２）圧電素子の上面、即ち信号入力板と反対側の面を
   圧電素子と固有音響インピーダンスが近く、且つ損失が
   大きい振動吸収材で覆う事を特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の座標入力装置。
3. （３）上記圧電素子を振動伝播媒体の角部以外の辺部に
   装着することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   座標入力装置。