JPS6237730A - 超音波式タブレツトの座標位置検出方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は超音波式タブレットによる座標位置検出方法、
特に超音波の速度変化に影響されない座−標位置検出方
法に関する。

〔発明の背景〕

従来の装置は、特公昭５６−１８４５２号ｌこ記載のよ
うに、超音波媒体面の端部に設置された発信素子の反対
端部に座標検出とは別の検出素子を設置したものであり
、発信素子が振動してから入力ペン内部に設置された検
出素子で検出されるまでの時間を、基準クロックのカウ
ント値として得られた値と、座標検出とは別に設置され
た検出素子に検出されるまでにカウントされた値との比
を計算することにより、超音波の温度による速度変化を
補償していた。しかし、入力ペンに発信素子を設置し、
媒体端部に検出素子を設置し、入力ペンから発した超音
波が媒体端部に伝播するまでの時間を計測しこれにより
入力ペンの位置座標を算出する方法についての温度補償
は考慮されていなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、入力ペンに超音波発信素子を設置し、
超音波媒体端部に検出素子を設置し、超暗波の伝播時間
より入力ペンの位置座標を算出する超音波式タブレット
において、温度変化により生ずる超音波の速度変化を補
償する座標位置検出方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

媒体中を伝播する弾性波の速度は、温度により変化する
。従って、入力ペンから検出素子までの距離か同じでも
媒体中を伝播する時間は媒体の温度により変化すること
になる。この変化する時間ゝを用いて座標算出すれば誤
差を生じてしまう。しあ）シ、入力ペンから発せられた
弾性波が各検出素子で検出されるまでに要した時間の比
は、媒体の温度が変化しても一定である。そこで、この
時間の比、すなわち基準クロックのカウント値の比を用
いて座標算出を行えば誤差のない座標入力が可能となり
、温度変化より生ずる超音波の速度変化を補償すること
ができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図において、１はソーダライムガラス等の１明部材
よりなる入力平板である。この入力平板の角部は４箇所
とも切除され、そ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。又、３は前記入力平板１に先
端を接触することにより文字、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ペンを表わす
。

入力ペン３は内部に上記同様チタン酸ジルコン酸鉛等の
圧電素子を有し、パルサ４からのパルス電圧印加により
振動し、弾性波を発生させる。入力ペン３の先端を前記
入力平板ｌに接触すれば、弾性波は入力平板１の内部を
伝播し、前記入力ペン３の先端接触位置に応じた伝播時
間をもって前記圧電素子２ａ〜２ｄに到達し、ここで電
気信号に変換される。

前記パルサ４は前記入力ペン３に圧電素子駆動用パルス
電圧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。これにより計数回路７は内蔵している基
本クロックの計数を開始する。

一一方、前記圧電素子２ａ〜２ｄで検出された弾性波対
応アナログ信号Ｖｌ　％　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。ディ
ジタル信号ハ〜Ｄ４が前記計数回路７に転送されること
により、上記基本クロックの計数が終了し、前記入力ペ
ン３から前記圧電素子でａ〜２ｄまでの距離に応じた伝
播遅延時間が計数される。

前記増幅回路５は通常用いられる高周波増幅回路から成
る。また、前記波形整形回路６は一方に一定閾値を入力
し、これとの信号レベル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。

前記計数回路７で計数された伝播時間Ｔ、−Ｔ４はマイ
クロコンピュータ８に転送され、ここで前記入力ペン３
の（Ｘ、　ｙ）座標を計算して外部装置に出力する。

本実施例においては、上記構成及び動作を有するタブレ
ット形座標入力装置と液晶表示装置とを一体化した装置
を示す。タブレット形座標入力装装置は前記入力平板ｌ
、圧電素子２ａ〜２ｄ、入力ペン３及びパルサ４を有す
る入力操作部１１と、前記増幅回路５、波形整形回路６
、時間計数回路７及びマイクロコンピュータ８を含む信
号制御部１２から成る。即ち、入力操作部１１は弾性波
の送受信を直接関連し、信号制御部１２は弾性波の伝播
時間を電気的に処理する。

一方、前記液晶表示装置は制御回路９と表示部１０より
成る。前記マイクロコンピュータ８から出力される（ｘ
、ｙ）座標信号は前記液晶制御回路９に転送され、前記
透明入力平板１の直下に設置した液晶表示部１０を駆動
する。これにより、前記入力ペン３による手書き文字、
図形を直下の表示で逐次確認しながら入力できる。

第２図において、Ｓ　ｌ””　３４は第１図で示される
圧電素子２ａ〜２ｄの位置に対応し、点Ｐ　　（ｘ、　
ｙ）か求めるべき入力ペン３の位置座標である。又、ｔ
、−ｔ４は前記入力ペン３から発した弾性波か前記圧電
素子２ａ〜２ｄに到達するまでの伝播時間である。同図
において、百Ｉ＝　函Ｉ＝ａ　、　■Ｉ＝ｚ　＝　ｂ　
　とし、弾性波の伝播速度をＶ、とすると、点Ｐと８１
〜Ｓ４までの各伝播距離４〜ｔ４は下記の式％式％ ここで、基準クロック時間を△ｔ、圧電素子２ａ〜２ｄ
で検出されるまでにカウントされた値をそれぞれ０１〜
Ｃ４とすれば、 １、＝ｖ、△ｔＣ，（ｉ＝１〜４）　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（２）で示される。１．−１４
と点Ｐ　　（ｘ、ｙ）との間には次の関係が成立する。

■２は前述したように媒体の温度により変化するので、
１．−１４を用いて座標算出するのは好ましくない。し
かし、ＡＨ：　　ｔ２　’、　　ｔ３　：　　Ｌ＜の値
は温度が変化しても一定であるので、これらを用いて点
Ｐ　（ｘ、ｙ）を算出すればよい。

とすれば、（３）〜（５）式より （８）式より α０）式を（９）式に代入してＸを求めれば、ただし、
Ｉ＝ａ２（β２　１）　２＋ｂ２（α２　１）　２Ｊ　
＝ａ　（ｂ２（ａ２−１）　（β２＋１）−ａ２（β２
１）２）Ｋ＝（ａ２（β”　　Ｌ）　ｂ２（ａ２−１）
）−４ａ２ｂ”（α２−１） （ｌ］）式を（１０）式に代入してｙを求めれば、ただ
し、Ｌ＝ｂ（ａ２（β２−１）（ａ２＋１）−ｂ２（α
”−１）”　）Ｍ＝（ａ２（β２　　ｌ）　　１ｒ２（
ａ２　１　）２　４ａ２　ｂ２（β２−１）となり、点
Ｐ　　（ｘ％　ｙ）が算出される。

マイクロコンピュータ８で座標算出を行う場合同一式を
用いた方か効果的であり、かつ、圧電素子２ａ〜２ｄま
での距離は短いほど検出電圧か高く、正確なデータ検出
か可能となるため、入力平板１を縦横それぞれ２分割し
、入力位置を４つの場合分けして、点Ｐ　　（ｘ、ｙ）
を算出すればより高精度化か可能となる。

第３図は以上述べた本実施例における座標標定手順の概
要である。このフローチャートをもとに第１図における
マイクロコンピュータ８を駆動するソフトウェアを構築
し、超音波式タブレットの温度補償が図られる。

尚、以上述べた実施例は全て、検出部Ｓｌをｘ　−ｙ座
標系の原点としているが、他の検出部を原点とすること
ができるのは勿論である。また、平板−状表示部として
液晶を用いた装置を示しているが、本発明は必ずしもこ
れに限定されない。さらに入力平板１は透明でな（でも
良（、その場合、表示画面は別置となることは言うまで
もない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、入力ペンより超音波を発生させ、入力
平板の側端部に超音波検出素子を設置し超音波式タブレ
ットの座標位置検出方法において温度を補償するための
特別な処置、例えば、特定な点を入力する等を必要とせ
ず高精度化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る座標位置検出方法を説明するため
の超音波式タブレットの概略構成を説明する図、第２図
は本発明に係る方法を説明するための座標を示す図、第
３図は本発明に係る方法を説明するフローを示す図であ
る。 １・・・入力平板、２ａ〜２ｄ・・・弾性波検出部、３
・・・入力ペン、１０・・・平板状表示部。 １′□ ゝ・ＩＬ゛ 代理人　弁理士　小　川　勝　男 第　１　口 寥　２　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波発信素子を内蔵する入力ペンからの超音波を伝播
   させ、描画面となる均一等方性板材からの超音波を電気
   信号に変換する過程とし、上記板材の側縁部に設置され
   た複数個の検出素子から超音波が入力ペンから検出素子
   に伝播するまでの時間を基準クロックでカウントする過
   程と、そのカウント値より入力ペンの位置座標を算出す
   る過程とからなる超音波タブレットによる座標位置検出
   方法において、上記各検出素子でカウントされたカウン
   ト値の比を用いて入力ペンの位置座標を算出することを
   特徴とする超音波式タブレットの座標位置検出方法。