JPS6314223A

JPS6314223A - 座標入力装置

Info

Publication number: JPS6314223A
Application number: JP61156235A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Yoshimura; 雄一郎吉村; Atsushi Tanaka; 淳田中; Kiyoshi Kaneko; 潔兼子
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1988-01-21

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、座標入力装置、特に弾性波を用い、指示点の
座標を決定する座標入力装置に関するものである。

［従来の技術］従来この種の座標入力装置は、弾性波伝播体の振動子ペ
ンとの接触面に、複数のセンサを装着し、そのセンサに
より弾性波伝播体を伝播してきた弾性波を検出していた
。しかし、振動子ペンの接触面とセンサの装着面とが同
じであると、センサの装着部分だけ人力可能な面積が少
なくなり、しかもセンサの取付は位置は、操作上弾性波
伝播体の周辺部に制限される。さらに振動子ペンがセン
サに直接接触すると、誤動作・故障の原因となり、位置
座標の決定に支障をきたすという欠点があった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は、上記問題点に鑑み、センサの取り付は位置の
制限を少なくし、有効人力面積を増やし、さらに操作性
よく安定して位置座標を決定する座標入力装置を提供す
る。

［問題点を解決するための手段及び作用］この問題点を
解決するための一手段として、本発明の座標入力装置は
、振動発生源を有する振動子ペンを弾性波伝播体に接触
させ、伝播された弾性波を、前記弾性波伝播体に取り付
けられた弾性波を電気信号として検出する検出手段によ
り検出し、検出結果に基づいて、前記振動子ペンの前記
弾性波伝播体への接触点の座標を決定する座標入力装置
であって、前記検出手段が前記振動子ペンの前記弾性波
伝播体への接触面と反対の面に装着されている。

［実施例］以下、図面を参照し、本発明の一実施例について説明す
る。

第１図は本実施例の座標入力装置の構成図であり、１は
振動子ペンで、これは振動子用圧電素子２、ホーン３に
より構成される。４はタブレット型の信号入力板、５は
弾性波伝播体、６はホーン３と弾性波伝播体５との接触
点、７は振動検出用圧電素子、８はリード線、９は反射
防止用の振動吸収材、１０はパルス発生器、１１は増幅
演算回路、１２はディスプレイ等の出力装置である。

尚、信号人力板４と弾性波伝播体５はほぼ同じ意味であ
るが、以下では、弾性波伝播体５と振動検出用圧電素子
７とリード線８と振動吸収材９とを総称して信号人力板
４と呼ぶ。

上記構成に於て、まず、増幅演算回路１１からスタート
信号がパルス発生器１０に出され、これに応じてパルス
発生器１０はパルス電気信号を発生する。この周波数は
高くなるほど分解能は増すが、減衰率も増すという点で
、５０　［ＫＨｚ　］〜５［ＭＨｚコ好ましくは２００
　［ＫＨ２］〜１［ＭＨｚ］が適当である。この電気信
号が加えられた振動子ペン１の振動子用圧電素子２が伸
縮し振動が発生する。この振動はホーン３により拡大さ
れ、接触点６において弾性波伝播体５に振動が伝わり板
波弾性波として伝播する。弾性波伝播体５の素材はガラ
ス、アクリル等の透明な板が考えられる。

伝播する弾性波は表面付近だけを伝わる表面波でなく、
板に沿って伝わる板波であるから、対称波、非対称波に
かかわらず、板の両面で同様な振勅検出ができる。従っ
て、才辰勅検出用正電素子７を弾性波伝播体５の振動子
ベン３との接触面と反対の面（以下、単に裏面と呼ぶ）
に装着し、伝播した板波弾性波は振動検出用の３個所の
センサとしての振動検出用圧電素子７で圧電電圧として
検出され、検出結果は電気信号でリード線８により出力
し増幅演算回路１１に送られる。ここで、前記スタート
信号と同期させて弾性波伝播に要した遅延時間を検出す
る。以上の操作を１秒間に５０〜３００回程度繰り返し
行うのが好ましい。

弾性波の信号波形の検出は、波形の包絡線のピークある
いは、搬送波のピークを基にした検出等の方法で行う。

このようにして得られた３個所の振動検出用圧電素子７
における遅延時間を用いて振動子ベン１の位置座標を計
算する。この計算方法は以下の通りである。第２図のよ
うに振動子ベン１の位置座標を（ｘ、ｙ）とし、３つの
振動検出用の圧電素子７のそれぞれの座標を（ｘ＋　、
ｙ＋　）＝　（ｏ、ｏ）（Ｘ２　、　ｙ２）＝　（Ｘ、０）（Ｘ３　、’Ｊ３）＝　（０，Ｙ）とすると、次の様になる。

ｘ−Ｘ／２＋１７２（Ｊ”ｈ）（ｔ＋−ｔ２）／２Ｘｙ
−Ｙ／２＋Ｖ２（ｔｌ”ｈ）（ｔ＋−ｈ）／２Ｙ但し、
ｔ１〜ｔ３　：弾性波の伝播時間Ｖ　　　二弾性波の伝
播速度以上の計算を、増幅演算回路１１で行うことにより振動
子ベン１の位置座標が得られ、出力装置１２に出力され
る。

弾性波伝播体５中の振動が振動吸収材９に到達すると弾
性波はここで振幅が減衰する。この振動吸収材９の材質
としては、減衰率が大きく且つガラスどの固有音響イン
ピーダンスとの整合の為シリコンゴムに金属粉を混入し
たものを用いるのが望ましい。

弾性波伝播体５の板厚は０．３〜２．０ｍｍのものを用
いることが望ましい。板圧が薄くなるほど伝播及び検出
される弾性波の振幅は大きくなるが、材料強度が落ちる
。

第３図は、本実施例の座標入力装置の信号入力板４の側
面図である。１〜９までは第１図と同じものを示す。Ａ
はホーン３の先端の振動方向を、Ｂは弾性波伝播体５中
の弾性波の伝播方向を示す。第１図の説明と同様にホー
ン３の振動は接触点６において弾性波伝播体５に伝わり
、球面状にＢの方向に板波弾性波として伝播し、接触点
６と反対面に装着した振動検出用圧電素子７で振動を検
出する。以後は第１図の前述の説明と同じである。

尚、第１図に示した振動検出用圧電素子７の位置以外に
も、センサが３個以上である場合は、裏面でのセンサの
装着位置は任意の位置（但し、−直線上に並ばない位置
）で良い。但し、その場合は、第２図を基に述べた計算
より多少複雑な座標演算を要する。また、センサが２個
の場合は、センサは周辺部に装着する。この場合の位置
座標の計算は、平方根を含む計算となる。

本実施例では振動子ベン１の接触面と反対の面にセンサ
用の振動検出用圧電素子７を装着するのであるから、信
号人力板４を胃く際の指示部の機能をセンサ部に持たせ
ても良い。第４図（ａ）〜（ｃ）は指示部の機能をセン
サ部に持たせた信号人力板４の説明図であり、５は弾性
波伝播体、７はセンサとしての振動検出用圧電素子、８
はり〜ド線、９は反射防止用の振動吸収材、１３は振動
検出用圧電素子７に装着して信号人力板４を支持する為
の支持部オオである。構成としては、第４図（ａ）のよ
うに振動検出用圧電素子７を囲むように支持部材１３を
装着してもよいし、第４図（ｂ）のように振動検出用圧
電素子７の下部に装着してもよいし、第４図（Ｃ）のよ
うに反射防止用の振動吸収材９の中に振動検出用圧電素
子７を組み込み、その振動吸収材９で支持しても良い。

支持部材１３の材料としては、ゴム、高分子材料、無機
材料等が好ましい。

本実施例に於ては、第３図のＡのようなホーン３の縦方
向振動の場合を示したが、ホーン３が横振動をする場合
でも、伝播するのは板波弾性波であるので同様の効果か
ある。

以上説明した様に信号人力板の振動子ペンとの接触面の
裏面に複数のセンサを装着することにより、センサを裏
面に装着した位置でもその表面で検出できるという意味
で有効人力面積を増やし、振動子ペンとセンサの直接の
接触が生じない為操作性が良く、しかも、位置座標検出
が安定した。

ざらにセンサが３１以上の場合は裏面でのセンサの装着
位置はほぼ任意の位置で良い為、センサの装着位置の範
囲を従来の周辺だけに限らず拡大できる。さらに、セン
サ部に支持機能を持たせることも可能になった。

［発明の効果］本発明により、センサの取り付は位置の制限を少なくし
、有効人力面積を増やし、さらに操作性よく安定して位
置座標を決定する座標入力装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の座標入力装置の構成図、第２図は位
置座標計算説明図、第３図は本実施例の座標入力装置の信号人力板の側面図
、第４図（ａ）〜（Ｃ）は指示部の機能をセンサ部に持た
せた信号人力板の説明図である。図中、１・・・振動子ペン、２・・・振動子用圧電素子
、３・・・ホーン、４・・・信号入力板、５・・・弾性
波伝播体、６・・・接触点、７・・・振動検出用圧電素
子、８・・・リード線、９・・・反射防止用の振動吸収
材、１０・・・パルス発生器、１１・・・増幅演算回路
、１２・・・出力装置、１３・・・支持部材である。特許出願人　　キャノン株式会社第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）振動発生源を有する振動子ペンを弾性波伝播体に
接触させ、伝播された弾性波を、前記弾性波伝播体に取
り付けられた弾性波を電気信号として検出する検出手段
により検出し、検出結果に基づいて、前記振動子ペンの
前記弾性波伝播体への接触点の座標を決定する座標入力
装置であつて、前記検出手段が前記振動子ペンの前記弾
性波伝播体への接触面と反対の面に装着されていること
を特徴とする座標入力装置。
（２）振動子ペンの弾性波伝播体への接触から、検出手
段に弾性波が到達するまでの伝播遅延時間に基づいて、
前記振動子ペンの前記弾性波伝播体への接触点の座標を
決定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。
（３）検出手段は圧電素子よりな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。
（４）検出手段が弾性波伝播体の支持部を兼ねることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の座標入力装置。