JPS63282516A - 振動入力装置 - 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］ 本発明は振動入力装置、特に超音波振動を所定部材に入
力する振動入力装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、コンピュータシステムなどの処理系に手書き
の文字、画像などの情報を入力するため、また、座標情
報を入力するため、超音波振動を媒介として座標入力を
行なう装器が知られている。

この種の装置では、ガラス、アクリル板などの振動伝達
板が入力タブレットとして用いられ、このタブレットに
圧電素子などの振動子を設けた振動入力ペンにより所望
の入力点に超音波振動を入力する。

タブレットを構成する振動伝達板の角部などの所定位置
には、圧電素子などの振動センサが複数個固定されてお
り、入力点から伝達された超音波振動を検出する。各セ
ンサまでの振動伝達時間は、各センサと入力点の距離に
応じて変化するから、センサから入力点までの距離を求
めることができ、これに基づいて入力点の座標を決定づ
けることができる。

このような超音波振動方式の座標入力装置は、ガラス、
アクリル板などの透明材料から入力タブレフトを構成で
きるので、応用範囲が広いという利点を有する。

［発明が解決しようとする問題点］ 第６図は上記のような座標入力装置に用いられる入力ペ
ンの構造を示している０図において、符号２１はペン型
のペンホルダーで、先端部にホーン型のペン先部材２３
がネジ止め固定されている。ペンホルダー２１の内部に
おいて、ペン先部材２３の後端部には圧電素子などから
構成された振動子２２が固定されている。振動子２２の
電極には駆動信号を振動子２２に印加するためケーブル
２４が接続され、ケーブル２４はペンホルダー２１の後
端部から装置の本体部に導かれる。

第７図に入力ペン先端部の構造を拡大して示す。第７図
に示すように、ペン先部材２３は周囲にペンホルダー２
１に固定するための７ラング部２３ａを有し、ペン先部
材２３の後端部には接着などの方法で振動子２２が固定
される。ペン先部材２３は樹脂、金属などの材料から構
成される。

振動子２２の振動方向は、振動伝達板に直角な方向、す
なわち、第６図、第７図の上下方向に選択される。ペン
先部材２３の形状は、エクスポネンシャル型など、効率
的な振動伝達特性を有する種々の公知の形状を用いるこ
とができる。

上記のような従来構造では、振動子？？、ペン先部材２
３は振動方向に沿って非対称な共振系を構成しており、
またペン先部材２３の構造が複雑なため、安定した振動
を発生させることができず、入力パワーに対する振動出
力効率が低いという問題があった。

さらに、ペン先部材２３は振動伝達板に接触して用いら
れるので、先端部の摩耗を生じる。ペン先部材２３が限
界まで摩耗した場合にはペン先部材２３、ないし振動子
２２まで含めたアセンブリを交換する必要があった。

以上の問題は座標入力装置の振動入力ペンに限定される
ことなく、種々の振動入力装置に共通するものである。

［問題点を解決するための手段］ 以上の問題点を解決するために、本発明においては超音
波振動を所定部材に入力する振動入力装置において、超
音波振動を発生する振動子と、この振動子に対して対称
的に固定されほぼ同一の所定形状を有し振動子が発４生
ずる振動を前記所定部材に伝達する複数の伝達部材を設
けた構成を採用した。

［作　用］ 以上の構成によれば、振動子に対してほぼ同一の形、状
を有する振動伝達部材が対称的に固定されるので、振動
系は対称的な共振系となり、安定した高効率な振動変換
を行なえる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。以下の実施例において、従来例と同一または相当
する部材に関しては同一符号を付し、その詳細な説明は
省略する。

第１図は本発明を採用した振動入力袋ことして、超音波
振動方式の座標久方に使用される入力ペンの構造を示し
ている・ 第１図の入力ペンでは、ペンホルダー２１の先端に振動
子２２の両側に対称なホーン形状のペン先部材２３ｂ、
２３ｃを固定したペン先部を保持部２５により固定して
いる。

第２図は第１図のペン先部の構造を示している０図示の
ように、圧電素子などから成る振動子２２の両側には、
円錐形状のペン先部材２３ｂ、２３ｃが接着などの方法
で固定されている。振動子２２の電極２２ａ、２２ｂは
振動子２２の周縁部に引き出されており、ペンホルダー
２１の所定箇所に設けられた電極２６．２６とそれぞれ
接触する。ペンホルダー側の電極２６．２６にはそれぞ
れ駆動信号印加用のケーブル２４が接続され、このケー
ブル２４は従来例と同様にペンホルダー２１の後端部か
ら引き出され、座標検出装置に接続される。

以上のような構造によれば、振動子２２の両側に対称的
に同一形状のペン先部材２３ｂ、２３ｃを固定している
から、振動系は振動方向に対して対称な共振系を構成す
るから、高効率な振動変換を安定して行なうことができ
る。すなわち、振動子駆動のための電力を低減できる。

あるいは同一の駆動回路を用いる場合には、発生される
振動強度を大きくでき、座標検出の確実性を向上できる
。また、第１図の構造では、ペン先の形状がフランジな
どを有さない単純な形状であるため、不安定な共振や、
振動の減衰を生じることなく、確実な振動発生を行なう
ことができる。

第１図の構成では、振動子２２の両側にペン先２３を設
けており、それらのいずれか一方を振動入力に用いるこ
とが〒きる。たとえば、第１図の状態で使用し、ペン先
部材２３ｂが限界まで庁耗してしまったら、第２図に示
すように構成されたペン先部を取り外し、反転させてペ
ン先部材２３ｃが先端部に露出するようにペンホルダー
２１に取り付ければ、ペン先部材２３ｃを振動入力に用
いることができる。したがって、同一のアセンブリで、
従来構造の２倍の期間入力ペンを振動入力に供すること
ができる。

第３図は第１図の構成の変形例を示している。

第３図では振動子２２の直径は円錐形のペン先゛部材２
３ｂ、２３ｃの直径よりも大きくしてあり、振動子２２
はフランジ状にペン先部材２３ｂ、２３ｃから突出して
いる。この振動子２２のフランジ状部分は、図示のよう
にペンホルダー２１の先端にねじ込まれる固定キャップ
２７とペンホルダー２１の端部の間に挟持され、これに
より振動子２２、ペン先部材２３ｂ、２３ｃによるペン
先部がペンホルダー２１の先端に固定される。

このような構造では、ペン先部材２３ｂ、２３ｃの基部
に溝を設け、これをペンホルダー２１の溝と係合させる
構造をさらに設けることなどにより、ペン先部がペンの
軸を中心として回転しないように固定することもできる
。このような構造を用いれば、ペンホルダー２１の端部
などに設けた駆動信号入力用のコネクタ電極と振動子２
２の電極を確実に圧接させることもできる。

盤、 第３図のような構成によっても、対振的な共振系を構成
し、また両側のペン先部材２．３ｂ、２３ｃを振動入力
に用いることができ、また、ペン先部の反転、交換も容
易に行なえる。

ペン先部は第４図、第５図に示すように構成することも
できる。

第４図の構成では、振動子２２の一端に取り付けられる
ペン先部材２３ｂは第１図〜第３図と同様のものである
が、ペン先部材２３ｂの反対側に取り付けられる部材２
３ｄは円柱状に構成されている。

このように、ペン先２３ｂ、部材２３ｄが同一形状でな
くても、はぼ同様の振動特性であれば、＾１、 はぼ対偏的な共振系を構成することができ、前記とほぼ
同様の効果を期待できる。このような構造では、部材２
３ｄを入力に用いることができないが、入力を行なえる
ように成形したペン先は１個で済むので、製造コストを
低減できる。

第５図では、振動子２２、ペン先部材２３の別体構造を
とらず、振動子２９そのものをホーン状のペン先２９ａ
、２９ｂを両端に有する形状に形成し、振動子、ペン先
部材を一体化している。このような構造によれば、接着
などを介さず、振動部と、伝達部を対称形状の一体構造
とすることができるので、もつとも強力な共振系を構成
でき、振動変換特性を著しく向上することができる。

以上に示した構造は、座標入力装置の入力ペン以外にも
適用できるのはもちろんである。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、超音波振動
を所定部材に入力する振動入力装置において、超音波振
動を発生する振動子と、この振動子に対して対称的に固
定されほぼ同一の所定形状を有し振動子が発生する振動
を前記所定部材に伝達する複数の伝達部材を設けた構成
を採用しているので、振動子に対してほぼ同一の形状を
有する振動伝達部材が対称的に固定されるので、振動系
は対称的な共振系となり、安定した高効率な振動変換を
行なえ、駆動回路の低電力化、あるいは同一の駆動回路
を用いる場合には従来より強力な振動発生を行なえると
いう優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

に− 第１図は本発明を採用した振動入力ペンの構造を示した
説明図、第２図は第１図のペン先部の構造を示した説明
図、第３図は第１図の構造の変形例を示した説明図、第
４図、第５図はペン先部の異なる構造を示した説明図、
第６図は従来の振動入力ペンの構造を示した説明図、第
７図は第６図の振動入力ペンのペン先部の構造を示した
説明図である。 ２１・・・ペンホルダー　２２．２９・・・振動子２３
ｂ、２３　ｃ　・−・ペン先若″ｉ）４才２２ａ、２２
ｂ、２６　・・・電極 ２４・・・ケーブル　　　２５・・・保持部２７・・・
固定キャップ 供米のＮシ先部の琥ａ用１ Ｍ７図 １欣動入力へノの噛り４面 第１図 −０ｃｍ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）超音波振動を所定部材に入力する振動入力装置にお
   いて、超音波振動を発生する振動子と、この振動子に対
   して対称的に固定されほぼ同一の所定形状を有し振動子
   が発生する振動を前記所定部材に伝達する複数の伝達部
   材を設けたことを特徴とする振動入力装置。 ２）装置外装に対して前記伝達部材のいずれかを選択的
   に露出させるように装着する手段を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の振動入力装置。 ３）前記振動子と伝達部材が一体形成されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の振動
   入力装置。