JPH0512820Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この考案は、スケツチ交信機等に使用される描
画入力装置に関する。

(ロ) 従来の技術 一般に、スケツチ交信機等では、CRT表示装
置、プラズマ表示装置や液晶表示器の表面に描画
入力装置を重設し、描画入力装置上にペンを走ら
せて描画し、そのペンの位置座標、つまり描画デ
ータを取込む描画入力装置を備え、取込んだ描画
データを伝送回路により伝送するものがある。

この種の描画入力装置としては、電磁式デジタ
イザが知られている。この電磁式デジタイザは、
第４図に示すように、透明ガラス板上にＸ軸セン
スライン４１とＹ軸センスライン４２（それぞれ
ループコイルを構成する）を行列状に配列形成し
た基板が使用される。この基板表面を交流信号源
４４で励振される励磁ペン４３でなぞつて描画す
ると、励磁ペン４３の通過するセンスラインに電
磁誘導電圧が発生し、励磁ペン４３の軌跡の座
標、つまり描画データが入力される。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 上記従来の電磁式デジタイザは、電磁誘導を利
用したものであるから、表示装置との間で電気的
結合が生じ、ノイズを受けやすい不都合があり、
表示装置からの全面シールドが必要とされてい
た。

この考案は、上記不都合に鑑みなされたもの
で、表示装置のノイズを受けない描画入力装置を
提供することを目的としている。

(ニ) 問題点を解決するための手段 上記不都合を解決するための構成を、実施例に
対応する第１図を用いて説明する。

この考案の描画入力装置は、以下の〜項記
載の構成によるものである。

：透明基板１、 ：この透明基板１の側部の相隣る二辺１ａ，
１ｂにそれぞれ設けられる超音波発生器２
ａ，２ｂ、 ：透明基板１の側部の他の相隣る二辺１ａ，
１ｂにそれぞれ設けられ、対向する超音波
発生器２ａ，２ｂからの超音波を受信する
超音波受信素子３ａ，３ｂ、 ：先端に前記超音波発生器２ａ，２ｂからの
超音波を受信する超音波受信素子８を設
け、透明基板１表面に先端を接触させて描
画する描画ペン７、 ：透明基板１に設けられた超音波受信素子３
ａ，３ｂ及び描画ペン７に設けられた超音
波受信素子８の出力信号を受け、超音波発
生器２ａ，２ｂから超音波受信素子８への
超音波伝達時間tx，tyと超音波発生器２
ａ，２ｂから対向する超音波受信素子３
ａ，３ｂへの超音波伝達時間tx₀，ty₀を計
数し、これら伝達時間tx，ty，tx₀，ty₀及
び超音波発生器２ａ，２ｂと対向する超音
波受信素子３ａ，３ｂとの間の基準距離
Dx₀，Dy₀に基づいて、描画ペン７の位置
Dx，Dyを算出する演算手段９。

(ホ) 作用 この考案の描画入力装置は、描画ペン７で描画
する際には、超音波発生器２ａ，２ｂより周期的
に超音波が発せられる。この超音波の伝達時間
tx，ty，tx₀，ty₀及び基準距離Dx₀，Dy₀から、
描画ペン７の座標Dx，Dyが、以下の式より算出
される。

Dx＝Dx₀tx／tx₀，Dy＝Dy₀ty／ty₀ 温度による超音波伝達速度の変化は、伝達時間
tx，tyとtx₀，ty₀の比を取ることによりキヤンセ
ルされ、Dx，Dyは、温度変化に対して位置補正
された値となる。

このように、この考案の描画入力装置は、超音
波を利用して描画を入力するため、表示装置から
のノイズを回避することができる。

(ヘ) 実施例 この考案の一実施例を、第１図乃至第３図に基
づいて以下に説明する。

第２図は、この考案の実施例に係る描画入力装
置の外観斜視図である。

１は、ガラス等よりなる矩形状の透明基板であ
る。この透明基板１の側部の辺１ａ，１ｂには、
帯状の超音波振動子（超音波発生器）２ａ，２ｂ
が設けられている。超音波振動子２ａは、マツチ
ング層４を介して、辺１ａ全面に密着している
（第３図参照）。このマツチング層４は、超音波振
動子２ｂより発生された超音波エネルギを、透明
基板１へなるべく少ない損失で伝達するためのも
のである。また、超音波振動子２ａ背面には、バ
ツキング層５が設けられている。このバツキング
層５は、超音波振動子２ａより発生された超音波
の後方放射分を、前方に反射させるためのもので
ある。超音波振動子２ｂも、全く同様の取付構造
により、辺１ｂに設けられている。

透明基板１の他の辺１ａ，１ｂにも、それぞれ
超音波振動子（超音波受信素子）３ａ，３ｂが設
けられている。これら超音波振動子３ａ，３ｂ
は、それぞれ前記超音波振動子２ａ，２ｂと対向
し、超音波振動子２ａ，２ｂと同様の構造で、辺
１ａ，１ｂに密着している。すなわち、超音波振
動子３ａについて説明すれば、超音波振動子３ａ
は、マツチング層４を介して辺１ａに密着してお
り、また背後には、バツキング層５が設けられて
いる（第３図参照）。

透明基板１の表面１ｄにも、マツチング層６が
設けられている。このマツチング層６を介して、
描画ペン７先端が透明基板１表面１ｄに接する。
描画ペン７先端には、超音波センサ（超音波受信
素子）８が設けられており、透明基板１内を伝播
する超音波を検出する。前記マツチング層６は、
透明基板１より損失なく超音波エネルギを超音波
センサ８に伝達するためのものである。

第１図は、上記描画入力装置の回路ブロツク図
を示している。

前記超音波振動子２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ及び
超音波センサ８は、何れも演算回路９に接続され
ている。超音波振動子２ａ，２ｂは、それぞれ演
算回路９からのパルス信号Pua，Pubにより、交
互かつ周期的に電圧が印加される。超音波振動子
３ａ，３ｂ及び超音波センサ８の受信信号Pra，
Prb，Pr₈は、それぞれ演算回路９に入力される。
この演算回路９は、超音波振動子２ａ（又は２ｂ）
にパルス信号を発した時点から、超音波センサ
８、超音波振動子３ａ（又は３ｂ）の受信信号が
あるまでの時間、すなわち伝達時間を計数し、こ
の伝達時間に基づいて描画ペン７の先端位置を検
出する。

この実施例描画入力装置を用いて、描画データ
を入力する場合には、描画ペン７を手に持ち、先
端の超音波センサ８を透明基板表面１ｄに接触さ
せて移動させ、所望の軌跡を描かせる。描画ペン
７が移動している過程で、演算回路９より所定周
期毎に交互に、超音波振動子２ａ，２ｂに、それ
ぞれパルス信号Pua，Pubが与えられる。

以下、超音波振動子２ａにパルス信号Puaが与
えられたとして説明を進めると、超音波振動子２
ａは、このパルス信号Puaにより電圧を印加さ
れ、超音波を発生する。この超音波は、透明基板
１内を平面波としてｘ軸正方向に伝播する（第１
図参照）。

この超音波は、描画ペン７先端の接触点Ｃを通
過する時に、超音波センサ８により検出される。
この時、超音波センサ８からの受信信号Pr₈が演
算回路９に入力される。演算回路９は、パルス信
号Puaを発した時から受信信号Pr₈が入力される
までの時間、すなわち伝播時間txを計数する。

さらに、超音波は、超音波振動子３ａに達す
る。この時、超音波振動子３ａよりの受信信号
Praが演算回路９に入力される。演算回路９は、
パルス信号Puaが発した時点から受信信号Praが
入力されるまでの時間、すなわち伝達時間tx₀を
計数する。

さらに、演算回路９は、時間txとtx₀との比を
取り、この比（tx／tx₀）と透明基板１のＸ軸方
向基準距離（超音波振動子２ａ，３ａ間の距離）
Dx₀との積を取り、接触点ＣのＸ座標Dx（＝
Dx₀・tx／tx₀）を算出する。

このように、距離Dx₀を基準として、Ｘ座標
Dxを算出すれば、温度による透明基板１内の超
音波伝達速度の変化によるずれを補正することが
できる。もし、伝達時間を一定とし、時間tx₀の
みからＸ座標Dxを算出すれば、温度変化による
位置の誤差が生じることになる。そこで、時間tx
とtx₀との比を取れば、温度による伝達速度の変
化がキヤンセルされ、これに基準距離Dx₀を掛け
れば、温度変化に対して位置補正のされたＸ座標
Dxが得られることとなる。

次いで、演算回路９は、超音波振動子２ｂにパ
ルス信号Pubを発し、超音波センサ８の受信信号
Pr₈があるまでの伝達時間ty及び超音波振動子３
ｂの受信信号があるまでの伝達時間ty₀を計数す
る。この伝達時間ty，ty₀と透明基板１のＹ軸方
向基準距離（超音波振動子２ｂ，３ｂ間の距離）
Dy₀より、先と同様、接触点ＣのＹ座標Dy（＝
Dy₀・ty／ty₀）が算出される。

上述のように、交互にＸ座標Dx及びＹ座標Dy
が算出され、描画ペン７先端の軌跡が入力されて
いく。演算回路９は、これら座標Dx，Dyからな
る描画データを、図示しない伝送回路等を出力す
る。

(ト) 考案の効果 以上説明したように、この考案の描画入力装置
は、超音波を使用して描画ペンの軌跡の座標を入
力するものであるから、表示装置との電気的結合
を起こらず、表示装置からのノイズを受けない利
点を有している。また、ペン接触を検出するため
に、描画ペンの先端内に超音波受信素子を設け、
描画ペンが透明基板に接触した時に、透明基板内
を伝搬する超音波を、描画ペンの超音波受信素子
で検知しているので、描画ペンを基板に接触させ
なければ動作せず、その他の原因、例えば人間が
手に触れる、あるいは物を置く、等で位置を検出
してしまうという誤動作が起こらない。

また、温度による透明基板の超音波伝達速度の
変化の影響が排除され、正確に描画データが入力
される利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例に係る描画入力
装置の回路の概略構成を示すブロツク図、第２図
は、同描画入力装置の透明基板及び描画ペンの外
観斜視図、第３図は、同透明基板の一部を省略し
て示す縦断面図、第４図は、従来の電磁方式デジ
タイザを説明する図である。 １……透明基板、２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ……
超音波振動子、７……描画ペン、８……超音波セ
ンサ、９……演算回路、tx，ty，tx₀，ty₀……伝
達時間、Dx₀，Dy₀……基準距離。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 透明基板と、 この透明基板の側部の相隣る二辺にそれぞれ設
   けられる超音波発生器と、 前記透明基板の側部の他の相隣る二辺にそれぞ
   れ設けられ、対向する前記超音波発生器からの超
   音波を受信する超音波受信素子と、 先端に前記超音波発生器からの超音波を受信す
   る超音波受信素子を設け、前記透明基板表面に先
   端を接触させて描画する描画ペンと、 前記透明基板に設けられた超音波受信素子及び
   前記描画ペンに設けらえた超音波受信素子の出力
   を受け、前記超音波発生器から描画ペンに設けら
   れた超音波受信素子への超音波伝達時間及び前記
   超音波発生器からこれと対向する超音波受信素子
   への超音波伝達時間を計数し、これら伝達時間及
   び前記超音波発生器とこれと対向する超音波受信
   素子との間の基準距離に基づいて、前記描画ペン
   の位置を決定する演算手段とよりなる描画入力装
   置。