JPS60176130A - 超音波投射形入力装置 - 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 事務所や工場などで使用されるコンピュータ処理装置へ
、処理してほしいデータや指示したい制御内容を入力す
る手段にはいろいろあるが、その中で特に図形や手書き
文字を入力する場合に適した装置として、規定された座
標を有しその座標平面べ書いた図形や文字の刻々の位置
をコンピュータ処理装置へ入力できるタブレット形入力
装置がある。タブレット形入力装置はふつう座標平面板
と専用ペン、及び座標を検出したり送信するための制御
部から成り立っている。また座標平面板には、その内部
へ導線、導電シート、抵抗シートなどを埋め込んで専用
化しているものと、有効座標面を規定するために準専用
化をしているが原理的には専用平面板を°必要としない
方式のものがある。

後者の場合は座標平面の周囲または専用ペン内部に、赤
外光、レーザ光、超音波などの送信器と受信器を置き、
有効座標内における専用ペンの位置を測距方式で検出し
ようとするものである。本発明は後者の方式に属し、超
音波を媒体としたタブレット形入力装置に関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点 従来では超音波を媒体としたタブレット形入力装置とし
て、専用ペンの内部先端に放電部を設けその放電部が放
電した時に放出される超音波が、有効座標面の外周部へ
置かれた超音波受信器へ到達する壕での時間を計測する
ことによって、専用ペンの現在座標を検出する超音波放
出形入力装置が実用化されている。以下図面を参照しな
がら上述したような従来の超音波放出形入力装置につい
て説明する。

第１図は超音波放出形入力装置の構成図である０・第１
図において、１は専用ペンであり、２は有効座標面であ
る。この装置は有効座標面２内の専用ペン１の位置を、
専用ペン１が有効座標面２を規定以上の圧力で押圧して
いる時のみ、端子Ａを通して例えばコンピュータ処理装
置へ送る機能を有するものである。専用ペン１の構造に
ついては後で詳述する。３と４は超音波受信器で、専用
ペン１が放電した時放出する超音波を捕獲し電気信号へ
変換する働きをする。捕獲された超音波信号は増幅器６
及び６で増幅されたのち、波形整形器７及び８で波形整
形され制御器９へ入る。一方専用ペン１の内部での放電
が生じると、超音波の放出と同時に電磁波が生じる。こ
の電磁波の伝播は一瞬のうちにアンテナ１ｏへ入り、増
幅器１１で増幅され波形整形器１２で波形整形されたの
ち制御器９へ入る。この電磁波信号は超音波放出の起点
を示す信号であって、この信号が制御器９へ到達してか
ら超音波受信器３で捕獲された超音波信号が制御器９へ
到達するまでの時間を計測すると、専用ペン１から超音
波受信器３までの距離ａを知ることができる。また同じ
要領で専用ペン１から超音波受信器４までの距離すを知
ることができる。

超音波受信□器３と４゛の距離は所与のｌとすることが
できるので、３個の距離ａ、ｂ、ｌを用いて有効座標面
２の座標を第１図のようにｘ−Ｙ軸で取り、専用ペン１
の位置座標を（ｘ、ｙ）とすると”　＋　７はそれぞれ
次式よりまる。

ｘ＝　（１＋ａ　−ｂ　）／（２１）−−・・（１）ｙ
　＝　（ａ　２−ｘ　２）３Ａ−（２）従来の超音波放
出形入力装置は、以上のような構成と原理を有するもの
であるが、専用ペン１の内部での放電は超音波の伝播時
間や制御器９の処理時間を考慮して、一定周期で間欠的
におこなわせている。また専用ペン１が有効座標面２に
規定以上の圧力で押圧されている場合のみ、専用ペン１
の内部で放電を起こさせる工夫も施している。

第２図は専用ペン１の内部構成図であり、第２図を用い
て上記機能を説明する。

第２図において、１３は電源であり、電池などが使用さ
れる。１４は放電制御器でちゃ、放電周期を制御するた
めのものであるｏ１６は放電器である。１６はスイッチ
で、専用ペン１がＢ点で有効座標面２に押圧されている
場合のみ電源１３から放電器１６へ給電し、放電を発生
させる働きをする。

以上のように構成された超音波放出形入力装置において
は、同期信号として放電−の発生に伴って超音波が放出
されたことを知らせる電磁波信号も、測距信号として距
離計測のもととなる超音波信号も無変調で使用されるた
め、感度制御が難かしいばかりでなく、環境雑音の影響
を受けやすい欠点を有していた。

発明の目的 本発明の目的は上記欠点に鑑み、副次的に発生する電磁
波や超音波を利用する方式をやめ変調可能な伝送方式に
より、より感′度制御がしやすく環境雑音の影響を受け
にくい超音波投射形入力装置を提供するものである。

発明の構成 本発明の原理は従来例と等しいが、本発明においては専
用ペンの内部へ超音波投射の開始を知らせるための同期
信号発生源であるレーザ光や赤外光などの発光器を設置
し、その発光器と併設して測距信号発生源である専用の
圧電性超音波発生器、すなわち超音波投射器を置く構成
とすることにより変調伝送が可能な伝送系を作り、専用
ペンの有効座標面上での位置を信頼度良く把握できるよ
うにしたものである。

実施例の説明 第３図は本発明の実施例における超音波投射形入力装置
の構成図である。以下本発明の詳細な説明においては、
従来例と異なる点のみを説明し重複部分の説明は省略す
る。第３図において１７は受光器である。専用ペン１か
ら送られる超音波投射の開始通知光信号を捕獲して電気
信号へ変換する働きをする。この同期光信号は測距の基
準となる信号である。光信号は増幅器１８で増幅され、
波形整形器１９で波形整形されたのち制御器９へ入る。

第４図は本発明の実施例における専用ペン１の内部構成
図である。第４図において、２０は超音波投射制御器で
、一定周期で間欠的に変調信号を発生させる機能を有す
る。２１は超音波投射器で、圧電性の超音波発生器など
が適する。超音波投射器２１は超音波投射制御器２ｏか
ら送られる変調された電気信号を超音波信号へ変換する
ためのものである。２２は発光制御器で、２３は発光器
である。発光制御器２２は超音波投射制御器２０と同期
して、発光器２３から送信する超音波投射の開始光信号
源となる変調信号を発生させる機能を有する０２４はス
イッチで、この例では専用ペン１と有効座標面２のＢ点
での抑圧により発光制御器２２から発光器２３へ送られ
る信号を断続する方法で、超音波投射の開始信号を制御
する。このスイッチ２４による超音波投射開始信号の断
続制御機構は本発明の必須条件ではないが、本発明の実
施例における動作をより明確にするため付記したもので
ある。

第５図に本発明の超音波投射形入力装置の代表部の信号
波形の一例を示す。第６図の信号名と信号内容について
は次のとおりで、その信号が観測される箇所は信号名と
同じ符号で第３図に記入している。

以下余白 なお超音波受信器３及び４の設置場所は、実施例では有
効座標面２の隣合う２隅としたが専用ペン１の有効座標
面２内の座標が一意的に決まる場所であれば良く、特に
有効座標面２が形成する内側、外側は問わない。

発明の効果 以上のように本発明は、専用ペンの内部へ専用の測距用
超音波投射器と、測距の基準信号を発生するための発光
器を設けて、それらから変調信号を送って距離を計測す
ることにより、専用ペンの位置座標を最適感度でしかも
環境雑音の少ない形で４測できる装置が実現でき、その
実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音波放出形入力装置の構成図、第２図
は従来の超音波放出形入力装置の専用ペンの内部構成図
、第３図は本発明の実施例における超音波投射形入力装
置の構成図、第４図は本発明の実施例における超音波投
射形入力装置の専用ペンの内部構成図、第６図は本発明
の実施例における超音波投射形入力装置の代表部の波形
図である。 １・・・・・・専用ペン、２・・・・・・有効座標面、
３，４・・・超音波受信器、１７・・・・・・受光器、
２１・・・・・・超音波投射器、２３・・・・・・発光
器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ｆｊＩＳ３　図 区　０　ロ　Ｌｕ　ｌ’−σ　ミ Ｕ） 綜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）長方形状の有効座標面を規定できる位置へ設置し
   た２個の超音波受信器へ向けて、その有効座標面内の圧
   電性超音波発生器など専用の超音波投射器から超音波信
   号を投射し、超音波投射器からそれぞれの超音波受信器
   までの超音波の伝播時間から両者の距離をめ、２つの距
   離値から入力座標点である超音波投射器の有効座標面内
   での位置を指示する形の超音波投射形入力装置。 ？）　超音波投射器のごく近傍へ発光器を設置し、その
   発光器から超音波受信器の近傍へ設けた受光器へ、超音
   波投射と同期して超音波投射の開始信号である処の測距
   の基準信号を送るようにした特許請求の範囲第１項記載
   の超音波投射形入力装置。