JPS6198433A - 弾性波を用いたタブレツト形座標入力装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はタブレット形座標入力装置に係り、特に平板上
に文字１図形等を描く入力ペンの位置座標を弾性波の伝
播遅延時間の計数によって検出する装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、この種の座標入力装置として、（ｉ）空中伝播方
式、（五）表面弾性波方式及び（ｆｉｔ）板　　　　！
彼方式などが提案されている。これらはそれぞれアイ　
イ　イ　イ　トランザクションズ　オンコンピューター
ズ、　１９７０年６月、５４６−５４８頁（ＩＥＥＥ　
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　ＯＮ　ＣＯＭＰＵＴＥＲ５
，Ｊｕｎ、１９７０゜ｐｐ５４６−５４８）、アイ　イ
　イ　イ　トランザクションズ　オン　エレクトロ−ニ
ック　コンピューターズ、　１９６４年１０月、６０９
−６１１頁（ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　Ｏ
Ｎ　ＨＬＥＣＴＲＯＮＩＣＣＯＭＰＵＴＥＲ８゜Ｏｃｔ
、１９６４．　ｐｐ６０９−６１１　）　、及びアイ　
イイ　イ　１９８１年ウルトラソニック　シンポジウム
。

１６７−１７０頁（ＩＥＥＥ　１９８１　ＵＬＴＲＡＳ
ＯＮＩＣ３ＹＭＰＯ３ＩＵＭ、　ｐ　ｐ　１６７−１７
０）に開示されている。

（ｉ）の方式は温度等の周囲環境の影響を大きく受ける
ため、その補正が必要となる。又、手などの障害物の影
響を直接受けるため、通常の手書き動作と同等の形態で
使用できず、利用者に違和感を与える。（ｉｉ）の方式
もタブレットに手をつくと入力ペンの位置が正確に標定
できず、利用者に違和感を与える。この方式は指タッチ
によるメニュー選択入力装置に適するが、手書き文字９
図形を入力するタブレットへの応用には難がある。

（ｆｉｔ）の方式には上記２方式の有する欠点がなく、
通常の手書き動作が可能である。この方式を応用し、液
晶表示装置やＥＬ表示装置を一体化した透明なタブレッ
トの例がそれぞれ特開昭５６−１０１２７８　。

及び特開昭５８−１４２４７に開示されている。しかし
ながら、この方式は効率的で安定な送受信に難がある。

これは板波が縦波弾性波に比べて若干伝播速度が遅いた
めに最初に伝播する縦波弾性波の影響を免れず、伝播距
離の増加と共に位相が変化するためである。特開昭５６
−１０１２７８ではアクリル板を用いた例が開示されて
いる。アクリル板は低音速材料のため１分解能を大きく
できる利点がある反面、減衰定数が大きいために板波の
伝播時間を精度よく検出する方法が複雑となり、タブレ
ットの寸法も自ずと制約を受ける。

〔発明の目的〕

本発明の目的は縦波弾性波を精度よく検出できると共に
、平板状媒体部上に誤入力を生ずる特定領域のない、高
精度、高分解能でかつ前記平板状媒体部上に手をついた
自然手書き動作が可能な単純構造からなるタブレット形
座標入力装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成すべく、縦波弾性波の伝播を利
用することを特徴とする。縦波弾性波は伝播速度が最も
速いため、送受信間で最初に到着する。

本発明は、縦波弾性波を伝播させる平板状媒体部と、該
媒体部の端部側面又は表面の一部に設けた縦波弾性波検
出部と、先端が尖った形状をなすと共に上記平板状媒体
部の表面の任意位置に該先端が自在に圧着され、該先端
から縦波弾性波を放射する縦波弾性波入力部材と、上記
縦波弾性波の放射により、上記検出部で検出した弾性波
対応電気信号を上記入力部材の圧着位置の標定化情報と
して取出す手段を備え、前記縦波弾性波検出部を前記平
板状媒体部の角部側面に設けると共に、前記縦波弾性波
入力部材の先端部と前記平板状媒体部との音影インピー
ダンスを略等しい部材で構成することを特徴とする。

さらに、本発明は前記縦波弾性波入力部材の一部及び前
記縦波弾性波検出部として圧電素子を用い、かかる送信
用及び受信用圧電素子の共振周波数を適切な関係にする
ことにより、効率的に前記縦波弾性波を検出することを
特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図において、１はソーダライムガラス等の透明部材
よりなる入力平板である。該平板１は図示のごとく角が
４箇所とも切除されており、かかる箇所の側面に、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。

一方、同図において３は前記入力平板１に先端を接触す
ることによって文字９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ベンを表わす。　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　！第２図は前
記入力平板１に示される角部の１箇所と前記入力ペン３
の拡大図である。同図に示すごとく、前記圧電素子２は
円柱形状からなり、円柱の厚み方向に分極処理した圧電
セラミクスである。該素子２の両底面には電極が設けて
あり、一方の底面は前記入力平板１の角部側面に接着固
定される。一方、前記入力ペン３は円錐状のペン先３ｂ
と該ペン先３ｂの底面に接着固定した圧電素子３ａ及び
柄部３ｃよりなる。該素子３ａも前記圧電素子２ａ〜２
ｄ同様、両底面に電極を設けた円柱形状からなり、円柱
の厚み方向に分極処理した圧電セラミクスである。かか
る電圧セラミクス２及び３にはそれぞれリード線８２及
び８３を介して電気信号が送受信される。

第１図において、前記入力ペン３はパルサ４からの高電
圧パルス印加により内蔵している圧電素子３ａが振動し
１弾性波を発生する。該ペン３の先端を前記入力平板１
に接触すれば、かかる弾性波は該入力平板１に沿って伝
播し、前記入力ペン３の先端接触位置に応じた伝播遅延
時間をもって前記入力平板の４箇所の角部に設置した前
記圧電素子２ａ〜２ｄに到着し、ここで電気信号に変換
される。

弾性波方式のタブレットでは上記伝播遅延時間の計数に
よりほぼ性能が決定する。これを精度良く行うためには
、利用する弾性波モードの選択。

弾性波の効率良い検出、及び高、精度な゛計数が肝要で
ある１本発明では縦波弾性波の最初に到着する波を後述
する効率的な方法により検出し、さらに以下に述べる方
法によって伝播時間を計数している。

第１図において、バルサ４は前記入力ペン３に高電圧パ
ルス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。これにより該計数回路７は基本クロックの
計数を開始する。一方、前記圧電素子２ａ〜２ｄで検出
された弾性波のアナログ信号Ｖ工〜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。かかるディジタル信号Ｄ１〜Ｄ４が前記計数回路７
に転送されることにより、上記した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２ａ〜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については通常用いられる高周波増幅回
路で良い、また、前記波形整形回路６については一方に
一定閾値を入力し、これとの信号レベルの比較によりア
ナログ信号をディジタル化する通常のコンパレータＩＣ
で構成される回路で良い。

ところで、第３図（ａ）は前記入力ペン３より前記入力
平板１に弾性波が放射され、該入力平板１を伝播する状
況を模式的に描いたものである。

同図に示すごとく、前記入力ペン３に内蔵される前記圧
電素子３ａに前記パルサからの高電圧パルスｖ２が印加
されると、該素子３ａの底面が接着された前記円錐状ペ
ン先３ｂの内部には円柱形状からなる前記圧電素子３ａ
の厚み方向と径方向の振動成分が同時に伝播する。かか
る振動成分を有１　　　　　　する前記入力４ン３を前
記入力平板１番こ接触する１　　　　　　と、該振動成
分は前記入力平板１中にモード変換されて放射され１図
示のごとく縦波成分と横波成分の両方が混在した弾性波
と板金体の変形を伴う板波などが複雑にからみ合った形
で伝播する。しかし、これらの波は伝播速度が異なり、
同図（ｂ）に示すとおり、板波は縦波弾性波よりやや遅
れて到達し、横波は縦波の約１７２の速度しかない。

従って、最初に到達する弾性波は他のモードが混在しな
い純粋な縦波弾性波であり、これを効率良く検出できれ
ば座標標定精度が向上する。しかるに、該縦波弾性波の
振幅は前記横波成分に比べて非常に小さいため、前記入
力ペン３から前記入力平板１への入射効率を大きくする
必要があると共に、縦波弾性波の第１到達波を正確に検
出する方法が重要である。尚、前記板波が重畳した部分
は前記入力ペン３と前記圧電素子２ａ〜２ｄとの距離が
離れると共に位相がずれる。又、前記横波成分の重畳部
分は振幅が複雑に変化する。これに対し、上記縦波弾性
波のみの場合は前記圧電素子２°〜２　ｄ　ｋ、Ａｊ′
”″′３ｋ（７）ｊ！［［、ｘｒｂ・０　　　！衰の影
響を除き、複雑な振幅変化はみられない。

さらに、該縦波弾性波は前記入力平板１の内部を伝播す
るため、該平板１に手をついてもほとんどその影響を受
けない。

さて、第４図は第１図に示す計数回路７の内部構成を示
す、又、第５図は第４図に示す各種信号のタイムチャー
トを示す。

第１図において前記計数回路７で計数された伝播時間Ｔ
１〜Ｔ４はマイクロコンピュータ８に転送され、ここで
（ｘ、ｙ）座標を計算して外部装置に出力する。第１図
においては、前記マイクロコンピュータ８から出力され
る（ｘ、ｙ）座標信号が液晶駆動回路９に転送され、該
液晶駆動回路９によって前記透明入力平板１の下に設置
した液晶表示袋［１０を駆動している。これにより、前
記入力ペン３によって手書きされた文字２図形を直下の
表示で確認しながら入力できる。

第・４図において、前記計数回路７はスタートパルス発
生回路１１、ＷＦ発生回路１２、データ検出回路１３、
発振器１４．カウンタ１５、データセレクト１６、レジ
スタ１７．及びマルチプレクサ１８よりなる。

スタートパルス発生回路１１に前記パルサ４及び前記マ
イクロコンピュータ８よりそれぞれスタート信号（ＳＴ
）とリセット信号（ＲＥ）が転送されると、ここより、
スタートパルスＳＴ工が前記ＷＥ信号発生回路１２及び
データ検出回路１３に転送される。一方、前記波形整形
口′路６の出力信号Ｄ１〜Ｄ４はデータセレクト回路１
６を介してデータ検出回路１３でチェックされると共に
、前記スタートパルスＳＴ、により発振器１４から発せ
られる基本タロツクパルスＣＰの計数を開始しているカ
ウンタ１５に、計数終了信号として転送される６各デ一
タ信号Ｄ工〜Ｄ４に対応する基本クロックのカウント数
Ｔ１〜Ｔ４はそれぞれレジスタＴ１−レジスタＴ４に格
納され、マイクロコンピュータ８より転送されるデータ
切替信号ＤＳ、。

ＤＳ、により、マルチプレクサ１８を介して前記圧電素
子２８〜２ｄまでの伝播遅延時間に対応したデータとし
て入力される。

前記データ検出回路１３ではデータ信号Ｄ１〜Ｄ４が全
部そろわなければ前記ＷＥ信号発生回路１２よりＷＥ倍
信号発せられないようにしである。

ＷＥ倍信号第５図に示すとおり、ｓＴ□が転送されてか
ら時間ｔだけ遅れたところで発生するようにし、ＷＥ倍
信号前記マイクロコンピュータ８に転送されるとデータ
信号Ｔ工〜Ｔ４より入力ペンの（Ｘ、ｙ）座標の演算を
開始する。従って、Ｄ□〜Ｄ４のうち１つでもデータが
欠ければ残りの３つのデータは異常データとして無視さ
れ、座標演算には採用されない、この現象は入力ペンの
アップダウン時などに起る場合があり、上記方法により
その時の誤動作が防止される。

スタートパルスＳＴのくり返し周期τの時間内に前記マ
イクロコンピュータ８での（ｘｔｙ）座標演算が終了す
れば、該周期τによってががるタブレット形入力装置に
おける入力速度が決定される。このため、入力速度を向
上させるには上記座標演算時間ｔ１の短縮化と第３図（
ｂ）で示した禽　　　　　弾性波のリンギングの低減が
必要である。上記し）ま たＳＴ工からＷＥ発生までの時間ｔは前記発振器１４の
クロック周波数ｆ８と前記入力平板１の寸法及び縦波弾
性波の伝播速度ｃ２により限界が決まる。該クロック周
波数ｆ６と伝播速度Ｃ２の比でかかるタブレットの分解
能が決まるため、これらを考慮した設定が必要となる。

上記弾性波のリンギング低減の方法としては前記入力平
板１の周囲側面をゴム材等の弾性波吸収部材で′覆う方
法が効果的である。一方、上記演算時間の短縮について
は後で詳述する。

第６図は前記パルサ４からスタートパルスＳＴと高電圧
パルスが発せられることにより、前記入力平板１を伝播
する縦波弾性波が前記圧電セラミクス２ａ〜２ｄのいず
れか１つに最初に到達するまでの時間Ｔの検出方法を示
している。第６図（ａ）に示すとおり、前記圧電セラミ
クスに到達する縦波弾性波のアナログ出力波形Ｖは前記
増幅回路５で増幅された後、前記波形整形回路６で一定
閾値を基準としてディジタル出力りに変換され、前記計
数回路７において前記スタートパルスＳＴ号 から前記ディジタル出力りの最初のパルスまでの時間が
検出される。ところが、弾性波のアナログ出力Ｖは前記
入力ペン３の筆圧等により一定閾値に対して第６図（ｂ
）に示すように変化する。この変化の最も極端な場合に
相当するのが前記入力ペン３の前記入力平板１に対する
アップ（非接触）、ダウン（接触）の瞬時変化である。

この時。

一定量値に対して最初に到達する縦波弾性波の振幅レベ
ルが低い場合が生じ、誤動作を生ずる。この対策はは前
記マイクロコンピュータ８のソフトウェアで処理可能で
ある。しかし、第６図（ｂ）に示すような波形変化に対
しては計数回路までのハードウェアで補正できる方が望
ましい。本発明では、その補正を該波形のピーク値まで
の時間に着目した方法で行なっている。即ち、一定量値
に対してアナログ波形がＶ′〜ｖ　−ｖ　’と変化する
のに伴って、ディジタル出力りまでの時間がそれぞれＴ
１〜Ｔ−Ｔ’　と変化するが、いずれの場合も前記アナ
ログ波形のピーク値までの時間は変わらず、一定値Ｔ＋
αとなる。そこで、波形が上昇時に閾値を越える時間Ｔ
□と下降時に閾値を越える時間Ｔ２を計数し、その中に
値（Ｔ□＋Ｔよ）／２を用いて伝播時間を定義すれば筆
圧等による波形変動の影響を受けない高精度な時間検出
ができる。本発明ではこれを第７図に示す方法によって
実施している。この方法は上記のように１つの伝播時間
を決めるためにＴ工、Ｔ２と２回計数する必要がなくな
る。即ち、第７図において、カウンタＡで前記Ｔ１を計
数し、これをレジスタに格納する。そして、Ｔ１からＴ
２までの時間を前記カウンタＡに月いた発振器のクロッ
クを１／２に分周し、これをゲート回路を介してカウン
タＢで計数し、前記レジスタの値との加算処理を行って
マルチプレクサに転送する。かかる方法により、前記デ
ィジタル出力りのパルス幅の中央までの時間が計数され
る。

（ｘｔｙ）座標を求める演算時間の短縮は下記の方法に
より実現している。

第８図において、８１〜Ｓ、は圧電素子の位置であり、
点Ｐ　（ｘｔ　ｙ）は求める入力ペンの位置である。Ｓ
１Ｓ、＝ａ、ｓ１ｓ、＝ｂ、縦波弾性波の伝播速度をＶ
、とすると、第９図に示す遅延時間ｔ１〜ｔ４により。

又は。

で点Ｐ　（ｘ＋　ｙ）の座標が求められる。

１つの波源から２個の検出器を利用して位置座ＩＩ　（
ｘｔ　ｙ）を標定する方式は例えば特公昭５７−３７９
０７号第２頁に、波源と検出器の関係が逆ではあるが、
その数学的手法が記載されており、次式％式％ であり＋　ＶＦも温度影響などの長時間のゆるやかな変
化を除けば定数とみなせるため、毎回演算する必要はな
い。

従来の例では（７）式に示すとおり、処理時間の長い開
平演算が含まれるため、演算の桁数を増した場合には制
約が大きかった。上記（１）式。

（６）式及び（７）式で演算する場合、加減算５回９乗
算４回、開平算１回を要する。演算精度を０．１％、即
ち１０ビツトとし１乗算及び開平演算の処理ステップ数
を低減するため乗算は８ビツト演算専用論理を設け、開
平算は８ビツトの変換表を設け、各々残り２ビツトを補
間計算する場合を考える。このとき、１０ビツトの加減
算は高々３ステツプであるのに対し、乗算は約５０ステ
ツプ。

開平算は約１２５ステツプを要す６・従って・１　　　
　１点の座標点を求めるために、従来例は約３４０ステ
ツプを要する。

一方、本願で例えば（１）式、（２）式及び（３）式で
演算する場合、加減算６回２乗算４回となり、約２１８
ステツプで済むため、従来例のほぼ２／３にステップ数
を低減できる。演算の桁数が増した場合には効果がさら
に大きくなることは自明である。

本願では検出点が従来の２個に対し、３個必要であり、
その分検出素子及び増幅回路等の費用が増加する。しか
し、検出点を増すことにより他の機能が実現可能である
。

周囲温度等の影響により、縦波弾性波の伝播速度が変化
した場合、演算の空き時間帯を利用して補正係数の演算
が可能となる０本願で用いているガラス板の場合、２５
℃±２５℃の温度変化に対し、縦波弾性波の伝播速度は
±５％程度変化する。

例えば、速度が増した場合に初期設定値を適用すると距
離の測定値が短くなり、標定誤差を生ずる。

この補償方法として例えば、第８図で検出点Ｓユ。

Ｓ２、波源Ｐで求めたＸの値Ｘ□２と検出点Ｓ□。

Ｓｌ、波ｇｐで求めたＸの値Ｘ１３の差ｌ　Ｘ１ｌ−Ｘ
□、１をモニターしておき、伝播速度が変化した場合、
ｌ　ｘｘ２−　ｘｔａ　ｌの値が許容値以下になったと
きの速度値を記憶して以後の演算に使用すればよい、伝
播速度の変化は０．２％／℃程度であり、温度変化率は
高々数分／℃であるので、数分に１回の補正演算を実行
すれば良く、座標位置の標定に大きな影響を与える事は
ない。

以上のごとく、検出点を従来より１つ追加することによ
り、伝播媒体１の温度を測定する手段を省けるため、座
標入力装置全体としての価格上昇を避けることができる
。

なお、上記例では直交座標を前提として説明したが、極
座標などの他の座標系にも適用できる。

また、３個の検出点を結ぶ線が直交しない場合に適用で
きることも明らかである。

さらに、本願では第４の検出点Ｓ４を設けることにより
、かかるタブレットの高精度化を図りうるソフトウェア
による補正機能拡充に対処している６例えば、上記（１
）、（２）及び（３）式で求めた（ｘ、ｙ）を（Ｘ工、
ｙ工）、（１）、（４）及び（５）式で求めたＣｘ、ｙ
）を（Ｘｚ＋ｙｚ）とし、Ｘ□とｘ２の差及びｙｌとｙ
２の差が許容値以下にならない場合は座標値として採用
しないようにすれば、伝播時間の計数に誤差が生じた場
合の座標誤差信号の出力を未然に防止できる。

ところで、本発明者等は前記入力平板１を伝播する縦波
弾性波の周波数が前記入力ペン３の円錐状ペン先３ｂを
伝播する前記圧電素子３ａの径方向振動成分の周波数と
ほぼ一致するという事実を見出した。かかる新事実に従
って、前記入力ペン先３ｂに接着する前記圧電素子３ａ
の径方向共振周波数と前記入力平板１の側面に接着する
前記圧電素子２の厚み方向共振周波数又は径方向共振周
波数のいずれかを一致させるように前記素子２及び３ａ
を設計し、且つ前記圧電素子３ａと前記入力平板１との
音響インピーダンスのマツチングをとることにより、伝
播遅延時間の計数が十分可能なだけの振幅を有する安定
な縦波波形を得た。

ｊ　　　　　　ところで、入力ペンの先端は尖った形状
をしてシー いるため、弾性波の放射エネルギ密度が極めて大となり
、音響インピーダンスのマツチングは不要のようである
が、本発明者等の研究により、該インピーダンスマツチ
ングは無視しえないことがねかった。そこで本発明が提
供された。

例えば、接触する２種類の材料Ａ材、Ｂ材のそれぞれの
音響インピーダンスを２．．２％とすると、人材に取付
けた圧電素子より人材を介してＢ材に弾性波が入射され
る場合、Ｂ材に入射されずに人材に反射される弾性波の
反射率は次式にて表わせる。

ＺＡ十Ｚｓ かかる式をもとにＢ材としてソーダライムガラスを用い
た場合の各種人材との反射率を第１０図に示す。人材を
ガラス又はアルミニウムにした場合に比べ、アクリルで
はＢ材への入射率が非常に低いことがわかる。

第１１図は第２図の構成において、入力ペン先端３ｂに
各種人材を用い、それぞれに取付けた圧　　　　　　（
電素子３ａを励振してソーダライムガラスよりなる入力
平板１に弾性波を入射した時の、該入力平板１の側面に
取付けた圧電素子２で受信した縦波弾性波の電圧値ｖＬ
を示す。第１１図によれば、第１０図に示したＢ材への
入射率に比例した大きさで縦波弾性波が受信されること
がわかる。

具体的な例としては、前記圧電素子２及び３ｂを共にチ
タン配ジルコン酸鉛からなる圧電セラミクスで構成した
場合、前記平板１を伝播する弾性波として数１００　ｋ
　Ｈｚの周波数を有する縦波弾性波を安定に得られた。

又、前記ペン先３ｂとしては前記入力平板１をソーダラ
イムガラスで形成する場合、第１０図により明らかなよ
うに、該ガラス又はアルミニウムを用いるのが良い。

本発明は以上に述べた前記入力平板１を伝播する縦波を
前記入力平板１の面上で、距離による減衰を除き、はぼ
一様に得る、即ち、該縦波の振幅が前記入力ペン３と前
記固体振動素子２又は２ａ〜２ｄとの膜離によってのみ
若干の変化を示すが、方向による相違をほとんど示さな
いことを主眼として考案した６ 周知のとおり、圧電セラミック等よりなる前記圧電素子
は前記入力平板１の側面に取付けた場合。

指向性の影響で該素子から等距離の位置から弾性波を放
射しても該素子での検出波形の振幅は必ずしも同一にな
らない、第１２図はこれを模式的に感度の分布で表わし
たもので、１は入力平板、２は該入力平板の側面に接着
した圧電素子である。

図示のとおり、感度分布１０によれば、前記圧電素子２
の垂直な方向が最も感度が高い、これが指向性の主軸方
向である。又、９ａ、９ｂはサイドロープと呼ばれる感
度分布を示す。

第１３図、第１４図は入力平板１の側面に取付ける圧電
素子２の位置をそれぞれ該素子２の指向性の主軸が前記
入力平板１の中心に向いていない場合と向いている場合
の感度分布測定結果である。

ｖｏ、　ｖ２・・・・・・は検出波形の振幅電圧である
。図示のとおり、第１３図に示す例では前記素子２より
等距離の点Ｐ及び点Ｑで同一の振幅値にならず、それぞ
れＶユ＋　Ｖ＠　（ｖｉ〉〉’ｖｃ）となる。本実施例
では第１図の信号処理回路５は前記圧電素子２ａ〜２ｄ
の出力波形を増幅した後、一定の閾電圧との比較を行っ
て前記計数回路６に計数終了信号を送る。したがって、
第１３図の例では、第１５図に示すように、同一の距離
にもかかわらず、点Ｐの波形は１２ａ１点Ｑの波形が１
２ｂとなることにより、それぞれ遅延時間がＴ、、Ｔ、
と異なって計数され、誤った位置標定が行われる。

一方、本発明の例である第１４図の場合は、図示のとお
り、はぼ距離の変化によってのみ振幅が変化するため、
第１３図の例のように誤入力を生ずる特定領域が存在せ
ず、高精度に位置検出できる。

また、第１６図のように、受信用圧電素子２をガラス板
１の表面に設置する場合には、該受信用圧電素子２の径
方向共振周波数を使用する方が効果的である。この方法
は前記ガラス板１が薄い場合に特に効果が顕著である。

なお、いずれの場合も、使用する圧電素子は厚４　　　
　　　　み方向と径方向の共振周波数の差が大きい方が
効果的である０両者の周波数が近似している場合には間
者の干渉によりどちらも所定の共振周波数が得られない
からである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、入力平板内に伝播する縦波を利用する
ので、該入力平板上に手についても、その影響を受ける
ことがなく、通常の手゛書き動作で入力ペンを操作でき
る。

又１弾性波の入射効率と送受信効率を向上しうるので、
縦波弾性波を精度よく検出できると共に、平板上に誤入
力を生ずる特定領域がないため、入力平板上の任意の位
置で入力ペン位置を高精度。

高分解能で検出できる。

さらに、入力平板を透明部材とすることができるので、
入力一体化ディスプレイを容易に具現化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例、第２図はその部分拡大図、第
３図は弾性波伝播の模式図、第４図は第１図の計数回路
を説明する略図、第５図は第４図　　　　（の動作を説
明する略図、第６図は弾性波の検出方法を説明する略図
、第７図は計数回路の改良点を説明する略図、第８図は
入力ペンの座標を求める方法の説明図、第９図は遅延時
間の説明図、第１０図は材料の音響特性を説明する略図
、第１１図は第１０図の実験例を示すデータ図、第１２
図は感度分布の模式図、第１３．１４図は感度分布の測
定結果を示す図、第１５図は波形変化を説明する略図、
第１６図は他の一実施例を示す図。 １・・・入力平板、２・・・固体振動素子、２ａ〜２ｄ
・・・固体振動素子、３ａ・・・固体振動素子、４・・
・）（ルサ、５・・・増幅回路、６・・・波形整形回路
、７・・・計数回路、佑　１　図 招　２　口 η　３　ｚ（ａ） Ｐ 蔓　３（ｆｆｉ（ｂ） 拓　４（２１ データ 蔓　Ｓ　口 もＣ図、。 蔓　ら　喝Ｃｂ） 高　１２ η　８［２１ ま ５４シー− 鵞 三　　　　　　纂　１１　　図 ん゛ス も　１３　　ｚ も　１４　　図 策　ＩＧ　口 手続補正書（方式） ｕ／Ｈ＋＋６０□３．、２１７ 乃訂庁長官志賀　学殿 ・１〜件の表示 昭和５９年特許願第　２２０９７１　　外見　明　の　
名　称　　弾性波を用いたタブレット形座標入力装置 ？重重をする名゛ ＋ｉｆ’ｌとの関係　　持許出１碩人 Ｒｌ＋、　：５ＩＱｉ抹式会七」　日　立　製　イ乍　
所代　　　理　　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、縦波弾性波を伝播させる平板状媒体部と、該媒体部
   の端部側面又は表面の一部に設けた縦波弾性波検出部と
   、先端が尖つた形状をなすと共に上記平板状媒体部の表
   面の任意位置に該先端が自在に圧着され、該先端から縦
   波弾性波を放射する縦波弾性波入力部材と、上記縦波弾
   性波の放射により上記検出部で検出した弾性波対応電気
   信号を上記入力部材の圧着位置の標定化情報として取出
   す手段とより成る、弾性波を用いたタブレット形座標入
   力装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記縦波弾性波検
   出部は上記平板状媒体部の角部側面に設けられ、前記縦
   波弾性波入力部材の先端部と前記平板状媒体部は音響イ
   ンピーダンスを略等しい部材をもつて構成されることを
   特徴とする、弾性波を用いたタブレット形座標入力装置
   。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記縦波弾性波の
   放射により前記検出部で検出された弾性波対応電気信号
   を前記入力部材の圧着位置標定化情報とする手段は、前
   記信号を増幅する増幅部と、該増幅部により増幅された
   信号と一定閾電圧との比較により前記縦波弾性波の伝播
   時間に対応した遅延パルス信号を発する比較回路と、前
   記入力部材の圧着により前記縦波弾性波が前記平板状媒
   体部に放射されてから前記遅延パルス信号が発せられる
   までの時間を計数する計数回路と、該計数回路から転送
   される時間信号を用いて座標を算出する演算回路とより
   成ることを特徴とする、弾性波を用いたタブレット形座
   標入力装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記縦波弾性波入
   力部材は軸対称の導波棒からなり、該導波棒の一方の端
   部は先端が尖つた形状をなすと共に前記平板状媒体部の
   表面の任意位置に自在に圧着され、前記導波棒の他方の
   端部は該導波棒の対称軸に直交する平面形状を有し、該
   平面部と、前記平板状媒体部の端部又は表面の一部に設
   けた前記縦波弾性波検出部にそれぞれ送信用及び受信用
   圧電素子を取付けて成る、弾性波を用いたタブレット形
   座標入力装置。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記受信用圧電素
   子を前記平板状媒体部の側面に前記受信用圧電素子の分
   極方向に直交する面を固着し、前記送信用圧電素子を前
   記導波棒平面部に前記送信用圧電素子の分極方向に直交
   する面を固着すると共に、前記送信用圧電素子の分極方
   向に直交する方向の共振周波数を前記受信用圧電素子の
   分極方向又は分極方向に直交する方向の共振周波数と等
   しく又は近い値とすることを特徴とする、弾性波を用い
   たタブレット形座標入力装置。 ６、特許請求の範囲第４項において、前記受信用圧電素
   子を前記平板状媒体部の表面に前記受信用圧電素子の分
   極方向に直交する面を固着し、前記送信用圧電素子を前
   記導波棒平面部に前記送信用圧電素子の分極方向に直交
   する面を固着すると共に、前記送信用圧電素子の分極方
   向に直交する方向の共振周波数を前記受信用圧電素子の
   分極方向に直交する方向の共振周波数と等しく又は近い
   値とすることを特徴とする、弾性波を用いたタブレット
   形座標入力装置。 ７、特許請求の範囲第４項、第５項及び第６項において
   、前記送信用圧電素子及び前記受信用圧電素子は共に、
   それぞれの分極方向の共振周波数と該分極方向と直交す
   る方向の共振周波数が異なることを特徴とする、弾性波
   を用いたタブレット形座標入力装置。