JP3459241B2 - Ultrasonic detector - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、物体の有無または位
置を超音波により検出する超音波式検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic detecting device for detecting the presence or the position of an object by ultrasonic waves.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来例Ａ：超音波式検出装置は、概略Ｃ
ＲＴ等の表示画面を覆って配置されるパネルと検出動作
を制御する制御部からなり、パネルに伝播させた超音波
の接触物体による超音波吸収量から、物体の位置（タッ
チ位置）または有無を検出するものである。2. Description of the Related Art Conventional Example A: An ultrasonic detection device is roughly C
It consists of a panel arranged to cover the display screen such as RT and a control unit for controlling the detection operation, and determines the position (touch position) or presence or absence of the object from the ultrasonic absorption amount of the ultrasonic wave propagated to the panel by the contact object. It is something to detect.
【０００３】利用可能な超音波には、固体表面を伝播す
る表面弾性波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔ
ｉｃ Ｗａｖｅ）と固体中を伝播する弾性波（ＧＡＷ：
Ｇｕｉｄｅｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）がある。Available ultrasonic waves include surface acoustic waves (SAW: Surface Acoustic Wave) propagating on a solid surface.
ic wave) and an elastic wave (GAW:
There is a Guided Acoustic Wave).
【０００４】図９は超音波用のパネルの概略平面構成を
示し、該パネル１は液晶パネルあるいはＣＲＴディスプ
レイ等と同一曲率を持ったほぼ矩形のガラスにより成形
され、パネル１の表面の４つの周辺部にはそれぞれ低融
点ガラス粉末により印刷加工された複数の反射素子２か
らなる反射アレイ３が形成されている。反射アレイ３に
囲まれた矩形部分は検出面６となっており、検出面６を
挟む平行な対向する２つの反射アレイ３の一方の一端に
は超音波を発信する発信子４が、他方の反射アレイ３の
一端には前記発信子４から発信された超音波を受信する
受信子５が取り付けられて１組の検出対を構成してい
る。パネル１上の互いに垂直な２組の検出対により検出
面６上の位置座標が特定されことになる。２組の検出対
の反射アレイ３は、通常のＸＹ座標面のＸＹ座標軸にそ
れぞれ対応しており、片方の組の検出対の反射アレイ３
をＸ軸とすればもう一方の組の検出対の反射アレイ３は
Ｙ軸に相当する。FIG. 9 shows a schematic plan view of an ultrasonic panel. The panel 1 is made of substantially rectangular glass having the same curvature as that of a liquid crystal panel or a CRT display, and four peripheral portions of the surface of the panel 1 are formed. A reflective array 3 including a plurality of reflective elements 2 printed by a low-melting glass powder is formed on each part. A rectangular portion surrounded by the reflection array 3 serves as a detection surface 6, and one end of one of the two reflection arrays 3 that face each other and sandwich the detection surface 6 in parallel has a transmitter 4 that transmits an ultrasonic wave. A receiver 5 for receiving the ultrasonic waves transmitted from the transmitter 4 is attached to one end of the reflection array 3 to form one detection pair. The position coordinates on the detection surface 6 are specified by two detection pairs that are perpendicular to each other on the panel 1. The reflection arrays 3 of the two detection pairs correspond to the XY coordinate axes of the normal XY coordinate plane, respectively, and the reflection array 3 of the one detection pair is used.
Is the X axis, the reflection array 3 of the other detection pair corresponds to the Y axis.
【０００５】図１０の（Ａ）は表面弾性波用の発信子ま
たは受信子の取付け状態を示し、該発信子４および受信
子５は圧電素子７とプリズム８により構成され、パネル
１の表面の前述の位置に取り付けられる。また、固体中
を伝搬する弾性波（ＧＡＷ）の発信子４および受信子５
は、図１０の（Ｂ）に示すようにパネル１の端面に直接
取付けられる。以後の説明においては超音波として図１
０の（Ａ）に示す表面弾性波を例にとり説明する。FIG. 10A shows a state in which a transmitter or a receiver for surface acoustic waves is attached. The transmitter 4 and the receiver 5 are composed of a piezoelectric element 7 and a prism 8 and are mounted on the surface of the panel 1. It is mounted in the position described above. Also, an elastic wave (GAW) transmitter 4 and a receiver 5 propagating in the solid
Is directly attached to the end surface of the panel 1 as shown in FIG. In the following description, as an ultrasonic wave, FIG.
The surface acoustic wave shown in (A) of 0 will be described as an example.
【０００６】次にパネル表面上の物体の座標位置検出の
動作原理について簡単に説明する。図１１の（Ａ）に示
すように、制御部から５．５ＭＨｚの発信衝撃波が圧電
素子７に与えられると、圧電素子７に振動が発生してプ
リズム８内で縦波に変換される。プリズム８とパネル１
の界面では、縦波が表面弾性波に変換され、パネル１上
の反射アレイ３上を伝搬し、反射アレイ３の各反射素子
２によりごく少量のエネルギを直角に反射する。反射し
た表面弾性波は図９の矢印に示すようにパネル１の検出
面６の全体に及びそして対向する反射アレイ３に向かっ
て伝搬し、該反射アレイ３によって直角に反射されて、
受信子５の圧電素子７により受信される。受信子５によ
り受信される信号は図１１の（Ｂ）に示すように持続時
間の長い信号になる。この場合、パネル１の検出面６に
物体が接触する（タッチが発生する）と、接触部分で弾
性波エネルギーが吸収され図１１の（Ｃ）に示すように
接触部分に対応する信号が欠落し、受信信号内で窪みＨ
になって現れる。この場合、図９において最短距離ａを
通る弾性波、タッチ位置ｂを通る弾性波または最長距離
ｃを通る弾性波では、受信子５へ到達するのに時間差を
生じるので、最初に受信された弾性波からタッチ位置ｂ
および最長距離ｃに対応する受信弾性波の経過時間Ｔ
０、Ｔ１を測定すれば物体９の位置（タッチ位置）の座
標成分を求めることができる。Next, the operation principle of detecting the coordinate position of the object on the panel surface will be briefly described. As shown in FIG. 11A, when a 5.5 MHz transmitted shock wave is applied to the piezoelectric element 7 from the controller, the piezoelectric element 7 vibrates and is converted into a longitudinal wave in the prism 8. Prism 8 and panel 1
At the interface of 1, the longitudinal wave is converted into a surface acoustic wave, propagates on the reflection array 3 on the panel 1, and reflects a very small amount of energy at right angles by each reflection element 2 of the reflection array 3. The reflected surface acoustic wave propagates over the entire detection surface 6 of the panel 1 as shown by the arrow in FIG. 9 and toward the opposing reflection array 3, and is reflected by the reflection array 3 at a right angle.
It is received by the piezoelectric element 7 of the receiver 5. The signal received by the receiver 5 has a long duration as shown in FIG. In this case, when an object comes into contact with the detection surface 6 of the panel 1 (a touch occurs), elastic wave energy is absorbed at the contact portion, and a signal corresponding to the contact portion is lost as shown in FIG. 11C. , H in the received signal
Appears. In this case, an elastic wave passing through the shortest distance a, an elastic wave passing through the touch position b, or an elastic wave passing through the longest distance c in FIG. 9 causes a time difference in reaching the receiver 5, so that the elastic wave received first is received. Touch position b from the wave
And the elapsed time T of the received elastic wave corresponding to the longest distance c
By measuring 0 and T1, the coordinate component of the position (touch position) of the object 9 can be obtained.
【０００７】図１１に示す受信波は、受信用圧電素子に
よって電圧に変換されるものの、受信波を示す電圧（振
幅）の時間変化は、図１１に示すように均一ではなく、
実際には図１２に示すように時間軸上で不均一なものに
なる。この振幅の形状は、プリズム８とパネル１の界
面、反射素子２、パネル表面等が必ずしも均一でなく表
面弾性波が一様に伝播しないからであるが、いったんプ
リズム８、反射素子２、パネル１の界面が製作により決
まると、固有の形状（定数）とみなされる。パネル１上
を指等でタッチすると、図１２の点線で示すように、そ
のタッチ位置に相当する部分の表面弾性波が吸収され
る。この吸収によるへこみの時間軸の位置から、タッチ
位置の座標成分が算出される。即ち、パネル１上の２組
の検出対の発信子４に交互に発信衝撃波を伝えることに
より、Ｘ、Ｙの座標軸での吸収によるへこみの位置から
タッチ位置の平面座標位置を算出し、タッチ位置座標が
検出される。The received wave shown in FIG. 11 is converted into a voltage by the receiving piezoelectric element, but the time variation of the voltage (amplitude) indicating the received wave is not uniform as shown in FIG.
Actually, as shown in FIG. 12, it becomes non-uniform on the time axis. The shape of this amplitude is because the interface between the prism 8 and the panel 1, the reflection element 2, the panel surface, etc. are not necessarily uniform and the surface acoustic waves do not propagate uniformly. When the interface of is determined by manufacturing, it is regarded as a unique shape (constant). When the panel 1 is touched with a finger or the like, the surface acoustic wave of the portion corresponding to the touch position is absorbed as shown by the dotted line in FIG. The coordinate component of the touch position is calculated from the position of the dent due to this absorption on the time axis. That is, by transmitting the transmitted shock waves alternately to the two transmitters 4 of the detection pairs on the panel 1, the plane coordinate position of the touch position is calculated from the position of the dent due to absorption on the X and Y coordinate axes, and the touch position is calculated. The coordinates are detected.
【０００８】より詳しくは、まず、検出面６上に接触物
体がない（タッチしていない）場合に、図１２の電圧波
形は図１３の丸印で示すように、等しい時間間隔でＡ／
Ｄ変換器により高速でサンプリングされ、そのサンプリ
ングデータはＲＡＭに記憶される。この記憶データは、
タッチされていない時に受信される表面弾性波のサンプ
リングデータであって、以後にタッチオンを検出する際
のベースライン（基準）となるものである。More specifically, first, when there is no contact object on the detection surface 6 (not touched), the voltage waveforms of FIG. 12 are A / A at equal time intervals as indicated by circles in FIG.
Sampling is performed at high speed by the D converter, and the sampling data is stored in the RAM. This stored data is
It is sampling data of the surface acoustic wave received when not touched, and serves as a baseline (reference) when detecting touch-on thereafter.
【０００９】次に、通常の検出時に同様に受信波をサン
プリングし、以前にベースラインとしてＲＡＭ内に記憶
されている現在のサンプリング時間に対応するデータを
現在のサンプリングデータからそれぞれ差し引いた差分
をとり、時間ｔにおける測定データとする。この差分が
物体の接触による超音波の吸収の存在を表す値を示す。
ベースラインの記憶の後、何ら物体の接触がなければ、
測定されるサンプリングデータは変化せずベースライン
との差分は０となる。Next, the received wave is similarly sampled at the time of normal detection, and the difference obtained by subtracting the data corresponding to the current sampling time previously stored in the RAM as the baseline from the current sampling data is calculated. , Measured data at time t. This difference indicates a value indicating the presence of absorption of ultrasonic waves due to contact with an object.
After memorizing the baseline, if there is no object contact,
The measured sampling data does not change and the difference from the baseline is 0.
【００１０】図１４は、ベースラインを基準とした場合
に、指でタッチしたときに現れる受信された電圧波形の
へこみを点線により示したものである。さらに、図１５
は、図１４のタッチを示す点線部を拡大すると共にベー
スラインと受信電圧波形のデジタル値の差を表した図で
ある。図１５において、時間軸に示す各サンプリング時
間、・・・、ｔn-2、ｔn-1、ｔn、ｔn+1、ｔn+2、・・
・、に対してサンプリングされたことを示している。同
図において、サンプリングデータの差分ΔＡｎは、時間
ｔ＝ｔnで最大となる。FIG. 14 shows a dent in the received voltage waveform that appears when a finger is touched with a dotted line when the baseline is used as a reference. Furthermore, FIG.
FIG. 15 is a diagram showing an enlarged dotted line portion showing a touch in FIG. 14 and showing a difference between a baseline and a digital value of a received voltage waveform. 15, each sampling time on the time axis, ..., T n-2 , t n-1 , t n , t n + 1 , t n + 2 , ...
・ It shows that it was sampled for. In the figure, the difference ΔAn of the sampling data becomes maximum at time t = t n .
【００１１】従来、タッチの有無およびタッチ座標を求
めるには、発信子４から発信衝撃波が出力される毎に、
最大差分ΔＡｎを求めて基準レベル値Ａｔｈと比較し
て、
ΔＡｎ≦Ａｔｈ ・・・ タッチなし、
ΔＡｎ＞Ａｔｈ ・・・ タッチあり、
と判定し、タッチありの場合にΔＡｎに対応する時間ｔ
nから求められる座標成分をパネル１上のタッチ位置座
標成分とし、ＸおよびＹ座標軸の座標成分からタッチ座
標位置を検出している。Conventionally, in order to determine the presence or absence of a touch and the touch coordinates, every time a transmitter shock wave is output from the transmitter 4,
The maximum difference ΔAn is obtained and compared with the reference level value Ath, and it is determined that ΔAn ≦ Ath ... No touch, ΔAn> Ath ... With touch, and if there is a touch, the time t corresponding to ΔAn
The coordinate component obtained from n is used as the touch position coordinate component on the panel 1, and the touch coordinate position is detected from the coordinate components of the X and Y coordinate axes.
【００１２】[0012]
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】課題Ａ
従来の超音波式検出装置の制御部の回路は、電源回路や
ホストコンピュータあるいは電磁波からのノイズの影響
を受けやすい。これは、Ａ／Ｄ変換のサンプリングが高
速であることや、圧電素子７の内部インピーダンスが高
く外来ノイズを拾いやすいためである。例えば図１６に
示すように、Ａ／Ｄ変換されたサンプリングデータにノ
イズによる誤差Ｅが重畳し、正常な場合はベースライン
からの差の最大値として検出されるＲ点よりもノイズが
重畳したＰ点やＱ点の差が大きくなって最大値として検
出され、このためタッチ位置はＲ点に対応する正しいサ
ンプリング時間ｔnから算出されずにＰ点またはＱ点と
対応する誤ったサンプリング時間ｔPやｔQから求められ
るので、タッチ位置の検出がノイズによって誤ることに
なる。Problem A The circuit of the control unit of the conventional ultrasonic detecting apparatus is easily affected by noise from the power supply circuit, the host computer, or electromagnetic waves. This is because the sampling rate for A / D conversion is high, and the internal impedance of the piezoelectric element 7 is high, and external noise is easily picked up. For example, as shown in FIG. 16, an error E due to noise is superimposed on the A / D-converted sampling data, and in the normal case, noise is superimposed on the R point detected as the maximum value of the difference from the baseline P. The difference between the point and the Q point becomes large and is detected as the maximum value. Therefore, the touch position is not calculated from the correct sampling time t n corresponding to the R point, but the incorrect sampling time t P corresponding to the P point or the Q point. And t Q , the touch position will be erroneously detected due to noise.
【００１４】また図１７に示すように、タッチを検出す
る基準値を実際には越えていないのにＢ点のようにノイ
ズが加わって瞬間的に基準値Ａｔｈを越えたり、タッチ
した指圧力がふらつくことによって誤検出やタッチあり
／タッチなしを繰り返すような誤動作が発生する恐れが
ある。Further, as shown in FIG. 17, although the reference value for detecting the touch is not actually exceeded, noise such as point B is added and the reference value Ath is momentarily exceeded, or the touched finger pressure is increased. Staggering may cause erroneous detection or malfunction such as repeated touch / non-touch.
【００１５】この発明の目的は、ノイズによる誤検出を
防止して確実にタッチオンの検出が行える信頼性の高い
超音波式検出装置を提供することである。また、この発
明の目的は、ノイズによる誤検出や座標のふらつきを防
止し、確実にタッチ位置の座標を検出できる信頼性の高
い超音波式位置検出装置を提供することである。It is an object of the present invention to provide a highly reliable ultrasonic detection device capable of reliably detecting touch-on by preventing erroneous detection due to noise. Another object of the present invention is to provide a highly reliable ultrasonic position detecting device which can prevent erroneous detection due to noise and fluctuation of coordinates and can surely detect coordinates of a touch position.
【００１６】また、この発明の目的は、電気ノイズやタ
ッチした指圧力の変動によるタッチオン／タッチオフの
チャタリング（タッチオン／タッチオフが繰り返すこ
と）を防止し、タッチオン／タッチオフを確実に検出で
きる信頼性の高い超音波式検出装置を提供することであ
る。さらに、発明の目的は、確実にタッチ位置の座標を
検出できる信頼性の高い超音波式位置検出装置を提供す
ることである。Another object of the present invention is to prevent touch-on / touch-off chattering (repeating touch-on / touch-off) due to electrical noise or fluctuations in finger pressure on a touch (repeating touch-on / touch-off) and to reliably detect touch-on / touch-off. An object is to provide an ultrasonic detection device. Further, an object of the invention is to provide a highly reliable ultrasonic position detecting device capable of surely detecting the coordinates of the touch position.
【００１７】[0017]
【００１８】[0018]
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】この発明の超音波式検出
装置は、パネルにタッチが無い場合に前記受信子を介し
た超音波信号のサンプリングデータをベースラインとし
て予め記憶する記憶手段と、受信子を介した測定サンプ
リングデータと前記記憶手段に記憶されたベースライン
との差の差データを演算する演算手段と、差データが該
超音波を吸収する物体の存在を示す第１の基準レベルを
越えたか否かを検出する第１の基準レベル検出手段と、
差データが該超音波を吸収する物体の存在を示す前記第
１の基準レベルより低い第２の基準レベルを越えたか否
かを検出する第２の基準レベル検出手段と、第１または
第２の基準レベル検出手段により検出された第１または
第２の基準レベルを越えている差データが第１の基準時
間および第１の基準時間よりも短い第２の基準時間以上
継続しているか否かを判断する基準時間検出手段と、基
準時間検出手段により前記第１の基準レベルを越えてい
る差データが第１の基準時間以上継続したことが検出さ
れた場合に前記物体の存在を示すタッチオン信号を出力
する手段と、基準時間検出手段により第１の基準時間以
上前記第１の基準レベルを越えて検出された第２の基準
レベルを越えている差データが第２の基準時間以上継続
していることが検出されなかった場合に前記物体の不存
在を示すタッチオフ信号を出力する手段と、を備えてい
る。さらに一実施態様によれば、基準時間検出手段によ
り第１の基準レベルを越えている差データが第１の基準
時間以上継続していることが検出された場合に、該第１
の基準レベルを通過する第１の時点と第２の時点の平均
から前記ＸまたはＹの座標を算出する座標演算手段を備
えている。The ultrasonic detecting device of the present invention uses the receiver through the receiver when there is no touch on the panel.
Sampling data of ultrasonic signals as a baseline
Storage means for storing in advance, and the measurement sample via the receiver
Ring data and baseline stored in the storage means
And a first reference level detecting means for detecting whether or not the difference data exceeds a first reference level indicating the presence of an object that absorbs the ultrasonic wave.
Second reference level detecting means for detecting whether or not the difference data exceeds a second reference level lower than the first reference level indicating the presence of an object absorbing the ultrasonic wave; It is determined whether or not the difference data exceeding the first or second reference level detected by the reference level detecting means continues for the first reference time and the second reference time shorter than the first reference time. A reference time detecting means for judging, and a touch-on signal indicating the presence of the object when the reference time detecting means detects that the difference data exceeding the first reference level continues for a first reference time or longer. The difference data exceeding the second reference level detected by the output means and the reference time detection means for the first reference time or more for the first reference time or more continues for the second reference time or more. Can be And a means for outputting a touch-off signal indicating the absence of the object if it is not. Further, according to one embodiment, when the reference time detecting means detects that the difference data exceeding the first reference level continues for the first reference time or longer, the first reference time is detected.
The coordinate calculation means for calculating the X or Y coordinate from the average of the first time point and the second time point when the reference level is passed.
【００２０】[0020]
【００２１】[0021]
【実施例】本発明の超音波式検出装置の一実施例の概略
構成について図１を参照して説明する。図１において、
衝撃波発生器１１から出力される超音波の衝撃波は送信
アンプ１２を介してＸ軸スイッチ１３およびＹ軸スイッ
チ１４に与えられる。Ｘ軸スイッチ１３およびＹ軸スイ
ッチ１４から出力される衝撃波は、図５に示されるパネ
ル１に備えられた発信子４に相当するＸ軸発信子４ａと
Ｙ軸発信子４ｂにそれぞれ対応して入力される。Ｘ軸発
信子４ａとＹ軸発信子４ｂから出力された超音波はパネ
ル面を表面弾性波としてそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方
向に伝播し、図５に示されるパネル１の備えられた受信
子５に相当するＸ軸受信子５ａおよびＹ軸受信子５ｂに
よってそれぞれ受信される。Ｘ軸受信子５ａおよびＹ軸
受信子５ｂによって受信された表面弾性波は超音波電気
信号に変換されてそれぞれ対応するＸ軸スイッチ１５お
よびＹ軸スイッチ１６に与えられ、該スイッチ１５、１
６を介した超音波信号は受信アンプ１７に入力される。
Ｘ軸スイッチ１３、１５およびＹ軸スイッチ１４、１６
はマイクロプロセッサ２６により制御されており、Ｘ軸
スイッチ１３、１５またはＹ軸スイッチ１４、１６のい
ずれか一方がオンし、他方はオフするように制御され
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The schematic construction of one embodiment of the ultrasonic detecting apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG.
The shock wave of the ultrasonic wave output from the shock wave generator 11 is given to the X-axis switch 13 and the Y-axis switch 14 via the transmission amplifier 12. The shock waves output from the X-axis switch 13 and the Y-axis switch 14 are input corresponding to the X-axis transmitter 4a and the Y-axis transmitter 4b corresponding to the transmitter 4 provided in the panel 1 shown in FIG. 5, respectively. To be done. The ultrasonic waves output from the X-axis transmitter 4a and the Y-axis transmitter 4b propagate in the X-axis direction and the Y-axis direction as surface acoustic waves on the panel surface, respectively, and the receiver provided in the panel 1 shown in FIG. 5 is received by the X-axis receiver 5a and the Y-axis receiver 5b. The surface acoustic waves received by the X-axis receiver 5a and the Y-axis receiver 5b are converted into ultrasonic electric signals and given to the corresponding X-axis switch 15 and Y-axis switch 16, respectively.
The ultrasonic signal via 6 is input to the reception amplifier 17.
X-axis switches 13, 15 and Y-axis switches 14, 16
Is controlled by the microprocessor 26 so that one of the X-axis switches 13 and 15 or the Y-axis switches 14 and 16 is turned on and the other is turned off.
【００２２】受信アンプ１７によって増幅された超音波
信号は復調器１８に送られ、ここで超音波信号がＡＭ
（振幅変調）検波されて直流成分に変換される。復調器
１８の出力はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１９
に与えられ、ここで時間経過に従って高速でサンプリン
グされる。Ａ／Ｄ変換器１９からのサンプリングデータ
はバッファ２０を介してＳＲＡＭ（スタティック・ラン
ダム・アクセス・メモリ）２１に送られて記憶される。
マイクロプロセッサ２６のＣＰＵ２３は、Ａ／Ｄ変換器
１９のサンプリング動作が終了するとＳＲＡＭ２１に記
憶されたサンプリングデータをバッファ２２を介して書
き込み、パネル１上に物体のタッチがあるか否かの判定
の演算およびタッチ位置の座標を求める演算を開始す
る。タッチの判定の基準となる前述したベースラインの
サンプリングデータはまたＳＲＡＭ２１に記憶され、判
定に際してＣＰＵ２３に書き込まれる。ＣＰＵ２３はバ
ッファ２０、２２を制御してデータ流れの方向を調整す
る。マイクロプロセッサ２６にはＣＰＵ２３の他にＣＰ
Ｕ２３の演算の記憶に使用されるＲＡＭ２４、演算用の
プログラムが記憶されるＲＯＭ２５が備えられている。
ＣＰＵ２３によって判定されたタッチオン／タッチオフ
およびタッチ位置の座標データはインタフェース２７を
経てホストコンピュータ２８に送られる。The ultrasonic signal amplified by the reception amplifier 17 is sent to the demodulator 18, where the ultrasonic signal is AM.
(Amplitude modulation) Detected and converted to DC component. The output of the demodulator 18 is an A / D (analog / digital) converter 19
And is sampled at high speed over time. The sampling data from the A / D converter 19 is sent to the SRAM (Static Random Access Memory) 21 via the buffer 20 and stored therein.
When the sampling operation of the A / D converter 19 is completed, the CPU 23 of the microprocessor 26 writes the sampling data stored in the SRAM 21 via the buffer 22 and calculates whether or not there is an object touch on the panel 1. And the calculation for obtaining the coordinates of the touch position is started. The above-described baseline sampling data, which serves as a reference for touch determination, is also stored in the SRAM 21 and written to the CPU 23 for determination. The CPU 23 controls the buffers 20 and 22 to adjust the direction of data flow. In addition to the CPU 23, the microprocessor 26 has a CP
A RAM 24 used for storing the calculation of U23 and a ROM 25 storing a calculation program are provided.
The touch-on / touch-off and touch position coordinate data determined by the CPU 23 are sent to the host computer 28 via the interface 27.
【００２３】次に本発明に係る物体のタッチオンの有無
および位置座標の検出動作について説明する。まず、検
出動作に先立って、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ
衝撃波が出力され、Ｘ軸およびＹ軸にそれぞれ対応する
超音波のサンプリングデータが判定の基準となるベース
ラインとしてＳＲＡＭ２１に記憶されているものとす
る。Ｘ軸スイッチ１３、１５がオン（Ｙ軸スイッチ１
４、１６はオフ）した状態でＸ軸についての検出動作が
行われる。即ち、衝撃波発生器１１から断続して衝撃波
が出力され、該衝撃波に基づく超音波電気信号のＡ／Ｄ
変換器１９を介したサンプリングデータが測定データと
してＳＲＡＭ２１に記憶される。またＲＡＭ２４にはタ
ッチオンの有無を判断する基準となる基準レベル値およ
び基準時間がＸ軸およびＹ軸に対してそれぞれに設定さ
れている。ＣＰＵ２３はＲＯＭ２５に記憶された演算プ
ログラムに従って測定データの検出動作を行う。Next, the presence / absence of touch-on of the object and the detection operation of the position coordinates according to the present invention will be described. First, prior to the detection operation, shock waves are output in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, and ultrasonic sampling data respectively corresponding to the X-axis and the Y-axis are stored in the SRAM 21 as a reference baseline. Be present. X-axis switches 13 and 15 are turned on (Y-axis switch 1
The detection operation about the X-axis is performed in a state where 4 and 16 are turned off. That is, the shock wave is intermittently output from the shock wave generator 11, and the A / D of the ultrasonic electric signal based on the shock wave is output.
The sampling data via the converter 19 is stored in the SRAM 21 as measurement data. In the RAM 24, a reference level value and a reference time which serve as a reference for determining the presence or absence of touch-on are set for the X axis and the Y axis, respectively. The CPU 23 performs a measurement data detection operation according to an arithmetic program stored in the ROM 25.
【００２４】図２のフローチャートは検出動作の一実施
例を示し、そのステップＳ１において超音波電気信号を
表す測定データの受信開始のサンプリング時間（以下、
開始値と称する）と受信終了のサンプリング時間（以
下、終了値と称する）がＳＲＡＭ２１から読み出されて
ＣＰＵ２３のレジスタに記憶される。ステップＳ２にお
いてＲＡＭ２４に記憶されているＸ軸に係る基準レベル
値と基準時間がＣＰＵ２３に書き込まれる。次にステッ
プＳ３に移り、ＳＲＡＭ２１に記憶されたベースライン
のサンプリングデータと測定サンプリングデータとがＣ
ＰＵ２３に読み出され、各サンプリング時間にそれぞれ
対応して測定サンプリングデータとベースラインとの間
の差のデータが演算されてＣＰＵ２３のレジスタに記憶
される。次にステップＳ４に移り、図３に示すように、
差データがレジスタに記憶された基準レベル値Ａｔｈを
越えたか否かが開始値から終了値までの各サンプリング
時間ごとに判断され、最初に基準レベル値Ａｔｈを越え
たサンプリング時間を第１の時点ＸLとし、基準レベル
値Ａｔｈを越えてから再び該基準レベル以下になる直前
のサンプリング時間を第２の時点ＸRとしてそれぞれレ
ジスタに記憶される。次にステップＳ５に移り、第２の
時点ＸRから第１の時点ＸLが減算されて図３に示すよう
に基準レベル値Ａｔｈを越えた時間幅Ｗ（＝ＸR−ＸL）
が算出され、該時間幅ＷがＸレジスタに記憶された基準
時間Ｗｔｈ以上か否かが判断される。以上と判断された
場合はステップＳ６に移り、Ｙ軸スイッチ１４、１６を
オンに切り替えてＹ軸に対しても同様にステップＳ１〜
Ｓ５が実行され、Ｙ軸の超音波に対してもその測定サン
プリングデータがＹ軸の基準レベル値を基準時間以上越
えていると判断された場合は、パネル１に物体のタッチ
あり（タッチオン）と判断されてステップＳ７に移る。
ステップＳ７において、サンプリング時間ＸO＝（ＸL＋
ＸR）／２が算出され、該時間ＸOに対応するＸ軸の位置
がタッチオンのＸ座標として特定され、同様にＹ座標も
特定される。ステップＳ８においてＣＰＵ２３はホスト
コンピュータ２８に対してタッチオンを示すデータをそ
の座標データと共に送出する。The flowchart of FIG. 2 shows an embodiment of the detecting operation, and in step S1, the sampling time for starting the reception of the measurement data representing the ultrasonic electric signal (hereinafter,
The start value) and the sampling time of the reception end (hereinafter referred to as the end value) are read from the SRAM 21 and stored in the register of the CPU 23. In step S2, the reference level value and reference time relating to the X axis stored in the RAM 24 are written in the CPU 23. Next, in step S3, the baseline sampling data and the measurement sampling data stored in the SRAM 21 are C
The data of the difference between the measured sampling data and the baseline is read out by the PU 23, corresponding to each sampling time, and stored in the register of the CPU 23. Next, in step S4, as shown in FIG.
Whether or not the difference data exceeds the reference level value Ath stored in the register is determined for each sampling time from the start value to the end value, and the sampling time first exceeding the reference level value Ath is set to the first time point X. The sampling time is set to L, and the sampling time immediately after the reference level value Ath is exceeded and immediately below the reference level is again stored in the registers as the second time point X R. Next, in step S5, the time width W (= X R −X L ) in which the first time point X L is subtracted from the second time point X R and the reference level value Ath is exceeded as shown in FIG.
Is calculated, and it is determined whether the time width W is equal to or longer than the reference time Wth stored in the X register. If it is determined that the above is the case, the process proceeds to step S6, the Y-axis switches 14 and 16 are turned on, and steps S1 to S1 are similarly performed for the Y-axis.
If S5 is executed and it is determined that the measured sampling data for the Y-axis ultrasonic wave exceeds the reference level value of the Y-axis for the reference time or longer, it is determined that the object is touched on the panel 1 (touch-on). The determination is made and the process proceeds to step S7.
In step S7, the sampling time X O = (X L +
X R ) / 2 is calculated, the position of the X axis corresponding to the time X O is specified as the touch-on X coordinate, and the Y coordinate is also specified. In step S8, the CPU 23 sends data indicating touch-on to the host computer 28 together with the coordinate data.
【００２５】ステップＳ４において差データが基準レベ
ル値を越えていない場合、または差データが基準レベル
値を越えていても時間幅ＷがステップＳ５において基準
時間Ｗｔｈより短いと判断された場合にはタッチオンは
なかったとみなされ、ステップＳ６に移ることなく、Ｘ
軸において次の測定サンプリングデータの検出動作が繰
り返される。また、ステップＳ６においてＹ軸に関して
の測定サンプリングデータが基準レベル値を基準時間以
上越えていると判断されない場合にもタッチオンは検出
されなかったとしてステップＳ７に移ることなく検出動
作が繰り返される。If the difference data does not exceed the reference level value in step S4, or if the time width W is determined to be shorter than the reference time Wth in step S5 even if the difference data exceeds the reference level value, touch-on is performed. It is considered that there was no
The operation of detecting the next measured sampling data is repeated on the axis. Further, even if it is not determined in step S6 that the measurement sampling data on the Y axis exceeds the reference level value for the reference time or longer, the touch-on is not detected and the detection operation is repeated without proceeding to step S7.
【００２６】次に本発明の一実施例について図４のフロ
ーチャートおよび図５を参照して説明する。図４に示す
ステップＳ１１において超音波電気信号を表す測定デー
タの開始値と終了値がＳＲＡＭ２１から読み出されてＣ
ＰＵ２３のレジスタに記憶される。ステップＳ１２にお
いてＲＡＭ２４に記憶されているＸ軸に係る基準レベル
値と第１の基準時間がＣＰＵ２３に書き込まれる。次に
ステップＳ１３に移り、ＳＲＡＭ２１に記憶されたベー
スラインのサンプリングデータと測定サンプリングデー
タとがＣＰＵ２３に読み出され、各サンプリング時間に
それぞれ対応して測定サンプリングデータとベースライ
ンとの間の差のデータが演算されてＣＰＵ２３のレジス
タに記憶される。次にステップＳ１４に移り、差データ
がレジスタに記憶された基準レベル値Ａｔｈを越えたか
否かが開始値から終了値までの各サンプリング時間ごと
に判断され、最初に基準レベル値Ａｔｈを越えたサンプ
リング時間を第１の時点ＸLとし、基準レベル値Ａｔｈ
を越えてから再び該基準レベル以下になる直前のサンプ
リング時間を第２の時点ＸRとしてそれぞれレジスタに
記憶される。次にステップＳ１５に移り、第２の時点Ｘ
Rから第１の時点ＸLが減算されて基準レベル値Ａｔｈを
越えた時間幅Ｗ（＝ＸR−ＸL）が算出され、該時間幅Ｗ
がレジスタに記憶された第１の基準時間Ｗ1以上か否か
が判断される。図５の（Ａ）に示す場合は時間幅Ｗは第
１の基準時間Ｗ1よりも小さいからタッチオフと判断さ
れ、図５の（Ｂ）に示す場合は時間幅Ｗは第１の基準時
間Ｗ1以上であるからタッチオンと判断される。ステッ
プＳ１５において時間幅Ｗは第１の基準時間以上と判断
された場合はステップＳ１６に移り、Ｙ軸スイッチ１
４、１６をオンに切り替えてＹ軸に対しても同様にステ
ップＳ１１〜Ｓ１５が実行され、Ｙ軸の超音波に対して
もその測定サンプリングデータがＹ軸の基準レベル値を
Ｙ軸の第１の基準時間以上越えていると判断された場合
は、タッチオンと判断されてステップＳ１７に移る。ス
テップＳ１７において、サンプリング時間Ｘ O＝（ＸL＋
ＸR）／２が算出され、該時間ＸOに対応するＸ軸の位置
がタッチオンのＸ座標として特定され、同様にＹ座標も
特定される。ステップＳ１８においてＣＰＵ２３はホス
トコンピュータ２８に対してタッチオンを示すデータを
その座標データと共に送出する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
-The chart will be described with reference to FIG. Shown in FIG.
In step S11, the measurement data representing the ultrasonic electric signal
Start value and end value of the data are read from the SRAM 21 and C
It is stored in the register of the PU 23. In step S12
The reference level related to the X axis stored in the RAM 24
The value and the first reference time are written in the CPU 23. next
The process proceeds to step S13 and the base stored in the SRAM 21 is stored.
Sline sampling data and measurement sampling data
Data is read by the CPU 23, and at each sampling time
Corresponding to each, measurement sampling data and base line
Data of the difference between the
Stored in the data. Next, the process proceeds to step S14, and the difference data
Exceeds the reference level value Ath stored in the register
Whether or not every sampling time from start value to end value
First, the sump that exceeds the reference level value Ath
Ring time at the first time point XLAnd the reference level value Ath
The sump immediately after it exceeds the reference level and immediately below the reference level.
Ring time to second time point XRTo each register as
Remembered. Next, in Step S15, the second time point X
RTo the first time point XLIs subtracted from the reference level value Ath
Exceeded time width W (= XR-XL) Is calculated, and the time width W
Is the first reference time W stored in the register1Or not
Is judged. In the case shown in FIG. 5A, the time width W is
Reference time W of 11Smaller than touched off
In the case shown in FIG. 5B, the time width W is the first reference time.
W1Because of the above, it is determined that the touch-on. Step
In step S15, it is determined that the time width W is equal to or longer than the first reference time
If yes, the process proceeds to step S16, and the Y-axis switch 1
Switch 4 and 16 to the ON position and repeat the same for the Y axis.
Steps S11 to S15 are executed, and for the ultrasonic wave of the Y axis
Also, the measured sampling data is the reference level value of the Y axis.
When it is judged that the time exceeds the first reference time of the Y axis
Is determined to be touch-on and moves to step S17. Su
At step S17, the sampling time X O= (XL+
XR) / 2 is calculated and the time XOX-axis position corresponding to
Is specified as the X coordinate of touch-on, and similarly, the Y coordinate is also
Specified. In step S18, the CPU 23
Data indicating touch-on to the computer 28
It is sent together with the coordinate data.
【００２７】ステップＳ１９において、ＣＰＵ２３のレ
ジスタには前記第１の基準時間Ｗ1に替えて該第１の基
準時間よりも短い第２の基準時間Ｗ2がＳＲＡＭ２１か
ら書き込まれる。次に、ステップＳ２０に移って第２の
基準時間Ｗ2に基づいてステップＳ１１〜Ｓ１５が繰り
返され、該ステップＳ１５においては時間幅Ｗがレジス
タに記憶された第２の基準時間Ｗ2以上か否かが判断さ
れる。図５の（Ｃ）に示す場合は時間幅Ｗは第２の基準
時間Ｗ2以上であるからタッチオンが継続されていると
判断され、図５の（Ｄ）に示す場合は時間幅Ｗは第２の
基準時間Ｗ2よりも小さいからタッチオフと判断され
る。ＣＰＵ２３はタッチオフを示すデータをホストコン
ピュータ２８に送出する。以後は、再度Ｓ１１から同様
の検出動作が繰り返される。In step S19, the second reference time W 2 shorter than the first reference time W 1 is written in the register of the CPU 23 from the SRAM 21 in place of the first reference time W 1 . Next, the second reference time W 2 steps S11~S15 based on is repeated proceeds to step S20, whether the second reference time W 2 or more times the width W in the step S15 is stored in the register not Is determined. In the case shown in FIG. 5C, the time width W is equal to or longer than the second reference time W 2 , so it is determined that the touch-on is continued, and in the case shown in FIG. Since it is shorter than the reference time W 2 of 2, the touch-off is determined. The CPU 23 sends data indicating touch-off to the host computer 28. After that, the same detection operation is repeated from S11.
【００２８】次に本発明の別の実施例について図６のフ
ローチャートおよび図７を参照して説明する。図７に示
すステップＳ２１において超音波電気信号を表す測定デ
ータの開始値と終了値がＳＲＡＭ２１から読み出されて
ＣＰＵ２３のレジスタに記憶される。ステップＳ２２に
おいてＲＡＭ２４に記憶されているＸ軸に係る第１の基
準レベル値Ａ1と基準時間ＷｔｈがＣＰＵ２３に書き込
まれる。次にステップＳ２３に移り、ＳＲＡＭ２１に記
憶されたベースラインのサンプリングデータと測定サン
プリングデータとがＣＰＵ２３に読み出され、各サンプ
リング時間にそれぞれ対応して測定サンプリングデータ
とベースラインとの間の差のデータが演算されてＣＰＵ
２３のレジスタに記憶される。次にステップＳ２４に移
り、差データがレジスタに記憶された第１の基準レベル
値Ａ1を越えたか否かが開始値から終了値までの各サン
プリング時間ごとに判断され、最初に第１の基準レベル
値Ａ1を越えたサンプリング時間を第１の時点ＸLとし、
第１の基準レベル値Ａ1を越えてから再び該基準レベル
以下になる直前のサンプリング時間を第２の時点Ｘ Rと
してそれぞれレジスタに記憶される。次にステップＳ２
５に移り、第２の時点ＸRから第１の時点ＸLが減算され
て第１の基準レベル値Ａ1を越えた時間幅Ｗ（＝ＸR−Ｘ
L）が算出され、該時間幅Ｗがレジスタに記憶された基
準時間Ｗｔｈ以上か否かが判断される。図７の（Ａ）に
示す場合は時間幅Ｗは第１の基準レベル値Ａ1における
基準時間Ｗｔｈよりも小さいからタッチオフと判断さ
れ、図７の（Ｂ）に示す場合は時間幅Ｗは基準時間Ｗｔ
ｈ以上であるからタッチオンと判断される。ステップＳ
２５において時間幅Ｗが基準時間Ｗｔｈ以上と判断され
た場合はステップＳ２６に移り、Ｙ軸スイッチ１４、１
６をオンに切り替えてＹ軸に対しても同様にステップＳ
２１〜Ｓ２５が実行され、Ｙ軸の超音波に対してもその
測定サンプリングデータがＹ軸の第１の基準レベル値を
Ｙ軸の基準時間以上越えていると判断された場合は、タ
ッチオンと判断されてステップＳ２７に移る。ステップ
Ｓ２７において、サンプリング時間ＸO＝（ＸL＋ＸR）
／２が算出され、該時間ＸOに対応するＸ軸の位置がタ
ッチオンのＸ座標として特定され、同様にＹ座標も特定
される。ステップＳ２８においてＣＰＵ２３はホストコ
ンピュータ２８に対してタッチオンを示すデータをその
座標データと共に送出する。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the row chart and FIG. 7. Shown in Figure 7
In step S21, the measurement data representing the ultrasonic electrical signal is displayed.
The start value and end value of the data are read from the SRAM 21
It is stored in the register of the CPU 23. To step S22
The first group associated with the X axis stored in the RAM 24
Semi-level value A1And the reference time Wth is written in the CPU 23.
Get caught Next, in step S23, the SRAM 21 is written.
Stored baseline sampling data and measurement sample
The pulling data is read by the CPU 23, and each sampling
Measurement sampling data corresponding to each ring time
The difference between the baseline and the baseline is calculated and the CPU
23 registers. Then move to step S24
The first reference level in which the difference data is stored in the register
Value A1Whether or not the number exceeds the start value to the end value
It is judged every pulling time, and the first reference level is set first.
Value A1Sampling time exceeding the first time point XLage,
First reference level value A1After exceeding the threshold again
The sampling time immediately before becomes the second time point X RWhen
Then, each is stored in the register. Then step S2
Go to 5, second time point XRTo the first time point XLIs subtracted
The first reference level value A1Time width W (= XR-X
L) Is calculated and the time width W is stored in the register.
It is determined whether the time is equal to or longer than the sub time Wth. In (A) of FIG.
In the case shown, the time width W is the first reference level value A1In
Since it is smaller than the reference time Wth, it is determined to be touch-off.
In the case shown in FIG. 7B, the time width W is the reference time Wt.
Since it is at least h, it is determined to be touch-on. Step S
25, it is determined that the time width W is equal to or longer than the reference time Wth.
If so, the process proceeds to step S26, and the Y-axis switches 14 and 1
6 is turned on and the step S is similarly performed for the Y axis.
21 to S25 are executed, and the same applies to Y-axis ultrasonic waves.
The measurement sampling data shows the first reference level value of the Y axis.
If it is judged that the time exceeds the reference time of the Y-axis,
It is determined that the switch is on, and the process proceeds to step S27. Step
In S27, the sampling time XO= (XL+ XR)
/ 2 is calculated, and the time XOThe X-axis position corresponding to
It is specified as the X coordinate of the touch-on, and the Y coordinate is also specified.
To be done. In step S28, the CPU 23
Data indicating touch-on to the computer 28
Send with coordinate data.
【００２９】ステップＳ２９において、ＣＰＵ２３のレ
ジスタには前記第１の基準レベル値Ａ1に替えて該第１
の基準レベル値よりも小さい第２の基準レベル値Ａ2が
ＳＲＡＭ２１から書き込まれる。次に、ステップＳ３０
に移って第２の基準レベル値Ａ 2に基づいてステップＳ
２１〜Ｓ２５が繰り返され、第２の基準レベル値Ａ2を
越えた測定サンプリングデータの時間幅Ｗが求められ、
該ステップＳ２５においては時間幅Ｗがレジスタに記憶
された基準時間Ｗｔｈ以上か否かが判断される。図７の
（Ｃ）に示す場合は時間幅Ｗは基準時間Ｗｔｈ以上であ
るからタッチオンが継続されていると判断され、図７の
（Ｄ）に示す場合は時間幅Ｗは基準時間Ｗｔｈよりも小
さいからタッチオフと判断される。ＣＰＵ２３はタッチ
オフを示すデータをホストコンピュータ２８に送出す
る。以後は、再度Ｓ２１から同様の検出動作が繰り返さ
れる。In step S29, the CPU 23
The register has the first reference level value A1Instead of the first
Second reference level value A smaller than the reference level value of2But
It is written from the SRAM 21. Next, step S30
To the second reference level value A 2Step S based on
21 to S25 are repeated, and the second reference level value A2To
The time width W of the exceeded measurement sampling data is obtained,
In step S25, the time width W is stored in the register
It is determined whether or not it is equal to or longer than the reference time Wth. Of FIG.
In the case shown in (C), the time width W is not less than the reference time Wth.
Since it is determined that the touch-on is continued,
In the case of (D), the time width W is smaller than the reference time Wth.
It is judged to be touch-off because it is bad CPU23 touch
Data indicating off is sent to the host computer 28
It After that, the same detection operation is repeated from S21.
Be done.
【００３０】なお、タッチオンを検出する際に、第１の
基準レベル値Ａ1と第１の基準時間Ｗ1を使用し、タッチ
オンが検出された後のタッチオフを検出するに際しては
第２の基準レベルＡ2と第２の基準時間Ｗ2を使用するよ
うに構成しても良い。またタッチオフを検出する際にタ
ッチオン時の座標演算と同様にしてタッチオフ時の座標
を検出しても良い。When the touch-on is detected, the first reference level value A 1 and the first reference time W 1 are used, and when the touch-off is detected after the touch-on is detected, the second reference level is used. It may be configured to use A 2 and the second reference time W 2 . Further, when detecting the touch-off, the coordinate at the touch-off may be detected in the same manner as the coordinate calculation at the touch-on.
【００３１】次に、この発明の超音波式検出装置に使用
されるスタイラスの実施例について図８を参照して説明
する。スタイラス３１全体は、図８の（Ａ）に示すよう
に、使用中の鉛筆、ボールペンと同様の大きさ形状を備
え、手書き入力に適するように成形されている。スタイ
ラス３１はパネル１の面に直接接触する尖端部３２と、
該尖端部３２を一端に設けた棒状部３３とから構成され
ている。尖端部３２は図８の（Ｂ）に示すように、超音
波吸収部材であるゴム、スポンジ等により成形された芯
部３４と、該芯部３４の周面にほぼ１ｍｍの厚さで非超
音波吸収部材である金属により皮膜された接触部３５に
より成形されている。棒状部３３は手書き入力に適する
ように硬質の材料により成形され、例えばセラミック、
木材、金属等の通常の非超音波吸収材料を使用しても良
い。芯部３４にはゴム以外の超音波の吸収能の高い素
材、固体に限らず液体あるいは液体と固体の混合物等を
充填しても良い。また図８の（Ｃ）に示すように、尖端
部３２全体を超音波吸収材料であるゴム等により成形し
ても良い。尖端部３２には超音波式検出装置のパネル１
に対して文字等の入力が可能な材質に応じた適度の滑り
を持たせると共に超音波の吸収を検出可能にならしめる
量の超音波吸収材が使用される。Next, an embodiment of a stylus used in the ultrasonic detecting device of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8A, the entire stylus 31 has the same size and shape as a pencil or a ballpoint pen in use, and is shaped to be suitable for handwriting input. The stylus 31 has a tip 32 that directly contacts the surface of the panel 1,
It is composed of a rod-shaped portion 33 having the pointed portion 32 at one end. As shown in FIG. 8 (B), the tip portion 32 has a core portion 34 formed of an ultrasonic wave absorbing member such as rubber or sponge, and a non-ultra-thickness of approximately 1 mm on the peripheral surface of the core portion 34. It is formed by the contact portion 35 coated with a metal that is a sound wave absorbing member. The rod-shaped portion 33 is formed of a hard material so as to be suitable for handwriting input, for example, ceramic,
Ordinary non-ultrasonic absorbing materials such as wood and metal may be used. The core 34 may be filled with a material other than rubber having a high ability to absorb ultrasonic waves, not only solid but also liquid or a mixture of liquid and solid. Alternatively, as shown in FIG. 8C, the entire tip portion 32 may be formed of rubber, which is an ultrasonic absorbing material. The tip portion 32 has a panel 1 of an ultrasonic detection device.
On the other hand, an amount of ultrasonic absorbing material is used that has an appropriate amount of slip according to a material such as characters that can be input and that can detect the absorption of ultrasonic waves.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したようにこの一発明によれ
ば、電気ノイズにより測定される超音波信号のレベルが
瞬間的に基準レベルを越えてもタッチオン信号として検
出されることはなく、またパネルへの入力がふらついて
基準レベル付近で変動してもタッチオンと判断されるこ
ともなく、電気ノイズおよび入力時のチャタリングによ
るタッチオンの誤った検出を防止して確実にタッチオン
の検出を行うことができる。さらに、この一発明は、タ
ッチオンの座標を確実に求めることができ、電気ノイズ
または入力時のチャタリングの影響によって座標の検出
を誤認したり検出座標が不安定に変動することはない。
また、上述した電気ノイズおよびチャタリングを防止し
てタッチオンの検出を確実にできる上に、タッチオフの
検出も電気ノイズおよびチャタリングに影響されること
なく確実に行うことができる。As described above, according to the present invention, even if the level of the ultrasonic signal measured by electric noise momentarily exceeds the reference level, it is not detected as a touch-on signal, and the panel is not detected. Even if the input to the input fluctuates and fluctuates near the reference level, it is not judged to be touch-on, and it is possible to reliably detect touch-on by preventing false detection of touch-on due to electrical noise and chattering at the time of input. . Further, according to the one aspect of the present invention, the touch-on coordinates can be reliably obtained, and the detection of the coordinates will not be erroneously recognized or the detected coordinates will not fluctuate erroneously due to the influence of electrical noise or chattering at the time of input.
Further, the above-described electrical noise and chattering can be prevented and the touch-on can be detected reliably, and the touch-off can also be reliably detected without being affected by the electrical noise and chattering.
【００３３】[0033]
【図１】 この発明の超音波式検出装置の概略全体構成
図である。FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of an ultrasonic detection device of the present invention.
【図２】 超音波式検出装置の検出動作を示すフローチ
ャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a detection operation of the ultrasonic detection device.
【図３】 図２の検出動作の原理を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of the detection operation of FIG.
【図４】 この発明の超音波式検出装置の別の検出動作
を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing another detection operation of the ultrasonic detection device of the present invention.
【図５】 図４の検出動作の原理を説明する図である。5 is a diagram illustrating the principle of the detection operation of FIG.
【図６】 この発明の超音波式検出装置の検出動作を示
すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a detection operation of the ultrasonic detection device of the present invention.
【図７】 図６の検出動作の原理を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of the detection operation of FIG.
【図８】 この発明の超音波式検出装置に使用されるス
タイラスの実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of a stylus used in the ultrasonic detection device of the present invention.
【図９】 超音波が伝播される超音波式検出装置のパネ
ル面を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a panel surface of an ultrasonic detection device in which ultrasonic waves are propagated.
【図１０】 超音波を発信する発信子の取付け構造を示
す図。FIG. 10 is a view showing a mounting structure of a transmitter that transmits ultrasonic waves.
【図１１】 パネルを伝播して受信される超音波の受信
信号の状態を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a state of a reception signal of ultrasonic waves propagated through a panel and received.
【図１２】 受信された超音波信号の電圧の時間経過を
示す図。FIG. 12 is a diagram showing the time course of the voltage of the received ultrasonic signal.
【図１３】 受信された超音波信号のサンプリングを説
明する図。FIG. 13 is a diagram illustrating sampling of received ultrasonic signals.
【図１４】 サンプリングされた超音波信号を基準とな
るベースラインとして示す図。FIG. 14 is a diagram showing a sampled ultrasonic signal as a reference baseline.
【図１５】 タッチオンのある測定サンプリングデータ
とベースラインとの差を示す図。FIG. 15 is a diagram showing a difference between measurement sampling data with touch-on and a baseline.
【図１６】 ノイズによる検出誤動作が生じる理由を説
明する図。FIG. 16 is a diagram illustrating a reason why a detection malfunction occurs due to noise.
【図１７】 ノイズによる検出誤動作が生じる別の理由
を説明する図。FIG. 17 is a diagram illustrating another reason why a detection malfunction due to noise occurs.
１ パネル
２ 反射素子
３ 反射アレイ
４ 発信子
５ 受信子
６ 検出面
９ 物体
１９ Ａ／Ｄ変換器
２１ ＳＲＡＭ（スタティック・ランダム・
アクセス・メモリ）
２３ ＣＰＵ
２５ ＲＯＭ
２６ マイクロプロセッサ
３１ スタイラス
３２ 尖端部
３３ 棒状部1 panel 2 reflective element 3 reflective array 4 transmitter 5 receiver 6 detection surface 9 object 19 A / D converter 21 SRAM (static random
Access memory) 23 CPU 25 ROM 26 microprocessor 31 stylus 32 pointed portion 33 rod-shaped portion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−239322（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−27726（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−238519（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−116723（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 3/03 - 3/037 G01B 17/00 - 17/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A 61-239322 (JP, A) JP-A 54-27726 (JP, A) JP-A-3-238519 (JP, A) JP-A 1- 116723 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 3/03-3/037 G01B 17/00-17/04
Claims (2)
Ｘ方向およびＹ方向へ伝搬させると共に該超音波を受信
する受信子を備え、前記パネルを伝搬する超音波を吸収
する物体の有無または位置を検出する超音波式検出装置
において、前記パネルにタッチが無い場合に前記受信子を介した超
音波信号のサンプリングデータをベースラインとして予
め記憶する記憶手段と、 前記受信子を介した測定サンプリングデータと前記記憶
手段に記憶されたベースラインとの差の差データを演算
する演算手段と、 前記差データが該超音波を吸収する物体の存在を示す第
１の基準レベルを越えたか否かを検出する第１の基準レ
ベル検出手段と、 前記差データが該超音波を吸収する物体の存在を示す前
記第１の基準レベルより低い第２の基準レベルを越えた
か否かを検出する第２の基準レベル検出手段と、 前記第１または第２の基準レベル検出手段により検出さ
れた前記第１または第２の基準レベルを越えている差デ
ータが第１の基準時間および第１の基準時間よりも短い
第２の基準時間以上継続しているか否かを判断する基準
時間検出手段と、 前記基準時間検出手段により前記第１の基準レベルを越
えている差データが第１の基準時間以上継続したことが
検出された場合に前記物体の存在を示すタッチオン信号
を出力する手段と、 前記基準時間検出手段により第１の基準時間以上前記第
１の基準レベルを越えて検出された前記第２の基準レベ
ルを越えている差データが第２の基準時間以上継続して
いることが検出されなかった場合に前記物体の不存在を
示すタッチオフ信号を出力する手段と、 を備えてなる超音波式検出装置。1. An object for propagating ultrasonic waves transmitted from a transmitter in the X and Y directions of a panel, and a receiver for receiving the ultrasonic waves, wherein there is an object absorbing the ultrasonic waves propagating through the panel, or In an ultrasonic detection device that detects the position, if there is no touch on the panel, the
The sampling data of the sound wave signal is used as a baseline.
Storage means for storing the measurement sampling data via the receiver and the storage
Calculate the difference data of the difference from the baseline stored in the instrument
Calculating means for, in the first reference level detection means said difference data to detect whether or not exceeds the first reference level indicating the presence of an object that absorbs ultrasonic, the difference data is said ultrasonic Second reference level detecting means for detecting whether or not a second reference level lower than the first reference level indicating the presence of an absorbing object is exceeded, and detected by the first or second reference level detecting means The difference level exceeding the first or second reference level
And the reference time detector for determining whether over data continues first reference time and a first reference time shorter second reference time or more than, the first reference level by said reference time detecting means Means for outputting a touch-on signal indicating the presence of the object when it is detected that the difference data exceeding the first reference time continues for a first reference time or more; A touch-off signal indicating the absence of the object when it is not detected that the difference data exceeding the second reference level detected above the reference level of 1 continues for the second reference time or longer. An ultrasonic detection device comprising:
基準レベルを越えている差データが第１の基準時間以上
継続していることが検出された場合に、該第１の基準レ
ベルを通過する第１の時点と第２の時点の平均から前記
ＸまたはＹの座標を算出する座標演算手段を備えてな
る、請求項１に記載の超音波式検出装置。2. The first reference level is passed when the difference data exceeding the first reference level is detected to continue for a first reference time or longer by the reference time detection means. The ultrasonic detection device according to claim 1, further comprising coordinate calculation means for calculating the X or Y coordinate from the average of the first time point and the second time point.
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