JPS6133524A - Position orientation device using elastic wave - Google Patents

Position orientation device using elastic wave

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Publication number
JPS6133524A
JPS6133524A JP15311284A JP15311284A JPS6133524A JP S6133524 A JPS6133524 A JP S6133524A JP 15311284 A JP15311284 A JP 15311284A JP 15311284 A JP15311284 A JP 15311284A JP S6133524 A JPS6133524 A JP S6133524A
Authority
JP
Japan
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display
elastic wave
wave
longitudinal
pen
Prior art date
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Pending
Application number
JP15311284A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Yoneyama
米山 隆雄
Kazuya Sato
佐藤 弌也
Masanori Tanabe
田辺 正則
Hiroji Kawakami
寛児 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to KR1019850005072A priority patent/KR930003168B1/en
Priority to DE8585109195T priority patent/DE3582968D1/en
Priority to EP85109195A priority patent/EP0169538B1/en
Priority to US06/758,463 priority patent/US4665282A/en
Publication of JPS6133524A publication Critical patent/JPS6133524A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To orient a position accurately by providing a display pen with an elastic wave generating function, forming a printing part by a fixed sound propagation medium and making the acoustic impedance of both the parts equal. CONSTITUTION:The fixed sound propagation medium 1 for the position orientation device is formed by a transparent plate and a display part 9 is adhered to the back of said plate. The display pen (input member) 3 is provided with a longitudinal elastic wave generating function and longitudinal wave detection parts 2a-2d are formed on the peripheral end part of the transparent plate 1 and a propagating longitudinal elastic wave is detected. Processing from the drawing by the display pen 3 up to its display is executed by a leading wave detecting circuit 5, a pulser 4, a time difference counting circuit 6, a coordinate operating circuit 7, and a display driver 8 to display a drawn pattern on the display part 9. The device is constituted so that the resonance frequency in the diameter direction of the elastic wave generation part of the display pen 3 coincides with that of the thickness or diameter direction of the detection part 2 attached to the side of the plate 1 to obtain a stable longitudinal waveform.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、弾性波を利用し之位置標定装置に関する。[Detailed description of the invention] [Field of application of the invention] The present invention relates to a position locating device using elastic waves.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の超音波を利用した位置標定装置として、弾性表面
波を利用した例がある。例えば、特開昭55−1621
37号公報「圧電形座標入力装置」がある。この従来例
は、プラスチク゛りやガラス等による入力盤の直交する
2辺の表面に短形平板の圧電素子をそれぞれ接着し、こ
れら圧電素子にパルス信号を交互に印加し弾性表面波を
発生させる。
As a conventional position locating device using ultrasonic waves, there is an example that uses surface acoustic waves. For example, JP-A-55-1621
There is a publication No. 37 entitled "Piezoelectric Coordinate Input Device". In this conventional example, rectangular flat piezoelectric elements are adhered to two orthogonal sides of an input board made of plastic, glass, etc., and pulse signals are alternately applied to these piezoelectric elements to generate surface acoustic waves.

この弾性波を入力盤に当接した入力ペンが検出し、この
弾性波の発生から検出までの時間を計数する。
This elastic wave is detected by an input pen that is in contact with the input panel, and the time from generation to detection of this elastic wave is counted.

この計数をもって入力ペンの位置を標定できる。The position of the input pen can be determined using this count.

然るに、弾性表面波の場合、検出された波は、なだらか
な包絡線をもって立上っていること、入力盤の表面に触
手することによって波形が変化すること、表面波の前に
縦波が到達することなどのために信号到達時間を精度よ
く検出することが難しい。
However, in the case of surface acoustic waves, the detected wave rises with a gentle envelope, the waveform changes when it touches the surface of the input panel, and the longitudinal wave arrives before the surface wave. Therefore, it is difficult to accurately detect the signal arrival time.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、位置標定を精度よく実現してなる弾性
波利用の位置標定装置を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a position locating device using elastic waves, which can realize position locating with high accuracy.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の位置標定装置は、表示ペン(入力部材)に弾性
波発生機能を持たせ、この表示ペンの当接する印字部を
固定音響伝播媒体によって構成し、且つ該伝播媒体の周
辺端部に縦波検出部を設け、更に、上記表示ペンと伝播
媒体とは音響インピーダンスを等しい材質をもって構成
したものである。
In the position locating device of the present invention, the display pen (input member) has an elastic wave generation function, the printing part that the display pen comes into contact with is made of a fixed acoustic propagation medium, and the peripheral edge of the propagation medium is provided with vertical A wave detection section is provided, and the display pen and the propagation medium are made of materials having the same acoustic impedance.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図は本発明の位置標定装置の実施例図である。固定
音響伝播媒体1は、ガラスの如き透明板より成る。この
固定音響伝播媒体lの裏面には、表示部9を接着させた
。表示ペン(入力部材)3は、内部に縦波弾性波発生機
能を持つ。表示ペン3の先端は、尖った形状をなし、こ
の先端突部から縦波弾性波が放射する。先端を尖頭化し
たことによって、弾性波放射エネルギー密度が極めて大
となり、弾性波の放射効率がよくなる。透明板lの周辺
端部には、縦波検出部2a、 2b、20゜2dを設け
た。この縦波検出部2a〜2dは、透明板lを介して伝
播してくる縦波弾性波を検出し電気信号として出力する
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the position locating device of the present invention. The fixed acoustic propagation medium 1 consists of a transparent plate such as glass. A display section 9 was adhered to the back surface of this fixed acoustic propagation medium 1. The display pen (input member) 3 has an internal longitudinal elastic wave generation function. The tip of the display pen 3 has a pointed shape, and longitudinal elastic waves are radiated from this tip protrusion. By making the tip pointy, the density of elastic wave radiation energy becomes extremely high, and the radiation efficiency of elastic waves is improved. Longitudinal wave detection sections 2a, 2b, and 20° 2d were provided at the peripheral edge of the transparent plate l. The longitudinal wave detection units 2a to 2d detect longitudinal elastic waves propagating through the transparent plate 1 and output them as electrical signals.

表示部9は、任意の図形・文字を表示可能とするもので
あシ、例えば液晶表示部より成る。表示部9は、表示ド
ライバ8の指示のもとに表示ペン3が透明板l上を描画
した時のパターンを表示する。従って、表示ペン3で描
画しながらその描画したバター/を表示部9に即座に表
示できる。描画から表示までの時間は短時間であり、作
業者にとっては表示ペンによって描画しながらその描画
したパターンの表示を観察できることになる。
The display section 9 is capable of displaying arbitrary figures and characters, and is composed of, for example, a liquid crystal display section. The display unit 9 displays a pattern drawn on the transparent plate l by the display pen 3 under instructions from the display driver 8. Therefore, while drawing with the display pen 3, the drawn butter can be immediately displayed on the display section 9. The time from drawing to display is short, and the operator can observe the displayed pattern while drawing with the display pen.

描画から表示までの処理は、先頭波検出回路5、バルサ
4、時間差計数回路6、座標演算回路7、表示ドライバ
8によって行う。
Processing from drawing to display is performed by a leading wave detection circuit 5, a balsa 4, a time difference counting circuit 6, a coordinate calculation circuit 7, and a display driver 8.

ここで、パルサ4は、周期的にパルスを発生する。この
パルスは、表示ペン3及び時間差計数回路6に入力する
。表示ベン3では、縦波弾性波の発生トリガとなり、パ
ルスを受ける毎に縦波弾性波を放射する。時間差計数回
路6はバルサ4からのパルスを受けとってから反射波が
到達するまでの時間を計数する。
Here, the pulser 4 periodically generates pulses. This pulse is input to the display pen 3 and the time difference counting circuit 6. The display panel 3 serves as a trigger for generating longitudinal elastic waves, and emits longitudinal elastic waves every time it receives a pulse. The time difference counting circuit 6 counts the time from receiving the pulse from the balsa 4 until the reflected wave arrives.

先頭波検出回路5は、検出部23〜2dの検出反射波の
先頭波を検出する。
The leading wave detection circuit 5 detects the leading wave of the reflected waves detected by the detection units 23 to 2d.

座標演算回路7は、時間差計数回路6の検出時間差を受
けて表示ペン3の位置を演算する。表示ドライバ8は、
この位置を表示させるべく表示部9を駆動する。
The coordinate calculation circuit 7 calculates the position of the display pen 3 in response to the time difference detected by the time difference counting circuit 6. The display driver 8 is
The display unit 9 is driven to display this position.

動作を説明する。Explain the operation.

パルサ4は、周期的にパルスを表示ペン4、時間差計数
回路6に送る。表示ペンに送るパルスは縦波弾性波を発
生させるように必要な電力を持つ。
The pulser 4 periodically sends pulses to the display pen 4 and the time difference counting circuit 6. The pulse sent to the display pen has the necessary power to generate a longitudinal elastic wave.

時間差針数回路6に送るパルスは単なる発生時刻の計数
始期を指定するものである故、微小振幅でよい。
Since the pulse sent to the time difference stitch count circuit 6 simply specifies the start of counting the generation time, it may have a minute amplitude.

表示ペン3は、バルサ4のパルス励起により縦波弾性波
をそのパルスを受けとる毎に発生する。
The display pen 3 generates a longitudinal elastic wave by pulse excitation of the balsa 4 every time it receives the pulse.

表示ペン3は、作業者によって描画を受け、その描画の
過程でパルスを受けとる毎に縦波弾性波をペン先端部よ
り透明板1に放射する。このペン先端部よシ放射された
縦波弾性波は、透明板1を伝播し検出部2a〜2dに到
達する。パルサ4からのパルス発生から弾性波の放射ま
での時間は極めて短時間であシ、無視できる。従って、
パルス発生から各検出部2a〜2dに弾性波が到達する
までの時間は、各検出部と表示ペン3との距離に比例す
る。1回のパルスによって発生する弾性波に対して各検
出部で検出した必要な弾性波は、先頭波であシ、この先
頭波対応電気信号は先頭波検出回路5で検出できる。
The display pen 3 receives a drawing by an operator, and emits a longitudinal elastic wave from the tip of the pen to the transparent plate 1 every time it receives a pulse during the drawing process. The longitudinal elastic waves radiated from the tip of the pen propagate through the transparent plate 1 and reach the detection sections 2a to 2d. The time from the generation of the pulse from the pulser 4 to the emission of the elastic wave is extremely short and can be ignored. Therefore,
The time from pulse generation until the elastic waves reach each of the detection sections 2a to 2d is proportional to the distance between each detection section and the display pen 3. The necessary elastic waves detected by each detection section for the elastic waves generated by one pulse are the leading waves, and the electrical signals corresponding to the leading waves can be detected by the leading wave detection circuit 5.

時間差検出回路6は、パルスの送出から検出先頭波まで
の時間差を検出する。この時間差は、各検出部2a〜2
d対応に求まる。座標演算回路7は、この各検出部28
〜2dについての時間差からその時の表示ぺ/3の位置
を算出する。算出した表示ペン3の位置を表示部9に表
示させるべく表示ドライバ8を駆動させ、表示部9に表
示ペン3の指示を行い、表示させる。かくして、表示ペ
ン3の移動に追従して表示がなされる。
The time difference detection circuit 6 detects the time difference between the sending of the pulse and the detected leading wave. This time difference is determined by each detection unit 2a to 2
d correspondence. The coordinate calculation circuit 7 includes each detection section 28
The position of the displayed page/3 at that time is calculated from the time difference for ~2d. The display driver 8 is driven to display the calculated position of the display pen 3 on the display section 9, and the display section 9 is instructed to move the display pen 3 to be displayed. In this way, the display follows the movement of the display pen 3.

第2図は、表示ペン3を中心とする具体的な実施例を示
す。表示ペン3は、円錐形状の先端部10、該先端部に
弾性波を放射する弾性波発生部3b、円筒状外枠3Cよ
)成る。弾性波発生部3bは、先端部10の平担部3d
に接着固定させておく。弾性波発生部3bには、外部か
らリード線3aをハンダ付けした。このリード線3aを
介してバルサ4からのパルスが弾性波発生部3bに印加
する。
FIG. 2 shows a specific example centered on the display pen 3. The display pen 3 includes a conical tip 10, an elastic wave generator 3b that emits elastic waves to the tip, and a cylindrical outer frame 3C. The elastic wave generating section 3b includes a flat section 3d of the tip section 10.
Glue and fix it. A lead wire 3a was soldered to the elastic wave generating portion 3b from the outside. A pulse from the balsa 4 is applied to the elastic wave generating section 3b via this lead wire 3a.

弾性波発生部3bは圧電素子より成る。弾性波発生部3
bは、パルスの印加により弾性波lX1.を先端部10
に向って放射する。弾性波11は先端部10をその円錐
状形状の尖った尖頭部に何って伝播し、該尖頭部を通し
て透明板IK放射する。
The elastic wave generating section 3b is made of a piezoelectric element. Elastic wave generator 3
b is an elastic wave lX1.b due to the application of a pulse. The tip part 10
radiate towards. The elastic wave 11 propagates along the tip 10 to its conically shaped sharp point and radiates through the transparent plate IK.

透明板lでは、尖頭部を中心としてその周囲方向11.
13へと伝播する。この伝播波は検出部2で検出される
In the transparent plate l, the circumferential direction 11. is centered around the pointed head.
Propagates to 13. This propagating wave is detected by the detection section 2.

固体中を伝播する弾性波は、縦波、横波、表面波など種
々のモードより成る。伝播速度の最も速いものは縦波で
あり、この縦波を先頭波として検出する。
Elastic waves propagating in solids consist of various modes such as longitudinal waves, transverse waves, and surface waves. The fastest propagation speed is the longitudinal wave, and this longitudinal wave is detected as the leading wave.

第3図は、リード線3aに印加されるバルサ4のパルス
を(a)図、検出部2で検出した検出波を(b)図に示
す。Φ)図から明らかなように、先頭にくる縦波を先頭
波として検出し、その後にくる横波は検出対象から除く
In FIG. 3, (a) shows the pulse of the balsa 4 applied to the lead wire 3a, and (b) shows the detected wave detected by the detection unit 2. Φ) As is clear from the figure, the first longitudinal wave is detected as the first wave, and the subsequent transverse waves are excluded from the detection target.

第4図は、前記表示ベン3よシ透明板1(表示板9は図
面上省略した)に弾性波が放射され伝播してゆく状況を
説明する図である。表示ペン3に内蔵する弾性波発生部
3bは、リード線3aを介して励起パルスを受けると、
弾性波を放射する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a situation in which elastic waves are radiated and propagated from the display bench 3 to the transparent plate 1 (the display plate 9 is omitted in the drawing). When the elastic wave generator 3b built in the display pen 3 receives an excitation pulse via the lead wire 3a,
Emit elastic waves.

この弾性波は、厚み方向の振動成分と径方向の振動成分
を持ち、この2つの波は、先端部lOの内部を伝播して
ゆく。弾性波は、戎示ペン3の尖頭部12の媒体1との
接触点より媒体1中に入り込む。この時、モード変換が
起り、図示の如く縦波成分と横波成分の両方が混在した
弾性波となシ、この弾性波が媒体lを伝播してゆく。
This elastic wave has a vibration component in the thickness direction and a vibration component in the radial direction, and these two waves propagate inside the tip portion lO. The elastic waves enter the medium 1 from the point of contact between the point 12 of the pointing pen 3 and the medium 1 . At this time, mode conversion occurs, and as shown in the figure, an elastic wave containing both longitudinal wave components and transverse wave components is formed, and this elastic wave propagates through the medium l.

縦波成分は、横波成分の約2倍の速度を有しており、検
出部2では、縦波成分が先ず検出でき、これを位置検出
用として利用する。縦波弾性波を位置検出用として利用
する理由の詳細は以下となる。
The longitudinal wave component has a speed approximately twice that of the transverse wave component, and the detecting section 2 can first detect the longitudinal wave component, which is used for position detection. The details of the reason why longitudinal elastic waves are used for position detection are as follows.

先ず、本発明者等が、透明板1を伝播する縦波成分の周
波数は、表示ベン3の先端部10を伝播する弾性波発生
部3bの径方向振動成分の周波数とほぼ一致するとの事
実の発見したことに基づく。
First, the present inventors discovered the fact that the frequency of the longitudinal wave component propagating through the transparent plate 1 is almost the same as the frequency of the radial vibration component of the elastic wave generator 3b propagating through the tip 10 of the display bevel 3. Based on what you discover.

透明板1を伝播する弾性波は、前述の如く縦波成分と横
波成分が混在した複雑な波形となるが、〜最初に検出部
2に到達する弾性波には横波成分は含まれず、従って、
非常に単純な縦波成分のみが検出できる(第3図)、、
横波成分の混在した弾性波は表示ペン3と検出部2との
距離を変化させると、波形、特に振幅が複雑に変化し、
該距離に相当した伝播遅延時間の計数は困難である。こ
れに対し、上記縦波成分のみの場合は、表示ペンと検出
部2との距離を変化させても、減衰の影響を除き、複雑
な振幅変化はみられない。この波形を用いることによシ
、距離に相当した伝播遅延時間の計数が充分可能である
。更に1縦波は、透明板lの内部を伝播する光め・、透
明板10表面に手をついてもほとんど影響を受けない。
As mentioned above, the elastic wave propagating through the transparent plate 1 has a complex waveform containing a mixture of longitudinal wave components and transverse wave components, but the elastic wave that first reaches the detection unit 2 does not include the transverse wave component, and therefore,
Only very simple longitudinal wave components can be detected (Figure 3).
When the distance between the display pen 3 and the detection unit 2 is changed, the waveform, especially the amplitude, of an elastic wave mixed with a transverse wave component changes in a complicated manner.
It is difficult to count the propagation delay time corresponding to this distance. On the other hand, in the case of only the longitudinal wave component, even if the distance between the display pen and the detection unit 2 is changed, no complicated amplitude change is observed except for the influence of attenuation. By using this waveform, it is possible to sufficiently count the propagation delay time corresponding to the distance. Furthermore, one longitudinal wave is hardly affected by light propagating inside the transparent plate 1 or by touching the surface of the transparent plate 10.

然るに、縦波成分の振幅は、横波成分に比べて非常に小
さく、これを精度よく検出するためKF!、表示ベン3
から透明板lへの弾性波の入射効率を大きくする必要が
ある。
However, the amplitude of the longitudinal wave component is much smaller than that of the transverse wave component, and in order to accurately detect this, KF! , display ben 3
It is necessary to increase the incidence efficiency of elastic waves from the transparent plate l to the transparent plate l.

この点に着目し、本発明者等は前記の新事実に従って、
表示ベン3の弾性波発生fi3bの径方向共振周波数と
透明板10側面に接着する検出部2の厚み方向共振周波
数又紘径方向共振周波数とを一致させるように、検出部
2及び弾性波発生部゛3bを設計する。更に、表示ペン
3の先端部lOと透明板lとの音響インピーダンスのマ
ツチングをとる。これによ〕、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々。
Focusing on this point, the present inventors, in accordance with the above-mentioned new facts,
The detection section 2 and the elastic wave generation section are arranged so that the radial resonance frequency of the elastic wave generation fi3b of the display panel 3 matches the thickness direction resonance frequency or the radial direction resonance frequency of the detection section 2 adhered to the side surface of the transparent plate 10.゛Design 3b. Furthermore, the acoustic impedance between the tip lO of the display pen 3 and the transparent plate l is matched. As a result, a stable longitudinal waveform having an amplitude sufficient to allow counting of propagation delay time can be obtained.

検出部2及び弾性波発生部3bは、チタン酸ジルコン酸
鉛からなる圧電セラミックスで構成した場合、縦波を安
定に得ることができた。更に、先端部10として社、透
明板lをソーダライムガラスで形成する場合、該ガラス
か又はAtを用いるとよ10 g5図は検出部2を透明板1(7)表面に設置し良実施
例である。この場合には、検出部としての圧電素子の径
方向の共振周波数を使用するのが効果的である。特に、
透明板1の厚みが薄い場合に老来がある。
When the detection section 2 and the elastic wave generation section 3b were constructed of piezoelectric ceramics made of lead zirconate titanate, longitudinal waves could be stably obtained. Furthermore, when the transparent plate 1 is made of soda lime glass as the tip 10, it is preferable to use this glass or At. It is. In this case, it is effective to use the radial resonance frequency of the piezoelectric element as the detection section. especially,
There is an old problem when the thickness of the transparent plate 1 is thin.

なお、いずれの場合も、使用する圧電素子は厚み方向と
径方向の共振周波数の差が大きい方が効果的である。両
者の周波数が近似している場合に゛は、両波の干渉によ
シどちらも所定の共振周波数が得られないからである。
In any case, it is more effective for the piezoelectric element used to have a larger difference in resonance frequency between the thickness direction and the radial direction. This is because if the frequencies of both waves are close, a predetermined resonance frequency cannot be obtained for either wave due to interference between the two waves.

さて、表示ペンの先端を鋭利化したのは、位置特定を正
確に行うため、及び先端からの放射エネルギー密度を大
とし、カップリング性を良好にする役割を持つ。
The purpose of sharpening the tip of the display pen is to accurately specify the position, increase the density of radiant energy from the tip, and improve coupling performance.

従来からカップリング性を良好にするため、水などのカ
ップリング剤を送波部と媒体部との間に介在させている
。カップリング剤をなくして、音響エネルギーの効率的
な伝播をするために、本実施例では、先端部10と伝播
媒体1との音響インピーダンスを等しいかその近傍に設
定してなる。
Conventionally, in order to improve coupling properties, a coupling agent such as water has been interposed between the wave transmitting section and the medium section. In order to efficiently propagate acoustic energy without using a coupling agent, in this embodiment, the acoustic impedance of the tip 10 and the propagation medium 1 is set to be equal or close to it.

このことを詳述する。This will be explained in detail.

今、材料■に取付けた圧電素子より材料工を介し、材料
INK弾性波を入射させる場合、材料■に入射されず、
材料Iに反射する弾性波は、反射率で示すと以下の如く
なる。
Now, when the material INK elastic wave is made to enter through the material engineering from the piezoelectric element attached to the material ■, it will not be incident on the material ■,
The elastic wave reflected by material I is expressed in terms of reflectance as follows.

ここで、zlは材料ISZ*は材料■の音響インピーダ
ンスである。
Here, zl is the material ISZ* is the acoustic impedance of the material ■.

材料■をガラス板とし、表示ペンの先端部の材質を種々
変えた場合の弾性波の入反射率の計算例を第6図に示す
。材料■の音響インピーダンスに近づければ近づける程
、反射率は少なくなり、材料■から放出される弾性波は
材料■に効率良く入射できる。
FIG. 6 shows an example of calculation of the incident reflectance of elastic waves when the material (2) is a glass plate and the material of the tip of the display pen is varied. The closer the acoustic impedance is to the material (2), the lower the reflectance, and the more efficiently the elastic waves emitted from the material (2) can enter the material (2).

第7図は、前述した各材料よ9成る材料1t−表示ペン
の先端部に採用し、ガラス材1に弾性波を放出した場合
の検出部2a(圧電素子)にて受信した際の受信電圧を
示す。但し、受信波は縦波弾性波であり、且つその先頭
波である。第8図に縦波弾性波の検出信号を示し、その
先頭波W1のピーク値Voが受信電圧となる。
FIG. 7 shows the received voltage when received by the detection unit 2a (piezoelectric element) when a material 1t made of each of the above-mentioned materials is used at the tip of the display pen and an elastic wave is emitted to the glass material 1. shows. However, the received wave is a longitudinal elastic wave and is its leading wave. FIG. 8 shows the detection signal of the longitudinal elastic wave, and the peak value Vo of the leading wave W1 is the received voltage.

さて、座標演算回路7による演算例を第9図。Now, FIG. 9 shows an example of calculation by the coordinate calculation circuit 7.

第10図で説明する。今、第9図に示す如く、検出部2
aの位置を座標原点とする。P(x、y)が表示ペンの
指示点とする。更に、検出部2b。
This will be explained with reference to FIG. Now, as shown in FIG.
Let the position a be the coordinate origin. Let P(x, y) be the pointing point of the display pen. Furthermore, a detection unit 2b.

2c、 2dの位置を(al O)l  (al b)
The positions of 2c and 2d are (al O)l (al b)
.

(o−、b)とする。弾性波の速度をVとすると、第1
0図に示す受波パルスまでの時間巾t!。
(o-, b). If the velocity of the elastic wave is V, then the first
The time width t until the received pulse shown in Figure 0! .

’2 +”3 + ’4て距離zi # t2 + t
s l 14との関係は以下となる。
'2 + "3 + '4" distance zi # t2 + t
The relationship with s l 14 is as follows.

ここから、x、yは、 又は、 となる。座標演算回路7では、(3)式又は(4)式に
より、(”#)’)を求めることとなる。
From here, x and y are or. The coordinate calculation circuit 7 calculates ("#)') using equation (3) or equation (4).

上記実施例では、表示部9との結合の事例であるが、位
置標定結果は必ずしも表示させる必要はなく、計算機等
に入力させてもよい。従って、単なる入力装置としての
機能を果すことになる。更に、透明板1の代シに不透明
板であってもよい。
Although the above embodiment is an example of connection with the display unit 9, the positioning result does not necessarily need to be displayed, and may be input into a computer or the like. Therefore, it functions simply as an input device. Furthermore, the transparent plate 1 may be replaced by an opaque plate.

第11図は、計算機の入力装置としての実施例を示す。FIG. 11 shows an embodiment as an input device for a computer.

本実施例では、表示部9を彎し、且つ入力部材1として
、不透明材を使用し九。弐示部9を設けていないため、
透明か不透明かは問わないためである。従って、透明部
材であってもよい。
In this embodiment, the display section 9 is curved, and the input member 1 is made of an opaque material. Since the second display part 9 is not provided,
This is because it does not matter whether it is transparent or opaque. Therefore, it may be a transparent member.

この入力部材1は、弾性波伝播媒体である必要がある。This input member 1 needs to be an elastic wave propagation medium.

更に、嚢示ドライバ80代シに、計算機(マイクロプロ
セッサ)15を設けた。
Furthermore, a computer (microprocessor) 15 was installed in the driver in his 80s.

この計算機15は、演算回路7の座標出力を取込み、入
力データとして必要な処堺を行う。この入力データは、
表示ペン1の表示文字、図形等の描画画俸である。
This calculator 15 takes in the coordinate output of the arithmetic circuit 7 and performs necessary processing as input data. This input data is
This is the drawing amount of characters, figures, etc. displayed by the display pen 1.

表示ペンの尖頭部は、鋭利な程よい。平担部とした場合
には、位置特定がしにくくなること、マツチングもしに
くいこと等め欠点がある。
The tip of the display pen should be reasonably sharp. In the case of a flat portion, there are disadvantages such as difficulty in specifying the position and difficulty in matching.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、反射の少ない効率の良い弾性波の放出
が可能となった。
According to the present invention, it has become possible to emit elastic waves efficiently with less reflection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例図、第2図は表示ペンの実施例
図、第3図は波形図、第4図は弾性波伝播例を説明する
図、第5図は検出部の他の取多つけの一例を示す図、第
6図は音響インピーダンスと反射率との具体的関係を示
す図、第7図は材料と受信波電圧との関係図、第8図は
受信電圧の一例図、第9図は位置検出の説明図、第10
図はタイムチャート、第11図は他の実施例図である。 l・・・固体音響伝播媒体、2a〜2d・・・弾性波検
出部(受信用圧電素子)、3・・・表示ペン、3b・・
・弾性波発生部、10・・・先端部、4・・・パルサ、
5・・・先頭波検出回路、6・・・時間差計数回路、7
・・・座標演算回路、8・・・表示ドライバ、9・・・
表示部。 槽2日 率3日 も4−日 拓5図 馬6図 半8日 も9図 翳10図
FIG. 1 is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an embodiment of the display pen, FIG. 3 is a waveform diagram, FIG. 4 is a diagram explaining an example of elastic wave propagation, and FIG. Figure 6 is a diagram showing the specific relationship between acoustic impedance and reflectance, Figure 7 is a diagram showing the relationship between materials and received wave voltage, and Figure 8 is an example of received voltage. Figure 9 is an explanatory diagram of position detection, Figure 10 is an explanatory diagram of position detection.
The figure is a time chart, and FIG. 11 is a diagram of another embodiment. 1...Solid acoustic propagation medium, 2a to 2d...Elastic wave detection section (receiving piezoelectric element), 3...Display pen, 3b...
・Elastic wave generation part, 10... Tip part, 4... Pulsar,
5... Leading wave detection circuit, 6... Time difference counting circuit, 7
...Coordinate calculation circuit, 8...Display driver, 9...
Display section. Tank 2 days rate 3 days also 4 days Taku 5 figures Horse 6 figures Half 8 days also 9 figures Dark 10 figures

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、弾性波を伝播させる平板状媒体部と、該媒体部の端
部又は表面の一部に設けた縦波弾性波検出部と、先端が
尖つた形状をなす共に上記平板状媒体部の表面の任意の
位置に該先端が自在に圧着され、その先端から縦波弾性
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
て外部に取出す手段とより成ると共に、上記入力部材の
先端部と平板状媒体部との音響インピーダンスは略等し
い部材をもつて構成した弾性を利用した位置標定装置。
1. A flat medium part for propagating elastic waves, a longitudinal acoustic wave detection part provided at an end or a part of the surface of the medium part, and a surface of the flat medium part having a pointed tip. A longitudinal elastic wave input member whose tip is freely crimped to any position of the input member and which radiates a longitudinal elastic wave from the tip, and an electric signal corresponding to the longitudinal acoustic wave is transmitted to the longitudinal elastic wave input member with orientation information of the crimped position of the input member. A position locating device utilizing elasticity, comprising means for taking out the input member to the outside, and a member having substantially equal acoustic impedance between the tip end of the input member and the flat medium portion.
JP15311284A 1984-07-25 1984-07-25 Position orientation device using elastic wave Pending JPS6133524A (en)

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Cited By (2)

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