【事件の表示】
　特許第３００７９３３号「超音波座標入力装置」の請求項１ないし８に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３００７９３３号の請求項１ないし８に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許３００７９３３号の請求項１乃至８に係る発明は、平成６年１２月１５日に特許出願され、平成１１年１２月３日にその特許権の設定登録がなされ、その後、相原光政より特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１３年２月５日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
２−１．訂正の内容
(１)本件特許請求の範囲の請求項1である、
　「超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが複数の超音波受信素子からなる2つの素子群を備え、一方の素子群を直交座標系の一方の座標軸と平行に、また他方の素子群を他方の座標軸と平行に夫々直線上に配置し、前記一方の素子群の受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である一方の座標を、他方の素子群の受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である他方の座標を算出するように構成したことを特徴とする超音波座標入力装置。」を、
　「超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが少なくとも３個の超音波受信素子からなる２つの素子群を備え、一方の素子群を直交座標系の一方の座標軸と平行に、また他方の素子群を他方の座標軸と平行に夫々直線上に配置し、前記一方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である一方の座標を、他方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である他方の座標を算出するように構成したことを特徴とする超音波座標入力装置。」に訂正する。
(２)明細書の段落番号【００２０】に記載の、
　「【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが複数の超音波受信素子からなる２つの素子群を備え、一方の素子群を直交座標系の一方の座標軸と平行に、また他方の素子群を他方の座標軸と平行に夫々直線上に配置し、前記一方の素子群の受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である一方の座標を、他方の素子群の受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である他方の座標を算出するように構成したことを特徴とする。」を、
　「【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが少なくとも３個の超音波受信素子からなる２つの素子群を備え、一方の素子群を直交座標系の一方の座標軸と平行に、また他方の素子群を他方の座標軸と平行に夫々直線上に配置し、前記一方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である一方の座標を、他方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である他方の座標を算出するように構成したことを特徴とする。」に訂正する。
(３)明細書の段落番号【００８２】に記載の、
　「【発明の効果】請求項１に記載の超音波座標入力装置にあっては、複数の受信素子からなる素子群毎にその受信結果に基づいて座標を算出するので、その算出に用いる複数の受信素子における受信波形に大きな位相差がないので、位相差に伴う算出誤差を大幅に低減することが可能である。また、簡単な算出式にて座標を求めることができ、演算回路の負担が軽くなるので、コストの低減化を図ることができ、安価な製品を提供することが可能である。」を、
　「【発明の効果】請求項１に記載の超音波座標入力装置にあっては、少なくとも３個の受信素子からなる素子群毎に含まれる各素子の配置座標とその受信結果に基づいて座標を算出するので、その算出に用いる各受信素子における受信波形に大きな位相差がないので、位相差に伴う算出誤差を大幅に低減することが可能である。また、簡単な算出式にて座標を求めることができ、演算回路の負担が軽くなるので、コストの低減化を図ることができ、安価な製品を提供することが可能である。」に訂正する。
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
(１)訂正事項(１)について
　２つの超音波素子群のそれぞれに含まれる超音波素子の数を、「複数」からこれに含まれる「少なくとも3個」に変更し、超音波入力装置の座標を算出するのに用いる超音波受信素子の受信信号を、「素子群の複数の受信信号」からこれに含まれる「素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号」に変更し、しかもこのように変更することは、段落番号【００４３】〜段落番号【００５５】に記載されているから、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
(２)訂正事項(２)(３)について
　訂正事項(２)〜(３)は、請求項１の特許請求の範囲の訂正と整合を図るものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
２−３．むすび
　上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する同法第１２６条第２から４項の規定に適合するので、この訂正を認める。
　
３．特許異議の申立ての概要
　申立人相原光政は甲第１号証（特開昭６１−９８４３３号公報）、甲第２号証（特開昭６１−３３５２４号公報）、甲第３号証（特開昭６３−５４６２２号公報）、甲第４号証（特開昭６３−１４２２２号公報）、甲第５号証（特開平２−２１３９２１号公報）、甲第６号証（特開平２−１０９１１６号公報）、甲第７号証（特開平１−１１６８１７号公報）、甲第８号証（特開平６−６７７９４号公報）を提出し、請求項１乃至８に係る発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであるから、請求項１乃至８に係る発明の特許を取り消すべき旨主張している。
　
４．特許異議の申立てについての判断
４−１．本件発明について
　本件特許の請求項１〜８に係る発明は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜８に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
　請求項１「超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが少なくとも３個の超音波受信素子からなる２つの素子群を備え、一方の素子群を直交座標系の一方の座標軸と平行に、また他方の素子群を他方の座標軸と平行に夫々直線上に配置し、前記一方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である一方の座標を、他方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である他方の座標を算出するように構成したことを特徴とする超音波座標入力装置。」
　請求項２「前記各超音波受信素子が、前記超音波伝播体を伝播する超音波の中で最も速い板波対称波の第1波目の立ち上がりを受信するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の超音波座標入力装置。」
　請求項３「前記各超音波受信素子は、前記超音波伝播体を伝播する超音波の中で最も速い板波対称波を受信することとし、前記各超音波受信素子にて受信した板波対称波を全波整流し、その第１波目またはその包絡線成分の立ち上がりを検出する検出手段を備え、該検出手段の検出結果に応じて、前記各超音波受信素子相互間における超音波の受信時間差を測定するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の超音波座標入力装置。」
　請求項４「所定時間内の前記各超音波受信素子における超音波の受信の有無に基づいて、前記超音波入力手段の移動を識別する識別手段を備え、この所定時間として、前記各超音波受信素子相互間における受信時間差の最長時間またはその整数倍と同等かそれ以上の時間を設定するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の超音波座標入力装置。」
　請求項５「前記各超音波受信素子における受信直後の所定数の受信信号は無視して、その後の超音波受信信号に基づいて超音波入力位置の座標の算出及び／または前記超音波入力手段の移動の識別を行うように構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の超音波座標入力装置。」
　請求項６「前記各超音波受信素子の受信信号を増幅する増幅器と、前記各超音波受信素子における受信信号の振幅に応じて前記増幅器の増幅率を調整する調整手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波座標入力装置。」
　請求項７「前記各超音波受信素子の受信信号を増幅する増幅器と、算出した座標に従って超音波入力位置と前記各超音波受信素子との距離を算出し、その算出結果に応じて前記増幅器の増幅率を調整する調整手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波座標入力装置。」
　請求項８「前記超音波入力手段は、超音波を発振する発振器を有しており、コードレスであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の超音波座標入力装置。」
４−２．甲各号証に記載された技術事項
(１)甲第１号証（特開昭６１−９８４３３号公報）
　甲第１号証には、
　「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、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。」（第(２)頁右上欄第１２〜１５行目）、
　「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、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。」（第(３)頁左下欄第１３行目〜右下欄第１行目）、
　「第8図において、Ｓ1〜Ｓ4は圧電素子の位置であり、点Ｐ(ｘ、ｙ)は求める入力ペンの位置である。
　　　……　　……　　……　　……
　ｌ1＝ｖpｔ1　　ｌ2＝ｖpｔ2　　ｌ3＝ｖpｔ3
　ｌ4＝ｖpｔ4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……（１）
　ｘ＝ａ／２＋１／２ａ（ｌ1＋ｌ2）（ｌ1−ｌ2）　　 ……（２）
　ｙ＝ｂ／２＋１／２ｂ（ｌ1＋ｌ3）（ｌ1−ｌ3）　　 ……（３）
　　　……　　……　　……　　……
で点Ｐ(ｘ、ｙ)の座標が求められる。」（第(５)頁右下欄第１６行目〜第(６)左上欄第８行目）、
　ことがが記載されている。
(２)甲第２号証（特開昭６１−３３５２４号公報）
　甲第２号証には、
　「本発明は、弾性波を用いた座標入力装置に関する。」（第(１)頁左下欄第１７〜１８行目）、
　「個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。
　第３図は、リード線３ａに印加されたパルサ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。(ｂ)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称から除く。」（第(３)頁左上欄第１３行目〜右上欄第２行目）、
　「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V0が受信電圧となる。」（第(４)頁右上欄下から第５〜２行目）、
　が記載され、また座標点Ｐ(ｘ、ｙ)の求め方は、甲第１号証に記載されたと同様なやり方で求めることも記載されている。
(３)甲第３号証（特開昭６３−５４６２２号公報）
　甲第３号証には、
　「本発明は、弾性波を用いた座標入力装置に関するものである。」（第(１)頁左下欄第１７〜１８行目）、
　「第６図は検出回路ブロック図で、検出波形を８−１の増中器（プリアンブ）で、増幅して８−２の絶対値回路で第３図の様な波形にして、８−３の工ンベロープ検出回路で工シベロープを検出して８−４のピーク検出回路でピークを検出して、８−５の演算制御部へ入力してここで、位置を演算して出力する」（第(２)頁左下欄第１６行目〜右下欄第２行目）、
　「第１図は本発明の構成を示すブロック図である。同図において、１−１は弾性波を発生させる振動子ペン、１−３は振動子ペン１−１が当接されて弾性波を伝達するガラス板（または金属板）、１−２ａ、ｂ、ｃは弾性波を検出するセンサー、１−４はセンサー１−２ａ、ｂ、ｃからの出力を検出する回路、１−５は、振動子を駆動する駆動回路、１−６は、各部制御及び演算を行う演算制御部である。」（第(２)頁左上欄第１７行目〜右上欄第５行目）、
　「検出波形の絶対値をとってからエンベロープを検出して、ピークを検出すると、第６図からもわかるように、ピークの変動が、２−２あるいは、第３図の上側または下側だけのエンベロープを検出してピークを検出する方法よりも……検出誤差も半減し精度も上がる効果がある。」（第(２)頁右下欄第１１〜１７行目）、
　が記載されている。
(４)甲第４号証（特開昭６３−１４２２２号公報）
　甲第４号証には、
　「本発明は座標入力装置、特に弾性波を用い、指示点の座標を決定する座標入力装置に関するものである。」（第(２)頁左上欄第３〜５行目）、
　「振動発生源を持つ振動子ペンを弾性波伝播体に接触させ、伝播した弾性波を、前記弾性波伝播体に取り付けられた弾性波を電気信号として検出する検出手段により検出し、前記振動子ペンの前記弾性波伝播体への接触から、前記検出手段に弾性波が到達するまでの伝播遅延時間に基づいて、前記振動子ペンの前記弾性波伝播体への接触点の座標入力装置であって、所定の時間長の間の前記検出手段による弾性波の検出の存否に基づいて、前記振動子ペンのアップダウンを識別する識別手段を備えることを特徴とする座標入力装置。」（特許請求の範囲の請求項１）、
　「所定の時間長は、有効入力範囲における最長遅延時間とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の座標入力装置。」（特許請求の範囲の請求項２）、
　が記載され、また座標点の求め方として、甲第１号証に記載されたと同様なやり方で求めることも記載されている。
(５)甲第５号証（特開平２−２１３９２１号公報）
　甲第５号証には、
　「本発明は、座標入力装置、詳しくは座標入力板上の所望の位置に押圧された座標入力ペンの位置を検出し、対象機器に出力する座標入力装置に関するものである。」（第(２)頁左上欄第３〜６行目）、
　「タブレット面を透明部材にすることが容易な抵抗膜方式、超音波振動方式等の座標入力装置では、ペンアップ直後ペンダウン直前等の筆圧の過渡状態にある時の検出座標はゆらぎが大きいのであるが、上記点列データにはこの筆圧が過渡期のデータも含んでいる。」（第(２)頁右上欄第１１行目〜左下欄第１行目）、
　「座標入力板上の所望の位置に押圧された座標入力ペンの位置を検出し、対象機器に出力する座標入力装置において、前記座標入力ペンのアップ／ダウン状態を判別する判別手段と、該検出手段でペンダウンになったことを判別してから所定時間経過後に検出された座標データを順次記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された座標データ郡中の少なくとも最新のデータ以前のデータを出力対象機器に出力する出力手段を備える。」（第(２)頁右下欄第１１行目〜第(３)頁左上欄第３行目）、
　「ペンダウン直後の筆圧過渡的な状態の接続時間は、タブレットの保持状態、ペンの材質、ユーザの筆記動作によって異なるが、概ね数１０msecから１００msec程度である。実施例では割込み処理を１０msec毎に行うものであるから、”K”の値を５〜１０程度にすることで、ベンダウン直後の不確実な座標値データを除去することができる。」（第(４)頁右下欄第１３行目〜第(５)頁左上欄第１行目）、
　「先ず、ステップＳ１０１においてペンアップであるかペンダウンであるかを判別する。ペンアップであった時はステップＳ１０２においてカウンタをゼロクリアし、メインルーチンに復帰する。また、ベンダウンであったときは、ステップＳ１０３に進み、力ウンタの値と”Ｋ＋ｎ−１”とを比較する。この結果、力ウンタの値が”Ｋ＋ｎ−１”、未満であればまだ座標値データを出力する段階になっていないことを示しているからステップＳ１０４以降の処理を行う。
　ステップＳ１０４ではまず、力ウンタを１インクリメントする。そして、次のステップＳ１０５において力ウンタの内容がＫ未満であるか否かを調べる。Ｋ未満のときは、まだペンダウン直後の筆圧過渡期であるからそれ以上の処理は行わずメインルーチンに復帰する。一方、”Ｋ”以上であるときは筆圧安定期であるからステップＳ１０６、Ｓ１０７に進む。ステップＳ１０６においては、各記憶エリア内のデータを次の記憶エリアへ移動させる。然る後、ステップＳ１０７において座標値の検出を行い、この検出座標値データを記憶エリア♯１内に記憶させ、メインルーチンに戻る。」（第(５)頁左下欄第１２行目〜第(６)頁右上欄第２行目）、
　が記載されている。
(６)甲第６号証（特開平２−１０９１１６号公報）
　甲第６号証には、　
  「本発明は座標入力装置、特に移動ペンから入力された振動を振動伝達板に複数設けられた振動センサにより検出して前記振動ペンの振動伝達板上での座標を検出する座標入力装置に関するものである。」（第(１)頁左下欄第２０行目〜右上欄第４行目）、
　「本発明においては、振動ペンから入力された振動を振動伝達板に複数設けられた振動センサにより検出して前記振動ペンの振動伝達板上での座標を検出する座標入力装置において、前記振動センサの出力を可変ゲインで増幅する手段と、この増幅手段の出力レベルに応じて増幅手段のゲインを所定の時定数を介して制御するゲイン制御手段と、前記増幅手段の出力を取り込み振動伝達板上での振動伝達手段を算出しこれに基づいて入力点の座標を検出するとともに、前記時定数を介したゲイン制御が安定するまでの期間前記増幅手段の出力に基づいて検出された座標の初期値を無効化する制御手段を設けた構成を採用した。」（第(２)頁右上欄第７〜２９行目）、
　「第１図(Ｂ)、(Ｃ)に第１図(Ａ)のＶＣＡ回路（電圧制御増幅器）１１２およびレベル検出回路１１３の構成を示す。……ＦＥＴ２０４は端子２０５に第１図(Ｃ)のレベル検出回路１１３から入力される電圧信号に応じて導通比を変化させ、これによってオベアンプ２０２の増幅率が決定される。……　従って、振動センサ６から振動波形が入力されるごとにコンデンサ３０４に入力波形の振幅に応じた電圧が発生するが、この電圧は大きな時定数をもってＶＣＡ回路１１２にフィードバックされ、変化率のゆっくりとした自動ゲイン制御が行われる。以上のようにして信号波形検出回路９に入力される信号は、入力波形の振幅が変化してもほぼ一定の振幅になるように制御される。」（第(３)左下欄第２行目〜第(４)頁左上欄第１４行目）、
　が記載され、また座標点の求め方として、甲第１号証に記載されたと同様なやり方で求めることも記載されている。
(７)甲第７号証（特開平１−１１６８１７号公報）
　甲第７号証には、
　「本発明は弾性波の伝播遅延時間により座標位置を検出する座標入力装置に関し、特に検出精度向上を図った座標入力装置に関するものである」（第(１)頁右下欄第９〜１１行目）、
　「本発明では、センサーの検出信号に対する増幅率が伝播遅延時間に対応して変化する時間変化増幅手段を持ち、かつ、その増幅率を波形検知により制御する手段を持つ事で、伝播遅延時間に応じて変化する検出信号のレベル変化による検出時間誤差を減じ、精度の高い座標検出が可能となる。」（第(２)頁左上欄第１４〜１９行目）、
　「第７図は第５図の前置増幅回路５−１の詳細を示す図である。
　　　………　　………　　………
　　１−３及び１−４は、増幅率を制御するためのトランジスタＴr0、Ｔr1であり、この各々のベースには第８図に示すコントロール０(７−１)、コントロール１(７−２)の制御信号が印加される。
　同構成において、まずリセット時にＴr0、Ｔr1共に、ＯＮ状態とした場合、１−５Ｃ内にチャージが残っていた場合、C内のチャージは１−７r1を通し放電され、……　１−１Ａｍｐのゲインは最少となる。
　スタートタイミングで、１−３Ｔr0がＯＦＦ状態となると、ｒo十ｒ1とCで決定される時定数でＣが充電され、これに伴いＲ0とＲ1で分割された電圧がＦＥＴのゲートに印加され、Ａｍｐゲインは時間と共に増加する。この増加の時定数は、(ｒ0十ｒ1)・Ｃで決定され、例えば第９図で示される様に、８−１の波形の減衰特性に対し、８−３の様な、直線あるいはほぼ直線として、振幅が検出できるよう定数を決定すればよい(８−３)。」（第(４)頁右上欄下から第１２行目〜左下欄第１４行目）、
　が記載され、また座標点の求め方として、甲第１号証に記載されたと同様なやり方で求めることも記載されている。
(８)甲第８号証（特開平６−６７７９４号公報）
　甲第８号証には、
　「本発明は座標入力装置、特に入力された振動を検出し、振動源の位置を特定することで座標位置を入力する座標入力装置に関する。」（段落番号【０００１】）、
　「点状の振動源より振動伝達板に振動を入力し、該振動を検知して振動源の座標を算出する座標入力装置であって、前記振動伝達板に設けられた複数の振動検出手段と、前記複数の振動検出手段のうちの１つの検出手段を基準とし、該基準となる検出手段が振動を検出した時間と、前記検出手段が検出したと同じ振動を他の検出手段が検出した時間との差を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された時間の差を基に、振動源の位置を算出する手段とを備える。
　また、所定の周期で矩形波の信号を発するタイマ手段と、該タイマ手段により発せられる矩形波信号を整流して出力する整流手段と、前記整流手段の出力信号に基づき、前記矩形波の立ち上がりと立ち下がりとで同位相で発振する発振手段とを有する振動入力ペンと、該振動入力手段により入力された振動を検出して座標位置を算出する算出手段とを備える。」（段落番号【０００８】〜段落番号【０００９】）、
　「図２に示すように、振動ペン３に内蔵された振動子４は、ペン電源２１、ペンタイマ２２と発振回路２３とで構成された振動子駆動回路２によって駆動される。振動子４の駆動信号は、ペンタイマ２２によって発せられる任意の周期で繰り返すパルス信号を、発振回路２３によって所定のゲインで増幅された後、振動子４に印可される。駆動信号の前記繰り返しのタイミングは特に演算制御回路１と同期はとられていない。ペンタイマ２２と発振回路２３は同じく振動ペンに内蔵された電池等で構成されるペン電源２１によって電力が供給される。電気的な駆動信号は振動子４によって機械的な振動に変換され、ペン先５を介して振動伝達板８に伝達される。」（段落番号【００１２】）、
　「信号波形検出回路９は各振動センサ６ａ〜６ｄからの信号を検出して、後述する波形検出処理により基準となる振動センサ６ａと、６ｂ〜６ｄへの振動到達タイミングの各時間差を示す信号を生成するが、演算制御回路１には各センサの組合せ毎のこの時間差信号が入力され、基準となる振動センサ例えば６ａとそれ以外の振動センサ６ｂ〜６ｄまでの振動到達時間の差を計時し、そして振動ペンの座標位置を算出する。」（段落番号【００１５】）、
  が記載されている。
４−３．対比・判断
　ここで本件請求項１に係る発明と甲各号証に記載された技術事項とを対比すると、甲各号証には、本件請求項１に係る発明を特定する事項である「それぞれが少なくとも３個の超音波受信素子からなる２つの素子群を備え、一方の素子群を直交座標系の一方の座標軸と平行に、また他方の素子群を他方の座標軸と平行に夫々直線上に配置し、前記一方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である一方の座標を、他方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である他方の座標を算出する」ように構成することについては、記載も示唆もされていない。そして本件請求項１に係る発明は当該事項を具備することにより、明細書に記載されているように「少なくとも３個の受信素子からなる素子群毎に含まれる各素子の配置座標とその受信結果に基づいて座標を算出するので、その算出に用いる各受信素子における受信波形に大きな位相差がないので、位相差に伴う算出誤差を大幅に低減することが可能である。また、簡単な算出式にて座標を求めることができ、演算回路の負担が軽くなるので、コストの低減化を図ることができ、安価な製品を提供することが可能である。」なる格別な効果が生じるものと認められる。よって本件請求項１に係る発明は、甲各号証に記載された技術事項に基づいて当業者が容易に発明できたものではない。したがって、本件請求項１に係る発明の特許は、特許異議の申立ての理由によって取り消すことができない。
　また本件請求項２〜８に係る発明は、本件請求項１に係る発明を引用しており、請求項１に係る発明の構成要件を全て含み、上記したように本件請求項１に係る発明が甲各号証に記載された技術事項に基づいて当業者が容易に発明できたものでない以上、甲各号証に記載された技術事項に基づいて当業者が容易に発明できたものではない。したがって、本件請求項２〜８に係る発明の特許は、特許異議の申立ての理由によって取り消すことができない。
４−４．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１〜８に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１〜８に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年３月１３日（２００１．３．１３）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）本件特許請求の範囲の請求項１である、
　「超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが複数の超音波受信素子からなる２つの素子群を備え、一方の素子群を直交座標系の一方の座標軸と平行に、また他方の素子群を他方の座標軸と平行に夫々直線上に配置し、前記一方の素子群の受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である一方の座標を、他方の素子群の受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である他方の座標を算出するように構成したことを特徴とする超音波座標入力装置。」を、
　「超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが少なくとも３個の超音波受信素子からなる２つの素子群を備え、一方の素子群を直交座標系の一方の座標軸と平行に、また他方の素子群を他方の座標軸と平行に夫々直線上に配置し、前記一方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である一方の座標を、他方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である他方の座標を算出するように構成したことを特徴とする超音波座標入力装置。」に訂正する。
（２）明細書の段落番号【００２０】に記載の、
　「【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが複数の超音波受信素子からなる２つの素子群を備え、一方の素子群を直交座標系の一方の座標軸と平行に、また他方の素子群を他方の座標軸と平行に夫々直線上に配置し、前記一方の素子群の受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である一方の座標を、他方の素子群の受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である他方の座標を算出するように構成したことを特徴とする。」を、
　「【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが少なくとも３個の超音波受信素子からなる２つの素子群を備え、一方の素子群を直交座標系の一方の座標軸と平行に、また他方の素子群を他方の座標軸と平行に夫々直線上に配置し、前記一方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である一方の座標を、他方の素子群に含まれる各素子の配置座標とその受信信号に基づいて直交座標系の超音波入力位置である他方の座標を算出するように構成したことを特徴とする。」に訂正する。
（３）明細書の段落番号【００８２】に記載の、
　「【発明の効果】請求項１に記載の超音波座標入力装置にあっては、複数の受信素子からなる素子群毎にその受信結果に基づいて座標を算出するので、その算出に用いる複数の受信素子における受信波形に大きな位相差がないので、位相差に伴う算出誤差を大幅に低減することが可能である。また、簡単な算出式にて座標を求めることができ、演算回路の負担が軽くなるので、コストの低減化を図ることができ、安価な製品を提供することが可能である。」を、
　「【発明の効果】請求項１に記載の超音波座標入力装置にあっては、少なくとも３個の受信素子からなる素子群毎に含まれる各素子の配置座標とその受信結果に基づいて座標を算出するので、その算出に用いる各受信素子における受信波形に大きな位相差がないので、位相差に伴う算出誤差を大幅に低減することが可能である。また、簡単な算出式にて座標を求めることができ、演算回路の負担が軽くなるので、コストの低減化を図ることができ、安価な製品を提供することが可能である。」に訂正する。
（５４）【発明の名称】
超音波座標入力装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが
少なくとも３個
に含まれる各素子の配置座標とそ
に含まれる各素子の配置座標とそ
　【請求項２】　前記各超音波受信素子が、前記超音波伝播体を伝播する超音波の中で最も速い板波対称波の第１波目の立ち上がりを受信するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の超音波座標入力装置。
　【請求項３】　前記各超音波受信素子は、前記超音波伝播体を伝播する超音波の中で最も速い板波対称波を受信することとし、前記各超音波受信素子にて受信した板波対称波を全波整流し、その第１波目またはその包絡線成分の立ち上がりを検出する検出手段を備え、該検出手段の検出結果に応じて、前記各超音波受信素子相互間における超音波の受信時間差を測定するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の超音波座標入力装置。
　【請求項４】　所定時間内の前記各超音波受信素子における超音波の受信の有無に基づいて、前記超音波入力手段の移動を識別する識別手段を備え、この所定時間として、前記各超音波受信素子相互間における受信時間差の最長時間またはその整数倍と同等かそれ以上の時間を設定するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の超音波座標入力装置。
　【請求項５】　前記各超音波受信素子における受信直後の所定数の受信信号は無視して、その後の超音波受信信号に基づいて超音波入力位置の座標の算出及び／または前記超音波入力手段の移動の識別を行うように構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の超音波座標入力装置。
　【請求項６】　前記各超音波受信素子の受信信号を増幅する増幅器と、前記各超音波受信素子における受信信号の振幅に応じて前記増幅器の増幅率を調整する調整手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波座標入力装置。
　【請求項７】　前記各超音波受信素子の受信信号を増幅する増幅器と、算出した座標に従って超音波入力位置と前記各超音波受信素子との距離を算出し、その算出結果に応じて前記増幅器の増幅率を調整する調整手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波座標入力装置。
　【請求項８】　前記超音波入力手段は、超音波を発振する発振器を有しており、コードレスであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の超音波座標入力装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】本発明は、超音波入力ペン等の超音波入力手段で発生した超音波の伝播を利用して、入力した座標を特定する超音波座標入力装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】コンピュータ技術の発展に伴い、近年新しいマン・マシンインターフェースとして、ペンを用いて手書きの文字，図形などをコンピュータなどの処理装置に入力するペン入力方式を用いた機器が注目を集めている。このペン入力装置では、ディスプレイ装置と座標検出装置とが組み合わされており、ディスプレイ装置の表示画面上でペンを用いて文字などの入力を行うと、座標検出装置によってペンの座標を検出し、その結果に基づいてディスプレイ装置上に各種の情報が表示されるようになっている。
　【０００３】現在、このペン入力装置用の座標検出装置としては、主に電磁誘導方式、抵抗膜方式、超音波方式が知られている。電磁誘導方式は、特殊な受信コイルパターンを配した不透明な座標検出パネルを受信装置として使用するため、ディスプレイ装置の背面にこのパネルを設置する必要がある。抵抗膜方式は、座標検出部として表面全体に特殊な透明導電性薄膜処理を施した抵抗膜ガラスパネルを使用するため、表示光の透過率が減少し、表示されたものが見にくくなるとともに、表示に対する消費電力も増大する。
　【０００４】このような理由により、超音波発生素子を備えた超音波入力ペンから超音波伝播体に超音波を伝播させ、伝播された超音波を超音波伝播体に設けた複数の圧電振動子にて検出して超音波入力ペンの超音波伝播体上での座標を特定するようにした超音波座標入力装置が、広く用いられている。
　【０００５】図１７は、このような超音波座標入力装置の基本構成を示す模式図、図１８は、超音波座標入力装置における座標検出の原理を説明するための図である。図において、４１は超音波を発振する発振用圧電振動子を備えた超音波入力ペンであり、超音波入力ペン４１はコード５１を介して発振用圧電振動子を駆動する駆動回路５２に接続されている。また、超音波入力ペン４１は、超音波を伝播する超音波伝播体４２に接触する先端部を有しており、超音波伝播体４２の周縁部には、超音波伝播体４２を伝播した超音波を受信する複数（本例では２個）の受信素子（受信用圧電振動子）４３が、導電性の接着剤で接着して設けられている。超音波入力ペン４１から発振された超音波が超音波伝播体４２を伝播し、各受信素子４３にて受信される。プリアンプ等を含んだ検出回路４４は、各受信素子４３で受信した超音波を検出して、その検出信号を演算回路４５へ出力する。また、超音波入力ペン４１から超音波が発振された時間情報がコード５１を介して演算回路４５に入力される。演算回路４５は、検出回路４４からの検出信号と超音波入力ペン４１からの発振時間情報とに基づいて後述するような演算を行って、座標を特定する。特定された座標はディスプレイ４６に表示される。
　【０００６】座標検出の原理について説明する。図１８に示すように、超音波入力ペン４１から出力された超音波が、超音波伝播体４２を伝播して２個の受信素子４３に受信されるまでの伝播時間から、座標を求めることが可能である。いま、超音波入力ペン４１で超音波を入力した点をＰ（ｘ，ｙ）、２個の受信素子４３，４３の位置をそれぞれＡ（０，０），Ｂ（Ｌ，０）とし、超音波伝播体４２を伝播する超音波の速度をＣとし、Ｐ−Ａ間の伝播時間をｔ１，Ｐ−Ｂ間の伝播時間をｔ２とすると、以下のようにして点Ｐの座標を特定できる。ここで、Ｌ及びＣは既知の値であり、ｔ１及びｔ２は計測値である。
　　（Ｃ・ｔ１）２＝ｘ２＋ｙ２　　　　　　　　　　　　　…（１）
　　（Ｃ・ｔ２）２＝（Ｌ−ｘ）２＋ｙ２　　　　　　　　　…（２）
（２）−（１）より
　　　ｘ＝｛Ｃ２（ｔ１２−ｔ２２）＋Ｌ２｝÷２Ｌ　　　　…（３）
（１），（３）より
　　　ｙ＝［Ｃ２・ｔ１２−｛Ｌ２
　　　　　　＋Ｃ２（ｔ１２−ｔ２２）｝２÷４Ｌ２］１／２…（４）
　【０００７】また、座標算出の精度を高めるために、他の算出方法として、特開昭６３−１４２２０号公報には、矩形状をなす超音波伝播体の四隅に受信素子をそれぞれ配置し、時間的に先に超音波を受信した３個の受信素子の受信信号に基づいて、超音波入力位置の座標を算出する方法も開示されている。
　【０００８】上述の超音波方式の座標入力装置では、式（３），（４）に示すような簡単な式で入力位置の座標を求めるとは可能である。しかしながら、超音波入力ペン４１から発振した超音波信号が超音波伝播体４２中を伝播して受信素子４３に受信されるまでの伝播遅延時間を測定して座標を算出するので、伝播遅延時間を測定するための基準時間として超音波入力ペン４１から超音波が発振した時間情報を、演算回路４５に入力する必要がある。そのため、超音波入力ペン４１はコード５１によって本体と接続されている必要があり、従来の超音波座標入力装置の場合、コード５１が邪魔になって操作性が悪く、使用者に負担をかけるという問題がある。
　【０００９】このような事情により、超音波入力ペンのコードレス化を図るべく、本発明者は特願平６−１４３５３６号に超音波入力位置の新規な座標算出方法を提案している。以下この方法について説明する。
　【００１０】図１９に示すように、縦Ｈ×横Ｗ（Ｈ＜Ｗ）の超音波伝播体４２の中心を原点（０，０）とし、その四隅部に各１個の受信素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄを設置する。この場合、各受信素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄの座標は（Ｗ／２，Ｈ／２），（Ｗ／２，−Ｈ／２），（−Ｗ／２，Ｈ／２），（−Ｗ／２，−Ｈ／２）となる。ここでは、超音波入力ペン４１が超音波伝播体４２内の点Ｐ（ｘ，ｙ）を指示し、３個の受信素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃの受信信号を用いてこの入力指示位置の座標を算出する場合について説明する。
　【００１１】図２０は、この場合の超音波入力ペン４１の発振信号と、受信素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃの各受信信号とを示す。この場合、受信信号は受信素子４３ａにて最も早く得られ、その後受信素子４３ｂ，４３ｃの順に得られる。そこで、受信素子４３ａ，４３ｂ間と受信素子４３ａ，４３ｃ間との受信時間差Ｔａｂ，Ｔａｃを測定する。
　【００１２】ここで、点Ｐから各受信素子４３ａ，４３ｂ，４３ｃまでの距離をｒａ，ｒｂ，ｒｃとする。一般に座標上の２点間の距離の差が一定な点の集合は、その２点を焦点とする双曲線となる。よって点Ｐから受信素子４３ａ，受信素子４３ｂまでの距離の差ｄａｂと、受信素子４３ａ，受信素子４３ｃまでの距離の差ｄａｃとを測定できれば、点Ｐの座標は、受信素子４３ａ，受信素子４３ｂの設置位置を焦点とする双曲線Ａと、受信素子４３ａ，受信素子４３ｃの設置位置を焦点とする双曲線Ｂとの交点として求めることができる。
このｄａｂとｄａｃとは、音速をＣとすると、受信時間差Ｔａｂ，Ｔａｃを用いて次のように求めることができる。
　【００１３】　　ｄａｂ＝ｒｂ−ｒａ＝Ｃ・Ｔａｂ
　　ｄａｃ＝ｒｃ−ｒａ＝Ｃ・Ｔａｃ　　…（５）
一方、ｒａ，ｒｂ，ｒｃは式（６）のように表せる。
　ｒａ２＝（Ｗ／２−ｘ）２＋（Ｈ／２−ｙ）２
　ｒｂ２＝（Ｗ／２−ｘ）２＋（Ｈ／２＋ｙ）２　　　…（６）
　ｒｃ２＝（Ｗ／２＋ｘ）２＋（Ｈ／２−ｙ）２
これより、
　ｒｃ２−ｒａ２＝（ｒｃ−ｒａ）（ｒｃ＋ｒａ）
　　　　　　　　＝（Ｗ／２＋ｘ）２−（Ｗ／２−ｘ）２＝２Ｗ・ｘ
　ｒｂ２−ｒａ２＝（ｒｂ−ｒａ）（ｒｂ＋ｒａ）
　　　　　　　　＝（Ｈ／２＋ｙ）２−（Ｈ／２−ｙ）２＝２Ｈ・ｙ　　　　　…（７）
　【００１４】式（５），（７）より、
２ｒａ＝（２Ｈ・ｙ−ｄａｂ２）／ｄａｂ＝（２Ｗ・ｘ−ｄａｃ２）／ｄａｃ　…（８）
式（８）より、
　　ｙ＝｛（Ｗ・ｄａｂ）／（Ｈ・ｄａｃ）｝ｘ＋（ｄａｂ／２Ｈ）（ｄａｂ−ｄａｃ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（９）
最後に、式（５）に式（８），（９）を代入して、
　　（Ｗ２・Ｈ２−Ｗ２・ｄａｂ２−Ｈ２・ｄａｃ２）ｘ２
　　　＋Ｗ・ｄａｂ・ｄａｃ（Ｈ２＋ｄａｂ・ｄｂｃ）ｘ
　　　　−ｄａｃ２｛Ｈ２・（Ｗ２−ｄａｃ２）＋（Ｈ２＋ｄａｂ・ｄｂｃ）２｝／４
　　　＝０　　　　　　　　…（１０）
ただし、ｄｂｃ＝ｄａｃ−ｄａｂ
　【００１５】この２次方程式を解いて、
　　ｘ＝｛（ｄａｃ２）／２｝
　　　　　×〔｛Ｈ２（Ｗ２−ｄａｃ２）＋（Ｈ２＋ｄａｂ・ｄｂｃ）２｝／Ｔ〕
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１１）
ただし、
Γ＝Ｗ・ｄａｂ（Ｈ２＋ｄａｂ・ｄｂｃ）＋｛Ｗ２・ｄａｂ２（Ｈ２＋ｄａｂ・ｄｂｃ）２＋
Δ｝１／２
Δ＝（Ｗ２・Ｈ２−Ｗ２・ｄａｂ２−Ｈ２・ｄａｃ２）・｛Ｈ２・（Ｗ２−ｄａｃ２）
＋（Ｈ２＋ｄａｂ・ｄｂｃ）２｝
　【００１６】以上の結果から、式（９），（１１）より点Ｐ（ｘ，ｙ）の座標を算出することができる。このように超音波入力ペン４１の超音波発振タイミングに関係なく測定可能な受信時間差Ｔａｂ，Ｔａｃを用いて座標算出が行えるので、この方法を用いれば、基準時間情報である超音波入力ペン４１の発振時間情報が不必要となって、超音波入力ペン４１をコードレスにすることが可能である。
　【００１７】
　【発明が解決しようとする課題】上述の特願平６−１４３５３６号に提案した方法によって、超音波入力ペンのコードレス化は可能であるが、（ｘ，ｙ）の座標を式（９），（１１）のような極めて複雑な式から求めることになるので、演算回路に負担がかかりコストが増大するという課題が残っている。
　【００１８】また、超音波伝播体に接触させた場合に超音波入力ペンは通常傾くので、超音波伝播体の四隅に受信素子を配置していると、特開昭６１−２８１３２４号公報にも開示されているように、超音波入力ペンと超音波伝播体と受信素子とのなす角度が、それぞれの受信素子によって大幅に異なるので、各受信素子における受信超音波波形の位相が大きくずれて、座標の算出に誤差が生じるという課題もある。
　【００１９】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、簡単な算出式にて超音波入力位置の座標を検出でき、各受信素子における受信超音波波形の位相差に伴う算出誤差を低減でき、さらに超音波入力ペンをコードレスとして操作性が良い超音波座標入力装置を提供することを目的とする。
　【００２０】
　【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、超音波伝播体に超音波入力手段から超音波を入力し、前記超音波伝播体を伝播した超音波を複数の超音波受信素子にて受信し、その受信信号に基づいて超音波入力位置の座標を算出する超音波座標入力装置において、それぞれが
少なくとも３個
に含まれる各素子の配置座標とそ
に含まれる各素子の配置座標とそ
　【００２１】
　【００２２】
　【００２３】
　【００２４】請求項２に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、請求項１に記載の発明において、各超音波受信素子が、超音波伝播体を伝播する超音波の中で最も速い板波対称波の第１波目の立ち上がりを受信するように構成したことを特徴とする。
　【００２５】請求項３に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、請求項１に記載の発明において、各超音波受信素子は、超音波伝播体を伝播する超音波の中で最も速い板波対称波を受信することとし、各超音波受信素子にて受信した板波対称波を全波整流し、その第１波目またはその包絡線成分の立ち上がりを検出する検出手段を備え、検出手段の検出結果に応じて、各超音波受信素子相互間における超音波の受信時間差を測定するように構成したことを特徴とする。
　【００２６】請求項４に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、請求項１に記載の発明において、所定時間内の各超音波受信素子における超音波の受信の有無に基づいて、超音波入力手段の移動を識別する識別手段を備え、この所定時間として、各超音波受信素子相互間における受信時間差の最長時間またはその整数倍と同等かそれ以上の時間を設定するように構成したことを特徴とする。
　【００２７】請求項５に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、各超音波受信素子における受信直後の所定数の受信信号は無視して、その後の超音波受信信号に基づいて超音波入力位置の座標の算出及び／または超音波入力手段の移動の識別を行うように構成したことを特徴とする。
　【００２８】請求項６に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、請求項１に記載の発明において、各超音波受信素子の受信信号を増幅する増幅器と、各超音波受信素子における受信信号の振幅に応じて増幅器の増幅率を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする。
　【００２９】請求項７に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、請求項１に記載の発明において、各超音波受信素子の受信信号を増幅する増幅器と、算出した座標に従って超音波入力位置と各超音波受信素子との距離を算出し、その算出結果に応じて増幅器の増幅率を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする。
　【００３０】請求項８に記載の発明に係る超音波座標入力装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記超音波入力手段は、超音波を発振する発振器を有しており、コードレスであることを特徴とする。
　【００３１】
　【作用】請求項１に記載の発明では、複数の超音波受信素子を２つの素子群に分けて各素子群にて超音波入力位置の座標を算出する。よって、超音波入力手段と超音波伝播体と各超音波受信素子とのなす角の差異を小さくでき、各超音波受信素子における受信超音波波形の位相に大きな違いがなく、算出精度が高い。また、一方の素子群における超音波受信素子の受信結果によって一の座標を検出し、他方の素子群における超音波受信素子の受信結果によって他方の座標を検出する。よって、超音波入力位置の座標が簡単な算出式にて求められる。
　【００３２】
　【００３３】
　【００３４】
　【００３５】請求項２に記載の発明では、超音波伝播体を伝播する超音波の中で最も速い板波対称波の第１波目の立ち上がりを各超音波受信素子にて受信するので、この板波対称波より遅く受信される板波非対称波または超音波伝播体の端部での影響を排除でき、超音波伝播体の周縁部に超音波吸収体を設ける必要はない。
　【００３６】請求項３に記載の発明では、各超音波受信素子にて受信した板波対称波を全波整流し、その第１波目またはその包絡線成分の立ち上がりを検出し、その検出結果に応じて超音波の受信時間差を測定するので、超音波受信信号の第１波目が立ち上がりから始まるか立ち下がりから始まるかが分からなくても、その測定誤差は小さい。
　【００３７】請求項４に記載の発明では、各超音波受信素子相互間における受信時間差の最長時間またはその整数倍と同等かそれ以上の時間を所定時間とし、この所定時間内の各超音波受信素子における超音波の受信の有無に基づいて、超音波入力手段（超音波入力ペン）の移動（アップダウン）を識別するので、超音波入力ペンの超音波伝播体に対する接触，非接触を正確に検出できる。
　【００３８】請求項５に記載の発明では、各超音波受信素子における受信直後の所定数の受信信号は無視して、その後の超音波受信信号に基づいて超音波入力位置の座標の算出及び／または超音波入力手段（超音波入力ペン）の移動の識別を行うので、最初の不安定な超音波受信信号による誤検出を防止できる。
　【００３９】請求項６に記載の発明では、各超音波受信素子における受信信号の振幅に応じて、増幅器の増幅率を調整するので、超音波入力手段（超音波入力ペン）の超音波伝播体に対する接触圧の変化に伴う超音波受信信号のレベルの違いを調整できる。
　【００４０】請求項７に記載の発明では、超音波入力位置と各超音波受信素子との距離の算出結果に応じて、増幅器の増幅率を調整するので、超音波入力手段（超音波入力ペン）の超音波伝播体に対する接触状態の変化に伴う超音波受信信号のレベルの変化を調整して、座標の算出精度は向上する。
　【００４１】請求項８に記載の発明では、超音波入力手段にコードが接続されておらず、使用者の操作性が良好である。
　【００４２】
　【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に説明する。
　【００４３】図１は、本発明の超音波座標入力装置の実施例の概略構成図である。図において、１は座標を指示するための超音波入力ペンであり、超音波入力ペン１は、超音波を発振する発振用圧電振動子１ａとこれを駆動する駆動回路１ｂとを内蔵している。また、２はガラス，アクリル等の超音波信号伝播性を有する材質の矩形状の板からなる超音波伝播体であり、超音波入力ペン１が接触することで該ペンより発振された超音波が超音波伝播体２の内部を伝播していくようになっている。超音波伝播体２の長辺方向の周縁部には一直線上かつ等間隔に、超音波伝播体２を伝播した超音波を受信する３個の受信素子３ａ，３ｂ，３ｃが設けられている。また、超音波伝播体２の短辺方向の周縁部には前記受信素子３ｃを先頭にして２個の受信素子３ｄ，３ｅが一直線上かつ等間隔に設けられている。なお、これらの各受信素子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅは、例えば導電性の接着剤で接着したり、圧着治具を用いることにより、超音波伝播体２上に設置することが可能である。プリアンプ等を含んだ検出回路４は、各受信素子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅで受信した超音波を検出して、その検出信号を演算回路５へ出力する。演算回路５は、検出回路４からの検出信号に基づいて後述するような演算を行って、座標を特定する。特定された座標はディスプレイ６に表示される。
　【００４４】次に、本発明の超音波座標入力装置における座標算出原理について説明する。図２，図３は、超音波入力ペン１で指示した点における超音波伝播体２上の直交座標を算出する原理を説明するための図であり、図２は超音波伝播体２における直交座標系を示し、図３は超音波入力ペン１の発振信号及び受信素子３ａ，３ｂ，３ｃの受信信号を示している。
　【００４５】図２に示すように、縦Ｈ×横Ｗ（Ｈ＜Ｗ）の超音波伝播体２の中心を原点（０，０）とし、ｙ＝Ｈ／２の直線上に３個の受信素子３ａ，３ｂ，３ｃを配置し、ｘ：Ｗ／２の直線上に３個の受信素子３ｃ，３ｄ，３ｅを配置している。これらの各受信素子３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの配置位置の座標はそれぞれ、（−Ｗ／２，Ｈ／２），（０，Ｈ／２），（Ｗ／２，Ｈ／２），（Ｗ／２，０），（Ｗ／２，−Ｈ／２）となる。そして、３個の受信素子３ａ，３ｂ，３ｃにて一方の素子群を構成し、３個の受信素子３ｃ，３ｄ，３ｅにて他方の素子群を構成している。ここで、超音波伝播体２内の点Ｐ（ｘ，ｙ）は超音波入力ペン１による入力指示点である。
　【００４６】そして、一方の素子群（ｙ＝Ｈ／２上に配置された３個の受信素子３ａ，３ｂ，３ｃ）の受信結果から超音波入力位置のｘ座標を算出し、他方の素子群（ｘ＝Ｗ／２上に配置された３個の受信素子３ｃ，３ｄ，３ｅ）の受信結果から超音波入力位置のｙ座標を算出する。まず、ｘ座標を算出する場合について説明する。
　【００４７】点Ｐ（ｘ，ｙ）から各受信素子３ａ，３ｂ，３ｃまでの距離をそれぞれｒ１，ｒ２，ｒ３とすると、以下の式が成り立つ。
　　ｒ１２＝（ｘ＋Ｗ／２）２＋（ｙ−Ｈ／２）２　　　…（１２）
　　ｒ２２＝ｘ２＋（ｙ−Ｈ／２）２　　　　　　　　　…（１３）
　　ｒ３２＝（ｘ−Ｗ／２）２＋（ｙ−Ｈ／２）２　　　…（１４）
式（１２）−（１３），（１４）−（１３）を求めると、以下のようになる。
　　ｒ１２−ｒ２２＝（ｒ１−ｒ２）（ｒ１＋ｒ２）
　　　　　　　　　＝ｘ・Ｗ＋Ｗ２／４　　　　　　　　…（１５）
　　ｒ３２−ｒ２２＝（ｒ３−ｒ２）（ｒ３＋ｒ２）
　　　　　　　　　＝−ｘ・Ｗ＋Ｗ２／４　　　　　　　…（１６）
　【００４８】ここで、ｒ２１＝ｒ１−ｒ２，ｒ２３＝ｒ３−ｒ２とすると、式（１５），（１６）は以下の式（１７），（１８）のようになる。
　　ｒ１２−ｒ２２＝ｒ２１（ｒ２１＋２ｒ２）＝ｘ・Ｗ＋Ｗ２／４　　…（１７）
　　ｒ３２−ｒ２２＝ｒ２３（ｒ２３＋２ｒ２）＝−ｘ・Ｗ＋Ｗ２／４　…（１８）
　【００４９】従って、
２ｒ２＝（ｘ・Ｗ＋Ｗ２／４）／ｒ２１−ｒ２１
＝（−ｘ・Ｗ＋Ｗ２／４）／ｒ２３−ｒ２３
よって、ｘ座標が以下の式（１９）にて求められる。
　　ｘ＝（ｒ２１・ｒ２３／Ｗ＋Ｗ／４）（ｒ２１−ｒ２３）／（ｒ２１＋ｒ２３）…（１９）
　【００５０】次に、ｙ座標を算出する場合について説明する。
　【００５１】点Ｐ（ｘ，ｙ）から各受信素子３ｃ，３ｄ，３ｅまでの距離をそれぞれｒ３，ｒ４，ｒ５とすると、以下の式が成り立つ。
　　ｒ３２＝（ｘ−Ｗ／２）２＋（ｙ−Ｈ／２）２　　　…（２０）
　　ｒ４２＝（ｘ−Ｗ／２）２＋ｙ２　　　　　　　　　…（２１）
　　ｒ５２＝（ｘ−Ｗ／２）２＋（ｙ＋Ｈ／２）２　　　…（２２）
式（２０）−（２１），（２２）−（２１）を求めると、以下のようになる。
　　ｒ３２−ｒ４２＝（ｒ３−ｒ４）（ｒ３＋ｒ４）
　　　　　　　　　＝−ｙ・Ｈ＋Ｈ２／４　　　　　　　…（２３）
　　ｒ５２−ｒ４２＝（ｒ５−ｒ４）（ｒ５＋ｒ４）
　　　　　　　　　＝ｙ・Ｈ＋Ｈ２／４　　　　　　　　…（２４）
　【００５２】ここで、ｒ４３＝ｒ３−ｒ４，ｒ４５＝ｒ５−ｒ４とすると、式（２３），（２４）は以下の式（２５），（２６）のようになる。
　　ｒ３２−ｒ４２＝ｒ４３（ｒ４３＋２ｒ４）＝−ｙ・Ｈ＋Ｈ２／４　…（２５）
　　ｒ５２−ｒ４２＝ｒ４５（ｒ４５＋２ｒ４）＝ｙ・Ｈ＋Ｈ２／４　　…（２６）
　【００５３】従って、
２ｒ４＝（−ｙ・Ｈ＋Ｈ２／４）／ｒ４３−ｒ４３
＝（ｙ・Ｈ＋Ｈ２／４）／ｒ４５−ｒ４５
よって、ｙ座標が以下の式（２７）にて求められる。
　　ｙ＝（ｒ４３・ｒ４５／Ｈ＋Ｈ／４）（ｒ４５−ｒ４３）／（ｒ４３＋ｒ４５）…（２７）
　【００５４】本発明の場合には、超音波入力ペン１が傾いても、超音波入力ペン１と超音波伝播体２と各受信素子とのなす角度が、同一素子群をなす受信素子３ａ，３ｂ，３ｃ及び受信素子３ｃ，３ｄ，３ｅにおいて、各素子群がそれぞれｙ＝Ｈ／２，ｘ＝Ｗ／２上にあるので、鈍角と鋭角などのように極端な差異が見られない。この結果、各素子群における３個ずつの受信素子の受信信号の位相に大きな違いが見られず、算出誤差を低減することができる。
　【００５５】また、本発明では上述したように、一方の座標ｘ（またはｙ）を算出する際の途中で他の座標ｙ（またはｘ）が消去されるので、前述した従来例の算出式（９），（１１）のように複雑でなく、簡単な算出式（１９），（２７）となる。なお、この算出式は一例であり、本発明の算出方法は、一直線上に並んだ複数の受信素子の受信結果を用いることにより、他方の座標の項を含む部分を消去できる点が特徴であるので、この条件を満足する場合には、ｘ座標，ｙ座標の最終的な算出式は式（１９），（２７）に限らない。例えば、図２において（−Ｗ／２，Ｈ／２），（−Ｗ／４，Ｈ／２），（０，Ｈ／２）で示される３点に受信素子を設置し、これらの３個の受信素子の受信結果に基づいて超音波入力位置のｙ座標を求めることも可能である。
　【００５６】また、本発明では、式（１９），（２７）のように、受信素子間の受信時間差（＝距離差÷超音波伝播体２を伝播する超音波の音速）から座標を算出することができる。このように超音波入力ペン１の超音波発振タイミングに関係なく測定可能な受信時間差を用いて座標算出が行えるので、この方法を用いれば、前述した特願平６−１４３５３６号の方法と同様に、基準時間情報である超音波入力ペン１の発振時間情報が不必要となって、超音波入力ペン１をコードレスにすることが可能である。
　【００５７】次に、本発明における受信信号の立ち上がり検出について説明する。図４に示すように、一般に超音波伝播体２中を伝播する超音波信号には、板波対称波（Ｓ０波），板波非対称波（Ａ０波）という特性が異なる２種類の波とそれらの高次モードとが存在する。これらの波は夫々縦波と横波とが複合したものであり、一般的には板厚と周波数とにより音速が異なる。通常、音速はＳ０波が最も速く、受信素子には常に最初に受信される。また、Ｓ０波の方が、波形の群速度と位相速度との速度が異なる分散性の影響が小さいため、伝播時間計測時の受信波形の立ち上がり検出には優れている。
　【００５８】特に、従来の超音波座標入力装置では、伝播時間測定開始タイミングとして超音波入力ペンの駆動パルス等立ち上がりが明確な信号を使用できたのに対し、本発明では、受信時間差の測定開始・終了の両タイミングとも超音波受信波形を用いなければならず、従来より誤差の要因が大きくなっている。そのため、本発明では比較的受信波形の立ち上がり検出に適したＳ０波を用いている。
　【００５９】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に、本実施例における検出回路４の内部構成例を示し、図６に図５の各部（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）における信号波形を示す。
　【００６０】図５（ａ）に示す第１例の検出回路４は、入力受信信号を増幅する増幅器１１とコンパレータ回路１２とを備えており、この立ち上がり検出の第１例は、超音波受信信号の１波目のレベルをコンパレータ回路１２で比較し、これが所定のスレッシュホールドレベルを越えたら立ち上がりとして検出する方法である。しかしながら、この方法では、超音波受信信号の１波目のレベルがスレッシュホールドレベル以下であった場合、２波目以降を用いて立ち上がり検出を行う。この場合、測定した受信時間差が１波長分の誤差を含んでしまう。また、１波目が立ち上がりから始まるか、立ち下がりから始まるかによっても、１／２波長分の誤差を含んでしまう。
　【００６１】そこで、図５（ｂ）に示す第２例の検出回路４は、増幅器１１と全波整流回路１３とコンパレータ回路１２とを備えており、この立ち上がり検出の第２例は、超音波受信信号を全波整流回路１３にて全波整流し、この信号の１波目のレベルをコンパレータ回路１２で比較し、これが所定のスレッシュホールドレベルを越えたら立ち上がりとして検出する方法である。この方法では、超音波受信信号の１波目のレベルがスレッシュホールドレベル以下のため、２波目以降を用いて立ち上がり検出を行っても、測定した受信時間差は１／２波長分の誤差しか含まず、第１例の半分で済む。
　【００６２】図５（ｃ）に示す第３例の検出回路４は、増幅器１１と全波整流回路１３とローパスフィルタ（または直交検波回路）１４とコンパレータ回路１２とを備えており、この立ち上がり検出の第３例は、超音波受信信号を全波整流回路１３にて全波整流し、この信号の包絡線成分をローパスフィルタ（または直交検波回路）１４を用いて検出し、このレベルをコンパレータ回路１２で比較し、これがあるスレッシュホールドレベルを越えたら立ち上がりとして検出する方法である。この方法では、超音波受信信号の１波目のレベルがスレッシュホールドレベル以下でも、測定した受信時間差は１／２波長分以下の誤差しか含まなくて済む。
　【００６３】このように、超音波伝播体２中を伝播する超音波信号のうち、最も音速が速く、最も速く超音波受信器によって受信されるＳ０波の、さらに第１波目の立ち上がりを検出して座標算出を行うため、立ち上がり検出の際にこれより遅く検出される超音波伝播体２の端部からの反射波の影響を受けることがない。従って、超音波伝播体２の端部からの反射波を吸収するための超音波吸収体を、その周辺部に取り付ける必要が無くなり、より小型な超音波座標入力装置を実現することが可能となっている。
　【００６４】次に、本発明における超音波入力ペン１が超音波伝播体２に接触した・離れたことを認識する超音波入力ペン１のアップダウン検出動作の詳細について説明する。
　【００６５】図７に超音波入力ペン１のアップダウン検出の第１例を示す。超音波入力ペン１が超音波伝播体２に接触した場合、受信素子３に超音波信号が受信されるため、超音波入力ペン１が接触した（ダウンした）と認識できる。その後、超音波入力ペン１は周期ＴＯごとに超音波パルス信号を発振する。
　【００６６】ここで、１個の受信素子３に注目した場合、ある超音波受信信号Ｓｎは、超音波伝播体２中の伝播遅延時間Ｔｎを考慮すると、その直前の超音波受信信号Ｓｎ−１よりＴＯ＋（Ｔｎ−Ｔｎ−１）後に受信される。（Ｔｎ−Ｔｎ−１）は超音波入力ペン１が１周期の間に受信素子３の最近傍から超音波伝播体２上の最遠点に移動した場合に最大値Ｔｍａｘを取る。そのため、受信素子３が超音波受信信号を受信した後にＴＯ＋Ｔｍａｘ以内に次の超音波受信信号を受信した場合には、超音波入力ペン１がダウンしていると認識され、逆にＴＯ＋Ｔｍａｘまたはそれ以上の時間が経過しても次の超音波受信信号が受信されない場合には、超音波入力ペン１が超音波伝播体２から離れた（アップした）と認識される。
　【００６７】この超音波入力ペン１のアップダウン検出用の時間ＴＯ＋Ｔｍａｘの計測には、専用の計時カウンタを用いてもよいし、受信時間差を測定する際のカウンタを併用することも可能である。さらにソフトウェア的に測定することも可能である。
　【００６８】なお、超音波伝播体２上の傷、または、超音波入力ペン１への筆圧のかけ具合い等のため、超音波入力ペン１をアップする意思が無いにも関わらず、１乃至数波の超音波受信信号が受信されない場合がある。この場合、超音波入力ペン１のアップダウン検出に多少の冗長性を持たせた方が操作性は向上する場合がある。そこで、連続してＮ波分の超音波受信信号が受信されなかった場合に超音波入力ペン１がアップしたと認識するように、超音波入力ペン１のアップダウン検出用の時間を（ＴＯ＋Ｔｍａｘ）×Ｎまたはそれ以上とすることも可能である。
　【００６９】また、図８に超音波入力ペン１のアップダウン検出の第２例を示す。この第２例では、複数の超音波受信信号を用いて超音波入力ペン１のアップダウン検出を行う。前述したように、受信素子間の超音波受信信号の受信時間差を用いて座標算出を行っているが、この受信時間差は、超音波入力ペン１が受信素子の最近傍に来たとき最大値Ｔｍａｘを取る。そこで、最初の超音波受信信号Ｓａを受信素子３ａにて受信した後にＴｍａｘ以内に他の受信素子３ｂ，３ｃによる超音波受信信号Ｓｂ，Ｓｃが受信された場合には、超音波入力ペン１が超音波伝播体２に接触しており、正規の座標入力が行われていると認識される。逆に、最初の超音波受信信号Ｓａを受信した後にＴｍａｘ乃至それ以上の時間が経過しても他の受信素子３ｂ，３ｃによる超音波受信信号Ｓｂ，Ｓｃが受信されなかった場合には、超音波入力ペン１がアップしていると認識される。この経過時間は、受信時間差測定用の計時カウンタのオーバーフロー等によって測定することが可能である。
　【００７０】ところで、図９に示すように、通常、超音波入力ペン１が超音波伝播体２にダウンされてから、接触状態が安定して超音波受信信号の波形，レベルが安定するまでには、超音波受信信号で数波分の時間がかかる。この間は、座標算出精度は格段に低下する。そこで、超音波入力ペン１が超音波伝播体２に接触した直後から、受信素子によって受信される超音波受信信号のうち、最初のＮ個の受信信号は無視して、座標算出，超音波入力ペン１のアップダウン識別を行わず、Ｎ＋１個以降の超音波受信信号を有効受信信号として、座標算出，超音波入力ペン１のアップダウン識別を行うことにより、ベンダウン直後の座標算出精度の低下を排除することができる。
　【００７１】上述したように接触直後の不安定な受信信号を無視するためには、不安定な時期にパルスを出力しないようにするか、または、最初の不安定な受信信号によるパルスについては受信時間差を測定しないようにすればよい。
　【００７２】次に、本発明における検出回路４内の増幅率の調整について説明する。超音波座標入力装置では、超音波入力ペン１を超音波伝播体２に接触させた場合、ペンの持ち方または筆圧など個人の特性によって超音波受信信号のレベルが大きく異なることがある。また軌跡を描く場合、その接触状態または筆圧の変化等のために、超音波受信信号のレベルが大きく変化してしまう。これは座標算出精度に大きな影響を与えることになる。従って、超音波受信信号のレベルを出来る限り一定に保つようにする必要がある。
　【００７３】図１０に、超音波受信信号のレベルを一定に保つための第１例を示す。ここでは、有効受信信号の第１波目を座標算出には使用しない。この受信信号のレベルをピークホールド回路またはＡ／Ｄ変換回路を用いて測定する。このレベルに合わせて、検出回路４内における増幅器１（図５参照）の増幅率を調整する。以後はこの増幅率にて受信信号を増幅し、座標算出等を行う。これによって、個人の特性による超音波受信信号のレベルの違いを調整することが可能となる。
　【００７４】図１１に、超音波受信信号のレベルを一定に保つための第２例を示す。ここでは、各受信素子３間の受信時間差から超音波入力ペン１が指し示している座標値を求めた後、逆演算を用いて超音波入力ペン１が指し示している座標値から、各受信素子３までの距離を算出する。この距離に基づいて、検出回路４内の増幅器１１の増幅率を調整する。すなわち、受信素子３までの距離が遠いほど超音波受信信号のレベルが低下するため、距離が遠い受信素子３に対応する検出回路４内の増幅器１１の増幅率を大きくして、超音波受信信号のレベルが一定になるようにする。これにより、軌跡を描く場合の超音波入力ペン１の接触状態，筆圧の変化等による超音波受信信号のレベル変化を低減し、座標算出精度を向上させることが可能となる。
　【００７５】ところで、超音波を受信する受信素子として圧電振動子を用いる場合、その圧電振動子１７は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、例えばＰＺＴ系の圧電セラミックス等からなる圧電体１７ａの表裏に電極１７ｂ，１７ｂを形成して構成する。また、その圧電振動子１７の形状は、図１２（ａ）のように正四角柱状、または図１２（ｂ）のように円柱状とする。このような形状は適宜選択することが可能であるが、正四角柱状とした場合は大きな振動子板から所望の形状のものを多数個容易に製作することができるので、コストの低減になる。一方、円柱状とした場合は、受信感度の指向性が無指向性となり、受信素子として好都合となる。
　【００７６】さらにここで、正四角柱の場合はその底面の一辺の長さＬ、円柱の場合はその直径Ｄを、圧電振動子を接着するための接着剤，超音波伝播体等の材料によって、圧電振動子を伝播する超音波の波長の１／２、または超音波伝播体を伝播する超音波の波長の１／２にすることを、適宜選択することにより、受信感度をより向上させることができる。勿論、圧電振動子の高さまたは厚さは、ＬまたはＤに対して、音響的に（周波数的に）無視できる寸法とすることが望ましいのは言うまでもない。
　【００７７】また、上記実施例において、図１３に示すように、超音波入力ペン１に接触する超音波伝播体２の超音波入力面の反対面にすべての受信素子（圧電振動子１７）を配置する構造をとった場合、超音波入力面全体に突起物がなくなり、例えば枠を成形する場合等において、超音波入力面からの高さを低くまたは薄くおさえることが可能となり、枠が入力の際に邪魔になるという問題点がなくなる。
　【００７８】また、超音波伝播体２の表裏面（超音波入力面及びその反対面）に、例えば図１４に示すような分極方向をなした圧電振動子１７を配置することにより、レベルが高いＡ波の影響をなくすことができ、伝播速度が速いＳ波を積極的に受信することができる。またＳ波の影響をなくし、Ａ波を積極的に受信する場合は、超音波伝播体２の表裏面に、例えば図１５に示すような分極方向をなした圧電振動子１７を配置する。
　【００７９】更に、超音波座標入力装置を一枚のタブレットとして用い、検出座標データを他のディスプレイに表示させることができる。図１６に示すように、超音波伝播体２を透明な材質、例えばガラス，エポキシ樹脂，アクリル樹脂等にすれば、超音波伝播体２をディスプレイ６上に載置することにより、ペン入力コンビュータは勿論のこと、ワードプロセッサ，ＣＡＤ等へのアプリケーションが広がる。
　【００８０】また、本発明による超音波方式のペン入力の場合、超音波伝播体は例えば一般的なソーダガラスを用いて、複数個の受信素子が配置されているだけの簡単な構成であり、更に、他の電磁誘導方式，抵抗膜方式等と異なって特殊な電極形成工程等が不必要であるので、ディスプレイが小型の場合は勿論のこと、大型になっても何ら構成に変化はない。従って、特に大きなディスプレイに対応する際など、電極形成工程による歩留りの低下等の問題は全く発生しない。
　【００８１】更に、超音波伝播体の多少のたわみは超音波の伝播特性に大きな影響はないので、表示面がフラットであるプラズマ・ディスプレイ，液晶ディスプレイでも、表示面がフラットでないＣＲＴでも何ら問題はない。
　【００８２】
　【発明の効果】請求項１に記載の超音波座標入力装置にあっては、
少なくとも３個
含まれる各素子の配置座標と
各
　【００８３】請求項２に記載の超音波座標入力装置にあっては、超音波伝播体を伝播する超音波の中で最も速い板波対称波の第１波目の立ち上がりを各超音波受信素子にて受信するので、この板波対称波より遅く受信される板波非対称波または超音波伝播体の端部での影響を排除でき、超音波伝播体の周縁部に超音波吸収体を設ける必要はない。請求項３に記載の超音波座標入力装置にあっては、各超音波受信素子にて受信した板波対称波を全波整流し、その第１波目またはその包絡線成分の立ち上がりを検出し、その検出結果に応じて超音波の受信時間差を測定するので、超音波受信信号の第１波目が立ち上がりから始まるか立ち下がりから始まるかが分からなくても、その測定誤差は小さい。請求項４に記載の超音波座標入力装置にあっては、各超音波受信素子相互間における受信時間差の最長時間またはその整数倍と同等かそれ以上の時間を所定時間とし、この所定時間内の各超音波受信素子における超音波の受信の有無に基づいて、超音波入力手段（超音波入力ペン）の移動（アップダウン）を識別するので、超音波入力ペンの超音波伝播体に対する接触，非接触を正確に検出できる。
　【００８４】請求項５に記載の超音波座標入力装置にあっては、各超音波受信素子における受信直後の所定数の受信信号は無視して、その後の超音波受信信号に基づいて超音波入力位置の座標の算出及び／または超音波入力手段（超音波入力ペン）の移動の識別を行うので、最初の不安定な超音波受信信号による誤検出を防止できる。請求項６に記載の超音波座標入力装置にあっては、各超音波受信素子における受信信号の振幅に応じて、増幅器の増幅率を調整するので、超音波入力手段（超音波入力ペン）の超音波伝播体に対する接触圧の変化に伴う超音波受信信号のレベルの違いを調整できる。請求項７に記載の超音波座標入力装置にあっては、超音波入力位置と各超音波受信素子との距離の算出結果に応じて、増幅器の増幅率を調整するので、超音波入力手段（超音波入力ペン）の超音波伝播体に対する接触状態の変化に伴う超音波受信信号のレベルの変化を調整して、座標の算出精度は向上する。請求項８に記載の超音波座標入力装置にあっては、各受信素子間における超音波の受信時間差を測定し、その測定結果に基づいて超音波入力位置の座標を算出する構成としたので、超音波入力ペンと本体とをコードで接続する必要がなくなり、超音波入力ペンをコードレス構成とすることができ、操作性に優れたコードレス超音波座標入力装置が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の超音波座標入力装置の構成図である。
　【図２】本発明の超音波座標入力装置における座標の算出原理を説明するための超音波伝播体における直交座標系を示す図である。
　【図３】本発明の超音波座標入力装置における座標の算出原理を説明するための超音波入力ペンの発振信号及び受信素子の受信信号を示す図である。
　【図４】２種類の超音波信号の特徴を示す波形図である。
　【図５】本発明の超音波座標入力装置の検出回路の構成図である。
　【図６】検出回路の各部における波形図である。
　【図７】超音波入力ペンのアップダウン検出の一例を説明するための波形図である。
　【図８】超音波入力ペンのアップダウン検出の他の例を説明するための波形図である。
　【図９】不安定な超音波受信信号の除去を説明するための波形図である。
　【図１０】検出回路の増幅器の増幅率の自動調整の一例を説明するための図である。
　【図１１】検出回路の増幅器の増幅率の自動調整の他の例を説明するための図である。
　【図１２】超音波受信素子である圧電振動子の形状を示す断面図である。
　【図１３】圧電振動子の超音波伝播体への設置例を示す断面図である。
　【図１４】圧電振動子の超音波伝播体への設置例を示す断面図である。
　【図１５】圧電振動子の超音波伝播体への設置例を示す断面図である。
　【図１６】超音波伝播体のディスプレイヘの載置例を示す模式図である。
　【図１７】従来の超音波座標入力装置の構成図である。
　【図１８】従来の超音波座標入力装置における座標検出の原理を説明するための図である。
　【図１９】先願の超音波座標入力装置における座標の算出原理の説明をするための超音波伝播体における直交座標系を示す図である。
　【図２０】先願の超音波座標入力装置における座標の算出原理の説明をするための超音波入力ペンの発振信号及び受信素子の受信信号を示す図である。
　【符号の説明】１　超音波入力ペン
　１ａ　発振用圧電振動子
　１ｂ　駆動回路
　２　　超音波伝播体
　３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３　受信素子
　４　　検出回路
　５　　演算回路
　６　　ディスプレイ
　１１　増幅器
　１２　コンパレータ回路
　１３　全波整流回路
　１４　ローパスフィルタ（または直交検波回路）