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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Berührungsfeldvorrichtung zum Detektieren
einer Berührung
durch einen Finger oder ein Objekt, wie beispielsweise einen Stift,
auf ihr, im besonderen eine Berührungsfeldvorrichtung,
bei der ein interdigitaler Transducer (im folgenden als "IDT" bezeichnet) zum Detektieren
einer berührten
Position verwendet wird, indem eine Abschwächung oder Unterbrechung einer
akustischen Oberflächenwelle
(surface acoustic wave; im folgenden als "SAW" bezeichnet)
gefühlt wird.
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Einhergehend
mit der wachsenden Popularität
von Computersystemen, die hauptsächlich
durch Personalcomputer verkörpert
werden, haben Vorrichtungen zum Eingeben von neuen Informationen
oder Ausgeben von verschiedenen Instruktionen an ein Computersystem
durch Berührung
auf einem Bildschirm einer Anzeigevorrichtung, auf der Informationen
durch ein Computersystem angezeigt werden, mit einem Finger oder
Stift breite Verwendung gefunden. Wenn eine Eingabeoperation durch
ein Berührungsverfahren
als Antwort auf Informationen ausgeführt wird, die auf einem Bildschirm
einer Anzeigevorrichtung eines Personalcomputers, etc. angezeigt werden,
muß eine
berührte
Position (angezeigte Position) mit hoher Genauigkeit detektiert
werden.
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Zwei
populäre
Typen von Berührungsfeldvorrichtungen
zum Detektieren einer mit einem Finger oder Stift berührten Position
sind der Typ, der mit einem Widerstandsfilm versehen ist, und der
Typ, bei dem Ultraschallwellen verwendet werden. Der erstere Typ
mit dem Widerstandsfilm detektiert eine Veränderung eines Teilspannungsverhältnisses,
die durch eine Berührung
auf dem Widerstandsfilm durch ein Objekt verursacht wird. Eine Vorrichtung dieses
Typs hat den Vorteil des niedrigen Energieverbrauchs, aber den Nachteil hinsichtlich
solcher Aspekte wie der Reaktionszeit, der Detektionsleistung und
der Haltbarkeit.
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Andererseits
breitet der Typ, bei dem Ultraschallwellen genutzt werden, eine
SAW zum Beispiel auf einem nichtpiezoelektrischen Substrat aus,
so daß eine
Position, die durch ein Objekt berührt wird, durch Fühlen einer
Abschwächung
der SAW detektiert wird, die durch eine Berührung auf dem nichtpiezoelektrischen
Substrat mit einem Objekt, wie etwa einem Stift, bewirkt wird. Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Studien und die Entwicklung
einer Berührungsfeldvorrichtung
verfolgt, bei der ein IDT, der als Fertigungsreihe durch ein Photolithographieverfahren
gebildet werden kann, als Transducer zum Anregen oder Empfangen
von SAWs verwendet wird. In solch einer Berührungsfeldvorrichtung wird ein
Element, das aus einem IDT und einem piezoelektrischen Dünnfilm gebildet
ist, als Anregungselement zum Erzeugen von SAWs oder als Empfangselement
zum Empfangen der ausgebreiteten SAWs eingesetzt.
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1 ist
eine schematische Zeichnung, die eine Konfiguration einer herkömmlichen
Berührungsfeldvorrichtung
zeigt, bei der IDTs auf die obenerwähnte Weise verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 1 bezeichnet Bezugszeichen 60 ein rechteckiges
nichtpiezoelektrisches Substrat, das zum Beispiel aus einem Glasmaterial
ist, und auf einem von den jeweiligen Endabschnitten (Seiten) in der
X-Richtung und Y-Richtung
des nichtpiezoelektrischen Substrats 60 ist eine Vielzahl
von Anregungselementen 65, die einen Eingangs-IDT und einen
piezoelektrischen Dünnfilm
zur SAW-Anregung umfassen, auf solch eine weise ausgerichtet, daß jedes
von ihnen jeder von einer Vielzahl von Spuren entspricht. Ferner
ist auf den verbleibenden zwei Seiten des Substrats 60 eine Vielzahl
von Empfangselementen 66, die einen Ausgangs-IDT und einen
piezoelektrischen Dünnfilm
umfassen, zum Empfangen von SAWs so ausgerichtet, um den Anregungselementen 65 gegenüberzuliegen
(zugewandt zu sein).
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In
der Berührungsfeldvorrichtung
von 1 werden elektrische Signale jedem der Anregungselemente 65 eingegeben,
um eine SAW anzuregen, die sich dann auf dem nichtpiezoelektrischen
Substrat 60 ausbreitet, und jedes der Empfangselemente 66 empfängt die
ausgebreitete SAW. Wenn jedoch ein Objekt das nichtpiezoelektrische
Substrat 60 auf einer Ausbreitungsroute der SAW berührt, wird
die SAW abgeschwächt.
Ob ein Objekt berührt
wurde, und eine Position, wo dies geschah, kann deshalb detektiert
werden, indem gefühlt
wird, ob eine Abschwächung
eines durch die Empfangselemente 66 empfangenen Signalpegels
stattgefunden hat.
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Ferner
haben die Erfinder der Erfindung eine Berührungsfeldvorrichtung vorgeschlagen,
bei der Anregungselemente und Empfangselemente so angeordnet sind,
um eine SAW diagonal (längs
diagonaler Linien) auszubreiten. 2 ist eine
schematische Zeichnung, die eine Konfiguration von Elektroden der
genannten Berührungsfeldvorrichtung
zeigt. Unter Bezugnahme auf 2 ist Bezugszeichen 70 ein
rechteckiges nichtpiezoelektrisches Substrat, das zum Beispiel aus
einem Glasmaterial ist, und ein zentraler Bereich, der von gestrichelten
Linien umgeben ist, ist eine Detektionsregion 70a, wo eine
berührte Position
detektiert werden kann.
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In
der Rahmenregion außerhalb
der Detektionsregion 70a, die dem peripheren Bereich des nichtpiezoelektrischen
Substrats 70 entspricht, sind vier IDTs 71 plaziert.
Jeder IDT 71 ist mit Buselektroden 72, 72 versehen,
die einander gegenüberliegen und
jeweilig kammförmige
Elektrodenfinger 73 umfassen, die auf halbem Wege gebogen
sind und alternierend angeordnet sind. Durch solch eine Anordnung
wird eine Reihe von kammförmigen
Elektrodenfingern 73 gebildet, die in zwei Richtungen von
der gegenüberliegenden
Richtung der Buselektroden 72, 72 geneigt sind,
wodurch die SAW-Anregung in zwei Richtungen und der SAW-Empfang
aus zwei Richtungen ermöglicht
wird. Bei diesem Beispiel fungieren IDTs 71 auf den oberen
und unteren Seiten als Anregungselemente zum gleichzeitigen Erzeugen von
Wellen in zwei verschiedenen Richtungen, während IDTs 71 auf
den linken und rechten Seiten als Empfangselemente zum Empfang von
Wellen aus zwei verschiedenen Richtungen dienen.
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Auf
den oberen und unteren Seiten sind Anschlüsse 74, 74 zum
Eingeben und Erden vorgesehen, die mit Buselektroden 72 der
jeweiligen IDTs 71 verbunden sind. Ferner sind Anschlüsse 74, 74 zum Ausgeben
und Erden, die mit Buselektroden 72 der jeweiligen IDTs 71 verbunden
sind, auf den linken und rechten Seiten vorgesehen. Mit jedem der
Anschlüsse 74 sind
jeweilige Anschlußleitungen 77 verbunden.
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3 ist
eine schematische Zeichnung eines flexiblen Substrats 78,
das 2 entspricht. Auf dem flexiblen Substrat 78 ist
ein Leitermuster 79 an einer Position gebildet, die den
Anschlußleitungen 77 entspricht.
Wenn solch ein flexibles Substrat 78 über einer Elektrodenkonfiguration
plaziert wird, die in 2 gezeigt ist, wird eine Berührungsfeldvorrichtung
gebildet.
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Unter
dem Gesichtspunkt des Montageprozesses ist es vorteilhaft, das flexible
Substrat 78 zum Herausziehen von Signalen von einer Berührungsfeldvorrichtung
zu nutzen. IDTs 71, die von langen Buselektroden 72 umgeben
sind, wie in 2 und 3 gezeigt,
sind auf den Seiten in der Rahmenregion angeordnet, die der Detektionsregion 70a näher sind,
um die herum die Anschlußleitungen 77 angeordnet
sind, und alle Anschlußleitungen 77 sind
auf einer Seite vereinigt. Die auf diese Weise vereinigten Anschlußleitungen 77 sind
mit einer äußeren Schaltung
durch das Leitermuster 79 auf dem flexiblen Substrat 78 verbunden.
Da nun die Rahmenregion ein Bereich ist, wo eine berührte Position
nicht detektiert werden kann, stellt das Minimieren des Bereiches
der Rahmenregion einen kritischen Faktor zum Erhöhen eines Produktwertes dar,
und zu solch einem Zweck ist es wichtig, die Breite der Buselektroden 72 und
der Anschlußleitungen 77 zu
verengen.
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In
einer herkömmlichen
Konfiguration ist das Problem vorhanden, wie in 2 und 3 gezeigt, daß die Intensität der empfangenen
SAW auf Grund eines Widerstandsverlustes verringert wird, der verursacht
wird, während
ein Signal durch jede der langen Buselektroden der über das
gesamte Feld angeordneten IDTs übertragen
wird. Um solch einen Widerstandsverlust zu verhindern, ist es erforderlich, die
Breite der Buselektroden und Anschlußleitungen zu vergrößern, was
jedoch im Widerspruch zum Zweck des Minimierens des Bereichs der
Rahmenregion steht. Indessen könnte
es eine andere Option sein, die Filmdicke der obenerwähnten Komponenten
zu erhöhen,
aber in diesem Fall ist immer noch das Problem vorhanden, daß der Produktionsprozeß komplizierter
wird, weil sich die optimale Bedingung der Filmdicke zwischen der
Anregungs-/Empfangseinheit (IDT) und der Übertragungseinheit (Buselektroden
und Anschlußleitungen)
unterscheidet.
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JP
07 036605A offenbart eine Berührungsfeldvorrichtung
gemäß der Präambel von
Anspruch 1. Jede Seite des Feldes ist aus drei Sende- oder Transducerregionen
gebildet.
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Daher
ist es wünschenswert,
eine Berührungsfeldvorrichtung
vorzusehen, bei der ein Widerstandsverlust in einer Übertragungseinheit
minimiert werden kann, ohne eine Rahmenregion zu vergrößern.
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Es
ist auch wünschenswert,
eine Berührungsfeldvorrichtung
vorzusehen, bei der die Rahmenregion weiter verengt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Berührungsfeldvorrichtung
vorgesehen, in der interdigitale Transducer (IDTS] zum Anregen oder
Empfangen von akustischen Oberflächenwellen
vorgesehen sind, wobei jeder IDT ein Paar von einander zugewandeten
Buselektroden umfaßt,
die längs
der Seiten einer Detektionsregion der Berührungsfeldvorrichtung orientiert
sind und auf einem peripheren Bereich eines Substrats so plaziert
sind, daß eine
Buselektrode des Paares näher
als die andere Buselektrode an der Detektionsregion positioniert
ist, und kammartige Elektrodenfinger, die sich zwischen den einander
zugewandten Buselektroden erstrecken und alternierend mit ihnen
verbunden sind; dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner wenigstens eine
Ziehelektrode umfaßt,
die mit der Buselektrode verbunden ist, die näher an der Detektionsregion
positioniert ist, und zu der Seite des peripheren Bereichs des Substrats
herausgeführt
ist.
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Somit
verbinden die Ziehelektroden die innere Buselektrode elektrisch
mit der äußeren Region des
Substrats, indem sie die Innenseite des IDT durchlaufen. Als Resultat
durchlaufen Signale die Ziehelektroden, statt eines nach dem anderen
durch langgestreckte Buselektroden übertragen zu werden, so daß der Widerstandverlust
in den Buselektroden reduziert wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der IDT auf Grund des Segmentierens durch die Ziehelektrode
geteilt.
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In
dieser Ausführungsform
ist der IDT durch die Ziehelektrode vorzugsweise gleichmäßig in eine Vielzahl
von wiederholten Regionen segmentiert. Als Resultat wird die Konvertierungseffektivität von SAWs,
die auf jeder Seite angeregt werden, ausgeglichen, weshalb der Konvertierungsprozeß vereinfacht
werden kann.
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Vorzugsweise
ist die Ziehelektrode auch so angeordnet, daß die Impedanz von jeder segmentierten
Region des IDT dieselbe ist. Als Resultat kann die Anregungseffektivität ausgeglichen
werden (gleichförmig
gemacht werden).
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Zusätzlich ist
die elektrostatische Kapazität von
jeder segmentierten Region des IDT vorzugsweise gleich. Als Resultat
kann eine stabilisierte Antriebsdetektion erfolgen.
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Darüber hinaus
kann eine Vielzahl von Ziehelektroden vorgesehen sein, deren Impedanz
dieselbe ist, indem gewährleistet
wird, daß der
Widerstandswert von jeder von der Vielzahl von Ziehelektroden gleich
ist. Als Resultat kann der Einfluß des Widerstandsverlustes
auf die Eingabe oder Ausgabe von Signalen innerhalb eines gewissen
Niveaus in jeder segmentierten Region beschränkt sein.
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In
jeder der obigen Ausführungsformen
beträgt
die Breite der Ziehelektrode vorzugsweise (3/8 + n)λ (λ: Wellenlänge der
SAW, n: eine ganze Zahl, die nicht negativ ist). Auf diese Weise
kann eine Vorhersage der Charakteristiken auf der Basis von Konstruktionsparametern
erfolgen, und ein Abfall der Anregungseffektivität kann verhindert werden.
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Praktischerweise
ist die Ziehelektrode, die bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz
kommt, aus Metall (z. B. ein Metallstreifen-Array). Als Resultat
kann ein Unterdrückungseffekt
einer reflektierten Welle auch von der Ziehelektrode erwartet werden, und
der Einfluß von
unnötigen
mechanischen Reflexionen, die in dem IDT auftreten können, kann
gemildert werden.
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Zusätzlich ist
vorzugsweise wenigstens ein Kissen, das mit der Ziehelektrode verbunden
ist, innerhalb der Buselektrode vorgesehen. Als Resultat kann der
Widerstand verringert werden, indem die Leitereinheit (Konduktanz)
der Buselektrode genutzt wird, und die Rahmenregion kann verengt
werden, indem der Bereich für
das Kissen weggelassen wird. Darüber
hinaus kann das Risiko eines unvollständigen Kontaktes minimiert
werden, woraus eine verbesserte Ausbeute resultiert.
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Bei
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
die Vorrichtung ferner wenigstens ein Kissen, das in der Ziehelektrode
plaziert ist, und ein flexibles Substrat mit wenigstens einer Verbindungseinheit,
die den Kissen entspricht.
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In
der Berührungsfeldvorrichtung
dieser Ausführungsform
ist ein flexibles Substrat so vorgesehen, daß Widerstandsverluste weiter
reduziert werden können
und die Übertragung
stabilisiert werden kann.
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Das
flexible Substrat ist vorzugsweise so angeordnet, um den IDT zu
bedecken. Auf diese Weise kann das flexible Substrat auch als Pufferglied
gegenüber
einem unerwarteten Stoß dienen,
woraus eine höhere
Zuverlässigkeit
resultiert.
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Zusätzlich hat
das flexible Substrat vorzugsweise wenigstens eine Anschlußleitung,
die mit der Ziehelektrode an einem Abschnitt derselben verbunden
ist, der den IDT bedeckt. Als Resultat kann die Rahmenregion verengt
werden.
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Das
flexible Substrat kann eine Form haben, die in der Dickenrichtung
des Substrats, worauf der IDT plaziert ist, gefaltet ist. Als Resultat
können
die Anschlußleitungen
längs des
gefalteten Abschnittes angeordnet sein, ohne Raum oben auf dem Substrat zu
belegen. Ferner ist es vorzuziehen, das flexible Substrat aus einem
einzelnen Band zu bilden; mit anderen Worten, das flexible Substrat
wird aus einem planaren Band gebildet, das zu einer dreidimensionalen
Gestalt gefaltet ist. Dadurch wird eine Massenproduktion erleichtert.
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Beispielhaft
wird nun Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, in denen:
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1 eine
schematische Zeichnung ist, die eine Konfiguration einer früher vorgeschlagenen
Berührungsfeldvorrichtung
zeigt;
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2 eine
schematische Zeichnung ist, die eine Konfiguration von Elektroden
in einer früher
vorgeschlagenen Berührungsfeldvorrichtung
zeigt;
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3 eine
schematische Zeichnung ist, die ein früher vorgeschlagenes flexibles
Substrat zeigt;
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4 eine
schematische Zeichnung ist, die eine Konfiguration eines Beispiels
für einen
IDT gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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5 eine
schematische Zeichnung ist, die eine Konfiguration eines anderen
Beispiels für
einen IDT gemäß der Erfindung
zeigt;
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6 eine
vergrößerte fragmentarische schematische
Zeichnung eines Beispiels für
einen IDT gemäß der Erfindung
ist;
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7A und 7B Konzeptzeichnungen sind,
die Konfigurationen von kammartigen Elektrodenfingern des IDT in 6 zeigen;
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8 eine
vergrößerte fragmentarische schematische
Zeichnung eines anderen Beispiels für den IDT gemäß der Erfindung
ist;
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9A und 9B Konzeptzeichnungen sind,
die Konfigurationen von kammartigen Elektrodenfingern des IDT in 8 zeigen;
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10 eine
schematische Zeichnung ist, die eine Konfiguration eines Beispiels
für ein
Kissen zeigt;
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11 eine
schematische Zeichnung ist, die eine Konfiguration eines anderen
Beispiels für
ein Kissen zeigt;
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12A eine schematische Zeichnung ist, die die Gesamtkonfiguration
eines flexiblen Substrats zeigt;
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12B eine schematische Zeichnung ist, die einen
Feldkörper
zeigt;
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13A und 13B perspektivische
Ansichten sind, die Konfigurationen von flexiblen Substraten zeigen;
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14A eine Draufsicht ist, die ein Layoutbeispiel
für ein
flexibles Substrat zeigt, das über
einem Feldkörper
plaziert ist;
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14B eine perspektivische Ansicht ist, die ein
Layoutbeispiel für
ein flexibles Substrat zeigt, das über einem Feldkörper plaziert
ist;
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15A eine Draufsicht ist, die ein anderes Layoutbeispiel
für ein
flexibles Substrat zeigt, das über
einem Feldkörper
plaziert ist;
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15B eine perspektivische Ansicht ist, die ein
anderes Layoutbeispiel für
ein flexibles Substrat zeigt, das über einem Feldkörper plaziert
ist;
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16A eine perspektivische Ansicht ist, die eine
Konfiguration eines flexiblen Substrats des Falttyps zeigt;
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16B eine perspektivische Ansicht ist, die einen
Feldkörper
zeigt;
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17A bis 17C schematische
Zeichnungen sind, die Beispiele für nichtgefaltete Formen von
flexiblen Substraten zeigen.
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Erste Ausführungsform
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4 ist
eine schematische Zeichnung, die eine Konfiguration eines IDT zeigt,
der als Anregungselement oder Empfangselement in einer Berührungsfeldvorrichtung
zu verwenden ist, die die Erfindung verkörpert. Der IDT 1 der
Erfindung ist mit Buselektroden 2a, 2b versehen,
die einander zugewandt sind und jeweilig kammartige Elektrodenfinger 3 umfassen,
die sich von jeder Buselektrode schräg erstrecken und (wenigstens
in einem zentralen Abschnitt des IDT) auf halbem Wege entlang ihrer
Längen
gebogen sind, um sich in einer anderen Richtung schräg zu erstrecken.
Die Finger 3 sind alternierend angeordnet, um ineinanderzugreifen.
Durch solch eine Anordnung wird in dem IDT 1 der Erfindung
eine Reihe von kammartigen Elektrodenfingern 3 gebildet, die
von einer Linie, die zwischen Buselektroden 2a, 2b gezogen
wird, in zwei Richtungen geneigt sind, wodurch die SAW-Anregung
in zwei Richtungen und der SAW-Empfang aus zwei Richtungen ermöglicht wird,
wie bei dem früheren
Vorschlag der Erfinder.
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Die
Buselektrode 2a, die näher
am Zentrum des Feldes (auf der Seite der Detektionsregion) positioniert
ist, ist langgestreckt (länglich),
wie nach Stand der Technik, und diese Buselektrode 2a ist zum
Beispiel eine Elektrode der (+)-Seite, deren Enden mit Kissen 4 der
(+)-Seite verbunden sind. Im Inneren des IDT 1 ist eine
Vielzahl von Ziehelektroden (Eingangs- oder Ausgangselektroden 5,
die mit der Buselektrode 2a verbunden sind, mit konstanter
Teilung (Abstand) vorgesehen, wobei sie auf halbem Wege gebogen
sind und zu den kammartigen Elektrodenfingern 3 parallel
sind. Diese Ziehelektroden 5 sind jeweilig mit Kissen 4 der
(+)-Seite verbunden. Die
Buselektrode 2b auf der Seite des peripheren Bereichs des
Feldes (die von der Detektionsregion entferntere Seite) ist zum
Beispiel eine Elektrode der (–)-Seite, und jede Buselektrode 2b ist
mit einem Anschluß 4 der
(–)-Seite
verbunden.
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Der
IDT 1 ist durch die erwähnte
Vielzahl von Ziehelektroden 5 in eine Vielzahl von (teilweise
wiederholten) Regionen segmentiert. Als Resultat wird die Anregungsintensität der SAW
in jeder segmentierten Region nahezu konstant, und auch die Impedanz
in jeder segmentierten Region wird nahezu gleich. Genauer gesagt,
die Kapazität,
die durch die Teilung und Länge
(Querbreite) der Ziehelektrode 5 bestimmt wird, in jeder
segmentierten Region wird nahezu konstant gemacht, und auch die
Breite und die Länge
von jeder Ziehelektrode 5 werden so eingestellt, daß ihr Widerstand
nahezu gleich wird.
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5 ist
eine schematische Zeichnung, die eine andere Konfiguration eines
IDT 1 zeigt, der die Erfindung verkörpert. Das in 5 gezeigte
Beispiel ist eine vereinfachte Konfiguration des Schnittpunktes
von Elektroden, die der rechten Seite von 4 entsprechen,
wodurch eine Komplikation des Elektrodenmusters (Buselektroden 2a, 2b und
Ziehelektroden 5) gemildert wird und auch die Widerstandslast
gemildert wird, die auf einem Teil der Ziehelektroden 5 lastet.
Ferner erreicht in dieser Konfiguration die Teilung der Ziehelektroden
die doppelte Größe, da die
Apertur einer Ecke des IDT 1 halbiert wird, weshalb die
Anregungseffektivität
an diesem Abschnitt intensiviert wird.
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Zweite Ausführungsform
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Die
folgende Beschreibung betrifft die Teilung und Breite von Ziehelektroden 5. 6 ist
eine vergrößerte fragmentarische
schematische Zeichnung eines Beispiels für einen IDT 1 gemäß der Erfindung.
Das Beispiel für
den IDT 1, das in 6 gezeigt
ist, ist mit einander gegenüberliegenden
Buselektroden 2a, 2b versehen, von denen sich
jeweils kammartige Elektrodenfinger 3 einzeln alternierend erstrecken,
die auf halbem Wege gebogen sind (Elektrodenfinger des einzelnen
gebogenen Typs).
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In
benachbarten Regionen des IDT 1, der durch die Ziehelektroden 5 segmentiert
ist, wird die Teilung und Breite von Ziehelektroden 5 so
bestimmt, daß das
Bildungsmuster von kammartigen Elektrodenfingern 3 nicht
in Unordnung gerät,
wenn die Ziehelektroden 5 hinzugefügt werden. Deshalb ist es vorzuziehen,
wenn sich die Teilung der Ziehelektroden 5 auf ein ganzzahliges
Vielfaches der Querbreite in einer der Richtungen beläuft, die
durch ein Bildungsmuster von kammartigen Elektrodenfingern 3 bestimmt
ist, und am besten ist es optimal, wenn sie der Querbreite gleich
ist.
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Weiterhin
ist es vorzuziehen, wenn die Breite w der Ziehelektroden 5 als
w = (1/4 + n)λ bestimmt
ist, wobei λ die SAW-Wellenlänge ist
und n eine natürliche
Zahl ist. 7A ist eine Konzeptzeichnung
einer Konfiguration von kammartigen Elektrodenfingern 3, wobei
die Breite eines kammartigen Elektrodenfingers 3 λ/4 beträgt, während ein
Intervall zwischen benachbarten kammartigen Elektrodenfingern 3 auch λ/4 beträgt. Wenn
die Ziehelektrode 5 mit einer Breite gebildet wird, die
zum Beispiel bestimmt ist als w = (λ + λ/4) = 5λ/4, wobei n = 1 ist (wie in 7B),
wird bei dem obenerwähnten
Bildungsmuster der kammartigen Elektrodenfinger 3 das Elektrodenmuster
nicht in Unordnung gebracht, obwohl die so gebildete Ziehelektrode 5 hinzugefügt wird.
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8 ist
eine vergrößerte fragmentarische schematische
Zeichnung eines anderen Beispiels für den IDT 1 gemäß der Erfindung.
Der in 8 gezeigte IDT 1 ist mit gegenüberliegenden
Buselektroden 2a, 2b versehen, von denen sich
jeweils kammartige Elektrodenfinger 3 zu zweit alternierend
erstrecken, die auf halbem Wege gebogen sind (Elektrodenfinger des
doppelten gebogenen Typs). Als Resultat von solch einer Konfiguration
wird ein Einfluß der SAW-Reflexion
in kammartigen Elektrodenfingern 3 eingeschränkt. Ferner
sind die Ziehelektroden 5 aus einer Vielzahl von Elektrodenleitungen
mit derselben Breite wie jener der kammartigen Elektrodenfinger 3 gebildet,
so daß der
Effekt der Reflexion auch in den Ziehelektroden 5 reduziert
werden kann.
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Es
ist vorzuziehen, wenn die Breite w der Ziehelektroden 5 bestimmt
ist als w = (3/8 + n)λ (n: eine
ganze Zahl, die nicht negativ ist), wobei λ die SAW-Wellenlänge ist. 9A ist
eine Konzeptzeichnung einer Konfiguration von kammartigen Elektrodenfingern 3,
wobei die Breite eines kammartigen Elektrodenfingers 3 λ/8 beträgt, während ein
Intervall zwischen benachbarten kammartigen Elektrodenfingern 3 auch λ/8 beträgt. Wenn
die Ziehelektrode 5 mit einer Breite gebildet ist, die
zum Beispiel bestimmt ist als w = (λ + 3λ/8) = 11λ/8, wobei n = 1 ist (wie in 9B),
wird bei dem obenerwähnten
Bildungsmuster der kammartigen Elektrodenfinger 3 das Elektrodenmuster
nicht in Unordnung gebracht, wenn die so gebildete Ziehelektrode 5 hinzugefügt wird.
Darüber hinaus
ist es als Resultat von solch einer Konfiguration der Ziehelektroden 5 möglich, die
kammartige Struktur von λ/8
beizubehalten, die den Vorteil bietet, daß die innere Reflexion der
Wellen reduziert wird.
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Dritte Ausführungsform
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Nun
werden Konfigurationen von Kissen 4 der Ziehelektroden 5 beschrieben. 10 ist
eine schematische Zeichnung, die eine Konfiguration eines Beispiels
für Kissen 4 zeigt,
wobei eine Vielzahl von Kissen 4 auf der (–)-Seite,
die zum Beispiel mit der Buselektrode 2b verbunden ist,
mit einer weiteren Buselektrode 2c verbunden ist. Jedes
der Kissen 4 auf der (+)-Seite, die mit den Ziehelektroden 5 verbunden
ist, ist innerhalb einer Region angeordnet, die von diesen Buselektroden 2b, 2c umgeben
ist. Auch wenn in dieser Konfiguration ein unvollständiger Kontakt
in einem der Kissen 4 verursacht wird, werden dadurch die
anderen Kissen nicht beeinträchtigt,
da alle Kissen 4 der (–)-Seite
mit der Buselektrode 2c verbunden sind. Auf diese Weise
kann die Produktionsausbeute verbessert werden.
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11 ist
eine schematische Zeichnung, die eine Konfiguration eines anderen
Beispiels der Kissen 4 zeigt, wobei eine Buselektrode 2d als
Kissen für
die Ziehelektroden 5 genutzt wird. Als Resultat von solch
einer Konfiguration kann der Bereich der Kissen weggelassen werden,
weshalb die Rahmenregion verengt werden kann. Zusätzlich kann
in dem Fall, wenn die Ziehelektroden 5 als Elektroden zum Erden
verwendet werden und die Kissen 4, die mit den Buselektroden 2b verbunden
sind, als Kissen für Signale
in dieser Konfiguration verwendet werden, der Einfluß des Nebensprechens
von außen,
wie beispielsweise von anderen Antriebssignalen, reduziert werden,
da die Kissen für
Signale zwischen den Elektroden zum Erden angeordnet sind.
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Vierte Ausführungsform
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Die
folgende Beschreibung betrifft ein flexibles Substrat 11,
das über
einem Feldkörper 20 zu
plazieren ist, der aus einem nichtpiezoelektrischen Substrat 10 gebildet
ist, das mit den obigen IDTs 1 und Kissen 4, etc.
versehen ist. 12A ist eine schematische Zeichnung,
die eine Gesamtkonfiguration eines flexiblen Substrats 11 zeigt,
und 12B ist eine schematische Zeichnung
des Feldkörpers 20.
Das flexible Substrat 11 ist mit einer Vielzahl von Verbindungseinheiten 12 versehen,
die jeweilig der Vielzahl von Kissen 4 auf dem Feldkörper 20 entsprechen, und
mit Anschlußleitungen 13,
die mit den Verbindungseinheiten 12 zum Extrahieren von
Signalen nach außen
verbunden sind. Demzufolge werden Signale durch die Anschlußleitungen 13 mit
niedrigem Widerstand übertragen,
die auf dem flexiblen Substrat 11 vorgesehen sind, woraus
eine Reduzierung von Widerstandsverlusten resultiert.
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Das
flexible Substrat 11 kann auch aus vier separaten eindimensionalen
Stücken
(Bändern)
gebildet sein, so daß jedes
von ihnen über
einer jeweiligen Seite des Feldkörpers 20 plaziert
ist und zusammengeklebt ist, wie in 13A gezeigt,
oder kann in einem einzelnen Stück
des rahmenförmigen
flexiblen Substrats 11 entsprechend der Form des Feldkörpers 20 gebildet
sein, um alle Seiten des Feldkörpers 20 zu
bedecken, wie in 13B gezeigt.
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14A und 14B sind
eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht, die jeweilig ein Layoutbeispiel
für das
flexible Substrat 11 zeigen, das über dem Feldkörper 20 plaziert
ist, der mit den Kissen von 10 versehen
ist, und 15A und 15B sind
eine Draufsicht bzw. eine perspektivische Ansicht, die ein anderes
Layoutbeispiel für
das flexible Substrat 11 zeigen, das über dem Feldkörper 20 plaziert
ist, der mit den Kissen von 11 versehen
ist. Ferner ist in 14A und 15A die
Position des flexiblen Substrats 11, das auf den Feldkörper 20 angewendet
wird, durch die Strichpunktlinie gekennzeichnet.
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Bei
den in 15A und 15B gezeigten Beispielen überlappt
das flexible Substrat 11 auch den IDT 1 auf dem
Feldkörper 20,
und die Anschlußleitungen 13 sind über dem
IDT 1 in Form einer nichtniveaugleichen Überkreuzung
angeordnet (mehrschichtige Struktur), weshalb die Rahmenregion um mehr
als 2 mm im Vergleich zu den Beispielen von 14A und 14B verengt werden kann.
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16A und 16B sind
perspektivische Ansichten, die Konfigurationen eines flexiblen Substrats 11 des
Falttyps zeigen, der ein anderes Beispiel für eine Form des flexiblen Substrats 11 ist.
Bei diesen Beispielen sind die Anschlußleitungen 13 rings um
die Begrenzungsseiten (Außenränder) des
Feldkörpers 20 angeordnet,
statt auf der oberen Fläche des
Feldkörpers 20.
Mit anderen Worten, das flexible Substrat 11 ist um die
Substratränder
in einer Dickenrichtung des nichtpiezoelektrischen Substrats 10 gefaltet,
und die Anschlußleitungen 13 verlaufen
längs der
Ränder.
Als Resultat kann die Rahmenregion des Feldkörpers 20 um solch
einen Abschnitt verengt werden, der zum Anordnen der Anschlußleitungen 13 erforderlich
wäre. Da
eine Anschlußeinheit,
die die Anschlußleitungen 13 nach
außen
führt,
ferner in zwei Positionen getrennt ist, kann auch der Einfluß des Nebensprechens
gemildert werden.
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Ferner
kann in dem Fall, wenn das flexible Substrat 11 durch Falten
eines eindimensionalen Materials (einzelnes Band) zu bilden ist,
ein Raum, der durch eine zweidimensionale rahmenförmige Struktur
definiert ist, die eine Apertur in ihrer Mitte hat, ohne Materialverlust
gebildet werden, weshalb eine Massenproduktion mit niedrigen Kosten
machbar ist. Speziell wird, wenn das Material von einem Längsstück zum Bilden
des flexiblen Substrats 11 gefaltet wird, die Breite des
zu verwendenden Materials minimal, woraus eine weitere Kostenreduzierung
resultiert. Beispiele für
ungefaltete Formen von flexiblen Substraten 11, die so
wie oben beschrieben konstruiert sind, sind in 17A bis 17C gezeigt.
Wenn die Anschlußleitungen 13 seriell
auf einer Fläche
angeordnet werden, wie in 17B,
wird die Struktur signifikant vereinfacht und kann ein Flachverbinder des
Mehrzwecktyps zur Verbindung verwendet werden.
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Bislang
wurde beschrieben, daß in
einer Berührungsfeldvorrichtung
gemäß der Erfindung
die Ziehelektrode von der inneren Buselektrode hin zu dem Rand des
Substrats innerhalb des IDT herausgeführt wird. Deshalb wird der
Widerstandsverlust in den Buselektroden reduziert, da Signale die
Ziehelektrode durchlaufen, und als Resultat kann der Wider standsverlust
in der Übertragungseinheit
verringert werden, ohne die Rahmenregion zu vergrößern.
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Vorzugsweise
ist der IDT durch die Ziehelektroden gleichmäßig in eine Vielzahl von Regionen segmentiert.
Deshalb kann die Konvertierungseffektivität von Wellen, die auf jeder
Seite angeregt werden, ausgeglichen sein und kann der Konvertierungsprozeß vereinfacht
werden. Da die Impedanz von jeder Region des IDT, die durch die
Ziehelektrode segmentiert ist, gleich gemacht werden kann, kann
die Anregungseffektivität
in jeder segmentierten Region ausgeglichen sein. Da ferner die Kapazität von jeder
segmentierten Region des IDT gleich gemacht wird, kann eine stabilisierte
Antriebsdetektion ausgeführt werden.
Da ferner der Widerstandswert von jeder von der Vielzahl von Ziehelektroden
gleich gemacht wird, können
Widerstandsverluste innerhalb eines gewissen Niveaus in jeder Region
geregelt sein.
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Die
Breite der Ziehelektrode wird vorzugsweise auf (3/8 + n)λ festgelegt
(λ: Wellenlänge der SAW,
n: eine ganze Zahl, die nicht negativ ist). Auf diese Weise werden
Charakteristiken auf der Basis von Konstruktionsparametern vorhersehbarer,
und ein Abfall der Anregungseffektivität kann verhindert werden. Durch
Bilden der Ziehelektrode aus Metall (Metallstreifen-Array) kann
ein Unterdrückungseffekt von
reflektierten Wellen auch von der Ziehelektrode erwartet werden,
und der Effekt von unerwünschten Reflexionen,
die in dem IDT auftreten können,
kann gemildert werden.
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Ferner
kann in einer Berührungsfeldvorrichtung
gemäß der Erfindung
das Kissen, das mit der Ziehelektrode verbunden ist, innerhalb der
Buselektrode vorgesehen sein, weshalb der Widerstand unter Verwendung
der Leitereinheit (leitfähiger
Bereich) der Buselektrode reduziert werden kann, und die Rahmenregion
kann verengt werden, indem irgendein zusätzlicher Bereich für das Kissen
weggelassen wird. Zusätzlich
kann der Einfluß eines
unvollständigen
Kontaktes minimiert werden, woraus eine verbesserte Ausbeute resultiert.
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Indem
das flexible Substrat über
dem Feldkörper
plaziert wird, kann der Widerstandsverlust weiter reduziert werden
und die Übertragung
stabilisiert werden. Ferner kann der IDT mit dem flexiblen Substrat
bedeckt sein, das dann als Schutzschicht gegenüber einem unerwarteten Stoß dient,
weshalb die Zuverlässigkeit
erhöht
wird. Durch Anordnen der Anschlußleitungen über (oder unter) dem IDT kann die
Rahmenregion verengt werden. Wenn das flexible Substrat ferner über die
Feldseiten gefaltet wird und die Anschlußleitungen längs der
Ränder
des Feldkörpers
verlaufen, kann die Rahmenregion weiter verengt werden. Da ein zweidimensionales
flexibles Substrat gebildet werden kann, indem ein einzelnes Band
(eindimensionales Material) gefaltet wird, kann schließlich eine
Massenproduktion mit niedrigen Kosten realisiert werden.