JPH06149454A - パネル書き込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波送受波装置と表示装置の表示画面とを
備えた非圧電基板に接触することにより、表示画面に情
報が表示されるパネル書き込み装置を提供する。 【構成】 すだれ状電極Ｔ1から電気信号を入力する
と、その電気信号が弾性表面波に変換されて超音波デバ
イス１の圧電磁器薄板６を伝搬し、さらにガラス基板５
を伝搬する。ガラス基板５を伝搬している弾性表面波の
うち超音波デバイス３のすだれ状電極Ｒ11〜Ｒ14の示す
中心周波数とその近傍の周波数の弾性表面波のみが電気
信号に変換されてすだれ状電極Ｒ11〜Ｒ14から出力され
る。すだれ状電極Ｔ1とＲ11との間の弾性表面波の伝搬
路を遅延素子とする発振器を構成することにより、駆動
回路を簡略化でき低消費電力で低電圧での駆動が可能と
なる。弾性表面波の伝搬路に接触するとその接触部分に
対応する形で表示画面７に情報が表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波送受波装置を備え
た非圧電基板の一方の板面に物体を接触させることによ
って、非圧電基板のもう一方の板面に備えられた表示装
置の表示画面に情報を表示することができるパネル書き
込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パネルに文字、記号、その他の情報を書
き込むことによって表示画面にそれらの情報が直接表示
されるパネル書き込み装置がタッチパネルを応用するこ
とによって可能になる。従来のタッチパネルには抵抗膜
を用いる方法と超音波を用いる方法が主に挙げられる。
抵抗膜を用いる方法は透明導電性フィルム（抵抗膜）に
触指することによりその透明導電性フィルムの抵抗値が
変化するものであり、低消費電力であるものの応答時
間、感度、耐久性等の点で問題を有している。超音波を
用いる方法は予め弾性表面波を励振させておいた非圧電
基板に触指することによりその弾性表面波が減衰するも
のである。非圧電基板に弾性表面波を励振する従来の方
法としては、バルク波振動子を用いたくさび形トランス
デューサにより間接的に励振する方法、圧電薄膜トラン
スデューサにより直接的に励振する方法等が挙げられ
る。くさび形トランスデューサは超音波による非破壊検
査等に用いられているが、くさび角の工作精度の問題等
から比較的低い周波数領域においてのみ用いられる。圧
電薄膜トランスデューサはＺｎＯ等の圧電薄膜を基板に
蒸着しすだれ状電極により弾性表面波を励振する方法
で、すだれ状電極の構成により種々の伝送特性を示すこ
とから高周波デバイスとして用いられるが、ＵＨＦ，Ｖ
ＨＦ帯に限られるとともに加工性や量産性に問題があ
る。このようにして、従来の方法では応答時間、感度、
耐久性、工作精度、加工性および量産性等に問題があ
り、使用周波数領域も制限されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、加工
性、耐久性および量産性に優れ、低消費電力でしかも低
電圧駆動下で効率良く弾性表面波を非圧電基板に励振す
ることができ、非圧電基板に接触することによる弾性表
面波の減衰に対する応答時間が短く、感度の良い高密度
の情報をパネルに書き込むことができる装置を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のパネル
書き込み装置は、超音波デバイスＡおよびＢで成る超音
波送受波装置を非圧電基板の一方の板面Ｚ１に少なくと
も２つ設け、前記非圧電基板のもう一方の板面Ｚ２に表
示装置の表示画面を設けて成るパネル書き込み装置にお
いて、前記超音波デバイスＡはＮ組のすだれ状電極Ｐ_i
（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を圧電薄板ａに備えて成り、
前記超音波デバイスＢは前記すだれ状電極Ｐ_iにそれぞ
れ対応するＮ個のすだれ状電極群Ｑ_i（ｉ＝１，２，…
…，Ｎ）を圧電薄板ｂに備えて成り、これらのすだれ状
電極群Ｑ_iはそれぞれ少なくとも２組のすだれ状電極Ｑ
_i-1およびＱ_i-2で成り、前記すだれ状電極Ｐ_iの電極周
期長にほぼ対応する周波数の電気信号を前記すだれ状電
極Ｐ_iに入力し、前記電極周期長にほぼ等しい波長を有
する弾性表面波を前記板面Ｚ１に励振する手段と、前記
板面Ｚ１に励振された該弾性表面波の波長に応じて前記
すだれ状電極Ｑ_{i- 1}およびＱ_i-2に現れる電気信号を出力
する手段とが設けてあり、１つの前記超音波送受波装置
における前記超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝
搬路と、別の前記超音波送受波装置における前記超音波
デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝搬路とが互いに直交
していて、前記板面Ｚ１における前記弾性表面波の伝搬
路の一部に物体が接触したことを、前記すだれ状電極Ｑ
_i-1およびＱ_i-2に出力される前記電気信号の大きさから
感知し、前記すだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2のうち出力
される前記電気信号の大きさが変化する前記すだれ状電
極Ｑ_i-1またはＱ_i-2の位置から、前記伝搬路における物
体に接触された被接触部分の位置を特定し、前記被接触
部分の位置に対応する形の情報を所定の時間、前記表示
画面に表示させておく手段が設けられていることを特徴
とする。

【０００５】請求項２に記載のパネル書き込み装置は、
前記情報が少なくとも２種類の色で表示され、前記すだ
れ状電極Ｐ_iの電極周期長にほぼ対応する少なくとも２
種類の周波数の電気信号を該すだれ状電極Ｐ_iに入力
し、前記電極周期長にほぼ等しい波長を有する少なくと
も２種類の弾性表面波を前記板面Ｚ１に励振する手段が
設けられていて、前記周波数と前記情報の前記色とを対
応させる手段が設けられていることを特徴とする。

【０００６】請求項３に記載のパネル書き込み装置は、
前記すだれ状電極Ｐ_i，Ｑ_i-1およびＱ_i-2における電極
周期長にはそれぞれ少なくともＬ１とＬ２との２つが有
り、前記すだれ状電極Ｐ_iに前記電極周期長Ｌ１または
Ｌ２にほぼ対応する周波数の電気信号を入力し、前記板
面Ｚ１に前記電極周期長Ｌ１またはＬ２にほぼ等しい波
長の弾性表面波を励振する手段が設けられていることを
特徴とする。

【０００７】請求項４に記載のパネル書き込み装置は、
前記すだれ状電極Ｑ_i-1のそれぞれの出力端が互いに電
気的に接続点Ｎ１で接続されており、前記すだれ状電極
Ｑ_{i- 2}のそれぞれの出力端は互いに電気的に接続点Ｎ２
で接続されており、前記すだれ状電極Ｐ_iに電気信号を
入力する手段は、出力端が前記すだれ状電極Ｐ_iの入力
端にそれぞれ接続されたＮ個のスイッチＳ_i（ｉ＝１，
２，……，Ｎ）と、該スイッチＳ_iを順次に所定の周期
で電気的にそれぞれ断続するスイッチ制御手段とを含
み、前記板面Ｚ１における弾性表面波の伝搬路の一部に
物体が接触したことを、前記接続点Ｎ１および前記接続
点Ｎ２に現れる電気信号の大きさから感知することを特
徴とする。

【０００８】請求項５に記載のパネル書き込み装置は、
前記スイッチＳ_iのそれぞれの入力端が互いに電気的に
接続点ＮＳで接続され、前記接続点Ｎ１は増幅器を介し
て前記接続点ＮＳに電気的に接続され、 前記すだれ状電
極Ｐ_iから前記すだれ状電極Ｑ_i-1に至る間の前記非圧電
基板で成る弾性表面波の伝搬路Ｄ_i（ｉ＝１，２，…
…，Ｎ）を遅延素子とする発振器Ｈ_i（ｉ＝１，２，…
…，Ｎ）が構成されていて、前記発振器Ｈ_iの信号ルー
プは前記すだれ状電極Ｐ_iと、前記伝搬路Ｄ_iと、前記す
だれ状電極Ｑ_i-1と、前記増幅器とから成ることを特徴
とする。

【０００９】請求項６に記載のパネル書き込み装置は、
前記圧電薄板ａの厚さが前記すだれ状電極Ｐ_iの電極周
期長以下であり、前記圧電薄板ｂの厚さは前記すだれ状
電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2の電極周期長以下であって、前記
すだれ状電極Ｐ_i，Ｑ_i-1およびＱ_i-2の電極周期長は１
次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波の波長に
ほぼ等しく、前記１次モードまたは２次以上の前記モー
ドの弾性表面波の位相速度は前記非圧電基板単体に励振
される弾性表面波の伝搬速度にほぼ等しいことを特徴と
する。

【００１０】請求項７に記載のパネル書き込み装置は、
前記圧電薄板ａまたはｂが圧電セラミックで成り、該圧
電セラミックの分極軸の方向は該圧電セラミックの厚さ
方向と平行であることを特徴とする。

【００１１】請求項８に記載のパネル書き込み装置は、
前記圧電薄板ａまたはｂがＰＶＤＦその他の高分子圧電
フィルムで成ることを特徴とする。

【００１２】請求項９に記載のパネル書き込み装置は、
前記圧電薄板ａまたはｂが前記すだれ状電極が設けられ
ている方の板面を介して前記板面Ｚ１に固着されている
ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のパネル書き込み装置は、超音波デバイ
スＡおよびＢで成る超音波送受波装置を非圧電基板の一
方の板面Ｚ１に設け、前記非圧電基板のもう一方の板面
Ｚ２に表示装置の表示画面を設けて成る簡単な構造を有
する。超音波デバイスＡのすだれ状電極Ｐ_i（ｉ＝１，
２，……，Ｎ）を入力用としすだれ状電極Ｐ_iから電気
信号を入力する構造を採用することにより、すだれ状電
極Ｐ_iに接触する部分の非圧電基板の板面Ｚ１に１次モ
ードまたは２次以上のモードの弾性表面波を励振させる
ことができる。このときこの弾性表面波の位相速度が非
圧電基板単体における弾性表面波の伝搬速度にほぼ等し
くなるような構造を採用することにより、すだれ状電極
Ｐ_iから加えられる電気的エネルギーが弾性表面波に変
換される度合を大きくすることができるだけでなく、圧
電薄板と非圧電基板との界面での音響インピーダンスの
不整合等によって生じる反射等を除去することができ
る。このようにして、低消費電力で高電圧を印加するこ
と無しに効率良く弾性表面波を非圧電基板の板面Ｚ１に
励振することができる。

【００１４】本発明のパネル書き込み装置では、非圧電
基板の板面Ｚ１に励振されている弾性表面波を超音波デ
バイスＢのＮ個のすだれ状電極群Ｑ_i（ｉ＝１，２，…
…，Ｎ）から電気信号として出力させる構造を採用して
いる。これらのすだれ状電極群Ｑ_iはすだれ状電極Ｐ_iに
それぞれ対応していて、それぞれが少なくとも２組のす
だれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2で成る。すだれ状電極Ｑ
_i-1およびＱ_i-2のそれぞれをすだれ状電極Ｐ_iに対し弾
性表面波の送受波の指向軸が共通になるよう配置する構
造を採用することにより、非圧電基板の板面Ｚ１に励振
されている弾性表面波をすだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2
から効率よく電気信号として出力させることができる。
板面Ｚ１における弾性表面波の伝搬路（すなわちすだれ
状電極Ｐ_iとＱ_i-1との間およびＰ_iとＱ_i-2との間）を物
体で接触することにより板面Ｚ１に励振されている弾性
表面波が消滅または減衰するから、すだれ状電極Ｑ_i-1
およびＱ_i-2に出力される電気信号も消滅または減衰す
る。このようにして、板面Ｚ１における弾性表面波の伝
搬路に物体が接触したことが感知される。その上、本発
明のパネル書き込み装置は応答時間が短く感度が良い。
前記物体としては非圧電基板よりも軟らかく超音波を吸
収しやすい物質であることが必要で、人の指などもその
特徴を有する。すだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2のうち出
力される電気信号が消滅または減衰するすだれ状電極を
判別することにより、接触位置の特定ができる。その接
触位置に対応する形の情報を所定の時間、表示画面に表
示させておく構造を採用することにより、たとえば前記
物体で文字などを板面Ｚ１に描いた場合、その文字を表
示画面に映し出すことができる。このようにして、文
字、記号、その他の情報を板面Ｚ１に直接書き込むこと
により、それらの情報の入力ができるばかりでなく、表
示画面に画像として映し出すことが可能になる。

【００１５】すだれ状電極Ｐ_iにすだれ状電極Ｐ_iの電極
周期長にほぼ対応する少なくとも２種類の周波数の電気
信号を入力する構造を採用することにより、非圧電基板
の板面Ｚ１に該電極周期長にほぼ等しい波長を有する少
なくとも２種類の弾性表面波を励振することができる。
また、板面Ｚ１に励振された弾性表面波をその波長に応
じてすだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2から電気信号として
出力することができる。

【００１６】非圧電基板の板面Ｚ２に備えられる表示画
面には、少なくとも２種類の色で情報が表示される構造
が採用されている。すだれ状電極Ｐ_iに入力する電気信
号の周波数と表示画面の色とを対応させる構造を採用す
ることにより、表示画面の同一箇所に周波数を切り換え
ることによって別々に色分けされた情報を表示すること
が可能になる。つまり、非圧電基板の板面Ｚ１における
前記箇所を周波数ごとに接触することによって周波数ご
とに色分けされた情報を表示することが可能になる。従
って、入力する情報量を増大させることにもなる。

【００１７】本発明のパネル書き込み装置では非圧電基
板の板面Ｚ１に超音波送受波装置を少なくとも２つ設け
た構造を採用している。しかも、１つの超音波送受波装
置における超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝搬
路と、別の超音波送受波装置における超音波デバイス
Ａ，Ｂ間の弾性表面波の伝搬路とを互いに直交させる構
造を採用している。従って、非圧電基板の板面Ｚ１にお
ける接触位置をさらに繊細に特定できる。これは超音波
送受波装置の数が多い程きめ細かな特定が可能となる。
従って、表示画面に表示される情報もさらに繊細にな
り、文字、記号、その他の情報がより鮮明なものとな
る。

【００１８】本発明のパネル書き込み装置ではすだれ状
電極Ｑ_i-1のそれぞれの出力端を互いに電気的に接続点
Ｎ１で接続し、すだれ状電極Ｑ_i-2のそれぞれの出力端
を互いに電気的に接続点Ｎ２で接続する構造を採用して
いる。従って、板面Ｚ１における弾性表面波の伝搬路の
一部に物体が接触したことを接続点Ｎ１および接続点Ｎ
２に現れる電気信号の大きさから感知することができ
る。すだれ状電極Ｐ_iに電気信号を入力する手段として
は、出力端がすだれ状電極Ｐ_iの入力端にそれぞれ接続
されたＮ個のスイッチＳ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を
設け、該スイッチＳ_iを順次に所定の周期で電気的にそ
れぞれ断続する構造を採用している。このようにして、
すだれ状電極Ｐ_iに順次に電気信号を入力することがで
きる。従って、非圧電基板の板面Ｚ１上における弾性表
面波の伝搬路（すなわちすだれ状電極Ｐ_iとＱ_i-1との間
およびＰ_iとＱ_i-2との間）のうちたとえばすだれ状電極
Ｐ₁とＱ_1-1との間を接触した場合には、すだれ状電極Ｐ
₁に電気信号が入力されているときに限って接続点Ｎ１
に出力される遅延電気信号が減衰または消滅する。この
ようにして接触位置を明確に指定することが可能にな
る。

【００１９】スイッチＳ_iのそれぞれの入力端を互いに
電気的に接続点ＮＳで接続し、接続点Ｎ１を増幅器を介
して接続点ＮＳに電気的に接続する構造を採用すること
により、すだれ状電極Ｐ_iからＱ_i-1に至る間の板面Ｚ１
で成る弾性表面波の伝搬路Ｄ_i（ｉ＝１，２，……，
Ｎ）を遅延素子とする発振器Ｈ_i（ｉ＝１，２，……，
Ｎ）を構成することができる。発振器Ｈ_iの信号ループ
はすだれ状電極Ｐ_iと、伝搬路Ｄ_iと、すだれ状電極Ｑ
_i-1と、増幅器とから成る。このようにして、回路構成
が簡略化されることから装置の小型軽量化が可能とな
り、しかも低消費電力で低電圧での駆動が可能となる。

【００２０】すだれ状電極Ｐ_i，Ｑ_i-1およびＱ_i-2とし
てそれぞれが少なくとも２つの電極周期長Ｌ１およびＬ
２を有する構造を採用することにより、すだれ状電極Ｐ
_iに電極周期長Ｌ１またはＬ２にほぼ相応する周波数の
電気信号を入力することができる。従って、非圧電基板
の板面Ｚ１に電極周期長Ｌ１またはＬ２にほぼ等しい波
長の弾性表面波を励振することができる。また、非圧電
基板の板面Ｚ１に励振されている電極周期長Ｌ１または
Ｌ２にほぼ等しい波長を有する弾性表面波をすだれ状電
極Ｑ_i-1およびＱ_i-2から電気信号として出力させること
ができる。超音波送受波装置において超音波デバイスＡ
およびＢを電極周期長が小さい方の電極指が互いに内側
になるように、つまり電極間距離が小さくなるように配
置することにより、非圧電基板に励振する弾性表面波の
減衰を抑制することができる。これは、電極周期長が小
さいほど高周波の弾性表面波が非圧電基板に励振され、
高周波の弾性表面波ほど減衰されやすいことを解決する
ためのものである。

【００２１】超音波デバイスにおける圧電薄板の厚さを
すだれ状電極の電極周期長以下にし、すだれ状電極の電
極周期長を１次モードまたは２次以上のモードの弾性表
面波の波長にほぼ等しくする構造を採用することによ
り、すだれ状電極から加えられる電気的エネルギーが弾
性表面波に変換される度合を大きくすることができるだ
けでなく、圧電薄板と非圧電基板との界面での音響イン
ピーダンスの不整合等によって生じる反射等を除去する
ことができる。なお、すだれ状電極の電極周期長すなわ
ち弾性表面波の波長λに対する圧電薄板の厚さｄの割合
（ｄ／λ）が小さいほど効果は大きい。

【００２２】圧電薄板として圧電セラミックを採用し、
その圧電セラミックの分極軸の方向と厚さ方向とを平行
にする構造を採用することにより、非圧電基板に効率よ
く１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波を励
振することができる。

【００２３】圧電薄板としてＰＶＤＦその他の高分子圧
電フィルムを採用することにより、非圧電基板に効率よ
く１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波を励
振することができる。

【００２４】すだれ状電極を圧電薄板と非圧電基板との
界面に設けた構造を採用することにより、すだれ状電極
に加えられる電気的エネルギーを効率よく弾性表面波に
変換することができる。

【００２５】

【実施例】図１は本発明のパネル書き込み装置の一実施
例を示す平面図である。本実施例は超音波デバイス１，
２，３，４，ガラス基板５および表示画面７（図１では
描かれていない）から成る。超音波デバイス１は圧電磁
器薄板６にすだれ状電極Ｔ1およびＴ2を設けて成る。超
音波デバイス２は圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｔ3お
よびＴ4を設けて成る。超音波デバイス３は圧電磁器薄
板６にすだれ状電極Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ21，Ｒ
22，Ｒ23およびＲ24を設けて成る。超音波デバイス４は
圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｒ31，Ｒ32，Ｒ33，Ｒ3
4，Ｒ41，Ｒ42，Ｒ43およびＲ44を設けて成る。圧電磁
器薄板６は厚さ２３０μｍのＴＤＫ製１０１Ａ材（製品
名）で成る。前記各すだれ状電極はアルミニウム薄膜で
成る。ガラス基板５は長さ７０ｍｍ、幅５５ｍｍ、厚さ
１．９ｍｍのパイレックスガラスで成る。圧電磁器薄板
６はガラス基板５上に設けられている。表示画面７はガ
ラス基板５のもう一方の板面に備えられている。表示画
面７は表示装置の一部を成している。圧電磁器薄板６は
厚さ約２０μｍのエポキシ系樹脂によってガラス基板５
上に固着されている。前記各すだれ状電極は電極周期長
が８４０μｍで７．５対の電極指を有する正規型のもの
である。

【００２６】図２は図１のパネル書き込み装置における
超音波デバイス１および３を示す平面図である。超音波
デバイス１と３とは互いに対行している。超音波デバイ
ス２と４との関係も超音波デバイス１と３との関係と同
様である。すだれ状電極Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3およびＴ4は入力
用として用いられ、電極交叉幅は１８ｍｍである。すだ
れ状電極Ｒ11〜Ｒ14，Ｒ21〜Ｒ24，Ｒ31〜Ｒ34およびＲ
41〜Ｒ44は出力用として用いられ、電極交叉幅は２．７
ｍｍである。すだれ状電極Ｒ11〜Ｒ14はすだれ状電極Ｔ
1に対応し、すだれ状電極Ｒ21〜Ｒ24はすだれ状電極Ｔ2
に対応し、すだれ状電極Ｒ31〜Ｒ34はすだれ状電極Ｔ3
に対応し、すだれ状電極Ｒ41〜Ｒ44はすだれ状電極Ｔ4
に対応している。

【００２７】図３は図１のパネル書き込み装置の断面図
であって、入力用超音波デバイスと出力用超音波デバイ
スとの関係を示している。入力用すだれ状電極および出
力用すだれ状電極は圧電磁器薄板６のガラス基板５側に
設けられている。

【００２８】図４は図１のパネル書き込み装置に用いら
れているすだれ状電極の代わりに用いられるすだれ状電
極の一実施例を示す平面図である。このすだれ状電極は
電極周期長が６２０μｍで５対の電極指と、電極周期長
が２９５μｍで５対の電極指とから構成されている正規
型のものであって、図１のパネル書き込み装置に用いら
れる場合、電極周期長が２９５μｍの電極指が互いに内
側になるように配置される。これは、電極周期長が小さ
いほど高周波の弾性表面波がガラス基板５に励振され、
高周波の弾性表面波ほど減衰されやすいことを考慮した
ものである。このようにして、電極周期長が小さい方ほ
ど弾性表面波の伝搬路長（すなわち電極間距離）が小さ
くなるように配置される。

【００２９】図５は図１のパネル書き込み装置をｒｆパ
ルスを用いて駆動する場合の構成図である。図６は図５
の構成図における各部〜における波形図である。図
１のパネル書き込み装置の駆動時、信号発生器によって
発生させた連続波はコンピュータからのクロックパル
ス−１および−２によりそれぞれダブル・バランス
ド・ミキサ（Ｄ．Ｂ．Ｍ）１およびＤ．Ｂ．Ｍ．２でｒ
ｆパルス−１および−２に変調される。Ｄ．Ｂ．
Ｍ．１およびＤ．Ｂ．Ｍ．２はスイッチングの役割を果
たしていて、すだれ状電極Ｔ1およびＴ3（以後Ｔ１グル
ープと呼ぶ）にｒｆパルスを印加するかまたはすだれ状
電極Ｔ2およびＴ4（以後Ｔ２グループと呼ぶ）にｒｆパ
ルスを印加している。Ｔ１グループのすだれ状電極にｒ
ｆパルスが印加されると、Ｔ１グループのすだれ状電極
の電極周期長にほぼ対応する周波数を有するｒｆパルス
のみが弾性表面波に変換されて入力用超音波デバイス１
および２の圧電磁器薄板６を伝搬し、さらにガラス基板
５を伝搬する。ガラス基板５を伝搬している弾性表面波
のうち出力用超音波デバイス３のすだれ状電極Ｒ11〜Ｒ
14および出力用超音波デバイス４のすだれ状電極Ｒ31〜
Ｒ34の示す電極周期長にほぼ等しい波長の弾性表面波の
みが遅延電気信号に変換されてすだれ状電極Ｒ11〜Ｒ14
およびＲ31〜Ｒ34（以後Ｒ１グループと呼ぶ）から出力
される。Ｔ２グループのすだれ状電極にｒｆパルスが印
加されると、Ｔ２グループのすだれ状電極の電極周期長
にほぼ対応する周波数を有するｒｆパルスのみが弾性表
面波に変換されて入力用超音波デバイス１および２の圧
電磁器薄板６を伝搬し、さらにガラス基板５を伝搬す
る。ガラス基板５を伝搬している弾性表面波のうち出力
用超音波デバイス３のすだれ状電極Ｒ21〜Ｒ24および出
力用超音波デバイス４のすだれ状電極Ｒ41〜Ｒ44の示す
電極周期長にほぼ等しい波長の弾性表面波のみが遅延電
気信号に変換されてすだれ状電極Ｒ21〜Ｒ24およびＲ41
〜Ｒ44（以後Ｒ２グループと呼ぶ）から出力される。こ
のようにして、Ｔ１グループおよびＴ２グループのすだ
れ状電極に交互に電気信号を入力することにより、遅延
電気信号をＲ１グループおよびＲ２グループのすだれ状
電極に交互に出力することができる。すだれ状電極Ｒ11
とＲ21，Ｒ12とＲ22，Ｒ13とＲ23，Ｒ14とＲ24，Ｒ31と
Ｒ41，Ｒ32とＲ42，Ｒ33とＲ43，およびＲ34とＲ44をそ
れぞれ接続すれば回路構成が簡略化されるだけでなく、
それぞれの２組のすだれ状電極Ｒ11とＲ21，Ｒ12とＲ2
2，Ｒ13とＲ23，Ｒ14とＲ24，Ｒ31とＲ41，Ｒ32とＲ4
2，Ｒ33とＲ43，およびＲ34とＲ44の遅延電気信号が重
複された形で受信される。従って、Ｔ１グループのす
だれ状電極に電気信号が入力されている場合にガラス基
板５を伝搬する弾性表面波の伝搬路をガラス基板５より
も軟らかく超音波を吸収しやすい物質で接触すると、Ｔ
１グループのすだれ状電極に電気信号が入力されている
ときに限って接触位置に対応する表面波が減衰する。
同様にして、Ｔ２グループのすだれ状電極に電気信号が
入力されている場合にガラス基板５に伝搬する弾性表面
波の伝搬路を接触すると、Ｔ２グループのすだれ状電極
に電気信号が入力されているときに限って接触位置に対
応する表面波が減衰する。このような遅延信号，
およびは増幅、整流されそれぞれ直流信号，およ
びになる。ガラス基板５を接触した場合と接触しない
場合に相当する直流電圧値の間で適切なスレッシュホー
ルド電圧値を設定することにより、コンパレータにおい
てデジタル信号が得られる。このデジタル信号はコンピ
ュータにより適切なタイミングでパラレル信号としてコ
ンピュータに取り込まれる。

【００３０】図７は図１のパネル書き込み装置を遅延線
発振器を形成して駆動する場合の構成図である。図７の
構成図における各部〜における波形図は図６に示す
波形図と同様である。図７においてはすだれ状電極Ｔ1
とＲ11との間またはＴ2とＲ21との間を第１の遅延素子
とし、すだれ状電極Ｔ3とＲ31との間またはＴ4とＲ41と
の間を第２の遅延素子とする８の字型の信号ループを有
する遅延線発振器が形成されている。図１のパネル書き
込み装置の駆動時、コンピュータからの指令によりスイ
ッチ１，２，３および４が作動する。スイッチ１および
３（以後Ｓ１グループと呼ぶ）が閉じているときにはス
イッチ２および４（以後Ｓ２グループと呼ぶ）は開いて
いる。このようにしてＳ１グループおよびＳ２グループ
のスイッチが開閉することによりすだれ状電極Ｔ1およ
びＴ3（以後Ｔ１グループと呼ぶ）並びにすだれ状電極
Ｔ2およびＴ4（以後Ｔ２グループと呼ぶ）に電気信号を
交互に入力している。Ｔ１グループまたはＴ２グループ
に入力される電気信号はコンピュータからのクロック
パルス−１または−２によりそれぞれｒｆパルス
−１および−２に変調される。Ｓ１グループのスイッ
チが閉じてＴ１グループのすだれ状電極に電気信号−
１が入力されると、Ｔ１グループのすだれ状電極の電極
周期長にほぼ対応する周波数を有する電気信号のみが弾
性表面波に変換されて入力用超音波デバイス１および２
の圧電磁器薄板６を伝搬し、さらにガラス基板５を伝搬
する。ガラス基板５を伝搬している弾性表面波のうち出
力用超音波デバイス３のすだれ状電極Ｒ11〜Ｒ14および
出力用超音波デバイス４のすだれ状電極Ｒ31〜Ｒ34の電
極周期長にほぼ等しい波長の弾性表面波のみが遅延電気
信号に変換されてすだれ状電極Ｒ11〜Ｒ14およびＲ31〜
Ｒ34（以後Ｒ１グループと呼ぶ）から出力される。Ｓ２
グループのスイッチが閉じてＴ２グループのすだれ状電
極に電気信号−２が入力されると、Ｔ２グループのす
だれ状電極の電極周期長にほぼ対応する周波数を有する
電気信号のみが弾性表面波に変換されて入力用超音波デ
バイス１および２の圧電磁器薄板６を伝搬し、さらにガ
ラス基板５を伝搬する。ガラス基板５を伝搬している弾
性表面波のうち出力用超音波デバイス３のすだれ状電極
Ｒ21〜Ｒ24および出力用超音波デバイス４のすだれ状電
極Ｒ41〜Ｒ44の電極周期長にほぼ等しい波長の弾性表面
波のみが遅延電気信号に変換されてすだれ状電極Ｒ21〜
Ｒ24およびＲ41〜Ｒ44（以後Ｒ２グループと呼ぶ）から
出力される。このようにして、Ｔ１グループおよびＴ２
グループのすだれ状電極に交互に電気信号を入力するこ
とにより、遅延電気信号をＲ１グループおよびＲ２グル
ープのすだれ状電極に交互に出力することができる。す
だれ状電極Ｒ11とＲ21，Ｒ12とＲ22，Ｒ13とＲ23，Ｒ14
とＲ24，Ｒ31とＲ41，Ｒ32とＲ42，Ｒ33とＲ43，および
Ｒ34とＲ44をそれぞれ接続すれば回路構成が簡略化され
るだけでなく、それぞれの２組のすだれ状電極Ｒ11とＲ
21，Ｒ12とＲ22，Ｒ13とＲ23，Ｒ14とＲ24，Ｒ31とＲ4
1，Ｒ32とＲ42，Ｒ33とＲ43，およびＲ34とＲ44の遅延
電気信号が重複された形で受信される。但し、前記そ
れぞれの２組のすだれ状電極のうちすだれ状電極Ｒ11と
Ｒ21から出力される電気信号の一部およびすだれ状電
極Ｒ31とＲ41から出力される電気信号の一部はそれぞ
れ増幅器Ａおよび増幅器Ｂによって増幅され、それぞれ
の位相シフタによって所定の位相に制御された後、それ
ぞれＳ１グループおよびＳ２グループのスイッチを介し
て再びＴ１グループおよびＴ２グループのすだれ状電極
に入力される。すなわち、スイッチ１または２を介して
すだれ状電極Ｔ1またはＴ2に入力された電気信号は増幅
器Ａを経由した後、スイッチ３または４を介して今度は
すだれ状電極Ｔ3またはＴ4に入力される。また、スイッ
チ３または４を介してすだれ状電極Ｔ3またはＴ4に入力
された電気信号は増幅器Ｂを経由した後、スイッチ１ま
たは２を介して今度はすだれ状電極Ｔ1またはＴ2に入力
される。このようにして８の字型の信号ループを有する
遅延線発振器が形成される。ところで、それぞれの２組
のすだれ状電極Ｒ11とＲ21，Ｒ12とＲ22，Ｒ13とＲ23，
Ｒ14とＲ24，Ｒ31とＲ41，Ｒ32とＲ42，Ｒ33とＲ43，お
よびＲ34とＲ44に出力された遅延電気信号はガラス基
板５を接触することにより減衰される（または）。
Ｔ１グループのすだれ状電極に電気信号が入力されてい
る場合にガラス基板５を伝搬する弾性表面波の伝搬路
（すだれ状電極Ｔ1とＲ11〜Ｒ14との間およびすだれ状
電極Ｔ3とＲ31〜Ｒ34との間）にガラス基板５よりも軟
らかく超音波を吸収しやすい物質で接触すると、Ｔ１グ
ループのすだれ状電極に電気信号が入力されているとき
に限って接触位置に対応する表面波が減衰する。同様
にして、Ｔ２グループのすだれ状電極に電気信号が入力
されている場合にガラス基板５を伝搬する弾性表面波の
伝搬路（すだれ状電極Ｔ2とＲ21〜Ｒ24との間およびす
だれ状電極Ｔ4とＲ41〜Ｒ44との間）に接触すると、Ｔ
２グループのすだれ状電極に電気信号が入力されている
ときに限って接触位置に対応する表面波が減衰する。
このような遅延信号，およびは増幅、整流されそ
れぞれ直流信号，およびになる。ガラス基板５を
接触した場合と接触しない場合に相当する直流電圧値の
間で適切なスレッシュホールド電圧値を設定することに
より、コンパレータにおいてデジタル信号が得られる。
このデジタル信号はコンピュータにより適切なタイミン
グでパラレル信号としてコンピュータに取り込まれる。
この遅延線発振器による駆動方法はパルス発生器が不要
であることから、図５に示すｒｆパルスを用いて駆動す
る場合などに比較して装置のさらなる小型化および低消
費電力化、低電圧化が可能である。

【００３１】図１のパネル書き込み装置の駆動時、コン
ピュータからの指令により表示装置の表示画面７には接
触位置に対応して色分けされた情報が現われるようにな
っている。しかも、Ｔ１グループまたはＴ２グループの
すだれ状電極に入力される電気信号の周波数と、その色
とが対応するようなシステムが組み込まれている。な
お、表示画面７の情報はガラス基板５を介して見られる
ようになっている。このようにして、ガラス基板５を伝
搬する弾性表面波の伝搬路を接触すると、その伝搬路を
伝搬している弾性表面波が減衰または消滅し、それに伴
って表示画面７には接触位置に対応して色分けされた情
報が現われる。しかも、入力する電気信号の周波数を切
り換える操作を行うことにより、同一の位置のガラス基
板５を接触することにより表示画面７の該同一の位置に
おいて周波数の種類に対応する数の色で情報を入力する
ことが可能となる。すなわち、２種類の周波数を用いれ
ば同一の位置において２種類の色で色分けされた情報の
入力が可能になる。また、接触位置に対応する形の情報
を所定の時間、表示画面に表示させておくシステムが組
み込まれている。このようにして、たとえばガラス基板
５よりも軟らかく超音波を吸収しやすい物質で文字など
をガラス基板５に描いた場合、その文字を表示画面７に
映し出すことができる。図１のパネル書き込み装置にお
いて図４のすだれ状電極を用いた場合には、該すだれ状
電極の電極周期長が２種類あってしかもそれぞれの値の
差が大きいことから、該すだれ状電極に入力される２種
類の電気信号の周波数の値の差を大きくすることができ
る。しかもそれぞれの種類の電極周期長にほぼ対応して
入力する電気信号の周波数をさらに数種類に細分化する
ことができるので、結果として入力する電気信号の周波
数の種類をさらに増加することができる。

【００３２】図８および図９はすだれ状電極Ｔ1，Ｒ11
間における周波数に対する挿入損失の関係を示す特性図
である。ただし図８はガラス基板５上を接触しない場合
を、図９はガラス基板５上を接触した場合を示す。３．
９６ＭＨｚ近傍のピークが１次モードの弾性表面波に対
応している。この１次モードの弾性表面波に注目する
と、挿入損失における接触した場合と接触しない場合と
の差が約１０ｄＢであることが分かる。この挿入損失の
変化はパネル書き込み装置の信号処理を行う上で十分な
変化である。

【００３３】図１０および図１１は３．９６ＭＨｚのｒ
ｆパルスを印加した場合のすだれ状電極Ｔ1，Ｒ11間に
おける応答特性を示す図である。ただし図１０はガラス
基板５上を接触しない場合を、図１１はガラス基板５上
を接触した場合を示す。すだれ状電極Ｔ1，Ｒ11間にガ
ラス基板５が設けられていることから、電磁的直達波も
なくスプリアスも少ない良好な応答特性を示しているこ
とが分かる。従って、信号処理が容易にできる。

【００３４】図１２は図７に示す遅延線発振器における
発振のスペクトルを示す特性図である。但し、入力する
電気信号の周波数がｆ１のときのものである。ｆｏは基
本波を示し３．９５１ＭＨｚである。図１に示すパネル
書き込み装置を１次モードで設計していることから、他
のモードの影響を受けずに安定な発振が得られている。
また、表面波がほとんど広がることなく伝搬することか
ら、他の波の影響を受けずに容易に発振させることがで
きる。

【００３５】図１３は図１のパネル書き込み装置のガラ
ス基板５を伝搬する弾性表面波の速度分散曲線を示す特
性図であり、弾性表面波の波数ｋと圧電磁器薄板６の厚
さｄとの積（ｋｄ）または弾性表面波の波長λに対する
ｄの割合（ｄ／λ）に対する各モードの位相速度を示す
図である。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６の
ガラス基板５と接触する方の板面（ガラス側板面）が電
気的に開放状態にあってもう一方の空気に接触する方の
板面（空気側板面）が電気的に短絡状態にあるものと、
圧電磁器薄板６のガラス側板面と空気側板面とが共に電
気的に短絡状態にあるものである。本実施例においては
圧電磁器薄板６の板面に金属薄膜を被覆することにより
その板面を電気的に短絡状態にしている。本図において
“ｓｈｏｒｔ”は短絡状態を、“ｏｐｅｎ”は開放状態
であることを示す。弾性表面波には複数個のモードがあ
る。零次モードは基本レイリー波であり、零次モードは
ｋｄ値が零のときガラス基板５のレイリー波速度に一致
していて、ｋｄ値が大きくなるにつれて圧電磁器薄板６
のレイリー波速度に収束している。１次以上のモードで
はカットオフ周波数が存在し、ｋｄ値がそれぞれの最小
のときガラス基板５の横波速度に収束している。本図に
おいて○印は実測値を示す。

【００３６】図１４は図１のパネル書き込み装置のガラ
ス基板５を伝搬する弾性表面波の速度分散曲線を示す特
性図であり、ｋｄ値またはｄ／λ値に対する各モードの
位相速度を示す図である。但し、圧電磁器薄板６は、圧
電磁器薄板６のガラス側板面と空気側板面とが共に電気
的に開放状態にあるものと、圧電磁器薄板６のガラス側
板面が電気的に短絡状態にあって空気側板面が電気的に
開放状態にあるものを用いた。零次モードではｆｄ値が
零のときガラス基板５のレイリー波速度に一致してい
て、ｋｄ値が大きくなるにつれて圧電磁器薄板６のレイ
リー波速度に収束している。１次以上のモードではカッ
トオフ周波数が存在し、ｋｄ値がそれぞれの最小のとき
ガラス基板５の横波速度に収束している。本図において
○印は実測値を示す。

【００３７】図１５は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ² とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面にすだれ状電極（ＩＤＴ）を設け空気側板面を電
気的に短絡状態にしたものを用いている。高次モードの
ｋ² は零次モードに比べて大きな値を示す。特に１次モ
ードではｋｄ＝１．８においてｋ² ＝１７．７％という
最大値を示している。

【００３８】図１６は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ² とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面にすだれ状電極を設け空気側板面を電気的に開放
状態にしたものを用いている。高次モードのｋ² は零次
モードに比べて大きな値を示す。

【００３９】図１７は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ² とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面を電気的に短絡状態にし空気側板面にすだれ状電
極を設けたものを用いている。

【００４０】図１８は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ² とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面を電気的に開放状態にし空気側板面にすだれ状電
極を設けたものを用いている。

【００４１】図１３〜１８より、１次以上のモードでは
図１のパネル書き込み装置を伝搬する弾性表面波の速度
がガラス基板５単体を伝搬する弾性表面波の速度と等し
いときｋ² が最大値を示すことがわかる。

【００４２】図１５〜１８より、圧電磁器薄板６のガラ
ス側板面にすだれ状電極を設け空気側板面を電気的に短
絡状態にした構造においてすだれ状電極に加えられる電
気的エネルギーが弾性表面波に変換される度合が大きく
なることがわかる。

【００４３】図１に示すパネル書き込み装置においてガ
ラス基板５に弾性表面波を励振する場合、圧電磁器薄板
６とガラス基板５との界面で音響インピーダンスの不整
合等によって生じる反射等を考慮する必要がある。反射
係数を最小にする手段としては、パネル書き込み装置に
おける表面波速度とガラス基板５単体の表面波速度とが
等しくなるようにパネル書き込み装置を設計すること、
表面波の波長λに対する圧電磁器薄板６の厚さｄの割合
（ｄ／λ）が小さくなるようにパネル書き込み装置を設
計すること等が挙げられる。ｄ値が一定である場合には
３次よりは２次、２次よりは１次モードの方が有効であ
る。

【００４４】

【発明の効果】本発明のパネル書き込み装置によれば、
超音波デバイスＡのすだれ状電極Ｐ_i（ｉ＝１，２，…
…，Ｎ）から電気信号を入力する構造を採用することに
より、すだれ状電極Ｐ_iに接触する部分の非圧電基板の
板面Ｚ１に１次モードまたは２次以上のモードの弾性表
面波を励振させることができる。このときこの弾性表面
波の位相速度が非圧電基板単体における弾性表面波の伝
搬速度にほぼ等しくなるような構造を採用することによ
り、すだれ状電極Ｐ_iから加えられる電気的エネルギー
が弾性表面波に変換される度合を大きくすることができ
るだけでなく、圧電薄板と非圧電基板との界面での音響
インピーダンスの不整合等によって生じる反射等を除去
することができる。このようにして、低消費電力で高電
圧を印加すること無しに効率良く弾性表面波を非圧電基
板の板面Ｚ１に励振することができる。

【００４５】本発明のパネル書き込み装置によれば、超
音波デバイスＢとしてすだれ状電極Ｐ_iそれぞれに対応
して少なくとも２組のすだれ状電極Ｑ_i-1（ｉ＝１，
２，……，Ｎ）およびＱ_i-2（ｉ＝１，２，……，Ｎ）
を備えた構造を採用し、すだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2
を出力用としている。すだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2の
それぞれをすだれ状電極Ｐ_iに対し弾性表面波の送受波
の指向軸が共通になるよう配置する構造を採用すること
により、非圧電基板の板面Ｚ１に励振されている弾性表
面波をすだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2から電気信号とし
て効率よく出力させることができる。板面Ｚ１における
弾性表面波の伝搬路（すなわちすだれ状電極Ｐ_iとＱ_i-1
との間およびＰ_iとＱ_i-2との間）を非圧電基板よりも軟
らかく超音波を吸収しやすい物質で接触することにより
板面Ｚ１に励振されている弾性表面波が消滅または減衰
するから、すだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2に出力される
電気信号も消滅または減衰する。このようにして、本発
明のパネル書き込み装置は応答時間が短く感度が良い。

【００４６】すだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2のうち出力
される電気信号が消滅または減衰するすだれ状電極を判
別することにより、接触位置の特定ができる。その接触
位置に対応する形の情報を所定の時間、表示画面に表示
させておく構造を採用することにより、非圧電基板より
も軟らかく超音波を吸収しやすい物質で文字などを板面
Ｚ１に描いた場合、その文字を表示画面に映し出すこと
ができる。このようにして、文字、記号、その他の情報
を板面Ｚ１に直接書き込むことにより、それらの情報の
入力ができるばかりでなく、表示画面に画像として映し
出すことが可能になる。

【００４７】すだれ状電極Ｐ_iにすだれ状電極Ｐ_iの電極
周期長にほぼ対応する少なくとも２種類の周波数の電気
信号を入力する構造を採用することにより、非圧電基板
の板面Ｚ１に該電極周期長にほぼ等しい波長を有する少
なくとも２種類の弾性表面波を励振することができる。
また、板面Ｚ１に励振された弾性表面波をその波長に応
じてすだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2から電気信号として
出力することができる。

【００４８】表示画面として少なくとも２種類の色で情
報が表示される構造を採用するとともに、すだれ状電極
Ｐ_iに入力する電気信号の周波数と表示画面の色とを対
応させる構造を採用することにより、表示画面の同一箇
所に周波数を切り換えることによって別々に色分けされ
た情報を表示することが可能になる。つまり、非圧電基
板の板面Ｚ１における前記箇所を周波数ごとに接触する
ことによって周波数ごとに色分けされた情報を表示する
ことが可能になる。

【００４９】非圧電基板の板面Ｚ１に超音波送受波装置
を少なくとも２つ設けた構造を採用し、しかも１つの超
音波送受波装置における超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性
表面波の伝搬路と、別の超音波送受波装置における超音
波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝搬路とを互いに直
交させる構造を採用することにより、非圧電基板の板面
Ｚ１における接触位置をさらに繊細に特定できる。これ
は超音波送受波装置の数が多い程きめ細かな特定が可能
となる。従って、表示画面に表示される情報もさらに繊
細になり、文字、記号、その他の情報がより鮮明なもの
となる。

【００５０】すだれ状電極Ｑ_i-1のそれぞれの出力端を
互いに電気的に接続点Ｎ１で接続し、すだれ状電極Ｑ
_i-2のそれぞれの出力端を互いに電気的に接続点Ｎ２で
接続する構造を採用することにより、板面Ｚ１における
弾性表面波の伝搬路の一部に物体が接触したことを接続
点Ｎ１および接続点Ｎ２に現れる電気信号の大きさから
感知することができる。すだれ状電極Ｐ_iに電気信号を
入力する手段として、出力端がすだれ状電極Ｐ_iの入力
端にそれぞれ接続されたＮ個のスイッチＳ_i（ｉ＝１，
２，……，Ｎ）を設け、該スイッチＳ_iを順次に所定の
周期で電気的にそれぞれ断続する構造を採用することに
より、すだれ状電極Ｐ_iに順次に電気信号を入力するこ
とができる。従って、非圧電基板の板面Ｚ１上における
弾性表面波の伝搬路のうちたとえばすだれ状電極Ｐ₁と
Ｑ_1-1との間を接触した場合には、すだれ状電極Ｐ₁に電
気信号が入力されているときに限って接続点Ｎ１に出力
される遅延電気信号が減衰または消滅する。このように
して接触位置を明確に指定することが可能になる。

【００５１】スイッチＳ_iのそれぞれの入力端を互いに
電気的に接続点ＮＳで接続し、接続点Ｎ１を増幅器を介
して接続点ＮＳに電気的に接続する構造を採用すること
により、すだれ状電極Ｐ_iからＱ_i-1に至る間の板面Ｚ１
で成る弾性表面波の伝搬路Ｄ_i（ｉ＝１，２，……，
Ｎ）を遅延素子とする発振器Ｈ_i（ｉ＝１，２，……，
Ｎ）を構成することができる。発振器Ｈ_iの信号ループ
はすだれ状電極Ｐ_iと、伝搬路Ｄ_iと、すだれ状電極Ｑ
_i-1と、増幅器とから成る。このようにして、回路構成
が簡略化されることから装置の小型軽量化が可能とな
り、しかも低消費電力で低電圧での駆動が可能となる。

【００５２】すだれ状電極Ｐ_i，Ｑ_i-1およびＱ_i-2とし
てそれぞれが少なくとも２つの電極周期長Ｌ１およびＬ
２を有する構造を採用することにより、すだれ状電極Ｐ
_iに電極周期長Ｌ１またはＬ２にほぼ相応する周波数の
電気信号を入力することができる。従って、非圧電基板
の板面Ｚ１に電極周期長Ｌ１またはＬ２にほぼ等しい波
長の弾性表面波を励振することができる。また、非圧電
基板の板面Ｚ１に励振されている電極周期長Ｌ１または
Ｌ２にほぼ等しい波長を有する弾性表面波をすだれ状電
極Ｑ_i-1およびＱ_i-2から電気信号として出力させること
ができる。超音波送受波装置において超音波デバイスＡ
およびＢを電極周期長が小さい方の電極指が互いに内側
になるように、つまり電極間距離が小さくなるように配
置することにより、非圧電基板に励振する弾性表面波の
減衰を抑制することができる。

【００５３】超音波デバイスにおける圧電薄板の厚さを
すだれ状電極の電極周期長以下にし、すだれ状電極の電
極周期長を１次モードまたは２次以上のモードの弾性表
面波の波長にほぼ等しくする構造を採用することによ
り、すだれ状電極から加えられる電気的エネルギーが弾
性表面波に変換される度合を大きくすることができるだ
けでなく、圧電薄板と非圧電基板との界面での音響イン
ピーダンスの不整合等によって生じる反射等を除去する
ことができる。なお、すだれ状電極の電極周期長すなわ
ち弾性表面波の波長λに対する圧電薄板の厚さｄの割合
（ｄ／λ）が小さいほど効果は大きい。

【００５４】圧電薄板として圧電セラミック、ＰＶＤＦ
その他の高分子圧電フィルムを採用することにより、非
圧電基板に効率よく１次モードまたは２次以上のモード
の弾性表面波を励振することができる。圧電セラミック
はその分極軸の方向を厚さ方向と一致させる構造を採用
することにより、非圧電基板に効率よく１次モードまた
は２次以上のモードの弾性表面波を励振することができ
る。

【００５５】すだれ状電極を圧電薄板と非圧電基板との
界面に設けた構造を採用することにより、すだれ状電極
に加えられる電気的エネルギーを効率よく弾性表面波に
変換することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパネル書き込み装置の一実施例を示す
平面図。

【図２】図１のパネル書き込み装置における超音波デバ
イス１および３を示す平面図。

【図３】図１のパネル書き込み装置の断面図。

【図４】図１のパネル書き込み装置に用いられているす
だれ状電極の代わりに用いられるすだれ状電極の一実施
例を示す平面図。

【図５】図１のパネル書き込み装置をｒｆパルスを用い
て駆動する場合の構成図。

【図６】図５の構成図における各部〜における波形
図。

【図７】図１のパネル書き込み装置を遅延線発振器を形
成して駆動する場合の構成図。

【図８】すだれ状電極Ｔ1，Ｒ11間における周波数に対
する挿入損失の関係を示す特性図。

【図９】すだれ状電極Ｔ1，Ｒ11間における周波数に対
する挿入損失の関係を示す特性図。

【図１０】３．９６ＭＨｚのｒｆパルスを印加した場合
のすだれ状電極Ｔ1，Ｒ11間における応答特性を示す
図。

【図１１】３．９６ＭＨｚのｒｆパルスを印加した場合
のすだれ状電極Ｔ1，Ｒ11間における応答特性を示す
図。

【図１２】図７に示す遅延線発振器における発振のスペ
クトルを示す特性図。

【図１３】図１のパネル書き込み装置のガラス基板５を
伝搬する弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図。

【図１４】図１のパネル書き込み装置のガラス基板５を
伝搬する弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図。

【図１５】圧電磁器薄板６の異なる２つの電気的境界条
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ² とｋｄ値との関係を示す特性図。

【図１６】圧電磁器薄板６の異なる２つの電気的境界条
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ² とｋｄ値との関係を示す特性図。

【図１７】圧電磁器薄板６の異なる２つの電気的境界条
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ² とｋｄ値との関係を示す特性図。

【図１８】圧電磁器薄板６の異なる２つの電気的境界条
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ² とｋｄ値との関係を示す特性図。

【符号の説明】

１，２，３，４ 超音波デバイス ５ ガラス基板 ６ 圧電磁器薄板 ７ 表示画面 Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3，Ｔ4 すだれ状電極 Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ21，Ｒ22，Ｒ23，Ｒ24
すだれ状電極 Ｒ31，Ｒ32，Ｒ33，Ｒ34，Ｒ41，Ｒ42，Ｒ43，Ｒ44
すだれ状電極

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波デバイスＡおよびＢで成る超音波
   送受波装置を非圧電基板の一方の板面Ｚ１に少なくとも
   ２つ設け、前記非圧電基板のもう一方の板面Ｚ２に表示
   装置の表示画面を設けて成るパネル書き込み装置におい
   て、 前記超音波デバイスＡはＮ組のすだれ状電極Ｐ_i（ｉ＝
   １，２，……，Ｎ）を圧電薄板ａに備えて成り、前記超
   音波デバイスＢは前記すだれ状電極Ｐ_iにそれぞれ対応
   するＮ個のすだれ状電極群Ｑ_i（ｉ＝１，２，……，
   Ｎ）を圧電薄板ｂに備えて成り、これらのすだれ状電極
   群Ｑ_iはそれぞれ少なくとも２組のすだれ状電極Ｑ_i-1お
   よびＱ_i-2で成り、 前記すだれ状電極Ｐ_iの電極周期長にほぼ対応する周波
   数の電気信号を前記すだれ状電極Ｐ_iに入力し、前記電
   極周期長にほぼ等しい波長を有する弾性表面波を前記板
   面Ｚ１に励振する手段と、 前記板面Ｚ１に励振された該弾性表面波の波長に応じて
   前記すだれ状電極Ｑ_{i- 1}およびＱ_i-2に現れる電気信号を
   出力する手段とが設けてあり、 １つの前記超音波送受波装置における前記超音波デバイ
   スＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝搬路と、別の前記超音波送
   受波装置における前記超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表
   面波の伝搬路とが互いに直交していて、 前記板面Ｚ１における前記弾性表面波の伝搬路の一部に
   物体が接触したことを、前記すだれ状電極Ｑ_i-1および
   Ｑ_i-2に出力される前記電気信号の大きさから感知し、 前記すだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2のうち出力される前
   記電気信号の大きさが変化する前記すだれ状電極Ｑ_i-1
   またはＱ_i-2の位置から、前記伝搬路における物体に接
   触された被接触部分の位置を特定し、 前記被接触部分の位置に対応する形の情報を所定の時
   間、前記表示画面に表示させておく手段が設けられてい
   ることを特徴とするパネル書き込み装置。
2. 【請求項２】 前記情報は少なくとも２種類の色で表示
   され、 前記すだれ状電極Ｐ_iの電極周期長にほぼ対応する少な
   くとも２種類の周波数の電気信号を該すだれ状電極Ｐ_i
   に入力し、前記電極周期長にほぼ等しい波長を有する少
   なくとも２種類の弾性表面波を前記板面Ｚ１に励振する
   手段が設けられていて、 前記周波数と前記情報の前記色とを対応させる手段が設
   けられていることを特徴とする請求項１に記載のパネル
   書き込み装置。
3. 【請求項３】 前記すだれ状電極Ｐ_i，Ｑ_i-1およびＱ
   _i-2における電極周期長にはそれぞれ少なくともＬ１と
   Ｌ２との２つが有り、 前記すだれ状電極Ｐ_iに前記電極周期長Ｌ１またはＬ２
   にほぼ対応する周波数の電気信号を入力し、前記板面Ｚ
   １に前記電極周期長Ｌ１またはＬ２にほぼ等しい波長の
   弾性表面波を励振する手段が設けられていることを特徴
   とする請求項１または２に記載のパネル書き込み装置。
4. 【請求項４】 前記すだれ状電極Ｑ_i-1のそれぞれの出
   力端は互いに電気的に接続点Ｎ１で接続されており、前
   記すだれ状電極Ｑ_i-2のそれぞれの出力端は互いに電気
   的に接続点Ｎ２で接続されており、 前記すだれ状電極Ｐ_iに電気信号を入力する手段は、出
   力端が前記すだれ状電極Ｐ_iの入力端にそれぞれ接続さ
   れたＮ個のスイッチＳ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）と、
   該スイッチＳ_iを順次に所定の周期で電気的にそれぞれ
   断続するスイッチ制御手段とを含み、 前記板面Ｚ１における弾性表面波の伝搬路の一部に物体
   が接触したことを、前記接続点Ｎ１および前記接続点Ｎ
   ２に現れる電気信号の大きさから感知することを特徴と
   する請求項１，２または３に記載のパネル書き込み装
   置。
5. 【請求項５】 前記スイッチＳ_iのそれぞれの入力端は
   互いに電気的に接続点ＮＳで接続され、前記接続点Ｎ１
   は増幅器を介して前記接続点ＮＳに電気的に接続され、 前記すだれ状電極Ｐ_iから前記すだれ状電極Ｑ_i-1に至る
   間の前記非圧電基板で成る弾性表面波の伝搬路Ｄ_i（ｉ
   ＝１，２，……，Ｎ）を遅延素子とする発振器Ｈ_i（ｉ
   ＝１，２，……，Ｎ）が構成されていて、 前記発振器Ｈ_iの信号ループは前記すだれ状電極Ｐ_iと、
   前記伝搬路Ｄ_iと、前記すだれ状電極Ｑ_i-1と、前記増幅
   器とから成ることを特徴とする請求項４に記載のパネル
   書き込み装置。
6. 【請求項６】 前記圧電薄板ａの厚さは前記すだれ状電
   極Ｐ_iの電極周期長以下であり、前記圧電薄板ｂの厚さ
   は前記すだれ状電極Ｑ_i-1およびＱ_i-2の電極周期長以下
   であって、 前記すだれ状電極Ｐ_i，Ｑ_i-1およびＱ_i-2の電極周期長
   は１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波の波
   長にほぼ等しく、 前記１次モードまたは２次以上の前記モードの弾性表面
   波の位相速度は前記非圧電基板単体に励振される弾性表
   面波の伝搬速度にほぼ等しいことを特徴とする請求項
   １，２，３，４または５に記載のパネル書き込み装置。
7. 【請求項７】 前記圧電薄板ａまたはｂが圧電セラミッ
   クで成り、該圧電セラミックの分極軸の方向は該圧電セ
   ラミックの厚さ方向と平行であることを特徴とする請求
   項１，２，３，４，５または６に記載のパネル書き込み
   装置。
8. 【請求項８】 前記圧電薄板ａまたはｂがＰＶＤＦその
   他の高分子圧電フィルムで成ることを特徴とする請求項
   １，２，３，４，５または６に記載のパネル書き込み装
   置。
9. 【請求項９】 前記圧電薄板ａまたはｂは前記すだれ状
   電極が設けられている方の板面を介して前記板面Ｚ１に
   固着されていることを特徴とする請求項１，２，３，
   ４，５，６，７または８に記載のパネル書き込み装置。