JPH06348397A - Ultrasonic electronic notebook - Google Patents

Ultrasonic electronic notebook

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JPH06348397A
JPH06348397A JP16047693A JP16047693A JPH06348397A JP H06348397 A JPH06348397 A JP H06348397A JP 16047693 A JP16047693 A JP 16047693A JP 16047693 A JP16047693 A JP 16047693A JP H06348397 A JPH06348397 A JP H06348397A
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JP
Japan
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piezoelectric
interdigital
plate
input
information
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JP16047693A
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Koji Toda
耕司 戸田
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Abstract

PURPOSE:To provide the ultrasonic electronic notebook for inputting the information by coming into with the plate surface of a substrate provided with an ultrasonic transmitting/receiving means and a display screen with an input pen, and displaying the information. CONSTITUTION:When a linear chirp signal is inputted from interdigital electrodes TX and TY, an electric signal of a frequency varied roughly in accordance with electrode periodic length of the interdigital electrodes TX and TY is converted to an elastic surface wave and propagated along a piezoelectric substrate 7, and an elastic surface wave of wavelength being roughly equal to electrode periodic length of interdigital electrodes RX and RY is converted to a delay electric signal, and outputted from the interdigital electrodes RX and RY. When a propagation path of the elastic surface wave on the piezoelectric substrate 7 is brought into contact with a pen point of an input pen, the elastic surface wave corresponding to a contact position is attenuated, and in accordance therewith, the delay electric signal is also attenuated. The contact position can be detected from a frequency of the delay electric signal attenuated in such a way. On a display screen, information is displayed in a shape corresponding to its contact position.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【産業上の利用分野】本発明は超音波送受波手段を備え
た透光性の一方の板面に入力ペンで接触することにより
情報を入力し、その板面のもう一方の板面に備えられた
表示画面に情報を表示する超音波電子手帳に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention inputs information by touching one translucent plate surface provided with ultrasonic wave transmitting / receiving means with an input pen, and prepares the other plate surface of the plate surface. The present invention relates to an ultrasonic electronic notebook that displays information on a displayed screen.

【従来の技術】従来の電子手帳は入力手段として主にパ
ソコンと同様なキーボードが用いられているが、そのキ
ーボードも手帳としての目的の為に大きさが小型である
ことが要求されている。従来の電子手帳はキーボードが
小型であることから入力操作が面倒で時間がかかり、操
作の間違いが多く、入力手段としてのキーボード部分と
表示手段としてのディスプレイ部分とが独立しているの
で電子手帳としての大きさには制限が有った。しかもキ
ーボード操作が複雑なことが特に初心者にとって大きな
障害となっていた。このようにして、従来の電子手帳は
キーボード部分とディスプレイ部分とが独立しているこ
とから概して大型で、キーボード操作が複雑でかつ面倒
なことから入力操作に時間がかかり、操作の間違いも多
かった。パネルに文字、記号、その他の情報を直接書き
込むことによって入力することができるペン入力コンピ
ュータには主に透明電極式および光学式タッチパネルが
用いられている。これらのタッチパネルは加工性、耐久
性、感度等に問題を残し、光などのまわりの環境に影響
されて誤動作しやすく、また高密度の情報をパネルに表
示しにくいという欠点を有する。ペン入力コンピュータ
の他、電子手帳などがタッチパネルを応用することによ
って可能になる。タッチパネルはパネル上への人指また
は物体等による接触がすばやい応答性をもって感知され
ることが要求され、その接触位置が高い分解能をもって
特定されることが望まれる。従来のタッチパネルとして
は上記の他に抵抗膜方式と超音波方式が主に挙げられ
る。抵抗膜方式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。超音波方式によ
るタッチパネルとしては反射アレイを用いた弾性表面波
タッチパネルが挙げられる。これはくさび形トランスデ
ューサを用いて予め弾性表面波を励振させておいたパネ
ルに接触することによりその弾性表面波が減衰すること
を利用したものであって、耐環境性に優れる等の利点を
有する反面、反射アレイの製作に高度な技術を必要とす
るとともにくさび形トランスデューサの工作精度がタッ
チパネルとしての機能を左右し、さらに低電圧駆動に難
点を有している。このようにして、従来のタッチパネル
は応答時間、分解能、耐久性、工作精度、加工性および
量産性等に問題を有している。
2. Description of the Related Art In a conventional electronic notebook, a keyboard similar to that of a personal computer is mainly used as an input means, but the keyboard is also required to be small in size for the purpose of a notebook. Since the conventional electronic notebook is a small keyboard, the input operation is troublesome and time-consuming, and there are many mistakes in the operation, and the keyboard portion as the input means and the display portion as the display means are independent, so it is an electronic notebook. There was a limit to the size of. Moreover, the complicated keyboard operation has been a major obstacle especially for beginners. In this way, the conventional electronic organizer is generally large because the keyboard part and the display part are independent, and the keyboard operation is complicated and troublesome, so it takes a long time for the input operation and there are many mistakes in the operation. . Transparent electrode type and optical touch panels are mainly used for pen input computers that can input characters, symbols, and other information by directly writing on the panel. These touch panels have problems that workability, durability, sensitivity, etc. remain, they are easily affected by the surrounding environment such as light, and malfunction, and it is difficult to display high-density information on the panel. In addition to a pen input computer, an electronic notebook and the like can be realized by applying a touch panel. The touch panel is required to detect a touch on the panel by a human finger, an object, or the like with quick responsiveness, and it is desired that the touch position be specified with high resolution. In addition to the above, the conventional touch panel mainly includes a resistance film type and an ultrasonic type. The resistance film method changes the resistance value of the transparent conductive film by touching the transparent conductive film (resistive film), and it has low power consumption, but in terms of response time, sensitivity, durability, etc. I have a problem. An example of an ultrasonic touch panel is a surface acoustic wave touch panel using a reflective array. This utilizes the fact that the surface acoustic wave is attenuated when it comes into contact with a panel in which the surface acoustic wave is excited in advance by using a wedge-shaped transducer, and has the advantage of being excellent in environmental resistance. On the other hand, the fabrication of the reflection array requires a high level of technology, and the work precision of the wedge-shaped transducer influences the function of the touch panel, and it has a difficulty in driving at a low voltage. Thus, the conventional touch panel has problems in response time, resolution, durability, workability, workability, mass productivity, and the like.

【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
電圧駆動で、パネルに接触することにより応答時間が短
く感度の良い高密度の情報を入力することができるとと
もに情報を前記パネルに表示することができ、小型軽量
で薄型で、携帯に便利で、パネル操作が簡単な電子手帳
を提供することにある。
It is an object of the present invention to have excellent workability, durability and mass productivity, low power consumption and low voltage drive, and a high response with a short response time by touching a panel. It is an object of the present invention to provide an electronic notebook which can input density information and can display information on the panel, which is small, lightweight and thin, convenient to carry, and easy to operate on the panel.

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の超音波
電子手帳は、ほぼ透明な基板と、該基板の一方の板面F
1に設けられた少なくとも2つの超音波送受波手段Xお
よびYと、前記基板のもう一方の板面F2に設けられた
少なくとも1種類の色で表示される表示装置の表示画面
と、前記板面F1に弾性表面波を励振する手段と、前記
板面F1上における入力ペンのペン先によって接触され
た位置を前記板面F1上の位置を表わす位置信号に基づ
き入力位置として特定する手段と、該入力位置に対応す
る情報を処理する手段とを含む超音波電子手帳であっ
て、前記情報処理手段は情報を記憶する手段と、前記特
定された入力位置に対応する情報を入力情報として検出
する手段と、該入力情報検出手段で検出された前記情報
を前記表示画面に所定の時間だけ表示させておく手段と
を含み、前記各超音波送受波手段はN組のすだれ状電極
i(i=1,2,……,N)と、前記すだれ状電極Pi
にそれぞれ対応するN組のすだれ状電極Qi(i=1,
2,……,N)とから成り、前記すだれ状電極Piおよ
びQiは前記すだれ状電極PiおよびQiの中心線に平行
な方向に沿ってそれぞれの電極周期長が連続的に変化す
る構造を成し、前記すだれ状電極Piは前記弾性表面波
励振手段に接続され、この弾性表面波励振手段から該す
だれ状電極Piの電極周期長にほぼ対応して連続的に変
化する周波数の電気信号を受け、前記板面F1に弾性表
面波を励振し、前記すだれ状電極Qiは前記すだれ状電
極Piにより前記板面F1に励振された前記弾性表面波
に応じた前記位置信号を出力し、前記すだれ状電極Pi
とQiとは前記弾性表面波の送受波の指向軸を共通にし
て互いに1対1に対をなして配置されていて、前記超音
波送受波手段Xにおける前記すだれ状電極Piから前記
すだれ状電極Qiに至る間の前記板面F1で成る弾性表
面波の伝搬路Di(i=1,2,……,N)と、前記超
音波送受波手段Yにおける前記伝搬路Diとが互いに直
交していて、前記すだれ状電極Qiのそれぞれの出力端
は互いに電気的に接続点Mで接続されており、前記弾性
表面波励振手段は出力端が前記すだれ状電極Piの入力
端にそれぞれ接続されたN個のスイッチSi(i=1,
2,……,N)と、該スイッチSi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、前記入力位置特定手段は前記接続点Mに現われる前
記位置信号のうちで大きさが変化する前記位置信号が検
出されるときに接続されている前記スイッチSiの位置
に基づき前記入力位置が含まれる前記伝搬路Diを特定
し、大きさが変化する前記位置信号の周波数成分を調
べ、該周波数成分のうちで減衰した周波数成分を感知
し、前記各超音波送受波手段におけるそれぞれの前記減
衰周波数成分に基づき前記板面F1上の前記入力位置を
特定する手段を含み、前記入力位置と前記減衰周波数成
分とはほぼ直線関係にあることを特徴とする。請求項2
に記載の超音波電子手帳は、前記情報記憶手段が前記板
面F1上の位置をアドレスとし該アドレスに対応付けた
情報をデータとしたテーブルを予め記憶しており、前記
入力情報検出手段は前記入力位置特定手段によって特定
された前記入力位置を前記アドレスとして入力し、当該
アドレスから読み出した前記データを前記入力情報とす
ることを特徴とする。請求項3に記載の超音波電子手帳
は、前記情報記憶手段が文字や記号などのパターンを予
め記憶しており、前記入力情報検出手段は前記入力位置
特定手段によって特定された前記入力位置の移動で形成
される軌跡と前記情報記憶手段から読みだした前記パタ
ーンとをパターンマッチング法により比較し、前記軌跡
で表わされるパターンを前記入力情報とすることを特徴
とする。請求項4に記載の超音波電子手帳は、前記入力
情報検出手段が前記入力位置特定手段によって特定され
た前記入力位置を前記入力情報とすることを特徴とす
る。請求項5に記載の超音波電子手帳は、前記基板がほ
ぼ透明な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6に記載の超音波電子手帳
は、前記基板がほぼ透明な非圧電板にほぼ透明な圧電薄
板を設けた2層構造を成し、前記すだれ状電極Piおよ
びQiが該圧電薄板上に設けられていることを特徴とす
る。請求項7に記載の超音波電子手帳は、前記基板がほ
ぼ透明な非圧電板で成り、前記各超音波送受波手段が圧
電薄板Aに前記すだれ状電極Piを設けて成る超音波デ
バイスTと、圧電薄板Bに前記すだれ状電極Qiを設け
て成る超音波デバイスRとから成り、前記圧電薄板Aお
よびBは前記板面F1に設けられていて、前記圧電薄板
Aの厚さが前記すだれ状電極Pi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Qiの電
極周期長以下であって、前記すだれ状電極PiおよびQi
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8に記載の超音波電子手帳
は、前記圧電薄板AまたはBが前記すだれ状電極Pi
よびQiが設けられている方の板面で前記非圧電板に固
着されていることを特徴とする。
An ultrasonic electronic notebook according to claim 1 has a substantially transparent substrate and one plate surface F of the substrate.
1, at least two ultrasonic wave transmitting / receiving means X and Y, a display screen of a display device provided on the other plate surface F2 of the substrate and displayed in at least one color, and the plate surface. Means for exciting a surface acoustic wave on F1; means for specifying a position on the plate surface F1 contacted by the pen tip of the input pen as an input position based on a position signal representing a position on the plate surface F1; An ultrasonic electronic notebook including means for processing information corresponding to an input position, wherein the information processing means stores information and means for detecting information corresponding to the specified input position as input information. And a means for displaying the information detected by the input information detecting means on the display screen for a predetermined time, wherein each of the ultrasonic wave transmitting / receiving means has N sets of interdigital transducers P i (i = 1, 2, ..., and N), the interdigital electrode P i
N comb-shaped electrodes Q i (i = 1,
2, ......, N) and made from the interdigital electrode P i and Q i are the respective interdigital periodicity continuously changed along the direction parallel to the center line of the interdigital electrodes P i and Q i And the interdigital transducer P i is connected to the surface acoustic wave excitation means, and the surface acoustic wave excitation means continuously changes substantially corresponding to the electrode period length of the interdigital transducer P i. Upon receiving an electric signal of a frequency, a surface acoustic wave is excited on the plate surface F1, and the interdigital transducer Q i is located at a position corresponding to the surface acoustic wave excited on the plate surface F1 by the interdigital transducer P i. A signal is output and the interdigital transducer P i
And Q i are arranged in a one-to-one pair with the directional axes of the transmission and reception of the surface acoustic wave being common, and are arranged from the interdigital transducer P i in the ultrasonic wave transmitting and receiving means X to the blind. the propagation path of the surface acoustic wave composed of plate surface F1 D i between reaching the Jo electrode Q i (i = 1,2, ...... , N) and, said channel D i in the ultrasonic transmitter means Y Are orthogonal to each other, and the output ends of the interdigital transducers Q i are electrically connected to each other at a connection point M, and the surface acoustic wave excitation means has an output end that receives the input of the interdigital transducer P i . N switches S i (i = 1, 1) respectively connected to the ends
2, ..., N) and switch control means for sequentially electrically connecting and disconnecting the switches S i at a predetermined cycle, the input position specifying means of the position signals appearing at the connection point M. The position signal that changes in size is specified by specifying the propagation path D i including the input position based on the position of the switch S i connected when the position signal that changes in size is detected. Of the frequency components of the ultrasonic wave transmitting / receiving means for detecting the frequency components attenuated among the frequency components, and specifying the input position on the plate surface F1 based on the respective attenuation frequency components of the ultrasonic wave transmitting / receiving means. It is characterized in that the input position and the attenuation frequency component have a substantially linear relationship. Claim 2
In the ultrasonic electronic notebook according to item 1, the information storage means stores in advance a table in which the position on the plate surface F1 is an address and the information associated with the address is data, and the input information detection means is the The input position specified by the input position specifying means is input as the address, and the data read from the address is used as the input information. The ultrasonic electronic notebook according to claim 3, wherein the information storage unit stores patterns such as characters and symbols in advance, and the input information detection unit moves the input position specified by the input position specifying unit. It is characterized in that the locus formed by (1) and the pattern read from the information storage means are compared by a pattern matching method, and the pattern represented by the locus is used as the input information. The ultrasonic electronic notebook according to claim 4 is characterized in that the input information detecting unit uses the input position specified by the input position specifying unit as the input information. An ultrasonic electronic notebook according to a fifth aspect is characterized in that the substrate is made of substantially transparent piezoelectric ceramic, and a direction of a polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to a thickness direction of the piezoelectric ceramic. The ultrasonic electronic notebook according to claim 6, wherein the substrate has a two-layer structure in which a substantially transparent non-piezoelectric plate is provided with a substantially transparent piezoelectric thin plate, and the interdigital electrodes P i and Q i are the piezoelectric thin plates. It is characterized by being provided above. The ultrasonic electronic notebook according to claim 7, wherein the substrate is a substantially transparent non-piezoelectric plate, and each of the ultrasonic wave transmitting / receiving means has a piezoelectric thin plate A provided with the interdigital transducer P i. And an ultrasonic device R in which the comb-shaped electrode Q i is provided on the piezoelectric thin plate B, the piezoelectric thin plates A and B are provided on the plate surface F1, and the thickness of the piezoelectric thin plate A is the above. The electrode period length of the interdigital electrode P i is equal to or less than the electrode period length, the thickness of the piezoelectric thin plate B is equal to or less than the electrode period length of the interdigital electrode Q i , and the interdigital electrodes P i and Q i.
Electrode period length is substantially equal to the wavelength of the surface acoustic wave in the first-order mode or the second or higher modes,
The phase velocities of the surface acoustic waves in the modes above and below are substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic waves excited in the single non-piezoelectric plate. The ultrasonic electronic notebook according to claim 8, wherein the piezoelectric thin plate A or B is fixed to the non-piezoelectric plate on the plate surface on which the interdigital electrodes P i and Q i are provided. And

【作用】本発明の超音波電子手帳は基板の一方の板面F
1に超音波送受波手段を備え基板のもう一方の板面F2
に表示画面を備えた簡単な構造を有することから、装置
の小型軽量化、薄型化が可能である。超音波送受波手段
はN組のすだれ状電極Pi(i=1,2,……,N)
と、すだれ状電極Piに対応するN組のすだれ状電極Qi
(i=1,2,……,N)とから成る。すだれ状電極P
iおよびQiはすだれ状電極PiおよびQiの中心線に平行
な方向に沿ってそれぞれの電極周期長が連続的に変化す
る構造を成す。このとき、このすだれ状電極Piおよび
iの中心線とは各すだれ状電極においてすだれ状電極
を線対称に2等分する線とする。弾性表面波励振手段を
すだれ状電極Piに接続し、すだれ状電極Piの電極周期
長にほぼ対応して連続的に変化する周波数の電気信号、
たとえば時間とともに周波数が直線的に変化する線形チ
ャープ信号を弾性表面波励振手段からすだれ状電極Pi
に入力する構造を採用することにより、それぞれの電極
周期長に応じた部分のすだれ状電極Piからその電極周
期長にほぼ等しい波長を有する弾性表面波を基板の板面
F1上に電極交叉幅に応じて連続的に励振することがで
きる。このとき、電極交叉幅が大きいほど広い範囲にわ
たって弾性表面波を励振できる。本発明の超音波電子手
帳は、低消費電力、低電圧で効率良く弾性表面波を板面
F1上に励振することができる。すだれ状電極Qiを出
力用とし、すだれ状電極Piに対して弾性表面波の送受
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、板面F1に励振されているそれぞれの弾性表
面波をすだれ状電極Qiから電気信号として効率よく出
力させることができる。この際、それぞれの弾性表面波
の波長にほぼ対応する周波数の電気信号が弾性表面波の
波長とほぼ等しい電極周期長の部分のすだれ状電極Qi
から連続的に出力される。すだれ状電極Qiから連続的
に出力される該電気信号は板面F1上の位置を表わす位
置信号としての機能を果たす。すだれ状電極Piからす
だれ状電極Qiに至る間の板面F1で成る弾性表面波の
伝搬路Di(i=1,2,……,N)の一部に入力ペン
のペン先で接触すると、板面F1に励振されている弾性
表面波のうちその接触位置に対応する弾性表面波が減衰
または消滅する。従って、接触位置に対応する部分のす
だれ状電極Qiに出力される位置信号も減衰または消滅
する。このようにして、位置信号に基づいて接触位置を
情報の入力位置として特定することができる。入力ペン
のペン先によって接触された入力位置をすだれ状電極Q
iに出力される位置信号における周波数成分のうちで減
衰する成分から検出する構造を採用することにより、そ
の位置を特定することができる。この際、すだれ状電極
iに出力される周波数の帯域はより平坦であることが
望ましく、平坦であるほど減衰周波数成分の検出感度が
向上し信号処理が容易になり回路構成が簡単になる。周
波数帯域が平坦な構造を成すすだれ状電極としてたとえ
ば双曲線形すだれ状電極が挙げられる。このようにし
て、本発明の超音波電子手帳は応答時間が短く感度が良
い。なお、入力ペンのペン先は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ある。人の指
などもその特徴を有しており電子手帳としての機能を果
たしうる。板面F1に超音波送受波手段を少なくとも2
つ設けた構造を採用し、しかも1つの超音波送受波手段
における弾性表面波の伝搬路Diと、別の超音波送受波
手段における伝搬路Diとを互いに直交させる構造を採
用することにより、板面F1における入力ペンのペン先
による接触位置をさらに繊細に特定できる。これは、各
超音波送受波手段における各すだれ状電極Qiから出力
される位置信号の周波数成分のうちで減衰した周波数成
分に基づいて互いに直交する伝搬路Diの交叉部を求
め、該交叉部を入力位置として特定することができるか
らである。また、超音波送受波手段の数を増やすことも
可能で、基板の大きさに対応して超音波送受波手段の数
を増減したり、またはすだれ状電極PiおよびQiの大き
さを調整したりする等の手段をとることができる。この
ようにして、基板の大きさに左右されることなく入力ペ
ンのペン先による接触位置のきめ細かな特定が可能とな
る。すだれ状電極Qiのそれぞれの出力端を互いに電気
的に接続点Mで接続することにより、板面F1における
弾性表面波の伝搬路Diの一部にペン先が接触したこと
を接続点Mに現れる位置信号の大きさから感知すること
ができる。また、出力端がすだれ状電極Piの入力端に
それぞれ接続されたN個のスイッチSi(i=1,2,
……,N)を設け、該スイッチSi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Piに順次に電気信号を入力すること
ができる。従って、入力位置が含まれる伝搬路Diは、
接続点Mに現われる位置信号のうちで大きさが変化する
位置信号が検出されるときに接続されているスイッチS
iの位置から特定することができる。たとえば、伝搬路
iのうち伝搬路D1の一部を入力ペンのペン先で接触す
る場合、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Mに出力される位置信号が減衰また
は消滅する。このようにして伝搬路Diのうち伝搬路D1
に入力位置が含まれていることが明確になる。さらに、
本発明の超音波電子手帳はすだれ状電極Piに線形チャ
ープ信号を入力する構造を採用し、入力位置をすだれ状
電極Qiに出力される位置信号における周波数成分のう
ちで変動する成分から検出する構造を採用していること
から、伝搬路Diに含まれている入力位置をさらに繊細
に特定することが可能となる。本発明の超音波電子手帳
では基板のもう一方の板面F2に少なくとも1種類の色
で表示される表示装置の表示画面を備えた構造が採用さ
れている。また、本発明の超音波電子手帳では情報処理
手段を備え、この情報処理手段は情報を記憶する手段
と、特定された入力位置に対応する情報を入力情報とし
て検出する手段と、入力情報検出手段で検出された情報
を表示画面に所定の時間だけ表示させておく手段とを含
む。但し、前記情報はこれから入力しようとする情報、
またはすでに保存されていて入力位置に基づいて表示画
面に出力される情報である。さらに、基板として透光性
を有する構造を採用している。つまり、ディスプレイと
キーボードとが一体となった構造が採用されている。し
かも、板面F1を通して見える表示画面の透明度は優れ
ている。従って、たとえば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F1に描いた場合、
その文字を基板を介して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
F1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。また、板面F1の所定の部分に接触す
ることにより、すでに保存されていた情報を表示画面に
出力することも可能である。このようにして、本発明の
超音波電子手帳は装置の一層の小型軽量化、薄型化が促
進されるとともに、画面が鮮明で、そのうえ初心者にも
簡単に操作できる。本発明の超音波電子手帳では情報記
憶手段として板面F1上の位置をアドレスとし該位置に
対応付けた情報をデータとしたテーブルを予め記憶して
おく構造を採用することにより、入力位置がアドレスと
して入力される。従って、そのアドレスから保存されて
いるデータを読み出すことができる。また、情報記憶手
段として文字や記号などのパターンを予め記憶しておく
構造を採用することにより、入力位置の移動で形成され
る軌跡が入力されると、該軌跡とパターンとの比較が行
なわれ、前記軌跡の示す情報が認識され、そのパターン
が入力情報とされる。従って、板面F1に描いた文字な
どの情報を正確に入力することができる。基板として圧
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、圧電セラミックに効率よく弾性表面波を励振するこ
とができる。また、圧電セラミックの板面の面内での等
方性を利用することにより、1つの超音波送受波手段に
おける弾性表面波の伝搬路Diと、別の超音波送受波手
段における伝搬路Diとを互いに直交させる構造を採用
した場合、一方のすだれ状電極Qiともう一方のすだれ
状電極Qiに出力される電気信号のレベルをほぼ同一に
することができる。従って回路構成が簡単になり装置の
小型軽量化が促進できるばかりでなく、出力信号を常に
均一化できるので信号処理が正確になり感度が向上す
る。さらに分解能も上昇する。圧電セラミックの板面に
弾性表面波を伝搬させるためには圧電セラミックの厚さ
はすだれ状電極PiおよびQiの電極周期長の3倍以上で
あることが望ましい。圧電セラミックの厚さが電極周期
長よりも小さく、薄い場合にはラム波が伝搬するが、電
子手帳としての機能を果たしうるモードが存在するなら
ば、ラム波の利用も可能である。基板としてLa添加ジ
ルコン・チタン酸鉛(PLZT)磁器などの透光性の圧
電セラミックを採用することにより、表示画面に現われ
る文字、記号、その他の情報を板面F1上から見ること
ができる。PLZTは透明でありしかも加工性、耐久性
に優れていることから基板として有望である。基板とし
ては圧電セラミックの他にLiNbO3,LiTaO3
の圧電性の単結晶が考えられる。これらの単結晶は透明
でしかも圧電性を有している。しかし、結晶としての異
方性を有していることから電気機械結合係数を含めて設
計の段階で工夫を必要とし、余分な電子回路を必要とす
る可能性がある。基板として非圧電板と圧電薄板とを接
着した2層構造基板を採用し、すだれ状電極Piおよび
iを圧電薄板上に設けた構造を採用することにより、
圧電薄板に効率よく弾性表面波を励振することができ
る。圧電薄板としては圧電セラミックの他にLiNbO
3,LiTaO3等の圧電性の単結晶が考えられる。ま
た、PVDFその他の高分子圧電フィルムも有望であ
る。非圧電板と圧電薄板とがともに透光性を有する構造
を採用することにより、表示画面に現われる文字、記
号、その他の情報を板面F1上から見ることができる。
基板として非圧電板を採用し、超音波送受波手段が圧電
薄板Aにすだれ状電極Piを設けて成る超音波デバイス
Tと、圧電薄板Bにすだれ状電極Qiを設けて成る超音
波デバイスRとから成る構造を採用することにより、超
音波デバイスTに接触する部分の基板の板面F1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
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Pi
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Aと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基板の板面F1に励振することがで
きる。その上、板面F1の面積を比較的大規模にもでき
ることから、幅広い応用が可能である。なお、圧電薄板
AおよびBは板面F1に設けられている。非圧電体で成
る基板が透光性を有する構造を採用することにより、表
示画面に現われる文字、記号、その他の情報を板面F1
上から見ることができる。超音波デバイスTにおける圧
電薄板Aの厚さをすだれ状電極Piの電極周期長以下に
し、超音波デバイスRにおける圧電薄板Bの厚さをすだ
れ状電極Qiの電極周期長以下にし、すだれ状電極Pi
よびQi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、圧電薄板と非圧電性基板との界面
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。圧
電薄板AおよびB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、非圧電体で成る基板に効
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。圧電薄板AおよびBとしてP
VDFその他の高分子圧電フィルムを採用することによ
り、非圧電体で成る基板に効率よく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。
すだれ状電極Piを非圧電体で成る基板と圧電薄板Aと
の界面に設け、すだれ状電極Qiを非圧電体で成る基板
と圧電薄板B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Pi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し、その弾性表面波を効率よ
くすだれ状電極Qiにおいて電気信号に変換することが
できる。本発明の超音波電子手帳は専用の入力ペンのペ
ン先で板面F1に接触することにより処理の指示、手書
き文字の認識、仮名漢字変換などの文字入力、図形や絵
の描画、改行・挿入・削除などの操作を初心者にも簡単
に行うことができる。また、オプション外付けキーボー
ドを接続することも可能で、キーボード入力もできるよ
うになっている。通信機能にも対応でき、プリンタ、外
付けCRTなども接続できるようになっている。
The ultrasonic electronic notebook according to the present invention has one plate surface F of the substrate.
1 is provided with ultrasonic wave transmitting / receiving means, and the other plate surface F2 of the substrate
Since it has a simple structure with a display screen, the device can be made smaller and lighter and thinner. The ultrasonic wave transmitting / receiving means is N sets of interdigital electrodes P i (i = 1, 2, ..., N).
When, N sets of interdigital electrodes Q i corresponding to the interdigital electrodes P i
(I = 1, 2, ..., N). Interdigital transducer P
The i and Q i form a structure in which the respective electrode period lengths continuously change along a direction parallel to the center line of the interdigital electrodes P i and Q i . At this time, the center line of the interdigital electrodes P i and Q i is a line that bisects the interdigital electrode in each interdigital electrode in line symmetry. The surface acoustic wave exciting means connected to interdigital electrodes P i, interdigital electrodes P i the electrical signal having a frequency which varies substantially corresponding to continuous to the electrode period length of,
For example, a linear chirp signal whose frequency changes linearly with time is output from the surface acoustic wave exciting means by the interdigital electrodes P i.
By adopting the structure for inputting to the electrode, a surface acoustic wave having a wavelength substantially equal to the electrode period length from the part of the interdigital electrode P i corresponding to the electrode period length is crossed on the plate surface F1 of the substrate. It is possible to continuously excite according to. At this time, as the electrode crossing width is larger, the surface acoustic wave can be excited over a wider range. The ultrasonic electronic notebook of the present invention can efficiently excite surface acoustic waves on the plate surface F1 with low power consumption and low voltage. By adopting the structure in which the interdigital electrodes Q i are used for output and the directivity axes of the transmission and reception of the surface acoustic waves are common to the interdigital electrodes P i , each is excited on the plate surface F1. The surface acoustic wave of can be efficiently output as an electric signal from the interdigital transducer Q i . At this time, the interdigital electrodes Q i in the portion where the electric signal having a frequency substantially corresponding to the wavelength of each surface acoustic wave has an electrode cycle length substantially equal to the wavelength of the surface acoustic wave.
Is continuously output from. The electric signal continuously output from the interdigital transducer Q i functions as a position signal indicating the position on the plate surface F1. With the pen tip of the input pen, a portion of the propagation path D i (i = 1, 2, ..., N) of the surface acoustic wave formed by the plate surface F1 between the interdigital electrode P i and the interdigital electrode Q i is formed. Upon contact, the surface acoustic wave corresponding to the contact position among the surface acoustic waves excited on the plate surface F1 is attenuated or extinguished. Therefore, the position signal output to the interdigital transducer Q i in the portion corresponding to the contact position is also attenuated or disappeared. In this way, the contact position can be specified as the information input position based on the position signal. A comb-shaped electrode Q for the input position touched by the pen tip of the input pen.
The position can be specified by adopting the structure of detecting from the component that attenuates among the frequency components in the position signal output to i . At this time, it is desirable that the frequency band output to the interdigital transducer Q i is flatter. The flatter the band, the higher the detection sensitivity of the attenuation frequency component, the easier the signal processing, and the simpler the circuit configuration. An example of the interdigital electrode having a flat frequency band structure is a hyperbolic interdigital electrode. Thus, the ultrasonic electronic notebook of the present invention has a short response time and good sensitivity. Note that the pen tip of the input pen needs to be a substance that is softer than the substrate and that easily absorbs ultrasonic waves. A person's finger or the like also has that characteristic, and can function as an electronic notebook. At least two ultrasonic wave transmitting / receiving means are provided on the plate surface F1.
One provided a structure was adopted, moreover by employing the channel D i of the surface acoustic wave in one ultrasonic transmitter means, a structure for mutually orthogonal and channel D i in another ultrasonic transmitter means The contact position of the pen tip of the input pen on the plate surface F1 can be specified more delicately. This is to find the crossing portions of mutually orthogonal propagation paths D i based on the attenuated frequency components of the frequency components of the position signal output from each interdigital transducer Q i in each ultrasonic wave transmitting / receiving means, This is because the copy can be specified as the input position. It is also possible to increase the number of ultrasonic wave transmitting / receiving means, increase or decrease the number of ultrasonic wave transmitting / receiving means or adjust the size of the interdigital transducers P i and Q i in accordance with the size of the substrate. It is possible to take measures such as playing. In this way, it is possible to finely specify the contact position by the pen tip of the input pen without being influenced by the size of the substrate. By electrically connecting the respective output ends of the interdigital transducers Q i to each other at the connection point M, it is determined that the pen tip comes into contact with a part of the propagation path D i of the surface acoustic wave on the plate surface F1. It can be detected from the magnitude of the position signal appearing at. In addition, N switches S i (i = 1, 2 ,,) whose output ends are connected to the input ends of the interdigital transducer P i , respectively.
.., N) and by adopting a structure in which the switches S i are sequentially electrically interrupted at a predetermined cycle, electric signals can be sequentially input to the interdigital electrodes P i . Therefore, the propagation path D i including the input position is
Of the position signals appearing at the connection point M, the switch S connected when the position signal of which the magnitude changes is detected.
It can be specified from the position of i . For example, when a part of the propagation path D 1 of the propagation path D i is brought into contact with the pen tip of the input pen, the electric signal is output to the connection point M only when the electric signal is input to the interdigital transducer P 1. The position signal decays or disappears. In this way, of the propagation paths D i , the propagation path D 1
It becomes clear that the input position is included in. further,
The ultrasonic electronic notebook according to the present invention adopts a structure in which a linear chirp signal is input to the interdigital transducer P i , and the input position is detected from the varying component of the frequency components of the position signal output to the interdigital transducer Q i. Since such a structure is adopted, it becomes possible to specify the input position included in the propagation path D i more delicately. The ultrasonic electronic notebook according to the present invention employs a structure including a display screen of a display device for displaying in at least one color on the other plate surface F2 of the substrate. Further, the ultrasonic electronic notebook of the present invention includes information processing means, the information processing means stores information, means for detecting information corresponding to the specified input position as input information, and input information detecting means. And means for keeping the information detected in step 3 on the display screen for a predetermined time. However, the above information is the information to be entered,
Alternatively, the information is already stored and is output on the display screen based on the input position. Further, a transparent structure is adopted as the substrate. That is, a structure in which the display and the keyboard are integrated is adopted. Moreover, the transparency of the display screen seen through the plate surface F1 is excellent. Therefore, for example, when characters are drawn on the plate surface F1 with a material that is softer than the substrate and easily absorbs ultrasonic waves,
The character can be displayed on the display screen through the substrate. By directly writing characters, symbols, and other information on the plate surface F1 in this manner, not only can those information be input, but they can also be displayed as an image on the display screen. Further, it is also possible to output the previously stored information to the display screen by touching a predetermined portion of the plate surface F1. In this way, the ultrasonic electronic notebook of the present invention promotes further downsizing, weight reduction and thinning of the device, has a clear screen, and can be easily operated by a beginner. The ultrasonic electronic notebook of the present invention adopts a structure in which the position on the plate surface F1 is an address and the table in which the information associated with the position is data is stored in advance as the information storage means. Is entered as. Therefore, the stored data can be read from that address. Further, by adopting a structure in which patterns such as characters and symbols are stored in advance as the information storage means, when the locus formed by the movement of the input position is input, the locus and the pattern are compared. The information indicated by the locus is recognized, and the pattern is used as the input information. Therefore, information such as characters drawn on the plate surface F1 can be accurately input. By adopting a piezoelectric ceramic as the substrate and adopting a structure in which the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic and the thickness direction are parallel, it is possible to efficiently excite the surface acoustic wave in the piezoelectric ceramic. Further, by utilizing the in-plane isotropy of the piezoelectric ceramic plate surface, the propagation path D i of the surface acoustic wave in one ultrasonic wave transmitting / receiving means and the propagation path D in another ultrasonic wave transmitting / receiving means. When the structure in which i is orthogonal to each other is adopted, the levels of the electric signals output to the one interdigital electrode Q i and the other interdigital electrode Q i can be made substantially the same. Therefore, not only can the circuit structure be simplified and the device can be made smaller and lighter, but the output signals can be made uniform at all times, so that the signal processing is accurate and the sensitivity is improved. Furthermore, the resolution is also increased. In order to propagate the surface acoustic wave to the plate surface of the piezoelectric ceramic, it is desirable that the thickness of the piezoelectric ceramic is three times or more the electrode period length of the interdigital electrodes P i and Q i . When the thickness of the piezoelectric ceramic is smaller than the electrode period length and is thin, the Lamb wave propagates, but if there is a mode that can function as an electronic notebook, the Lamb wave can also be used. By using a translucent piezoelectric ceramic such as La-doped zircon / lead titanate (PLZT) porcelain as the substrate, characters, symbols and other information appearing on the display screen can be seen from the plate surface F1. PLZT is promising as a substrate because it is transparent and has excellent workability and durability. As the substrate, a piezoelectric single crystal such as LiNbO 3 , LiTaO 3 or the like can be considered in addition to the piezoelectric ceramic. These single crystals are transparent and have piezoelectricity. However, since it has anisotropy as a crystal, it may be necessary to devise it at the design stage including the electromechanical coupling coefficient, and an extra electronic circuit may be required. By using a two-layer structure substrate in which a non-piezoelectric plate and a piezoelectric thin plate are bonded as a substrate, and by adopting a structure in which the interdigital electrodes P i and Q i are provided on the piezoelectric thin plate,
Surface acoustic waves can be efficiently excited on the piezoelectric thin plate. As the piezoelectric thin plate, in addition to piezoelectric ceramic, LiNbO
A piezoelectric single crystal such as 3 , LiTaO 3 is considered. Further, PVDF and other polymer piezoelectric films are also promising. By adopting a structure in which both the non-piezoelectric plate and the piezoelectric thin plate have a light-transmitting property, characters, symbols and other information appearing on the display screen can be seen from the plate surface F1.
An ultrasonic device including a non-piezoelectric plate as a substrate, and ultrasonic wave transmitting / receiving means in which a piezoelectric thin plate A is provided with interdigital electrodes P i , and an ultrasonic device T in which piezoelectric thin plate B is provided with interdigital electrodes Q i. By adopting the structure composed of R and R, it is possible to excite a surface acoustic wave of a first-order mode or a second-order mode or more on the plate surface F1 of the substrate in a portion in contact with the ultrasonic device T. At this time, by adopting a structure in which the phase velocity of this surface acoustic wave is substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave in the substrate alone, the interdigital transducer P i.
It is possible not only to increase the degree of conversion of the electrical energy applied from the surface acoustic waves into surface acoustic waves, but also to eliminate the reflection and the like caused by the mismatch of the acoustic impedance at the interface between the piezoelectric thin plate A and the substrate. . In this way, surface acoustic waves can be efficiently excited on the plate surface F1 of the substrate with low power consumption and without applying a high voltage. Moreover, since the area of the plate surface F1 can be made relatively large, a wide range of applications are possible. The piezoelectric thin plates A and B are provided on the plate surface F1. By adopting a structure in which the substrate made of a non-piezoelectric material has a light-transmitting property, characters, symbols and other information appearing on the display screen can be displayed on the plate surface F1.
Can be seen from above. The thickness of the piezoelectric thin plate A in the ultrasonic device T is set to be equal to or less than the electrode period length of the interdigital electrode P i , and the thickness of the piezoelectric thin plate B in the ultrasonic device R is set to be equal to or less than the electrode period length of the interdigital electrode Q i. By adopting a structure in which the electrode period length of the electrodes P i and Q i is substantially equal to the wavelength of the surface acoustic wave in the first-order mode or in the second-order or higher modes, the electric energy applied from the interdigital transducer is the surface acoustic wave. It is possible to increase the degree of conversion to the above, and it is possible to eliminate reflection and the like caused by mismatch of acoustic impedance at the interface between the piezoelectric thin plate and the non-piezoelectric substrate. The smaller the electrode period length of the interdigital transducer, that is, the ratio (d / λ) of the thickness d of the piezoelectric thin plate to the wavelength λ of the surface acoustic wave, the greater the effect. By adopting a structure in which piezoelectric ceramics are used as the piezoelectric thin plates A and B, and the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramics and the thickness direction are parallel to each other, the first mode or 2 It is possible to excite surface acoustic waves of the following modes and higher. P as piezoelectric thin plates A and B
By adopting VDF or other polymer piezoelectric film, the first-order mode or 2
It is possible to excite surface acoustic waves of the following modes and higher.
By adopting a structure in which the interdigital electrodes P i are provided at the interface between the substrate made of a non-piezoelectric material and the piezoelectric thin plate A, and the interdigital electrodes Q i are provided at the interface between the substrate made of a non-piezoelectric material and the piezoelectric thin plate B. , Electrical energy applied to the interdigital transducer P i can be efficiently converted into a surface acoustic wave, and the surface acoustic wave can be efficiently converted into an electric signal in the interdigital electrode Q i . The ultrasonic electronic notebook of the present invention touches the plate surface F1 with the tip of a dedicated input pen to instruct processing, recognize handwritten characters, input characters such as kana-kanji conversion, draw figures and pictures, and insert and insert lines. -Even beginners can easily perform operations such as deleting. An optional external keyboard can also be connected, allowing keyboard input. It can also support communication functions and can be connected to printers, external CRTs, etc.

【実施例】図1は本発明の超音波電子手帳の一実施例を
示す斜視図である。本実施例はタッチパネル部1、情報
処理部2(本体の内部に設けられているので図1では描
かれていない)、パワースイッチ3、ディスク挿入室
4、入力ペン格納室5およびカバー6から成る。入力ペ
ン格納室5には入力ペンが納められている。使用時には
カバー6は図に示すように持ち上げられている。パワー
スイッチ3をONにすると、タッチパネル部1に操作の
手順が順を追って表示されるので、その指示に従ってタ
ッチパネル部1の指定部分を入力ペンで接触することに
より、情報を入力したり、すでに保存されている情報を
タッチパネル部1に映し出すことができる。このように
して、タッチパネル部1に触れることにより処理の指
示、手書き文字の認識、仮名漢字変換などの文字入力、
図形や絵の描画、改行・挿入・削除などの操作をマニュ
アル無しに初心者にも簡単に行うことができる。入力ペ
ンによってタッチパネル部1に文字、記号、その他の情
報を書き込むと、その情報は情報処理部2に送られて処
理され、タッチパネル部1上に表示されることになる。
その情報を所定のディスクに保存する場合には、ディス
ク挿入室4にそのディスクを挿入することにより行な
う。本発明の超音波電子手帳は小型軽量、薄型であるこ
とから携帯に便利なことは言うまでもなく、辞書機能を
内蔵していることから特に海外旅行時の筆談などに有用
である。時間と情報との相対的な管理システムが組み込
まれていることにより、スケジュール管理も容易にでき
る。住所録や電話番号の登録や管理も容易にできる。ま
た、オプション外付けキーボードを接続することも可能
で、キーボード入力もできる。通信機能にも対応でき、
プリンタ、外付けCRTなども接続できる。図2はタッ
チパネル部1の第1の実施例を示す平面図である。本実
施例は圧電基板7、表示画面8(図2では描かれていな
い)、すだれ状電極TX,TY,RXおよびRYから成
る。圧電基板7は長さ50mm、幅50mm、厚さ5m
mの圧電セラミックで成る。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。前記
各すだれ状電極はアルミニウム薄膜で成り、双曲線形を
成していて、圧電基板7の一方の板面に設けられてい
る。表示画面8は圧電基板7のもう一方の板面に設けら
れている。すだれ状電極TXおよびTYは入力用とし
て、すだれ状電極RXおよびRYは出力用として用いら
れている。すだれ状電極TXとRXとの間の電極間距
離、およびすだれ状電極TYとRYとの間の電極間距離
はともに36.4mmである。なお、図2のタッチパネ
ル部1が図1の超音波電子手帳に装着される場合、タッ
チパネル部1は各すだれ状電極が設けられた方の板面を
外部に向ける形で装着され、しかも該板面のうち各すだ
れ状電極によって囲まれた領域のみを外部に露出させる
形で装着されている。図3は図2のタッチパネル部1に
おけるすだれ状電極TXを示す平面図である。すだれ状
電極TY,RXおよびRYはすだれ状電極TXと同様な
形状を成し、同様な特性を有している。すだれ状電極T
X,TY,RXおよびRYは電極周期長が260μm〜
390μmで26.5対の電極指を有し電極交叉幅は2
3.4mmである。図4は図2のタッチパネル部1の断
面図であって、すだれ状電極TXおよびRXの関係を示
している。すだれ状電極TYおよびRYの関係もすだれ
状電極TXおよびRXの関係と同様である。図5は図2
のすだれ状電極TX,TY,RXおよびRY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6つの部分に分割されている
が、このような分割された形状のすだれ状電極を用いる
ことによっても、すだれ状電極TX,TY,RXおよび
RYを用いたときと同様な効果が見られた。また、図3
や図5に示されるような電極指が双曲線形のものだけで
なく、電極周期長が連続的に変化するものであれば電極
指が直線形のものであっても同様な機能を果たす。図2
のタッチパネル部1の駆動時、すだれ状電極TXおよび
TYには時間とともに周波数が変化する線形チャープ信
号が印加され、すだれ状電極TXおよびTYの電極周期
長(260μm〜390μm)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圧電基板
7を連続的に伝搬する。圧電基板7を伝搬している弾性
表面波のうちすだれ状電極RXおよびRY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RXおよびRYから出力され
る。すなわち、すだれ状電極TXおよびTYの各電極周
期長を示す部分からその電極周期長にほぼ対応する周波
数を有する電気信号が弾性表面波に変換されて圧電基板
7を伝搬し、すだれ状電極RXおよびRYの各電極周期
長にほぼ等しい波長の弾性表面波が遅延電気信号に変換
されて、すだれ状電極RXおよびRYの各電極周期長を
示す部分から出力される。このとき、すだれ状電極TX
とRXとの間の弾性表面波の伝搬路とすだれ状電極TY
とRYとの間の弾性表面波の伝搬路とは互いに直交す
る。すだれ状電極RXにおいてはそれぞれの電極周期長
に応じた周波数成分を有する遅延電気信号が受信され、
また、すだれ状電極RYにおいてもそれぞれの電極周期
長に応じた周波数成分を有する遅延電気信号が受信され
る。圧電基板7上の弾性表面波の伝搬路を入力ペンのペ
ン先で接触すると、接触位置に対応する弾性表面波が消
滅または減衰するので、その接触位置に対応する周波数
成分を有する遅延電気信号が消滅または減衰する。但
し、入力ペンのペン先は圧電基板7よりも軟らかく超音
波を吸収しやすい物質で成る。接触位置はこのようにし
て消滅または減衰した遅延電気信号の周波数から検出で
きるようになっている。すなわちすだれ状電極RXおよ
びRYに現われる遅延電気信号のうち消滅または減衰し
た周波数を読みとることにより、接触位置を明確にでき
る。図2のタッチパネル部1を備えた図1の超音波電子
手帳の駆動時、コンピュータからの指令により表示画面
8には接触位置に対応した情報が現われるようになって
いる。なお、表示画面8の情報は圧電基板7を介して見
られるようになっている。このようにして、圧電基板7
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8には接触位置に対応した情報が現わ
れる。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8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、たとえば文字などを圧電基板
7に描いた場合、その文字を表示画面8に映し出すこと
ができる。図6はすだれ状電極TX,RX間またはT
Y,RY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。但し上から順に、接触しない場合の特
性、圧電基板7よりも軟らかく超音波を吸収しやすい物
質で低周波数側を接触した場合の特性、前記物質で中心
周波数付近を接触した場合の特性、前記物質で高周波数
側を接触した場合の特性を示す。挿入損失における接触
した場合と接触しない場合との間の差は図1の超音波電
子手帳の信号処理を行なう上で十分な変化である。この
ようにして、圧電基板7上の接触位置に対応して振幅が
極小となるディップの周波数を読みとることにより、接
触位置が検出できる。図7は接触位置と周波数との関係
を示す特性図である。但し圧電基板7を接触する際、ペ
ン先が直径2mmのゴム製で成る接触ペンを使用した。
また、この接触ペンは接触圧を一定に保つためにバネを
介して固定物に固定されている。一方、圧電基板7は移
動可能なステージ上に固定されている。このステージは
ステッピングモータにより最小2μm移動する。圧電基
板7上の接触位置に対応するディップの周波数を読みと
る場合、接触ペンを圧電基板7上に接触させステージを
移動させながらそのときのディップの周波数をネットワ
ークアナライザにより測定した。図7は接触ペンを弾性
表面波の伝搬方向に対し垂直に移動させたときの結果、
すなわち圧電基板7上のすだれ状電極TX,RX間また
はTY,RY間における弾性表面波の伝搬方向に対し垂
直な直線を描いた結果を示す。接触位置と周波数とが良
好な直線関係にあることがわかる。接触位置の誤差はペ
ン先の直径の2mm以内であり、良好な直線性を維持し
ている。分解能の限界は波長のオーダで決まり、ペン先
を波長以下で移動させた場合には周波数は一定の値を示
す。図1の超音波電子手帳の最小分解能は0.54mm
である。このようにして、接触位置と周波数とは良好な
直線関係にありその分解能も高いことが確認された。図
8は接触ペンを用いて圧電基板7に数字の9を入力した
場合の接触位置を示す特性図である。但し、接触位置は
すだれ状電極RXまたはRYに対応するディップの周波
数および図7の特性をもとに検出されたものである。こ
の結果は本発明の超音波電子手帳が文字入力に十分対応
可能であることを示す。図9はタッチパネル部1の第2
の実施例を示す平面図である。本実施例は圧電基板9、
表示画面10(図9では描かれていない)、すだれ状電
極TX1,TX2,TX3,TY1,TY2,TY3,
RX1,RX2,RX3,RY1,RY2およびRY3
から成る。圧電基板9は長さ104mm、幅104m
m、厚さ5mmの圧電セラミックで成る。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。前記各すだれ状電極は図2のすだれ状電極T
X,TY,RXおよびRYと同様な材質から成り、同様
な形状を成し、同様な機能を果たし、圧電基板9の一方
の板面に設けられている。表示画面10は圧電基板9の
もう一方の板面に設けられている。すだれ状電極TX
1,TX2,TX3,TY1,TY2およびTY3は入
力用として、すだれ状電極RX1,RX2,RX3,R
Y1,RY2およびRY3は出力用として用いられてい
る。各入力用および出力用すだれ状電極の配置関係(す
なわちすだれ状電極TX1とRX1との間、TX2とR
X2との間、TX3とRX3との間、TY1とRY1と
の間、TY2とRY2との間およびTY3とRY3との
間)は図2のすだれ状電極TXとRXとの間またはTY
とRYとの間に見られる配置関係と同様である。各入力
用および出力用すだれ状電極間の電極間距離(すだれ状
電極TX1とRX1との間、TX2とRX2との間、T
X3とRX3との間、TY1とRY1との間、TY2と
RY2との間およびTY3とRY3との間)はともに9
0mmである。すだれ状電極TX1とRX1との間、T
X2とRX2との間およびTX3とRX3との間の弾性
表面波の伝搬路(X方向の伝搬路)は互いに平行であ
る。すだれ状電極TY1とRY1との間、TY2とRY
2との間およびTY3とRY3との間の弾性表面波の伝
搬路(Y方向の伝搬路)は互いに平行である。X方向の
伝搬路とY方向の伝搬路とは互いに直交している。な
お、図9のタッチパネル部1が図1の超音波電子手帳に
装着される場合、タッチパネル部1は各すだれ状電極が
設けられた方の板面を外部に向ける形で装着され、しか
も該板面のうち各すだれ状電極によって囲まれた領域の
みを外部に露出させる形で装着されている。図10は図
9のタッチパネル部1を駆動する場合の構成図である。
図9のタッチパネル部1の駆動時、掃引発振器によって
発生させた線形チャープ信号はスイッチを介することに
より各入力用すだれ状電極TX1,TX2,TX3,T
Y1,TY2およびTY3に印加される。この際、すだ
れ状電極TX1とTY1(以後T1グループと呼ぶ)、
TX2とTY2(以後T2グループと呼ぶ)、TX3と
TY3(以後T3グループと呼ぶ)はそれぞれ接続され
ていることから、線形チャープ信号はT1、T2および
T3グループのすだれ状電極に順次に印加される。T1
グループのすだれ状電極に線形チャープ信号が印加され
ると、T1グループのすだれ状電極の電極周期長にほぼ
対応して変化する周波数を有する電気信号のみが弾性表
面波に変換されて圧電基板9を連続的に伝搬する。圧電
基板9を伝搬している弾性表面波のうちすだれ状電極R
X1およびRY1(以後R1グループと呼ぶ)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R1グループのすだれ状電極から出力
される。すなわち、T1グループのすだれ状電極の各電
極周期長を示す部分からその電極周期長にほぼ対応する
周波数を有する電気信号が弾性表面波に変換されて圧電
基板9を伝搬し、R1グループのすだれ状電極の各電極
周期長にほぼ等しい波長の弾性表面波が遅延電気信号に
変換されて、R1グループすだれ状電極の各電極周期長
を示す部分から出力される。T2グループのすだれ状電
極に線形チャープ信号が印加されると、T2グループの
すだれ状電極の電極周期長にほぼ対応して変化する周波
数を有する電気信号のみが弾性表面波に変換されて圧電
基板9を連続的に伝搬する。圧電基板9を伝搬している
弾性表面波のうちすだれ状電極RX2およびRY2(以
後R2グループと呼ぶ)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R2
グループのすだれ状電極から出力される。T3グループ
のすだれ状電極に線形チャープ信号が印加されると、T
3グループのすだれ状電極の電極周期長にほぼ対応して
変化する周波数を有する電気信号のみが弾性表面波に変
換されて圧電基板9を連続的に伝搬する。圧電基板9を
伝搬している弾性表面波のうちすだれ状電極RX3およ
びRY3(以後R3グループと呼ぶ)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R3グループのすだれ状電極から出力される。
このようにして、T1,T2およびT3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,R2およびR3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RX
1,RX2およびRX3(以後RXグループと呼ぶ)を
接続することにより、回路構成が簡略化されるだけでな
くRXグループのすだれ状電極の遅延電気信号が重複さ
れた形で受信される。すだれ状電極RY1,RY2およ
びRY3(以後RYグループと呼ぶ)を接続することに
より回路構成が簡略化されるだけでなく、RYグループ
のすだれ状電極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圧電基板9を伝搬する弾性表面
波の伝搬路を圧電基板9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、R1グループのすだれ状電極
に限って接触位置に対応する弾性表面波が消滅または減
衰するので、その接触位置に対応する周波数成分を有す
る遅延電気信号が消滅または減衰する。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圧電基
板9を伝搬する弾性表面波の伝搬路を前記物質で接触す
ると、R2グループのすだれ状電極に限って接触位置に
対応する弾性表面波が消滅または減衰するので、その接
触位置に対応する周波数成分を有する遅延電気信号が消
滅または減衰する。T3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圧電基板9を伝搬する弾性
表面波の伝搬路を前記物質で接触すると、R3グループ
のすだれ状電極に限って接触位置に対応する弾性表面波
が消滅または減衰するので、その接触位置に対応する周
波数成分を有する遅延電気信号が消滅または減衰する。
接触位置はこのようにして消滅または減衰した遅延電気
信号の周波数から検出できるようになっている。すなわ
ちRXグループおよびRYグループのすだれ状電極に現
われる遅延電気信号のうち消滅または減衰した遅延電気
信号の周波数を読みとることと、そのときに電気信号が
入力されていたすだれ状電極(T1,T2またはT3グ
ループのすだれ状電極のいずれか)を確認することによ
り、接触位置を明確にできる。図9のタッチパネル部1
を備えた図1の超音波電子手帳の駆動時、コンピュータ
からの指令により表示画面10には接触位置に対応した
情報が現われるようになっている。なお、表示画面10
の情報は圧電基板9を介して見られるようになってい
る。このようにして、圧電基板9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10
には接触位置に対応した情報が現われる。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10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、たとえば文字などを圧電基板9に描いた場合、そ
の文字を表示画面10に映し出すことができる。図11
はタッチパネル部1の第3の実施例を示す断面図であ
る。本実施例は図2の第1の実施例における圧電基板7
を圧電薄板11および非圧電板12から成る2層構造基
板に置き換えたものである。図11ではすだれ状電極T
XおよびRXの関係が示されている。すだれ状電極TY
およびRYの関係もすだれ状電極TXおよびRXの関係
と同様である。圧電薄板11は厚さ230μmのTDK
製101A材(製品名)で成る。非圧電板12は厚さ
1.9mmのパイレックスガラスで成る。圧電薄板11
は厚さ約20μmのエポキシ系樹脂によって非圧電板1
2上に固着されている。図11のタッチパネル部1にお
いても、図2のタッチパネル部1を駆動する場合と同様
な駆動方法が採用される。すだれ状電極TXおよびTY
に線形チャープ信号を印加することにより圧電薄板11
に弾性表面波が励振される。圧電薄板11を伝搬してい
る弾性表面波は再び遅延電気信号に置換されてすだれ状
電極RXおよびRYから出力される。図11のタッチパ
ネル部1を使用することにより、圧電薄板11上の弾性
表面波の伝搬路を接触ペンで接触した場合の接触位置、
またはレーザー光を当てた場合のスポットの位置を明確
に指定することができる。図11のタッチパネル部1を
備えた図1の超音波電子手帳の駆動時、コンピュータか
らの指令により表示画面8には接触位置に対応した情報
が現われるようになっている。なお、表示画面8の情報
は圧電薄板11と非圧電板12との2層構造基板を介し
て見られるようになっている。このようにして、圧電薄
板11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8には接触位置に対応した情
報が現われる。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8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、たとえば文字などを圧
電薄板11に描いた場合、その文字を表示画面8に映し
出すことができる。図12は非圧電板12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と圧電薄板11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、圧電薄
板11は、圧電薄板11の非圧電板12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、圧電薄板11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薄板11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値が零のとき非圧電板3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
れて圧電薄板11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非圧電板12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。図13は
非圧電板12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、圧電薄板11は、
圧電薄板11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、圧電薄板11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kd値が零
のとき非圧電板12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薄板11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非圧電
板12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。図14は圧電薄板11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、圧電薄板11は、圧電薄板11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
(IDT)を設けたものを用いている。kd値がほぼ
2.7付近以上のとき零次モードのk2 は高次モードに
比べて大きな値を示す。図15は圧電薄板11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、圧電薄板11は、圧電薄板11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。零次モードのk2 は高
次モードに比べて大きな値を有している。図12〜15
より、圧電薄板11を伝搬する零次モードの弾性表面波
の速度はkd値が大きくなるにつれて圧電薄板11単体
を伝搬する弾性表面波の速度に収束し、kd値がほぼ2
付近のときk2 が最大値を示すことがわかる。図14お
よび図15より、圧電薄板11の空気側板面にすだれ状
電極を設けガラス側板面を電気的に短絡または開放状態
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。kd値が2を越える領域での零次モード表
面波の位相速度は速度分散がきわめて小さく、波長に比
べて十分な厚さを有する圧電薄板11単体でのレイリー
表面波速度とほとんど一致することになる。このことは
厚い圧電板を使用することなく薄い圧電板とガラス等の
非圧電体との層状構成によって所望の特性を実現できる
ことを示している。タッチパネル部1の第4の実施例と
して、図9に示す圧電基板9を圧電薄板13と非圧電板
14との2層構造基板に置き換えたタッチパネル部1を
提供することができる。但し、圧電薄板13は厚さ23
0μmのTDK製101A材(製品名)で成り、非圧電
板14は厚さ1.9mmのパイレックスガラスで成る。
圧電薄板13は厚さ約20μmのエポキシ系樹脂によっ
て非圧電板14上に固着されている。このようなタッチ
パネル部1を駆動する場合の構成図は図10に示される
構成図と同様であって、タッチパネル部1の駆動時、圧
電薄板13上の弾性表面波の伝搬路を接触ペンで接触し
た場合の接触位置、またはレーザー光を当てた場合のス
ポットの位置を明確に指定することができる。図16は
タッチパネル部1の第5の実施例を示す平面図である。
本実施例は圧電薄板15、非圧電板16、表示画面17
(図16では描かれていない)、すだれ状電極TX,T
Y,RXおよびRYから成る。非圧電板16は長さ50
mm、幅50mm、厚さ1.9mmのパイレックスガラ
スで成る。圧電薄板15は厚さ230μmのTDK製1
01A材(製品名)で成り、弾性表面波の伝搬領域を囲
むような形で非圧電板16上に厚さ約20μmのエポキ
シ系樹脂によって固着されている。なお、図15のタッ
チパネル部1が図1の超音波電子手帳に装着される場
合、タッチパネル部1は各すだれ状電極が設けられた方
の板面を外部に向ける形で装着され、しかも該板面のう
ち各すだれ状電極によって囲まれた領域のみを外部に露
出させる形で装着されている。図17は図16のタッチ
パネル部1の断面図である。図17ではすだれ状電極T
XおよびRXの関係が示されている。すだれ状電極TY
およびRYの関係もすだれ状電極TXおよびRXの関係
と同様である。各すだれ状電極は圧電薄板15において
非圧電板16に接する方の板面に設けられている。図1
6のタッチパネル部1においても、図2のタッチパネル
部1を駆動する場合と同様な駆動方法が採用される。す
だれ状電極TXおよびTYに線形チャープ信号を印加す
ることにより圧電薄板15に励振された弾性表面波は非
圧電板16に伝搬される。非圧電板16を伝搬している
弾性表面波は再び遅延電気信号に置換されてすだれ状電
極RXおよびRYから出力される。図16のタッチパネ
ル部1を使用することにより、非圧電板16上の弾性表
面波の伝搬路を接触ペンで接触した場合の接触位置、ま
たはレーザー光を当てた場合のスポットの位置を明確に
指定することができる。図16のタッチパネル部1を備
えた図1の超音波電子手帳の駆動時、コンピュータから
の指令により表示画面17には接触位置に対応した情報
が現われるようになっている。なお、表示画面17の情
報は非圧電板16を介して見られるようになっている。
このようにして、非圧電板16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17に
は接触位置に対応した情報が現われる。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17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、たとえば文字などを非圧電板16に描いた場合、そ
の文字を表示画面17に映し出すことができる。非圧電
板16を伝搬する弾性表面波の速度分散曲線は図12お
よび図13に示す非圧電板12を伝搬する弾性表面波の
速度分散曲線と同様である。非圧電板16を伝搬する弾
性表面波の各モードのうち零次モードはkd値が零のと
き非圧電板16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薄板15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非圧電板1
6の横波速度に収束している。図18は圧電薄板15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、圧電薄板15は、圧電薄板15
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ものを用いている。高次モードのk
2 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。図19は圧電薄板15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、圧電薄板15は、圧電薄板15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。図12,13,18およ
び19より、図16のタッチパネル部1の非圧電板16
を伝搬する1次以上のモードの弾性表面波の速度が非圧
電板16単体を伝搬する弾性表面波の速度と等しいとき
2 が最大値を示すことがわかる。図18および図19
より、圧電薄板15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。タッチパ
ネル部1の非圧電板16に弾性表面波を励振する場合、
圧電薄板15と非圧電板16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、タッチパネ
ル部1における表面波速度と非圧電板16単体の表面波
速度とが等しくなるようにタッチパネル部1を設計する
こと、表面波の波長λに対する圧電薄板15の厚さdの
割合(d/λ)が小さくなるようにタッチパネル部1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。タッチパネル部1の第6の実施例として、図9に
示す圧電基板9を非圧電板18に置き換えるとともに圧
電薄板17を図16の圧電薄板15と同様な配置に設け
たタッチパネル部1を提供することができる。但し、圧
電薄板17は厚さ230μmのTDK製101A材(製
品名)で成り、非圧電板18は厚さ1.9mmのパイレ
ックスガラスで成る。圧電薄板17は厚さ約20μmの
エポキシ系樹脂によって非圧電板18上に固着されてい
る。このようなタッチパネル部1を駆動する場合の構成
図は図10に示される構成図と同様であって、タッチパ
ネル部1の駆動時、非圧電板18上の弾性表面波の伝搬
路を接触ペンで接触した場合の接触位置、またはレーザ
ー光を当てた場合のスポットの位置を明確に指定するこ
とができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of an ultrasonic electronic notebook according to the present invention.
It is a perspective view shown. In this embodiment, the touch panel unit 1, information
Processing unit 2 (illustrated in FIG. 1 because it is installed inside the main unit)
Power switch 3, disk insertion chamber
4, an input pen storage chamber 5 and a cover 6. Input pen
An input pen is stored in the storage room 5. When using
The cover 6 is lifted as shown in the figure. power
When the switch 3 is turned on, the touch panel unit 1
The procedure will be displayed step by step.
Touching the designated part of the touch panel part 1 with the input pen
You can enter information or enter information that has already been saved.
It can be displayed on the touch panel unit 1. in this way
Then, touch the touch panel unit 1 to
Indication, handwriting recognition, character input such as Kana-Kanji conversion,
Operations such as drawing of figures and pictures, line feed, insertion, deletion, etc.
It can be easily performed by beginners without al. Input pen
Characters, symbols, and other information on the touch panel 1
When the information is written, the information is sent to the information processing unit 2 and processed.
It is processed and displayed on the touch panel unit 1.
If you want to save that information to a disc,
Do this by inserting the disc into the insertion chamber 4.
U The ultrasonic electronic notebook of the present invention is small, lightweight and thin.
Needless to say that it is convenient to carry around,
It's built-in, so it's especially useful for writing when traveling abroad.
Is. Built-in relative management system of time and information
Because it is rare, schedule management can be done easily.
It You can easily register and manage your address book and telephone numbers. Well
It is also possible to connect an optional external keyboard
You can also use the keyboard. It can also support communication functions,
A printer, external CRT, etc. can also be connected. Figure 2
It is a top view which shows the 1st Example of the chi panel part 1. FIG. Real
The example is a piezoelectric substrate 7, a display screen 8 (not shown in FIG. 2).
I), interdigital electrodes TX, TY, RX and RY
It The piezoelectric substrate 7 has a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 5 m.
m piezoelectric ceramic. Of the polarization axis of the piezoelectric ceramic
The direction is parallel to the thickness direction of the piezoelectric ceramic. The above
Each interdigital electrode is made of aluminum thin film and has a hyperbolic shape.
And is provided on one plate surface of the piezoelectric substrate 7.
It The display screen 8 is provided on the other plate surface of the piezoelectric substrate 7.
Has been. The interdigital electrodes TX and TY are for input
Therefore, the interdigital electrodes RX and RY are not used for output.
Has been. Electrode distance between the interdigital electrodes TX and RX
Separation and interelectrode distance between the interdigital electrodes TY and RY
Are both 36.4 mm. In addition, the touch panel of FIG.
When the tool unit 1 is attached to the ultrasonic electronic notebook shown in FIG.
The chi-panel part 1 has a plate surface on which each interdigital electrode is provided.
It is mounted so that it faces outward, and each of the
Only the area surrounded by the striped electrodes is exposed to the outside
It is attached in a shape. FIG. 3 shows the touch panel unit 1 of FIG.
It is a top view which shows the interdigital transducer TX in. Comb-shaped
The electrodes TY, RX and RY are similar to the interdigital electrodes TX.
It is shaped and has similar characteristics. Interdigital transducer T
X, TY, RX and RY have an electrode cycle length of 260 μm
390 μm with 26.5 pairs of electrode fingers and electrode crossing width of 2
It is 3.4 mm. 4 is a disconnection of the touch panel unit 1 of FIG.
FIG. 6 is a plan view showing the relationship between the interdigital transducers TX and RX.
is doing. The relationship between the interdigital electrodes TY and RY is also
This is the same as the relationship between the strip electrodes TX and RX. FIG. 5 is FIG.
Instead of the interdigital electrodes TX, TY, RX and RY
FIG. 3 is a plan view showing an example of a comb-shaped electrode used.
It This interdigital electrode is divided into 6 parts
However, the interdigital electrodes having such a divided shape are used.
By this, the interdigital electrodes TX, TY, RX and
The same effect as when using RY was observed. Also, FIG.
And the electrode fingers shown in Fig. 5 are hyperbolic.
If the electrode cycle length does not change,
Even if the finger is straight, it performs the same function. Figure 2
When driving the touch panel unit 1 of the
TY has a linear chirp signal whose frequency changes with time.
Signal is applied, the electrode period of the interdigital electrodes TX and TY
The frequency corresponding to the long length (260 μm to 390 μm)
Only the electric signals that it has are converted into surface acoustic waves and the piezoelectric substrate
7 is continuously propagated. Elasticity propagating through the piezoelectric substrate 7
Electrode circumference of the interdigital electrodes RX and RY of the surface wave
Only surface acoustic waves with a wavelength approximately equal to the period length are delayed electrical signals
Is converted into the interdigital transducers and output from the interdigital electrodes RX and RY.
It That is, the electrode circumferences of the interdigital electrodes TX and TY.
From the part showing the period length to the frequency almost corresponding to the electrode period length
An electric signal having a number is converted into a surface acoustic wave and the piezoelectric substrate
7, the electrode period of each of the interdigital electrodes RX and RY
Surface acoustic wave with wavelength almost equal to length is converted into delayed electric signal
Then, the electrode cycle lengths of the interdigital electrodes RX and RY are set to
It is output from the part shown. At this time, the interdigital transducer TX
Of surface acoustic wave between ID and RX and interdigital transducer TY
And the propagation path of the surface acoustic wave between RY and RY are orthogonal to each other.
It In the interdigital transducer RX, each electrode cycle length
A delayed electrical signal having a frequency component according to
In addition, in the interdigital transducer RY, each electrode cycle is also
A delayed electrical signal with frequency components depending on the length is received
It Set the propagation path of the surface acoustic wave on the piezoelectric substrate 7 to the pen of the input pen.
If you touch it with the tip, the surface acoustic wave corresponding to the contact position will disappear.
Frequency that corresponds to the contact position
The delayed electrical signal with the component disappears or decays. However
However, the pen tip of the input pen is softer than the piezoelectric substrate 7
It is made of a substance that easily absorbs waves. The contact position is like this
Can be detected from the frequency of the delayed electrical signal
Is ready. That is, the interdigital electrodes RX and
Of the delayed electrical signal appearing in
The contact position can be clarified by reading the frequency
It The ultrasonic electronic of FIG. 1 including the touch panel unit 1 of FIG.
Display screen by command from computer when driving notebook
Information corresponding to the contact position appears in 8
There is. The information on the display screen 8 is viewed via the piezoelectric substrate 7.
It is designed to be used. In this way, the piezoelectric substrate 7
When the surface acoustic wave propagating in the
Surface acoustic waves propagating in the path are attenuated or disappear,
Accordingly, information corresponding to the contact position appears on the display screen 8.
Be done. In addition, information on the shape corresponding to the contact position
In the meantime, the system that keeps it displayed on the display screen 8 is installed.
ing. In this way, for example, characters are printed on the piezoelectric substrate.
When drawn on 7, display the characters on the display screen 8.
You can FIG. 6 is between the interdigital electrodes TX and RX or T
Shows the relationship between insertion loss and frequency between Y and RY.
FIG. However, in order from the top
And softer than the piezoelectric substrate 7 and easier to absorb ultrasonic waves
Characteristics when contacting the low frequency side in the quality, centered on the substance
Characteristics when contacting near the frequency, high frequency with the above substances
The characteristics when the sides are in contact are shown. Contact at insertion loss
The difference between the case with and without contact is the ultrasonic
This is a sufficient change for signal processing of the child notebook. this
In this way, the amplitude corresponding to the contact position on the piezoelectric substrate 7
By reading the frequency of the minimum dip,
The touch position can be detected. Figure 7 shows the relationship between contact position and frequency
FIG. However, when contacting the piezoelectric substrate 7,
A contact pen made of rubber having a tip of 2 mm in diameter was used.
The contact pen also has a spring to keep the contact pressure constant.
It is fixed to the fixed object via. On the other hand, the piezoelectric substrate 7
It is fixed on a movable stage. This stage
A minimum of 2 μm is moved by the stepping motor. Piezoelectric group
Read the frequency of the dip corresponding to the contact position on the plate 7
In this case, the contact pen is brought into contact with the piezoelectric substrate 7 to move the stage.
While moving, set the dip frequency at that time to the network.
It was measured by a peak analyzer. Figure 7 shows the contact pen is elastic
As a result of moving perpendicular to the propagation direction of surface waves,
That is, between the interdigital electrodes TX and RX on the piezoelectric substrate 7,
Is perpendicular to the propagation direction of the surface acoustic wave between TY and RY.
The result of drawing a straight line is shown. Good contact position and frequency
It can be seen that there is a good linear relationship. The error of the contact position is
Within 2 mm of the tip diameter, maintaining good linearity
ing. The resolution limit is determined by the wavelength order, and the pen tip
If the frequency is moved below the wavelength, the frequency shows a constant value.
You The minimum resolution of the ultrasonic electronic notebook in Fig. 1 is 0.54 mm.
Is. In this way, the contact position and frequency are
It was confirmed that there is a linear relationship and the resolution is high. Figure
8 is the number 9 input to the piezoelectric substrate 7 using a contact pen
It is a characteristic view which shows the contact position in a case. However, the contact position is
Frequency of dip corresponding to interdigital electrode RX or RY
It is detected based on the number and the characteristics of FIG. 7. This
The result is that the ultrasonic electronic notebook of the present invention is sufficiently compatible with character input.
Indicates that it is possible. FIG. 9 shows the second part of the touch panel unit 1.
It is a top view showing an example of. In this embodiment, the piezoelectric substrate 9,
Display screen 10 (not shown in Figure 9), interdigital
Poles TX1, TX2, TX3, TY1, TY2, TY3
RX1, RX2, RX3, RY1, RY2 and RY3
Consists of. The piezoelectric substrate 9 has a length of 104 mm and a width of 104 m
It is made of a piezoelectric ceramic having a thickness of m and a thickness of 5 mm. Piezoelectric ceramic
The direction of the polarization axis is parallel to the thickness direction of the piezoelectric ceramic
Is. Each of the interdigital electrodes is the interdigital electrode T of FIG.
Made of the same material as X, TY, RX and RY, and similar
One side of the piezoelectric substrate 9 having the same shape and performing the same function.
Is provided on the plate surface of. The display screen 10 is of the piezoelectric substrate 9.
It is provided on the other plate surface. Interdigital transducer TX
1, TX2, TX3, TY1, TY2 and TY3 are input
For the purpose of force, the interdigital electrodes RX1, RX2, RX3, R
Y1, RY2 and RY3 are used for output
It Arrangement of the interdigital electrodes for input and output (
Between the interdigital electrodes TX1 and RX1, TX2 and R
Between X2, between TX3 and RX3, between TY1 and RY1
Between TY2 and RY2 and between TY3 and RY3
2) is between the interdigital electrodes TX and RX in FIG. 2 or TY.
Is the same as the arrangement relationship seen between RY and RY. Each input
Distance between the interdigital electrodes for output and output (the interdigital)
Between electrodes TX1 and RX1, between TX2 and RX2, T
Between X3 and RX3, between TY1 and RY1, and TY2
9 between RY2 and TY3 and RY3)
It is 0 mm. Between the interdigital electrodes TX1 and RX1, T
Elasticity between X2 and RX2 and between TX3 and RX3
The surface wave propagation paths (X-direction propagation paths) are parallel to each other.
It Between the interdigital electrodes TY1 and RY1, TY2 and RY
2 and the transmission of surface acoustic waves between TY3 and RY3.
The carrying paths (propagation paths in the Y direction) are parallel to each other. In the X direction
The propagation path and the propagation path in the Y direction are orthogonal to each other. Na
By the way, the touch panel unit 1 of FIG. 9 becomes the ultrasonic electronic notebook of FIG.
When mounted, the touch panel unit 1 has each interdigital electrode.
It is attached with the plate side of the one provided facing outward,
Of the area surrounded by each interdigital electrode on the plate surface
It is mounted in such a way that only the outside is exposed. Figure 10
It is a block diagram when driving the touch panel part 1 of 9.
When the touch panel unit 1 of FIG. 9 is driven,
The generated linear chirp signal is passed through the switch
From each input interdigital transducer TX1, TX2, TX3, T
Applied to Y1, TY2 and TY3. At this time,
Striped electrodes TX1 and TY1 (hereinafter referred to as T1 group),
TX2 and TY2 (hereinafter referred to as T2 group), TX3 and
TY3 (hereinafter referred to as T3 group) are connected to each other.
Therefore, the linear chirp signal is T1, T2 and
It is sequentially applied to the interdigital electrodes of the T3 group. T1
A linear chirp signal is applied to the interdigital electrodes of the group.
Then, the electrode period length of the T1 group interdigital transducer is almost
Only electrical signals with correspondingly changing frequencies are elastic
It is converted into a surface wave and continuously propagates through the piezoelectric substrate 9. Piezoelectric
The interdigital transducer R of the surface acoustic wave propagating through the substrate 9
X1 and RY1 (hereinafter referred to as R1 group) indicate the electric power
Only surface acoustic waves with a wavelength approximately equal to the pole period length are delayed electrical
Converted to a signal and output from the R1 group interdigital transducer
To be done. That is, each electrode of the interdigital transducer of the T1 group.
Corresponds to the electrode period length from the part showing the pole period length
Electric signal with frequency is converted into surface acoustic wave and piezoelectric
Each electrode of the interdigital electrode of the R1 group that propagates through the substrate 9
A surface acoustic wave with a wavelength almost equal to the period length is converted into a delayed electrical signal.
Converted, each electrode period length of R1 group interdigital transducer
Is output from the part indicating. T2 group interdigital
When a linear chirp signal is applied to the poles, the T2 group
Frequency that changes corresponding to the electrode cycle length of the interdigital transducer
Only electric signals with a number are converted to surface acoustic waves and piezoelectric
It propagates continuously through the substrate 9. Propagating through the piezoelectric substrate 9
Of the surface acoustic waves, the interdigital electrodes RX2 and RY2 (hereinafter
(Hereinafter referred to as R2 group) is almost equal to the electrode cycle length
Only the surface acoustic wave of the wavelength is converted into the delayed electric signal and R2
It is output from the interdigital electrodes of the group. T3 group
When a linear chirp signal is applied to the interdigital transducer,
Corresponding to the electrode cycle length of three groups of interdigital electrodes
Only electrical signals with varying frequencies are transformed into surface acoustic waves.
It is exchanged and propagates continuously through the piezoelectric substrate 9. Piezoelectric substrate 9
Of the propagating surface acoustic waves, the interdigital transducer RX3 and
And RY3 (hereinafter referred to as R3 group) electrode cycle length
Only surface acoustic waves with a wavelength approximately equal to
It is converted and output from the interdigital transducer of the R3 group.
In this way, the T1, T2 and T3 group
Delayed by alternately inputting electrical signals to the striped electrodes
The electrical signals are interdigitated in the R1, R2 and R3 groups.
It can be output alternately to the poles. Interdigital electrode RX
1, RX2 and RX3 (hereinafter referred to as RX group)
The connection not only simplifies the circuit configuration,
The delayed electrical signals of the interdigital electrodes of the RX group are overlapped.
It is received in the form. Interdigital electrodes RY1, RY2 and
And RY3 (hereinafter referred to as RY group)
Not only the circuit structure is simplified, but also the RY group
The delayed electric signals of the interdigital transducers are received in the form of overlapping.
Be done. Therefore, an electric signal is applied to the interdigital transducer of the T1 group.
Elastic surface propagating through the piezoelectric substrate 9 when is input
The wave propagation path is softer than the piezoelectric substrate 9 and absorbs ultrasonic waves.
When contacted with an easy substance, the interdigital electrode of R1 group
The surface acoustic wave corresponding to the contact position disappears or decreases only
Since it decays, it has a frequency component corresponding to the contact position.
The delayed electrical signal disappears or is attenuated. Of T2 group
When an electric signal is input to the interdigital transducer, the piezoelectric
Contact the propagation path of the surface acoustic wave propagating through the plate 9 with the substance
Then, the contact position is limited only to the interdigital electrode of the R2 group.
Since the corresponding surface acoustic wave disappears or attenuates,
The delayed electrical signal with the frequency component corresponding to the touch position disappears.
Disappear or decay. Electricity for the T3 group interdigital transducer
Elasticity that propagates through the piezoelectric substrate 9 when a signal is input
When the surface wave propagation path is contacted with the substance, R3 group
Surface Waves Corresponding to Contact Positions Only on the Interdigital Electrodes
Disappears or decays, and the circumference corresponding to the contact position is
The delayed electrical signal having the wave number component disappears or attenuates.
The contact position is the delayed electrical energy that disappears or decays in this way.
It can be detected from the frequency of the signal. Sanawa
Presently used in the interdigital electrodes of RX group and RY group.
Lost or attenuated delayed electrical signal
Reading the frequency of the signal and at that time the electrical signal
The interdigital electrodes that have been input (T1, T2 or T3 group
By checking the interdigital transducers in the loop)
The contact position can be clarified. Touch panel unit 1 of FIG.
When the ultrasonic electronic notebook of FIG.
Corresponding to the contact position on the display screen 10 by the command from
Information is coming out. The display screen 10
Information can be viewed via the piezoelectric substrate 9.
It Thus, the surface acoustic wave propagating through the piezoelectric substrate 9 is
When the propagating path is touched, the elasticity propagating in the propagating path
The surface wave is attenuated or disappears, and accordingly the display screen 10
The information corresponding to the contact position appears on. Also, the contact position
Information on the display screen 10 for a predetermined time.
It has a built-in system to let you know. in this way
Then, for example, when characters are drawn on the piezoelectric substrate 9,
Can be displayed on the display screen 10. Figure 11
[FIG. 6] is a cross-sectional view showing a third embodiment of the touch panel unit 1.
It This embodiment is the piezoelectric substrate 7 in the first embodiment of FIG.
A two-layer structure substrate composed of a piezoelectric thin plate 11 and a non-piezoelectric plate 12
It was replaced with a board. In FIG. 11, the interdigital transducer T
The relationship between X and RX is shown. Interdigital transducer TY
And RY also have a relationship between the interdigital electrodes TX and RX.
Is the same as. The piezoelectric thin plate 11 is a TDK with a thickness of 230 μm.
Made of 101A material (product name). The thickness of the non-piezoelectric plate 12
It is made of 1.9 mm Pyrex glass. Piezoelectric thin plate 11
Is a non-piezoelectric plate 1 made of epoxy resin with a thickness of about 20 μm.
It is fixed on 2. On the touch panel unit 1 of FIG.
However, the same as when driving the touch panel unit 1 in FIG.
Various driving methods are adopted. Interdigital electrodes TX and TY
By applying a linear chirp signal to the piezoelectric thin plate 11
A surface acoustic wave is excited at. Propagating through the piezoelectric thin plate 11
Surface acoustic waves are replaced by delayed electrical signals again
It is output from the electrodes RX and RY. Touch pad of FIG.
By using the flannel portion 1, elasticity on the piezoelectric thin plate 11
Contact position when contacting the surface wave propagation path with a contact pen,
Or clarify the position of the spot when exposed to laser light
Can be specified. The touch panel unit 1 of FIG.
When the ultrasonic electronic notebook shown in FIG.
Information corresponding to the contact position on the display screen 8
Is appearing. Information of display screen 8
Is a two-layer structure substrate composed of a piezoelectric thin plate 11 and a non-piezoelectric plate 12
Are being viewed. In this way, the piezoelectric thin
When the propagation path of the surface acoustic wave propagating through the plate 11 is touched,
Of surface acoustic waves propagating in the propagation path of
Accordingly, the information corresponding to the contact position is displayed on the display screen 8.
The news appears. In addition, information on the shape corresponding to the contact position is stored.
The system that keeps it displayed on the display screen 8 for a fixed time is assembled.
It is embedded. In this way, for example
When drawn on the thin electric plate 11, the characters are displayed on the display screen 8.
Can be issued. FIG. 12 shows a bullet propagating through the non-piezoelectric plate 12.
It is a characteristic diagram showing the velocity dispersion curve of the surface acoustic wave, elastic surface
The product of the wave number k of the wave and the thickness d of the piezoelectric thin plate 11 (kd)
Is the ratio of d to the wavelength λ of the surface acoustic wave (d / λ)
It is a figure which shows the phase velocity of each mode to do. However, piezoelectric thin
The plate 11 is the one that contacts the non-piezoelectric plate 12 of the piezoelectric thin plate 11.
Even if the plate surface (glass side plate surface) is in an electrically open state
The plate surface (air-side plate surface) that contacts one of the air is electrical
And the glass side plate surface of the piezoelectric thin plate 11
And the air side plate surface are both electrically short-circuited.
It In this embodiment, a metal thin film is formed on the plate surface of the piezoelectric thin plate 11.
The surface of the plate is electrically short-circuited by coating
ing. In this figure, "short" indicates a short-circuit state,
“Open” indicates an open state. For surface acoustic waves
Has multiple modes. Zero-order mode is the basic Rayleigh wave
And the zero-order mode is the level of the non-piezoelectric plate 3 when the kd value is zero.
As the Kd value increases as it coincides with the Illy wave velocity
Are converged to the Rayleigh wave velocity of the piezoelectric thin plate 11. 1
The cutoff frequency exists in the modes above and below, and the kd value
Converges to the shear wave velocity of the non-piezoelectric plate 12 when
is doing. In this figure, the circles indicate measured values. Figure 13
The velocity dispersion curve of the surface acoustic wave propagating through the non-piezoelectric plate 12 is shown.
FIG. 4 is a characteristic diagram for each mode for kd value or d / λ value.
It is a figure which shows the phase velocity of C. However, the piezoelectric thin plate 11 is
The glass side plate surface and the air side plate surface of the piezoelectric thin plate 11 are both electrically
And the glass side plate of the piezoelectric thin plate 11
Surface is electrically shorted and the air side plate surface is electrically open.
The one in the released state was used. Kd value is zero in zero-order mode
At that time, it agrees with the Rayleigh wave velocity of the non-piezoelectric plate 12,
Rayleigh wave of the piezoelectric thin plate 11 increases as the kd value increases.
It converges on speed. Cut-off in modes above 1st
Non-piezoelectric when frequency is present and kd value is at its minimum
It converges on the transverse wave velocity of the plate 12. The circles in this figure
The measured value is shown. FIG. 14 shows two different electrodes of the piezoelectric thin plate 11.
Effective electricity calculated from phase velocity difference under atmospheric boundary conditions
Mechanical coupling coefficient k 2 FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between kd value and
It However, the piezoelectric thin plate 11 is a glass side plate of the piezoelectric thin plate 11.
Surface is electrically short-circuited and the interdigital electrode is on the air side plate surface
The one provided with (IDT) is used. kd value is almost
When the value is around 2.7 or more, k of zero-order mode 2 Is in higher order mode
It shows a large value in comparison. FIG. 15 shows different piezoelectric thin plate 11.
The actual calculated from the phase velocity difference under the two electrical boundary conditions.
Effective electromechanical coupling coefficient k 2 Showing the relationship between the value and kd value
It is a figure. However, the piezoelectric thin plate 11 is
The side plate surface is electrically opened, and the air side plate surface is combed.
The one provided with electrodes is used. K of zero-order mode 2 Is high
It has a larger value than the next mode. 12-15
The zero-order surface acoustic wave propagating through the piezoelectric thin plate 11
The speed of the piezoelectric thin plate 11 alone as the kd value increases.
Converges to the velocity of the surface acoustic wave propagating in the
K near 2 It can be seen that indicates the maximum value. Figure 14
15 and FIG. 15, the air-side plate surface of the piezoelectric thin plate 11 has a comb shape.
An electrode is provided to electrically short-circuit or open the glass side plate surface
The electrical energy applied to the interdigital electrodes in the
The degree to which energy is converted into surface acoustic waves increases.
I understand. Zero-order mode table in the region where kd value exceeds 2.
The phase velocity of a surface wave has a very small velocity dispersion and is
Rayleigh with a single piezoelectric thin plate 11 having a sufficient thickness
It almost agrees with the surface wave velocity. This is
Without using a thick piezoelectric plate, thin piezoelectric plate and glass etc.
Desired characteristics can be achieved by layered structure with non-piezoelectric material
It is shown that. With the fourth embodiment of the touch panel unit 1
Then, the piezoelectric substrate 9 shown in FIG.
The touch panel unit 1 replaced with the two-layer structure substrate 14
Can be provided. However, the piezoelectric thin plate 13 has a thickness of 23
Made of 0 μm TDK 101A material (product name), non-piezoelectric
The plate 14 is made of Pyrex glass having a thickness of 1.9 mm.
The piezoelectric thin plate 13 is made of epoxy resin having a thickness of about 20 μm.
And is fixed on the non-piezoelectric plate 14. Touch like this
A configuration diagram when driving the panel unit 1 is shown in FIG.
Similar to the configuration diagram, when the touch panel unit 1 is driven,
Touch the propagation path of the surface acoustic wave on the thin electric plate 13 with a contact pen.
Contact position when touched, or when touched by laser light
The position of the pot can be clearly specified. Figure 16
It is a top view showing a 5th example of touch panel part 1.
In this embodiment, the piezoelectric thin plate 15, the non-piezoelectric plate 16 and the display screen 17 are used.
(Not shown in FIG. 16), interdigital electrodes TX, T
It consists of Y, RX and RY. The non-piezoelectric plate 16 has a length of 50
mm, width 50 mm, thickness 1.9 mm Pyrex glass
It consists of The piezoelectric thin plate 15 is made of TDK with a thickness of 230 μm 1.
It is made of 01A material (product name) and surrounds the surface acoustic wave propagation region.
Epoxy with a thickness of about 20 μm on the non-piezoelectric plate 16
It is fixed with a resin. Note that the
When the panel unit 1 is attached to the ultrasonic electronic notebook shown in FIG.
If the touch panel unit 1 is provided with each interdigital electrode
Is mounted so that the plate surface of the
Only the area surrounded by each interdigital electrode is exposed to the outside.
It is mounted so that it can be taken out. 17 is the touch of FIG.
It is a cross-sectional view of the panel unit 1. In FIG. 17, the interdigital transducer T
The relationship between X and RX is shown. Interdigital transducer TY
And RY also have a relationship between the interdigital electrodes TX and RX.
Is the same as. Each interdigital electrode is formed on the piezoelectric thin plate 15.
It is provided on the plate surface that is in contact with the non-piezoelectric plate 16. Figure 1
The touch panel unit 1 of FIG.
The same driving method as that for driving the unit 1 is adopted. You
Applying a linear chirp signal to the drooping electrodes TX and TY
As a result, the surface acoustic waves excited on the piezoelectric thin plate 15 are not
It is propagated to the piezoelectric plate 16. Propagating through the non-piezoelectric plate 16
The surface acoustic wave is replaced by the delayed electric signal again, and the interdigital electric wave is generated.
Output from poles RX and RY. Touch panel of Figure 16
The elastic surface on the non-piezoelectric plate 16 is
The contact position when the surface wave propagation path is touched with a touch pen, or
Clarify the position of the spot when exposed to laser light
Can be specified. 16 is equipped with the touch panel unit 1
When driving the ultrasonic electronic notebook shown in Fig. 1, from the computer
Information corresponding to the contact position on the display screen 17
Is appearing. The information on the display screen 17
The information is to be viewed via the non-piezoelectric plate 16.
In this way, the surface acoustic wave propagating through the non-piezoelectric plate 16
When a propagation path is touched, an elastic table propagating through that propagation path
The surface wave is attenuated or disappears, and accordingly the display screen 17
The information corresponding to the contact position appears. Also, the contact position
Information in the form corresponding to is displayed on the display screen 17 for a predetermined time
It has a built-in system. Like this
If, for example, characters are drawn on the non-piezoelectric plate 16, the
The character of can be displayed on the display screen 17. Non-piezoelectric
The velocity dispersion curve of the surface acoustic wave propagating through the plate 16 is shown in FIG.
And of the surface acoustic wave propagating through the non-piezoelectric plate 12 shown in FIG.
It is similar to the velocity dispersion curve. Bullet propagating through the non-piezoelectric plate 16
Among the modes of surface acoustic waves, the zero-order mode has a kd value of zero.
Is equal to the Rayleigh wave velocity of the non-piezoelectric plate 16, and kd
Rayleigh wave velocity of the piezoelectric thin plate 15 increases as the value increases.
Has converged to. Cutoff frequency in modes above 1st
A non-piezoelectric plate 1 when there are numbers and kd values are the minimum of each.
It converges to a shear wave velocity of 6. FIG. 18 shows the piezoelectric thin plate 15.
Calculated from the phase velocity difference under two different electrical boundary conditions
Effective electromechanical coupling coefficient k 2 And the relationship between kd value
FIG. However, the piezoelectric thin plate 15 is
An interdigital electrode is provided on the glass side plate surface of the
The one that is short-circuited is used. K in higher modes
2 Indicates a larger value than the zero-order mode. Especially the primary mode
In k, when kd = 1.8, k 2 = 17.7% maximum
It shows a large price. FIG. 19 shows two different piezoelectric thin plates 15.
Effectiveness Calculated From Phase Velocity Difference Under Electrical Boundary Condition
Electromechanical coupling coefficient k 2 Is a characteristic diagram showing the relationship between the
is there. However, the piezoelectric thin plate 15 is the glass side of the piezoelectric thin plate 15.
An interdigital electrode is provided on the plate surface and the air side plate surface is electrically open.
I am using a state. K in higher modes 2 Is the zero-order
It shows a larger value than the code. Figures 12, 13, 18 and
19 to 19, the non-piezoelectric plate 16 of the touch panel unit 1 of FIG.
The velocity of surface acoustic waves in the first and higher modes propagating in the
When the velocity of the surface acoustic wave propagating through the electric plate 16 alone is equal to
k 2 It can be seen that indicates the maximum value. 18 and 19
Therefore, the interdigital electrode is provided on the glass side plate surface of the piezoelectric thin plate 15.
In the structure where the air side plate surface is electrically short-circuited,
The electric energy applied to the drooping electrode is a surface acoustic wave.
It can be seen that the degree of conversion to becomes large. Touchpad
When a surface acoustic wave is excited on the non-piezoelectric plate 16 of the channel section 1,
At the interface between the piezoelectric thin plate 15 and the non-piezoelectric plate 16, the acoustic impedance
It is necessary to consider reflections etc. caused by mismatch of
is there. A touch panel is a means of minimizing the reflection coefficient.
Velocity of the surface wave of the non-piezoelectric plate 16 alone
Design the touch panel unit 1 so that the speed is the same.
Of the thickness d of the piezoelectric thin plate 15 with respect to the wavelength λ of the surface wave.
Set the touch panel unit 1 so that the ratio (d / λ) becomes small.
Designing etc. is mentioned. When d value is constant
Is more effective in the second-order mode than the third-order mode and the first-order mode than the second-order mode.
is there. As a sixth embodiment of the touch panel unit 1, FIG.
The piezoelectric substrate 9 shown in FIG.
An electric thin plate 17 is provided in the same arrangement as the piezoelectric thin plate 15 of FIG.
It is possible to provide the touch panel unit 1. However, pressure
The electro-thin plate 17 is made of TDK's 101A material (made by TDK) having a thickness of 230 μm.
Product name), and the non-piezoelectric plate 18 is a 1.9 mm thick pyre.
Composed of glass. The piezoelectric thin plate 17 has a thickness of about 20 μm.
Fixed on the non-piezoelectric plate 18 with an epoxy resin
It Configuration for driving such touch panel unit 1
The diagram is similar to the configuration diagram shown in FIG.
Propagation of surface acoustic waves on the non-piezoelectric plate 18 during driving of the channel section 1.
Contact position when contacting the road with a contact pen, or laser
-It is possible to clearly specify the position of the spot when illuminated.
You can

【発明の効果】本発明の超音波電子手帳によればによれ
ば、すだれ状電極Pi(i=1,2,……,N)の電極
周期長にほぼ対応して連続的に変化する周波数の電気信
号、たとえば時間とともに周波数が直線的に変化する線
形チャープ信号をすだれ状電極Piに入力する構造を採
用することにより、それぞれの電極周期長に応じた部分
のすだれ状電極Piからその電極周期長にほぼ等しい波
長を有する弾性表面波を基板の板面F1上に電極交叉幅
に応じて連続的に励振することができる。しかも、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
波を励振することができる。すだれ状電極Qi(i=
1,2,……,N)を出力用とし、すだれ状電極Pi
対して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、板面F1に励振され
ているそれぞれの弾性表面波をすだれ状電極Qiから電
気信号として効率よく出力させることができる。この
際、それぞれの弾性表面波の波長にほぼ対応する周波数
の電気信号が弾性表面波の波長とほぼ等しい電極周期長
の部分のすだれ状電極Qiから連続的に出力される。す
だれ状電極Qiから連続的に出力される該電気信号は板
面F1上の位置を表わす位置信号としての機能を果た
す。弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,N)
の一部に入力ペンのペン先で接触すると、板面F1に励
振されている弾性表面波のうちその接触位置に対応する
弾性表面波が減衰または消滅する。従って、接触位置に
対応する部分のすだれ状電極Qiに出力される位置信号
も減衰または消滅する。このようにして、位置信号に基
づいて接触位置を情報の入力位置として特定することが
できる。つまり、入力ペンによる入力位置をすだれ状電
極Qiに出力される位置信号における周波数成分のうち
で減衰する成分から検出する構造を採用することによ
り、その位置を特定することができる。この際、すだれ
状電極Qiに出力される周波数の帯域が平坦であるほど
減衰周波数成分の検出感度が向上し信号処理が容易にな
り回路構成が簡単になる。周波数帯域が平坦な構造を成
すすだれ状電極としてたとえば双曲線形すだれ状電極が
挙げられる。このようにして、本発明の超音波電子手帳
は応答時間が短く感度が良い。板面F1に超音波送受波
手段を少なくとも2つ設け、1つの超音波送受波手段に
おける弾性表面波の伝搬路Diと、別の超音波送受波手
段における伝搬路Diとを互いに直交させる構造を採用
することにより、板面F1における入力ペンのペン先ま
たはレーザー光のスポットによる接触位置をさらに繊細
に特定できる。これは、各超音波送受波手段における各
すだれ状電極Qiから出力される位置信号の周波数成分
のうちで減衰した周波数成分に基づいて互いに直交する
伝搬路Diの交叉部を求め、該交叉部を入力位置として
特定することができるからである。また、基板の大きさ
に対応して超音波送受波手段の数を増減したり、すだれ
状電極PiおよびQiの大きさを調整したりする等の手段
をとることにより、基板の大きさに左右されることなく
接触位置のきめ細かな特定が可能となる。すだれ状電極
iのそれぞれの出力端を互いに電気的に接続点Mで接
続し、出力端がすだれ状電極Piの入力端にそれぞれ接
続されたN個のスイッチSi(i=1,2,……,N)
を設け、該スイッチSi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Piに順次に電気信号を入力することができるの
で、入力位置が含まれる伝搬路Diを、接続点Mに現わ
れる位置信号のうちで大きさが変化する位置信号が検出
されるときに接続されているスイッチSiの位置から特
定することができる。たとえば、伝搬路Diのうち伝搬
路D1の一部を入力ペンのペン先で接触する場合、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Mに出力される位置信号が減衰または消滅する。
このようにして伝搬路Diのうち伝搬路D1に入力位置が
含まれていることが明確になる。さらに、すだれ状電極
iに線形チャープ信号を入力する構造を採用するとと
もに、入力位置をすだれ状電極Qiに出力される位置信
号における周波数成分のうちで減衰する成分から検出す
る構造を採用していることから、伝搬路Diに含まれて
いる入力位置をさらに繊細に特定することが可能とな
る。本発明の超音波電子手帳では情報処理手段を備え、
情報処理手段として情報を記憶する手段と、特定された
入力位置に対応する情報を入力情報として検出する手段
と、入力情報検出手段により検出された情報を所定の時
間、表示画面に表示させておく手段とを含み、また、基
板のもう一方の板面F2に少なくとも1種類の色で表示
される表示装置の表示画面を備えた構造が採用されてい
る。但し、前記情報はこれから入力しようとする情報、
またはすでに保存されていて入力位置に基づいて表示画
面に出力される情報である。さらに、基板として透光性
を有する構造が採用されている。つまり、ディスプレイ
とキーボードとが一体となった構造が採用されている。
しかも、板面F1を通して見える表示画面の透明度は優
れている。従って、文字などを板面F1に描いた場合、
その文字を基板を介して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
F1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。また、板面F1の所定の部分に接触す
ることにより、すでに保存されていた情報を表示画面に
出力することも可能である。このようにして、本発明の
超音波電子手帳は装置の一層の小型軽量化、薄型化が促
進されるとともに、画面が鮮明で、そのうえ初心者にも
簡単に操作できる。情報記憶手段として板面F1上の位
置をアドレスとし該位置に対応付けた情報をデータとし
たテーブルを予め記憶しておく構造を採用することによ
り、入力位置がアドレスとして入力される。従って、そ
のアドレスから保存されているデータを読み出すことが
できる。また、情報記憶手段として文字や記号などのパ
ターンを予め記憶しておく構造を採用することにより、
入力位置の移動で形成される軌跡が入力されると、該軌
跡とパターンとの比較が行なわれ、前記軌跡の示す情報
が認識され、そのパターンが入力情報とされる。従っ
て、板面F1に描いた文字などの情報を正確に入力する
ことができる。基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、圧電セラミックに効率
よく弾性表面波を励振することができる。また、圧電セ
ラミックの板面の面内での等方性を利用することによ
り、1つの超音波送受波手段における弾性表面波の伝搬
路Diと、別の超音波送受波手段における伝搬路Diとを
互いに直交させる構造を採用した場合、一方のすだれ状
電極Qiともう一方のすだれ状電極Qiに出力される電気
信号のレベルをほぼ同一にすることができる。従って回
路構成が簡単になり装置の小型軽量化が促進できるばか
りでなく、出力信号を常に均一化できるので信号処理が
正確になり感度が向上する。さらに分解能も上昇する。
基板としてLa添加ジルコン・チタン酸鉛(PLZT)
磁器などの透光性の圧電セラミックを採用することによ
り、表示画面に現われる文字、記号、その他の情報を板
面F1上から見ることができる。基板としては圧電セラ
ミックの他にLiNbO3,LiTaO3等の圧電性の単
結晶が考えられる。これらの単結晶は透明でしかも圧電
性を有している。しかし、結晶としての異方性を有して
いることから電気機械結合係数を含めて設計の段階で工
夫を必要とし、余分な電子回路を必要とする可能性があ
る。基板として非圧電板と圧電薄板とを接着した2層構
造基板を採用し、すだれ状電極PiおよびQiを圧電薄板
上に設けた構造を採用することにより、圧電薄板に効率
よく弾性表面波を励振することができる。圧電薄板とし
ては圧電セラミックの他にLiNbO3,LiTaO3
の圧電性の単結晶が考えられる。また、PVDFその他
の高分子圧電フィルムも有望である。非圧電板と圧電薄
板とがともに透光性を有する構造を採用することによ
り、表示画面に現われる文字、記号、その他の情報を板
面F1上から見ることができる。基板として非圧電板を
採用し、超音波送受波手段が圧電薄板Aにすだれ状電極
iを設けて成る超音波デバイスTと、圧電薄板Bにす
だれ状電極Qiを設けて成る超音波デバイスRとから成
る構造を採用することにより、超音波デバイスTに接触
する部分の基板の板面F1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Pi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Aと基板との界面で
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板
面F1に励振することができる。その上、板面F1の面
積を比較的大規模にもできることから、幅広い応用が可
能である。なお、圧電薄板AおよびBは板面F1に設け
られている。基板として透光性を有する構造を採用する
ことにより、表示画面に現われる文字、記号、その他の
情報を板面F1上から見ることができる。超音波デバイ
スTにおける圧電薄板Aの厚さをすだれ状電極Piの電
極周期長以下にし、超音波デバイスRにおける圧電薄板
Bの厚さをすだれ状電極Qiの電極周期長以下にし、す
だれ状電極PiおよびQi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。圧電薄板AおよびB
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、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。また、
圧電薄板AおよびB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、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。すだれ状電極Piを基板と圧電薄板Aとの
界面に設け、すだれ状電極Qiを基板と圧電薄板B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
iに加えられる電気的エネルギーを効率よく弾性表面
波に変換し、その弾性表面波を効率よくすだれ状電極Q
iにおいて電気信号に変換することができる。このよう
にして、本発明の超音波電子手帳は入力ペンで板面Z1
に触れることにより処理の指示、手書き文字の認識、仮
名漢字変換などの文字入力、図形や絵の描画、改行・挿
入・削除などの操作をマニュアル無しに初心者にも簡単
に行うことができる。そのうえ、小型軽量、薄型である
ことから携帯に便利なことは言うまでもなく、辞書機能
を内蔵していることから特に海外旅行時の筆談などに有
用である。時間と情報との相対的な管理システムが組み
込まれていることにより、スケジュール管理も容易にで
きる。住所録や電話番号の登録や管理も容易にできる。
また、オプション外付けキーボードを接続することも可
能で、キーボード入力もできる。通信機能にも対応で
き、プリンタ、外付けCRTなども接続できる。
According to the ultrasonic electronic notebook of the present invention, it continuously changes substantially corresponding to the electrode cycle length of the interdigital transducer P i (i = 1, 2, ..., N). electrical signal having a frequency, for example by frequency over time to adopt a structure for inputting the linear chirp signal which varies linearly in the interdigital electrodes P i, the interdigital electrodes P i of the portion corresponding to the respective interdigital periodicity A surface acoustic wave having a wavelength substantially equal to the electrode period length can be continuously excited on the plate surface F1 of the substrate according to the electrode crossing width. Moreover, surface acoustic waves can be efficiently excited with low power consumption and without applying a high voltage. Interdigital transducer Q i (i =
1, 2, ..., N) are used for output, and a structure is adopted in which the directional axes for transmitting and receiving the surface acoustic wave are common to the interdigital transducer P i , so that the plate surface F1 is excited. Each of the generated surface acoustic waves can be efficiently output as an electric signal from the interdigital transducer Q i . At this time, electric signals having frequencies substantially corresponding to the wavelengths of the respective surface acoustic waves are continuously output from the interdigital electrodes Q i in the portion having the electrode cycle length substantially equal to the wavelength of the surface acoustic waves. The electric signal continuously output from the interdigital transducer Q i functions as a position signal indicating the position on the plate surface F1. Surface acoustic wave propagation path D i (i = 1, 2, ..., N)
When a part of the surface of the plate is touched by the pen tip of the input pen, the surface acoustic wave corresponding to the contact position among the surface acoustic waves excited on the plate surface F1 is attenuated or disappears. Therefore, the position signal output to the interdigital transducer Q i in the portion corresponding to the contact position is also attenuated or disappeared. In this way, the contact position can be specified as the information input position based on the position signal. That is, the position can be specified by adopting a structure in which the input position by the input pen is detected from the attenuating component of the frequency component in the position signal output to the interdigital transducer Q i . At this time, as the frequency band output to the interdigital transducer Q i is flatter, the detection sensitivity of the attenuation frequency component is improved, the signal processing is facilitated, and the circuit configuration is simplified. An example of the interdigital electrode having a flat frequency band structure is a hyperbolic interdigital electrode. Thus, the ultrasonic electronic notebook of the present invention has a short response time and good sensitivity. Provided at least two ultrasonic transmitter means to the plate surface F1, and the channel D i of the surface acoustic wave in one ultrasonic transmitter means, thereby mutually orthogonal and channel D i in another ultrasonic transmitter means By adopting the structure, the pen tip of the input pen or the contact position of the spot of the laser beam on the plate surface F1 can be specified more delicately. This is to find the crossing portions of mutually orthogonal propagation paths D i based on the attenuated frequency components of the frequency components of the position signal output from each interdigital transducer Q i in each ultrasonic wave transmitting / receiving means, This is because the copy can be specified as the input position. In addition, the size of the substrate can be increased by increasing or decreasing the number of ultrasonic wave transmitting / receiving means or adjusting the size of the interdigital transducers P i and Q i according to the size of the substrate. It is possible to finely specify the contact position without being affected by. The N switches S i (i = 1, 2) in which the output ends of the interdigital electrodes Q i are electrically connected to each other at a connection point M, and the output ends are connected to the input ends of the interdigital electrode P i , respectively. , ……, N)
And an electric signal can be sequentially input to the interdigital transducer P i by adopting a structure in which the switches S i are electrically interrupted in a predetermined cycle. The propagation path D i can be specified from the position of the switch S i connected when the position signal of which the magnitude changes among the position signals appearing at the connection point M is detected. For example, when a part of the propagation path D 1 of the propagation path D i is brought into contact with the pen tip of the input pen, the electric signal is output to the connection point M only when the electric signal is input to the interdigital transducer P 1. The position signal decays or disappears.
In this way, it becomes clear that the input position is included in the propagation path D 1 of the propagation paths D i . Further, a structure for inputting a linear chirp signal to the interdigital transducer P i is adopted, and a structure for detecting the input position from a component that attenuates among the frequency components in the position signal output to the interdigital electrode Q i is adopted. Therefore, it is possible to specify the input position included in the propagation path D i more delicately. The ultrasonic electronic notebook of the present invention includes information processing means,
Means for storing information as information processing means, means for detecting information corresponding to the specified input position as input information, and information detected by the input information detecting means is displayed on the display screen for a predetermined time. And a structure including a display screen of a display device that is displayed in at least one color on the other plate surface F2 of the substrate. However, the above information is the information to be entered,
Alternatively, the information is already stored and is output on the display screen based on the input position. Further, a translucent structure is adopted as the substrate. That is, a structure in which the display and the keyboard are integrated is adopted.
Moreover, the transparency of the display screen seen through the plate surface F1 is excellent. Therefore, when characters are drawn on the plate surface F1,
The character can be displayed on the display screen through the substrate. By directly writing characters, symbols, and other information on the plate surface F1 in this manner, not only can those information be input, but they can also be displayed as an image on the display screen. Further, it is also possible to output the previously stored information to the display screen by touching a predetermined portion of the plate surface F1. In this way, the ultrasonic electronic notebook of the present invention promotes further downsizing, weight reduction and thinning of the device, has a clear screen, and can be easily operated by a beginner. The input position is input as an address by adopting a structure in which a table in which the position on the plate surface F1 is an address and the information associated with the position is data is stored in advance as the information storage means. Therefore, the stored data can be read from that address. Further, by adopting a structure in which patterns such as characters and symbols are stored in advance as the information storage means,
When the locus formed by the movement of the input position is input, the locus and the pattern are compared, the information indicated by the locus is recognized, and the pattern is used as the input information. Therefore, information such as characters drawn on the plate surface F1 can be accurately input. By adopting a piezoelectric ceramic as the substrate and adopting a structure in which the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic and the thickness direction are parallel, it is possible to efficiently excite the surface acoustic wave in the piezoelectric ceramic. Further, by utilizing the in-plane isotropy of the piezoelectric ceramic plate surface, the propagation path D i of the surface acoustic wave in one ultrasonic wave transmitting / receiving means and the propagation path D in another ultrasonic wave transmitting / receiving means. When the structure in which i is orthogonal to each other is adopted, the levels of the electric signals output to the one interdigital electrode Q i and the other interdigital electrode Q i can be made substantially the same. Therefore, not only can the circuit structure be simplified and the device can be made smaller and lighter, but the output signals can be made uniform at all times, so that the signal processing is accurate and the sensitivity is improved. Furthermore, the resolution is also increased.
La-added zircon / lead titanate (PLZT) as substrate
By adopting a translucent piezoelectric ceramic such as a porcelain, characters, symbols and other information appearing on the display screen can be seen from the plate surface F1. As the substrate, a piezoelectric single crystal such as LiNbO 3 , LiTaO 3 or the like can be considered in addition to the piezoelectric ceramic. These single crystals are transparent and have piezoelectricity. However, since it has anisotropy as a crystal, it may be necessary to devise it at the design stage including the electromechanical coupling coefficient, and an extra electronic circuit may be required. A two-layer structure substrate in which a non-piezoelectric plate and a piezoelectric thin plate are adhered to each other is used as the substrate, and a structure in which the interdigital electrodes P i and Q i are provided on the piezoelectric thin plate is adopted. Can be excited. As the piezoelectric thin plate, a piezoelectric single crystal such as LiNbO 3 , LiTaO 3 or the like can be considered in addition to the piezoelectric ceramic. Further, PVDF and other polymer piezoelectric films are also promising. By adopting a structure in which both the non-piezoelectric plate and the piezoelectric thin plate have a light-transmitting property, characters, symbols and other information appearing on the display screen can be seen from the plate surface F1. An ultrasonic device including a non-piezoelectric plate as a substrate, and ultrasonic wave transmitting / receiving means in which a piezoelectric thin plate A is provided with interdigital electrodes P i , and an ultrasonic device T in which piezoelectric thin plate B is provided with interdigital electrodes Q i. By adopting the structure composed of R and R, it is possible to excite a surface acoustic wave of a first-order mode or a second-order mode or more on the plate surface F1 of the substrate in a portion in contact with the ultrasonic device T. At this time, by adopting a structure in which the phase velocity of this surface acoustic wave is substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave in the substrate alone, the electric energy applied from the interdigital transducer P i is converted into the surface acoustic wave. It is possible not only to increase the degree of vibration, but also to remove reflection and the like caused by mismatch of acoustic impedance at the interface between the piezoelectric thin plate A and the substrate. In this way, surface acoustic waves can be efficiently excited on the plate surface F1 with low power consumption and without applying a high voltage. Moreover, since the area of the plate surface F1 can be made relatively large, a wide range of applications are possible. The piezoelectric thin plates A and B are provided on the plate surface F1. By adopting a translucent structure as the substrate, characters, symbols and other information appearing on the display screen can be seen from the plate surface F1. The thickness of the piezoelectric thin plate A in the ultrasonic device T is set to be equal to or less than the electrode period length of the interdigital electrode P i , and the thickness of the piezoelectric thin plate B in the ultrasonic device R is set to be equal to or less than the electrode period length of the interdigital electrode Q i. By adopting a structure in which the electrode period length of the electrodes P i and Q i is substantially equal to the wavelength of the surface acoustic wave in the first-order mode or in the second-order or higher modes, the electric energy applied from the interdigital transducer is the surface acoustic wave. It is possible to increase the degree of conversion into a large amount and to eliminate reflection and the like caused by mismatch of acoustic impedance at the interface between the piezoelectric thin plate and the substrate. Piezoelectric thin plates A and B
By adopting a piezoelectric ceramic as the element and adopting a structure in which the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to the thickness direction, the surface acoustic wave of the first-order mode or the second-order mode or more is efficiently excited on the substrate. can do. Also,
By adopting a polymer piezoelectric film such as PVDF as the piezoelectric thin plates A and B, it is possible to efficiently excite the first-order mode or the second-order or higher-order mode surface acoustic waves on the substrate. Provided interdigital electrodes P i at the interface between the substrate and the piezoelectric thin A, by adopting a structure in which the IDT Q i at the interface between the substrate and the piezoelectric sheet B, electricity applied to the interdigital electrodes P i Energy is efficiently converted into surface acoustic waves, and the surface acoustic waves are efficiently interleaved electrode Q.
It can be converted into an electrical signal at i . In this way, the ultrasonic electronic notebook according to the present invention can be used to input the plate surface Z1 with the input pen.
By touching, you can easily perform processing instructions, recognition of handwritten characters, character input such as kana-kanji conversion, drawing of figures and pictures, and line feed / insertion / deletion even without a manual. In addition, it is small, lightweight and thin, so it is convenient to carry, and it has a built-in dictionary function, which is especially useful for writing when traveling abroad. Schedule management can also be facilitated by incorporating a relative time and information management system. You can easily register and manage your address book and telephone numbers.
An optional external keyboard can also be connected, allowing keyboard input. It also supports communication functions, and can be connected to a printer, external CRT, etc.

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

【図1】本発明の超音波電子手帳の一実施例を示す斜視
図。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an ultrasonic electronic notebook of the present invention.

【図2】タッチパネル部1の第1の実施例を示す平面
図。
FIG. 2 is a plan view showing a first embodiment of the touch panel unit 1.

【図3】図2のタッチパネル部1におけるすだれ状電極
TXを示す平面図。
FIG. 3 is a plan view showing a comb-shaped electrode TX in the touch panel unit 1 of FIG.

【図4】図2のタッチパネル部1の断面図。4 is a cross-sectional view of the touch panel unit 1 of FIG.

【図5】図2のすだれ状電極TX,TY,RXおよびR
Y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。
FIG. 5 is a view showing the interdigital electrodes TX, TY, RX and R of FIG.
The top view which shows one Example of the interdigital transducer used instead of Y.

【図6】すだれ状電極TX,RX間またはTY,RY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。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship of insertion loss with respect to frequency between the interdigital electrodes TX and RX or between TY and RY.

【図7】接触位置と周波数との関係を示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a contact position and a frequency.

【図8】接触ペンを用いて圧電基板7に数字の9を入力
した場合の接触位置を示す特性図。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a contact position when the numeral 9 is input to the piezoelectric substrate 7 using a contact pen.

【図9】タッチパネル部1の第2の実施例を示す平面
図。
FIG. 9 is a plan view showing a second embodiment of the touch panel unit 1.

【図10】図9のタッチパネル部1を駆動する場合の構
成図。
10 is a configuration diagram when driving the touch panel unit 1 of FIG.

【図11】タッチパネル部1の第3の実施例を示す断面
図。
FIG. 11 is a sectional view showing a third embodiment of the touch panel unit 1.

【図12】非圧電板12を伝搬する弾性表面波の速度分
散曲線を示す特性図。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a velocity dispersion curve of a surface acoustic wave propagating through a non-piezoelectric plate 12.

【図13】非圧電板12を伝搬する弾性表面波の速度分
散曲線を示す特性図。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a velocity dispersion curve of a surface acoustic wave propagating through a non-piezoelectric plate 12.

【図14】圧電薄板11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
2 とkd値との関係を示す特性図。
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric thin plate 11 under two different electrical boundary conditions.

【図15】圧電薄板11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
2 とkd値との関係を示す特性図。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric thin plate 11 under two different electrical boundary conditions.

【図16】タッチパネル部1の第5の実施例を示す平面
図。
FIG. 16 is a plan view showing a fifth embodiment of the touch panel unit 1.

【図17】図16のタッチパネル部1の断面図。17 is a cross-sectional view of the touch panel unit 1 of FIG.

【図18】圧電薄板15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
2 とkd値との関係を示す特性図。
FIG. 18 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric thin plate 15 under two different electrical boundary conditions.

【図19】圧電薄板15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
2 とkd値との関係を示す特性図。
FIG. 19 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric thin plate 15 under two different electrical boundary conditions.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 タッチパネル部 2 情報処理部 3 パワースイッチ 4 ディスク挿入室 5 入力ペン格納室 6 カバー 7 圧電基板 8 表示画面 9 圧電基板 10 表示画面 11 圧電薄板 12 非圧電板 13 圧電薄板 14 非圧電板 15 圧電薄板 16 非圧電板 17 表示画面 18 非圧電板 TX,TY,RX,RY すだれ状電極 TX1,TX2,TX3 すだれ状電極 TY1,TY2,TY3 すだれ状電極 RX1,RX2,RX3 すだれ状電極 RY1,RY2,RY3 すだれ状電極 1 Touch Panel Section 2 Information Processing Section 3 Power Switch 4 Disc Insertion Room 5 Input Pen Storage Room 6 Cover 7 Piezoelectric Substrate 8 Display Screen 9 Piezoelectric Substrate 10 Display Screen 11 Piezoelectric Thin Plate 12 Non-Piezoelectric Plate 13 Piezoelectric Thin Plate 14 Non-Piezoelectric Plate 15 Piezoelectric Thin Plate 16 non-piezoelectric plate 17 display screen 18 non-piezoelectric plate TX, TY, RX, RY interdigital electrode TX1, TX2, TX3 interdigital electrode TY1, TY2, TY3 interdigital electrode RX1, RX2, RX3 interdigital electrode RY1, RY2, RY3 Interdigital electrode

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ほぼ透明な基板と、該基板の一方の板面
F1に設けられた少なくとも2つの超音波送受波手段X
およびYと、前記基板のもう一方の板面F2に設けられ
た少なくとも1種類の色で表示される表示装置の表示画
面と、前記板面F1に弾性表面波を励振する手段と、前
記板面F1上における入力ペンのペン先によって接触さ
れた位置を前記板面F1上の位置を表わす位置信号に基
づき入力位置として特定する手段と、該入力位置に対応
する情報を処理する手段とを含む超音波電子手帳であっ
て、 前記情報処理手段は情報を記憶する手段と、前記特定さ
れた入力位置に対応する情報を入力情報として検出する
手段と、該入力情報検出手段で検出された前記情報を前
記表示画面に所定の時間だけ表示させておく手段とを含
み、 前記各超音波送受波手段はN組のすだれ状電極Pi(i
=1,2,……,N)と、前記すだれ状電極Piにそれ
ぞれ対応するN組のすだれ状電極Qi(i=1,2,…
…,N)とから成り、 前記すだれ状電極PiおよびQiは前記すだれ状電極Pi
およびQiの中心線に平行な方向に沿ってそれぞれの電
極周期長が連続的に変化する構造を成し、 前記すだれ状電極Piは前記弾性表面波励振手段に接続
され、この弾性表面波励振手段から該すだれ状電極Pi
の電極周期長にほぼ対応して連続的に変化する周波数の
電気信号を受け、前記板面F1に弾性表面波を励振し、 前記すだれ状電極Qiは前記すだれ状電極Piにより前記
板面F1に励振された前記弾性表面波に応じた前記位置
信号を出力し、 前記すだれ状電極PiとQiとは前記弾性表面波の送受波
の指向軸を共通にして互いに1対1に対をなして配置さ
れていて、 前記超音波送受波手段Xにおける前記すだれ状電極Pi
から前記すだれ状電極Qiに至る間の前記板面F1で成
る弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,N)
と、前記超音波送受波手段Yにおける前記伝搬路Di
が互いに直交していて、 前記すだれ状電極Qiのそれぞれの出力端は互いに電気
的に接続点Mで接続されており、 前記弾性表面波励振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Si(i
=1,2,……,N)と、該スイッチSi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、 前記入力位置特定手段は前記接続点Mに現われる前記位
置信号のうちで大きさが変化する前記位置信号が検出さ
れるときに接続されている前記スイッチSiの位置に基
づき前記入力位置が含まれる前記伝搬路Diを特定し、
大きさが変化する前記位置信号の周波数成分を調べ、該
周波数成分のうちで減衰した周波数成分を感知し、前記
各超音波送受波手段におけるそれぞれの前記減衰周波数
成分に基づき前記板面F1上の前記入力位置を特定する
手段を含み、 前記入力位置と前記減衰周波数成分とはほぼ直線関係に
あることを特徴とする超音波電子手帳。
1. A substantially transparent substrate and at least two ultrasonic wave transmitting / receiving means X provided on one plate surface F1 of the substrate.
And Y, a display screen of a display device which is provided on the other plate surface F2 of the substrate and is displayed in at least one color, a means for exciting a surface acoustic wave on the plate surface F1, and the plate surface. And a means for specifying a position on F1 touched by the pen tip of the input pen as an input position based on a position signal representing a position on the plate surface F1 and a means for processing information corresponding to the input position. A sound wave electronic notebook, wherein the information processing means stores information, means for detecting information corresponding to the specified input position as input information, and the information detected by the input information detecting means. Means for keeping the display screen displayed for a predetermined time, each of the ultrasonic wave transmitting / receiving means having N sets of interdigital transducers P i (i).
= 1, 2, ..., N) and N sets of interdigital electrodes Q i (i = 1, 2, ...) Corresponding to the interdigital electrodes P i , respectively.
, N), and the interdigital electrodes P i and Q i are the interdigital electrodes P i.
And Q i have a structure in which the electrode period lengths thereof continuously change along a direction parallel to the center line, and the interdigital transducer P i is connected to the surface acoustic wave exciting means, From the excitation means, the interdigital transducer P i
Receiving an electric signal of a frequency that continuously changes substantially corresponding to the electrode period length of the electrode, excites a surface acoustic wave on the plate surface F1, and the interdigital electrode Q i is formed by the interdigital electrode P i. The position signal corresponding to the surface acoustic wave excited by F1 is output, and the interdigital electrodes P i and Q i have a one-to-one correspondence with the directional axis of the transmission and reception of the surface acoustic wave in common. The interdigital transducers P i in the ultrasonic wave transmitting / receiving means X.
Propagation path D i (i = 1, 2, ..., N) of the surface acoustic wave composed of the plate surface F1 from the to the comb-shaped electrode Q i
And the propagation path D i in the ultrasonic wave transmitting / receiving means Y are orthogonal to each other, and the respective output ends of the interdigital transducer Q i are electrically connected to each other at a connection point M, and the elasticity is The output end of the surface wave excitation means is the interdigital electrode P.
i N pieces connected respectively to the input terminals of the switches S i (i
, 1, 2, ..., N) and switch control means for sequentially electrically connecting and disconnecting the switches S i at a predetermined cycle, and the input position specifying means includes the position appearing at the connection point M. The propagation path D i including the input position is specified based on the position of the switch S i connected when the position signal whose magnitude changes in the signal is detected,
The frequency component of the position signal whose magnitude changes is investigated, the attenuated frequency component of the frequency component is sensed, and on the plate surface F1 based on the respective attenuated frequency components of the ultrasonic wave transmitting / receiving means. An ultrasonic electronic notebook, comprising means for specifying the input position, wherein the input position and the attenuation frequency component have a substantially linear relationship.
【請求項2】 前記情報記憶手段は前記板面F1上の位
置をアドレスとし該アドレスに対応付けた情報をデータ
としたテーブルを予め記憶しており、 前記入力情報検出手段は前記入力位置特定手段によって
特定された前記入力位置を前記アドレスとして入力し、
当該アドレスから読み出した前記データを前記入力情報
とすることを特徴とする請求項1に記載の超音波電子手
帳。
2. The information storage means stores in advance a table in which a position on the plate surface F1 is an address and information associated with the address is data, and the input information detecting means is the input position specifying means. By inputting the input position specified by
The ultrasonic electronic notebook according to claim 1, wherein the data read from the address is used as the input information.
【請求項3】 前記情報記憶手段は文字や記号などのパ
ターンを予め記憶しており、 前記入力情報検出手段は前記入力位置特定手段によって
特定された前記入力位置の移動で形成される軌跡と前記
情報記憶手段から読みだした前記パターンとをパターン
マッチング法により比較し、前記軌跡で表わされるパタ
ーンを前記入力情報とすることを特徴とする請求項1に
記載の超音波電子手帳。
3. The information storage means stores in advance patterns such as characters and symbols, and the input information detection means includes a locus formed by the movement of the input position specified by the input position specifying means and the The ultrasonic electronic notebook according to claim 1, wherein the pattern read out from the information storage means is compared by a pattern matching method, and the pattern represented by the locus is used as the input information.
【請求項4】 前記入力情報検出手段は前記入力位置特
定手段によって特定された前記入力位置を前記入力情報
とすることを特徴とする請求項1に記載の超音波電子手
帳。
4. The ultrasonic electronic notebook according to claim 1, wherein the input information detecting means uses the input position specified by the input position specifying means as the input information.
【請求項5】 前記基板がほぼ透明な圧電セラミックで
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または4に記載の超音波電子手帳。
5. The substrate is made of a substantially transparent piezoelectric ceramic, and the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to the thickness direction of the piezoelectric ceramic. Ultrasonic electronic notebook as described in.
【請求項6】 前記基板がほぼ透明な非圧電板にほぼ透
明な圧電薄板を設けた2層構造を成し、前記すだれ状電
極PiおよびQiが該圧電薄板上に設けられていることを
特徴とする請求項1,2,3または4に記載の超音波電
子手帳。
6. The substrate has a two-layer structure in which a substantially transparent non-piezoelectric plate is provided with a substantially transparent piezoelectric thin plate, and the interdigital electrodes P i and Q i are provided on the piezoelectric thin plate. The ultrasonic electronic notebook according to claim 1, 2, 3, or 4.
【請求項7】 前記基板がほぼ透明な非圧電板で成り、 前記各超音波送受波手段が圧電薄板Aに前記すだれ状電
極Piを設けて成る超音波デバイスTと、圧電薄板Bに
前記すだれ状電極Qiを設けて成る超音波デバイスRと
から成り、 前記圧電薄板AおよびBは前記板面F1に設けられてい
て、 前記圧電薄板Aの厚さは前記すだれ状電極Pi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Qiの電極周期長以下であって、 前記すだれ状電極PiおよびQi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または4に記載の超音波電子手帳。
7. An ultrasonic device T in which the substrate is a substantially transparent non-piezoelectric plate, and each of the ultrasonic wave transmitting / receiving means has a piezoelectric thin plate A provided with the interdigital electrodes P i , and a piezoelectric thin plate B is provided with the ultrasonic device T. comprising providing the interdigital electrodes Q i consists of a ultrasound device R, the piezoelectric sheet a and B are provided on the plate surface F1, a thickness of the piezoelectric sheet a electrode of the interdigital electrode P i A period length or less, a thickness of the piezoelectric thin plate B is less than or equal to an electrode period length of the interdigital electrode Q i , and the electrode period lengths of the interdigital electrodes P i and Q i are in a primary mode or a secondary mode or more. Is substantially equal to the wavelength of the surface acoustic wave of the mode, and the phase velocity of the surface acoustic wave of the first-order mode or the second or higher modes is substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave excited in the single non-piezoelectric plate. Claim 1, characterized in that
The ultrasonic electronic notebook according to 2, 3, or 4.
【請求項8】 前記圧電薄板AまたはBは前記すだれ状
電極PiおよびQiが設けられている方の板面で前記非圧
電板に固着されていることを特徴とする請求項7に記載
の超音波電子手帳。
8. The piezoelectric thin plate A or B is fixed to the non-piezoelectric plate by the plate surface on which the interdigital electrodes P i and Q i are provided. Ultrasonic electronic notebook.
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