JPH0675689A - 超音波タッチパネル - Google Patents
超音波タッチパネルInfo
- Publication number
- JPH0675689A JPH0675689A JP25415292A JP25415292A JPH0675689A JP H0675689 A JPH0675689 A JP H0675689A JP 25415292 A JP25415292 A JP 25415292A JP 25415292 A JP25415292 A JP 25415292A JP H0675689 A JPH0675689 A JP H0675689A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- interdigital
- ultrasonic
- surface acoustic
- piezoelectric
- acoustic wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波送受波装置を非圧電基板に備えること
によりその非圧電基板に触指したことを感知する超音波
タッチパネルを提供する。 【構成】 すだれ状電極Ｔ1から電気信号を入力する
と、その電気信号が弾性表面波に変換されて超音波デバ
イス１の圧電磁器薄板６を伝搬し、さらにガラス基板５
を伝搬する。ガラス基板５を伝搬している弾性表面波の
うち超音波デバイス３のすだれ状電極Ｒ1〜Ｒ4の示す中
心周波数とその近傍の周波数の弾性表面波のみが電気信
号に変換されてすだれ状電極Ｒ1〜Ｒ4から出力される。
すだれ状電極Ｔ1とＲ1との間の弾性表面波の伝搬路を遅
延素子とする発振器を構成することにより、駆動回路を
簡略化でき低消費電力駆動が可能となる。
によりその非圧電基板に触指したことを感知する超音波
タッチパネルを提供する。 【構成】 すだれ状電極Ｔ1から電気信号を入力する
と、その電気信号が弾性表面波に変換されて超音波デバ
イス１の圧電磁器薄板６を伝搬し、さらにガラス基板５
を伝搬する。ガラス基板５を伝搬している弾性表面波の
うち超音波デバイス３のすだれ状電極Ｒ1〜Ｒ4の示す中
心周波数とその近傍の周波数の弾性表面波のみが電気信
号に変換されてすだれ状電極Ｒ1〜Ｒ4から出力される。
すだれ状電極Ｔ1とＲ1との間の弾性表面波の伝搬路を遅
延素子とする発振器を構成することにより、駆動回路を
簡略化でき低消費電力駆動が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波送受波装置を非圧
電基板に備えることにより、その非圧電基板に人指また
は物体が接触したことを感知する超音波タッチパネルに
関する。
電基板に備えることにより、その非圧電基板に人指また
は物体が接触したことを感知する超音波タッチパネルに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のタッチパネルには抵抗膜を用いる
方法と超音波を用いる方法が主に挙げられる。抵抗膜を
用いる方法は透明導電性フィルム（抵抗膜）に触指する
ことによりその透明導電性フィルムの抵抗値が変化する
ものであり、低消費電力であるものの応答時間、感度、
耐久性等の点で問題を有している。超音波を用いる方法
は予め弾性表面波を励振させておいた非圧電基板に触指
することによりその弾性表面波が減衰するものである。
非圧電基板に弾性表面波を励振する従来の方法として
は、バルク波振動子を用いたくさび形トランスデューサ
により間接的に励振する方法、圧電薄膜トランスデュー
サにより直接的に励振する方法等が挙げられる。くさび
形トランスデューサは超音波による非破壊検査等に用い
られているが、くさび角の工作精度の問題等から比較的
低い周波数領域においてのみ用いられる。圧電薄膜トラ
ンスデューサはＺｎＯ等の圧電薄膜を基板に蒸着しすだ
れ状電極により弾性表面波を励振する方法で、すだれ状
電極の構成により種々の伝送特性を示すことから高周波
デバイスとして用いられるが、ＵＨＦ，ＶＨＦ帯に限ら
れるとともに加工性や量産性に問題がある。このように
して、従来の方法では応答時間、感度、耐久性、工作精
度、加工性および量産性等に問題があり、使用周波数領
域も制限されている。
方法と超音波を用いる方法が主に挙げられる。抵抗膜を
用いる方法は透明導電性フィルム（抵抗膜）に触指する
ことによりその透明導電性フィルムの抵抗値が変化する
ものであり、低消費電力であるものの応答時間、感度、
耐久性等の点で問題を有している。超音波を用いる方法
は予め弾性表面波を励振させておいた非圧電基板に触指
することによりその弾性表面波が減衰するものである。
非圧電基板に弾性表面波を励振する従来の方法として
は、バルク波振動子を用いたくさび形トランスデューサ
により間接的に励振する方法、圧電薄膜トランスデュー
サにより直接的に励振する方法等が挙げられる。くさび
形トランスデューサは超音波による非破壊検査等に用い
られているが、くさび角の工作精度の問題等から比較的
低い周波数領域においてのみ用いられる。圧電薄膜トラ
ンスデューサはＺｎＯ等の圧電薄膜を基板に蒸着しすだ
れ状電極により弾性表面波を励振する方法で、すだれ状
電極の構成により種々の伝送特性を示すことから高周波
デバイスとして用いられるが、ＵＨＦ，ＶＨＦ帯に限ら
れるとともに加工性や量産性に問題がある。このように
して、従来の方法では応答時間、感度、耐久性、工作精
度、加工性および量産性等に問題があり、使用周波数領
域も制限されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、加工
性、耐久性および量産性に優れ、低消費電力で効率良く
弾性表面波を非圧電基板に励振することができ、非圧電
基板に触指することによる弾性表面波の減衰に対する応
答時間が短く感度の良い超音波タッチパネルを提供する
ことにある。
性、耐久性および量産性に優れ、低消費電力で効率良く
弾性表面波を非圧電基板に励振することができ、非圧電
基板に触指することによる弾性表面波の減衰に対する応
答時間が短く感度の良い超音波タッチパネルを提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の超音波
タッチパネルは、入力用超音波デバイスＡおよび出力用
超音波デバイスＢで成る超音波送受波装置を非圧電基板
の一方の板面上に少なくとも１つ設けて成る超音波タッ
チパネルにおいて、前記入力用超音波デバイスＡは圧電
薄板ａに少なくとも１組のすだれ状電極Ｐを備えて成
り、前記出力用超音波デバイスＢは圧電薄板ｂに前記す
だれ状電極Ｐに対応する少なくとも２組のすだれ状電極
ＱおよびＲを備えて成り、前記すだれ状電極Ｑの出力端
は増幅器を介して前記すだれ状電極Ｐの入力端に接続さ
れており、前記すだれ状電極Ｐから前記すだれ状電極Ｑ
に至る間の前記非圧電基板における弾性表面波の伝搬路
を遅延素子とする発振器が構成されていて、前記発振器
の信号ループは前記すだれ状電極Ｐと、前記弾性表面波
の伝搬路と、前記すだれ状電極Ｑと、前記増幅器とから
成り、前記非圧電基板に励振された弾性表面波に応じて
前記すだれ状電極ＱまたはＲに現れる電気信号を出力す
る手段が設けられていて、前記非圧電基板の前記一方の
板面における弾性表面波の伝搬路の一部に人指または物
体が接触したことを、前記すだれ状電極ＱまたはＲに出
力される前記電気信号の大きさから感知することを特徴
とする。
タッチパネルは、入力用超音波デバイスＡおよび出力用
超音波デバイスＢで成る超音波送受波装置を非圧電基板
の一方の板面上に少なくとも１つ設けて成る超音波タッ
チパネルにおいて、前記入力用超音波デバイスＡは圧電
薄板ａに少なくとも１組のすだれ状電極Ｐを備えて成
り、前記出力用超音波デバイスＢは圧電薄板ｂに前記す
だれ状電極Ｐに対応する少なくとも２組のすだれ状電極
ＱおよびＲを備えて成り、前記すだれ状電極Ｑの出力端
は増幅器を介して前記すだれ状電極Ｐの入力端に接続さ
れており、前記すだれ状電極Ｐから前記すだれ状電極Ｑ
に至る間の前記非圧電基板における弾性表面波の伝搬路
を遅延素子とする発振器が構成されていて、前記発振器
の信号ループは前記すだれ状電極Ｐと、前記弾性表面波
の伝搬路と、前記すだれ状電極Ｑと、前記増幅器とから
成り、前記非圧電基板に励振された弾性表面波に応じて
前記すだれ状電極ＱまたはＲに現れる電気信号を出力す
る手段が設けられていて、前記非圧電基板の前記一方の
板面における弾性表面波の伝搬路の一部に人指または物
体が接触したことを、前記すだれ状電極ＱまたはＲに出
力される前記電気信号の大きさから感知することを特徴
とする。
【０００５】請求項２に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電薄板ａの厚さが前記すだれ状電極Ｐの電極周期
長以下であり、前記圧電薄板ｂの厚さは前記すだれ状電
極ＱまたはＲの電極周期長以下であって、前記すだれ状
電極Ｐ，ＱまたはＲ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いことを
特徴とする。
前記圧電薄板ａの厚さが前記すだれ状電極Ｐの電極周期
長以下であり、前記圧電薄板ｂの厚さは前記すだれ状電
極ＱまたはＲの電極周期長以下であって、前記すだれ状
電極Ｐ，ＱまたはＲ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いことを
特徴とする。
【０００６】請求項３に記載の超音波タッチパネルは、
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
波の位相速度が前記非圧電基板単体に励振される弾性表
面波の伝搬速度にほぼ等しいことを特徴とする。
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
波の位相速度が前記非圧電基板単体に励振される弾性表
面波の伝搬速度にほぼ等しいことを特徴とする。
【０００７】請求項４に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電薄板ａまたはｂが圧電セラミックで成り、該圧
電セラミックの分極軸の方向は該圧電セラミックの厚さ
方向と平行であることを特徴とする。
前記圧電薄板ａまたはｂが圧電セラミックで成り、該圧
電セラミックの分極軸の方向は該圧電セラミックの厚さ
方向と平行であることを特徴とする。
【０００８】請求項５に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電薄板ａまたはｂがＰＶＤＦその他の高分子圧電
フィルムで成ることを特徴とする。
前記圧電薄板ａまたはｂがＰＶＤＦその他の高分子圧電
フィルムで成ることを特徴とする。
【０００９】請求項６に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電薄板ａまたはｂが前記すだれ状電極Ｐ，Ｑまた
はＲが設けられている方の板面を介して前記非圧電基板
に固着されていることを特徴とする。
前記圧電薄板ａまたはｂが前記すだれ状電極Ｐ，Ｑまた
はＲが設けられている方の板面を介して前記非圧電基板
に固着されていることを特徴とする。
【００１０】請求項７に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電薄板ａまたはｂの板面のうちで前記すだれ状電
極ＰまたはＱ若しくはＲがそれぞれ設けられていない方
の板面がそれぞれ金属薄膜で被覆されていることを特徴
とする。
前記圧電薄板ａまたはｂの板面のうちで前記すだれ状電
極ＰまたはＱ若しくはＲがそれぞれ設けられていない方
の板面がそれぞれ金属薄膜で被覆されていることを特徴
とする。
【００１１】請求項８に記載の超音波タッチパネルは、
前記入力用超音波デバイスＡは少なくとも２組のすだれ
状電極Ｐ１およびＰ２を備え、前記出力用超音波デバイ
スＢは少なくとも４組のすだれ状電極Ｑ１，Ｑ２，Ｒ１
およびＲ２を備えていて、前記すだれ状電極Ｑ１および
Ｑ２は前記すだれ状電極Ｐ１に対応し、前記すだれ状電
極Ｒ１およびＲ２は前記すだれ状電極Ｐ２に対応してお
り、前記すだれ状電極Ｑ１の出力端および前記すだれ状
電極Ｒ１の出力端は互いに電気的に接続点Ｎ１で接続さ
れており、前記すだれ状電極Ｑ２の出力端および前記す
だれ状電極Ｒ２の出力端は互いに電気的に接続点Ｎ２で
接続されており、前記接続点Ｎ１は増幅器を介してスイ
ッチＳ１の入力端とスイッチＳ２の入力端との接続点に
電気的に接続され、前記すだれ状電極Ｐ１から前記すだ
れ状電極Ｑ１に至る間の前記非圧電基板で成る弾性表面
波の伝搬路Ｌ１を遅延素子とする発振器Ｈ１、または前
記すだれ状電極Ｐ２から前記すだれ状電極Ｒ１に至る間
の前記非圧電基板で成る弾性表面波の伝搬路Ｌ２を遅延
素子とする発振器Ｈ２が構成されていて、前記発振器Ｈ
１の信号ループは前記すだれ状電極Ｐ１と、前記伝搬路
Ｌ１と、前記すだれ状電極Ｑ１と、前記増幅器とから成
り、前記発振器Ｈ２の信号ループは前記すだれ状電極Ｐ
２と、前記伝搬路Ｌ２と、前記すだれ状電極Ｒ１と、前
記増幅器とから成り、前記スイッチＳ１の出力端および
前記スイッチＳ２の出力端を交互に所定の周期でそれぞ
れ前記すだれ状電極Ｐ１およびＰ２に電気的に接続する
スイッチ制御手段が設けられていて、前記非圧電基板に
おける弾性表面波の伝搬路の一部に人指または物体が接
触したことを、前記接続点Ｎ１および前記接続点Ｎ２に
現れる電気信号の大きさから感知することを特徴とす
る。
前記入力用超音波デバイスＡは少なくとも２組のすだれ
状電極Ｐ１およびＰ２を備え、前記出力用超音波デバイ
スＢは少なくとも４組のすだれ状電極Ｑ１，Ｑ２，Ｒ１
およびＲ２を備えていて、前記すだれ状電極Ｑ１および
Ｑ２は前記すだれ状電極Ｐ１に対応し、前記すだれ状電
極Ｒ１およびＲ２は前記すだれ状電極Ｐ２に対応してお
り、前記すだれ状電極Ｑ１の出力端および前記すだれ状
電極Ｒ１の出力端は互いに電気的に接続点Ｎ１で接続さ
れており、前記すだれ状電極Ｑ２の出力端および前記す
だれ状電極Ｒ２の出力端は互いに電気的に接続点Ｎ２で
接続されており、前記接続点Ｎ１は増幅器を介してスイ
ッチＳ１の入力端とスイッチＳ２の入力端との接続点に
電気的に接続され、前記すだれ状電極Ｐ１から前記すだ
れ状電極Ｑ１に至る間の前記非圧電基板で成る弾性表面
波の伝搬路Ｌ１を遅延素子とする発振器Ｈ１、または前
記すだれ状電極Ｐ２から前記すだれ状電極Ｒ１に至る間
の前記非圧電基板で成る弾性表面波の伝搬路Ｌ２を遅延
素子とする発振器Ｈ２が構成されていて、前記発振器Ｈ
１の信号ループは前記すだれ状電極Ｐ１と、前記伝搬路
Ｌ１と、前記すだれ状電極Ｑ１と、前記増幅器とから成
り、前記発振器Ｈ２の信号ループは前記すだれ状電極Ｐ
２と、前記伝搬路Ｌ２と、前記すだれ状電極Ｒ１と、前
記増幅器とから成り、前記スイッチＳ１の出力端および
前記スイッチＳ２の出力端を交互に所定の周期でそれぞ
れ前記すだれ状電極Ｐ１およびＰ２に電気的に接続する
スイッチ制御手段が設けられていて、前記非圧電基板に
おける弾性表面波の伝搬路の一部に人指または物体が接
触したことを、前記接続点Ｎ１および前記接続点Ｎ２に
現れる電気信号の大きさから感知することを特徴とす
る。
【００１２】請求項９に記載の超音波タッチパネルは、
前記超音波送受波装置が前記非圧電基板の前記一方の板
面に少なくとも２つ設けてあり、一方の前記超音波送受
波装置における前記超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面
波の伝搬路と、もう一方の前記超音波送受波装置におけ
る前記超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝搬路と
が互いに直交していることを特徴とする。
前記超音波送受波装置が前記非圧電基板の前記一方の板
面に少なくとも２つ設けてあり、一方の前記超音波送受
波装置における前記超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面
波の伝搬路と、もう一方の前記超音波送受波装置におけ
る前記超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝搬路と
が互いに直交していることを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明の超音波タッチパネルは、入力用超音波
デバイスＡおよび出力用超音波デバイスＢから成る超音
波送受波装置を非圧電基板の一方の板面に設けて成る簡
単な構造を有する。入力用超音波デバイスＡは圧電薄板
ａに少なくとも１組のすだれ状電極Ｐを備えて成り、前
記出力用超音波デバイスＢは圧電薄板ｂに前記すだれ状
電極Ｐに対応する少なくとも２組のすだれ状電極Ｑおよ
びＲを備えて成る簡単な構造を有する。入力用超音波デ
バイスＡのすだれ状電極Ｐから電気信号を入力する構造
を採用することにより、非圧電基板に１次モードまたは
２次以上のモードの弾性表面波を励振させることができ
る。このときこの弾性表面波の位相速度が非圧電基板単
体における弾性表面波の伝搬速度にほぼ等しくなるよう
な構造を採用することにより、すだれ状電極Ｐから加え
られる電気的エネルギーが弾性表面波に変換される度合
を大きくすることができるだけでなく、圧電薄板と非圧
電基板との界面での音響インピーダンスの不整合等によ
って生じる反射等を除去することができる。このように
して、低消費電力で高電圧を印加すること無しに効率良
く弾性表面波を非圧電基板に励振することができる。
デバイスＡおよび出力用超音波デバイスＢから成る超音
波送受波装置を非圧電基板の一方の板面に設けて成る簡
単な構造を有する。入力用超音波デバイスＡは圧電薄板
ａに少なくとも１組のすだれ状電極Ｐを備えて成り、前
記出力用超音波デバイスＢは圧電薄板ｂに前記すだれ状
電極Ｐに対応する少なくとも２組のすだれ状電極Ｑおよ
びＲを備えて成る簡単な構造を有する。入力用超音波デ
バイスＡのすだれ状電極Ｐから電気信号を入力する構造
を採用することにより、非圧電基板に１次モードまたは
２次以上のモードの弾性表面波を励振させることができ
る。このときこの弾性表面波の位相速度が非圧電基板単
体における弾性表面波の伝搬速度にほぼ等しくなるよう
な構造を採用することにより、すだれ状電極Ｐから加え
られる電気的エネルギーが弾性表面波に変換される度合
を大きくすることができるだけでなく、圧電薄板と非圧
電基板との界面での音響インピーダンスの不整合等によ
って生じる反射等を除去することができる。このように
して、低消費電力で高電圧を印加すること無しに効率良
く弾性表面波を非圧電基板に励振することができる。
【００１４】本発明の超音波タッチパネルでは、非圧電
基板に励振されている弾性表面波を出力用超音波デバイ
スＢのすだれ状電極ＱおよびＲから電気信号として出力
させる構造を採用するとともに、すだれ状電極Ｑおよび
Ｒのそれぞれをすだれ状電極Ｐに対し弾性表面波の送受
波の指向軸が共通になるよう配置している。従って、非
圧電基板の板面上における弾性表面波の伝搬路（すなわ
ちすだれ状電極Ｐ，Ｑ間およびＰ，Ｒ間）を触指するこ
とにより非圧電基板に励振されている弾性表面波が消滅
または減衰するから、すだれ状電極ＱまたはＲに出力さ
れる電気信号も消滅または減衰する。このようにして、
本発明の超音波タッチパネルは応答時間が短く感度が良
い。
基板に励振されている弾性表面波を出力用超音波デバイ
スＢのすだれ状電極ＱおよびＲから電気信号として出力
させる構造を採用するとともに、すだれ状電極Ｑおよび
Ｒのそれぞれをすだれ状電極Ｐに対し弾性表面波の送受
波の指向軸が共通になるよう配置している。従って、非
圧電基板の板面上における弾性表面波の伝搬路（すなわ
ちすだれ状電極Ｐ，Ｑ間およびＰ，Ｒ間）を触指するこ
とにより非圧電基板に励振されている弾性表面波が消滅
または減衰するから、すだれ状電極ＱまたはＲに出力さ
れる電気信号も消滅または減衰する。このようにして、
本発明の超音波タッチパネルは応答時間が短く感度が良
い。
【００１５】すだれ状電極Ｑの出力端を増幅器を介して
すだれ状電極Ｐの入力端に接続する構造を採用すること
により、前記すだれ状電極Ｐ，Ｑ間の非圧電基板の板面
上における弾性表面波の伝搬路を遅延素子とする遅延線
発振器を構成することができる。この遅延線発振器の信
号ループは前記すだれ状電極Ｐと、前記弾性表面波の伝
搬路と、前記すだれ状電極Ｑと、前記増幅器とから成
る。このようにして、本発明の超音波タッチパネルの駆
動源として遅延線発振器が採用されている。従って、回
路構成が簡単であることから小型軽量化が可能で、しか
も低消費電力で低電圧での駆動ができる。
すだれ状電極Ｐの入力端に接続する構造を採用すること
により、前記すだれ状電極Ｐ，Ｑ間の非圧電基板の板面
上における弾性表面波の伝搬路を遅延素子とする遅延線
発振器を構成することができる。この遅延線発振器の信
号ループは前記すだれ状電極Ｐと、前記弾性表面波の伝
搬路と、前記すだれ状電極Ｑと、前記増幅器とから成
る。このようにして、本発明の超音波タッチパネルの駆
動源として遅延線発振器が採用されている。従って、回
路構成が簡単であることから小型軽量化が可能で、しか
も低消費電力で低電圧での駆動ができる。
【００１６】超音波デバイスにおける圧電薄板の厚さを
すだれ状電極の電極周期長以下にし、すだれ状電極の電
極周期長を１次モードまたは２次以上のモードの弾性表
面波の波長にほぼ等しくする構造を採用することによ
り、すだれ状電極から加えられる電気的エネルギーが弾
性表面波に変換される度合を大きくすることができるだ
けでなく、圧電薄板と非圧電基板との界面での音響イン
ピーダンスの不整合等によって生じる反射等を除去する
ことができる。なお、すだれ状電極の電極周期長すなわ
ち弾性表面波の波長λに対する圧電薄板の厚さｄの割合
（ｄ／λ）が小さいほど効果は大きい。
すだれ状電極の電極周期長以下にし、すだれ状電極の電
極周期長を１次モードまたは２次以上のモードの弾性表
面波の波長にほぼ等しくする構造を採用することによ
り、すだれ状電極から加えられる電気的エネルギーが弾
性表面波に変換される度合を大きくすることができるだ
けでなく、圧電薄板と非圧電基板との界面での音響イン
ピーダンスの不整合等によって生じる反射等を除去する
ことができる。なお、すだれ状電極の電極周期長すなわ
ち弾性表面波の波長λに対する圧電薄板の厚さｄの割合
（ｄ／λ）が小さいほど効果は大きい。
【００１７】圧電薄板として圧電セラミックを採用し、
その圧電セラミックの分極軸の方向と厚さ方向とを平行
にする構造を採用することにより、非圧電基板に効率よ
く１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波を励
振することができる。
その圧電セラミックの分極軸の方向と厚さ方向とを平行
にする構造を採用することにより、非圧電基板に効率よ
く１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波を励
振することができる。
【００１８】圧電薄板としてＰＶＤＦその他の高分子圧
電フィルムを採用することにより、非圧電基板に効率よ
く１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波を励
振することができる。
電フィルムを採用することにより、非圧電基板に効率よ
く１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波を励
振することができる。
【００１９】すだれ状電極を圧電薄板と非圧電基板との
界面に設け圧電薄板の空気側を電気的に短絡状態にした
構造を採用することにより、すだれ状電極に加えられる
電気的エネルギーを効率よく弾性表面波に変換すること
ができる。電気的に短絡状態にするには板面に金属薄膜
を被覆する方法が有効である。
界面に設け圧電薄板の空気側を電気的に短絡状態にした
構造を採用することにより、すだれ状電極に加えられる
電気的エネルギーを効率よく弾性表面波に変換すること
ができる。電気的に短絡状態にするには板面に金属薄膜
を被覆する方法が有効である。
【００２０】本発明の超音波タッチパネルは、入力用超
音波デバイスＡにおいて少なくとも２組のすだれ状電極
Ｐ１およびＰ２を設け、出力用超音波デバイスＢにおい
てすだれ状電極Ｐ１に対応する少なくとも２組のすだれ
状電極Ｑ１およびＱ２（以後Ｑグループと呼ぶ）並びに
すだれ状電極Ｐ２に対応する少なくとも２組のすだれ状
電極Ｒ１およびＲ２（以後Ｒグループと呼ぶ）を設けた
構造を採用している。その上すだれ状電極Ｑ１とＲ１と
を互いに電気的に接続点Ｎ１において接続し、すだれ状
電極Ｑ１およびＲ１（以後第１グループと呼ぶ）に出力
される遅延電気信号を感知できる構造を採用している。
また、すだれ状電極Ｑ２とＲ２とを互いに電気的に接続
点Ｎ２において接続し、すだれ状電極Ｑ２およびＲ２
（以後第２グループと呼ぶ）に出力される遅延電気信号
を感知できる構造を採用している。さらに、接続点Ｎ１
を増幅器Ｍを介してすだれ状電極Ｐ１またはＰ２に電気
的に接続する構造を採用している。すだれ状電極Ｐ１と
増幅器Ｍとの間にスイッチＳ１を設けすだれ状電極Ｐ２
と増幅器Ｍとの間にスイッチＳ２を設け、スイッチＳ１
の出力端およびスイッチＳ２の出力端を交互に所定の周
期でそれぞれすだれ状電極Ｐ１およびＰ２に電気的に接
続するスイッチ制御手段を設けることにより、接続点Ｎ
１を増幅器Ｍを介してすだれ状電極Ｐ１またはＰ２に電
気的に交互に所定の周期で接続することができる。この
ようにして、すだれ状電極Ｐ１とＱ１との間の非圧電基
板で成る弾性表面波の伝搬路Ｌ１を遅延素子とする発振
器Ｈ１、またはすだれ状電極Ｐ２とＲ１との間の非圧電
基板で成る弾性表面波の伝搬路Ｌ２を遅延素子とする発
振器Ｈ２を構成することができる。発振器Ｈ１の信号ル
ープはすだれ状電極Ｐ１と、伝搬路Ｌ１と、すだれ状電
極Ｑ１と、増幅器Ｍとから成り、発振器Ｈ２の信号ルー
プはすだれ状電極Ｐ２と、伝搬路Ｌ２と、すだれ状電極
Ｒ１と、増幅器Ｍとから成る。このようにして、回路構
成が簡略化されることから装置の小型軽量化が可能とな
り、しかも低消費電力で低電圧での駆動が可能となる。
その上、スイッチ制御手段を採用することによりすだれ
状電極Ｐ１およびＰ２に交互に電気信号を入力すること
ができるので、遅延電気信号をＱグループのすだれ状電
極およびＲ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。従って、非圧電基板の板面上における弾性
表面波の伝搬路（すなわちすだれ状電極Ｐ１とＱ１との
間、Ｐ１とＱ２との間、Ｐ２とＲ１との間またはＰ２と
Ｒ２との間）のうちたとえばすだれ状電極Ｐ１とＱ１と
の間を触指した場合には、すだれ状電極Ｐ１に電気信号
が入力されているときに限って接続点Ｎ１に現れる遅延
電気信号が減衰または消滅し、すだれ状電極Ｐ２に電気
信号が入力されているときには接続点Ｎ１に現れる遅延
電気信号は変化しない。このようにして触指位置を明確
に指定することが可能になる。
音波デバイスＡにおいて少なくとも２組のすだれ状電極
Ｐ１およびＰ２を設け、出力用超音波デバイスＢにおい
てすだれ状電極Ｐ１に対応する少なくとも２組のすだれ
状電極Ｑ１およびＱ２（以後Ｑグループと呼ぶ）並びに
すだれ状電極Ｐ２に対応する少なくとも２組のすだれ状
電極Ｒ１およびＲ２（以後Ｒグループと呼ぶ）を設けた
構造を採用している。その上すだれ状電極Ｑ１とＲ１と
を互いに電気的に接続点Ｎ１において接続し、すだれ状
電極Ｑ１およびＲ１（以後第１グループと呼ぶ）に出力
される遅延電気信号を感知できる構造を採用している。
また、すだれ状電極Ｑ２とＲ２とを互いに電気的に接続
点Ｎ２において接続し、すだれ状電極Ｑ２およびＲ２
（以後第２グループと呼ぶ）に出力される遅延電気信号
を感知できる構造を採用している。さらに、接続点Ｎ１
を増幅器Ｍを介してすだれ状電極Ｐ１またはＰ２に電気
的に接続する構造を採用している。すだれ状電極Ｐ１と
増幅器Ｍとの間にスイッチＳ１を設けすだれ状電極Ｐ２
と増幅器Ｍとの間にスイッチＳ２を設け、スイッチＳ１
の出力端およびスイッチＳ２の出力端を交互に所定の周
期でそれぞれすだれ状電極Ｐ１およびＰ２に電気的に接
続するスイッチ制御手段を設けることにより、接続点Ｎ
１を増幅器Ｍを介してすだれ状電極Ｐ１またはＰ２に電
気的に交互に所定の周期で接続することができる。この
ようにして、すだれ状電極Ｐ１とＱ１との間の非圧電基
板で成る弾性表面波の伝搬路Ｌ１を遅延素子とする発振
器Ｈ１、またはすだれ状電極Ｐ２とＲ１との間の非圧電
基板で成る弾性表面波の伝搬路Ｌ２を遅延素子とする発
振器Ｈ２を構成することができる。発振器Ｈ１の信号ル
ープはすだれ状電極Ｐ１と、伝搬路Ｌ１と、すだれ状電
極Ｑ１と、増幅器Ｍとから成り、発振器Ｈ２の信号ルー
プはすだれ状電極Ｐ２と、伝搬路Ｌ２と、すだれ状電極
Ｒ１と、増幅器Ｍとから成る。このようにして、回路構
成が簡略化されることから装置の小型軽量化が可能とな
り、しかも低消費電力で低電圧での駆動が可能となる。
その上、スイッチ制御手段を採用することによりすだれ
状電極Ｐ１およびＰ２に交互に電気信号を入力すること
ができるので、遅延電気信号をＱグループのすだれ状電
極およびＲ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。従って、非圧電基板の板面上における弾性
表面波の伝搬路（すなわちすだれ状電極Ｐ１とＱ１との
間、Ｐ１とＱ２との間、Ｐ２とＲ１との間またはＰ２と
Ｒ２との間）のうちたとえばすだれ状電極Ｐ１とＱ１と
の間を触指した場合には、すだれ状電極Ｐ１に電気信号
が入力されているときに限って接続点Ｎ１に現れる遅延
電気信号が減衰または消滅し、すだれ状電極Ｐ２に電気
信号が入力されているときには接続点Ｎ１に現れる遅延
電気信号は変化しない。このようにして触指位置を明確
に指定することが可能になる。
【００２１】超音波送受波装置を非圧電基板の一方の板
面に少なくとも２つ設ける構造を採用し、しかも一方の
前記超音波送受波装置における入力用超音波デバイスＡ
と出力用超音波デバイスＢとの間の弾性表面波の伝搬路
と、もう一方の前記超音波送受波装置における入力用超
音波デバイスＡと出力用超音波デバイスＢとの間の弾性
表面波の伝搬路とを互いに直交させる構造を採用するこ
とにより、非圧電基板における触指部分のさらなる特定
ができる。これは超音波送受波装置の数が多い程きめ細
かな特定が可能となる。
面に少なくとも２つ設ける構造を採用し、しかも一方の
前記超音波送受波装置における入力用超音波デバイスＡ
と出力用超音波デバイスＢとの間の弾性表面波の伝搬路
と、もう一方の前記超音波送受波装置における入力用超
音波デバイスＡと出力用超音波デバイスＢとの間の弾性
表面波の伝搬路とを互いに直交させる構造を採用するこ
とにより、非圧電基板における触指部分のさらなる特定
ができる。これは超音波送受波装置の数が多い程きめ細
かな特定が可能となる。
【００２２】
【実施例】図１は本発明の超音波タッチパネルの第１の
実施例を示す平面図である。本実施例は超音波デバイス
１，２，３，４およびガラス基板５から成る。超音波デ
バイス１は圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｔ1およびＴ2
を設けて成る。超音波デバイス２は圧電磁器薄板６にす
だれ状電極Ｔ11およびＴ12を設けて成る。超音波デバイ
ス３は圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，
Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7およびＲ8を設けて成る。超音波デ
バイス４は圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｒ11，Ｒ12，
Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15，Ｒ16，Ｒ17およびＲ18を設けて成
る。圧電磁器薄板６は厚さ２３０μｍのＴＤＫ製１０１
Ａ材（製品名）で成る。前記各すだれ状電極はアルミニ
ウム薄膜で成る。ガラス基板５は長さ７０ｍｍ、幅５５
ｍｍ、厚さ１．９ｍｍのパイレックスガラスで成る。圧
電磁器薄板６はガラス基板５上に設けられている。圧電
磁器薄板６は厚さ約２０μｍのエポキシ系樹脂によって
ガラス基板５上に固着されている。前記各すだれ状電極
は電極周期長が８４０μｍで７．５対の電極指を有する
正規型のものである。
実施例を示す平面図である。本実施例は超音波デバイス
１，２，３，４およびガラス基板５から成る。超音波デ
バイス１は圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｔ1およびＴ2
を設けて成る。超音波デバイス２は圧電磁器薄板６にす
だれ状電極Ｔ11およびＴ12を設けて成る。超音波デバイ
ス３は圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，
Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7およびＲ8を設けて成る。超音波デ
バイス４は圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｒ11，Ｒ12，
Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15，Ｒ16，Ｒ17およびＲ18を設けて成
る。圧電磁器薄板６は厚さ２３０μｍのＴＤＫ製１０１
Ａ材（製品名）で成る。前記各すだれ状電極はアルミニ
ウム薄膜で成る。ガラス基板５は長さ７０ｍｍ、幅５５
ｍｍ、厚さ１．９ｍｍのパイレックスガラスで成る。圧
電磁器薄板６はガラス基板５上に設けられている。圧電
磁器薄板６は厚さ約２０μｍのエポキシ系樹脂によって
ガラス基板５上に固着されている。前記各すだれ状電極
は電極周期長が８４０μｍで７．５対の電極指を有する
正規型のものである。
【００２３】図２は図１の超音波タッチパネルにおける
超音波デバイス１および３を示す平面図である。超音波
デバイス１と３とは互いに対行している。超音波デバイ
ス２と４との関係も超音波デバイス１と３との関係と同
様である。すだれ状電極Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3およびＴ4は入力
用として用いられ、電極交叉幅は１８ｍｍである。すだ
れ状電極Ｒ1〜Ｒ8およびＲ11〜Ｒ18は出力用として用い
られ、電極交叉幅は２．７ｍｍである。すだれ状電極Ｒ
1〜Ｒ4はすだれ状電極Ｔ1に対応し、すだれ状電極Ｒ5〜
Ｒ8はすだれ状電極Ｔ2に対応し、すだれ状電極Ｒ11〜Ｒ
14はすだれ状電極Ｔ3に対応し、すだれ状電極Ｒ15〜Ｒ1
8はすだれ状電極Ｔ4に対応している。
超音波デバイス１および３を示す平面図である。超音波
デバイス１と３とは互いに対行している。超音波デバイ
ス２と４との関係も超音波デバイス１と３との関係と同
様である。すだれ状電極Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3およびＴ4は入力
用として用いられ、電極交叉幅は１８ｍｍである。すだ
れ状電極Ｒ1〜Ｒ8およびＲ11〜Ｒ18は出力用として用い
られ、電極交叉幅は２．７ｍｍである。すだれ状電極Ｒ
1〜Ｒ4はすだれ状電極Ｔ1に対応し、すだれ状電極Ｒ5〜
Ｒ8はすだれ状電極Ｔ2に対応し、すだれ状電極Ｒ11〜Ｒ
14はすだれ状電極Ｔ3に対応し、すだれ状電極Ｒ15〜Ｒ1
8はすだれ状電極Ｔ4に対応している。
【００２４】図３は図１の超音波タッチパネルの断面図
であって、入力用超音波デバイスと出力用超音波デバイ
スとの関係を示している。入力用すだれ状電極および出
力用すだれ状電極は圧電磁器薄板６のガラス基板５側に
設けられている。
であって、入力用超音波デバイスと出力用超音波デバイ
スとの関係を示している。入力用すだれ状電極および出
力用すだれ状電極は圧電磁器薄板６のガラス基板５側に
設けられている。
【００２５】図４は図１の超音波タッチパネルを遅延線
発振器を形成して駆動する場合の構成図である。図５は
図４の構成図における各部〜における波形図であ
る。図４においてはすだれ状電極Ｔ1とＲ1との間または
Ｔ2とＲ5との間を第１の遅延素子とし、すだれ状電極Ｔ
11とＲ11との間またはＴ12とＲ15との間を第２の遅延素
子とする８の字型の信号ループを有する遅延線発振器が
形成されている。図１の超音波タッチパネルの駆動時、
コンピュータからの指令によりスイッチ１，２，３およ
び４が作動する。スイッチ１および３（以後Ｓ１グルー
プと呼ぶ）が閉じているときにはスイッチ２および４
（以後Ｓ２グループと呼ぶ）は開いている。このように
してＳ１グループおよびＳ２グループのスイッチが開閉
することによりすだれ状電極Ｔ1およびＴ11（以後Ｔ１
グループと呼ぶ）並びにすだれ状電極Ｔ2およびＴ12
（以後Ｔ２グループと呼ぶ）に電気信号を交互に入力し
ている。Ｔ１グループまたはＴ２グループに入力される
電気信号はコンピュータからのクロックパルス−１
または−２によりそれぞれｒｆパルス−１および
−２に変調される。Ｓ１グループのスイッチが閉じてＴ
１グループのすだれ状電極に電気信号−１が入力され
ると、Ｔ１グループのすだれ状電極の電極周期長にほぼ
対応する周波数を有する電気信号のみが弾性表面波に変
換されて入力用超音波デバイス１および２の圧電磁器薄
板６を伝搬し、さらにガラス基板５を伝搬する。ガラス
基板５を伝搬している弾性表面波のうち出力用超音波デ
バイス３のすだれ状電極Ｒ1〜Ｒ4および出力用超音波デ
バイス４のすだれ状電極Ｒ11〜Ｒ14の電極周期長にほぼ
等しい波長の弾性表面波のみが遅延電気信号に変換され
てすだれ状電極Ｒ1〜Ｒ4およびＲ11〜Ｒ14（以後Ｒ１グ
ループと呼ぶ）から出力される。Ｓ２グループのスイッ
チが閉じてＴ２グループのすだれ状電極に電気信号−
２が入力されると、Ｔ２グループのすだれ状電極の電極
周期長にほぼ対応する周波数を有する電気信号のみが弾
性表面波に変換されて入力用超音波デバイス１および２
の圧電磁器薄板６を伝搬し、さらにガラス基板５を伝搬
する。ガラス基板５を伝搬している弾性表面波のうち出
力用超音波デバイス３のすだれ状電極Ｒ5〜Ｒ8および出
力用超音波デバイス４のすだれ状電極Ｒ15〜Ｒ18の電極
周期長にほぼ等しい波長の弾性表面波のみが遅延電気信
号に変換されてすだれ状電極Ｒ5〜Ｒ8およびＲ15〜Ｒ18
（以後Ｒ２グループと呼ぶ）から出力される。このよう
にして、Ｔ１グループおよびＴ２グループのすだれ状電
極に交互に電気信号を入力することにより、遅延電気信
号をＲ１グループおよびＲ２グループのすだれ状電極に
交互に出力することができる。すだれ状電極Ｒ1とＲ5，
Ｒ2とＲ6，Ｒ3とＲ7，Ｒ4とＲ8，Ｒ11とＲ15，Ｒ12とＲ
16，Ｒ13とＲ17，およびＲ14とＲ18をそれぞれ接続すれ
ば回路構成が簡略化されるだけでなく、それぞれの２組
のすだれ状電極Ｒ1とＲ5，Ｒ2とＲ6，Ｒ3とＲ7，Ｒ4と
Ｒ8，Ｒ11とＲ15，Ｒ12とＲ16，Ｒ13とＲ17，およびＲ1
4とＲ18の遅延電気信号が重複された形で受信され
る。但し、前記それぞれの２組のすだれ状電極のうちす
だれ状電極Ｒ1とＲ5から出力される電気信号の一部お
よびすだれ状電極Ｒ11とＲ15から出力される電気信号
の一部はそれぞれ増幅器Ａおよび増幅器Ｂによって増幅
され、それぞれの位相シフタによって所定の位相に制御
された後、それぞれＳ１グループおよびＳ２グループの
スイッチを介して再びＴ１グループおよびＴ２グループ
のすだれ状電極に入力される。すなわち、スイッチ１ま
たは２を介してすだれ状電極Ｔ1またはＴ2に入力された
電気信号は増幅器Ａを経由した後、スイッチ３または４
を介して今度はすだれ状電極Ｔ11またはＴ12に入力され
る。また、スイッチ３または４を介してすだれ状電極Ｔ
11またはＴ12に入力された電気信号は増幅器Ｂを経由し
た後、スイッチ１または２を介して今度はすだれ状電極
Ｔ1またはＴ2に入力される。このようにして８の字型の
信号ループを有する遅延線発振器が形成される。ところ
で、それぞれの２組のすだれ状電極Ｒ1とＲ5，Ｒ2とＲ
6，Ｒ3とＲ7，Ｒ4とＲ8，Ｒ11とＲ15，Ｒ12とＲ16，Ｒ1
3とＲ17，およびＲ14とＲ18に出力された遅延電気信号
はガラス基板５を触指することにより減衰される（
または）。Ｔ１グループのすだれ状電極に電気信号が
入力されている場合にガラス基板５を伝搬する弾性表面
波の伝搬路（すだれ状電極Ｔ1とＲ1〜Ｒ4との間および
すだれ状電極Ｔ11とＲ11〜Ｒ14との間）に触指すると、
Ｔ１グループのすだれ状電極に電気信号が入力されてい
るときに限って触指位置に対応する表面波が減衰する
。同様にして、Ｔ２グループのすだれ状電極に電気信
号が入力されている場合にガラス基板５を伝搬する弾性
表面波の伝搬路（すだれ状電極Ｔ2とＲ5〜Ｒ8との間お
よびすだれ状電極Ｔ12とＲ15〜Ｒ18との間）に触指する
と、Ｔ２グループのすだれ状電極に電気信号が入力され
ているときに限って触指位置に対応する表面波が減衰す
る。このような遅延信号，およびは増幅、整流
されそれぞれ直流信号，およびになる。ガラス基
板５を触指した場合と触指しない場合に相当する直流電
圧値の間で適切なスレッシュホールド電圧値を設定する
ことにより、コンパレータにおいてデジタル信号が得ら
れる。このデジタル信号はコンピュータにより適切なタ
イミングでパラレル信号としてコンピュータに取り込ま
れる。この遅延線発振器による駆動方法はパルス発生器
が不要であることから装置のさらなる小型化および低消
費電力化、低電圧化が可能である。
発振器を形成して駆動する場合の構成図である。図５は
図４の構成図における各部〜における波形図であ
る。図４においてはすだれ状電極Ｔ1とＲ1との間または
Ｔ2とＲ5との間を第１の遅延素子とし、すだれ状電極Ｔ
11とＲ11との間またはＴ12とＲ15との間を第２の遅延素
子とする８の字型の信号ループを有する遅延線発振器が
形成されている。図１の超音波タッチパネルの駆動時、
コンピュータからの指令によりスイッチ１，２，３およ
び４が作動する。スイッチ１および３（以後Ｓ１グルー
プと呼ぶ）が閉じているときにはスイッチ２および４
（以後Ｓ２グループと呼ぶ）は開いている。このように
してＳ１グループおよびＳ２グループのスイッチが開閉
することによりすだれ状電極Ｔ1およびＴ11（以後Ｔ１
グループと呼ぶ）並びにすだれ状電極Ｔ2およびＴ12
（以後Ｔ２グループと呼ぶ）に電気信号を交互に入力し
ている。Ｔ１グループまたはＴ２グループに入力される
電気信号はコンピュータからのクロックパルス−１
または−２によりそれぞれｒｆパルス−１および
−２に変調される。Ｓ１グループのスイッチが閉じてＴ
１グループのすだれ状電極に電気信号−１が入力され
ると、Ｔ１グループのすだれ状電極の電極周期長にほぼ
対応する周波数を有する電気信号のみが弾性表面波に変
換されて入力用超音波デバイス１および２の圧電磁器薄
板６を伝搬し、さらにガラス基板５を伝搬する。ガラス
基板５を伝搬している弾性表面波のうち出力用超音波デ
バイス３のすだれ状電極Ｒ1〜Ｒ4および出力用超音波デ
バイス４のすだれ状電極Ｒ11〜Ｒ14の電極周期長にほぼ
等しい波長の弾性表面波のみが遅延電気信号に変換され
てすだれ状電極Ｒ1〜Ｒ4およびＲ11〜Ｒ14（以後Ｒ１グ
ループと呼ぶ）から出力される。Ｓ２グループのスイッ
チが閉じてＴ２グループのすだれ状電極に電気信号−
２が入力されると、Ｔ２グループのすだれ状電極の電極
周期長にほぼ対応する周波数を有する電気信号のみが弾
性表面波に変換されて入力用超音波デバイス１および２
の圧電磁器薄板６を伝搬し、さらにガラス基板５を伝搬
する。ガラス基板５を伝搬している弾性表面波のうち出
力用超音波デバイス３のすだれ状電極Ｒ5〜Ｒ8および出
力用超音波デバイス４のすだれ状電極Ｒ15〜Ｒ18の電極
周期長にほぼ等しい波長の弾性表面波のみが遅延電気信
号に変換されてすだれ状電極Ｒ5〜Ｒ8およびＲ15〜Ｒ18
（以後Ｒ２グループと呼ぶ）から出力される。このよう
にして、Ｔ１グループおよびＴ２グループのすだれ状電
極に交互に電気信号を入力することにより、遅延電気信
号をＲ１グループおよびＲ２グループのすだれ状電極に
交互に出力することができる。すだれ状電極Ｒ1とＲ5，
Ｒ2とＲ6，Ｒ3とＲ7，Ｒ4とＲ8，Ｒ11とＲ15，Ｒ12とＲ
16，Ｒ13とＲ17，およびＲ14とＲ18をそれぞれ接続すれ
ば回路構成が簡略化されるだけでなく、それぞれの２組
のすだれ状電極Ｒ1とＲ5，Ｒ2とＲ6，Ｒ3とＲ7，Ｒ4と
Ｒ8，Ｒ11とＲ15，Ｒ12とＲ16，Ｒ13とＲ17，およびＲ1
4とＲ18の遅延電気信号が重複された形で受信され
る。但し、前記それぞれの２組のすだれ状電極のうちす
だれ状電極Ｒ1とＲ5から出力される電気信号の一部お
よびすだれ状電極Ｒ11とＲ15から出力される電気信号
の一部はそれぞれ増幅器Ａおよび増幅器Ｂによって増幅
され、それぞれの位相シフタによって所定の位相に制御
された後、それぞれＳ１グループおよびＳ２グループの
スイッチを介して再びＴ１グループおよびＴ２グループ
のすだれ状電極に入力される。すなわち、スイッチ１ま
たは２を介してすだれ状電極Ｔ1またはＴ2に入力された
電気信号は増幅器Ａを経由した後、スイッチ３または４
を介して今度はすだれ状電極Ｔ11またはＴ12に入力され
る。また、スイッチ３または４を介してすだれ状電極Ｔ
11またはＴ12に入力された電気信号は増幅器Ｂを経由し
た後、スイッチ１または２を介して今度はすだれ状電極
Ｔ1またはＴ2に入力される。このようにして８の字型の
信号ループを有する遅延線発振器が形成される。ところ
で、それぞれの２組のすだれ状電極Ｒ1とＲ5，Ｒ2とＲ
6，Ｒ3とＲ7，Ｒ4とＲ8，Ｒ11とＲ15，Ｒ12とＲ16，Ｒ1
3とＲ17，およびＲ14とＲ18に出力された遅延電気信号
はガラス基板５を触指することにより減衰される（
または）。Ｔ１グループのすだれ状電極に電気信号が
入力されている場合にガラス基板５を伝搬する弾性表面
波の伝搬路（すだれ状電極Ｔ1とＲ1〜Ｒ4との間および
すだれ状電極Ｔ11とＲ11〜Ｒ14との間）に触指すると、
Ｔ１グループのすだれ状電極に電気信号が入力されてい
るときに限って触指位置に対応する表面波が減衰する
。同様にして、Ｔ２グループのすだれ状電極に電気信
号が入力されている場合にガラス基板５を伝搬する弾性
表面波の伝搬路（すだれ状電極Ｔ2とＲ5〜Ｒ8との間お
よびすだれ状電極Ｔ12とＲ15〜Ｒ18との間）に触指する
と、Ｔ２グループのすだれ状電極に電気信号が入力され
ているときに限って触指位置に対応する表面波が減衰す
る。このような遅延信号，およびは増幅、整流
されそれぞれ直流信号，およびになる。ガラス基
板５を触指した場合と触指しない場合に相当する直流電
圧値の間で適切なスレッシュホールド電圧値を設定する
ことにより、コンパレータにおいてデジタル信号が得ら
れる。このデジタル信号はコンピュータにより適切なタ
イミングでパラレル信号としてコンピュータに取り込ま
れる。この遅延線発振器による駆動方法はパルス発生器
が不要であることから装置のさらなる小型化および低消
費電力化、低電圧化が可能である。
【００２６】図６および図７はすだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間
における周波数に対する挿入損失の関係を示す特性図で
ある。ただし図６はガラス基板５上を触指しない場合
を、図７はガラス基板５上を触指した場合を示す。３．
９６ＭＨｚ近傍のピークが１次モードの弾性表面波に対
応している。この１次モードの弾性表面波に注目する
と、挿入損失における触指した場合と触指しない場合と
の差が約１０ｄＢであることが分かる。この挿入損失の
変化はタッチパネルの信号処理を行う上で十分な変化で
ある。
における周波数に対する挿入損失の関係を示す特性図で
ある。ただし図６はガラス基板５上を触指しない場合
を、図７はガラス基板５上を触指した場合を示す。３．
９６ＭＨｚ近傍のピークが１次モードの弾性表面波に対
応している。この１次モードの弾性表面波に注目する
と、挿入損失における触指した場合と触指しない場合と
の差が約１０ｄＢであることが分かる。この挿入損失の
変化はタッチパネルの信号処理を行う上で十分な変化で
ある。
【００２７】図８および図９は３．９６ＭＨｚのｒｆパ
ルスを印加した場合のすだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における
応答特性を示す図である。ただし図８はガラス基板５上
を触指しない場合を、図９はガラス基板５上を触指した
場合を示す。すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間にガラス基板５が
設けられていることから、電磁的直達波もなくスプリア
スも少ない良好な応答特性を示していることが分かる。
従って、信号処理が容易にできる。
ルスを印加した場合のすだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における
応答特性を示す図である。ただし図８はガラス基板５上
を触指しない場合を、図９はガラス基板５上を触指した
場合を示す。すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間にガラス基板５が
設けられていることから、電磁的直達波もなくスプリア
スも少ない良好な応答特性を示していることが分かる。
従って、信号処理が容易にできる。
【００２８】図１０は図４に示す遅延線発振器における
発振のスペクトルを示す特性図である。但し、入力する
電気信号の周波数がｆ１のときのものである。ｆｏは基
本波を示し３．９５１ＭＨｚである。図１に示す超音波
タッチパネルを１次モードで設計していることから、他
のモードの影響を受けずに安定な発振が得られている。
また、表面波がほとんど広がることなく伝搬することか
ら、他の波の影響を受けずに容易に発振させることがで
きる。
発振のスペクトルを示す特性図である。但し、入力する
電気信号の周波数がｆ１のときのものである。ｆｏは基
本波を示し３．９５１ＭＨｚである。図１に示す超音波
タッチパネルを１次モードで設計していることから、他
のモードの影響を受けずに安定な発振が得られている。
また、表面波がほとんど広がることなく伝搬することか
ら、他の波の影響を受けずに容易に発振させることがで
きる。
【００２９】図１１は図１の超音波タッチパネルを伝搬
する弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図であり、弾
性表面波の波数ｋと圧電磁器薄板６の厚さｄとの積（ｋ
ｄ）または弾性表面波の波長λに対するｄの割合（ｄ／
λ）に対する各モードの位相速度を示す図である。但
し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス基板５
と接触する方の板面（ガラス側板面）が電気的に開放状
態にあってもう一方の空気に接触する方の板面（空気側
板面）が電気的に短絡状態にあるものと、圧電磁器薄板
６のガラス側板面と空気側板面とが共に電気的に短絡状
態にあるものである。本実施例においては圧電磁器薄板
６の板面に金属薄膜を被覆することによりその板面を電
気的に短絡状態にしている。本図において“ｓｈｏｒ
ｔ”は短絡状態を、“ｏｐｅｎ”は開放状態であること
を示す。弾性表面波には複数個のモードがある。零次モ
ードは基本レイリー波であり、零次モードはｋｄ値が零
のときガラス基板５のレイリー波速度に一致していて、
ｋｄ値が大きくなるにつれて圧電磁器薄板６のレイリー
波速度に収束している。１次以上のモードではカットオ
フ周波数が存在し、ｋｄ値がそれぞれの最小のときガラ
ス基板５の横波速度に収束している。本図において○印
は実測値を示す。
する弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図であり、弾
性表面波の波数ｋと圧電磁器薄板６の厚さｄとの積（ｋ
ｄ）または弾性表面波の波長λに対するｄの割合（ｄ／
λ）に対する各モードの位相速度を示す図である。但
し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス基板５
と接触する方の板面（ガラス側板面）が電気的に開放状
態にあってもう一方の空気に接触する方の板面（空気側
板面）が電気的に短絡状態にあるものと、圧電磁器薄板
６のガラス側板面と空気側板面とが共に電気的に短絡状
態にあるものである。本実施例においては圧電磁器薄板
６の板面に金属薄膜を被覆することによりその板面を電
気的に短絡状態にしている。本図において“ｓｈｏｒ
ｔ”は短絡状態を、“ｏｐｅｎ”は開放状態であること
を示す。弾性表面波には複数個のモードがある。零次モ
ードは基本レイリー波であり、零次モードはｋｄ値が零
のときガラス基板５のレイリー波速度に一致していて、
ｋｄ値が大きくなるにつれて圧電磁器薄板６のレイリー
波速度に収束している。１次以上のモードではカットオ
フ周波数が存在し、ｋｄ値がそれぞれの最小のときガラ
ス基板５の横波速度に収束している。本図において○印
は実測値を示す。
【００３０】図１２は図１の超音波タッチパネルを伝搬
する弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図であり、ｋ
ｄ値またはｄ／λ値に対する各モードの位相速度を示す
図である。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６の
ガラス側板面と空気側板面とが共に電気的に開放状態に
あるものと、圧電磁器薄板６のガラス側板面が電気的に
短絡状態にあって空気側板面が電気的に開放状態にある
ものを用いた。零次モードではｆｄ値が零のときガラス
基板５のレイリー波速度に一致していて、ｋｄ値が大き
くなるにつれて圧電磁器薄板６のレイリー波速度に収束
している。１次以上のモードではカットオフ周波数が存
在し、ｋｄ値がそれぞれの最小のときガラス基板５の横
波速度に収束している。本図において○印は実測値を示
す。
する弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図であり、ｋ
ｄ値またはｄ／λ値に対する各モードの位相速度を示す
図である。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６の
ガラス側板面と空気側板面とが共に電気的に開放状態に
あるものと、圧電磁器薄板６のガラス側板面が電気的に
短絡状態にあって空気側板面が電気的に開放状態にある
ものを用いた。零次モードではｆｄ値が零のときガラス
基板５のレイリー波速度に一致していて、ｋｄ値が大き
くなるにつれて圧電磁器薄板６のレイリー波速度に収束
している。１次以上のモードではカットオフ周波数が存
在し、ｋｄ値がそれぞれの最小のときガラス基板５の横
波速度に収束している。本図において○印は実測値を示
す。
【００３１】図１３は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面にすだれ状電極（ＩＤＴ）を設け空気側板面を電
気的に短絡状態にしたものを用いている。高次モードの
ｋ2 は零次モードに比べて大きな値を示す。特に１次モ
ードではｋｄ＝１．８においてｋ2 ＝１７．７％という
最大値を示している。
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面にすだれ状電極（ＩＤＴ）を設け空気側板面を電
気的に短絡状態にしたものを用いている。高次モードの
ｋ2 は零次モードに比べて大きな値を示す。特に１次モ
ードではｋｄ＝１．８においてｋ2 ＝１７．７％という
最大値を示している。
【００３２】図１４は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面にすだれ状電極を設け空気側板面を電気的に開放
状態にしたものを用いている。高次モードのｋ2 は零次
モードに比べて大きな値を示す。
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面にすだれ状電極を設け空気側板面を電気的に開放
状態にしたものを用いている。高次モードのｋ2 は零次
モードに比べて大きな値を示す。
【００３３】図１５は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面を電気的に短絡状態にし空気側板面にすだれ状電
極を設けたものを用いている。
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面を電気的に短絡状態にし空気側板面にすだれ状電
極を設けたものを用いている。
【００３４】図１６は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面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。
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面を電気的に開放状態にし空気側板面にすだれ状電
極を設けたものを用いている。
【００３５】図１１〜１６より、１次以上のモードでは
図１の超音波タッチパネルを伝搬する弾性表面波の速度
がガラス基板５単体を伝搬する弾性表面波の速度と等し
いときｋ2 が最大値を示すことがわかる。
図１の超音波タッチパネルを伝搬する弾性表面波の速度
がガラス基板５単体を伝搬する弾性表面波の速度と等し
いときｋ2 が最大値を示すことがわかる。
【００３６】図１３〜１６より、圧電磁器薄板６のガラ
ス側板面にすだれ状電極を設け空気側板面を電気的に短
絡状態にした構造においてすだれ状電極に加えられる電
気的エネルギーが弾性表面波に変換される度合が大きく
なることがわかる。
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。
【００３７】図１に示す超音波タッチパネルにおいてガ
ラス基板５に弾性表面波を励振する場合、圧電磁器薄板
６とガラス基板５との界面で音響インピーダンスの不整
合等によって生じる反射等を考慮する必要がある。反射
係数を最小にする手段としては、超音波タッチパネルに
おける表面波速度とガラス基板５単体の表面波速度とが
等しくなるように超音波タッチパネルを設計すること、
表面波の波長λに対する圧電磁器薄板６の厚さｄの割合
（ｄ／λ）が小さくなるように超音波タッチパネルを設
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。
ラス基板５に弾性表面波を励振する場合、圧電磁器薄板
６とガラス基板５との界面で音響インピーダンスの不整
合等によって生じる反射等を考慮する必要がある。反射
係数を最小にする手段としては、超音波タッチパネルに
おける表面波速度とガラス基板５単体の表面波速度とが
等しくなるように超音波タッチパネルを設計すること、
表面波の波長λに対する圧電磁器薄板６の厚さｄの割合
（ｄ／λ）が小さくなるように超音波タッチパネルを設
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。
【００３８】
【発明の効果】本発明の超音波タッチパネルによれば、
入力用超音波デバイスＡのすだれ状電極Ｐから電気信号
を入力する構造を採用することにより、すだれ状電極の
部分に１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波
を励振させることができる。このときこの弾性表面波の
位相速度が非圧電基板単体における弾性表面波の伝搬速
度にほぼ等しくなるような構造を採用することにより、
すだれ状電極Ｐから加えられる電気的エネルギーが弾性
表面波に変換される度合を大きくすることができるだけ
でなく、圧電薄板と非圧電基板との界面での音響インピ
ーダンスの不整合等によって生じる反射等を除去するこ
とができる。このようにして、低消費電力で高電圧を印
加すること無しに効率良く弾性表面波を非圧電基板に励
振することができる。
入力用超音波デバイスＡのすだれ状電極Ｐから電気信号
を入力する構造を採用することにより、すだれ状電極の
部分に１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波
を励振させることができる。このときこの弾性表面波の
位相速度が非圧電基板単体における弾性表面波の伝搬速
度にほぼ等しくなるような構造を採用することにより、
すだれ状電極Ｐから加えられる電気的エネルギーが弾性
表面波に変換される度合を大きくすることができるだけ
でなく、圧電薄板と非圧電基板との界面での音響インピ
ーダンスの不整合等によって生じる反射等を除去するこ
とができる。このようにして、低消費電力で高電圧を印
加すること無しに効率良く弾性表面波を非圧電基板に励
振することができる。
【００３９】本発明の超音波タッチパネルでは、出力用
超音波デバイスＢのすだれ状電極ＱおよびＲそれぞれを
すだれ状電極Ｐに対し弾性表面波の送受波の指向軸が共
通になるよう配置する構造を採用することにより、非圧
電基板に励振されている弾性表面波をすだれ状電極Ｑお
よびＲから電気信号として出力させることができる。従
って、非圧電基板の板面上における弾性表面波の伝搬路
（すなわちすだれ状電極Ｐ，Ｑ間およびＰ，Ｒ間）を触
指することにより非圧電基板に励振されている弾性表面
波が消滅または減衰するから、すだれ状電極ＱまたはＲ
に出力される電気信号も消滅または減衰する。このよう
にして、本発明の超音波タッチパネルは応答時間が短く
感度が良い。
超音波デバイスＢのすだれ状電極ＱおよびＲそれぞれを
すだれ状電極Ｐに対し弾性表面波の送受波の指向軸が共
通になるよう配置する構造を採用することにより、非圧
電基板に励振されている弾性表面波をすだれ状電極Ｑお
よびＲから電気信号として出力させることができる。従
って、非圧電基板の板面上における弾性表面波の伝搬路
（すなわちすだれ状電極Ｐ，Ｑ間およびＰ，Ｒ間）を触
指することにより非圧電基板に励振されている弾性表面
波が消滅または減衰するから、すだれ状電極ＱまたはＲ
に出力される電気信号も消滅または減衰する。このよう
にして、本発明の超音波タッチパネルは応答時間が短く
感度が良い。
【００４０】すだれ状電極Ｑの出力端を増幅器を介して
すだれ状電極Ｐの入力端に接続する構造を採用すること
により、非圧電基板の板面上におけるすだれ状電極Ｐ，
Ｑ間の弾性表面波の伝搬路を遅延素子とする遅延線発振
器を構成することができる。従って、回路構成が簡単で
あることから装置の小型軽量化が可能で、しかも低消費
電力で低電圧駆動ができる。
すだれ状電極Ｐの入力端に接続する構造を採用すること
により、非圧電基板の板面上におけるすだれ状電極Ｐ，
Ｑ間の弾性表面波の伝搬路を遅延素子とする遅延線発振
器を構成することができる。従って、回路構成が簡単で
あることから装置の小型軽量化が可能で、しかも低消費
電力で低電圧駆動ができる。
【００４１】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）をできるだけ小さくし、すだれ状電極の電極周期長
を１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波の波
長にほぼ等しくする構造を採用することにより、すだれ
状電極から加えられる電気的エネルギーが弾性表面波に
変換される度合を大きくすることができるだけでなく、
圧電薄板と非圧電基板との界面での音響インピーダンス
および場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、圧電薄板の厚さｄを一定にする構造
を採用するならば、すだれ状電極の電極周期長を３次よ
りは２次、２次よりは１次モードの弾性表面波の波長に
ほぼ等しくする構造を併用することにより効果が増大す
る。
面波の波長λに対する圧電薄板の厚さｄの割合（ｄ／
λ）をできるだけ小さくし、すだれ状電極の電極周期長
を１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波の波
長にほぼ等しくする構造を採用することにより、すだれ
状電極から加えられる電気的エネルギーが弾性表面波に
変換される度合を大きくすることができるだけでなく、
圧電薄板と非圧電基板との界面での音響インピーダンス
および場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、圧電薄板の厚さｄを一定にする構造
を採用するならば、すだれ状電極の電極周期長を３次よ
りは２次、２次よりは１次モードの弾性表面波の波長に
ほぼ等しくする構造を併用することにより効果が増大す
る。
【００４２】圧電薄板として圧電セラミック、ＰＶＤＦ
その他の高分子圧電フィルムを採用することにより、非
圧電基板に効率よく１次モードまたは２次以上のモード
の弾性表面波を励振することができる。圧電セラミック
はその分極軸の方向を厚さ方向と一致させる構造を採用
することにより、非圧電基板に効率よく１次モードまた
は２次以上のモードの弾性表面波を励振することができ
る。
その他の高分子圧電フィルムを採用することにより、非
圧電基板に効率よく１次モードまたは２次以上のモード
の弾性表面波を励振することができる。圧電セラミック
はその分極軸の方向を厚さ方向と一致させる構造を採用
することにより、非圧電基板に効率よく１次モードまた
は２次以上のモードの弾性表面波を励振することができ
る。
【００４３】すだれ状電極を圧電薄板と非圧電基板との
界面に設け圧電薄板の空気側を電気的に短絡状態にした
構造を採用することにより、すだれ状電極に加えられる
電気的エネルギーを効率よく弾性表面波に変換すること
ができる。電気的に短絡状態にするには板面に金属薄膜
を被覆する方法が有効である。
界面に設け圧電薄板の空気側を電気的に短絡状態にした
構造を採用することにより、すだれ状電極に加えられる
電気的エネルギーを効率よく弾性表面波に変換すること
ができる。電気的に短絡状態にするには板面に金属薄膜
を被覆する方法が有効である。
【００４４】本発明の超音波タッチパネルは、少なくと
も２組のすだれ状電極Ｐ１およびＰ２を備えた入力用超
音波デバイスＡと、すだれ状電極Ｐ１に対応する少なく
とも２組のすだれ状電極Ｑ１およびＱ２（以後Ｑグルー
プと呼ぶ）並びにすだれ状電極Ｐ２に対応する少なくと
も２組のすだれ状電極Ｒ１およびＲ２（以後Ｒグループ
と呼ぶ）を備えた出力用超音波デバイスＢとを含む構造
を採用している。すだれ状電極Ｑ１とＲ１とを互いに電
気的に接続点Ｎ１で接続し、すだれ状電極Ｑ１およびＲ
１（以後第１グループと呼ぶ）に出力される遅延電気信
号を感知できる構造、また同様にしてすだれ状電極Ｑ２
とＲ２とを互いに電気的に接続点Ｎ２で接続し、すだれ
状電極Ｑ２およびＲ２（以後第２グループと呼ぶ）に出
力される遅延電気信号を感知できる構造を併用してい
る。すだれ状電極Ｐ１と増幅器Ｍとの間にスイッチＳ１
を設けすだれ状電極Ｐ２と増幅器Ｍとの間にスイッチＳ
２を設け、スイッチＳ１の出力端およびスイッチＳ２の
出力端を交互に所定の周期でそれぞれすだれ状電極Ｐ１
およびＰ２に電気的に接続するスイッチ制御手段を設け
ることにより、接続点Ｎ１を増幅器Ｍを介してすだれ状
電極Ｐ１またはＰ２に電気的に交互に所定の周期で接続
することができる。このようにして、すだれ状電極Ｐ１
とＱ１との間の非圧電基板で成る弾性表面波の伝搬路Ｌ
１を遅延素子とする発振器Ｈ１、またはすだれ状電極Ｐ
２とＲ１との間の非圧電基板で成る弾性表面波の伝搬路
Ｌ２を遅延素子とする発振器Ｈ２を構成することができ
る。このようにして、回路構成が簡略化されることから
装置の小型軽量化が可能となり、しかも低消費電力で低
電圧での駆動が可能となる。その上、スイッチ制御手段
を採用することによりすだれ状電極Ｐ１およびＰ２に交
互に電気信号を入力することができるので、遅延電気信
号をＱグループのすだれ状電極およびＲ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。従って、非圧
電基板の板面上における弾性表面波の伝搬路のうちたと
えばすだれ状電極Ｐ１とＱ１との間を触指した場合に
は、すだれ状電極Ｐ１に電気信号が入力されているとき
に限って接続点Ｎ１に現れる遅延電気信号が減衰または
消滅し、すだれ状電極Ｐ２に電気信号が入力されている
ときには接続点Ｎ１に現れる遅延電気信号は変化しな
い。このようにして触指位置を明確に指定することが可
能になる。
も２組のすだれ状電極Ｐ１およびＰ２を備えた入力用超
音波デバイスＡと、すだれ状電極Ｐ１に対応する少なく
とも２組のすだれ状電極Ｑ１およびＱ２（以後Ｑグルー
プと呼ぶ）並びにすだれ状電極Ｐ２に対応する少なくと
も２組のすだれ状電極Ｒ１およびＲ２（以後Ｒグループ
と呼ぶ）を備えた出力用超音波デバイスＢとを含む構造
を採用している。すだれ状電極Ｑ１とＲ１とを互いに電
気的に接続点Ｎ１で接続し、すだれ状電極Ｑ１およびＲ
１（以後第１グループと呼ぶ）に出力される遅延電気信
号を感知できる構造、また同様にしてすだれ状電極Ｑ２
とＲ２とを互いに電気的に接続点Ｎ２で接続し、すだれ
状電極Ｑ２およびＲ２（以後第２グループと呼ぶ）に出
力される遅延電気信号を感知できる構造を併用してい
る。すだれ状電極Ｐ１と増幅器Ｍとの間にスイッチＳ１
を設けすだれ状電極Ｐ２と増幅器Ｍとの間にスイッチＳ
２を設け、スイッチＳ１の出力端およびスイッチＳ２の
出力端を交互に所定の周期でそれぞれすだれ状電極Ｐ１
およびＰ２に電気的に接続するスイッチ制御手段を設け
ることにより、接続点Ｎ１を増幅器Ｍを介してすだれ状
電極Ｐ１またはＰ２に電気的に交互に所定の周期で接続
することができる。このようにして、すだれ状電極Ｐ１
とＱ１との間の非圧電基板で成る弾性表面波の伝搬路Ｌ
１を遅延素子とする発振器Ｈ１、またはすだれ状電極Ｐ
２とＲ１との間の非圧電基板で成る弾性表面波の伝搬路
Ｌ２を遅延素子とする発振器Ｈ２を構成することができ
る。このようにして、回路構成が簡略化されることから
装置の小型軽量化が可能となり、しかも低消費電力で低
電圧での駆動が可能となる。その上、スイッチ制御手段
を採用することによりすだれ状電極Ｐ１およびＰ２に交
互に電気信号を入力することができるので、遅延電気信
号をＱグループのすだれ状電極およびＲ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。従って、非圧
電基板の板面上における弾性表面波の伝搬路のうちたと
えばすだれ状電極Ｐ１とＱ１との間を触指した場合に
は、すだれ状電極Ｐ１に電気信号が入力されているとき
に限って接続点Ｎ１に現れる遅延電気信号が減衰または
消滅し、すだれ状電極Ｐ２に電気信号が入力されている
ときには接続点Ｎ１に現れる遅延電気信号は変化しな
い。このようにして触指位置を明確に指定することが可
能になる。
【００４５】超音波送受波装置を非圧電基板の一方の板
面に少なくとも２つ設ける構造を採用し、しかも一方の
前記超音波送受波装置における超音波デバイスＡ，Ｂ間
の弾性表面波の伝搬路と、もう一方の前記超音波送受波
装置における超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝
搬路とを互いに直交させる構造を採用することにより、
非圧電基板に触指したことが感知されるばかりでなく、
触指部分の特定ができる。これは超音波送受波装置の数
が多い程きめ細かな特定が可能となる。
面に少なくとも２つ設ける構造を採用し、しかも一方の
前記超音波送受波装置における超音波デバイスＡ，Ｂ間
の弾性表面波の伝搬路と、もう一方の前記超音波送受波
装置における超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝
搬路とを互いに直交させる構造を採用することにより、
非圧電基板に触指したことが感知されるばかりでなく、
触指部分の特定ができる。これは超音波送受波装置の数
が多い程きめ細かな特定が可能となる。
【図１】本発明の超音波タッチパネルの一実施例を示す
平面図。
平面図。
【図２】図１の超音波タッチパネルにおける超音波デバ
イス１および３を示す平面図。
イス１および３を示す平面図。
【図３】図１の超音波タッチパネルの断面図。
【図４】図１の超音波タッチパネルを遅延線発振器を形
成して駆動する場合の構成図。
成して駆動する場合の構成図。
【図５】図４の構成図における各部〜における波形
図。
図。
【図６】すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1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。
る挿入損失の関係を示す特性図。
【図７】すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1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。
る挿入損失の関係を示す特性図。
【図８】３．９６ＭＨｚのｒｆパルスを印加した場合の
すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における応答特性を示す図。
すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における応答特性を示す図。
【図９】３．９６ＭＨｚのｒｆパルスを印加した場合の
すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における応答特性を示す図。
すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における応答特性を示す図。
【図１０】図４に示す遅延線発振器における発振のスペ
クトルを示す特性図。
クトルを示す特性図。
【図１１】図１の超音波タッチパネルを伝搬する弾性表
面波の速度分散曲線を示す特性図。
面波の速度分散曲線を示す特性図。
【図１２】図１の超音波タッチパネルを伝搬する弾性表
面波の速度分散曲線を示す特性図。
面波の速度分散曲線を示す特性図。
【図１３】圧電磁器薄板１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。
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図。
【図１４】圧電磁器薄板１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。
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図。
【図１５】圧電磁器薄板１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。
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図。
【図１６】圧電磁器薄板１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。
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。
１，２，３，４ 超音波デバイス ５ ガラス基板 ６ 圧電磁器薄板 Ｔ1，Ｔ2，Ｔ11，Ｔ12 すだれ状電極 Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8 すだれ状
電極 Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15，Ｒ16，Ｒ17，Ｒ18 す
だれ状電極
電極 Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15，Ｒ16，Ｒ17，Ｒ18 す
だれ状電極
Claims (9)
- 【請求項１】 入力用超音波デバイスＡおよび出力用超
音波デバイスＢで成る超音波送受波装置を非圧電基板の
一方の板面上に少なくとも１つ設けて成る超音波タッチ
パネルにおいて、 前記入力用超音波デバイスＡは圧電薄板ａに少なくとも
１組のすだれ状電極Ｐを備えて成り、前記出力用超音波
デバイスＢは圧電薄板ｂに前記すだれ状電極Ｐに対応す
る少なくとも２組のすだれ状電極ＱおよびＲを備えて成
り、 前記すだれ状電極Ｑの出力端は増幅器を介して前記すだ
れ状電極Ｐの入力端に接続されており、 前記すだれ状電極Ｐから前記すだれ状電極Ｑに至る間の
前記非圧電基板における弾性表面波の伝搬路を遅延素子
とする発振器が構成されていて、 前記発振器の信号ループは前記すだれ状電極Ｐと、前記
弾性表面波の伝搬路と、前記すだれ状電極Ｑと、前記増
幅器とから成り、 前記非圧電基板に励振された弾性表面波に応じて前記す
だれ状電極ＱまたはＲに現れる電気信号を出力する手段
が設けられていて、 前記非圧電基板の前記一方の板面における弾性表面波の
伝搬路の一部に人指または物体が接触したことを、前記
すだれ状電極ＱまたはＲに出力される前記電気信号の大
きさから感知することを特徴とする超音波タッチパネ
ル。 - 【請求項２】 前記圧電薄板ａの厚さは前記すだれ状電
極Ｐの電極周期長以下であり、前記圧電薄板ｂの厚さは
前記すだれ状電極ＱまたはＲの電極周期長以下であっ
て、 前記すだれ状電極Ｐ，ＱまたはＲ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
等しいことを特徴とする請求項１に記載の超音波タッチ
パネル。 - 【請求項３】 前記１次モードまたは２次以上の前記モ
ードの弾性表面波の位相速度は前記非圧電基板単体に励
振される弾性表面波の伝搬速度にほぼ等しいことを特徴
とする請求項２に記載の超音波タッチパネル。 - 【請求項４】 前記圧電薄板ａまたはｂが圧電セラミッ
クで成り、該圧電セラミックの分極軸の方向は該圧電セ
ラミックの厚さ方向と平行であることを特徴とする請求
項１，２または３に記載の超音波タッチパネル。 - 【請求項５】 前記圧電薄板ａまたはｂがＰＶＤＦその
他の高分子圧電フィルムで成ることを特徴とする請求項
１，２または３に記載の超音波タッチパネル。 - 【請求項６】 前記圧電薄板ａまたはｂは前記すだれ状
電極Ｐ，ＱまたはＲが設けられている方の板面を介して
前記非圧電基板に固着されていることを特徴とする請求
項１，２，３，４または５に記載の超音波タッチパネ
ル。 - 【請求項７】 前記圧電薄板ａまたはｂの板面のうちで
前記すだれ状電極ＰまたはＱ若しくはＲがそれぞれ設け
られていない方の板面はそれぞれ金属薄膜で被覆されて
いることを特徴とする請求項６に記載の超音波タッチパ
ネル。 - 【請求項８】 前記入力用超音波デバイスＡは少なくと
も２組のすだれ状電極Ｐ１およびＰ２を備え、前記出力
用超音波デバイスＢは少なくとも４組のすだれ状電極Ｑ
１，Ｑ２，Ｒ１およびＲ２を備えていて、前記すだれ状
電極Ｑ１およびＱ２は前記すだれ状電極Ｐ１に対応し、
前記すだれ状電極Ｒ１およびＲ２は前記すだれ状電極Ｐ
２に対応しており、 前記すだれ状電極Ｑ１の出力端および前記すだれ状電極
Ｒ１の出力端は互いに電気的に接続点Ｎ１で接続されて
おり、前記すだれ状電極Ｑ２の出力端および前記すだれ
状電極Ｒ２の出力端は互いに電気的に接続点Ｎ２で接続
されており、 前記接続点Ｎ１は増幅器を介してスイッチＳ１の入力端
とスイッチＳ２の入力端との接続点に電気的に接続さ
れ、 前記すだれ状電極Ｐ１から前記すだれ状電極Ｑ１に至る
間の前記非圧電基板で成る弾性表面波の伝搬路Ｌ１を遅
延素子とする発振器Ｈ１、または前記すだれ状電極Ｐ２
から前記すだれ状電極Ｒ１に至る間の前記非圧電基板で
成る弾性表面波の伝搬路Ｌ２を遅延素子とする発振器Ｈ
２が構成されていて、 前記発振器Ｈ１の信号ループは前記すだれ状電極Ｐ１
と、前記伝搬路Ｌ１と、前記すだれ状電極Ｑ１と、前記
増幅器とから成り、前記発振器Ｈ２の信号ループは前記
すだれ状電極Ｐ２と、前記伝搬路Ｌ２と、前記すだれ状
電極Ｒ１と、前記増幅器とから成り、 前記スイッチＳ１の出力端および前記スイッチＳ２の出
力端を交互に所定の周期でそれぞれ前記すだれ状電極Ｐ
１およびＰ２に電気的に接続するスイッチ制御手段が設
けられていて、 前記非圧電基板における弾性表面波の伝搬路の一部に人
指または物体が接触したことを、前記接続点Ｎ１および
前記接続点Ｎ２に現れる電気信号の大きさから感知する
ことを特徴とする請求項１から７までに記載の超音波タ
ッチパネル。 - 【請求項９】 前記超音波送受波装置が前記非圧電基板
の前記一方の板面に少なくとも２つ設けてあり、 一方の前記超音波送受波装置における前記超音波デバイ
スＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝搬路と、もう一方の前記超
音波送受波装置における前記超音波デバイスＡ，Ｂ間の
弾性表面波の伝搬路とが互いに直交していることを特徴
とする請求項１から８までに記載の超音波タッチパネ
ル。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25415292A JPH0675689A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 超音波タッチパネル |
| AU45851/93A AU4585193A (en) | 1992-07-24 | 1993-07-23 | Ultrasonic touch system |
| EP93916211A EP0651902A1 (en) | 1992-07-24 | 1993-07-23 | Ultrasonic touch system |
| PCT/JP1993/001028 WO1994002911A1 (en) | 1992-07-24 | 1993-07-23 | Ultrasonic touch system |
| US08/374,599 US5717434A (en) | 1992-07-24 | 1993-07-23 | Ultrasonic touch system |
| TW83100428A TW230855B (ja) | 1992-07-24 | 1994-01-19 | |
| CN94100323A CN1092918A (zh) | 1992-07-24 | 1994-01-22 | 超声波触摸系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25415292A JPH0675689A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 超音波タッチパネル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0675689A true JPH0675689A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=17260953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25415292A Pending JPH0675689A (ja) | 1992-07-24 | 1992-08-27 | 超音波タッチパネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675689A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6762753B2 (en) | 2000-12-01 | 2004-07-13 | Fujitsu Limited | Touch panel device |
| US7324096B2 (en) | 2000-05-22 | 2008-01-29 | Fujitsu Limited | Touch panel device |
| CN105718101A (zh) * | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 友情高科技株式会社 | 利用压电效应的触摸板 |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP25415292A patent/JPH0675689A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7324096B2 (en) | 2000-05-22 | 2008-01-29 | Fujitsu Limited | Touch panel device |
| US7705836B2 (en) | 2000-05-22 | 2010-04-27 | Fujitsu Limited | Touch panel device |
| US6762753B2 (en) | 2000-12-01 | 2004-07-13 | Fujitsu Limited | Touch panel device |
| CN105718101A (zh) * | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 友情高科技株式会社 | 利用压电效应的触摸板 |
| CN105718101B (zh) * | 2014-12-19 | 2020-03-17 | 友情高科技株式会社 | 利用压电效应的触摸板 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5717434A (en) | Ultrasonic touch system | |
| US4162465A (en) | Surface acoustic wave device with reflection suppression | |
| JPH08265087A (ja) | 弾性表面波フィルタ | |
| US6346864B1 (en) | Saw resonator filter and duplexer utilizing SH waves, substrate edge reflection, and sub-interdigital transducer portions | |
| JPH09205337A (ja) | 表面波装置 | |
| JPH0675688A (ja) | 超音波タッチパネル | |
| US4513261A (en) | Low-loss acoustic wave filter device | |
| KR100221230B1 (ko) | 자유단선 반사형 표면 음향파 장치 | |
| JPH0675689A (ja) | 超音波タッチパネル | |
| Heighway et al. | Balanced bridge SAW impedance element filters | |
| US4370633A (en) | Acoustic wave bandpass electrical filters | |
| JPH0643995A (ja) | 超音波タッチパネル | |
| JP2000312125A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| US5914554A (en) | Surface wave resonator | |
| JP3959533B2 (ja) | 超音波タッチパネル | |
| JPH06149457A (ja) | パネルゲーム装置 | |
| JPH06149459A (ja) | 超音波タッチパネル | |
| JP3867256B2 (ja) | 超音波タッチパネル | |
| JPH0643996A (ja) | 超音波タッチパネル | |
| JP3245688B2 (ja) | 超音波トランスデューサ | |
| JP3488980B2 (ja) | 超音波タッチパネル | |
| JPH06149456A (ja) | パネルゲーム装置 | |
| JPH1055240A (ja) | 超音波タッチパネル | |
| JPH06149454A (ja) | パネル書き込み装置 | |
| JPH08321740A (ja) | 弾性表面波デバイス |