JPH08305481A

JPH08305481A - タッチ入力装置

Info

Publication number: JPH08305481A
Application number: JP12919995A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Ushida; 浩明牛田
Original assignee: TATSUCHI PANEL SYST KK
Current assignee: TATSUCHI PANEL SYST KK
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】表面弾性波を利用したタッチ入力装置において
基板表面と基板側面との間に第３の面を設けることによ
り、トランスデューサーを基板に直接接着し耐久性及び
加工性の優れたタッチ入力装置を提供することを目的と
する。【構成】表面弾性波を利用して位置情報を検出するタッ
チ入力装置において、この装置の基板表面と基板側面と
の間に第３の面６０、６１を設けた構成であり、また、
前記第３の面または基板側面にトランスデューサー６
６、６７、６８、６９を配置した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、座標入力装置として利
用されるタッチ入力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面弾性波を利用したタッチ入力
装置として例えば特公昭６１ー２３９３２２号公報など
で記載されているように、発信側トランスデューサーよ
り発信された表面弾性波が、反射アレイにより表面弾性
波の進行方向と直行する方向に、発信側トランスデュー
サーに近いほうから順次反射されて入力面全体に伝播す
る。

【０００３】この入力面を通過した表面弾性波はさらに
反射アレイにより、その進行方向と直行し、発信側トラ
ンスデューサーから発信された方向と反対方向に反射さ
れ、受信側トランスデューサーに到達して電気信号に変
換される。その電気信号を時間軸に沿って処理すること
により入力面における位置を時間に対応させる。

【０００４】ここで例えば入力面内において表面弾性波
を吸収または散乱するような物質によるタッチがあった
場合、そのタッチされた場所を通る表面弾性波は受信側
トランスデューサーに到達しないため、時間軸で見るこ
とによりその位置を検出することが可能である。

【０００５】上記のような手段をＸ軸方向およびＹ軸方
向に対してそれぞれ備えることにより、タッチ入力装置
として座標検出することが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のタッチ入力装置においては、表面弾性波を伝播する
ための基板表面に、表面弾性波を伝達するためのクサビ
上の物質を接着していた。

【０００７】そのため、クサビ状の物質内および２ヶ所
の接着層（振動子とクサビ状物質との接着層およびクサ
ビ状物質と基板との接着層）において、超音波エネルギ
ーの損失があり、超音波エネルギーの利用効率が悪かっ
た。

【０００８】また、クサビ状物質は通常プラスチックで
つくられるため基板に接着するのが難しく、また、信頼
性の面においてもこのクサビ状物質と基板との接着部分
が最も弱い部分であった。

【０００９】さらに、クサビ状物質は基板表面より飛び
出したかたちで取付けられるため、実際に使用される場
合、実装上そのクサビ状物質をさけるための工夫が必要
であり、実装上の制約があった。

【００１０】また、従来より基板表面に超音波発振子を
配したタッチ入力装置は存在したが、この装置は基板内
部の波（ラム波）を利用した装置であり、基板厚み１．
５ｍｍ程度以下の比較的薄い基板を使用する必要があ
る。また、ラム波を利用するため、位置検出に利用する
超音波を規制するために基板の表面と裏面とに反射アレ
イ等の加工を施す必要がある。

【００１１】また、表面弾性波を利用するために厚い基
板を使用した場合においてもラム波の影響を非常に受け
やすくタッチ入力装置として製造することが非常に難し
かった。

【００１２】そこで、上記の従来技術における問題点を
解決するため、本発明者は鋭意検討の結果、表面弾性波
を利用したタッチ入力装置において基板表面と基板側面
との間に第３の面を設けることにより、トランスデュー
サーを基板に直接接着し耐久性及び加工性の優れたタッ
チ入力装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のような構成にしてある。すなわち、請
求項１に記載の本発明のタッチ入力装置は、表面弾性波
を利用して位置情報を検出するタッチ入力装置におい
て、この装置の基板表面と基板側面との間に第３の面を
設けた構成である。

【００１４】また、請求項２に記載の本発明のタッチ入
力装置は、請求項１記載の構成を有すると共に、基板表
面と基板側面との間の第３の面にトランスデューサーを
配置した構成にしてある。タッチ入力装置。

【００１５】さらに、請求項３に記載の本発明のタッチ
入力装置は、請求項１記載の構成を有すると共に、基板
側面にトランスデューサーを配置した構成にしてある。

【００１６】

【作用】本発明においては、基板表面と基板側面との間
に第３の面を設けることにより、トランスデューサーを
基板に直接配置した場合においてもラム波の影響を受け
る事なく表面弾性波（レイリー波／疑似レイリー波）を
基板に効率よく伝達し、また受信することを可能にして
いる。

【００１７】また、本発明によれば、トランスデューサ
ーを基板に直接接着し表面弾性波を伝達するためクサビ
状物質を使用する必要がない。さらに、基板表面にのみ
反射アレイの加工を施すだけでよい。

【００１８】本発明の基板としては表面弾性波を伝播す
ることができるものであればどのよものでも良く、例え
ば、ガラス、プラスチック、金属或いはセラミックなど
が考えられる。さらに、基板は平面でも湾曲していても
良い。

【００１９】一般的に表面弾性波は基板表面から波長の
３倍以内（特に１波長以内）にそのエネルギーが集中す
る。したがって、基板厚みが波長の３倍以上無いと超音
波が基板表面で反射し、本来の表面弾性波に悪影響を与
えるため、タッチ入力装置として利用するためには基板
厚みが波長の３倍以上、好ましくは４倍以上であればよ
い。

【００２０】基板表面と基板側面との間の第３の面とし
ては特に規定は無いが、その幅（基板表面と基板側面と
の間の距離）が１波長以上あることが好ましい。

【００２１】また、基板表面と第３の面との間の角部、
及び基板側面と第３の面との間の角部は丸みを持ってい
ても良い。

【００２２】トランスデューサーは基板表面と基板側面
との間の第３の面、または基板側面に配置すれば良い
が、好ましくは基板表面と基板側面との間の第３の面に
配置する場合は、第３の面の基板表面から波長の２倍以
内の領域、また基板側面に配置する場合は基板側面の第
３の面から波長の２倍以内の領域に配置することが好ま
しい。

【００２３】また、基板側面にトランスデューサーを配
置する場合は、基板側面の幅（第３の面と基板裏面との
間の距離）は、波長の３倍以上あることが好ましい。

【００２４】表面弾性波を利用したタッチ入力装置とし
ては５ＭＨｚ程度の周波数が良く使われるが、例えばガ
ラスを基板として用いる超音波の波長は約０．６ｍｍと
なり基板厚みとしては１．８ｍｍ以上、好ましくは２．
４ｍｍ以上、基板表面と基板側面との間の第３の面の幅
は０．６ｍｍ以上が好ましい。

【００２５】また、トランスデューサーの取付け位置
は、基板表面と基板側面との間の第３の面、または基板
側面となり、それぞれ基板表面、または基板表面と基板
側面との間の第３の面から１．２ｍｍ以内の領域にトラ
ンスデューサーを取り付けることが好ましい。但し、ト
ランスデューサーを基板側面に配置する場合は基板側面
の幅が１．８ｍｍ以上となるため基板厚みも２．３ｍｍ
以上となる。

【００２６】実際にタッチ入力装置として利用する場合
は、基板表面に発信側トランスデューサーから発信され
た表面弾性波を、入力面全体を伝播するように表面弾性
波の進行方向と直行する方向に表面弾性波を反射するた
めの反射アレイ１と、反射アレイ１で反射され入力面全
体を通って伝播してきた表面弾性波をその進行方向と直
行する方向に反射し、受信側トランスデューサーに導く
ための反射アレイ２をＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞ
れ少なくとも１対ずつ配置する。

【００２７】また、トランスデューサーとしてはＸ軸方
向及びＹ軸方向とも、反射アレイ１及び反射アレイ２の
延長上の基板表面と基板側面との間の第３の面、または
基板側面の上記トランスデューサー取付け位置範囲内に
それぞれ１個ずつ貼り合わされる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図７に基づい
て説明する。図１において、１はタッチ入力装置に於け
る基板の基板表面であり、２はこの基板の基板側面であ
る。この基板表面１と基板側面２との間には第３の面３
である傾斜面が形成されている。

【００２９】上記した基板表面１と基板側面２との間に
形成される傾斜面である第３の面３は、図２（ａ）〜
（ｃ）に示すようにその傾斜角度をかえてもよい。図２
（ａ）は傾斜角度を４５度とし、図２（ｂ）は傾斜角度
を６０度とし、図２（ｃ）は傾斜角度を３０度としてあ
る。図中４、７、１０は基板表面、５、８、１１は基板
側面、６、９、１２は第３の面を示している。

【００３０】また、図３（ａ）〜（ｃ）には、基板の基
板表面１３、１７、２１と基板側面１４、１８、２２と
の間に形成した、前記傾斜角度が４５度の第３の面１
５、１９、２３に、取付け位置をかえてトランスデュー
サー１６、２０、２４を取り付けてある。第３の面１
５、１９、２３に対するトランスデューサー１６、２
０、２４の取付け位置は図示のように種々変更するも自
由である。勿論、前記した図２（ｂ）、（ｃ）の第３の
面９、１２にもトランスデューサーを取り付ける。

【００３１】図４（ａ）（ｂ）には、本発明における基
板表面２５、２９と基板側面２６、３０との間に第３の
面２７、３１が形成され、この基板の基板側面２６、３
０にそれぞれトランスデューサー２８、３２が図示のよ
うに取付け位置をかえて取付けられている。

【００３２】また、図５に本発明の基板表面４１と基板
側面４２、４３との間に形成した第３の面４４、４５
に、Ｘ側発信トランスデューサー３３、Ｘ側受信トラン
スデューサー３４、Ｙ側発信トランスデューサー３５、
Ｙ側受信トランスデューサー３６を配置した場合のタッ
チ入力装置を示している。３７、３８はＸ側反射アレ
イ、３９、４０はＹ側反射アレイである。

【００３３】図６は本発明の基板側面５５、５６に、Ｘ
側発信トランスデューサー４６、Ｘ側受信トランスデュ
ーサー４７、Ｙ側発信トランスデューサー４８、Ｙ側受
信トランスデューサー４９を配置した場合のタッチ入力
装置の一例を示している。５０、５１はＸ側反射アレ
イ、５２、５３はＹ側反射アレイ、５４は入力面であ
る。また５７、５８は基板表面と基板側面との間の第３
の面である。

【００３４】図７は図５に示す基板表面と基板側面との
間に形成した第３の面に、トランスデューサーを取り付
けたタッチ入力装置を使用する場合の具体例であって、
ガラス基板５０のガラス基板表面とガラス基板側面との
間に形成した第３の面６０、６１に、図示のようにＸ方
向発信トランスデューサー６６と、Ｘ方向受信トランス
デューサー６７と、Ｙ方向発信トランスデューサー６８
と、Ｙ方向発信トランスデューサー６９が取り付けてあ
る。

【００３５】６２はＸ方向発信側反射アレイ、６３はＸ
方向受信側反射アレイ、６４はＹ方向発信側反射アレ
イ、６５はＹ方向受信側反射アレイである。また、前記
各トランスデューサー６６、６７、６８、６９はぞれぞ
れ電線ケーブル７０〜７７によって接続されている。７
８はコントローラーに接続するためのコネクターであ
る。

【００３６】前記のタッチ入力装置をさらに詳述する
と、厚さ３ｍｍの平面フロートソーダガラス基板５９の
基板表面と基板側面との間に、幅１ｍｍの第３の面６
０、６１を設け、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ一対
の発信側反射アレイ６２、６４と受信側反射アレイ６
３、６５とをガラスペーストをスクリーン印刷すること
により形成される。その後、ガラスペーストを印刷した
ガラス基板を４５０°Ｃにて焼成を行なうことにより、
反射アレイを焼結した。

【００３７】上記反射アレイを形成したガラス基板の各
反射アレイの延長上のガラス基板側面とガラス基板表面
との間の第３の面上の、ガラス基板表面から０．６ｍｍ
の領域に、長さ１５ｍｍ、幅１ｍｍ、厚さ０．４ｍｍで
折り返し電極加工を施し、厚さ方向に振動する共振周波
数５．５ＭＨｚのトランスデューサー６６、６７、６
８、６９をＵＶ接着剤ロックタイト３４９（日本ロック
タイトユ）にて接着した。

【００３８】さらに、上記４個のトランスデューサーの
対抗するそれぞれの電極よりハンダ付けにて電線ケーブ
ル７０〜７７を接続し、それらの電線ケーブルをコント
ローラーに接続するためコネクター７８に結線した。

【００３９】このように加工工程が非常に簡単であるた
め、従来のウェッジを利用したタッチ入力装置に比べ約
半分の加工時間にて製作することができた。

【００４０】以上のようにして製作したタッチ入力装置
をバースト発信、受信信号の増幅、フィルタリング、検
波、Ａ／Ｄ変換及び座標演算を行なうコントローラー
（１０５５Ｅ１０１タッチパネル・システムズユ製）
に接続し、パソコンにて入力装置としての動作を確認し
たところ非常にスムーズに動作した。

【００４１】また、耐久性の評価として、６５℃・９１
％ＲＨ雰囲気中に放置し、放置後のタッチ入力装置とし
ての動作の確認したところ、従来のウエッジを使用した
タッチ入力装置では１０００時間にて動作しなくなった
のに対し、上記製造方法にて作製したタッチ入力装置で
は２０００時間放置後でも問題なく作動した。

【００４２】

【発明の効果】以上、上記説明でも明らかなように本発
明のタッチ入力装置は、基板表面と基板側面との間に第
３の面を形成し、この第３の面または基板側面にトラン
スデューサーを取り付けることによって、ラム波の影響
を受ける事なく表面弾性波を基板に効率よく伝達し、ま
た受信することが可能である。また、構造が非常に簡単
なため製造工程を簡略化でき、また耐久性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタッチ入力装置として利用される基板
の説明図である。

【図２】本発明の基板表面と基板側面との間の第３の面
を示す各々形態の要部説明図である。

【図３】本発明に於ける基板表面と基板側面との間の第
３の面にトランスデューサーを取り付けた説明図であ
る。

【図４】本発明における基板側面にトランスデューサー
を取り付けた説明図である。

【図５】本発明の基板表面と基板側面との間の第３の面
にトランスデューサーを配置した場合のタッチ入力装置
じ簡略斜視図である。

【図６】本発明の基板側面にトランスデューサーを配置
した場合のタッチ入力装置じ簡略斜視図である。

【図７】本発明の実施例のタッチ入力装置の使用時の簡
略斜視図である。

【符号の説明】

１基板表面２基板側面３第３の面１６トランスデューサー２０トランスデューサー２４トランスデューサー６０第３の面６１第３の面６６Ｘ方向発信トランスデューサー６７Ｘ方向受信トランスデューサー６８Ｙ方向発信トランスデューサー６９Ｙ方向発信トランスデューサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面弾性波を利用して位置情報を検出す
るタッチ入力装置において、この装置の基板表面と基板
側面との間に第３の面を設けたことを特徴とするタッチ
入力装置。
【請求項２】基板表面と基板側面との間の第３の面に
トランスデューサーを配置したことを特徴とする請求項
１記載のタッチ入力装置。
【請求項３】基板側面にトランスデューサーを配置し
たことを特徴とする請求項１記載のタッチ入力装置。