JPH08305482A

JPH08305482A - タッチ入力装置

Info

Publication number: JPH08305482A
Application number: JP12919895A
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、トランスデューサーを基板側面の特定の位置に直接
接着することにより耐久性および加工性に優れたタッチ
入力装置を提供することにある。【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から厚み方向
に伝播する表面弾性波の波長の２倍以内の基板側面位置
に、トランスデューサーを取り付けた構成であり、また
前記基板の厚みが表面弾性波の波長の３倍を越える構成
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】従来における表面弾性波を利用したタッ
チ入力装置としては、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。

【０００４】そして、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、上記の
ような従来のタッチ入力装置では、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
ビ状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、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避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った。

【００１１】本発明は上記のような問題点を解決するた
めに本発明者は鋭意検討の結果開発したものであり、そ
の目的とするところは、表面弾性波を利用したタッチ入
力装置において、トランスデューサーを基板側面の特定
の位置に直接接着することにより耐久性および加工性に
優れたタッチ入力装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記の
ような目的を有効に達成するために、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から厚み方
向に伝播する表面弾性波の波長の２倍以内の基板側面位
置に、トランスデューサーを取り付けた。

【００１３】また、請求項２記載の本発明のタッチ入力
装置は、請求項１記載の構成であって、基板の厚みが表
面弾性波の波長の３倍を越えるようにしてある。

【００１４】

【作用】本発明のタッチ入力装置では、トランスデュー
サーを基板側面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。また、基板表
面にのみ反射アレイの加工を施すだけでよい。

【００１５】また、基板の厚みを表面弾性波の波長の３
倍を越えるものとし、トランスデューサーを基板側面に
取り付ける場合の取付け位置を、基板表面から表面弾性
波の波長の２倍以下の位置にすることにより、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）を基板に伝達し、また受信することを可能にし
ている。

【００１６】尚、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。

【００１７】一般的に表面弾性波は基板表面から波長の
３倍以上無いと超音波が基板裏面で反射し、本来の表面
弾性波に悪影響を与えタッチ入力装置として利用するこ
とは難しい。

【００１８】また、トランスデューサーの取付け位置が
基板表面から波長の２倍以上の位置になるとラム波の影
響が発生し、この場合も表面弾性波を利用したタッチ入
力装置として使用することは困難である。

【００１９】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、またトランス
デューサーの取付け位置は、基板側面の基板表面から
１．２ｍｍ以内の位置になる。したがって、トランスデ
ューサーとしては２ｍｍ以下程度の幅、好ましくは１ｍ
ｍ程度の幅のものを使用することが良いと考えられる。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図４に基づい
て説明する。図１は本発明に係るタッチ入力装置として
利用される基板の断面説明図であり、図２（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は、本発明のトランスデューサーの取付
け例を示す説明図、図３は本発明のタッチ入力装置の一
実施例の簡略斜視図であり、図４は図３に示す実施例の
タッチ入力装置の使用時の簡略斜視図である。

【００２３】図１において、１は基板の厚みであってこ
の厚み１は超音波の波長の３倍以上を示し、また、２は
トランスデューサーの取付け領域であって、超音波のの
波長の２倍以内を示す。３は基板表面を示す。

【００２４】また、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す
４、６、８はタッチ入力装置の基板であって、この基板
側面にはトランスデューサー５、７、９が取付けられ
る。

【００２５】図３に本発明のタッチ入力装置の一実施例
を示し、１０は基板であって、この基板１０の側面に
は、基板表面から厚み方向に伝播する表面弾性波の波長
の特定倍内の基板側面位置に、Ｘ側発信トランスデュー
サー１１、Ｘ側受信トランスデューサー１２、Ｙ側受信
トランスデューサー１３、Ｙ側発信トランスデューサー
１４が取付けられている。また、基板１０の表面には、
Ｘ側反射アレイ１５、１６、およびＹ側反射アレイ１
７、１８が設けてある。１９はタッチ入力装置としての
入力面である。

【００２６】図４でさらに詳述すると、厚さ３ｍｍの平
面フロートソーダガラス基板２０のＸ軸方向及びＹ軸方
向に、それぞれ一対のＸ方向発信側反射アレイ２１、Ｙ
方向発信側反射アレイ２３と、Ｘ方向受信側反射アレイ
２２、Ｙ方向受信側反射アレイ２４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する。その後、ガラ
スペーストを印刷したガラス基板２０を４５０°Ｃにて
焼成を行なうことにより、反射アレイを焼結する。

【００２７】上記反射アレイを形成したガラス基板２０
の各反射アレイの延長上のガラス基板側面のガラス基板
表面から０．６ｍｍ以内の位置に、長さ１５ｍｍ、幅１
ｍｍ、厚さ０．４ｍｍで、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２５（Ｘ方向）、
２６（Ｘ方向）、２７（Ｙ方向）、２８（Ｙ方向）を、
ＵＶ接着剤ロックタイト３４９（日本ロックタイトユ
製）にて接着する。

【００２８】さらに、上記４個のトランスデューサー２
５、２６、２７、２８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２９，３０，３１，３２，３
３，３４，３５，３６を接続し、それらの電線ケーブル
２９〜３６をコントローラーに接続するためコネクター
３７に結線する。

【００２９】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る。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】

【発明の効果】このように本発明のタッチ入力装置は、
トランスデューサーを基板側面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く、
また、基板表面にのみ反射アレイの加工を施すだけでよ
い。そして構造が非常に簡単なため製造工程を簡略化で
き、また耐久性に優れている。

【００３３】また、基板の厚みを表面弾性波の波長の３
倍を越えるものとし、トランスデューサーを基板側面に
取り付ける場合の取付け位置を、基板表面から表面弾性
波の波長の２倍以下の位置にすることにより、ラム波の
影響を受ける事なく表面弾性波を基板に伝達し、また受
信することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入力装置として利用される基板の断面
説明図である。

【図２】本発明のトランスデューサーの取付け例を示す
説明図である。

【図３】本発明のタッチ入力装置の一実施例の簡略斜視
図である。

【図４】図４は図３に示す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】

３基板表面４基板５トランスデューサー６基板７トランスデューサー８基板９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から厚
み方向に伝播する表面弾性波の波長の２倍以内の基板側
面位置に、トランスデューサーを取り付けたことを特徴
とするタッチ入力装置。
【請求項２】前記基板の厚みが表面弾性波の波長の３倍
を越えることを特徴とする請求項１記載のタッチ入力装
置。