WO2000011543A1 - Ecran tactile - Google Patents

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WO2000011543A1
WO2000011543A1 PCT/JP1999/004375 JP9904375W WO0011543A1 WO 2000011543 A1 WO2000011543 A1 WO 2000011543A1 JP 9904375 W JP9904375 W JP 9904375W WO 0011543 A1 WO0011543 A1 WO 0011543A1
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WO
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acoustic wave
axis direction
propagation medium
axis
transducer
Prior art date
Application number
PCT/JP1999/004375
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English (en)
French (fr)
Inventor
Satoshi Inoue
Yoshikazu Tanaka
Original Assignee
Touch Panel Systems Corportation
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Filing date
Publication date
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Priority to AU51972/99A priority patent/AU767019B2/en
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Priority to CA002340694A priority patent/CA2340694A1/en
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/043Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves
    • GPHYSICS
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
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    • G06F3/043Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves
    • G06F3/0436Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves in which generating transducers and detecting transducers are attached to a single acoustic waves transmission substrate
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K11/00Methods or arrangements for graph-reading or for converting the pattern of mechanical parameters, e.g. force or presence, into electrical signal
    • G06K11/06Devices for converting the position of a manually-operated writing or tracing member into an electrical signal

Definitions

  • the present invention relates to a sunset panel (or a sunset sensor or a sunset screen) for inputting / outputting coordinate information of a sunset position by a finger or the like, and in particular, an acoustic wave (ultrasonic surface elasticity) including an acoustic wave transmitting element and a receiving element. (E.g., waves).
  • a sunset panel or a sunset sensor or a sunset screen
  • an acoustic wave ultrasonic surface elasticity
  • the main types of Yuttsu panel are the ultrasonic surface acoustic wave method, the resistive film method, the capacitance method, and the electromagnetic induction method.
  • the ultrasonic surface acoustic wave method detects the touch position by causing the transmitting transducer and the receiving transducer to face each other in the X-axis and Y-axis directions on the surface of a propagation medium such as a glass substrate. The method is known.
  • an object of the present invention is to prevent the formation of protrusions on the surface of a propagation medium, to improve the adaptability to a thin LCD monitor, and to simplify the configuration of the touch panel or the touch panel position detection. It is to provide a device.
  • the present inventors have paid attention to the fact that a gap is originally formed between the back surface of the propagation medium (panel) and the display device.
  • the end face or corner of a propagation medium through which a wave can propagate is rounded, the acoustic wave is transmitted from the front side of the propagation medium to the back side or from the back side to the front side through the round processing part (chamfered part or propagation direction conversion part).
  • the present inventors have found that it is possible to wrap around and propagate, and have completed the present invention.
  • the evening touch panel (evening position detection device) of the present invention includes a medium through which an acoustic wave can propagate, and a transducer attached to the propagation medium and transmitting or receiving the acoustic wave.
  • a touch panel wherein an end face and a part of Z or a corner of the propagation medium are chamfered.
  • acoustic waves can be mutually propagated between the front surface and the back surface of the acoustic wave propagation medium through the chamfered portion (propagation direction conversion portion). Therefore, the transducer can be attached to the front surface and / or the back surface of the acoustic wave propagation medium.
  • the front and back of the acoustic wave propagation medium At least one corner may be chamfered at the corner between the side surface of the acoustic wave propagation medium (the edge portion where the front surface or the back surface of the propagation medium intersects the side surface), and the transducer may be disposed on the side surface of the propagation medium.
  • the acoustic wave can be propagated in the opposite direction (from the X-axis direction to one X-axis direction) through the chamfered part (direction changing part). Waves can be converted from the X-axis direction to the Y-axis direction.
  • a V-shaped (or valley-shaped) cut or a mountain-shaped protrusion is formed at a corner of the propagation medium, and the cut or protrusion (direction changing part) is chamfered, whereby one surface of the propagation medium is obtained.
  • the acoustic wave propagating from the X-axis direction and the Y-axis direction can be converged by wrapping around the other surface through a chamfer (direction conversion unit).
  • a transducer may be attached to the convergence region or the branch region, and one transducer can transmit or receive acoustic waves in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • an acoustic wave can be transmitted from one side of the propagation medium to the other side and propagated, so that at least one transducer can be arranged on the back side of the propagation medium.
  • the transmitting and receiving transducers can be composed of a few transducers.
  • the radius (R) of the chamfer is usually 0.5 mm or more.
  • a medium capable of propagating acoustic waves in the X-axis direction and the Y-axis direction and at least one transmission device attached to the propagation medium for generating acoustic waves in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the propagation medium An evening wave which is attached to the body and has at least one receiving transducer for detecting the sunset position of the X coordinate and the Y coordinate using the acoustic wave propagating around the chamfer.
  • a tactile position detecting device is also included.
  • Such a touch panel utilizes the property that acoustic waves (such as ultrasonic surface acoustic waves) travel straight on the surface of the propagation medium, and when the acoustic waves wrap around the surface of the panel end surface, the acoustic wave spirals on a semicircular cross-sectional surface. Progress in the shape. As a result, the acoustic waves generated on the back side of the evening touch panel go around the edge of the panel and are guided to the front side, which is the evening touch surface.
  • the propagation direction of the acoustic wave can be easily understood by referring to the developed view of the propagation medium that is a cavity and consists only of a shell.
  • the traveling direction of the acoustic wave traveling on the spherical surface of sphere 1 coincides with the line of the cross section when cut along a plane passing through the center of sphere 1 I do.
  • the acoustic wave travels on the surface of the columnar propagation medium 2
  • the acoustic wave travels spirally on the surface of the propagation medium as shown by the arrow. Therefore, if the edge or a part of the corner of the propagation medium is chamfered and processed into a smooth surface (curved surface) (chamfering), the acoustic wave is transmitted to one of the front and back surfaces of the propagation medium with almost no loss. From one side to the other.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the traveling direction of an acoustic wave in the evening panel of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing one embodiment of the evening panel of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing another embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a conceptual diagram showing the propagation direction of acoustic waves at the chamfered part of a corner.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing an embodiment of the present invention using three transducers.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing another embodiment of the present invention using three transducers.
  • FIG. 9 is a schematic plan view showing an embodiment of the present invention using two transducers.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing another embodiment of the present invention using two transducers.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing another example of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing a modification of the evening panel shown in FIG. 11 and FIG.
  • FIG. 15 is a schematic plan view showing an example using two transducers.
  • FIG. 16 is a schematic sectional view showing still another example of the present invention.
  • Fig. 17 is a conceptual diagram showing the propagation direction of acoustic waves at the mountain-shaped chamfer.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing one embodiment of the evening panel according to the present invention
  • FIG. 4 is a schematic sectional view taken along line IV-IV of FIG.
  • the evening panel (or the evening position detecting device) shown in FIG. 3 is made of glass or the like, and has a flat rectangular substrate 11 as a propagation medium through which an acoustic wave can propagate. And a transducer 12a, 12b, 13a, 13b for transmitting or receiving the acoustic wave.
  • the transmission transducer is composed of a transmission transducer 12a arranged in the X-axis transmission area (base point area) and a transmission transducer 13a arranged in the Y-axis transmission area (base point area).
  • a receiving transducer disposed in an X-axis receiving area of the board 11 opposite to the X-axis transmitting area, and a receiving transducer 12 b for detecting an X-coordinate sunset position;
  • a receiving transducer 13b for detecting the Yasu position on the Y-axis coordinate, which is disposed in the Y-axis receiving area opposite to the Y-axis transmitting area.
  • a pair of transmitting transducers 12a and 13a for detecting the X and Y coordinate touch positions of the substrate 11 and the touch position of the X and Y coordinates of the substrate 11 are detected. Therefore, a pair of receiving transducers 12b and 13b are provided.
  • the acoustic wave from the transmitting transducer 42 a travels in the X-axis direction, travels in the X-axis direction on the surface of the substrate 41 via the chamfered part 44, and the first X-axis reflecting means 14
  • the acoustic wave reflected by one a-axis direction by a is reflected by the second X-axis reflecting means 14 b in the ⁇ X-axis direction.
  • the acoustic wave that is reflected and travels in the X-axis direction passes through an inclined chamfered portion 45 similar to that shown in FIG. 6 formed in a part of the corner of the substrate 41, and is twisted by 90 ° from the front side to the back side. It proceeds in the Y-axis direction and is detected by an X-axis receiving transducer 42b disposed in the receiving area on the back side of the substrate 41.
  • the acoustic wave transmitted through the first Y-axis reflecting means 15a in the Y-axis direction wraps around the substrate 41 from the front side to the back side through the chamfered part 46, and passes through the back surface of the substrate 41 by one Y. Propagation in the axial direction.
  • the propagating acoustic wave reaches the inclined chamfered part 47 and travels by 90 ° from the back side to the front side, and passes through the second X-axis reflecting means 14 b on the surface of the substrate 41.
  • the X coordinate and the Y coordinate data are detected by using two transformers (one transmitting transducer and one receiving transducer).
  • a part of the acoustic wave from the transmitting transducer 52 disposed in the transmitting area on the surface of the substrate 51 is converted into one Y-axis direction by the first X-axis reflecting means 14a.
  • Reflected by the second X-axis reflection means 14b travels in the X-axis direction, and is received by the reception transducer 53 disposed in the reception area on the surface of the substrate 51 in the X-axis direction. Is done.
  • the acoustic wave transmitted through the first X-axis reflecting means 14a travels in the X-axis direction on the surface of the substrate 51, is twisted 90 ° by the inclined chamfered portion 54 at the corner, and wraps around the back surface,
  • the light travels in the Y-axis direction on the back surface, travels from the back surface to the front surface by the chamfered portion 55 of the end surface, and is reflected in the X-axis direction by the first Y-axis reflecting means 15a.
  • the acoustic wave reflected in the X-axis direction travels in the Y-axis direction by the second Y-axis reflecting means 15b, and is twisted 90 ° from the front side to the back side by the inclined chamfered portion 56 at the corner. And wrap around, proceeding in the X-axis direction on the back side.
  • the acoustic wave traveling in the X-axis direction on the back surface of the substrate 51 goes around the front surface of the substrate 51 by the chamfered portion 57 on the end face, and transmits through the second X-axis reflecting means 14 b on the surface of the substrate 51. Then, the light travels in the X-axis direction and is received by the receiving transducer 53.
  • a transmitting transducer 62 is disposed in a transmitting area on the back surface of the substrate 61 toward the outside of the side.
  • the acoustic wave from this transmitting transducer wraps around the front surface at the chamfered portion 64 of the end face and travels in the X-axis direction on the surface of the substrate 61, and a part of the acoustic wave is converted into the first X-axis reflecting means 14
  • the acoustic wave is reflected in the Y-axis direction by a, and a part of the acoustic wave travels in the X-axis direction and passes through the first X-axis reflecting means 14a.
  • the acoustic wave reflected in the Y-axis direction is reflected in the first X-axis direction by the second X-axis reflecting means (14b), twisted 90 ° by the inclined chamfered portion (66) at the corner, and wraps around to the back side.
  • the signal is received by the receiving transducer 63 disposed on the back surface of the substrate 61 in the Y-axis direction.
  • the acoustic wave that passes through the first X-axis reflecting means 14a and travels in the X-axis direction is twisted 90 ° from the front side at the inclined chamfered portion 65 at the corner and wraps around to the back side, and at the back side. It travels in the Y-axis direction, goes around the surface of the substrate 61 through the chamfered portion 67 formed on the end face in the Y-axis direction, and travels in the Y-axis direction. Acoustic waves traveling in the Y-axis direction Is reflected in the X-axis direction by the first Y-axis reflecting means 15a, and travels in the Y-axis direction by the second Y-axis reflecting means 15b.
  • the acoustic wave traveling in the Y-axis direction is twisted 90 ° from the front surface and twists around the back surface at the inclined chamfered portion 66 at the corner, travels in the X-axis direction on the back surface of the substrate 61, and Wrap around the front surface by the chamfered portion 68 formed on the end face in the direction, penetrate the second X-axis reflecting means 14 b, and wrap around the back surface with a 90 ° twist at the inclined chamfered portion 66 of the corner portion,
  • the signal is received by the receiving transducer 63 disposed in the Y-axis direction.
  • the acoustic waves in the X-axis direction and the Y-axis direction can be converged using the chamfered portion, and the acoustic waves can also be branched in the X-axis direction and the Y-axis direction. Therefore, the number of transducers can be reduced.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing another example of the present invention
  • FIG. 12 is a conceptual diagram showing a propagation direction of an acoustic wave in a V-shaped or valley-shaped chamfered portion in FIG.
  • the transmission area of the diagonal corner of the four corners where each side intersects on the surface of the substrate 71 has an X-axis transmission for generating an acoustic wave and transmitting the acoustic wave in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • a transducer 72a and a Y-axis transmitting transducer 72b are provided, respectively.
  • an angle of about A V-shaped or valley-shaped cut is formed at 135 ° (for example, 135 ⁇ 10 °), and this V-shaped cut is chamfered, and an adjacent chamfer (convergent direction conversion part) It is formed as 74a and 74b.
  • a receiving transducer 73 toward the V-shaped chamfers 74a, 74b is provided on the inner side (reception area) of the chamfers 74a, 74 on the back surface of the substrate 71. It is provided.
  • the acoustic wave from the X-axis transmitting transducer 72 a propagates in the X-axis direction, and the first X-axis reflecting means 14 a As a result, the light is reflected in the one Y-axis direction, and travels in the one X-axis direction by the second X-axis reflecting means 14 b to reach the chamfered portion 74 a.
  • the acoustic wave from the Y-axis transmitting transducer 72 b propagates in the Y-axis direction, and is reflected in one X-axis direction by the first Y-axis reflecting means 15 a, and the second Y-axis
  • the light travels in the Y-axis direction by the reflecting means 15b, and reaches the chamfered section 74b.
  • the angle ⁇ of each side of the chamfered portions 74 a and 74 b is about 67.5 ° (for example, 67.5 ⁇ 5 °) with respect to the side of the substrate 71.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing a modification of the evening panel shown in FIG. 11 and FIG.
  • (1) Acoustic waves are transmitted in the X-axis direction and the Y-axis direction to the transmission areas of the diagonal corners among the four corners where each side intersects on the back surface of the substrate 71.
  • the X-axis transmitting transducer 72a and the Y-axis transmitting transducer 72b are arranged outwardly (one X-axis direction, one Y-axis direction), respectively.
  • the chamfers 75, 76 are formed on the end faces of the transmitting transducers 7 2a, 7 2b in the transmitting direction (one X-axis direction and one Y-axis direction), and the acoustic wave is applied to the substrate 7 1 and 2 except that it wraps around from the back to the surface and propagates in the X-axis and Y-axis directions, respectively. Has been established.
  • a part of the acoustic wave passes through the first X-axis reflecting means 14a and reaches the chamfered portion 85 of a part of the corner, and is twisted 90 ° to be moved in one Y-axis direction from the front surface to the back surface. Then, the light is turned from the back surface to the front surface by the chamfered portion 86 of the end face, propagates in the Y-axis direction, and is reflected in the X-axis direction by the first Y-axis reflecting means 15a.
  • the X-axis acoustic wave guided in the X-axis direction and reaching the chamfered portion 87a of the V-shaped chamfered portion and the X-axis acoustic wave guided in the Y-axised direction and the V-shaped chamfered portion The Y-axis acoustic wave that reaches the chamfered portion 87 b is twisted by 45 ° at the V-shaped chamfered portions 87 a and 87 b, respectively, travels from the front surface to the back surface, converges, and is distributed to the convergence region. Received by the installed receiving transducer 83.
  • the acoustic wave from the transmitting transducer 92 disposed on the back surface of the substrate 91 in the transmitting area to the outside of the side is transmitted to the substrate 91 through the chamfered portion 94 on the end face. It wraps around the surface and advances in the X-axis direction. A part of the acoustic wave traveling in the X-axis direction is reflected in one Y-axis direction by the first X-axis reflecting means 14a, and the reflected acoustic wave is reflected by the second X-axis reflecting means 14b. (1) Reflected in the X-axis direction, corner To the V-shaped chamfered part 98a.
  • a part of the acoustic wave passes through the first X-axis reflecting means 14a and reaches the chamfered portion 95 of the corner, and is twisted 90 ° to move from the front surface of the substrate 91 to the back surface.
  • the transmitting transducer and the receiving transducer are compatible with each other. Therefore, for example, in the apparatus shown in FIGS. 11 and 12, if the receiving transducer 73 is a transmitting transducer and the transmitting transducers 72 a and 72 b are receiving transducers, The acoustic wave from the arranged transmitting transducer is branched in the X-axis direction and the Y-axis direction by the V-shaped chamfer, and the acoustic transducer from the X-axis direction and the acoustic wave from the Y-axis direction are received. Can be received at
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing still another example of the present invention.
  • a transducer is provided on a side surface of a substrate. That is, at least one of the front surface and the back surface of the substrate (acoustic wave propagation medium) 101 and the corner (edge portion) where the side surface of the substrate 101 intersects, A chamfered portion 102 is formed by rounding, and a transmitting or receiving transducer 103 is provided on a side surface of the substrate 101.
  • the acoustic wave from the transmitting transducer 103 can be transmitted from the side surface of the substrate 101 to the front surface (or the back surface) and propagated, and the acoustic wave propagated from the front surface (or the back surface) can be transmitted to the side surface. It can be wrapped around and received by the receiving transducer 103. Therefore, the formation of projections on the front and back surfaces of the substrate 101 can be reliably prevented.
  • a V-shaped or Contrary to the valley-shaped notch as shown in Fig. 17, a triangular-shaped peak is outwardly projected into the corner area of the substrate, and the end is a chamfer with a chamfered end face. (Branch direction conversion unit) may be formed.
  • FIG. 17 is a conceptual diagram showing the propagation direction of the acoustic wave at the mountain-shaped chamfer.
  • the mountain-shaped chamfered portion is formed symmetrically with the V-shaped chamfered portion, and the angle between the inclined chamfered portion 114a and the inclined chamfered portion 114b is 1 35 Degrees (for example, 135 degrees 10 degrees).
  • the angle 0 between the inclined chamfers 114a and 114b and the side of the substrate 11 is about 22.5 ° (for example, 22.5 ⁇ 5 °).
  • the radius (R) of the chamfer of the propagation medium can be selected according to the thickness of the substrate, and is, for example, 0.5 mm or more (for example, 0.5 to 5 mm, preferably 0.7 to 5 mm). ), Preferably about 1 mm or more (for example, l to 3 mm), and usually about 1.2 to 2.5 mm.
  • the material of the propagation medium is not particularly limited as long as acoustic waves (surface acoustic waves, particularly, supersonic surface acoustic waves) can be propagated.
  • acoustic waves surface acoustic waves, particularly, supersonic surface acoustic waves
  • glass silica glass, borosilicate glass
  • Crown glass barium-containing glass, zirconium-containing glass, strontium-containing glass, etc.
  • ceramics such as aluminum
  • the propagation distance of the acoustic wave from the transmitting transducer to the receiving transducer may be long.
  • the substrate has low loss or low attenuation
  • a material for example, a Rayleigh wave having a frequency of 5.5 MHz is propagated
  • a material having an attenuation coefficient of 0.5 dBZcm or less (particularly 0.3 dB / cm or less) for example, borosilicate glass, Barium-containing glass, zirconium-containing glass, strontium-containing glass, etc. are preferable.
  • the surface of the propagation medium is usually smooth, and the propagation medium is usually composed of flat or curved panels (especially low curvature panels).
  • a transducer for transmitting or receiving an acoustic wave a conventional transducer, for example, a wedge-type transducer including a piezoelectric vibrator and a plastic having a triangular cross section can be used. It should be noted that the structures of the transmitting and receiving transducers may be substantially the same, except that the modes of use are usually different.
  • the front and back surfaces of the propagation medium are inverted without substantially changing the traveling direction of the acoustic wave (X /-X axis or Y / -Y axis). If the corners are chamfered, the direction of propagation of the acoustic wave can be changed (X / Y axis direction change) on the front and back surfaces of the propagation medium.
  • a V-shaped (valley-shaped) or chevron-shaped chamfer is formed at the corner, an acoustic wave traveling on one surface of the propagation medium can be converged (conversion of convergence direction) on the other surface, or branched (branched). Direction change). Therefore, it is possible to chamfer a desired portion of the end face and / or corner of the propagation medium through which the acoustic wave wraps and propagates, or to chamfer at least a part (or the entire circumference) of the end face of the propagation medium. Frequently, at least one corner (or all corners) of the four corners of the propagation medium may be chamfered.
  • the acoustic wave when the chamfered portion is formed on the end face of the propagation medium, the acoustic wave can be inverted (that is, made to travel in the opposite direction) between the front surface and the back surface of the propagation medium.
  • the acoustic wave between the front and back surfaces of the propagation medium for example, about 90 ° Can be advanced by changing the angle.
  • the width of the chamfer crossing the traveling direction of the acoustic wave is determined by the length of the transducer. Preferably, it is larger than the width.
  • the traveling direction of the acoustic wave is orthogonal to the chamfered portion (for example, a chamfered portion is formed on the side end surface of the substrate), the width of the chamfered portion is formed to be wider than the width of the transducer.
  • the width of the chamfered portion is determined by the width Xcos ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ of the transducer.
  • the radius (R) of the chamfer of the propagation medium is usually semicircular in cross section (spherical finish).
  • the means for generating an acoustic wave generally includes a bulk wave generating means composed of a piezoelectric vibrator (such as a ceramic piezoelectric vibrator or a polymer piezoelectric vibrator).
  • the bulk wave generated by the bulk wave generating means is It is mutually converted into acoustic waves by acoustic wave transducers ( ⁇ edge transducers, etc.).
  • the present specification describes a step of exciting a bulk wave with a piezoelectric vibrator or the like, a step of generating an acoustic wave having a wave mode converted from the bulk wave, and a step of applying the acoustic wave to an end face or a corner of the propagation medium.
  • a contact position detection method composed of.
  • a soda glass substrate with a thickness of 2.8 mm An evening touch panel for a 0.4 inch LCD monitor was manufactured.
  • a plastic wedge-shaped transducer having a height of about 3 mm to which a piezoelectric vibrator (resonance frequency: 5.5 MHz) was attached using an ultraviolet-curing adhesive was used.
  • a reflection array is formed in a pair on the periphery of the glass substrate surface in the X-axis direction and the Y-axis direction in accordance with the description in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-23932.
  • the reflection array on the oscillation side and the reflection array on the reception side were formed by screen printing using a glass paste, and were formed by firing at 450 ° C.
  • Wire cables were connected to the electrodes of each piezoelectric vibrator by soldering, and those wire cables were connected to a controller via a connector.
  • a controller a commercially available ultrasonic controller (Yutsu Panel Systems Co., Ltd., 1055E101) was used. The controller was connected to a personal computer for analyzing the received signal and detecting the input position.
  • a touch panel for an LCD monitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the transducer was attached to the surface of the substrate.
  • an outwardly sloping inclined surface is formed (slope processing), and a transducer is attached to this inclined surface, so that the height of the protrusion by the transducer is increased.
  • a touch panel for an LCD monitor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the value of was reduced.
  • the outer panel for such an LCD monitor is required to have a smaller outer diameter and a smaller thickness than the display area.
  • the evening panel according to the present invention can sufficiently cope with such a demand.

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Description

明 細 書 夕ツチパネル 技術分野
本発明は、 指などによる夕ツチ位置の座標情報を入出力するため の夕ッチパネル (又は夕ツチセンサ又は夕ツチスクリーン)、 特に音 響波発信素子と受信素子とを備え音響波 (超音波表面弾性波など) を利用した夕ツチパネル (又は夕ツチ位置検出装置) に関する。 背景技術
夕ツチパネルの主要な方式として、 超音波表面弾性波方式、 抵抗 膜方式、 静電容量方式、 電磁誘導方式などが知られている。 これら の方式のうち、 超音波表面弾性波方式では、 ガラス基板などの伝播 媒体の表面の X軸及び Y軸方向に、 送信トランスデューザと受信ト ランスデューサとを対向させてタツチ位置を検出する方法が知られ ている。
一方、 近年、 一般的に普及している方式として、 反射要素アレイ を介して、 X座標および Y座標の検出用にそれぞれ一組の送信及び 受信トランスデューサ (合計 4個のトランスデューサ) を伝播媒体 に取り付けて夕ツチ位置を検出する方法が知られている (米国特許 第 4 7 4 6 9 1 4号明細書、 米国再発行特許第 3 3 1 5 1号明細書 及び国際公開公報 W O 9 6ノ 2 3 2 9 2号公報)。 この方式では、 ゥエッジ型 (楔型) トランスデューサを用い、 X軸に関する信号処 理と Y軸に関する信号処理のため、 電気信号の処理回路 (コント口 —ラ) の送信回路と受信回路を同時に切替えている。 このような信 号処理を利用しているため、 スイッチング回路はもちろんのこと、 コントロ一ラには送信回路及び受信回路の一部又は全部が重複して 2系列存在することになり、 回路構成及び信号処理が複雑化すると ともに、 コス トアップの原因となる。
さらに、伝播媒体の表面に前記トランスデューサを取り付けると、 伝播媒体の表面には突起部が形成され、 液晶表示装置 (L C D )、 特 に厚さの薄い L C Dモニタを配設することが困難となる。
従って、 本発明の目的は、 伝播媒体の表面での突起が生成するの を防止し、 厚みの薄い L C Dモニタに対する適合性を高めることが できるとともに、 構成を簡素化できる夕ツチパネル又は夕ツチ位置 検出装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、 トランスデューサの個数を低減できるとと もに、 回路構成及び信号処理を簡素化できる夕ツチパネルを提供す ることにある。 発明の開示
本発明者らは、 伝播媒体 (パネル) の裏面と表示装置との間には、 本来少し隙間が生じることに着目し、 前記目的を達成するため鋭意 検討の結果、 音響波 (超音波表面弾性波など) が伝播可能な伝播媒 体の端面やコーナー部をアール加工すると、 アール加工部 (面取り 部又は伝播方向変換部) を通じて音響波が伝播媒体の表面から裏面 側へ又は裏面から表面側へ回り込んで伝播可能であることを見いだ し、 本発明を完成した。
すなわち、 本発明の夕ツチパネル (夕ツチ位置検出装置) は、 音 響波が伝播可能な媒体と、 この伝播媒体に取り付けられ、 かつ前記 音響波を発信又は受信するためのトランスデューザとを備えたタツ チパネルであって、 前記伝播媒体の端面及び Z又はコーナ一部が面 取りされている。 このような夕ツチパネルでは、 面取り部 (伝播方 向変換部) を通じて、 音響波伝播媒体の表面と裏面との間で音響波 が相互に伝播可能である。 そのため、 トランスデューサは、 前記音 響波伝播媒体の表面及び/又は裏面に取り付けることができる。 ま た、 夕ツチパネルにおいて、 音響波伝播媒体の表面及び裏面のうち 少なく とも一方の面と、 音響波伝播媒体の側面との角部 (伝播媒体 の表面又は裏面と側面とが交わるエッジ部) を面取り し、 前記伝播 媒体の側面にトランスデューサを配設してもよい。
また、 端面を面取りすると、 面取り部 (方向変換部) を通じて音 響波を逆方向 (X軸方向から一 X軸方向) に伝播でき、 コーナー部 を面取りすると、 面取り部 (方向変換部) を通じて音響波を X軸方 向から Y軸方向に変換できる。
さらに、 伝播媒体のコーナー部に V字状 (又は谷状) の切込み部 又は山形状の突出部を形成し、 この切込み部又は突出部 (方向変換 部) を面取りすると、 伝播媒体の一方の面において X軸方向及び Y 軸方向から伝播する音響波を面取り部 (方向変換部) を通じて他方 の面に回り込ませて収束させることができる。 換言すると、 伝播媒 体の他方の面の収束部から音響波を送信すると、 伝播媒体の一方の 面では、 音響波を X軸方向及び Y軸方向に分岐させて伝播させるこ とができる。 そのため、 前記収束領域や分岐領域には、 トランスデ ュ一サを取り付けてもよく、 1つのトランスデュ一サで X軸方向お よび Y軸方向の音響波を発信又は受信することができる。
このような面取り部 (方向変換部) を利用すると、 音響波を伝播 媒体の一方の面から他方の面へ回り込ませて伝播できるので、 少な く とも 1つのトランスデューサを伝播媒体の裏面に配設できる。 例 えば、 送信及び受信トランスデューサを 2〜 3個のトランスデュー ザで構成できる。
前記面取り部のアール (R ) は、 通常、 0 . 5 m m以上である。 本発明には、 X軸方向および Y軸方向に音響波が伝播可能な媒体 と、 この伝播媒体に取り付けられ、 かつ X軸方向および Y軸方向の 音響波を生成させるための少なく とも 1つの送信トランスデューサ と、 前記伝播媒体の端面及びノ又はコーナー部位に形成され、 かつ 前記送信トランスデューザからの音響波を伝播媒体の表裏面に回り 込ませて伝播させるための面取り部 (方向変換部) と、 前記伝播媒 体に取り付けられ、 かつ前記面取り部を回り込んで伝播する音響波 を利用して X座標および Y座標の夕ツチ位置を検出するための少な く とも 1つの受信トランスデューザとを備えている夕ツチ位置検出 装置も含まれる。
このような夕ツチパネルでは、 音響波 (超音波表面弾性波など) が伝播媒体の表面を直進する特性を利用しており、 音響波はパネル 端面の表面を回り込むとき、 断面半円状表面を螺旋状に進行する。 そのため、 夕ツチパネルの裏面で生成した音響波は、 パネルの縁部 を回り込み、 夕ツチ面である表面に導かれる。 音響波が伝播媒体の 表面を伝播する場合、 伝播媒体が空洞であり、 殻だけで構成されて いる伝播媒体について、 その展開図を参照すると音響波の進行方向 を容易に理解できる。 例えば、 図 1 に示されるように、 球体 1 の球 面上を進行する音響波の進行方向 (矢印参照) は、 球体 1の中心を 通る平面に沿ってカッ トしたとき、 断面の線上と一致する。 また、 図 2に示されるように、 円柱状伝播媒体 2の表面を音響波が進行す る場合、 矢印で示されるように、 伝播媒体の表面を螺旋状に進行す る。 そのため、 伝播媒体の端部又はコーナ一部を面取りし、 なだら かな表面 (湾曲表面) に加工 (面取り加工) すると、 音響波は、 殆 ど損失することなく伝播媒体の表面及び裏面のうち一方の面から他 方の面へ導く ことができる。
なお、 本明細書において 「表面」 とは、 音響波が伝播する伝播媒 体の表面近傍又は表層部を意味する。 図面の簡単な説明
図 1 は本発明の夕ツチパネルにおける音響波の進行方向を説明す るための概略図である。
図 2は本発明の夕ツチパネルにおける音響波の進行方向を説明す るための概念図である。
図 3は本発明の夕ツチパネルの一実施例を示す概略平面図である。 図 4は図 3の IV— IV線概略断面図である。
図 5は本発明の他の実施例を示す概略平面図である。
図 6はコーナ一部の面取り部における音響波の伝播方向を示す概 念図である。
図 7は 3つのトランスデューサを用いた本発明の実施例を示す概 略平面図である。
図 8は 3つのトランスデューサを用いた本発明の他の実施例を示 す概略平面図である。
図 9は 2つのトランスデューサを用いた本発明の実施例を示す概 略平面図である。
図 1 0は 2つのトランスデューサを用いた本発明の他の実施例を 示す概略平面図である。
図 1 1は本発明の他の例を示す概略平面図である。
図 1 2は図 1 1の V字状面取り部での音響波の伝播方向を示す概 念図である。
図 1 3は図 1 1および図 1 2に示す夕ッチパネルの変更例を示す 概略平面図である。
図 1 4は 2つのトランスデューサを用いた例を示す概略平面図で ある。
図 1 5は 2つのトランスデューサを用いた例を示す概略平面図で ある。
図 1 6は本発明のさらに他の例を示す概略断面図である。
図 1 7は山形状面取り部での音響波の伝播方向を示す概念図であ る。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 添付図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。 図 3は本発明の夕ツチパネルの一実施例を示す概略平面図であり、 図 4は図 3の I V— I V線概略断面図である。 図 3に示す夕ツチパネル (又は夕ツチ位置検出装置) は、 ガラス などで形成され、 かつ音響波が伝播可能な伝播媒体としての平面四 角形状基板 1 1 と、 この基板の裏面のうち、 端部又はコーナ一部に 取り付けられ、 かつ前記音響波を発信又は受信するためのトランス デューサ 1 2 a , 1 2 b , 1 3 a , 1 3 bとを備えている。 送信ト ランスデューサは、 X軸発信領域 (基点領域) に配設された送信ト ランスデューサ 1 2 aと、 Y軸発信領域 (基点領域) に配設された 送信トランスデューサ 1 3 aとで構成され、 受信トランスデューサ は、 前記基板 1 1のうち X軸発信領域と対向する X軸の受信領域に 配設され、 かつ X座標の夕ツチ位置を検出するための受信トランス デューサ 1 2 bと、 前記基板のうち Y軸発信領域と対向する Y軸の 受信領域に配設され、 かつ Y軸座標の夕ツチ位置を検出するための 受信トランスデューサ 1 3 bとで構成されている。 すなわち、 前記 基板 1 1の X座標および Y座標の夕ツチ位置を検出するため一対の 送信トランスデューサ 1 2 a , 1 3 aと、 前記基板 1 1の X座標お よび Y座標のタツチ位置を検出するため一対の受信トランスデュー サ 1 2 b , 1 3 bとを備えている。
さらに、 本発明の夕ツチパネル (位置検出装置) は、 一対の X軸 反射手段 1 4と一対の Y軸反射手段 1 5を備えている。 すなわち、 一対の X軸反射手段 1 4は、 発信領域の発信トランスデューサ 1 2 aから X軸方向へ伝播する音響波を一 Y軸方向へ反射するための第 1の X軸反射手段 1 4 aと、 前記基板 1 1のうちこの第 1の X軸反 射手段と対向する側部に形成され、 かつ一 Y軸方向へ伝播する音響 波を一 X軸方向へ反射するための第 2の X軸反射手段 1 4 bとで構 成されている。 また、 一対の Y軸反射手段 1 5は、 発信トランスデ ユーザ 1 3 aから Y軸方向へ伝播する音響波を一 X軸方向へ反射す るための第 1 の Y軸反射手段 1 5 aと、 前記基板 1 1のうちこの第 1の Y軸反射手段と対向する側部に形成され、 かつ一 X軸方向へ伝 播する音響波を一 Y軸方向へ反射するための第 2の Y軸反射手段 1 5 bが形成されている。 この例では、 各反射手段は反射アレイで構 成されている。 これらの反射手段により、 基板 1 1の表示領域 (反 射手段で囲われた領域)の X軸及び Y軸方向に音響波を伝播できる。 そして、 図 4に示されるように、 前記基板 1 1の側面 (基板の表 裏面と側面とが交わるエッジ部) は全周に亘り面取りされてアール ( R ) 加工され、 面取り部 1 6 (X/-X軸又は Y/- Y軸方向変換部) は断面半球面状に形成されている。 そのため、 X軸発信トランスデ ユーサ 1 2 aからの音響波は、 面取り部 1 6を介して基板 1 1 の裏 面側から表面側へ伝播し、 基板 1 1の表面側で X軸方向に伝播する 音響波の一部は第 1の X軸反射手段 1 4 aにより一 Y軸方向へ反射 される。 基板 1 1の表示領域を一 Y軸方向へ伝播する音響波は第 2 の X軸反射手段 1 4 bにより一 X軸方向へ反射され、 面取り部 1 6 を介して基板 1 1の表面側から裏面側へ回り込み、 前記基板 1 1 の 裏面のうち受信領域の受信トランスデューサ 1 2 bにより X軸方向 の夕ツチ位置情報が検出される。 一方、 Y軸発信トランスデューサ 1 3 aからの音響波は、 上記と同様に、 面取り部 1 6を介して基板 1 1の裏面側から表面側へ伝播し、 基板 1 1の表面側では第 1 の Y 軸反射手段 1 5 aおよび第 2の Y軸反射手段 1 5 bにより反射され、 面取り部 1 6を介して基板 1 1の表面側から裏面側へ回り込み、 基 板 1 1 の裏面の受信領域に配設された受信トランスデューサ 1 3 b により Y軸方向の夕ツチ位置情報が検出される。 受信信号は時間軸 に沿って解析され、 タツチ座標を検出する。
このような夕ツチパネルでは、 基板 1 1の表面には突起部が殆ど 生成しない。 そのため、 厚みの薄い L C Dモニタに対する適合性を 高めることができるとともに、 構成を簡素化できる。 特に、 回路構 成及び信号処理を簡素化できる。
図 5は本発明の他の実施例を示す概略平面図であり、 図 6はコ一 ナ一部の面取り部における音響波の伝播方向を示す概念図である。 なお、 前記図 3および図 4と同一の要素には同一の符号を付して説 明する。
この例では、 基板 2 1のコーナ一部が面取り加工されている。 す なわち、 平面四角形状の基板 2 1のコーナ一部は斜め方向に (隣接 する各辺に対して約 4 5 ° の角度で) 切取られ、 この傾斜コーナ一 部 2 6の端面は、 面取りによりアール (R ) 加工され、 断面半円筒 状又は断面半球面状の面取り部 2 6 (X/Y 軸方向変換部) が形成さ れている。
図 6に示されるように、 隣接する辺が交差するコーナ一部に形成 した面取り部 2 6により、 X軸又は Y軸方向に伝播する音響波を、 基板 (伝播媒体) 2 1の表裏面において Y軸方向又は X軸方向に変 換 (反転) できる。 すなわち、 基板 2 1の裏面のうち発信領域では、 前記傾斜コーナー部に対して約 4 5 ° の角度で音響波を伝播 (発信 又は受信) させている。 X軸発信トランスデューサ 2 2 aおよび Y 軸発信トランスデューサ 2 3 aからの音響波は、 基板 2 1の裏面側 から面取り部 2 6を螺旋状に進行し、 表面側では、 裏面側の進行方 向に対して 9 0 ° 捩じれた方向、 すなわち X軸方向又は Y軸方向へ 伝播する。 基板 2 1の表面側において、 音響波は、 X軸反射手段 1 4 a , 1 4 bおよび Y軸反射手段 1 5 a, 1 5 bにより表示領域の 全域を伝播する。一 X軸方向又は一 Y軸方向へ反射された音響波は、 面取り部 (傾斜コーナー部) 2 6において、 上記とは逆に、 基板 2 1の表面側から面取り部を螺旋状に進行し、 裏面側では、 表面側の 進行方向に対して 9 0 ° 捩じれた方向、 すなわち Y軸方向又は X軸 方向へ伝播し、 X軸受信トランスデューサ 2 2 bおよび Y軸受信ト ランスデューサ 2 3 bで受信される。
このようなタツチ位置検出装置では、 基板のコーナー部を面取り してアール加工し、 トランスデューザの発信又は受信方向をコント ロールすることにより構造を簡素化できる。 しかも、 前記と同様に、 基板の表面に突起部が生成しないので、 厚みの薄い表示装置に有効 に適用でき、 薄型の画像表示装置を形成できる。 前記の例においては、 一対の送信トランスデューサおよび一対の 受信トランスデューサ (合計 4個のトランスデューサ) が基板の裏 面に配設されているが、 少なく とも 1つのトランスデューザが伝播 媒体の裏面に配設できる。 また、 音響波伝播媒体の端面に形成され た面取り部とコーナー部に形成された面取り部とを組合わせること により、 本発明ではトランスデューサの数を 2〜 3個に低減するこ ともできる。 伝播媒体の端面に形成された面取り部とコーナ一部に 形成された面取り部は、 通常、 伝播媒体のうち隣接する辺の端部に 形成されている。
図 7は本発明のさらに他の実施例を示す概略平面図である。 この 例では、 3つの卜ランスデューサが基板の表面に配設さ ている。 すなわち、 基板 3 1の表面のうち X軸方向の発信領域には X軸発 信トランスデューサ 3 2 aが配設され、 この発信トランスデューサ からの音響波は、 X軸方向に進行して第 1の X軸反射手段 1 4 aに より一 Y軸方向に反射され、 反射された音響波は第 2の X軸反射手 段 1 4 bにより一 X軸方向に反射され、 基板 3 1の表面のうち X軸 方向の受信領域に配設された X軸受信トランスデューサ 3 2 bによ り検出される。
一方、 基板 3 1の表面のうち Y軸方向の発信領域 (X軸方向の発 信領域に隣接する部位) には Y軸発信トランスデューサ 3 3 aが配 設され、 この発信トランスデューサからの音響波は、 一 Y軸方向に 進行して第 2の Y軸反射手段 1 5 bにより X軸方向に反射され、 反 射された音響波は第 1 の Y軸反射手段 1 5 aにより Y軸方向に反射 される。
基板 3 1のうち第 1 の Y軸反射手段 1 5 aに対する音響波の進行 方向 (反射手段を構成する反射アレイが配列された Y軸方向) の端 部の端面には、 アール加工された面取り部 3 4が形成されていると ともに、 この面取り部に対して対向する Y軸方向のコーナー部 (端 面の面取り部に隣接するコーナー部) には、 前記図 6と同様の傾斜 面取り部 3 5が形成されている。
そのため、 第 1の Y軸反射手段 1 5 aにより Y軸方向に反射され た音響波は、 面取り部 3 4を通じて基板 3 1 を表面側から裏面側へ 回り込み、 基板 3 1の裏面を一 Y軸方向へ伝播する。 この伝播音響 波は、 傾斜面取り部 3 5に到達して裏面側から表面側へ 9 0 ° 捩じ れて進行し、 基板 3 1の表面では第 2の X軸反射手段 1 4 bを一 X 軸方向へ通過して受信領域に配設された X軸受信トランスデューサ 3 2 bで受信される。 すなわち、 1つの受信トランスデューサ 3 2 . bにより X座標および Y座標に関する音響波を受信している。
なお、 単一のトランスデューサで音響波を検出しても、 X軸方向 に伝播する音響波の経路長と Y軸方向に伝播する音響波の経路長と が相違するため、 時間遅れが生じ、 X成分および Y成分を分離して 検出できる。
図 8は本発明の他の実施例を示す概略平面図である。この例では、 3つのトランスデューザが基板の裏面に配設されている。
すなわち、 基板 4 1の裏面のうち X軸方向の発信領域には X軸発 信トランスデューサ 4 2 aが、 基板 4 1の側部外方 (一 X軸方向) を向いて配設されているとともに、 発信トランスデューサ 4 2 aが 向く基板 4 1の端面 (発信方向の端面) には面取り部 4 4 aが形成 されている。 前記発信トランスデューサ 4 2 aからの音響波は、 一 X軸方向に進行して面取り部 4 4を介して基板 4 1の表面で X軸方 向に進行し、 第 1の X軸反射手段 1 4 aにより一 Y軸方向に反射さ れ、 反射された音響波は第 2の X軸反射手段 1 4 bにより - X軸方 向に反射される。 一 X軸方向に反射されて進行する音響波は、 基板 4 1のコーナ一部に形成された前記図 6 と同様の傾斜面取り部 4 5 を通じて、 9 0 ° の捩れで表面側から裏面側の Y軸方向へ進行し、 基板 4 1の裏面側の受信領域に配設された X軸受信卜ランスデュー サ 4 2 bにより検出される。
一方、 基板 3 1 の裏面のうち Y軸方向の発信領域 (X軸方向の発 信領域に隣接する部位) には、 一 Y軸方向の側部外方を向いて Y軸 発信トランスデューサ 4 3 aが配設され、 この発信トランスデュー ザからの音響波は、 一 Y軸方向に進行して端面の面取り部 4 4 に より表面側へ反転し、 第 2の Y軸反射手段 1 5 bにより X軸方向に 反射され、 反射された音響波は第 1の Y軸反射手段 1 5 aにより Y 軸方向に反射される。
基板 3 1のうち第 1の Y軸反射手段 1 5 aが配列する Y軸方向の 端面には、 アール加工された面取り部 4 6が形成されているととも に、 この面取り部に対する反対側の Y軸方向のコーナー部 (端面の 面取り部に隣接するコーナー部) には、 傾斜面取り部 4 7が形成さ れている。
そのため、 第 1の Y軸反射手段 1 5 aを Y軸方向に透過した音響 波は、 面取り部 4 6を通じて基板 4 1 を表面側から裏面側へ回り込 み、 基板 4 1の裏面を一 Y軸方向へ伝播する。 この伝播音響波は、 傾斜面取り部 4 7に到達して裏面側から表面側へ 9 0 ° 捩じれて進 行し、 基板 4 1の表面では第 2の X軸反射手段 1 4 bを透過して一 X軸方向へ進行し、 前記傾斜面取り部 4 5により表面側から裏面側 へ 9 0 ° 捩じれて Y軸方向へ進行し, 受信領域に配設された前記 X 軸受信トランスデューサ 4 2 bで受信される。 すなわち、 1つの受 信トランスデュ一サ 4 2 bで、 X軸方向および Y軸方向へ伝播した 音響波を検出できる。
さらに、 図 9および図 1 0に示す実施例では、 2個のトランスデ ユーザ ( 1つの送信トランスデューサと 1つの受信トランスデュ一 サ) を用いて X座標および Y座標データを検出している。
すなわち、 図 9に示す例では、 基板 5 1 の表面の発信領域に配設 された発信トランスデューサ 5 2からの音響波の一部は、 第 1 の X 軸反射手段 1 4 aにより一 Y軸方向に反射され、 第 2の X軸反射手 段 1 4 bにより一 X軸方向へ進行し、 基板 5 1 の表面の受信領域に X軸方向へ向いて配設された受信トランスデューサ 5 3により受信 される。
一方、 第 1の X軸反射手段 1 4 aを透過する音響波は、 基板 5 1 の表面を X軸方向に進行し、 コーナー部の傾斜面取り部 5 4により 9 0 ° 捩れて裏面に回り込み、 裏面において一 Y軸方向に進行し、 端面の面取り部 5 5により裏面から表面に進行して第 1の Y軸反射 手段 1 5 aにより一 X軸方向へ反射される。 一 X軸方向へ反射され た音響波は、第 2の Y軸反射手段 1 5 bにより一 Y軸方向に進行し、 コーナー部の傾斜面取り部 5 6により表面側から裏面側へ 9 0 ° 捩 れて回り込み、 裏面側で X軸方向に進行する。 基板 5 1の裏面で X 軸方向に進行する音響波は、 端面の面取り部 5 7により基板 5 1の 表面側に回り込み、 基板 5 1の表面において第 2の X軸反射手段 1 4 bを透過して一 X軸方向へ進行し、 受信トランスデュ一サ 5 3に より受信される。
図 1 0に示す夕ツチパネルでは、 基板 6 1の裏面の発信領域に側 部外方に向けて発信トランスデューサ 6 2が配設されている。 この 発信トランスデューサからの音響波は、 端面の面取り部 6 4におい て表面側に回り込み、 基板 6 1の表面で X軸方向へ進行し、 音響波 の一部は第 1の X軸反射手段 1 4 aにより一 Y軸方向へ反射され、 音響波の一部は X軸方向へ進行し、 第 1の X軸反射手段 1 4 aを透 過する。
一 Y軸方向へ反射された音響波は、 第 2の X軸反射手段 1 4 bに より一 X軸方向に反射され、 コーナー部の傾斜面取り部 6 6により 9 0 ° 捩れて裏面側へ回り込み、 基板 6 1の裏面に— Y軸方向に向 いて配設された受信トランスデューサ 6 3で受信される。
一方、 第 1の X軸反射手段 1 4 aを透過して X軸方向へ進行する 音響波は、 コーナー部の傾斜面取り部 6 5において表面側から 9 0 ° 捩れて裏面側へ回り込み、 裏面において一 Y軸方向へ進行し、 一 Y軸方向の端面に形成された面取り部 6 7を通じて基板 6 1の表 面側へ回り込み、 Y軸方向へ進行する。 Y軸方向へ進行する音響波 は第 1の Y軸反射手段 1 5 aにより一 X軸方向へ反射され、 第 2の Y軸反射手段 1 5 bにより一 Y軸方向へ進行する。 一 Y軸方向へ進' 行する音響波はコーナ一部の前記傾斜面取り部 6 6において表面か ら 9 0 ° 捩れて裏面に回り込み、 基板 6 1の裏面において X軸方向 へ進行し、 X軸方向の端面に形成された面取り部 6 8により表面に 回り込み、 第 2の X軸反射手段 1 4 bを透過して前記コーナー部の 傾斜面取り部 6 6で 9 0 ° の捩れで裏面に回り込み、 一 Y軸方向に 向いて配設された前記受信トランスデューサ 6 3で受信される。 本発明では、 面取り部を利用して X軸方向および Y軸方向の音響 波を収束させることができるとともに、 音響波を X軸方向および Y 軸方向に分岐させることもできる。 そのため、 トランスデューサの 個数を低減させることが可能である。
図 1 1は本発明の他の例を示す概略平面図、 図 1 2は図 1 1の V 字状又は谷状面取り部での音響波の伝播方向を示す概念図である。 基板 7 1の表面において各辺が交差する 4つのコーナー部のうち 対角するコーナー部の発信領域には、 音響波を生成して X軸方向お よび Y軸方向へ伝播させるための X軸発信トランスデューサ 7 2 a および Y軸発信トランスデューサ 7 2 bがそれぞれ配設されている。
これらの発信トランスデューサ 7 2 a , 7 2 bからの音響波の伝 播方向 (X軸および Y軸発信方向) とは逆方向 (一 X軸および一 Y 軸方向) のコーナー部には、 角度約 1 3 5 ° (例えば、 1 3 5 ± 1 0 ° ) で広がる V字状又は谷状の切込み部が形成され、 この V字状 切込み部は面取り加工され、 隣接面取り部 (収束方向変換部) 7 4 a, 7 4 bとして形成されている。 さらに、 基板 7 1の裏面のうち 前記面取り部 7 4 a , 7 4の内方部位 (受信部位) には、 V字状面 取り部 7 4 a, 7 4 bに向けて受信トランスデューサ 7 3が配設さ れている。
このような夕ツチパネルにおいて、 X軸発信トランスデューサ 7 2 aからの音響波は X軸方向に伝播し、 第 1の X軸反射手段 1 4 a により一 Y軸方向へ反射されるとともに、 第 2の X軸反射手段 1 4 bにより一 X軸方向へ進行し、 前記面取り部 7 4 aへ到達する。 ま た、 Y軸発信トランスデューサ 7 2 bからの音響波は Y軸方向に伝 播し、 第 1の Y軸反射手段 1 5 aにより一 X軸方向へ反射されると ともに、 第 2の Y軸反射手段 1 5 bにより一 Y軸方向へ進行し、 前 記面取り部 7 4 bへ到達する。 各面取り部 7 4 a , 7 4 bの辺の角 度 Θは、基板 7 1の辺に対して 6 7 . 5 ° (例えば、 6 7 . 5 ± 5 ° ) 程度である。 また、 受信トランスデューサ 7 3の軸は、 基板の各辺 に対して約 4 5 ° の角度、 すなわち、 各面取り部で回り込んで伝播 する音響波の進行方向に対して約 9 0 ° の角度で配設されている。 そして、 図 1 2に示されるように、 一 X軸方向へ進行する音響波 は、 傾斜面取り部 7 4 aにおいて 4 5 ° 捩れて表面から裏面へ回り 込み、 前記受信トランスデューサ 7 3へ収束する。 また、 一 Y軸方 向へ進行する音響波は、 傾斜面取り部 7 4 bにおいて 4 5 ° 捩れて 表面から裏面へ回り込み、 前記受信トランスデューサ 7 3へ収束す る。 そのため、 面取り部 (収束方向変換部) 7 4 a , 7 4 bにより X軸及び Y軸方向の音響波を収束させ、 収束領域に配設された 1つ の受信トランスデューサ 7 3で受信できる。
図 1 3は、 図 1 1および図 1 2に示す夕ッチパネルの変更例を示 す概略平面図である。 この例では、 ( 1 )基板 7 1の裏面において各 辺が交差する 4つのコーナ一部のうち対角部位のコーナ一部の発信 領域に、 音響波を一 X軸方向および一 Y軸方向へ伝播させて反転さ せるため、 X軸発信トランスデューサ 7 2 aおよび Y軸発信トラン スデュ一サ 7 2 bが側部外方 (一 X軸方向, 一 Y軸方向) に向けて それぞれ配設されている点、 ( 2 )各発信トランスデューサ 7 2 a , 7 2 bの発信方向 (一 X軸方向および一 Y軸方向) の端面に面取り 部 7 5 , 7 6がそれぞれ形成され、 音響波を基板 7 1の裏面から表 面に回り込ませて X軸方向および Y軸方向にそれぞれ伝播させてい る点を除いて、 図 1 1および図 1 2に示す夕ツチパネルと同様に構 成されている。
図 1 4および図 1 5は、 それぞれ、 2つのトランスデュ一サを用 いた例を示す概略平面図である。
図 1 4に示すタツチパネルでは、 基板 8 1の裏面のうち発信領域 に側部外方へ向けて配設された発信トランスデューサ 8 2からの音 響波は、 端面の面取り部 8 4を通じて基板 8 1の表面に回り込み、 X軸方向に進行する。 X軸方向に進行する音響波の一部は、 第 1の X軸反射手段 1 4 aにより一 Y軸方向へ反射され、 反射された音響 波は、 第 2の X軸反射手段 1 4 bにより一 X軸方向へ反射され、 コ ーナ一部の V字状の面取り部 8 7 aへ到達する。
また、 音響波の一部は、 第 1の X軸反射手段 1 4 aを透過してコ ーナ一部の面取り部 8 5に到達し、 9 0 ° 捩じれて表面から裏面の 一 Y軸方向へ進行し、 端面の面取り部 8 6により裏面から表面へ回 り込んで Y軸方向へ伝播し、 第 1の Y軸反射手段 1 5 aにより— X 軸方向へ反射される。 一 X軸方向へ反射された音響波は第 2の Y軸 反射手段 1 5 bにより一 Y軸方向へ導かれ、 コーナ一部の V字状面 取り部 8 7 bへ到達する。
そして、 一 X軸方向へ導かれ、 かつ V字状面取部のうち面取り部 8 7 aへ到達した X軸音響波と、 一 Y軸方向へ導かれ、 かつ V字状 面取部のうち面取り部 8 7 bへ到達した Y軸音響波は、 V字状の面 取り部 8 7 a , 8 7 bにおいて、 それぞれ 4 5 ° 捩じれて表面から 裏面へ進行して収束し、 収束領域に配設された受信トランスデュー サ 8 3により受信される。
図 1 5に示す装置では、 基板 9 1の裏面のうち発信領域に側部外 方へ向けて配設された発信トランスデューサ 9 2からの音響波は、 端面の面取り部 9 4を通じて基板 9 1の表面に回り込み、 X軸方向 に進行する。 X軸方向に進行する音響波の一部は、 第 1の X軸反射 手段 1 4 aにより一 Y軸方向へ反射され、 反射された音響波は、 第 2の X軸反射手段 1 4 bにより一 X軸方向へ反射され、 コーナー部 の V字状の面取り部 9 8 aへ到達する。
また、 音響波の一部は、 第 1の X軸反射手段 1 4 aを透過してコ —ナ一部の面取り部 9 5に到達し、 9 0 ° 捩じれて基板 9 1の表面 から裏面の一 Y軸方向へ進行し、 端面の面取り部 9 6により基板の 裏面から表面へ回り込んで Y軸方向へ伝播し、 第 1の Y軸反射手段 1 5 aにより一 X軸方向へ反射される。 一 X軸方向へ反射された音 響波は側部端面の面取り部 9 7により基板 9 1の表面から裏面へ回 り込んで一 X軸方向に伝播し、 さらに反対側の側部端面の面取り部 9 4により基板 9 1の裏面から表面に回り込んで X軸方向に伝播し、 第 2の Y軸反射手段 1 5 bにより— Y軸方向へ反射され、 コーナー 部の V字状の面取り部 9 8 bへ到達する。
そして、 一 X軸方向へ導かれ、 かつ V字状面取部のうち面取り部 9 8 aへ到達した X軸音響波と、 一 Y軸方向へ導かれ、 かつ V字状 面取部のうち面取り部 9 8 bへ到達した Y軸音響波は、 V字状の面 取り部 (収束方向変換部) 9 8 a , 9 8 bにおいて、 それぞれ 4 5 ° 捩じれて基板 9 1の表面から裏面へ進行して収束し、 収束領域に配 設された受信トランスデューサ 9 3により受信される。
なお、 前記送信トランスデューザと受信トランスデューサは互い に互換性がある。 そのため、 例えば、 前記図 1 1および図 1 2に示 す装置において、 前記受信トランスデューサ 7 3を送信トランスデ ュ一サとし、 送信トランスデューサ 7 2 a , 7 2 bを受信トランス デューザとすると、 分岐領域に配設された送信トランスデューサか らの音響波を前記 V字状面取り部により X軸方向及び Y軸方向に分 岐させ、 X軸方向からの音響波と Y軸方向からの音響波を受信トラ ンスデューザで受信できる。
図 1 6は本発明のさらに他の例を示す概略断面図であり、 この例 では、 基板の側面にトランスデューサが配設されている。 すなわち、 基板 (音響波伝播媒体) 1 0 1の表面及び裏面のうち少なく とも一 方の面と、 基板 1 0 1の側面とが交差する角部 (エッジ部) には、 アール加工により面取り部 1 0 2が形成され、 前記基板 1 0 1の側 面には送信又は受信卜ランスデューサ 1 0 3が配設されている。
このような夕ツチパネルでは、 発信トランスデューサ 1 0 3から の音響波を基板 1 0 1の側面から表面 (又は裏面) へ回り込ませて 伝播できるとともに、 表面 (又は裏面) から伝播する音響波を側面 へ回り込ませて受信トランスデューサ 1 0 3で受信できる。 そのた め、 基板 1 0 1の表面および裏面に突起が生成するのを確実に防止 できる。
本発明の夕ツチパネル (夕ツチ位置検出装置) において、 基板の コーナー領域において一方の表面から他方の表面へ音響波の進行方 向を所定角度で捩じれさせて伝播するためには、 V字状又は谷状の 切り込み部とは逆に、 図 1 7に示すように、 基板のコーナー領域に 外方へ三角形状の山形に突出し、 かつ端面が面取りされた山形に突 出部 (山形状面取り部又は分岐方向変換部) を形成してもよい。 図 1 7は山形状面取り部での音響波の伝播方向を示す概念図である。 この例では、 基板 1 1 1のコーナ一域には、 基板の側部 (例えば、 X軸反射手段の配設領域) を一 X軸方向 (又は X軸方向) へ進行す る音響被の進行方向に対して交差する傾斜面取り部 1 1 4 aと、 基 板の側部 (例えば、 Y軸反射手段の配設領域) を一 Y軸方向 (又は Y軸方向) へ進行する音響波の進行方向に対して交差する傾斜面取 り部 1 1 4 bとで構成された山形状の面取り部 (分岐方向変換部) が形成されている。 なお、 この山形状の面取り部は、 前記 V字状の 面取り部と対称的に形成されており、 傾斜面取り部 1 1 4 aと傾斜 面取り部 1 1 4 bとの間の角度は 1 3 5 ° 程度 (例えば、 1 3 5土 1 0 ° ) に形成されている。 また、 傾斜面取り部 1 1 4 a , 1 1 4 bと基板 1 1 1の辺との間の角度 0は約 2 2 . 5 ° (例えば、 2 2 . 5 ± 5 ° ) である。
そのため、 — X軸方向 (又は X軸方向) へ進行する音響波は、 傾 斜面取り部 1 1 4 aにおいて 4 5 ° 捩れて表面から裏面へ回り込み、 前記受信トランスデューサ 1 1 3へ収束する。 また、 一 Y軸方向(又 は Y軸方向) へ進行する音響波は、 傾斜面取り部 1 1 4 bにおいて 4 5 ° 捩れて表面から裏面へ回り込み、 前記受信トランスデューサ 1 1 3へ収束する。 そのため、 面取り部 1 1 4 a, 1 1 4 bにより X軸及び Y軸方向の音響波を収束させ、 収束領域に配設された 1つ の受信トランスデューサ 1 1 3で受信できる。
このように、 本発明の夕ツチパネル (夕ツチ位置検出装置) は、 X軸方向および Y軸方向に音響波が伝播可能な媒体と、 この伝播媒 体に取り付けられ、 かつ X軸方向および Y軸方向の音響波を生成さ せるための少なくとも 1つの送信トランスデューサと、 前記伝播媒 体の端面及びノ又はコーナー部位に形成され、 かつ前記送信トラン スデューサからの音響波を伝播媒体の表裏面に回り込ませて伝播さ せるための面取り部 (方向変換部) とを備えている。 そして、 少な く とも 1つの受信トランスデューサにより、 前記伝播媒体に取り付 けられ、 かつ前記面取り部を回り込んで伝播する音響波を受信し、 X座標および Y座標の夕ツチ位置を検出することができる。
本発明において、 伝播媒体の面取り部のアール (R) は、 基板の 厚みに応じて選択でき、 例えば、 0. 5 mm以上 (例えば、 0. 5 〜 5 mm、 好ましくは 0. 7〜 5 mm)、 好ましくは 1 mm以上 (例 えば、 l〜 3 mm) 程度であってもよく、 通常、 1. 2〜 2. 5 m m程度である。
なお、 伝播媒体 (基板) の材質は音響波 (弾性表面波、 特に超音 波弾性表面波) が伝播可能である限り特に制限されず、 例えば、 ガ ラス (ソ一ダライムガラス, ホウケィ酸ガラス, クラウンガラス, バリウム含有ガラス, ジルコニウム含有ガラス, ストロンチウム含 有ガラスなど), セラミックス, 金属 (アルミニウムなど), 音響減 衰率の低いポリマーなどが利用できる。 本発明では、 発信トランス デューザから受信トランスデュ一ザへの音響波の伝播距離が長くな る場合がある。 そのため、 基板 (伝播媒体) は、 低損失又は低減衰 材料、 例えば、 周波数 5 . 5 3 M H zのレイリー波を伝播させたと き、 減衰係数が 0 . 5 d B Z c m以下 (特に 0 . 3 d B / c m以下) の材料 (例えば、 ホウケィ酸ガラス, バリウム含有ガラス, ジルコ ニゥム含有ガラス, ス トロンチウム含有ガラスなど) で形成するの が好ましい。
伝播媒体の表面は、 通常、 平滑であり、 伝播媒体は、 通常、 フラ ッ トパネル又は湾曲パネル (特に低曲率パネル) で構成されている。 音響波を発信又は受信するためのトランスデューサとしては、 慣 用のトランスデューサ、 例えば、 圧電振動子と、 断面三角形状のプ ラスチックなどとで構成されたクサビ型トランスデューサなどが使 用可能である。 なお、 発信トランスデューザと受信トランスデュー ザの構造は、 通常、 使用の態様が異なる点を除いて実質的に同一で あってもよい。
本発明において、 伝播媒体の端面を面取り (アール R加工) する と、 伝播媒体の表裏面で、 音響波の進行方向を実質的に変えること なく反転 (X/- X軸又は Y/-Y軸方向変換) でき、 コーナ一部を面取 りすると、伝播媒体の表裏面で、音響波の進行方向を変えて反転(X/Y 軸方向変換) できる。 また、 コーナー部に V字状 (谷状) 又は山形 状の面取り部を形成すると、 伝播媒体の一方の面を進行する音響波 を他方の面で収束 (収束方向変換) させたり、 分岐 (分岐方向変換) させることができる。 そのため、 伝播媒体の端面及び/又はコーナ —部のうち、 音響波が回り込んで伝播する所望の部位を面取り した り、 伝播媒体の端面の少なく とも一部 (又は全周) を面取りしても よく、 伝播媒体の 4つのコーナー部の少なく とも 1つのコ一ナ一部 (又は全てのコーナ一部) を面取り加工してもよい。
前記のように、 伝播媒体の端面に面取り部を形成すると、 伝播媒 体の表面と裏面との間で音響波を反転させる (すなわち、 逆方向に 進行させる) ことができ、 基板のコーナ一部に交差面取り部を形成 すると、伝播媒体の表面と裏面との間で音響波を、例えば、約 9 0 ° の角度で変更させて進行させることができる。
なお、 コーナ一部の V字状又は山形状の隣接する面取り部を利用 して X軸音響波と Y軸音響波とを 1つのトランスデューサで受信す る必要はなく、 隣接する各面取り部の角度を適当に選択し、 X軸音 響波と Y軸音響波とをそれぞれ独立してトランスデューザで受信し てもよい。
さらに、 送信トランスデューザからの音響波を受信トランスデュ —サにより有効に受信するため、 音響波 (特に超音波) の進行方向 に対して交差する前記面取り部の幅は、 トランスデューザの長さ (幅) よりも大きくするのが好ましい。 具体的には、 音響波の進行 方向と面取り部とが直交する場合 (基板の側部端面に面取り部を形 成する場合など)、面取り部の幅はトランスデューザの幅よりも広く 形成され、 音響波の進行方向と面取り部とが直交する角度よりも 0 だけずれている場合 (基板のコーナ一部に面取り部を形成する場合 など)、 面取り部の幅は、 トランスデューサの幅 Xcos Θよりも広く 形成される。
なお、 伝播媒体の面取り部のアール (R) は、 通常、 断面半円形 状 (球面仕上げ) である。
音響波を生成する手段は、 通常、 圧電振動子 (セラミック圧電振 動子やポリマー圧電振動子など) で構成されたバルク波生成手段を 備えており、 バルク波生成手段により生成したバルク波は、 音響波 トランスデューサ (ゥエッジトランスデューサなど) により音響波 に相互に変換される。
音響波としては、 縦波モード (longitudinal mode ), 表面に対し て平行な振動方向を有する横波モー ド (horizontal ly polarized shear mode )、 表面に対して垂直な面内に振動方向を有する横波モ —ド (virtically polarised shear mode ) 力、ら選択された少なく とも 1つの発信成分を有する音響波が利用できる。 好ましい音響波 は、 レーリー (Rayleigh) タイプの波、 特に弾性表面波 (中でも超 音波弾性表面波) である。
反射手段は前記反射ァレイで構成する必要はなく、 一部の音響波 (弾性表面波など)が透過可能な 1又は複数の反射片で構成できる。 反射手段を構成する反射ァレイは、 伝播媒体の表面に凸部(ガラス, セラミックスや金属などで形成された凸部など) や溝などとして形 成された反射アレイ素子の集合体 (反射アレイ群) であってもよい。 各反射アレイ素子は、 通常、 互いにほぼ平行に形成されており、 反 射片ゃ各反射アレイ素子の角度は、 音響波を X軸方向及び Y軸方向 に伝播させるため、 通常、 X軸又は Y軸に対してほぼ 4 5 ° であつ てもよい。 なお、 反射アレイにおいて、 アレイ素子の間隔 (ピッチ) は、 X軸や Y軸方向へ音響波を反射させる場合、 通常、 音響波の進 行方向へいくにつれて密に形成されている。反射片ゃ反射ァレイは、 スクリーン印刷などを利用して形成できる。
反射手段は、 通常、 音響波生成手段からの音響波の進路の少なく とも一部に沿って配置された一連のエレメント (第 1 の反射手段) と、 第 1の反射手段からの音響波の反射方向の軸を横切る進路に沿 つて配置された一連のエレメント (第 2の反射手段) とで構成され ている。
本願明細書は、 圧電振動子などによりバルク波を励起する工程、 前記バルク波から変換された波動モードを有する音響波を生成する 工程、 前記音響波を前記伝播媒体の端面又はコーナー部において表 面と裏面との間で回り込ませて、 前記伝播媒体の裏面又は表面に伝 播させる工程、 伝播媒体の表面での音響波の摂動 (夕ツチに伴って 生じる音響波の乱れ) を検出する工程とで構成された、 接触位置検 出方法も開示する。 この方法において、 前記励起工程と、 音響波の 伝播工程との間に、 音響波の一部を反射して伝播媒体の表面又は裏 面に音響波を伝播させるための反射工程が介在していてもよい。
この方法においては、 音響波生成手段により生成した音響波を、 X軸反射手段および Y軸反射手段を利用して、 伝播媒体の表面の X 軸および Y軸に沿って伝播させ、 伝播媒体の表面での音響波の摂動 を検出する方法において、 伝播媒体の表面, 裏面又は側面で音響波 を生成させ、 生成した音響波、 又は X軸反射手段又は Υ軸反射手段 により反射した音響波を、 伝播媒体の端面又はコーナー部に形成さ れた面取り部を通じて伝播媒体の表裏面で相互に回り込ませて伝播 させる方法が採用できる。
本発明の夕ツチパネル装置には、 伝播媒体表面への夕ツチに応答 して、 音声を発する音声生成手段や報知手段、 夕ツチ位置を表示す るための表示手段、 夕ツチ位置に応答して表示領域の画像をコント ロールするための制御手段 (例えば、 表示画面の切替や消去手段)、 他の駆動装置の制御手段などを接続してもよい。 産業上の利用可能性
本発明の夕ツチパネル (夕ツチ式座標入力装置) は、 ブラウン管 などの曲面を有する通常のディスプレイのみならず、 パネル表面が フラッ ト又は低曲率のディスプレイ、 例えば、 液晶ディスプレイや プラズマディスプレイなどにも好適に利用できる。
本発明の夕ツチパネルでは、 伝播媒体の表面での突起が生成する のを防止でき、 厚みの薄い表示装置 (L C Dモニタなど) に対する 適合性を高めることができるとともに、 構成を簡素化できる。 また、 面取り部を利用することにより、 トランスデューサの個数を 2〜 3 個に低減することも可能である。 さらに、 回路構成及び信号処理を 簡素化できる。 実施例
以下に、 実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、 本発 明はこれらの実施例により限定されるものではない。
実施例 1
厚み 2 . 8 m mのソーダガラス基板を用い、 図 3に示す構造の 1 0 . 4インチ L C Dモニタ一用夕ツチパネルを作製した。 なお、 ト ランスデューサとしては、 紫外線硬化型接着剤を用いて、 圧電振動 子 (共振周波数 5 . 5 M H z ) が取付けられたプラスチック製くさ び形トランスデューサ (高さ約 3 m m ) を用いた。 また、 反射ァレ ィは、 特開昭 6 1 — 2 3 9 3 2 2号公報の記載に準じて、 前記ガラ ス基板表面の周縁部において X軸方向、 Y軸方向に、 それぞれ、 一 対の発振側反射アレイと受信側反射アレイとをガラスペース トを用 いてスクリ一ン印刷により形成し、 4 5 0 °Cで焼成することにより 形成した。
各圧電振動子の電極に半田付けにて電線ケーブルを接続し、 それ らの電線ケーブルを、 コネクタ一を介して、 コント口一ラーに接続 した。 コントローラ一としては、 市販の超音波方式のコントローラ 一 (夕ツチパネルシステムズ (株) 製, 1 055E 1 01 ) を用いた。 コン トローラーには、 受信信号を解析して入力位置を検出するためのパ 一ソナルコンピュータ一を接続した。
比較例 1
トランスデューサを基板の表面に取付ける以外、 実施例 1 と同様 にして L C Dモニター用タツチパネルを作製した。
比較例 2
基板の表面のうち端部 (発信および受信領域) に、 外方が下降し た傾斜面を形成 (スロープ加工) し、 この傾斜面にトランスデュ一 サを取付けることにより トランスデューサによる突起部の高さを低 減する以外、 実施例 1 と同様にして L C Dモニタ一用夕ツチパネル を作製した。
そして、 上記夕ツチパネルの外形寸法とともに、 基板の表面およ び裏面での特記の有無と高さ、 相対信号強度を測定したところ、 表 1 に示す結果を得た。 なお、 相対信号強度は、 比較例 1 の信号強度 を 1 0 0として算出した。 実施例 1 比較例 1 比較例 2 外形寸法 〇 238 X Δ 240.5 X Δ 240.5 X
184.5mm 187mm 187mm 表面の突起高さ ◎ なし X 約 3 mm △ 約 1 mm 裏面の突起高さ Δ 約 3 mm © なし ◎ なし
相対信号強度 〇 約 9 0 O 1 0 0 Δ 約 4 0〜 7 0 表 1 に示されるように、 実施例の夕ツチパネルでは、 信号強度が 殆ど低下することなく、 外形サイズを小さくできるとともに、 基板 表面での突起部がなく、 L C Dモニターへの適合性が高い。 また、 基板の裏面には、 約 3 m m程度の突起が認められるものの、 パネル の裏面と L C D表示装置との間には、 クリアランスが形成されるの で、 実用的には何ら支障がない。
なお、 ここ数年、 L C Dモニターは極めて薄く、 表示領域に対し て外径寸法は非常に小さくなつている。 このような L C Dモニター のための夕ツチパネルには、 表示領域に対して外径寸法が小さく、 しかも薄いことが要求される。 本発明の夕ツチパネルは、 このよう な要求に十分対応できる。
実施例 2
厚み 2 . 8 m mのソーダガラス基板を用い、 図 5に示す構造の 1 5インチドーム型 C R Tモニタ一用夕ツチパネルを作製した。なお、 トランスデューサ、 反射アレイは前記と同様にして形成した。 また、 各圧電振動子の電極に半田付けにて電線ケーブルを接続し、 それら の電線ケーブルを、 コネクターを介して、 コントローラ一に接続し た。 コントローラ一としては、 市販の超音波方式のコントローラ一 (夕ツチパネルシステムズ (株) 製, 1 05 5E 1 0 1 ) を用いた。 コント 口一ラーには、 受信信号を解析して入力位置を検出するためのパー ソナルコンピューターを接続した。
なお、 C R Tモニタ一のブラウン管は、 4つのコーナ一部を面取 りした長方形状をしており、 このブラウン管に対応する夕ツチパネ ルでは、 通常、 3つのコーナー部にトランスデューサを配置する力 面取り した長方形状の基板では、 トランスデューサを取付けるため のコーナ一部にアール (R ) が形成されているため、 スロープ加工 が困難となる。 そのため、 スロープ加工した基板についてタツチパ ネルは作製しなかった。
比較例 3
トランスデューサを基板の表面に取付ける以外、 実施例 2と同様 にして C R Tモニタ一用夕ツチパネルを作製した。
そして、 前記実施例 1 と同様にして夕ツチパネルを評価したとこ ろ、 表 2に示す結果を得た。 なお、 相対信号強度は、 比較例 3の信 号強度を 1 0 0 として算出した。
表 2
Figure imgf000027_0001
表 2から明らかなように、 実施例の夕ツチパネルでは、 基板表面 での突起部がなく、 実用的に支障のないレベルの信号強度が得られ た。 また、 基板の裏面には、 突起が認められるものの、 ブラウン管 とパネルとの間には、 通常、 3 m m程度のクリアランスが設けられ るため、 実用的には何ら支障がない。
なお、 近年は、 陰極管 (C R T ) モニターも、 フラッ トで、 曲率 が大きくなる傾向を示す。 また、 モニタ一の前面カバ一もブラウン 管から大きく盛り上がることなく、 ブラウン管と前面カバ一との隙 間は狭くなる傾向にある。 本発明のタツチパネルは、 このような要 求に十分対応できる。

Claims

請求の範囲
1 . 音響波が伝播可能な媒体と、 この伝播媒体に取り付けられ、 かつ前記音響波を発信又は受信するためのトランスデューザとを備 えた夕ツチパネルであって、 前記伝播媒体の端面及び/又はコーナ 一部が面取りされている夕ツチパネル。
2 . 面取り部を通じて、 音響波伝播媒体の表面と裏面との間で 音響波が相互に伝播可能であり、 前記音響波伝播媒体の表面及び Z 又は裏面にトランスデューサを備えている請求項 1記載のタツチパ ネル。
3 . 伝播媒体の端面及び Z又はコーナ一部が断面半球面状に形 成されている請求項 1記載のタツチパネル。
4 . 伝播媒体のコーナー部が、 隣接する各辺に対して約 4 5 ° の角度で切取られ、 かつ面取りされている請求項 1記載のタツチパ ネル。
5 . 音響波伝播媒体の表面及び裏面のうち少なく とも一方の面 と、 音響波伝播媒体の側面との角部が面取りされ、 前記伝播媒体の 側面にトランスデューザが配設されている請求項 1記載の夕ツチパ ネル。
6 . 伝播媒体のコーナ一部に形成された V字状の切込み部又は 山形状の突出部と、 この切込み部又は突出部に形成され、 かつ X軸 方向及び Y軸方向の音響波を収束可能又は音響波を X軸方向及び Y 軸方向に分岐可能な面取り部と、 この面取り部の近傍のうち音響波 の収束又は分岐領域に取り付けられたトランスデューザとを備えて いる請求項 1記載の夕ツチパネル。
7 . V字状の面取り部を構成する隣接辺間の角度が、約 1 3 5 ° であり、 かつ前記面取り部の各辺と伝播媒体の辺との角度が、 約 6 7 . 5 ° である請求項 1記載の夕ツチパネル。
8 . 山形状の面取り部を構成する隣接辺間の角度力 S、約 1 3 5 ° であり、 かつ前記面取り部の各辺と伝播媒体の辺との角度が、 約 2 2 . 5 ° である請求項 1記載の夕ツチパネル。
9 . 少なく とも 1つのトランスデューサが伝播媒体の裏面に配 設されている請求項 1記載の夕ツチパネル。
1 0 . 2〜 3個のトランスデューサを備えている請求項 1記載 のタツチパネル。
1 1 . 面取り部のアール (R ) が 0 . 5 m m以上である請求項 1記載の夕ッチパネル。
1 2 . X軸方向および Y軸方向に音響波が伝播可能な媒体と、 この伝播媒体に取り付けられ、 かつ X軸方向および Y軸方向の音響 波を生成させるための少なくとも 1つの送信トランスデューザと、 前記伝播媒体の端面及び Z又はコーナ一部位に形成され、 かつ前記 送信トランスデューザからの音響波を伝播媒体の表裏面に回り込ま せて伝播させるための面取り部と、 前記伝播媒体に取り付けられ、 かつ前記面取り部を回り込んで伝播する音響波を利用して X座標お よび Y座標の夕ツチ位置を検出するための少なく とも 1つの受信ト ランスデューザとを備えている夕ツチ位置検出装置。
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