WO2004044726A1 - 音響波型接触検出装置 - Google Patents

Abstract

FPC4は、分岐線4a、4bとコントローラ6に接続される連結線4cから構成されている。連結線4cの10本のプリント配線64のうち、プリント配線64d～64gの4本が、センサとしての変換器12、14に接続された受信線であり、これらのプリント配線64d～64gの両側にグランド(接地)用のプリント配線64c、64hが配置されている。そして、このグランド用のプリント配線64c、64hの外側には信号線64b、64iが配置され、さらにその外側には、グランド用のプリント配線64a、64jが夫々配置されて、信号線を囲むシールドが形成される。この関係は、分岐線4a、4bにおいても維持されている。

Description

糸田 音響波型接触検出装置 技術分野

本発明は超音波方式によるタツチパネルのような、 音響的に接触位置を検出 するための音響波型接触検出装置に関するものである。 背景技術

超音波による音響波型接触検出装置は、 例えば、 パーソナルコンピュータの 操作画面、駅の切符の自動販売機、コンビニエンスストァに設置された複写機、 或レヽは金融機関の無人端末機等に使用されている。 これらの音響波型接触検出 装置においては、 ガラス等の基板上に配置された圧電振動子 （ピエゾ素子） を 含むトランスデューサが使用されている。 このトランスデューサは、 バルク波 の発生手段として使用されるとともに、 タツチパネルにタツチした指等により 散乱された音響波を検出するセンサとしても使用される。 そしてこれらのトラ ンスデューサと、 制御回路のコントローラを接続するのに絶縁被覆により絶縁 された電線が使用されていた。

しかし、 この種の電線は断面が円形であり、 基板の縁部に沿って基板上に配 設したときに嵩張って、 余分なスペースを必要とするという問題があった。 ま た、 基板の周縁部が、 べゼル等に覆われてスペースに余裕がない場合は、 配設 が困難となる場合もあった。

また、 フレキシブル基板に回路を印刷した F P C (フレキシブル印刷回路） 等のフラットケーブルが用いられることもある （例えば、 特開平 6— 3 2 4 7 9 2号公報 （第 2頁、 図 1 ) ) 。

基板との接続に F P Cを用いた場合は、 F P Cに形成された信号回路 （信号 線） に外部電磁波が進入し易くなり、 また、 信号線から外部に向けて電磁波が 放射されてしまうという問題がある。 この理由は、 F P Cの信号線が外部に概 ね露出した構成となっているためである。 前述の特許文献に開示された F P C の場合は、 F P C基材より大き目のシールド電極により F P Cを覆ってシール ドを構成している。 し力 ^し、 この構成は、 別部材を必要とし高価になる。 本願発明は、 以上の点に鑑みてなされたものであり、 基板上に配線したとき に嵩張らず、 耐 EM I (電磁妨害） 性に優れた安価な音響波型接触検出装置を 提供することを目的とする。 発明の開示

本発明の音響波型接触検出装置は、 音響波が伝搬する表面を有する基板と、 音響波生成手段と、 生成された音響波を基板表面に沿つて伝搬させる反射ァレ ィと、 表面での物体の接触による音響波の変化を検出する検出手段と、 制御手 段としてのコントローラとを備える音響波型接触検出装置において、 音響波生 成手段および検出手段の少なくとも一方とコントローラとがフレキシブル平面 配線 (Flexible Flat Wiring)により接続され、 フレキシブル平面配線は、 信号線の 少なくとも片側にグランド線が配置された配線パターンを有していることを特 徴とする。

ここでいう平面配線とは、 F P Cおよび F F Cを含むものとする。

また、 フレキシブル平面配線は、 信号線が複数本並列に配置された信号線群 を有するとともに、 信号線群の両側にグランド線が配置された配線パターンを 有するよう構成することができる。

ここでいう音響波は、 基板表面上を伝搬する弾性表面波の他に、 薄い基板内 を基板の表面に沿って伝搬する超音波も含む。

また、 音響波生成手段はモード変換要素および超音波振動子を含むことがで きる。 このモード変換要素は、 基板に一体に形成された平行な複数本の突条か ら構成することができる。

また、 検出手段は、 変換器とすることができる。 この変換器は基板の裏面に 接着される型式のものでもよく、 或いは、 基板表面に接着する三角柱のプリズ ムの一辺に接着されるゥエツジ型変換器であってもよレ、。

本発明の音響波型接触検出装置は、 音響波生成手段および検出手段の少なく とも一方とコントローラとがフレキシブル平面配線により接続されている。 そ して、 このフレキシブル平面配線は、 信号線の少なくとも片側にグランド線が 配置された配線パターンを有しているので、 信号線がグランド線により電磁的 にシールド （遮蔽） されて、 耐 E M I性に優れた音響波型接触検出装置とする ことができる。 また、 シールドのための付加的な構造物も必要ないので、 安価 なものとすることができる。

さらに、 フレキシブル平面配線が、 複数の信号線が並列に配置された信号線 群を有するとともに、 信号線群の両側にグランド線が配置された配線パターン を有する場合は、 信号線群をまとめて効率的にシールドして耐 E M I性を向上 させることができる。 また。 これによつて、 フレキシブル平面配線を小型化で きる。 F P Cの価格は、 その面積に略比例するので、 小型化により安価にする ことができる。 図面の簡単な言兌明

図 1は、 本発明の音響波型接触検出装置に使用されるタツチパネルの正面図 図 2は、 基板に接着されている F P Cを示す正面図

図 3は、 F P Cの全体を示す概略平面図

図 4は、 図 3において Bで示す部分を拡大した F P Cの部分拡大図 図 5は、 図 1に示す反射アレイに対応する、 反射アレイの正面図

図 6は、 図 1に対応する拡散格子をモード変換要素とともに示す正面図 図 7は、 拡散格子を反射アレイとともに示す部分拡大図

図 8は、 拡散格子を反射ァレイとともに示す部分拡大図

図 9は、 拡散格子の変形例を示す拡大図

図 1 0は、 拡散格子と反射アレイの相対的な位置関係を示す正面図 図 1 1は、 図 1の基板を矢印 A方向から見た部分概略拡大図 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の音響波型接触検出装置 （以下、 単に装置という） の好ましい 実施の形態について、 添付図面を参照して説明する。

図 1は、 装置 1に使用されるタツチパネル 3の正面図である。 図 1に示すよ うに、 タツチパネル 3は、 矩形のガラス板から構成された基板 2と、 この基板 2に取り付けられた F P C (フレキシブル印刷回路） 4と、 この F P C 4と電 気的に連結された制御部 （コントローラ） 6から構成されている。

F P C 4は、 基板 2の横長方向即ち図中矢印 Xで示す X軸方向に沿う分岐線 4 aと、 X軸と直交する、 矢印 Yで示す Y軸方向に沿う分岐線 4 bとに分岐し ている。 F P C 4には、 超音波を発生する変換器 （バルク波生成手段） 8、 1 0と、 センサとなる変換器 （検出手段） 1 2、 1 4が取り付けられている。 また、 基板 2の表面即ち図 1において手前側には、 Y軸に沿って多数の斜め の傾斜線 1 6からなる反射アレイ 1 8と、 この反射アレイ 1 8に対向して、 多 数の傾斜線 2 0からなる反射アレイ 2 2が、 基板 2の側縁 4 4近傍に各々形成 されている。 さらに X軸に沿って、 基板 2の上縁 2 4近傍に多数の傾斜線 2 6 からなる反射アレイ 2 8と、 この反射アレイ 2 8に対向して多数の傾斜線 3 0 からなる反射アレイ 3 2が、 基板 2の下縁 4 5近傍に沿って形成されている。 これらの反射アレイ 1 8、 2 2、 2 8、 3 2のパターンは、 特開昭 6 1— 2 3 9 3 2 2号および特開 2 0 0 1 - 1 4 0 9 4号の各公報に開示されたものであ る。 なお反射アレイ 1 8、 2 2、 2 8、 3 2を総括して反射アレイ 3 3という。 この反射アレイ 3 3によって音響波が反射されて、 基板 2の表面上を伝搬する ようになっている。

前述の変換器 8、 1 0、 1 2、 1 4は、 基板 2の裏面に接着されており、 こ の変換器 8、 1 0、 1 2、 1 4に対応して、 基板 2の表面にモード変換要素 （グ レーティング） 7 8、 8 0、 8 2、 8 4が夫々形成されている。 この構成につ いて、 図 1 1を参照して、 代表としてモード変換要素 8 0を取り上げて説明す る。 図 1 1は、 図 1の基板 2を矢印 A方向から見た部分概略拡大図である。 図 1 1のモード変換要素 8 0は、 ガラスペーストを焼結して基板 2上に形成され、 互いに離隔した平行な複数の突条 8 0 aから構成されている。 図 1 1に示す突 条 8 0 aは、 実際は紙面と直交方向に延びている。

この突条 8 0 aの幅は、 約 4 0 0マイクロメ一トル、 高さは、 約 3 5マイク 口メートル以上になるように設定されている。 この突条 8 0 aの相互の間隔を 変えることによって、 バルク波の反射方向が変わる。 本実施形態では、 突条 8 0 aの真横に表面弾性波が発生するような間隔に形成されている。 このモード 変換要素 8 0の反対側には、 変換器 1 0が基板 2に接着され、 且つ F P C 4の 分岐線 4 bとはんだ 5により電気的に接続されている。 他のモード変換要素 7 8、 8 2、 8 4も、 同様の構成を有している。 モード 変換要素 7 8、 8 0、 8 2、 8 4のうち、 7 8、 8 0で示すモード変換要素 （音 響波生成手段） は、 発信側の変換器 8、 1 0から生成されたバルク波を表面弾 性波に変換するものである。 しかし、 モード変換要素 8 2、 8 4は、 基板 2の 表面を伝搬した表面弾性波 （音響波） を再度バルク波に変換するものである。 変換器 1 0から発した約 5 . 5 MH z.の超音波振動 （バノレク波） は、 基板 2 の裏面から内部を通って基板 2の表面にあるモード変換要素 8 0に達すると、 モード変換要素 8 0により表面弾性波に変換されて、 モード変換要素 8 0の突 条 8 0 a.と直角に反射アレイ 3 2の方向に伝搬 （反射） される。 そして、 反射 アレイ 3 2の、 内側に傾斜した多数の傾斜線 3 0により反射され、 反射ァレイ 2 8に向けて基板 2の表面を伝搬し、 反射アレイ 2 8の、 内側に傾斜した線 2 6に達する。

モード変換要素 7 8、 8 0において、 表面弾性波に変換されずに残ったバル ク波は、 特定の方向に放射されず、 モード変換要素 7 8、 8 0を中心に四方八 方に伝搬する。 そのバルク波の一部は、 変換器 1 2、 1 4に伝わると本来の信 号検出を妨害し得る不要波となる。 また、 モード変換要素 7 8、 8 0は前述の 複数の突条から構成され、 基本的にはこれら突条に対して直交する方向に表面 波を発生するが、 意図しない方向に僅かな表面波を発生することがわかってい る。 この表面波も信号検出を妨害し得る不要波となる。 これらの不要波が変換 器 1 2、 1 4に達すると、 変換器 1 2、 1 4にノイズ信号を発生させることに なる。

反射ァレイ 2 8に達した表面弾性波は、 さらに反射されてモード変換要素 8 4に向けて伝搬される。 モード変換要素 8 4に達した表面弹性波は、 このモー ド変換要素 8 4により、 バルク波に変換されて基板 2の裏面にある、 センサと なる受信側の変換器 1 4にその振動が伝搬されて、 変換器 1 4により電気信号 に変換される。

変換器 8から発した超音波振動 （バルク波） も同様にして、 モード変換要素 7 8により表面弾性波に変換されて、 反射アレイ 1 8と反射アレイ 2 2を経て モード変換要素 8 2に入射される。 表面弾性波はこのモード変換要素 8 2によ りバルタ波に変換されてセンサとなる変換器 1 2に伝搬され、 電気信号に変換 される。

このように、 表面弾性波は、 反射アレイ 18、 22、 28、 32によって力 バーされる基板 2上の領域全てに満遍なく伝搬するので、 この領域内に、 例え ば、 指 （物体） により、 基板 2に接触 （タツチ） すると、 この指により遮られ た表面弾性波は、 消えるか、 或いは減衰する。 そして、 この表面弾性波の変化 に伴う信号の変化は、 センサとしての変換器 1 2、 14力 ら、 センサに組み合 わされているコントローラ 6のタイミング回路 （図示せず） へ送られて、 コン トローラ 6により、 指が接触した位置の幾何学的座標が決定される。

表面弾性波は、 反射ァレイ 33における各傾斜線 16、 20、 26、 30の 1つ 1つにより反射されるが、 1つの傾斜線においては到達した表面弾性波の 0. 5%〜1°/₀が反射され、 他は隣接する後続の傾斜線に向けて透過し、 後続 の傾斜線で順次反射するようになつている。

装置 1では、 前述のノィズを低減するために不要波を散乱させて消去する不 要波散乱手段即ち拡散格子が、 基板 2の表面に形成されている。 この拡散格子 は、 図 1では、 34、 36、 38で示す矩形部分と、 上縁 24に沿う傾斜線 4 0、 42からなる拡散格子 43および側縁 44に沿う傾斜線 46、 48からな る拡散格子 49を含む。 これらの傾斜線 40、 42、 46、 48は、 前述の反 射アレイ 18、 22、 28、 32とは異なる機能を有する第 2の反射アレイを 構成している。 また、 拡散格子 34、 36、 38内にも第 2の反射アレイが構 成されている （図 7) 。 これらの拡散格子 34、 36、 38、 43、 49につ いての詳細は、 後述する。 なお、 拡散格子を総括して 50で示す。

次に、 図 2から図 4を参照して、 基板 2に接着されている F PC 4について 説明する。 図 2は、 基板 2に接着されている F PC 4を示す正面図である。 F PC 4は、 基板 2の裏面に接着されているが、 図 2では便宜上実線で示してあ る。 なお、 図 2では、 反射アレイ 33および拡散格子 50は省略されている。 図 3は、 F PC 4の全体を示す概略平面図である。 図 4は、 図 3において Bで 示す部分を拡大した F P C 4の部分拡大図である。 図 3および図 4に示す F P C 4は、 図 2において基板 2の裏面から F PC4を見た状態と夫々対応してい る。

図 3および図 4に示すように、 FPC4は、 一端に、 センサとなる変換器 1 2、 14に夫々対応する電極 5 2、 54を有する。 これらの電極 5 2、 54は、 前述の如く、 基板 2に接着された変換器 1 2、 1 4に、 上からはんだ付け、 銀 ペースト等の導電性接着剤、 または異方導電性接着剤等により接続される。 即 ち、 変換器 1 2、 1 4は、 F PC4と基板 2の裏面との間に位置する。 FPC 4は、 前述の分岐線 4 a、 4 bと、 コントローラ 6に接続される連結線 4 c力 ら構成されている。

連結線 4 cと分岐線 4 aは、 同じ長さを有し、 帯状に一体に形成されている (図 3) 。 連結線 4 cと分岐線 4 aは、 それらの間で長手方向に形成されたミ シン目 5 6により分離できるようになっている。 分岐線 4 aの他端には、 変換 器 8が接続される電極 58が形成され、 連結線 4 cの他端には、 コントローラ 6に連結される電極 6ひが形成されている。 また、 分岐線 4 bの他端には、 変 換器 1 0に接続される電極 6 2が形成されている （図 3) 。

図 4に示すように、 コントローラ 6に接続される連結線 4 cのプリント配線 64は、 プリント配線 64 a、 64 b、 64 c、 64 d、 64 e、 64 f 、 6 4 g、 64 h、 64 i、 64 jの 1 0本が形成されている。 ここで重要なこと は、 センサとしての変換器 1 2、 1 4に接続された、 受信線となる 4本のプリ ント配線 64 d〜 64 gで信号線群が構成され、 この信号線群の両側にグラン ド （接地） 用のプリント配線 64 c、 64 hが配置されている点である。

そして、 このグランド用のプリント配線 64 c、 64 hの外側には、 発信用 の変換器 8、 1 0に夫々接続される信号線となるプリント配線 64 b、 64 i が配置され、 さらにその外側には、 グランド用のプリント配線 64 a、 64 j が夫々配置されている。 このことは、 受信線 （信号線） となるプリント配線 6 4 d〜64 gが、 グランド線 64 c、 64 hによって囲まれ、 発信線 （信号線） となるプリント配線 64 b、 64 i力 夫々グランド線 64 a、 64 cおよび 64 h、 64 jによって囲まれてシールドが形成されていることを示している。 この関係は、 分岐線 4 a、 4 bにおいても維持されている。 これによつて、 プ リント配線 64 b、 64 d、 64 e、 64 f 、 64 g、 64 iから構成される 信号線群が、 外部からの電磁波の影響を受けにくくなり、 また、 逆に電磁波を 外部に発生しにくくするという効果を奏する。 上記の構成により、 基板 2に沿 つて F P C 4を配設して受信線を長く引き延ばす場合に、 耐 EM I性は特に効 果的となる。

なお、 図中 6 6、 6 8で示すのは、 分岐線 4 bの折曲線である。 分岐線 4 b はこの折曲線 6 6に沿って、 図 4における紙面の手前側に 1回折り曲げられ、 反対側になった電極 6 2 (図 3 ) を変換器 1 0に向けるため、 さらに、 折曲線 6 8に沿って紙面の向こう側に折り曲げられる。 この折曲部は、 図 2に 6 9で 示す。 このようにして、分岐線 4 bは、基板 2の側縁 4 4に沿って配置される。 なお、 F P C 4は、 基板 2に接着剤 （図示せず） 等により接着されて固定され る。

次に、 図 5に、 前述の反射アレイ 3 3のみの配置を示す。 図 5は、 図 1に示 す反射アレイ 3 3に対応する、 反射アレイ 3 3の正面図である。 他の不要波散 乱手段の拡散格子 3 4、 3 6、 3 8等は省略してある。 各反射アレイ 1 8、 2 2、 2 8、 3 2の傾斜線 1 6、 2 0、 2 6、 3 0は、 4 5 ° の傾斜を有してお り、 表面弾性波を対向する反射アレイに向けて反射するようになっている。 こ れらの反射アレイ 3 3は、 鉛ガラスの微粉末をペースト状にしたものをスクリ ーン印刷等により基板 2の表面に印刷し、 約 5 0 0 ° Cで焼結して形成される。 なお、 図中 2 5で基板 2の隅部を部分的に示す。 また、 反射アレイの材料とし て、 紫外線硬化型の有機系インク、 または有機系インクに反射率を向上させる ための金属粉末からなるフイラ一を添加したものを使用してもよい。

傾斜線 1 6、 2 0、 2 6、 3 0の間隔が発信側の変換器 8、 1 0から離れる に従って狭く、 高密度になっているのは、 傾斜線 1 6、 2 0、 2 6、 3 0を通 過するに従って表面弾性波の強度が減衰するので、 この減衰量を補って平均的 に基板 2の表面に表面弾性波が伝搬するようにするためである。 なお、 反射ァ レイ 2 2、 2 8は、 基板 2の上縁 2 4、 側縁 4 4 (図 1 ) から僅かに内側に配 置されている。 この理由は、 後述する、 拡散格子 5 0の傾斜線 4 0、 4 2、 4 6、 4 8力 その外側に配置できるようにするためである。

次に、 図 6を参照して、 不要波散乱手段となる拡散格子 5 0について説明す る。 図 6は、 図 1に対応する、 拡散格子 5 0をモード変換要素 7 8、 8 0、 8 2、 8 4とともに示す正面図である。 前述の第 2の反射アレイを構成する傾斜 線 4 0、 4 2は、 基板 2の上縁 2 4近傍で、 互いに逆向きの角度に形成されて いる。 そして、 その角度は、 基板 2の中央部近傍で垂直に近く形成され、 基板 2の端部に行くに従って小さな角度に漸次変化している。 また、 第 2の反射ァ レイを構成する他の傾斜線 4 6、 4 8も同様に互いに逆の傾斜を有するように 形成され、 且つその角度が漸次変化している。 この理由は、 不要波を同じ方向 に反射させずに、 種々の方向に拡散させる、 即ち乱反射させるためである。 これらの傾斜線 4 0、 4 2、 4 6、 4 8は、 従来のテープ等が貼付されてい た部分に位置している。 即ち傾斜線 4 0、 4 2、 4 6、 4 8は、 テープに置き 換わるべく形成された部分である。 この領域に達した不要波は、 これらの傾斜 線 4 0、 4 2、 4 6、 4 8により乱反射されて、 受信側の変換器 1 2、 1 4に 達しないようにされる。 超音波振動エネルギーの減衰は、 超音波の周波数、 振 動モードおよびガラスの種類によって異なる。 代表的なソーダライムガラスに おける約 5 . 5 MH zの表面弾性波では、 基板 2を 4 0 c m伝搬すると、 その 強度は約 1 / 1 0程度に減衰する。 従って、 乱反射された不要波は、 基板 2上で 反射を反復するうちに急速に減衰して消え去る。

また、 矩形の拡散格子 3 4、 3 6、 3 8は、 4 5 ° または一 4 5 ° と異なる 角度を有する、 互いに離隔した突条即ち傾斜線が複数個集まって形成されてい る。 図 7および図 8を参照してその形状を説明する。 図 7および図 8は、 夫々 拡散格子 3 6、 3 8を反射アレイとともに示す部分拡大図である。 図 7には拡 散格子 3 6が示されており、 傾斜線 3 6 aは、 反射アレイ 1 8、 3 2の夫々の 傾斜線 1 6、 3 0と比較して、 その角度が異なっているのが明瞭に示されてい る。 また、 図 8には、 同様に急角度の傾斜線 3 8 aを有する拡散格子 3 8が示 されている。

これらの拡散格子 3 6、 3 8も基板 2の表面に伝搬する不要波を 4 5 ° また は— 4 5 ° 以外の角度で外方へ乱反射させて消去するためのものである。 拡散 格子 3 4については、 拡大して示さないが同様な形状および機能を有している。 また、 拡散格子 3 4の傾斜線および拡散格子 3 6、 3 8の傾斜線 3 6 a、 3 8 aは、 同じ拡散格子内で、平行であってもよいし、角度が漸次異なってもよい。 拡散格子 3 4、 3 8は、 所定の方向からそれて伝搬する表面弾性波が受信側の 変換器 1 2、 1 4に到達する経路を断つ機能も有する。

これらの拡散格子 5 0は、 反射アレイ 3 3と同様に鉛ガラスの微粉末をべ一 スト状にしたものをインクとして、基板 2上に印刷されたものである。従って、 反射アレイ 3 3を形成するときに、 同時に印刷することができ、 生産性が向上 し、 製造コストも低減できる。

図示した拡散格子 3 6、 3 8の傾斜線 3 6 a、 3 8 aは、 複数の突条からな るものであるが、 必ずしも突条に限定されるものではなく種々の変形例が考え られる。 この変形例を図 9に示す。 図 9は、 拡散格子の変形例を示す拡大図で ある。 この拡散格子 5 1は、 平面視が菱形の多数の突起 5 1 aの集合によって 構成されている。 この拡散格子 5 1に達した不要波は、 これらの突起 5 l aに よって構成された領域内で、 突起 5 1 a間で反射を繰り返しながら減衰するよ うになつている。 突起の形状は、 菱形に限らず、 平面視が矩形、 三角形等の多 角形、 或いは楕円等任意の形状としてよい。

次に、 図 1 0に、 基板 2の表面に形成された拡散格子 5 0と反射アレイ 3 3 の相対的な位置関係を正面図で示す。 傾斜線 4 0、 4 2が反射アレイ 2 8の外 側に位置し、 傾斜線 4 6、 4 8が反射アレイ 2 2の外側に位置しているのが明 瞭に示されている。 拡散格子 3 4、 3 6、 3 8は、 反射アレイ 3 3を反射され ずに透過した音響波 （表面弾性波） 力 透過の直後に、 反射アレイ 3 3で反射 される方向とは異なる方向へ反射されるように配置されている。

より具体的には、 例えば、 変換器 8およびモード変換要素 7 8で生成された 表面弾性波が、 反射アレイ 1 8を通過する間に反射アレイ 2 2に向けて反射さ れる。 しカゝし、 反射アレイ 1 8で反射されずに、 反射アレイ 1 8を透過した表 面弾性波は拡散格子 3 6に達する。 拡散格子 3 6は、 図 7に示すように表面弾 性波を基板 2の外側に向けて反射させるように機能する。 即ち本来の反射方向 とは逆に反射させて、 受信側の変換器 1 2にノイズを生じる超音波振動が到達 しないようにしている。

また、 基板 2の縁部に沿って形成された拡散格子 5 0の傾斜線 4 0、 4 2、 4 6、 4 8は、 基板 2の表面上を伝搬するバルタ波を乱反射させて減衰させる ように構成されている。通常、モード変換要素 7 8、 8 0によってバルク波は、 表面弾性波に変換されるが、 1 0 0 %変換されずに残ったバルク波は、 所定方 向外に伝搬するので、 これらの不要なバルク波を減衰させるのに使用される。 また、 モード変換要素 7 8、 8 0で表面弾性波に変換される際に、 所定の方 向からそれて伝搬する表面弾性波も、 これらの傾斜線 4 0、 4 2、 4 6、 4 8 によって種々の方向に離散するように乱反射される。 この離散的な反射により、 受信側の変換器 1 2、 1 4に不要な超音波振動が到達してノイズとなる虞が低 減される。

また、 図 1 0中、 傾斜線 4 0、 4 2の間、 および傾斜線 4 6、 4 8の間には、 ィルカの絵 8 2が、 傾斜線 4 0、 4 2、 4 6、 4 8と同様に印刷されている力 このような絵 8 2もノイズ低減には有効である。 これらの絵 8 2は、 外周が曲 線で構成されており、 この外周部分に達した、 前述のバルク波、 或いは表面弾 性波は、 様々な方向に反射されて減衰する。 この図形は、 外周が曲面で構成さ れているもの、 或いは、 外周に不要波を様々な方向に乱反射させる角度を有す るものであれば、 どのような絵であってもよいし、或いは模様であってもよい。 以上、 本発明の実施形態について詳細に説明したが、 上記実施形態に限定さ れるものではない。 例えば、 拡散格子 5 0は、 フッ酸等を用いたエッチングに よって形成してもよいし、 或いは、 レーザ、 サンドブラストまたは切削等によ る化学的または物理的な除去加工によって形成してもよい。 換言すると、 突出 部を形成する代わりに、 溝を形成してもよい。

また、 本実施形態は、 モード変換要素 7 8、 8 0、 8 2、 8 4を有する所謂 グレーティングタイプの表面弾性波発生手段を用いる場合について説明したが、 この実施形態に限定されるものではない。 例えば、 アクリル製のプリズム （図 示せず） を使用した、 ゥエッジ型変換器 （図示せず） を用いて表面弾性波を発 生させる方式の音響波型接触検出装置にも適用できる。 或いは、 グレーティン グまたはゥエッジを有さない、 超音波振動子上に形成された 1対のくし形電極 を用いた方式の音響波接触検出装置にも適用できる。

また、 本発明で使用された F P C 4は任意の接着剤で基板 2に接着してよい 1 圧電振動子の接着は紫外線硬化型接着剤が好ましい。 この理由は、 モード 変換要素 7 8、 8 0、 8 2、 8 4に対する変換器 8、 1 0、 1 2、 1 4の微妙 な仮の位置決めをして最適な表面弾性波の発生を確認した後、 紫外線を照射し て接着させることができるからである。

また、 不要波散乱手段は、 上記に説明したように、 乱反射を生ぜしめて減衰 させる方式でもよい。 なお、 本実施形態では、 2つの受信側変換器 1 2、 1 4 が近接配置されているが、 発信側変換器 8、 1 0と入れ替えて受信側変換器 1 2、 14を互いに離隔配置してもよい。 この場合、 一方の受信側変換器 12、 または 14からもれた表面弾性波が、 近接した位置に他方の受信側変換器 14 または 12がないので、他方に拾われるノイズを抑制することができる。また、 コントローラ 6から発信側変換器 8、 10までの電気路を短縮できるので、 こ の電気路からの不要輻射即ち電磁波の放射を抑制することができる。

また、上記実施形態においては、 F P Cを使用した場合について説明したが、 FPCの代わりに FFC即ちフレキシブルフラットケーブルを用いてもよい。 FFCを用いた場合は、 変換器 8、 10、 1 2、 14は F FCの導線に電気的 に接続される。 また、 FFCは、 FPC4の場合と同様に基板 2に接着されて 基板 2に取り付けられる。

Claims

言青求の範囲

( 1 ) 音響波が伝搬する表面を有する基板と、 音響波生成手段と、 生成され た前記音響波を前記基板表面に沿って伝搬させる反射アレイと、 前記表面での 物体の接触による前記音響波の変化を検出する検出手段と、 制御手段としての コントローラとを備える音響波型接触検出装置において、

前記音響波生成手段および前記検出手段の少なくとも一方と前記コントロー ラとがフレキシブル平面配線により接続され、 該フレキシブル平面配線は、 信 号線の少なくとも片側にグランド線が配置された配線パターンを有しているこ とを特徴とする音響波型接触検出装置。

( 2 ) 前記フレキシブル平面配線は、 前記信号線が複数本並列に配置された 信号線群を有するとともに、 該信号線群の両側にダランド線が配置された配線 パターンを有していることを特徴とする請求項 1記載の音響波型接触検出装置。