JP4779834B2 - タッチパネル装置 - Google Patents
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タッチパネル装置は、ガラスからなる表面波が搬送される基板を有し、表面波が搬送される矩形状の基板上の周縁の額縁部には、2方向へ弾性表面波を励振する励振素子が対向する辺側にそれぞれ設けられる。さらに、2方向からの弾性表面波を受信する受信素子が励振素子が設けられていない対向する辺側にそれぞれ設けられる。励振素子又は受信素子は、櫛型電極と共通電極とに挟持された圧電素子から構成されている。櫛型電極は、途中で屈曲させてV字状をなす複数の電極指から構成されている。このような構成にあっては、励振素子にて弾性表面波が2方向に励振され、励振された弾性表面波が非圧電基板の対角2方向に伝播されて受信素子で受信され、その受信結果に基づいて、物体の接触の有無及びその接触位置が検出される(特許文献1参照)。
しかしながら、電極指をV字状に形成する場合には、第1方向及び第2方向に表面弾性波を発信する電極が連続して形成されるため、第1方向及び第2方向に対応する駆動信号が同時に電極指に供給される。これにより、第1方向の表面弾性波を発生させる電極間と第2方向の表面弾性波を発生させる電極間とに同時に静電容量が発生し、タッチパネル装置全体として静電容量が大きくなってしまうという問題があった。
これに対し、本発明では、一方向に表面弾性波を伝播させる第1電極と、第1電極とは異なる方向に表面弾性波を伝播させる第2電極とは、圧電体層上で交差せず、平面視で一定の間隔を空けて独立して設けられている。そのため、第1電極と第2電極とを独立に駆動することができる。これにより、従来と比較して、発生する静電容量を少なくすることができ、瞬時駆動電流(消費電力)を少なくすることができ、携帯機器などの場合に問題となる電池の重放電を抑制する事が可能となり、長寿命化を図ることが可能となる。
この構成によれば、額縁部の幅を狭くしつつ、第1電極指及び第2電極指の交差幅を一定に維持することができる。これにより、2つの方向の表面弾性波の回折を防止することができる。
この構成によれば、第1電極及び第2電極間にて圧電体層が分離されているため、圧電体層間のリーク成分を極力減じることが可能となり、検出精度の向上や消費電流の低減を図ることができる。
図2は、図1に示す送信側トランスデューサー12及び受信側トランスデューサー14の要部構成を拡大した平面図である。図3は、送信側トランスデューサー12及び受信側トランスデューサー14の断面図である。なお、図2においては、電極16,24の構成を詳細に説明するため圧電膜18については説明を省略する。
図4はタッチパネル装置100の駆動回路50のブロック図であり、図5は送信側トランスデューサー12が発信した包絡線波形及び受信側トランスデューサー14が検出した包絡線波形を示すグラフである。
次に、本発明の電子機器の一例について説明する。
図6は、上述したタッチパネル装置を備える携帯電話(電子機器)を示した斜視図である。
図6に示すように、携帯電話600は、ヒンジ122を中心として折り畳み可能な第1ボディ106aと第2ボディ106bとを備えている。そして、第1ボディ106aには、タッチパネル装置を有する液晶装置601と、複数の操作ボタン127と、受話口124と、アンテナ126とが設けられている。また、第2ボディ106bには、送話口128が設けられている。
本実施形態に係る電子機器によれば、静電容量を低減したタッチパネル装置を備えるため、電子機器の消費電力を低減させることができる。
例えば、上記実施形態では、送信側トランスデューサー及び受信側トランスデューサーを第1電極及び第2電極のそれぞれを一定の間隔を空けて独立に形成した。これに代えて、送信側トランスデューサーを本実施形態のように独立した構造とし、受信側トランスデューサーを従来のように第1電極と第2電極とが同一平面上に連続して形成されるV字状の電極としても良い。
また、上記実施形態では、基板側から共通電極、圧電膜、及び第1電極(第2電極)をこの順に積層してトランスデューサー形成した。これに代えて、基板側から第1電極(第2電極)、圧電膜、及び共通電極をこの順に積層してトランスデューサーを形成しても良い。
さらに、圧電体層が、平面視において第1電極と第2電極との間において分離されていても良い。この場合、圧電体層間のリーク成分を極力減じることが可能となり、検出精度の向上や消費電流の低減を図ることができる。
32…第2電極指、 50…駆動回路(制御手段)
Claims (5)
- 入力面を有する矩形状の基板と、前記入力面において異なる方向に表面弾性波を発信させる送信子と、前記表面弾性波を検出する受信子と、を有し、前記受信子が検出した前記表面弾性波に基づいて前記入力面に接触した物体の位置を計測するタッチパネル装置であって、
前記送信子及び前記受信子のそれぞれが、
前記基板上に設けられた共通電極と、
前記共通電極上に設けられた圧電体層と、
前記圧電体層上に設けられ、前記基板の1辺に沿って延在する第1バス電極と前記第1バス電極に対して斜めに延在する複数の第1電極指とを有する第1電極と、
前記圧電体層上に前記第1電極指と交差せず、平面視で間隔を空けて設けられ、前記基板の1辺に沿って延在する第2バス電極と前記第2バス電極に対して斜めに延在するとともに前記第1電極指に対して所定の角度をもって形成される複数の第2電極指とを有する第2電極と、
を備え、
2つの前記送信子及び2つの前記受信子のそれぞれは前記基板の4辺に沿って配置され、前記2つの送信子は前記基板の対向する2辺に沿ってそれぞれ配置されるとともに、前記2つの受信子は前記送信子が配置された辺と直交する2辺に沿ってそれぞれ配置され、
前記4辺のうち、互いに直交し隣接する2辺に沿って配置された前記発信子および前記受信子を構成する前記第1電極の引き廻し配線、前記第2電極の引き廻し配線、および前記共通電極の引き廻し配線がこれら2辺からなる角部から取り出され、他の2辺に沿って配置された前記発信子および前記受信子を構成する前記第1電極の引き廻し配線、前記第2電極の引き廻し配線、および前記共通電極の引き廻し配線がこれら他の2辺からなる角部から取り出されることを特徴とするタッチパネル装置。 - 前記圧電体層が、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、ニオブ酸カリウム(KNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、及びニオブ酸リチウム(LiNbO3)の群から選択される少なくとも一種以上の材料を有することを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル装置。
- 前記送信子に駆動信号を供給する制御手段を備え、
前記制御手段が、前記送信子の前記第1電極及び前記第2電極のそれぞれに独立かつ異なる周期で前記駆動信号を供給することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のタッチパネル装置。 - 前記制御手段が、前記第1電極に前記駆動信号を供給し、前記受信子が前記駆動信号に基づいた表面弾性波を検出した後、前記第2電極に前記駆動信号を供給することを特徴とする請求項3に記載のタッチパネル装置。
- 前記圧電体層が、平面視で前記第1電極と前記第2電極との間において分離されていることを特徴とする請求項4に記載のタッチパネル装置。
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