JPH0675688A - Ultrasonic touch panel - Google Patents

Ultrasonic touch panel

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JPH0675688A
JPH0675688A JP25415192A JP25415192A JPH0675688A JP H0675688 A JPH0675688 A JP H0675688A JP 25415192 A JP25415192 A JP 25415192A JP 25415192 A JP25415192 A JP 25415192A JP H0675688 A JPH0675688 A JP H0675688A
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JP
Japan
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interdigital
ultrasonic
piezoelectric
touch panel
surface acoustic
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JP25415192A
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Japanese (ja)
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Koji Toda
耕司 戸田
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Individual
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/96003—Touch switches using acoustic waves, e.g. ultrasound
    • H03K2217/96011—Touch switches using acoustic waves, e.g. ultrasound with propagation, SAW or BAW

Abstract

PURPOSE:To provide the ultrasonic touch panel which senses a finger touch on a non-piezoelectric substrate by equipping the non-piezoelectric substrate with an ultrasonic wave transmitting and receiving device. CONSTITUTION:When an electric signal is inputted from an inter-digital electrode T1 or T2, the electric signal is converted into a surface acoustic wave, which is propagated in the piezoelectric ceramic thin plate 6 of an ultrasonic wave device 1 and further propagated in a glass substrate 5. As for the surface acoustic wave propagated in the glass substrate 5, only surface acoustic waves of center frequencies indicated by inter-digital electrodes R1-R4 or R5-R8 of the ultrasonic wave device 3 and circumferential frequencies are converted into electric signals, which are outputted from the inter-digital electrodes R1-R4 or R5-R8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は超音波送受波装置を非圧
電基板に備えることにより、その非圧電基板に人指また
は物体が接触したことを感知する超音波タッチパネルに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic touch panel which is provided with an ultrasonic wave transmitting / receiving device on a non-piezoelectric substrate and detects when a human finger or an object touches the non-piezoelectric substrate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来のタッチパネルには抵抗膜を用いる
方法と超音波を用いる方法が主に挙げられる。抵抗膜を
用いる方法は透明導電性フィルム（抵抗膜）に触指する
ことによりその透明導電性フィルムの抵抗値が変化する
ものであり、低消費電力であるものの応答時間、感度、
耐久性等の点で問題を有している。超音波を用いる方法
は予め弾性表面波を励振させておいた非圧電基板に触指
することによりその弾性表面波が減衰するものである。
非圧電基板に弾性表面波を励振する従来の方法として
は、バルク波振動子を用いたくさび形トランスデューサ
により間接的に励振する方法、圧電薄膜トランスデュー
サにより直接的に励振する方法等が挙げられる。くさび
形トランスデューサは超音波による非破壊検査等に用い
られているが、くさび角の工作精度の問題等から比較的
低い周波数領域においてのみ用いられる。圧電薄膜トラ
ンスデューサはＺｎＯ等の圧電薄膜を基板に蒸着しすだ
れ状電極により弾性表面波を励振する方法で、すだれ状
電極の構成により種々の伝送特性を示すことから高周波
デバイスとして用いられるが、ＵＨＦ，ＶＨＦ帯に限ら
れるとともに加工性や量産性に問題がある。このように
して、従来の方法では応答時間、感度、耐久性、工作精
度、加工性および量産性等に問題があり、使用周波数領
域も制限されている。2. Description of the Related Art Conventional touch panels mainly include a method using a resistive film and a method using ultrasonic waves. The method using the resistance film is that the resistance value of the transparent conductive film is changed by touching the transparent conductive film (resistive film), and although the power consumption is low, the response time, sensitivity,
There is a problem in terms of durability. In the method using ultrasonic waves, the surface acoustic wave is attenuated by touching a non-piezoelectric substrate on which the surface acoustic wave is excited in advance.
As a conventional method of exciting a surface acoustic wave on a non-piezoelectric substrate, there are a method of indirectly exciting a wedge-shaped transducer using a bulk wave oscillator and a method of directly exciting a piezoelectric thin film transducer. The wedge-shaped transducer is used for non-destructive inspection by ultrasonic waves, etc., but is used only in a relatively low frequency region due to the problem of the working accuracy of the wedge angle. The piezoelectric thin film transducer is a method in which a piezoelectric thin film such as ZnO is vapor-deposited on a substrate to excite surface acoustic waves by interdigital electrodes. Since the interdigital electrodes have various transmission characteristics, they are used as high frequency devices. It is limited to the VHF band and has problems in workability and mass productivity. As described above, the conventional methods have problems in response time, sensitivity, durability, working accuracy, workability, mass productivity, etc., and the frequency range used is also limited.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、加工
性、耐久性および量産性に優れ、低消費電力で効率良く
弾性表面波を非圧電基板に励振することができ、非圧電
基板に触指することによる弾性表面波の減衰に対する応
答時間が短く感度の良い超音波タッチパネルを提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a non-piezoelectric substrate with excellent workability, durability and mass productivity, capable of efficiently exciting surface acoustic waves on a non-piezoelectric substrate with low power consumption. An object of the present invention is to provide an ultrasonic touch panel which has a short response time to the attenuation of surface acoustic waves caused by touching and has high sensitivity.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の超音波
タッチパネルは、入力用超音波デバイスＡおよび出力用
超音波デバイスＢで成る超音波送受波装置を非圧電基板
の一方の板面上に少なくとも１つ設けて成る超音波タッ
チパネルにおいて、前記入力用超音波デバイスＡは圧電
薄板ａに少なくとも１組のすだれ状電極Ｐを備えて成
り、前記出力用超音波デバイスＢは圧電薄板ｂに前記す
だれ状電極Ｐに対応する少なくとも２組のすだれ状電極
ＱおよびＲを備えて成り、前記すだれ状電極Ｐの電極交
叉幅は前記すだれ状電極Ｑの電極指の長さと前記すだれ
状電極Ｒの電極指の長さとの合計とほぼ等しく、前記す
だれ状電極Ｐに電気信号を入力し前記非圧電基板の前記
一方の板面に弾性表面波を励振する手段と、前記非圧電
基板に励振された該弾性表面波に応じて前記すだれ状電
極ＱおよびＲに現れる電気信号を出力する手段とが設け
てあり、前記非圧電基板の前記一方の板面における前記
弾性表面波の伝搬路の一部に人指または物体が接触した
ことを、前記すだれ状電極ＱまたはＲに出力される前記
電気信号の大きさから感知することを特徴とする。An ultrasonic touch panel according to claim 1 has an ultrasonic wave transmitting / receiving device comprising an ultrasonic wave device A for input and an ultrasonic wave device B for output on one plate surface of a non-piezoelectric substrate. In the ultrasonic touch panel having at least one of the above, the input ultrasonic device A includes a piezoelectric thin plate a and at least one set of interdigital electrodes P, and the output ultrasonic device B includes a piezoelectric thin plate b. At least two sets of interdigital electrodes Q and R corresponding to the interdigital electrode P are provided, and the electrode crossing width of the interdigital electrode P is the length of the electrode finger of the interdigital electrode Q and the electrode of the interdigital electrode R. And a means for exciting an SAW on the one plate surface of the non-piezoelectric substrate by inputting an electric signal to the interdigital transducer P, which is approximately equal to the total length of the fingers, and a means for exciting the surface acoustic wave on the non-piezoelectric substrate. Means for outputting an electric signal appearing on the interdigital electrodes Q and R in response to the surface acoustic wave, and a part of the propagation path of the surface acoustic wave on the one plate surface of the non-piezoelectric substrate The contact of a finger or an object is detected from the magnitude of the electric signal output to the interdigital transducer Q or R.

【０００５】請求項２に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電薄板ａの厚さが前記すだれ状電極Ｐの電極周期
長以下であり、前記圧電薄板ｂの厚さは前記すだれ状電
極ＱまたはＲの電極周期長以下であって、前記すだれ状
電極Ｐ，ＱまたはＲの電極周期長は１次モードまたは２
次以上のモードの弾性表面波の波長にほぼ等しいことを
特徴とする。The ultrasonic touch panel according to claim 2 is
The thickness of the piezoelectric thin plate a is less than or equal to the electrode period length of the interdigital electrode P, and the thickness of the piezoelectric thin plate b is less than or equal to the electrode period length of the interdigital electrode Q or R, and the interdigital electrode P. , Q or R electrode cycle length is 1st mode or 2
It is characterized in that it is almost equal to the wavelength of the surface acoustic wave in the modes of the following modes and higher.

【０００６】請求項３に記載の超音波タッチパネルは、
前記１次モードまたは２次以上の前記モードの弾性表面
波の位相速度が前記非圧電基板単体に励振される弾性表
面波の伝搬速度にほぼ等しいことを特徴とする。The ultrasonic touch panel according to claim 3 is
The phase velocity of the surface acoustic wave in the first-order mode or the second or higher modes is substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave excited in the single non-piezoelectric substrate.

【０００７】請求項４に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電薄板ａまたはｂが圧電セラミックで成り、該圧
電セラミックの分極軸の方向は該圧電セラミックの厚さ
方向と平行であることを特徴とする。The ultrasonic touch panel according to claim 4 is
The piezoelectric thin plates a or b are made of piezoelectric ceramic, and the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to the thickness direction of the piezoelectric ceramic.

【０００８】請求項５に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電薄板ａまたはｂがＰＶＤＦその他の高分子圧電
フィルムで成ることを特徴とする。The ultrasonic touch panel according to claim 5 is
The piezoelectric thin plate a or b is made of a polymer piezoelectric film such as PVDF.

【０００９】請求項６に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電薄板ａまたはｂが前記すだれ状電極Ｐ，Ｑまた
はＲが設けられている方の板面を介して前記非圧電基板
に固着されていることを特徴とする。The ultrasonic touch panel according to claim 6 is
It is characterized in that the piezoelectric thin plate a or b is fixed to the non-piezoelectric substrate via the plate surface on which the interdigital electrode P, Q or R is provided.

【００１０】請求項７に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電薄板ａまたはｂの板面のうちで前記すだれ状電
極ＰまたはＱ若しくはＲがそれぞれ設けられていない方
の板面がそれぞれ金属薄膜で被覆されていることを特徴
とする。The ultrasonic touch panel according to claim 7 is
The plate surface of the piezoelectric thin plate a or b on which the interdigital transducer P, Q or R is not provided is covered with a metal thin film.

【００１１】請求項８に記載の超音波タッチパネルは、
前記入力用超音波デバイスＡが少なくとも２組のすだれ
状電極Ｐ１およびＰ２を備え、前記出力用超音波デバイ
スＢは少なくとも４組のすだれ状電極Ｑ１，Ｑ２，Ｒ１
およびＲ２を備えていて、前記すだれ状電極Ｑ１および
Ｑ２は前記すだれ状電極Ｐ１に対応し、前記すだれ状電
極Ｒ１およびＲ２は前記すだれ状電極Ｐ２に対応してお
り、前記すだれ状電極Ｑ１の出力端および前記すだれ状
電極Ｒ１の出力端は互いに電気的に接続点Ｎ１で接続さ
れており、前記すだれ状電極Ｑ２の出力端および前記す
だれ状電極Ｒ２の出力端は互いに電気的に接続点Ｎ２で
接続されており、前記すだれ状電極Ｐ１およびＰ２に電
気信号を入力する手段は、スイッチＳ１およびスイッチ
Ｓ２を設け該スイッチＳ１の出力端および該スイッチＳ
２の出力端を交互に所定の周期でそれぞれ前記すだれ状
電極Ｐ１およびＰ２に電気的に接続するスイッチ制御手
段を含み、前記非圧電基板における弾性表面波の伝搬路
の一部に人指または物体が接触したことを、前記接続点
Ｎ１および前記接続点Ｎ２に現れる電気信号の大きさか
ら感知することを特徴とする。The ultrasonic touch panel according to claim 8 is:
The input ultrasonic device A includes at least two sets of interdigital electrodes P1 and P2, and the output ultrasonic device B includes at least four sets of interdigital electrodes Q1, Q2, R1.
And R2, the interdigital electrodes Q1 and Q2 correspond to the interdigital electrode P1, the interdigital electrodes R1 and R2 correspond to the interdigital electrode P2, and the output of the interdigital electrode Q1. The end and the output end of the interdigital electrode R1 are electrically connected to each other at a connection point N1, and the output end of the interdigital electrode Q2 and the output end of the interdigital electrode R2 are electrically connected to each other at a connection point N2. The means for inputting an electric signal to the interdigital electrodes P1 and P2, which are connected, are provided with a switch S1 and a switch S2, and the output end of the switch S1 and the switch S2.
Switch control means for electrically connecting the two output terminals alternately to the interdigital electrodes P1 and P2 in a predetermined cycle respectively, and a finger or an object is provided in a part of a propagation path of the surface acoustic wave in the non-piezoelectric substrate. It is characterized in that the contact between the two is detected from the magnitudes of the electric signals appearing at the connection point N1 and the connection point N2.

【００１２】請求項９に記載の超音波タッチパネルは、
前記超音波送受波装置が前記非圧電基板の前記一方の板
面に少なくとも２つ設けてあり、一方の前記超音波送受
波装置における前記超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面
波の伝搬路と、もう一方の前記超音波送受波装置におけ
る前記超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝搬路と
が互いに直交していることを特徴とする。The ultrasonic touch panel according to claim 9 is
At least two ultrasonic wave transmitting / receiving devices are provided on the one plate surface of the non-piezoelectric substrate, and a propagation path of a surface acoustic wave between the ultrasonic devices A and B in one ultrasonic wave transmitting / receiving device is provided. The propagation path of the surface acoustic wave between the ultrasonic devices A and B in the other ultrasonic transmitting / receiving apparatus is orthogonal to each other.

【００１３】[0013]

【作用】本発明の超音波タッチパネルは、入力用超音波
デバイスＡおよび出力用超音波デバイスＢから成る超音
波送受波装置を非圧電基板の一方の板面に設けて成る簡
単な構造を有する。入力用超音波デバイスＡは圧電薄板
ａに少なくとも１組のすだれ状電極Ｐを備えて成り、前
記出力用超音波デバイスＢは圧電薄板ｂに前記すだれ状
電極Ｐに対応する少なくとも２組のすだれ状電極Ｑおよ
びＲを備えて成る簡単な構造を有する。入力用超音波デ
バイスＡのすだれ状電極Ｐから電気信号を入力する構造
を採用することにより、非圧電基板に１次モードまたは
２次以上のモードの弾性表面波を励振させることができ
る。このときこの弾性表面波の位相速度が非圧電基板単
体における弾性表面波の伝搬速度にほぼ等しくなるよう
な構造を採用することにより、すだれ状電極Ｐから加え
られる電気的エネルギーが弾性表面波に変換される度合
を大きくすることができるだけでなく、圧電薄板と非圧
電基板との界面での音響インピーダンスの不整合等によ
って生じる反射等を除去することができる。このように
して、低消費電力で高電圧を印加すること無しに効率良
く弾性表面波を非圧電基板に励振することができる。The ultrasonic touch panel according to the present invention has a simple structure in which the ultrasonic wave transmitting / receiving device including the ultrasonic wave input device A and the ultrasonic wave output device B is provided on one plate surface of the non-piezoelectric substrate. The input ultrasonic device A comprises a piezoelectric thin plate a provided with at least one comb-shaped electrode P, and the output ultrasonic device B has a piezoelectric thin plate b formed with at least two comb-shaped electrodes P corresponding to the comb-shaped electrodes P. It has a simple structure with electrodes Q and R. By adopting the structure in which the electric signal is input from the interdigital transducer P of the input ultrasonic device A, it is possible to excite the surface acoustic waves of the first mode or the second or higher modes on the non-piezoelectric substrate. At this time, by adopting a structure in which the phase velocity of this surface acoustic wave is substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave in the non-piezoelectric substrate alone, the electric energy applied from the interdigital transducer P is converted into the surface acoustic wave. It is possible not only to increase the degree of occurrence, but also to eliminate the reflection and the like caused by the mismatch of acoustic impedance at the interface between the piezoelectric thin plate and the non-piezoelectric substrate. In this way, surface acoustic waves can be efficiently excited on the non-piezoelectric substrate with low power consumption and without applying a high voltage.

【００１４】本発明の超音波タッチパネルでは、非圧電
基板に励振されている弾性表面波を出力用超音波デバイ
スＢのすだれ状電極ＱおよびＲから電気信号として出力
させる構造を採用するとともに、すだれ状電極Ｑおよび
Ｒのそれぞれをすだれ状電極Ｐに対し弾性表面波の送受
波の指向軸が共通になるよう配置している。従って、非
圧電基板の板面上における弾性表面波の伝搬路（すなわ
ちすだれ状電極Ｐ，Ｑ間およびＰ，Ｒ間）を触指するこ
とにより非圧電基板に励振されている弾性表面波が消滅
または減衰するから、すだれ状電極ＱまたはＲに出力さ
れる電気信号も消滅または減衰する。このようにして、
本発明の超音波タッチパネルは応答時間が短く感度が良
い。The ultrasonic touch panel of the present invention adopts a structure in which the surface acoustic waves excited on the non-piezoelectric substrate are output as electric signals from the interdigital electrodes Q and R of the output ultrasonic device B, and the interdigital transducer is formed. The electrodes Q and R are arranged so that the directional axes of transmission and reception of surface acoustic waves are common to the interdigital electrodes P. Therefore, by touching the propagation path of the surface acoustic wave (that is, between the interdigital electrodes P and Q and between P and R) on the plate surface of the non-piezoelectric substrate, the surface acoustic wave excited on the non-piezoelectric substrate disappears. Or, since it attenuates, the electric signal output to the interdigital transducer Q or R also disappears or attenuates. In this way
The ultrasonic touch panel of the present invention has a short response time and good sensitivity.

【００１５】超音波デバイスにおける圧電薄板の厚さを
すだれ状電極の電極周期長以下にし、すだれ状電極の電
極周期長を１次モードまたは２次以上のモードの弾性表
面波の波長にほぼ等しくする構造を採用することによ
り、すだれ状電極から加えられる電気的エネルギーが弾
性表面波に変換される度合を大きくすることができるだ
けでなく、圧電薄板と非圧電基板との界面での音響イン
ピーダンスの不整合等によって生じる反射等を除去する
ことができる。なお、すだれ状電極の電極周期長すなわ
ち弾性表面波の波長λに対する圧電薄板の厚さｄの割合
（ｄ／λ）が小さいほど効果は大きい。The thickness of the piezoelectric thin plate in the ultrasonic device is set to be equal to or less than the electrode period length of the interdigital transducer, and the electrode period length of the interdigital electrode is made substantially equal to the wavelength of the surface acoustic wave in the first-order mode or the second or higher modes. By adopting the structure, not only the degree of conversion of electric energy applied from the interdigital transducer into surface acoustic waves can be increased, but also the acoustic impedance mismatch at the interface between the piezoelectric thin plate and the non-piezoelectric substrate. It is possible to remove reflection and the like caused by the above. The smaller the electrode period length of the interdigital transducer, that is, the ratio (d / λ) of the thickness d of the piezoelectric thin plate to the wavelength λ of the surface acoustic wave, the greater the effect.

【００１６】圧電薄板として圧電セラミックを採用し、
その圧電セラミックの分極軸の方向と厚さ方向とを平行
にする構造を採用することにより、非圧電基板に効率よ
く１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波を励
振することができる。Piezoelectric ceramic is adopted as the piezoelectric thin plate,
By adopting a structure in which the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic and the thickness direction are parallel to each other, it is possible to efficiently excite the surface acoustic waves of the first-order mode or the second-order or higher modes on the non-piezoelectric substrate.

【００１７】圧電薄板としてＰＶＤＦその他の高分子圧
電フィルムを採用することにより、非圧電基板に効率よ
く１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波を励
振することができる。By adopting a polymer piezoelectric film such as PVDF as the piezoelectric thin plate, it is possible to efficiently excite the first-order mode or second-order or higher-order mode surface acoustic waves on the non-piezoelectric substrate.

【００１８】すだれ状電極を圧電薄板と非圧電基板との
界面に設け圧電薄板の空気側を電気的に短絡状態にした
構造を採用することにより、すだれ状電極に加えられる
電気的エネルギーを効率よく弾性表面波に変換すること
ができる。電気的に短絡状態にするには板面に金属薄膜
を被覆する方法が有効である。By adopting a structure in which the interdigital electrode is provided at the interface between the piezoelectric thin plate and the non-piezoelectric substrate and the air side of the piezoelectric thin plate is electrically short-circuited, the electric energy applied to the interdigital electrode can be efficiently provided. It can be converted into a surface acoustic wave. A method of coating the plate surface with a metal thin film is effective for electrically short-circuiting.

【００１９】本発明の超音波タッチパネルは、入力用超
音波デバイスＡにおいて少なくとも２組のすだれ状電極
Ｐ１およびＰ２を設け、出力用超音波デバイスＢにおい
てすだれ状電極Ｐ１に対応する少なくとも２組のすだれ
状電極Ｑ１およびＱ２（以後Ｑグループと呼ぶ）並びに
すだれ状電極Ｐ２に対応する少なくとも２組のすだれ状
電極Ｒ１およびＲ２（以後Ｒグループと呼ぶ）を設けた
構造を採用している。その上すだれ状電極Ｑ１とＲ１と
を互いに電気的に接続しすだれ状電極Ｑ１およびＲ１
（以後第１グループと呼ぶ）に出力される遅延電気信号
を感知できる構造を採用している。また、すだれ状電極
Ｑ２とＲ２とを互いに電気的に接続しすだれ状電極Ｑ２
およびＲ２（以後第２グループと呼ぶ）に出力される遅
延電気信号を感知できる構造を採用している。このよう
にして回路構成が簡略化される。しかも、すだれ状電極
Ｐ１およびＰ２に交互に電気信号を入力することによ
り、遅延電気信号をＱグループのすだれ状電極およびＲ
グループのすだれ状電極に交互に出力することができ
る。従って、非圧電基板の板面上における弾性表面波の
伝搬路（すなわちすだれ状電極Ｐ１とＱ１との間、Ｐ１
とＱ２との間、Ｐ２とＲ１との間またはＰ２とＲ２との
間）のうちたとえばすだれ状電極Ｐ１とＱ１との間を触
指した場合には、すだれ状電極Ｐ１に電気信号が入力さ
れているときに限って第１グループのすだれ状電極に出
力される遅延電気信号が減衰または消滅し、すだれ状電
極Ｐ２に電気信号が入力されているときには第１グルー
プのすだれ状電極に出力される遅延電気信号は変化しな
い。このようにして触指位置を明確に指定することが可
能になる。The ultrasonic touch panel of the present invention is provided with at least two sets of interdigital electrodes P1 and P2 in the input ultrasonic device A, and at least two sets of interdigital electrodes P1 corresponding to the interdigital electrodes P1 in the output ultrasonic device B. A structure is provided in which at least two sets of interdigital electrodes R1 and R2 (hereinafter referred to as R group) corresponding to the interdigital electrodes Q1 and Q2 (hereinafter referred to as Q group) and the interdigital electrode P2 are provided. Moreover, the interdigital electrodes Q1 and R1 are electrically connected to each other, and the interdigital electrodes Q1 and R1 are connected.
It employs a structure capable of sensing a delayed electrical signal output to (hereinafter referred to as the first group). Further, the interdigital electrodes Q2 and R2 are electrically connected to each other, and the interdigital electrodes Q2 are connected.
And a structure in which a delayed electric signal output to R2 (hereinafter referred to as a second group) can be sensed. In this way, the circuit configuration is simplified. Moreover, the delayed electric signal is input to the interdigital electrodes P1 and P2 alternately, so that the delayed electrical signal is input to the interdigital electrodes R and R of the Q group.
It is possible to alternately output to the interdigital electrodes of the group. Therefore, the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface of the non-piezoelectric substrate (that is, between the interdigital electrodes P1 and Q1, P1
, Q2, between P2 and R1, or between P2 and R2), for example, between the interdigital electrodes P1 and Q1, an electric signal is input to the interdigital electrode P1. The delayed electric signal output to the interdigital electrodes of the first group is attenuated or disappears only when the interdigital electrodes are input to the interdigital electrode P2 and is output to the interdigital electrodes of the first group. The delayed electrical signal does not change. In this way, it becomes possible to clearly specify the touch finger position.

【００２０】超音波送受波装置を非圧電基板の一方の板
面に少なくとも２つ設ける構造を採用し、しかも一方の
前記超音波送受波装置における入力用超音波デバイスＡ
と出力用超音波デバイスＢとの間の弾性表面波の伝搬路
と、もう一方の前記超音波送受波装置における入力用超
音波デバイスＡと出力用超音波デバイスＢとの間の弾性
表面波の伝搬路とを互いに直交させる構造を採用するこ
とにより、非圧電基板における触指部分のさらなる特定
ができる。これは超音波送受波装置の数が多い程きめ細
かな特定が可能となる。The ultrasonic wave transmitting / receiving device has a structure in which at least two ultrasonic wave transmitting / receiving devices are provided on one plate surface of the non-piezoelectric substrate, and the ultrasonic wave transmitting device A for input in one of the ultrasonic wave transmitting / receiving devices is used.
Of the surface acoustic wave between the output ultrasonic device B and the output ultrasonic device B, and the surface acoustic wave between the input ultrasonic device A and the output ultrasonic device B in the other ultrasonic transmitting / receiving apparatus. By adopting the structure in which the propagation path and the propagation path are orthogonal to each other, it is possible to further specify the touch finger portion on the non-piezoelectric substrate. As the number of ultrasonic wave transmitting / receiving devices increases, more detailed identification can be performed.

【００２１】[0021]

【実施例】図１は本発明の超音波タッチパネルの第１の
実施例を示す平面図である。本実施例は超音波デバイス
１，２，３，４およびガラス基板５から成る。超音波デ
バイス１は圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｔ1およびＴ2
を設けて成る。超音波デバイス２は圧電磁器薄板６にす
だれ状電極Ｔ11およびＴ12を設けて成る。超音波デバイ
ス３は圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，
Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7およびＲ8を設けて成る。超音波デ
バイス４は圧電磁器薄板６にすだれ状電極Ｒ11，Ｒ12，
Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15，Ｒ16，Ｒ17およびＲ18を設けて成
る。圧電磁器薄板６は厚さ２３０μｍのＴＤＫ製１０１
Ａ材（製品名）で成る。前記各すだれ状電極はアルミニ
ウム薄膜で成る。ガラス基板５は長さ７０ｍｍ、幅５５
ｍｍ、厚さ１．９ｍｍのパイレックスガラスで成る。圧
電磁器薄板６はガラス基板５上に設けられている。圧電
磁器薄板６は厚さ約２０μｍのエポキシ系樹脂によって
ガラス基板５上に固着されている。前記各すだれ状電極
は電極周期長が８４０μｍで７．５対の電極指を有する
正規型のものである。1 is a plan view showing a first embodiment of an ultrasonic touch panel according to the present invention. This embodiment comprises ultrasonic devices 1, 2, 3, 4 and a glass substrate 5. The ultrasonic device 1 includes a piezoelectric ceramic thin plate 6 and interdigital electrodes T1 and T2.
Is provided. The ultrasonic device 2 comprises a piezoelectric ceramic thin plate 6 provided with interdigital electrodes T11 and T12. The ultrasonic device 3 includes comb-shaped electrodes R1, R2, R3 on the piezoelectric ceramic thin plate 6.
R4, R5, R6, R7 and R8 are provided. The ultrasonic device 4 comprises a piezoelectric ceramic thin plate 6 and interdigital electrodes R11, R12,
R13, R14, R15, R16, R17 and R18 are provided. The piezoelectric ceramic thin plate 6 is made of TDK 101 with a thickness of 230 μm.
It consists of A material (product name). Each of the interdigital electrodes is made of an aluminum thin film. The glass substrate 5 has a length of 70 mm and a width of 55
mm of Pyrex glass with a thickness of 1.9 mm. The piezoelectric ceramic thin plate 6 is provided on the glass substrate 5. The piezoelectric ceramic thin plate 6 is fixed on the glass substrate 5 with an epoxy resin having a thickness of about 20 μm. Each of the interdigital electrodes is of a normal type having an electrode period length of 840 μm and 7.5 pairs of electrode fingers.

【００２２】図２は図１の超音波タッチパネルにおける
超音波デバイス１および３を示す平面図である。超音波
デバイス１と３とは互いに対行している。超音波デバイ
ス２と４との関係も超音波デバイス１と３との関係と同
様である。すだれ状電極Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3およびＴ4は入力
用として用いられ、電極交叉幅は１８ｍｍである。すだ
れ状電極Ｒ1〜Ｒ8およびＲ11〜Ｒ18は出力用として用い
られ、電極交叉幅は２．７ｍｍである。すだれ状電極Ｒ
1〜Ｒ4はすだれ状電極Ｔ1に対応し、すだれ状電極Ｒ5〜
Ｒ8はすだれ状電極Ｔ2に対応し、すだれ状電極Ｒ11〜Ｒ
14はすだれ状電極Ｔ3に対応し、すだれ状電極Ｒ15〜Ｒ1
8はすだれ状電極Ｔ4に対応している。FIG. 2 is a plan view showing the ultrasonic devices 1 and 3 in the ultrasonic touch panel of FIG. The ultrasonic devices 1 and 3 face each other. The relationship between the ultrasonic devices 2 and 4 is the same as the relationship between the ultrasonic devices 1 and 3. The interdigital electrodes T1, T2, T3 and T4 are used for input and have an electrode crossing width of 18 mm. The interdigital electrodes R1 to R8 and R11 to R18 are used for output, and the electrode crossing width is 2.7 mm. Interdigital electrode R
1 to R4 correspond to the interdigital electrode T1, and the interdigital electrode R5 to
R8 corresponds to the interdigital electrode T2, and the interdigital electrodes R11 to R
Reference numeral 14 corresponds to the interdigital electrode T3, and the interdigital electrodes R15 to R1
Reference numeral 8 corresponds to the interdigital transducer T4.

【００２３】図３は図１の超音波タッチパネルの断面図
であって、入力用超音波デバイスと出力用超音波デバイ
スとの関係を示している。入力用すだれ状電極および出
力用すだれ状電極は圧電磁器薄板６のガラス基板５側に
設けられている。FIG. 3 is a sectional view of the ultrasonic touch panel of FIG. 1, showing the relationship between the input ultrasonic device and the output ultrasonic device. The input interdigital transducer and the output interdigital transducer are provided on the glass substrate 5 side of the piezoelectric ceramic thin plate 6.

【００２４】図４は図１の超音波タッチパネルをｒｆパ
ルスを用いて駆動する場合の構成図である。図５は図４
の構成図における各部〜における波形図である。図
１の超音波タッチパネルの駆動時、信号発生器によって
発生させた連続波はコンピュータからのクロックパル
ス−１および−２によりそれぞれダブル・バランス
ド・ミキサ（Ｄ．Ｂ．Ｍ）１およびＤ．Ｂ．Ｍ．２でｒ
ｆパルス−１および−２に変調される。Ｄ．Ｂ．
Ｍ．１およびＤ．Ｂ．Ｍ．２はスイッチングの役割を果
たしていて、すだれ状電極Ｔ1およびＴ11（以後Ｔ１グ
ループと呼ぶ）にｒｆパルスを印加するかまたはすだれ
状電極Ｔ2およびＴ12（以後Ｔ２グループと呼ぶ）にｒ
ｆパルスを印加している。Ｔ１グループのすだれ状電極
にｒｆパルスが印加されると、Ｔ１グループのすだれ状
電極の電極周期長にほぼ対応する周波数を有するｒｆパ
ルスのみが弾性表面波に変換されて入力用超音波デバイ
ス１および２の圧電磁器薄板６を伝搬し、さらにガラス
基板５を伝搬する。ガラス基板５を伝搬している弾性表
面波のうち出力用超音波デバイス３のすだれ状電極Ｒ1
〜Ｒ4および出力用超音波デバイス４のすだれ状電極Ｒ1
1〜Ｒ14の示す電極周期長にほぼ等しい波長の弾性表面
波のみが遅延電気信号に変換されてすだれ状電極Ｒ1〜
Ｒ4およびＲ11〜Ｒ14（以後Ｒ１グループと呼ぶ）から
出力される。Ｔ２グループのすだれ状電極にｒｆパルス
が印加されると、Ｔ２グループのすだれ状電極の電極周
期長にほぼ対応する周波数を有するｒｆパルスのみが弾
性表面波に変換されて入力用超音波デバイス１および２
の圧電磁器薄板６を伝搬し、さらにガラス基板５を伝搬
する。ガラス基板５を伝搬している弾性表面波のうち出
力用超音波デバイス３のすだれ状電極Ｒ5〜Ｒ8および出
力用超音波デバイス４のすだれ状電極Ｒ15〜Ｒ18の示す
電極周期長にほぼ等しい波長の弾性表面波のみが遅延電
気信号に変換されてすだれ状電極Ｒ5〜Ｒ8およびＲ15〜
Ｒ18（以後Ｒ２グループと呼ぶ）から出力される。この
ようにして、Ｔ１グループおよびＴ２グループのすだれ
状電極に交互に電気信号を入力することにより、遅延電
気信号をＲ１グループおよびＲ２グループのすだれ状電
極に交互に出力することができる。すだれ状電極Ｒ1と
Ｒ5，Ｒ2とＲ6，Ｒ3とＲ7，Ｒ4とＲ8，Ｒ11とＲ15，Ｒ1
2とＲ16，Ｒ13とＲ17，およびＲ14とＲ18をそれぞれ接
続すれば回路構成が簡略化されるだけでなく、それぞれ
の２組のすだれ状電極Ｒ1とＲ5，Ｒ2とＲ6，Ｒ3とＲ7，
Ｒ4とＲ8，Ｒ11とＲ15，Ｒ12とＲ16，Ｒ13とＲ17，およ
びＲ14とＲ18の遅延電気信号が重複された形で受信さ
れる。従って、Ｔ１グループのすだれ状電極に電気信号
が入力されている場合にガラス基板５を伝搬する弾性表
面波の伝搬路を触指すると、Ｔ１グループのすだれ状電
極に電気信号が入力されているときに限って触指位置に
対応する表面波が減衰する。同様にして、Ｔ２グルー
プのすだれ状電極に電気信号が入力されている場合にガ
ラス基板５に伝搬する弾性表面波の伝搬路を触指する
と、Ｔ２グループのすだれ状電極に電気信号が入力され
ているときに限って触指位置に対応する表面波が減衰す
る。このような遅延信号，およびは増幅、整流
されそれぞれ直流信号，およびになる。ガラス基
板５を触指した場合と触指しない場合に相当する直流電
圧値の間で適切なスレッシュホールド電圧値を設定する
ことにより、コンパレータにおいてデジタル信号が得ら
れる。このデジタル信号はコンピュータにより適切なタ
イミングでパラレル信号としてコンピュータに取り込ま
れる。FIG. 4 is a configuration diagram when the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is driven by using rf pulses. FIG. 5 is FIG.
FIG. 6 is a waveform chart in each part of the configuration diagram of FIG. When the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is driven, the continuous waves generated by the signal generator are generated by the double balanced mixers (DBM) 1 and D.M. B. M. 2 in r
f pulses are modulated into -1 and -2. D. B.
M. 1 and D.I. B. M. 2 plays a role of switching, and applies an rf pulse to the interdigital transducers T1 and T11 (hereinafter referred to as T1 group) or r to the interdigital transducers T2 and T12 (hereinafter referred to as T2 group).
The f pulse is applied. When the rf pulse is applied to the interdigital transducer of the T1 group, only the rf pulse having a frequency substantially corresponding to the electrode period length of the interdigital transducer of the T1 group is converted into a surface acoustic wave and the input ultrasonic device 1 and 2 propagates through the piezoelectric ceramic thin plate 6 and further propagates through the glass substrate 5. Of the surface acoustic waves propagating through the glass substrate 5, the interdigital transducer R1 of the output ultrasonic device 3
To R4 and the interdigital transducer R1 of the output ultrasonic device 4
Only the surface acoustic waves having a wavelength substantially equal to the electrode period length indicated by 1 to R14 are converted into delayed electric signals and the interdigital electrodes R1 to R14
It is output from R4 and R11 to R14 (hereinafter referred to as R1 group). When the rf pulse is applied to the T2 group interdigital transducer, only the rf pulse having a frequency substantially corresponding to the electrode period length of the T2 group interdigital transducer is converted into a surface acoustic wave and the input ultrasonic device 1 and Two
Propagates through the piezoelectric ceramic thin plate 6 and further propagates through the glass substrate 5. Of the surface acoustic waves propagating through the glass substrate 5, the interdigital electrodes R5 to R8 of the output ultrasonic device 3 and the interdigital electrodes R15 to R18 of the output ultrasonic device 4 have a wavelength substantially equal to the electrode cycle length. Only the surface acoustic waves are converted into delayed electric signals and the interdigital electrodes R5 to R8 and R15 to
It is output from R18 (hereinafter referred to as R2 group). In this way, by alternately inputting the electric signals to the interdigital electrodes of the T1 group and the T2 group, the delayed electric signals can be alternately output to the interdigital electrodes of the R1 group and the R2 group. Interdigital electrodes R1 and R5, R2 and R6, R3 and R7, R4 and R8, R11 and R15, R1
Connecting 2 and R16, R13 and R17, and R14 and R18, respectively, not only simplifies the circuit configuration, but also each of the two sets of interdigital electrodes R1 and R5, R2 and R6, R3 and R7,
The delayed electrical signals of R4 and R8, R11 and R15, R12 and R16, R13 and R17, and R14 and R18 are received in an overlapped form. Therefore, if the propagation path of the surface acoustic wave propagating through the glass substrate 5 is touched when an electric signal is input to the interdigital electrodes of the T1 group, the electric signal is input to the interdigital electrodes of the T1 group. Only the surface wave corresponding to the position of the touch finger is attenuated. Similarly, when the propagation path of the surface acoustic wave propagating in the glass substrate 5 is touched when an electric signal is input to the interdigital electrodes of the T2 group, an electric signal is input to the interdigital electrodes of the T2 group. The surface wave corresponding to the position of the finger is attenuated only when Such delayed signals and are amplified and rectified to become DC signals and, respectively. A digital signal is obtained in the comparator by setting an appropriate threshold voltage value between the DC voltage values corresponding to the case where the glass substrate 5 is touched and the case where the glass substrate 5 is not touched. This digital signal is taken into the computer as a parallel signal at an appropriate timing by the computer.

【００２５】図６および図７はすだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間
における周波数に対する挿入損失の関係を示す特性図で
ある。ただし図６はガラス基板５上を触指しない場合
を、図７はガラス基板５上を触指した場合を示す。３．
９６ＭＨｚ近傍のピークが１次モードの弾性表面波に対
応している。この１次モードの弾性表面波に注目する
と、挿入損失における触指した場合と触指しない場合と
の差が約１０ｄＢであることが分かる。この挿入損失の
変化はタッチパネルの信号処理を行う上で十分な変化で
ある。FIGS. 6 and 7 are characteristic diagrams showing the relationship between the insertion loss and the frequency between the interdigital electrodes T1 and R1. However, FIG. 6 shows the case where the glass substrate 5 is not touched, and FIG. 7 shows the case where the glass substrate 5 is touched. 3.
The peak near 96 MHz corresponds to the first-order mode surface acoustic wave. Focusing on this surface acoustic wave of the first-order mode, it can be seen that the difference in insertion loss between the case where the finger is touched and the case where the finger is not touched is about 10 dB. This change in insertion loss is a sufficient change for signal processing of the touch panel.

【００２６】図８および図９は３．９６ＭＨｚのｒｆパ
ルスを印加した場合のすだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における
応答特性を示す図である。ただし図８はガラス基板５上
を触指しない場合を、図９はガラス基板５上を触指した
場合を示す。すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間にガラス基板５が
設けられていることから、電磁的直達波もなくスプリア
スも少ない良好な応答特性を示していることが分かる。
従って、信号処理が容易にできる。FIGS. 8 and 9 are diagrams showing the response characteristics between the interdigital electrodes T1 and R1 when an rf pulse of 3.96 MHz is applied. However, FIG. 8 shows the case where the glass substrate 5 is not touched, and FIG. 9 shows the case where the glass substrate 5 is touched. Since the glass substrate 5 is provided between the interdigital transducers T1 and R1, it can be seen that there is no electromagnetic direct wave and good spurious response is exhibited.
Therefore, signal processing can be facilitated.

【００２７】図１０は図１に示す超音波タッチパネルを
遅延線発振器を形成して駆動する場合の構成図である。
入力用すだれ状電極に電気信号が入力されると出力用す
だれ状電極に電気信号が出力され増幅器によって増幅さ
れる。増幅器から出力された電気信号は倍電圧整流器
により直流電圧に変換される。このときガラス基板５
上を触指した場合には発振が停止するか或は触指しない
場合とで直流電圧に差が生じる。スレッシュホールド
電圧を適切な値に設定すれば、触指した場合と触指しな
い場合における直流電圧をコンパレータを使用するこ
とによりそれぞれ２つの所定の値の電圧に設定できる。
この遅延線発振器による方法はパルス発生器が不要であ
ることから装置のさらなる小型化が可能である。FIG. 10 is a block diagram showing a case where the ultrasonic touch panel shown in FIG. 1 is driven by forming a delay line oscillator.
When an electric signal is input to the input interdigital transducer, the electric signal is output to the output interdigital electrode and amplified by the amplifier. The electric signal output from the amplifier is converted into a DC voltage by the voltage doubler rectifier. At this time, the glass substrate 5
When the finger is touched on the top, the oscillation stops or there is a difference in the DC voltage between when the finger is not touched. If the threshold voltage is set to an appropriate value, the DC voltage when touching and when not touching can be set to two predetermined values by using the comparator.
The method using the delay line oscillator does not require a pulse generator, so that the device can be further downsized.

【００２８】図１１は図１の超音波タッチパネルを伝搬
する弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図であり、弾
性表面波の波数ｋと圧電磁器薄板６の厚さｄとの積（ｋ
ｄ）または弾性表面波の波長λに対するｄの割合（ｄ／
λ）に対する各モードの位相速度を示す図である。但
し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス基板５
と接触する方の板面（ガラス側板面）が電気的に開放状
態にあってもう一方の空気に接触する方の板面（空気側
板面）が電気的に短絡状態にあるものと、圧電磁器薄板
６のガラス側板面と空気側板面とが共に電気的に短絡状
態にあるものである。本実施例においては圧電磁器薄板
６の板面に金属薄膜を被覆することによりその板面を電
気的に短絡状態にしている。本図において“ｓｈｏｒ
ｔ”は短絡状態を、“ｏｐｅｎ”は開放状態であること
を示す。弾性表面波には複数個のモードがある。零次モ
ードは基本レイリー波であり、零次モードはｋｄ値が零
のときガラス基板５のレイリー波速度に一致していて、
ｋｄ値が大きくなるにつれて圧電磁器薄板６のレイリー
波速度に収束している。１次以上のモードではカットオ
フ周波数が存在し、ｋｄ値がそれぞれの最小のときガラ
ス基板５の横波速度に収束している。本図において○印
は実測値を示す。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a velocity dispersion curve of a surface acoustic wave propagating through the ultrasonic touch panel shown in FIG. 1. The product of the wave number k of the surface acoustic wave and the thickness d of the piezoelectric ceramic thin plate 6 (k
d) or the ratio of d to the wavelength λ of the surface acoustic wave (d /
It is a figure which shows the phase velocity of each mode with respect to (lambda). However, the piezoelectric ceramic thin plate 6 is the glass substrate 5 of the piezoelectric ceramic thin plate 6.
The plate surface (glass side plate surface) contacting with is electrically open, but the plate surface contacting one side of the air (air side plate surface) is electrically short-circuited, and the piezoelectric ceramic The glass side plate surface and the air side plate surface of the thin plate 6 are both electrically short-circuited. In this embodiment, the plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 6 is covered with a metal thin film to electrically short the plate surface. In this figure, "short
"t" indicates a short-circuited state and "open" indicates an open state. The surface acoustic wave has a plurality of modes. The zero-order mode is a fundamental Rayleigh wave and the zero-order mode has a kd value of zero. When it matches the Rayleigh wave velocity of the glass substrate 5,
The Rayleigh wave velocity of the piezoelectric ceramic thin plate 6 converges as the kd value increases. In the first and higher modes, there is a cutoff frequency, and when the kd value is at its minimum, it converges to the transverse wave velocity of the glass substrate 5. In this figure, the circles indicate measured values.

【００２９】図１２は図１の超音波タッチパネルを伝搬
する弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図であり、ｋ
ｄ値またはｄ／λ値に対する各モードの位相速度を示す
図である。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６の
ガラス側板面と空気側板面とが共に電気的に開放状態に
あるものと、圧電磁器薄板６のガラス側板面が電気的に
短絡状態にあって空気側板面が電気的に開放状態にある
ものを用いた。零次モードではｆｄ値が零のときガラス
基板５のレイリー波速度に一致していて、ｋｄ値が大き
くなるにつれて圧電磁器薄板６のレイリー波速度に収束
している。１次以上のモードではカットオフ周波数が存
在し、ｋｄ値がそれぞれの最小のときガラス基板５の横
波速度に収束している。本図において○印は実測値を示
す。FIG. 12 is a characteristic diagram showing a velocity dispersion curve of a surface acoustic wave propagating through the ultrasonic touch panel of FIG.
It is a figure which shows the phase velocity of each mode with respect to d value or d / (lambda) value. However, the piezoelectric ceramic thin plate 6 has a structure in which both the glass side plate surface and the air side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 6 are electrically open, and the glass side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 6 is electrically short-circuited. The air side plate surface was electrically open. In the zero-order mode, when the fd value is zero, it matches the Rayleigh wave velocity of the glass substrate 5, and as the kd value increases, it converges to the Rayleigh wave velocity of the piezoelectric ceramic thin plate 6. In the first and higher modes, there is a cutoff frequency, and when the kd value is at its minimum, it converges to the transverse wave velocity of the glass substrate 5. In this figure, the circles indicate measured values.

【００３０】図１３は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面にすだれ状電極（ＩＤＴ）を設け空気側板面を電
気的に短絡状態にしたものを用いている。高次モードの
ｋ2 は零次モードに比べて大きな値を示す。特に１次モ
ードではｋｄ＝１．８においてｋ2 ＝１７．７％という
最大値を示している。FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 6 under two different electrical boundary conditions. However, the piezoelectric ceramic thin plate 6 uses a piezoelectric ceramic thin plate 6 on which a glass-side plate surface is provided with interdigital electrodes (IDT) to electrically short the air-side plate surface. The higher order mode k 2 has a larger value than the zero order mode. Particularly, in the first-order mode, the maximum value of k 2 = 17.7% is shown at kd = 1.8.

【００３１】図１４は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面にすだれ状電極を設け空気側板面を電気的に開放
状態にしたものを用いている。高次モードのｋ2 は零次
モードに比べて大きな値を示す。FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 6 under two different electrical boundary conditions. However, the piezoelectric ceramic thin plate 6 uses a piezoelectric ceramic thin plate 6 on which a glass-side plate surface is provided with interdigital electrodes to electrically open the air-side plate surface. The higher order mode k 2 has a larger value than the zero order mode.

【００３２】図１５は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面を電気的に短絡状態にし空気側板面にすだれ状電
極を設けたものを用いている。FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 6 under two different electrical boundary conditions. However, as the piezoelectric ceramic thin plate 6, one in which the glass side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 6 is electrically short-circuited and the interdigital electrode is provided on the air side plate surface is used.

【００３３】図１６は圧電磁器薄板６の異なる２つの電
気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電気
機械結合係数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板６は、圧電磁器薄板６のガラス
側板面を電気的に開放状態にし空気側板面にすだれ状電
極を設けたものを用いている。FIG. 16 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 6 under two different electrical boundary conditions. However, as the piezoelectric ceramic thin plate 6, one in which the glass side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 6 is electrically opened and the interdigital electrode is provided on the air side plate surface is used.

【００３４】図１１〜１６より、１次以上のモードでは
図１の超音波タッチパネルを伝搬する弾性表面波の速度
がガラス基板５単体を伝搬する弾性表面波の速度と等し
いときｋ2 が最大値を示すことがわかる。From FIGS. 11 to 16, in the first and higher modes, when the velocity of the surface acoustic wave propagating through the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is equal to the velocity of the surface acoustic wave propagating through the glass substrate 5 alone, k 2 has the maximum value. It can be seen that

【００３５】図１３〜１６より、圧電磁器薄板６のガラ
ス側板面にすだれ状電極を設け空気側板面を電気的に短
絡状態にした構造においてすだれ状電極に加えられる電
気的エネルギーが弾性表面波に変換される度合が大きく
なることがわかる。From FIGS. 13 to 16, in the structure in which the interdigital electrode is provided on the glass side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 6 and the air side plate surface is electrically short-circuited, the electric energy applied to the interdigital electrode becomes a surface acoustic wave. It can be seen that the degree of conversion increases.

【００３６】図１に示す超音波タッチパネルにおいてガ
ラス基板５に弾性表面波を励振する場合、圧電磁器薄板
６とガラス基板５との界面で音響インピーダンスの不整
合等によって生じる反射等を考慮する必要がある。反射
係数を最小にする手段としては、超音波タッチパネルに
おける表面波速度とガラス基板５単体の表面波速度とが
等しくなるように超音波タッチパネルを設計すること、
表面波の波長λに対する圧電磁器薄板６の厚さｄの割合
（ｄ／λ）が小さくなるように超音波タッチパネルを設
計すること等が挙げられる。ｄ値が一定である場合には
３次よりは２次、２次よりは１次モードの方が有効であ
る。When the surface acoustic wave is excited on the glass substrate 5 in the ultrasonic touch panel shown in FIG. 1, it is necessary to consider reflection and the like caused by acoustic impedance mismatch at the interface between the piezoelectric ceramic thin plate 6 and the glass substrate 5. is there. As a means for minimizing the reflection coefficient, the ultrasonic touch panel is designed so that the surface wave velocity of the ultrasonic touch panel and the surface wave velocity of the glass substrate 5 are equal to each other.
The ultrasonic touch panel may be designed so that the ratio (d / λ) of the thickness d of the piezoelectric ceramic thin plate 6 to the wavelength λ of the surface wave is small. When the d value is constant, the second-order mode is more effective than the third-order mode, and the first-order mode is more effective than the second-order mode.

【００３７】[0037]

【発明の効果】本発明の超音波タッチパネルによれば、
入力用超音波デバイスＡのすだれ状電極Ｐから電気信号
を入力する構造を採用することにより、すだれ状電極の
部分に１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波
を励振させることができる。このときこの弾性表面波の
位相速度が非圧電基板単体における弾性表面波の伝搬速
度にほぼ等しくなるような構造を採用することにより、
すだれ状電極Ｐから加えられる電気的エネルギーが弾性
表面波に変換される度合を大きくすることができるだけ
でなく、圧電薄板と非圧電基板との界面での音響インピ
ーダンスの不整合等によって生じる反射等を除去するこ
とができる。このようにして、低消費電力で高電圧を印
加すること無しに効率良く弾性表面波を非圧電基板に励
振することができる。According to the ultrasonic touch panel of the present invention,
By adopting the structure in which the electric signal is input from the interdigital transducer P of the input ultrasonic device A, it is possible to excite the surface acoustic waves of the first mode or the second or higher modes in the interdigital electrodes. At this time, by adopting a structure in which the phase velocity of this surface acoustic wave is substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave in the single non-piezoelectric substrate,
Not only can the degree of conversion of the electrical energy applied from the interdigital transducer P into surface acoustic waves be increased, but also reflection or the like caused by acoustic impedance mismatch at the interface between the piezoelectric thin plate and the non-piezoelectric substrate, etc. Can be removed. In this way, surface acoustic waves can be efficiently excited on the non-piezoelectric substrate with low power consumption and without applying a high voltage.

【００３８】本発明の超音波タッチパネルでは、出力用
超音波デバイスＢのすだれ状電極ＱおよびＲそれぞれを
すだれ状電極Ｐに対し弾性表面波の送受波の指向軸が共
通になるよう配置する構造を採用することにより、非圧
電基板に励振されている弾性表面波をすだれ状電極Ｑお
よびＲから電気信号として出力させることができる。従
って、非圧電基板の板面上における弾性表面波の伝搬路
（すなわちすだれ状電極Ｐ，Ｑ間およびＰ，Ｒ間）を触
指することにより非圧電基板に励振されている弾性表面
波が消滅または減衰するから、すだれ状電極ＱまたはＲ
に出力される電気信号も消滅または減衰する。このよう
にして、本発明の超音波タッチパネルは応答時間が短く
感度が良い。The ultrasonic touch panel of the present invention has a structure in which the interdigital electrodes Q and R of the output ultrasonic device B are arranged so that the directional axes for transmitting and receiving the surface acoustic wave are common to the interdigital electrode P. By adopting this, the surface acoustic wave excited on the non-piezoelectric substrate can be output from the interdigital electrodes Q and R as an electric signal. Therefore, by touching the propagation path of the surface acoustic wave (that is, between the interdigital electrodes P and Q and between P and R) on the plate surface of the non-piezoelectric substrate, the surface acoustic wave excited on the non-piezoelectric substrate disappears. Or because it is attenuated, the interdigital transducer Q or R
The electric signal output to is also extinguished or attenuated. Thus, the ultrasonic touch panel of the present invention has a short response time and good sensitivity.

【００３９】すだれ状電極の電極周期長すなわち弾性表
面波の波長λに対する圧電薄板の厚さｄの割合（ｄ／
λ）をできるだけ小さくし、すだれ状電極の電極周期長
を１次モードまたは２次以上のモードの弾性表面波の波
長にほぼ等しくする構造を採用することにより、すだれ
状電極から加えられる電気的エネルギーが弾性表面波に
変換される度合を大きくすることができるだけでなく、
圧電薄板と非圧電基板との界面での音響インピーダンス
および場の不整合等によって生じる反射等を除去するこ
とができる。なお、圧電薄板の厚さｄを一定にする構造
を採用するならば、すだれ状電極の電極周期長を３次よ
りは２次、２次よりは１次モードの弾性表面波の波長に
ほぼ等しくする構造を併用することにより効果が増大す
る。The electrode period length of the interdigital transducer, that is, the ratio of the thickness d of the piezoelectric thin plate to the wavelength λ of the surface acoustic wave (d /
λ) is made as small as possible, and by adopting a structure in which the electrode period length of the interdigital transducer is made substantially equal to the wavelength of the surface acoustic wave in the first-order mode or the second or higher modes, the electrical energy applied from the interdigital electrode is obtained. Not only can increase the degree of conversion into surface acoustic waves,
It is possible to remove the acoustic impedance at the interface between the piezoelectric thin plate and the non-piezoelectric substrate and the reflection and the like caused by field mismatch. If the structure in which the thickness d of the piezoelectric thin plate is made constant is adopted, the electrode period length of the interdigital transducer is almost equal to the wavelength of the surface acoustic wave of the secondary mode rather than the third order and the secondary mode than the second order. The effect is increased by using the above structure together.

【００４０】圧電薄板として圧電セラミック、ＰＶＤＦ
その他の高分子圧電フィルムを採用することにより、非
圧電基板に効率よく１次モードまたは２次以上のモード
の弾性表面波を励振することができる。圧電セラミック
はその分極軸の方向を厚さ方向と一致させる構造を採用
することにより、非圧電基板に効率よく１次モードまた
は２次以上のモードの弾性表面波を励振することができ
る。Piezoelectric ceramics as the piezoelectric thin plate, PVDF
By adopting the other polymer piezoelectric film, it is possible to efficiently excite the first-order mode or the second or higher-order mode surface acoustic waves on the non-piezoelectric substrate. By adopting a structure in which the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic coincides with the thickness direction, it is possible to efficiently excite a surface acoustic wave of a first-order mode or a second-order mode or higher on a non-piezoelectric substrate.

【００４１】すだれ状電極を圧電薄板と非圧電基板との
界面に設け圧電薄板の空気側を電気的に短絡状態にした
構造を採用することにより、すだれ状電極に加えられる
電気的エネルギーを効率よく弾性表面波に変換すること
ができる。電気的に短絡状態にするには板面に金属薄膜
を被覆する方法が有効である。By adopting a structure in which the interdigital electrode is provided at the interface between the piezoelectric thin plate and the non-piezoelectric substrate and the air side of the piezoelectric thin plate is electrically short-circuited, the electrical energy applied to the interdigital electrode can be efficiently obtained. It can be converted into a surface acoustic wave. A method of coating the plate surface with a metal thin film is effective for electrically short-circuiting.

【００４２】本発明の超音波タッチパネルは、少なくと
も２組のすだれ状電極Ｐ１およびＰ２を備えた入力用超
音波デバイスＡと、すだれ状電極Ｐ１に対応する少なく
とも２組のすだれ状電極Ｑ１およびＱ２（以後Ｑグルー
プと呼ぶ）並びにすだれ状電極Ｐ２に対応する少なくと
も２組のすだれ状電極Ｒ１およびＲ２（以後Ｒグループ
と呼ぶ）を備えた出力用超音波デバイスＢとを含む構造
を採用している。すだれ状電極Ｑ１とＲ１とを互いに電
気的に接続しすだれ状電極Ｑ１およびＲ１（以後第１グ
ループと呼ぶ）に出力される遅延電気信号を感知できる
構造、また同様にしてすだれ状電極Ｑ２とＲ２とを互い
に電気的に接続しすだれ状電極Ｑ２およびＲ２（以後第
２グループと呼ぶ）に出力される遅延電気信号を感知で
きる構造を併用している。このようにして回路構成が簡
略化されるだけでなく、すだれ状電極Ｐ１およびＰ２に
交互に電気信号を入力することにより、遅延電気信号を
Ｑグループのすだれ状電極およびＲグループのすだれ状
電極に交互に出力することができる。従って、弾性表面
波の伝搬路のうちたとえばすだれ状電極Ｐ１，Ｑ１間を
触指した場合には、すだれ状電極Ｐ１に電気信号が入力
されているときに限って第１グループのすだれ状電極に
出力される遅延電気信号が減衰または消滅し、すだれ状
電極Ｐ２に電気信号が入力されているときには第１グル
ープのすだれ状電極に出力される遅延電気信号は変化し
ない。このよにして触指位置を明確に指定することが可
能になる。The ultrasonic touch panel of the present invention comprises an input ultrasonic device A having at least two sets of interdigital electrodes P1 and P2, and at least two sets of interdigital electrodes Q1 and Q2 (corresponding to the interdigital electrodes P1). Hereinafter, referred to as Q group) and an output ultrasonic device B including at least two sets of interdigital electrodes R1 and R2 (hereinafter referred to as R group) corresponding to the interdigital electrode P2. A structure in which the interdigital electrodes Q1 and R1 are electrically connected to each other and a delayed electric signal output to the interdigital electrodes Q1 and R1 (hereinafter referred to as a first group) can be sensed, and the interdigital electrodes Q2 and R2 are similarly formed. Are electrically connected to each other, and a structure capable of sensing a delayed electric signal output to the interdigital electrodes Q2 and R2 (hereinafter referred to as a second group) is also used. In this way, not only the circuit structure is simplified, but also by inputting the electric signals alternately to the interdigital electrodes P1 and P2, the delayed electric signals are transmitted to the interdigital electrodes of the Q group and the interdigital electrodes of the R group. It can be output alternately. Therefore, when, for example, the interdigital electrodes P1 and Q1 in the propagation path of the surface acoustic wave are touched, the interdigital electrodes of the first group are connected to the interdigital electrodes P1 only when an electric signal is input. The delayed electrical signal output is attenuated or disappears, and when the electrical signal is input to the interdigital transducer P2, the delayed electrical signal output to the interdigital electrodes of the first group does not change. In this way, it becomes possible to clearly specify the touch finger position.

【００４３】超音波送受波装置を非圧電基板の一方の板
面に少なくとも２つ設ける構造を採用し、しかも一方の
前記超音波送受波装置における超音波デバイスＡ，Ｂ間
の弾性表面波の伝搬路と、もう一方の前記超音波送受波
装置における超音波デバイスＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝
搬路とを互いに直交させる構造を採用することにより、
非圧電基板に触指したことが感知されるばかりでなく、
触指部分の特定ができる。これは超音波送受波装置の数
が多い程きめ細かな特定が可能となる。A structure is adopted in which at least two ultrasonic wave transmitting / receiving devices are provided on one plate surface of a non-piezoelectric substrate, and the surface acoustic waves propagate between the ultrasonic devices A and B in one ultrasonic wave transmitting / receiving device. By adopting a structure in which the path and the propagation path of the surface acoustic wave between the ultrasonic devices A and B in the other ultrasonic transmission / reception device are orthogonal to each other,
Not only is it sensed that you touched the non-piezoelectric substrate,
You can specify the touch finger part. As the number of ultrasonic wave transmitting / receiving devices increases, more detailed identification can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の超音波タッチパネルの一実施例を示す
平面図。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an ultrasonic touch panel of the present invention.

【図２】図１の超音波タッチパネルにおける超音波デバ
イス１および３を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing ultrasonic devices 1 and 3 in the ultrasonic touch panel of FIG.

【図３】図１の超音波タッチパネルの断面図。3 is a cross-sectional view of the ultrasonic touch panel of FIG.

【図４】図１の超音波タッチパネルをｒｆパルスを用い
て駆動する場合の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram when the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is driven using an rf pulse.

【図５】図４の構成図における各部〜における波形
図。5A to 5C are waveform charts of respective units in the configuration diagram of FIG.

【図６】すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における周波数に対す
る挿入損失の関係を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the insertion loss and the frequency between the interdigital transducers T1 and R1.

【図７】すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における周波数に対す
る挿入損失の関係を示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the insertion loss and the frequency between the interdigital transducers T1 and R1.

【図８】３．９６ＭＨｚのｒｆパルスを印加した場合の
すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における応答特性を示す図。FIG. 8 is a diagram showing response characteristics between the interdigital electrodes T1 and R1 when an rf pulse of 3.96 MHz is applied.

【図９】３．９６ＭＨｚのｒｆパルスを印加した場合の
すだれ状電極Ｔ1，Ｒ1間における応答特性を示す図。FIG. 9 is a diagram showing response characteristics between the interdigital electrodes T1 and R1 when an rf pulse of 3.96 MHz is applied.

【図１０】図１に示す超音波タッチパネルを遅延線発振
器を形成して駆動する場合の構成図。10 is a configuration diagram of a case where the ultrasonic touch panel shown in FIG. 1 is driven by forming a delay line oscillator.

【図１１】図１の超音波タッチパネルを伝搬する弾性表
面波の速度分散曲線を示す特性図。11 is a characteristic diagram showing a velocity dispersion curve of a surface acoustic wave propagating through the ultrasonic touch panel of FIG.

【図１２】図１の超音波タッチパネルを伝搬する弾性表
面波の速度分散曲線を示す特性図。12 is a characteristic diagram showing a velocity dispersion curve of a surface acoustic wave propagating through the ultrasonic touch panel of FIG.

【図１３】圧電磁器薄板１の異なる２つの電気的境界条
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図。FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 1 under two different electrical boundary conditions.

【図１４】圧電磁器薄板１の異なる２つの電気的境界条
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図。FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 1 under two different electrical boundary conditions.

【図１５】圧電磁器薄板１の異なる２つの電気的境界条
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図。FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference under two different electrical boundary conditions of the piezoelectric ceramic thin plate 1.

【図１６】圧電磁器薄板１の異なる２つの電気的境界条
件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合係
数ｋ2 とｋｄ値との関係を示す特性図。FIG. 16 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference under two different electrical boundary conditions of the piezoelectric ceramic thin plate 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，２，３，４ 超音波デバイス ５ ガラス基板 ６ 圧電磁器薄板 Ｔ1，Ｔ2，Ｔ11，Ｔ12 すだれ状電極 Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8 すだれ状
電極 Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15，Ｒ16，Ｒ17，Ｒ18 す
だれ状電極1,2,3,4 Ultrasonic device 5 Glass substrate 6 Piezoelectric ceramic thin plate T1, T2, T11, T12 Interdigital electrodes R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 Interdigital electrode R11, R12, R13 , R14, R15, R16, R17, R18 interdigital electrodes

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 入力用超音波デバイスＡおよび出力用超
音波デバイスＢで成る超音波送受波装置を非圧電基板の
一方の板面上に少なくとも１つ設けて成る超音波タッチ
パネルにおいて、 前記入力用超音波デバイスＡは圧電薄板ａに少なくとも
１組のすだれ状電極Ｐを備えて成り、前記出力用超音波
デバイスＢは圧電薄板ｂに前記すだれ状電極Ｐに対応す
る少なくとも２組のすだれ状電極ＱおよびＲを備えて成
り、 前記すだれ状電極Ｐの電極交叉幅は前記すだれ状電極Ｑ
の電極指の長さと前記すだれ状電極Ｒの電極指の長さと
の合計とほぼ等しく、 前記すだれ状電極Ｐに電気信号を入力し前記非圧電基板
の前記一方の板面に弾性表面波を励振する手段と、前記
非圧電基板に励振された該弾性表面波に応じて前記すだ
れ状電極ＱおよびＲに現れる電気信号を出力する手段と
が設けてあり、 前記非圧電基板の前記一方の板面における前記弾性表面
波の伝搬路の一部に人指または物体が接触したことを、
前記すだれ状電極ＱまたはＲに出力される前記電気信号
の大きさから感知することを特徴とする超音波タッチパ
ネル。1. An ultrasonic touch panel comprising at least one ultrasonic wave transmitting / receiving device comprising an input ultrasonic device A and an output ultrasonic device B provided on one plate surface of a non-piezoelectric substrate. The ultrasonic device A comprises a piezoelectric thin plate a having at least one set of interdigital electrodes P, and the output ultrasonic device B has at least two sets of interdigital electrodes Q corresponding to the interdigital electrodes P on the piezoelectric thin plate b. And R, and the electrode crossing width of the interdigital electrode P is the interdigital electrode Q.
Is substantially equal to the sum of the length of the electrode fingers of the interdigital transducer R and the length of the electrode fingers of the interdigital transducer R, and an electric signal is input to the interdigital transducer P to excite a surface acoustic wave on the one plate surface of the non-piezoelectric substrate. Means for outputting electric signals appearing on the interdigital transducers Q and R in response to the surface acoustic waves excited on the non-piezoelectric substrate, and the one plate surface of the non-piezoelectric substrate. That a human finger or an object contacts a part of the propagation path of the surface acoustic wave in
An ultrasonic touch panel, characterized by sensing from the magnitude of the electric signal output to the interdigital transducer Q or R. 【請求項２】 前記圧電薄板ａの厚さは前記すだれ状電
極Ｐの電極周期長以下であり、前記圧電薄板ｂの厚さは
前記すだれ状電極ＱまたはＲの電極周期長以下であっ
て、 前記すだれ状電極Ｐ，ＱまたはＲの電極周期長は１次モ
ードまたは２次以上のモードの弾性表面波の波長にほぼ
等しいことを特徴とする請求項１に記載の超音波タッチ
パネル。2. The thickness of the piezoelectric thin plate a is less than or equal to the electrode period length of the interdigital electrode P, and the thickness of the piezoelectric thin plate b is less than or equal to the electrode period length of the interdigital electrode Q or R. The ultrasonic touch panel according to claim 1, wherein the electrode period length of the interdigital transducers P, Q, or R is substantially equal to the wavelength of the surface acoustic wave in the first-order mode or the second-order or higher modes. 【請求項３】 前記１次モードまたは２次以上の前記モ
ードの弾性表面波の位相速度は前記非圧電基板単体に励
振される弾性表面波の伝搬速度にほぼ等しいことを特徴
とする請求項２に記載の超音波タッチパネル。3. The phase velocity of the surface acoustic wave in the first-order mode or in the second-order or higher modes is approximately equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave excited in the single non-piezoelectric substrate. Ultrasonic touch panel according to. 【請求項４】 前記圧電薄板ａまたはｂが圧電セラミッ
クで成り、該圧電セラミックの分極軸の方向は該圧電セ
ラミックの厚さ方向と平行であることを特徴とする請求
項１，２または３に記載の超音波タッチパネル。4. The piezoelectric thin plate a or b is made of piezoelectric ceramic, and the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to the thickness direction of the piezoelectric ceramic. The ultrasonic touch panel described. 【請求項５】 前記圧電薄板ａまたはｂがＰＶＤＦその
他の高分子圧電フィルムで成ることを特徴とする請求項
１，２または３に記載の超音波タッチパネル。5. The ultrasonic touch panel according to claim 1, wherein the piezoelectric thin plate a or b is made of PVDF or another polymer piezoelectric film. 【請求項６】 前記圧電薄板ａまたはｂは前記すだれ状
電極Ｐ，ＱまたはＲが設けられている方の板面を介して
前記非圧電基板に固着されていることを特徴とする請求
項１，２，３，４または５に記載の超音波タッチパネ
ル。6. The piezoelectric thin plate a or b is fixed to the non-piezoelectric substrate via the plate surface on which the interdigital transducer P, Q or R is provided. , 2, 3, 4 or 5 ultrasonic touch panel. 【請求項７】 前記圧電薄板ａまたはｂの板面のうちで
前記すだれ状電極ＰまたはＱ若しくはＲがそれぞれ設け
られていない方の板面はそれぞれ金属薄膜で被覆されて
いることを特徴とする請求項６に記載の超音波タッチパ
ネル。7. The plate surface of the piezoelectric thin plates a or b on which the interdigital transducers P, Q or R are not provided is covered with a metal thin film, respectively. The ultrasonic touch panel according to claim 6. 【請求項８】 前記入力用超音波デバイスＡは少なくと
も２組のすだれ状電極Ｐ１およびＰ２を備え、前記出力
用超音波デバイスＢは少なくとも４組のすだれ状電極Ｑ
１，Ｑ２，Ｒ１およびＲ２を備えていて、前記すだれ状
電極Ｑ１およびＱ２は前記すだれ状電極Ｐ１に対応し、
前記すだれ状電極Ｒ１およびＲ２は前記すだれ状電極Ｐ
２に対応しており、 前記すだれ状電極Ｑ１の出力端および前記すだれ状電極
Ｒ１の出力端は互いに電気的に接続点Ｎ１で接続されて
おり、前記すだれ状電極Ｑ２の出力端および前記すだれ
状電極Ｒ２の出力端は互いに電気的に接続点Ｎ２で接続
されており、 前記すだれ状電極Ｐ１およびＰ２に電気信号を入力する
手段は、スイッチＳ１およびスイッチＳ２を設け該スイ
ッチＳ１の出力端および該スイッチＳ２の出力端を交互
に所定の周期でそれぞれ前記すだれ状電極Ｐ１およびＰ
２に電気的に接続するスイッチ制御手段を含み、 前記非圧電基板における弾性表面波の伝搬路の一部に人
指または物体が接触したことを、前記接続点Ｎ１および
前記接続点Ｎ２に現れる電気信号の大きさから感知する
ことを特徴とする請求項１から７までに記載の超音波タ
ッチパネル。8. The input ultrasonic device A includes at least two sets of interdigital electrodes P1 and P2, and the output ultrasonic device B includes at least four sets of interdigital electrodes Q.
1, Q2, R1 and R2, the interdigital electrodes Q1 and Q2 correspond to the interdigital electrode P1,
The interdigital electrodes R1 and R2 are the interdigital electrodes P.
2, the output end of the interdigital transducer Q1 and the output end of the interdigital transducer R1 are electrically connected to each other at a connection point N1, and the output end of the interdigital transducer Q2 and the interdigital feature. The output ends of the electrode R2 are electrically connected to each other at a connection point N2, and the means for inputting an electric signal to the interdigital electrodes P1 and P2 is provided with a switch S1 and a switch S2 and the output end of the switch S1 and the switch S1. The output terminals of the switch S2 are alternately arranged at predetermined intervals to form the interdigital electrodes P1 and P, respectively.
2 includes switch control means electrically connected to the contact point 2, and a contact between an index finger or an object on a part of the surface acoustic wave propagation path in the non-piezoelectric substrate is detected at the connection point N1 and the connection point N2. The ultrasonic touch panel according to any one of claims 1 to 7, wherein the ultrasonic touch panel is detected based on the magnitude of a signal. 【請求項９】 前記超音波送受波装置が前記非圧電基板
の前記一方の板面に少なくとも２つ設けてあり、 一方の前記超音波送受波装置における前記超音波デバイ
スＡ，Ｂ間の弾性表面波の伝搬路と、もう一方の前記超
音波送受波装置における前記超音波デバイスＡ，Ｂ間の
弾性表面波の伝搬路とが互いに直交していることを特徴
とする請求項１から８までに記載の超音波タッチパネ
ル。9. The at least two ultrasonic wave transmitting / receiving devices are provided on the one plate surface of the non-piezoelectric substrate, and the elastic surface between the ultrasonic devices A and B in one ultrasonic wave transmitting / receiving device. The wave propagation path and the propagation path of the surface acoustic wave between the ultrasonic devices A and B in the other ultrasonic wave transmitting / receiving apparatus are orthogonal to each other. The ultrasonic touch panel described.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030039654A (en) * 2001-11-14 2003-05-22 주식회사 에이터치 Structure of Electrodes in Touch Screen
US6762753B2 (en) 2000-12-01 2004-07-13 Fujitsu Limited Touch panel device
KR100542798B1 (en) * 1997-05-14 2006-03-23 터치 패널 시스템즈 코포레이션 Touch panel of acoustic wave type
US7184029B2 (en) 2002-11-19 2007-02-27 Fujitsu Limited Touch panel device
US7230612B2 (en) 2002-06-24 2007-06-12 Fujitsu Limited Touch panel device
US7324096B2 (en) 2000-05-22 2008-01-29 Fujitsu Limited Touch panel device
US7559353B2 (en) 2006-03-20 2009-07-14 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Distributor for use in a method of casting hot metal

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100542798B1 (en) * 1997-05-14 2006-03-23 터치 패널 시스템즈 코포레이션 Touch panel of acoustic wave type
US7324096B2 (en) 2000-05-22 2008-01-29 Fujitsu Limited Touch panel device
US7705836B2 (en) 2000-05-22 2010-04-27 Fujitsu Limited Touch panel device
US6762753B2 (en) 2000-12-01 2004-07-13 Fujitsu Limited Touch panel device
KR20030039654A (en) * 2001-11-14 2003-05-22 주식회사 에이터치 Structure of Electrodes in Touch Screen
US7230612B2 (en) 2002-06-24 2007-06-12 Fujitsu Limited Touch panel device
US7932900B2 (en) 2002-06-24 2011-04-26 Fujitsu Limited Touch panel device
US7184029B2 (en) 2002-11-19 2007-02-27 Fujitsu Limited Touch panel device
US7559353B2 (en) 2006-03-20 2009-07-14 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Distributor for use in a method of casting hot metal

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