特許

J-GLOBAL ID：200903002260516254

超音波タッチパネル

発明者： 戸田 耕司
出願人/特許権者： 戸田 耕司
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願平9-063765
公開番号（公開出願番号）：特開平10-240427
出願日： 1997年03月03日
公開日（公表日）： 1998年09月11日
要約：

【要約】【課題】 低消費電力駆動で、接触位置の細密な検出を可能にすること。【解決手段】 すだれ状電極TX0,TX1およびTX2に電気信号を入力すると、圧電板1の上端面に弾性表面波が励振され、非圧電板2の上端面に伝搬され、すだれ状電極RX0において位相θbaseを有する電気信号に変換され出力される。同時に、すだれ状電極RX11等で位相θj(j=1,2,......,χ)を有する電気信号Ej(j=1,2,......,χ)に変換される。もしも、非圧電板2の上端面において、すだれ状電極TX1とRX11との間の位置Fj(j=1,2,......,χ)のうちの位置Fxを接触すると、すだれ状電極RX11において位相θを有する電気信号Eが出力される。このとき、θbaseとθとの差から接触位置Fxが検出できる。

請求項（抜粋）：

圧電板と、非圧電板と、超音波送受波手段XおよびYと、前記超音波送受波手段XおよびYに接続された情報処理部から成る超音波タッチパネルであって、前記各超音波送受波手段は1組の入力用すだれ状電極T0と、N組の入力用すだれ状電極Ti(i=1,2,......,N)と、前記すだれ状電極T0に対応する出力用すだれ状電極R0と、前記各すだれ状電極Tiにそれぞれ対応する少なくとも2組の出力用すだれ状電極Ri1およびRi2(i=1,2,......,N)から成り、前記すだれ状電極T0およびTiは前記圧電板の一方の板面に設けられ、前記すだれ状電極R0は前記圧電板の前記一方の板面上の前記すだれ状電極T0に対向する部分に設けられ、前記すだれ状電極Ri1およびRi2は前記圧電板の前記一方の板面上の前記各すだれ状電極Tiに対向する部分に設けられており、前記非圧電板の下端面は前記圧電板の前記一方の板面に前記各すだれ状電極を介して固着されていて、前記すだれ状電極R0の電極指の方向と、前記すだれ状電極T0の電極指の方向は互いに平行で、前記すだれ状電極Ri1およびRi2の電極指の方向と、前記すだれ状電極Tiの電極指の方向とは互いに平行でなく、前記すだれ状電極Ri1およびRi2の電極指の方向は、前記すだれ状電極Tiの電極指の方向に対し角αの傾きを有し、前記すだれ状電極Ri1およびRi2の電極指に直交する方向での電極指の周期長PNは、前記すだれ状電極T0,TiおよびR0の電極周期長Pとcosαとの積に等しく、前記すだれ状電極T0およびTiは、前記電極周期長Pにほぼ対応する周波数の電気信号を入力されることにより、前記圧電板の前記一方の板面の表面近傍に前記電極周期長Pとほぼ等しい波長を有する弾性表面波を励振し、該弾性表面波を前記非圧電板の上端面に伝搬させ、前記非圧電板の前記上端面に伝搬される前記弾性表面波は0次モードおよび1次以上の高次モードの波で、前記0次モードの弾性表面波の位相速度は、電気的に短絡状態にある前記圧電板単体に伝搬するレイリー波の速度とほぼ等しく、前記1次以上の高次モードの弾性表面波の位相速度は、電気的に開放状態にある前記圧電板単体に伝搬するレイリー波の速度とほぼ等しく、前記すだれ状電極R0は、前記すだれ状電極T0によって励振され前記非圧電板の前記上端面に伝搬した前記弾性表面波を前記圧電板の前記一方の板面の表面近傍に伝搬させた後、位相θbaseを有する電気信号に変換して出力し、前記各すだれ状電極Ri1およびRi2は、前記すだれ状電極Tiによって励振され前記非圧電板の前記上端面に伝搬した前記弾性表面波を前記圧電板の前記一方の板面の表面近傍に伝搬させた後、位相θj(j=1,2,......,χ)を有する電気信号Ej(j=1,2,......,χ)にそれぞれ変換し、前記電気信号Ejは前記電極周期長Pにほぼ対応する周波数を有し、前記位相θjを合成することにより生ずる位相Totalθjは零であり、前記電気信号Ejを合成することにより生ずる電気信号TotalEjの振幅は零であって、前記電気信号TotalEjは前記各すだれ状電極Ri1およびRi2において検出されることはなく、前記圧電板の厚さは前記電極周期長Pのほぼ3倍以上であり、前記非圧電板の厚さdは前記電極周期長Pよりも小さく、前記非圧電板単体に伝搬する弾性表面波の位相速度は、前記圧電板単体に伝搬する弾性表面波の位相速度よりも小さく、前記すだれ状電極TiおよびRi1は前記非圧電板の前記上端面に弾性表面波の伝搬路Di1(i=1,2,......,N)を形成し、前記各伝搬路Di1はそれぞれ微細伝搬路Zj(j=1,2,......,χ)で成り、前記すだれ状電極TiおよびRi2は前記非圧電板の前記上端面に弾性表面波の伝搬路Di2(i=1,2,......,N)を形成し、前記各伝搬路Di2はそれぞれ微細伝搬路Zj(j=1,2,......,χ)で成り、前記非圧電板の前記上端面における位置Fj(j=1,2,......,χ)は、前記微細伝搬路Zjに対応し、前記微細伝搬路Zjは前記位相θjに対応し、前記情報処理部は、微細伝搬路Zxに対応する位置Fxに人指または物体が接触したことを、前記すだれ状電極Ri1またはRi2のどれかにおいて位相θを有する電気信号Eが出力されることにより感知し、前記接触位置Fxを、前記電気信号Eを出力した前記すだれ状電極Ri1またはRi2を判別することと、前記位相θbaseと前記位相θとの差を検出することにより特定し、前記接触位置Fxは位相θxを有する電気信号Exに対応し、前記出力電気信号Eは前記電気信号TotalEjから前記電気信号Exを除いた成分と等しく、前記位相θは前記位相Totalθjから前記位相θxを除いた成分と等しい超音波タッチパネル。