JPH06149459A - Ultrasonic touch panel - Google Patents

Ultrasonic touch panel

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JPH06149459A
JPH06149459A JP31770092A JP31770092A JPH06149459A JP H06149459 A JPH06149459 A JP H06149459A JP 31770092 A JP31770092 A JP 31770092A JP 31770092 A JP31770092 A JP 31770092A JP H06149459 A JPH06149459 A JP H06149459A
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JP
Japan
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interdigital
electrode
surface acoustic
acoustic wave
touch panel
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Application number
JP31770092A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Toda
耕司 戸田
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Original Assignee
Individual
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Priority to PCT/JP1993/001028 priority patent/WO1994002911A1/en
Priority to CN94100323A priority patent/CN1092918A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the ultrasonic touch panel for sensing the touch of an object to a piezoelectric panel by providing an ultrasonic transmitting/receiving means on the piezoelectric panel. CONSTITUTION:When an electric signal is inputted from an interdigital electrode T1 or T2, the electric signal is converted to a surface acoustic wave(SAW) and propagated through a piezoelectric panel 1. Among the SAWs propagated through the piezoelectric panel 1, only the SAWs at a central frequency and the adjacent frequency shown by interdigital electrodes R11-R14 or R21-R24 are converted to electric signals and outputted from the interdigital electrodes R11-R14 or R21-R24. When the propagating path of SAWs is touched, the electric signals of interdigital electrodes for output at a position corresponding to the touched part are attenuated or extinguished.

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手段を圧電
板に備えることにより、その圧電板に物体が接触したこ
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 means on a piezoelectric plate so as to detect the contact of an object with the piezoelectric plate.

【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】本発明の目的は基板と
して透光性の圧電板を用いることにより加工性、耐久性
および量産性に優れ、小型軽量化が可能な超音波タッチ
パネルを提供することにある。また、低消費電力、低電
圧で効率良く弾性表面波を圧電板に励振することがで
き、圧電板に接触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 It is an object of the present invention to provide an ultrasonic touch panel which is excellent in workability, durability and mass productivity by using a light-transmissive piezoelectric plate as a substrate and which can be reduced in size and weight. It is in. Further, it is possible to efficiently excite the surface acoustic wave on the piezoelectric plate with low power consumption and low voltage, and to provide a highly sensitive ultrasonic touch panel with a short response time for the surface acoustic wave to be attenuated by contacting the piezoelectric plate. To do.

【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、圧電板の一方の板面Z1上に超音波送
受波手段を少なくとも2つ備えて成る超音波タッチパネ
ルにおいて、前記超音波送受波手段はN組のすだれ状電
極Pi(i=1,2,……,N)と前記すだれ状電極Pi
にそれぞれ対応するN組のすだれ状電極群Qi(i=
1,2,……,N)とから成り、前記すだれ状電極群Q
iはそれぞれ少なくとも2組のすだれ状電極Qi-1(i=
1,2,……,N)およびQi-2(i=1,2,……,
N)から成り、前記すだれ状電極Piの電極周期長にほ
ぼ対応する少なくとも1種類の周波数の電気信号を該す
だれ状電極Piに入力し、前記電極周期長にほぼ等しい
波長を有する少なくとも1種類の弾性表面波を前記板面
Z1に励振する手段と、前記板面Z1に励振された該弾
性表面波の波長に応じて前記すだれ状電極Qi- 1および
i-2に現れる電気信号を出力する手段とが設けてあ
り、前記すだれ状電極Qi-1のそれぞれの出力端は互い
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Qi-2のそれぞれ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Piに電気信
号を入力する手段は、出力端が前記すだれ状電極Pi
入力端にそれぞれ接続されたN個のスイッチSi(i=
1,2,……,N)と、該スイッチSiを順次に所定の
周期で電気的にそれぞれ断続するスイッチ制御手段とを
含み、1つの前記超音波送受波手段における前記すだれ
状電極Piと前記すだれ状電極群Qiとの間の弾性表面波
の伝搬路と、別の前記超音波送受波手段における前記す
だれ状電極Piと前記すだれ状電極群Qiとの間の弾性表
面波の伝搬路とが互いに直交していて、前記板面Z1に
おける弾性表面波の伝搬路の一部に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。
An ultrasonic touch panel according to claim 1, wherein the ultrasonic touch panel comprises at least two ultrasonic wave transmitting / receiving means on one plate surface Z1 of a piezoelectric plate. The transmitting and receiving means is composed of N sets of interdigital electrodes P i (i = 1, 2, ..., N) and the interdigital electrodes P i.
N comb-shaped electrode groups Q i (i =
1, 2, ..., N) and the interdigital electrode group Q
i is at least two sets of interdigital electrodes Q i-1 (i =
1, 2, ..., N) and Q i-2 (i = 1, 2, ..., N)
Consist N), the inputs of at least one electrical signal having a frequency substantially corresponding to the interdigital periodicity of interdigital electrodes P i to the interdigital electrodes P i, at least having a wavelength approximately equal to the electrode period length 1 Means for exciting different kinds of surface acoustic waves on the plate surface Z1 and electric signals appearing on the interdigital electrodes Q i- 1 and Q i-2 according to the wavelength of the surface acoustic waves excited on the plate surface Z1. Is provided, and the respective output ends of the interdigital transducers Q i-1 are electrically connected to each other at a connection point N1, and the respective output ends of the interdigital transducers Q i-2 are provided. are connected by electrical connection point N2 to each other, means for inputting an electric signal to said interdigital electrode P i is, N number of switches having an output connected to the input terminals of the interdigital electrode P i S i (i =
1, 2, ..., N) and switch control means for sequentially electrically connecting and disconnecting the switches S i at predetermined intervals, the interdigital transducer P i in one ultrasonic wave transmitting / receiving means. SAW between the propagation path of the surface acoustic wave, and another of the said interdigital electrode P i in ultrasonic transmitter means and said IDT group Q i between said interdigital electrode group Q i Of the electric signal appearing at the connection point N1 and the connection point N2, indicating that the object is in contact with a part of the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1. It is characterized by sensing.

【0005】請求項2に記載の超音波タッチパネルは、
前記スイッチSiのそれぞれの入力端が互いに電気的に
接続点NSで接続され、前記接続点N1は増幅器を介し
て前記接続点NSに電気的に接続され、 前記すだれ状電
極Piから前記すだれ状電極Qi-1に至る間の前記圧電板
で成る弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,
N)を遅延素子とする発振器Hi(i=1,2,……,
N)が構成されていて、前記発振器Hiの信号ループは
前記すだれ状電極Piと、前記伝搬路Diと、前記すだれ
状電極Qi-1と、前記増幅器とから成ることを特徴とす
る。
The ultrasonic touch panel according to claim 2 is
The switch SiThe input ends of each are electrically
The connection point NS is connected, and the connection point N1 is connected via an amplifier.
Electrically connected to the connection point NS, The interdigital
Pole PiTo the above-mentioned interdigital electrode Qi-1Piezoelectric plate between
Surface acoustic wave propagation path D consisting ofi(I = 1, 2, ...,
Oscillator H using N) as a delay elementi(I = 1, 2, ...,
N) is configured, said oscillator HiThe signal loop of
The interdigital electrode PiAnd the propagation path DiAnd the above blinds
Electrode Qi-1And the amplifier,
It

【0006】請求項3に記載の超音波タッチパネルは、
前記すだれ状電極Pi,Qi-1およびQi-2における電極
周期長にはそれぞれ少なくともL1とL2との2つが有
り、該電極周期長L1またはL2にほぼ対応する周波数
の電気信号を前記すだれ状電極Piに入力し、前記電極
周期長L1またはL2にほぼ等しい波長の弾性表面波を
前記板面Z1に励振する手段が設けてあることを特徴と
する。
The ultrasonic touch panel according to claim 3 is
There are at least two electrode cycle lengths L1 and L2 in the interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q i-2, respectively, and an electric signal having a frequency substantially corresponding to the electrode cycle length L1 or L2 is A means for exciting the surface acoustic wave having a wavelength substantially equal to the electrode period length L1 or L2 to the plate surface Z1 by inputting it to the interdigital transducer P i is provided.

【0007】請求項4に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電板のもう一方の板面Z2には少なくとも1種類
の色で表示される表示装置の表示画面が備えられてい
て、前記すだれ状電極Piに入力される電気信号の周波
数と前記色とを対応させる手段が設けられていることを
特徴とする。
The ultrasonic touch panel according to claim 4 is
The other plate surface Z2 of the piezoelectric plate is provided with a display screen of a display device for displaying at least one kind of color, and the frequency and the color of the electric signal input to the interdigital transducer P i are provided. Is provided.

【0008】請求項5に記載の超音波タッチパネルは、
前記圧電板がほぼ透明な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 5 is
The piezoelectric plate is made of a substantially transparent piezoelectric ceramic, and the polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to the thickness direction of the piezoelectric ceramic.

【0009】[0009]

【作用】本発明の超音波タッチパネルは、圧電板の一方
の板面Z1上に超音波送受波手段を少なくとも2つ備え
て成る簡単な構造を有することから、装置の小型軽量化
が可能である。超音波送受波手段はN組のすだれ状電極
i(i=1,2,……,N)とそのすだれ状電極Pi
それぞれ対応するN組のすだれ状電極群Qi(i=1,
2,……,N)とから成り、すだれ状電極群Qiはそれ
ぞれ少なくとも2組のすだれ状電極Qi-1(i=1,
2,……,N)およびQi-2(i=1,2,……,N)
から成る。すだれ状電極Piを入力用としすだれ状電極
iから電気信号を入力する構造を採用することによ
り、圧電板の板面Z1に弾性表面波を励振させることが
できる。しかも、低消費電力、低電圧で効率良く弾性表
面波を板面Z1に励振することができる。
Since the ultrasonic touch panel of the present invention has a simple structure in which at least two ultrasonic wave transmitting / receiving means are provided on one plate surface Z1 of the piezoelectric plate, the size and weight of the device can be reduced. . The ultrasonic wave transmitting / receiving means includes N sets of interdigital electrodes P i (i = 1, 2, ..., N) and N sets of interdigital electrodes Q i (i = 1) respectively corresponding to the interdigital electrodes P i.
2, ..., N), and each of the interdigital electrode groups Q i has at least two sets of interdigital electrodes Q i-1 (i = 1,
2, ..., N) and Q i-2 (i = 1,2, ..., N)
Consists of. By adopting the structure in which the interdigital electrode P i is used for input and the electric signal is input from the interdigital electrode P i, it is possible to excite the surface acoustic wave on the plate surface Z1 of the piezoelectric plate. Moreover, surface acoustic waves can be efficiently excited on the plate surface Z1 with low power consumption and low voltage.

【0010】すだれ状電極Qi-1およびQi-2を出力用と
し、しかもすだれ状電極Qi-1およびQi-2のそれぞれを
すだれ状電極Pi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、板
面Z1に励振されている弾性表面波を電気信号として効
率よく出力させることができる。板面Z1における弾性
表面波の伝搬路(すなわちすだれ状電極PiとQi-1との
間およびPiとQi-2との間)を物体で接触することによ
り板面Z1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Qi-1およびQi-2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、板
面Z1における弾性表面波の伝搬路に物体が接触したこ
とが感知される。その上、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。前記物体としては圧電板
よりも軟らかく超音波を吸収しやすい物質であることが
必要で、人の指などもその特徴を有する。また、すだれ
状電極Qi-1およびQi-2のうち出力される電気信号が消
滅または減衰するすだれ状電極を判別することにより、
接触位置の特定ができる。
The interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2 are used for output, and the interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2 are used to transmit and receive surface acoustic waves to and from the interdigital electrode P i . By adopting a structure in which the directional axes are arranged in common, the surface acoustic wave excited on the plate surface Z1 can be efficiently output as an electric signal. The propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1 (that is, between the interdigital electrodes P i and Q i-1 and between P i and Q i-2 ) is excited by the object and excited on the plate surface Z1. Since the generated surface acoustic wave disappears or attenuates, the electric signals output to the interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2 also disappear or attenuate. In this way, it is detected that the object has come into contact with the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1. Moreover, the ultrasonic touch panel of the present invention has a short response time and good sensitivity. The object needs to be a substance that is softer than the piezoelectric plate and easily absorbs ultrasonic waves, and a human finger or the like also has the characteristic. Further, among the interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2 , by identifying the interdigital electrode in which the output electric signal disappears or attenuates,
The contact position can be specified.

【0011】すだれ状電極Piにすだれ状電極Piの電極
周期長にほぼ対応する少なくとも1種類の周波数の電気
信号を入力する構造を採用することにより、板面Z1に
該電極周期長にほぼ等しい波長を有する少なくとも1種
類の弾性表面波を励振することができる。また、板面Z
1に励振された弾性表面波をその波長に応じてすだれ状
電極Qi-1およびQi-2から電気信号として出力すること
ができる。
[0011] By employing at least one structure for inputting an electric signal of a frequency substantially corresponding to the interdigital periodicity of interdigital electrodes P i to interdigital electrodes P i, substantially to the electrode period length on the plate surface Z1 It is possible to excite at least one surface acoustic wave having an equal wavelength. Also, the plate surface Z
The surface acoustic wave excited by No. 1 can be output as an electric signal from the interdigital transducers Q i-1 and Q i-2 according to its wavelength.

【0012】板面Z1に超音波送受波手段を少なくとも
2つ設けた構造を採用し、しかも1つの超音波送受波手
段におけるすだれ状電極Piとすだれ状電極群Qiとの間
の弾性表面波の伝搬路と、別の超音波送受波手段におけ
るすだれ状電極Piとすだれ状電極群Qi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、板面Z1における接触位置をさらに繊細に特定
できる。これは超音波送受波手段の数が多い程きめ細か
な特定が可能となる。
A structure in which at least two ultrasonic wave transmitting / receiving means are provided on the plate surface Z1 is adopted, and moreover, an elastic surface between the interdigital electrode P i and the interdigital electrode group Q i in one ultrasonic wave transmitting / receiving means. By adopting a structure in which the wave propagation path and the surface acoustic wave propagation path between the interdigital transducer P i and the interdigital transducer group Q i in another ultrasonic wave transmitting / receiving means are orthogonal to each other, the plate surface The contact position in Z1 can be specified more delicately. As the number of ultrasonic wave transmitting / receiving means increases, more detailed identification becomes possible.

【0013】すだれ状電極Qi-1のそれぞれの出力端を
互いに電気的に接続点N1で接続し、すだれ状電極Q
i-2のそれぞれの出力端を互いに電気的に接続点N2で
接続することにより、板面Z1における弾性表面波の伝
搬路の一部に物体が接触したことを接続点N1および接
続点N2に現れる電気信号の大きさから感知することが
できる。すだれ状電極Piに電気信号を入力する手段と
しては、出力端がすだれ状電極Piの入力端にそれぞれ
接続されたN個のスイッチSi(i=1,2,……,
N)を設け、該スイッチSiを順次に所定の周期で電気
的にそれぞれ断続する構造を採用している。このように
して、すだれ状電極Piに順次に電気信号を入力するこ
とができる。従って、板面Z1上における弾性表面波の
伝搬路(すなわちすだれ状電極PiとQi-1との間および
iとQi-2との間)のうちたとえばすだれ状電極P1
1-1との間を接触した場合には、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接続点N1に出力
される遅延電気信号が減衰または消滅する。このように
して接触位置を明確に指定することが可能になる。
The output terminals of the interdigital transducer Q i-1 are electrically connected to each other at a connection point N1, and the interdigital transducer Q i is connected.
By electrically connecting the respective output ends of i-2 to each other at a connection point N2, it is possible to determine that a part of the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1 is touched by the object at the connection points N1 and N2. It can be detected from the magnitude of the electric signal that appears. Interdigital electrode P as a means for inputting an electrical signal to the i, an output connected to the input terminal of the interdigital electrodes P i N number of switches S i (i = 1,2, ...... ,
N) is provided and the switches S i are electrically connected and disconnected sequentially at a predetermined cycle. In this way, electrical signals can be sequentially input to the interdigital electrodes P i . Therefore, for example, among the propagation paths of the surface acoustic waves on the plate surface Z1 (that is, between the interdigital electrodes P i and Q i-1 and between P i and Q i-2 ), for example, the interdigital electrodes P 1 and Q. In the case of contact between 1-1 and 1 , the delayed electric signal output to the connection point N1 is attenuated or disappears only when the electric signal is input to the interdigital transducer P 1 . In this way, the contact position can be clearly specified.

【0014】スイッチSiのそれぞれの入力端を互いに
電気的に接続点NSで接続し、接続点N1を増幅器を介
して接続点NSに電気的に接続する構造を採用すること
により、すだれ状電極PiからQi-1に至る間の板面Z1
で成る弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,
N)を遅延素子とする発振器Hi(i=1,2,……,
N)を構成することができる。発振器Hiの信号ループ
はすだれ状電極Piと、伝搬路Diと、すだれ状電極Q
i-1と、増幅器とから成る。このようにして、回路構成
が簡略化されることから装置の小型軽量化がさらに促進
され、しかも低消費電力で低電圧での駆動が可能とな
る。
By adopting a structure in which the respective input ends of the switches S i are electrically connected to each other at the connection point NS, and the connection point N1 is electrically connected to the connection point NS via an amplifier, the interdigital electrode is formed. Plate surface Z1 between P i and Q i-1
The surface acoustic wave propagation path D i (i = 1, 2, ...,
Oscillator H i (i = 1, 2, ..., N) as a delay element
N) can be configured. The signal loop of the oscillator H i includes the interdigital electrode P i , the propagation path D i, and the interdigital electrode Q.
It consists of i-1 and an amplifier. In this way, since the circuit configuration is simplified, it is possible to further reduce the size and weight of the device, and it is possible to drive at low voltage with low power consumption.

【0015】すだれ状電極Pi,Qi-1およびQi-2とし
てそれぞれが少なくとも2つの電極周期長L1およびL
2を有する構造を採用することにより、すだれ状電極P
iに電極周期長L1またはL2にほぼ相応する周波数の
電気信号を入力することができる。従って、板面Z1に
電極周期長L1またはL2にほぼ等しい波長の弾性表面
波を励振することができる。また、板面Z1に励振され
ている電極周期長L1またはL2にほぼ等しい波長を有
する弾性表面波をすだれ状電極Qi-1およびQi -2から電
気信号として出力させることができる。超音波送受波手
段においてすだれ状電極Piおよびすだれ状電極群Qi
電極周期長が小さい方の電極指が互いに内側になるよう
に、つまり電極間距離が小さくなるように配置すること
により、板面Z1に励振する弾性表面波の減衰を抑制す
ることができる。これは、電極周期長が小さいほど高周
波の弾性表面波が板面Z1に励振され、高周波の弾性表
面波ほど減衰されやすいことを解決するためのものであ
る。
Interdigital electrode Pi, Qi-1And Qi-2age
And each have at least two electrode period lengths L1 and L
By adopting the structure having 2, the interdigital electrode P
iAt a frequency approximately corresponding to the electrode cycle length L1 or L2
An electric signal can be input. Therefore, on the plate surface Z1
Elastic surface with wavelength approximately equal to electrode period length L1 or L2
Can excite the waves. Also, it is excited on the plate surface Z1.
Has a wavelength almost equal to the electrode cycle length L1 or L2.
Interdigital transducers Q that generate surface acoustic wavesi-1And Qi -2From
It can be output as an air signal. Ultrasonic transmitter and receiver
Interdigital electrode P in the stepiAnd interdigital transducer group QiTo
Make sure that the electrode fingers with smaller electrode cycle lengths are inside each other
, That is, the distance between the electrodes should be small.
Suppresses the attenuation of surface acoustic waves excited on the plate surface Z1.
You can This is because the smaller the electrode cycle length, the higher the circumference.
The surface acoustic wave of the wave is excited on the plate surface Z1 and
This is to solve the problem that surface waves are more easily attenuated.
It

【0016】圧電板のもう一方の板面Z2に少なくとも
1種類の色で表示される表示装置の表示画面を備えた構
造を採用し、すだれ状電極Piに入力する電気信号の周
波数と表示画面の色とを対応させる構造を採用すること
により、表示画面の同一箇所に周波数を切り換えること
によって別々に色分けされた情報を入力することが可能
になる。つまり、板面Z1における前記箇所を周波数ご
とに接触することによって周波数ごとに色分けされた情
報を入力することが可能になる。従って、入力する情報
量を増大させることにもなる。板面Z1の接触位置に対
応する形の情報を所定の時間、表示画面に表示させてお
く構造を採用することにより、たとえば圧電板よりも軟
らかく超音波を吸収しやすい物質で文字などを板面Z1
に描いた場合、その文字を表示画面に映し出すことがで
きる。このようにして、文字、記号、その他の情報を板
面Z1に直接書き込むことにより、それらの情報の入力
ができるばかりでなく、表示画面に画像として映し出す
ことが可能になる。
A structure having a display screen of a display device for displaying at least one kind of color on the other plate surface Z2 of the piezoelectric plate is adopted, and the frequency of the electric signal input to the interdigital transducer P i and the display screen. By adopting a structure in which the colors are associated with each other, it becomes possible to input the information separately coded by switching the frequency to the same location on the display screen. That is, it is possible to input color-coded information for each frequency by touching the above-mentioned location on the plate surface Z1 for each frequency. Therefore, the amount of information to be input is also increased. By adopting a structure in which the information of the shape corresponding to the contact position of the plate surface Z1 is displayed on the display screen for a predetermined time, for example, a character is softer than the piezoelectric plate and easily absorbs ultrasonic waves. Z1
When drawn on, the character can be displayed on the display screen. By directly writing characters, symbols, and other information on the plate surface Z1 in this manner, not only the information can be input but also an image can be displayed on the display screen.

【0017】圧電板としてLa添加ジルコン・チタン酸
鉛(PLZT)磁器などの透光性の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、圧電板に効率
よく弾性表面波を励振することができる。また、圧電セ
ラミックとしてほぼ透明な構造を採用することにより、
表示画面に現われる情報を板面Z1上から見ることがで
きる。圧電板の板面Z1に弾性表面波を伝搬させるため
には圧電板の厚さはすだれ状電極Pi,Qi-1およびQ
i-2の電極周期長の3倍以上であることが望ましい。圧
電板の厚さが電極周期長よりも小さく、薄い場合にはラ
ム波が伝搬するが、タッチパネルとしての機能を果たし
うるモードが存在するならば、ラム波の利用も可能であ
る。圧電板としては圧電セラミックの他にLiNb
3,LiTaO3等の単結晶が考えられる。これらの単
結晶は透明でしかも圧電性を有している。結晶としての
異方性を有していることから電気機械結合係数を含めて
設計の段階で工夫を必要とし、余分な電子回路を必要と
する可能性があるものの、圧電板として有望である。圧
電セラミックの中でもPLZTは透明でありしかも加工
性、耐久性に優れていることから圧電板として有望であ
る。PLZTで成る圧電板の板面Z1の面内での等方性
を利用することにより、1つの超音波送受波手段におけ
るすだれ状電極Piとすだれ状電極群Qiとの間の弾性表
面波の伝搬路と、別の超音波送受波手段におけるすだれ
状電極Piとすだれ状電極群Qi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した場合、一方の
すだれ状電極群Qiともう一方のすだれ状電極群Qiに出
力される電気信号のレベルをほぼ同一にすることができ
る。従って回路構成が簡単になり装置の小型軽量化が促
進できるばかりでなく、出力信号を常に均一化できるの
で信号処理が正確になり感度が向上する。さらに分解能
も上がるので入力する情報量を増大できる。
As the piezoelectric plate, a translucent piezoelectric ceramic such as La-added zircon / lead titanate (PLZT) porcelain is used, and a structure in which the polarization axis direction of the piezoelectric ceramic and the thickness direction are parallel to each other is adopted. As a result, surface acoustic waves can be efficiently excited on the piezoelectric plate. Also, by adopting an almost transparent structure as the piezoelectric ceramic,
The information appearing on the display screen can be seen from above the plate surface Z1. In order to propagate the surface acoustic wave to the plate surface Z1 of the piezoelectric plate, the thickness of the piezoelectric plate is the interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q.
It is desirable that it is three times or more the electrode period length of i-2 . If the thickness of the piezoelectric plate is smaller than the electrode period length and is thin, the Lamb wave propagates, but if there is a mode that can function as a touch panel, the Lamb wave can also be used. As the piezoelectric plate, LiNb is used in addition to the piezoelectric ceramic.
A single crystal of O 3 , LiTaO 3 or the like is considered. These single crystals are transparent and have piezoelectricity. Since it has anisotropy as a crystal, it requires a device at the design stage including the electromechanical coupling coefficient and may require an extra electronic circuit, but it is promising as a piezoelectric plate. Among piezoelectric ceramics, PLZT is promising as a piezoelectric plate because it is transparent and has excellent workability and durability. By using the in-plane isotropy of the plate surface Z1 of the piezoelectric plate made of PLZT, the surface acoustic wave between the interdigital transducer P i and the interdigital transducer group Q i in one ultrasonic wave transmitting / receiving means. In the case of adopting a structure in which the propagation path of the surface acoustic wave between the interdigital transducer P i and the interdigital electrode group Q i in another ultrasonic wave transmitting / receiving means are orthogonal to each other, The levels of the electric signals output to the electrode group Q i and the other interdigital electrode group Q i can be made substantially the same. Therefore, not only can the circuit structure be simplified and the device can be made smaller and lighter, but the output signals can be made uniform at all times, so that the signal processing is accurate and the sensitivity is improved. Furthermore, since the resolution is improved, the amount of information to be input can be increased.

【0018】[0018]

【実施例】図1は本発明の超音波タッチパネルの一実施
例を示す平面図である。本実施例は各電極交叉幅が5m
mの14組のすだれ状電極、各電極交叉幅が0.8mm
の56組のすだれ状電極、圧電板1、および表示画面2
から成る。但し、図1では電極交叉幅が5mmのすだれ
状電極についてはT1,T2,T3およびT4のみが描かれ
ていて、電極交叉幅が0.8mmのすだれ状電極につい
てはR11,R12,R13,R14,R21,R22,R23,R2
4,R31,R32,R33,R34,R41,R42,R43および
R44のみが描かれている。また、表示画面2は図1では
描かれていない。圧電板1は長さ50mm、幅40m
m、厚さ0.5mmの128゜回転YカットX伝搬Li
NbO3で成る。前記各すだれ状電極はアルミニウム薄
膜で成る。表示画面2は圧電板1のもう一方の板面に備
えられている。表示画面2は表示装置の一部を成してい
る。前記各すだれ状電極は電極周期長が160μm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 an embodiment of an ultrasonic touch panel according to the present invention. In this embodiment, each electrode crossing width is 5 m
m 14 sets of interdigital electrodes, each electrode crossing width is 0.8 mm
56 sets of interdigital electrodes, piezoelectric plate 1, and display screen 2
Consists of. However, in FIG. 1, only T1, T2, T3 and T4 are drawn for the interdigital electrodes having the electrode crossing width of 5 mm, and R11, R12, R13 and R14 for the interdigital electrodes having the electrode crossing width of 0.8 mm. , R21, R22, R23, R2
Only 4, R31, R32, R33, R34, R41, R42, R43 and R44 are depicted. Also, the display screen 2 is not drawn in FIG. Piezoelectric plate 1 has a length of 50 mm and a width of 40 m
m, thickness 0.5mm, 128 ° rotation Y-cut X-propagation Li
Consists of NbO3. Each of the interdigital electrodes is made of an aluminum thin film. The display screen 2 is provided on the other plate surface of the piezoelectric plate 1. The display screen 2 forms part of the display device. Each of the interdigital electrodes is of a regular type having an electrode period length of 160 μm and 7.5 pairs of electrode fingers.

【0019】図2は図1の超音波タッチパネルにおける
すだれ状電極T1,T2,R11〜R14およびR21〜R24を
示す平面図である。すだれ状電極T1およびT2と、R11
〜R14およびR21〜R24とは互いに対行している。同様
にしてすだれ状電極T3およびT4と、R31〜R34および
R41〜R44との関係も互いに対行関係にある。すだれ状
電極T1,T2,T3およびT4は入力用として用いられ
る。すだれ状電極R11〜R14,R21〜R24,R31〜R34
およびR41〜R44は出力用として用いられる。すだれ状
電極R11〜R14はすだれ状電極T1に対応し、すだれ状
電極R21〜R24はすだれ状電極T2に対応し、すだれ状
電極R31〜R34はすだれ状電極T3に対応し、すだれ状
電極R41〜R44はすだれ状電極T4に対応している。こ
のようにして、図1の超音波タッチパネルは電極交叉幅
が5mmの1組のすだれ状電極に対し、電極交叉幅が
0.8mmの4組のすだれ状電極がそれぞれ対行した形
で配置されている。
FIG. 2 is a plan view showing the interdigital electrodes T1, T2, R11 to R14 and R21 to R24 in the ultrasonic touch panel of FIG. Interdigital electrodes T1 and T2 and R11
.About.R14 and R21 to R24 oppose each other. Similarly, the interdigital electrodes T3 and T4 and R31 to R34 and R41 to R44 are also in a relationship of being opposite to each other. The interdigital electrodes T1, T2, T3 and T4 are used for input. Interdigital electrodes R11 to R14, R21 to R24, R31 to R34
And R41 to R44 are used for output. The interdigital electrodes R11 to R14 correspond to the interdigital electrodes T1, the interdigital electrodes R21 to R24 correspond to the interdigital electrodes T2, the interdigital electrodes R31 to R34 correspond to the interdigital electrodes T3, and the interdigital electrodes R41 to R41. R44 corresponds to the interdigital electrode T4. In this way, the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is arranged in such a manner that four sets of interdigital electrodes having an electrode crossing width of 0.8 mm are opposed to one set of interdigital electrodes having an electrode crossing width of 5 mm. ing.

【0020】図3は図1の超音波タッチパネルの断面図
であって、入力用すだれ状電極および出力用すだれ状電
極との関係を示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the ultrasonic touch panel of FIG. 1, showing the relationship between the input interdigital electrode and the output interdigital electrode.

【0021】図4は図1の超音波タッチパネルに用いら
れているすだれ状電極の代わりに用いられるすだれ状電
極の一実施例を示す平面図である。このすだれ状電極は
電極周期長が178μmで5対の電極指と、電極周期長
が160μmで5対の電極指とから構成されている正規
型のものであって、図1の超音波タッチパネルに用いら
れる場合、電極周期長が160μmの電極指が互いに内
側になるように配置される。これは、電極周期長が小さ
いほど高周波の弾性表面波が圧電板1に励振され、高周
波の弾性表面波ほど減衰されやすいことを考慮したもの
である。このようにして、電極周期長が小さい方ほど弾
性表面波の伝搬路長(すなわち電極間距離)が小さくな
るように配置される。
FIG. 4 is a plan view showing an embodiment of interdigital electrodes used in place of the interdigital electrodes used in the ultrasonic touch panel of FIG. The interdigital electrode is a normal type electrode having an electrode cycle length of 178 μm and 5 pairs of electrode fingers and an electrode cycle length of 160 μm and 5 pairs of electrode fingers. When used, the electrode fingers having an electrode period length of 160 μm are arranged inside each other. This is because the high frequency surface acoustic wave is excited on the piezoelectric plate 1 as the electrode period length is smaller, and the higher frequency surface acoustic wave is more likely to be attenuated. In this way, the smaller the electrode cycle length, the smaller the propagation path length of the surface acoustic wave (that is, the distance between the electrodes).

【0022】図5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6は図5
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T3(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T4(以後T2グループと呼ぶ)にrfパ
ルスを印加している。T1グループのすだれ状電極にr
f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圧電板1を伝搬する。圧
電板1を伝搬している弾性表面波のうちすだれ状電極R
11〜R14およびR31〜R34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R11〜R14およびR31〜R34(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r
fパルスのみが弾性表面波に変換されて圧電板1を伝搬
する。圧電板1を伝搬している弾性表面波のうちすだれ
状電極R21〜R24およびR41〜R44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R21〜R24およびR41〜R44(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R11とR21,R
12とR22,R13とR23,R14とR24,R31とR41,R32
とR42,R33とR43,およびR34とR44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R11とR21,R12とR22,R13とR
23,R14とR24,R31とR41,R32とR42,R33とR4
3,およびR34とR44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圧電板1に伝搬する弾
性表面波の伝搬路を接触すると、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接触位
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
に圧電板1に伝搬する弾性表面波の伝搬路を接触する
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接触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。圧電板1
を接触した場合と接触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. 5 is a configuration diagram when the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is driven using rf pulses. 6 is shown in 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 electrodes T1 and T3 (hereinafter referred to as T1 group) or an rf pulse to the interdigital electrodes T2 and T4 (hereinafter referred to as T2 group). There is. R for T1 group interdigital transducer
When the f pulse is applied, 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 propagates through the piezoelectric plate 1. Interdigital electrodes R of surface acoustic waves propagating through the piezoelectric plate 1.
Only surface acoustic waves having wavelengths substantially equal to the electrode period lengths indicated by 11 to R14 and R31 to R34 are converted into delayed electric signals and output from the interdigital electrodes R11 to R14 and R31 to R34 (hereinafter referred to as R1 group). . When an rf pulse is applied to the interdigital electrodes of the T2 group, r having a frequency substantially corresponding to the electrode period length of the interdigital electrodes of the T2 group.
Only the f pulse is converted into a surface acoustic wave and propagates through the piezoelectric plate 1. Of the surface acoustic waves propagating through the piezoelectric plate 1, only the surface acoustic waves having a wavelength substantially equal to the electrode period length indicated by the interdigital electrodes R21 to R24 and R41 to R44 are converted into delayed electric signals and the interdigital electrodes R21 to R21. It is output from R24 and R41 to R44 (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 R11, R21, R
12 and R22, R13 and R23, R14 and R24, R31 and R41, R32
And R42, R33 and R43, and R34 and R44, respectively, not only simplifies the circuit configuration, but also makes two pairs of interdigital electrodes R11 and R21, R12 and R22, R13 and R.
23, R14 and R24, R31 and R41, R32 and R42, R33 and R4
3, and the delayed electrical signals of R34 and R44 are received in duplicate. Therefore, if the propagation path of the surface acoustic wave propagating to the piezoelectric plate 1 is contacted when an electric signal is input to the interdigital electrode of the T1 group, when the electric signal is input to the interdigital electrode of the T1 group, The surface wave corresponding to the contact position is attenuated only. Similarly, when the propagation path of the surface acoustic wave propagating to the piezoelectric plate 1 is contacted when an electric signal is input to the interdigital electrodes of the T2 group, the electric signal is input to the interdigital electrodes of the T2 group. Only occasionally, the surface wave corresponding to the contact position is attenuated. Such delayed signals and are amplified and rectified to become DC signals and, respectively. Piezoelectric plate 1
A digital signal is obtained in the comparator by setting an appropriate threshold voltage value between the DC voltage values corresponding to the case of contact with and the case of non-contact with. This digital signal is taken into the computer as a parallel signal at an appropriate timing by the computer.

【0023】図7は図1の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。図7の
構成図における各部〜における波形図は図6に示す
波形図と同様である。図7においてはすだれ状電極T1
とR11との間またはT2とR21との間を第1の遅延素子
とし、すだれ状電極T3とR31との間またはT4とR41と
の間を第2の遅延素子とする8の字型の信号ループを有
する遅延線発振器が形成されている。図1の超音波タッ
チパネルの駆動時、コンピュータからの指令によりスイ
ッチ1,2,3および4が作動する。スイッチ1および
3(以後S1グループと呼ぶ)が閉じているときにはス
イッチ2および4(以後S2グループと呼ぶ)は開いて
いる。このようにしてS1グループおよびS2グループ
のスイッチが開閉することによりすだれ状電極T1およ
びT3(以後T1グループと呼ぶ)並びにすだれ状電極
T2およびT4(以後T2グループと呼ぶ)に電気信号を
交互に入力している。T1グループまたはT2グループ
に入力される電気信号はコンピュータからのクロック
パルス−1または−2によりそれぞれrfパルス
−1および−2に変調される。S1グループのスイッ
チが閉じてT1グループのすだれ状電極に電気信号−
1が入力されると、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電気信号のみが弾
性表面波に変換されて圧電板1を伝搬する。圧電板1を
伝搬している弾性表面波のうちすだれ状電極R11〜R14
およびR31〜R34の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R
11〜R14およびR31〜R34(以後R1グループと呼ぶ)
から出力される。S2グループのスイッチが閉じてT2
グループのすだれ状電極に電気信号−2が入力される
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電気信号のみが弾性表面波に変換
されて圧電板1を伝搬する。圧電板1を伝搬している弾
性表面波のうちすだれ状電極R21〜R24およびR41〜R
44の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R21〜R24および
R41〜R44(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R11とR21,R12とR22,R13とR23,R14とR2
4,R31とR41,R32とR42,R33とR43,およびR34
とR44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R11とR21,
R12とR22,R13とR23,R14とR24,R31とR41,R
32とR42,R33とR43,およびR34とR44の遅延電気信
号が重複された形で受信される。但し、前記それぞれ
の2組のすだれ状電極のうちすだれ状電極R11とR21か
ら出力される電気信号の一部およびすだれ状電極R31
とR41から出力される電気信号の一部はそれぞれ増幅
器Aおよび増幅器Bによって増幅され、それぞれの位相
シフタによって所定の位相に制御された後、それぞれS
1グループおよびS2グループのスイッチを介して再び
T1グループおよびT2グループのすだれ状電極に入力
される。すなわち、スイッチ1または2を介してすだれ
状電極T1またはT2に入力された電気信号は増幅器Aを
経由した後、スイッチ3または4を介して今度はすだれ
状電極T3またはT4に入力される。また、スイッチ3ま
たは4を介してすだれ状電極T3またはT4に入力された
電気信号は増幅器Bを経由した後、スイッチ1または2
を介して今度はすだれ状電極T1またはT2に入力され
る。このようにして8の字型の信号ループを有する遅延
線発振器が形成される。ところで、それぞれの2組のす
だれ状電極R11とR21,R12とR22,R13とR23,R14
とR24,R31とR41,R32とR42,R33とR43,および
R34とR44に出力された遅延電気信号は圧電板1を接
触することにより減衰される(または)。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
圧電板1を伝搬する弾性表面波の伝搬路(すだれ状電極
T1とR11〜R14との間およびすだれ状電極T3とR31〜
R34との間)に圧電板1よりも軟らかく超音波を吸収し
やすい物質で接触すると、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接触位置に対
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圧電
板1を伝搬する弾性表面波の伝搬路(すだれ状電極T2
とR21〜R24との間およびすだれ状電極T4とR41〜R4
4との間)に接触すると、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接触位置に対
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。圧電板1を接触した場合と接触しない場合
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。この遅延線発振器による駆動方
法はパルス発生器が不要であることから、図5に示すr
fパルスを用いて駆動する場合などに比較して装置のさ
らなる小型化および低消費電力化、低電圧化が可能であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a case where the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is driven by forming a delay line oscillator. Waveform diagrams in the respective portions of the configuration diagram of FIG. 7 are similar to those shown in FIG. In FIG. 7, the interdigital transducer T1
And R11 or T2 and R21 as a first delay element, and a second delay element between the interdigital electrodes T3 and R31 or T4 and R41 as a second delay element. A delay line oscillator having a loop is formed. When the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is driven, the switches 1, 2, 3 and 4 are operated by a command from the computer. When switches 1 and 3 (hereinafter referred to as S1 group) are closed, switches 2 and 4 (hereinafter referred to as S2 group) are open. By thus opening and closing the switches of the S1 group and the S2 group, electric signals are alternately input to the interdigital electrodes T1 and T3 (hereinafter referred to as T1 group) and the interdigital electrodes T2 and T4 (hereinafter referred to as T2 group). is doing. The electrical signal input to the T1 group or the T2 group is modulated into rf pulses -1 and -2 by clock pulse -1 or -2 from the computer, respectively. When the switch of the S1 group is closed, an electric signal is sent to the interdigital electrodes of the T1 group
When 1 is input, only an electric signal 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 propagates through the piezoelectric plate 1. Of the surface acoustic waves propagating through the piezoelectric plate 1, the interdigital electrodes R11 to R14.
And only surface acoustic waves having a wavelength substantially equal to the electrode period length of R31 to R34 are converted into delayed electric signals and the interdigital transducer R
11 to R14 and R31 to R34 (hereinafter referred to as R1 group)
Is output from. Switch of S2 group is closed and T2
When the electric signal -2 is input to the interdigital transducer of the group, only the electric signal having a frequency substantially corresponding to the electrode period length of the interdigital transducer of the T2 group is converted into the surface acoustic wave and propagates through the piezoelectric plate 1. . Of the surface acoustic waves propagating through the piezoelectric plate 1, the interdigital electrodes R21 to R24 and R41 to R
Only surface acoustic waves having a wavelength substantially equal to the electrode cycle length of 44 are converted into delayed electric signals and output from the interdigital electrodes R21 to R24 and R41 to R44 (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 R11 and R21, R12 and R22, R13 and R23, R14 and R2
4, R31 and R41, R32 and R42, R33 and R43, and R34
And R44 are respectively connected, the circuit structure is not only simplified, but also two sets of each of the interdigital transducers R11 and R21,
R12 and R22, R13 and R23, R14 and R24, R31 and R41, R
Delayed electrical signals of 32 and R42, R33 and R43, and R34 and R44 are received in an overlapped form. However, a part of the electric signals output from the interdigital electrodes R11 and R21 of the two interdigital electrodes and the interdigital electrode R31.
A part of the electric signals output from R41 and R41 is amplified by the amplifier A and the amplifier B, respectively, and is controlled to a predetermined phase by the respective phase shifters, and then S
It is again input to the interdigital electrodes of the T1 group and the T2 group via the switches of the 1st group and the S2 group. That is, the electric signal input to the interdigital transducer T1 or T2 via the switch 1 or 2 is input to the interdigital transducer T3 or T4 after passing through the amplifier A and then the switch 3 or 4. In addition, the electric signal input to the interdigital transducer T3 or T4 via the switch 3 or 4 passes through the amplifier B, and then the switch 1 or 2
Is then input to the interdigital transducer T1 or T2. In this way, a delay line oscillator having an 8-shaped signal loop is formed. By the way, each of two sets of interdigital electrodes R11 and R21, R12 and R22, R13 and R23, R14.
And R24, R31 and R41, R32 and R42, R33 and R43, and R34 and R44 are attenuated (or) by contacting the piezoelectric plate 1. A propagation path of a surface acoustic wave propagating through the piezoelectric plate 1 when an electric signal is input to the interdigital electrodes of the T1 group (between the interdigital electrodes T1 and R11 to R14 and the interdigital electrodes T3 and R31 to
Contact with a material that is softer than the piezoelectric plate 1 and more likely to absorb ultrasonic waves, the surface wave corresponding to the contact position is attenuated only when an electric signal is input to the interdigital transducer of the T1 group. To do. Similarly, the propagation path of the surface acoustic wave propagating through the piezoelectric plate 1 when the electric signal is input to the interdigital transducer of the T2 group (the interdigital transducer T2
And R21 to R24 and the interdigital electrodes T4 and R41 to R4
4)), the surface wave corresponding to the contact position is attenuated only when an electric signal is input to the interdigital electrodes of the T2 group. Such a delayed signal,
And are amplified and rectified to become DC signals and, respectively. By setting an appropriate threshold voltage value between the DC voltage values corresponding to the case where the piezoelectric plate 1 is contacted and the case where the piezoelectric plate 1 is not contacted, a digital signal is obtained in the comparator. This digital signal is taken into the computer as a parallel signal at an appropriate timing by the computer. This delay line oscillator driving method does not require a pulse generator, so r shown in FIG.
The device can be further downsized, the power consumption can be reduced, and the voltage can be reduced as compared with the case of driving using the f pulse.

【0024】図1の超音波タッチパネルの駆動時、コン
ピュータからの指令により表示装置の表示画面2には接
触位置に対応して色分けされた情報が現われるようにな
っている。しかも、T1グループまたはT2グループの
すだれ状電極に入力される電気信号の周波数と、その色
とが対応するようなシステムが組み込まれている。な
お、表示画面2の情報は圧電板1を介して見られるよう
になっている。このようにして、圧電板1を伝搬する弾
性表面波の伝搬路を接触すると、その伝搬路を伝搬して
いる弾性表面波が減衰または消滅し、それに伴って表示
画面2には接触位置に対応して色分けされた情報が現わ
れる。しかも、入力する電気信号の周波数を切り換える
操作を行うことにより、同一の位置の圧電板1を接触す
ることにより表示画面2の該同一の位置において周波数
の種類に対応する数の色で情報を入力することが可能と
なる。すなわち、2種類の周波数を用いれば同一の位置
において2種類の色で色分けされた情報の入力が可能に
なる。また、接触位置に対応する形の情報を所定の時
間、表示画面に表示させておくシステムを導入すれば、
たとえば指先で文字などを圧電板1に描いた場合、その
文字を表示画面2に映し出すことができる。図1の超音
波タッチパネルにおいて図4のすだれ状電極を用いた場
合には、該すだれ状電極の電極周期長が2種類あってし
かもそれぞれの値の差が大きいことから、該すだれ状電
極に入力される2種類の電気信号の周波数の値の差を大
きくすることができる。しかもそれぞれの種類の電極周
期長にほぼ対応して入力する電気信号の周波数をさらに
数種類に細分化することができるので、結果として入力
する電気信号の周波数の種類をさらに増加することがで
きる。
When the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is driven, color-coded information corresponding to the contact position appears on the display screen 2 of the display device according to a command from the computer. Moreover, a system is incorporated in which the frequency of the electric signal input to the interdigital electrodes of the T1 group or the T2 group corresponds to the color thereof. The information on the display screen 2 can be seen through the piezoelectric plate 1. In this way, when the propagation path of the surface acoustic wave propagating through the piezoelectric plate 1 is contacted, the surface acoustic wave propagating along the propagation path is attenuated or disappears, and accordingly, the display screen 2 corresponds to the contact position. Then, color-coded information appears. Moreover, by performing the operation of switching the frequency of the electric signal to be inputted, the piezoelectric plate 1 at the same position is brought into contact with the display screen 2 to input information in the same position on the display screen 2 in the number of colors corresponding to the type of frequency. It becomes possible to do. That is, if two kinds of frequencies are used, it is possible to input information that is color-coded with two kinds of colors at the same position. In addition, if you introduce a system that displays information in the form corresponding to the contact position on the display screen for a predetermined time,
For example, when a character or the like is drawn on the piezoelectric plate 1 with a fingertip, the character can be displayed on the display screen 2. When the interdigital transducer of FIG. 4 is used in the ultrasonic touch panel of FIG. 1, there are two types of electrode cycle lengths of the interdigital transducer and the difference between the respective values is large. It is possible to increase the difference between the frequency values of the two types of electric signals generated. Moreover, since the frequencies of the electric signals to be input can be further subdivided into several types in correspondence with the electrode period lengths of the respective types, as a result, the types of frequencies of the electric signals to be input can be further increased.

【0025】図8は図7に示す遅延線発振器における増
幅器AおよびBの一実施例を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an embodiment of amplifiers A and B in the delay line oscillator shown in FIG.

【0026】図9は図7に示す遅延線発振器における発
振のスペクトルを示す特性図である。foは基本波を示
し24.3MHzである。安定な発振が得られているこ
とがわかる。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing an oscillation spectrum in the delay line oscillator shown in FIG. fo represents the fundamental wave and is 24.3 MHz. It can be seen that stable oscillation is obtained.

【0027】図10は図7に示す遅延線発振器における
周波数に対する損失と位相との関係を示す特性図であ
る。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between loss and phase with respect to frequency in the delay line oscillator shown in FIG.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の超音波タッチパネルによれば、
すだれ状電極Piを入力用としすだれ状電極Piから電気
信号を入力する構造を採用することにより、圧電板の板
面Z1に弾性表面波を励振させることができる。しか
も、低消費電力、低電圧で効率良く弾性表面波を板面Z
1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 interdigital electrode P i is used for input and the electric signal is input from the interdigital electrode P i, it is possible to excite the surface acoustic wave on the plate surface Z1 of the piezoelectric plate. Moreover, the surface acoustic wave can be efficiently generated with low power consumption and low voltage on the plate surface Z
Can be excited to 1.

【0029】すだれ状電極Qi-1およびQi-2を出力用と
し、しかもすだれ状電極Qi-1およびQi-2のそれぞれを
すだれ状電極Pi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、板
面Z1に励振されている弾性表面波を電気信号として効
率よく出力させることができる。板面Z1における弾性
表面波の伝搬路(すなわちすだれ状電極PiとQi-1との
間およびPiとQi-2との間)を物体で接触することによ
り板面Z1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Qi-1およびQi-2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、板
面Z1における弾性表面波の伝搬路に物体が接触したこ
とが感知される。しかも、応答時間が短く感度が良い。
前記物体としては圧電板よりも軟らかく超音波を吸収し
やすい物質であることが必要で、人の指などもその特徴
を有する。また、すだれ状電極Qi-1およびQi-2のうち
出力される電気信号が消滅または減衰するすだれ状電極
を判別することにより、接触位置の特定ができる。
The interdigital transducers Q i-1 and Q i-2 are used for output, and each of the interdigital transducers Q i-1 and Q i-2 transmits / receives a surface acoustic wave to / from the interdigital electrode P i . By adopting a structure in which the directional axes are arranged in common, the surface acoustic wave excited on the plate surface Z1 can be efficiently output as an electric signal. The propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1 (that is, between the interdigital electrodes P i and Q i-1 and between P i and Q i-2 ) is excited by the object and excited on the plate surface Z1. Since the generated surface acoustic wave disappears or attenuates, the electric signals output to the interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2 also disappear or attenuate. In this way, it is detected that the object has come into contact with the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1. Moreover, the response time is short and the sensitivity is good.
The object needs to be a substance that is softer than the piezoelectric plate and easily absorbs ultrasonic waves, and a human finger or the like also has the characteristic. Further, the contact position can be specified by discriminating which of the interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2 in which the output electric signal disappears or attenuates.

【0030】すだれ状電極Piにすだれ状電極Piの電極
周期長にほぼ対応する少なくとも1種類の周波数の電気
信号を入力する構造を採用することにより、板面Z1に
該電極周期長にほぼ等しい波長を有する少なくとも1種
類の弾性表面波を励振することができる。また、板面Z
1に励振された弾性表面波をその波長に応じてすだれ状
電極Qi-1およびQi-2から電気信号として出力すること
ができる。
By adopting a structure for inputting an electric signal of at least one kind of frequency substantially corresponding to the electrode period length of the interdigital electrode P i to the interdigital electrode P i , the plate surface Z1 is made to have substantially the same electrode period length. It is possible to excite at least one surface acoustic wave having an equal wavelength. Also, the plate surface Z
The surface acoustic wave excited by No. 1 can be output as an electric signal from the interdigital transducers Q i-1 and Q i-2 according to its wavelength.

【0031】板面Z1に超音波送受波手段を少なくとも
2つ設け、しかも1つの超音波送受波手段におけるすだ
れ状電極Piとすだれ状電極群Qiとの間の弾性表面波の
伝搬路と、別の超音波送受波手段におけるすだれ状電極
iとすだれ状電極群Qi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、板面Z
1における接触位置をさらに繊細に特定できる。これは
超音波送受波手段の数が多い程きめ細かな特定が可能と
なる。
At least two ultrasonic wave transmitting / receiving means are provided on the plate surface Z1, and a propagation path of the surface acoustic wave between the interdigital electrode P i and the interdigital electrode group Q i in one ultrasonic wave transmitting / receiving means. , The plate surface Z by adopting a structure in which the propagation path of the surface acoustic wave between the interdigital transducer P i and the interdigital transducer group Q i in another ultrasonic wave transmitting / receiving means is orthogonal to each other.
The contact position in 1 can be specified more delicately. As the number of ultrasonic wave transmitting / receiving means increases, more detailed identification becomes possible.

【0032】すだれ状電極Qi-1のそれぞれの出力端を
互いに電気的に接続点N1で接続し、すだれ状電極Q
i-2のそれぞれの出力端を互いに電気的に接続点N2で
接続する構造を採用することにより、板面Z1における
弾性表面波の伝搬路の一部に物体が接触したことを接続
点N1および接続点N2に現れる電気信号の大きさから
感知することができる。出力端がすだれ状電極Piの入
力端にそれぞれ接続されたN個のスイッチSi(i=
1,2,……,N)を設け、該スイッチSiを順次に所
定の周期で電気的にそれぞれ断続する構造を採用するこ
とにより、すだれ状電極Piに順次に電気信号を入力す
ることができる。従って、板面Z1上における弾性表面
波の伝搬路のうちたとえばすだれ状電極P1とQ1-1との
間を接触した場合には、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接続点N1に出力される遅
延電気信号が減衰または消滅する。このようにして接触
位置を明確に指定することが可能になる。
The output terminals of the interdigital transducer Q i-1 are electrically connected to each other at the connection point N1, and the interdigital transducer Q i is connected.
By adopting the structure in which the respective output ends of i-2 are electrically connected to each other at the connection point N2, it is possible to confirm that the object comes into contact with a part of the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1. It can be detected from the magnitude of the electric signal appearing at the connection point N2. N switches S i (i =) whose output ends are respectively connected to the input ends of the interdigital transducer P i
1, 2, ..., N) and the structure in which the switches S i are sequentially electrically interrupted at a predetermined cycle is used to sequentially input an electric signal to the interdigital transducer P i. You can Therefore, when, for example, between the interdigital electrodes P 1 and Q 1-1 in the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1, the electrical signals are input to the interdigital electrode P 1 . Only, the delayed electric signal output to the connection point N1 is attenuated or disappears. In this way, the contact position can be clearly specified.

【0033】スイッチSiのそれぞれの入力端を互いに
電気的に接続点NSで接続し、接続点N1を増幅器を介
して接続点NSに電気的に接続する構造を採用すること
により、すだれ状電極PiからQi-1に至る間の板面Z1
で成る弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,
N)を遅延素子とする発振器Hi(i=1,2,……,
N)を構成することができる。発振器Hiの信号ループ
はすだれ状電極Piと、伝搬路Diと、すだれ状電極Q
i-1と、増幅器とから成る。このようにして、回路構成
が簡略化されることから装置の小型軽量化がさらに促進
され、しかも低消費電力で低電圧での駆動が可能とな
る。
By adopting a structure in which the respective input ends of the switches S i are electrically connected to each other at the connection point NS, and the connection point N1 is electrically connected to the connection point NS via an amplifier, the interdigital electrodes are formed. Plate surface Z1 between P i and Q i-1
The surface acoustic wave propagation path D i (i = 1, 2, ...,
Oscillator H i (i = 1, 2, ..., N) as a delay element
N) can be configured. The signal loop of the oscillator H i includes the interdigital electrode P i , the propagation path D i, and the interdigital electrode Q.
It consists of i-1 and an amplifier. In this way, since the circuit configuration is simplified, it is possible to further reduce the size and weight of the device, and it is possible to drive at low voltage with low power consumption.

【0034】すだれ状電極Pi,Qi-1およびQi-2とし
てそれぞれが少なくとも2つの電極周期長L1およびL
2を有する構造を採用することにより、すだれ状電極P
iに電極周期長L1またはL2にほぼ相応する周波数の
電気信号を入力することができる。従って、板面Z1に
電極周期長L1またはL2にほぼ等しい波長の弾性表面
波を励振することができる。また、板面Z1に励振され
ている電極周期長L1またはL2にほぼ等しい波長を有
する弾性表面波をすだれ状電極Qi-1およびQi -2から電
気信号として出力させることができる。すだれ状電極P
iおよびすだれ状電極群Qiを電極周期長が小さい方の電
極指が互いに内側になるように、つまり電極間距離が小
さくなるように配置することにより、板面Z1に励振す
る弾性表面波の減衰を抑制することができる。
The interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q i-2 each have at least two electrode period lengths L1 and L.
By adopting the structure having 2, the interdigital electrode P
An electric signal having a frequency substantially corresponding to the electrode cycle length L1 or L2 can be input to i . Therefore, a surface acoustic wave having a wavelength substantially equal to the electrode period length L1 or L2 can be excited on the plate surface Z1. Further, surface acoustic waves having a wavelength substantially equal to the electrode period length L1 or L2 excited on the plate surface Z1 can be output as electric signals from the interdigital electrodes Q i-1 and Q i -2 . Interdigital transducer P
By arranging i and the interdigital electrode group Q i such that the electrode fingers having smaller electrode period lengths are inside each other, that is, the distance between the electrodes is small, the surface acoustic wave excited on the plate surface Z1 is generated. Attenuation can be suppressed.

【0035】圧電板のもう一方の板面Z2に少なくとも
1種類の色で表示される表示装置の表示画面を備えた構
造を採用し、すだれ状電極Piに入力する電気信号の周
波数と表示画面の色とを対応させる構造を採用すること
により、表示画面の同一箇所に周波数を切り換えること
によって別々に色分けされた情報を入力することが可能
になる。従って、入力する情報量を増大させることにも
なる。板面Z1の接触位置に対応する形の情報を所定の
時間、表示画面に表示させておく構造を採用することに
より、たとえば文字などを板面Z1に描いた場合、その
文字を表示画面に映し出すことができる。このようにし
て、文字、記号、その他の情報を板面Z1に直接書き込
むことにより、それらの情報の入力ができるばかりでな
く、表示画面に画像として映し出すことが可能になる。
A structure having a display screen of a display device for displaying in at least one color on the other plate surface Z2 of the piezoelectric plate is adopted, and the frequency of the electric signal input to the interdigital transducer P i and the display screen. By adopting a structure in which the colors are associated with each other, it becomes possible to input the information separately coded by switching the frequency to the same location on the display screen. Therefore, the amount of information to be input is also increased. By adopting a structure in which the information of the shape corresponding to the contact position of the plate surface Z1 is displayed on the display screen for a predetermined time, for example, when a character is drawn on the plate surface Z1, the character is displayed on the display screen. be able to. By directly writing characters, symbols, and other information on the plate surface Z1 in this manner, not only the information can be input but also an image can be displayed on the display screen.

【0036】圧電板としてLa添加ジルコン・チタン酸
鉛(PLZT)磁器などの透光性の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、圧電板に効率
よく弾性表面波を励振することができる。また、圧電セ
ラミックとしてほぼ透明な構造を採用することにより、
表示画面に現われる情報を板面Z1上から見ることがで
きる。圧電板の板面Z1に弾性表面波を伝搬させるため
には圧電板の厚さはすだれ状電極Pi,Qi-1およびQ
i-2の電極周期長の3倍以上であることが望ましい。圧
電板の厚さが電極周期長よりも小さく、薄い場合にはラ
ム波が伝搬するが、タッチパネルとしての機能を果たし
うるモードが存在するならば、ラム波の利用も可能であ
る。圧電板としては圧電セラミックの他にLiNb
3,LiTaO3等の単結晶が考えられる。これらの単
結晶は透明でしかも圧電性を有している。結晶としての
異方性を有していることから電気機械結合係数を含めて
設計の段階で工夫を必要とし、余分な電子回路を必要と
する可能性があるものの、圧電板として有望である。圧
電セラミックの中でもPLZTは透明でありしかも加工
性、耐久性に優れていることから圧電板として有望であ
る。PLZTで成る圧電板の板面Z1の面内での等方性
を利用することにより、1つの超音波送受波手段におけ
るすだれ状電極Piとすだれ状電極群Qiとの間の弾性表
面波の伝搬路と、別の超音波送受波手段におけるすだれ
状電極Piとすだれ状電極群Qi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した場合、一方の
すだれ状電極群Qiともう一方のすだれ状電極群Qiに出
力される電気信号のレベルをほぼ同一にすることができ
る。従って回路構成が簡単になり装置の小型軽量化が促
進できるばかりでなく、出力信号を常に均一化できるの
で信号処理が正確になり感度が向上する。さらに分解能
も上がるので入力する情報量を増大できる。
As the piezoelectric plate, a translucent piezoelectric ceramic such as La-added zircon / lead titanate (PLZT) porcelain is used, and a structure in which the polarization axis direction of the piezoelectric ceramic and the thickness direction are parallel to each other is adopted. As a result, surface acoustic waves can be efficiently excited on the piezoelectric plate. Also, by adopting an almost transparent structure as the piezoelectric ceramic,
The information appearing on the display screen can be seen from above the plate surface Z1. In order to propagate the surface acoustic wave to the plate surface Z1 of the piezoelectric plate, the thickness of the piezoelectric plate is the interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q.
It is desirable that it is three times or more the electrode period length of i-2 . If the thickness of the piezoelectric plate is smaller than the electrode period length and is thin, the Lamb wave propagates, but if there is a mode that can function as a touch panel, the Lamb wave can also be used. As the piezoelectric plate, LiNb is used in addition to the piezoelectric ceramic.
A single crystal of O 3 , LiTaO 3 or the like is considered. These single crystals are transparent and have piezoelectricity. Since it has anisotropy as a crystal, it requires a device at the design stage including the electromechanical coupling coefficient and may require an extra electronic circuit, but it is promising as a piezoelectric plate. Among piezoelectric ceramics, PLZT is promising as a piezoelectric plate because it is transparent and has excellent workability and durability. By using the in-plane isotropy of the plate surface Z1 of the piezoelectric plate made of PLZT, the surface acoustic wave between the interdigital transducer P i and the interdigital transducer group Q i in one ultrasonic wave transmitting / receiving means. In the case of adopting a structure in which the propagation path of the surface acoustic wave between the interdigital transducer P i and the interdigital electrode group Q i in another ultrasonic wave transmitting / receiving means are orthogonal to each other, The levels of the electric signals output to the electrode group Q i and the other interdigital electrode group Q i can be made substantially the same. Therefore, not only can the circuit structure be simplified and the device can be made smaller and lighter, but the output signals can be made uniform at all times, so that the signal processing is accurate and the sensitivity is improved. Furthermore, since the resolution is improved, the amount of information to be input can be increased.

【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すだれ状電
極T1,T2,R11〜R14およびR21〜R24を示す平面
図。
2 is a plan view showing interdigital electrodes T1, T2, R11 to R14 and R21 to R24 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に用いられているす
だれ状電極の代わりに用いられるすだれ状電極の一実施
例を示す平面図。
FIG. 4 is a plan view showing an example of a comb-shaped electrode used in place of the comb-shaped electrode used in the ultrasonic touch panel of FIG.

【図5】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. 5 is a configuration diagram when the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is driven by using an rf pulse.

【図6】図1の超音波タッチパネルの構成図における各
部〜における波形図。
FIG. 6 is a waveform diagram in each part of the configuration diagram of the ultrasonic touch panel of FIG.

【図7】図1の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。
FIG. 7 is a configuration diagram in the case where the ultrasonic touch panel of FIG. 1 is driven by forming a delay line oscillator.

【図8】図7に示す遅延線発振器における増幅器Aおよ
びBの一実施例を示す回路図。
8 is a circuit diagram showing an embodiment of amplifiers A and B in the delay line oscillator shown in FIG.

【図9】図7に示す遅延線発振器における発振のスペク
トルを示す特性図。
9 is a characteristic diagram showing an oscillation spectrum in the delay line oscillator shown in FIG.

【図10】図7に示す遅延線発振器における周波数に対
する損失と位相との関係を示す特性図。
10 is a characteristic diagram showing the relationship between loss and phase with respect to frequency in the delay line oscillator shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電板 2 表示画面 T1,T2,T3,T4 すだれ状電極 R11,R12,R13,R14,R21,R22,R23,R24
すだれ状電極 R31,R32,R33,R34,R41,R42,R43,R44
すだれ状電極
1 Piezoelectric plate 2 Display screen T1, T2, T3, T4 Interdigital electrodes R11, R12, R13, R14, R21, R22, R23, R24
Interdigital electrodes R31, R32, R33, R34, R41, R42, R43, R44
Interdigital electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電板の一方の板面Z1上に超音波送受
波手段を少なくとも2つ備えて成る超音波タッチパネル
において、 前記超音波送受波手段はN組のすだれ状電極Pi(i=
1,2,……,N)と前記すだれ状電極Piにそれぞれ
対応するN組のすだれ状電極群Qi(i=1,2,…
…,N)とから成り、 前記すだれ状電極群Qiはそれぞれ少なくとも2組のす
だれ状電極Qi-1(i=1,2,……,N)およびQi-2
(i=1,2,……,N)から成り、 前記すだれ状電極Piの電極周期長にほぼ対応する少な
くとも1種類の周波数の電気信号を該すだれ状電極Pi
に入力し、前記電極周期長にほぼ等しい波長を有する少
なくとも1種類の弾性表面波を前記板面Z1に励振する
手段と、 前記板面Z1に励振された該弾性表面波の波長に応じて
前記すだれ状電極Qi- 1およびQi-2に現れる電気信号を
出力する手段とが設けてあり、 前記すだれ状電極Qi-1のそれぞれ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
i-2のそれぞれ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Piに電気信号を入力する手段は、出
力端が前記すだれ状電極Piの入力端にそれぞれ接続さ
れたN個のスイッチSi(i=1,2,……,N)と、
該スイッチSiを順次に所定の周期で電気的にそれぞれ
断続するスイッチ制御手段とを含み、 1つの前記超音波送受波手段における前記すだれ状電極
iと前記すだれ状電極群Qiとの間の弾性表面波の伝搬
路と、別の前記超音波送受波手段における前記すだれ状
電極Piと前記すだれ状電極群Qiとの間の弾性表面波の
伝搬路とが互いに直交していて、 前記板面Z1における弾性表面波の伝搬路の一部に物体
が接触したことを、前記接続点N1および前記接続点N
2に現れる電気信号の大きさから感知することを特徴と
する超音波タッチパネル。
1. An ultrasonic touch panel comprising at least two ultrasonic wave transmitting / receiving means on one plate surface Z1 of a piezoelectric plate, wherein said ultrasonic wave transmitting / receiving means has N sets of interdigital electrodes P i (i =
1, 2, ..., N) and N sets of interdigital electrode groups Q i (i = 1, 2, ...) Corresponding to the interdigital electrode P i , respectively.
, N), and each of the interdigital electrode groups Q i has at least two sets of interdigital electrodes Q i-1 (i = 1, 2, ..., N) and Q i-2.
(I = 1, 2, ..., N), and an electric signal of at least one kind of frequency substantially corresponding to the electrode period length of the interdigital transducer P i is applied to the interdigital transducer P i.
Means for exciting at least one type of surface acoustic wave having a wavelength substantially equal to the electrode period length on the plate surface Z1; and the means according to the wavelength of the surface acoustic wave excited on the plate surface Z1. Means for outputting electrical signals appearing on the interdigital electrodes Q i- 1 and Q i-2 are provided, and the respective output ends of the interdigital electrodes Q i-1 are electrically connected to each other at a connection point N1. The output terminals of the interdigital transducer Q i-2 are electrically connected to each other at a connection point N2.
In is connected, means for inputting an electric signal to said interdigital electrode P i is the N having an output connected to the input terminals of the interdigital electrode P i switch S i (i = 1,2 , ……, N),
A switch control means for electrically connecting and disconnecting the switches S i sequentially and electrically in a predetermined cycle, between the interdigital transducer P i and the interdigital transducer group Q i in one ultrasonic wave transmitting / receiving means. The surface acoustic wave propagation path and the surface acoustic wave propagation path between the interdigital transducer P i and the interdigital transducer group Q i in another ultrasonic wave transmitting / receiving means are orthogonal to each other, The fact that an object contacts a part of the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1 means that the connection point N1 and the connection point N
An ultrasonic touch panel characterized by sensing from the magnitude of an electric signal appearing in 2.
【請求項2】 前記スイッチSiのそれぞれの入力端は
互いに電気的に接続点NSで接続され、前記接続点N1
は増幅器を介して前記接続点NSに電気的に接続され、 前記すだれ状電極Piから前記すだれ状電極Qi-1に至る
間の前記圧電板で成る弾性表面波の伝搬路Di(i=
1,2,……,N)を遅延素子とする発振器Hi(i=
1,2,……,N)が構成されていて、 前記発振器Hiの信号ループは前記すだれ状電極Piと、
前記伝搬路Diと、前記すだれ状電極Qi-1と、前記増幅
器とから成る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 switch SiEach input end of
Are electrically connected to each other at a connection point NS, and the connection point N1
Is electrically connected to the connection point NS via an amplifier,  The interdigital electrode PiTo the above-mentioned interdigital electrode Qi-1Leading to
Propagation path D of the surface acoustic wave composed of the piezoelectric plate betweeni(I =
Oscillator H with delay elements 1, 2, ..., N)i(I =
1, 2, ..., N), and the oscillator HiSignal loop of the interdigital transducer PiWhen,
The propagation path DiAnd the interdigital electrode Qi-1And the amplification
The ultrasonic wave according to claim 1, characterized in that
Touch panel.
【請求項3】 前記すだれ状電極Pi,Qi-1およびQ
i-2における電極周期長にはそれぞれ少なくともL1と
L2との2つが有り、 該電極周期長L1またはL2にほぼ対応する周波数の電
気信号を前記すだれ状電極Piに入力し、前記電極周期
長L1またはL2にほぼ等しい波長の弾性表面波を前記
板面Z1に励振する手段が設けてあることを特徴とする
請求項1または2に記載の超音波タッチパネル。
3. The interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q.
There are at least two electrode cycle lengths in i-2, L1 and L2, respectively, and an electric signal having a frequency substantially corresponding to the electrode cycle length L1 or L2 is input to the interdigital transducer P i , and the electrode cycle length is 3. The ultrasonic touch panel according to claim 1, further comprising means for exciting a surface acoustic wave having a wavelength substantially equal to L1 or L2 on the plate surface Z1.
【請求項4】 前記圧電板のもう一方の板面Z2には少
なくとも1種類の色で表示される表示装置の表示画面が
備えられていて、 前記すだれ状電極Piに入力される電気信号の周波数と
前記色とを対応させる手段が設けられていることを特徴
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. A display screen of a display device for displaying in at least one color is provided on the other plate surface Z2 of the piezoelectric plate, and the display screen of the electric signal input to the interdigital electrode P i is provided. 4. The ultrasonic touch panel according to claim 1, further comprising means for associating a frequency with the color.
【請求項5】 前記圧電板がほぼ透明な圧電セラミック
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
1,2,3または4に記載の超音波タッチパネル。
5. The piezoelectric plate is made of a substantially transparent 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 according to item 4.
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US7176903B2 (en) 2003-10-07 2007-02-13 Fujitsu Limited Piezoelectric element and touch screen utilizing the same
KR100802882B1 (en) * 2005-11-18 2008-02-13 후지쯔 가부시끼가이샤 Piezoelectric element, manufacturing method thereof, and touch panel device
US7605523B2 (en) 2003-05-22 2009-10-20 Fujitsu Limited Piezoelectric device, its manufacturing method, and touch panel device

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