JPH06348397A - 超音波電子手帳 - Google Patents
超音波電子手帳Info
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- JPH06348397A JPH06348397A JP16047693A JP16047693A JPH06348397A JP H06348397 A JPH06348397 A JP H06348397A JP 16047693 A JP16047693 A JP 16047693A JP 16047693 A JP16047693 A JP 16047693A JP H06348397 A JPH06348397 A JP H06348397A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波送受波手段と表示画面とを備えた基板
の板面に入力ペンで接触することにより情報を入力し、
情報を表示する超音波電子手帳を提供する。 【構成】 すだれ状電極TXおよびTYから線形チャー
プ信号を入力すると、すだれ状電極TXおよびTYの電
極周期長にほぼ対応して変化する周波数の電気信号が弾
性表面波に変換されて圧電基板7を伝搬し、すだれ状電
極RXおよびRYの電極周期長にほぼ等しい波長の弾性
表面波が遅延電気信号に変換されて、すだれ状電極RX
およびRYから出力される。圧電基板7上の弾性表面波
の伝搬路を入力ペンのペン先で接触すると、接触位置に
対応する弾性表面波が減衰し、それに応じて遅延電気信
号も減衰する。接触位置はこのようにして減衰した遅延
電気信号の周波数から検出できる。表示画面8にはその
接触位置に対応する形で情報が表示される。
の板面に入力ペンで接触することにより情報を入力し、
情報を表示する超音波電子手帳を提供する。 【構成】 すだれ状電極TXおよびTYから線形チャー
プ信号を入力すると、すだれ状電極TXおよびTYの電
極周期長にほぼ対応して変化する周波数の電気信号が弾
性表面波に変換されて圧電基板7を伝搬し、すだれ状電
極RXおよびRYの電極周期長にほぼ等しい波長の弾性
表面波が遅延電気信号に変換されて、すだれ状電極RX
およびRYから出力される。圧電基板7上の弾性表面波
の伝搬路を入力ペンのペン先で接触すると、接触位置に
対応する弾性表面波が減衰し、それに応じて遅延電気信
号も減衰する。接触位置はこのようにして減衰した遅延
電気信号の周波数から検出できる。表示画面8にはその
接触位置に対応する形で情報が表示される。
Description
【産業上の利用分野】本発明は超音波送受波手段を備え
た透光性の一方の板面に入力ペンで接触することにより
情報を入力し、その板面のもう一方の板面に備えられた
表示画面に情報を表示する超音波電子手帳に関する。
た透光性の一方の板面に入力ペンで接触することにより
情報を入力し、その板面のもう一方の板面に備えられた
表示画面に情報を表示する超音波電子手帳に関する。
【従来の技術】従来の電子手帳は入力手段として主にパ
ソコンと同様なキーボードが用いられているが、そのキ
ーボードも手帳としての目的の為に大きさが小型である
ことが要求されている。従来の電子手帳はキーボードが
小型であることから入力操作が面倒で時間がかかり、操
作の間違いが多く、入力手段としてのキーボード部分と
表示手段としてのディスプレイ部分とが独立しているの
で電子手帳としての大きさには制限が有った。しかもキ
ーボード操作が複雑なことが特に初心者にとって大きな
障害となっていた。このようにして、従来の電子手帳は
キーボード部分とディスプレイ部分とが独立しているこ
とから概して大型で、キーボード操作が複雑でかつ面倒
なことから入力操作に時間がかかり、操作の間違いも多
かった。パネルに文字、記号、その他の情報を直接書き
込むことによって入力することができるペン入力コンピ
ュータには主に透明電極式および光学式タッチパネルが
用いられている。これらのタッチパネルは加工性、耐久
性、感度等に問題を残し、光などのまわりの環境に影響
されて誤動作しやすく、また高密度の情報をパネルに表
示しにくいという欠点を有する。ペン入力コンピュータ
の他、電子手帳などがタッチパネルを応用することによ
って可能になる。タッチパネルはパネル上への人指また
は物体等による接触がすばやい応答性をもって感知され
ることが要求され、その接触位置が高い分解能をもって
特定されることが望まれる。従来のタッチパネルとして
は上記の他に抵抗膜方式と超音波方式が主に挙げられ
る。抵抗膜方式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。超音波方式によ
るタッチパネルとしては反射アレイを用いた弾性表面波
タッチパネルが挙げられる。これはくさび形トランスデ
ューサを用いて予め弾性表面波を励振させておいたパネ
ルに接触することによりその弾性表面波が減衰すること
を利用したものであって、耐環境性に優れる等の利点を
有する反面、反射アレイの製作に高度な技術を必要とす
るとともにくさび形トランスデューサの工作精度がタッ
チパネルとしての機能を左右し、さらに低電圧駆動に難
点を有している。このようにして、従来のタッチパネル
は応答時間、分解能、耐久性、工作精度、加工性および
量産性等に問題を有している。
ソコンと同様なキーボードが用いられているが、そのキ
ーボードも手帳としての目的の為に大きさが小型である
ことが要求されている。従来の電子手帳はキーボードが
小型であることから入力操作が面倒で時間がかかり、操
作の間違いが多く、入力手段としてのキーボード部分と
表示手段としてのディスプレイ部分とが独立しているの
で電子手帳としての大きさには制限が有った。しかもキ
ーボード操作が複雑なことが特に初心者にとって大きな
障害となっていた。このようにして、従来の電子手帳は
キーボード部分とディスプレイ部分とが独立しているこ
とから概して大型で、キーボード操作が複雑でかつ面倒
なことから入力操作に時間がかかり、操作の間違いも多
かった。パネルに文字、記号、その他の情報を直接書き
込むことによって入力することができるペン入力コンピ
ュータには主に透明電極式および光学式タッチパネルが
用いられている。これらのタッチパネルは加工性、耐久
性、感度等に問題を残し、光などのまわりの環境に影響
されて誤動作しやすく、また高密度の情報をパネルに表
示しにくいという欠点を有する。ペン入力コンピュータ
の他、電子手帳などがタッチパネルを応用することによ
って可能になる。タッチパネルはパネル上への人指また
は物体等による接触がすばやい応答性をもって感知され
ることが要求され、その接触位置が高い分解能をもって
特定されることが望まれる。従来のタッチパネルとして
は上記の他に抵抗膜方式と超音波方式が主に挙げられ
る。抵抗膜方式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。超音波方式によ
るタッチパネルとしては反射アレイを用いた弾性表面波
タッチパネルが挙げられる。これはくさび形トランスデ
ューサを用いて予め弾性表面波を励振させておいたパネ
ルに接触することによりその弾性表面波が減衰すること
を利用したものであって、耐環境性に優れる等の利点を
有する反面、反射アレイの製作に高度な技術を必要とす
るとともにくさび形トランスデューサの工作精度がタッ
チパネルとしての機能を左右し、さらに低電圧駆動に難
点を有している。このようにして、従来のタッチパネル
は応答時間、分解能、耐久性、工作精度、加工性および
量産性等に問題を有している。
【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、低消費電力でしかも低
電圧駆動で、パネルに接触することにより応答時間が短
く感度の良い高密度の情報を入力することができるとと
もに情報を前記パネルに表示することができ、小型軽量
で薄型で、携帯に便利で、パネル操作が簡単な電子手帳
を提供することにある。
性、耐久性および量産性に優れ、低消費電力でしかも低
電圧駆動で、パネルに接触することにより応答時間が短
く感度の良い高密度の情報を入力することができるとと
もに情報を前記パネルに表示することができ、小型軽量
で薄型で、携帯に便利で、パネル操作が簡単な電子手帳
を提供することにある。
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の超音波
電子手帳は、ほぼ透明な基板と、該基板の一方の板面F
1に設けられた少なくとも2つの超音波送受波手段Xお
よびYと、前記基板のもう一方の板面F2に設けられた
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
と、前記板面F1に弾性表面波を励振する手段と、前記
板面F1上における入力ペンのペン先によって接触され
た位置を前記板面F1上の位置を表わす位置信号に基づ
き入力位置として特定する手段と、該入力位置に対応す
る情報を処理する手段とを含む超音波電子手帳であっ
て、前記情報処理手段は情報を記憶する手段と、前記特
定された入力位置に対応する情報を入力情報として検出
する手段と、該入力情報検出手段で検出された前記情報
を前記表示画面に所定の時間だけ表示させておく手段と
を含み、前記各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Qi(i=1,
2,……,N)とから成り、前記すだれ状電極Piおよ
びQiは前記すだれ状電極PiおよびQiの中心線に平行
な方向に沿ってそれぞれの電極周期長が連続的に変化す
る構造を成し、前記すだれ状電極Piは前記弾性表面波
励振手段に接続され、この弾性表面波励振手段から該す
だれ状電極Piの電極周期長にほぼ対応して連続的に変
化する周波数の電気信号を受け、前記板面F1に弾性表
面波を励振し、前記すだれ状電極Qiは前記すだれ状電
極Piにより前記板面F1に励振された前記弾性表面波
に応じた前記位置信号を出力し、前記すだれ状電極Pi
とQiとは前記弾性表面波の送受波の指向軸を共通にし
て互いに1対1に対をなして配置されていて、前記超音
波送受波手段Xにおける前記すだれ状電極Piから前記
すだれ状電極Qiに至る間の前記板面F1で成る弾性表
面波の伝搬路Di(i=1,2,……,N)と、前記超
音波送受波手段Yにおける前記伝搬路Diとが互いに直
交していて、前記すだれ状電極Qiのそれぞれの出力端
は互いに電気的に接続点Mで接続されており、前記弾性
表面波励振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、前記入力位置特定手段は前記接続点Mに現われる前
記位置信号のうちで大きさが変化する前記位置信号が検
出されるときに接続されている前記スイッチSiの位置
に基づき前記入力位置が含まれる前記伝搬路Diを特定
し、大きさが変化する前記位置信号の周波数成分を調
べ、該周波数成分のうちで減衰した周波数成分を感知
し、前記各超音波送受波手段におけるそれぞれの前記減
衰周波数成分に基づき前記板面F1上の前記入力位置を
特定する手段を含み、前記入力位置と前記減衰周波数成
分とはほぼ直線関係にあることを特徴とする。請求項2
に記載の超音波電子手帳は、前記情報記憶手段が前記板
面F1上の位置をアドレスとし該アドレスに対応付けた
情報をデータとしたテーブルを予め記憶しており、前記
入力情報検出手段は前記入力位置特定手段によって特定
された前記入力位置を前記アドレスとして入力し、当該
アドレスから読み出した前記データを前記入力情報とす
ることを特徴とする。請求項3に記載の超音波電子手帳
は、前記情報記憶手段が文字や記号などのパターンを予
め記憶しており、前記入力情報検出手段は前記入力位置
特定手段によって特定された前記入力位置の移動で形成
される軌跡と前記情報記憶手段から読みだした前記パタ
ーンとをパターンマッチング法により比較し、前記軌跡
で表わされるパターンを前記入力情報とすることを特徴
とする。請求項4に記載の超音波電子手帳は、前記入力
情報検出手段が前記入力位置特定手段によって特定され
た前記入力位置を前記入力情報とすることを特徴とす
る。請求項5に記載の超音波電子手帳は、前記基板がほ
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6に記載の超音波電子手帳
は、前記基板がほぼ透明な非圧電板にほぼ透明な圧電薄
板を設けた2層構造を成し、前記すだれ状電極Piおよ
びQiが該圧電薄板上に設けられていることを特徴とす
る。請求項7に記載の超音波電子手帳は、前記基板がほ
ぼ透明な非圧電板で成り、前記各超音波送受波手段が圧
電薄板Aに前記すだれ状電極Piを設けて成る超音波デ
バイスTと、圧電薄板Bに前記すだれ状電極Qiを設け
て成る超音波デバイスRとから成り、前記圧電薄板Aお
よびBは前記板面F1に設けられていて、前記圧電薄板
Aの厚さが前記すだれ状電極Pi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Qiの電
極周期長以下であって、前記すだれ状電極PiおよびQi
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く、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8に記載の超音波電子手帳
は、前記圧電薄板AまたはBが前記すだれ状電極Piお
よびQiが設けられている方の板面で前記非圧電板に固
着されていることを特徴とする。
電子手帳は、ほぼ透明な基板と、該基板の一方の板面F
1に設けられた少なくとも2つの超音波送受波手段Xお
よびYと、前記基板のもう一方の板面F2に設けられた
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
と、前記板面F1に弾性表面波を励振する手段と、前記
板面F1上における入力ペンのペン先によって接触され
た位置を前記板面F1上の位置を表わす位置信号に基づ
き入力位置として特定する手段と、該入力位置に対応す
る情報を処理する手段とを含む超音波電子手帳であっ
て、前記情報処理手段は情報を記憶する手段と、前記特
定された入力位置に対応する情報を入力情報として検出
する手段と、該入力情報検出手段で検出された前記情報
を前記表示画面に所定の時間だけ表示させておく手段と
を含み、前記各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Qi(i=1,
2,……,N)とから成り、前記すだれ状電極Piおよ
びQiは前記すだれ状電極PiおよびQiの中心線に平行
な方向に沿ってそれぞれの電極周期長が連続的に変化す
る構造を成し、前記すだれ状電極Piは前記弾性表面波
励振手段に接続され、この弾性表面波励振手段から該す
だれ状電極Piの電極周期長にほぼ対応して連続的に変
化する周波数の電気信号を受け、前記板面F1に弾性表
面波を励振し、前記すだれ状電極Qiは前記すだれ状電
極Piにより前記板面F1に励振された前記弾性表面波
に応じた前記位置信号を出力し、前記すだれ状電極Pi
とQiとは前記弾性表面波の送受波の指向軸を共通にし
て互いに1対1に対をなして配置されていて、前記超音
波送受波手段Xにおける前記すだれ状電極Piから前記
すだれ状電極Qiに至る間の前記板面F1で成る弾性表
面波の伝搬路Di(i=1,2,……,N)と、前記超
音波送受波手段Yにおける前記伝搬路Diとが互いに直
交していて、前記すだれ状電極Qiのそれぞれの出力端
は互いに電気的に接続点Mで接続されており、前記弾性
表面波励振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、前記入力位置特定手段は前記接続点Mに現われる前
記位置信号のうちで大きさが変化する前記位置信号が検
出されるときに接続されている前記スイッチSiの位置
に基づき前記入力位置が含まれる前記伝搬路Diを特定
し、大きさが変化する前記位置信号の周波数成分を調
べ、該周波数成分のうちで減衰した周波数成分を感知
し、前記各超音波送受波手段におけるそれぞれの前記減
衰周波数成分に基づき前記板面F1上の前記入力位置を
特定する手段を含み、前記入力位置と前記減衰周波数成
分とはほぼ直線関係にあることを特徴とする。請求項2
に記載の超音波電子手帳は、前記情報記憶手段が前記板
面F1上の位置をアドレスとし該アドレスに対応付けた
情報をデータとしたテーブルを予め記憶しており、前記
入力情報検出手段は前記入力位置特定手段によって特定
された前記入力位置を前記アドレスとして入力し、当該
アドレスから読み出した前記データを前記入力情報とす
ることを特徴とする。請求項3に記載の超音波電子手帳
は、前記情報記憶手段が文字や記号などのパターンを予
め記憶しており、前記入力情報検出手段は前記入力位置
特定手段によって特定された前記入力位置の移動で形成
される軌跡と前記情報記憶手段から読みだした前記パタ
ーンとをパターンマッチング法により比較し、前記軌跡
で表わされるパターンを前記入力情報とすることを特徴
とする。請求項4に記載の超音波電子手帳は、前記入力
情報検出手段が前記入力位置特定手段によって特定され
た前記入力位置を前記入力情報とすることを特徴とす
る。請求項5に記載の超音波電子手帳は、前記基板がほ
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6に記載の超音波電子手帳
は、前記基板がほぼ透明な非圧電板にほぼ透明な圧電薄
板を設けた2層構造を成し、前記すだれ状電極Piおよ
びQiが該圧電薄板上に設けられていることを特徴とす
る。請求項7に記載の超音波電子手帳は、前記基板がほ
ぼ透明な非圧電板で成り、前記各超音波送受波手段が圧
電薄板Aに前記すだれ状電極Piを設けて成る超音波デ
バイスTと、圧電薄板Bに前記すだれ状電極Qiを設け
て成る超音波デバイスRとから成り、前記圧電薄板Aお
よびBは前記板面F1に設けられていて、前記圧電薄板
Aの厚さが前記すだれ状電極Pi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Qiの電
極周期長以下であって、前記すだれ状電極PiおよびQi
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く、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8に記載の超音波電子手帳
は、前記圧電薄板AまたはBが前記すだれ状電極Piお
よびQiが設けられている方の板面で前記非圧電板に固
着されていることを特徴とする。
【作用】本発明の超音波電子手帳は基板の一方の板面F
1に超音波送受波手段を備え基板のもう一方の板面F2
に表示画面を備えた簡単な構造を有することから、装置
の小型軽量化、薄型化が可能である。超音波送受波手段
はN組のすだれ状電極Pi(i=1,2,……,N)
と、すだれ状電極Piに対応するN組のすだれ状電極Qi
(i=1,2,……,N)とから成る。すだれ状電極P
iおよびQiはすだれ状電極PiおよびQiの中心線に平行
な方向に沿ってそれぞれの電極周期長が連続的に変化す
る構造を成す。このとき、このすだれ状電極Piおよび
Qiの中心線とは各すだれ状電極においてすだれ状電極
を線対称に2等分する線とする。弾性表面波励振手段を
すだれ状電極Piに接続し、すだれ状電極Piの電極周期
長にほぼ対応して連続的に変化する周波数の電気信号、
たとえば時間とともに周波数が直線的に変化する線形チ
ャープ信号を弾性表面波励振手段からすだれ状電極Pi
に入力する構造を採用することにより、それぞれの電極
周期長に応じた部分のすだれ状電極Piからその電極周
期長にほぼ等しい波長を有する弾性表面波を基板の板面
F1上に電極交叉幅に応じて連続的に励振することがで
きる。このとき、電極交叉幅が大きいほど広い範囲にわ
たって弾性表面波を励振できる。本発明の超音波電子手
帳は、低消費電力、低電圧で効率良く弾性表面波を板面
F1上に励振することができる。すだれ状電極Qiを出
力用とし、すだれ状電極Piに対して弾性表面波の送受
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F1に励振されているそれぞれの弾性表
面波をすだれ状電極Qiから電気信号として効率よく出
力させることができる。この際、それぞれの弾性表面波
の波長にほぼ対応する周波数の電気信号が弾性表面波の
波長とほぼ等しい電極周期長の部分のすだれ状電極Qi
から連続的に出力される。すだれ状電極Qiから連続的
に出力される該電気信号は板面F1上の位置を表わす位
置信号としての機能を果たす。すだれ状電極Piからす
だれ状電極Qiに至る間の板面F1で成る弾性表面波の
伝搬路Di(i=1,2,……,N)の一部に入力ペン
のペン先で接触すると、板面F1に励振されている弾性
表面波のうちその接触位置に対応する弾性表面波が減衰
または消滅する。従って、接触位置に対応する部分のす
だれ状電極Qiに出力される位置信号も減衰または消滅
する。このようにして、位置信号に基づいて接触位置を
情報の入力位置として特定することができる。入力ペン
のペン先によって接触された入力位置をすだれ状電極Q
iに出力される位置信号における周波数成分のうちで減
衰する成分から検出する構造を採用することにより、そ
の位置を特定することができる。この際、すだれ状電極
Qiに出力される周波数の帯域はより平坦であることが
望ましく、平坦であるほど減衰周波数成分の検出感度が
向上し信号処理が容易になり回路構成が簡単になる。周
波数帯域が平坦な構造を成すすだれ状電極としてたとえ
ば双曲線形すだれ状電極が挙げられる。このようにし
て、本発明の超音波電子手帳は応答時間が短く感度が良
い。なお、入力ペンのペン先は基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ある。人の指
などもその特徴を有しており電子手帳としての機能を果
たしうる。板面F1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
における弾性表面波の伝搬路Diと、別の超音波送受波
手段における伝搬路Diとを互いに直交させる構造を採
用することにより、板面F1における入力ペンのペン先
による接触位置をさらに繊細に特定できる。これは、各
超音波送受波手段における各すだれ状電極Qiから出力
される位置信号の周波数成分のうちで減衰した周波数成
分に基づいて互いに直交する伝搬路Diの交叉部を求
め、該交叉部を入力位置として特定することができるか
らである。また、超音波送受波手段の数を増やすことも
可能で、基板の大きさに対応して超音波送受波手段の数
を増減したり、またはすだれ状電極PiおよびQiの大き
さを調整したりする等の手段をとることができる。この
ようにして、基板の大きさに左右されることなく入力ペ
ンのペン先による接触位置のきめ細かな特定が可能とな
る。すだれ状電極Qiのそれぞれの出力端を互いに電気
的に接続点Mで接続することにより、板面F1における
弾性表面波の伝搬路Diの一部にペン先が接触したこと
を接続点Mに現れる位置信号の大きさから感知すること
ができる。また、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、入力位置が含まれる伝搬路Diは、
接続点Mに現われる位置信号のうちで大きさが変化する
位置信号が検出されるときに接続されているスイッチS
iの位置から特定することができる。たとえば、伝搬路
Diのうち伝搬路D1の一部を入力ペンのペン先で接触す
る場合、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Mに出力される位置信号が減衰また
は消滅する。このようにして伝搬路Diのうち伝搬路D1
に入力位置が含まれていることが明確になる。さらに、
本発明の超音波電子手帳はすだれ状電極Piに線形チャ
ープ信号を入力する構造を採用し、入力位置をすだれ状
電極Qiに出力される位置信号における周波数成分のう
ちで変動する成分から検出する構造を採用していること
から、伝搬路Diに含まれている入力位置をさらに繊細
に特定することが可能となる。本発明の超音波電子手帳
では基板のもう一方の板面F2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が採用さ
れている。また、本発明の超音波電子手帳では情報処理
手段を備え、この情報処理手段は情報を記憶する手段
と、特定された入力位置に対応する情報を入力情報とし
て検出する手段と、入力情報検出手段で検出された情報
を表示画面に所定の時間だけ表示させておく手段とを含
む。但し、前記情報はこれから入力しようとする情報、
またはすでに保存されていて入力位置に基づいて表示画
面に出力される情報である。さらに、基板として透光性
を有する構造を採用している。つまり、ディスプレイと
キーボードとが一体となった構造が採用されている。し
かも、板面F1を通して見える表示画面の透明度は優れ
ている。従って、たとえば基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F1に描いた場合、
その文字を基板を介して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
F1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。また、板面F1の所定の部分に接触す
ることにより、すでに保存されていた情報を表示画面に
出力することも可能である。このようにして、本発明の
超音波電子手帳は装置の一層の小型軽量化、薄型化が促
進されるとともに、画面が鮮明で、そのうえ初心者にも
簡単に操作できる。本発明の超音波電子手帳では情報記
憶手段として板面F1上の位置をアドレスとし該位置に
対応付けた情報をデータとしたテーブルを予め記憶して
おく構造を採用することにより、入力位置がアドレスと
して入力される。従って、そのアドレスから保存されて
いるデータを読み出すことができる。また、情報記憶手
段として文字や記号などのパターンを予め記憶しておく
構造を採用することにより、入力位置の移動で形成され
る軌跡が入力されると、該軌跡とパターンとの比較が行
なわれ、前記軌跡の示す情報が認識され、そのパターン
が入力情報とされる。従って、板面F1に描いた文字な
どの情報を正確に入力することができる。基板として圧
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、圧電セラミックに効率よく弾性表面波を励振するこ
とができる。また、圧電セラミックの板面の面内での等
方性を利用することにより、1つの超音波送受波手段に
おける弾性表面波の伝搬路Diと、別の超音波送受波手
段における伝搬路Di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Qiともう一方のすだれ
状電極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。さらに分解能も上昇する。圧電セラミックの板面に
弾性表面波を伝搬させるためには圧電セラミックの厚さ
はすだれ状電極PiおよびQiの電極周期長の3倍以上で
あることが望ましい。圧電セラミックの厚さが電極周期
長よりも小さく、薄い場合にはラム波が伝搬するが、電
子手帳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。基板として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することにより、表示画面に現われ
る文字、記号、その他の情報を板面F1上から見ること
ができる。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基板として有望である。基板とし
ては圧電セラミックの他にLiNbO3,LiTaO3等
の圧電性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。しかし、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。基板として非圧電板と圧電薄板とを接
着した2層構造基板を採用し、すだれ状電極Piおよび
Qiを圧電薄板上に設けた構造を採用することにより、
圧電薄板に効率よく弾性表面波を励振することができ
る。圧電薄板としては圧電セラミックの他にLiNbO
3,LiTaO3等の圧電性の単結晶が考えられる。ま
た、PVDFその他の高分子圧電フィルムも有望であ
る。非圧電板と圧電薄板とがともに透光性を有する構造
を採用することにより、表示画面に現われる文字、記
号、その他の情報を板面F1上から見ることができる。
基板として非圧電板を採用し、超音波送受波手段が圧電
薄板Aにすだれ状電極Piを設けて成る超音波デバイス
Tと、圧電薄板Bにすだれ状電極Qiを設けて成る超音
波デバイスRとから成る構造を採用することにより、超
音波デバイスTに接触する部分の基板の板面F1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
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Pi
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Aと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基板の板面F1に励振することがで
きる。その上、板面F1の面積を比較的大規模にもでき
ることから、幅広い応用が可能である。なお、圧電薄板
AおよびBは板面F1に設けられている。非圧電体で成
る基板が透光性を有する構造を採用することにより、表
示画面に現われる文字、記号、その他の情報を板面F1
上から見ることができる。超音波デバイスTにおける圧
電薄板Aの厚さをすだれ状電極Piの電極周期長以下に
し、超音波デバイスRにおける圧電薄板Bの厚さをすだ
れ状電極Qiの電極周期長以下にし、すだれ状電極Piお
よびQi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、圧電薄板と非圧電性基板との界面
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。圧
電薄板AおよびB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、非圧電体で成る基板に効
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。圧電薄板AおよびBとしてP
VDFその他の高分子圧電フィルムを採用することによ
り、非圧電体で成る基板に効率よく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。
すだれ状電極Piを非圧電体で成る基板と圧電薄板Aと
の界面に設け、すだれ状電極Qiを非圧電体で成る基板
と圧電薄板Bとの界面に設けた構造を採用することによ
り、すだれ状電極Pi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し、その弾性表面波を効率よ
くすだれ状電極Qiにおいて電気信号に変換することが
できる。本発明の超音波電子手帳は専用の入力ペンのペ
ン先で板面F1に接触することにより処理の指示、手書
き文字の認識、仮名漢字変換などの文字入力、図形や絵
の描画、改行・挿入・削除などの操作を初心者にも簡単
に行うことができる。また、オプション外付けキーボー
ドを接続することも可能で、キーボード入力もできるよ
うになっている。通信機能にも対応でき、プリンタ、外
付けCRTなども接続できるようになっている。
1に超音波送受波手段を備え基板のもう一方の板面F2
に表示画面を備えた簡単な構造を有することから、装置
の小型軽量化、薄型化が可能である。超音波送受波手段
はN組のすだれ状電極Pi(i=1,2,……,N)
と、すだれ状電極Piに対応するN組のすだれ状電極Qi
(i=1,2,……,N)とから成る。すだれ状電極P
iおよびQiはすだれ状電極PiおよびQiの中心線に平行
な方向に沿ってそれぞれの電極周期長が連続的に変化す
る構造を成す。このとき、このすだれ状電極Piおよび
Qiの中心線とは各すだれ状電極においてすだれ状電極
を線対称に2等分する線とする。弾性表面波励振手段を
すだれ状電極Piに接続し、すだれ状電極Piの電極周期
長にほぼ対応して連続的に変化する周波数の電気信号、
たとえば時間とともに周波数が直線的に変化する線形チ
ャープ信号を弾性表面波励振手段からすだれ状電極Pi
に入力する構造を採用することにより、それぞれの電極
周期長に応じた部分のすだれ状電極Piからその電極周
期長にほぼ等しい波長を有する弾性表面波を基板の板面
F1上に電極交叉幅に応じて連続的に励振することがで
きる。このとき、電極交叉幅が大きいほど広い範囲にわ
たって弾性表面波を励振できる。本発明の超音波電子手
帳は、低消費電力、低電圧で効率良く弾性表面波を板面
F1上に励振することができる。すだれ状電極Qiを出
力用とし、すだれ状電極Piに対して弾性表面波の送受
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F1に励振されているそれぞれの弾性表
面波をすだれ状電極Qiから電気信号として効率よく出
力させることができる。この際、それぞれの弾性表面波
の波長にほぼ対応する周波数の電気信号が弾性表面波の
波長とほぼ等しい電極周期長の部分のすだれ状電極Qi
から連続的に出力される。すだれ状電極Qiから連続的
に出力される該電気信号は板面F1上の位置を表わす位
置信号としての機能を果たす。すだれ状電極Piからす
だれ状電極Qiに至る間の板面F1で成る弾性表面波の
伝搬路Di(i=1,2,……,N)の一部に入力ペン
のペン先で接触すると、板面F1に励振されている弾性
表面波のうちその接触位置に対応する弾性表面波が減衰
または消滅する。従って、接触位置に対応する部分のす
だれ状電極Qiに出力される位置信号も減衰または消滅
する。このようにして、位置信号に基づいて接触位置を
情報の入力位置として特定することができる。入力ペン
のペン先によって接触された入力位置をすだれ状電極Q
iに出力される位置信号における周波数成分のうちで減
衰する成分から検出する構造を採用することにより、そ
の位置を特定することができる。この際、すだれ状電極
Qiに出力される周波数の帯域はより平坦であることが
望ましく、平坦であるほど減衰周波数成分の検出感度が
向上し信号処理が容易になり回路構成が簡単になる。周
波数帯域が平坦な構造を成すすだれ状電極としてたとえ
ば双曲線形すだれ状電極が挙げられる。このようにし
て、本発明の超音波電子手帳は応答時間が短く感度が良
い。なお、入力ペンのペン先は基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ある。人の指
などもその特徴を有しており電子手帳としての機能を果
たしうる。板面F1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
における弾性表面波の伝搬路Diと、別の超音波送受波
手段における伝搬路Diとを互いに直交させる構造を採
用することにより、板面F1における入力ペンのペン先
による接触位置をさらに繊細に特定できる。これは、各
超音波送受波手段における各すだれ状電極Qiから出力
される位置信号の周波数成分のうちで減衰した周波数成
分に基づいて互いに直交する伝搬路Diの交叉部を求
め、該交叉部を入力位置として特定することができるか
らである。また、超音波送受波手段の数を増やすことも
可能で、基板の大きさに対応して超音波送受波手段の数
を増減したり、またはすだれ状電極PiおよびQiの大き
さを調整したりする等の手段をとることができる。この
ようにして、基板の大きさに左右されることなく入力ペ
ンのペン先による接触位置のきめ細かな特定が可能とな
る。すだれ状電極Qiのそれぞれの出力端を互いに電気
的に接続点Mで接続することにより、板面F1における
弾性表面波の伝搬路Diの一部にペン先が接触したこと
を接続点Mに現れる位置信号の大きさから感知すること
ができる。また、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、入力位置が含まれる伝搬路Diは、
接続点Mに現われる位置信号のうちで大きさが変化する
位置信号が検出されるときに接続されているスイッチS
iの位置から特定することができる。たとえば、伝搬路
Diのうち伝搬路D1の一部を入力ペンのペン先で接触す
る場合、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Mに出力される位置信号が減衰また
は消滅する。このようにして伝搬路Diのうち伝搬路D1
に入力位置が含まれていることが明確になる。さらに、
本発明の超音波電子手帳はすだれ状電極Piに線形チャ
ープ信号を入力する構造を採用し、入力位置をすだれ状
電極Qiに出力される位置信号における周波数成分のう
ちで変動する成分から検出する構造を採用していること
から、伝搬路Diに含まれている入力位置をさらに繊細
に特定することが可能となる。本発明の超音波電子手帳
では基板のもう一方の板面F2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が採用さ
れている。また、本発明の超音波電子手帳では情報処理
手段を備え、この情報処理手段は情報を記憶する手段
と、特定された入力位置に対応する情報を入力情報とし
て検出する手段と、入力情報検出手段で検出された情報
を表示画面に所定の時間だけ表示させておく手段とを含
む。但し、前記情報はこれから入力しようとする情報、
またはすでに保存されていて入力位置に基づいて表示画
面に出力される情報である。さらに、基板として透光性
を有する構造を採用している。つまり、ディスプレイと
キーボードとが一体となった構造が採用されている。し
かも、板面F1を通して見える表示画面の透明度は優れ
ている。従って、たとえば基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F1に描いた場合、
その文字を基板を介して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
F1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。また、板面F1の所定の部分に接触す
ることにより、すでに保存されていた情報を表示画面に
出力することも可能である。このようにして、本発明の
超音波電子手帳は装置の一層の小型軽量化、薄型化が促
進されるとともに、画面が鮮明で、そのうえ初心者にも
簡単に操作できる。本発明の超音波電子手帳では情報記
憶手段として板面F1上の位置をアドレスとし該位置に
対応付けた情報をデータとしたテーブルを予め記憶して
おく構造を採用することにより、入力位置がアドレスと
して入力される。従って、そのアドレスから保存されて
いるデータを読み出すことができる。また、情報記憶手
段として文字や記号などのパターンを予め記憶しておく
構造を採用することにより、入力位置の移動で形成され
る軌跡が入力されると、該軌跡とパターンとの比較が行
なわれ、前記軌跡の示す情報が認識され、そのパターン
が入力情報とされる。従って、板面F1に描いた文字な
どの情報を正確に入力することができる。基板として圧
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、圧電セラミックに効率よく弾性表面波を励振するこ
とができる。また、圧電セラミックの板面の面内での等
方性を利用することにより、1つの超音波送受波手段に
おける弾性表面波の伝搬路Diと、別の超音波送受波手
段における伝搬路Di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Qiともう一方のすだれ
状電極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。さらに分解能も上昇する。圧電セラミックの板面に
弾性表面波を伝搬させるためには圧電セラミックの厚さ
はすだれ状電極PiおよびQiの電極周期長の3倍以上で
あることが望ましい。圧電セラミックの厚さが電極周期
長よりも小さく、薄い場合にはラム波が伝搬するが、電
子手帳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。基板として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することにより、表示画面に現われ
る文字、記号、その他の情報を板面F1上から見ること
ができる。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基板として有望である。基板とし
ては圧電セラミックの他にLiNbO3,LiTaO3等
の圧電性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。しかし、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。基板として非圧電板と圧電薄板とを接
着した2層構造基板を採用し、すだれ状電極Piおよび
Qiを圧電薄板上に設けた構造を採用することにより、
圧電薄板に効率よく弾性表面波を励振することができ
る。圧電薄板としては圧電セラミックの他にLiNbO
3,LiTaO3等の圧電性の単結晶が考えられる。ま
た、PVDFその他の高分子圧電フィルムも有望であ
る。非圧電板と圧電薄板とがともに透光性を有する構造
を採用することにより、表示画面に現われる文字、記
号、その他の情報を板面F1上から見ることができる。
基板として非圧電板を採用し、超音波送受波手段が圧電
薄板Aにすだれ状電極Piを設けて成る超音波デバイス
Tと、圧電薄板Bにすだれ状電極Qiを設けて成る超音
波デバイスRとから成る構造を採用することにより、超
音波デバイスTに接触する部分の基板の板面F1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
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Pi
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Aと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基板の板面F1に励振することがで
きる。その上、板面F1の面積を比較的大規模にもでき
ることから、幅広い応用が可能である。なお、圧電薄板
AおよびBは板面F1に設けられている。非圧電体で成
る基板が透光性を有する構造を採用することにより、表
示画面に現われる文字、記号、その他の情報を板面F1
上から見ることができる。超音波デバイスTにおける圧
電薄板Aの厚さをすだれ状電極Piの電極周期長以下に
し、超音波デバイスRにおける圧電薄板Bの厚さをすだ
れ状電極Qiの電極周期長以下にし、すだれ状電極Piお
よびQi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、圧電薄板と非圧電性基板との界面
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。圧
電薄板AおよびB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、非圧電体で成る基板に効
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。圧電薄板AおよびBとしてP
VDFその他の高分子圧電フィルムを採用することによ
り、非圧電体で成る基板に効率よく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。
すだれ状電極Piを非圧電体で成る基板と圧電薄板Aと
の界面に設け、すだれ状電極Qiを非圧電体で成る基板
と圧電薄板Bとの界面に設けた構造を採用することによ
り、すだれ状電極Pi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し、その弾性表面波を効率よ
くすだれ状電極Qiにおいて電気信号に変換することが
できる。本発明の超音波電子手帳は専用の入力ペンのペ
ン先で板面F1に接触することにより処理の指示、手書
き文字の認識、仮名漢字変換などの文字入力、図形や絵
の描画、改行・挿入・削除などの操作を初心者にも簡単
に行うことができる。また、オプション外付けキーボー
ドを接続することも可能で、キーボード入力もできるよ
うになっている。通信機能にも対応でき、プリンタ、外
付けCRTなども接続できるようになっている。
【実施例】図1は本発明の超音波電子手帳の一実施例を
示す斜視図である。本実施例はタッチパネル部1、情報
処理部2(本体の内部に設けられているので図1では描
かれていない)、パワースイッチ3、ディスク挿入室
4、入力ペン格納室5およびカバー6から成る。入力ペ
ン格納室5には入力ペンが納められている。使用時には
カバー6は図に示すように持ち上げられている。パワー
スイッチ3をONにすると、タッチパネル部1に操作の
手順が順を追って表示されるので、その指示に従ってタ
ッチパネル部1の指定部分を入力ペンで接触することに
より、情報を入力したり、すでに保存されている情報を
タッチパネル部1に映し出すことができる。このように
して、タッチパネル部1に触れることにより処理の指
示、手書き文字の認識、仮名漢字変換などの文字入力、
図形や絵の描画、改行・挿入・削除などの操作をマニュ
アル無しに初心者にも簡単に行うことができる。入力ペ
ンによってタッチパネル部1に文字、記号、その他の情
報を書き込むと、その情報は情報処理部2に送られて処
理され、タッチパネル部1上に表示されることになる。
その情報を所定のディスクに保存する場合には、ディス
ク挿入室4にそのディスクを挿入することにより行な
う。本発明の超音波電子手帳は小型軽量、薄型であるこ
とから携帯に便利なことは言うまでもなく、辞書機能を
内蔵していることから特に海外旅行時の筆談などに有用
である。時間と情報との相対的な管理システムが組み込
まれていることにより、スケジュール管理も容易にでき
る。住所録や電話番号の登録や管理も容易にできる。ま
た、オプション外付けキーボードを接続することも可能
で、キーボード入力もできる。通信機能にも対応でき、
プリンタ、外付けCRTなども接続できる。図2はタッ
チパネル部1の第1の実施例を示す平面図である。本実
施例は圧電基板7、表示画面8(図2では描かれていな
い)、すだれ状電極TX,TY,RXおよびRYから成
る。圧電基板7は長さ50mm、幅50mm、厚さ5m
mの圧電セラミックで成る。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。前記
各すだれ状電極はアルミニウム薄膜で成り、双曲線形を
成していて、圧電基板7の一方の板面に設けられてい
る。表示画面8は圧電基板7のもう一方の板面に設けら
れている。すだれ状電極TXおよびTYは入力用とし
て、すだれ状電極RXおよびRYは出力用として用いら
れている。すだれ状電極TXとRXとの間の電極間距
離、およびすだれ状電極TYとRYとの間の電極間距離
はともに36.4mmである。なお、図2のタッチパネ
ル部1が図1の超音波電子手帳に装着される場合、タッ
チパネル部1は各すだれ状電極が設けられた方の板面を
外部に向ける形で装着され、しかも該板面のうち各すだ
れ状電極によって囲まれた領域のみを外部に露出させる
形で装着されている。図3は図2のタッチパネル部1に
おけるすだれ状電極TXを示す平面図である。すだれ状
電極TY,RXおよびRYはすだれ状電極TXと同様な
形状を成し、同様な特性を有している。すだれ状電極T
X,TY,RXおよびRYは電極周期長が260μm〜
390μmで26.5対の電極指を有し電極交叉幅は2
3.4mmである。図4は図2のタッチパネル部1の断
面図であって、すだれ状電極TXおよびRXの関係を示
している。すだれ状電極TYおよびRYの関係もすだれ
状電極TXおよびRXの関係と同様である。図5は図2
のすだれ状電極TX,TY,RXおよびRY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6つの部分に分割されている
が、このような分割された形状のすだれ状電極を用いる
ことによっても、すだれ状電極TX,TY,RXおよび
RYを用いたときと同様な効果が見られた。また、図3
や図5に示されるような電極指が双曲線形のものだけで
なく、電極周期長が連続的に変化するものであれば電極
指が直線形のものであっても同様な機能を果たす。図2
のタッチパネル部1の駆動時、すだれ状電極TXおよび
TYには時間とともに周波数が変化する線形チャープ信
号が印加され、すだれ状電極TXおよびTYの電極周期
長(260μm〜390μm)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基板
7を連続的に伝搬する。圧電基板7を伝搬している弾性
表面波のうちすだれ状電極RXおよびRY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RXおよびRYから出力され
る。すなわち、すだれ状電極TXおよびTYの各電極周
期長を示す部分からその電極周期長にほぼ対応する周波
数を有する電気信号が弾性表面波に変換されて圧電基板
7を伝搬し、すだれ状電極RXおよびRYの各電極周期
長にほぼ等しい波長の弾性表面波が遅延電気信号に変換
されて、すだれ状電極RXおよびRYの各電極周期長を
示す部分から出力される。このとき、すだれ状電極TX
とRXとの間の弾性表面波の伝搬路とすだれ状電極TY
とRYとの間の弾性表面波の伝搬路とは互いに直交す
る。すだれ状電極RXにおいてはそれぞれの電極周期長
に応じた周波数成分を有する遅延電気信号が受信され、
また、すだれ状電極RYにおいてもそれぞれの電極周期
長に応じた周波数成分を有する遅延電気信号が受信され
る。圧電基板7上の弾性表面波の伝搬路を入力ペンのペ
ン先で接触すると、接触位置に対応する弾性表面波が消
滅または減衰するので、その接触位置に対応する周波数
成分を有する遅延電気信号が消滅または減衰する。但
し、入力ペンのペン先は圧電基板7よりも軟らかく超音
波を吸収しやすい物質で成る。接触位置はこのようにし
て消滅または減衰した遅延電気信号の周波数から検出で
きるようになっている。すなわちすだれ状電極RXおよ
びRYに現われる遅延電気信号のうち消滅または減衰し
た周波数を読みとることにより、接触位置を明確にでき
る。図2のタッチパネル部1を備えた図1の超音波電子
手帳の駆動時、コンピュータからの指令により表示画面
8には接触位置に対応した情報が現われるようになって
いる。なお、表示画面8の情報は圧電基板7を介して見
られるようになっている。このようにして、圧電基板7
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8には接触位置に対応した情報が現わ
れる。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8に表示させておくシステムが組み込まれ
ている。このようにして、たとえば文字などを圧電基板
7に描いた場合、その文字を表示画面8に映し出すこと
ができる。図6はすだれ状電極TX,RX間またはT
Y,RY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。但し上から順に、接触しない場合の特
性、圧電基板7よりも軟らかく超音波を吸収しやすい物
質で低周波数側を接触した場合の特性、前記物質で中心
周波数付近を接触した場合の特性、前記物質で高周波数
側を接触した場合の特性を示す。挿入損失における接触
した場合と接触しない場合との間の差は図1の超音波電
子手帳の信号処理を行なう上で十分な変化である。この
ようにして、圧電基板7上の接触位置に対応して振幅が
極小となるディップの周波数を読みとることにより、接
触位置が検出できる。図7は接触位置と周波数との関係
を示す特性図である。但し圧電基板7を接触する際、ペ
ン先が直径2mmのゴム製で成る接触ペンを使用した。
また、この接触ペンは接触圧を一定に保つためにバネを
介して固定物に固定されている。一方、圧電基板7は移
動可能なステージ上に固定されている。このステージは
ステッピングモータにより最小2μm移動する。圧電基
板7上の接触位置に対応するディップの周波数を読みと
る場合、接触ペンを圧電基板7上に接触させステージを
移動させながらそのときのディップの周波数をネットワ
ークアナライザにより測定した。図7は接触ペンを弾性
表面波の伝搬方向に対し垂直に移動させたときの結果、
すなわち圧電基板7上のすだれ状電極TX,RX間また
はTY,RY間における弾性表面波の伝搬方向に対し垂
直な直線を描いた結果を示す。接触位置と周波数とが良
好な直線関係にあることがわかる。接触位置の誤差はペ
ン先の直径の2mm以内であり、良好な直線性を維持し
ている。分解能の限界は波長のオーダで決まり、ペン先
を波長以下で移動させた場合には周波数は一定の値を示
す。図1の超音波電子手帳の最小分解能は0.54mm
である。このようにして、接触位置と周波数とは良好な
直線関係にありその分解能も高いことが確認された。図
8は接触ペンを用いて圧電基板7に数字の9を入力した
場合の接触位置を示す特性図である。但し、接触位置は
すだれ状電極RXまたはRYに対応するディップの周波
数および図7の特性をもとに検出されたものである。こ
の結果は本発明の超音波電子手帳が文字入力に十分対応
可能であることを示す。図9はタッチパネル部1の第2
の実施例を示す平面図である。本実施例は圧電基板9、
表示画面10(図9では描かれていない)、すだれ状電
極TX1,TX2,TX3,TY1,TY2,TY3,
RX1,RX2,RX3,RY1,RY2およびRY3
から成る。圧電基板9は長さ104mm、幅104m
m、厚さ5mmの圧電セラミックで成る。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。前記各すだれ状電極は図2のすだれ状電極T
X,TY,RXおよびRYと同様な材質から成り、同様
な形状を成し、同様な機能を果たし、圧電基板9の一方
の板面に設けられている。表示画面10は圧電基板9の
もう一方の板面に設けられている。すだれ状電極TX
1,TX2,TX3,TY1,TY2およびTY3は入
力用として、すだれ状電極RX1,RX2,RX3,R
Y1,RY2およびRY3は出力用として用いられてい
る。各入力用および出力用すだれ状電極の配置関係(す
なわちすだれ状電極TX1とRX1との間、TX2とR
X2との間、TX3とRX3との間、TY1とRY1と
の間、TY2とRY2との間およびTY3とRY3との
間)は図2のすだれ状電極TXとRXとの間またはTY
とRYとの間に見られる配置関係と同様である。各入力
用および出力用すだれ状電極間の電極間距離(すだれ状
電極TX1とRX1との間、TX2とRX2との間、T
X3とRX3との間、TY1とRY1との間、TY2と
RY2との間およびTY3とRY3との間)はともに9
0mmである。すだれ状電極TX1とRX1との間、T
X2とRX2との間およびTX3とRX3との間の弾性
表面波の伝搬路(X方向の伝搬路)は互いに平行であ
る。すだれ状電極TY1とRY1との間、TY2とRY
2との間およびTY3とRY3との間の弾性表面波の伝
搬路(Y方向の伝搬路)は互いに平行である。X方向の
伝搬路とY方向の伝搬路とは互いに直交している。な
お、図9のタッチパネル部1が図1の超音波電子手帳に
装着される場合、タッチパネル部1は各すだれ状電極が
設けられた方の板面を外部に向ける形で装着され、しか
も該板面のうち各すだれ状電極によって囲まれた領域の
みを外部に露出させる形で装着されている。図10は図
9のタッチパネル部1を駆動する場合の構成図である。
図9のタッチパネル部1の駆動時、掃引発振器によって
発生させた線形チャープ信号はスイッチを介することに
より各入力用すだれ状電極TX1,TX2,TX3,T
Y1,TY2およびTY3に印加される。この際、すだ
れ状電極TX1とTY1(以後T1グループと呼ぶ)、
TX2とTY2(以後T2グループと呼ぶ)、TX3と
TY3(以後T3グループと呼ぶ)はそれぞれ接続され
ていることから、線形チャープ信号はT1、T2および
T3グループのすだれ状電極に順次に印加される。T1
グループのすだれ状電極に線形チャープ信号が印加され
ると、T1グループのすだれ状電極の電極周期長にほぼ
対応して変化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基板9を連続的に伝搬する。圧電
基板9を伝搬している弾性表面波のうちすだれ状電極R
X1およびRY1(以後R1グループと呼ぶ)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R1グループのすだれ状電極から出力
される。すなわち、T1グループのすだれ状電極の各電
極周期長を示す部分からその電極周期長にほぼ対応する
周波数を有する電気信号が弾性表面波に変換されて圧電
基板9を伝搬し、R1グループのすだれ状電極の各電極
周期長にほぼ等しい波長の弾性表面波が遅延電気信号に
変換されて、R1グループすだれ状電極の各電極周期長
を示す部分から出力される。T2グループのすだれ状電
極に線形チャープ信号が印加されると、T2グループの
すだれ状電極の電極周期長にほぼ対応して変化する周波
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
基板9を連続的に伝搬する。圧電基板9を伝搬している
弾性表面波のうちすだれ状電極RX2およびRY2(以
後R2グループと呼ぶ)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R2
グループのすだれ状電極から出力される。T3グループ
のすだれ状電極に線形チャープ信号が印加されると、T
3グループのすだれ状電極の電極周期長にほぼ対応して
変化する周波数を有する電気信号のみが弾性表面波に変
換されて圧電基板9を連続的に伝搬する。圧電基板9を
伝搬している弾性表面波のうちすだれ状電極RX3およ
びRY3(以後R3グループと呼ぶ)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R3グループのすだれ状電極から出力される。
このようにして、T1,T2およびT3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,R2およびR3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RX
1,RX2およびRX3(以後RXグループと呼ぶ)を
接続することにより、回路構成が簡略化されるだけでな
くRXグループのすだれ状電極の遅延電気信号が重複さ
れた形で受信される。すだれ状電極RY1,RY2およ
びRY3(以後RYグループと呼ぶ)を接続することに
より回路構成が簡略化されるだけでなく、RYグループ
のすだれ状電極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基板9を伝搬する弾性表面
波の伝搬路を圧電基板9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、R1グループのすだれ状電極
に限って接触位置に対応する弾性表面波が消滅または減
衰するので、その接触位置に対応する周波数成分を有す
る遅延電気信号が消滅または減衰する。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基
板9を伝搬する弾性表面波の伝搬路を前記物質で接触す
ると、R2グループのすだれ状電極に限って接触位置に
対応する弾性表面波が消滅または減衰するので、その接
触位置に対応する周波数成分を有する遅延電気信号が消
滅または減衰する。T3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基板9を伝搬する弾性
表面波の伝搬路を前記物質で接触すると、R3グループ
のすだれ状電極に限って接触位置に対応する弾性表面波
が消滅または減衰するので、その接触位置に対応する周
波数成分を有する遅延電気信号が消滅または減衰する。
接触位置はこのようにして消滅または減衰した遅延電気
信号の周波数から検出できるようになっている。すなわ
ちRXグループおよびRYグループのすだれ状電極に現
われる遅延電気信号のうち消滅または減衰した遅延電気
信号の周波数を読みとることと、そのときに電気信号が
入力されていたすだれ状電極(T1,T2またはT3グ
ループのすだれ状電極のいずれか)を確認することによ
り、接触位置を明確にできる。図9のタッチパネル部1
を備えた図1の超音波電子手帳の駆動時、コンピュータ
からの指令により表示画面10には接触位置に対応した
情報が現われるようになっている。なお、表示画面10
の情報は圧電基板9を介して見られるようになってい
る。このようにして、圧電基板9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10
には接触位置に対応した情報が現われる。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10に表
示させておくシステムが組み込まれている。このように
して、たとえば文字などを圧電基板9に描いた場合、そ
の文字を表示画面10に映し出すことができる。図11
はタッチパネル部1の第3の実施例を示す断面図であ
る。本実施例は図2の第1の実施例における圧電基板7
を圧電薄板11および非圧電板12から成る2層構造基
板に置き換えたものである。図11ではすだれ状電極T
XおよびRXの関係が示されている。すだれ状電極TY
およびRYの関係もすだれ状電極TXおよびRXの関係
と同様である。圧電薄板11は厚さ230μmのTDK
製101A材(製品名)で成る。非圧電板12は厚さ
1.9mmのパイレックスガラスで成る。圧電薄板11
は厚さ約20μmのエポキシ系樹脂によって非圧電板1
2上に固着されている。図11のタッチパネル部1にお
いても、図2のタッチパネル部1を駆動する場合と同様
な駆動方法が採用される。すだれ状電極TXおよびTY
に線形チャープ信号を印加することにより圧電薄板11
に弾性表面波が励振される。圧電薄板11を伝搬してい
る弾性表面波は再び遅延電気信号に置換されてすだれ状
電極RXおよびRYから出力される。図11のタッチパ
ネル部1を使用することにより、圧電薄板11上の弾性
表面波の伝搬路を接触ペンで接触した場合の接触位置、
またはレーザー光を当てた場合のスポットの位置を明確
に指定することができる。図11のタッチパネル部1を
備えた図1の超音波電子手帳の駆動時、コンピュータか
らの指令により表示画面8には接触位置に対応した情報
が現われるようになっている。なお、表示画面8の情報
は圧電薄板11と非圧電板12との2層構造基板を介し
て見られるようになっている。このようにして、圧電薄
板11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8には接触位置に対応した情
報が現われる。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8に表示させておくシステムが組み
込まれている。このようにして、たとえば文字などを圧
電薄板11に描いた場合、その文字を表示画面8に映し
出すことができる。図12は非圧電板12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と圧電薄板11の厚さdとの積(kd)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、圧電薄
板11は、圧電薄板11の非圧電板12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、圧電薄板11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薄板11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”short”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値が零のとき非圧電板3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
れて圧電薄板11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非圧電板12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。図13は
非圧電板12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、kd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、圧電薄板11は、
圧電薄板11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、圧電薄板11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kd値が零
のとき非圧電板12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薄板11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非圧電
板12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。図14は圧電薄板11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、圧電薄板11は、圧電薄板11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
(IDT)を設けたものを用いている。kd値がほぼ
2.7付近以上のとき零次モードのk2 は高次モードに
比べて大きな値を示す。図15は圧電薄板11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、圧電薄板11は、圧電薄板11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。零次モードのk2 は高
次モードに比べて大きな値を有している。図12〜15
より、圧電薄板11を伝搬する零次モードの弾性表面波
の速度はkd値が大きくなるにつれて圧電薄板11単体
を伝搬する弾性表面波の速度に収束し、kd値がほぼ2
付近のときk2 が最大値を示すことがわかる。図14お
よび図15より、圧電薄板11の空気側板面にすだれ状
電極を設けガラス側板面を電気的に短絡または開放状態
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。kd値が2を越える領域での零次モード表
面波の位相速度は速度分散がきわめて小さく、波長に比
べて十分な厚さを有する圧電薄板11単体でのレイリー
表面波速度とほとんど一致することになる。このことは
厚い圧電板を使用することなく薄い圧電板とガラス等の
非圧電体との層状構成によって所望の特性を実現できる
ことを示している。タッチパネル部1の第4の実施例と
して、図9に示す圧電基板9を圧電薄板13と非圧電板
14との2層構造基板に置き換えたタッチパネル部1を
提供することができる。但し、圧電薄板13は厚さ23
0μmのTDK製101A材(製品名)で成り、非圧電
板14は厚さ1.9mmのパイレックスガラスで成る。
圧電薄板13は厚さ約20μmのエポキシ系樹脂によっ
て非圧電板14上に固着されている。このようなタッチ
パネル部1を駆動する場合の構成図は図10に示される
構成図と同様であって、タッチパネル部1の駆動時、圧
電薄板13上の弾性表面波の伝搬路を接触ペンで接触し
た場合の接触位置、またはレーザー光を当てた場合のス
ポットの位置を明確に指定することができる。図16は
タッチパネル部1の第5の実施例を示す平面図である。
本実施例は圧電薄板15、非圧電板16、表示画面17
(図16では描かれていない)、すだれ状電極TX,T
Y,RXおよびRYから成る。非圧電板16は長さ50
mm、幅50mm、厚さ1.9mmのパイレックスガラ
スで成る。圧電薄板15は厚さ230μmのTDK製1
01A材(製品名)で成り、弾性表面波の伝搬領域を囲
むような形で非圧電板16上に厚さ約20μmのエポキ
シ系樹脂によって固着されている。なお、図15のタッ
チパネル部1が図1の超音波電子手帳に装着される場
合、タッチパネル部1は各すだれ状電極が設けられた方
の板面を外部に向ける形で装着され、しかも該板面のう
ち各すだれ状電極によって囲まれた領域のみを外部に露
出させる形で装着されている。図17は図16のタッチ
パネル部1の断面図である。図17ではすだれ状電極T
XおよびRXの関係が示されている。すだれ状電極TY
およびRYの関係もすだれ状電極TXおよびRXの関係
と同様である。各すだれ状電極は圧電薄板15において
非圧電板16に接する方の板面に設けられている。図1
6のタッチパネル部1においても、図2のタッチパネル
部1を駆動する場合と同様な駆動方法が採用される。す
だれ状電極TXおよびTYに線形チャープ信号を印加す
ることにより圧電薄板15に励振された弾性表面波は非
圧電板16に伝搬される。非圧電板16を伝搬している
弾性表面波は再び遅延電気信号に置換されてすだれ状電
極RXおよびRYから出力される。図16のタッチパネ
ル部1を使用することにより、非圧電板16上の弾性表
面波の伝搬路を接触ペンで接触した場合の接触位置、ま
たはレーザー光を当てた場合のスポットの位置を明確に
指定することができる。図16のタッチパネル部1を備
えた図1の超音波電子手帳の駆動時、コンピュータから
の指令により表示画面17には接触位置に対応した情報
が現われるようになっている。なお、表示画面17の情
報は非圧電板16を介して見られるようになっている。
このようにして、非圧電板16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17に
は接触位置に対応した情報が現われる。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17に表示
させておくシステムが組み込まれている。このようにし
て、たとえば文字などを非圧電板16に描いた場合、そ
の文字を表示画面17に映し出すことができる。非圧電
板16を伝搬する弾性表面波の速度分散曲線は図12お
よび図13に示す非圧電板12を伝搬する弾性表面波の
速度分散曲線と同様である。非圧電板16を伝搬する弾
性表面波の各モードのうち零次モードはkd値が零のと
き非圧電板16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薄板15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非圧電板1
6の横波速度に収束している。図18は圧電薄板15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、圧電薄板15は、圧電薄板15
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ものを用いている。高次モードのk
2 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。図19は圧電薄板15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、圧電薄板15は、圧電薄板15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。図12,13,18およ
び19より、図16のタッチパネル部1の非圧電板16
を伝搬する1次以上のモードの弾性表面波の速度が非圧
電板16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。図18および図19
より、圧電薄板15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。タッチパ
ネル部1の非圧電板16に弾性表面波を励振する場合、
圧電薄板15と非圧電板16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、タッチパネ
ル部1における表面波速度と非圧電板16単体の表面波
速度とが等しくなるようにタッチパネル部1を設計する
こと、表面波の波長λに対する圧電薄板15の厚さdの
割合(d/λ)が小さくなるようにタッチパネル部1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。タッチパネル部1の第6の実施例として、図9に
示す圧電基板9を非圧電板18に置き換えるとともに圧
電薄板17を図16の圧電薄板15と同様な配置に設け
たタッチパネル部1を提供することができる。但し、圧
電薄板17は厚さ230μmのTDK製101A材(製
品名)で成り、非圧電板18は厚さ1.9mmのパイレ
ックスガラスで成る。圧電薄板17は厚さ約20μmの
エポキシ系樹脂によって非圧電板18上に固着されてい
る。このようなタッチパネル部1を駆動する場合の構成
図は図10に示される構成図と同様であって、タッチパ
ネル部1の駆動時、非圧電板18上の弾性表面波の伝搬
路を接触ペンで接触した場合の接触位置、またはレーザ
ー光を当てた場合のスポットの位置を明確に指定するこ
とができる。
示す斜視図である。本実施例はタッチパネル部1、情報
処理部2(本体の内部に設けられているので図1では描
かれていない)、パワースイッチ3、ディスク挿入室
4、入力ペン格納室5およびカバー6から成る。入力ペ
ン格納室5には入力ペンが納められている。使用時には
カバー6は図に示すように持ち上げられている。パワー
スイッチ3をONにすると、タッチパネル部1に操作の
手順が順を追って表示されるので、その指示に従ってタ
ッチパネル部1の指定部分を入力ペンで接触することに
より、情報を入力したり、すでに保存されている情報を
タッチパネル部1に映し出すことができる。このように
して、タッチパネル部1に触れることにより処理の指
示、手書き文字の認識、仮名漢字変換などの文字入力、
図形や絵の描画、改行・挿入・削除などの操作をマニュ
アル無しに初心者にも簡単に行うことができる。入力ペ
ンによってタッチパネル部1に文字、記号、その他の情
報を書き込むと、その情報は情報処理部2に送られて処
理され、タッチパネル部1上に表示されることになる。
その情報を所定のディスクに保存する場合には、ディス
ク挿入室4にそのディスクを挿入することにより行な
う。本発明の超音波電子手帳は小型軽量、薄型であるこ
とから携帯に便利なことは言うまでもなく、辞書機能を
内蔵していることから特に海外旅行時の筆談などに有用
である。時間と情報との相対的な管理システムが組み込
まれていることにより、スケジュール管理も容易にでき
る。住所録や電話番号の登録や管理も容易にできる。ま
た、オプション外付けキーボードを接続することも可能
で、キーボード入力もできる。通信機能にも対応でき、
プリンタ、外付けCRTなども接続できる。図2はタッ
チパネル部1の第1の実施例を示す平面図である。本実
施例は圧電基板7、表示画面8(図2では描かれていな
い)、すだれ状電極TX,TY,RXおよびRYから成
る。圧電基板7は長さ50mm、幅50mm、厚さ5m
mの圧電セラミックで成る。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。前記
各すだれ状電極はアルミニウム薄膜で成り、双曲線形を
成していて、圧電基板7の一方の板面に設けられてい
る。表示画面8は圧電基板7のもう一方の板面に設けら
れている。すだれ状電極TXおよびTYは入力用とし
て、すだれ状電極RXおよびRYは出力用として用いら
れている。すだれ状電極TXとRXとの間の電極間距
離、およびすだれ状電極TYとRYとの間の電極間距離
はともに36.4mmである。なお、図2のタッチパネ
ル部1が図1の超音波電子手帳に装着される場合、タッ
チパネル部1は各すだれ状電極が設けられた方の板面を
外部に向ける形で装着され、しかも該板面のうち各すだ
れ状電極によって囲まれた領域のみを外部に露出させる
形で装着されている。図3は図2のタッチパネル部1に
おけるすだれ状電極TXを示す平面図である。すだれ状
電極TY,RXおよびRYはすだれ状電極TXと同様な
形状を成し、同様な特性を有している。すだれ状電極T
X,TY,RXおよびRYは電極周期長が260μm〜
390μmで26.5対の電極指を有し電極交叉幅は2
3.4mmである。図4は図2のタッチパネル部1の断
面図であって、すだれ状電極TXおよびRXの関係を示
している。すだれ状電極TYおよびRYの関係もすだれ
状電極TXおよびRXの関係と同様である。図5は図2
のすだれ状電極TX,TY,RXおよびRY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6つの部分に分割されている
が、このような分割された形状のすだれ状電極を用いる
ことによっても、すだれ状電極TX,TY,RXおよび
RYを用いたときと同様な効果が見られた。また、図3
や図5に示されるような電極指が双曲線形のものだけで
なく、電極周期長が連続的に変化するものであれば電極
指が直線形のものであっても同様な機能を果たす。図2
のタッチパネル部1の駆動時、すだれ状電極TXおよび
TYには時間とともに周波数が変化する線形チャープ信
号が印加され、すだれ状電極TXおよびTYの電極周期
長(260μm〜390μm)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基板
7を連続的に伝搬する。圧電基板7を伝搬している弾性
表面波のうちすだれ状電極RXおよびRY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RXおよびRYから出力され
る。すなわち、すだれ状電極TXおよびTYの各電極周
期長を示す部分からその電極周期長にほぼ対応する周波
数を有する電気信号が弾性表面波に変換されて圧電基板
7を伝搬し、すだれ状電極RXおよびRYの各電極周期
長にほぼ等しい波長の弾性表面波が遅延電気信号に変換
されて、すだれ状電極RXおよびRYの各電極周期長を
示す部分から出力される。このとき、すだれ状電極TX
とRXとの間の弾性表面波の伝搬路とすだれ状電極TY
とRYとの間の弾性表面波の伝搬路とは互いに直交す
る。すだれ状電極RXにおいてはそれぞれの電極周期長
に応じた周波数成分を有する遅延電気信号が受信され、
また、すだれ状電極RYにおいてもそれぞれの電極周期
長に応じた周波数成分を有する遅延電気信号が受信され
る。圧電基板7上の弾性表面波の伝搬路を入力ペンのペ
ン先で接触すると、接触位置に対応する弾性表面波が消
滅または減衰するので、その接触位置に対応する周波数
成分を有する遅延電気信号が消滅または減衰する。但
し、入力ペンのペン先は圧電基板7よりも軟らかく超音
波を吸収しやすい物質で成る。接触位置はこのようにし
て消滅または減衰した遅延電気信号の周波数から検出で
きるようになっている。すなわちすだれ状電極RXおよ
びRYに現われる遅延電気信号のうち消滅または減衰し
た周波数を読みとることにより、接触位置を明確にでき
る。図2のタッチパネル部1を備えた図1の超音波電子
手帳の駆動時、コンピュータからの指令により表示画面
8には接触位置に対応した情報が現われるようになって
いる。なお、表示画面8の情報は圧電基板7を介して見
られるようになっている。このようにして、圧電基板7
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8には接触位置に対応した情報が現わ
れる。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8に表示させておくシステムが組み込まれ
ている。このようにして、たとえば文字などを圧電基板
7に描いた場合、その文字を表示画面8に映し出すこと
ができる。図6はすだれ状電極TX,RX間またはT
Y,RY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。但し上から順に、接触しない場合の特
性、圧電基板7よりも軟らかく超音波を吸収しやすい物
質で低周波数側を接触した場合の特性、前記物質で中心
周波数付近を接触した場合の特性、前記物質で高周波数
側を接触した場合の特性を示す。挿入損失における接触
した場合と接触しない場合との間の差は図1の超音波電
子手帳の信号処理を行なう上で十分な変化である。この
ようにして、圧電基板7上の接触位置に対応して振幅が
極小となるディップの周波数を読みとることにより、接
触位置が検出できる。図7は接触位置と周波数との関係
を示す特性図である。但し圧電基板7を接触する際、ペ
ン先が直径2mmのゴム製で成る接触ペンを使用した。
また、この接触ペンは接触圧を一定に保つためにバネを
介して固定物に固定されている。一方、圧電基板7は移
動可能なステージ上に固定されている。このステージは
ステッピングモータにより最小2μm移動する。圧電基
板7上の接触位置に対応するディップの周波数を読みと
る場合、接触ペンを圧電基板7上に接触させステージを
移動させながらそのときのディップの周波数をネットワ
ークアナライザにより測定した。図7は接触ペンを弾性
表面波の伝搬方向に対し垂直に移動させたときの結果、
すなわち圧電基板7上のすだれ状電極TX,RX間また
はTY,RY間における弾性表面波の伝搬方向に対し垂
直な直線を描いた結果を示す。接触位置と周波数とが良
好な直線関係にあることがわかる。接触位置の誤差はペ
ン先の直径の2mm以内であり、良好な直線性を維持し
ている。分解能の限界は波長のオーダで決まり、ペン先
を波長以下で移動させた場合には周波数は一定の値を示
す。図1の超音波電子手帳の最小分解能は0.54mm
である。このようにして、接触位置と周波数とは良好な
直線関係にありその分解能も高いことが確認された。図
8は接触ペンを用いて圧電基板7に数字の9を入力した
場合の接触位置を示す特性図である。但し、接触位置は
すだれ状電極RXまたはRYに対応するディップの周波
数および図7の特性をもとに検出されたものである。こ
の結果は本発明の超音波電子手帳が文字入力に十分対応
可能であることを示す。図9はタッチパネル部1の第2
の実施例を示す平面図である。本実施例は圧電基板9、
表示画面10(図9では描かれていない)、すだれ状電
極TX1,TX2,TX3,TY1,TY2,TY3,
RX1,RX2,RX3,RY1,RY2およびRY3
から成る。圧電基板9は長さ104mm、幅104m
m、厚さ5mmの圧電セラミックで成る。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。前記各すだれ状電極は図2のすだれ状電極T
X,TY,RXおよびRYと同様な材質から成り、同様
な形状を成し、同様な機能を果たし、圧電基板9の一方
の板面に設けられている。表示画面10は圧電基板9の
もう一方の板面に設けられている。すだれ状電極TX
1,TX2,TX3,TY1,TY2およびTY3は入
力用として、すだれ状電極RX1,RX2,RX3,R
Y1,RY2およびRY3は出力用として用いられてい
る。各入力用および出力用すだれ状電極の配置関係(す
なわちすだれ状電極TX1とRX1との間、TX2とR
X2との間、TX3とRX3との間、TY1とRY1と
の間、TY2とRY2との間およびTY3とRY3との
間)は図2のすだれ状電極TXとRXとの間またはTY
とRYとの間に見られる配置関係と同様である。各入力
用および出力用すだれ状電極間の電極間距離(すだれ状
電極TX1とRX1との間、TX2とRX2との間、T
X3とRX3との間、TY1とRY1との間、TY2と
RY2との間およびTY3とRY3との間)はともに9
0mmである。すだれ状電極TX1とRX1との間、T
X2とRX2との間およびTX3とRX3との間の弾性
表面波の伝搬路(X方向の伝搬路)は互いに平行であ
る。すだれ状電極TY1とRY1との間、TY2とRY
2との間およびTY3とRY3との間の弾性表面波の伝
搬路(Y方向の伝搬路)は互いに平行である。X方向の
伝搬路とY方向の伝搬路とは互いに直交している。な
お、図9のタッチパネル部1が図1の超音波電子手帳に
装着される場合、タッチパネル部1は各すだれ状電極が
設けられた方の板面を外部に向ける形で装着され、しか
も該板面のうち各すだれ状電極によって囲まれた領域の
みを外部に露出させる形で装着されている。図10は図
9のタッチパネル部1を駆動する場合の構成図である。
図9のタッチパネル部1の駆動時、掃引発振器によって
発生させた線形チャープ信号はスイッチを介することに
より各入力用すだれ状電極TX1,TX2,TX3,T
Y1,TY2およびTY3に印加される。この際、すだ
れ状電極TX1とTY1(以後T1グループと呼ぶ)、
TX2とTY2(以後T2グループと呼ぶ)、TX3と
TY3(以後T3グループと呼ぶ)はそれぞれ接続され
ていることから、線形チャープ信号はT1、T2および
T3グループのすだれ状電極に順次に印加される。T1
グループのすだれ状電極に線形チャープ信号が印加され
ると、T1グループのすだれ状電極の電極周期長にほぼ
対応して変化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基板9を連続的に伝搬する。圧電
基板9を伝搬している弾性表面波のうちすだれ状電極R
X1およびRY1(以後R1グループと呼ぶ)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R1グループのすだれ状電極から出力
される。すなわち、T1グループのすだれ状電極の各電
極周期長を示す部分からその電極周期長にほぼ対応する
周波数を有する電気信号が弾性表面波に変換されて圧電
基板9を伝搬し、R1グループのすだれ状電極の各電極
周期長にほぼ等しい波長の弾性表面波が遅延電気信号に
変換されて、R1グループすだれ状電極の各電極周期長
を示す部分から出力される。T2グループのすだれ状電
極に線形チャープ信号が印加されると、T2グループの
すだれ状電極の電極周期長にほぼ対応して変化する周波
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
基板9を連続的に伝搬する。圧電基板9を伝搬している
弾性表面波のうちすだれ状電極RX2およびRY2(以
後R2グループと呼ぶ)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R2
グループのすだれ状電極から出力される。T3グループ
のすだれ状電極に線形チャープ信号が印加されると、T
3グループのすだれ状電極の電極周期長にほぼ対応して
変化する周波数を有する電気信号のみが弾性表面波に変
換されて圧電基板9を連続的に伝搬する。圧電基板9を
伝搬している弾性表面波のうちすだれ状電極RX3およ
びRY3(以後R3グループと呼ぶ)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R3グループのすだれ状電極から出力される。
このようにして、T1,T2およびT3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,R2およびR3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RX
1,RX2およびRX3(以後RXグループと呼ぶ)を
接続することにより、回路構成が簡略化されるだけでな
くRXグループのすだれ状電極の遅延電気信号が重複さ
れた形で受信される。すだれ状電極RY1,RY2およ
びRY3(以後RYグループと呼ぶ)を接続することに
より回路構成が簡略化されるだけでなく、RYグループ
のすだれ状電極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基板9を伝搬する弾性表面
波の伝搬路を圧電基板9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、R1グループのすだれ状電極
に限って接触位置に対応する弾性表面波が消滅または減
衰するので、その接触位置に対応する周波数成分を有す
る遅延電気信号が消滅または減衰する。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基
板9を伝搬する弾性表面波の伝搬路を前記物質で接触す
ると、R2グループのすだれ状電極に限って接触位置に
対応する弾性表面波が消滅または減衰するので、その接
触位置に対応する周波数成分を有する遅延電気信号が消
滅または減衰する。T3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基板9を伝搬する弾性
表面波の伝搬路を前記物質で接触すると、R3グループ
のすだれ状電極に限って接触位置に対応する弾性表面波
が消滅または減衰するので、その接触位置に対応する周
波数成分を有する遅延電気信号が消滅または減衰する。
接触位置はこのようにして消滅または減衰した遅延電気
信号の周波数から検出できるようになっている。すなわ
ちRXグループおよびRYグループのすだれ状電極に現
われる遅延電気信号のうち消滅または減衰した遅延電気
信号の周波数を読みとることと、そのときに電気信号が
入力されていたすだれ状電極(T1,T2またはT3グ
ループのすだれ状電極のいずれか)を確認することによ
り、接触位置を明確にできる。図9のタッチパネル部1
を備えた図1の超音波電子手帳の駆動時、コンピュータ
からの指令により表示画面10には接触位置に対応した
情報が現われるようになっている。なお、表示画面10
の情報は圧電基板9を介して見られるようになってい
る。このようにして、圧電基板9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10
には接触位置に対応した情報が現われる。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10に表
示させておくシステムが組み込まれている。このように
して、たとえば文字などを圧電基板9に描いた場合、そ
の文字を表示画面10に映し出すことができる。図11
はタッチパネル部1の第3の実施例を示す断面図であ
る。本実施例は図2の第1の実施例における圧電基板7
を圧電薄板11および非圧電板12から成る2層構造基
板に置き換えたものである。図11ではすだれ状電極T
XおよびRXの関係が示されている。すだれ状電極TY
およびRYの関係もすだれ状電極TXおよびRXの関係
と同様である。圧電薄板11は厚さ230μmのTDK
製101A材(製品名)で成る。非圧電板12は厚さ
1.9mmのパイレックスガラスで成る。圧電薄板11
は厚さ約20μmのエポキシ系樹脂によって非圧電板1
2上に固着されている。図11のタッチパネル部1にお
いても、図2のタッチパネル部1を駆動する場合と同様
な駆動方法が採用される。すだれ状電極TXおよびTY
に線形チャープ信号を印加することにより圧電薄板11
に弾性表面波が励振される。圧電薄板11を伝搬してい
る弾性表面波は再び遅延電気信号に置換されてすだれ状
電極RXおよびRYから出力される。図11のタッチパ
ネル部1を使用することにより、圧電薄板11上の弾性
表面波の伝搬路を接触ペンで接触した場合の接触位置、
またはレーザー光を当てた場合のスポットの位置を明確
に指定することができる。図11のタッチパネル部1を
備えた図1の超音波電子手帳の駆動時、コンピュータか
らの指令により表示画面8には接触位置に対応した情報
が現われるようになっている。なお、表示画面8の情報
は圧電薄板11と非圧電板12との2層構造基板を介し
て見られるようになっている。このようにして、圧電薄
板11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8には接触位置に対応した情
報が現われる。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8に表示させておくシステムが組み
込まれている。このようにして、たとえば文字などを圧
電薄板11に描いた場合、その文字を表示画面8に映し
出すことができる。図12は非圧電板12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と圧電薄板11の厚さdとの積(kd)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、圧電薄
板11は、圧電薄板11の非圧電板12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、圧電薄板11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薄板11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”short”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値が零のとき非圧電板3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
れて圧電薄板11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非圧電板12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。図13は
非圧電板12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、kd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、圧電薄板11は、
圧電薄板11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、圧電薄板11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kd値が零
のとき非圧電板12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薄板11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非圧電
板12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。図14は圧電薄板11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、圧電薄板11は、圧電薄板11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
(IDT)を設けたものを用いている。kd値がほぼ
2.7付近以上のとき零次モードのk2 は高次モードに
比べて大きな値を示す。図15は圧電薄板11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、圧電薄板11は、圧電薄板11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。零次モードのk2 は高
次モードに比べて大きな値を有している。図12〜15
より、圧電薄板11を伝搬する零次モードの弾性表面波
の速度はkd値が大きくなるにつれて圧電薄板11単体
を伝搬する弾性表面波の速度に収束し、kd値がほぼ2
付近のときk2 が最大値を示すことがわかる。図14お
よび図15より、圧電薄板11の空気側板面にすだれ状
電極を設けガラス側板面を電気的に短絡または開放状態
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。kd値が2を越える領域での零次モード表
面波の位相速度は速度分散がきわめて小さく、波長に比
べて十分な厚さを有する圧電薄板11単体でのレイリー
表面波速度とほとんど一致することになる。このことは
厚い圧電板を使用することなく薄い圧電板とガラス等の
非圧電体との層状構成によって所望の特性を実現できる
ことを示している。タッチパネル部1の第4の実施例と
して、図9に示す圧電基板9を圧電薄板13と非圧電板
14との2層構造基板に置き換えたタッチパネル部1を
提供することができる。但し、圧電薄板13は厚さ23
0μmのTDK製101A材(製品名)で成り、非圧電
板14は厚さ1.9mmのパイレックスガラスで成る。
圧電薄板13は厚さ約20μmのエポキシ系樹脂によっ
て非圧電板14上に固着されている。このようなタッチ
パネル部1を駆動する場合の構成図は図10に示される
構成図と同様であって、タッチパネル部1の駆動時、圧
電薄板13上の弾性表面波の伝搬路を接触ペンで接触し
た場合の接触位置、またはレーザー光を当てた場合のス
ポットの位置を明確に指定することができる。図16は
タッチパネル部1の第5の実施例を示す平面図である。
本実施例は圧電薄板15、非圧電板16、表示画面17
(図16では描かれていない)、すだれ状電極TX,T
Y,RXおよびRYから成る。非圧電板16は長さ50
mm、幅50mm、厚さ1.9mmのパイレックスガラ
スで成る。圧電薄板15は厚さ230μmのTDK製1
01A材(製品名)で成り、弾性表面波の伝搬領域を囲
むような形で非圧電板16上に厚さ約20μmのエポキ
シ系樹脂によって固着されている。なお、図15のタッ
チパネル部1が図1の超音波電子手帳に装着される場
合、タッチパネル部1は各すだれ状電極が設けられた方
の板面を外部に向ける形で装着され、しかも該板面のう
ち各すだれ状電極によって囲まれた領域のみを外部に露
出させる形で装着されている。図17は図16のタッチ
パネル部1の断面図である。図17ではすだれ状電極T
XおよびRXの関係が示されている。すだれ状電極TY
およびRYの関係もすだれ状電極TXおよびRXの関係
と同様である。各すだれ状電極は圧電薄板15において
非圧電板16に接する方の板面に設けられている。図1
6のタッチパネル部1においても、図2のタッチパネル
部1を駆動する場合と同様な駆動方法が採用される。す
だれ状電極TXおよびTYに線形チャープ信号を印加す
ることにより圧電薄板15に励振された弾性表面波は非
圧電板16に伝搬される。非圧電板16を伝搬している
弾性表面波は再び遅延電気信号に置換されてすだれ状電
極RXおよびRYから出力される。図16のタッチパネ
ル部1を使用することにより、非圧電板16上の弾性表
面波の伝搬路を接触ペンで接触した場合の接触位置、ま
たはレーザー光を当てた場合のスポットの位置を明確に
指定することができる。図16のタッチパネル部1を備
えた図1の超音波電子手帳の駆動時、コンピュータから
の指令により表示画面17には接触位置に対応した情報
が現われるようになっている。なお、表示画面17の情
報は非圧電板16を介して見られるようになっている。
このようにして、非圧電板16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17に
は接触位置に対応した情報が現われる。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17に表示
させておくシステムが組み込まれている。このようにし
て、たとえば文字などを非圧電板16に描いた場合、そ
の文字を表示画面17に映し出すことができる。非圧電
板16を伝搬する弾性表面波の速度分散曲線は図12お
よび図13に示す非圧電板12を伝搬する弾性表面波の
速度分散曲線と同様である。非圧電板16を伝搬する弾
性表面波の各モードのうち零次モードはkd値が零のと
き非圧電板16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薄板15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非圧電板1
6の横波速度に収束している。図18は圧電薄板15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、圧電薄板15は、圧電薄板15
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ものを用いている。高次モードのk
2 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。図19は圧電薄板15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、圧電薄板15は、圧電薄板15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。図12,13,18およ
び19より、図16のタッチパネル部1の非圧電板16
を伝搬する1次以上のモードの弾性表面波の速度が非圧
電板16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。図18および図19
より、圧電薄板15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。タッチパ
ネル部1の非圧電板16に弾性表面波を励振する場合、
圧電薄板15と非圧電板16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、タッチパネ
ル部1における表面波速度と非圧電板16単体の表面波
速度とが等しくなるようにタッチパネル部1を設計する
こと、表面波の波長λに対する圧電薄板15の厚さdの
割合(d/λ)が小さくなるようにタッチパネル部1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。タッチパネル部1の第6の実施例として、図9に
示す圧電基板9を非圧電板18に置き換えるとともに圧
電薄板17を図16の圧電薄板15と同様な配置に設け
たタッチパネル部1を提供することができる。但し、圧
電薄板17は厚さ230μmのTDK製101A材(製
品名)で成り、非圧電板18は厚さ1.9mmのパイレ
ックスガラスで成る。圧電薄板17は厚さ約20μmの
エポキシ系樹脂によって非圧電板18上に固着されてい
る。このようなタッチパネル部1を駆動する場合の構成
図は図10に示される構成図と同様であって、タッチパ
ネル部1の駆動時、非圧電板18上の弾性表面波の伝搬
路を接触ペンで接触した場合の接触位置、またはレーザ
ー光を当てた場合のスポットの位置を明確に指定するこ
とができる。
【発明の効果】本発明の超音波電子手帳によればによれ
ば、すだれ状電極Pi(i=1,2,……,N)の電極
周期長にほぼ対応して連続的に変化する周波数の電気信
号、たとえば時間とともに周波数が直線的に変化する線
形チャープ信号をすだれ状電極Piに入力する構造を採
用することにより、それぞれの電極周期長に応じた部分
のすだれ状電極Piからその電極周期長にほぼ等しい波
長を有する弾性表面波を基板の板面F1上に電極交叉幅
に応じて連続的に励振することができる。しかも、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
波を励振することができる。すだれ状電極Qi(i=
1,2,……,N)を出力用とし、すだれ状電極Piに
対して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F1に励振され
ているそれぞれの弾性表面波をすだれ状電極Qiから電
気信号として効率よく出力させることができる。この
際、それぞれの弾性表面波の波長にほぼ対応する周波数
の電気信号が弾性表面波の波長とほぼ等しい電極周期長
の部分のすだれ状電極Qiから連続的に出力される。す
だれ状電極Qiから連続的に出力される該電気信号は板
面F1上の位置を表わす位置信号としての機能を果た
す。弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,N)
の一部に入力ペンのペン先で接触すると、板面F1に励
振されている弾性表面波のうちその接触位置に対応する
弾性表面波が減衰または消滅する。従って、接触位置に
対応する部分のすだれ状電極Qiに出力される位置信号
も減衰または消滅する。このようにして、位置信号に基
づいて接触位置を情報の入力位置として特定することが
できる。つまり、入力ペンによる入力位置をすだれ状電
極Qiに出力される位置信号における周波数成分のうち
で減衰する成分から検出する構造を採用することによ
り、その位置を特定することができる。この際、すだれ
状電極Qiに出力される周波数の帯域が平坦であるほど
減衰周波数成分の検出感度が向上し信号処理が容易にな
り回路構成が簡単になる。周波数帯域が平坦な構造を成
すすだれ状電極としてたとえば双曲線形すだれ状電極が
挙げられる。このようにして、本発明の超音波電子手帳
は応答時間が短く感度が良い。板面F1に超音波送受波
手段を少なくとも2つ設け、1つの超音波送受波手段に
おける弾性表面波の伝搬路Diと、別の超音波送受波手
段における伝搬路Diとを互いに直交させる構造を採用
することにより、板面F1における入力ペンのペン先ま
たはレーザー光のスポットによる接触位置をさらに繊細
に特定できる。これは、各超音波送受波手段における各
すだれ状電極Qiから出力される位置信号の周波数成分
のうちで減衰した周波数成分に基づいて互いに直交する
伝搬路Diの交叉部を求め、該交叉部を入力位置として
特定することができるからである。また、基板の大きさ
に対応して超音波送受波手段の数を増減したり、すだれ
状電極PiおよびQiの大きさを調整したりする等の手段
をとることにより、基板の大きさに左右されることなく
接触位置のきめ細かな特定が可能となる。すだれ状電極
Qiのそれぞれの出力端を互いに電気的に接続点Mで接
続し、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の
で、入力位置が含まれる伝搬路Diを、接続点Mに現わ
れる位置信号のうちで大きさが変化する位置信号が検出
されるときに接続されているスイッチSiの位置から特
定することができる。たとえば、伝搬路Diのうち伝搬
路D1の一部を入力ペンのペン先で接触する場合、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Mに出力される位置信号が減衰または消滅する。
このようにして伝搬路Diのうち伝搬路D1に入力位置が
含まれていることが明確になる。さらに、すだれ状電極
Piに線形チャープ信号を入力する構造を採用するとと
もに、入力位置をすだれ状電極Qiに出力される位置信
号における周波数成分のうちで減衰する成分から検出す
る構造を採用していることから、伝搬路Diに含まれて
いる入力位置をさらに繊細に特定することが可能とな
る。本発明の超音波電子手帳では情報処理手段を備え、
情報処理手段として情報を記憶する手段と、特定された
入力位置に対応する情報を入力情報として検出する手段
と、入力情報検出手段により検出された情報を所定の時
間、表示画面に表示させておく手段とを含み、また、基
板のもう一方の板面F2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が採用されてい
る。但し、前記情報はこれから入力しようとする情報、
またはすでに保存されていて入力位置に基づいて表示画
面に出力される情報である。さらに、基板として透光性
を有する構造が採用されている。つまり、ディスプレイ
とキーボードとが一体となった構造が採用されている。
しかも、板面F1を通して見える表示画面の透明度は優
れている。従って、文字などを板面F1に描いた場合、
その文字を基板を介して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
F1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。また、板面F1の所定の部分に接触す
ることにより、すでに保存されていた情報を表示画面に
出力することも可能である。このようにして、本発明の
超音波電子手帳は装置の一層の小型軽量化、薄型化が促
進されるとともに、画面が鮮明で、そのうえ初心者にも
簡単に操作できる。情報記憶手段として板面F1上の位
置をアドレスとし該位置に対応付けた情報をデータとし
たテーブルを予め記憶しておく構造を採用することによ
り、入力位置がアドレスとして入力される。従って、そ
のアドレスから保存されているデータを読み出すことが
できる。また、情報記憶手段として文字や記号などのパ
ターンを予め記憶しておく構造を採用することにより、
入力位置の移動で形成される軌跡が入力されると、該軌
跡とパターンとの比較が行なわれ、前記軌跡の示す情報
が認識され、そのパターンが入力情報とされる。従っ
て、板面F1に描いた文字などの情報を正確に入力する
ことができる。基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、圧電セラミックに効率
よく弾性表面波を励振することができる。また、圧電セ
ラミックの板面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弾性表面波の伝搬
路Diと、別の超音波送受波手段における伝搬路Di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Qiともう一方のすだれ状電極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。さらに分解能も上昇する。
基板として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することによ
り、表示画面に現われる文字、記号、その他の情報を板
面F1上から見ることができる。基板としては圧電セラ
ミックの他にLiNbO3,LiTaO3等の圧電性の単
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。しかし、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。基板として非圧電板と圧電薄板とを接着した2層構
造基板を採用し、すだれ状電極PiおよびQiを圧電薄板
上に設けた構造を採用することにより、圧電薄板に効率
よく弾性表面波を励振することができる。圧電薄板とし
ては圧電セラミックの他にLiNbO3,LiTaO3等
の圧電性の単結晶が考えられる。また、PVDFその他
の高分子圧電フィルムも有望である。非圧電板と圧電薄
板とがともに透光性を有する構造を採用することによ
り、表示画面に現われる文字、記号、その他の情報を板
面F1上から見ることができる。基板として非圧電板を
採用し、超音波送受波手段が圧電薄板Aにすだれ状電極
Piを設けて成る超音波デバイスTと、圧電薄板Bにす
だれ状電極Qiを設けて成る超音波デバイスRとから成
る構造を採用することにより、超音波デバイスTに接触
する部分の基板の板面F1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Pi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Aと基板との界面で
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板
面F1に励振することができる。その上、板面F1の面
積を比較的大規模にもできることから、幅広い応用が可
能である。なお、圧電薄板AおよびBは板面F1に設け
られている。基板として透光性を有する構造を採用する
ことにより、表示画面に現われる文字、記号、その他の
情報を板面F1上から見ることができる。超音波デバイ
スTにおける圧電薄板Aの厚さをすだれ状電極Piの電
極周期長以下にし、超音波デバイスRにおける圧電薄板
Bの厚さをすだれ状電極Qiの電極周期長以下にし、す
だれ状電極PiおよびQi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。圧電薄板AおよびB
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、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。また、
圧電薄板AおよびB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、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。すだれ状電極Piを基板と圧電薄板Aとの
界面に設け、すだれ状電極Qiを基板と圧電薄板Bとの
界面に設けた構造を採用することにより、すだれ状電極
Piに加えられる電気的エネルギーを効率よく弾性表面
波に変換し、その弾性表面波を効率よくすだれ状電極Q
iにおいて電気信号に変換することができる。このよう
にして、本発明の超音波電子手帳は入力ペンで板面Z1
に触れることにより処理の指示、手書き文字の認識、仮
名漢字変換などの文字入力、図形や絵の描画、改行・挿
入・削除などの操作をマニュアル無しに初心者にも簡単
に行うことができる。そのうえ、小型軽量、薄型である
ことから携帯に便利なことは言うまでもなく、辞書機能
を内蔵していることから特に海外旅行時の筆談などに有
用である。時間と情報との相対的な管理システムが組み
込まれていることにより、スケジュール管理も容易にで
きる。住所録や電話番号の登録や管理も容易にできる。
また、オプション外付けキーボードを接続することも可
能で、キーボード入力もできる。通信機能にも対応で
き、プリンタ、外付けCRTなども接続できる。
ば、すだれ状電極Pi(i=1,2,……,N)の電極
周期長にほぼ対応して連続的に変化する周波数の電気信
号、たとえば時間とともに周波数が直線的に変化する線
形チャープ信号をすだれ状電極Piに入力する構造を採
用することにより、それぞれの電極周期長に応じた部分
のすだれ状電極Piからその電極周期長にほぼ等しい波
長を有する弾性表面波を基板の板面F1上に電極交叉幅
に応じて連続的に励振することができる。しかも、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
波を励振することができる。すだれ状電極Qi(i=
1,2,……,N)を出力用とし、すだれ状電極Piに
対して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F1に励振され
ているそれぞれの弾性表面波をすだれ状電極Qiから電
気信号として効率よく出力させることができる。この
際、それぞれの弾性表面波の波長にほぼ対応する周波数
の電気信号が弾性表面波の波長とほぼ等しい電極周期長
の部分のすだれ状電極Qiから連続的に出力される。す
だれ状電極Qiから連続的に出力される該電気信号は板
面F1上の位置を表わす位置信号としての機能を果た
す。弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,N)
の一部に入力ペンのペン先で接触すると、板面F1に励
振されている弾性表面波のうちその接触位置に対応する
弾性表面波が減衰または消滅する。従って、接触位置に
対応する部分のすだれ状電極Qiに出力される位置信号
も減衰または消滅する。このようにして、位置信号に基
づいて接触位置を情報の入力位置として特定することが
できる。つまり、入力ペンによる入力位置をすだれ状電
極Qiに出力される位置信号における周波数成分のうち
で減衰する成分から検出する構造を採用することによ
り、その位置を特定することができる。この際、すだれ
状電極Qiに出力される周波数の帯域が平坦であるほど
減衰周波数成分の検出感度が向上し信号処理が容易にな
り回路構成が簡単になる。周波数帯域が平坦な構造を成
すすだれ状電極としてたとえば双曲線形すだれ状電極が
挙げられる。このようにして、本発明の超音波電子手帳
は応答時間が短く感度が良い。板面F1に超音波送受波
手段を少なくとも2つ設け、1つの超音波送受波手段に
おける弾性表面波の伝搬路Diと、別の超音波送受波手
段における伝搬路Diとを互いに直交させる構造を採用
することにより、板面F1における入力ペンのペン先ま
たはレーザー光のスポットによる接触位置をさらに繊細
に特定できる。これは、各超音波送受波手段における各
すだれ状電極Qiから出力される位置信号の周波数成分
のうちで減衰した周波数成分に基づいて互いに直交する
伝搬路Diの交叉部を求め、該交叉部を入力位置として
特定することができるからである。また、基板の大きさ
に対応して超音波送受波手段の数を増減したり、すだれ
状電極PiおよびQiの大きさを調整したりする等の手段
をとることにより、基板の大きさに左右されることなく
接触位置のきめ細かな特定が可能となる。すだれ状電極
Qiのそれぞれの出力端を互いに電気的に接続点Mで接
続し、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の
で、入力位置が含まれる伝搬路Diを、接続点Mに現わ
れる位置信号のうちで大きさが変化する位置信号が検出
されるときに接続されているスイッチSiの位置から特
定することができる。たとえば、伝搬路Diのうち伝搬
路D1の一部を入力ペンのペン先で接触する場合、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Mに出力される位置信号が減衰または消滅する。
このようにして伝搬路Diのうち伝搬路D1に入力位置が
含まれていることが明確になる。さらに、すだれ状電極
Piに線形チャープ信号を入力する構造を採用するとと
もに、入力位置をすだれ状電極Qiに出力される位置信
号における周波数成分のうちで減衰する成分から検出す
る構造を採用していることから、伝搬路Diに含まれて
いる入力位置をさらに繊細に特定することが可能とな
る。本発明の超音波電子手帳では情報処理手段を備え、
情報処理手段として情報を記憶する手段と、特定された
入力位置に対応する情報を入力情報として検出する手段
と、入力情報検出手段により検出された情報を所定の時
間、表示画面に表示させておく手段とを含み、また、基
板のもう一方の板面F2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が採用されてい
る。但し、前記情報はこれから入力しようとする情報、
またはすでに保存されていて入力位置に基づいて表示画
面に出力される情報である。さらに、基板として透光性
を有する構造が採用されている。つまり、ディスプレイ
とキーボードとが一体となった構造が採用されている。
しかも、板面F1を通して見える表示画面の透明度は優
れている。従って、文字などを板面F1に描いた場合、
その文字を基板を介して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
F1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。また、板面F1の所定の部分に接触す
ることにより、すでに保存されていた情報を表示画面に
出力することも可能である。このようにして、本発明の
超音波電子手帳は装置の一層の小型軽量化、薄型化が促
進されるとともに、画面が鮮明で、そのうえ初心者にも
簡単に操作できる。情報記憶手段として板面F1上の位
置をアドレスとし該位置に対応付けた情報をデータとし
たテーブルを予め記憶しておく構造を採用することによ
り、入力位置がアドレスとして入力される。従って、そ
のアドレスから保存されているデータを読み出すことが
できる。また、情報記憶手段として文字や記号などのパ
ターンを予め記憶しておく構造を採用することにより、
入力位置の移動で形成される軌跡が入力されると、該軌
跡とパターンとの比較が行なわれ、前記軌跡の示す情報
が認識され、そのパターンが入力情報とされる。従っ
て、板面F1に描いた文字などの情報を正確に入力する
ことができる。基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、圧電セラミックに効率
よく弾性表面波を励振することができる。また、圧電セ
ラミックの板面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弾性表面波の伝搬
路Diと、別の超音波送受波手段における伝搬路Di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Qiともう一方のすだれ状電極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。さらに分解能も上昇する。
基板として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することによ
り、表示画面に現われる文字、記号、その他の情報を板
面F1上から見ることができる。基板としては圧電セラ
ミックの他にLiNbO3,LiTaO3等の圧電性の単
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。しかし、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。基板として非圧電板と圧電薄板とを接着した2層構
造基板を採用し、すだれ状電極PiおよびQiを圧電薄板
上に設けた構造を採用することにより、圧電薄板に効率
よく弾性表面波を励振することができる。圧電薄板とし
ては圧電セラミックの他にLiNbO3,LiTaO3等
の圧電性の単結晶が考えられる。また、PVDFその他
の高分子圧電フィルムも有望である。非圧電板と圧電薄
板とがともに透光性を有する構造を採用することによ
り、表示画面に現われる文字、記号、その他の情報を板
面F1上から見ることができる。基板として非圧電板を
採用し、超音波送受波手段が圧電薄板Aにすだれ状電極
Piを設けて成る超音波デバイスTと、圧電薄板Bにす
だれ状電極Qiを設けて成る超音波デバイスRとから成
る構造を採用することにより、超音波デバイスTに接触
する部分の基板の板面F1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Pi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Aと基板との界面で
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板
面F1に励振することができる。その上、板面F1の面
積を比較的大規模にもできることから、幅広い応用が可
能である。なお、圧電薄板AおよびBは板面F1に設け
られている。基板として透光性を有する構造を採用する
ことにより、表示画面に現われる文字、記号、その他の
情報を板面F1上から見ることができる。超音波デバイ
スTにおける圧電薄板Aの厚さをすだれ状電極Piの電
極周期長以下にし、超音波デバイスRにおける圧電薄板
Bの厚さをすだれ状電極Qiの電極周期長以下にし、す
だれ状電極PiおよびQi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。圧電薄板AおよびB
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、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。また、
圧電薄板AおよびB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、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。すだれ状電極Piを基板と圧電薄板Aとの
界面に設け、すだれ状電極Qiを基板と圧電薄板Bとの
界面に設けた構造を採用することにより、すだれ状電極
Piに加えられる電気的エネルギーを効率よく弾性表面
波に変換し、その弾性表面波を効率よくすだれ状電極Q
iにおいて電気信号に変換することができる。このよう
にして、本発明の超音波電子手帳は入力ペンで板面Z1
に触れることにより処理の指示、手書き文字の認識、仮
名漢字変換などの文字入力、図形や絵の描画、改行・挿
入・削除などの操作をマニュアル無しに初心者にも簡単
に行うことができる。そのうえ、小型軽量、薄型である
ことから携帯に便利なことは言うまでもなく、辞書機能
を内蔵していることから特に海外旅行時の筆談などに有
用である。時間と情報との相対的な管理システムが組み
込まれていることにより、スケジュール管理も容易にで
きる。住所録や電話番号の登録や管理も容易にできる。
また、オプション外付けキーボードを接続することも可
能で、キーボード入力もできる。通信機能にも対応で
き、プリンタ、外付けCRTなども接続できる。
【図1】本発明の超音波電子手帳の一実施例を示す斜視
図。
図。
【図2】タッチパネル部1の第1の実施例を示す平面
図。
図。
【図3】図2のタッチパネル部1におけるすだれ状電極
TXを示す平面図。
TXを示す平面図。
【図4】図2のタッチパネル部1の断面図。
【図5】図2のすだれ状電極TX,TY,RXおよびR
Y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。
Y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。
【図6】すだれ状電極TX,RX間またはTY,RY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。
における周波数に対する挿入損失の関係を示す特性図。
【図7】接触位置と周波数との関係を示す特性図。
【図8】接触ペンを用いて圧電基板7に数字の9を入力
した場合の接触位置を示す特性図。
した場合の接触位置を示す特性図。
【図9】タッチパネル部1の第2の実施例を示す平面
図。
図。
【図10】図9のタッチパネル部1を駆動する場合の構
成図。
成図。
【図11】タッチパネル部1の第3の実施例を示す断面
図。
図。
【図12】非圧電板12を伝搬する弾性表面波の速度分
散曲線を示す特性図。
散曲線を示す特性図。
【図13】非圧電板12を伝搬する弾性表面波の速度分
散曲線を示す特性図。
散曲線を示す特性図。
【図14】圧電薄板11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。
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。
【図15】圧電薄板11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。
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。
【図16】タッチパネル部1の第5の実施例を示す平面
図。
図。
【図17】図16のタッチパネル部1の断面図。
【図18】圧電薄板15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。
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。
【図19】圧電薄板15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。
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。
1 タッチパネル部 2 情報処理部 3 パワースイッチ 4 ディスク挿入室 5 入力ペン格納室 6 カバー 7 圧電基板 8 表示画面 9 圧電基板 10 表示画面 11 圧電薄板 12 非圧電板 13 圧電薄板 14 非圧電板 15 圧電薄板 16 非圧電板 17 表示画面 18 非圧電板 TX,TY,RX,RY すだれ状電極 TX1,TX2,TX3 すだれ状電極 TY1,TY2,TY3 すだれ状電極 RX1,RX2,RX3 すだれ状電極 RY1,RY2,RY3 すだれ状電極
Claims (8)
- 【請求項1】 ほぼ透明な基板と、該基板の一方の板面
F1に設けられた少なくとも2つの超音波送受波手段X
およびYと、前記基板のもう一方の板面F2に設けられ
た少なくとも1種類の色で表示される表示装置の表示画
面と、前記板面F1に弾性表面波を励振する手段と、前
記板面F1上における入力ペンのペン先によって接触さ
れた位置を前記板面F1上の位置を表わす位置信号に基
づき入力位置として特定する手段と、該入力位置に対応
する情報を処理する手段とを含む超音波電子手帳であっ
て、 前記情報処理手段は情報を記憶する手段と、前記特定さ
れた入力位置に対応する情報を入力情報として検出する
手段と、該入力情報検出手段で検出された前記情報を前
記表示画面に所定の時間だけ表示させておく手段とを含
み、 前記各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Qi(i=1,2,…
…,N)とから成り、 前記すだれ状電極PiおよびQiは前記すだれ状電極Pi
およびQiの中心線に平行な方向に沿ってそれぞれの電
極周期長が連続的に変化する構造を成し、 前記すだれ状電極Piは前記弾性表面波励振手段に接続
され、この弾性表面波励振手段から該すだれ状電極Pi
の電極周期長にほぼ対応して連続的に変化する周波数の
電気信号を受け、前記板面F1に弾性表面波を励振し、 前記すだれ状電極Qiは前記すだれ状電極Piにより前記
板面F1に励振された前記弾性表面波に応じた前記位置
信号を出力し、 前記すだれ状電極PiとQiとは前記弾性表面波の送受波
の指向軸を共通にして互いに1対1に対をなして配置さ
れていて、 前記超音波送受波手段Xにおける前記すだれ状電極Pi
から前記すだれ状電極Qiに至る間の前記板面F1で成
る弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,N)
と、前記超音波送受波手段Yにおける前記伝搬路Diと
が互いに直交していて、 前記すだれ状電極Qiのそれぞれの出力端は互いに電気
的に接続点Mで接続されており、 前記弾性表面波励振手段は出力端が前記すだれ状電極P
i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、 前記入力位置特定手段は前記接続点Mに現われる前記位
置信号のうちで大きさが変化する前記位置信号が検出さ
れるときに接続されている前記スイッチSiの位置に基
づき前記入力位置が含まれる前記伝搬路Diを特定し、
大きさが変化する前記位置信号の周波数成分を調べ、該
周波数成分のうちで減衰した周波数成分を感知し、前記
各超音波送受波手段におけるそれぞれの前記減衰周波数
成分に基づき前記板面F1上の前記入力位置を特定する
手段を含み、 前記入力位置と前記減衰周波数成分とはほぼ直線関係に
あることを特徴とする超音波電子手帳。 - 【請求項2】 前記情報記憶手段は前記板面F1上の位
置をアドレスとし該アドレスに対応付けた情報をデータ
としたテーブルを予め記憶しており、 前記入力情報検出手段は前記入力位置特定手段によって
特定された前記入力位置を前記アドレスとして入力し、
当該アドレスから読み出した前記データを前記入力情報
とすることを特徴とする請求項1に記載の超音波電子手
帳。 - 【請求項3】 前記情報記憶手段は文字や記号などのパ
ターンを予め記憶しており、 前記入力情報検出手段は前記入力位置特定手段によって
特定された前記入力位置の移動で形成される軌跡と前記
情報記憶手段から読みだした前記パターンとをパターン
マッチング法により比較し、前記軌跡で表わされるパタ
ーンを前記入力情報とすることを特徴とする請求項1に
記載の超音波電子手帳。 - 【請求項4】 前記入力情報検出手段は前記入力位置特
定手段によって特定された前記入力位置を前記入力情報
とすることを特徴とする請求項1に記載の超音波電子手
帳。 - 【請求項5】 前記基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に記載の超音波電子手帳。 - 【請求項6】 前記基板がほぼ透明な非圧電板にほぼ透
明な圧電薄板を設けた2層構造を成し、前記すだれ状電
極PiおよびQiが該圧電薄板上に設けられていることを
特徴とする請求項1,2,3または4に記載の超音波電
子手帳。 - 【請求項7】 前記基板がほぼ透明な非圧電板で成り、 前記各超音波送受波手段が圧電薄板Aに前記すだれ状電
極Piを設けて成る超音波デバイスTと、圧電薄板Bに
前記すだれ状電極Qiを設けて成る超音波デバイスRと
から成り、 前記圧電薄板AおよびBは前記板面F1に設けられてい
て、 前記圧電薄板Aの厚さは前記すだれ状電極Pi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Qiの電極周期長以下であって、 前記すだれ状電極PiおよびQi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
しく、 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1,
2,3または4に記載の超音波電子手帳。 - 【請求項8】 前記圧電薄板AまたはBは前記すだれ状
電極PiおよびQiが設けられている方の板面で前記非圧
電板に固着されていることを特徴とする請求項7に記載
の超音波電子手帳。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16047693A JPH06348397A (ja) | 1993-06-05 | 1993-06-05 | 超音波電子手帳 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16047693A JPH06348397A (ja) | 1993-06-05 | 1993-06-05 | 超音波電子手帳 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06348397A true JPH06348397A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15715784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16047693A Pending JPH06348397A (ja) | 1993-06-05 | 1993-06-05 | 超音波電子手帳 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06348397A (ja) |
-
1993
- 1993-06-05 JP JP16047693A patent/JPH06348397A/ja active Pending
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