JPH10240428A - 超音波タッチパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低消費電力駆動で、接触位置の細密な検出を
可能にすること。 【解決手段】 すだれ状電極Ｔ_X0，Ｔ_X1およびＴ_X2に電
気信号を入力すると、圧電板Ｐ_TXに弾性表面波が励振さ
れ、非圧電板１の上端面に伝搬され、すだれ状電極Ｒ_X0
において位相θ_baseを有する電気信号に変換され出力さ
れる。同時に、すだれ状電極Ｒ_X11等で位相θ_j（ｊ＝
１，２，……，χ）を有する電気信号Ｅ_j（ｊ＝１，
２，……，χ）に変換される。もしも、非圧電板１の上
端面において、すだれ状電極Ｔ_X1とＲ_X11との間の位置
Ｆ_j（ｊ＝１，２，……，χ）のうちの位置Ｆ_xを接触す
ると、すだれ状電極Ｒ_X11において位相θを有する電気
信号Ｅが出力される。このとき、θ_baseとθとの差から
接触位置Ｆ_xが検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は入力用すだれ状電極
を備えた圧電板および出力用すだれ状電極を備えた圧電
板を非圧電板上に設け、その非圧電板上に人指または物
体が接触したことを感知し、その位置を検出する超音波
タッチパネルに関する。

【従来の技術】超音波方式による従来のタッチパネル
は、非圧電板に弾性表面波を励振させ、その非圧電板に
接触することにより弾性表面波が減衰するということを
利用したものである。非圧電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、ＵＨ
Ｆ，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、従来の超音波タッチパネルで
は応答時間、感度、耐久性、工作精度、加工性、量産性
および使用しやすさ等の点で問題があり、使用周波数領
域も制限されている。そこで、これらの問題点を解決す
る超音波タッチパネルが本願発明者により特願平４−２
１８３３６等で出願された。この超音波タッチパネル
は、圧電薄板とすだれ状電極とから成る超音波デバイス
を非圧電板の一方の板面に少なくとも２つ設けて成るも
のであり、低消費電力で効率良く弾性表面波を非圧電板
の板面に励振することができる。従って、一方の超音波
デバイスを入力用とし、もう一方の超音波デバイスを出
力用とした場合、非圧電板の一方の板面における弾性表
面波の伝搬路に人指または物体が接触すれば弾性表面波
が減衰または消滅することから、出力用超音波デバイス
におけるすだれ状電極に出力される電気信号も減衰また
は消滅する。しかし、この超音波タッチパネルを含む従
来のタッチパネルは、接触位置の細密さにいっそうの向
上を要するとともに、信号処理の仕方が複雑にならざる
を得なかった。

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波タッチパ
ネルでは感度、工作精度、加工性、量産性、消費電力等
に問題があるばかりでなく、信号処理の仕方や回路構成
等にも問題があった。本発明の目的は、加工性、耐久性
および量産性に優れ、低消費電力駆動で応答時間が短
く、信号処理の仕方が簡単で、回路の規模も小さく、接
触位置の細密な検出が可能で、使用しやすさに優れた超
音波タッチパネル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
タッチパネルは、非圧電板と、超音波送受波手段Ｘおよ
びＹと、前記超音波送受波手段ＸおよびＹに接続された
情報処理部から成る超音波タッチパネルであって、前記
各超音波送受波手段は１組の入力用すだれ状電極Ｔ
₀と、Ｎ組の入力用すだれ状電極Ｔ_i（ｉ＝１，２，…
…，Ｎ）と、前記すだれ状電極Ｔ₀に対応する出力用す
だれ状電極Ｒ₀と、前記各すだれ状電極Ｔ_iにそれぞれ対
応する少なくとも２組の出力用すだれ状電極Ｒ_i1および
Ｒ_i2（ｉ＝１，２，……，Ｎ）と、圧電板Ｐ_Tと、圧電
板Ｐ_Rから成り、前記すだれ状電極Ｔ₀およびＴ_iは前記
圧電板Ｐ_Tの一方の板面に設けられ、前記すだれ状電極
Ｒ₀，Ｒ_i1およびＲ_i2は前記圧電板Ｐ_Rの一方の板面に設
けられており、前記圧電板Ｐ_Tは前記圧電板Ｐ_Tの前記一
方の板面またはもう一方の板面を介して前記非圧電板の
上端面に固着され、前記圧電板Ｐ_Rは前記圧電板Ｐ_Rの前
記一方の板面またはもう一方の板面を介して前記非圧電
板の前記上端面に固着されており、前記すだれ状電極Ｒ
₀の電極指の方向と、前記すだれ状電極Ｔ₀の電極指の方
向は互いに平行で、前記すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の
電極指の方向と、前記すだれ状電極Ｔ_iの電極指の方向
とは互いに平行でなく、前記すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ
_i2の電極指の方向は、前記すだれ状電極Ｔ_iの電極指の
方向に対し角αの傾きを有し、前記すだれ状電極Ｒ_i1お
よびＲ_i2の電極指に直交する方向での電極指の周期長Ｐ
_Nは、前記すだれ状電極Ｔ₀，Ｔ_iおよびＲ₀の電極周期長
Ｐとcosαとの積に等しく、前記すだれ状電極Ｔ₀および
Ｔ_iは、前記電極周期長Ｐにほぼ対応する周波数の電気
信号を入力されることにより、前記圧電板Ｐ_Tに前記電
極周期長Ｐとほぼ等しい波長を有する弾性表面波を励振
し、該弾性表面波を前記非圧電板の前記上端面の表面近
傍に伝搬させた後、前記圧電板Ｐ_Rに伝搬させ、前記非
圧電板に伝搬される前記弾性表面波は１次以上の高次モ
ードの波で、前記１次以上の高次モードの弾性表面波の
位相速度は、前記非圧電板単体に伝搬するレイリー波の
速度とほぼ等しく、前記すだれ状電極Ｒ₀は、前記すだ
れ状電極Ｔ₀によって前記圧電板Ｐ_Tに励振され前記圧電
板Ｐ_Rに伝搬した弾性表面波を、位相θ_baseを有する電
気信号に変換して出力し、前記各すだれ状電極Ｒ_i1およ
びＲ_i2は、前記すだれ状電極Ｔ_iによって前記圧電板Ｐ_T
に励振され前記圧電板Ｐ_Rに伝搬した弾性表面波を、位
相θ_j（ｊ＝１，２，……，χ）を有する電気信号Ｅ
_j（ｊ＝１，２，……，χ）にそれぞれ変換し、 前記
電気信号Ｅ_jは前記電極周期長Ｐにほぼ対応する周波数
を有し、前記位相θ_jを合成することにより生ずる位相T
otalθ_jは零であり、前記電気信号Ｅ_jを合成することに
より生ずる電気信号TotalＥ_jの振幅は零であって、前記
電気信号TotalＥ_jは前記すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2に
おいて検出されることはなく、前記各圧電板の厚さｄは
前記電極周期長Ｐよりも小さく、前記非圧電板の厚さは
前記電極周期長Ｐのほぼ３倍以上であり、前記非圧電板
単体に伝搬する弾性表面波の位相速度は、前記各圧電板
単体に伝搬する弾性表面波の位相速度よりも大きく、前
記すだれ状電極Ｔ_iおよびＲ_i1は前記非圧電板の前記上
端面に弾性表面波の伝搬路Ｄ_i1（ｉ＝１，２，……，
Ｎ）を形成し、前記各伝搬路Ｄ_i1はそれぞれ微細伝搬路
Ｚ_j（ｊ＝１，２，……，χ）で成り、前記すだれ状電
極Ｔ_iおよびＲ_i2は前記非圧電板の前記上端面に弾性表
面波の伝搬路Ｄ_i2（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を形成し、
前記各伝搬路Ｄ_i2はそれぞれ微細伝搬路Ｚ_j（ｊ＝１，
２，……，χ）で成り、前記非圧電板の前記上端面にお
ける位置Ｆ_j（ｊ＝１，２，……，χ）は、前記微細伝
搬路Ｚ_jに対応し、前記微細伝搬路Ｚ_jは前記位相θ_jに
対応し、前記情報処理部は、微細伝搬路Ｚ_xに対応する
位置Ｆ_xに人指または物体が接触したことを、前記すだ
れ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2のどれかにおいて位相θを有す
る電気信号Ｅが出力されることにより感知し、前記接触
位置Ｆ_xを、前記電気信号Ｅを出力した前記すだれ状電
極Ｒ_i1またはＲ_i2を判別することと、前記位相θ_{ba se}と
前記位相θとの差を検出することにより特定し、前記接
触位置Ｆ_xは位相θ_xを有する電気信号Ｅ_xに対応し、前
記出力電気信号Ｅは前記電気信号TotalＥ_jから前記電気
信号Ｅ_xを除いた成分と等しく、前記位相θは前記位相T
otalθ_jから前記位相θ_xを除いた成分と等しい。請求項
２に記載の超音波タッチパネルは、前記すだれ状電極Ｔ
_iにそれぞれ対応するスイッチＷ_i（ｉ＝１，２，……，
Ｎ）を含む超音波タッチパネルであって、前記スイッチ
Ｗ_iの出力端はそれぞれ前記すだれ状電極Ｔ_iの入力端に
接続されており、前記各すだれ状電極Ｒ_i1の出力端は互
いに１つの接続点Ｑ₁で接続され、前記各すだれ状電極
Ｒ_i2の出力端は互いに１つの接続点Ｑ₂で接続され、前
記情報処理部は前記スイッチＷ_iを順次に所定の周期で
断続し、前記位置Ｆ_xに人指または物体が接触したこと
を、前記接続点Ｑ₁またはＱ₂において位相θを有する電
気信号Ｅが出力されることにより感知し、前記接触位置
Ｆ_xを、前記出力電気信号Ｅが検出された前記接続点Ｑ₁
またはＱ₂を判別することと、前記出力電気信号Ｅが検
出された時に接続されていた前記スイッチＷ_iを特定す
ることと、前記位相θ_baseと前記位相θとの差を検出す
ることにより特定する。請求項３に記載の超音波タッチ
パネルは、前記各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指
の方向での交差幅Ｌ_Pの合計が、前記すだれ状電極Ｔ_iの
電極交差幅Ｌとsecαとの積にほぼ等しい。請求項４に
記載の超音波タッチパネルは、前記すだれ状電極Ｔ_iに
代えてすだれ状電極Ｍ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を備
えるとともに、接地電極Ｇ_i（ｉ＝１，２，……，
Ｎ）、スイッチＷ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）および移
相器Ｓを有する超音波タッチパネルであって、前記すだ
れ状電極Ｍ_iの電極周期長および電極交差幅は前記すだ
れ状電極Ｔ_iの電極周期長Ｐおよび電極交差幅Ｌとそれ
ぞれ等しく、前記すだれ状電極Ｍ_iは前記圧電基板の前
記一方の板面上において前記すだれ状電極Ｔ_iと同様な
位置に設けられており、前記接地電極Ｇ_iは前記圧電板
Ｐ_Tのもう一方の板面の前記すだれ状電極Ｍ_iに対応する
部分に設けられており、前記圧電板Ｐ_Tは前記接地電極
Ｇ_iを介して前記非圧電板の上端面に固着されており、
前記圧電板Ｐ_Rは、前記圧電板Ｐ_Rの前記すだれ状電極Ｒ
₀，Ｒ_i1およびＲ_i2を有しない方の板面を介して前記非
圧電板の前記上端面に固着されており、前記すだれ状電
極Ｍ_iは、電極Ｍ_i-1およびＭ_i-2から成り、前記電極Ｍ
_i-1の電極指と前記電極Ｍ_i-2の電極指との間の距離には
２種類あり、前記各スイッチＷ_iは２つのスイッチＷ_i1
およびＷ_i2から成り、前記スイッチＷ_i1およびＷ_i2の出
力端は前記電極Ｍ_i-1およびＭ_i-2の入力端にそれぞれ接
続され、前記各すだれ状電極Ｒ_i1の出力端は互いに１つ
の接続点Ｑ₁で接続され、前記各すだれ状電極Ｒ_i2の出
力端は互いに１つの接続点Ｑ₂で接続され、前記移相器
Ｓは少なくとも１つのコイルＬ₁を含み、前記すだれ状
電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向は、前記すだれ状電
極Ｍ_iの電極指の方向に対し角αの傾きを有し、前記各
すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向での交差幅
Ｌ_Pの合計は、前記電極交差幅Ｌとsecαとの積にほぼ等
しく、前記各すだれ状電極Ｍ_iおよび前記各接地電極Ｇ_i
は、前記各電極Ｍ_i-1と前記各接地電極Ｇ_iとの間および
前記各電極Ｍ_i-2と前記各接地電極Ｇ_iとの間に位相差２
πｙを有する電気信号Ｖ_iおよびＶ₂を前記移相器Ｓを介
して入力されることにより、前記圧電板Ｐ_Tに前記電極
周期長Ｐとほぼ等しい波長を有する一方向性の弾性表面
波を励振し、該弾性表面波を前記非圧電板の前記上端面
の表面近傍に伝搬させた後、前記圧電板Ｐ_Rに伝搬さ
せ、前記電気信号Ｖ₁およびＶ₂は前記電極周期長Ｐにほ
ぼ対応する周波数を有し、前記電極Ｍ_i-1の電極指と前
記電極Ｍ_i-2の電極指との間の距離のうち短い方の距離
ｘＰにおいて、ｘ＜１／２で、同時に、前記電気信号Ｖ
₁とＶ₂との間の前記位相差２πｙにおいて、ｘ＋ｙ＝±
１／２が成り立ち、前記情報処理部は前記スイッチＷ_i
を順次に所定の周期で断続し、前記位置Ｆ_xに人指また
は物体が接触したことを、前記接続点Ｑ₁またはＱ₂にお
いて位相θを有する電気信号Ｅが出力されることにより
感知し、前記接触位置Ｆ_xを、前記出力電気信号Ｅが検
出された前記接続点Ｑ₁またはＱ₂を判別することと、前
記出力電気信号Ｅが検出された時に接続されていた前記
スイッチＷ_iを特定することと、前記位相θ_baseと前記
位相θとの差を検出することにより特定する。請求項５
に記載の超音波タッチパネルは、前記超音波送受波手段
Ｘにおける前記すだれ状電極Ｔ₀とＲ₀との間の弾性表面
波の伝搬路を遅延素子とする発振器が構成されていて、
前記超音波送受波手段Ｘにおける前記すだれ状電極Ｒ₀
の出力端は、前記超音波送受波手段ＸおよびＹにおける
それぞれの前記すだれ状電極Ｔ₀の入力端に増幅器Ａ_Xを
介して接続されている。請求項６に記載の超音波タッチ
パネルは、前記超音波送受波手段Ｘにおける前記伝搬路
Ｄ_i1およびＤ_i2と、前記超音波送受波手段Ｙにおける前
記伝搬路Ｄ_i1およびＤ_i2とが互いに直交している。請求
項７に記載の超音波タッチパネルは、前記各超音波送受
波手段における前記伝搬路Ｄ_i1およびＤ_i2が互いに隣接
するかまたは一部分を重複させている。請求項８に記載
の超音波タッチパネルは、前記非圧電板の下端面が支持
基板で支持されている。請求項９に記載の超音波タッチ
パネルは、前記各圧電板が圧電セラミックで成り、該圧
電セラミックの分極軸の方向は該圧電セラミックの厚さ
方向と平行である。請求項１０に記載の超音波タッチパ
ネルは、前記各圧電板がＰＶＤＦその他の圧電性高分子
化合物で成る。

【発明の実施の形態】本発明の超音波タッチパネルは、
非圧電板と、超音波送受波手段ＸおよびＹと、その超音
波送受波手段ＸおよびＹに接続された情報処理部から成
る。本発明の超音波タッチパネルの第１の構造は、各超
音波送受波手段が１組の入力用すだれ状電極Ｔ₀と、Ｎ
組の入力用すだれ状電極Ｔ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）
と、すだれ状電極Ｔ₀に対応する出力用すだれ状電極Ｒ₀
と、各すだれ状電極Ｔ_iにそれぞれ対応する少なくとも
２組の出力用すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2（ｉ＝１，
２，……，Ｎ）と、圧電板Ｐ_Tと、圧電板Ｐ_Rから成るも
のである。すだれ状電極Ｔ₀およびＴ_iは圧電板Ｐ_Tの一
方の板面に設けられ、すだれ状電極Ｒ₀，Ｒ_i1およびＲ
_i2は圧電板Ｐ_Rの一方の板面に設けられている。圧電板
Ｐ_Tは圧電板Ｐ_Tのどちらか一方の板面を介して非圧電板
の上端面に固着され、圧電板Ｐ_Rは圧電板Ｐ_Rのどちらか
一方の板面を介して非圧電板の上端面に固着されてい
る。すだれ状電極Ｒ₀の電極指の方向と、すだれ状電極
Ｔ₀の電極指の方向は互いに平行である。すだれ状電極
Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向と、すだれ状電極Ｔ_iの
電極指の方向とは互いに平行でなく、すだれ状電極Ｒ_i1
およびＲ_i2の電極指の方向は、すだれ状電極Ｔ_iの電極
指の方向に対し角αの傾きを有する。すだれ状電極Ｒ_{i 1}
およびＲ_i2の電極指に直交する方向での電極指の周期長
Ｐ_Nは、すだれ状電極Ｔ₀，Ｔ_iおよびＲ₀の電極周期長Ｐ
とcosαとの積に等しくなるような大きさに設定され
る。各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向での
交差幅Ｌ_Pの合計は、すだれ状電極Ｔ_iの電極交差幅Ｌと
secαとの積にほぼ等しくなるような大きさに設定され
る。本発明の超音波タッチパネルの第１の構造では、電
極周期長Ｐにほぼ対応する周波数の電気信号をすだれ状
電極Ｔ₀およびＴ_iに入力する構造を採用することによ
り、圧電板Ｐ_Tに電極周期長Ｐとほぼ等しい波長を有す
る弾性表面波を励振し、その弾性表面波を非圧電板の上
端面の表面近傍に伝搬することができる。各圧電板の厚
さｄが電極周期長Ｐよりも小さく、非圧電板の厚さが電
極周期長Ｐのほぼ３倍以上であり、非圧電板単体に伝搬
する弾性表面波の位相速度が、各圧電板単体に伝搬する
弾性表面波の位相速度よりも大きいことから、非圧電板
の内部には超音波を漏洩させることなく、非圧電板の表
面近傍に効率よく弾性表面波を伝搬させることができ
る。従って、低消費電力駆動が可能となるばかりでな
く、非圧電板の支持が容易になる。非圧電板を支持する
場合には、非圧電板の上端面を除く部分の支持が可能で
ある。非圧電板の上端面に伝搬した弾性表面波は１次以
上の高次モードの波である。１次以上の高次モードの弾
性表面波の位相速度が、非圧電板単体に伝搬するレイリ
ー波の速度と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Ｔ₀およびＴ_i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、圧電板Ｐ_Tと非圧電板との
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。すだれ状電極Ｔ₀によ
って励振され非圧電板の上端面に伝搬された弾性表面波
は、圧電板Ｐ_Rに伝搬された後、すだれ状電極Ｒ₀によっ
て位相θ_baseを有する電気信号に変換されて出力され
る。一方、各すだれ状電極Ｔ_iによって励振され非圧電
板の上端面に伝搬された弾性表面波は、圧電板Ｐ_Rに伝
搬された後、各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2によって位
相θ_j（ｊ＝１，２，……，χ）を有する電気信号Ｅ
_j（ｊ＝１，２，……，χ）にそれぞれ変換される。電
気信号Ｅ_jは電極周期長Ｐにほぼ対応する周波数を有す
る。位相θ_jを合成することにより生ずる位相Totalθ_j
は零となり、電気信号Ｅ_jを合成することにより生ずる
電気信号TotalＥ_jの振幅は零となる。つまり、電気信号
TotalＥ_jは各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2において検出
されることはない。本発明の超音波タッチパネルの第１
の構造では、非圧電板の上端面において、すだれ状電極
Ｔ_iおよびＲ_i1は弾性表面波の伝搬路Ｄ_i1（ｉ＝１，
２，……，Ｎ）を形成し、すだれ状電極Ｔ_iおよびＲ_i2
は弾性表面波の伝搬路Ｄ_i2（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を
形成する。各伝搬路Ｄ_i1はそれぞれ微細伝搬路Ｚ_j（ｊ
＝１，２，……，χ）で成り、各伝搬路Ｄ_i2もまたそれ
ぞれ微細伝搬路Ｚ_j（ｊ＝１，２，……，χ）で成る。
微細伝搬路Ｚ_jはそれぞれ位相θ_jに対応している。ま
た、非圧電板の上端面における位置Ｆ_j（ｊ＝１，２，
……，χ）を、微細伝搬路Ｚ_jに対応させることができ
る。微細伝搬路Ｚ_xに対応する位置Ｆ_xに人指または物体
が接触すると、各すだれ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2のどれか
において位相θを有する出力電気信号Ｅが情報処理部に
よって検出される。つまり、非圧電板の上端面を接触し
ない場合には、各すだれ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2において
弾性表面波から変換される電気信号TotalＥ_jは均衡がと
れて零であったものが、接触により超音波の微細伝搬路
Ｚ_xが遮断されると、その微細伝搬路Ｚ_xに対応する弾性
表面波が各すだれ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2において位相θ
_xを有する電気信号Ｅ_xに変換されることがないので、全
体としての均衡が崩れて各すだれ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2
において出力電気信号Ｅが検出されることになる。従っ
て、出力電気信号Ｅは電気信号TotalＥ_jから電気信号Ｅ
_xを除いた成分と等しくなり、出力電気信号Ｅの位相θ
は位相Totalθ_jから位相θ_xを除いた成分と等しくな
る。本発明の超音波タッチパネルの情報処理部では、電
気信号Ｅを出力したすだれ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2を判別
することと、位相θ_baseと位相θとの差を検出すること
により、微細伝搬路Ｚ_xに対応する接触位置Ｆ_xを特定し
ている。本発明の超音波タッチパネルの第１の構造で
は、すだれ状電極Ｔ_iにそれぞれ対応するスイッチＷ
_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を備えることが可能であ
る。スイッチＷ_iの出力端はそれぞれすだれ状電極Ｔ_iの
入力端に接続される。また、各すだれ状電極Ｒ_i1の出力
端は互いに１つの接続点Ｑ₁で接続され、各すだれ状電
極Ｒ_i2の出力端は互いに１つの接続点Ｑ₂で接続され
る。このとき、情報処理部はまず第１に、スイッチＷ_i
を順次に所定の周期で断続する機能を有する。第２に、
位置Ｆ_xに人指または物体が接触したことを、接続点Ｑ₁
またはＱ₂において位相θを有する電気信号Ｅが出力さ
れることにより感知する。第３に、出力電気信号Ｅが検
出された接続点Ｑ₁またはＱ₂を判別する。第４に、出力
電気信号Ｅが検出された時に接続されていたスイッチＷ
_iを特定する。そして第５に、位相θ_{b ase}と位相θとの
差を検出することにより、微細伝搬路Ｚ_xに対応する接
触位置Ｆ_xを特定する。本発明の超音波タッチパネルの
第２の構造は、各超音波送受波手段が１組の入力用すだ
れ状電極Ｔ₀と、Ｎ組の入力用すだれ状電極Ｍ_i（ｉ＝
１，２，……，Ｎ）と、Ｎ個の接地電極Ｇ_i（ｉ＝１，
２，……，Ｎ）と、すだれ状電極Ｔ₀に対応する出力用
すだれ状電極Ｒ₀と、各すだれ状電極Ｍ_iにそれぞれ対応
する少なくとも２組の出力用すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ
_i2（ｉ＝１，２，……，Ｎ）と、圧電板Ｐ_Tと、圧電板
Ｐ_Rと、Ｎ組のスイッチＷ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）
と、移相器Ｓから成るものである。すだれ状電極Ｔ₀お
よびＭ_iは圧電板Ｐ_Tの一方の板面に設けられ、接地電極
Ｇ_iは圧電板Ｐ_Tのもう一方の板面のすだれ状電極Ｍ_iに
対応する部分に設けられており、圧電板Ｐ_Tは接地電極
Ｇ_iを介して非圧電板の上端面に固着されている。すだ
れ状電極Ｒ₀は圧電板Ｐ_Rの一方の板面のすだれ状電極Ｔ
₀に対向する部分に設けられ、すだれ状電極Ｒ_i1および
Ｒ_i2は圧電板Ｐ_Rの一方の板面の各すだれ状電極Ｍ_iに対
向する部分に設けられており、圧電板Ｐ_Rは圧電板Ｐ_Rの
もう一方の板面を介して非圧電板の上端面に固着されて
いる。すだれ状電極Ｍ_iは、電極Ｍ_i-1およびＭ_i-2から
成り、電極Ｍ_i-1の電極指と電極Ｍ_i-2の電極指との間の
距離には２種類ある。移相器Ｓは少なくとも１つのコイ
ルＬ₁を含む。すだれ状電極Ｒ₀の電極指の方向と、すだ
れ状電極Ｔ₀の電極指の方向は互いに平行である。すだ
れ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向と、すだれ状電
極Ｍ_iの電極指の方向とは互いに平行でなく、すだれ状
電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向は、すだれ状電極Ｍ
_iの電極指の方向に対し角αの傾きを有する。すだれ状
電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指に直交する方向での電極指
の周期長Ｐ_Nは、すだれ状電極Ｔ₀，Ｍ_iおよびＲ₀の電極
周期長Ｐとcosαとの積に等しくなるような大きさに設
定される。すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向
での交差幅Ｌ_Pの合計は、すだれ状電極Ｍ_iの電極交差幅
Ｌとsecαとの積に等しくなるような大きさに設定され
る。スイッチＷ_iはスイッチＷ_i-1およびスイッチＷ_i-2
から成り、スイッチＷ_i-1の出力端は電極Ｍ_i-1の入力端
に接続され、スイッチＷ_i-2の出力端は電極Ｍ_i-2の入力
端に接続されている。各すだれ状電極Ｒ_i1の出力端は互
いに１つの接続点Ｑ₁で接続され、各すだれ状電極Ｒ_i2
の出力端は互いに１つの接続点Ｑ₂で接続される。本発
明の超音波タッチパネルの第２の構造では、電極周期長
Ｐにほぼ対応する周波数の電気信号をすだれ状電極Ｔ₀
に入力することにより、圧電板Ｐ_Tに電極周期長Ｐとほ
ぼ等しい波長を有する一方向性の弾性表面波を励振し、
その弾性表面波を非圧電板の上端面の表面近傍に伝搬す
ることができる。また、各電極Ｍ_i-1と各接地電極Ｇ_iと
の間および各電極Ｍ_i-2と各接地電極Ｇ_iとの間に位相差
２πｙを有する電気信号Ｖ_iおよびＶ₂を移相器Ｓを介し
て入力することにより、圧電板Ｐ_Tに電極周期長Ｐとほ
ぼ等しい波長を有する一方向性の弾性表面波を励振し、
その弾性表面波を非圧電板の上端面の表面近傍に伝搬す
ることができる。一方向性の弾性表面波の励振は、より
いっそうの低消費電力駆動を可能にする。電気信号Ｖ_i
およびＶ₂の周波数は電極周期長Ｐにほぼ対応してい
る。ここで、電極Ｍ_i-1の電極指と電極Ｍ_i-2の電極指と
の間の距離のうち短い方の距離ｘＰにおいて、ｘ＜１／
２で、同時に、電気信号Ｖ_iとＶ₂との間の位相差２πｙ
において、ｘ＋ｙ＝±１／２が成り立つ場合に、圧電板
Ｐ_Tに一方向性の弾性表面波が励振される。たとえば、
ｘが１／４のときにはｙ＝１／４またはｙ＝−３／４と
なる。つまり、距離ｘＰをＰ／４とし、位相差２πｙを
π／２（９０°）または−３π／２（−２７０°）とす
る電気信号Ｖ_iおよびＶ₂を入力することにより、圧電板
Ｐ_Tに一方向性の弾性表面波を励振することが可能とな
る。各圧電板の厚さｄが電極周期長Ｐよりも小さく、非
圧電板の厚さが電極周期長Ｐのほぼ３倍以上であり、非
圧電板単体に伝搬する弾性表面波の位相速度が、各圧電
板単体に伝搬する弾性表面波の位相速度よりも大きいこ
とから、非圧電板の内部には超音波を漏洩させることな
く、非圧電板の表面近傍に効率よく弾性表面波を伝搬さ
せることができる。従って、低消費電力駆動が可能とな
るばかりでなく、非圧電板の支持が容易になる。非圧電
板を支持する場合には、非圧電板の上端面を除く部分の
支持が可能である。非圧電板の上端面に伝搬した弾性表
面波は１次以上の高次モードの波である。この１次以上
の高次モードの弾性表面波の位相速度が非圧電板単体に
伝搬するレイリー波の速度と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Ｔ₀およびＭ_i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、圧電板Ｐ_T
と非圧電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。すだれ
状電極Ｔ₀によって励振され非圧電板の上端面に伝搬さ
れた弾性表面波は、圧電板Ｐ_Rに伝搬された後、すだれ
状電極Ｒ₀によって位相θ_baseを有する電気信号に変換
され、すだれ状電極Ｒ₀から出力される。一方、各すだ
れ状電極Ｍ_iおよび各接地電極Ｇ_iによって励振され、非
圧電板の上端面に伝搬された一方向性の弾性表面波は、
圧電板Ｐ_Rに伝搬された後、各すだれ状電極Ｒ_i1および
Ｒ_i2によって位相θ_j（ｊ＝１，２，……，χ）を有す
る電気信号Ｅ_j（ｊ＝１，２，……，χ）にそれぞれ変
換される。電気信号Ｅ_jは電極周期長Ｐにほぼ対応する
周波数を有する。位相θ_jを合成することにより生ずる
位相Totalθ_jは零であり、電気信号Ｅ_jを合成すること
により生ずる電気信号TotalＥ_jの振幅は零である。つま
り、電気信号TotalＥ_jは各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2
において検出されることはない。本発明の超音波タッチ
パネルの第２の構造では、非圧電板の上端面において、
すだれ状電極Ｍ_iおよびＲ_i1は弾性表面波の伝搬路Ｄ_i1
（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を形成し、すだれ状電極Ｍ_i
およびＲ_i2は弾性表面波の伝搬路Ｄ_i2（ｉ＝１，２，…
…，Ｎ）を形成する。各伝搬路Ｄ_i1はそれぞれ微細伝搬
路Ｚ_j（ｊ＝１，２，……，χ）で成り、各伝搬路Ｄ_i2
もまたそれぞれ微細伝搬路Ｚ_j（ｊ＝１，２，……，
χ）で成る。微細伝搬路Ｚ_jはそれぞれ位相θ_jに対応し
ている。また、非圧電板の上端面における位置Ｆ_j（ｊ
＝１，２，……，χ）を、微細伝搬路Ｚ_jに対応させる
ことができる。微細伝搬路Ｚ_xに対応する位置Ｆ_xに人指
または物体が接触すると、すだれ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2
のどれかにおいて位相θを有する出力電気信号Ｅが情報
処理部によって検出される。つまり、非圧電板の上端面
を接触すると、超音波の微細伝搬路Ｚ_xが遮断されるこ
とから、その微細伝搬路Ｚ_xに対応する弾性表面波が各
すだれ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2において位相θ_xを有する
電気信号Ｅ_xに変換されることがないので、全体として
の均衡が崩れて各すだれ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2において
出力電気信号Ｅが検出されることになる。従って、出力
電気信号Ｅは電気信号TotalＥ_jから電気信号Ｅ_xを除い
た成分と等しくなり、出力電気信号Ｅの位相θは位相To
talθ_jから位相θ_xを除いた成分と等しくなる。本発明
の超音波タッチパネルの情報処理部では、まず第１に、
スイッチＷ_iを順次に所定の周期で断続する機能を有す
る。この場合、スイッチＷ_i-1とそれに対応するスイッ
チＷ_i-2とは常に同じ状態に置かれる。たとえば、スイ
ッチＷ_2-1が接続していればスイッチＷ_2-2も接続してい
る。このようにして、すだれ状電極Ｍ_iに順次に所定の
周期で電気信号を入力できる。第２に、位置Ｆ_xに人指
または物体が接触したことを、接続点Ｑ₁またはＱ₂にお
いて位相θを有する電気信号Ｅが出力されることにより
感知する。第３に、出力電気信号Ｅが検出された接続点
Ｑ₁またはＱ₂を判別する。第４に、出力電気信号Ｅが検
出された時に接続されていたスイッチＷ_iを特定する。
そして第５に、位相θ_baseと位相θとの差を検出するこ
とにより、微細伝搬路Ｚ_xに対応する接触位置Ｆ_xを特定
する。本発明の超音波タッチパネルでは、超音波送受波
手段Ｘにおけるすだれ状電極Ｔ₀とＲ₀との間の弾性表面
波の伝搬路を遅延素子とする発振器を構成することが可
能である。このとき、超音波送受波手段Ｘにおけるすだ
れ状電極Ｒ₀の出力端は、超音波送受波手段ＸおよびＹ
におけるそれぞれのすだれ状電極Ｔ₀の入力端に増幅器
Ａ_Xを介して接続される。このようにして、低電圧で、
低消費電力駆動が可能となる。本発明の超音波タッチパ
ネルでは、超音波送受波手段Ｘにおける伝搬路Ｄ_i1およ
びＤ_i2と、超音波送受波手段Ｙにおける伝搬路Ｄ_i1およ
びＤ_i2とを互いに直交させる構造を採用することによ
り、互いに直交するそれらの伝搬路をそれぞれＸ軸およ
びＹ軸とする２次元の座標に対応させることが可能とな
る。本発明の超音波タッチパネルでは、伝搬路Ｄ_i1およ
びＤ_i2を互いに隣接させるかまたは一部分を重複させる
構造、すなわち、伝搬路Ｄ_i1，Ｄ_i2，Ｄ_(i+1)1，Ｄ
_(i+1)2……，が互いに隣接するかまたは一部分が重複し
た構造を採用することにより、非圧電板の上端面にまん
べんなく弾性表面波を伝搬させることができる。本発明
の超音波タッチパネルでは、各圧電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
板Ｐ_Tに効率よく弾性表面波を励振し非圧電板の表面近
傍に伝搬させ、その非圧電板の表面近傍に伝搬した弾性
表面波を効率よく圧電板Ｐ_Rに伝搬することを可能にす
る。本発明の超音波タッチパネルでは、各圧電板として
ＰＶＤＦその他の高分子圧電フィルムを採用することに
より、圧電板Ｐ_Tに効率よく弾性表面波を励振し非圧電
板の表面近傍に伝搬さ、その非圧電板の表面近傍に伝搬
した弾性表面波を効率よく圧電板Ｐ_Rに伝搬することを
可能にする。

【実施例】図１は本発明の超音波タッチパネルの第１の
実施例を示す断面図である。本実施例は非圧電板１、支
持基板２、情報処理部３、スイッチＷ₁，Ｗ₂、増幅器Ａ
_X、Ｘ軸方向の超音波送受波手段ＸおよびＹ軸方向の超
音波送受波手段Ｙから成る。超音波送受波手段Ｘはすだ
れ状電極Ｔ_X0、すだれ状電極Ｔ_X1，Ｔ_X2、すだれ状電極
Ｒ_X0、すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13，Ｒ_X14，Ｒ
_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23，Ｒ_X24、圧電板Ｐ_TXおよび圧電板Ｐ
_RXから成る。超音波送受波手段Ｙはすだれ状電極Ｔ_Y0、
すだれ状電極Ｔ_Y1，Ｔ_Y2、すだれ状電極Ｒ_Y0、すだれ状
電極Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ
_Y23，Ｒ_Y24、圧電板Ｐ_TYおよび圧電板Ｐ_RYから成る。各
すだれ状電極はアルミニウム薄膜で成る。但し、図１で
は非圧電板１、支持基板２、圧電板Ｐ_TX，圧電板Ｐ_RX、
すだれ状電極Ｔ_X1およびＲ_X11のみが描かれている。各
圧電板は厚さ１５０μｍの圧電セラミックで成る。非圧
電板１は厚さ１．５ｍｍのガラスで成る。各圧電板は非
圧電板１の上端面に厚さ約２０μｍのエポキシ系樹脂に
よって固着されている。非圧電板１の下端面は支持基板
２に固着され支持されている。図２は図１の超音波タッ
チパネルの平面図である。図２では非圧電板１、各圧電
板および各すだれ状電極のみが描かれている。すだれ状
電極Ｔ_X0，Ｔ_X1およびＴ_X2は圧電板Ｐ_TXの上端面に設け
られ、すだれ状電極Ｒ_X0，Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_{X1 3}，
Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23およびＲ_X24は圧電板Ｐ_RX
の上端面に設けられ、すだれ状電極Ｔ_Y0，Ｔ_Y1およびＴ
_Y2は圧電板Ｐ_TYの上端面に設けられ、すだれ状電極
Ｒ_Y0，Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ
_Y23およびＲ_Y24は圧電板Ｐ_RYの上端面に設けられてい
る。このようにして、各すだれ状電極は各圧電板の上端
面に設けられているが、下端面に設けられた構造、すな
わち各すだれ状電極が各圧電板と非圧電板１との界面に
設けられた構造も可能である。また、本実施例では各圧
電板がそれぞれ独立した構造を有しているが、隣あった
２つの圧電板どうしが結合して一体となった構造を採用
することも可能である。すだれ状電極Ｔ_X0，Ｒ_X0，Ｔ_Y0
およびＲ_Y0は同様な構造を有し、それらの電極交差幅は
すだれ状電極Ｔ_X1，Ｔ_X2，Ｔ_Y1およびＴ_Y2よりも短い。
すだれ状電極Ｔ_X1，Ｔ_X2，Ｔ_Y1およびＴ_Y2は同様な構造
を有する。また、すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_{X1 3}，
Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23，Ｒ_X24，Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，
Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ_Y23およびＲ_Y24は同様
な構造を有する。すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13，
Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23およびＲ_X24の電極指の方
向と、すだれ状電極Ｔ_X1およびＴ_X2の電極指の方向とは
互いに平行ではない。すだれ状電極Ｒ_{Y1 1}，Ｒ_Y12，Ｒ
_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ_Y23およびＲ_Y24の電極指
の方向と、すだれ状電極Ｔ_Y1およびＴ_Y2の電極指の方向
とは互いに平行ではない。図３は図１の超音波タッチパ
ネルの部分拡大平面図である。図３では各すだれ状電極
の位置関係が示される。各すだれ状電極はそれぞれ１０
対の電極指を有する。すだれ状電極Ｔ_X0，Ｒ_X0，Ｔ_Y0お
よびＲ_Y0の電極交差幅は１ｍｍ、電極周期長Ｐは４００
μｍである。すだれ状電極Ｔ_X1，Ｔ_X2，Ｔ_Y1およびＴ_Y2
の電極交差幅Ｌは１２ｍｍ、電極周期長Ｐは４００μｍ
である。すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13およびＲ_X14
それぞれの、すだれ状電極Ｔ_X1の電極指の方向での交差
幅Ｌ_Nの合計は、すだれ状電極Ｔ_X1の電極交差幅Ｌと等
しく、すだれ状電極Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23およびＲ_X24そ
れぞれの、すだれ状電極Ｔ_X2の電極指の方向での交差幅
Ｌ_Nの合計は、すだれ状電極Ｔ_X2の電極交差幅Ｌと等し
い。また、すだれ状電極Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13およびＲ
_Y14それぞれの、すだれ状電極Ｔ_Y1の電極指の方向での
交差幅Ｌ_Nの合計は、すだれ状電極Ｔ_Y1の電極交差幅Ｌ
と等しく、すだれ状電極Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ_Y23およびＲ
_Y24それぞれの、すだれ状電極Ｔ_Y2の電極指の方向での
交差幅Ｌ_Nの合計は、すだれ状電極Ｔ_Y2の電極交差幅Ｌ
と等しい。本実施例の超音波タッチパネルでは、非圧電
板１の上端面において、すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ
_X13，Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23およびＲ_X24における
各交差幅Ｌ_Nの範囲内の、すだれ状電極Ｔ_X1およびＴ_X2
の電極指の方向に沿った位置Ｆ_j（ｊ＝１，２，……，
χ）を人指または物体で接触した場合に、その位置を検
出することができる。同様にして、すだれ状電極
Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ_Y23お
よびＲ_Y24における各交差幅Ｌ_Nの範囲内の、すだれ状電
極Ｔ_Y1およびＴ_Y2の電極指の方向に沿った位置Ｆ_j（ｊ
＝１，２，……，χ）を人指または物体で接触した場合
に、その位置を検出することができる。図４はすだれ状
電極Ｒ_X11を示す平面図である。すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ
_X12，Ｒ_X13，Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23およびＲ_X24
の電極指の方向はすだれ状電極Ｔ_X1およびＴ_X2の電極指
の方向に対して角αの傾きを有し、すだれ状電極
Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ_Y23お
よびＲ_Y24の電極指の方向はすだれ状電極Ｔ_Y1およびＴ
_Y2の電極指の方向に対して角αの傾きを有する。すだれ
状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13，Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ
_X23，Ｒ_X24，Ｒ_Y11，Ｒ_{Y 12}，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ
_Y22，Ｒ_Y23およびＲ_Y24の電極指に直交する方向での電
極指の周期長Ｐ_Nは、電極周期長Ｐとcosαとの積に等し
くなるような大きさに設定されている。すだれ状電極Ｒ
_X11、Ｒ_X12、Ｒ_X13およびＲ_X14の電極指の方向でのそれ
ぞれの交差幅Ｌ_Pは交差幅Ｌ_Nとsecαとの積に等しい。
つまり、交差幅Ｌ_Pの合計は、電極交差幅Ｌとsecαとの
積に等しくなるような大きさに設定されている。同様に
して、すだれ状電極Ｒ_X21、Ｒ_X22、Ｒ_X23およびＲ_X24の
電極指の方向でのそれぞれの交差幅Ｌ_Pの合計は、電極
交差幅Ｌとsecαとの積に等しくなるような大きさに設
定されている。すだれ状電極Ｒ_Y11、Ｒ_Y12、Ｒ_Y13およ
びＲ_Y14の電極指の方向でのそれぞれの交差幅Ｌ_Pの合計
は、電極交差幅Ｌとsecαとの積に等しくなるような大
きさに設定されている。すだれ状電極Ｒ_Y21、Ｒ_Y22、Ｒ
_Y23およびＲ_Y24の電極指の方向でのそれぞれの交差幅Ｌ
_Pの合計は、電極交差幅Ｌとsecαとの積に等しくなるよ
うな大きさに設定されている。図５は図１の超音波タッ
チパネルの駆動回路を示す図である。情報処理部３は８
つの位相比較器４、コンピュータ５およびスイッチ切り
替え器６から成る。スイッチＷ₁の出力端はすだれ状電
極Ｔ_X1およびＴ_Y1の入力端に接続され、スイッチＷ₂の
出力端はすだれ状電極Ｔ_X2およびＴ_Y2の入力端に接続さ
れている。すだれ状電極Ｒ_X11とＲ_X21、すだれ状電極Ｒ
_X12とＲ_X22、すだれ状電極Ｒ_X13とＲ_X23、およびすだれ
状電極Ｒ_X14とＲ_X24において、それぞれ２つの出力端は
互いに接続点Ｑ_X1，Ｑ_X2，Ｑ_X3およびＱ_X4で接続され、
各増幅器ＡＭＰを介して各位相比較器４の入力端に接続
されている。すだれ状電極Ｒ_Y11とＲ_Y21、すだれ状電極
Ｒ_Y12とＲ_Y22、すだれ状電極Ｒ_Y13とＲ_Y23、およびすだ
れ状電極Ｒ_Y14とＲ_Y24において、それぞれ２つの出力端
は互いに接続点Ｑ_Y1，Ｑ_Y2，Ｑ_Y3およびＱ_Y4で接続さ
れ、各増幅器ＡＭＰを介して各位相比較器４の入力端に
接続されている。図５の駆動回路において、すだれ状電
極Ｔ_X0，Ｔ_X1およびＴ_X2から電極周期長Ｐにほぼ対応す
る周波数の電気信号を入力すると、圧電板Ｐ_TXに電極周
期長Ｐとほぼ等しい波長を有する弾性表面波が励振さ
れ、非圧電板１の上端面の表面近傍に伝搬される。すだ
れ状電極Ｔ_X0によって励振され非圧電板１の上端面の表
面近傍に伝搬された弾性表面波は、圧電板Ｐ_RXに伝搬さ
れた後、すだれ状電極Ｒ_X0によって位相θ_baseを有する
電気信号に変換され出力される。すだれ状電極Ｒ_X0によ
って出力された電気信号は増幅器Ａ_Xによって増幅され
る。増幅された電気信号の一部はすだれ状電極Ｔ_X0お
よびＴ_Y0に再び入力される。このようにして、すだれ状
電極Ｔ_X0とＲ_X0との間の弾性表面波の伝搬路を遅延素子
とする発振器を構成することができる。すだれ状電極Ｒ
_X0から出力され、増幅された電気信号の残部は４つの
位相比較器４の入力端に接続される。すだれ状電極Ｔ_X1
によって励振され非圧電板１の上端面の表面近傍に伝搬
された弾性表面波は、圧電板Ｐ_RXに伝搬された後、すだ
れ状電極Ｒ_X11、Ｒ_X12、Ｒ_X13およびＲ_X14それぞれによ
って位相θ_j（ｊ＝１，２，……，χ）を有する電気信
号Ｅ_j（ｊ＝１，２，……，χ）に変換される。すだれ
状電極Ｔ_X2によって励振され非圧電板１の上端面の表面
近傍に伝搬された弾性表面波は、圧電板Ｐ_RXに伝搬され
た後、すだれ状電極Ｒ_X21、Ｒ_X22、Ｒ_X23およびＲ_X24そ
れぞれによって位相θ_j（ｊ＝１，２，……，χ）を有
する電気信号Ｅ_j（ｊ＝１，２，……，χ）に変換され
る。電気信号Ｅ_jは電極周期長Ｐにほぼ対応する周波数
を有する。位相θ_jを合成することにより生ずる位相Tot
alθ_jは零であり、電気信号Ｅ_jを合成することにより生
ずる電気信号TotalＥ_jの振幅は零である。つまり、電気
信号TotalＥ_jは各すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13，
Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23およびＲ_X24において検出
されることはない。図５の駆動回路において、すだれ状
電極Ｔ_Y0，Ｔ_Y1およびＴ_Y2から電極周期長Ｐにほぼ対応
する周波数の電気信号を入力すると、圧電板Ｐ_TYに電極
周期長Ｐとほぼ等しい波長を有する弾性表面波が励振さ
れ、非圧電板１の上端面の表面近傍に伝搬される。すだ
れ状電極Ｔ_Y0によって励振され非圧電板１の上端面の表
面近傍に伝搬された弾性表面波は、圧電板Ｐ_RYに伝搬さ
れた後、すだれ状電極Ｒ_Y0によって位相θ_baseを有する
電気信号に変換され出力される。すだれ状電極Ｒ_Y0によ
って出力された電気信号は増幅器Ａ_Yによって増幅され
る。増幅された電気信号の一部はスイッチ切り替え器
６の入力端に入力され、残部は４つの位相比較器４の
入力端に接続される。スイッチ切り替え器６はコンピュ
ータ５の指令によってスイッチＷ₁およびＷ₂を交互に切
り替え、電気信号をすだれ状電極Ｔ_X1およびＴ_Y1と、
すだれ状電極Ｔ_X2およびＴ_Y2に交互に入力する。すだれ
状電極Ｔ _Y1によって励振され非圧電板１の上端面の表面
近傍に伝搬された弾性表面波は、圧電板Ｐ_RYに伝搬され
た後、すだれ状電極Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13およびＲ_Y14そ
れぞれによって位相θ_j（ｊ＝１，２，……，χ）を有
する電気信号Ｅ_j（ｊ＝１，２，……，χ）に変換され
る。すだれ状電極Ｔ_Y2によって励振され非圧電板１の上
端面の表面近傍に伝搬された弾性表面波は、圧電板Ｐ_RY
に伝搬された後、すだれ状電極Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ_Y23お
よびＲ_Y24それぞれによって位相θ_j（ｊ＝１，２，…
…，χ）を有する電気信号Ｅ_j（ｊ＝１，２，……，
χ）に変換される。電気信号Ｅ_jは電極周期長Ｐにほぼ
対応する周波数を有する。位相θ_jを合成することによ
り生ずる位相Totalθ_jは零であり、電気信号Ｅ_jを合成
することにより生ずる電気信号TotalＥ_jの振幅は零であ
る。つまり、電気信号TotalＥ_jは各すだれ状電極
Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ_Y23お
よびＲ_Y24において検出されることはない。第１の実施
例の超音波タッチパネルでは、非圧電板１の上端面にお
いて、すだれ状電極Ｔ_X1およびＴ_X2と、すだれ状電極Ｒ
_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13，Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23およ
びＲ_X24との間に弾性表面波の伝搬路Ｄ_X11，Ｄ_X12，Ｄ
_X13，Ｄ_X14，Ｄ_X21，Ｄ_X22，Ｄ_X23およびＤ_X24が形成さ
れる。同様にして、すだれ状電極Ｔ_Y1およびＴ_Y2と、す
だれ状電極Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，
Ｒ_{Y 22}，Ｒ_Y23およびＲ_Y24との間に弾性表面波の伝搬路
Ｄ_Y11，Ｄ_Y12，Ｄ_Y13，Ｄ_Y14，Ｄ_Y21，Ｄ_Y22，Ｄ_Y23お
よびＤ_Y24が形成される。各伝搬路はそれぞれ微細伝搬
路Ｚ_j（ｊ＝１，２，……，χ）から成る。第１の実施
例の超音波タッチパネルでは、位相θ_jを位置Ｆ_jに対応
させることが可能である。また、位置Ｆ_jを微細伝搬路
Ｚ_jに対応させることが可能である。もしも、位置Ｆ_xを
接触すると、すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13，
Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23およびＲ_X24のどれかにお
いて位相θを有する電気信号Ｅが出力されるとともに、
すだれ状電極Ｒ_{Y1 1}，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ
_Y22，Ｒ_Y23およびＲ_Y24のどれかにおいて位相θを有す
る電気信号Ｅが出力される。接触位置Ｆ_xは、微細伝搬
路Ｚ_xに対応するとともに、位相θ_xを有する電気信号Ｅ
_xに対応する。このとき、出力電気信号Ｅは電気信号Tot
alＥ_jから電気信号Ｅ_xを除いた成分と等しく（Ｅ＝Tota
lＥ_j−Ｅ_x＝−Ｅ_x）、出力電気信号Ｅの位相θは位相To
talθ_jから位相θ_xを除いた成分と等しくなる（θ＝Tot
alθ_j−θ_x＝−θ_x）。つまり、非圧電板１の上端面を
接触しない場合には、電気信号TotalＥ_jは均衡がとれて
零であったものが、接触により超音波の微細伝搬路Ｚ_x
が遮断されると、その微細伝搬路Ｚ_xに対応する弾性表
面波が電気信号Ｅ_xに変換されることがないので、全体
としての均衡が崩れて位相θを有する電気信号Ｅが出力
されることになる。位相比較器４は位相θ_{ba se}と位相θ
との差（θ_base−θ）を検出し、コンピュータ５は、こ
の位相差（θ_base−θ）から接触した微細伝搬路Ｚ_xに
対応する接触位置Ｆ_xを検出する。第１の実施例の超音
波タッチパネルでは、コンピュータ５は、スイッチ切り
替え器６に指令を出してスイッチＷ₁およびＷ₂を交互に
切り替えるとともに、出力電気信号Ｅが検出された時に
接続されていたスイッチＷ₁またはＷ₂を特定することが
できる。従って、接触位置Ｆ_xに対応する微細伝搬路Ｚ_x
が伝搬路Ｄ_X11，Ｄ_{X 12}，Ｄ_X13，Ｄ_X14，Ｄ_Y11，Ｄ_Y12，
Ｄ_Y13およびＤ_Y14で成るグループに含まれるのか、また
は伝搬路Ｄ_X21，Ｄ_X22，Ｄ_X23，Ｄ_X24，Ｄ_Y21，Ｄ_Y22，
Ｄ_Y23およびＤ_Y24で成るグループに含まれるのかが分か
る。また、位相差（θ_base−θ）が検出されたときの位
相比較器４を特定することにより、接触位置Ｆ_xに対応
する微細伝搬路Ｚ_xが伝搬路Ｄ_X11およびＤ_X21で成る対
に含まれるのか、伝搬路Ｄ_X12およびＤ_X22で成る対に含
まれるのか、伝搬路Ｄ_X13およびＤ_X23で成る対に含まれ
るのか、伝搬路Ｄ_X14およびＤ_X24で成る対に含まれるの
か、伝搬路Ｄ_Y11およびＤ_Y21で成る対に含まれるのか、
伝搬路Ｄ_Y12およびＤ_Y22で成る対に含まれるのか、伝搬
路Ｄ_Y13およびＤ_Y23で成る対に含まれるのか、伝搬路Ｄ
_Y14およびＤ_{Y 24}で成る対に含まれるのかが分かる。この
ようにして、出力電気信号Ｅが検出された時に接続され
ていたスイッチＷ₁またはＷ₂を特定するとともに、位相
差（θ_base−θ）が検出された位相比較器４を特定する
ことにより、接触位置Ｆ_xに対応する微細伝搬路Ｚ_xを含
む伝搬路が判明する。さらに、この位相差（θ_base−
θ）から接触位置Ｆ_xを特定することができる。本実施
例の超音波タッチパネルでは、超音波送受波手段Ｘにお
ける各伝搬路と、超音波送受波手段Ｙにおける各伝搬路
とが互いに直交している。従って、互いに直交するそれ
らの伝搬路をそれぞれＸ軸およびＹ軸とする２次元の座
標に対応させることができる。超音波送受波手段Ｘにお
ける各伝搬路どうしは互いに隣接しており、超音波送受
波手段Ｙにおける各伝搬路どうしは互いに隣接してい
る。従って、非圧電板１の上端面にまんべんなく弾性表
面波を伝搬させることができるので、より細密な接触位
置の検出が可能であり、非圧電板１の上端面を隙間なく
利用できる。図６は圧電板Ｐ_TX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電気機械結合係数
ｋ²と、弾性表面波の周波数ｆと圧電板Ｐ_TXの厚さｄと
の積（ｆｄ）との関係を示す特性図である。但し、図６
では、非圧電板１が、非圧電板１単体を伝搬する弾性表
面波の横波の速度が３０９１ｍ／ｓで縦波の速度が５５
９２ｍ／ｓであるような材質で成る場合の特性図が示さ
れる。この横波速度３０９１ｍ／ｓおよび縦波速度５５
９２ｍ／ｓという値は、圧電板Ｐ_TX単体の場合の横波速
度２４５０ｍ／ｓおよび縦波速度４３９０ｍ／ｓそれぞ
れのほぼ１．３倍である。図６では、入力用すだれ状電
極に加えられる電気的エネルギーは特に１次モードの弾
性表面波に最も効率よく変換されることが分かる。入力
用すだれ状電極に加えられる電気的エネルギーが１次モ
ードの弾性表面波に最も変換されやすいのはｆｄ値が約
１．３ＭＨｚ・ｍｍのときで、このときｋ²は最大値の
約４．７％を示す。ここでのｋ²値は、弾性表面波用の
圧電基板として実用域にあるＬｉＮｂＯ₃単結晶が５％
程度の値であることと比較しても評価に値することが明
らかである。図７は圧電板Ｐ_TX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、ｆｄ値に対する各モ
ードの位相速度を示す図である。但し、図７では、非圧
電板１が図６と同様な材質で成る場合の特性図が示され
る。○印は、入力用すだれ状電極に加えられる電気的エ
ネルギーが各モードの弾性表面波に最も効率よく変換さ
れるｆｄ値（図６から算出した値で、ｋ²が最大値を示
すｆｄ値）を示す。１次以上の高次モードの○印におけ
る位相速度はほぼ一定（約２９８０ｍ／ｓ）で、非圧電
板１単体に伝搬するレイリー波速度（２８５０ｍ／ｓ）
とほぼ等しい。図８は圧電板Ｐ_TX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ｋ²値と、ｆｄ
値との関係を示す特性図である。但し、図８では、非圧
電板１が、非圧電板１単体を伝搬する弾性表面波の横波
の速度が４２０３ｍ／ｓで縦波の速度が７６０４ｍ／ｓ
であるような材質で成る場合の特性図が示される。この
横波速度４２０３ｍ／ｓおよび縦波速度７６０４ｍ／ｓ
という値は、圧電板Ｐ_TX単体の場合の横波速度２４５０
ｍ／ｓおよび縦波速度４３９０ｍ／ｓそれぞれのほぼ
１．７倍である。図８では、入力用すだれ状電極に加え
られる電気的エネルギーは特に１次モードの弾性表面波
に最も効率よく変換されることが分かる。入力用すだれ
状電極に加えられる電気的エネルギーが１次モードの弾
性表面波に最も変換されやすいのはｆｄ値が約０．７Ｍ
Ｈｚ・ｍｍのときで、このときｋ²は最大値の約１４．
０％を示す。図９は圧電板Ｐ_TX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、ｆｄ値に対する各モ
ードの位相速度を示す図である。但し、図９では、非圧
電板１が図８と同様な材質で成る場合の特性図が示され
る。○印は、入力用すだれ状電極に加えられる電気的エ
ネルギーが各モードの弾性表面波に最も効率よく変換さ
れるｆｄ値（図８から算出した値で、ｋ²が最大値を示
すｆｄ値）を示す。１次以上の高次モードの○印におけ
る位相速度はほぼ一定（約３８００ｍ／ｓ）で、非圧電
板１単体に伝搬するレイリー波速度（３８６０ｍ／ｓ）
とほぼ等しい。図６〜９より、非圧電板１に効率よく伝
搬される弾性表面波は１次以上の高次モードの波である
ことが分かる。また、入力用すだれ状電極に加えられる
電気的エネルギーが１次以上の高次モードの弾性表面波
に最も変換されやすい位相速度は、非圧電板１単体に伝
搬するレイリー波速度とほぼ等しい。同様にして、出力
用すだれ状電極において１次以上の高次モードの弾性表
面波が電気信号に変換される場合、その弾性表面波の位
相速度が非圧電板１単体に伝搬するレイリー波速度とほ
ぼ等しいときに効率よく電気信号に変換される。図１０
は非圧電板１の上端面の接触位置Ｆ_xと、超音波送受波
手段ＸまたはＹにおける位相比較器４で検出される位相
差（θ_base−θ）との関係を示す特性図である。但し、
位置Ｆ_xとＦ_x-1との距離は０．５ｍｍとした。位置Ｆ_x
が零から１２ｍｍの間であるのは、すだれ状電極Ｔ_X1，
Ｔ_X2，Ｔ_Y1またはＴ_Y2の電極交差幅Ｌが１２ｍｍである
ことによる。位置Ｆ_xと位相差（θ_base−θ）との間に
は良好な線形性があることが分かる。このようにして、
位相差（θ_base−θ）から接触した位置Ｆ_xを判別する
ことが可能となる。図１１は本発明の超音波タッチパネ
ルの第２の実施例を示す部分断面図である。本実施例は
第１の実施例のすだれ状電極Ｔ_X1，Ｔ_X2，Ｔ_Y1およびＴ
_Y2がすだれ状電極Ｍ_X1，Ｍ_X2，Ｍ_Y1およびＭ_Y2に置き換
わり、スイッチＷ₁がスイッチＷ₁₁およびＷ₁₂に置き換
わり、スイッチＷ₂がスイッチＷ₂₁およびＷ₂₂に置き換
わるとともに、新たに接地電極Ｇ_X1，Ｇ_X2，Ｇ_Y1，Ｇ_Y2
および移相器Ｓが加わったものである。図１１ではすだ
れ状電極Ｍ_X1、接地電極Ｇ_X1および移相器Ｓの関係が描
かれている。接地電極Ｇ_X1，Ｇ_X2，Ｇ_Y1およびＧ_Y2はア
ルミニウム薄膜で成り、同様な構造を成す。接地電極Ｇ
_X1およびＧ_X2は、圧電板Ｐ_TXの下端面のすだれ状電極Ｍ
_X1およびＭ_X2に対応する部分にそれぞれ設けられ、接地
電極Ｇ_Y1およびＧ_Y2は、圧電板Ｐ_TYのすだれ状電極Ｍ_Y1
およびＭ_Y2に対応する部分にそれぞれ設けられている。
移相器ＳはコイルＬ₁を含む。図１２は図１１の超音波
タッチパネルの部分拡大平面図である。図１２では各す
だれ状電極の位置関係が示される。すだれ状電極Ｍ_X1，
Ｍ_X2，Ｍ_Y1およびＭ_Y2はそれぞれ１０対の電極指を有
し、電極交差幅Ｌは１２ｍｍ、電極周期長Ｐは４００μ
ｍである。すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13およびＲ
_X14それぞれの、すだれ状電極Ｍ_X1の電極指の方向での
交差幅Ｌ_Nの合計は、すだれ状電極Ｍ_X1の電極交差幅Ｌ
と等しく、すだれ状電極Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23およびＲ
_X24それぞれの、すだれ状電極Ｍ_X2の電極指の方向での
交差幅Ｌ_Nの合計は、すだれ状電極Ｍ_X2の電極交差幅Ｌ
と等しい。また、すだれ状電極Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13お
よびＲ_Y14それぞれの、すだれ状電極Ｍ_Y1の電極指の方
向での交差幅Ｌ_Nの合計は、すだれ状電極Ｍ_Y1の電極交
差幅Ｌと等しく、すだれ状電極Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ_Y23お
よびＲ_Y24それぞれの、すだれ状電極Ｍ_Y2の電極指の方
向での交差幅Ｌ_Nの合計は、すだれ状電極Ｍ_Y2の電極交
差幅Ｌと等しい。本実施例の超音波タッチパネルでは、
非圧電板１の上端面において、すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ
_X12，Ｒ_X13，Ｒ_X14，Ｒ_{X2 1}，Ｒ_X22，Ｒ_X23およびＲ_X24
における各交差幅Ｌ_Nの範囲内の、すだれ状電極Ｍ_{X 1}お
よびＭ_X2の電極指の方向に沿った位置Ｆ_j（ｊ＝１，
２，……，χ）を人指または物体で接触した場合に、そ
の位置を検出することができる。同様にして、すだれ状
電極Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ
_Y23およびＲ_Y24における各交差幅Ｌ_Nの範囲内の、すだ
れ状電極Ｍ_Y1およびＭ_Y2の電極指の方向に沿った位置Ｆ
_j（ｊ＝１，２，……，χ）を人指または物体で接触し
た場合に、その位置を検出することができる。図１３は
すだれ状電極Ｍ_X1を示す平面図である。すだれ状電極Ｍ
_X1は電極Ｍ_{X1 -1}およびＭ_X1-2から成り、電極Ｍ_X1-1の電
極指と電極Ｍ_X1-2の電極指との間の距離には２種類あっ
て、そのうち短い方の距離ｘＰは１００μｍである。す
だれ状電極Ｍ_X2，Ｍ_Y1およびＭ_Y2はすだれ状電極Ｍ_X1と
同様な構造を成す。図１４は図１１の超音波タッチパネ
ルの駆動回路を示す図である。スイッチＷ₁₁の出力端は
すだれ状電極Ｍ_X1-1およびＭ_Y1-1の入力端に接続され、
スイッチＷ₁₂の出力端はすだれ状電極Ｍ_X1-2およびＭ
_Y1-2の入力端に接続され、スイッチＷ₂₁の出力端はすだ
れ状電極Ｍ_X2-1およびＭ_Y2-1の入力端に接続され、スイ
ッチＷ₂₂の出力端はすだれ状電極Ｍ_X2-2およびＭ_Y2-2の
入力端に接続されている。すだれ状電極Ｒ_X11とＲ_X21、
すだれ状電極Ｒ_X12とＲ_X22、すだれ状電極Ｒ_X13と
Ｒ_X23、およびすだれ状電極Ｒ_X14とＲ_X24において、そ
れぞれ２つの出力端は互いに接続点Ｑ_X1，Ｑ_X2，Ｑ_X3お
よびＱ_X4で接続され、各増幅器ＡＭＰを介して各位相比
較器４の入力端に接続されている。すだれ状電極Ｒ_Y11
とＲ_Y21、すだれ状電極Ｒ_Y12とＲ_Y22、すだれ状電極Ｒ
_Y13とＲ_Y23、およびすだれ状電極Ｒ_Y14とＲ_Y24におい
て、それぞれ２つの出力端は互いに接続点Ｑ_Y1，Ｑ_Y2，
Ｑ_Y3およびＱ_Y4で接続され、各増幅器ＡＭＰを介して各
位相比較器４の入力端に接続されている。図１４の駆動
回路では、すだれ状電極Ｔ_X0，Ｒ_X0，Ｔ_Y0およびＲ_Y0は
図５の駆動回路と同様な機能を果たす。また、すだれ状
電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13，Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ
_X23，Ｒ_X24，Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ
_Y22，Ｒ_Y23およびＲ_Y24についても図５の駆動回路と同
様な機能を果たす。電極Ｍ_X1-1と接地電極Ｇ_X1との間お
よび電極Ｍ_X1-2と接地電極Ｇ_X1との間に位相差が９０°
または−２７０°の電気信号Ｖ_iおよびＶ₂が移相器Ｓお
よびスイッチ切り替え器６を介してスイッチＷ₁₁および
Ｗ₁₂から入力されると、圧電板Ｐ_TXに電極周期長Ｐとほ
ぼ等しい波長を有する一方向性の弾性表面波が励振さ
れ、非圧電板１の上端面の表面近傍に伝搬される。ここ
で、電極Ｍ_X1-1の電極指と電極Ｍ_X1-2の電極指との間の
距離のうち短い方の距離ｘＰにおいて、ｘ＜１／２で、
同時に、電気信号Ｖ₁とＶ₂との間の位相差２πｙにおい
て、ｘ＋ｙ＝±１／２が成り立つ場合に、圧電板Ｐ_TXに
一方向性の弾性表面波が励振される。たとえば、ｘが１
／４のときにはｙ＝１／４またはｙ＝−３／４となる。
つまり、距離ｘＰをＰ／４とし、位相差２πｙをπ／２
（９０°）または−３π／２（−２７０°）とする電気
信号Ｖ₁およびＶ₂を入力することにより、圧電板Ｐ_TXに
一方向性の弾性表面波を励振することが可能となる。こ
のようにして、すだれ状電極Ｍ_X1と接地電極Ｇ_X1によっ
て圧電板Ｐ_TXに一方向性の弾性表面波を励振することが
できる。同様にして、すだれ状電極Ｍ_X2と接地電極Ｇ_X2
によって圧電板Ｐ_TXに一方向性の弾性表面波を励振する
ことができる。また、すだれ状電極Ｍ_Y1と接地電極
Ｇ_Y1、およびすだれ状電極Ｍ_Y2と接地電極Ｇ_Y2によって
圧電板Ｐ_TYに一方向性の弾性表面波を励振することがで
きる。電気信号は移相器Ｓを介してスイッチ切り替え
器６の入力端に入力される。スイッチ切り替え器６はコ
ンピュータ５の指令によってスイッチＷ₁₁およびＷ
₁₂と、スイッチＷ₂₁およびＷ₂₂とを交互に切り替え、電
気信号をすだれ状電極Ｍ_X1およびＭ_Y1と、すだれ状電
極Ｍ_X2およびＭ_Y2に交互に入力する。このとき、スイッ
チＷ₁₁が接続されればスイッチＷ₁₂も接続され、またス
イッチＷ₂₁が接続されればスイッチＷ₂₂も接続される。
第２の実施例の超音波タッチパネルでは、非圧電板１の
上端面において、すだれ状電極Ｍ_X1およびＭ_X2と、すだ
れ状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13，Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，
Ｒ_X23およびＲ_X24との間に弾性表面波の伝搬路Ｄ_X11，
Ｄ_X12，Ｄ_X13，Ｄ_X14，Ｄ_X21，Ｄ_X22，Ｄ_X23およびＤ
_X24が形成される。同様にして、すだれ状電極Ｍ_Y1およ
びＭ_Y2と、すだれ状電極Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，
Ｒ_Y21，Ｒ_{Y 22}，Ｒ_Y23およびＲ_Y24との間に弾性表面波の
伝搬路Ｄ_Y11，Ｄ_Y12，Ｄ_Y13，Ｄ_Y14，Ｄ_Y21，Ｄ_Y22，Ｄ
_Y23およびＤ_Y24が形成される。各伝搬路はそれぞれ微細
伝搬路Ｚ_j（ｊ＝１，２，……，χ）から成る。第２の
実施例の超音波タッチパネルでは、位相θ_jを位置Ｆ_jに
対応させることが可能である。また、位置Ｆ_jを微細伝
搬路Ｚ_jに対応させることが可能である。もしも、位置
Ｆ_xを接触すると、すだれ状電極Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13，
Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23およびＲ_X24のどれかにお
いて位相θを有する電気信号Ｅが出力されるとともに、
すだれ状電極Ｒ_{Y1 1}，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ
_Y22，Ｒ_Y23およびＲ_Y24のどれかにおいて位相θを有す
る電気信号Ｅが出力される。接触位置Ｆ_xは、微細伝搬
路Ｚ_xに対応するとともに、位相θ_xを有する電気信号Ｅ
_xに対応する。このとき、出力電気信号Ｅは電気信号Tot
alＥ_jから電気信号Ｅ_xを除いた成分と等しく（Ｅ＝Tota
lＥ_j−Ｅ_x＝−Ｅ_x）、出力電気信号Ｅの位相θは位相To
talθ_jから位相θ_xを除いた成分と等しくなる（θ＝Tot
alθ_j−θ_x＝−θ_x）。位相比較器４は位相θ_baseと位
相θとの差（θ_base−θ）を検出し、コンピュータ５
は、この位相差（θ_base−θ）から接触した微細伝搬路
Ｚ_xに対応する接触位置Ｆ_xを検出する。第２の実施例の
超音波タッチパネルでは、コンピュータ５は、スイッチ
切り替え器６に指令を出してスイッチＷ₁₁およびＷ
₁₂と、スイッチＷ₂₁およびＷ₂₂とを交互に切り替えると
ともに、出力電気信号Ｅが検出された時に接続されてい
たスイッチＷ₁₁およびＷ₁₂、またはスイッチＷ₂₁および
Ｗ₂₂を特定することができる。また、位相差（θ_base−
θ）が検出された位相比較器４を特定することができ
る。従って、接触位置Ｆ_xに対応する微細伝搬路Ｚ_xを含
む伝搬路が判明するだけでなく、この位相差（θ_base−
θ）から接触位置Ｆ_xを特定することができる。

【発明の効果】本発明の超音波タッチパネルは、非圧電
板と、超音波送受波手段ＸおよびＹと、その超音波送受
波手段ＸおよびＹに接続された情報処理部から成る簡単
な構造を有する。各超音波送受波手段は１組の入力用す
だれ状電極Ｔ₀と、Ｎ組の入力用すだれ状電極Ｔ_i（ｉ＝
１，２，……，Ｎ）と、すだれ状電極Ｔ₀に対応する出
力用すだれ状電極Ｒ₀と、各すだれ状電極Ｔ_iにそれぞれ
対応する少なくとも２組の出力用すだれ状電極Ｒ_i1およ
びＲ_i2（ｉ＝１，２，……，Ｎ）と、圧電板Ｐ_Tと、圧
電板Ｐ_Rから成る。すだれ状電極Ｔ₀およびＴ_iは圧電板
Ｐ_Tの一方の板面に設けられ、すだれ状電極Ｒ₀，Ｒ_i1お
よびＲ_i2は圧電板Ｐ_Rの一方の板面に設けられている。
圧電板Ｐ_Tは圧電板Ｐ_Tのどちらか一方の板面を介して非
圧電板の上端面に固着され、圧電板Ｐ_Rは圧電板Ｐ_Rのど
ちらか一方の板面を介して非圧電板の上端面に固着され
ている。すだれ状電極Ｒ₀の電極指の方向と、すだれ状
電極Ｔ₀の電極指の方向は互いに平行である。すだれ状
電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向は、すだれ状電極Ｔ
_iの電極指の方向に対し角αの傾きを有する。すだれ状
電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指に直交する方向での電極指
の周期長Ｐ_Nは、すだれ状電極Ｔ₀，Ｔ_iおよびＲ₀の電極
周期長Ｐとcosαとの積に等しくなるような大きさに設
定される。各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方
向での交差幅Ｌ_Pの合計は、すだれ状電極Ｔ_iの電極交差
幅Ｌとsecαとの積にほぼ等しくなるような大きさに設
定される。本発明の超音波タッチパネルでは、電極周期
長Ｐにほぼ対応する周波数の電気信号をすだれ状電極Ｔ
₀およびＴ_iに入力する構造を採用することにより、圧電
板Ｐ_Tに電極周期長Ｐとほぼ等しい波長を有する弾性表
面波を励振し、その弾性表面波を非圧電板の上端面の表
面近傍に伝搬することができる。各圧電板の厚さｄが電
極周期長Ｐよりも小さく、非圧電板の厚さが電極周期長
Ｐのほぼ３倍以上であり、非圧電板単体に伝搬する弾性
表面波の位相速度が、各圧電板単体に伝搬する弾性表面
波の位相速度よりも大きいことから、非圧電板の内部に
は超音波を漏洩させることなく、非圧電板の表面近傍に
効率よく弾性表面波を伝搬させることができる。従っ
て、低消費電力駆動が可能となるばかりでなく、非圧電
板の支持が容易になる。非圧電板を支持する場合には、
非圧電板の上端面を除く部分の支持が可能である。非圧
電板の上端面に伝搬した弾性表面波は１次以上の高次モ
ードの波である。１次以上の高次モードの弾性表面波の
位相速度が、非圧電板単体に伝搬するレイリー波の速度
と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Ｔ₀およびＴ_i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、圧電板Ｐ_Tと非圧電板との界面での音
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。すだれ状電極Ｔ₀によって励振さ
れ非圧電板の上端面に伝搬された弾性表面波は、圧電板
Ｐ_Rに伝搬された後、すだれ状電極Ｒ₀によって位相θ
_baseを有する電気信号に変換されて出力される。一方、
各すだれ状電極Ｔ_iによって励振され非圧電板の上端面
に伝搬された弾性表面波は、圧電板Ｐ_Rに伝搬された
後、各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2によって位相θ
_j（ｊ＝１，２，……，χ）を有する電気信号Ｅ_j（ｊ＝
１，２，……，χ）にそれぞれ変換される。電気信号Ｅ
_jは電極周期長Ｐにほぼ対応する周波数を有する。位相
θ_jを合成することにより生ずる位相Totalθ_jは零とな
り、電気信号Ｅ_jを合成することにより生ずる電気信号T
otalＥ_jの振幅は零となることから、電気信号TotalＥ_j
は各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2において検出されるこ
とはない。本発明の超音波タッチパネルでは、非圧電板
の上端面において、すだれ状電極Ｔ_iおよびＲ_i1は弾性
表面波の伝搬路Ｄ_i1（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を形成
し、すだれ状電極Ｔ_iおよびＲ_i2は弾性表面波の伝搬路
Ｄ_i2（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を形成する。伝搬路Ｄ_i1
およびＤ_i2のそれぞれは微細伝搬路Ｚ_j（ｊ＝１，２，
……，χ）で成る。微細伝搬路Ｚ_jはそれぞれ位相θ_jに
対応している。また、非圧電板の上端面における位置Ｆ
_j（ｊ＝１，２，……，χ）を、微細伝搬路Ｚ_jに対応さ
せることができる。微細伝搬路Ｚ_xに対応する位置Ｆ_xに
人指または物体が接触すると、各すだれ状電極Ｒ_i1また
はＲ_i2のどれかにおいて位相θを有する出力電気信号Ｅ
が情報処理部によって検出される。非圧電板の上端面を
接触すると超音波の微細伝搬路Ｚ_xが遮断され、その微
細伝搬路Ｚ_xに対応する弾性表面波は各すだれ状電極Ｒ
_i1またはＲ_i2において位相θ_xを有する電気信号Ｅ_xに変
換されることがないので、全体としての均衡が崩れて各
すだれ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2において出力電気信号Ｅが
検出されることになる。従って、出力電気信号Ｅは電気
信号TotalＥ_jから電気信号Ｅ_xを除いた成分と等しくな
り、出力電気信号Ｅの位相θは位相Totalθ_jから位相θ
_xを除いた成分と等しくなる。本発明の超音波タッチパ
ネルの情報処理部では、電気信号Ｅを出力したすだれ状
電極Ｒ_i1またはＲ_i2を判別することと、位相θ_baseと位
相θとの差を検出することにより、微細伝搬路Ｚ_xに対
応する接触位置Ｆ_xを特定している。本発明の超音波タ
ッチパネルでは、すだれ状電極Ｔ_iにそれぞれ対応する
スイッチＷ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を備えることが
可能である。スイッチＷ_iの出力端はそれぞれすだれ状
電極Ｔ_iの入力端に接続される。また、各すだれ状電極
Ｒ_i1の出力端は互いに１つの接続点Ｑ₁で接続され、各
すだれ状電極Ｒ_i2の出力端は互いに１つの接続点Ｑ₂で
接続される。このとき、情報処理部はまず第１に、スイ
ッチＷ_iを順次に所定の周期で断続する機能を有する。
第２に、位置Ｆ_xに人指または物体が接触したことを、
接続点Ｑ₁またはＱ₂において位相θを有する電気信号Ｅ
が出力されることにより感知する。第３に、出力電気信
号Ｅが検出された接続点Ｑ₁またはＱ₂を判別する。第４
に、出力電気信号Ｅが検出された時に接続されていたス
イッチＷ_iを特定する。そして第５に、位相θ_baseと位
相θとの差を検出することにより、微細伝搬路Ｚ_xに対
応する接触位置Ｆ_xを特定する。本発明の超音波タッチ
パネルでは、すだれ状電極Ｔ_iの代わりにすだれ状電極
Ｍ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を備えるとともに、新た
に接地電極Ｇ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）、スイッチＷ_i
（ｉ＝１，２，……，Ｎ）および移相器Ｓを備えた構造
が可能である。このとき、すだれ状電極Ｍ_iの電極周期
長および電極交差幅はすだれ状電極Ｔ_iの電極周期長Ｐ
および電極交差幅Ｌとそれぞれ等しく、また、すだれ状
電極Ｍ_iは圧電板Ｐ_Tの一方の板面のすだれ状電極Ｔ_iと
同様な位置に設けられている。接地電極Ｇ_iは圧電板Ｐ_T
のもう一方の板面のすだれ状電極Ｍ_iに対応する部分に
設けられており、圧電板Ｐ_Tは接地電極Ｇ_iを介して非圧
電板の上端面に固着されている。圧電板Ｐ_Rは、圧電板
Ｐ_Rのすだれ状電極Ｒ₀，Ｒ_i1およびＲ_i2を有しない方の
板面を介して非圧電板の上端面に固着されている。すだ
れ状電極Ｍ_iは、電極Ｍ_i-1およびＭ_i-2から成り、電極
Ｍ_i-1の電極指と電極Ｍ_i-2の電極指との間の距離には２
種類ある。スイッチＷ_iはスイッチＷ_i-1およびスイッチ
Ｗ_i-2から成り、スイッチＷ_i-1の出力端は電極Ｍ_i-1の
入力端に接続され、スイッチＷ_i-2の出力端は電極Ｍ_i-2
の入力端に接続されている。各すだれ状電極Ｒ_i1の出力
端は互いに１つの接続点Ｑ₁で接続され、各すだれ状電
極Ｒ_i2の出力端は互いに１つの接続点Ｑ₂で接続され
る。移相器Ｓは少なくとも１つのコイルＬ₁を含む。す
だれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向は、すだれ状
電極Ｍ_iの電極指の方向に対し角αの傾きを有する。す
だれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指に直交する方向での
電極指の周期長Ｐ_Nは、電極周期長Ｐとcosαとの積に等
しくなるような大きさに設定される。すだれ状電極Ｒ_i1
およびＲ_i2の電極指の方向での交差幅Ｌ_Pの合計は、電
極交差幅Ｌとsecαとの積にほぼ等しくなるような大き
さに設定される。各電極Ｍ_i-1と各接地電極Ｇ_iとの間お
よび各電極Ｍ_i-2と各接地電極Ｇ_iとの間に位相差２πｙ
を有する電気信号Ｖ_iおよびＶ₂を移相器Ｓを介して入力
することにより、圧電板Ｐ_Tに電極周期長Ｐとほぼ等し
い波長を有する一方向性の弾性表面波を励振し、その弾
性表面波を非圧電板の上端面の表面近傍に伝搬すること
ができる。一方向性の弾性表面波の励振は、よりいっそ
うの低消費電力駆動を可能にする。電気信号Ｖ_iおよび
Ｖ₂の周波数は電極周期長Ｐにほぼ対応している。ここ
で、電極Ｍ_i-1の電極指と電極Ｍ_i-2の電極指との間の距
離のうち短い方の距離ｘＰにおいて、ｘ＜１／２で、同
時に、電気信号Ｖ_iとＶ₂との間の位相差２πｙにおい
て、ｘ＋ｙ＝±１／２が成り立つ場合に、圧電板Ｐ_Tに
一方向性の弾性表面波が励振される。この一方向性の弾
性表面波は、圧電板Ｐ_Rに伝搬された後、各すだれ状電
極Ｒ_i1およびＲ_i2によって位相θ_j（ｊ＝１，２，…
…，χ）を有する電気信号Ｅ_j（ｊ＝１，２，……，
χ）にそれぞれ変換される。非圧電板の上端面におい
て、すだれ状電極Ｍ_iおよびＲ_i1は弾性表面波の伝搬路
Ｄ_i1（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を形成し、すだれ状電極
Ｍ_iおよびＲ_i2は弾性表面波の伝搬路Ｄ_i2（ｉ＝１，
２，……，Ｎ）を形成する。伝搬路Ｄ_i1およびＤ_i2のそ
れぞれは微細伝搬路Ｚ_j（ｊ＝１，２，……，χ）で成
る。微細伝搬路Ｚ_jはそれぞれ位相θ_jに対応している。
また、非圧電板の上端面における位置Ｆ_j（ｊ＝１，
２，……，χ）を、微細伝搬路Ｚ_jに対応させることが
できる。微細伝搬路Ｚ_xに対応する位置Ｆ_xに人指または
物体が接触すると、超音波の微細伝搬路Ｚ_xが遮断さ
れ、その微細伝搬路Ｚ_xに対応する弾性表面波が各すだ
れ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2において位相θ_xを有する電気
信号Ｅ_xに変換されることがないので、全体としての均
衡が崩れて各すだれ状電極Ｒ_i1またはＲ_i2において出力
電気信号Ｅが検出されることになる。情報処理部はまず
第１に、スイッチＷ_iを順次に所定の周期で断続する機
能を有する。第２に、位置Ｆ_xに人指または物体が接触
したことを、接続点Ｑ₁またはＱ₂において位相θを有す
る電気信号Ｅが出力されることにより感知する。第３
に、出力電気信号Ｅが検出された接続点Ｑ₁またはＱ₂を
判別する。第４に、出力電気信号Ｅが検出された時に接
続されていたスイッチＷ_iを特定する。そして第５に、
位相θ_baseと位相θとの差を検出することにより、微細
伝搬路Ｚ_xに対応する接触位置Ｆ_xを特定する。本発明の
超音波タッチパネルでは、超音波送受波手段Ｘにおける
すだれ状電極Ｔ₀とＲ₀との間の弾性表面波の伝搬路を遅
延素子とする発振器を構成することが可能である。この
とき、超音波送受波手段Ｘにおけるすだれ状電極Ｒ₀の
出力端は、超音波送受波手段ＸおよびＹにおけるそれぞ
れのすだれ状電極Ｔ₀の入力端に増幅器Ａ_Xを介して接続
される。このようにして、低電圧で、低消費電力駆動が
可能となる。また、超音波送受波手段Ｘにおける伝搬路
Ｄ_i1およびＤ_i2と、超音波送受波手段Ｙにおける伝搬路
Ｄ_i1およびＤ_i2とを互いに直交させる構造を採用するこ
とにより、互いに直交するそれらの伝搬路をそれぞれＸ
軸およびＹ軸とする２次元の座標に対応させることが可
能となる。さらに、伝搬路Ｄ_i1およびＤ_i2を互いに隣接
させるかまたは一部分を重複させる構造、すなわち、伝
搬路Ｄ_i1，Ｄ_i2，Ｄ_(i+1)1，Ｄ_(i+1)2……，が互いに隣
接するかまたは一部分が重複した構造を採用することに
より、非圧電板の上端面にまんべんなく弾性表面波を伝
搬させることができる。従って、非圧電板の上端面を隙
間なく利用することが可能となる。本発明の超音波タッ
チパネルでは、各圧電板としてＰＶＤＦその他の圧電性
高分子化合物や圧電セラミックを採用することにより、
圧電板Ｐ_Tに効率よく弾性表面波を励振し非圧電板の表
面近傍に伝搬させ、その非圧電板の表面近傍に伝搬した
弾性表面波を効率よく圧電板Ｐ_Rに伝搬することを可能
にする。各圧電板として圧電セラミックを採用する場合
には、その圧電セラミックの分極軸の方向と厚さ方向と
を平行にする構造が採用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波タッチパネルの第１の実施例を
示す断面図。

【図２】図１の超音波タッチパネルの平面図。

【図３】図１の超音波タッチパネルの部分拡大平面図。

【図４】すだれ状電極Ｒ_X11を示す平面図。

【図５】図１の超音波タッチパネルの駆動回路を示す
図。

【図６】圧電板Ｐ_TX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ｋ²値と、ｆｄ値との関係を
示す特性図。

【図７】圧電板Ｐ_TXを伝搬する弾性表面波の速度分散曲
線を示す特性図。

【図８】圧電板Ｐ_TX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ｋ²値と、ｆｄ値との関係を
示す特性図。

【図９】圧電板Ｐ_TXを伝搬する弾性表面波の速度分散曲
線を示す特性図。

【図１０】非圧電板１の上端面の接触位置Ｆ_xと、超音
波送受波手段ＸまたはＹにおける位相比較器４で検出さ
れる位相差（θ_base−θ）との関係を示す特性図。

【図１１】本発明の超音波タッチパネルの第２の実施例
を示す部分断面図。

【図１２】図１１の超音波タッチパネルの部分拡大平面
図。

【図１３】すだれ状電極Ｍ_X1を示す平面図。

【図１４】図１１の超音波タッチパネルの駆動回路を示
す図。

【符号の説明】

１ 非圧電板 ２ 支持基板 ３ 情報処理部 ４ 位相比較器 ５ コンピュータ ６ スイッチ切り替え器 Ａ_X，Ａ_Y 増幅器 ＡＭＰ 増幅器 Ｗ₁，Ｗ₂ スイッチ Ｔ_X0，Ｒ_X0，Ｔ_Y0，Ｒ_Y0 すだれ状電極 Ｔ_X1，Ｔ_X2，Ｔ_Y1，Ｔ_Y2 すだれ状電極 Ｒ_X11，Ｒ_X12，Ｒ_X13，Ｒ_X14，Ｒ_X21，Ｒ_X22，Ｒ_X23，
Ｒ_X24 すだれ状電極 Ｒ_Y11，Ｒ_Y12，Ｒ_Y13，Ｒ_Y14，Ｒ_Y21，Ｒ_Y22，Ｒ_Y23，
Ｒ_Y24 すだれ状電極 Ｍ_X1，Ｍ_X2，Ｍ_Y1，Ｍ_Y2 すだれ状電極 Ｗ₁₁，Ｗ₁₂，Ｗ₂₁，Ｗ₂₂ スイッチ Ｇ_X1，Ｇ_X2，Ｇ_Y1，Ｇ_Y2 接地電極 Ｓ 移相器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非圧電板と、超音波送受波手段Ｘおよび
   Ｙと、前記超音波送受波手段ＸおよびＹに接続された情
   報処理部から成る超音波タッチパネルであって、 前記各超音波送受波手段は１組の入力用すだれ状電極Ｔ
   ₀と、Ｎ組の入力用すだれ状電極Ｔ_i（ｉ＝１，２，…
   …，Ｎ）と、前記すだれ状電極Ｔ₀に対応する出力用す
   だれ状電極Ｒ₀と、前記各すだれ状電極Ｔ_iにそれぞれ対
   応する少なくとも２組の出力用すだれ状電極Ｒ_i1および
   Ｒ_i2（ｉ＝１，２，……，Ｎ）と、圧電板Ｐ_Tと、圧電
   板Ｐ_Rから成り、 前記すだれ状電極Ｔ₀およびＴ_iは前記圧電板Ｐ_Tの一方
   の板面に設けられ、前記すだれ状電極Ｒ₀，Ｒ_i1および
   Ｒ_i2は前記圧電板Ｐ_Rの一方の板面に設けられており、 前記圧電板Ｐ_Tは前記圧電板Ｐ_Tの前記一方の板面または
   もう一方の板面を介して前記非圧電板の上端面に固着さ
   れ、前記圧電板Ｐ_Rは前記圧電板Ｐ_Rの前記一方の板面ま
   たはもう一方の板面を介して前記非圧電板の前記上端面
   に固着されており、 前記すだれ状電極Ｒ₀の電極指の方向と、前記すだれ状
   電極Ｔ₀の電極指の方向は互いに平行で、 前記すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向と、前
   記すだれ状電極Ｔ_iの電極指の方向とは互いに平行でな
   く、前記すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向
   は、前記すだれ状電極Ｔ_iの電極指の方向に対し角αの
   傾きを有し、 前記すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指に直交する方
   向での電極指の周期長Ｐ_Nは、前記すだれ状電極Ｔ₀，Ｔ
   _iおよびＲ₀の電極周期長Ｐとcosαとの積に等しく、 前記すだれ状電極Ｔ₀およびＴ_iは、前記電極周期長Ｐに
   ほぼ対応する周波数の電気信号を入力されることによ
   り、前記圧電板Ｐ_Tに前記電極周期長Ｐとほぼ等しい波
   長を有する弾性表面波を励振し、該弾性表面波を前記非
   圧電板の前記上端面の表面近傍に伝搬させた後、前記圧
   電板Ｐ_Rに伝搬させ、 前記非圧電板に伝搬される前記弾性表面波は１次以上の
   高次モードの波で、前記１次以上の高次モードの弾性表
   面波の位相速度は、前記非圧電板単体に伝搬するレイリ
   ー波の速度とほぼ等しく、 前記すだれ状電極Ｒ₀は、前記すだれ状電極Ｔ₀によって
   前記圧電板Ｐ_Tに励振され前記圧電板Ｐ_Rに伝搬した弾性
   表面波を、位相θ_baseを有する電気信号に変換して出力
   し、 前記各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2は、前記すだれ状電
   極Ｔ_iによって前記圧電板Ｐ_Tに励振され前記圧電板Ｐ_R
   に伝搬した弾性表面波を、位相θ_j（ｊ＝１，２，…
   …，χ）を有する電気信号Ｅ_j（ｊ＝１，２，……，
   χ）にそれぞれ変換し、 前記電気信号Ｅ_jは前記電極
   周期長Ｐにほぼ対応する周波数を有し、 前記位相θ_jを合成することにより生ずる位相Totalθ_j
   は零であり、前記電気信号Ｅ_jを合成することにより生
   ずる電気信号TotalＥ_jの振幅は零であって、前記電気信
   号TotalＥ_jは前記すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2において
   検出されることはなく、 前記各圧電板の厚さｄは前記電極周期長Ｐよりも小さ
   く、 前記非圧電板の厚さは前記電極周期長Ｐのほぼ３倍以上
   であり、 前記非圧電板単体に伝搬する弾性表面波の位相速度は、
   前記各圧電板単体に伝搬する弾性表面波の位相速度より
   も大きく、 前記すだれ状電極Ｔ_iおよびＲ_i1は前記非圧電板の前記
   上端面に弾性表面波の伝搬路Ｄ_i1（ｉ＝１，２，……，
   Ｎ）を形成し、前記各伝搬路Ｄ_i1はそれぞれ微細伝搬路
   Ｚ_j（ｊ＝１，２，……，χ）で成り、 前記すだれ状電極Ｔ_iおよびＲ_i2は前記非圧電板の前記
   上端面に弾性表面波の伝搬路Ｄ_i2（ｉ＝１，２，……，
   Ｎ）を形成し、前記各伝搬路Ｄ_i2はそれぞれ微細伝搬路
   Ｚ_j（ｊ＝１，２，……，χ）で成り、 前記非圧電板の前記上端面における位置Ｆ_j（ｊ＝１，
   ２，……，χ）は、前記微細伝搬路Ｚ_jに対応し、 前記微細伝搬路Ｚ_jは前記位相θ_jに対応し、 前記情報処理部は、微細伝搬路Ｚ_xに対応する位置Ｆ_xに
   人指または物体が接触したことを、前記すだれ状電極Ｒ
   _i1またはＲ_i2のどれかにおいて位相θを有する電気信号
   Ｅが出力されることにより感知し、前記接触位置Ｆ
   _xを、前記電気信号Ｅを出力した前記すだれ状電極Ｒ_i1
   またはＲ_i2を判別することと、前記位相θ_{ba se}と前記位
   相θとの差を検出することにより特定し、 前記接触位置Ｆ_xは位相θ_xを有する電気信号Ｅ_xに対応
   し、前記出力電気信号Ｅは前記電気信号TotalＥ_jから前
   記電気信号Ｅ_xを除いた成分と等しく、前記位相θは前
   記位相Totalθ_jから前記位相θ_xを除いた成分と等しい
   超音波タッチパネル。
2. 【請求項２】 前記すだれ状電極Ｔ_iにそれぞれ対応す
   るスイッチＷ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を含む超音波
   タッチパネルであって、 前記スイッチＷ_iの出力端はそれぞれ前記すだれ状電極
   Ｔ_iの入力端に接続されており、 前記各すだれ状電極Ｒ_i1の出力端は互いに１つの接続点
   Ｑ₁で接続され、 前記各すだれ状電極Ｒ_i2の出力端は互いに１つの接続点
   Ｑ₂で接続され、 前記情報処理部は前記スイッチＷ_iを順次に所定の周期
   で断続し、前記位置Ｆ_xに人指または物体が接触したこ
   とを、前記接続点Ｑ₁またはＱ₂において位相θを有する
   電気信号Ｅが出力されることにより感知し、前記接触位
   置Ｆ_xを、前記出力電気信号Ｅが検出された前記接続点
   Ｑ₁またはＱ₂を判別することと、前記出力電気信号Ｅが
   検出された時に接続されていた前記スイッチＷ_iを特定
   することと、前記位相θ_baseと前記位相θとの差を検出
   することにより特定する請求項１に記載の超音波タッチ
   パネル。
3. 【請求項３】 前記各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電
   極指の方向での交差幅Ｌ_Pの合計は、前記すだれ状電極
   Ｔ_iの電極交差幅Ｌとsecαとの積にほぼ等しい請求項１
   または２に記載の超音波タッチパネル。
4. 【請求項４】 前記すだれ状電極Ｔ_iに代えてすだれ状
   電極Ｍ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）を備えるとともに、
   接地電極Ｇ_i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）、スイッチＷ
   _i（ｉ＝１，２，……，Ｎ）および移相器Ｓを有する超
   音波タッチパネルであって、 前記すだれ状電極Ｍ_iの電極周期長および電極交差幅は
   前記すだれ状電極Ｔ_iの電極周期長Ｐおよび電極交差幅
   Ｌとそれぞれ等しく、前記すだれ状電極Ｍ_iは前記圧電
   基板の前記一方の板面上において前記すだれ状電極Ｔ_i
   と同様な位置に設けられており、 前記接地電極Ｇ_iは前記圧電板Ｐ_Tのもう一方の板面の前
   記すだれ状電極Ｍ_iに対応する部分に設けられており、 前記圧電板Ｐ_Tは前記接地電極Ｇ_iを介して前記非圧電板
   の上端面に固着されており、 前記圧電板Ｐ_Rは、前記圧電板Ｐ_Rの前記すだれ状電極Ｒ
   ₀，Ｒ_i1およびＲ_i2を有しない方の板面を介して前記非
   圧電板の前記上端面に固着されており、 前記すだれ状電極Ｍ_iは、電極Ｍ_i-1およびＭ_i-2から成
   り、 前記電極Ｍ_i-1の電極指と前記電極Ｍ_i-2の電極指との間
   の距離には２種類あり、 前記各スイッチＷ_iは２つのスイッチＷ_i1およびＷ_i2か
   ら成り、 前記スイッチＷ_i1およびＷ_i2の出力端は前記電極Ｍ_i-1
   およびＭ_i-2の入力端にそれぞれ接続され、 前記各すだれ状電極Ｒ_i1の出力端は互いに１つの接続点
   Ｑ₁で接続され、 前記各すだれ状電極Ｒ_i2の出力端は互いに１つの接続点
   Ｑ₂で接続され、 前記移相器Ｓは少なくとも１つのコイルＬ₁を含み、 前記すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向は、前
   記すだれ状電極Ｍ_iの電極指の方向に対し角αの傾きを
   有し、 前記各すだれ状電極Ｒ_i1およびＲ_i2の電極指の方向での
   交差幅Ｌ_Pの合計は、前記電極交差幅Ｌとsecαとの積に
   ほぼ等しく、 前記各すだれ状電極Ｍ_iおよび前記各接地電極Ｇ_iは、前
   記各電極Ｍ_i-1と前記各接地電極Ｇ_iとの間および前記各
   電極Ｍ_i-2と前記各接地電極Ｇ_iとの間に位相差２πｙを
   有する電気信号Ｖ_iおよびＶ₂を前記移相器Ｓを介して入
   力されることにより、前記圧電板Ｐ_Tに前記電極周期長
   Ｐとほぼ等しい波長を有する一方向性の弾性表面波を励
   振し、該弾性表面波を前記非圧電板の前記上端面の表面
   近傍に伝搬させた後、前記圧電板Ｐ_Rに伝搬させ、 前記電気信号Ｖ₁およびＶ₂は前記電極周期長Ｐにほぼ対
   応する周波数を有し、 前記電極Ｍ_i-1の電極指と前記電極Ｍ_i-2の電極指との間
   の距離のうち短い方の距離ｘＰにおいて、ｘ＜１／２
   で、同時に、前記電気信号Ｖ₁とＶ₂との間の前記位相差
   ２πｙにおいて、ｘ＋ｙ＝±１／２が成り立ち、 前記情報処理部は前記スイッチＷ_iを順次に所定の周期
   で断続し、前記位置Ｆ_xに人指または物体が接触したこ
   とを、前記接続点Ｑ₁またはＱ₂において位相θを有する
   電気信号Ｅが出力されることにより感知し、前記接触位
   置Ｆ_xを、前記出力電気信号Ｅが検出された前記接続点
   Ｑ₁またはＱ₂を判別することと、前記出力電気信号Ｅが
   検出された時に接続されていた前記スイッチＷ_iを特定
   することと、前記位相θ_baseと前記位相θとの差を検出
   することにより特定する請求項１に記載の超音波タッチ
   パネル。
5. 【請求項５】 前記超音波送受波手段Ｘにおける前記す
   だれ状電極Ｔ₀とＲ₀との間の弾性表面波の伝搬路を遅延
   素子とする発振器が構成されていて、 前記超音波送受波手段Ｘにおける前記すだれ状電極Ｒ₀
   の出力端は、前記超音波送受波手段ＸおよびＹにおける
   それぞれの前記すだれ状電極Ｔ₀の入力端に増幅器Ａ_Xを
   介して接続されている請求項１，２，３または４に記載
   の超音波タッチパネル。
6. 【請求項６】 前記超音波送受波手段Ｘにおける前記伝
   搬路Ｄ_i1およびＤ_i2と、前記超音波送受波手段Ｙにおけ
   る前記伝搬路Ｄ_i1およびＤ_i2とは互いに直交している請
   求項１，２，３，４または５に記載の超音波タッチパネ
   ル。
7. 【請求項７】 前記各超音波送受波手段における前記伝
   搬路Ｄ_i1およびＤ_i2は互いに隣接するかまたは一部分を
   重複させている請求項１，２，３，４，５または６に記
   載の超音波タッチパネル。
8. 【請求項８】 前記非圧電板の下端面が支持基板で支持
   されている請求項１，２，３，４，５，６，７または８
   に記載の超音波タッチパネル。
9. 【請求項９】 前記各圧電板が圧電セラミックで成り、
   該圧電セラミックの分極軸の方向は該圧電セラミックの
   厚さ方向と平行である請求項１，２，３，４，５，６，
   ７または８に記載の超音波タッチパネル。
10. 【請求項１０】 前記各圧電板がＰＶＤＦその他の圧電
    性高分子化合物で成る請求項１，２，３，４，５，６，
    ７または８に記載の超音波タッチパネル。