JP2004046500A

JP2004046500A - Ultrasonic touch panel and method of calculating position of ultrasonic touch panel

Info

Publication number: JP2004046500A
Application number: JP2002202468A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kitajima; 北島　秀樹; Fumio Kimura; 木村　文雄; Takashi Sarada; 皿田　孝史; Masataka Araogi; 新荻　正隆; Koji Toda; 戸田　耕司
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the reduction in cost and power consumption of an ultrasonic touch panel with a small-sized and simple structure. <P>SOLUTION: In this ultrasonic touch panel for detecting an instruction position based on the change in surface elastic wave by the contact of a non-piezoelectric substrate 4 with a forefinger or an instructing apparatus, an ultrasonic transducer 1 is arranged on the peripheral part of one surface of the non-piezoelectric substrate, and a screen-like electrode 3 in the ultrasonic transducer is arranged to be parallel to the opposed other end surface of the non-piezoelectric substrate. The ultrasonic transducer 1 further has the function of transmitting ultrasonic waves to the end surface of the non-piezoelectric substrate 4 and the function of receiving the ultrasonic waves reflected by the end surface of the non-piezoelectric substrate 4. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波送受信装置を備える非圧電基板に、指または物体が接触したことを検出する超音波タッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波タッチパネルとしては、表面弾性波を使用する方法が普及している。
【０００３】
表面弾性波を使用する従来の方法としては、特許第２０５５３９１号に代表される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ガラス等の非圧電基板を励振する方法、特許第３０１０６９９号に代表される超音波トランスデューサを非圧電基板周辺部に配置し、対向して配置される送信側トランスデューサと受信側トランスデューサ間の伝搬損失の変化を検出する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、バルク波振動子を用いた、くさび形トランスデューサを使用する従来の方式は、非圧電基板を間接的に励振し、かつ非圧電基板周辺部に配置された凹凸状の反射アレイで表面弾性波を２回反射させるため、表面弾性波の損失が大きく、トランスデューサ駆動電圧を高く設定する必要があり、低消費電力化、低コスト化が困難であった。
【０００５】
図１１に示すように、超音波トランスデューサを非圧電基板周辺部に配置し、対向して複数配置される送信側トランスデューサと受信側トランスデューサ間の伝搬損失の変化を検出する従来の方法では、有効領域の拡大や分解能の向上を目的としてトランスデューサ数を増加させた場合、トランスデューサ数に応じた信号ライン及びスイッチが必要となり、無効領域の増加及びコスト増の要因となっていた。
【０００６】
従って、本発明の目的は、小型かつ低コストで消費電力の少ない超音波タッチパネルを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧電材料からなり、すだれ状電極を表面に形成した超音波トランスデューサを含み、表面弾性波の伝搬路となる非圧電基板と、非圧電基板と人指若しくは指示器の接触による表面弾性波の変化に基づき、人指若しくは指示器の位置を検出する超音波タッチパネルにおいて、超音波トランスデューサは、非圧電基板の端面に対して超音波を送信する第１の機能と非圧電基板の端面で反射する超音波を受信する第２の機能を有し、非圧電基板表面の一方の周縁部に配置され、かつ、すだれ状電極は対向する非圧電基板表面の他方の端面に平行になるように配置するように超音波タッチパネルを構成する。
【０００８】
また本発明は、すだれ状電極と超音波トランスデューサに近接する非圧電基板の端面との距離が、超音波トランスデューサの電極間隔ｌは最も感度が高い表面弾性波モードの波長をλとすると、ｌ＝１／２λとなるように設定されており、各電極と超音波トランスデューサ端面との距離ｘ_０は、
【０００９】
【数３】

【００１０】
を満たし、各電極と非圧電基板端面との距離ｘ_１は、
【００１１】
【数４】

【００１２】
を満たすように構成する。
【００１３】
また本発明は、２つ以上のすだれ状電極を含む超音波トランスデューサを有し、２つ以上のすだれ状電極に発生する電圧変化を検出し、電圧変化が最大となる電極の位置に対応する大まかな位置と、複数の電圧変化の比率を算出して、電圧変化が最大となる電極に隣接する電極間の、人指若しくは指示器の接触している相対位置を算出し、大まかな位置及び相対位置から、人指若しくは指示器の接触している詳細位置を算出する超音波タッチパネルの位置算出方法とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に基づき、本発明における基本動作について説明する。１は超音波トランスデューサ、２はＰＺＴ等の圧電材料、３は圧電材料の表面に形成されたすだれ状電極、４は表面弾性波を伝搬させるガラス等の非圧電基板、５は位置を入力する指、６はすだれ状電極に電気信号を供給するパルス発生器、７はすだれ状電極とパルス発生器及び後述する増幅回路との切り替えを行う選択回路、８は、すだれ状電極３に発生した電気信号を増幅する増幅回路、９は増幅回路から出力される電気信号から超音波の振幅情報に変換する信号処理回路である。
【００１５】
次に第１の構成の動作について、図１に基づき説明する。
【００１６】
最初に、指が非圧電基板に接触していない場合（非接触状態）について説明する。
【００１７】
パルス発生器は超音波トランスデューサのすだれ状電極の電極周期長に対応する周波数である数ＭＨｚの電気信号を生成し、パルス出力信号として出力する。続いて、選択回路を介して、このパルス出力信号を超音波トランスデューサのすだれ状電極に入力し、電気信号を表面弾性波に変換する。超音波トランスデューサから発信された表面弾性波は進行波として伝搬し、非圧電基板の端面で超音波トランスデューサに対向する反射面で反射され、再び超音波トランスデューサの方向へ反射波として伝搬する。
【００１８】
図２に示すように、複数の超音波トランスデューサを使用する場合は、選択回路によって、超音波トランスデューサをパルス発生器から増幅回路に切り替えると、進行波の送信を停止し、反射波を受信することが可能となる。
【００１９】
次に、指が非圧電基板に接触している場合（接触状態）について説明する。
【００２０】
接触状態では、前記進行波は指の接触面積や圧力に応じて減衰する。更に、反射面で反射され、超音波トランスデューサの方向に伝搬する反射波も指の接触面積や圧力に応じて減衰する。
【００２１】
図２に示すように、複数の超音波トランスデューサを使用し、指の位置検出を行う場合は、選択回路によって、超音波トランスデューサをパルス発生器から増幅回路に接続を切り替えると、超音波トランスデューサで受信する表面弾性波が指の接触面積や圧力に応じて減衰するため、超音波トランスデューサから出力される電気信号信号の振幅も指の接触面積や圧力に応じて変化する。
【００２２】
複数の超音波トランスデューサを使用する場合、選択回路でパルス発生器と増幅回路を交互に切り替え、更に超音波トランスデューサのすだれ状電極Ｉｎを複数配置して、順次走査し、受信信号の振幅の変化を順次検出することにより、電極位置に対応した指の大まかな接触位置を検出することが可能となる。
【００２３】
次に、図３に本発明における第２の構成として示す超音波タッチパネルについて説明する。
【００２４】
ここで、本出願人が提案した方式（特開昭５５−９６４１１号）を準用し、指示位置を算出することができる。すなわち上記出力信号の減衰量を基に次式で定義される計算を行う。
【００２５】
なお、図４は指の接触位置を示す説明図、図５は出力電圧Ｖと減衰量Ｄの関係を示す説明図、図６は減衰量Ｄの分布を示す説明図、図７は減衰量Ｄから算出するＱ値の変化を示す説明図であり、この図４〜７に基づき、指示位置算出方法を説明する。
【００２６】
図４に示す位置に指を接触させると、出力電圧Ｖは図５に示されるような値を示し、あらかじめ得ている非接触時の出力信号Ｖ´を引いた減衰量Ｄを算出し、その減衰量が最大となる位置をｐとすると減衰量Ｄｐ−１、Ｄｐ、Ｄｐ＋１は図６に示されるような値を示す。
【００２７】
更にこのＤｐ−１、Ｄｐ、Ｄｐ＋１を得て、式１に基づき、Ｑを得る。
【００２８】
Ｑ＝（Ｄｐ−Ｄｐ＋１）／（Ｄｐ−Ｄｐ−１）　　　　　　・・・（式１）
ただし、Ｄｐ＋１＞Ｄｐ−１
上式において、指５をｘ軸に平行にＬ０からＬ１へ移動させたときの式１に示すＱの変化を図７に示す。指５がＬ０の位置にあるとき、図６（ａ）の分布からＱ＝１となり、指５がＬ１の位置にあるとき、図６（ｂ）の分布からＱ＝０となる事は上述した説明より明らかである。
【００２９】
また、指がＬ０とＬ１の間に位置するとき、Ｑはこの位置と１対１に対応した０＜Ｑ＜１の範囲の値をとる。したがって、このＱの特性をあらかじめ実験的に求めておくことにより、誘導信号の振幅からＱを算出し、このＱからＬ０−Ｌ１間における指の詳細な位置を求めることができる。
【００３０】
つまり出力信号の振幅が最大となるすだれ状電極位置により、指のｘ方向の大まかな位置がわかり、さらにＱから求められる詳細な位置を大まかな位置に加減算することにより、ｘ方向の正確な座標を求めることができる。なお、ｙ座標についても同様であるので説明を省略する。
【００３１】
なお、本構成で説明した指示位置算出方式は、図８で示す従来の超音波タッチパネルにも適応可能である。
【００３２】
次に、本発明における超音波トランスデューサの配置方法について、図９に基づき説明する。
【００３３】
２はＰＺＴ等の圧電材料、３は圧電材料の表面に形成されたすだれ状電極、４は表面弾性波を伝搬させるガラス等の非圧電基板である。
【００３４】
図９に示す本発明の超音波トランスデューサの配置方法において、超音波トランスデューサの電極間隔ｌは最も感度が高い表面弾性波モードの波長をλとすると、ｌ＝１／２λ
となるように設定されており、かつ各電極と超音波トランスデューサ端面との距離ｘ０は、
【００３５】
【数５】

【００３６】
を満たし、各電極と非圧電基板端面との距離ｘ_１は、
【００３７】
【数６】

【００３８】
を満たすように配置する。
【００３９】
【実施例】
次に上記配置条件を満たす超音波トランスデューサ及び非圧電基板と電極間の距離ｌ０及びｌ１に設定した実施例１及び２と、上記配置条件を満たしていない比較例１〜２の入出力特性を表１に示す。なお、超音波トランスデューサ中央と対向する非圧電基板（ソーダガラス）端面との距離３０ｍｍであり、すだれ状電極の幅は１０ｍｍ、電極間距離は０．１２５ｍｍであり、超音波トランスデューサの圧電材料の厚みは０．１５５ｍｍである。なお、入出力特性は入力電圧と出力電圧との比を示している。
【００４０】
【表１】

【００４１】
実施例１及び２の構成の場合、図１０（ａ）に示すように、最も感度が高い表面弾性波モードの進行波（実線）と反射波（破線）の干渉が少ない。したがって、指の非接触時の出力電圧が高く、接触時の感度も高くなる。一方、比較例１及び２の構成の場合、図１０（ｂ）に示すように進行波と反射波との干渉が大きく、指の非接触時の出力電圧が低くなり、接触時の感度も低くなる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、本発明における第１の構成に基づき説明したが、図１１で示す従来の超音波タッチパネルにおいても本発明による超音波トランスデューサーの配置方法は適応可能である。
【００４３】
同様に、本実施の形態では座標指示手段として指を使用しているが、指と同様に超音波を減衰させる役割を有するペン等の物体でも本発明に適応可能である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の超音波タッチパネルと比較して半数のトランスデューサで同様の検出領域を確保できるため、低コスト化が可能となる。また、トランスデューサを配置していない反射部の無効領域を低減することが可能となる。
【００４５】
更に、本発明の第２の構成を使用することにより、従来の超音波タッチパネルと比較して、指示位置の高精度及び高分解能の読取が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における超音波タッチパネルの基本動作を示す概略図である。
【図２】本発明における第１の構成を示す概略図である。
【図３】本発明における第２の構成を示す概略図である。
【図４】本発明における第２の構成において、座標算出方法を示す説明図である。
【図５】本発明における第２の構成において、座標算出方法を示す説明図である。
【図６】本発明における第２の構成において、座標算出方法を示す説明図である。
【図７】本発明における第２の構成において、座標算出方法を示す説明図である。
【図８】本発明における座標算出方法を使用し、トランスデューサ間隔を狭くした従来の超音波タッチパネルの構成図を示す。
【図９】本発明における第１及び第２の構成において、超音波トランスデューサ周辺部の構成を示す拡大図である。
【図１０】本発明における第１及び第２の構成において、トランスデューサ付近の動作を説明する説明図である。
【図１１】従来の超音波タッチパネルの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１　超音波トランスデューサ
２　圧電材料
３　すだれ状電極
４　非圧電基板
５　指
６　パルス発生器
７　選択回路
８　増幅回路
９　信号処理回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic touch panel that detects that a finger or an object has contacted a non-piezoelectric substrate provided with an ultrasonic transmitting / receiving device.
[0002]
[Prior art]
As a conventional ultrasonic touch panel, a method using a surface acoustic wave is widely used.
[0003]
As a conventional method using a surface acoustic wave, a method of indirectly exciting a non-piezoelectric substrate such as glass by a wedge-shaped transducer using a bulk wave oscillator represented by Japanese Patent No. 20555391, Japanese Patent No. 3010699 There is known a method of arranging an ultrasonic transducer typified by (1) in the periphery of a non-piezoelectric substrate and detecting a change in propagation loss between a transmitting transducer and a receiving transducer arranged opposite to each other.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method using a wedge-shaped transducer using a bulk wave oscillator excites a non-piezoelectric substrate indirectly, and uses a concave-convex reflection array arranged around the non-piezoelectric substrate to produce a surface acoustic wave. Is reflected twice, the loss of the surface acoustic wave is large, and it is necessary to set the transducer drive voltage high, and it has been difficult to reduce power consumption and cost.
[0005]
As shown in FIG. 11, in a conventional method of arranging ultrasonic transducers around a non-piezoelectric substrate and detecting a change in propagation loss between a plurality of transmission transducers and a plurality of reception transducers opposed to each other, an effective area When the number of transducers is increased for the purpose of enlarging the resolution and improving the resolution, signal lines and switches corresponding to the number of transducers are required, which causes an increase in an invalid area and an increase in cost.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic touch panel which is small in size, low in cost and consumes little power.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes an ultrasonic transducer made of a piezoelectric material and having interdigital electrodes formed on the surface thereof, a non-piezoelectric substrate serving as a surface acoustic wave propagation path, and a surface elasticity caused by contact between the non-piezoelectric substrate and a finger or an indicator. In an ultrasonic touch panel that detects the position of a finger or an indicator based on a change in a wave, an ultrasonic transducer has a first function of transmitting ultrasonic waves to an end face of a non-piezoelectric substrate and an end face of the non-piezoelectric substrate. It has a second function of receiving reflected ultrasonic waves, is arranged on one peripheral edge of the non-piezoelectric substrate surface, and has an interdigital transducer parallel to the other end face of the opposing non-piezoelectric substrate surface. The ultrasonic touch panel is configured to be arranged.
[0008]
Further, according to the present invention, if the distance between the interdigital transducer and the end face of the non-piezoelectric substrate close to the ultrasonic transducer is such that the electrode spacing l of the ultrasonic transducer is λ, the wavelength of the most sensitive surface acoustic wave mode, The distance x ₀ between each electrode and the end face of the ultrasonic transducer is set to λλ.
[0009]
[Equation 3]

[0010]
The filled, the distance x ₁ between the electrodes and the non-piezoelectric substrate end face,
[0011]
(Equation 4)

[0012]
It is configured to satisfy.
[0013]
Further, the present invention has an ultrasonic transducer including two or more interdigital transducers, detects a voltage change generated in two or more interdigital transducers, and roughly corresponds to the position of the electrode at which the voltage change is maximum. Calculate the relative position of the finger or indicator between the electrodes adjacent to the electrode with the largest voltage change, and calculate the approximate position and relative position. An ultrasonic touch panel position calculation method for calculating a detailed position where a finger or an indicator is in contact from a position.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The basic operation of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is an ultrasonic transducer, 2 is a piezoelectric material such as PZT, 3 is an interdigital transducer formed on the surface of the piezoelectric material, 4 is a non-piezoelectric substrate such as glass for transmitting surface acoustic waves, and 5 is a finger for inputting a position. , 6 is a pulse generator for supplying an electric signal to the interdigital electrode, 7 is a selection circuit for switching between the interdigital electrode and the pulse generator and an amplifier circuit described later, and 8 is an electric signal generated on the interdigital electrode 3. Is a signal processing circuit for converting an electric signal output from the amplifier circuit into ultrasonic amplitude information.
[0015]
Next, the operation of the first configuration will be described with reference to FIG.
[0016]
First, a case where the finger is not in contact with the non-piezoelectric substrate (non-contact state) will be described.
[0017]
The pulse generator generates an electrical signal of several MHz which is a frequency corresponding to the electrode cycle length of the interdigital transducer of the ultrasonic transducer, and outputs it as a pulse output signal. Subsequently, the pulse output signal is input to the interdigital transducer of the ultrasonic transducer via the selection circuit, and the electric signal is converted into a surface acoustic wave. The surface acoustic wave transmitted from the ultrasonic transducer propagates as a traveling wave, is reflected at the end face of the non-piezoelectric substrate on the reflection surface facing the ultrasonic transducer, and propagates again as a reflected wave toward the ultrasonic transducer.
[0018]
As shown in FIG. 2, when a plurality of ultrasonic transducers are used, when the ultrasonic transducer is switched from the pulse generator to the amplifier circuit by the selection circuit, the transmission of the traveling wave is stopped and the reflected wave is received. Becomes possible.
[0019]
Next, a case where the finger is in contact with the non-piezoelectric substrate (contact state) will be described.
[0020]
In the contact state, the traveling wave attenuates according to the contact area and pressure of the finger. Furthermore, the reflected wave reflected by the reflecting surface and propagating in the direction of the ultrasonic transducer is attenuated according to the contact area and pressure of the finger.
[0021]
As shown in FIG. 2, when a plurality of ultrasonic transducers are used to detect the position of a finger, the selection circuit switches the connection of the ultrasonic transducer from the pulse generator to the amplification circuit, and the ultrasonic transducer receives the signal. Since the generated surface acoustic waves are attenuated according to the contact area and pressure of the finger, the amplitude of the electric signal output from the ultrasonic transducer also changes according to the contact area and pressure of the finger.
[0022]
When using a plurality of ultrasonic transducers, the selection circuit alternately switches between the pulse generator and the amplifier circuit, and further arranges a plurality of interdigital transducers In of the ultrasonic transducer, sequentially scans, and changes in the amplitude of the received signal. By sequentially detecting, it is possible to detect a rough contact position of the finger corresponding to the electrode position.
[0023]
Next, an ultrasonic touch panel shown as a second configuration in the present invention in FIG. 3 will be described.
[0024]
Here, the designated position can be calculated by applying the method proposed by the present applicant (JP-A-55-96411) mutatis mutandis. That is, a calculation defined by the following equation is performed based on the amount of attenuation of the output signal.
[0025]
4 is an explanatory diagram showing the contact position of the finger, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the output voltage V and the attenuation D, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the distribution of the attenuation D, and FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a change in the Q value calculated from FIG. 7, and a method of calculating an indicated position will be described based on FIGS.
[0026]
When a finger is brought into contact with the position shown in FIG. 4, the output voltage V shows a value as shown in FIG. 5, and an attenuation D obtained by subtracting the previously obtained non-contact output signal V ′ is calculated. Assuming that the position where the amount of attenuation is maximum is p, the amounts of attenuation Dp-1, Dp, and Dp + 1 show values as shown in FIG.
[0027]
Further, Dp-1, Dp, and Dp + 1 are obtained, and Q is obtained based on Expression 1.
[0028]
Q = (Dp−Dp + 1) / (Dp−Dp−1) (Equation 1)
However, Dp + 1> Dp−1
FIG. 7 shows a change in Q shown in Expression 1 when the finger 5 is moved from L0 to L1 in parallel with the x-axis in the above expression. As described above, when the finger 5 is at the position L0, Q = 1 from the distribution of FIG. 6A, and when the finger 5 is at the position L1, Q = 0 from the distribution of FIG. 6B. It is clear from the description.
[0029]
When the finger is located between L0 and L1, Q takes a value in a range of 0 <Q <1 corresponding to this position on a one-to-one basis. Therefore, by determining the characteristics of the Q experimentally in advance, it is possible to calculate the Q from the amplitude of the induction signal, and to obtain the detailed position of the finger between L0 and L1 from the Q.
[0030]
In other words, the approximate position of the finger in the x direction can be determined from the interdigital electrode position where the amplitude of the output signal is maximized, and the detailed position obtained from Q is added to or subtracted from the approximate position to obtain accurate coordinates in the x direction. Can be requested. Note that the same applies to the y coordinate, and a description thereof will be omitted.
[0031]
Note that the pointing position calculation method described in the present configuration is also applicable to the conventional ultrasonic touch panel shown in FIG.
[0032]
Next, a method of arranging the ultrasonic transducer according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0033]
Reference numeral 2 denotes a piezoelectric material such as PZT, 3 denotes an interdigital electrode formed on the surface of the piezoelectric material, and 4 denotes a non-piezoelectric substrate such as glass for transmitting a surface acoustic wave.
[0034]
In the method of arranging the ultrasonic transducer of the present invention shown in FIG. 9, the electrode spacing l of the ultrasonic transducer is λ = lλ, where λ is the wavelength of the most sensitive surface acoustic wave mode.
And the distance x0 between each electrode and the end face of the ultrasonic transducer is:
[0035]
(Equation 5)

[0036]
The filled, the distance x ₁ between the electrodes and the non-piezoelectric substrate end face,
[0037]
(Equation 6)

[0038]
It is arranged to satisfy.
[0039]
【Example】
Next, the input / output characteristics of Examples 1 and 2 in which the distances between the ultrasonic transducer and the non-piezoelectric substrate and the electrode satisfying the above-mentioned arrangement conditions are set to l0 and l1, and Comparative Examples 1-2 not satisfying the above-mentioned arrangement conditions are shown. 1 is shown. The distance between the center of the ultrasonic transducer and the end face of the non-piezoelectric substrate (soda glass) facing the same was 30 mm, the width of the interdigital transducer was 10 mm, the distance between the electrodes was 0.125 mm, and the thickness of the piezoelectric material of the ultrasonic transducer. Is 0.155 mm. The input / output characteristics indicate the ratio between the input voltage and the output voltage.
[0040]
[Table 1]

[0041]
In the case of the configurations of the first and second embodiments, as shown in FIG. 10A, interference between the traveling wave (solid line) and the reflected wave (dashed line) in the surface acoustic wave mode having the highest sensitivity is small. Therefore, the output voltage when the finger is not in contact is high, and the sensitivity when the finger is in contact is also high. On the other hand, in the case of the configurations of Comparative Examples 1 and 2, as shown in FIG. 10B, the interference between the traveling wave and the reflected wave is large, the output voltage when the finger is not in contact is low, and the sensitivity during contact is low. Become.
[0042]
Although the present embodiment has been described based on the first configuration of the present invention, the method of arranging the ultrasonic transducer according to the present invention can be applied to the conventional ultrasonic touch panel shown in FIG.
[0043]
Similarly, in the present embodiment, a finger is used as the coordinate indicating means. However, an object such as a pen having a role of attenuating an ultrasonic wave like the finger can be applied to the present invention.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, the same detection area can be secured by half of the transducers as compared with the conventional ultrasonic touch panel, so that the cost can be reduced. In addition, it is possible to reduce the ineffective area of the reflection section where no transducer is provided.
[0045]
Furthermore, by using the second configuration of the present invention, it is possible to read the pointing position with higher precision and higher resolution than in the conventional ultrasonic touch panel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a basic operation of an ultrasonic touch panel according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a first configuration according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a second configuration according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a coordinate calculation method in the second configuration of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a coordinate calculation method in the second configuration of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a coordinate calculation method in the second configuration of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a coordinate calculation method in the second configuration of the present invention.
FIG. 8 shows a configuration diagram of a conventional ultrasonic touch panel in which the interval between transducers is narrowed using the coordinate calculation method according to the present invention.
FIG. 9 is an enlarged view showing a configuration of a peripheral portion of an ultrasonic transducer in the first and second configurations of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an operation near a transducer in the first and second configurations according to the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional ultrasonic touch panel.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic transducer 2 Piezoelectric material 3 Interdigital electrode 4 Non-piezoelectric substrate 5 Finger 6 Pulse generator 7 Selection circuit 8 Amplification circuit 9 Signal processing circuit

Claims

A non-piezoelectric substrate which is made of a piezoelectric material and includes an interdigital transducer formed on the surface thereof and which serves as a surface acoustic wave propagation path, and a change in the surface acoustic wave caused by contact between the non-piezoelectric substrate and a finger or an indicator. According to the ultrasonic touch panel for detecting the position of the finger or indicator,
The ultrasonic transducer has a function of transmitting ultrasonic waves to the end face of the non-piezoelectric substrate and a function of receiving ultrasonic waves reflected on the end face of the non-piezoelectric substrate, and one peripheral portion of the surface of the non-piezoelectric substrate. And the interdigital transducer is arranged so as to be parallel to the other end face of the non-piezoelectric substrate surface facing the interdigital transducer.

Interval l interdigital electrodes of the ultrasonic transducer, the most the sensitivity and the wavelength of the high surface acoustic wave mode lambda, met l = 1/2 [lambda], and the distance between each electrode and the ultrasonic transducer end face x ₀ is ,

The filled, the distance x ₁ between the electrodes and the non-piezoelectric substrate end face,

An ultrasonic touch panel in which a distance between the interdigital transducer and an end surface of a non-piezoelectric substrate close to the ultrasonic transducer is set so as to satisfy the following.

Having an ultrasonic transducer including two or more interdigital transducers, detecting a voltage change occurring in the two or more interdigital transducers;
A rough position corresponding to the position of the electrode where the voltage change is maximum, a procedure for calculating the ratio of the voltage change occurring in the two or more interdigital electrodes, and an electrode adjacent to the electrode where the voltage change is maximum A procedure for calculating the relative position of the finger or the indicator in contact with
An ultrasonic touch panel position calculation method including a step of calculating a detailed position where the finger or the indicator is in contact with the rough position and the relative position.

The ultrasonic touch panel according to claim 1 or 2,
Having an ultrasonic transducer including two or more interdigital transducers, detecting a voltage change occurring in the two or more interdigital transducers;
A rough position corresponding to the position of the electrode where the voltage change is maximum, and a step of calculating a ratio of a voltage change occurring in the two or more interdigital electrodes;
A procedure for calculating the relative position where the finger or indicator is in contact between the electrodes adjacent to the electrode where the voltage change is the largest,
An ultrasonic touch panel position calculation method including a step of calculating a detailed position where the finger or the indicator is in contact with the rough position and the relative position.