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JP2002169648A - Ultrasonic touch panel - Google Patents

Ultrasonic touch panel

Info

Publication number
JP2002169648A
JP2002169648A JP2000367569A JP2000367569A JP2002169648A JP 2002169648 A JP2002169648 A JP 2002169648A JP 2000367569 A JP2000367569 A JP 2000367569A JP 2000367569 A JP2000367569 A JP 2000367569A JP 2002169648 A JP2002169648 A JP 2002169648A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
finger
piezoelectric substrate
touch panel
indicator
Prior art date
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Granted
Application number
JP2000367569A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3822051B2 (en
Inventor
Hideki Kitajima
秀樹 北島
Fumio Kimura
文雄 木村
Takashi Sarada
孝史 皿田
Masataka Araogi
正隆 新荻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP2000367569A priority Critical patent/JP3822051B2/en
Publication of JP2002169648A publication Critical patent/JP2002169648A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize, in an ultrasonic touch panel of a compact and simple construction, lower power consumption and a faster operation. SOLUTION: In the ultrasonic touch panel which a plurality of ultrasonic transducers 2 of which roller screen like electrodes Tn, Rn are formed on the surface of piezoelectric ceramic thin plate composed of piezoelectric material are opposed and provided on the surface of one side of a non-piezoelectric substrate 3, and which propagation paths for surface acoustic wave are disposed on so that the paths mutually intersect with, if a finger 4 comes into contact with the non-piezoelectric substrate, by shifting, with a selection circuit 5, to a partial scanning mode that limitedly selects the roller screen like electrodes Tn, Rn corresponding to the indicated position of the finger 4 and its adjoining area, it becomes possible to lower the power consumption and accelerate the position output in the ultrasonic touch panel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波送受信装置
を非圧電基板に備えることにより、その非圧電基板に指
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
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic touch panel provided with an ultrasonic transmission / reception device on a non-piezoelectric substrate to detect contact of a finger or an object with the non-piezoelectric substrate.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art As a conventional ultrasonic touch panel, a method using a surface acoustic wave has been widely used.

【0003】表面弾性波を使用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
により間接的にガラス等の非圧電基板を励振する方法、
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。
Conventional methods using surface acoustic waves include a method of indirectly exciting a non-piezoelectric substrate such as glass by a wedge transducer using a bulk wave oscillator.
A method of directly exciting with a piezoelectric thin film transducer may be used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】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、トランスデューサの駆動電圧
を高く設定する必要があり、低消費電力化が困難であっ
た。
In a system using a wedge-shaped transducer using a bulk wave oscillator, a non-piezoelectric substrate is indirectly excited and a surface array is provided by a reflection array arranged around the non-piezoelectric substrate. Since the wave is reflected twice, the loss of the surface acoustic wave is large, and it is necessary to set the driving voltage of the transducer high, which makes it difficult to reduce the power consumption.

【0005】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表面弾性波を
励振する方法で、すだれ状電極の構成により種々の伝送
特性を示すことから高周波デバイスとして用いられる
が、UHF及びVHF帯に限られ、信号処理回路等が複
雑になり、低消費電力化が困難であった。
A piezoelectric thin film transducer is a method in which a piezoelectric thin film such as ZnO is vapor-deposited on a substrate and surface acoustic waves are excited by interdigital electrodes. The piezoelectric thin film transducer is used as a high-frequency device because it exhibits various transmission characteristics due to the configuration of the interdigital electrodes. , UHF and VHF bands, the signal processing circuit and the like become complicated, and it is difficult to reduce power consumption.

【0006】本発明の目的は、構成が単純で、低消費電
力で効率の優れた超音波タッチパネルを提供することで
ある。
An object of the present invention is to provide an ultrasonic touch panel having a simple configuration, low power consumption and excellent efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、第1の構成としては、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が非圧電基板の一
方の表面に複数対向し、かつ、前記対向する超音波トラ
ンスデューサ間を伝搬する表面弾性波の伝搬路が互いに
交差するように設けられ、前記互いに対向する超音波ト
ランスデューサのすだれ状電極の中から一対を選択回路
で選択し、前記すだれ状電極間を伝搬する表面弾性波の
減衰から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、前記人指若しくは指示器が非圧電
基板と接触している場合、前記人指若しくは指示器の指
示位置の検出結果から、指示位置及び該指示位置に隣接
する領域に対応するすだれ状電極を前記選択回路で選択
し、前記指示位置及び該指示位置に隣接する領域を選択
して走査する部分走査モードを有するよう超音波タッチ
パネルを構成した。
Means for Solving the Problems As means for solving the above-mentioned problems, as a first configuration, a plurality of ultrasonic transducers having interdigital electrodes formed on the surface thereof are opposed to one surface of the non-piezoelectric substrate, And, the propagation paths of the surface acoustic waves propagating between the opposed ultrasonic transducers are provided so as to intersect with each other, and a pair is selected by a selection circuit from among the interdigital transducers of the opposed ultrasonic transducers, In an ultrasonic touch panel for detecting the position of a finger or an indicator from attenuation of surface acoustic waves propagating between interdigital electrodes, when the finger or the indicator is in contact with a non-piezoelectric substrate, the finger or the indicator is From the detection result of the pointing position of the container, the selection circuit selects an interdigital electrode corresponding to the pointing position and an area adjacent to the pointing position, and Select the region adjacent to the fine the indicated position to constitute a ultrasonic touch panel so as to have a partial scan mode to scan.

【0008】前記課題を解決するための手段として、第
2の構成としては、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が非圧電基板の一方の表面に複数対
向し、かつ、前記対向する超音波トランスデューサ間を
伝搬する表面弾性波の伝搬路が互いに交差するように設
けられ、前記互いに対向する超音波トランスデューサの
すだれ状電極の中から一対を選択回路で選択し、前記す
だれ状電極間を伝搬する表面弾性波の減衰から人指若し
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、互いの円弧状の電極指が間挿するように配置された
一対の櫛歯状電極が形成された超音波トランスデューサ
を前記非圧電基板の一方の表面隅部に少なくとも1つ配
置し、該超音波トランスデューサから他の受信側の超音
波トランスデューサに対して発する表面弾性波の減衰か
ら前記人指若しくは指示器と非圧電基板との接触の有無
を検出する走査モードを有し、前記人指若しくは指示器
と非圧電基板との接触を検出した場合、前記選択回路
で、前記検出部分に対応する前記すだれ状電極を選択し
て、人指若しくは指示器の位置検出を開始するように超
音波タッチパネルを構成した。
As a means for solving the above-mentioned problem, as a second configuration, a plurality of ultrasonic transducers each having interdigital electrodes formed on the surface thereof face one surface of the non-piezoelectric substrate. Propagation paths of surface acoustic waves propagating between the ultrasonic transducers are provided so as to intersect with each other, and a pair of interdigital transducers of the ultrasonic transducer facing each other is selected by a selection circuit, and propagated between the interdigital transducers. In the ultrasonic touch panel that detects the position of a finger or an indicator from the attenuation of surface acoustic waves, a pair of comb-shaped electrodes arranged so that arc-shaped electrode fingers are interposed between them is formed by an ultrasonic wave. At least one transducer is arranged at one corner of one surface of the non-piezoelectric substrate, and another ultrasonic transducer on the receiving side is disposed from the ultrasonic transducer. Has a scanning mode for detecting the presence or absence of contact between the finger or indicator and the non-piezoelectric substrate from the attenuation of surface acoustic waves emitted against, and has detected contact between the finger or indicator and the non-piezoelectric substrate. In this case, the ultrasonic touch panel is configured so that the selection circuit selects the IDT corresponding to the detection portion and starts detecting the position of the finger or the indicator.

【0009】前記課題を解決するための手段として、第
3の構成としては、前記第2の構成に加えて、人指若し
くは指示器と非圧電基板との接触の有無を検出し、前記
人指若しくは指示器の指示位置を一度算出した後、前記
人指若しくは指示器の指示位置及び該指示位置に隣接す
る領域に対応するすだれ状電極を選択回路で選択する部
分走査モードを有し、表面弾性波の減衰から指示位置を
算出するように超音波タッチパネルを構成した。
As a means for solving the above-mentioned problems, a third configuration is such that, in addition to the second configuration, the presence or absence of contact between a finger or an indicator and a non-piezoelectric substrate is detected, and Or, after calculating the pointing position of the indicator once, the partial scanning mode in which the selection circuit selects the interdigital electrode corresponding to the pointing position of the finger or the indicator and the area adjacent to the pointing position, and has a surface elasticity. The ultrasonic touch panel is configured to calculate the designated position from the attenuation of the wave.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に本発明の超音波タッチパネ
ルにおける第1の実施例を図面に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the ultrasonic touch panel according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は前記第1の実施例を示す概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the first embodiment.

【0012】1は超音波タッチパネル本体である。2a
〜2dはPZT等の圧電材料の表面にすだれ状電極T
n、Rnを形成した超音波トランスデューサである。3は
ガラスやアクリル等からなり、表面弾性波の伝送路とな
る非圧電基板である。4は指示位置を入力する指であ
る。なお、本実施例では位置を指示する物体として指を
使用しているが、指と同様に非圧電基板接触時に表面弾
性波の減衰を伴うスタイラスペンやカーソルなどの指示
器を使用することも可能である。
Reference numeral 1 denotes an ultrasonic touch panel main body. 2a
2d are interdigital electrodes T on the surface of a piezoelectric material such as PZT.
This is an ultrasonic transducer in which n and Rn are formed. Reference numeral 3 denotes a non-piezoelectric substrate made of glass, acrylic, or the like and serving as a transmission path for surface acoustic waves. Reference numeral 4 denotes a finger for inputting a designated position. In this embodiment, the finger is used as the object for indicating the position. However, similarly to the finger, it is also possible to use an indicator such as a stylus pen or a cursor accompanied by attenuation of the surface acoustic wave when the non-piezoelectric substrate contacts. It is.

【0013】図2はすだれ状電極の実際の形状を示す斜
視図である。すだれ状電極11はアルミニウムなど金属
薄膜で構成され、PZTなど圧電材料で構成される圧電
磁器薄板12の表面に形成され、すだれ状電極11の電
極指は、送信若しくは受信しようとする超音波の波長に
応じて決定される電極周期長を隔てて、櫛歯状に形成さ
れている。また、すだれ状電極11は互いに間挿する電
極指を有する一対の櫛歯状電極により形成される。
FIG. 2 is a perspective view showing the actual shape of the IDT. The interdigital transducer 11 is formed of a metal thin film such as aluminum, is formed on the surface of a piezoelectric ceramic thin plate 12 composed of a piezoelectric material such as PZT, and the electrode fingers of the interdigital transducer 11 transmit the wavelength of the ultrasonic wave to be transmitted or received. Are formed in a comb-tooth shape with an electrode cycle length determined in accordance with. The interdigital transducer 11 is formed by a pair of comb-shaped electrodes having electrode fingers interposed therebetween.

【0014】図3は超音波トランスデューサの形状のバ
リエーションである。図1に示す超音波タッチパネルの
構成では、超音波トランスデューサ2a〜2dにすだれ
状電極が複数含まれる形で形成されているが、すだれ状
電極が1つづつ含まれるよう、x軸方向及びy軸方向に
複数の小型超音波トランスデューサを配置してもよい。
FIG. 3 shows a variation of the shape of the ultrasonic transducer. In the configuration of the ultrasonic touch panel shown in FIG. 1, the ultrasonic transducers 2 a to 2 d are formed so as to include a plurality of interdigital electrodes. A plurality of small ultrasonic transducers may be arranged in the direction.

【0015】図4は超音波タッチパネルの回路ブロック
構成を示す。2は超音波トランスデューサであり、5は
超音波トランスデューサ及び該超音波トランスデューサ
に含まれるすだれ状電極を選択する選択回路、6は前記
すだれ状電極の電極周期長に対応する周波数の電気信号
を発生させるパルス発生器、7は信号処理回路であり、
受信側の超音波トランスデューサで変換した電気信号を
整流、平滑、増幅等の処理を行い、表面弾性波の減衰に
応じた信号を出力する。8はコンパレータであり、信号
処理回路の出力信号と基準電圧を比較し、表面弾性波の
減衰の有無を判別する。9はCPUであり、パルス発生
器と選択回路と信号処理回路の制御を行い、表面弾性波
の減衰量と選択したすだれ状電極Tn、Rnの位置より、
指の指示位置を算出する。
FIG. 4 shows a circuit block configuration of the ultrasonic touch panel. 2 is an ultrasonic transducer, 5 is an ultrasonic transducer and a selection circuit for selecting an interdigital transducer included in the ultrasonic transducer, and 6 generates an electric signal having a frequency corresponding to the electrode cycle length of the interdigital transducer. A pulse generator 7 is a signal processing circuit;
The electric signal converted by the ultrasonic transducer on the receiving side is subjected to processes such as rectification, smoothing, and amplification, and a signal corresponding to the attenuation of the surface acoustic wave is output. Reference numeral 8 denotes a comparator, which compares the output signal of the signal processing circuit with a reference voltage to determine whether or not the surface acoustic wave has been attenuated. Reference numeral 9 denotes a CPU, which controls the pulse generator, the selection circuit, and the signal processing circuit, and determines the amount of surface acoustic wave attenuation and the positions of the selected interdigital transducers Tn, Rn.
Calculate the pointing position of the finger.

【0016】図5にすだれ状電極Tn、Rnを選択する選
択回路の走査方法をフローチャートで示す。
FIG. 5 is a flowchart showing a scanning method of the selection circuit for selecting the interdigital electrodes Tn and Rn.

【0017】図1及び図4〜5に基づき、超音波タッチ
パネルの動作について説明する。
The operation of the ultrasonic touch panel will be described with reference to FIG. 1 and FIGS.

【0018】最初に、指4が非圧電基板3に接触してい
ない場合(非接触状態)について説明する。
First, a case where the finger 4 is not in contact with the non-piezoelectric substrate 3 (non-contact state) will be described.

【0019】パルス発生器6は超音波トランスデューサ
2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5を介して、このパルス出力
信号を送信側の超音波トランスデューサに入力し、表面
弾性波に変換する。一方、受信側の超音波トランスデュ
ーサ2においては、非圧電基板を媒体として表面弾性波
を受信して電気信号に変換し、選択回路5を介して、信
号処理回路7に入力し、電気信号を整流、平滑、増幅
し、更にコンパレータ8で基準電圧と比較することによ
り、表面弾性波の減衰の有無を判定する。表面弾性波の
減衰が少なく、非接触状態と判定した場合は、再度全面
走査を開始する。
The pulse generator 6 generates an electric signal of several MHz which is a frequency corresponding to the electrode cycle length of the interdigital transducer of the ultrasonic transducer 2 and outputs it as a pulse output signal. Subsequently, the pulse output signal is input to the transmission-side ultrasonic transducer via the selection circuit 5, and is converted into a surface acoustic wave. On the other hand, the ultrasonic transducer 2 on the receiving side receives the surface acoustic wave using the non-piezoelectric substrate as a medium, converts the surface acoustic wave into an electric signal, inputs the electric signal to the signal processing circuit 7 via the selection circuit 5, and rectifies the electric signal. , Smoothing, amplifying, and comparing with a reference voltage by the comparator 8 to determine whether or not the surface acoustic wave is attenuated. When it is determined that the surface acoustic wave is less attenuated and is in the non-contact state, the entire surface scanning is started again.

【0020】続いて、指4が非圧電基板3に接触してい
る場合(接触状態)の動作について説明する。
Next, the operation when the finger 4 is in contact with the non-piezoelectric substrate 3 (contact state) will be described.

【0021】指4が非圧電基板3に接触すると、送信側
の超音波トランスデューサから出力される表面弾性波が
一部、指に吸収され、非接触状態の表面弾性波と比較し
て減衰した表面弾性波が受信側の超音波トランスデュー
サ2に到達する。受信側の超音波トランスデューサ2で
表面弾性波を電気信号に変換し、選択回路5を介して信
号処理回路7に入力して、整流、平滑、増幅し、コンパ
レータ8で基準電圧と比較することにより、表面弾性波
の減衰の有無を判定する。表面弾性波の減衰が大きく、
接触状態と判定した場合、指のy軸方向の指示位置を得
るためにy軸方向の全面走査を行い、表面弾性波が減衰
している時に選択した超音波トランスデューサ2及びす
だれ状電極Tn、Rnの位置から、CPU9で指の指示位
置を算出する。
When the finger 4 comes into contact with the non-piezoelectric substrate 3, the surface acoustic wave output from the transmitting ultrasonic transducer is partially absorbed by the finger and attenuated compared with the surface acoustic wave in the non-contact state. The elastic wave reaches the ultrasonic transducer 2 on the receiving side. By converting the surface acoustic wave into an electric signal by the ultrasonic transducer 2 on the receiving side, inputting the electric signal to the signal processing circuit 7 via the selection circuit 5, rectifying, smoothing and amplifying, and comparing the rectified, smoothed and amplified voltage with the reference voltage by the comparator 8 Then, the presence or absence of the attenuation of the surface acoustic wave is determined. The attenuation of surface acoustic waves is large,
If it is determined that the finger is in the contact state, the entire surface of the finger is scanned in the y-axis direction to obtain the designated position in the y-axis direction, and the selected ultrasonic transducer 2 and interdigital electrodes Tn, Rn when the surface acoustic wave is attenuated. CPU 9 calculates the position indicated by the finger from the position.

【0022】更に、前記指4の指示位置の算出結果に対
応するすだれ状電極をTk、Rmとすると、例えばすだれ
状電極Tk、Rmと周辺領域のすだれ状電極Tk-1、Tk+
1、Rm-1、Rm+1の選択(部分走査)をx軸、y軸方向
の順で行い、指4が非圧電基板3に接触して表面弾性波
の減衰が検出されている間は部分走査を繰り返し、表面
弾性波が減衰している時に選択した超音波トランスデュ
ーサのすだれ状電極Tn、Rnの位置から、CPU9で指
の指示位置を算出する。
Further, assuming that the interdigital electrodes corresponding to the calculation result of the pointing position of the finger 4 are Tk and Rm, for example, the interdigital electrodes Tk and Rm and the interdigital electrodes Tk-1 and Tk + in the peripheral area.
The selection (partial scanning) of 1, Rm-1 and Rm + 1 is performed in the order of the x-axis and the y-axis, and while the finger 4 contacts the non-piezoelectric substrate 3 and the attenuation of the surface acoustic wave is detected. The partial scan is repeated, and the CPU 9 calculates the pointing position of the finger from the positions of the interdigital transducers Tn and Rn of the ultrasonic transducer selected when the surface acoustic wave is attenuated.

【0023】全面走査の場合、本実施例の第1の構成で
は、指の指示位置を算出するためにx軸方向に最大7
回、y軸方向に4回、選択回路の切り替えを行う必要が
ある。一方、部分走査の場合、x軸方向及びy軸方向に
各最大3回の選択回路の切り替えで済む。したがって、
第1の実施例では、全面走査のみを行う方法と比較し
て、指の指示位置を1回得るために必要な時間が短縮さ
れるため、消費電力の低減、及び指示位置の出力回数の
増加が可能である。
In the case of full-surface scanning, in the first configuration of this embodiment, a maximum of 7 points in the x-axis direction is required to calculate the pointing position of the finger.
It is necessary to switch the selection circuit four times in the y-axis direction. On the other hand, in the case of partial scanning, switching of the selection circuit in each of the x-axis direction and the y-axis direction can be performed up to three times at the maximum. Therefore,
In the first embodiment, the time required to obtain the designated position of the finger once is reduced as compared with the method of performing only full-surface scanning, so that the power consumption is reduced and the number of times the designated position is output is increased. Is possible.

【0024】次に、本発明の超音波タッチパネルにおけ
る第2の実施例について説明する。
Next, a description will be given of a second embodiment of the ultrasonic touch panel according to the present invention.

【0025】図6は、前記第2の実施例の構成を示した
概略図で、第1の実施例の超音波タッチパネルにおい
て、全面走査時の送信用として、図7に示すように他の
超音波トランスデューサと同様の電極周期長を有し、互
いに間挿する円弧状の電極指を形成した超音波トランス
デューサ2eを非圧電基板3の上面の隅部に配置した形
となる。なお、図6で示す構成では扇形状の超音波トラ
ンスデューサ2eをすだれ状電極T1とT11との間に配
置しているが、表面弾性波の減衰特性に応じて、すだれ
状電極T7とR11の間など、他の位置に複数配置するこ
とや、放射状に表面弾性波を伝搬する円形状の超音波ト
ランスデューサを配置することも十分可能である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the second embodiment. In the ultrasonic touch panel of the first embodiment, another ultrasonic sensor as shown in FIG. The ultrasonic transducer 2e having the same electrode cycle length as the acoustic transducer and having arc-shaped electrode fingers interposed therebetween is arranged at the corner of the upper surface of the non-piezoelectric substrate 3. In the configuration shown in FIG. 6, the fan-shaped ultrasonic transducer 2e is disposed between the interdigital transducers T1 and T11. However, depending on the attenuation characteristics of the surface acoustic wave, the interdigital transducer 2e is disposed between the interdigital transducers T7 and R11. For example, it is sufficiently possible to dispose a plurality of ultrasonic transducers at other positions or to dispose a circular ultrasonic transducer that propagates a surface acoustic wave radially.

【0026】次に、第2の実施例における動作につい
て、図4及び図6〜8に基づき説明する。
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIG. 4 and FIGS.

【0027】図8は、超音波タッチパネルの第2の実施
例における、走査方法を示したフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a scanning method in the second embodiment of the ultrasonic touch panel.

【0028】走査開始時、パルス発生回路6より選択回
路5を介して、電極周期長に対応する周波数のパルス出
力信号が超音波トランスデューサ2eに出力され、超音
波トランスデューサ2eから表面弾性波が送信される。
次に受信側の超音波トランスデューサのすだれ状電極R
1〜7及びR11〜14を選択回路5で順次選択する。
At the start of scanning, a pulse output signal having a frequency corresponding to the electrode cycle length is output from the pulse generation circuit 6 via the selection circuit 5 to the ultrasonic transducer 2e, and a surface acoustic wave is transmitted from the ultrasonic transducer 2e. You.
Next, the interdigital transducer R of the ultrasonic transducer on the receiving side
1 to 7 and R11 to R14 are sequentially selected by the selection circuit 5.

【0029】指4が非圧電基板3に接触すると前記表面
弾性波が減衰し、受信側の超音波トランスデューサ2の
出力信号レベルが低下する。したがって、この出力信号
レベルの低下をコンパレータ8で判別することにより、
指4と非圧電基板3との接触の有無が検出できる。
When the finger 4 comes into contact with the non-piezoelectric substrate 3, the surface acoustic wave is attenuated, and the output signal level of the ultrasonic transducer 2 on the receiving side decreases. Therefore, the comparator 8 determines the decrease in the output signal level,
The presence or absence of contact between the finger 4 and the non-piezoelectric substrate 3 can be detected.

【0030】その後、x軸方向及びy軸方向の全面走査
を行い、表面弾性波が減衰している時に選択した超音波
トランスデューサのすだれ状電極Tn、Rnの位置から、
CPU9で指の指示位置を算出する。
Thereafter, the entire surface is scanned in the x-axis direction and the y-axis direction, and the positions of the interdigital transducers Tn and Rn of the ultrasonic transducer selected when the surface acoustic wave is attenuated are determined.
The CPU 9 calculates the pointing position of the finger.

【0031】前述した第2の実施例では、非圧電基板の
上面隅部に配置した送信用の超音波トランスデューサを
使用することにより、非接触状態の超音波トランスデュ
ーサ及びすだれ状電極の選択回数及び送信時間を削減す
ることが可能となり、低消費電力化及び指の指示位置出
力の高速化が可能となる。
In the above-described second embodiment, the number of times of selecting the non-contact ultrasonic transducer and the interdigital transducer and the number of transmissions are determined by using the transmitting ultrasonic transducer disposed at the upper corner of the non-piezoelectric substrate. Time can be reduced, power consumption can be reduced, and output of a finger pointing position can be speeded up.

【0032】更に第3の実施例として、前記第2の実施
例で示した図6の構成で、前記第1の実施例で示した部
分走査を行うことにより、接触状態における超音波トラ
ンスデューサ及びすだれ状電極の選択回数を更に削減す
ることが可能となり、低消費電力化及び指の指示位置出
力の高速化が可能となる。
Further, as a third embodiment, by performing the partial scanning shown in the first embodiment with the configuration of FIG. 6 shown in the second embodiment, an ultrasonic transducer and a blind in a contact state are performed. It is possible to further reduce the number of times of selection of the shape electrode, and it is possible to reduce the power consumption and to speed up the output of the finger pointing position.

【0033】なお、図4に示す回路ブロック構成の代わ
りに、選択回路5を介して送信側の超音波トランスデュ
ーサ及び受信側の超音波トランスデューサを増幅器10
と接続し、遅延線発振器として構成した図9に示す回路
ブロック構成を適用しても、第1〜3の実施例と同様
に、低消費電力化及び指の指示位置出力の高速化等に有
効である。
It is to be noted that, instead of the circuit block configuration shown in FIG. 4, an ultrasonic transducer on the transmitting side and an ultrasonic transducer on the receiving side are connected to an amplifier 10 via a selecting circuit 5.
Even when the circuit block configuration shown in FIG. 9 configured as a delay line oscillator is applied, as in the first to third embodiments, it is effective in reducing power consumption and increasing the output speed of the finger pointing position. It is.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、指の指示位置の算出結
果から、指の指示位置及びその周辺領域に対応する超音
波トランスデューサ及びすだれ状電極に限定して選択す
る部分走査モードを有する第1の構成においては、指が
非圧電基板に接触している間は、低消費電力化若しくは
指示位置出力回数を多くすることが可能である。
According to the present invention, based on the calculation result of the pointing position of the finger, there is provided a partial scanning mode in which the ultrasonic scanning and the interdigital transducer corresponding to the pointing position of the finger and the surrounding area are selected only. In the configuration 1, while the finger is in contact with the non-piezoelectric substrate, it is possible to reduce power consumption or increase the number of times the designated position is output.

【0035】また、本発明によれば、非圧電基板の上面
の隅部に超音波トランスデューサを設け、送信側として
前記超音波トランスデューサを使用する走査モードを有
する第2の構成においては、指が非圧電基板に接触して
いない間、送信側の他の超音波トランスデューサを選択
する必要がなく、送信側の選択回路の切り替え動作が不
要となるため、低消費電力化及び指の指示位置出力の高
速化等に有効である。
According to the second aspect of the present invention, in the second configuration having a scanning mode in which an ultrasonic transducer is provided at a corner on the upper surface of the non-piezoelectric substrate and the ultrasonic transducer is used as a transmitting side, While not in contact with the piezoelectric substrate, there is no need to select another ultrasonic transducer on the transmission side, and there is no need to switch the selection circuit on the transmission side, thus reducing power consumption and increasing the speed of finger pointing position output. It is effective for conversion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における超音波タッチパネルの構成を示
した概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an ultrasonic touch panel according to the present invention.

【図2】超音波トランスデューサのすだれ状電極の配置
を示した斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of interdigital electrodes of the ultrasonic transducer.

【図3】小型の超音波トランスデューサを配置した超音
波タッチパネルの構成を示した概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an ultrasonic touch panel on which a small ultrasonic transducer is arranged.

【図4】超音波タッチパネルの回路ブロック構成を示す
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a circuit block configuration of an ultrasonic touch panel.

【図5】超音波タッチパネルの走査方法を示すフローチ
ャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a scanning method of the ultrasonic touch panel.

【図6】非圧電基板の隅部に超音波トランスデューサを
配置した超音波タッチパネルの構成を示した概略図であ
る。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an ultrasonic touch panel in which an ultrasonic transducer is arranged at a corner of a non-piezoelectric substrate.

【図7】非圧電基板の超音波トランスデューサの電極形
状を示した説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an electrode shape of an ultrasonic transducer on a non-piezoelectric substrate.

【図8】非圧電基板の超音波トランスデューサを配置し
た超音波タッチパネルの走査方法を示したフローチャー
トである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a scanning method of an ultrasonic touch panel on which an ultrasonic transducer of a non-piezoelectric substrate is arranged.

【図9】超音波トランスデューサ及び増幅器を接続し、
遅延線発振器として構成した超音波タッチパネルの回路
ブロック構成を示す説明図である。
FIG. 9 connects an ultrasonic transducer and an amplifier,
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a circuit block configuration of an ultrasonic touch panel configured as a delay line oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超音波タッチパネル 2、2a、2b、2c、2d、2e 超音波トランスデ
ューサ 3 非圧電基板 4 指 5 選択回路 6 パルス発生器 7 信号処理回路 8 コンパレータ 9 CPU 10 増幅器 11 すだれ状電極 12 圧電薄板 Tn すだれ状電極(送信側) Rn すだれ状電極(受信側)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic touch panel 2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e Ultrasonic transducer 3 Non-piezoelectric substrate 4 Finger 5 Selection circuit 6 Pulse generator 7 Signal processing circuit 8 Comparator 9 CPU 10 Amplifier 11 Interdigital electrode 12 Piezoelectric thin plate Tn Electrode (transmitting side) Rn IDT electrode (receiving side)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 皿田 孝史 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 新荻 正隆 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 Fターム(参考) 5B068 AA02 AA03 BB21 BC14 BE01 BE06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Takafumi Sarada 1-8-8 Nakase, Mihama-ku, Chiba-shi, Chiba Inside SII IRD Center Co., Ltd. (72) Inventor Masataka Shinogi Nakase, Mihama-ku, Chiba-shi, Chiba 1-8, SII IRD Center F-term (reference) 5B068 AA02 AA03 BB21 BC14 BE01 BE06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】すだれ状電極を表面に形成した超音波トラ
ンスデューサが非圧電基板の一方の表面に複数対向し、
かつ、前記対向する超音波トランスデューサ間を伝搬す
る表面弾性波の伝搬路が互いに交差するように設けら
れ、前記互いに対向する超音波トランスデューサのすだ
れ状電極の中から一対を選択回路で選択し、前記すだれ
状電極間を伝搬する表面弾性波の減衰から人指若しくは
指示器の位置を検出する超音波タッチパネルにおいて、 前記人指若しくは指示器が非圧電基板と接触している場
合、前記人指若しくは指示器の指示位置の検出結果か
ら、指示位置及び該指示位置に隣接する領域に対応する
すだれ状電極を前記選択回路で選択し、前記指示位置及
び該指示位置に隣接する領域を選択する部分走査モード
を有する超音波タッチパネル。
A plurality of ultrasonic transducers each having an interdigital transducer formed on a surface thereof face one surface of a non-piezoelectric substrate;
And, the propagation paths of the surface acoustic waves propagating between the opposed ultrasonic transducers are provided so as to intersect with each other, and a pair is selected by a selection circuit from among the interdigital transducers of the opposed ultrasonic transducers, In an ultrasonic touch panel for detecting the position of a finger or an indicator from the attenuation of surface acoustic waves propagating between interdigital electrodes, when the finger or the indicator is in contact with a non-piezoelectric substrate, the finger or the indicator is A partial scanning mode for selecting, from the detection result of the pointing position of the vessel, the IDT corresponding to the pointing position and the area adjacent to the pointing position by the selection circuit, and selecting the pointing position and the area adjacent to the pointing position; Ultrasonic touch panel having a.
【請求項2】すだれ状電極を表面に形成した超音波トラ
ンスデューサが非圧電基板の一方の表面に複数対向し、
かつ、前記対向する超音波トランスデューサ間を伝搬す
る表面弾性波の伝搬路が互いに交差するように設けら
れ、前記互いに対向する超音波トランスデューサのすだ
れ状電極の中から一対を選択回路で選択し、前記すだれ
状電極間を伝搬する表面弾性波の減衰から人指若しくは
指示器の位置を検出する超音波タッチパネルにおいて、 互いの円弧状の電極指が間挿するように配置された一対
の櫛歯状電極が形成された超音波トランスデューサを前
記非圧電基板の一方の表面隅部に少なくとも1つ配置
し、該超音波トランスデューサから他の受信側の超音波
トランスデューサに対して発する表面弾性波の減衰から
前記人指若しくは指示器と非圧電基板との接触の有無を
検出する走査モードを有し、前記人指若しくは指示器と
非圧電基板との接触を検出した場合、前記選択回路で、
前記検出部分に対応する前記すだれ状電極を選択して、
人指若しくは指示器の位置検出を開始する超音波タッチ
パネル。
2. An ultrasonic transducer having interdigital electrodes formed on a surface thereof, a plurality of ultrasonic transducers facing one surface of a non-piezoelectric substrate,
And, the propagation paths of the surface acoustic waves propagating between the opposed ultrasonic transducers are provided so as to intersect with each other, and a pair is selected by a selection circuit from among the interdigital transducers of the opposed ultrasonic transducers, In an ultrasonic touch panel that detects the position of a human finger or an indicator from attenuation of surface acoustic waves propagating between interdigital electrodes, a pair of comb-shaped electrodes arranged so that arc-shaped electrode fingers are interposed between each other At least one ultrasonic transducer on which the non-piezoelectric substrate is formed is disposed at one corner of the surface of the non-piezoelectric substrate, and the person is determined from attenuation of surface acoustic waves emitted from the ultrasonic transducer to another ultrasonic transducer on the receiving side. A scanning mode for detecting the presence or absence of contact between the finger or the indicator and the non-piezoelectric substrate; If detected, in the selection circuit,
Selecting the interdigital transducer corresponding to the detection portion,
An ultrasonic touch panel that starts detecting the position of a finger or an indicator.
【請求項3】人指若しくは指示器と非圧電基板との接触
の有無を検出し、前記人指若しくは指示器の指示位置を
一度算出した後、前記人指若しくは指示器の指示位置及
び該指示位置に隣接する領域に対応するすだれ状電極を
選択回路で選択する部分走査モードを有し、表面弾性波
の減衰から指示位置を算出する請求項2記載の超音波タ
ッチパネル。
3. The method according to claim 1, further comprising detecting the presence or absence of contact between the finger or the indicator and the non-piezoelectric substrate, calculating the indicated position of the finger or the indicator once, and then indicating the position of the finger or the indicator and the designated position. 3. The ultrasonic touch panel according to claim 2, further comprising a partial scanning mode in which an interdigital electrode corresponding to a region adjacent to the position is selected by a selection circuit, and wherein the designated position is calculated from attenuation of surface acoustic waves.
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