(57)【要約】【課題】ボーダー領域が非常に狭くなった新しい弾性波タッチセンサー設計を提供すること。また、センサーがフラットで、平面状デバイス（例えばＬＣＤモニター）と容易に一体化できて封止できる新しい弾性波タッチセンサー設計をも提供すること。【解決手段】タッチ検知領域を有する第１面を含んだタッチセンサー基板にトランスデューサーを形成する方法であって、基板に第１導電層を供する工程、第１導電層の少なくとも一部が被われるように、基板に圧電層を供する工程、および、圧電層を熱硬化させる工程を含んで成る方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ検知領域を有する第１面を含んだタッチセンサー基板にトランスデューサーを形成する方法であって、
基板に第１導電層を供する工程、
第１導電層の少なくとも一部が被われるように、基板に圧電層を供する工程、および
圧電層を熱硬化させる工程
を含んで成る方法。
【請求項２】
第２導電層によって圧電層の少なくとも一部が被われるように、基板に第２導電層を供する工程を更に含んで成る、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
基板に第２導電層を供する工程、ならびに
第１導電層および第２導電層にそれぞれ第１電圧および第２電圧を加えて、圧電層を分極処理する工程
を更に含んで成る、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
圧電層を供する工程には、圧電材料のスクリーン印刷が更に含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
基板から材料を取り除くことによって基板に格子要素を形成することを更に含んで成り、第１導電層を供する工程および圧電層を供する工程には、第１導電層および圧電層を格子要素上に供することが更に含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
基板に導電トレースを形成する工程、および
電気信号が導電層に送られることになるように、導電性トレースと導電層とを相互に接続する工程
を更に含んで成る、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
圧電材料がゾル−ゲル材料を含んで成る、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
基板が、第１面に対して実質的に垂直となるように第１面とエッジにて交差している側壁を更に有して成る、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチセンサーに関する。より詳細には、本発明は、機能性を有する狭いボーダーおよび感度が増加したタッチ検知エリアを備えた弾性波タッチセンサーおよび弾性波タッチスクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波タッチセンサーは、タッチセンサー基板を横切って伝搬（または伝播）する弾性波に加えられるタッチ効果に起因してタッチの存在および位置を検知できるタッチ検知エリアを備えている。かかる弾性波タッチセンサーは、レイリー波（擬似レイリー波を含む）、ラム波、剪断波、または種々の弾性波の組合せを用いている。
【０００３】
図１は、従来の弾性波タッチセンサー、弾性波タッチスクリーン１の作動形態を示している。タッチスクリーン１は、タッチされた二次元座標の位置を決めるタッチ検知エリア２を有している。例えば、タッチ検知エリア２は、点線１６（ベゼル１０の内側境界を表している点線）によって境界付けられたエリアを含んでいる。第１送信トランスデューサー３ａは、タッチ検知エリア２の外側に配置されており、弾性波を伝えるようにタッチスクリーン１の表面に連結されている。第１送信トランスデューサー３ａによって、タッチスクリーン１の上端にて平行に伝搬するように（一般的にはタッチスクリーン１の面にて伝搬するように）弾性波信号が弾性波１１ａの形態で送られる。弾性波１１ａの伝搬経路には、部分反射弾性波要素４の第１直線状アレイ１３ａが配置されている。弾性波要素４の各々は、弾性波信号を（約９０°の角度で）部分的に反射させて送信しており、それによって、タッチ検知エリア２を垂直に伝搬する複数の弾性波（例えば、５ａ，５ｂおよび５ｃ）が生じることになる。反射要素４の間隔は、弾性波信号の減衰が補われるように、第１トランスミッター３ａからの離れるほど変化している。反射要素４が一様に離隔している場合であっても、反射要素４の反射強度を変えることによって信号を均一化することができる。弾性波５ａ，５ｂおよび５ｃは、部分弾性反射要素４の第２直線状アレイ１３ｂによって再度反射して、第１受信トランスデューサー６ａの方向に向かって略９０°（矢印１１ｂで示される方向）に方向を変える。そして、第１受信トランスデューサー６ａによって弾性波５ａ、５ｂおよび５ｃが検知された後、電気信号に変換されてデータ処理される。このような構成と同様の構成は、タッチスクリーン１の左側エッジおよび右側エッジに沿うように設けられている。第２送信トランスデューサー３ｂは、右側エッジに沿うように弾性波１２ａを発生させる。弾性波反射要素４の第３直線状アレイ１３ｃによって、弾性波１２ａは、タッチ検知エリア２を水平方向（Ｘ軸と平行）に横切って進行する複数の弾性波（例えば７ａ、７ｂおよび７ｃ）にされる。弾性波７ａ、７ｂおよび７ｃは、弾性波反射要素４の第４直線状アレイ１３ｄによって、受信トランスデューサー６ｂの方向（矢印１２ｂの方向）へと向きを変えられる。そして、受信トランスデューサー６ｂでは弾性波７ａ、７ｂおよび７ｃが検知され、電気信号に変換されることになる。
【０００４】
タッチ検知エリア２では、指またはスタイラス等の物体によって参照番号８で示す位置がタッチされると、弾性波５ｂおよび７ａのエネルギーの幾らかがタッチした物体によって吸収される。その結果、減衰が生じ、受信トランスデューサー６ａ、６ｂにおいて、弾性波信号の変動（または摂動）が検知される。マイクロプロセッサー（図示せず）を用いてデータの時間遅れを解析すると、タッチされた位置８の座標を決定することができる。図１のデバイスは、送信トランスデューサーおよび受信トランスデューサーと２種類のトランスデューサーを用いたタッチスクリーンとして機能し得る。
【０００５】
図１の点線で表されているハウジング９は、タッチスクリーン１と関連を有するものである。このハウジングは、例えば成形ポリマーまたはシート材料などの適当な材料から形成することができる。ハウジング９には、ベゼル１０（図１ではベゼルの内側輪郭を点線１６で表し、ベゼルの外側輪郭を点線１７で示している）が含まれている。内側点線１６によって、ハウジング９とタッチスクリーン１の外周部との重なりが表されている。ハウジング９によって、送信トランスデューサー、受信トランスデューサーおよび他の要素を外から見えないように隠すことができる一方、タッチ検知エリア２を露出させることができる。このような構成では、隠された要素が汚染および／または損傷から保護されることになる。また、美的外観が供されると共にユーザーのためのタッチ検知エリアが規定される。
【０００６】
タッチスクリーンは、ディスプレイ・パネル上に設けられた別個のフェースプレートを有し成る。フェースプレートは典型的にはガラスから形成されるものの、他のいずれの適当な基板を用いてもよい。ディスプレイ・パネルは、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマ・ディスプレイ、エレクトロルミネセント・ディスプレイ（または電子発光ディスプレイ）もしくは有機発光ダイオード・ディスプレイ（ＯＬＥＤディスプレイ）であってよく、あるいは他の種類のディスプレイであってもよい。
【０００７】
図１に示すように、タッチ検知エリア２は、ボーダー領域１５によって包囲されている。尚、このボーダー領域１５には、反射要素４、送信トランスデューサー３ａおよび受信トランスデューサー３ｂが配置されている。ボーダー領域１５の幅が減少すると、タッチ検知エリア２が増加することになる。タッチスクリーン等の透明タッチセンサーを用いたタッチセンサー用途では、ボーダーの幅が特に重要となる。タッチセンサーのボーダー領域１５がより狭いと、表示画像の周囲のボーダー部が狭い表示モニターに対してタッチセンサーを組み込むことができる。このような特徴は、モニター等のデバイスがしゃれたデザインを有し、機械的にコンパクトなデザインを有するものが一般的な傾向となってきている点を踏まえると、望ましいといえる。また、ボーダー領域１５がより狭いタッチセンサーは、より容易に封止できるだけでなく、より軽量であり、より多くの検知エリアを有している。競合するタッチスクリーン技術（例えば弾性波タッチスクリーン技術、容量式タッチスクリーン技術、抵抗式タッチスクリーン技術および赤外式タッチスクリーン技術など）の中でも、弾性波タッチスクリーンは、より広いボーダー部を有するといえる。
【０００８】
弾性波タッチセンサーの基板の上方に位置するタッチ検知面に対して、弾性波の実質的な送信および受信を行うトランスデューサーを設けることは既知である。弾性波に対しては、反射アレイを組み込むことに代えて、トランスミッター−検出器から成る経路を用いてタッチセンサーのタッチ検知領域を横切るように弾性波を方向付けることができるものの、多くのトランスデューサーを用いる必要がある。用いられるトランスデューサーは、タッチ面に設けられるウエッジ・トランスデューサー（ｗｅｄｇｅ  ｔｒａｎｄｕｃｅｒ）であるので、それによって貴重なボーダー・スペースが占有されてしまうことになる。特許文献１に開示されているように、櫛歯型トランスデューサーを用いて、反射アレイを用いないタッチスクリーンを設計することもできる（特許文献１の開示内容は引用することにより本明細書に組み込まれる）。特許文献１に開示されている櫛歯型トランスデューサーは、タッチスクリーンの上面に配置されるので、それによって貴重なボーダー・スペースが占有されてしまう。これまでのところ、幾つかのトランスデューサーおよび反射アレイを用いて弾性波をタッチセンサーを通過するように方向付けるタッチセンサーでは、タッチ検知領域と同じ基板面のボーダーにアレイが配置されているので、それによってボーダー・スペースが占有されている。
【０００９】
弾性波を送信および受信するトランスデューサーを弾性波タッチセンサーの基板の側壁に設けることも既知である。そのような場合でも、反射アレイをタッチ面に配置しなければならないので、それによって貴重なボーダー・スペースが占有されてしまう。
【００１０】
特許文献２（その内容は引用することによって本明細書に組み込まれる）に記載されているように、ボーダー領域に弾性波を集めるべく導波路を用いてタッチスクリーンのボーダー領域を減少させることは可能である。しかしながら、タッチセンサー基板のタッチ表面に導波路を設けなくても済むような別の解決策が望まれている。
【００１１】
タッチセンサーのボーダー領域を減じることに加えて、タッチセンサーをできる限りフラットにすることが望ましい。このことは、タッチセンサーをＬＣＤパネルと一体化してタッチスクリーンを製作できる点で特に有利となる。タッチセンサーが非常にフラットでＬＣＤパネルと平行となっている場合には、タッチセンサーとＬＣＤパネルとを容易に組み合わせることができ、それによって、封止を容易に行えるコンパクトなシステムを構築できる。タッチセンサーが嵩高いベゼルおよびボーダー領域を有していると、ＬＣＤパネルとタッチセンサーとの間の封止は複雑になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６７５６９７３号
【特許文献２】米国特許第６６３６２０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のような理由から、ボーダー領域が非常に狭くなった新しい弾性波タッチセンサー設計が望まれている。更に、センサーがフラットで、平面状デバイス（例えばＬＣＤモニター）と容易に一体化できて封止できる新しい弾性波タッチセンサー設計も望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ある態様では、タッチセンサーは、弾性波を伝搬させることが可能な基板を有して成る。基板は、タッチ検知領域を有する第１面、および、第１面と第１エッジにて交差している第１側壁を含んでいる。基板の第１側壁には、トランスミッターが設けられている。トランスミッターは、第１側壁から直接的に伝搬する弾性波を発生させる。かかる弾性波が、タッチ検知領域の少なくとも一部を通過する。
【００１５】
別の態様では、タッチセンサー・システムは、弾性波を伝搬させることが可能な基板を有して成る。基板は、タッチ検知領域を有する第１面を含んでいる。第１側壁および第２側壁は第１面と交差している。基板の第１側壁にはトランスミッターが設けられている。トランスミッターは第１側壁から直接的に伝搬する弾性波を発生させており、かかる弾性波がタッチ検知領域の少なくとも一部を横切るように伝搬する。基板の第２側壁には検出器が設けられており、それによって、タッチ検知領域の少なくとも一部を横断した後の弾性波が検出されることになる。
【００１６】
別の態様として、弾性波を伝搬させることが可能な基板のタッチ検知領域に対して行われたタッチを検出する方法が供される。この方法に用いられる基板は、タッチ検知領域を有する第１面、および、その第１面と交差している第１側壁および第２側壁を含んでいる。かかる方法では、基板の第１側壁の近傍において弾性波を発生させる。弾性波が基板の第１側壁の一部を通るように基板を伝搬した後、タッチ検知領域の少なくとも一部を横切るように、弾性波を方向付ける。その後、弾性波を基板の第２側壁の近傍で検出する。
【００１７】
別の態様では、タッチセンサーは、弾性波を伝搬させることが可能な基板を有して成る。基板は、タッチ検知領域を有する第１面を含んでいる。基板にはトランスデューサーが形成されている。トランスデューサーは、基板に形成された後で熱硬化に付された圧電素子を有して成る。トランスデューサーは、弾性波の発生または弾性波の検出の少なくとも一方を行うように構成されている。
【００１８】
別の態様では、タッチセンサーは、弾性波を伝搬させることが可能な基板を有して成る。基板は、タッチ検知領域を有する第１面を含んでいる。トランスデューサーは、弾性波の発生または受信の少なくとも一方を行うように構成されている。トランスデューサーは、圧電材料を含んで成るストリップを含んでいる。ストリップは基板に取り付けられている。
【００１９】
別の態様では、タッチセンサー基板上にトランスデューサーを形成する方法が供される。この方法で用いられる基板は、タッチ検知領域を有する第１面を含んでいる。かかる方法では、基板に導電層を供する（または形成する）。第１導電層の少なくとも一部が被われるように圧電層を基板に供する（第１導電層の少なくとも一部が圧電層によって被われる）。圧電層は、基板に供給された後で熱硬化に付す。
【００２０】
上述した記載および以下で行う本発明の或る態様についての詳細な説明は、図面を参照することによって、より理解が深まるであろう。尚、本発明は、図面に示す構成および手段に制限されないことを理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、従来の弾性波タッチセンサー、弾性波タッチスクリーンの動作状態を示している。
【図２】図２は、本発明の態様に従ってタッチ面、エッジおよび側壁を有するタッチセンサー基板を示している。
【図３】図３は、本発明の態様に従って弾性波発生機構または弾性波検出機構を側壁に備えたタッチセンサーを示している。
【図４】図４は、本発明の態様に従って側壁に形成された弾性波発生機構または弾性波受信機構を示している。
【図５】図５は、本発明の態様に従って図４の基板上に形成された層の断面を示している。
【図６】図６は、本発明の態様に従って基板のタッチ面上に形成されたタッチ・エリアを示している。
【図７】図７は、本発明の態様に従って形成されたタッチセンサーのジオメトリーを示しており、基板の２つの側壁に送信機構が配置され、基板の別の２つの側壁に受信機構が配置されている。
【図８】図８は、本発明の態様に従って櫛歯電極を有する送信機構または受信機構を示している。
【図９】図９は、本発明の態様に従って、斜めの弾性波経路から成る「Ｕ」座標または「Ｖ」座標を発生および受信するポリマー・フィルムから成る圧電モードのピエゾ・ストリップを示している。
【図１０】図１０は、本発明の態様に従って第２面に取り付けられたピエゾ・ストリップを有する基板の側面図を示している。
【図１１】図１１は、本発明の態様に従ってタッチ面に形成された格子を示している。
【図１２】図１２は、本発明の態様に従って弾性波の発生および受信を行う別のポリマー・フィルムから成るピエゾ・ストリップを示している。
【図１３】図１３は、本発明の態様に従って弾性波の発生および受信を行う別のポリマー・フィルムから成るピエゾ・ストリップを示している。
【図１４】図１４は、本発明の態様に従って弾性波の発生および受信を行うポリマー・フィルムから成るピエゾ・トランスデューサーを示している。
【図１５】図１５は、本発明の態様に従って側壁から弾性波を発生および受信する別のポリマー・フィルムから成るピエゾ・ストリップを示している。
【図１６】図１６は、本発明の態様に従って形成されたタッチセンサーのジオメトリーを示している。
【図１７】図１７は、本発明の態様に従って形成された図３の弾性波発生機構または弾性波検出機構の側面図を示している。
【図１８】図１８は、本発明の態様のＵ１方向（図６）における電極フィンガー（図４）の相互の間隔または距離を示している。
【図１９】図１９は、本発明の態様に従って、圧電材料などの電場に起因して膨張および収縮する圧電フィルム（例えばＰＶＤＦフィルムまたは焼成圧電セラミック層）と弾性波とが結合されるＵ１領域の結合機構を示している。
【図２０】図２０は、本発明の態様に従って、基板内の無次元水平偏波の剪断波（ＺＯＨＰＳまたは市場では「ＧＡＷ」とも呼ばれる）の弾性波密度を示している。
【図２１】図２１は、本発明の態様に従って、より高い次元のプレート波の送信状態を示している。
【図２２】図２２は、本発明の態様に従って、レイリー波が送信される状態を示している。
【図２３】図２３は、本発明の態様に従って、主として「３３」結合を介してレイリー波と結合する機構の圧電材料を示している。
【図２４】図２４は、本発明の態様に従って、周期的な変調層を有するトランスデューサー構造を示している。
【図２５】図２５は、本発明の様態に従って、圧電機構が１／２波長よりも相当に小さい厚さを有する圧電層を有して成る第１ケースの例を示している。
【図２６】図２６は、本発明の様態に従って、圧電機構が１／２波長未満の厚さを有する圧電層を有して成る第１ケースの例を示している。
【図２７】図２７は、本発明の態様に従って、圧電機構が１／２波長よりも僅かに薄い厚さを有する圧電層を有して成り、位相シフトを用いて変調を行っている第２ケースの例を示している。
【図２８】図２８は、本発明の態様に従って、圧電機構が１／２波長よりも僅かに薄い厚さを有する圧電層を有して成り、位相をシフトさせて変調を行う第２ケースの例を示している。
【図２９】図２９は、本発明の態様に従って、ω０での共鳴を介して結合される位相および振幅の依存性を示している。
【図３０】図３０は、本発明の態様に従って、レイリー波を発生させるように設計された圧電機構を示している。
【図３１】図３１は、本発明の態様に従って、基板を周期的に変化させて変調を得る例を示している。
【図３２】図３２は、本発明の態様に従って、基板に形成された格子状トランスデューサーを示している。
【図３３】図３３は、本発明の態様に従って、基板に形成された櫛状トランスデューサーを示している。
【図３４】図３４は、本発明の態様に従って、基板に形成された櫛歯型トランスデューサーを示している。
【図３５】図３５は、本発明の態様に従って、タッチ面の外周部に形成されたトランスデューサーを備えたタッチセンサーを示している。
【図３６】図３６は、本発明の態様に従って、基板に形成された代替的な櫛歯型トランスデューサーを示している。
【図３７】図３７は、本発明の態様に従って、タッチ面の外周部に形成されたトランスデューサーを備えたタッチセンサーを示している。
【図３８】図３８は、本発明の態様に従って形成された代替的なタッチセンサーを示している。
【図３９】図３９は、本発明の態様に従って信号の均等化を行うように配置された導波路を示している。
【図４０】図４０は、本発明の態様に従って、信号の均等化を行うように構成された導波路を示している。
【図４１】図４１は、本発明の態様に従って形成されたタッチセンサーの別の態様を示している。
【図４２】図４２は、本発明の態様に従ってストリップが組み込まれたタッチセンサーを示している。
【図４３】図４３は、本発明の態様に従って基板の側壁にトランスデューサーを備えたタッチセンサーを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示すような従来の反射アレイは、約９〜２６個の弾性波波長に相当する約５ｍｍ〜１５ｍｍの幅を有している（約５ＭＨｚの常套の周波数が約０．５７ｍｍの波長に相当すると仮定している）。より幅の狭い反射アレイは典型的にはより小さいスクリーンに用いられる。
【００２３】
図２は、本発明の態様に従って、タッチ面２４、エッジ２２および側壁３２を有するタッチセンサー基板２０を示している。基板の対向するエッジ２６は、基板２０の第２面２８に相当する面と各々の側壁３２に相当する面とが交差する箇所に形成されている。基板２０の形成には、ガラス、セラミックおよび金属（例えばアルミニウムまたはスチール）等の適当な材料を用いてもよい。ある用途では、弾性波の損失が少ないガラスが望ましくなる。例えば、ホウケイ酸ガラスは、損失が少なく、受信された信号振幅が増加し得るので、タッチセンサー・エリアをより大きくすることが可能となる。
【００２４】
側壁３２がタッチ面２４と当接する箇所に形成される角度４２および角度４４は９０°であるか、あるいは２０°〜９０°となっており、側壁３２がタッチ面２４に対して垂直または実質的に垂直となっている。側壁３２は実質的に欠陥のないように又は無きずで（ｆｒｅｅ  ｏｆ  ｄｅｆｅｃｔ）形成されており、欠けあと（ｃｈｉｐ）、筋状部（ｓｔｒｉａｔｉｏｎ）、凹み、不均一領域など、側壁３２におけるデビエーション部（またはズレをもたらす部分、ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）が、弾性波波長（例えばレイリー波の波長）よりも短い寸法を有しており、好ましくは、レイリー波の波長の２０％未満の寸法を有している。
【００２５】
クリーンな側壁（ｃｌｅａｎ  ｓｉｄｅｗａｌｌ）３２は、基板２０の形成に用いる材料に適した方法で形成することができる。例えば、ガラスを切断および機械加工してクリーンな側壁３２を得ることができる。場合によっては、慎重に実施できるのであれば、ガラスをけがき折断してよく、それによって、けがき折断された面の反対側にクリーンな側壁３２を形成することができる。別法にて、例えば局所的なレーザー加熱法およびガス噴射による冷却法を用いた熱応力で割れ目（または裂け目、ｆｒａｃｔｕｒｅ）を制御して更に進行させることによって、クリーンな側壁３２を形成してもよい。更に、エッジ２２を、クリーンな側壁３２と同様に実質的に欠陥のないように形成してもよい。
【００２６】
図３は、本発明の態様に従って弾性波発生または弾性波検出を行う機構５２〜５８を側壁３２に備えたタッチセンサー５０を示している。側壁３２は、分かりやすくするために側壁３４〜４０として表している。タッチセンサー５０は、タッチ検知面２４を有する基板２０を有して成る。側壁３４〜４０に対してそれぞれ配置された機構５２〜５８は、各々、弾性波の発生および／または検出を行う。それゆえ、基板２０のタッチ面２４に反射アレイなどの機構を形成する必要がない。場合によっては、各々の機構５２〜５８が、基板２０を超えて延在するようなタブ（ｔａｂ）６０〜６６を有しており、電気接続が行われる。
【００２７】
例えば、機構５２および機構５６の２つは弾性波を発生させることができる一方、機構５４および５８の２つは弾性波を検出することできる。機構５２および機構５６は、矩形基板２０の一方の対角線に略平行な方向（矢印７１で示すような方向）に進行する弾性波（例えばバルク剪断波）を形成する。
【００２８】
図４は、本発明の態様に従って、側壁３２に形成された弾性波発生または弾性波受信を行う機構５２を示している。第１導電層または第１電極８４が側壁３２に形成されている。第１電極８４は、側壁３２の面を全体的又は略全体的に被うように形成され得る。第１電極８４上には、圧電材料８３の層（例えば、圧電ポリマー・フィルムまたは焼成圧電セラミック材料）が適用される。例えばタブ６０などにおいて電気接続が可能となるように、第１電極８４の一部８５は、圧電層８３を超えるように延在していてもよい。基礎部８１およびそれから延在する周期的に連続する構造（例えばフィンガー８２）を備えた第２電極８０は、圧電層８３上にて側壁３２に沿うように配置されている。第２電極８０は、銅などの材料から形成され得る。フィンガー（ｆｉｎｇｅｒ）８２は、弾性波を所望の方向にコヒーレントに（または干渉作用で、ｃｏｈｅｒｅｎｔｌｙ）発生または受信するトランスミッターまたはレシーバーのアレイ（位相合わせされたアレイ）として機能する。別法にて、図４に示す機構５２を、基板２０とは別個に形成されるピエゾ・ストリップ（または細長いピエゾ、ｐｉｅｚｏ  ｓｔｒｉｐ）として形成してもよい。そのようなピエゾ・ストリップは、以下にて説明する図９のピエゾ・ストリップと同様のピエゾ・ストリップ１２〜１４であり得る。
【００２９】
機構５２を用いて、剪断波、ラム波またはレイリー波を発生させたり、または、それらを受信したりしてもよい。第１電極８４をアース接続し、振動電圧（図示せず）を第２電極に加えてもよい。剪断波を使用した態様について、以下にてより詳細に説明する。剪断波が用いられる場合、フィンガー８２の長さ７０が側壁３２の高さ方向（側壁高さの略全体を占めるように）または基板２０の深さ６０方向に延在して基礎部８１が小さく形成されていると、機構５２の最適化を図ることができる。その一方、レイリー波が用いられる場合では、レイリー波が基板２０のタッチ面２４付近に多く存在するので、フィンガー８２の長さ７０を弾性波の波長λの２倍未満または弾性波の波長λ未満とすることによって機構５２の最適化を図ることができる。フィンガー８２は、その中心間または端部間（図示されるような端部間）で測定される距離７２離れるように相互に間隔を空けて設けられているが、かかる距離７２を発生又は受信する弾性波の波長λよりも大きくすることができる。λ／距離７２の比は、基板側壁３２の法線方向に対する放出角（もしくは発生角度）または受信角の正弦の値に等しい。
【００３０】
図５は、本発明の態様に従って図４の基板２０上に形成された層の断面７４，７６を示している。断面７４は、第２電極８０のフィンガー８２を含んだ部分を示している。断面７６は、フィンガー８２の間の部分を示しており、第２電極８０が基礎部８１を成している。
【００３１】
図６は、本発明の態様に従って基板２０のタッチ面２４上に形成されたタッチ・エリア１０２〜１０８を表している。図３と同様に分かり易くすべく側壁３４〜４０が表されている。タッチ・エリア１０２〜１０８の各々では、常套的に用いられるデカルト座標の「Ｘ」および「Ｙ」座標ではなく、対角線方向の弾性波経路「Ｕ」または「Ｖ」が用いられている。矢印１２２〜１２８は、基板２０の一方の側部から隣接する他方の側部へと向かうそれぞれの弾性波経路の方向を示している。例えば、側壁３８に設けられた機構に起因して生じる信号は、矢印１２２にＵ１（タッチ・エリア１０２）へと進行して、側壁３６の機構によって受信される。また、側壁３８に設けられた機構に起因して生じる信号は、矢印１２６の方向にＶ１（タッチ・エリア１０６）へと進行して、側壁４０の機構によって受信される。４つの対角線方向に進行する信号Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１およびＶ２から二次元座標を再構築することができる。
【００３２】
図７は、本発明の態様に従って形成されたタッチセンサー１００のジオメトリー（または幾何図形的外形もしくは形状寸法）を表している。基板２０の側壁３４，３８には送信機構５２，５６が配置され、基板２０の側壁３６，４０には受信機構５４，５８が配置されている。例えば、基板２０が高さ１１６および幅１１８（高さ１１６：幅１１８＝３：４）を有する矩形状である場合、送信機構５２，５６上に形成された電極フィンガー８２の間隔１３６は５λ／４となり、受信機構５４，５８上に形成された電極フィンガー８２の間隔１３８は５λ／３となる。送信機構５２，５６の電極フィンガー８２の間隔が１波長よりも大きいと、所望の方向にコヒーレント結合が達成される。
【００３３】
図８は、本発明の態様に従って櫛歯電極（または、櫛歯状に相互に入り組むように形成された電極、ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を有する送信機構５２または受信機構５２を示している。圧電材料８３は、接地電極（図示せず）上に設けられ得る（または適用され得る）。第１電極８８および第２電極９０の各々は、周期的に連続する構造を有しており、例えば、圧電材料８３上にそれぞれ形成された電極フィンガー９２および９４を有する櫛歯電極を成している。フィンガー９２は相互に規則正しい間隔で離隔しており、フィンガー９４も相互に規則正しい間隔で離隔しているが、そのような間隔は、図４で上述したように決められている。例えば、フィンガー９２は距離７２（図４）を有するように相互に間隔を空けて配置されており、１つのフィンガー９２と隣のフィンガー９４との間の間隔は、かかる距離７２の半分となっている。
【００３４】
送信機構および受信機構５２〜５８を側壁３２に配置するに先立って、それらを相互に組合せてもよい。例えば、ポリマー・フィルム・センサー（ｐｏｌｙｍｅｒ−ｆｉｌｍ  ｓｅｎｓｏｒ）のストリップを用いてよい。電場に付された際に膨張および収縮する特性を有するようなポリマー（炭素骨格の長鎖を有する材料）から成る特定のサブセットは、圧電特性を有している。圧電ポリマーは、絶縁性を有する連続薄膜である。このようなストリップは、圧電ポリマー層を有して成る。圧電ポリマーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはフッ化ビニリデンのコポリマー（フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとのコポリマー：ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ））を挙げることができる。圧電材料８３は、接地電極と櫛歯電極８８，９０との間に存在しており、銅トレース（ｃｏｐｐｅｒ  ｔｒａｃｅ）または金属化アルミニウム（ｍｅｔａｌｉｚｅｄ  ａｌｕｍｉｎｕｍ）から形成することができる。圧電材料８３またはポリマーは、フィンガー９２,９４の幅寸法よりも小さい薄い寸法（例えば３０ミクロン）を典型的に有している。ストップは適当な方法で側壁３２に設けることができる。好ましくは、ポリマー圧電要素と基板２０（例えばガラス）との間で効率的に剪断歪みを結合するような層（例えば厚さの薄い硬質の接着層）を用いることによってストリップを形成する。可撓ケーブルを用いると、コントローラー（図示せず）からストリップへと電気接続を行うことができる。場合によっては、トランスデューサーまたは機構５２〜５８の圧電材料としても機能する同一のポリマー・フィルム基板を連続的に設けて電気接続を行ってもよい。
【００３５】
接地電極（図示せず）はアース接続されており、フィンガー９２，９４が、異極性でもって励起される。機構５２は、弾性波の送信および／または受信を行うことができ、フィンガー９２，９４は、１８０°位相をずらして弾性波を送信する。第１電極８８および第２電極９０が異極性でもって励起されると、ポリマーのピエゾ材料または圧電材料８３は、矢印９８に示すような面にて膨張および収縮する傾向を有している。例えば、負電圧がフィンガー９４に加えられると、圧電材料８３は収縮する。フィンガー９２および９４は、多少、膨張および収縮するものの、より重要なことは、対応する応力が基板２０の側壁３２に加えられることである。
【００３６】
図９は、本発明の態様に従って、斜めの弾性波経路から成る「Ｕ」座標または「Ｖ」座標を発生および受信するポリマー・フィルムから成る圧電モードのピエゾ・ストリップ２５０を示している。ピエゾ・ストリップ２５０では、ポリマー・ピエゾ・フィルム２５４の第１側部２５８に第１電極２５２が設けられている。第２電極２５６は、ポリマー・ピエゾ・フィルム２５４の第２側部２６０に設けられている。ピエゾ・ストリップ２５０は可撓性を有し得、それゆえ、硬質および／または脆い材料と比べて容易に組み立てたり、相互接続できたりする。ピエゾ・ストリップ２５０の第１部分２６２は、エッジ２２に隣接するように基板２０の第２面２８に接着剤で取り付けられ得る。あるいは、接着剤を用いなくとも、ピエゾ・ストリップ２５０の第１部分２６２は、第２面２８に単に取り付けてもよい。ピエゾ・ストリップ２５０の第２部分２６４は、基板２０から延在していてもよく、それゆえ、第１電極２５２および第２電極２５６に電気接続部（図示せず）を容易に取り付けることができる。
【００３７】
製造および組立てに対して柔軟性がもたらされるように、ピエゾ・ストリップ２５０は基板２０と別個に形成される。それゆえ、「ピエゾ・ストリップ２５０を有して成る材料が硬化に付される際の高温に起因して基板２０内で生じ得る歪み（もしくは反り）および／または他の破壊」という事項は考慮しなくてよい。これによって、更なる材料を、基板２０として使用できたり、製品設計や使用環境などの可能性のある空き領域に用いることができる。
【００３８】
図１０は、本発明の態様に従って第２面２８に取り付けられたピエゾ・ストリップ２５０を備えた基板２０の側面図を示している。格子２６６は、ピエゾ・ストリップ２５０と対向するように、エッジ２２に隣接してタッチ面２４に形成されている。場合によっては、固形材料２６８をピエゾ・ストリップ２５０上に形成または取り付けることによって、ピエゾ・ストリップ２５０に慣性質量を供し、それによって、結合効率を向上させてもよい。
【００３９】
図１１は、本発明の態様に従ってタッチ面２４に形成された格子２６６を示している。ピエゾ・ストリップ２５０（図示せず）は、活性面（ピエゾ・ストリップ２５０の第１部分２６２に相当している）を有しており、かかる活性面が格子状トランスデューサー（ｇｒａｔｉｎｇ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）２６６によってカバーされている。第１電極２５２および第２電極２５６が励起されると、矢印２４４の方向に弾性波が生じることになる。
【００４０】
図１２は、本発明の態様に従って弾性波の発生および受信を行う代替的なポリマー・フィルムから成るピエゾ・ストリップ２７０を示している。ピエゾ・ストリップ２７０では、ポリマー・ピエゾ・フィルム２７４の第１側部２７８に第１電極２７２が設けられている。第２電極２７６は、ポリマー・ピエゾ・フィルム２７４の第２側部２８０に設けられている。第２電極２７６はフィンガー２８２を有している。ピエゾ・ストリップ２７０の第１部分２８４は、エッジ２２に隣接するように基板２０のタッチ面２４に取り付けられている。ピエゾ２７０の第２部分２８６は基板２０を越えるように延在し得、それゆえ、第１電極２７２および第２電極２７６に電気接続部（図示せず）を容易に取り付けることができる。
【００４１】
図１３は、本発明の態様に従って弾性波の発生および受信を行う別の代替的なポリマー・フィルムから成るピエゾ・ストリップ２９０を示している。ピエゾ・ストリップ２９０では、ポリマー・ピエゾ・フィルム２９４の第１側部３００に接地電極２９２が設けられている。第１電極２９６および第２電極２９８は、櫛歯状フィンガー（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  ｆｉｎｇｅｒ）３０８および３１０を有しており、ポリマー・ピエゾ・フィルム２９４の第２側部３０２に設けられている。ピエゾ・ストリップ２９０の第１部分３０４は、基板２０のタッチ面２４に取り付けられている。ピエゾ２９０の第２部分３０６は基板２０を越えるように延在し得、それゆえ、接地電極２９２、第１電極２９６および第２電極２９８に対して電気接続部（図示せず）を容易に取り付けることができる。
【００４２】
図１４は本発明の態様に従って弾性波の発生および受信を行うポリマー・フィルムから成るピエゾ・トランスデューサー３２０を示している。ピエゾ・トランスデューサー３２０では、ポリマー・ピエゾ・フィルム３２４の第１側部３３０に接地電極３２２が設けられている。第１電極３２６および第２電極３２８は、櫛歯状フィンガー３７２および３７４を有しており、ポリマー・ピエゾ・フィルム３２４の第２側部３３２に設けられている。ピエゾ・トランスデューサー３２０の第１部分３３４は、基板２０の２つ以上のコーナーに隣接するように基板２０のタッチ面３４に取り付けられている。ピエゾ・トランスデューサー３２０の第２部分３３６は基板２０を越えて延在し得、それゆえ、接地電極３２２、第１電極３２６および第２電極３２８に対して電気接続部を容易に取り付けることができる。ピエゾ・トランスデューサー３２０を、エッジ２２に隣接してタッチ面２４に形成された反射アレイ（上述したような図１の直線状アレイ１３ａ〜１３ｄ）と組み合わせることによって、タッチスクリーンを形成してもよい。
【００４３】
図１５は、本発明の態様に従って側壁から弾性波を発生および受信する別の代替的なポリマー・フィルムから成るピエゾ・ストリップ３５０を示している。ピエゾ・ストリップ３５０では、ポリマー・ピエゾ・フィルム３５４の第１側部３６０に接地電極３５２が設けられている。第１電極３５６および第２電極３５８は、櫛歯状フィンガー３６０および３７０を有しており、ポリマー・ピエゾ・フィルム３５４の第２側部３６２に設けられている。ピエゾ・ストリップ３５０の第１部分３６４は、基板２０の側壁３２に取り付けられている。ピエゾ３５０の第２部分３６６は基板２０を越えて延在し得、それゆえ、接地電極３５２、第１電極３５６および第２電極３５８に対して電気接続部を容易に取り付けることができる。側壁３２に結合したピエゾ・ストリップ３５０は、図３の機構５２に対して適用され得るオプションである。
【００４４】
図１６は、本発明の態様に従って形成されたタッチセンサー３４０のジオメトリーを示している。タッチセンサー３４０は、タッチ面２４を有する基板２０を有して成る。ピエゾ・ストリップ３４２〜３４８は、例えば接着剤を用いて、タッチ面２４の外周部３３８に取り付けられている。例えば、ピエゾ・ストリップ３４２〜３４８は、図１２に示すピエゾ・ストリップまたは図１３に示すピエゾ・ストリップのいずれか一方であり得る。ストリップ３４２〜３４８は、矢印３７６の方向に示すような方向に弾性波を発生させたり、またはその方向の弾性波を受信したりする。ピエゾ・ストリップ３４２〜３４８は分かり易いように表しており、タッチセンサー３４０のサイズに応じて表していないことに留意されたい。
【００４５】
図１７は、本発明の態様に従って形成された図３の弾性波の発生または検出を行う機構５２の側面図を示している。機構５２は、第１電極８４、圧電層８３および外側電極８６（例えば、図８に示すような櫛歯型の第１電極８８および第２電極９０、または図４に示すような第２電極）を有するように構成されている。機構５２の第１電極８４は、例えばエポキシなどから成る接着剤層８５を用いることによって、側壁３２に結合している。場合によっては、電極８４,８６に電気接続部を取り付けることができるように、機構５２はタッチ面２４を成す平面またはそれと対向する基板２０の側部２８のいずれか一方または双方を越えて延在してよい。
【００４６】
図１８は、本発明の態様のＵ１方向（図６）における電極フィンガー８２（図４）の相互の間隔または距離を示している。無次元水平偏波の剪断波（ＺＯＨＰＳ波または「ＧＡＷ」として知られている）の送信および受信が所望の角度を成して行われるようになり、図６に示すような「Ｕ」弾性波経路および「Ｖ」弾性波経路が得られるように、図４で説明した電極フィンガー８２の相互の間隔を調整することができる。基板２０は、高さ１１６および幅１１８を有している。実線１１０および点線１１１は、水平側面１１３から生じた弾性波の最大および最少（最大の場合と同様の大きさを有する最も負となる振幅）をそれぞれ表している。水平軸方向に水平側面１１３に投影された最大箇所の間隔はＳｗとして表される。水平側面１１３から生じた弾性波は、矢印１１２で示すように垂直側面１１４に向かって進行する。垂直側面１１４に投影された最大箇所（および最少箇所）の間隔はＳＨとして表される。ＳｗおよびＳＨの量は次の式で表される：
Ｓｗ＝λ（Ｈ２＋Ｗ２）１／２／Ｗ
ＳＨ＝λ（Ｈ２＋Ｗ２）１／２／Ｈ
波長λは、タッチ検知用にタッチセンサーで用いられる弾性波モードの位相速度Ｖおよび動作周波数ｆから決められる（関係式λ＝Ｖ／ｆ）。ＳｗおよびＳＨを用いて電極フィンガー８２の間隔を上述のように設定すると、矩形状タッチ面２０の対角線に平行な弾性波にコヒーレント結合がもたらされ、タッチ・エリアにて二次元座標の測定を可能にするＵ１,Ｕ２，Ｖ１およびＶ２弾性波経路がもたらされる。
【００４７】
図１９は、本発明の態様に従って、圧電材料８３などの電場に起因して膨張および収縮する圧電フィルム（例えばＰＶＤＦフィルムまたは焼成圧電セラミック層）と弾性波とが結合されるＵ１領域の結合機構を示している。黒矢印１２０は剪断弾性波の動きを表している。中抜き矢印１２４は、図８に示すような送信機構５２（例えば、櫛歯電極８８，９０および圧電材料８３）に起因する水平側面１１４沿った力を表している。同様の受信機構５２が、垂直側面１１３に沿って設けられている。膨張する領域１４０は「＋」記号で表され、収縮する領域１４２が「−」記号で表されている。
【００４８】
圧電材料８３が焼成圧電コーティングまたはポリマー層（ＰＶＤＦ層など）である場合、圧電挙動を呈するように、電場を用いて双極子モーメントを誘発して圧電材料８３を分極処理（またはポーリング）する。図１７を用いて説明する。市販の電極構造を用いると、側壁３２に垂直な方向に圧電材料８３を最も容易に分極処理できる。矢印１４４の方向に分極処理された圧電材料８３においては、第１電極８４および外側電極８６に電圧が加えられると、加えられた電場に平行な方向１４４に膨張または収縮が生じると共に（本明細書では「３３」結合と呼ぶ）、電場に垂直な方向であって側壁３２に平行な方向１４６に膨張または収縮が生じることになる（本明細書では「３１」結合と呼ぶ）。圧電材料８３の特性に依存して、「３１」結合に起因した１４６の方向の収縮または膨張は、基板２０のタッチ面２４に対して平行となるか又は垂直となり得る（または両方の場合もある）。このような圧電材料による３種類の結合の全て、即ち「３３」結合および２種類の「３１」結合は、所望の弾性波が発生する及び受信されるような結合を供すべく利用される。
【００４９】
図１９では、無次元の水平偏波の剪断波（ＺＯＨＰＳ）などの水平偏波の剪断波の間の結合が示されている。黒矢印１２０は剪断波の動きを表しており、中抜き矢印１２４は、ピエゾ材料８３の「３１」結合に起因する力を表している（尚、矢印１４６は、タッチ面２４の面内に存在するものである）。図示していないが、圧電材料８３における「３３」結合を用い、側壁３２に垂直な剪断波動きの成分（黒矢印１２０の方向に示すような方向の成分）を励起して弾性波を発生させることができる。対角線方向に伝搬するレイリー波は３つの全ての軸に沿うような側壁３２における材料運動と関連するので、「３３」結合および２種類の「３１」結合を用いて、レイリー波およびラム波を励起させることができる。
【００５０】
例えば、所望の弾性波モードを最も効率的に発生または受信するように結合を利用し、望ましくない寄生弾性モードへの結合を最小限に抑えたタッチセンサー５０または１００の設計が望ましい。更に、トランスデューサー（例えば機構５２または上述の他の機構）の設計は、所望モードの深さプロファイルに一部依存している。例えば、剪断波は、基板２０の深さの全てまたは大部分を通るように進行し得、一方、レイリー波は、基板２０のタッチ面２４付近にのみ結合し得る。
【００５１】
図２０には、本発明の態様に従って、基板２０内の無次元水平偏波の剪断波（ＺＯＨＰＳまたは市場では「ＧＡＷ」とも呼ばれる）の弾性波密度が表されている。ＺＯＨＰＳまたはＧＡＷは、矢印１５２〜１５６に示すように、基板２０全体にわたって一様な弾性波エネルギー密度を有している。かかる弾性波の励起および検出を行うために、送信または受信を行うアクティブ機構５２（圧電材料８３から成る層を有して成り得る）が、側壁３２に沿って深さ１５８方向に一様に結合していることが好ましい。
【００５２】
図２１は、本発明の態様に従って、より高い次元のプレート波の送信状態を示している。機構５２は、それぞれ対向する反対の極性の第１圧電素子１６４および第２圧電素子１６６を有している。第１圧電素子１６４および第２圧電素子１６６は、基板２０の上部（タッチ面２４）および底部（第２面２８）に隣接するように側壁３２に形成されている。従って、より高次元の水平偏波の剪断波（または別のより高次元のプレート波）が、タッチ面２４近傍にて矢印１６８，１７０に示すように送信されると共に、第２面２８近傍にて矢印１７２，１７４に示すように送信されることになる。
【００５３】
図２２は、本発明の態様に従って、レイリー波が送信される状態を示している。レイリー波の弾性波密度は、矢印１９２，１９４で示すように、タッチ面２４付近で高くなっている。方向１４６がタッチ面２４に対して垂直となっている場合に「３１」結合を行うには、レイリー波の約１波長λ１７６分の距離だけ基板２０のタッチ面２４から離れる領域までに、機構５２の圧電材料８３の活性エリアを制限することが望ましい。機構５２の深さ１５８がレイリー波の１波長λ１７６に相当するように示しているものの、圧電材料８３の活性エリアをタッチ面２４からレイリー波の約１波長λ１７６以内のエリアに制限するのであれば、機構５２の深さ１５８方向の長さはより大きくてもよいことを理解されよう。
【００５４】
図２３は、本発明の態様に従って、主として「３３」結合を介してレイリー波と結合する機構５２の圧電材料８３を示している。矢印１９６，１９８に示すようなレイリー波の縦運動の位相は、極性が深さ１５８方向において反転している。それゆえ、機構５２の活性圧電材料８３の層が、異なる深さにて異なる極性で励起される。一般的に、シミュレーションと実験とを組み合わせることによって、所望の弾性波モードおよび分極した圧電層の圧電特性に応じて、機構５２の活性圧電材料８３の層の構造を決定することができる。
【００５５】
図２４は、本発明の態様に従って、周期的な変調層（ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）１３４を有するトランスデューサー構造を示している。図２に示すような基板２０を用いることができる。上述したように、基板２０は、ガラス、セラミックおよび金属（アルミニウムまたはスチール）などのいずれの材料から形成してもよい。ある用途では、弾性波の損失が少ないガラスを使用することが望ましい。上述したように、基板の側壁３２はクリーンな状態となっている。
【００５６】
基板２０の側壁３２の各々に第１導電層１３０を設けてもよく（または塗布によって第１導電層１３０を設けてもよく）、その場合、第１導電層１３０は、圧電トランスデューサー用の第１電極として機能し得る。導電層の材料としては、銀フリット、銅トレースまたはスクリーン印刷可能な導電性インクなどの適当な材料を用いることができる。例えば、第１導電層１３０は、スクリーン印刷用のインクを側壁３２に塗布した後で高温下（例えば４５０℃）に付して焼成したものであってよい。
【００５７】
その後、圧電材料層１３１が側壁３２に適用されるが、圧電材料層１３１は第１導電層１３０上に適用される。圧電層１３１として用いることができる材料としては、制限するわけではないが、ポリマー圧電材料および焼成圧電セラミック材料を挙げることができる。場合によっては、第１導電層１３０への電気接続を可能とするために、コーナー付近に領域１３２を残しておいてもよい。
【００５８】
次いで、第２導電層１３３が設けられる。第２導電層１３３は、圧電トランスデューサー用の第２電極として機能し得る。典型的には、第１導電層１３０が、電磁的干渉に対する影響を最小限にするように、接地電極として機能し得、第２導電層１３３が、励起電極または受信信号電極として機能し得る。図４に示す電極８０と違って、第２導電層１３３は圧電層１３１を被うように連続的に形成されており、それゆえ、櫛歯状フィンガーの電極構造を有していない。その代わりに、周期的な変調層１３４が、第２導電層１３３上に設けられている。
【００５９】
周期的な変調層１３４は、周期的な構造から成っており、基板２０の上部（またはタッチ面２４）から底部（または第２面２８）まで実質的に延在しており、側壁３２に沿って「ストリップ」として周期的に設けられた材料を含んで成る。それゆえ、側壁３２には、第１導電層１３０、圧電層１３１、第２導電層１３３および周期的な変調層１３４が積み重なるように配置されており、それによって、トランスデューサー１４１（タッチセンサー５０のタッチ領域４０を横断する弾性波を発生または検出するためのトランスデューサー）が構築されている。
【００６０】
トランスデューサー１４１の周期的な変調層１３４は、トランスデューサー１４１によって送信または検出される弾性波を空間的に変調するように機能する。周期的な変調層１３４が存在すると、圧電層１３１の送信特性が変調されることになる。第１電極１３０と第２電極１３３との間で振動電圧が加えられると、圧電層１３１が機械的に励起される。圧電特性の「３３」結合によって、側壁３２に垂直な方向に圧電層１３１が膨張および収縮するので、側壁３２の垂直面に対して力が生じる。圧電性の「３３」結合の２つの方向によって、側壁３２の面に対して平行な方向に膨張および収縮が生じるので、側壁３２の垂直面に対して２方向の剪断力が加えられることになる。このような圧電結合の１つ以上は、所望の弾性波モードを発生および受信するのに有用である。例えば、弾性波にコヒーレント結合して、弾性波経路Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２を形成するには、図１８で説明したように、弾性波の最大箇所と最小箇所との間隔を調整して、圧電トランスデューサーを調整しなければならない。周期的な変調層１３４を用いない場合では、側壁３２に垂直な方向に弾性波がコヒーレント的に発生する。しかしながら、周期的な変調層１３４を用いて、対角線方向に伝搬する弾性波に対してコヒーレント結合する場合では、圧電特性の「３３」結合を用いて、水平偏波の剪断波（例えばＺＯＨＰＳ）の励起および検出を行うことができる。水平偏波の剪断波が用いられたタッチセンサー５０，１００は、剪断波が水汚染に対して感度をほとんど有していないので、ある用途にとっては望ましいといえる。
【００６１】
周期的な変調層１３４によって、側壁３２上の圧電トランスデューサーと基板２０上の圧電トランスデューサーとの間の結合の振幅または位相が調整され得る。周期的な変調層１３４は、共振手段、位相シフト手段または吸収手段を有して成り得る。３つのケースが考えられる：
（１）圧電層１３１の厚さがλ／２よりも相当に小さく、周期的な変調層１３４が共振によって振幅を変調することを意図している場合に好ましいとされるケース（λは、基板２０における圧力波ではなく、圧電層１３１における圧力波の波長）；
（２）圧電層１３１の厚さがλ／２よりも幾分小さく、周期的な変調層１３４が共振周波数をシフトして位相を変調することを意図している場合に好ましいとされるケース；および
（３）圧電層１３１の厚さがほぼλ／２に等しく、周期的な変調層１３４が減衰効果によって振幅を変調することを意図している場合に好ましいとされるケース。
【００６２】
図２５および図２６は、本発明の様態に従って、圧電機構２０６が１／２波長よりも相当に小さい厚さを有する圧電層を有して成る第１ケースの例を示している。圧電層１３１は、基板２０上に一旦形成された後においては（焼成された後においては）、上述のポリマー−ピエゾ・ストリップよりも非常に硬いものである。図２５に示す圧電機構２０６の部分には、周期的な変調層１３４が適用されておらず、圧電機構２０６がタッチセンサー５０の動作周波数よりも相当に高い共振周波数（または共鳴周波数）を有することになる。圧電層１３１の膨張および収縮は、弾性波の発生または検出がされるように基板２０へと効率的に結合していない。周期的な変調層１３４を備えた圧電機構２０６の部分は図２６に示されている。周期的な変調層１３４を備えた圧電機構２０６が、タッチセンサー５０（図３）の動作周波数（例えば５ＭＨｚ）にて共振（または共鳴）するように、周期的な変調層１３４を選択して効率をより向上させることができる。弾性波減衰が少ない材料（例えばガラス・フリット）を用いて、圧電機構２０６を形成および調整してもよい。別法にて、厚さ２００が１／２波長に設定されている場合、周期的な変調層１３４を用いて圧電機構２０６を離調（またはデチューン、ｄｅｔｕｎｅ）してもよい。
【００６３】
図２７は、本発明の態様に従って、圧電機構２０８が１／２波長よりも僅かに薄い厚さ２００を有する圧電層１３１を有して成り、位相をシフトさせて変調を行う第２ケースの例を示している。図２７に示す圧電機構２０８は変調層１３４を有しておらず、タッチセンサー５０の動作周波数よりもわずかに高い共鳴周波数を有するように設計されている。図２８に示す圧電機構２０８は変調層１３４を有しており、タッチセンサー５０の動作周波数よりもわずかに低い共鳴周波数を有するように設計されている。
【００６４】
図２９は、本発明の態様に従って、ω０における共鳴を介して結合される位相および振幅の依存性を示している。実線１５０は、正規化された共振振幅Ａ（グラフの左側の軸）を表している。点線１５１は、位相（°）（グラフの右側の軸）を表している。図２９からは、共振する位相に対して位相を、ω０から例えば±４５°または±６０°シフトさせても、相当大きい振幅（最大振幅の約２／３程度の振幅）が存在しているので、共振振幅を依然多く残しつつ９０°〜１２０°の範囲で位相変調を行うことができる。弾性波減衰の少ない材料を用いて、位相シフト変調層１３４を形成してもよい。
【００６５】
第３ケース（図示せず）では、変調層１３４は吸収体として機能する。変調層１３４を備えていないトランスデューサー１４１が、基板へと強く結合するように動作周波数にて共振するように設計されている。吸収変調層１３４が設けられている箇所では、弾性波共振が大きく減衰する。吸収変調層の材料としては、金属（例えばタングステン）を含んだエポキシまたは他の超音波吸収材料を挙げることができる。
【００６６】
図３０は、本発明の態様に従って、レイリー波を発生させるように設計された圧電機構２１０を示している。機構５２（図１３および図１４の機構５２など）がレイリー波の深さプロファイルと適合するように深さが制限されていると、レイリー波用のエッジ・トランスデューサー（図４および図８の機構５２など）は、より効率的となり、弾性波寄生信号をあまり生じない。それゆえ、図３０において、圧電層１３１の活性領域の深さ２１２は、レイリー波の深さプロファイルと適合するように制限されている。このことは、圧電層１３１、第２電極１３３、変調層１３４、導電層１３０またはそれらの種々の組合せの深さ２２２に制限することによって、達成することができる。場合によっては、レイリー波を除く全ての弾性波モードを減衰させることが可能な層（図示せず）を基板２０の底部（または第２面２８）に設けることが望ましい場合がある。そのような減衰をもたらす層としては、基板２０とデバイス（例えばディスプレイ）との間にてエポキシ層を有して成る硬質の光学結合部材が挙げられる。
【００６７】
例えば付着させて周期的な変調層１３４を導電層１３３上に設けることができるが、他の手法によって周期的な変調を達成してもよい。例えば、周期的になるように選択領域をアニーリングにより不活性にすることによって、圧電層１３１自体を変調することができる。例えば、相転移点（例えばセラミック材料のキュリー点）よりも高く圧電材料を局所的に加熱することによって、圧電層１３１自体を変調してもよい。
【００６８】
図３１は、本発明の態様に従って、基板２０を周期的に変化させて変調を得る例を示している。例えば、レーザー・ビーム等の局所的なエネルギー源を用いて基板２０を周期的にマーキング処理１３５して、周期的構造を形成することができる。基板２０がガラスである場合、３倍周波数のＮｄ：ＹＡＧ（３５５ｎｍ）を用いて、基板２０の内部領域にて微細にガラス加工することができる。微細に加工されたガラスの弾性波特性は変化し得（例えば減衰または散乱が増加する）、そのようなガラスは、弾性波へのコヒーレント結合を周期的に変調させるのに用いることができる。換言すれば、基板２０の内側にて複数のマーキング処理部１３５が規則正しい間隔を空けるように、光学的回折格子を形成することができる。一般的に、側壁３２に設けたトランスデューサー１４１の弾性波挙度を調整する他の手段を用いると、周期的な変調層１３４を用いなくてもよい。例えば、圧電層１３１は、圧力モード・ピエゾであってよい。
【００６９】
図２４を参照して説明すると、連続的に設けられた層（第１導電層１３０、圧電層１３１、第２導電層１３３）を焼成してトランスデューサー１４１を形成してもよい。つまり、層１３０，１３１および１３３は、未硬化材料の形態で供した後に熱硬化に付す。変調層１３４も「焼成」してよい。焼結温度が比較的低い銀含有セラミックは、ガラス基板に導電トレース（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｔｒａｃｅ）を形成するのに用いられる材料として良く知られており、スクリーン印刷可能な形態で利用することができる。例えば、導電層１３０，１３３を形成するのに、銀フリットを用いることができる。図１６Ｂおよび図１７Ｂに示すような変調層１３４に対しては、弾性波損失の少ない硬い材料を用いてよく、その場合、製造の便宜上、導電層１３０，１３３に用いる材料と同じ材料を用いてよい。別法にて、変調層１３４を減衰層として機能させる場合では、変調層１３４を熱硬化性タングステンポリマーから形成してよい。
【００７０】
焼成された層を有する図２４に示される構造の態様では、層１３１に用いる圧電材料の適用な例として、Ａｌ２Ｏ３ゾル−ゲル溶液中に分散したＰＺＴ粒子およびＰＺＴゾル−ゲル溶液中に分散したＬｉＴａＯ３粒子などのゾル−ゲル状の圧電材料を挙げることができる。そのようなゾル−ゲル溶液を焼成処理することによって、５０〜１００μｍの厚さのフィルムを得ることができる。他の圧電材料を用いてよく、例えば、Ｓｒ添加ニオブ酸カリウムナトリウム、または、ビスマス含有圧電セラミックなどの鉛フリー圧電セラミックを用いてもよい。スクリーン印刷またはスプレーコーティングなどの適当な方法によって、そのような圧電材料を塗布することができる。変調層１３４に用いられる上述のような材料は、未硬化状態で塗布した後、加熱により硬化に付され得る。層１３０,１３１，１３３および１３４の材料は、それぞれ連続的に塗布して硬化に付したり、または、全て塗布した後で同じ加熱サイクルで同時に硬化してもよく、あるいは、それらを組み合わせたような態様（ある層まで連続的に塗布して硬化させた後で残りの層については同じ加熱サイクルで同時に硬化させる態様）でもよい。
【００７１】
圧電層１３１の圧電材料として焼成処理される材料を用いる場合、それを圧電体として機能させるために分極処理を施す必要がある。分極処理は、導電層１３０と導電層１３３との間に大きな電圧を加え、それによって、圧電層１３１の材料に大きい電場を発生させることによって行うことができる。このような分極処理は、圧電材料の強誘電キュリー点を越える温度で行われ得る処理工程の後で行わなければならない。
【００７２】
電層１３１の圧電材料として焼成処理される材料を用いる場合、基板材料は、圧電材料の焼成温度および引き続くアニーリング温度（または焼なまし温度）に耐えることができるように選択しなければならない。例えば、コーニング１７３７を用いることができる。コーニング１７３７のアニーリング点は７２１℃であり、軟化点は９５７℃であり、いずれも、上述のゾル−ゲル組成物（Ａｌ２Ｏ３ゾル−ゲル溶液中に分散したＰＺＴ粒子およびＰＺＴゾル−ゲル溶液中に分散したＬｉＴａＯ３粒子）の焼成温度（４５０℃）およびアニーリング温度（６５０℃）よりも高くなっている。
【００７３】
圧電トランスデューサー１４１を基板２０とは別個に形成し、圧電トランスデューサー１４１をアッセンブリとして適用してもよい。例えば、かかるアッセンブリは、接着剤または他の適当な結合手段を用いて基板２０に結合されたストリップ（上記で説明したようなストリップ）であってよい。接着剤層または結合層は、タッチセンサー５０の弾性波作用に与える影響を最小限とするように薄いことが好ましく、満足のいく程度の範囲で弾性波減衰をもたらさないものが好ましい。第１導電層１３０、圧電層１３１、第２導電層１３３およびオプションとしての変調層１３４を有して成る層状アッセンブリは、例えば、厚さ１００〜１２０μｍのガラスのマイクロシート１３４を有して成るストリップ材料上に形成することができる。その場合、層状アッセンブリを更に分割（例えば、ダイシング）すると、複数の基板２０に結合させることができる複数のトランスデューサー１４１を得ることができる。
【００７４】
図３２は、本発明の態様に従って、基板２０に形成された格子状トランスデューサー４００を示している。第１トレース４０６が第２面２８に形成されている。第１トレース４０６は、銀フリットなどの導電材料を含んで成る。第１トレース４０６は、スクリーン印刷法、パッド印刷法または他の付着法を用いて、塗布され得る。圧力モードの圧電素子４０８の第１側部４１０は、第１トレース４０６の一部上に設けられ、その第１トレース４０６の一部と相互に接続されている。第２トレース４１４は第２面２８上に形成されている。第２トレース４１４は、圧電素子４０８の側面４１８および第２側部４１２に設けられており、それらと相互に接続されている。以下で更に説明するが、圧電素子４０８を励起させる電気接続部が、第１トレース４０６および第２トレース４１４の各々と相互に接続されている。
【００７５】
格子要素４０２がタッチ面２４に形成されている。格子要素４０２は、レイリー波の波長に相当する間隔４０４を空けて形成されている。格子要素４０２は、上述したようなスクリーン印刷またはエッチング等によって、材料を供したり又は除去したりすることによって形成さえ得る。また、反射アレイ４１６がタッチ面２４に形成されている。反射アレイ４１６も、材料を供したり又は除去したりすることによって形成され得る。
【００７６】
図３３は、本発明の態様に従って、基板２０に形成された櫛状トランスデューサー４２０を示している。図３２の場合と同様、格子要素４３２がタッチ面２４に形成されている。第１トレース４２２は、格子要素４３２上に位置するようにタッチ面２４に形成されている。厚さモードの圧電素子４２６の第１側部４２４は、第１トレース４２２の一部の上に適用され、その一部と相互に接続されている。第２トレース４３０がタッチ面２４に形成されている。第２トレース４３０は、圧電素子４２６の側面４３４および第２側部４２８に適用され、それらと相互に接続されている。
【００７７】
図３４は、本発明の態様に従って、基板２０に形成された櫛歯型トランスデューサー（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）４４０を示している。第１トレース４４２および第２トレース４４４が基板２０のタッチ面２４に形成されている。第１トレース４４２および第２トレース４４４は、図８の第１電極８８および第２電極９０等の櫛歯状フィンガー（図示せず）を有している。圧電素子４４８は、第１トレース４４２および第２トレース４４４の上に適用されており、それらと相互に接続されている。
【００７８】
図３５は、本発明の態様に従って、タッチ面２４の外周部４８６に形成されたトランスデューサー４５２〜４５８を備えたタッチセンサー４５０を示している。反射要素４６０は、エッジ４６２〜４６８に対して４５°の角度を成すように設けられており、外周部４８６内で反射アレイを形成している。
【００７９】
トランスデューサー４５２〜４５８は、図３２〜図３４に示すトランスデューサー４００，４２０または４４０のいずれか１つを成すものである。第１トレースおよび第２トレース４７０〜４８４は、エッジ４６６，４６８に隣接するようにタッチ面２４に印刷されており、図示する適切なトランスデューサー４５２〜４５８と相互に接続されている。かかる相互接続は、用いられるトランスデューサーの種類によって決められる。第１トレースおよび第２トレース４７０〜４８４は、はんだ付け等によってケーブル４８８と相互に接続されている。
【００８０】
図３６は、本発明の態様に従って、基板２０に形成された代替的なトランスデューサー４９０を示している。第１トレース４９２および第２トレース４９４はタッチ面２４に適用されている。図３６では１つのトレースしか示していない。第１トレース４９２および第２トレース４９４では、図３４で説明したような櫛歯電極が形成されている。圧電素子４９８の第１側部５５０は、第１トレース４９２および第２トレース４９４上に適用されている。接地電極５４８は、タッチ面２４、圧電素子４９８の第２側部５５２および側面５５４に適用されている。
【００８１】
図３７は、本発明の態様に従って、タッチ面２４の外周部５４４に形成されたトランスデューサー５０２〜５０８を備えたタッチセンサー５００を示している。反射アレイ５１０は、エッジ５１２〜５１８に対して４５°を成すように設けられている。
【００８２】
トランスデューサー５０２〜５０８は、図３６のトランスデューサー４９０を成し得る。接地トレース、第１トレースおよび第２トレース５２０〜５４２は、タッチ面２４に印刷されており、適切なトランスデューサー５０２〜５０８と相互に接続されている。接地トレース、第１トレースおよび第２トレース５２０〜５４２は、はんだ付け等によってケーブル５４６と相互に接続され得るものである。
【００８３】
図３５および図３７を参照して説明する。コントローラー（図示せず）は、必要に応じて、第１電極および第２電極を介してトランスデューサーに電気信号を送るように機能し、また、接地電極を介してアース部に電気信号を送るように機能する。一回につき１つのトランスデューサーのみが活性化される。図示する態様では、４つのトランスデューサーが用いられている。そのうちの２つのトランスデューサーは送信トランスデューサーとして機能し得、別の２つのトランスデューサーは受信トランスデューサーとして機能し得る。送信または受信を行う２つまたは３つのトランスデューサーを有する他の形態または送信と受信との双方を行う２つまたは３つのトランスデューサーを有する他の形態を構築してタッチセンサーからの信号を受信してもよく、あるいは、タッチ面２４の種々の部分またはエリアを被うような他の形態を構築してもよいことを理解されよう。
【００８４】
図３８は、本発明の態様に従って形成された代替的なタッチセンサー２１４を示している。側壁３２およびエッジ２２は、上述したようなクリーンな状態となっている。基板２０の側壁３２には、トランスデューサー１６０、導波路１６１および反射アレイ１６２が配置されている。反射アレイ１６２は、エッジ２２に隣接して形成され得るか、または、エッジ２２を横断するように形成され得る。各々の側壁３２に設けられているトランスデューサー１６０、導波路１６１および反射アレイ１６２は、機構１７１と呼ぶことができる。場合によっては、基板２０のタッチ面２４に、付加的な導波路および関連するアレイを形成してもよい。図３８に示すように、弾性波の発生、方向付けおよび検出を行うタッチセンサー機構１７１に必要とされる導波路１６１および反射アレイ１６２を側壁３２に配置することによって、ボーダー・エリア２１６を更に減じることができる。反射アレイ１６２および導波路１６１は、基板２０に設けられた溝として形成してよく、または、基板２０の側壁３２に供された材料から成る突出部として形成してもよい。トランスデューサー１６０は、導波路１６１に結合される弾性波を発生させる。導波路１６１のコア部では弾性エネルギーが集束する。弾性波エネルギーは、アレイ１６２によって、表面弾性波として基板２０に結合され得る。トランスデューサー１６０、導波路１６１およびアレイ１６２を有して成る機構１７１は、弾性波を発生させ、それをタッチセンサー２１４のタッチ領域２４を横切るように方向付けるように機能し得、または、タッチセンサー２１４のタッチ領域２４を横断した後の弾性波を検出するように機能し得る。
【００８５】
弾性波が導波路１６１に沿って進行するつれ、そのエネルギーが損失していくことになる。多くのタッチセンサー２１４用途では、検出器（機構１７１など）によって受け取られる弾性波エネルギーが、通ってきた経路の長さに強く依存されないことが望ましい。それゆえ、経路長さに応じて信号振幅を均等化するように設計された種々の反射アレイ等、種々の弾性波信号等化方式を組み込んでもよい。信号振幅を均等化する設計には、反射アレイを構成する反射要素の高さの変更または幅の変更、または、反射要素の寸法の変更が挙げられる。
【００８６】
図３９は、本発明の態様に従って信号の均等化を行うように配置された導波路１６１を示している。トランスデューサー１６０、導波路１６１および反射アレイ１６２は、タッチセンサー基板２０の側壁３２に配置されるものとして表している。導波路１６１は、側壁３２の長さ２１８方向に湾曲して形成されている。導波路１６１は、その内部における弾性波エネルギーが最も高くなるトランスデューサー１６０付近の第１端部２２０においては、アレイ１６２から最も離れるように配置されている。その一方、トランスデューサー１６０から離れた第２端部２２２（導波路１６１は、その内部における弾性波エネルギーが最も小さくなる）においては、アレイ１６２により近づくように配置されている及び／又はアレイ１６２と交差するように配置されている及び／またはアレイ１６２の上部に配置されている。そのように導波路１６１が湾曲しているので、信号の均等化を行うことができる。
【００８７】
図４０は、本発明の態様に従って、信号の均等化を行うように形成された導波路１６１を示している。導波路１６１のコア部は、トランスデューサー１６０から離れるにつれ（または第１端部２２０から第２端部２２２へと向かう方向に）狭く形成されており、効果的にコアの影響を弱めている。コア部の幅が減じられるにつれ、弾性波は導波路１６１に制限されなくなって広がることになり、反射アレイ１６１と重なる弾性波が増えることになる。この場合、テーパー形状の導波路のコアにおける波速度の効果をより際立たせるために、反射アレイ１６２の要素１６３の相互の間隔を変更してよい。図３９および図４０に示すように形成および／または配置された導波路１６１によってもたらされる信号均等化は、導波路１６１がタッチ面２４に配置された態様であっても等しく好ましく適用され得ることを理解されよう。
【００８８】
図４１は、本発明の態様に従って形成されたタッチセンサー２２４の別の態様を示している。クリーンな側壁３２を有する基板２０が設けられている（図２参照）。ストリップ１８０（その軸方向に弾性波を伝搬させることが可能なストリップ）が設けられている。かかるストリップ１８０は、図３８〜４０の導波路１６１と同様の機能を有する導波路である。ストリップ１８０において伝搬する弾性波は、伸縮波、たわみ板波（もしくは曲げ板）または、他の種類の弾性波であり得る。ストリップ１８０は、ガラス基板２０の側壁３２に配置されている。ストリップ１８０は、結合要素１８７を有して成る結合層１８６を介して、側壁３２と結合している。ストリップ１８０の一方の端部１８１には、圧力モードの圧電素子１８３が設けられており、ストリップ１８０の対向する端部１８２には、エネルギー・ダンプ領域（ｅｎｅｒｇｙ  ｄｕｍｐ  ｒｅｇｉｏｎ）１８４が必要に応じて設けられている。エネルギー・ダンプ領域１８４は、ストリップ１８０の一方の端部に設けられ得、それによって、反射が抑えられる。エネルギー・ダンプ領域１８４は、基板２０の弾性波インピーダンスと適合するように調整することが可能な適当な材料（例えばタングステン含有エポキシ）を含んで成るものであってよい。ストリップ１８０で生じた弾性波は、基板面２４で行われるタッチに対して感度を有するものであり、基板２０にて弾性波に結合される。
【００８９】
ストリップ１８０は、弾性波が伝搬できる材料（例えば金属またはガラス）を含んで成り得る。ストリップ材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、基板の熱膨張係数と近い値である。ある用途では、ストリップ１８０の高さ（側壁３２の高さ方向に測定される高さ）がガラス基板厚さと略等しいことが有利となり得る。ストリップ１８０の厚さ（ストリップ高さに垂直な方向に測定される厚さ）は、基板２０から大きく離れて延在しないように薄いことが好ましく、それによって、タッチセンサー２２４の外側エッジのサイズを最小限に維持することができる。ストリップ材料としては、ガラス・ロッドおよびガラスのＣＴＥに近いＣＴＥを有する金属ストリップ（例えば、Ｉｎｖａｒ（登録商標）などのニッケル・アロイまたはそれに関連のある材料）を挙げることができる。ストリップ材料の断面形状の適当な例は、３ｍｍ×１ｍｍの矩形状の断面および１／２ｍｍ×１／２ｍｍの正方形状の断面である。
【００９０】
圧電素子１８３が電気的に励起されることによって、例えば、ストリップ１８０に沿って長手方向に伝搬する波が生じ得る。ストリップ１８０の断面に起因した境界条件に起因して、ストリップ１８０における波は、純粋な圧力波ではなく、伸縮波、対角線方向に向かう波、またはより次元の低い対称的なラム波といえる。長手方向成分を有する波が伝搬するので、ストリップ１８０の材料は、波の伝搬方向に対して平行に動く成分（即ち、ストリップ１８０の長さ方向に動く成分）を有している。
【００９１】
結合層１８６によって機械的な結合が供され、周期的に離隔した結合要素１８７の間隔によって、ストリップ１８０で生じた波が基板２０へと形成される弾性波へと散乱する際の散乱角が決められる。結合要素１８７は、反射アレイと同様な周期的な構造を有するように形成される。例えばタッチセンサー２２４が矩形であって、側壁３２に対して９０°で散乱されることが望ましい場合、結合要素１８７の間隔をストリップ１８０の弾性波の波長に等しくしなければならない。９０°の散乱は、図４１にて矢印１８８で表されている。結合機構の１つの例として説明すると、結合要素１８７が剪断力を移動させるので、ストリップ１８０における波の長手方向の運動が、図４１の矢印１８９に示されるように基板２０における剪断波の横断方向の運動へと結合することになる。結合要素１８７の圧縮剛性によって、ストリップにおける波の横断方向運動が、基板２０でのタッチ検知波運動（例えばレイリー波の運動）の長手方向成分と結合され得る（かかる結合態様は図示していない）。また、ストリップ１８０は、基板２０からの弾性波を受信するようにも機能し得る。
【００９２】
図４２は、本発明の態様に従ってストリップ１８０が組み込まれたタッチセンサー２２６を示している。ストリップ１８０は、分かりやすくするために、ストリップ２２８および２３０として表している。圧電素子２３２を有する第１ストリップ２２８は、基板２０の第１側壁２３４に沿って配置されている。圧電素子２３６を有する第２ストリップ２３０は、基板２０の第２側壁２３８に沿って配置されている。矢印１９０で示されるように、圧電素子２３２で生じた後、ストリップ２２８によって基板２０に向かうように方向付けられた剪断波は、側壁２４０で反射し得、その後、ストリップ２２８で方向を変えられ、圧電素子２３２によって検出されることになる。矢印１９１で示すように、圧電素子２３６で生じた後、ストリップ２３０によって基板２０に向かうように方向付けられた剪断波は、側壁２４２で反射し得、その後、ストリップ２３０で方向を変えられ、圧電素子２３６によって検出されることになる。圧電素子２３２および２３６に接続されている電子機器（図示せず）は、信号を時分割多重して、送信モードと受信モードとの間を調整するのに用いられ得る。
【００９３】
別法にて、タッチセンサーは、全ての側壁３２にストリップが設けられているものでもよい（図示せず）。例えば矩形の基板２０に対しては、４つのストリップ１８０が用いられる。その場合、そのうちの２つのストリップ１８０を送信モードで機能させ、また、別の２つのストリップ１８０を受信モードで機能させてもよい。
【００９４】
基板２０の側壁３２に設けられているストリップ１８０が基板２０にてレイリー波を励起するように設計されている場合では、図２２および図２３に示すレイリー波へと効率的に結合するように、結合要素１８７が、タッチ面２０からレイリー波の約１波長分だけ離れた領域内にて側壁３２に結合している必要がある。ストリップ１８０の深さ寸法は、結合要素１８７の深さ寸法と適合していてよいし、適合してなくてもよい。
【００９５】
ストリップ１８０と基板２０との結合強さは、結合要素の堅さ、厚さまたは結合エリアのいずれか１つ以上によって影響を受けるものである。好ましくは、基板２０へと結合する弾性波の振幅は、結合が行われる側壁３２上のポイントからは独立している。ストリップ１８０と基板２０との結合に影響を与えるパラメーターを用いることによって、基板２０に沿った距離に応じて（または基板２０に沿った距離の関数として）弾性波信号の振幅を均等化させることができる。
【００９６】
図４１は、結合材料が存在している箇所（結合要素１８７）と結合材料が存在していない箇所とが交互に設けられた結合層１８６のケースを示している。このような結合層１８６では、ストリップ１８０と基板２０との結合強さが空間的に調整されている。別の手段によっても、結合を空間的に所望に調整できる。例えば、結合材料の機械的性質が調整されるように、空気ギャップが存在しない結合層が考えられる。ストリップ１８１および結合要素１８７を基板２０とは別個に形成した後、それらをアッセンブリとして取り付けてもよいことを理解されよう。
【００９７】
図４３は、本発明の態様に従って基板２０の側壁３２に形成されたトランスデューサー５６２を備えたタッチセンサー５６０を示している。励起されると、トランスデューサー５６２は、エッジ２２に沿って進行するエッジ波を発生させる。かかるエッジ波は、反射アレイ５６４によって、タッチ面２４を横切るように反射することになる。このようなタッチセンサーは、米国仮特許出願第６０／５６２４６１号（代理人整理番号ＥＬＧ０６４−ＵＳ１）に開示されており、かかる仮出願の内容は、引用することにより本明細書に組み込まれる。トランスデューサー５６２は、スクリーン印刷または他の上述した手法で側壁３２に印刷された圧電材料を含んでいるものでもよい。別法にて、トランスデューサー５６２は、個々に形成された後で側壁３２に結合された圧電材料を含んでいるものであってよい。
【００９８】
本明細書で説明したタッチセンサーのいずれの態様の場合であっても、タッチセンサーを、電気的相互接続手段によって、コントローラーと接続させることができる。例えば、ケーブルハーネスなどの適当な相互接続手段を用いることができる。別法にて、タッチセンサーをタッチセンサー・システムに直接的に組み込んでもよい。例えば、タッチセンサーとディスプレイとを一体化してタッチスクリーンを形成してもよい。場合によっては、真空蛍光ディスプレイに使用される基板の面（例えばインストルメント・パネル）に対してスクリーン印刷を行ってもよい。例えば、基板が、真空蛍光ディスプレイ等のディスプレイ・デバイスの外側層を成すものであってもよい。
【００９９】
上記で説明した装置の構成は単に例示的に本発明の原理の応用例を説明したにすぎず、本発明の概念および範囲を逸脱しないことを前提として他の態様および変更も可能であることを理解されよう。尚、上述のような本発明は、次の態様を包含している：
第１の態様：弾性波を伝搬させることが可能な基板であって、タッチ検知領域を有する第１面および該第１面と第１エッジにて交差している第１側壁を含んだ基板、ならびに
基板の第１側壁に設けられたトランスミッターであって、タッチ検知領域の少なくとも一部を通るように第１側壁から直接的に伝搬する弾性波を発生させるトランスミッター
を有して成るタッチセンサー。
第２の態様：上記第１の態様において、第１面と第１側壁とは第１エッジにて約９０°の角度を成すように交差しているタッチセンサー。
第３の態様：上記第１の態様において、トランスミッターが弾性波の向きを第１側壁に対して垂直な方向に変えるタッチセンサー。
第４の態様：上記第１の態様において、トランスミッターが、第１側壁に沿って周期的に連続するように形成された構造の第１電極を更に有して成るタッチセンサー。
第５の態様：上記第１の態様において、トランスミッターが第１電極および第２電極を更に有して成り、第１電極および第２電極の各々が、第１側壁に沿って相互に交互に配置された連続的なフィンガーを含んでいる、タッチセンサー。
第６の態様：上記第１の態様において、側壁が第１端部および第２端部を有して成り、トランスミッターが第１端部に配置されており、
側壁が、それに沿うように方向付けられた導波路および第１面に隣接するように側壁に沿って配置された反射アレイを更に有して成る、タッチセンサー。
第７の態様：上記第１の態様において、トランスミッターは、側壁の高さ方向に向きを揃えたフィンガーを有する電極を含んでおり、フィンガーは、タッチ検知領域を横切るように向けられる弾性波の角度を調整するように相互に間隔を空けて配置されている、タッチセンサー。
第８の態様：上記第１の態様において、トランスミッターが、タッチ検知領域の少なくとも一部を伝搬する弾性波として、剪断波、ラム波またはレイリー波のいずれか１つを発生させるタッチセンサー。
第９の態様：上記第１の態様において、タッチ検知領域を横切って伝搬する弾性波が、第１側壁に対して鋭角を成す方向に伝搬するタッチセンサー。
第１０の態様：上記第１の態様において、基板の第２側壁に設けられた検出器を更に有して成り、検出器がタッチ検知領域の少なくとも一部を横断した後の弾性波を検出する、タッチセンサー。
第１１の態様：上記第１の態様において、トランスミッターが周期的な構造の第１トランスデューサーおよび第２トランスデューサーを更に有して成り、
第１トランスデューサーおよび第２トランスデューサーが、基板の対向する第１側壁および第２側壁にそれぞれ設けられ、第１トランスデューサーおよび第２トランスデューサーが、対向する第１側壁および第２側壁に対して鋭角を成す方向に伝搬する第１弾性波および第２弾性波を発生させる、タッチセンサー。
第１２の態様：上記第１の態様において、トランスミッターが、弾性波を変調させる変調層を更に有して成り、それによって、弾性波の減衰、共振周波数に対する弾性波の同調および離調、または、弾性波の位相のシフトのいずれか１つが行われる、タッチセンサー。
第１３の態様：弾性波を伝搬させることが可能な基板であって、タッチ検知領域を有する第１面および該第１面と交差している第１側壁および第２側壁を含んだ基板、
基板の第１側壁に設けられたトランスミッターであって、タッチ検知領域の少なくとも一部を横切るように第１側壁から直接的に伝搬する弾性波を発生させるトランスミッター、ならびに
基板の第２側壁に設けられた検出器であって、タッチ検知領域の少なくとも一部を横断した後の弾性波を検知する検出器
を有して成るタッチセンサー・システム。
第１４の態様：上記第１３の態様において、トランスミッターが第１電極および第２電極を更に有して成り、第１電極および第２電極の各々が第１側壁に沿って周期的な構造を有する、タッチセンサー・システム。
第１５の態様：上記第１３の態様において、トランスミッターは、基板の対向する第１側壁および第３側壁にそれぞれ設けられた第１櫛歯型トランスデューサーおよび第２櫛歯型トランスデューサーを更に有して成り、第１櫛歯型トランスデューサーおよび第２櫛歯型トランスデューサーが、対向する第１側壁および第３側壁に対して鋭角を成す方向に伝搬する第１弾性波および第２弾性波を発生させる、タッチセンサー・システム。
第１６の態様：上記第１３の態様において、側壁が第１端部および第２端部を有して成り、トランスミッターが第１端部に配置され、また、側壁が、それに沿うように方向付けられた導波路および第１面に隣接するように側壁に沿って配置された反射アレイを更に有して成り、
導波路が側壁に結合されたストリップまたは側壁から材料を取り除いて形成した溝のいずれか一方である、タッチセンサー・システム。
第１７の態様：弾性波が伝搬することが可能な基板のタッチ検知領域にてタッチを検出する方法であって、基板にはタッチ検知領域を有する第１面が含まれ、基板が、第１面と交差している第１側壁および第２側壁を有しており、
基板の第１側壁の近傍で弾性波を発生させる工程、
基板の第１側壁の一部を通ってから基板へと進行し、その後、タッチ検知領域の少なくとも一部を横切るように弾性波を方向付ける工程、および
基板の第２側壁の近傍で弾性波を検出する工程
を含んで成る方法。
第１８の態様：上記第１７の態様において、タッチされた位置が示唆される弾性波における摂動を検出することが検出工程に更に含まれる方法。
第１９の態様：上記第１７の態様において、弾性波がタッチ検知領域の少なくとも一部を通過するように、第１側壁に沿って配置された波源から延びる直線方向へと弾性波を方向付け、弾性波が反射することなく単一の経路のみ進行することが検出工程に更に含まれる、方法。
第２０の態様：上記第１７の態様において、第１側壁に沿うように弾性波の向きを変え、弾性波を反射させることが、弾性波を方向付ける工程に更に含まれる、方法。
第２１の態様：弾性波を伝搬させることが可能であって、タッチ検知領域を有する第１面を含んだ基板、および
基板に形成されたトランスデューサー
を有して成るタッチセンサーであって、
トランスデューサーが、基板に設けた後で熱硬化に付した圧電素子を有して成り、また、トランスデューサーが、弾性波の発生または弾性波の検出の少なくとも一方を行うように構成されている、タッチセンサー。
第２２の態様：上記第２１の態様において、圧電素子がスクリーン印刷またはパッド印刷のいずれか一方を用いて基板に形成されている、タッチセンサー。
第２３の態様：上記第２１の態様において、基板が第１面に平行な第２面を更に有して成り、トランスデューサーが、第１面に形成された格子要素を更に有して成り、格子要素に対向するように圧電素子が第２面に形成されている、タッチセンサー。
第２４の態様：上記第２１の態様において、トランスデューサーが、第１面に形成された格子要素を更に有して成り、格子要素上に圧電素子が形成されている、タッチセンサー。
第２５の態様：上記第２１の態様において、トランスデューサーが、
基板に形成された第１導電層、
第１導電層上に形成された、圧電素子を含んで成る第２導電層、
第２導電層上に形成された第３導電層
を更に有して成り、
第１導電層と第３導電層とが、第１電気接続部および第２電気接続部を用いて相互に接続されている、タッチセンサー。
第２６の態様：上記第２１の態様において、トランスデューサーが
基板に形成された第１層、
第１層上に形成された第２層、および
第２層上に形成された第３導電層
を更に有して成り、
第１層とアース接続部とが相互に接続されており、第２層が圧電素子を含んで成り、また、第３導電層が第１電極および第２電極を含んで成り、第１電極および第２電極と第１電気接続部および第２電気接続部とが相互に接続されている、タッチセンサー。
第２７の態様：上記第２１の態様において、基板が、ディスプレイ・デバイスの外側層を成している、タッチセンサー。
第２８の態様：上記第２１の態様において、トランスデューサーが、
基板に形成された第１導電層、
第１導電層上に形成された、圧電素子を含んで成る第２導電層、
第２導電層上に形成された第３導電層、および
第３導電層上に形成された、周期的に適用された材料を含んで成る第４変調層
を更に有して成り、
第１導電層および第３導電層が電気接続部と相互に接続されている、タッチセンサー。
第２９の態様：弾性波を伝搬させることが可能であって、タッチ検知領域を有する第１面を含んだ基板、および
弾性波の発生または受信の少なくとも一方を行うように構成されているトランスデューサー
を有して成るタッチセンサーであって、
トランスデューサーが、圧電材料を有して成るストリップを含み、ストリップが基板に取り付けられている、タッチセンサー。
第３０の態様：上記第２９の態様において、圧電材料は、ポリマーのピエゾ材料を含んで成る、タッチセンサー。
第３１の態様：上記第２９の態様において、ストリップが、導電材料から成る層を少なくとも２つ更に有して成り、圧電材料が、その導電材料から成る２つの層の間に形成されている、タッチセンサー。
第３２の態様：上記第２９の態様において、第１面は、外周部を有するタッチ・エリアを更に有して成り、基板が、第１面に平行な第２面を更に有して成り、タッチセンサーが第１面の外周部内に形成された格子状トランスデューサーを更に有して成り、ストリップが格子状トランスデューサーと対向するように第２面に取り付けられている、タッチセンサー。
第３３の態様：タッチ検知領域を有する第１面を含んだタッチセンサー基板にトランスデューサーを形成する方法であって、
基板に第１導電層を供する工程、
第１導電層の少なくとも一部が被われるように、基板に圧電層を供する工程、および
圧電層を熱硬化させる工程
を含んで成る方法。
第３４の態様：上記第３３の態様において、第２導電層によって圧電層の少なくとも一部が被われるように、基板に第２導電層を供する工程を更に含んで成る、方法。
第３５の態様：上記第３３の態様において、基板に第２導電層を供する工程、ならびに
第１導電層および第２導電層にそれぞれ第１電圧および第２電圧を加えて、圧電層を分極処理する工程
を更に含んで成る、方法。
第３６の態様：上記第３３の態様において、圧電層を供する工程には、圧電材料のスクリーン印刷が更に含まれる、方法。
第３７の態様：上記第３３の態様において、基板から材料を取り除くことによって基板に格子要素を形成することを更に含んで成り、第１導電層を供する工程および圧電層を供する工程には、第１導電層および圧電層を格子要素上に供することが更に含まれる、方法。
第３８の態様：上記第３３の態様において、
基板に導電トレースを形成する工程、および
電気信号が導電層に送られることになるように、導電性トレースと導電層とを相互に接続する工程
を更に含んで成る、方法。
第３９の態様：上記第３３の態様において、圧電材料がゾル−ゲル材料を含んで成る方法。
第４０の態様：上記第３３の態様において、基板が、第１面に対して実質的に垂直となるように第１面とエッジにて交差している側壁を更に有して成る方法。
【０１００】
関連出願の相互参照
本出願は、米国仮特許出願第６０／５６２，４６１号（発明の名称：「弾性波タッチセンサー」、出願日：２００４年４月１４日）および米国仮特許出願第６０／５６２，４５５（発明の名称：「弾性波タッチセンサー」、出願日：２００４年４月１４日）と関連があるものであり、その開示内容は引用することにより本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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