(57)【要約】超音波タッチスクリーン（１ａ）は、弾性波に対して部分的に反射性の要素（１４）のアレイ（１３）によって、タッチ検知エリア（２）へと曲げられる弾性波信号を発生させる送信トランスデューサー（２３ａ、２３ｂ）を有する。タッチ検知エリア上でのタッチによって、弾性波信号に変動が生じる。弾性波信号は、タッチ検知エリアを横断した後、弾性波に対して部分的に反射性の要素（１４）のもう１つのアレイ（１３）によって、受信トランスデューサー（２６ａ、２６ｂ）の方向へと向きを変えられる。そして、信号（および変動）は、受信トランスデューサー（２６ａ、２６ｂ）で検知される。タッチスクリーンのボーダー領域（１５ａ）を狭くできるように、導波路（１８）を用いて、弾性波信号をボーダー領域へと伝搬させている。導波路は、狭い経路幅で伝搬するように弾性波信号を制限するが、それでもなお、弾性波信号をタッチ検知エリアへと曲げることを可能としている。従って、トランスデューサーおよび反射要素の幅がより小さくなった構成を取ることができ、それを幅の狭いボーダー領域内に収めることができる。
2004515835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）（ｉ）タッチ検知エリア、および
（ｉｉ）タッチ検知エリア沿いに存在するボーダー領域
を有する弾性波が伝搬可能な基板、
（ｂ）横断方向寸法を有した弾性波に対して部分的に反射性の要素のアレイ（ボーダー領域の一部分に位置する）であって、弾性波信号をタッチ検知エリアへ送信するように、またはタッチ検知エリアから弾性波信号を受信するように配置されているアレイ、ならびに
（ｃ）ボーダー領域の該部分に位置し、アレイの横断方向寸法よりも小さい横断方向寸法を有する弾性波用導波路
を有して成るタッチスクリーン。
【請求項２】
弾性波に対して部分的に反射性の要素の第２アレイ（ボーダー領域の第２部分に位置する）であって、弾性波がタッチ検知エリアを横切って進行した後に弾性波信号を受信するように配置された第２アレイを更に有して成っており、
第１アレイがタッチ検知領域に弾性波信号を送信するように配置されており、導波路がボーダー領域の該第１部分または第２部分に位置する、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項３】
基板の表面に弾性波を伝えるように連結され、ボーダー領域の第１部分に沿って弾性波信号を送信するように配置された第１トランスデューサー、および基板の表面に弾性波を伝えるように連結されており、ボーダー領域の第２部分に沿って進行する弾性波信号を受信するように配置された第２トランスデューサーを更に有して成る、請求項２に記載のタッチスクリーン。
【請求項４】
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のうち少なくとも一方は、集束トランスデューサーである、請求項３に記載のタッチスクリーン。
【請求項５】
導波路は、オーバーレイ導波路である、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項６】
導波路は、セグメント化導波路である、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項７】
導波路は、トポログラフィック導波路である、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項８】
タッチ検知エリアおよびタッチ検知エリア沿いに存在するボーダー領域を有する、弾性波が伝搬できる基板、
基板の第１表面に取り付けられた弾性波に対して部分的に反射性の要素のアレイ（ボーダー領域の該一部分に位置する）であって、弾性波信号をタッチ検知エリアへ送信するように、またはタッチ検知エリアから弾性波信号を受信するように配置されるアレイ、および
基板の第２表面に取り付けられた弾性波用導波路（ボーダー領域部に位置する）であって、弾性波信号を線状アレイに沿って導く弾性波用導波路
を有して成るタッチスクリーン。
【請求項９】
タッチ検知エリアおよびタッチ検知エリア沿いに存在するボーダー領域を有する弾性波が伝搬できる基板、および
平均的な横断方向寸法（単位：波長）がアレイの長手方向寸法（単位：波長）の平方根の約１／３より小さい弾性波に対して部分的に反射性の要素のアレイ
を有して成るタッチスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、弾性波タッチスクリーン（または超音波タッチスクリーン）に関し、特に、反射アレイの幅が小さく、タッチ検知エリアが増加した弾性波タッチスクリーンに関する。
【０００２】
２．関連技術の説明
弾性波タッチスクリーンにはタッチ検知エリアが存在し、タッチ検知エリアを伝搬する弾性波へのタッチ（触れること）の影響によって、タッチの発生および位置が検出される。通常の種類の弾性波タッチスクリーンは、レイリー波を用いている（本明細書において、レイリー波という用語には擬似レイリー波が含まれる）。例えば、レイリー波を用いたタッチスクリーンの例には、米国特許第４６４２４２３号（１９８７年）；米国特許第４６４５８７０号（１９８７年）；米国特許第４７００１７６号（１９８７年）、米国特許第４７４６９１４号（１９８８年）；米国特許第４７９１４１６号（１９８８年）；再発行特許第３３１５１号（１９９０年）；米国特許第４８２５２１２号（１９８９年）；米国特許第４８５９９９６号（１９８９年）、米国特許第４８８０６６５号（１９８９年）；米国特許第４６４４１００号（１９８７年）；米国特許第５７３９４７９号（１９９８年）；米国特許第５７０８４６１号（１９９８年）および米国特許第５８５４４５０号（１９９８年）にて開示されるタッチスクリーンがある。また、ラム波もしくはせん断波等の他の種類の弾性波、または種々の弾性波の組合わせ（レイリー波を含んだ組合せを含む）を用いた弾性波タッチスクリーンも既知であり、例えば、米国特許第５５９１９４５号（１９９７年）；米国特許第５８５４４５０号（１９９８年）；米国特許第５０７２４２７号（１９９１年）；米国特許第５１６２６１８号（１９９２年）；米国特許第５１７７３２７号（１９９３年）；米国特許第５２４３１４８号（１９９３年）；米国特許第５３２９０７０号（１９９４年）；米国特許第５５７３０７７号および米国特許第５２６０５２１号（１９９３年）にて開示される超音波タッチスクリーンがある。この段落で引用する文献は、参照することによって、本明細書に組み込まれる。
【０００３】
図１に、有効（またはアクティブ）なエリアまたはタッチ検知エリア２を有する従来の超音波タッチスクリーン１の作動状態を示す。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、タッチスクリーン１の表面に弾性波を伝えるように（または音波的にもしくは超音波的に）連結されている。トランスデューサー３ａは、弾性波信号（または音波信号もしくは超音波信号）を弾性波（または表面弾性波もしくは音波もしくは超音波、ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｗａｖｅ）１１ａの形態で送信し、信号は、一般的にタッチスクリーン１の平面にてタッチスクリーン１の上方エッジと平行となるように進行する。弾性波一部反射要素（または部分的に弾性波を反射させる要素）４の第１線状アレイ１３は、弾性波１１ａの送信経路で整列される。反射要素４の各々は、弾性波信号を（略９０°）部分的に反射させて、また、部分的に送信し、複数の弾性波（例えば、５ａ、５ｂおよび５ｃ）が垂直方向（Ｙ軸と平行）にてタッチ検知エリア２を横切るように進行する（反射要素４の間隔は、第１トランスミッター３ａからの距離が増加するにつれて弾性波信号が減衰するのを補うべく変わっている）。弾性波５ａ、５ｂおよび５ｃは、タッチスクリーン１の下方エッジに到達すると、弾性波一部反射要素４の第２線状アレイ１３によって第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の方向へと）再度反射する。そして、第１受信トランスデューサー６ａにて弾性波５ａ、５ｂおよび５ｃが検知され、データ処理用に電気信号に変換される。このような構成と同様の構成が、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って配置される。第２送信トランスデューサー３ｂは、左側エッジに沿うように弾性波１２ａを発生させ、弾性波一部反射要素４の第３線状アレイ１３によって、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弾性波（例えば７ａ、７ｂおよび７ｃ）が複数生じる。弾性波７ａ、７ｂおよび７ｃは、弾性波一部反射要素４の第４線状アレイ１３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にて弾性波７ａ、７ｂおよび７ｃが検知され、電気信号に変換される。
【０００４】
タッチ検知エリア２が、指またはスタイラス等の物体によってポジション８にてタッチされると、弾性波５ｂおよび７ａのエネルギーのいくらがタッチした物体によって吸収される。それによって減衰が生じ、受信トランスデューサー６ａ、６ｂで、弾性波信号の変動（または摂動）として検出される。マイクロプロセッサー（図示せず）を用いるデータの時間遅れ解析によって、ポジション８の座標を決定することができる。
【０００５】
タッチスクリーンを製造するに際し、送信／受信トランスデューサーが２組である必要は必ずしもないことが当業者に理解されよう。トランスデューサーが１組存在していない図１のデバイスが、タッチスクリーンとして機能することに依然変わりはなく、タッチの発生を検知し、限られた位置情報（１つの座標）を提供する。あるいは、米国特許第４７４６９１４号の図８で開示されているように、タッチスクリーンは、共通の送信／受信トランスデューサーの構成を用いて２つのトランスデューサーのみから設計できる。
【０００６】
通常の使用に際して、ハウジング９（その輪郭は図１にて点線で示す）は、典型的には成形ポリマーまたは金属薄板（または板金）から作られ、タッチスクリーン１と組み合わされる。ハウジング９は、タッチスクリーン１に重ねて置かれるベゼル１０（その輪郭もまた図１にて点線で示す）を含んでいる。ベゼル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、反射部材および他の要素が隠蔽される一方、タッチ検知エリア２は露出したものとなっている。この配置によって、コンタミ（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）および／または損傷から隠蔽された部品が保護され、外観がより美的に好ましくなると共に、ユーザーのためのタッチ検知エリアが規定されることになる。
【０００７】
タッチスクリーンは、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマ、エレクトロルミネセンス（またはＥＬ）または他の種類のディスプレイ等のディスプレイのパネルに重ねて置かれる個別の表面板（典型的にはガラスから成るが、他の硬質基材を用いてもよい）を含んで成り得る。別の態様では、タッチスクリーン要素をＣＲＴのガラス表面に直接的に結合させることによって、ＣＲＴをタッチスクリーンに変換しており、その結果、ＣＲＴ表面がタッチ検知表面となることが提案されている。米国特許第４７４６９１４号には、かかる構造が開示されている。ダイレクト−オンＣＲＴタッチスクリーン（ｄｉｒｅｃｔ−ｏｎ  ＣＲＴ  ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ）の構成は、看者とＣＲＴの間にてガラスまたは他の材料から成る部材が取り除かれており、知覚されるディスプレイの輝度（または明度）が増加するために望ましい構成である。また、オーバーレイ・ガラス（または重ね合わされるガラス）を用いる必要がなく、オーバーレイ・ガラスの場所を確保するためにＣＲＴシャシを変更する必要がない点で経済的な利点がある。
【０００８】
図１においては、タッチ検知エリア２が、ボーダー領域１５（２領域だけ番号を付している）によって包囲されており、そのボーダー領域１５に反射要素４、送信トランスデューサー３ａ、３ｂおよび受信トランスデューサー６ａ、６ｂが配置されていることが判る。ボーダー領域１５の幅が減少すると、タッチ検知エリア２に割り当てられ得るデバイスの正面エリアの割合が増加することになる。また、より容易にタッチスクリーンをモニターと一体化させてシールすることもできる。また、タッチスクリーンのボーダー領域１５の幅が狭くなると、扱い易く、しゃれたデザインの印象が与えられ、製品がカスタマーにとってより魅力的なものとなる。
【０００９】
更に、タッチスクリーンが、ＣＲＴの表面ガラス上に直接的に構成されている場合では、タッチスクリーン・メーカー（またはタッチスクリーン製造業者）は、ボーダー領域１５の幅を調整できない。通常、タッチスクリーン・メーカーはＣＲＴ自体を製造することはなく、むしろ、モニター・メーカーによって提供されるＣＲＴを加工し（または、コンピューターＣＰＵシャシ（例えば、アップル・コンピューター製のアイマック（ｉＭａｃ、登録商標）等）と一体化したモニターの場合ではコンピューター・メーカーから提供されるＣＲＴを加工し）、タッチスクリーン・メーカーがボーダー領域を適宜変更しなければならない。ある種のＣＲＴの場合、ボーダー領域の幅が広いものがあり、他の場合では、狭いものもある。
【００１０】
上述の理由から、幅がより狭いボーダー領域１５に対応できるタッチスクリーンが製造できることが望ましい。ボーダー領域の幅を減少させるキー（ｋｅｙ）となるのには、アレイ１３およびトランスデューサーの幅を減少させることである。しかしながら、これらの要素の幅は、任意に減少させることができない。曲げられた弾性波５ａ、５ｂおよび５ｃがタッチを検知するのに十分な弾性波エネルギー（または音波エネルギーもしくは超音波エネルギー）を含んでいなければならないという点で、アレイ１３の幅が弾性波１１ａのビーム幅（または束となった弾性波の幅）と密接に関係している。アレイ１３の幅が狭すぎると、小さい割合の弾性波１１ａしかインタセプトされず（またはさえぎられず）、曲げられた信号が望ましくない程度に弱められることになる。このことは、他の反射体アレイに関しても同様に当て嵌まる。トランスデューサーに関しては、送信トランスデューサーの幅が小さいと、回折効果に起因して弾性波１１ａが散乱（または拡散）するので望ましくない。このような波動力学的効果についての物理的現象というものは、狭い開口部を通過する波の物理的現象に対応するものである。このような波動力学的効果に関する数学的な解析は、アレイ１３の幅もまたタッチ・スクリーン１のサイズと関係しているという見解とよく一致する。タッチ・スクリーンが大きいほど、アレイ１３の幅をより大きくして、トランスデューサーから下流で弾性波信号を十分量捕捉し、タッチを検知するのに十分な信号をタッチ検知エリア２を横切って反射させる必要がある。常套のタッチ・スクリーンでは、アレイ幅（弾性波信号の波長単位）は、アレイ長さ（波長単位）の平方根の１／３より大きい程度であった。
【００１１】
従って、幅がより小さい反射アレイおよび／またはトランスデューサーを使用ができる設計によって、幅がより狭いボーダー領域に対応できる新しい設計の超音波タッチスクリーンを供することが望ましい。
【００１２】
発明の簡単な要旨
本発明では、導波路（または弾性波用導波路）を用いてボーダー領域にて弾性波を集束する（または集める）ことによって上述の問題を解決している。導波路によって、弾性波エネルギーがより狭い経路幅に沿うように効率的に集められ、その結果、より幅の小さい反射アレイおよび／またはトランスデューサーの使用が可能となっている。従って、本発明は、
（ａ）（ｉ）外周を有するタッチ検知エリア、および
（ｉｉ）タッチ検知エリアの周囲に存在するボーダー領域
を有する弾性波が伝搬可能な基板（または基材）、
（ｂ）横断方向寸法（またはディメンション）を有した弾性波を部分的に反射する要素のアレイ（ボーダー領域の一部分に位置する）であって、弾性波信号をタッチ検知エリアへ送信するように、または、タッチ検知エリアから弾性波信号を受信するように配置されているアレイ、ならびに
（ｃ）ボーダー領域の該部分に位置しており、アレイの横断方向寸法よりも小さい横断方向寸法を有する弾性波用導波路、
を有して成るタッチスクリーンを提供する。
また、本発明は、
（ａ）（ｉ）外周を有するタッチ検知エリア、および
（ｉｉ）タッチ検知エリアの周囲に存在するボーダー領域、
を有する弾性波が伝搬可能な基板、ならびに
（ｂ）横断方向寸法（弾性波信号の波長の単位数）が長手方向寸法（弾性波信号の波長の単位数）の平方根の１／３より小さい弾性波一部反射要素のアレイ、を有して成るタッチスクリーンを提供する。
【００１３】
本明細書において、図面を通して繰返し使用する参照番号は、同じまたは同等の要素を示している。
【００１４】
発明の詳細な説明
満足すべく作動するタッチスクリーンを提供するために必要とされる弾性波信号エネルギーは、タッチスクリーンの寸法（またはディメンション）、ならびに対応する反射アレイの長さおよび幅に部分的に依存している。単に、タッチスクリーン寸法が大きいほど、弾性波信号がより長い距離を伝搬（または進行）する必要があるという理由によって、タッチスクリーンがより大きいほど、信号エネルギーをより大きくする必要がある。トランスデューサーから下流方向にあるアレイの端部にて、特定／最小限の量の信号がタッチスクリーンを横切って送信できるようにする特徴を反射アレイが有する必要がある。タッチ検知領域を横切って送信される信号量を調節する方法の１つは、反射アレイの幅を大きくさせることである。反射アレイの幅を大きくすることによって、タッチスクリーンを横切って送信するまたは受信するために捕捉されるエネルギーがより多くなる。しかしながら、これによって、利用可能なタッチ検知エリアが必然的に減少し、アレイをカバーするのに必要なベゼルの幅が増加してしまう。このことは、非常に望ましくない特徴であり、実際には、所定のタッチ・スクリーン・サイズで利用可能なタッチ検知領域を増加させ、ベゼルの幅を最小限度にするというカスタマーのニーズと直接的に対立するものである。
【００１５】
常套のアレイは、０．２１インチ（５．３ｍｍ）または９．３波長（０．０２２６インチの常套の信号波長を仮定している）の最小の幅を有し、また０．６インチ（１５．２ｍｍ）または２６．５波長（０．０２２６インチの常套の信号波長を仮定している）の最大の幅を有している。最小の幅のアレイは、対角線が１０インチまたは１２インチ程度のより小さいスクリーンに用いられ、最大の幅のアレイは、２０インチおよびそれより大きい程度のより大きいスクリーンに用いられる。また、かかる数値は、タッチスクリーンの基板の種類にも依存する。
【００１６】
図２は、本発明の弾性波タッチスクリーンのトランスデューサー１６および反射アレイ１３を示しており、従来のタッチスクリーンよりもボーダー領域の幅を狭くすることが可能とする。本発明において、弾性波１１ａの経路は、弾性波用導波路１８によって制限される。反射アレイ１３は、導波路（または導波管）１８と協同する弾性波一部反射要素１４を複数含んでいる。この態様では、導波路１８の上部に反射要素１４が予め決められた間隔で置かれている（またはオーバーレイされている）。この配置によって、反射要素１４が、入ってくる弾性波１１ａのエネルギーを弾性波５ａ、５ｂとしてタッチ検知エリアを横切るように部分的に偏向させる（または向きを変える）ことができる。図示するように、導波路１８は横断方向寸法（幅）ｙを有しており、反射アレイ１３は、導波路１８の横断方向寸法ｙより大きい横断方向寸法（幅）ｗを有している。
【００１７】
図３に示すように、幅ｙの導波路１８を組み合わせる結果、相当な割合の弾性波エネルギーが幅ｗのアレイ１４に閉じ込められることになる。導波路１８の幅によって、弾性波のビーム（または弾性波の束）の幅を制御することができるので、それに対応させて、反射体１４の幅を従来より小さくすることができる。なお、かかる場合でも、反射体１４は、タッチが検知されるべく、十分な量の弾性波エネルギーをタッチ検知エリアを横切って偏向させる。
【００１８】
図２を参照すると、（一般的であるが、必ずしもレイリー波と組み合わせて用いる必要はない）好ましい態様おいて、送信トランスデューサー１６は、集束トランスデューサー（または収束型トランスデューサー、ｆｏｃｕｓｉｎｇ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）である。（図１に示すような）従来技術のタッチスクリーンに用いられる常套的のトランスデューサーでは、弾性波の平行ビームが生じる。集束トランスデューサー１６によって、導波路１８の端部の焦点１７にて弾性波のビーム２２が焦点を結ぶようになっており、導波路１８の端部で弾性波が集束され、伝搬されることになる。導波路がない従来のタッチスクリーンでは、アレイの端部でのエネルギーのスポット・サイズに関心を持つ必要があり、典型的には比較的大きなトランスデューサーをタッチスクリーンに使用しなければならない。本発明では、導波路を含ませているので、導波路の入口におけるスポット・サイズについて関心を持つことになる。トランスデューサーと導波路の入口との間の距離が比較的短くなることよって、従来のタッチスクリーンよりもアレイ軸に対して垂直（または直角）方向の寸法（またはディメンション）が小さくなったトランスデューサーを使用できる。より好ましくは、弾性波エネルギーをより効率的に導波路に授受させるために、導波路の入口にて焦点を有する集束トランスデューサーを使用してもよい。また、受信トランスデューサーも同様の利点を有した集束型であってもよい。（導波路がなければ、弾性波のビームが焦点１７を超えて発散することになるため、従来のタッチスクリーンでは、集束トランスデューサーを通常有利に使用できないことに留意すべきである）。
【００１９】
レイリー波と違って、せん断波（例えば、ＺＯＨＰＳおよびＨＯＨＰＳ）ならびにラム波等の板波では、それらが進行する基板の上部表面および下部表面（または底部表面）の双方において弾性波エネルギーの密度が大きい。図４、図５および図６は、別の好ましい態様を示しており、導波路１８が基板１９の第１表面に取り付けられ、反射アレイが基板１９の第２表面に取り付けられている。別の態様においては、導波路と反射アレイとが反対に取り付けられている。更に、一方の表面または両方の表面に複数（または多数）の導波路および／またはアレイを設けてもよい。
【００２０】
図７および図８は、導波路／反射アレイの組合せに関したもう１つの別の態様を示している。この態様において、導波路５０は、例えば銀粒子を充填したガラス・フリット等の導電性材料から成る。これによって、導波路が、関連するトランスデューサーへの電気的接続部として機能することができる。トランスデューサーには少なくとも２つの電気的接続部が必要であるので、導波路５０には２つの要素５０ａ、５０ｂが含まれる。図７に示すように、導波路５０は基板５４の第１の側５２に連結され、反射アレイ５６が基板５４の第２の側５８に連結されている。別法では、図９に示すように、導波路５０および反射アレイ５６が基板５４の同じ側に連結されている。この構成では、導波路５０（または導波路５０の原料）を基板５４に塗布して硬化させ、その後、例えばＵＶ硬化材料から成る反射アレイを導波路の上に設けている。
【００２１】
図４を参照すると、本発明の超音波タッチスクリーン１ａが模式的に示されている。導波路１８が存在することによって、常套のアレイよりもアレイ２４の反射要素１４の幅を小さくすることができ、また、送信トランスデューサー２３ａ、２３ｂおよび受信トランスデュサー２６ａ、２６ｂの幅も小さくすることができる。その結果、ボーダー領域１５ａの幅が従来のタッチスクリーンより狭くなっている。
【００２２】
当業者には、タッチスクリーンが、４つの全ての側部にて等しい幅のボーダー領域を必ずしも有している必要がないことが理解されよう。なお、この点に関して強調しておくと、図４のタッチスクリーン１ａでは、あるボーダー領域１５ａ（下部のボーダー領域）の幅が、他のボーダー領域よりも広くなるように意図して図示している。このことは、タッチスクリーン・メーカー以外のメーカーによって製造されたＣＲＴまたは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に使用されるタッチスクリーンの場合に特に妥当するであろう。ＣＲＴまたはＬＣＤメーカーは、タッチスクリーンとは関係のない設計的検討事項のために、ボーダー領域の幅が等しくないディスプレイを製造し得る。従って、常套の反射アレイを収めることができるボーダー領域がある一方、本発明の導波路を用いる反射アレイを必要とするボーダー領域もある。本発明では、タッチスクリーン内の全ての反射アレイを、導波路と協働させる必要はなく、また、導波路の長さがアレイの長さと同じである必要はない。ボーダー領域が十分に幅広い場合、導波路を用いるアレイを用いる必要はない（しかしながら、用いることが排除されるわけではない）。ボーダー領域の幅に応じて、１、２、３または４つの導波路を用いるアレイを矩形のタッチスクリーンは有してもよい。
【００２３】
図１０は、本発明のもう１つの別の態様を示している。この態様では、反射要素のアレイが、導波路内に「組み込まれ」ている。導波路６０は、複数の部分６０ａにセグメント化されている。導波路６０は、各部分６０ａの間のギャップ６２によって、導波路６０の長さ方向に沿って離間している。好ましくは、ギャップ６２は、（ｎ＋１／２）λである（ｎはいずれかの整数であり、λは波長である）。各部分６０ａは、少なくとも１つの斜め方向の面６４を有しており、その斜め方向の面６４は、弾性波６６のエネルギーをタッチスクリーン面を横切るように偏向させる弾性波反射要素として機能する。
【００２４】
概念的には、弾性波用導波路は、光導波路と同様であり、クラッド材料により包囲されたコア材料から成っており、導波される波（それは光波または弾性波のいずれであってもよい）は、クラッド領域よりもコア領域において遅い伝搬速度を有する。図１１ａには、タッチスクリーンの表面に弾性波用導波路１８が形成できる様子を断面で示している。コア２４（例えば、ガラス・フリットまたは銀粒子が充填されたガラス・フリット等）がタッチスクリーン基材２７（または基板、例えば硼珪酸塩またはソーダ石灰等から成るガラスから形成される）に付着されている。弾性波は、コア２４では基材２７におけるよりも遅く進行するので、基材２７はクラッドとして有効に機能する。図１１ｂは、導波路１８の上に反射要素１４の形成できる様子を断面で示している。別法にて、同様な製造工程で同様な材料から導波路およびアレイを形成してもよい。
【００２５】
図１１ｃは、別の導波路の構成を示しており、配置される材料は、基材２７よりも伝搬速度が速いクラッド２５であって、この例では、コアとして機能する。従って、図１１ｃの構成は、図１１ａの構成を逆にしたものである。
【００２６】
図１１ａおよび図１１ｃの導波路は、オーバーレイ導波路（ｏｖｅｒｌａｙ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）を例示したものであり、一方のストリップ材料が、もう一方の材料の基板の上部に置かれるので、そのように呼ばれている。トポグラフィック導波路（基板表面を局所的に変形させることによって形成される）等の他の種類の導波路を用いてもよい。図１１ｄは、トポグラフィック導波路を示しており、ウェッジ２８が変形部である。変形部は、例えば矩形リッジ（または矩形の隆起部）等の他の形状にしてもよい。オリナー（Ｏｌｉｎｅｒ）の「弾性表面波用導波路：レビューＡ（Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ  ｆｏｒ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｗａｖｅｓ：Ａ  Ｒｅｖｉｅｗ）」（Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ、第６４巻第５号６１５〜６２５頁（１９７６年５月））およびそこでの引用文献等の刊行物を参照することによって、本発明における使用に適した導波路の多くの設計を行なうことができることは当業者に理解されよう。例えば、ガラス・フリットから導波路および／または反射体アレイを作ることができる。別法では、導波路は、基板にて切欠部（ｃｕｔ−ｏｕｔ）または谷状部（ｖａｌｌｅｙ）であってもよい。また、導波路が複数の切欠部および谷部であってよく、その場合、幅ｙのストリップに切欠部が形成されている。
【００２７】
図４および／または図１０を参照すると、導波路を含ませることによって、アレイ長さに対する幅が、従来のアレイよりも小さくなった反射アレイが可能となっている。このアレイでは、平均的な幅または横断方向寸法（単位：波長）が長手方向寸法の平方根の約１／３（単位：波長）より小さくなり得る。平均的な幅というものは、アレイの長さにわたって勘案したアレイの平均幅を意味するものである。
【００２８】
上述の本発明の詳細な説明は、主としてまたは専ら本発明の特定の部分または要旨に関する記載を含んでいる。そのような説明は明瞭にするためのものであって、便宜上のものであり、特定の特徴が、開示されている記載の範囲を超えて妥当するものであること、また、本明細書の開示が、種々の記載から理解される情報を適当に組み合わせたあらゆるものを含んでいることを理解されよう。同様に、本明細書の種々の図面および説明は、本発明の特定の態様に関係しているが、特定の特徴が特定の図面および態様の内容に開示されている場合、かかる特徴は、別の図面または態様の内容において、または、別の特徴との組合せにおいて、あるいは一般的に本発明において適切な程度まで用いることが可能であることを理解されよう。
【００２９】
更に、ある好ましい態様に関して本発明を特に説明してきたが、本発明は、かかる好ましい態様に限定されるものではないことが理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、上述の特許請求の範囲によって規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来のタッチスクリーンを示す。
【図２】図２は、本発明の導波路−反射アレイの組合せを示す。
【図３】図３は、本発明の導波路の幅方向に沿った弾性波エネルギーの模式的なグラフを示す。
【図４】図４は、図２に示す種類の導波路−反射アレイの組合せを有する本発明の超音波タッチスクリーンを示す。
【図５】図５は、本発明の導波路−反射アレイの別の態様の側面図を示す。
【図６】図６は、図５の態様の平面図である。
【図７】図７は、本発明の導波路−反射アレイのもう１つの別の態様の側面図を示す。
【図８】図８は、図７の態様の平面図を示す。
【図９】図９は、本発明の導波路−反射アレイのもう１つの別の態様の側面図を示す。
【図１０】図１０は、本発明の導波路−反射アレイのもう１つの別の態様の平面図を示す。
【図１１ａ】図１１ａは、本発明の導波路の態様の断面を示す。
【図１１ｂ】図１１ｂは、本発明の導波路の態様の断面を示す。
【図１１ｃ】図１１ｃは、本発明の導波路の態様の断面を示す。
【図１１ｄ】図１１ｄは、本発明の導波路の態様の断面を示す。
【図１１ｅ】図１１ｅは、本発明の導波路の態様の断面を示す。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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