(57)【要約】【課題】物体の接触を検出する検出感度が高いタッチパネル装置を提供すること。【解決手段】図１に示すタッチパネル装置１は、基板２と、弾性表面波を発生する送信部３Ｘおよび送信部３Ｙと、弾性表面波を受信する受信部４Ｘおよび受信部４Ｙと、弾性表面波を反射する反射器５Ｘおよび反射器５Ｙとを有している。基板２の４つの辺のうち第１の辺に沿って、送信部３Ｘから発生した弾性表面波を第１の辺と対向する第２の辺に向けて反射する反射器５Ｘが設けられ、第２の辺に沿って、反射器５Ｘで反射された弾性表面波を受信する受信部４Ｘが設けられている。また、基板２の第１の辺に隣接する第３の辺に沿って、送信部３Ｙから発生した弾性表面波を第３の辺と対向する第４の辺に向けて反射する反射器５Ｙが設けられ、第４の辺に沿って、反射器５Ｙで反射された弾性表面波を受信する受信部４Ｙが設けられている。【選択図】図１
2007065799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ面を有し、該タッチ面に接触する物体のタッチ位置を検出するタッチパネル装置であって、
長方形または正方形をなし、第１の弾性表面波および第２の弾性表面波を伝播する基板と、
該基板の４つの辺のうちの第１の辺の一端部に設けられ、前記第１の辺の他端部に向けて前記第１の弾性表面波を発生させる第１の送信部と、
前記第１の辺に沿って設けられ、前記第１の送信部から発生した前記第１の弾性表面波を、前記第１の辺と対向する第２の辺に向けて反射させる第１の反射器と、
前記第２の辺に沿って設けられ、前記第１の弾性表面波を受信する第１の受信部と、
前記第１の辺に隣接する第３の辺の一端部に設けられ、前記第３の辺の他端部に向けて前記第２の弾性表面波を発生させる第２の送信部と、
前記第３の辺に沿って設けられ、前記第２の送信部から発生した前記第２の弾性表面波を、前記第３の辺と対向する第４の辺に向けて反射させる第２の反射器と、
前記第４の辺に沿って設けられ、前記第２の弾性表面波を受信する第２の受信部と、
前記第１の送信部および前記第２の送信部に、これらを動作させる高周波電圧を印加する電力供給部と、
前記第１の受信部が受信した前記第１の弾性表面波の強度の経時変化と前記第２の受信部が受信した前記第２の弾性表面波の強度の経時変化とを検出する検出部と、
該検出部の検出結果に基づいて、前記タッチ位置を特定する機能を備える制御部とを有することを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記第１の送信部および前記第２の送信部は、いずれも、弾性表面波素子で構成されている請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記第１の受信部および前記第２の受信部は、いずれも、弾性表面波素子で構成されている請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記第１の受信部および前記第２の受信部の少なくとも一方は、複数個の弾性表面波素子を並列に接続して構成されている請求項３に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記弾性表面波素子は、圧電体層と、該圧電体層を介して対向配置され、該圧電体層に電圧を印加する一対の電極とを有する請求項２ないし４のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記弾性表面波素子は、圧電体層と、該圧電体層の一方の面に設けられ、該圧電体層に電圧を印加する一対の櫛歯状の電極とを有する請求項２ないし５のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
前記第１の送信部が備える弾性表面波素子および前記第２の送信部が備える弾性表面波素子の少なくとも一方は、弾性表面波を発生させるべき一方向に発生させる弾性表面波の強度が、前記一方向と反対方向に発生させる弾性表面波の強度より大きくなるよう構成されている請求項６に記載のタッチパネル装置。
【請求項８】
前記第１の送信部が備える弾性表面波素子および前記第２の送信部が備える弾性表面波素子の少なくとも一方は、弾性表面波を発生させる側と反対側に反射アレイを備えている請求項５ないし７のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項９】
前記第１の受信部が備える弾性表面波素子および前記第２の受信部が備える弾性表面波素子の少なくとも一方は、弾性表面波を受信する側と反対側に反射アレイを備えている請求項３ないし８のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項１０】
前記圧電体層は、薄膜である請求項５ないし９のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項１１】
前記圧電体層は、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよびチタン酸ジルコン酸鉛のうちの少なくとも１種を主材料として構成されている請求項５ないし１０のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項１２】
前記第１の受信部と前記第２の受信部とが、バイアス電極を共有している請求項１ないし１１のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項１３】
前記検出部により、前記第１の弾性表面波を検出する時間と前記第２の弾性表面波を検出する時間とが、時間分割されている請求項１ないし１２のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子機器の液晶ディスプレイ等の表示装置に装着され、表示内容に応じて指先またはその他の物体をタッチパネル表面に接触させることにより、接触位置を特定して電子機器の各種操作、入力等を行うタッチパネル装置が知られている。
タッチパネル装置の駆動方法には多種の方法が提案されているが、そのうちの１つとして、弾性表面波方式のタッチパネル装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
弾性表面波方式のタッチパネル装置は、基板上に弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）を励振させた状態で、この基板上を指先や物体等で接触（タッチ）することによって生じる弾性表面波の強度変化を検出して、タッチ位置を検出する機能を有するものである。
このタッチパネル装置は、基板上に、この基板のＸ方向のタッチ位置を検出するための第１の弾性表面波を発生するＸ方向送信部と、Ｘ方向とほぼ直交するＹ方向のタッチ位置を検出するための第２の弾性表面波を発生するＹ方向送信部と、第１の弾性表面波を受信するＸ方向受信部と、第２の弾性表面波を受信するＹ方向受信部とが、それぞれ設けられている。
【０００４】
そして、この基板の上面がタッチ面となり、指先等の接触によって第１の弾性表面波および第２の弾性表面波に減衰、すなわち強度変化が生じる。この強度変化をＸ方向受信部およびＹ方向受信部で受信して位置情報に変換することにより、指先等の接触位置を特定することができる。
このようなタッチパネル装置では、第１の弾性表面波と第２の弾性表面波とを、それぞれ反射させる反射器を備えている。この反射器は、弾性表面波の伝播方向を、それぞれ２回ずつ、ほぼ直角に変更するよう構成されている。すなわち、第１の弾性表面波および第２の弾性表面波の伝搬方向は、最終的には１８０°変更されることとなる。
ところが、主に２回目の反射において、弾性表面波の一部が反射器を透過して、弾性表面波が基板の外部に漏れ出てしまい、Ｘ方向受信部およびＹ方向受信部が受信する弾性表面波が減衰するという問題がある。その結果、物体等の接触に伴う弾性表面波の強度変化の検出感度が低下し、タッチ位置の特定が困難になるおそれがある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２３９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、物体の接触を検出する検出感度が高いタッチパネル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のタッチパネル装置は、タッチ面を有し、該タッチ面に接触する物体のタッチ位置を検出するタッチパネル装置であって、
長方形または正方形をなし、第１の弾性表面波および第２の弾性表面波を伝播する基板と、
該基板の４つの辺のうちの第１の辺の一端部に設けられ、前記第１の辺の他端部に向けて前記第１の弾性表面波を発生させる第１の送信部と、
前記第１の辺に沿って設けられ、前記第１の送信部から発生した前記第１の弾性表面波を、前記第１の辺と対向する第２の辺に向けて反射させる第１の反射器と、
前記第２の辺に沿って設けられ、前記第１の弾性表面波を受信する第１の受信部と、
前記第１の辺に隣接する第３の辺の一端部に設けられ、前記第３の辺の他端部に向けて前記第２の弾性表面波を発生させる第２の送信部と、
前記第３の辺に沿って設けられ、前記第２の送信部から発生した前記第２の弾性表面波を、前記第３の辺と対向する第４の辺に向けて反射させる第２の反射器と、
前記第４の辺に沿って設けられ、前記第２の弾性表面波を受信する第２の受信部と、
前記第１の送信部および前記第２の送信部に、これらを動作させる高周波電圧を印加する電力供給部と、
前記第１の受信部が受信した前記第１の弾性表面波の強度の経時変化と前記第２の受信部が受信した前記第２の弾性表面波の強度の経時変化とを検出する検出部と、
該検出部の検出結果に基づいて、前記タッチ位置を特定する機能を備える制御部とを有することを特徴とする。
これにより、物体の接触を検出する検出感度が高いタッチパネル装置が得られる。
【０００８】
本発明のタッチパネル装置では、前記第１の送信部および前記第２の送信部は、いずれも、弾性表面波素子で構成されていることが好ましい。
弾性表面波素子は、発生させる弾性表面波の周波数特性等の条件を容易かつ確実に設定することができるため、各弾性表面波素子から発生する弾性表面波の条件を高い精度で調整することができる。これにより、タッチ位置の検出精度に優れたタッチパネル装置が得られる。また、弾性表面波素子は、それ自体の厚さを非常に薄くすることができるため、タッチパネル装置の薄型化および軽量化を図ることができる。
本発明のタッチパネル装置では、前記第１の受信部および前記第２の受信部は、いずれも、弾性表面波素子で構成されていることが好ましい。
弾性表面波素子は、それ自体の厚さを非常に薄くすることができるため、タッチパネル装置の薄型化および軽量化を図ることができる。
【０００９】
本発明のタッチパネル装置では、前記第１の受信部および前記第２の受信部の少なくとも一方は、複数個の弾性表面波素子を並列に接続して構成されていることが好ましい。
これにより、例えば、一対の電極指における電極幅、電極間距離および電極の電気抵抗等のバラツキに伴う第１の受信部または第２の受信部の受信感度の低下を、各構成単位に対して分散させることができ、受信部全体の受信感度の低下を抑制することができる。換言すれば、所定の受信感度を得る場合には、電極指における電極幅、電極間距離および電極の電気抵抗等のバラツキの許容範囲を拡大することができる。その結果、第１の受信部または第２の受信部をより容易かつ確実に製造することができる。
【００１０】
本発明のタッチパネル装置では、前記弾性表面波素子は、圧電体層と、該圧電体層を介して対向配置され、該圧電体層に電圧を印加する一対の電極とを有することが好ましい。
このような構成の弾性表面波素子は、電極の電極指同士の間隔を比較的広くしても、効率よく弾性表面波を発生させることができる。
本発明のタッチパネル装置では、前記弾性表面波素子は、圧電体層と、該圧電体層の一方の面に設けられ、該圧電体層に電圧を印加する一対の櫛歯状の電極とを有することが好ましい。
このような構成の弾性表面波素子は、比較的強度の大きい弾性表面波を効率よく発生させることができる。
【００１１】
本発明のタッチパネル装置では、前記第１の送信部が備える弾性表面波素子および前記第２の送信部が備える弾性表面波素子の少なくとも一方は、弾性表面波を発生させるべき一方向に発生させる弾性表面波の強度が、前記一方向と反対方向に発生させる弾性表面波の強度より大きくなるよう構成されていることが好ましい。
これにより、圧電体層に印加する電圧を変えることなく、より強い弾性表面波を発生させることができる。その結果、消費電力を維持しつつ、タッチパネル装置の検出感度の向上を図ることができる。
【００１２】
本発明のタッチパネル装置では、前記第１の送信部が備える弾性表面波素子および前記第２の送信部が備える弾性表面波素子の少なくとも一方は、弾性表面波を発生させる側と反対側に反射アレイを備えていることが好ましい。
これにより、より強度の強い弾性表面波を発生することができる。
本発明のタッチパネル装置では、前記第１の受信部が備える弾性表面波素子および前記第２の受信部が備える弾性表面波素子の少なくとも一方は、弾性表面波を受信する側と反対側に反射アレイを備えていることが好ましい。
これにより、第１の受信部または第２の受信部の受信感度を向上させることができる。
【００１３】
本発明のタッチパネル装置では、前記圧電体層は、薄膜であることが好ましい。
これにより、圧電体層の構成材料に、大型の単結晶を得ることが困難な圧電材料を用いる場合に、好適に適用される。このため、多種多様の圧電特性（例えば、弾性表面波の伝播速度等）を有する圧電材料を用いることにより、第１の送信部または第２の送信部の発振周波数をより広範囲に調整することができる。
【００１４】
本発明のタッチパネル装置では、前記圧電体層は、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよびチタン酸ジルコン酸鉛のうちの少なくとも１種を主材料として構成されていることが好ましい。
このような材料は、均一な結晶の薄膜を比較的容易に形成可能なものである。また、これらの材料は、弾性表面波の伝播速度が比較的速いものであるため、応答速度の速いタッチパネル装置を得ることができる。
【００１５】
本発明のタッチパネル装置では、前記第１の受信部と前記第２の受信部とが、バイアス電極を共有していることが好ましい。
これにより、バイアス電極を共有しない場合に比べ、受信用配線の配線パターンの簡素化を図ることや、タッチパネル装置の設計の自由度を高めることができる。その結果、タッチパネル装置の額縁部の縮小化を図ることができ、タッチ有効領域の拡大を図ることができる。
本発明のタッチパネル装置では、前記検出部により、前記第１の弾性表面波を検出する時間と前記第２の弾性表面波を検出する時間とが、時間分割されていることが好ましい。
これにより、第１の受信部からの電気信号と第２の受信部からの電気信号の混在を防止しつつ、タッチ位置の位置情報を確実に得ることができる。
【００１６】
本発明のタッチパネル装置では、前記基板は、長方形または正方形をなしており、第１の弾性表面波および第２の弾性表面波を伝播するものであり、
前記位置特定手段は、前記基板において、前記第１の弾性表面波を発生する第１の送信部と、
前記第１の弾性表面波とほぼ直交する方向に、前記第１の弾性表面波と周波数の異なる前記第２の弾性表面波を発生する第２の送信部と、
前記第１の弾性表面波を受信する第１の受信部と、
前記第２の弾性表面波を受信する第２の受信部と、
前記第１の弾性表面波を発生させ得る第１の周波数の高周波電圧を前記第１の送信部に印加するとともに、前記第２の弾性表面波を発生させ得る前記第１の周波数と異なる第２の周波数の高周波電圧を前記第２の送信部に印加する電力供給部と、
前記第１の受信部が受信した前記第１の弾性表面波の強度の経時変化と前記第２の受信部が受信した前記第２の弾性表面波の強度の経時変化とを検出する検出部と、
該検出部の検出結果に基づいて、前記タッチ位置を特定する機能を備える制御部とを有するのが好ましい。
これにより、Ｘ／Ｙ切替器を省略することができ、小型かつ軽量で、回路の構成が簡単なタッチパネル装置を得ることができる。
【００１７】
本発明のタッチパネル装置では、前記第１の送信部と前記第２の送信部とが、バイアス電極を共有しているのが好ましい。
これにより、給電用配線の配線パターンの簡素化や、タッチパネル装置の設計の自由度を高めることができる。その結果、タッチパネル装置の額縁部の縮小化を図ることができ、タッチ有効領域の拡大を図ることができる。
【００１８】
本発明のタッチパネル装置では、前記弾性表面波素子は、前記厚膜状の圧電体層の結晶方位に応じて、互いに周波数の異なる弾性表面波を発生するものが好ましい。
これにより、同種の圧電材料で、かつ電極指の幅、間隔、厚さ等が同一になるように形成した弾性表面波素子であっても、結晶方位を異ならせることで、異なる発振周波数のものを得ることができる。
【００１９】
本発明のタッチパネル装置では、前記弾性表面波素子は、前記厚膜状の圧電体層の結晶方位に応じて、ＳＨ波およびレイリー波を発生するものであり、
前記第１の送信部および前記第２の送信部のいずれか一方は前記ＳＨ波を発生し、他方は前記レイリー波を発生するのが好ましい。
これらの発振モードは、比較的安定したモードであるため、タッチパネル装置で用いる弾性表面波として好適なものである。
【００２０】
本発明のタッチパネル装置では、前記厚膜状の圧電体層は、水晶を主材料として構成されているのが好ましい。
水晶は、多くの有用な結晶方位を有するため、多彩な発振モード（発振周波数）の弾性表面波を発生する素子を容易に得ることができる。また、熱伝導率が高く、高温下での熱安定性に優れているという利点もある。さらに、原材料が安価であるため、大型の結晶を入手し易いという側面もある。
【００２１】
本発明のタッチパネル装置では、前記電力供給部は、前記第１の送信部および前記第２の送信部に印加する高周波電圧の周波数を、前記第１の周波数と前記第２の周波数とに変調させることにより、前記第１の送信部および前記第２の送信部を、互いに排他的に動作し得るよう制御するのが好ましい。
これにより、従来、第１の送信部および第２の送信部に供給する動作電力を切り替える際に必要とされていた切替器を省略することができ、タッチパネル装置の製造コストの削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のタッチパネル装置について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明のタッチパネル装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明のタッチパネル装置の第１実施形態を示す概略図（平面図）、図２は、図１に示すタッチパネル装置のＸ方向送信部周辺の拡大図、図３は、図２に示すＸ方向送信部周辺のＡ’−Ａ’線断面図、図４は、Ｘ方向送信部の他の構成例を示す図、図５は、図４に示すＸ方向送信部周辺のＡ”−Ａ”線断面図、図６および図７は、Ｘ方向送信部の他の構成例を示す図、図８は、Ｘ方向受信部の他の構成例を示す図、図９は、図１に示すタッチパネル装置のＡ−Ａ線断面図、図１０は、送信部から送信および受信部で受信された各弾性表面波の波形の一例を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１、図２、図４および図６〜８中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」、下側を「手前」、上側を「奥」と言い、図３、図５および図９中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」、紙面手前側を「手前」、紙面奥側を「奥」と言う。
図１に示すタッチパネル装置１は、基板２と、基板２上に設けられた送信部３と、受信部４と、反射器５と、基板２に対して送信部３、受信部４および反射器５を介して設けられたシート材８と、基板２の外部に設けられた外部装置１０とを有している。
【００２３】
基板２は、長方形または正方形をなしている。
この基板２および後述するシート材８は、実質的に透明（無色透明、着色透明、半透明）とされる。これにより、タッチパネル装置１を介して、例えば、基板２のシート材８と反対側に設けられた表示装置等の表示内容を確認することができる。
この表示装置としては、例えば、ブラウン管、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等が挙げられる。また、表示内容としては、文字、数字、図形等の画像（動画および静止画の双方を含む）が挙げられる。
【００２４】
基板２の構成材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられる。
このような基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００２５】
なお、前述の表示装置が有する透明基板を、基板２として用いるようにしてもよい。この場合、基板２をタッチパネル装置１と表示装置とが共用することになるため、タッチパネル装置１に表示装置を含めた全体の部品点数を削減して軽量化を図ることができる。また、表示内容を含む光が透過する基板の枚数が減少するため、タッチパネル装置１における光の透過率を高めることもできる。
【００２６】
図１に示す基板２は、平面視で長方形をなしており、弾性表面波が伝播する媒体となるものである。
この基板２の角部付近には、送信部３および受信部４が設けられている。
このうち、送信部３は、基板２のＸ方向のタッチ位置を検出するための弾性表面波（第１の弾性表面波）をＸ方向とほぼ直交するＹ方向に発生させるＸ方向送信部（第１の送信部）３Ｘと、基板２のＹ方向のタッチ位置を検出するための弾性表面波（第２の弾性表面波）をＸ方向に発生させるＹ方向送信部（第２の送信部）３Ｙとで構成されている。
【００２７】
本実施形態では、Ｘ方向送信部３ＸとＹ方向送信部３Ｙとは、それぞれ、基板２の４つの辺のうちの左辺（第１の辺）の両端付近に設けられている。
図２および図３に示すＸ方向送信部３Ｘは、弾性表面波素子で構成され、基板２上に順に積層されたＩＤＴ（一対の櫛歯状をなす電極）３３と圧電体層３２とを有している。すなわち、Ｘ方向送信部３Ｘは、圧電体層３２の下面（一方の面）に設けられたＩＤＴ３３を有している。このような構成のＸ方向送信部３Ｘは、比較的強度の大きい弾性表面波を効率よく発生させることができる。
このようなＸ方向送信部３Ｘは、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）３３により圧電体層３２に対して高周波電圧を印加することにより、圧電体層３２の表面に逆圧電効果による変位を生じさせ、基板２の左辺の手前側端部から奥側端部に向けて第１の弾性表面波を発生させるものである。
【００２８】
図２および図３に示すＩＤＴ３３は、ほぼ等間隔で併設された一対の電極指３３２、３３３を２対備えている。この電極指３３２、３３３の各幅、各厚さ、隣接する電極指３３２と電極指３３３との間隔ｄＸ、後述する圧電体層３２の組成、結晶方位等を設定することにより、Ｘ方向送信部３Ｘから発生する第１の弾性表面波の周波数特性等を所望のものに調整することができる。
【００２９】
また、ＩＤＴ３３の電極指３３２、３３３の数は、特に限定されないが、電極指３３２と電極指３３３の１本ずつで一対の電極指を形成する場合、５〜５０対程度が好ましく、２０〜４０対程度がより好ましい。ＩＤＴ３３では、一般に、電極指３３２、３３３の数に対応して、エネルギーの散逸量が変化する。具体的には、電極指３３２、３３３の数が多いほど、エネルギー散逸量が小さくなり、逆に、電極指３３２、３３３の数が少ないほど、エネルギー散逸量が大きくなる。このため、一対の電極指３３２、３３３の数を前記範囲内とすることにより、エネルギー散逸量を確実に低減させるとともに、十分な振幅の弾性表面波を発生させ、タッチパネル装置１の検出感度の低下を防止することができる。また、ＩＤＴ３３の占める面積の最適化を図ることができ、十分な面積のタッチ有効領域を確保することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、電極指３３２と電極指３３３はほぼ等間隔に設けられているが、間隔が変化する部分があってもよい。
ＩＤＴ３３の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｙ、Ｐｂ、Ｓｃ、Ｃｒまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば積層体として）用いることができる。
【００３１】
圧電体層３２は、圧電特性を有しており、ＩＤＴ３３を介して高周波電圧が印加されることにより、その逆圧電効果によって表面付近に変位を生じる機能を有するものである。また逆に、圧電体層３２に変位が生じると、圧電効果によってＩＤＴ３３に電位差を生じる。
このような圧電体層３２に印加する高周波電圧の周波数が、ＩＤＴ３３および圧電体層３２の各種条件によって定められるＸ方向送信部３Ｘの共振条件を満足すると、Ｘ方向送信部３Ｘから第１の弾性表面波の定在波を特に効率よく発生することができる。
このような圧電体層３２としては、例えば、薄膜またはバルクの形態をなすものが挙げられる。以下、圧電体層３２を、その形態毎に順次説明する。
【００３２】
Ｉ．圧電体層３２が薄膜で構成されている場合
かかる構成は、圧電体層３２の構成材料に、大型の単結晶を得ることが困難な圧電材料を用いる場合に、好適に適用される。このため、多種多様の圧電特性（例えば、弾性表面波の伝播速度等）を有する圧電材料を用いることにより、Ｘ方向送信部３Ｘの発振周波数をより広範囲に調整することができる。
【００３３】
具体的な圧電材料としては、例えば、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、その他、各種のものが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、酸化亜鉛、窒化アルミニウムおよびチタン酸ジルコン酸鉛のうちの少なくとも１種を主材料とするものが好ましい。このような材料は、均一な結晶の薄膜を比較的容易に形成可能なものである。また、これらの材料は、弾性表面波の伝播速度が比較的速いものであるため、応答速度の速いタッチパネル装置１を得ることができる。
このような圧電体層３２の平均厚さは、特に限定されないが、１〜２０μｍ程度であるのが好ましく、２〜１０μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、タッチパネル装置１のタッチ位置の検出に必要十分な振幅を有する弾性表面波を得ることができる。
【００３４】
II．圧電体層３２がバルクで構成されている場合
かかる構成は、圧電体層３２の構成材料に、大型の単結晶を容易に得られる圧電材料を用いる場合に、好適に適用される。
バルク（単結晶）の圧電材料は、その切り出し角を設定することにより、異なる結晶方位の圧電体層３２を得ることができる。圧電体層３２は、その圧電特性が結晶方位に応じて異なるため、結晶方位を選択することによって同種の圧電材料であっても異なる圧電特性を有するものが得られる。これにより、同種の圧電材料で、かつ電極指の幅、間隔、厚さ等が同一になるように形成した弾性表面波素子であっても、結晶方位を設定することで発振周波数をより容易に調整することができる。
【００３５】
また、バルクの圧電体層３２は、複数の発振モードで弾性表面波を発振し得るものが好ましい。これにより、タッチパネル装置の動作に好適な発振モードの弾性表面波を容易に選択することができる。
弾性表面波の発振モードとしては、例えば、レイリー波、ＳＨ波、ラム波、クリーピング波等が挙げられる。このうち、Ｘ方向送信部３Ｘに用いる圧電体層３２は、その結晶方位に応じてレイリー波およびＳＨ波を発生し得るものが好ましい。これらの発振モードは、比較的安定したモードであるため、タッチパネル装置１で用いる弾性表面波として好適なものである。
【００３６】
このような圧電材料としては、例えば、水晶、サファイア、ホウ酸リチウム、リン酸アルミニウム、酸化テルル、ニオブ酸カリウム、その他、各種のものが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、水晶を用いるのが好ましい。水晶は、多くの有用な結晶方位を有するため、多彩な発振モード（発振周波数）の弾性表面波を発生する素子を容易に得ることができる。また、熱伝導率が高く、高温下での熱安定性に優れているという利点もある。さらに、原材料が安価であるため、大型の結晶を入手し易いという側面もある。
【００３７】
また、この場合、圧電体層３２の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜５００μｍ程度であるのが好ましく、２０〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。これにより、タッチパネル装置１のタッチ位置の検出に必要十分な弾性表面波の振幅を得ることができる。
Ｙ方向送信部３Ｙは、上記のようなＸ方向送信部３Ｘと同様の構成とされる。すなわち、Ｙ方向送信部３Ｙは、基板２上に順に積層されたＩＤＴ３３および圧電体層３２を有している。
【００３８】
このようなＹ方向送信部３Ｙは、ＩＤＴ３３を介して圧電体層３２に高周波電圧を印加することにより、圧電体層３２の表面に逆圧電効果による変位を生じさせ、基板２の奥の辺（第１の辺に隣接する第３の辺）の左側端部から右側端部に向けて第２の弾性表面波を発生させるものである。
そして、このＹ方向送信部３Ｙにおいても、Ｘ方向送信部３Ｘと同様に、圧電体層３２に印加する高周波電圧の周波数が、圧電体層３２およびＩＤＴ３３の各種条件によって定められるＹ方向送信部３Ｙの共振条件を満足すると、Ｙ方向送信部３Ｙから第２の弾性表面波の定在波を特に効率よく発生することができる。
【００３９】
また、Ｘ方向送信部３ＸおよびＹ方向送信部３Ｙは、それぞれ、給電用配線６を介して後述するＸ／Ｙ切替器１２と接続されている。
この給電用配線６は、電導性を有する各種の材料で構成されるが、特に、ＩＤＴ３３と同様の材料で構成され、ＩＤＴ３３と一体的に形成されているのが好ましい。これにより、後述するタッチパネル装置１の製造工程において、給電用配線６とＩＤＴ３３とを同時に形成することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００４０】
なお、上記のＸ方向送信部３ＸおよびＹ方向送信部３Ｙは、それぞれ基板２上に、平板状の下部電極３１、圧電体層３２’およびＩＤＴ（櫛歯状またはすだれ状をなす上部電極）３３’の順に積層した、図４および図５に示すＸ方向送信部３Ｘ’のような構成であってもよい。このＸ方向送信部３Ｘ’は、換言すると、圧電体層３２’と、この圧電体層３２を介して対向配置された下部電極３１とＩＤＴ３３’（一対の電極）とを有している。このような構成のＸ方向送信部３Ｘ’は、ＩＤＴ３３’の電極指同士の間隔を比較的広くしても、効率よく弾性表面波を発生させることができる。
【００４１】
このようなＸ方向送信部３Ｘ’は、下部電極３１とＩＤＴ３３’との間に高周波電圧を印加することにより、圧電体層３２’の表面に逆圧電効果による変位を生じさせ、第１の弾性表面波を発生するものである。
このＩＤＴ３３’は、図４および図５に示すように、ほぼ等間隔で設けられた複数の電極指３３１を備えている。この電極指３３１の幅、厚さ、隣接する電極指３３１同士の間隔ｄＸ、圧電体層３２’の組成、結晶方位等を設定することにより、Ｘ方向送信部３Ｘ’から発生する第１の弾性表面波の発振周波数等の特性を所望のものに調整することができる。
下部電極３１は、ＩＤＴ３３’と同様の材料で構成することができる。
【００４２】
ところで、Ｘ方向送信部３ＸおよびＹ方向送信部３Ｙの少なくとも一方は、弾性表面波を発生させる側と反対側に反射アレイ３５を備えているのが好ましい。
図６のＩＤＴ３３は、奥側に向けて弾性表面波が発生しているため、ＩＤＴ３３の手前側に反射アレイ３５が設けられている。ＩＤＴ３３は、通常、図６の奥側および手前側の双方に弾性表面波を発生している。そして、図６のようにＩＤＴ３３の手前側に反射アレイ３５を設けることにより、ＩＤＴ３３から反射アレイ３５に向かって伝播してきた弾性表面波は、反射アレイ３５によって反射され、奥側に伝播する。これにより、Ｘ方向送信部３Ｘからは、より強度の強い弾性表面波を発生することができる。
【００４３】
このとき、ＩＤＴ３３から奥側に向かって発生した弾性表面波と、反射アレイ３５によって反射された反射波とは、互いの位相が揃うように反射アレイ３５の位置を設定するのが好ましい。これにより、前記弾性表面波と前記反射波とが合成され、より強度の強い弾性表面波を発生することができる。その結果、タッチパネル装置１の検出感度の向上を図ることができる。
【００４４】
この反射アレイ３５は、複数本の電極指３３４が所定の間隔で配列して構成されたものである。これらの電極指３３４は、例えば、弾性表面波にブラッグ反射が生じる条件を満たす間隔で設けられる。
また、Ｘ方向送信部３ＸおよびＹ方向送信部３Ｙの少なくとも一方は、弾性表面波を発生させるべき一方向に発生させる弾性表面波の強度が、前記一方向と反対方向に発生させる弾性表面波の強度より大きくなるよう構成されているのが好ましい。
【００４５】
図７に示すＩＤＴ３３”は、電極指３３３の本数が、電極指３３２の本数より多くなるよう構成されている。かかる構成のＩＤＴ３３”では、所定の一方向、ここでは、図７の奥側に向かって発生した弾性表面波の強度が、手前側に向かって発生した弾性表面波の強度より強いものとなる。これにより、圧電体層３２に印加する電圧を変えることなく、より強い弾性表面波を発生させることができる。その結果、消費電力を維持しつつ、タッチパネル装置１の検出感度の向上を図ることができる。
【００４６】
受信部４は、Ｘ方向送信部３Ｘから発生した第１の弾性表面波を受信するＸ方向受信部（第１の受信部）４Ｘと、Ｙ方向送信部３Ｙから発生した第２の弾性表面波を受信するＹ方向受信部（第２の受信部）４Ｙとで構成されている。
Ｘ方向受信部４Ｘは、図１に示すように、基板２の右辺（第１の辺と対向する第２の辺）に沿って設けられている。
このＸ方向受信部４Ｘは、弾性表面波素子で構成され、基板２上に順に積層されたＩＤＴ４３と図示しない圧電体層とを有している。
【００４７】
図１に示すＩＤＴ４３は、ほぼ等間隔で併設された一対の櫛歯状の電極指４３２、４３３を２対備えている。この一対の電極指４３２、４３３は、基板２の右辺のほぼ全長に沿って配設されている。この電極指４３２、４３３の各幅、各厚さ、隣接する電極指４３２と電極指４３３との間隔、圧電体層の組成、結晶方位等を設定することにより、Ｘ方向受信部４Ｘが主に受信可能な周波数等の特性を所望のものに調整することができる。
【００４８】
また、電極指４３２、４３３の数は、特に限定されないが、電極指３３２と電極指３３３の１本ずつを一対とすると、５〜５０対程度が好ましく、２０〜４０対程度がより好ましい。一対の電極指４３２、４３３の数を前記範囲内とすることにより、エネルギー散逸量を確実に低減させるとともに、十分な振幅の弾性表面波を発生させ、タッチパネル装置１の検出感度の低下を防止することができる。また、ＩＤＴ４３の占める面積の最適化を図ることができ、十分な面積のタッチ有効領域を確保することができる。
【００４９】
本実施形態では、電極指４３２と電極指４３３とがほぼ等間隔に設けられているが、本発明のタッチパネル装置ではこのような構成に限定されない。すなわち、部分的に間隔が変化するように設けられていてもよい。また、電極指４３２および電極指４３３の数がそれぞれ異なっていてもよく、その数も特に限定されない。
このようなＩＤＴ４３は、前述のＩＤＴ３３と同様の材料で構成される。
また、圧電体層も、前述の圧電体層３２と同様の材料で構成される。
【００５０】
Ｙ方向受信部４Ｙは、図１に示すように、基板２の手前の辺（第３の辺と対向する第４の辺）に沿って設けられている。
このＹ方向受信部４Ｙも、Ｘ方向受信部４Ｘと同様の構成を有している。すなわち、Ｙ方向受信部４Ｙは、基板２上に順に積層されたＩＤＴ４３および圧電体層を有し、ＩＤＴ４３は、一対の櫛歯状の電極指４３２、４３３を２対備えている。この一対の電極指４３２、４３３の各幅、各厚さ、隣接する電極指４３２と電極指４３３との間隔、圧電体層の組成、結晶方位等を設定することにより、Ｙ方向受信部４Ｙが主に受信可能な周波数等の特性を所望のものに調整することができる。
このようなＸ方向受信部４ＸおよびＹ方向受信部４Ｙの少なくとも一方は、図８に示すように、弾性表面波を受信する側と反対側に反射アレイ４５を備えているのが好ましい。
【００５１】
例えば、図８のＸ方向受信部４Ｘは、ＩＤＴ４３の左側から伝播してきた弾性表面波を受信するため、ＩＤＴ４３の右側に反射アレイ４５を備えている。これにより、ＩＤＴ４３の左側から伝播してきた弾性表面波が、不本意にも、ＩＤＴ４３を透過してしまった場合に、この弾性表面波を反射アレイ４５で反射させてＩＤＴ４３に戻すことができ、ＩＤＴ４３の受信感度を向上させることができる。
【００５２】
また、Ｙ方向受信部４Ｙも、Ｘ方向受信部４Ｘと同様に、反射アレイ４５を備えることにより、ＩＤＴ４３の受信感度を向上させることができる。
この反射アレイ４５は、複数本の電極指４３４が所定の間隔で配列して構成されたものである。これらの電極指４３４は、例えば、弾性表面波にブラッグ反射が生じる条件を満たす間隔で設けられる。
【００５３】
また、反射アレイ４５は、その長手方向において、部分的に反射率が異なるように構成されるのが好ましい。通常、反射アレイ４５の奥側に到達する弾性表面波は、手前側に到達する弾性表面波に比べて、伝播の経路長が長いため、より減衰している。そこで、このような場合には、反射アレイ４５を奥側に位置する部分ほど反射率が高くなるように構成することにより、経路長の差による弾性表面波の強度のバラツキを平均化して、ＩＤＴ４３の長手方向の全体に渡ってほぼ均一の受信感度が得られるようになる。
【００５４】
このようなＸ方向受信部４ＸおよびＹ方向受信部４Ｙは、それぞれ、受信用配線７を介して後述するＸ／Ｙ切替器１５と接続されている。
この受信用配線７は、前述の給電用配線６と同様の材料で構成されるが、特に、ＩＤＴ４３と一体的に形成されているのが好ましい。これにより、後述するタッチパネル装置１の製造方法において、受信用配線７とＩＤＴ４３とを同時に形成することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、Ｘ方向送信部３Ｘ、Ｙ方向送信部３Ｙ、Ｘ方向受信部４ＸおよびＹ方向受信部４Ｙのいずれも弾性表面波素子で構成されている場合について説明したが、例えば、Ｘ方向送信部３ＸとＹ方向送信部３Ｙとが弾性表面波素子で構成され、残りのものがその他の弾性表面波を発生させる手段で構成されていてもよい。また、Ｘ方向受信部４ＸとＹ方向受信部４Ｙとが弾性表面波素子で構成され、残りのものがその他の弾性表面波素子で構成されていてもよい。弾性表面波素子は、発生させる弾性表面波の周波数特性等の条件を容易かつ確実に設定することができるため、各弾性表面波素子から発生する弾性表面波の条件を高い精度で調整することができる。これにより、タッチ位置の検出精度に優れたタッチパネル装置が得られる。
【００５６】
また、弾性表面波素子は、それ自体の厚さを非常に薄くすることができるため、タッチパネル装置の薄型化および軽量化を図ることができる。
基板２上には、反射器５が設けられている。この反射器５は、基板２の左辺に沿って設けられた第１の反射器５Ｘと、奥の辺に沿って設けられた第２の反射器５Ｙとを有している。
【００５７】
第１の反射器５Ｘは、Ｘ方向送信部３Ｘから発生した第１の弾性表面波を、右辺に向けてほぼ直角に反射させる機能を有するものである。
第２の反射器５Ｙも同様に、Ｙ方向送信部３Ｙから発生した第２の弾性表面波を、手前の辺に向けてほぼ直角に反射させる機能を有するものである。
このような第１の反射器５Ｘおよび第２の反射器５Ｙは、基板２の辺に対してほぼ４５°傾斜した反射面を有する多数の反射素子が所定の間隔（ブラッグ反射の条件を満たす間隔）で配列して構成された反射素子群で構成されている。
【００５８】
この反射素子群は、反射面を有しており、この反射面に到達した弾性表面波のうち、一部を反射、残部を透過させるよう構成されている。これにより、弾性表面波は、各反射素子で分岐され、基板２のＸ方向およびＹ方向を、それぞれ均一に走査するよう伝播することとなる。
この場合、反射素子毎に反射される弾性表面波の経路長が異なるため、各反射素子で反射された弾性表面波は、この経路長差に応じた時間差を有して各受信部４Ｘ、４Ｙに到達することとなる。この時間差により、後述する検出部および制御部においてタッチ位置を特定する位置情報を得ることができる。なお、基板２の弾性表面波が伝播する領域が、タッチ位置を検出し得る領域、すなわち、タッチ有効領域となる。
【００５９】
このように、弾性表面波が発生した後、ほぼ直角に１回のみの反射を経て受信されるよう構成されていることにより、従来の２回の反射を行う場合に比べ、反射に伴う弾性表面波の減衰を低減することができる。これにより、弾性表面波は、相対的に、より強度の大きい状態で受信されるようになるため、タッチ面への物体等の接触に伴う弾性表面波の強度変化をより容易に検出することができる。その結果、タッチパネル装置１の検出感度を向上させることができる。
【００６０】
この反射器５の構成材料としては、特に限定されず、例えば、前述の給電用配線６および受信用配線７と同様の材料で構成される。
基板２上の送信部３、受信部４および反射器５の上方には、シート材８が設けられている。
このシート材８は、通常は基板２と接触しないよう、スペーサ（図示せず）等により所定の間隔を保持した状態で設けられている。
【００６１】
本実施形態では、タッチパネル装置１を操作（タッチ）する際に、このシート材８の上面がタッチ面として機能する。すなわち、シート材８が下方に撓み、シート材８が基板２と接触することで、基板２のタッチ位置に対応する部分を通過する弾性表面波を減衰させることができる。その結果、後述する検出部により、タッチ位置を特定することができる。
【００６２】
また、シート材８は、弾性部材で構成されるのが好ましい。この弾性部材としては、具体的には、基板２の構成材料と同様の樹脂材料やガラス材料、またはこれらを組み合わせた材料等が挙げられる。
なお、このシート材８は、必要に応じて設ければよく、省略することもできる。この場合、基板２の上面をタッチ面として操作することができる。
【００６３】
シート材８の下面には、図９に示すように、複数の突起９が設けられている。
この突起９は、シート材８の上面が指先等で押下（タッチパネル装置１を操作）され、シート材８が下方に撓んだ際に、下方に変位する。これにより、突起９は、基板２の上面に優先的に接触することができる。そして、基板２の上面に接触した突起９は、基板２を伝播する弾性表面波を確実に減衰させることができる。
また、この場合、突起９が基板２に接触する面積を小さく設定することにより、シート材８の上面に接触する物体の接触面が比較的大きい場合にも、突起９が優先的に基板２に接触するために、タッチ位置の特定をより精度よく行うこともできる。
【００６４】
外部装置１０は、給電用配線６を介して送信部３に動作電力を供給する高周波電源（電力供給部）１１と、高周波電源１１と送信部３との間に設けられたＸ／Ｙ切替器１２と、受信用配線７を介して受信部４で発生した電気信号を受信する検出部１３と、受信部４と検出部１３との間に設けられ、前記電気信号を増幅する増幅部１４と、増幅部１４と受信部４との間に設けられたＸ／Ｙ切替器１５と、検出部１３が受信した電気信号の結果に基づいて、指先または物体等が接触した位置情報を算出する制御部１６とを有する。
【００６５】
高周波電源１１は、Ｘ方向送信部３ＸおよびＹ方向送信部３Ｙに、それぞれの弾性表面波素子の周波数特性に応じた周波数の高周波電圧を発生し得るものである。
Ｘ／Ｙ切替器１２は、高周波電源１１から供給された動作電力を、Ｘ方向送信部３ＸとＹ方向送信部３Ｙとに切り替える機能を有するものである。これにより、Ｘ方向送信部３ＸおよびＹ方向送信部３Ｙは、互いに排他的に第１の弾性表面波および第２の弾性表面波を発生するよう制御される。
【００６６】
Ｘ／Ｙ切替器１５は、Ｘ方向受信部４Ｘが第１の弾性表面波を受信して発生した電気信号と、Ｙ方向受信部４Ｙが第２の弾性表面波を受信して発生した電気信号とを切り替えて、増幅部１４に送信する機能を有するものである。
増幅部１４は、受信部４が弾性表面波を受信して発生した電気信号を増幅し、検出部１３において、指先または物体が接触したことによる電気信号の強度の変化率を相対的に増大させ、強度変化を捉え易くするものである。
【００６７】
検出部１３は、増幅部１４で増幅された電気信号の強度の経時変化を検出する機能を有するものである。
制御部１６は、高周波電源１１、Ｘ／Ｙ切替器１２、１５および検出部１３の各動作を制御し得るよう構成されている。これにより、高周波電源１１の動作電力の供給、Ｘ／Ｙ切替器１２、１５の切替、および、検出部１３の電気信号受信の各動作を、所望のタイミングに制御することができる。
このタイミングの一例としては、検出部１３により、第１の弾性表面波を検出する時間と、第２の弾性表面波を検出する時間とが、時間分割されるよう設定されたタイミングが挙げられる。
【００６８】
具体的には、まず、Ｘ／Ｙ切替器１２を設定して、高周波電源１１からＸ方向送信部３Ｘが第１の弾性表面波を発生させる条件を満足する高周波電圧を、Ｘ方向送信部３Ｘに印加する。これにより、Ｘ方向送信部３Ｘから第１の弾性表面波を発生され、この第１の弾性表面波をＸ方向受信部４Ｘで受信する。この受信により得られた電気信号は、Ｘ／Ｙ切替器１５を設定することで、受信用配線７を介して、検出部１３で検出する。
【００６９】
次に、Ｘ／Ｙ切替器１２を切り替えて、高周波電源１１からＹ方向送信部３Ｙが第２の弾性表面波を発生させる条件を満足する高周波電圧を、Ｙ方向送信部３Ｙに印加する。これにより、Ｙ方向送信部３Ｙから第２の弾性表面波を発生させ、この第２の弾性表面波をＹ方向受信部４Ｙで受信する。この受信により得られた電気信号は、Ｘ／Ｙ切替器１５を切り替えることで、受信用配線７を介して、検出部１３で検出する。
【００７０】
次に、再び、Ｘ／Ｙ切替器１２を切り替えて、高周波電源１１からＸ方向送信部３Ｘが第２の弾性表面波を発生させる条件を満足する高周波電圧を、Ｘ方向送信部３Ｘに印加する。このような動作を繰り返し行うことにより、Ｘ方向受信部４Ｘからの電気信号とＹ方向受信部４Ｙからの電気信号の混在を防止しつつ、タッチ位置の位置情報を確実に得ることができる。そして、この位置情報が、各種電子機器に伝送される。
また、制御部１６は、この他に、検出部１３が受信した電気信号の強度の経時変化に基づいて、タッチ位置の位置情報に変換する演算部（図示せず）を有している。
【００７１】
次に、上記のようなタッチパネル装置１の使用方法（作用）の一例について説明する。
［１］  まず、Ｘ／Ｙ切替器１２を、高周波電源１１とＸ方向送信部３Ｘとが通電状態となるよう設定する。そして、Ｘ方向送信部３Ｘが第１の弾性表面波を発生させる条件を満足する高周波電圧を、給電用配線６を介してＩＤＴ３３に印加する。これにより、圧電体層３２には、逆圧電効果による表面付近の歪みが生じ、主に間隔ｄＸに応じた波長の第１の弾性表面波を発生する。
ここでは、第１の弾性表面波の一例として、Ｘ方向送信部３Ｘから図１０（ａ）に示すような波形のバースト波（弾性表面波）５１が発生した場合について説明する。
【００７２】
［２］  Ｘ方向送信部３Ｘで発生したバースト波５１は、図１の奥側に向かって進行し、第１の反射器５Ｘの反射素子群で、一部が反射され、残部が透過する。これにより、バースト波５１は分岐され、弾性表面波５２として、基板２のＸ方向（右方向）に伝播し、Ｘ方向受信部４Ｘに到達する。このとき、シート材８の上面に指先または物体等が触れて（タッチして）いる場合には、例えば、図１０（ａ）に示すような減衰５４を含む受信波５５が得られる。
Ｘ方向受信部４Ｘに到達した減衰５４を含む受信波５５は、圧電体層３２の表面付近に、受信波５５の強度（振幅）に応じた歪みを生じさせる。この歪みは、圧電体層３２の圧電効果により、電極指３３２および電極指３３３の間に電位差を発生させる。すなわち、受信波５５は、Ｘ方向受信部４Ｘにおいて、その強度に応じた電気信号に変換される。
【００７３】
［３］  次に、Ｘ／Ｙ切替器１５を、Ｘ方向受信部４Ｘと検出部１３とが通電状態となるよう設定する。これにより、Ｘ方向受信部４Ｘで得られた電気信号は、受信用配線７、Ｘ／Ｙ切替器１５および増幅部１４を介して、検出部１３に伝送される。検出部１３では、Ｘ方向受信部４Ｘが受信した第１の弾性表面波の強度の経時変化を検出する。そして、この検出部１３の検出結果に基づいて、制御部１６が備える演算部によりタッチ位置を特定する。具体的には、例えば、図１０（ａ）に示す受信波５５の受信開始時刻から減衰５４の受信時刻までの時間ＴＸをＸ方向の距離に変換し、タッチ位置のＸ座標を算出する。
【００７４】
［４］  次に、Ｘ／Ｙ切替器１２を切り替えて、Ｙ方向送信部３Ｙが第２の弾性表面波を発生させる条件を満足する高周波電圧を、給電用配線６を介してＩＤＴ３３に印加する。これにより、Ｙ方向送信部３Ｙから図１０（ｂ）に示すような波形のバースト波６１が発生させる。
［５］  以下、Ｘ方向と同様に、図１０（ｂ）に示すような減衰６４を含む受信波６５が得られる。そして、検出部１３では、Ｙ方向受信部４Ｙが受信した第２の弾性表面波の強度の経時変化を検出し、時間ＴＹからタッチ位置のＹ座標を算出することができる。
以上のようにして、タッチ位置の位置情報が得られ、この位置情報を用いて各種電子機器の操作等を行うことができる。
【００７５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明のタッチパネル装置の第２実施形態について説明する。
図１１は、本発明のタッチパネル装置の第２実施形態を示す概略図（平面図）である。なお、以下では、説明の便宜上、図１１中の紙面手前側を「上」と言う。
以下、この図を参照して本発明のタッチパネル装置の第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７６】
本実施形態のタッチパネル装置１は、受信部４の構成が異なること以外は、前記第１実施形態と同様である。
図１１に示すＸ方向受信部４Ｘ’は、基板２上に順に積層されたＩＤＴ４３’と圧電体層（図示せず）とを有する弾性表面波素子を構成単位とし、この構成単位を３個並列に接続して構成されている。
【００７７】
ＩＤＴ４３’は、等間隔で併設された一対の電極指４３２、４３３を２対備えている。
このように、Ｘ方向受信部４Ｘ’が複数個の弾性表面波素子を並列に接続して構成されていることにより、一対の電極指４３２、４３３における電極幅、電極間距離および電極の電気抵抗等のバラツキに伴うＸ方向受信部４Ｘ’の受信感度の低下を、各構成単位に対して分散させることができ、Ｘ方向受信部４Ｘ’全体の受信感度の低下を抑制することができる。
【００７８】
換言すれば、所定の受信感度を得る場合には、ＩＤＴ４３’における電極幅、電極間距離および電極の電気抵抗等のバラツキの許容範囲を拡大することができる。その結果、Ｘ方向受信部４Ｘ’をより容易かつ確実に製造することができる。
また、図１１に示すＩＤＴ４３’は、弾性表面波素子を３個接続して構成されているが、接続する弾性表面波素子の数は、タッチパネル装置１で必要とするタッチ位置の検出精度（分解能）等に応じて適宜設定され、特に限定されない。
【００７９】
また、前記構成単位の櫛歯電極が有する電極指４３２、４３３の数も、特に限定されないが、５〜５０対程度であるのが好ましく、２０〜４０対程度であるのがより好ましい。これにより、ＩＤＴ４３’が占める面積が必要以上に大きくなるのを防止しつつ、タッチパネル装置１の十分な検出感度を確保することができる。
一方、図１１に示すＹ方向受信部４Ｙ’は、構成単位の数が４個であること以外は、Ｘ方向受信部４Ｘ’と同様に構成されている。
以上のような第２実施形態のタッチパネル装置１においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００８０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明のタッチパネル装置の第３実施形態について説明する。
図１２は、本発明のタッチパネル装置の第３実施形態を示す概略図（平面図）である。なお、以下では、説明の便宜上、図１２中の紙面手前側を「上」と言う。
以下、この図を参照して本発明のタッチパネル装置の第３実施形態について説明するが、前記第１および前記第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態のタッチパネル装置１は、受信部４の構成が異なること以外は、前記第１実施形態と同様である。
【００８１】
図１２に示す受信部４は、Ｘ方向受信部４ＸとＹ方向受信部４Ｙとを有している。そして、これらのＩＤＴ４３同士の一部が電気的に接続されるとともに、バイアス電極を共有している。これにより、バイアス電極を共有しない場合に比べ、受信用配線７の配線パターンの簡素化を図ることや、タッチパネル装置１の設計の自由度を高めることができる。その結果、タッチパネル装置１の額縁部の縮小化を図ることができ、タッチ有効領域の拡大を図ることができる。
【００８２】
また、受信部４からの電気信号の出力に用いられる端子の数、すなわち部品点数を削減することができるとともに、受信部４から増幅部１４までの回路構成の簡略化を図ることもできる。
以上のような第３実施形態のタッチパネル装置１においても、前記第１および前記第２実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００８３】
＜第４実施形態＞
次に、本発明のタッチパネル装置の第４実施形態について説明する。
図１３は、本発明のタッチパネル装置の第４実施形態を示す概略図（断面図）である。なお、以下では、説明の便宜上、図１３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、この図を参照して本発明のタッチパネル装置の第４実施形態について説明するが、前記第１〜前記第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００８４】
本実施形態のタッチパネル装置１は、シート材の構成が異なること以外は、前記第１実施形態と同様である。
図１３に示すシート材８’は、２層からなる積層体で構成されている。この積層体は、上方にガラス層８ａと、下方に樹脂層８ｂとを有している。
また、送信部３および受信部４は、樹脂層８ｂに接触するように設けられている。そして、シート材８’と基板２との間は、送信部３および受信部４が基板２と接触しないようスペーサ（図示せず）等により所定の間隔を保持した状態で設けられている。
【００８５】
また、基板２の上面には、図１３に示すように、複数の突起９が設けられている。
このような構成のタッチパネル装置１では、送信部３から発生した弾性表面波がシート材８’を伝播する。すなわち、シート材８’が、弾性表面波（第１の弾性表面波および第２の弾性表面波）を伝播する基板として機能する。
また、ガラス層８ａの上面を指先等で押下（タッチパネル装置１を操作）した際には、シート材８’が下方に撓むとともに、樹脂層８ｂの下面が突起９に接触する。これにより、ガラス層８ａを伝播する弾性表面波を確実に減衰させ、タッチ位置の特定をより精度よく行うことができる。
以上のような第４実施形態のタッチパネル装置１においても、前記第１〜前記第３実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００８６】
＜第５実施形態＞
次に、本発明のタッチパネル装置の第５実施形態について説明する。
図１４は、本発明のタッチパネル装置の第５実施形態を示す概略図（平面図）である。なお、以下では、説明の便宜上、図１４中の紙面手前側を「上」と言う。
以下、この図を参照して本発明のタッチパネル装置の第５実施形態について説明するが、前記第１〜前記第４実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態のタッチパネル装置１は、送信部３、送信部４、給電用配線６、受信用配線７および外部装置１０の構成が異なること以外は、前記第３実施形態と同様である。
図１４に示す送信部３は、Ｘ方向送信部３ＸとＹ方向送信部３Ｙとを有している。
【００８７】
そして、Ｘ方向送信部３Ｘが発生する第１の弾性表面波の周波数とＹ方向送信部３Ｙが発生する第２の弾性表面波の周波数とが異なるように構成されている。この場合、Ｘ方向受信部４Ｘが主に受信可能な周波数特性を前記第１の弾性表面波の周波数に合わせ、Ｙ方向受信部４Ｙが主に受信可能な周波数特性を前記第２の弾性表面波の周波数に合わせるように構成することにより、Ｘ方向送信部３Ｘから発生した第１の弾性表面波は、Ｘ方向受信部４Ｘでのみ確実に受信され、Ｙ方向送信部３Ｙから発生した第２の弾性表面波は、Ｙ方向受信部４Ｙでのみ確実に受信されるようになる。その結果、本来受信すべきでない方向からの弾性表面波、すなわちノイズの受信を確実に防止し、タッチパネル装置１の検出感度を高めることができる。
【００８８】
したがって、受信部４から生じる電気信号は、Ｘ方向成分とＹ方向成分とを切り替えることなく、検出部１３において選択的に検出することができる。これにより、Ｘ／Ｙ切替器１５を省略することができ、タッチパネル装置１の部品点数および製造コストの削減を図ることができる。
また、Ｘ方向送信部３Ｘが共振して第１の弾性表面波を発生する条件を満足する高周波電圧の周波数を第１の周波数とし、Ｙ方向送信部３Ｙの共振して第２の弾性表面波を発生する条件を満足する高周波電圧の周波数を第２の周波数とすると、Ｘ方向送信部３ＸおよびＹ方向送信部３Ｙに対して、第１の周波数および第２の周波数のいずれかの周波数の高周波電圧を印加するのが好ましい。これにより、Ｘ方向送信部３ＸとＹ方向送信部３Ｙとの間で高周波電圧を切り替えることなく、これらを選択的に動作させることができる。
【００８９】
換言すれば、高周波電圧の周波数を、第１の周波数と第２の周波数のいずれかに設定することにより、Ｘ方向送信部３ＸおよびＹ方向送信部３Ｙを、互いに排他的に弾性表面波を発生させるよう制御することができる。これにより、Ｘ／Ｙ切替器１２を省略することができ、タッチパネル装置１の部品点数および製造コストの削減を図ることができる。
さらにこの場合、図１４に示すように、Ｘ方向送信部３ＸとＹ方向送信部３Ｙとを電気的に接続するとともに、バイアス電極を共有させることができる。これにより、バイアス電極を共有しない場合に比べ、給電用配線６の配線パターンの簡素化を図ることや、タッチパネル装置１の設計の自由度を高めることができる。その結果、タッチパネル装置１の額縁部の縮小化を図ることができ、タッチ有効領域の拡大を図ることができる。
【００９０】
また、送信部３に動作電力を印加するのに用いられる端子の数、すなわち部品点数を削減することができるとともに、高周波電源１１から送信部３までの回路構成の簡略化を図ることもできる。
以上のような第５実施形態のタッチパネル装置１においても、前記第１〜前記第４実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００９１】
以上、本発明のタッチパネル装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、タッチパネル装置を構成する各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のタッチパネル装置は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明のタッチパネル装置の第１実施形態を示す概略図（平面図）である。
【図２】図１に示すタッチパネル装置のＸ方向送信部周辺の拡大図である。
【図３】図２に示すＸ方向送信部周辺のＡ’−Ａ’線断面図である。
【図４】Ｘ方向送信部の他の構成例を示す図である。
【図５】図４に示すＸ方向送信部周辺のＡ”−Ａ”線断面図である。
【図６】Ｘ方向送信部の他の構成例を示す図である。
【図７】Ｘ方向送信部の他の構成例を示す図である。
【図８】Ｘ方向受信部の他の構成例を示す図である。
【図９】図１に示すタッチパネル装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】送信部から送信および受信部で受信された各弾性表面波の波形の一例を示す図である。
【図１１】本発明のタッチパネル装置の第２実施形態を示す概略図（平面図）である。
【図１２】本発明のタッチパネル装置の第３実施形態を示す概略図（平面図）である。
【図１３】本発明のタッチパネル装置の第４実施形態を示す概略図（断面図）である。
【図１４】本発明のタッチパネル装置の第５実施形態を示す概略図（平面図）である。
【符号の説明】
【００９３】
１……タッチパネル装置  ２……基板  ３……送信部  ３Ｘ、３Ｘ’……Ｘ方向送信部  ３Ｙ……Ｙ方向送信部  ４……受信部  ４Ｘ、４Ｘ’……Ｘ方向受信部  ４Ｙ、４Ｙ’……Ｙ方向受信部  ５……反射器  ５Ｘ……第１の反射器  ５Ｙ……第２の反射器  ６……給電用配線  ７……受信用配線  ８……シート材  ８ａ……ガラス層  ８ｂ……樹脂層  ９……突起  １０……外部装置  １１……高周波電源  １２、１５……Ｘ／Ｙ切替器  １３……検出部  １４……増幅部  １６……制御部  ３１……下部電極  ３２、３２’……圧電体層  ３３、３３’、３３” 、４３、４３’……ＩＤＴ  ３３１〜３３４、４３２〜４３４……電極指  ３５、４５……反射アレイ  ５１、６１……バースト波  ５２……弾性表面波  ５４、６４……減衰  ５５、６５……受信波
【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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