JP4785286B2

JP4785286B2 - Multi-frequency drive type ultrasonic signal processor

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Publication number: JP4785286B2
Application number: JP2001225344A
Authority: JP
Inventors: 耕司戸田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: JP2003036139A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型の電極指パターンを有する入力用すだれ状電極と傾斜分散型の電極指パターンを有する出力用すだれ状電極を用いることにより多周波数での駆動が可能で、しかも、コンピュータに装着されることにより情報の流出や盗難を防止し、通信の秘匿性を向上させることが可能な多周波数駆動型超音波信号処理器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話や携帯パソコンなどの携帯情報端末において、タッチパネルは有力な情報入力手段として注目を集めている。たとえば、くさび型トランスデューサや圧電薄膜トランスデューサ等を含む従来のタッチパネルは、非圧電板上を接触することにより非圧電板上の超音波が消失して出力電気信号が検出されなくなるということを利用している。従って、従来のタッチパネルは、信号処理が複雑であることから符号化技術のためのハードウエアとしての利用は難しい。また、従来のタッチパネルは多周波数での駆動が困難であった。携帯情報端末を介した情報の流出や盗難を防止したり通信の秘匿性を向上させるためには、符号化技術が有力である。符号化技術を含むハードウエアとしては、従来、主に磁気カードやICカードが用いられてきた。磁気カードは最も汎用性に富むものであるが、比較的簡単にコピーされてしまうことや、パスワードを盗むことが容易であることなどの問題点を有する。従って、クレジットカード、キャッシュカードおよびプリペイドカードなどの不正使用が絶えない。ICカードは偽造されにくいという点では磁気カードよりも優れているものの、情報の安全性において十分であるとは言えない。また、磁気カードに比べ製造工程が複雑であることなどの問題点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、分散型の電極指パターンを有する入力用すだれ状電極と傾斜分散型の電極指パターンを有する出力用すだれ状電極を用いることにより多周波数での駆動が可能な多周波数駆動型超音波信号処理器を提供することにある。また本発明のさらなる目的は、コンピュータに装着されることにより、コンピュータを媒介とする情報の流出や盗難を防止することが可能で、情報通信の秘匿性を向上させることが可能で、低電圧および低消費電力の自励発振駆動が可能で、回路構成が簡単で、大量生産が可能で、小型軽量で、耐久性に優れた多周波数駆動型超音波信号処理器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の多周波数駆動型超音波信号処理器は、非圧電板および少なくとも１つの超音波伝搬手段から成る多周波数駆動型超音波信号処理器であって、前記超音波伝搬手段は、少なくとも１つの入力用すだれ状電極、少なくとも１つの出力用すだれ状電極、第１および第２圧電基板から成り、前記入力用すだれ状電極は、その電極指パターンが分散型を成し、電極周期長P_i (i=1, 2,…, m)および電極交差幅Lを有し、前記出力用すだれ状電極は、その電極指パターンが傾斜分散型を成し、前記出力用すだれ状電極の電極指の方向が前記入力用すだれ状電極の電極指に対し角θの傾きを成すように配置されていて、前記出力用すだれ状電極は、前記出力用すだれ状電極の前記電極指の方向と直交する方向に沿った電極周期長Q_i (i=1, 2,…, m)と、前記出力用すだれ状電極の前記電極指の方向に沿った電極交差幅L_Pを有し、入力電気信号S_i (i=1, 2,…, m)のうちの１つが前記入力用すだれ状電極に印加されると、前記第１圧電基板に弾性表面波が励振され、前記入力電気信号S_iの周波数f_i (i=1, 2,…, m)は、前記電極周期長P_iに対応しており、前記弾性表面波は、前記非圧電板の上端面を介して前記第２圧電基板に伝搬された後、前記出力用すだれ状電極で電気信号E_j (j=1, 2,…, n)に変換され、前記電気信号E_jの遅延位相は、前記非圧電板の前記上端面における前記入力用および出力用すだれ状電極の間の弾性表面波伝搬路W_j (j=1, 2,…, n)に相関している。
【０００５】
請求項１に記載の多周波数駆動型超音波信号処理器は、第３および第４圧電基板、信号秘匿化手段を含み、請求項２に記載の多周波数駆動型超音波信号処理器は、信号分析器が新たに備えられた多周波数駆動型超音波信号処理器であって、前記信号秘匿化手段は符号化すだれ状電極、末端すだれ状電極、先端すだれ状電極および復号化すだれ状電極から成り、前記符号化すだれ状電極は、電極対の集合体で成り、所定の符号パターンを有し、前記電極対の隣り合う２つの離間距離は、前記電極周期長P_iのうちの１つと等しく、前記末端すだれ状電極は、その電極指の方向が前記符号化すだれ状電極の電極指に対し平行になるように配置されており、前記復号化すだれ状電極は前記符号化すだれ状電極と同様な符号パターンを有し、前記弾性表面波伝搬路W_jの１つを接触したときにだけ前記電気信号E_jの１つが前記出力用すだれ状電極で検出され、前記電気信号E_jの前記１つが前記符号化すだれ状電極に印加されると、前記第３圧電基板に前記符号パターンに基づく弾性表面波が励振され、前記第３圧電基板に励振された前記弾性表面波が前記末端すだれ状電極に到達すると、前記符号パターンに相関する符号化バースト信号が検出され、前記符号化バースト信号が前記先端すだれ状電極に印加されると、前記第４圧電基板に弾性表面波が励振され、前記第４圧電基板に励振された前記弾性表面波が前記復号化すだれ状電極に到達するとパルスが検出され、前記パルスの位相が前記信号分析器において検出され、前記弾性表面波伝搬路W_jの前記１つが前記位相から判別される。
【０００６】
請求項３に記載の多周波数駆動型超音波信号処理器は、前記超音波伝搬手段が２つ備えられるとともに、前記信号秘匿化手段が２つ備えられた多周波数駆動型超音波信号処理器であって、前記超音波伝搬手段の一方と前記信号秘匿化手段の一方とが対応し、前記超音波伝搬手段のもう一方と前記信号秘匿化手段のもう一方とが対応している。
【０００７】
請求項４に記載の多周波数駆動型超音波信号処理器は、前記電極周期長Q_iの各々が、それに対応する前記電極周期長P_iの１つとcosθとの積に等しく、前記電極交差幅L_Pは前記電極交差幅Lとsecθとの積に等しい。
【０００８】
請求項５に記載の多周波数駆動型超音波信号処理器は、前記第１、第２、第３および第４圧電基板が圧電セラミックで成り、前記圧電セラミックの分極軸の方向はその厚さ方向と平行である。
【０００９】
請求項６に記載の多周波数駆動型超音波信号処理器は、前記第１および第２圧電基板の厚さが前記電極周期長P_iの最小値よりも小さく、前記非圧電板の厚さが前記電極周期長P_iの最大値の３倍よりも大きい。
【００１０】
請求項７に記載の多周波数駆動型超音波信号処理器は、前記非圧電板自身に伝搬する弾性表面波の位相速度が前記第１および第２圧電基板自身に伝搬する弾性表面波の位相速度よりも速い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器は、非圧電板および少なくとも１つの超音波伝搬手段から成る簡単な構造を有する。超音波伝搬手段は少なくとも１つの入力用すだれ状電極、少なくとも１つの出力用すだれ状電極、第１および第２圧電基板から成る。入力用すだれ状電極の電極指パターンは分散型を成している。入力用すだれ状電極は電極周期長P_i (i=1, 2,…, m)および電極交差幅Lを有している。出力用すだれ状電極の電極指パターンは傾斜分散型を成している。出力用すだれ状電極の電極指の方向は、入力用すだれ状電極の電極指に対し角θの傾きを成すように配置されている。出力用すだれ状電極は、出力用すだれ状電極の電極指の方向と直交する方向に沿った電極周期長Q_i (i=1, 2,…, m)と、出力用すだれ状電極の電極指の方向に沿った電極交差幅L_Pを有している。このとき、電極周期長Q_iの各々は、それに対応する電極周期長P_iの１つとcosθとの積に等しく、電極交差幅L_Pは前記電極交差幅Lとsecθとの積に等しい。
【００１２】
もしも入力電気信号S_i (i=1, 2,…, m)のうちの１つが入力用すだれ状電極に印加されると、第１圧電基板に弾性表面波が励振される。この入力電気信号S_iの周波数f_i (i=1, 2,…, m)は、入力用すだれ状電極の電極周期長P_iに対応している。つまり、入力用すだれ状電極の電極指パターンが分散型を成すことが、多周波数での駆動を可能にしている。また、第１圧電基板が圧電セラミックで成り、その圧電セラミックの分極軸の方向がその厚さ方向と平行であることから、第１圧電基板に弾性表面波が効率よく励振される。さらに、もしもこの弾性表面波の位相速度が非圧電板自身を伝搬する弾性表面波のレイリー波の位相速度とほぼ等しい場合には、入力電気信号S_iのうちの１つが効率よく弾性表面波に変換される。
【００１３】
第１圧電基板に励振された弾性表面波は、非圧電板の上端面を伝わって、非圧電板の内部に漏洩されることなく第２圧電基板に伝搬される。弾性表面波が非圧電板の内部に漏洩されないのは、第１に、第１圧電基板の厚さが入力用すだれ状電極の電極周期長P_iの最小値よりも小さいこと、第２に、非圧電板の厚さが電極周期長P_iの最大値の３倍よりも大きいこと、そして第３に、非圧電板自身を伝搬する弾性表面波の位相速度が第１圧電基板自身を伝搬する弾性表面波の位相速度よりも速いことに因る。第２圧電基板に伝搬された弾性表面波は、出力用すだれ状電極において電気信号E_j (j=1, 2,…, n)に変換される。このようにして、非圧電板の上端面においては、入力用および出力用すだれ状電極の間に弾性表面波伝搬路W_j (j=1, 2,…, n)が形成される。このとき、電気信号E_jの遅延位相は弾性表面波伝搬路W_jに相関している。
【００１４】
本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器では、第３および第４圧電基板、信号秘匿化手段および信号分析器が新たに備えられた構造が可能である。この場合、信号秘匿化手段は符号化すだれ状電極、末端すだれ状電極、先端すだれ状電極および復号化すだれ状電極から成る。符号化すだれ状電極および末端すだれ状電極は第３圧電基板上に設けられており、先端すだれ状電極および復号化すだれ状電極は第４圧電基板上に設けられている。符号化すだれ状電極は、電極対の集合体で成り、所定の符号パターンを有している。また、符号化すだれ状電極の電極対の隣り合う２つの離間距離は、電極周期長P_iのうちの１つと等しい。末端すだれ状電極は、その電極指の方向が符号化すだれ状電極の電極指に対し平行になるように配置されている。復号化すだれ状電極は符号化すだれ状電極と同様な符号パターンを有している。このような構造を有する多周波数駆動型超音波信号処理器において、もしも、弾性表面波伝搬路W_jの１つを接触すると、電気信号E_jの１つが出力用すだれ状電極で検出される。言い換えると、もしも非圧電板の上端面のどこにも接触しなければ、出力用すだれ状電極で電気信号が検出されることはない。なぜならば、電気信号E_jそれぞれの位相の合計は零であるからである。この電気信号E_jの１つが符号化すだれ状電極に印加されると、符号化すだれ状電極の符号パターンに基づく弾性表面波が第３圧電基板に励振される。この弾性表面波が末端すだれ状電極に到達すると、符号パターンに相関する符号化バースト信号が検出される。符号化バースト信号が先端すだれ状電極に印加されると、第４圧電基板に弾性表面波が励振される。この弾性表面波が復号化すだれ状電極に到達するとパルスが検出され、パルスの位相が信号分析器において検出される。結果として、弾性表面波伝搬路W_jの１つが、つまり非圧電板の上端面における接触位置がパルスの位相から判別される。また、接触位置をパルスの位相から判別することにより、信号の分析が容易になり、回路構成も簡単になる。このようにして、信号秘匿化手段を備えた本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器によれば、多周波数での駆動が可能で、コンピュータに装着されることにより情報の流出や盗難を防止することが可能で、しかも、通信の秘匿性を向上させることができる。さらに、本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器における秘匿化技術と、ソフトウエアによる符号化技術を併用することにより、情報の秘匿性をさらに向上させることが可能となる。
【００１５】
本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器では、超音波伝搬手段が２つ備えられるとともに、信号秘匿化手段が２つ備えられた構造が可能である。この場合、超音波伝搬手段の一方と信号秘匿化手段の一方とが対応し、超音波伝搬手段のもう一方と信号秘匿化手段のもう一方とが対応している。このような構造では、２つの信号秘匿化手段のそれぞれの符号化すだれ状電極が、互いに異なる符合パターンを有することが可能である。従って、本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器がコンピュータに装着された場合には、情報の秘匿性がさらに向上する。
【００１６】
【実施例】
図１は本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器の第１の実施例を示す平面図である。本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器は非圧電板１および超音波伝搬手段から成り、超音波伝搬手段は第１圧電基板２、第２圧電基板３、入力用すだれ状電極T_x1および出力用すだれ状電極R_x1から成る。入力用すだれ状電極T_x1および出力用すだれ状電極R_x1は、それぞれアルミニウム薄膜で成り、非圧電板１上に設けられている。第１圧電基板２および第２圧電基板３は図１では描かれていない。入力用すだれ状電極T_x1は、その電極指パターンが分散型を成し、12 mmの電極交差幅Lを有するとともに、400〜500μｍの電極周期長P_i (i=1, 2,…, m)を有する。すなわち、P₁は400μｍであり、P_mは500μｍである。入力用すだれ状電極T_x1および出力用すだれ状電極R_x1はそれぞれアルミニウム薄膜で成る。
【００１７】
図２は出力用すだれ状電極R_x1の平面図である。出力用すだれ状電極R_x1は、電極指パターンが傾斜分散型を成し、電極指の方向が入力用すだれ状電極T_x1の電極指に対し角θの傾きを成すように配置されている。また、出力用すだれ状電極R_x1は、その電極指の方向と直交する方向に沿った電極周期長Q_i (i=1, 2,…, m)を有するとともに、その電極指の方向に沿った電極交差幅L_Pを有する。電極周期長Q_iの各々は、それに対応する電極周期長P_iの１つとcosθとの積に等しい。電極交差幅L_Pは電極交差幅Lとsecθとの積に等しい。
【００１８】
図３は図１の多周波数駆動型超音波信号処理器の断面図である。非圧電板１は厚さ1.5 mmのガラス板で成る。第１圧電基板２および第２圧電基板３は厚さ150μmの圧電セラミックで成り、その圧電セラミックの分極軸の方向はその厚さ方向と平行である。第１圧電基板２および第２圧電基板３はそれぞれ入力用すだれ状電極T_x1および出力用すだれ状電極R_x1上に設けられている。
【００１９】
図１の多周波数駆動型超音波信号処理器において、もしも入力電気信号S_i (i=1, 2,…, m)の１つが入力用すだれ状電極T_x1に印加されると、第１圧電基板２に弾性表面波が励振される。このとき、入力電気信号S_iは、それぞれ周波数f_i (i=1, 2,…, m)を有し、これらは電極周期長P_iに対応している。第１圧電基板２に励振された弾性表面波は、非圧電板１の上端面を伝わって、非圧電板１の内部に漏洩されることなく第２圧電基板３に伝搬され、出力用すだれ状電極R_x1において電気信号E_xj (j=1, 2,…, n)に変換される。このようにして、非圧電板１の上端面においては、入力用すだれ状電極T_x1と出力用すだれ状電極R_x1の間に弾性表面波伝搬路W_xj (j=1, 2,…, n)が形成される。このとき、電気信号E_xjの遅延位相は、弾性表面波伝搬路W_xjに相関している。
【００２０】
図１の多周波数駆動型超音波信号処理器において、もしも弾性表面波伝搬路W_xjの１つを接触すると、出力用すだれ状電極R_x1において電気信号E_xjの１つが検出される。言い換えると、もしも非圧電板１の上端面のどこにも接触しなければ、出力用すだれ状電極R_x1において電気信号が検出されることはない。なぜならば、電気信号E_xjそれぞれの位相の合計は零であるからである。
【００２１】
図４は本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器の第２の実施例を示す構成図である。本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器は第３圧電基板４、第４圧電基板７、スイッチ１０および１１、信号分析器１２、増幅器１３および信号秘匿化手段が新たに備えられていることを除いて、図１と同様な構造を有する。信号秘匿化手段は符号化すだれ状電極５、末端すだれ状電極６、先端すだれ状電極８および復号化すだれ状電極９から成る。第３圧電基板４と、その上に設けられた符号化すだれ状電極５および末端すだれ状電極６は錠部を形成する。第４圧電基板７と、その上に設けられた先端すだれ状電極８および復号化すだれ状電極９は鍵部を形成し、鍵部はスイッチ１０および１１を介して着脱が可能である。符号化すだれ状電極５、末端すだれ状電極６、先端すだれ状電極８および復号化すだれ状電極９は、それぞれアルミニウム薄膜で成る。第１圧電基板２および第２圧電基板３は図４では描かれていない。
【００２２】
図５は符号化すだれ状電極５の平面図である。符号化すだれ状電極５は、１１個の電極対から成り、各電極対の隣り合う２つの離間距離は、400〜500μｍの電極周期長P_iのうちの１つと等しい。符号化すだれ状電極５は、バーカーコードに基づく一定の符号パターンを有する。図５で示されるような１１デジットコード（１，１，１，０，０，０，１，０，０，１，０）の他に、たとえば３デジットコード（１，１，０）や７デジットコード（１，１，１，０，０，１，０）が利用できる。復号化すだれ状電極９も符号化すだれ状電極５と同様な符号パターンを有し、各電極対の隣り合う２つの離間距離もまた符号化すだれ状電極５と等しい。末端すだれ状電極６の電極指の方向は、符号化すだれ状電極５の電極指の方向と平行であり、復号化すだれ状電極９の電極指の方向は、先端すだれ状電極８の電極指の方向と平行である。
【００２３】
図４の多周波数駆動型超音波信号処理器において、もしも入力電気信号S_iの１つ、たとえば電極周期長P₃に対応する周波数f₃の入力電気信号S₃が入力用すだれ状電極T_x1に印加されると、第１圧電基板２に弾性表面波が励振される。この弾性表面波は、非圧電板１の上端面を伝わって第２圧電基板３に伝搬され、出力用すだれ状電極R_x1において電気信号E_xjに変換される。このようにして、非圧電板１の上端面において、入力用すだれ状電極T_x1と出力用すだれ状電極R_x1の間に弾性表面波伝搬路W_xjが形成される。
【００２４】
図４の多周波数駆動型超音波信号処理器において、もしも弾性表面波伝搬路W_xjの１つを接触すると、出力用すだれ状電極R_x1において電気信号E_xjの１つが検出される。この電気信号E_xjの１つが符号化すだれ状電極５に印加されるとき、もしも符号化すだれ状電極５の各電極対の隣り合う２つの離間距離が電極周期長P₃と等しい場合には、符号化すだれ状電極５の符号パターンに基づく弾性表面波が第３圧電基板４に励振される。この弾性表面波は末端すだれ状電極６で符号化バースト信号として検出される。この符号化バースト信号がスイッチ１０を介して先端すだれ状電極８に印加されると、第４圧電基板７に弾性表面波が励振される。もしもこの弾性表面波が符号パターンに相関すれば、復号化すだれ状電極９でパルスが検出される。言い換えれば、もしも鍵部が無ければ、または、もしも鍵部の復号化すだれ状電極９の符号パターンや各電極対の隣り合う２つの離間距離が符号化すだれ状電極５と異なる場合には、パルスは検出されない。従って、このような多周波数駆動型超音波信号処理器を備えたコンピュータを駆動することが不可能となる。このようにして、本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器は、多周波数での駆動が可能で、コンピュータに装着されることにより情報の流出や盗難を防止することが可能で、しかも、通信の秘匿性を向上させることができる。さらに、本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器における秘匿化技術と、ソフトウエアによる符号化技術を併用することにより、情報の秘匿性をさらに向上させることが可能となる。
【００２５】
図４の多周波数駆動型超音波信号処理器において、復号化すだれ状電極９で検出されたパルスがスイッチ１１を介して信号分析器１２に到達すると、パルスの位相が判明し、このパルスの位相から弾性表面波伝搬路W_xjの１つが分かる。さらに、入力用すだれ状電極T_x1に増幅器１３を介してパルスが印加されることにより、自励発振駆動が可能となる。また、接触位置をパルスの位相から判別することにより、信号の分析が容易になり、回路構成も簡単になる。
【００２６】
図６は、符号化すだれ状電極５および復号化すだれ状電極９の代わりに用いられる符号化すだれ状電極の部分拡大平面図である。各々の電極対の極性を変化させることにより、任意の符号パターンを得ることができる。このようにして、図６の符号化すだれ状電極を用いることにより、さらに秘匿性に優れた多周波数駆動型超音波信号処理器を提供することができる。
【００２７】
図７は本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器の第３の実施例を示す構成図である。本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器は、圧電基板2_x，3_x，2_yおよび3_y、スイッチ１４、入力用すだれ状電極T_y1および出力用すだれ状電極R_y1が新たに備えられていることと、第１圧電基板２および第２圧電基板３が備えられていないことを除いて、図４と同様な構造を有する。入力用すだれ状電極T_y1および出力用すだれ状電極R_y1は、入力用すだれ状電極T_x1および出力用すだれ状電極R_x1と同様な構造を有し、非圧電板１上に設けられている。圧電基板2_x，3_x，2_yおよび3_yは、第１圧電基板２と同様な構造を有し、それぞれ図３と同様にして入力用すだれ状電極T_x1、出力用すだれ状電極R_x1、入力用すだれ状電極T_y1および出力用すだれ状電極R_y1上に設けられている。圧電基板2_x，3_x，2_yおよび3_yは図７では描かれていない。
【００２８】
図７の多周波数駆動型超音波信号処理器において、もしも入力電気信号S_iの１つが入力用すだれ状電極T_x1またはT_y1にスイッチ１４を介して印加されると、圧電基板2_xまたは2_yに弾性表面波が励振される。この弾性表面波は、圧電基板3_xまたは3_yに伝搬される。圧電基板3_xに伝搬された伝搬された弾性表面波は出力用すだれ状電極R_x1において電気信号E_xjに変換され、圧電基板3_yに伝搬された弾性表面波は出力用すだれ状電極R_y1において電気信号E_yj (j=1, 2,…, n)に変換される。このようにして、非圧電板１の上端面においては、入力用すだれ状電極T_x1と出力用すだれ状電極R_x1の間に弾性表面波伝搬路W_xjが形成されるか、または、入力用すだれ状電極T_y1と出力用すだれ状電極R_y1の間に弾性表面波伝搬路W_yj (j=1, 2,…, n)が形成される。
【００２９】
図７の多周波数駆動型超音波信号処理器において、もしも弾性表面波伝搬路W_xjの１つと、弾性表面波伝搬路W_yjの１つとの交点を接触すると、出力用すだれ状電極R_x1において電気信号E_xjの１つが検出されるか、または、出力用すだれ状電極R_y1において電気信号E_yjの１つが検出される。言い換えると、もしも非圧電板１の上端面のどこにも接触しなければ、出力用すだれ状電極R_x1およびR_y1のどこにも電気信号は検出されない。なぜならば、電気信号E_xjそれぞれの位相の合計は零であり、電気信号E_yjそれぞれの位相の合計もまた零であるからである。電気信号E_xjの１つまたは電気信号E_yjの１つが符号化すだれ状電極５に印加されると、符号化すだれ状電極５の符号パターンに基づく弾性表面波が第３圧電基板４に励振される。この弾性表面波は末端すだれ状電極６で符号化バースト信号として検出される。この符号化バースト信号がスイッチ１０を介して先端すだれ状電極８に印加されると、第４圧電基板７に弾性表面波が励振される。このとき、もしもこの弾性表面波が符号パターンに相関すれば、復号化すだれ状電極９でパルスが検出される。このパルスがスイッチ１１を介して信号分析器１２に到達すると、パルスの位相が判明し、このパルスの位相から弾性表面波伝搬路W_xjの１つ、または弾性表面波伝搬路W_yjの１つが分かる。このとき、信号分析器１２でパルスが現れたときに入力用すだれ状電極T_x1およびT_y1のどちらに入力電気信号S_iの１つが印加されていたかを明らかにする必要がある。入力用すだれ状電極T_x1に入力電気信号S_iの１つが印加されていた場合には、弾性表面波伝搬路W_xjの１つが分かり、入力用すだれ状電極T_y1に入力電気信号S_iの１つが印加されていた場合には、弾性表面波伝搬路W_yjの１つが分かる。このようにして、弾性表面波伝搬路W_xjの１つと、弾性表面波伝搬路W_yjの１つとの交点が、それぞれのパルスの位相から判別される。
【００３０】
図８は本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器の第４の実施例を示す構成図である。本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器は、スイッチ１５および１６、入力用すだれ状電極T_x2およびT_y2、出力用すだれ状電極R_x2およびR_y2が新たに備えられていることを除いて、図７と同様な構造を有する。入力用すだれ状電極T_x2およびT_y2は入力用すだれ状電極T_x1と同様な構造を有し、出力用すだれ状電極R_x2およびR_y2は出力用すだれ状電極R_x1と同様な構造を有し、それらはすべて非圧電板１上に設けられている。圧電基板2_xは入力用すだれ状電極T_x1およびT_x2の上に、圧電基板3_xは出力用すだれ状電極R_x1およびR_x2の上に、圧電基板2_yは入力用すだれ状電極T_y1およびT_y2の上に、圧電基板3_yは出力用すだれ状電極R_y1およびR_y2の上にそれぞれ図３と同様にして設けられている。圧電基板2_x，3_x，2_yおよび3_yは図８では描かれていない。
【００３１】
図８の多周波数駆動型超音波信号処理器において、もしも入力電気信号S_iの１つがスイッチ１４および１５を介して入力用すだれ状電極T_x1またはT_x2に印加されると、圧電基板2_xに弾性表面波が励振される。この弾性表面波は、圧電基板3_xに伝搬され、出力用すだれ状電極R_x1またはR_x2において電気信号E_xjに変換される。このようにして、非圧電板１の上端面において、入力用すだれ状電極T_x1と出力用すだれ状電極R_x1の間、または入力用すだれ状電極T_x2と出力用すだれ状電極R_x2の間に弾性表面波伝搬路W_xjが形成される。同様にして、もしも入力電気信号S_iの１つがスイッチ１４および１６を介して入力用すだれ状電極T_y1またはT_y2に印加されると、圧電基板2_yに弾性表面波が励振される。この弾性表面波は、圧電基板3_yに伝搬され、出力用すだれ状電極R_y1またはR_y2において電気信号E_yjに変換される。このようにして、非圧電板１の上端面において、入力用すだれ状電極T_y1と出力用すだれ状電極R_y1の間、または入力用すだれ状電極T_y2と出力用すだれ状電極R_y2の間に弾性表面波伝搬路W_yjが形成される。
【００３２】
図８の多周波数駆動型超音波信号処理器において、たとえば入力用すだれ状電極T_x2と出力用すだれ状電極R_x2の間の弾性表面波伝搬路W_xjの１つと、入力用すだれ状電極T_y1と出力用すだれ状電極R_y1の間の弾性表面波伝搬路W_yjの１つとの交点を接触すると、出力用すだれ状電極R_x2において電気信号E_xjの１つが検出されるか、または、出力用すだれ状電極R_y1において電気信号E_yjの１つが検出される。このとき、入力用すだれ状電極T_x2がスイッチ１４および１５を介して増幅器１３と接続されているときに限って、電気信号E_xjの１つが出力用すだれ状電極R_x2で検出され、入力用すだれ状電極T_y1がスイッチ１４および１６を介して増幅器１３と接続されているときに限って、電気信号E_yjの１つが出力用すだれ状電極R_y1で検出される。電気信号E_xjの１つまたは電気信号E_yjの１つが符号化すだれ状電極５に印加されると、符号化すだれ状電極５の符号パターンに基づく弾性表面波が第３圧電基板４に励振される。この弾性表面波は末端すだれ状電極６で符号化バースト信号として検出される。この符号化バースト信号がスイッチ１０を介して先端すだれ状電極８に印加されると、第４圧電基板７に弾性表面波が励振される。このとき、もしもこの弾性表面波が符号パターンに相関すれば、復号化すだれ状電極９でパルスが検出される。このパルスがスイッチ１１を介して信号分析器１２に到達すると、パルスの位相が判明し、このパルスの位相から弾性表面波伝搬路W_xjの１つ、または弾性表面波伝搬路W_yjの１つが分かる。このとき、信号分析器１２でパルスが現れたときに入力用すだれ状電極T_x1，T_x2，T_y1およびT_y2のどれに入力電気信号S_iの１つが印加されていたかを明らかにする必要がある。たとえば、入力用すだれ状電極T_x2に入力電気信号S_iの１つが印加されていた場合には、入力用すだれ状電極T_y2と出力用すだれ状電極R_y2の間の弾性表面波伝搬路W_xjの１つが分かる。このようにして、弾性表面波伝搬路W_xjの１つと、弾性表面波伝搬路W_yjの１つとの交点が、それぞれのパルスの位相から判別される。
【００３３】
図９は本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器の第５の実施例を示す構成図である。本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器は、スイッチ１０および１１の代わりにスイッチ１７および１８が備えられていることと、信号秘匿化手段として符号化すだれ状電極5_xおよび5_y、末端すだれ状電極6_xおよび6_y、先端すだれ状電極8_xおよび8_y、そして復号化すだれ状電極9_xおよび9_yが備えられていることと、増幅器１３の代わりに増幅器13_xおよび13_yが備えられていることと、スイッチ１４が備えられていないことを除いて、図８と同様な構造を有する。符号化すだれ状電極5_xは復号化すだれ状電極9_xと同様な構造を有し、符号化すだれ状電極5_yは復号化すだれ状電極9_yと同様な構造を有する。圧電基板2_x，3_x，2_yおよび3_yは図９では描かれていない。
【００３４】
図９の多周波数駆動型超音波信号処理器において、もしも入力電気信号S_iの１つがスイッチ１５を介して入力用すだれ状電極T_x1またはT_x2に印加されると、圧電基板2_xに弾性表面波が励振される。この弾性表面波は、圧電基板3_xに伝搬され、出力用すだれ状電極R_x1またはR_x2において電気信号E_xjに変換される。同様にして、もしも入力電気信号S_iの１つがスイッチ１６を介して入力用すだれ状電極T_y1またはT_y2に印加されると、圧電基板2_yに弾性表面波が励振される。この弾性表面波は、圧電基板3_yに伝搬され、出力用すだれ状電極R_y1またはR_y2において電気信号E_yjに変換される。このようにして、非圧電板１の上端面において、入力用すだれ状電極T_x1と出力用すだれ状電極R_x1の間、または入力用すだれ状電極T_x2と出力用すだれ状電極R_x2の間に弾性表面波伝搬路W_xjが形成されるとともに、入力用すだれ状電極T_y1と出力用すだれ状電極R_y1の間、または入力用すだれ状電極T_y2と出力用すだれ状電極R_y2の間に弾性表面波伝搬路W_yjが形成される。
【００３５】
図９の多周波数駆動型超音波信号処理器において、たとえば入力用すだれ状電極T_x2と出力用すだれ状電極R_x2の間の弾性表面波伝搬路W_xjの１つと、入力用すだれ状電極T_y1と出力用すだれ状電極R_y1の間の弾性表面波伝搬路W_yjの１つとの交点を接触すると、出力用すだれ状電極R_x2において電気信号E_xjの１つが検出されると同時に、出力用すだれ状電極R_y1において電気信号E_yjの１つが検出される。このとき、入力用すだれ状電極T_x2がスイッチ１５を介して増幅器13_xと接続されているときに限って、電気信号E_xjの１つが出力用すだれ状電極R_x2で検出され、入力用すだれ状電極T_y1がスイッチ１６を介して増幅器13_yと接続されているときに限って、電気信号E_yjの１つが出力用すだれ状電極R_y1で検出される。電気信号E_xjの１つおよび電気信号E_yjの１つが符号化すだれ状電極5_xおよび5_yにそれぞれ印加されると、符号化すだれ状電極5_xおよび5_yの符号パターンに基づく弾性表面波が第３圧電基板４に励振される。これらの弾性表面波は末端すだれ状電極6_xおよび6_yで符号化バースト信号として検出される。これらの符号化バースト信号がスイッチ１７を介して先端すだれ状電極8_xおよび8_yに印加されると、第４圧電基板７に弾性表面波が励振される。もしもこれらの弾性表面波が符号パターンに相関すれば、復号化すだれ状電極9_xおよび9_yでパルスが検出される。これらのパルスがスイッチ１８を介して信号分析器１２に到達すると、パルスの位相が判明し、これらのパルスの位相から弾性表面波伝搬路W_xjの１つおよび弾性表面波伝搬路W_yjの１つが分かる。さらに、符号化すだれ状電極5_xおよび5_yが互いに異なる符合パターンを有することにより、本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器における情報の秘匿性をさらに向上させることが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器は、非圧電板および少なくとも１つの超音波伝搬手段から成る。超音波伝搬手段は少なくとも１つの入力用すだれ状電極、少なくとも１つの出力用すだれ状電極、第１および第２圧電基板から成る。入力用すだれ状電極の電極指パターンは分散型を成し、入力用すだれ状電極は電極周期長P_i (i=1, 2,…, m)および電極交差幅Lを有する。出力用すだれ状電極の電極指パターンは傾斜分散型を成し、出力用すだれ状電極の電極指の方向は、入力用すだれ状電極の電極指に対し角θの傾きを成すように配置されている。出力用すだれ状電極は、出力用すだれ状電極の電極指の方向と直交する方向に沿った電極周期長Q_i (i=1, 2,…, m)と、出力用すだれ状電極の電極指の方向に沿った電極交差幅L_Pを有している。電極周期長Q_iの各々は、それに対応する電極周期長P_iの１つとcosθとの積に等しく、電極交差幅L_Pは前記電極交差幅Lとsecθとの積に等しい。
【００３７】
もしも入力電気信号S_i (i=1, 2,…, m)のうちの１つが入力用すだれ状電極に印加されると、第１圧電基板に弾性表面波が励振される。この入力電気信号S_iの周波数f_i (i=1, 2,…, m)は、電極周期長P_iに対応している。第１圧電基板に励振された弾性表面波は、非圧電板の上端面を伝わって、第２圧電基板に伝搬され、出力用すだれ状電極において電気信号E_j (j=1, 2,…, n)に変換される。このようにして、非圧電板の上端面において、入力用および出力用すだれ状電極の間に弾性表面波伝搬路W_j (j=1, 2,…, n)が形成される。このとき、電気信号E_jの遅延位相は弾性表面波伝搬路W_jに相関している。
【００３８】
本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器では、第３および第４圧電基板、信号秘匿化手段および信号分析器が新たに備えられた構造が可能である。この場合、信号秘匿化手段は符号化すだれ状電極、末端すだれ状電極、先端すだれ状電極および復号化すだれ状電極から成る。符号化すだれ状電極は、電極対の集合体で成り、所定の符号パターンを有している。また、符号化すだれ状電極の電極対の隣り合う２つの離間距離は、電極周期長P_iのうちの１つと等しい。復号化すだれ状電極は符号化すだれ状電極と同様な符号パターンを有している。このような構造を有する多周波数駆動型超音波信号処理器において、もしも、弾性表面波伝搬路W_jの１つを接触すると、電気信号E_jの１つが出力用すだれ状電極で検出される。この電気信号E_jの１つが符号化すだれ状電極に印加されると、符号化すだれ状電極の符号パターンに基づく弾性表面波が第３圧電基板に励振される。この弾性表面波が末端すだれ状電極に到達すると、符号パターンに相関する符号化バースト信号が検出される。符号化バースト信号が先端すだれ状電極に印加されると、第４圧電基板に弾性表面波が励振される。この弾性表面波が復号化すだれ状電極に到達するとパルスが検出され、パルスの位相が信号分析器において検出される。結果として、弾性表面波伝搬路W_jの１つが、つまり非圧電板の上端面における接触位置がパルスの位相から判別される。また、接触位置をパルスの位相から判別することにより、信号の分析が容易になり、回路構成も簡単になる。このようにして、信号秘匿化手段を備えた本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器によれば、多周波数での駆動が可能で、コンピュータに装着されることにより情報の流出や盗難を防止することが可能で、しかも、通信の秘匿性を向上させることができる。さらに、本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器における秘匿化技術と、ソフトウエアによる符号化技術を併用することにより、情報の秘匿性をさらに向上させることが可能となる。
【００３９】
本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器では、超音波伝搬手段が２つ備えられるとともに、信号秘匿化手段が２つ備えられた構造が可能である。この場合、超音波伝搬手段の一方と信号秘匿化手段の一方とが対応し、超音波伝搬手段のもう一方と信号秘匿化手段のもう一方とが対応している。このような構造では、２つの信号秘匿化手段のそれぞれの符号化すだれ状電極が、互いに異なる符合パターンを有することが可能である。従って、本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器がコンピュータに装着された場合には、情報の秘匿性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器の第１の実施例を示す平面図。
【図２】出力用すだれ状電極R_x1の平面図。
【図３】図１の多周波数駆動型超音波信号処理器の断面図。
【図４】本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器の第２の実施例を示す構成図。
【図５】符号化すだれ状電極５の平面図。
【図６】符号化すだれ状電極５および復号化すだれ状電極９の代わりに用いられる符号化すだれ状電極の部分拡大平面図。
【図７】本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器の第３の実施例を示す構成図。
【図８】本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器の第４の実施例を示す構成図。
【図９】本発明の多周波数駆動型超音波信号処理器の第５の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
１非圧電板
２第１圧電基板
３第２圧電基板
４第３圧電基板
５符号化すだれ状電極
６末端すだれ状電極
７第４圧電基板
８先端すだれ状電極
９復号化すだれ状電極
１０，１１スイッチ
１２信号分析器
１３増幅器
１４，１５，１６，１７，１８スイッチ
5_x，5_y 符号化すだれ状電極
6_x，6_y 末端すだれ状電極
8_x，8_y 先端すだれ状電極
9_x，9_y 復号化すだれ状電極
13_x，13_y 増幅器
T_x1，T_x2，T_y1，T_y2 入力用すだれ状電極
R_x1，R_x2，R_y1，R_y2 出力用すだれ状電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can be driven at multiple frequencies by using an interdigital electrode for input having a distributed electrode finger pattern and an output interdigital electrode having an inclined distributed electrode finger pattern, and mounted on a computer. The present invention relates to a multi-frequency driven ultrasonic signal processor capable of preventing information leakage and theft and improving communication confidentiality.
[0002]
[Prior art]
In a portable information terminal such as a cellular phone or a portable personal computer, a touch panel is attracting attention as a powerful information input means. For example, a conventional touch panel including a wedge-shaped transducer, a piezoelectric thin film transducer, etc. utilizes the fact that the ultrasonic wave on the non-piezoelectric plate disappears and the output electric signal is not detected by contacting the non-piezoelectric plate. Yes. Therefore, the conventional touch panel is difficult to use as hardware for encoding technology because of complicated signal processing. Further, the conventional touch panel is difficult to drive at multiple frequencies. In order to prevent the leakage and theft of information through the portable information terminal and improve the confidentiality of communication, an encoding technique is effective. Conventionally, magnetic cards and IC cards have been mainly used as hardware including encoding technology. The magnetic card is most versatile, but has problems such as being relatively easily copied and easily stealing a password. Therefore, unauthorized use of credit cards, cash cards, prepaid cards and the like is continual. Although an IC card is superior to a magnetic card in that it is difficult to counterfeit, it cannot be said that information security is sufficient. In addition, the manufacturing process is complicated as compared with a magnetic card.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a multi-frequency driving type capable of driving at multiple frequencies by using an interdigital electrode for input having a distributed electrode finger pattern and an interdigital electrode for output having an inclined distributed electrode finger pattern. It is to provide an ultrasonic signal processor. A further object of the present invention is to prevent leakage and theft of information through a computer by being attached to a computer, improve the secrecy of information communication, reduce the voltage and An object of the present invention is to provide a multi-frequency drive type ultrasonic signal processor that can be driven by low-power self-oscillation, has a simple circuit configuration, can be mass-produced, is small and light, and has excellent durability.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor according to claim 1 is a multi-frequency drive type ultrasonic signal processor comprising a non-piezoelectric plate and at least one ultrasonic wave propagation means, wherein the ultrasonic wave propagation means comprises: At least one interdigital electrode for input, at least one interdigital electrode for output, and first and second piezoelectric substrates, the interdigital electrode for input having a distributed electrode finger pattern, and an electrode period length P _i (i = 1, 2,..., m) and an electrode intersection width L, and the output interdigital electrode has an electrode-dispersed pattern of the electrode finger pattern, and the output interdigital electrode of the output interdigital electrode The output interdigital electrodes are arranged so as to form an inclination of an angle θ with respect to the electrode fingers of the input interdigital electrodes, and the output interdigital electrodes are perpendicular to the direction of the electrode fingers of the output interdigital electrodes Electrode period length Q along _i (i = 1, 2,..., m) and the electrode crossing width L along the direction of the electrode fingers of the output interdigital electrode _P The input electrical signal S _i When one of (i = 1, 2,..., m) is applied to the input interdigital electrode, a surface acoustic wave is excited on the first piezoelectric substrate, and the input electric signal S _i Frequency f _i (i = 1, 2,..., m) is the electrode period length P _i The surface acoustic wave is propagated to the second piezoelectric substrate via the upper end surface of the non-piezoelectric plate, and then the electric signal E is output from the output interdigital electrode. _j (j = 1, 2,..., n) and the electric signal E _j Is a surface acoustic wave propagation path W between the input and output interdigital electrodes on the upper end surface of the non-piezoelectric plate. _j (j = 1, 2, ..., n).
[0005]
Claim 1 The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor includes the third and fourth piezoelectric substrates and the signal concealing means. The multi-frequency driven ultrasonic signal processor according to claim 2, A multi-frequency drive type ultrasonic signal processor newly provided with a signal analyzer, wherein the signal concealing means includes an encoding interdigital electrode, a terminal interdigital electrode, a tip interdigital electrode, and a decoding interdigital electrode. The encoded interdigital electrode is formed of an assembly of electrode pairs, has a predetermined code pattern, and two adjacent distances of the electrode pairs are defined by the electrode period length P _i The terminal interdigital electrode is arranged such that the direction of the electrode finger is parallel to the electrode finger of the encoded interdigital electrode, and the decoded interdigital electrode is The surface acoustic wave propagation path W has the same code pattern as the interdigital transducer _j The electrical signal E only when touching one of the _j Is detected by the output interdigital electrode, and the electric signal E _j Is applied to the encoded interdigital electrode, the surface acoustic wave based on the code pattern is excited on the third piezoelectric substrate, and the surface acoustic wave excited on the third piezoelectric substrate is When reaching the interdigital electrode, an encoded burst signal correlated with the code pattern is detected, and when the encoded burst signal is applied to the interdigital transducer, a surface acoustic wave is excited on the fourth piezoelectric substrate. When the surface acoustic wave excited by the fourth piezoelectric substrate reaches the decoded interdigital electrode, a pulse is detected, the phase of the pulse is detected by the signal analyzer, and the surface acoustic wave propagation path W _j Is determined from the phase.
[0006]
The multi-frequency drive ultrasonic signal processor according to claim 3 is a multi-frequency drive ultrasonic signal processor provided with two of the ultrasonic propagation means and two of the signal concealing means. Thus, one of the ultrasonic wave propagation means corresponds to one of the signal concealment means, and the other of the ultrasonic wave propagation means corresponds to the other of the signal concealment means.
[0007]
The multi-frequency drive ultrasonic signal processor according to claim 4, wherein the electrode cycle length Q is _i Each has a corresponding electrode period length P _i Is equal to the product of cos θ and the electrode crossing width L _P Is equal to the product of the electrode crossing width L and secθ.
[0008]
6. The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor according to claim 5, wherein the first, second, third and fourth piezoelectric substrates are made of piezoelectric ceramic, and a direction of a polarization axis of the piezoelectric ceramic is a thickness direction thereof. And parallel.
[0009]
The multi-frequency drive ultrasonic signal processor according to claim 6, wherein the thickness of the first and second piezoelectric substrates is the electrode periodic length P. _i The thickness of the non-piezoelectric plate is smaller than the minimum value of the electrode period length P. _i It is larger than 3 times the maximum value.
[0010]
8. The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor according to claim 7, wherein the surface velocity of the surface acoustic wave propagating to the non-piezoelectric plate itself is propagated to the first and second piezoelectric substrates themselves. Faster than.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The multi-frequency driven ultrasonic signal processor of the present invention has a simple structure comprising a non-piezoelectric plate and at least one ultrasonic wave propagation means. The ultrasonic wave propagation means comprises at least one input interdigital electrode, at least one output interdigital electrode, and first and second piezoelectric substrates. The electrode finger pattern of the interdigital electrodes for input is a distributed type. Interdigital electrode for input is electrode cycle length P _i (i = 1, 2,..., m) and electrode crossing width L. The electrode finger pattern of the output interdigital electrode is an inclined dispersion type. The direction of the electrode finger of the output interdigital electrode is arranged so as to form an angle θ with respect to the electrode finger of the input interdigital electrode. The output interdigital electrode is the electrode cycle length Q along the direction perpendicular to the direction of the electrode fingers of the output interdigital electrode. _i (i = 1, 2, ..., m) and electrode crossing width L along the direction of the electrode fingers of the output interdigital electrode _P have. At this time, electrode cycle length Q _i Each has a corresponding electrode period length P _i Is equal to the product of one of these and cosθ, and the electrode crossing width L _P Is equal to the product of the electrode crossing width L and secθ.
[0012]
If the input electrical signal S _i When one of (i = 1, 2,..., m) is applied to the input interdigital electrode, a surface acoustic wave is excited on the first piezoelectric substrate. This input electrical signal S _i Frequency f _i (i = 1, 2, ..., m) is the electrode period length P of the interdigital electrode for input. _i It corresponds to. That is, the electrode finger pattern of the interdigital electrodes for input is distributed, enabling driving at multiple frequencies. Further, since the first piezoelectric substrate is made of piezoelectric ceramic and the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to the thickness direction, surface acoustic waves are efficiently excited on the first piezoelectric substrate. Furthermore, if the surface velocity of the surface acoustic wave is approximately equal to the phase velocity of the Rayleigh wave of the surface acoustic wave propagating through the non-piezoelectric plate itself, the input electrical signal S _i One of these is efficiently converted into a surface acoustic wave.
[0013]
The surface acoustic wave excited by the first piezoelectric substrate travels along the upper end surface of the non-piezoelectric plate and propagates to the second piezoelectric substrate without leaking into the non-piezoelectric plate. The surface acoustic wave is not leaked into the non-piezoelectric plate. First, the thickness of the first piezoelectric substrate is the electrode period length P of the interdigital electrode. _i Second, the thickness of the non-piezoelectric plate is the electrode period length P. _i And the third reason is that the phase velocity of the surface acoustic wave propagating through the non-piezoelectric plate itself is faster than the phase velocity of the surface acoustic wave propagating through the first piezoelectric substrate itself. The The surface acoustic wave propagated to the second piezoelectric substrate is converted into an electric signal E at the output interdigital electrode. _j Converted to (j = 1, 2, ..., n). In this way, at the upper end surface of the non-piezoelectric plate, the surface acoustic wave propagation path W between the input and output interdigital electrodes _j (j = 1, 2,..., n) is formed. At this time, the electric signal E _j Is the surface acoustic wave propagation path W _j Is correlated.
[0014]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention, a structure in which the third and fourth piezoelectric substrates, the signal concealing means, and the signal analyzer are newly provided is possible. In this case, the signal concealing means comprises an encoding interdigital electrode, a terminal interdigital electrode, a tip interdigital electrode, and a decoding interdigital electrode. The encoded interdigital electrode and the terminal interdigital electrode are provided on the third piezoelectric substrate, and the leading interdigital electrode and the decoded interdigital electrode are provided on the fourth piezoelectric substrate. The coded interdigital electrode is an assembly of electrode pairs and has a predetermined code pattern. In addition, two adjacent distances between the electrode pairs of the coded interdigital electrodes are expressed by the electrode period length P _i Is equal to one of The terminal interdigital electrode is arranged such that the direction of the electrode finger is parallel to the electrode finger of the encoded interdigital electrode. The decoded interdigital electrode has a code pattern similar to that of the encoded interdigital electrode. In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor having such a structure, if the surface acoustic wave propagation path W _j Touching one of the electrical signals E _j One of these is detected by the output interdigital electrode. In other words, an electrical signal will not be detected by the output interdigital electrode if it does not contact anywhere on the upper end surface of the non-piezoelectric plate. Because electrical signal E _j This is because the sum of each phase is zero. This electrical signal E _j When one of these is applied to the coded interdigital electrode, a surface acoustic wave based on the code pattern of the coded interdigital electrode is excited on the third piezoelectric substrate. When this surface acoustic wave reaches the terminal interdigital electrode, an encoded burst signal correlated with the code pattern is detected. When the encoded burst signal is applied to the interdigital transducer at the tip, a surface acoustic wave is excited on the fourth piezoelectric substrate. When this surface acoustic wave reaches the decoded interdigital electrode, a pulse is detected and the phase of the pulse is detected by a signal analyzer. As a result, the surface acoustic wave propagation path W _j In other words, the contact position on the upper end surface of the non-piezoelectric plate is discriminated from the phase of the pulse. Further, by determining the contact position from the phase of the pulse, signal analysis is facilitated and the circuit configuration is simplified. Thus, according to the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention provided with the signal concealing means, it is possible to drive at multiple frequencies and to prevent leakage or theft of information by being attached to a computer. It is possible to prevent this, and the confidentiality of communication can be improved. Furthermore, the concealment of information can be further improved by using the concealment technique in the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention and the encoding technique by software together.
[0015]
The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention can have a structure in which two ultrasonic wave propagation means and two signal concealing means are provided. In this case, one of the ultrasonic wave propagation means corresponds to one of the signal concealment means, and the other ultrasonic wave propagation means corresponds to the other of the signal concealment means. In such a structure, the encoded interdigital electrodes of the two signal concealing means can have different code patterns. Therefore, when the multi-frequency drive ultrasonic signal processor of the present invention is attached to a computer, the confidentiality of information is further improved.
[0016]
【Example】
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a multi-frequency driven ultrasonic signal processor of the present invention. The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention comprises a non-piezoelectric plate 1 and an ultrasonic wave propagation means. _x1 And interdigital electrode R for output _x1 Consists of. Interdigital transducer T for input _x1 And interdigital electrode R for output _x1 Are each made of an aluminum thin film and provided on the non-piezoelectric plate 1. The first piezoelectric substrate 2 and the second piezoelectric substrate 3 are not drawn in FIG. Interdigital transducer T for input _x1 The electrode finger pattern is distributed and has an electrode crossing width L of 12 mm and an electrode period length P of 400 to 500 μm. _i (i = 1, 2,..., m). That is, P ₁ Is 400μm and P _m Is 500 μm. Interdigital transducer T for input _x1 And interdigital electrode R for output _x1 Are each made of an aluminum thin film.
[0017]
Figure 2 shows output interdigital electrode R _x1 FIG. Interdigital electrode R for output _x1 The electrode finger pattern is an inclined dispersion type, and the direction of the electrode finger is the interdigital electrode T for input. _x1 The electrode fingers are arranged so as to be inclined at an angle θ. Output interdigital electrode R _x1 Is the electrode period length Q along the direction perpendicular to the direction of the electrode finger. _i (i = 1, 2,..., m) and the electrode crossing width L along the direction of the electrode fingers _P Have Electrode cycle length Q _i Each has a corresponding electrode period length P _i And is equal to the product of cosθ. Electrode crossing width L _P Is equal to the product of the electrode crossing width L and secθ.
[0018]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. The non-piezoelectric plate 1 is a glass plate having a thickness of 1.5 mm. The first piezoelectric substrate 2 and the second piezoelectric substrate 3 are made of a piezoelectric ceramic having a thickness of 150 μm, and the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to the thickness direction. The first piezoelectric substrate 2 and the second piezoelectric substrate 3 are interdigital electrodes T for input, respectively. _x1 And interdigital electrode R for output _x1 It is provided above.
[0019]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. _i (i = 1, 2, ..., m) is one of the input interdigital electrodes T _x1 When applied to the first piezoelectric substrate 2, a surface acoustic wave is excited. At this time, the input electrical signal S _i Is the frequency f _i (i = 1, 2, ..., m), which are the electrode period length P _i It corresponds to. The surface acoustic wave excited by the first piezoelectric substrate 2 propagates through the upper end surface of the non-piezoelectric plate 1 and is propagated to the second piezoelectric substrate 3 without leaking into the non-piezoelectric plate 1, and is output interdigitally. Electrode R _x1 In electrical signal E _xj Converted to (j = 1, 2, ..., n). In this way, on the upper end surface of the non-piezoelectric plate 1, the input interdigital electrode T _x1 And output interdigital electrode R _x1 Surface wave propagation path W _xj (j = 1, 2,..., n) is formed. At this time, the electric signal E _xj The delay phase of the surface acoustic wave propagation path W _xj Is correlated.
[0020]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. _xj Output contact interdigital electrode R _x1 In electrical signal E _xj Is detected. In other words, the output interdigital electrode R if no contact is made anywhere on the upper end surface of the non-piezoelectric plate 1. _x1 No electrical signal is detected at. Because electrical signal E _xj This is because the sum of each phase is zero.
[0021]
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the multi-frequency driven ultrasonic signal processor of the present invention. The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention is newly provided with a third piezoelectric substrate 4, a fourth piezoelectric substrate 7, switches 10 and 11, a signal analyzer 12, an amplifier 13 and signal concealing means. Except for, it has the same structure as FIG. The signal concealing means comprises an encoding interdigital electrode 5, a terminal interdigital electrode 6, a tip interdigital electrode 8, and a decoding interdigital electrode 9. The third piezoelectric substrate 4 and the encoded interdigital electrode 5 and the terminal interdigital electrode 6 provided thereon form a lock portion. The fourth piezoelectric substrate 7, the tip interdigital electrode 8 and the decoding interdigital electrode 9 provided thereon form a key portion, and the key portion can be attached and detached via switches 10 and 11. The encoding interdigital electrode 5, the terminal interdigital transducer 6, the tip interdigital transducer 8 and the decoding interdigital transducer 9 are each made of an aluminum thin film. The first piezoelectric substrate 2 and the second piezoelectric substrate 3 are not drawn in FIG.
[0022]
FIG. 5 is a plan view of the coded interdigital electrode 5. The encoded interdigital electrode 5 is composed of 11 electrode pairs, and the distance between two adjacent electrode pairs is an electrode period length P of 400 to 500 μm. _i Is equal to one of The encoded interdigital electrode 5 has a certain code pattern based on the Barker code. In addition to the 11 digit code (1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0) as shown in FIG. 5, for example, a 3 digit code (1, 1, 0) or 7 Digit codes (1, 1, 1, 0, 0, 1, 0) can be used. The decoding interdigital electrode 9 has a code pattern similar to that of the encoded interdigital electrode 5, and two adjacent distances of each electrode pair are also equal to the encoded interdigital electrode 5. The direction of the electrode finger of the end interdigital electrode 6 is parallel to the direction of the electrode finger of the encoded interdigital electrode 5, and the direction of the electrode finger of the decoded interdigital electrode 9 is the direction of the electrode finger of the interdigital electrode 8 at the tip. Parallel to the direction.
[0023]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. _i For example, electrode period length P _Three The frequency corresponding to _Three Input electrical signal S _Three Interdigital electrode T for input _x1 When applied to the first piezoelectric substrate 2, a surface acoustic wave is excited. This surface acoustic wave propagates along the upper end surface of the non-piezoelectric plate 1 to the second piezoelectric substrate 3 and outputs the interdigital electrode R. _x1 In electrical signal E _xj Is converted to In this way, the input interdigital electrode T is formed on the upper end surface of the non-piezoelectric plate 1. _x1 And output interdigital electrode R _x1 Surface wave propagation path W _xj Is formed.
[0024]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. _xj Output contact interdigital electrode R _x1 In electrical signal E _xj Is detected. This electrical signal E _xj Is applied to the coded interdigital electrode 5, if two adjacent distances of each electrode pair of the coded interdigital electrode 5 are the electrode period length P _Three Is equal to the surface acoustic wave based on the code pattern of the encoded interdigital transducer 5 is excited on the third piezoelectric substrate 4. This surface acoustic wave is detected as a coded burst signal at the interdigital transducer 6. When this encoded burst signal is applied to the interdigital electrode 8 via the switch 10, a surface acoustic wave is excited on the fourth piezoelectric substrate 7. If the surface acoustic wave correlates with the code pattern, a pulse is detected by the decoding interdigital electrode 9. In other words, if there is no key part, or if the code pattern of the decoding interdigital electrode 9 and the two adjacent distances of each electrode pair of the key part are different from the interdigital electrode 5, the pulse Is not detected. Therefore, it becomes impossible to drive a computer equipped with such a multi-frequency drive type ultrasonic signal processor. In this way, the multi-frequency driven ultrasonic signal processor of the present invention can be driven at multiple frequencies, and can be prevented from leaking or theft of information by being attached to a computer, The confidentiality of communication can be improved. Furthermore, the concealment of information can be further improved by using the concealment technique in the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention and the encoding technique by software together.
[0025]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. 4, when the pulse detected by the decoding interdigital electrode 9 reaches the signal analyzer 12 via the switch 11, the phase of the pulse is determined. To surface acoustic wave propagation path W _xj You can see one of Furthermore, the interdigital electrode T for input _x1 When a pulse is applied to the first through the amplifier 13, self-excited oscillation driving becomes possible. Further, by determining the contact position from the phase of the pulse, signal analysis is facilitated and the circuit configuration is simplified.
[0026]
FIG. 6 is a partially enlarged plan view of an encoded interdigital electrode used instead of the encoded interdigital electrode 5 and the decoded interdigital electrode 9. An arbitrary code pattern can be obtained by changing the polarity of each electrode pair. In this way, by using the coded interdigital electrode of FIG. 6, it is possible to provide a multi-frequency drive type ultrasonic signal processor that is further excellent in secrecy.
[0027]
FIG. 7 is a block diagram showing a third embodiment of the multi-frequency drive ultrasonic signal processor of the present invention. The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention comprises a piezoelectric substrate 2 _x , 3 _x , 2 _y And 3 _y , Switch 14, interdigital electrode T for input _y1 And interdigital electrode R for output _y1 4 is newly provided, and the first piezoelectric substrate 2 and the second piezoelectric substrate 3 are not provided. Interdigital transducer T for input _y1 And interdigital electrode R for output _y1 The interdigital electrode T for input _x1 And interdigital electrode R for output _x1 And is provided on the non-piezoelectric plate 1. Piezoelectric substrate 2 _x , 3 _x , 2 _y And 3 _y Has the same structure as that of the first piezoelectric substrate 2 and is similar to that shown in FIG. _x1 , Interdigital electrode R for output _x1 , Interdigital electrode T for input _y1 And interdigital electrode R for output _y1 It is provided above. Piezoelectric substrate 2 _x , 3 _x , 2 _y And 3 _y Is not depicted in FIG.
[0028]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. _i One of these is an interdigital electrode T for input _x1 Or T _y1 Applied to the piezoelectric substrate 2 via the switch 14. _x Or 2 _y A surface acoustic wave is excited. This surface acoustic wave is generated by the piezoelectric substrate 3 _x Or 3 _y Is propagated to. Piezoelectric substrate 3 _x The propagated surface acoustic wave propagated to the output interdigital electrode R _x1 In electrical signal E _xj Converted to piezoelectric substrate 3 _y The surface acoustic wave propagated to the output interdigital electrode R _y1 In electrical signal E _yj Converted to (j = 1, 2, ..., n). In this way, on the upper end surface of the non-piezoelectric plate 1, the input interdigital electrode T _x1 And output interdigital electrode R _x1 Surface wave propagation path W _xj Or interdigital electrode T for input _y1 And output interdigital electrode R _y1 Surface wave propagation path W _yj (j = 1, 2,..., n) is formed.
[0029]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. _xj And one of the surface acoustic wave propagation paths W _yj Output interdigital electrode R when it touches the intersection with one of _x1 In electrical signal E _xj One of the two is detected or the output interdigital electrode R _y1 In electrical signal E _yj Is detected. In other words, the output interdigital electrode R if no contact is made anywhere on the upper end surface of the non-piezoelectric plate 1. _x1 And R _y1 No electrical signal is detected anywhere. Because electrical signal E _xj The sum of each phase is zero and the electrical signal E _yj This is because the sum of each phase is also zero. Electrical signal E _xj 1 or electrical signal E _yj Is applied to the encoded interdigital transducer 5, a surface acoustic wave based on the code pattern of the encoded interdigital transducer 5 is excited in the third piezoelectric substrate 4. This surface acoustic wave is detected as a coded burst signal at the interdigital transducer 6. When this encoded burst signal is applied to the interdigital electrode 8 via the switch 10, a surface acoustic wave is excited on the fourth piezoelectric substrate 7. At this time, if the surface acoustic wave correlates with the code pattern, a pulse is detected by the decoding interdigital electrode 9. When this pulse reaches the signal analyzer 12 via the switch 11, the phase of the pulse is determined, and the surface acoustic wave propagation path W is determined from the phase of this pulse. _xj Or surface acoustic wave propagation path W _yj You can see one of At this time, the interdigital electrode T for input when a pulse appears in the signal analyzer 12. _x1 And T _y1 Either of the input electrical signal S _i It is necessary to clarify whether one of the above was applied. Interdigital transducer T for input _x1 Input electrical signal S _i When one of these is applied, the surface acoustic wave propagation path W _xj Interdigital electrode T for input _y1 Input electrical signal S _i When one of these is applied, the surface acoustic wave propagation path W _yj You can see one of In this way, the surface acoustic wave propagation path W _xj And one of the surface acoustic wave propagation paths W _yj Is determined from the phase of each pulse.
[0030]
FIG. 8 is a block diagram showing a fourth embodiment of the multi-frequency drive ultrasonic signal processor of the present invention. The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention includes switches 15 and 16, interdigital transducers T _x2 And T _y2 , Interdigital electrode R for output _x2 And R _y2 7 has the same structure as FIG. 7 except that is newly provided. Interdigital transducer T for input _x2 And T _y2 Is interdigital electrode T for input _x1 Output interdigital electrode R _x2 And R _y2 Is interdigital electrode R for output _x1 These are all provided on the non-piezoelectric plate 1. Piezoelectric substrate 2 _x Is interdigital electrode T for input _x1 And T _x2 On the piezoelectric substrate 3 _x Is interdigital electrode R for output _x1 And R _x2 On the piezoelectric substrate 2 _y Is interdigital electrode T for input _y1 And T _y2 On the piezoelectric substrate 3 _y Is interdigital electrode R for output _y1 And R _y2 Are provided in the same manner as in FIG. Piezoelectric substrate 2 _x , 3 _x , 2 _y And 3 _y Is not depicted in FIG.
[0031]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. _i One of which is an interdigital electrode T for input via switches 14 and 15 _x1 Or T _x2 When applied to the piezoelectric substrate 2 _x A surface acoustic wave is excited. This surface acoustic wave is generated by the piezoelectric substrate 3 _x Output interdigital electrode R _x1 Or R _x2 In electrical signal E _xj Is converted to In this way, the input interdigital electrode T is formed on the upper end surface of the non-piezoelectric plate 1. _x1 And output interdigital electrode R _x1 Or interdigital transducer T for input _x2 And output interdigital electrode R _x2 Surface wave propagation path W _xj Is formed. Similarly, if the input electrical signal S _i One of which is an interdigital electrode T for input via switches 14 and 16 _y1 Or T _y2 When applied to the piezoelectric substrate 2 _y A surface acoustic wave is excited. This surface acoustic wave is generated by the piezoelectric substrate 3 _y Output interdigital electrode R _y1 Or R _y2 In electrical signal E _yj Is converted to In this way, the input interdigital electrode T is formed on the upper end surface of the non-piezoelectric plate 1. _y1 And output interdigital electrode R _y1 Or interdigital transducer T for input _y2 And output interdigital electrode R _y2 Surface wave propagation path W _yj Is formed.
[0032]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. _x2 And output interdigital electrode R _x2 Surface wave propagation path W between _xj And interdigital electrode T for input _y1 And output interdigital electrode R _y1 Surface wave propagation path W between _yj Output interdigital electrode R when it touches the intersection with one of _x2 In electrical signal E _xj One of the two is detected or the output interdigital electrode R _y1 In electrical signal E _yj Is detected. At this time, the interdigital electrode T for input _x2 Is connected to the amplifier 13 via switches 14 and 15 only when the electrical signal E _xj One of these is an output interdigital electrode R _x2 Interdigital electrode T detected by _y1 Only when it is connected to the amplifier 13 via switches 14 and 16 _yj One of these is an output interdigital electrode R _y1 Is detected. Electrical signal E _xj 1 or electrical signal E _yj Is applied to the encoded interdigital transducer 5, a surface acoustic wave based on the code pattern of the encoded interdigital transducer 5 is excited in the third piezoelectric substrate 4. This surface acoustic wave is detected as a coded burst signal at the interdigital transducer 6. When this encoded burst signal is applied to the interdigital electrode 8 via the switch 10, a surface acoustic wave is excited on the fourth piezoelectric substrate 7. At this time, if the surface acoustic wave correlates with the code pattern, a pulse is detected by the decoding interdigital electrode 9. When this pulse reaches the signal analyzer 12 via the switch 11, the phase of the pulse is determined, and the surface acoustic wave propagation path W is determined from the phase of this pulse. _xj Or surface acoustic wave propagation path W _yj You can see one of At this time, the interdigital electrode T for input when a pulse appears in the signal analyzer 12. _x1 , T _x2 , T _y1 And T _y2 Input electrical signal S to throat _i It is necessary to clarify whether one of the above was applied. For example, interdigital electrode T for input _x2 Input electrical signal S _i When one of these is applied, the interdigital electrode T for input _y2 And output interdigital electrode R _y2 Surface wave propagation path W between _xj You can see one of In this way, the surface acoustic wave propagation path W _xj And one of the surface acoustic wave propagation paths W _yj Is determined from the phase of each pulse.
[0033]
FIG. 9 is a block diagram showing a fifth embodiment of the multi-frequency driven ultrasonic signal processor of the present invention. The multifrequency drive ultrasonic signal processor of the present invention is provided with switches 17 and 18 instead of the switches 10 and 11, and the interdigital electrode 5 encoded as signal concealing means. _x And 5 _y , Interdigital electrode 6 _x And 6 _y , Tip interdigital electrode 8 _x And 8 _y Decoding interdigital electrode 9 _x And 9 _y And an amplifier 13 instead of the amplifier 13 _x And 13 _y 8 is provided, and the switch 14 is not provided. Encoded interdigital electrode 5 _x Decoding interdigital electrode 9 _x The structure is similar to that of the coded interdigital electrode 5 _y Decoding interdigital electrode 9 _y Has the same structure. Piezoelectric substrate 2 _x , 3 _x , 2 _y And 3 _y Is not depicted in FIG.
[0034]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. _i One of these is an interdigital electrode T for input via a switch 15 _x1 Or T _x2 When applied to the piezoelectric substrate 2 _x A surface acoustic wave is excited. This surface acoustic wave is generated by the piezoelectric substrate 3 _x Output interdigital electrode R _x1 Or R _x2 In electrical signal E _xj Is converted to Similarly, if the input electrical signal S _i One of these is an interdigital electrode T for input via a switch 16 _y1 Or T _y2 When applied to the piezoelectric substrate 2 _y A surface acoustic wave is excited. This surface acoustic wave is generated by the piezoelectric substrate 3 _y Output interdigital electrode R _y1 Or R _y2 In electrical signal E _yj Is converted to In this way, the input interdigital electrode T is formed on the upper end surface of the non-piezoelectric plate 1. _x1 And output interdigital electrode R _x1 Or interdigital transducer T for input _x2 And output interdigital electrode R _x2 Surface wave propagation path W _xj And interdigital electrodes T for input _y1 And output interdigital electrode R _y1 Or interdigital transducer T for input _y2 And output interdigital electrode R _y2 Surface wave propagation path W _yj Is formed.
[0035]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. _x2 And output interdigital electrode R _x2 Surface wave propagation path W between _xj And interdigital electrode T for input _y1 And output interdigital electrode R _y1 Surface wave propagation path W between _yj Output interdigital electrode R when it touches the intersection with one of _x2 In electrical signal E _xj As soon as one of these is detected, the output interdigital electrode R _y1 In electrical signal E _yj Is detected. At this time, the interdigital electrode T for input _x2 Through the switch 15 to the amplifier 13 _x Only when connected to the electrical signal E _xj One of these is an output interdigital electrode R _x2 Interdigital electrode T detected by _y1 Through the switch 16 to the amplifier 13 _y Only when connected to the electrical signal E _yj One of these is an output interdigital electrode R _y1 Is detected. Electrical signal E _xj One and the electrical signal E _yj One of the coded interdigital electrodes 5 _x And 5 _y When applied to each, the encoded interdigital electrode 5 _x And 5 _y The surface acoustic wave based on the code pattern is excited on the third piezoelectric substrate 4. These surface acoustic waves are connected to the interdigital electrode 6 _x And 6 _y And detected as an encoded burst signal. These encoded burst signals are connected to the tip interdigital electrode 8 via the switch 17. _x And 8 _y Is applied to the fourth piezoelectric substrate 7, a surface acoustic wave is excited. If these surface acoustic waves correlate with the code pattern, the decoding interdigital electrode 9 _x And 9 _y A pulse is detected. When these pulses reach the signal analyzer 12 via the switch 18, the phase of the pulses is determined, and the surface acoustic wave propagation path W is determined from the phase of these pulses. _xj And surface acoustic wave propagation path W _yj You can see one of Furthermore, the encoded interdigital electrode 5 _x And 5 _y By having different code patterns, it is possible to further improve the confidentiality of information in the multi-frequency driven ultrasonic signal processor of the present invention.
[0036]
【The invention's effect】
The multi-frequency drive ultrasonic signal processor of the present invention comprises a non-piezoelectric plate and at least one ultrasonic wave propagation means. The ultrasonic wave propagation means comprises at least one input interdigital electrode, at least one output interdigital electrode, and first and second piezoelectric substrates. The interdigital electrode pattern of the interdigital electrode for input is distributed, and the interdigital electrode for input is the electrode period length P _i (i = 1, 2,..., m) and electrode crossing width L. The electrode finger pattern of the output interdigital electrode is an inclined dispersion type, and the direction of the electrode finger of the output interdigital electrode is arranged so as to form an angle θ with respect to the electrode finger of the input interdigital electrode. Yes. The output interdigital electrode is the electrode cycle length Q along the direction perpendicular to the direction of the electrode fingers of the output interdigital electrode. _i (i = 1, 2, ..., m) and electrode crossing width L along the direction of the electrode fingers of the output interdigital electrode _P have. Electrode cycle length Q _i Each has a corresponding electrode period length P _i Is equal to the product of one of these and cosθ, and the electrode crossing width L _P Is equal to the product of the electrode crossing width L and secθ.
[0037]
If the input electrical signal S _i When one of (i = 1, 2,..., m) is applied to the input interdigital electrode, a surface acoustic wave is excited on the first piezoelectric substrate. This input electrical signal S _i Frequency f _i (i = 1, 2, ..., m) is the electrode period length P _i It corresponds to. The surface acoustic wave excited by the first piezoelectric substrate is transmitted to the second piezoelectric substrate through the upper end surface of the non-piezoelectric plate, and the electric signal E is output from the output interdigital electrode. _j Converted to (j = 1, 2, ..., n). Thus, on the upper end surface of the non-piezoelectric plate, the surface acoustic wave propagation path W between the input and output interdigital electrodes _j (j = 1, 2,..., n) is formed. At this time, the electric signal E _j Is the surface acoustic wave propagation path W _j Is correlated.
[0038]
In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention, a structure in which the third and fourth piezoelectric substrates, the signal concealing means, and the signal analyzer are newly provided is possible. In this case, the signal concealing means comprises an encoding interdigital electrode, a terminal interdigital electrode, a tip interdigital electrode, and a decoding interdigital electrode. The coded interdigital electrode is an assembly of electrode pairs and has a predetermined code pattern. In addition, two adjacent distances between the electrode pairs of the coded interdigital electrodes are expressed by the electrode period length P _i Is equal to one of The decoded interdigital electrode has a code pattern similar to that of the encoded interdigital electrode. In the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor having such a structure, if the surface acoustic wave propagation path W _j Touching one of the electrical signals E _j One of these is detected by the output interdigital electrode. This electrical signal E _j When one of these is applied to the coded interdigital electrode, a surface acoustic wave based on the code pattern of the coded interdigital electrode is excited on the third piezoelectric substrate. When this surface acoustic wave reaches the terminal interdigital electrode, an encoded burst signal correlated with the code pattern is detected. When the encoded burst signal is applied to the interdigital transducer at the tip, a surface acoustic wave is excited on the fourth piezoelectric substrate. When this surface acoustic wave reaches the decoded interdigital electrode, a pulse is detected and the phase of the pulse is detected by a signal analyzer. As a result, the surface acoustic wave propagation path W _j In other words, the contact position on the upper end surface of the non-piezoelectric plate is discriminated from the phase of the pulse. Further, by determining the contact position from the phase of the pulse, signal analysis is facilitated and the circuit configuration is simplified. Thus, according to the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention provided with the signal concealing means, it is possible to drive at multiple frequencies and to prevent leakage or theft of information by being attached to a computer. It is possible to prevent this, and the confidentiality of communication can be improved. Furthermore, the concealment of information can be further improved by using the concealment technique in the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention and the encoding technique by software together.
[0039]
The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of the present invention can have a structure in which two ultrasonic wave propagation means and two signal concealing means are provided. In this case, one of the ultrasonic wave propagation means corresponds to one of the signal concealment means, and the other ultrasonic wave propagation means corresponds to the other of the signal concealment means. In such a structure, the encoded interdigital electrodes of the two signal concealing means can have different code patterns. Therefore, when the multi-frequency drive ultrasonic signal processor of the present invention is attached to a computer, the confidentiality of information is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a multi-frequency driven ultrasonic signal processor according to the present invention.
[Figure 2] Output interdigital electrode R _x1 FIG.
3 is a cross-sectional view of the multi-frequency drive type ultrasonic signal processor of FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the multi-frequency drive ultrasonic signal processor of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a coded interdigital electrode 5;
FIG. 6 is a partially enlarged plan view of a coded interdigital electrode used in place of the encoded interdigital electrode 5 and the decoded interdigital electrode 9;
FIG. 7 is a block diagram showing a third embodiment of the multi-frequency drive ultrasonic signal processor of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a fourth embodiment of the multi-frequency drive ultrasonic signal processor of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a fifth embodiment of the multi-frequency drive ultrasonic signal processor of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Non-piezoelectric plate
2 First piezoelectric substrate
3 Second piezoelectric substrate
4 Third piezoelectric substrate
5 Encoded interdigital transducer
6 Interdigital electrode
7 Fourth piezoelectric substrate
8 Interdigital tip
9 Decoding interdigital electrode
10,11 switch
12 Signal analyzer
13 Amplifier
14, 15, 16, 17, 18 switches
Five _x ,Five _y Encoded interdigital electrode
6 _x , 6 _y Interdigital transducer
8 _x , 8 _y Interdigital tip electrode
9 _x , 9 _y Decoding interdigital electrode
13 _x ,13 _y amplifier
T _x1 , T _x2 , T _y1 , T _y2 Interdigital electrode for input
R _x1 , R _x2 , R _y1 , R _y2 Interdigital transducer for output

Claims

The information input means comprises an information input means and an information output means including a lock portion and a key portion, and the information input means is provided only when the lock portion and a key portion having a function connected to the lock portion have consistency. A multi-frequency driven ultrasonic signal processor that outputs information input via the information output means , wherein the information input means comprises a non-piezoelectric plate and at least one ultrasonic propagation means, The ultrasonic wave propagation means comprises at least one input interdigital electrode, at least one output interdigital electrode, and first and second piezoelectric substrates. The input interdigital electrode has a distributed electrode finger pattern. The electrode periodic length P _i (i = 1, 2,..., M) and the electrode crossing width L, the output interdigital electrode, the electrode finger pattern is an inclined dispersion type, The direction of the electrode finger of the output interdigital electrode is The output interdigital electrodes are arranged so as to form an inclination of an angle θ with respect to the electrode fingers of the interdigital electrodes, and the output interdigital electrodes are electrodes along a direction orthogonal to the direction of the electrode fingers of the interdigital electrodes for output period length _{Q i (i = 1, 2} , ..., m) and has an electrode cross width L _P along the direction of the electrode fingers of the output interdigital transducer, wherein the information output means, third and A fourth piezoelectric substrate and signal concealing means, the signal concealing means comprising an encoding interdigital electrode, a terminal interdigital electrode, a tip interdigital electrode, and a decoding interdigital electrode, the third piezoelectric substrate, The encoded interdigital electrode and the terminal interdigital electrode form the lock portion, and the fourth piezoelectric substrate, the tip interdigital transducer 8 and the decoded interdigital electrode form the key portion, and the encoded interdigital transducer. The electrode is an assembly of electrode pairs and has a predetermined code pattern Has two distance adjacent said electrode pair, the one equal of the interdigital periodicity P _i, said distal interdigital electrode, the electrode in the direction of the electrode fingers said coded IDT The interdigital electrodes for input are applied with one of the input electrical signals S _i (i = 1, 2,..., M) by applying the interdigital electrodes for input . 1 surface acoustic wave excited on the piezoelectric substrate has a function of propagating a surface acoustic wave in the second piezoelectric substrate via the upper end surface of the non-piezoelectric plate, the frequency f _i of the input electrical signal S _i ( i = 1, 2,..., m) corresponds to the electrode period length P _i , and the output interdigital electrode converts the surface acoustic wave into an electric signal E _j (j = 1, 2,. has a function of converting the n), the elastic sheet between the delay phase of the electric signal E _j is the non-piezoelectric plate said input and output interdigital electrodes in the upper end face of Wave propagation path _{W j (j = 1, 2} , ..., n) is correlated to the output interdigital transducer, only the electrical signal when in contact with one of the surface acoustic wave propagation path W _j A function of detecting a correlated one of E _j and applying it to the encoded interdigital electrode, wherein the encoded interdigital electrode is applied with the one correlated with the electric signal E _j Accordingly, the third piezoelectric substrate has a function of exciting a surface acoustic wave based on the code pattern to reach the terminal interdigital electrode, and the terminal interdigital electrode is excited by the third piezoelectric substrate. It has a function of detecting a surface acoustic wave as an encoded burst signal correlated with the code pattern and applying it to the tip interdigital electrode in a state in which the key portion is connected. By applying an encoded burst signal, 4 The piezoelectric substrate has a function of exciting surface acoustic waves to reach the decoded interdigital electrode, and the decoded interdigital electrode is separated from two adjacent distances of electrode pairs in the decoded interdigital electrode. and only when the code pattern coincides with the coded IDT has a function of detecting the surface acoustic wave excited on the fourth piezoelectric substrate as a pulse, wherein the pulse of the electrical signal E _j The multi-frequency drive ultrasonic signal processor is characterized in that the one of the surface acoustic wave propagation paths W _j is discriminated from the correlation with one .

A multi-frequency drive ultrasonic signal processor newly provided with a signal analyzer , wherein the signal analyzer detects a phase of the pulse, and the 1 of the surface acoustic wave propagation path W _j is detected from the phase. The multi-frequency drive ultrasonic signal processor according to claim 1, having a function of discriminating between the two .

A multi-frequency drive type ultrasonic signal processor provided with two of the ultrasonic propagation means and two of the signal concealing means, wherein one of the ultrasonic propagation means and the signal concealing means The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor according to claim 2, wherein one corresponds to the other, and the other of the ultrasonic wave propagation means corresponds to the other of the signal concealment means.

Each of the electrode cycle lengths Q _i is equal to the product of one of the corresponding electrode cycle lengths P _i and cos θ, and the electrode cross width L _P is equal to the product of the electrode cross width L and sec θ. The multi-frequency drive type ultrasonic signal processor according to 1, 2 or 3.

The multiplicity according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the first, second, third and fourth piezoelectric substrates are made of piezoelectric ceramic, and a direction of a polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to a thickness direction thereof. Frequency-driven ultrasonic signal processor.

The thicknesses of the first and second piezoelectric substrates are smaller than the minimum value of the electrode period length P _i , and the thickness of the non-piezoelectric plate is larger than three times the maximum value of the electrode period length P _i. The multifrequency drive type ultrasonic signal processor according to 1, 2, 3, 4 or 5.

7. The phase velocity of surface acoustic waves propagating to the non-piezoelectric plate itself is faster than the phase velocity of surface acoustic waves propagating to the first and second piezoelectric substrates themselves. The described multi-frequency drive type ultrasonic signal processor.