JP2004246657A

JP2004246657A - 座標検出装置

Info

Publication number: JP2004246657A
Application number: JP2003036368A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Minezaki; 重樹峯崎
Original assignee: Topre Corp
Current assignee: Topre Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: JP4190302B2

Abstract

【課題】簡素な構成によってタッチパネルのタッチ位置を検出可能な座標検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】仮想パネル５および差動増幅器７の一方の入力側端子と、タッチパネル２に備えられた抵抗膜１２のＸ軸方向、Ｙ軸方向の両端との接続を切り替えるアナログ切替スイッチ３、１３を備える。仮想パネル５は差動増幅器７の他の入力側端子に接続される。アナログ切替スイッチ３、１３によって切り替えられた各接続状態ごとにパルス発生器４によって差動増幅器７の２つの入力側端子にパルス信号を印加し、ピーク電圧保持部８、ＡＤ変換器９および位置算出部１０は差動増幅器７からの出力電圧のピーク電圧値を用いて、抵抗膜１２を指等で触れた際のタッチ位置を検出する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗膜を有するタッチパネルをタッチした際のタッチ位置を検出する座標検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公平１−１９１７６号公報
従来、コンピュータ等の機器に対して入力操作を行う際に、タッチパネルを指または入力ペン等で触れることによって入力操作を行うことができる座標検出装置がある。この座標検出装置は、指や入力ペン等によって触れられたタッチパネル上の位置を検出し、その検出した位置に応じてコンピュータ等に対して所定の入力指示を行うものである。
【０００３】
図８に示したブロック図を用いて従来の座標検出装置について説明する。
ガラス基板１１７と、ガラス基板１１７の表面に形成された抵抗膜１１２よりタッチパネル１００が構成される。抵抗膜１１２の左右上下の辺ＸＬ、辺ＸＲ、辺ＹＵおよび辺ＹＤが、それぞれフィードバック抵抗を有する入力増幅器１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄの入力側マイナス端子に接続される。
正弦波信号を発生させる正弦波発生器１０１が、入力増幅器１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄの入力側プラス端子に接続される。入力増幅器１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄの出力側の端子と入力側マイナス端子とがフィードバック抵抗によって接続されている。
【０００４】
また入力増幅器１０２Ａの出力端子はフィルタ１０３Ａに接続され、さらに加算器１０４Ａ、整流器１０５Ａ、平滑器１０６Ａを介してＡＤ変換器１０７に接続される。同様に入力増幅器１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄは、フィルタ１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄに接続され、さらに加算器１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ、整流器１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄおよび平滑器１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄを介してＡＤ変換器１０７に接続される。ＡＤ変換器１０７はＣＰＵ１０８に接続される。さらに正弦波発生器１０１は移相器１０９に接続され、移相器１０９は加算器１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄに接続される。
【０００５】
抵抗膜１１２を指等で触れると、身体のインピーダンスを通してアースへと電流が流れる。これにより、辺ＸＬ、辺ＸＲ、辺ＹＵ、辺ＹＤから、指等で触れた抵抗膜１１２上の点へ電流が流れる。４つの入力増幅器１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄが正弦波発生器１０１の出力に追従するときに、辺ＸＬ、辺ＸＲ、辺ＹＵ、辺ＹＤから指等で触れた抵抗膜１１２上の点へ流れる電流に比例した電圧が、各入力増幅器に備えられたフィードバック抵抗の両端にそれぞれ発生する。これらの各入力増幅器の出力は、フィルタ１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄによってフィルタリングが行われる。
【０００６】
移相器１０９において正弦波発生器１０１で発生した交流信号の位相を１８０度移相させ、移相させた交流信号とフィルタを通過した各信号とを加算器１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄにおいて加算する。これにより各フィルタの出力信号から、正弦波発生器１０１で発生させた信号を除去することができる。各加算器を通過した信号は、それぞれの加算器に接続された整流器１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄにおいて整流され、平滑器１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄによって平滑されて、信号の振幅に比例した直流レベルに変換される。これらの整流、平滑された信号が、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器１０７に入力され、変換されたデジタル信号をもとにＣＰＵ１０８によってタッチパネル１００上のタッチされた座標位置を算出する。このような座標検出装置として特公平１−１９１７６号記載のようなものがある。
【０００７】
また抵抗膜１１２の表面上において平等電界を得るために、図９に示すように抵抗膜１１２の辺ＸＲに接するように、基板１１８を半田点１２０において半田付けをすることによってガラス基板１１７上に実装する。基板１１８上には複数の抵抗器１１９が取り付けられており、複数の抵抗器１１９の一端は半田点１２０に接続され、他端は接続線１２１に接続される。接続線１２１は入力増幅器１０２Ｂに接続されている。抵抗膜１１２の辺ＸＬ、辺ＹＵおよび辺ＹＤについても上記の辺ＸＲの場合と同様に、それぞれの辺に対して抵抗器が取り付けられた基板がガラス基板上に半田付けによって実装される。
このように抵抗膜１１２の各辺それぞれについて複数の抵抗器を接続し、入力増幅器と接続することにより、抵抗膜１１２の表面上において平等電界を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の座標検出装置にあっては、タッチパネルの各辺のそれぞれに入力増幅器や加算器などを設けなければならず、部品点数が多くなり低コストな座標検出装置を提供することができないといった問題があった。
【０００９】
そこで本発明はこのような従来の問題点に鑑み、簡素な構成とした座標検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、基板上に抵抗膜を形成した座標入力用のパネル手段と、パネル手段に対して指示された位置の、一軸方向のみの位置を検出する位置検出手段と、パネル手段における所定の軸方向の両端と、位置検出手段との接続を切り替え可能な接続切替手段と、該接続切替手段によって位置検出手段と接続されたパネル手段の両端にパルス信号を印加するパルス発生手段とを有し、位置検出手段は、接続切替手段によって切り替えられたパネル手段との接続状態のうち少なくとも１以上の接続状態において、パルス発生手段によって印加されたパルス信号を用いてパネル手段に対して指示された位置の検出を行うものとした。
【００１１】
請求項２記載の発明は、位置検出手段が、パネル手段に対して指示された位置の検出処理を行う位置検出処理部と、差動増幅器とからなり、該差動増幅器のそれぞれの入力側端子は、接続切替手段によって切り替えられたパネル手段の所定の軸方向の両端が接続され、位置検出処理部は、差動増幅器からの出力に基づいてパネル手段に対して指示された位置の検出処理を行うものとした。
請求項３記載の発明は、差動増幅器の入力側端子の一端に、仮想パネルが接続され、接続切替手段は、パネル手段の所定の軸方向の両端の内どちらか一方を仮想パネルを介して差動増幅器に接続するものとした。
【００１２】
請求項４記載の発明は、仮想パネルが、パネル手段の抵抗値以上の抵抗値を有する抵抗器であるものとした。
請求項５記載の発明は、位置検出処理部は、差動増幅器から出力された信号のピーク値に基づいて、パネル手段に対して指示された位置の検出処理を行うものとした。
【００１３】
請求項６記載の発明は、パネル手段の周囲に、抵抗膜を線状に形成したパターン抵抗器が少なくとも１以上接続され、接続切替手段は、パターン抵抗器を介してパネル手段と、位置検出手段、差動増幅器または仮想パネルとを接するものとした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１に本発明における座標検出装置のブロック図を示す。
四角形状に形成されたガラス基板１７の表面に抵抗膜１２が形成され、さらに抵抗膜１２は図示しない透明膜によってオーバーコートされている。これらのガラス基板１７、抵抗膜１２および透明膜よりタッチパネル２が構成される。
抵抗膜１２の図中左右方向をＸ軸方向とし、上下方向をＹ軸方向とする。また抵抗膜１２のＸ軸方向右端の辺を辺ＸＲ、左端の辺を辺ＸＬとし、Ｙ軸方向の上端の辺を辺ＹＵ、下端の辺を辺ＹＤとする。抵抗膜１２のそれぞれの辺ＸＲ、辺ＸＬ、辺ＹＵ、辺ＹＤは、それぞれアナログ切替スイッチ１３およびアナログ切替スイッチ３に接続されている。抵抗膜１２は平等電界となっている。この抵抗膜１２において平等電界を形成するための構成については後段において詳細に説明する。
【００１５】
タッチパネル２の背面には図示しないモニタが配置され、モニタにはたとえば選択項目が表示される。使用者は、モニタに表示された選択項目をタッチパネル２越しに触れることによって、選択項目の選択を行う。
【００１６】
アナログ切替スイッチ１３は差動増幅器７の一方の入力側端子に接続され、アナログ切替スイッチ３は仮想パネル５を介して差動増幅器７の他方の入力側端子に接続される。
アナログ切替スイッチ１３は抵抗膜１２の辺ＸＬ、辺ＸＲ、辺ＹＵ、辺ＹＤのいずれかと、差動増幅器７との接続を切り替え、アナログ切替スイッチ３は辺ＸＬ、辺ＸＲ、辺ＹＵ、辺ＹＤのいずれかと、仮想パネル５との接続を切り替える。
【００１７】
仮想パネル５として、抵抗膜１２のＸ軸方向およびＹ軸方向の各抵抗値以上の抵抗値を有する抵抗器を設定する。
差動増幅器７の２つの入力側端子には、パルス発生器４が接続されている。なおパルス発生器４は差動増幅器７の２つの入力側端子に対し、それぞれ独立にパルス信号を印加するものである。
差動増幅器７の出力端子は、入力された電圧のピーク値を保持するピーク電圧保持部８、およびアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器９を介して位置算出部１０に接続される。位置算出部１０は入力された電圧値の信号を用いて、指等によってタッチされた抵抗膜１２上の位置の算出を行う。
【００１８】
アナログ切替スイッチ３、アナログ切替スイッチ１３、パルス発生器４およびピーク電圧保持部８は制御部６に接続されている。
アナログ切替スイッチ３、アナログ切替スイッチ１３は制御部６によってスイッチの切り替えが制御される。またパルス発生器４は制御部６からの指示により仮想パネル５と、アナログ切替スイッチ１３によって選択された端子に対して同時にパルス信号を印加し、ピーク電圧保持部８は制御部６からの指示により、差動増幅器７の出力電圧のピーク値を保持する。
【００１９】
次に図２を用いて、タッチパネル上の抵抗膜に触れた際のタッチ位置の検出方法について説明する。
図２は、図１におけるアナログ切替スイッチ３が抵抗膜１２の辺ＸＲと仮想パネル５とを接続し、アナログ切替スイッチ１３が辺ＸＬと差動増幅器７とを接続した状態を示すブロック図である。なお図２は、アナログ切替スイッチ３およびアナログ切替スイッチ１３等を省略してある。
抵抗膜１２の辺ＸＬ、辺ＸＲ間の抵抗値をＲとし、仮想パネル５の抵抗値をＲ’とする。なお本実施例において、仮想パネル５の抵抗値Ｒ’は抵抗膜１２の抵抗値Ｒよりも大きい抵抗値とする。
【００２０】
また図２は、差動増幅器７の２つの入力側端子に対してそれぞれ独立にパルス信号を印加するパルス発生器４を、パルス発生器４Ａおよびパルス発生器４Ｂのようにそれぞれの入力側端子ごとに分けて図示している。差動増幅器７の入力側端子のうち辺ＸＬに直接接続される側の入力側端子には抵抗器１８Ａを有するパルス発生器４Ａが、また差動増幅器７の他方の入力側端子には抵抗器１８Ｂを有するパルス発生器４Ｂが接続される。ここで抵抗器１８Ａの抵抗値をＲ１、抵抗器１８Ｂの抵抗値をＲ２とし、本実施例においては抵抗値Ｒ１、Ｒ２は同じ値とする。
【００２１】
パルス発生器４Ａ、４Ｂが発生させるパルス信号の電圧値をＶｔとし、制御部６からの指示によって常時パルス信号を出力している。
また差動増幅器７の辺ＸＬに直接接続される側の入力側端子に入力される電圧値をＶａとし、差動増幅器７の他方の入力側端子に入力される電圧値をＶｂとする。
【００２２】
抵抗膜１２を指１５で触れた際の位置をタッチ点Ｐとし、タッチ点Ｐでの電圧値をＶｃとする。タッチ点Ｐから辺ＸＬまでの抵抗値をＲａとし、タッチ点Ｐから辺ＸＲまでの抵抗値をＲｂとする。また抵抗膜１２の辺ＸＬ、辺ＸＲ間の抵抗値はＲなので、Ｒ＝Ｒａ＋Ｒｂが成立する。
【００２３】
抵抗膜１２を触れていないときは、抵抗膜１２に電流が流れないので電圧Ｖａと電圧Ｖｂとの電圧波形が同じとなり、差動増幅器７の出力はゼロとなる。
抵抗膜１２を指１５で触れると人体のインピーダンスによって静電容量Ｃが発生し、人体のインピーダンスを通じて抵抗膜１２のタッチ点Ｐから人体に向かい電流が流れるため、静電容量Ｃの充電によりＶｃが上昇する。このときの電圧Ｖｃは、
【数１】

となる。ここで、ｔは時間を表し、ｅは自然数の底を表す。
【００２４】
このときの電圧Ｖａ、Ｖｂは、
【数２】

となる。
よって差動増幅器７の出力電圧をＶとすると、
Ｖ＝（Ｖｂ―Ｖａ）×アンプ増幅率（４）
となる。
上記のようにアナログ切替スイッチ３が抵抗膜１２の辺ＸＲと仮想パネル５とを接続し、アナログ切替スイッチ１３が辺ＸＬと差動増幅器７とを接続した状態を接続パターン１とし、そのときの差動増幅器７の出力電圧をＶ（ＸＲ）とする。
【００２５】
他の接続パターンは図３に示すように、アナログ切替スイッチ１３が辺ＸＲを、アナログ切替スイッチ３が辺ＸＬを接続しているときを接続パターン２とし、そのときの差動増幅器７の出力電圧をＶ（ＸＬ）とする。またアナログ切替スイッチ１３が辺ＹＵを、アナログ切替スイッチ３が辺ＹＤを接続しているときを接続パターン３とし、そのときの差動増幅器７の出力電圧をＶ（ＹＤ）とする。さらにアナログ切替スイッチ１３が辺ＹＤを、アナログ切替スイッチ３が辺ＹＵを選択しているときを接続パターン４とし、そのときの差動増幅器７の出力電圧をＶ（ＹＵ）とする。
【００２６】
ピーク電圧保持部８は、上記４つの接続パターンにおける差動増幅器７の出力電圧Ｖ（ＸＲ）、Ｖ（ＸＬ）、Ｖ（ＹＤ）およびＶ（ＹＵ）のピーク電圧値を保持し、そのピーク電圧値はＡＤ変換器９を介して位置算出部１０に伝達される。
位置算出部１０は、入力された電圧Ｖ（ＸＲ）、Ｖ（ＸＬ）、Ｖ（ＹＤ）およびＶ（ＹＵ）のピーク電圧値を用いて、抵抗膜１２上のタッチ点Ｐの位置を算出する。
【００２７】
次に、タッチパネル１００上におけるタッチ点ＰのＸ軸方向の位置の算出について説明する。
Ｘ軸方向のタッチ点Ｐの位置を求めるため、アナログ切替スイッチ３およびアナログ切替スイッチ１３の接続パターン１、２の時に検出された差動増幅器７の出力Ｖ（ＸＲ）、Ｖ（ＸＬ）のピーク電圧値を点Ｐの位置を算出する際の比として用いる。よって、タッチ点ＰのＸ表示位置は下記のように表すことができる。
｛Ｖ（ＸＲ）／（Ｖ（ＸＲ）＋Ｖ（ＸＬ））｝×（表示分解能）（５）
ここで表示分解能とは図４に示すように、タッチパネル２の背面に設置されたモニタにおけるＸ軸方向のモニタ表示分解能と、仮想パネル５の仮想表示分解能とを加算したものである。仮想表示分解能は、抵抗膜１２のＸ軸方向の抵抗値ＲとモニタのＸ軸方向の表示分解能の比と、仮想パネル５の抵抗値Ｒ’と仮想表示分解能との比とが同じとなるように設定する。
なお図４における抵抗膜１２と仮想パネル５の面積の大きさは、それぞれの抵抗値Ｒ、抵抗値Ｒ’の大きさに対応している。
【００２８】
抵抗膜１２を指１５で触れていないときには、静電容量Ｃが発生しないため抵抗膜１２上に電流が流れない。よってＶａ、Ｖｂは同じ値となり、差動増幅器７の出力はゼロとなる。また差動増幅器７の出力がゼロである他の場合として、図４に示すように抵抗膜１２と仮想パネル５のＸ軸方向におけるパネル全体の抵抗の中心（以下、パネル全体中心）を触れている場合がある。
抵抗膜１２のＹ軸方向のタッチＰ点の表示位置についても上記と同様に式（５）に準じて算出することができる。よってタッチＰ点の抵抗膜１２上の位置を算出することができる。
【００２９】
次に個人差によって静電容量Ｃにばらつきがある際の、タッチ点の検出について図５、図６を用いて説明する。
なお図５は、図３における接続パターン１の接続状態を示し、図６は図３における接続パターン２の接続状態を示す。なお図５、６は、抵抗膜１２、仮想パネル５および差動増幅器７以外の部分については省略して図示する。
図５において、静電容量Ｃが平均的な人が抵抗膜１２を指で触れた際のタッチ位置をタッチ点Ｐとし、そのときの差動増幅器７の出力電圧をＶ（ＸＲ）とする。
【００３０】
静電容量の大きい人が、静電容量が平均的な人と同じタッチ点Ｐを触れた場合、差動増幅器７からの出力電圧はＶ’（ＸＲ）となる。このＶ’（ＸＲ）は、Ｖ（ＸＲ）よりも大きい値となる。よって静電容量が大きい人が実際にはタッチ点Ｐを触れたにもかかわらず、あたかもパネル全体中心からタッチ点Ｐまでの距離よりも遠いタッチ点Ｐ’を触れたかのような電圧値Ｖ’（ＸＲ）が、差動増幅器７から出力される。このＶ’（ＸＲ）とＶ（ＸＲ）の関係は次式によって表すことができる。
Ｖ’（ＸＲ）＝Ｖ（ＸＲ）＋Ｇ（ＸＲ）（６）
なおＧ（ＸＲ）は、静電容量が普通の人と静電容量が大きい人における差動増幅器７の出力電圧のずれ量とする。
【００３１】
上記の接続状態と同様に、アナログ切替スイッチ１３、３の切り替えを図３の接続パターン２の状態にした場合、図６に示すように静電容量が平均的な人が抵抗膜１２を指で触れた際のタッチ位置をタッチ点Ｐとし、そのときの差動増幅器７の出力電圧をＶ（ＸＬ）とする。
【００３２】
静電容量の大きい人が、静電容量が平均的な人と同じタッチ点Ｐを触れた場合、差動増幅器７からの出力電圧はＶ’（ＸＬ）となる。このＶ’（ＸＬ）は、Ｖ（ＸＬ）よりも大きい値となる。よって静電容量が大きい人が実際にはタッチ点Ｐを触れたにもかかわらず、あたかもパネル全体中心からタッチ点Ｐまでの距離よりも遠いタッチ点Ｐ’’を触れたかのような電圧値Ｖ’（ＸＬ）が、差動増幅器７から出力される。このＶ（ＸＬ）とＶ’（ＸＬ）の関係は次式によって表すことができる。
Ｖ’（ＸＬ）＝Ｖ（ＸＬ）＋Ｇ（ＸＬ）（７）
なおＧ（ＸＬ）は、静電容量が普通の人と静電容量が大きい人における差動増幅器７の出力電圧のずれ量とする。
【００３３】
静電容量が大きい人が抵抗膜１２に触れた場合、実際のタッチ点よりもパネル中心から遠い位置を触れているような電圧値が差動増幅器７から出力される。仮想パネルを追加したことにより、実際のタッチ点Ｐよりも抵抗膜１２上の同じ方向（図５、６において、図中左側方向）にずれたタッチ点Ｐ’およびタッチ点Ｐ’’を触れているかのような電圧値が差動増幅器７から出力される。
【００３４】
このように、抵抗膜１２の接続パターン１および接続パターン２の状態においてタッチ点のずれ方向が同じ、すなわち差動増幅器７の出力電圧値が、静電容量が普通の人に比べて双方の接続状態において増加することにより、差動増幅器７の出力電圧値を用いてタッチ点の位置を算出する際の計算上の比が、静電容量の大小にかかわらず一定となる。よって次式が成り立つ。

よって静電容量に差があったとしても、差動増幅器７の出力電圧のピーク電圧値と式（５）を用いることにより、タッチ点の位置を正確に算出することができる。
【００３５】
また静電容量が普通の人よりも小さい人の場合、実際のタッチ点よりもパネル全体中心に近い位置を触れているかのような電圧値が差動増幅器７から出力される。よって接続パターン１、２の接続状態において、差動増幅器７の出力電圧値が静電容量が普通の人に比べて減少することにより、上記と同様に差動増幅器７の出力電圧値と式（５）を用いてタッチ点の位置を算出することができる。
なお、抵抗膜１２のＹ軸方向のタッチ点の位置算出についても、上記Ｘ軸方向のタッチ点の位置算出と同様に行うことができる。
【００３６】
次に、図７を用いてタッチパネル２における平等電界について説明する。
まず抵抗膜１２の辺ＸＲ側について説明する。
タッチパネル２は抵抗膜１２の表面全体にわたって平等電界を得るため、抵抗膜１２と、抵抗膜１２の辺ＸＲとアナログ切替スイッチ３、１３をつなぐ接続線２１との間に複数本のパターン抵抗器１９を備えている。このパターン抵抗器１９は、抵抗膜をガラス基板１７の全面に蒸着させた後、タッチパネル２の背面に設置されたモニタの有効表示部分以外の外側部分において、抵抗膜にエッチング処理を行うことによって線状に形成される。パターン抵抗器１９のそれぞれの一端は抵抗膜１２の辺ＸＲに接続されている。
【００３７】
一方、パターン抵抗器１９の他端は導電印刷線２０によってそれぞれが接続され、導電印刷線２０は接続線２１に接続される。
線状に形成されたパターン抵抗器１９の抵抗値は、そのパターンの幅や長さによって決定され、辺ＸＲの全域において平等電界が得られるように各部の抵抗値を設定する。このパターン抵抗器１９の抵抗値は実験的に求めてもよく、また計算によって求めることもできる。
【００３８】
抵抗膜１２の辺ＸＬ、辺ＹＵ、辺ＹＤについても上記辺ＸＲに備えられたパターン抵抗器１９と同様に、線状の抵抗膜によってパターン抵抗器が形成される。
以上のように抵抗膜１２の各辺に、抵抗膜を線状に形成したパターン抵抗器１９を備えることにより、抵抗膜１２の表面全体にわたって平等電界を得ることができる。
【００３９】
なお本実施例において、タッチパネル２が本発明におけるパネル手段を構成し、差動増幅器７、ピーク電圧保持部８、ＡＤ変換器９および位置算出部１０が本発明における位置検出手段を構成する。またアナログ切替スイッチ３、１３が本発明における接続切替手段を構成し、パルス発生器４がパルス発生手段を構成する。さらにピーク電圧保持部８、ＡＤ変換器９および位置算出部１０が本発明における位置検出処理部を構成する。
【００４０】
本実施例は以上のように構成され、アナログ切替スイッチ３、１３によってタッチパネル２と仮想パネル５および差動増幅器７との接続状態を切り替え、各接続状態ごとの差動増幅器７の出力電圧のピーク電圧値を基に、抵抗膜１２を指１５等で触れた際のタッチ位置を検出することができる。
アナログ切替スイッチ３、１３を設けたことにより、タッチ位置を検出するための差動増幅器７、ピーク電圧保持部８、ＡＤ変換器９および位置算出部１０をタッチパネル２の各辺それぞれに備える必要がない。
【００４１】
また仮想パネルを備えたことにより、抵抗膜１２を指等で触れた際に静電容量に差があったとしても正確にタッチ位置の検出を行うことができる。
ピーク電圧保持部８によって差動増幅器７からの出力電圧のピーク電圧値を保持し、ピーク電圧値を用いてタッチ位置の検出を行うことにより、パルス信号の平滑化等を行う必要なく、タッチ位置の検出をすばやく行うことができる。
【００４２】
さらにタッチパネル２にノイズが発生したとしても、差動増幅器７の２つの入力側端子にノイズ信号が入力されるので、差動増幅器７によってノイズが除去される。よってノイズの影響を受けにくくなり正確にタッチ位置の検出を行うことができる。
また、平等電界を得るために抵抗膜１２の周囲に接続する抵抗器として、抵抗膜を線状に形成したパターン抵抗器１９を用いたので、複数の抵抗器を備える必要がなくなり部品点数を少なくすることができ、さらにタッチパネル２に押圧が加わりたわみが生じたとしても、パターン抵抗器１９がガラス基板１７上から剥がれてしまうことがない。
【００４３】
なお本実施例において、静電容量に変動がある指１５によって抵抗膜１２を触れるものとしたが、指１５の替わりに静電容量に変動のない入力ペン等を用いる場合には、仮想パネルを付加しなくてもよい。
また、線状に形成した抵抗膜をパターン抵抗器１９として抵抗膜１２の周囲に接続して平等電界を得るように構成したタッチパネルを、他の静電容量式の座標検出装置や抵抗膜方式の座標検出装置に適用することができる。
本実施例において、ガラス基板１７の全面に蒸着させた抵抗膜にエッチング処理を行うことによってパターン抵抗器１９を形成するものとしたが、これに限定されず他の技術を用いてパターン抵抗器を形成するようにしてもよい。
【００４４】
さらに差動増幅器７において、使用環境や製品の個体差によって増幅率のばらつきが想定される場合や、タッチ位置の検出を行う際に所定以上の分解能が必要な場合には、差動増幅器７の出力端子側にゲインコントロール回路などを付加してもよく、さらにＡＤ変換器９の出力値等からゲインコントロール回路の増幅率を可変としてもよい。
また式（５）における表示分解能は、たとえば実際の表示分解能の２倍の値を設定するなど適宜値を変更して設定してもよい。
なお上記実施例に示した座標検出装置の回路構成に限定されず、本発明の基本概念から逸脱せずに、たとえば差動増幅器７の入力側端子にコンデンサを接続するなど種々の変更がなされ得ることは明らかである。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したとおり請求項１記載の発明によれば、接続切替手段によって、一軸方向のみの位置を検出することができる位置検出手段とパネル手段との接続を切り替えて、位置検出手段によってパネル手段に対して指示された位置の検出を行う。このように接続切替手段を備えたことにより、パネル手段に対して指示された位置を検出するために、パネル手段の複数の軸方向の両端に位置検出手段を接続する必要がなく、座標検出装置の構成の簡素化を図ることができる。
【００４６】
請求項２記載の発明によれば、パネル手段の両端に差動増幅器を接続することにより、パネル手段にノイズが発生したとしても差動増幅器の２つの入力側端子にノイズが入力され、差動増幅器の出力はノイズが除去された出力となる。よってパネル手段に対して指示された位置を検出する際に、ノイズの影響を受けにくくなり正確に位置検出を行うことができる。
【００４７】
請求項３記載の発明によれば、パネル手段に仮想パネルを接続したことにより、パネル手段に触れた際に静電容量に変動があった際にも、正確にパネル手段に対して指示された位置を検出することができる。
請求項４記載の発明によれば、パネル手段の抵抗値以上の抵抗値を有する抵抗器を仮想パネルとして設定することにより、パネル手段に触れた際に静電容量に変動があっても、正確にパネル手段に対して指示された位置をより正確に検出することができ、さらに仮想パネルの抵抗値を所定の値に容易に設定できる。
【００４８】
請求項５記載の発明によれば、位置検出処理部は、差動増幅器から出力された信号のピーク電圧値に基づいて、パネル手段に対して指示された位置の検出処理を行う構成としたので、パルス信号の平滑化等を行う必要がなく、位置検出の処理速度を向上させることができる。
請求項６記載の発明によれば、抵抗膜を線状に形成したパターン抵抗器をパネル手段の周囲に接続したことにより、パネル手段の表面上において容易に平等電界を得ることができ、また複数の抵抗器を実装する必要がないので部品点数を少なくすることができる。さらにパネル手段に押圧が加わりたわみが生じたとしても、平等電界を得るためのパターン抵抗器がパネル手段の基板上から剥がれてしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例を示す図である。
【図２】回路構成の概略を示す図である。
【図３】アナログ切替スイッチの接続状態を示す図である。
【図４】抵抗膜および仮想パネルと表示分解能との関係を示す図である。
【図５】静電容量に差がある場合の差動増幅器の出力電圧とタッチ位置との関係を示す図である。
【図６】静電容量に差がある場合の差動増幅器の出力電圧とタッチ位置との関係を示す図である。
【図７】タッチパネルの詳細を示す図である。
【図８】従来の座標検出装置を示す図である。
【図９】タッチパネルの詳細を示す図である。
【符号の説明】
１座標検出装置
２タッチパネル
３、１３アナログ切替スイッチ
４パルス発生器
５仮想パネル
６制御部
７差動増幅器
８ピーク電圧保持部
９ＡＤ変換器
１０位置算出部
１２抵抗膜
１５指
１６コンデンサー
１７ガラス基板
１８抵抗器
１９パターン抵抗器
２０導電印刷線
２１接続線

Claims

基板上に抵抗膜を形成した座標入力用のパネル手段と、
前記パネル手段に対して指示された位置の、一軸方向のみの位置を検出する位置検出手段と、
前記パネル手段における所定の軸方向の両端と、前記位置検出手段との接続を切り替え可能な接続切替手段と、
該接続切替手段によって前記位置検出手段と接続された前記パネル手段の両端にパルス信号を印加するパルス発生手段とを有し、
前記位置検出手段は、前記接続切替手段によって切り替えられる前記パネル手段との接続状態のうち少なくとも１以上の接続状態において、前記パルス発生手段によって印加されたパルス信号を用いて前記パネル手段に対して指示された位置の検出を行うことを特徴とする座標検出装置。
前記位置検出手段は、前記パネル手段に対して指示された位置の検出処理を行う位置検出処理部と、差動増幅器とからなり、
該差動増幅器のそれぞれの入力側端子は、前記接続切替手段によって切り替えられた前記パネル手段の所定の軸方向の両端が接続され、
前記位置検出処理部は、前記差動増幅器からの出力に基づいて前記パネル手段に対して指示された位置の検出処理を行うことを特徴とする請求項１記載の座標検出装置。
前記差動増幅器の入力側端子の一端に、仮想パネルが接続され、
前記接続切替手段は、前記パネル手段の所定の軸方向の両端の内どちらか一方を前記仮想パネルを介して前記差動増幅器に接続することを特徴とする請求項２記載の座標検出装置。
前記仮想パネルは、前記パネル手段の抵抗値以上の抵抗値を有する抵抗器であることを特徴とする請求項３記載の座標検出装置。
前記位置検出処理部は、前記差動増幅器から出力された信号のピーク値に基づいて、前記パネル手段に対して指示された位置の検出処理を行うことを特徴とする請求項２、３および４記載の座標検出装置。
前記パネル手段の周囲に、前記抵抗膜を線状に形成したパターン抵抗器が接続され、
前記接続切替手段は、前記パターン抵抗器を介して前記パネル手段と、前記位置検出手段、差動増幅器または前記仮想パネルとを接続することを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の座標検出装置。