JP2005310093A - 抵抗膜式タッチパネルの評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速な評価処理が可能なタッチパネル評価装置を提供すること
【解決手段】 往復直線運動をするシリンダ部材と一体に連動し、被検査試料の平面を所定の間隔で打点する触圧ペンと、当該被検査試料を載置、固定する支持台と、前記シリンダ部材を駆動する制御手段と、前記被検査試料の検査結果判定手段とを有する抵抗膜式タッチパネルの評価装置において、前記触圧ペンが二次元的にマトリックス状に複数個配列されていることを特徴とする評価装置。
【選択図】 図５

Description

本発明は、タッチパネルの品質の評価装置に関し、特に、抵抗膜式タッチパネルの特性を検査する評価装置に関する。

近年、コンピュータの導入により、鉄道の駅や銀行等で端末のディスプレイを見ながら画面を指で操作したり、ペン等で入力するタッチパネルが一般化してきている。
タッチパネルは、当初、コンピュータの導入化を進めていた米国で、特に軍需用途への利用のための研究が盛んで、光学式、超音波式、電磁誘導式等のものが先行していた。
一方、日本では、１９７８年に抵抗膜式タッチパネル（以下、単にタッチパネルという。）が開発され、その後米国に渡って、これが主材料として軍需用途に使用された後、一般民生用製品の開発へとその経過をたどっている。
タッチパネルは、操作簡単の指入力用のマトリックス方式が主流で、切符の販売や、銀行のキャッシュ・ディスペンサ等に利用されていたが、昨今では、小型コンピュータやパーソナルコンピュータ用のペン入力の携帯端末に、小型ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）と一体となったアナログ入力のタッチパネルが主流となり、その生産も年々増大し、各メーカは大量生産に伴うその品質確保に再三の注意を払っている。
タッチパネルの品質評価の一つとしては、ペン入力に対する応答特性試験がある。
以下、アナログ入力式の抵抗膜式タッチパネル（以下、単にタッチパネルという。）の原理について簡単に説明する。
図１は、タッチパネルの応答特性を評価する評価装置の原理を説明するための図である。
図１（ａ）は、評価中の、タッチパネルの断面図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）の上面から視たＸ座標に対応する上部電極の平面図を示し、下面側に図１（ｃ）に示すようにＹ座標に対応する下部電極が貼合わされている。
図１（ａ）、（ｂ）において、２は被検査試料となるタッチパネルを示している。
タッチパネル２はＰＥＴ（ポリエチレンフタレート）フィルム部材２１１にＩＴＯ（酸化インジウム錫）の透明導電膜２１２が成膜された上部電極２１、ガラス部材２２１にＩＴＯ（酸化インジウム錫）の透明伝導膜２２２が成膜された下部電極２２、各電極から引き出されたフレキシブル・テイル（配線板）２３、およびエポキシ樹脂等のドットスペーサ２４等から構成されている。
前記下部電極２２の透明導電膜２２２の各面には、微細なマトリックス状に突設した複数のドットスペーサ２４が設けられ、それらを介して互いに非接触状態が保たれ、上部、下部電極２１、２２は互いに対面するように貼着されている。
図７は、ドットスペーサ部の拡大図である。
図７において、ｐはドット間のピッチ、ｑはドットの直径、ｔはドットスペーサの厚みを示す。因みに、一例として、ｐ＝３０００μｍ、ｑ＝５０μｍ、ｔ＝１０μｍとして構成されている。
前記上部電極２１の左右両端側ａ、ｂには、所定の電圧Ｅが印加されＸ軸方向の位置検出を可能としている。すなわち、触圧ペン２５が任意の点Ｐを打点すると上部のフィルム部材２１１の前記上部電極２１と下部のガラス部材２２２の前記下部電極２２とが、ドットスペーサ２４の座標域に接触し、電位の変化が生じ、下部電極２２を通じてその電位Ｖを測定することでＸ座標ｃを検出することができる。
いま、上部電極だけを取り出し、Ｘ座標についての電位分布を測定する。
図１（ｂ）において、Ｘ軸方向の電極である上部電極２２に電圧Ｅを印加し、入力部の抵抗をＲ、回路抵抗をｒ１およびｒ２として、所定の間隔で、Ｘ軸方向に触圧ペン２５を移動しながら、打点してゆき、各々入力した点の電圧（Ｅｃ）を上部電極２２で検出し、打点（入力）した値（アナログ値）をＡ／Ｄ変換器でデジタル値にしてＸ軸方向の位置を算出すると図２に示すような直線性を呈したグラフが得られる。
図２は、Ｘ座標についての電位分布を示す図である。
同様に、下部電極２２の上下両端側ｅ、ｆ（図１（ｃ）参照）に所定の電圧Ｅを印加し、前記触圧ペン２５をＹ軸方向に打点（入力）し、その電位の変化に対応する電位を測定してＹ座標を算出しプロットすることによりＹ座標についてのの電位分布も同様な直線性を呈したグラフが得られる。
図１（ｃ）は、上部電極２１と下部電極２２を組み合わせ、Ｘ、Ｙ軸方向の位置を検出する例を示す透視図である。
図１（ｃ）において、上部電極２１のＸ軸方向電極に電圧を印加して、下部電極２２を通してＸ軸方向の電位を検出し、下部電極２２のＹ方向に電圧を印加して、上部電極２１を介してＹ方向の電位を検出することによってＸ−Ｙ座標を求めることができる。
すなわち、上部電極２１の透明電導膜２１２および下部電極２２の透明電導膜２２２が打点によって互いに接触、押圧され電位が変化し、その電位を不図示の時分割検出回路を介してＸＹ軸方向の電位が交互に検出されＸＹ座標を割り出す方法である。
これによって、図２に示すリニアリティである（ΔＥ／Ｅ）×１００％および回路抵抗率である（ｒ１＋ｒ２）／（Ｒ＋ｒ１＋ｒ２）を算出することができる。
実際の検査においては、被検査試料であるタッチパネルの所定の複数のポイントに前記触圧ペンにて入力し、検出したＸ、Ｙ座標の位置での誤差ΔＥが測定される。測定されたデータを所定の算出プログラムがインストールされているコンピュータに入力することによって、リニアリティΔＥ／Ｅが算出され、図６で示すように、端子抵抗と、上、下部電極間の絶縁抵抗も含めて算出され、算出された値の合否を、所定の基準値を基にして判定手段によって判定する。
図６は、端子抵抗および絶縁抵抗の測定方法を示す図である。
以上、アナログ式の抵抗膜式タッチパネルの評価方法の一例を説明したが、従来、触圧ペンは図３（ａ）に示すようにＸＹプロッタ式に触圧ペン１本で一点ずつ打点しながら、データを検出していた（例えば、非特許文献１参照）。
以下、従来の評価装置の実施の形態について図を基に説明する。
説明の中で、往復直線運動をするシリンダ部材として、電気的なソレノイドを用いている（図４（ａ））が、空気圧でシリンダ部材を往復直線運動させる方法（図４（ｂ））もある。
図３は、従来の抵抗膜式タッチパネル評価装置の上面から視た図である。
図４は、往復直線運動をするシリンダ部材と一体に取付けられた触圧ペンを示す図である。
図３（ａ）は、１点打点式の評価装置の１例を示す図である。図３（ａ）において、３はＸＹプロッタである。３０は被検査試料の支持台である載置台で、３１は移動アームで、前記載置台３０に設けられた不図示のレールに沿ってＸ方向に摺動する。３２は移動台であって、前記移動アーム３１に抱持され、前記移動アーム３１に設けられたガイドレールｇに沿ってＹ方向に摺動する。当該移動台３２はソレノイド３３を把持している。
図４（ａ）はソレノイド可動によるシリング部材を示し、触圧ペン３６は、往復直線運動をするシリンダ部材である可動鉄心３５の先端に装着されている。当該触圧ペン３６は、ソレノイド３３への入力パルスに応じてＺ方向に反復バネを介して往復運動して、所定の基準位置に置かれた被検査試料３４に所定の圧力で一点一点打点を繰り返す。
図４（ｂ）は空気圧可動によるシリンダ部材を示し、触圧ペン３６は、Ｚ方向に往復直線運動をするシリンダ部材であるシリンダ３５Ａの先端に装着されている。当該触圧ペン３６は、空気注入口３８からパルス的に圧搾空気が注入され反復バネ３７に抗してシリンダ３５Ａを押し出し、所定の基準位置に置かれた被検査試料３４に所定の圧力で一点一点打点を繰り返す。打点が済むと反復バネ３７によって空気は排気孔３９から外部に排出される。
上記のような構成によって、制御手段である制御部Ｂの指示に従って、前記移動アーム３１、前記移動台３２はＸ、Ｙ方向に摺動し、それと共にソレノイド３３（触圧ペン）はＺ方向に動作し、被検査試料に打点を繰り返す。
すなわち、スタート点Ｐ_１から打点が始まり、Ｐ_２・・・Ｐ_ｎ、Ｑ_ｎ、Ｑ_ｎ−１・・・Ｑ_１・・・のような順に打点を繰り返えしてゆき、各点でのＸ、Ｙの電位が制御部Ｂ中の時分割回路にて検出され、制御部Ｂに含まれる算出プログラムによって座標が算出され、基準値を基に判定手段によって被検査試料の可否が判定される。
また、図３（ｂ）は、複数個のソレノイド（触圧ペン）を直線状（ライン）に配列したライン打点式評価装置を示す図である。
図３（ｂ）において、３２Ａはソレノイドを直線状に配列する支持部材で、載置台３０上をＸ方向に摺動する移動アーム３１に固定されている。
被検査試料３４は、所定の基準位置に動かぬように載置されている。はじめに、移動アーム３１は、直線状にソレノイドＳ_１から複数個並べられたソレノイドユニット３３Ａ（触圧ペン）が打点スタートライン位置である一列目の位置に停止している。制御部Ｂの指示に従って、各々時間差をもってソレノイドＳ_１から打点を開始し、Ｓ_２、Ｓ_３・・・と進み、被検査試料３４の所定の位置に対応するソレノイドＳ_ｎで打点を停止する。次に、移動アーム３１は、ソレノイドユニット３３Ａが二列目の位置に移動して停止し、ソレノイドＳ_ｎからＳ_ｎ−１、Ｓ_ｎ−２・・・の順に打点を繰り返して戻り、Ｓ_ｎで打点を停止し、その後、移動アーム３１は、ソレノイドユニット３３Ａが三列目の位置になるように移動して停止し、同様に打点を繰り返す。各打点時のＸ、Ｙ座標の測定、判定は前述した１点打点方式と同じである。
したがって、ライン打点式評価装置は、移動台３２の移動時間を必要としない分、１点打点式よりも打点効率が速くなり、打点効率が高くなる利点がある。
「タッチパネルの基礎と応用」テクノタイムズ社

しかしながら、昨今、大型のタッチパネルの出現によって、より高速の評価装置の必要性が生じ、特に、タッチパネルの大量生産ラインでは、前記１点打点式、ライン打点式の評価装置では、生産に追随できない不便が発生している。
本発明は、更に打点速度を改良し、高速な評価処理が可能な評価装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の手段によって達成される。
往復直線運動をするシリンダ部材と一体に連動し、被検査試料の平面を所定の間隔で打点する触圧ペンと、当該被検査試料を載置し、固定する支持台と、前記シリンダ部材を駆動する制御手段と、前記被検査試料の検査結果の可否を決定する判定手段とを有する抵抗膜式タッチパネルの評価装置において、前記触圧ペンが二次元的にマトリックス状に複数個配列されていることを特徴とする評価装置。

二次元的にマトリックス状に配列されたソレノイド（触圧ペン）で、被検査試料に打点することで、ソレノイドをＸＹ方向に移動させる機構も不要となり、打点ピッチ精度も向上し、且つ、評価時間も大幅に短縮される。

本発明の実施の形態の一例を図面に従って説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術範囲や用語の意義を限定するものではない。
図５は、本発明のタッチパネル評価装置の全体構成を示す模式図である。
図５（ａ）は装置の上部から視た平面図で、５図（ｂ）は図５（ａ）に示すＤＤ矢視の断面図である。
図５（ａ）、（ｂ）において、本発明の評価装置は、打点装置３Ａ、制御部Ｂ等からなり、３０Ａはタッチパネルである被検査試料３４を固定する載置台で、載置基準となる突当て部材３１Ａを備え、被検査試料３４は不図示の固定部材によって押止される。
ソレノイド配列板３２Ｂには、ソレノイド３３Ａが二次元的にマトリックス状に複数個配列され、固定されている。各ソレノイド３３Ａのシリンダ部材である可動鉄心３５Ａの先端には触圧ペン３６Ｂが装着され、当該触圧ペン３６Ｂはソレノイドと一体に連動して被検査試料３４に打点する。本実施の形態では、ソレノイド３３Ａのピッチは１０ｍｍとして構成されているが、被検査試料３４のサイズによっては当該ピッチを変更してもよい。
また、当該ソレノイド配列板３２Ｂは、前記載置台３０Ａと一体の支持台４０、４１に支持され、支持台４０とは蝶番４２を介して一体となっており、取手４３を持ち上げ、一点鎖線で示したように載置３０Ａ上を開放して、被検査試料３４を前記載置台３０Ａ上に載置および取外しできるようになっている。
Ｂは、ソレノイド３３Ａを駆動する制御手段および被検査試料３４の検査結果の可否を決定する判定手段、入力手段等を有する制御部である。Ｍはモニタで、測定されたデータからのリニアリティのグラフや判定による可否の結果等を表示する。
本実施の形態による評価装置によって、検査項目として、図１（ｂ）、図２で説明した方法でＸ−Ｙ座標の位置との誤差から電位分布のリニアリティ、回路抵抗率を算出し、図６で示すような端子抵抗Ｒ、絶縁抵抗Ｒも同時に測定できる。測定のデータは制御部Ｂで基準値と比較され、被検査試料品質の可否を判定することができる。
検査開始に当たって、予め、被検査試料３４のサイズに対応してソレノイド３３Ｂ（触圧ペン）の打点範囲が制御部Ｂから入力される。すなわち、指定された打点範囲のソレノイドのみが駆動することになる。
検査開始とともに、指定された範囲の各触圧ペン３３Ｂが順次打点を開始し、前述した時分割検出回路を介して、各座標の電位を測定する（実施の形態においては、打点時に触圧ペンが電極に触圧している時間は０．１秒で、この時間内で時分割検出回路がＸ、Ｙの電位を測定することになる）。したがって、本発明によって、従来のような、触圧ペンを支持する移動アームや移動台の移動時間を省くことが可能となり、測定時間は大幅に短縮される。
因みに、本発明のマトリックス状の打点方式と、従来の方式である、１打点式、ライン打点式との測定時間の比較テストを行った。
条件として、打点間隔：１０ｍｍ、打点数：１０（縦）×１０（横）、１打点時の触圧ペンと電極面との接触時間：０．１秒で行った結果、１打点方式では３０秒、ライン打点方式では１６秒、マトリックス状の打点方式では８秒の測定時間となった。
したがって、本発明によって大幅な測定時間の短縮が達成された。
なお、本発明の実施の形態においては、触圧ペンを往復直線運動をするソレノイドの可動鉄心に取付けたが、前述したように、空気圧等による往復直線運動をするシリンダ部材等に取付けてもよい。

タッチパネルの応答特性を評価する評価装置の原理を説明するための図である。 Ｘ座標についての電位分布を示す図である。 従来の抵抗膜式タッチパネル評価装置の上面から視た図である。 往復直線運動をするシリンダ部材と一体に取付けられた触圧ペンを示す図である。 本発明のタッチパネル評価装置の全体構成を示す模式図である。 端子抵抗および絶縁抵抗の測定方法を示す図である。 ドットスペーサ部の拡大図である。

符号の説明

２ タッチパネル
２１ 上部電極
２２ 下部電極
２４ ドットスペーサ
２５ 触圧ペン
３ ＸＹプロッタ
３０、３０Ａ 載置台
３１ 移動アーム
３３、３３Ｂ ソレノイド
３３Ａ ソレノイドユニット
３４ 被検査試料

Claims (4)

1. 往復直線運動をするシリンダ部材と一体に連動し、被検査試料の平面を所定の間隔で打点する触圧ペンと、当該被検査試料を載置し、固定する支持台と、前記シリンダ部材を駆動する制御手段と、前記被検査試料の検査結果の可否を決定する判定手段とを有する抵抗膜式タッチパネルの評価装置において、前記触圧ペンが二次元的にマトリックス状に複数個配列されていることを特徴とする評価装置。
2. 前記複数個配列された触圧ペンは、前記制御手段により各々時間差をもって打点するように制御されることを特徴とする請求項１に記載の評価装置。
3. 前記複数個配列された触圧ペンは、前記支持台と一体の支持部材に持着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の評価装置。
4. 前記複数個配列された触圧ペンは、ユニットとして前記支持部材に持着されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の評価装置。

Images