JP2006106840A

JP2006106840A - タッチパネル用制御ユニット及びタッチパネル

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Publication number: JP2006106840A
Application number: JP2004288667A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Matsumoto; 宏隆松本; Junichi Kawada; 潤一川田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【目的】タッチパネル用制御ユニットの動作状況を自己診断する技術を提案する。
【構成】第1の駆動方式で駆動される第1のタッチパネルと第2の駆動方式で駆動される第2のタッチパネルとを制御する制御ユニットであって、第1の駆動方式に対応する第1の制御回路部、第2の駆動方式に対応する第2の制御回路部、第1のタッチパネル及び前記第2のタッチパネルを連結可能なコネクタ、該コネクタへ連結されたタッチパネルの駆動方式を特定する駆動方式特定部、該駆動方式特定部により特定された駆動方式に基づき制御回路部を選択する第1の選択部、選択された制御回路部に含まれる全てのスイッチ素子の動作状態を診断する診断部を備えてなる。
【選択図】図１

Description

本発明はタッチパネル用制御ユニットに関する。更に詳しくは抵抗膜方式を採用するタッチパネルにおいてその制御回路部を自己診断可能なタッチパネル用制御ユニットに関する。

ＰＯＳシステムをはじめとするコンピュータシステムの対人インターフェースとしてタッチパネルが使用されている。このタッチパネルの駆動方式として抵抗膜方式があり、この方式には４線式抵抗膜方式と５線式抵抗膜方式とがある。タッチパネルの使用目的及び使用態様等に応じて、その特性が反映されるように駆動方式が選択される。
従来では、選択されたタッチパネル駆動方式に対応して専用の制御ユニットが準備されていた。
本件に関連する技術として特許文献１を参照されたい。
特開平5-298027号公報

タッチパネルは現在のPOSシステムにおいて非常に重要な入力デバイスであり、制御ユニット自体に不具合があるとタッチパネルを駆動することができなくなり業務の継続に支障が生じる。しかしながら、タッチパネル用制御ユニットの動作状況を自己診断する技術は提案されていない。
タッチパネル用制御ユニットになんらかの入力不良など不都合が発生した場合、その原因としてソフト的エラーとハード的エラーが考えられる。その原因を特定することはメンテナンス作業からみて重要である。原因によってメンテナンス担当者が異なるからである。従って、ハード的エラーの診断に着目すれば、タッチパネル用制御ユニットの不具合がハード的エラーにあるか否かを確実に診断する必要が生じる。そのため、本発明者らは制御ユニットの制御回路部のスイッチ素子に着目した。制御回路部に含まれる全てのスイッチ素子を診断すれば、実質的に当該制御回路部の全配線へ検査信号を入力することになるからである。
特に、一つの制御ユニットで複数種類のタッチパネルの制御を実行しようとする場合、制御回路部の構成が複雑になるので、不具合原因解明のためには制御回路部に含まれる全てのスイッチ素子について検証を行う必要が生じる。
この発明は、かかる課題を解決すべくなされたものである。

即ち、第1の駆動方式で駆動される第1のタッチパネルと第2の駆動方式で駆動される第2のタッチパネルとを制御する制御ユニットであって、
前記第1の駆動方式に対応する第1の制御回路部、
前記第2の駆動方式に対応する第2の制御回路部、
前記第1のタッチパネル及び前記第2のタッチパネルを連結可能なコネクタ、
該コネクタへ連結されたタッチパネルの駆動方式を特定する駆動方式特定部、
該駆動方式特定部により特定された駆動方式に基づき制御回路部を選択する第1の選択部、
選択された制御回路部に含まれる全てのスイッチ素子の動作状態とそれによって生じるタッチパネルの状態を診断する診断部を備えてなるタッチパネル用制御ユニット。

このように構成されたタッチパネル用制御ユニットによれば、制御回路部に含まれる全てのスイッチ素子の動作状況が診断される。これにより、タッチパネル用制御ユニットに不具合が発生したとき、その原因が制御ユニットの制御回路部のハード要素にあるか否かを明確に診断することが可能になる。なお、制御ユニットのマイクロコントローラのハード的なエラーも考えられるがその原因を究明することは困難であるしまたマイクロコントローラのエラーはソフト的なエラーとしてのメンテナンス対象となる。更には、制御ユニットのハード的なエラーとしてコネクタのエラーも考えられるが、コネクタの各ピンは制御回路部の各スイッチ素子に接続されているのでこれにエラーが発生したときは制御回路部のスイッチ素子のエラーとして検出されることとなる。
制御回路部のハード要素に原因があることに確証がもてれば制御ユニットを交換することとなるが、これが不明な場合には制御ソフトの診断が必要になるなどその原因究明に手間がかかってしまう。つまり、原因が明確になればそれに対する対処も容易になるので、メンテナンスの点から好ましく、メンテナンス費用の削減につながる。

第２の局面の発明によれば、前記第１の制御回路部及び前記第２の制御回路部は押下検出用の第１のスイッチ素子を備え、
前記診断部は前記第１のスイッチ素子をオン状態としたときの端末の出力と、
前記タッチパネルから電荷を除去した後、前記スイッチ素子をオフ状態としたときの前記端末の出力と、に基づき前記第１のスイッチ素子の動作状況を診断する。
これにより、制御回路部の診断がより確実に行われることとなる。

第３の局面の発明によれば、５線式抵抗膜方式のタッチパネルの場合、タッチパネルの電源側抵抗膜へ電荷を除去するための線を結合する。
これにより５線式抵抗膜方式のタッチパネルにおいて、タッチパネルを何ら操作することなくその制御回路部の自己診断が可能になる。

以下、この発明の構成要素について説明する。
（タッチパネル）
本発明が対象とする抵抗膜駆動方式のタッチパネルには大きくわけて、４線式抵抗膜方式（以下、「４線式」と略することがある）と５線式抵抗膜方式（以下、「５線式」と略することがある）とが提案されている。４線式抵抗膜方式のものの特性は位置精度の正確さである。他方、５線式抵抗膜方式のものの特性は耐久性の高さである。従って、ユーザは当該特性を考慮して駆動方式のものを任意に選択することができる。４線式と同一動作原理を用いるものとして８線式抵抗膜方式のものも知られている。当該８線式抵抗膜方式のものも本明細書では４線式のものと同等に扱われる。

（制御回路部）
制御回路部はタッチパネルの動作を制御するものである。
タッチパネルでは４線式及び５線式ともに２枚の抵抗膜が間隔をあけて配置されており、上側の抵抗膜へ利用者がタッチすると当該タッチされた位置において２枚の抵抗膜が接触する。そのときの電圧変化から、タッチされた位置が特定される。
位置を特定するには、抵抗膜のＸ方向及びＹ方向の座標の特定が必要となる。
４線式の場合、電圧変化を生じさせるために各方向に２つのスイッチが配置され（計４つ）、さらに2枚の抵抗膜の接触・非接触を検知するために１つのスイッチが配設される。

一方、5線式の場合は電圧変化を生じさせるために下部抵抗膜の四隅にある４つの電極の内、３つの電極にそれぞれ２つのスイッチが配設され（計６つ）、残り１つの電極に１つのスイッチが配設される。更に4線式と同様、2枚の抵抗膜の接触・非接触を検知するために上部抵抗膜に１つのスイッチが配設される。
この発明の一つの局面では、制御回路部における当該スイッチ部の共有を図ることにより、安価な制御ユニットの提供を目指している。
勿論、制御ユニット中に４線式用の制御回路部と５線式用の制御回路部を独立して設けておいて、後述する駆動方式特定部の特定結果に基づいていずれか一方のみを動作させるようにすることも本発明に範囲に含まれる。

（コネクタ）
コネクタは複数のピンを有し、タッチパネルへ連結される。コネクタの所定のピンはスイッチ部に連結しており、スイッチ部のオン・オフに同期して信号が入力され、タッチパネルへの電圧の印加が制御される。また、タッチパネルの出力もコネクタの所定のピンを介して制御ユニットへ入力され、そこで解析される。
この発明で用いられるコネクタは第１の駆動方式の第１のタッチパネル及び第２の駆動方式の第２のタッチパネルのいずれにも接続可能である。

（駆動方式特定部）
駆動方式特定部はいずれかのタッチパネルが連結されたコネクタの第１のピンへ信号を入力し、第２のピンからの出力を検出してコネクタに連結されたタッチパネルの駆動方式を特定する。
コネクタの第１のピンに対する信号入力は、実施例のように駆動回路部の所定のスイッチをオン・オフすることにより行うことができる。この信号として、実施例では抵抗膜の電極に対する電圧のハイ・ロウを採用している。
コネクタの第２のピンからの出力信号を検出し、これを解析することにより、コネクタに連結されたタッチパネルの駆動方式を特定することができる。例えば、所定のスイッチをオンとし第１のピンから電圧が印加されたとき、第２のピンで検出される信号が４線式タッチパネルではハイになり、５線式タッチパネルではロウになるものであるとき、コネクタに連結されたタッチパネルの駆動方式は当該所定のスイッチをオンとして第２のピンの出力を検出することにより特定されることがわかる。

上記の他にもタッチパネルの駆動方式を特定することができる。例えば、駆動方式の異なる第１のタッチパネルと第２のタッチパネルにおいてある部分の抵抗値が異なっているとき、当該部分の抵抗値を測定することにより、第１のタッチパネルと第２のタッチパネルとを峻別可能である。この場合、当該部分へ印加する電圧がコネクタの第１のピンへの入力信号となり、降下電圧値が第２のピンへ現れる出力信号となる。

以下、この発明を実施例に基づき詳細に説明する。
図１はこの発明の実施例の制御ユニット１の構成を示すブロック図である。
図１に示すとおり、実施例の制御ユニット１は制御回路部１０、コネクタ２０、マイクロコントローラ５０を備えてなる。
コネクタ２０には４線式抵抗膜方式のタッチパネル２４及び５線式抵抗膜方式のタッチパネル２５のいずれか一方が選択的に接続される。

（４線式タッチパネル２４の動作原理）
はじめに、４線式のタッチパネル２４の動作原理を図２に基づき説明する。
図２において各端子とその機能は表１に示すとおりである。

タッチパネル２４では最初にパネルの押下検出が行われる。そのため、表２の「パネル押下取り込み」のように制御信号線の各端子ＳＷ１〜ＳＷ０に接続されるスイッチユニットを制御し、Int1#の出力がＬｏのときタッチパネルに対する押下があったものとして入力点（図中矢印で示す）の座標検出を行う。

入力点の座標検出は次のようにして行う。
入力点のＸ方向座標を検出するには、表２の「Ｘ方向データ取り込み」のように制御信号線の端子ＡＷ１〜ＳＷ０に接続されるスイッチユニットを制御し、検出用端子ＡＮ０又はＡＮ１の出力を解析する。

上側のタッチパネルは入力点において下側のタッチパネルに接触しているため、ＡＮ０（又はＡＮ１）へ距離Ｘ１に比例した電圧（Ｘ１／Ｘ）×Ｖｃｃが出力される。ここにおいて、Ｘは上側の抵抗膜におけるＸ方向両端に取り付けられた電極間距離である。
同様に入力点のＹ方向座標を検出するには、表２の「Ｙ方向データ取り込み」のように制御信号線の端子ＳＷ１〜ＳＷ０に接続されるスイッチを制御し、検出用端子ＡＮ２又はＡＮ３の出力を解析する。上側のタッチパネルは入力点において下側のタッチパネルに接触しているため、ＡＮ２（又はＡＮ３）へ距離Ｙ１に比例した電圧（Ｙ１／Ｙ）×Ｖｃｃが出力される。ここにおいて、Ｙは上側の抵抗膜におけるＹ方向両端に取り付けられた電極間距離である。

（５線式タッチパネルの動作原理）
次に、５線式抵抗膜方式のタッチパネル２５の動作原理を図３に基づき説明する。
図３において各端子とその機能は表３に示すとおりである。

タッチパネル２５では最初にパネルの押下検出が行われる。そのため、表４の「パネル押下取り込み」のように制御信号線の各端子ＳＷ１〜ＳＷ０に接続されるスイッチユニットを制御し、ＡＮ１４及びＩＮＴ０＃の出力を解析してタッチパネルに対する押下判断を行う。押下があったとき、入力点（図中矢印で示す）の座標検出を行う。

入力点の座標検出は次のようにして行う。
入力点のＸ方向座標を検出するには、表４の「Ｘ方向データ取り込み」のように制御信号線の各端子ＳＷ１〜ＳＷに接続されるスイッチユニットを制御し、端子ＡＮ１４の出力を解析する。

上側抵抗膜は入力点において下側抵抗膜に接触しているため、ＡＮ１４へ距離Ｘ１に比例した電圧（Ｘ１／Ｘ）×Ｖｃｃが出力される。ここにおいて、Ｘはフィルム側抵抗膜におけるＸ方向両端に取り付けられた電極間距離である。
同様に入力点のＹ方向座標を検出するには、表４の「Ｙ方向データ取り込み」のようにスイッチを制御し、検出用端子ＡＮ１４へ距離Ｙ１に比例した電圧（Ｙ１／Ｙ）×Ｖｃｃが出力される。ここにおいて、Ｙはフィルム側抵抗膜におけるＹ方向両端に取り付けられた電極間距離である。

５線式のタッチパネル２５の動作原理については図４〜図７を用いて更に詳細に説明する。
図４のように、５線式のタッチパネルは２枚の抵抗膜とガラス・スクリーン、フィルムから構成され、抵抗膜はガラス・スクリーンとフィルムのそれぞれの内側に貼り付けられている。抵抗膜付きガラス・スクリーンと抵抗膜フィルム間には高さが均一なスペーサーが一定間隔毎に配置され、通常は２枚の抵抗膜同士が接触しないように配置される。また、５線式のタッチパネルでは、上部抵抗膜は電圧検出用のプローブとして利用され、下部抵抗膜は押下ポイントによって分圧を発生するために使われる。ここで、タッチパネルのフィルム側を押すと２つの抵抗膜は互いに接触する。

図５はX方向の位置電圧検出方法を示す。抵抗膜フィルムは距離に比例した均一な抵抗値を持っている。従って、図５のようにP1, P2, P3, P4を接続すると、電流はP1-P4側からP2-P3側へ流れる。この状態においては下部抵抗膜に電圧勾配が発生しているため、タッチパネル上にある任意の点のX方向位置電圧は、電圧計もしくは電圧値を計測できる機器によって測定することが出来る。

図６はY方向の位置電圧測定方法を示す。図６のようにP1, P2, P3, P4を接続すると、電流はP３-P4側からP1-P２側へ流れる。この状態において、タッチパネル上にある任意の点のY方向位置電圧はX方向位置電圧と同様に電圧計もしくは電圧値を計測できる機器で測定することが出来る。

図７は押下検出方法を示す。図７のようにP1, P2, P3, P4を接続すると、下部抵抗膜はLoレベルになる。さらに、上部抵抗膜はプルアップ抵抗によって電源に接続されているため、Hiレベルになる。この状態において、上部抵抗膜が押下されると、上部抵抗膜はHiレベルからLoレベルに変化するため、電圧計もしくは電圧値を計測できる機器でその電圧値を測定することで押下を検出することが出来る。

上記の位置電圧測定方法と押下検出方法より、P1, P2, P3, P4の制御方法は表５のようにまとめることが出来る。

即ち、タッチパネルＸ方向及びＹ方向の電圧検出に関与する４つのスイッチユニットのうちの３つは一対のトランジスタが必要であるのに対し、残りの１つは１つのトランジスタのみから構成できる。

（制御回路部１０）
制御回路部１０の詳細を図８に示す。
制御回路部１０は５つの信号線を有しその各端子（ＳＷ１＃、ＳＷ２、ＳＷ３＃、ＳＷ４、ＳＷ０＃）にはスイッチユニットが接続されている。このスイッチユニットは図２に示した４線式のタッチパネル及び図３に示した５線式のタッチパネルのスイッチにそれぞれ対応している。即ち、パネルの押下を検出するための端子ＳＷ０＃が接続されるスイッチユニットとして１つのトランジスタＱ１を備えてなる。押下位置の座標を求めるための４つの端子ＳＷ１＃、ＳＷ２、ＳＷ３＃、ＳＷ４に接続されるスイッチユニットは、それぞれＳＷ１＃に接続されるものが２つのトランジスタＱ２、Ｑ３からなり、ＳＷ２に接続されるものが１つのトランジスタＱ６からなり、ＳＷ３＃に接続されるものが２つのトランジスタＱ４，Ｑ５からなり、ＳＷ４に接続されるものが２つのトランジスタＱ７、Ｑ８からなる。この制御回路部１０を５線式に適用したとき、表５で説明したとおり、押下位置の座標を求めるための４つのスイッチユニットのうちの一つは１つのトランジスタから構成することができる。

この制御回路部１０を４線式のタッチパネルに適用するときは、各スイッチユニットとも１つのトランジスタでよい。そのため、制御回路部１０にはトランジスタを停止させるための制御線５ＷｉｒｅＥ１＃が設けられている。例えば、５ＷｉｒｅＥ１＃をハイにすると、トランジスタＱ３、トランジスタＱ５及びトランジスタＱ７が停止状態となる。この状態を図９に示す。図９の状態の制御回路部は４線式タッチパネルを駆動するものであり、図８に示す状態の制御回路部は５線式タッチパネルを駆動するものである。
この５ＷｉｒｅＥ１＃はパネルコントローラのスイッチ選択部３３により制御される。

制御回路部１０には６つのアナログスイッチ１１−１６が備えられている。アナログスイッチ１１、１４及び１６は４線式のタッチパネルに用いられ、アナログスイッチ１２、１３及び１５は５線式のタッチパネルに用いられる。アナログスイッチは制御線５ＷｉｒｅＥ２＃の制御信号により選択される。５ＷｉｒｅＥ２＃の信号がハイのとき、アナログスイッチ１１、１４及び１６が動作可能状態となり、当該信号がロウのとき、アナログスイッチ１２、１３及び１５が動作可能状態となる。この制御線５ＷｉｒｅＥ２＃はコネクタ用スイッチ選択部３４により制御される。

アナログスイッチ１１はコネクタ２０の４つのピン（3pin,2pin,8pin,7pin）へＡ／Ｄコンバータの入力端子ＡＮ０，ＡＮ１、ＡＮ２、ＡＮ３を接続する。これら４つのピンはタッチパネルのＸ方向とＹ方向の４つの電極へ接続される。
アナログスイッチ１４はコネクタの３つのピン（1pin,5pin,6pin）へそれぞれ
Ｙ方向下側電極（ＹＬ）、Ｘ方向右側電極（ＸＲ）、Ｘ方向左側電極（ＸＬ）の制御信号を接続する。
アナログスイッチ１６はコネクタの４つのピンをＹ方向下側電極（ＹＬ）へ接続する。

アナログスイッチ１２は、５線式タッチパネル利用時にＡ／Ｄコンバータの入力端子を図４〜７において説明した下部抵抗膜の四隅の電極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４へ接続する。アナログスイッチ１３は端子ＡＮ１４を５−８ピンへ接続する。アナログスイッチ１５は電極Ｐ３、Ｐ２、及びＰ４の制御信号を２ピン、３ピン及び１ピンへそれぞれ入力する。

制御回路部１０はマイクロコントローラ５０のパネルコントローラ３０及びＡ／Ｄコンバータ５２へ接続される。
パネルコントローラ３０は、図１に示すとおり、パネル主制御部３１を備える。このパネル主制御部３１によりスイッチコントローラ３２、スイッチ選択部３３、コネクタ用スイッチ選択部３４、駆動方式特定部３５、診断部３６、パラメータ選択部３７、モジュール選択部３８が制御される。
スイッチコントローラ３２はパネル主制御部３１からの指令にもとづき５つの端子ＳＷ０＃〜ＳＷ４へハイ又はロウの信号を印加する。スイッチ選択部３３は制御線５ＷｉｒｅＥ１＃に印加する電圧をハイ又はロウに制御することにより、動作可能なトランジスタを選択する。コネクタ用スイッチ選択部３４は制御線５ＷｉｒｅＥ２＃に印加する電圧をハイ又はロウに制御することにより、動作可能なアナログスイッチを選択する。診断部３６は所定のルールに従い選択された制御回路部のトランジスタ（スイッチユニット）の動作状況を診断する。駆動方式特定部３５は診断部３６を利用し、所定のスイッチを動作させたときにＡ／Ｄコンバータの所定の端子から得られる入力信号を解析してコネクタに結合されたタッチパネルの駆動方式を特定する。スイッチ選択部３３及びコネクタ用スイッチ選択部３４は駆動方式特定部３５により特定された駆動方式に応じて制御線５ＷｉｒｅＥ１＃及び５ＷｉｒｅＥ２＃の出力を制御する。パラメータ選択部３７は駆動方式特定部３５により特定された駆動方式を実行する際に必要なパラメータをパラメータメモリ４１から選択する。モジュール選択部３８は駆動方式特定部３５により特定された駆動方式を実行する際に必要な制御プログラムモジュールをモジュールメモリ３７から選択する。
パネル主制御部３１はマイクロコントローラ５０の主制御装置５１の制御下にある。Ａ／Ｄコンバータ５２へ入力された信号はこの主制御装置５１を介してパネルコントローラ３０へ入力される。また、主制御装置５１には入出力インターフェース５３を介してホストコンピュータが接続され、押下位置データが出力される。

このように構成された制御ユニット１の動作を図１０のフローチャートに従って説明する。
タッチパネルがコネクタに連結され（ステップ１）、所定のチェック信号がマイクロコントローラ５０に入力されると、その主制御装置５１からパネル主制御部３１へ信号が送られる。タッチパネルをコネクタに連結したときにコネクタより当該チェック信号がマイクロコントローラ５０へ入力されるようにしてもよい。

ステップ３では連結されたタッチパネルが４線式であるか否かが特定される。この実施例では、パネル主制御部３１からの指令によりスイッチ選択部３３が５ＷｉｒｅＥ１＃信号をハイとし、コネクタ用スイッチ選択部３４が５ＷｉｒｅＥ２＃信号をハイとして制御回路部１０の構成を図９に示すものとする。その後、スイッチコントローラ３２によりスイッチの動作をチェックすることにより、連結されたタッチパネルが４線式のものであるか否か判定する。例えば表６に示すとおり、端子ＳＷ１＃に接続されたスイッチユニットをチェックするには端子ＳＷ２に接続されたスイッチユニットをオンとしかつ端子ＳＷ０＃に接続されたスイッチユニットをオフとして端子ＳＷ１＃に接続されたスイッチユニットのオン・オフを切り替え、そのときのＡ／Ｄコンバータの入力端子ＡＮ０の電圧レベルをチェックする。端子ＳＷ１＃に接続されたスイッチユニットをオン・オフに同期して端子ＡＮ０の出力がハイからロウに切り替われば、端子ＳＷ１＃に接続されたスイッチユニットは４線式タッチパネルに対応して動作しており、その結果接続されたタッチパネルは４線式タッチパネルと判断されて、ステップ１１へ移行する。
なお、５線式タッチパネルが接続されているときは、ＡＮ０がハイに固定されているため、区別することができる。

出力端子ＡＮ０に上記の出力が生じないときは、ステップ５へ移行してタッチパネルが５線式であるか否かが特定される。
パネル主制御部３１からの指令によりスイッチ選択部３３が５ＷｉｒｅＥ１＃信号をロウとし、コネクタ用スイッチ選択部３４が５ＷｉｒｅＥ２＃信号をロウとして制御回路部１０の構成を図８に示すものとする。その後、スイッチコントローラ３２によりスイッチの動作をチェックすることにより、連結されたタッチパネルが５線式のものであるか否か判定する。例えば表７に示すとおり、端子ＳＷ１＃に接続されたスイッチユニット（トランジスタＱ２，Ｑ３）をチェックするには端子ＳＷ２、ＳＷ３＃及びＳＷ４に接続されたスイッチユニットをオンとしかつ端子ＳＷ０＃に接続されたスイッチユニットをオフとして端子ＳＷ１＃に接続されたスイッチユニットのオン・オフを切り替え、そのときの端子ＡＮ０の出力をチェックする。端子ＳＷ１＃に接続されたスイッチのオン・オフに同期して端子ＡＮ０の出力がハイからロウに切り替われば、端子ＳＷ１＃に接続するスイッチは５線式タッチパネルに対応して動作しており、その結果接続されたタッチパネルは５線式タッチパネルと判断されて、ステップ２１へ移行する。

入力端子ＡＮ０に上記の電圧レベルの変化が生じないときには、接続されたタッチパネルは４線式でも、５線式でもない（若しくは端末ＳＷ１＃に接続されたスイッチユニットが故障の可能性もある）と判断され、エラー信号が送出される（ステップ７）。
なお、4線式タッチパネルが接続されているときは、ＡＮ０がドライブされていないため、電圧変化が発生せず、区別することができる。

接続されたタッチパネルが４線式であると特定された場合、ステップ１１において制御回路部１０のスイッチが選択される。即ち、スイッチ選択部３３により５ＷｉｒｅＥ１＃信号をハイとし、コネクタ用スイッチ選択部３４により５ＷｉｒｅＥ２＃信号をハイとした状態を維持し、所定のスイッチを動作可能状態する。

次に、ステップ１３においてパラメータ選択部３７がメモリ４０のパラメータメモリ４１から４線式に適した各種パラメータを読出し、メモリ４３へ保存する。具体的には、不揮発性メモリ４０に予め保存されているパラメータの番地をメモリ４３に書き出し、メモリ４３に書き出された番地を介して当該パラメータにアクセス可能とする。このパラメータとして、押下判定のための電圧しきい値やA/D変換開始までのウェイト、またはスイッチユニットを構成するトランジスタのオン・オフを切り替えるウェイト等を挙げることができる。
ステップ１５においてはモジュール選択部３８がメモリ４０のモジュールメモリ４２から４線式に対応した制御プログラムのモジュールを読出し、メモリ４３保存する。具体的には、不揮発性メモリ４０に予め保存されている制御プログラムモジュールの番地をメモリ４３に書き出し、メモリ４３に書き出された番地を介して当該制御プログラムが読み出され、制御回路部の制御に使用される。

接続されたタッチパネルが５線式であると特定された場合、ステップ２１において制御回路部１０のスイッチが選択される。即ち、スイッチ選択部３３により５ＷｉｒｅＥ１＃信号をロウとし、コネクタ用スイッチ選択部３４により５ＷｉｒｅＥ２＃信号をロウとした状態を維持し、所定のスイッチを動作可能状態にする。

次に、ステップ２３においてパラメータ選択部３７はメモリ４０のパラメータメモリ４１から５線式に適した各種パラメータ読出し、メモリ４３へ保存する。具体的には、不揮発性メモリ４０に予め保存されているパラメータの番地をメモリ３４に書き出し、メモリ４３に書き出された番地を介して当該パラメータにアクセス可能とする。このパラメータとして、4線式の場合と同様なものを挙げることができる。
ステップ２５においてはモジュール選択部３８がメモリ４０のモジュールメモリ４２から５線式に対応した制御プログラムのモジュールを読出し、メモリ４３へ保存する。具体的には、不揮発性メモリ４０に予め保存されている制御プログラムモジュールの番地をメモリ４３に書き出し、当該メモリ４３に書き出された番地を介して当該制御プログラムが読み出され、制御回路部の制御に使用される。

以上説明したように、この実施例の制御ユニット１によれば、図２及び図３に示す異なる駆動方式のタッチパネルが接続されたとき、そのタッチパネルの駆動方式を自動的に特定することができる。そして、特定された駆動方式に対応するように制御回路部から所定のスイッチを選択し、動作可能とする。これにより、１つの制御ユニットで２つのタッチパネルの駆動制御が可能になる。この実施例では、制御回路部の構成要素を４線式駆動モードと５線式駆動モードとで共用している。よって制御ユニットの要素数が少なくなって、これを安価に提供可能となる。

次に、コネクタ２０に接続されたタッチパネルの駆動方式が特定され、当該駆動方式に対応して制御回路部１０の要素が選択され、更には当該駆動回路部１０を作動させるために必要なパラメータや制御プログラムモジュールが選択された制御ユニットについて、これが予定通りに動作するか否か自動的に診断する。
この診断は、タッチパネルをコネクタへ接続した当初に行うことのほか、メンテナンスの一環として定期的に行うこともできる。

図２に示した４線式タッチパネルがコネクタに連結されている場合、自己診断は図１１のフローチャートに従って行われる。
ステップ３１においてチェック信号がマイクロコントローラ５０の主制御装置５１に入力されると、主制御装置５１はパネルコントローラ３０のパネル主制御部３１へ指令を送る。パネル主制御部３１はその制御プログラムとして選択されたモジュールが正しく動作するかをチェックする（ステップ３３）。このチェックは例えば、選択された全モジュールのチェックサムをチェックすることにより行う。選択されたモジュールに不具合があったとき、即ちソフトエラーがあったときエラー送信を行う（ステップ３９）。このエラー送信は、マイクロコントローラ５０より入出力インターフェースを介して例えばホストコンピュータに送られる。

選択されたモジュールが正常なものであるとき、ステップ４１へ進んでハードチェックを行う。ここでいうハードチェックは制御パネルの機能部品（具体的にはスイッチ部を構成するトランジスタ）が正常か否かをチェックする（ステップ４１）。ハードチェックも正常なときは、タッチパネルを駆動させる（ステップ４３）。また、ハードチェックの結果がＮＧのときは、エラー送信を行う（ステップ３９）

ステップ４１におけるハードチェックは診断部３６が予め保存されたプログラムに基づき、スイッチコントローラ３２、スイッチ選択部３３及びコネクタ用スイッチ選択部３４を制御することにより行われる。具体的には、各スイッチを表６に示すように順次動作させ、Ａ／Ｄコンバータの入力端子の電圧変化を解析する。即ち、
端子ＳＷ１＃に接続されたスイッチユニットのチェックは次のようにして行う。端子ＳＷ２のスイッチユニットをオン、端子ＳＷ０＃のスイッチユニットをオフとして、端子ＳＷ１＃のスイッチユニットがオンのとき、端末ＡＮ０の電圧レベルがハイであり、かつ端子ＳＷ１＃のスイッチユニットがオフのとき端末ＡＮ０の電圧レベルがロウとなれば端子ＳＷ１＃に接続されたスイッチユニットは正常であることがわかる。

また、端子ＳＷ２に接続されたスイッチユニットのチェックは次のようにして行う。端子ＳＷ１＃のスイッチをオン、端子ＳＷ０＃のスイッチユニットをオフとして、端子ＳＷ２のスイッチがオンのとき、端末ＡＮ１の電圧レベルがロウであり、かつスイッチＳＷ２がオフのとき端末ＡＮ１の電圧レベルがハイとなれば端子ＳＷ２に接続されたスイッチユニットは正常であることがわかる。
端子ＳＷ３＃に接続されたスイッチユニットのチェックは次のようにして行う。端子ＳＷ４のスイッチをオンとして、端子ＳＷ３＃のスイッチがオンのとき、端子ＡＮ２の電圧レベルがハイであり、かつＳＷ３＃のスイッチユニットがオフのとき端子ＡＮ２の電圧レベルがロウとなれば端子ＳＷ３＃に接続されたスイッチユニットは正常であることがわかる。
端子ＳＷ４に接続されたスイッチユニットのチェックは次のようにして行う。端子ＳＷ３＃のスイッチユニットをオンにして、端子ＳＷ４のスイッチユニットがオンのとき、端子ＡＮ３の電圧レベルがロウであり、かつ端子ＳＷ４のスイッチユニットがオフのとき端子ＡＮ３の電圧レベルがハイとなれば端子ＳＷ４に接続されたスイッチユニットは正常であることがわかる。

押下検出のためのＳＷ０＃に接続されたスイッチユニットのチェックはつぎのように行う。端子ＳＷ１＃のスイッチユニットはチェック中オフ状態とする。そしてＳＷ２のスイッチユニットをオフとしかつＳＷ０＃のスイッチユニットがオンのときの端末ＡＮ１の電圧レベルがハイであることを確認する。そして、端子ＳＷ０＃のスイッチユニットをオフの状態で一旦端子ＳＷ２のスイッチユニットをオンにしてタッチパネルの電荷を放出する。その後、端子Ｗ２のスイッチユニットをオフとする。このとき、端末ＡＮ１の電圧レベルがロウとなれば、端子ＳＷ０＃に接続されたスイッチユニットは正常であると判断する。

このようにして、４線式タッチパネルが接続されたとき、タッチパネルをなんら操作することなく、これを駆動するために必要な全てのスイッチ（トランジスタ）を診断することができる。なお、タッチパネル自体に不具合があった場合にもＡ／Ｄコンバータの入力端子の電圧レベルが不定となるので、上記の診断を実行した場合にはいずれかのスイッチの不具合として判定されることになる。しかしながら、かかる診断を実行することにより、タッチパネル若しくは制御ユニットのいずれかのハード要素に不具合があることが明白になる。よって、ハードに問題があることが特定できることによってシステムに不具合が発生したときの原因究明などメンテナンス作業が容易かつ迅速に行うことが可能になる。
チェックするスイッチの順番は特に限定されるものではない。

５線式タッチパネルの自己診断は次のように行われる。
５線式タッチパネルの自己診断は、４線式タッチパネルと同様に図１１のフローチャートに従って行われる。
ただし、スイッチの動作が表７に従って行われる。また、表７のスイッチ動作を実行するにあたり、この実施例では、図３に示すように、Diagnostic線（ダイアグ線）が追加されている。このダイアグ線はタッチパネルを構成する上部抵抗膜（電源側抵抗膜）に接続する。このダイアグ線は押下判定に利用するスイッチユニットをオンすることによるタッチパネルの電荷を任意のタイミングで放電可能とする。

図３の５線式タッチパネルが接続されたとき、ステップ４１におけるハードチェックは表７に示すように各スイッチ（トランジスタ）を順次動作させ、その端末出力を解析する。
端末ＳＷ０＃のスイッチユニットを構成するトランジスタＱ１のチェックは次のようにして行う。
押下割込待ちでは上部抵抗膜は端子ＳＷ０＃のスイッチユニットがオンになっており、帯電状態である。動作時には押下が実施されることによって下部抵抗膜を通じて電荷が抜ける。しかし自己診断時にはユーザ操作を伴わないため自然放電以外に電荷が抜ける手段がない。よってＡ／Ｄコンバータの入力端子AN14 を測定してもＳＷ０＃のスイッチユニットのオン／オフによって即座に電圧レベルの変化（ハイ／ロウの状態変化）が発生することはない。そこで、図１２に示すように、マイクロコントローラの任意の入出力ポート（ここではPE4 とする）を利用し、これを一旦ロウ出力に変更することで上部抵抗膜に帯電した電荷の放電を行い、端子ＳＷ０＃のスイッチユニットがオフされたことを即座に判別できるようにする。

具体的には、ダイアグ線をハイインピーダンスの状態として端子ＳＷ０＃のスイッチを構成するトランジスタＱ１をオンする。このとき上部抵抗膜が抵抗Ｒを介してプルアップされるため、入力端子ＡＮ１４の電圧レベルはハイとなる。その後、端子ＳＷ０＃のスイッチユニット、即ちトランジスタＱ１をオフとして、ダイアグ線をロウ出力にしてタッチパネルの電荷を放電する。一定時間後、ダイアグ線をハイインピーダンスに戻す。その後、入力端末ＡＮ１４の電圧レベルを確認し、これがロウであればトランジスタＱ１は正常動作であることが確認できる。
他の制御線の端子に接続されたスイッチユニットのチェック時には端子ＳＷ０＃のスイッチユニット（トランジスタＱ１）を常にオフの状態とする。

端末ＳＷ１＃のスイッチユニットを構成するトランジスタＱ２及びＱ３のチェックは次のようにして行う。
端末ＳＷ２、ＳＷ３＃及びＳＷ４をともにハイにすると、図１３に示すように電極Ｐ２，Ｐ３及びＰ４はともにロウとなる。ここで端子ＳＷ１＃をロウにすると、電極Ｐ１はハイになり電極Ｐ１に接続される入力端子ＡＮ０の電圧レベルがハイになる。その後、端子ＳＷ２、ＳＷ３＃及びＳＷ４をともにロウとすると、電極Ｐ３はオフとなり、電極Ｐ２及びＰ４はともにハイとなる。このとき端子ＳＷ１＃をハイにすると、電極Ｐ１はロウになり電極Ｐ１に接続される入力端子ＡＮ０の電圧レベルもロウになる。
仮にＱ２もしくはＱ３が正常に動作しない場合、入力端子ＡＮ０が直接接続されていない電極の影響により、想定した電圧レベルが異なる結果になるため、上記動作が正常に実行されたときは、トランジスタＱ２、Ｑ３がともに正常であると判定できる。

同様に、制御線の端子ＳＷ３＃に接続されたスイッチユニット（トランジスタＱ４及びＱ５）のチェックは次のようにして行う。
端子ＳＷ１＃、ＳＷ２及びＳＷ４をともにハイにすると、電極Ｐ１、Ｐ３及び電極Ｐ４はともにロウとなる。ここで端子ＳＷ３＃をロウにすると、電極Ｐ２はハイになり電極Ｐ２に接続される入力端子ＡＮ２の電圧レベルもハイになる。その後、端子ＳＷ１＃、ＳＷ２及びＳＷ４をともにロウとすると、電極Ｐ３はオフとなり、電極Ｐ１及びＰ４はともにハイとなる。このとき、端末ＳＷ３＃をハイにすると、電極Ｐ２はロウになり電極Ｐ２に接続される入力端子ＡＮ２の電圧レベルもロウになる。仮に、Ｑ４もしくはＱ５が正常に動作しない場合には、入力端子ＡＮ２が直接接続されていない電極の影響により、想定した電圧レベルが異なる結果となるため、上記動作が正常に実行されたときは、トランジスタＱ４、Ｑ５がともに正常であると判定できる。

同様に、端子ＳＷ４の接続されたスイッチユニット（トランジスタＱ７及びＱ８）のチェックは次のようにして行う。
端子ＳＷ１＃，ＳＷ２及びＳＷ３＃をともにハイにすると、電極Ｐ１、Ｐ３及び電極Ｐ２はともにロウとなる。ここで端子ＳＷ４をロウにすると、電極Ｐ４はハイになり電極Ｐ４に接続される入力端子ＡＮ３の電圧レベルもハイになる。その後、端子ＳＷ１＃，ＳＷ２及びＳＷ３＃をともにロウとすると、電極Ｐ３はオフになり、電極Ｐ１及びＰ２はともにハイになる。このとき、端子ＳＷ４をハイにすると、電極Ｐ４はロウになり電極Ｐ４に接続される入力端子ＡＮ３の電圧レベルもロウになる。仮に、トランジスタＱ７若しくはＱ８が正常に動作しない場合には、入力端子ＡＮ３が直接接続されていない電極の影響により、想定した電圧レベルが異なる結果になるため、上記動作が正常に実行されたときは、トランジスタＱ７及びＱ８がともに正常であると判定できる。

端子ＳＷ２に接続されるスイッチユニット（トランジスタＱ６）のチェックは次のようにして行う。
端子ＳＷ１＃，ＳＷ３及びＳＷ４をともにロウにすると、電極Ｐ１、Ｐ２及び電極Ｐ４はともにハイとなる。ここで端子ＳＷ２をロウにすると、電極Ｐ３はオフになり電極Ｐ３に接続される入力端子ＡＮ１の電圧レベルはハイになる。その後、端子ＳＷ２をハイとすると、電極Ｐ３はロウになり電極Ｐ３に接続される入力端子ＡＮ１の電圧レベルもロウになる。仮に、トランジスタＱ６が正常に動作しない場合には、入力端子ＡＮ１が直接接続されていない電極の影響により、想定した電圧レベルが異なる結果になるため、上記動作が正常に実行されたときは、トランジスタＱ６がともに正常であると判定できる。

このようにして、５線式タッチパネルが接続されたとき、タッチパネルをなんら操作することなく、これを駆動するために必要な全ての要素（トランジスタ）を診断することができる。なお、タッチパネル自体に不具合があった場合にもＡ／Ｄコンバータの入力端子に印加される電圧レベルが変化しない等の想定外の結果となるため、上記の診断を実行した場合にはいずれかのトランジスタの不具合として判定されることになる。しかしながら、かかる診断を実行することにより、タッチパネル若しくは制御ユニットのいずれかのハード要素に不具合があることが明白になる。よって、システムに不具合が発生したときの原因究明などメンテナンス作業が容易になる。
チェックするスイッチユニット（トランジスタ）の順番は特に限定されるものではない。

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

図１はこの発明の制御ユニットの全体構造を示すブロック図である。図２は４線式タッチパネルの駆動原理を示す。図３は５線式タッチパネルの駆動原理を示す。図４は同じく５線式タッチパネルの基本構成を説明する。図５は同じく５線式タッチパネルのＸ方向駆動を説明する。図６は同じく５線式タッチパネルのＹ方向駆動を説明する。図７は同じく５線式タッチパネルの押下検出原理を説明する。図８は実施例の制御回路部（５線式対応）の詳細図である。図９は実施例の制御回路部（４線式対応）の詳細図である。図１０はタッチパネルの駆動方式を自動認識する動作を説明するフローチャートである。図１１はタッチパネルの自己診断動作を説明するフローチャートである。図１２は５線式タッチパネルにおける押下検出用端子ＳＷ０＃のスイッチユニットの自己診断原理を説明する。図１３は５線式タッチパネルにおける端子ＳＷ１＃のスイッチユニットの自己診断原理を説明する。

符号の説明

１制御ユニット
１０制御回路部
２０コネクタ
２４４線式タッチパネル
２５５線式タッチパネル
３０パネルコントローラ
３２スイッチコントローラ
３３スイッチ選択部
３４コネクタ用スイッチ選択部
３５駆動方式特定部
３７パラメータ選択部
３８モジュール選択部
４０メモリ

Claims

第1の駆動方式で駆動される第1のタッチパネルと第2の駆動方式で駆動される第2のタッチパネルとを制御する制御ユニットであって、
前記第1の駆動方式に対応する第1の制御回路部、
前記第2の駆動方式に対応する第2の制御回路部、
前記第1のタッチパネル及び前記第2のタッチパネルを連結可能なコネクタ、
該コネクタへ連結されたタッチパネルの駆動方式を特定する駆動方式特定部、
該駆動方式特定部により特定された駆動方式に基づき制御回路部を選択する第1の選択部、
選択された制御回路部に含まれる全てのスイッチ素子の動作状態とそれによって生じるタッチパネルの状態を診断する診断部を備えてなるタッチパネル用制御ユニット。
前記第１の制御回路部及び前記第２の制御回路部は押下検出用の第１のスイッチ素子を備え、
前記診断部は前記第１のスイッチ素子をオン状態としたときの端末の出力と、
前記タッチパネルから電荷を除去した後、前記スイッチ素子をオフ状態としたときの前記端末の出力と、に基づき前記第１のスイッチ素子の動作状況を診断することを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル用制御ユニット。
前記第１の制御回路部が５線式抵抗膜方式の場合、タッチパネルの電源側の抵抗膜へ電荷を除去するための線が結合されている、ことを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル用制御ユニット。
押下検出用の第１のスイッチ素子を備えたタッチパネル用の電子回路部と、
該電子回路部に含まれる全てのスイッチ素子の動作状態を診断する診断部であって、該診断部は前記第１のスイッチ素子をオン状態としたときの端末の出力と、前記タッチパネルから電荷を除去した後、前記スイッチ素子をオフ状態としたときの前記端末の出力と、に基づき第１のスイッチ素子の動作状況を診断する診断部と、を備えることを特徴とするタッチパネル用制御ユニット。
５線式抵抗膜駆動方式のタッチパネルであって、電源側抵抗膜に電荷を除去するための線が接続されている、ことを特徴とするタッチパネル。