JP2009048233A - タッチパネル入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチに用いる物やパネルの個体差に依らず、複数点がタッチされたことを正確に判定することができるタッチパネル入力装置を提供する。
【解決手段】１点がタッチ入力されたときの接触抵抗値を含む電極端子間の抵抗値を基準値として算出し、タッチ入力の際に測定された電極端子間の抵抗値と基準値との比較結果に応じて、タッチ入力の際に複数点がタッチされたか否かを判定する。
【選択図】図２

Description

この発明は、タッチパネル入力装置に関するものである。

従来のタッチパネル入力装置において、タッチパネル上で複数の点がタッチされると、実際にタッチした点とは異なる箇所の位置情報が入力され、誤った処理が認識される場合があった。このような誤認識を回避するため、タッチ処理がなされる度に複数点がタッチされたか否かを判定し、判定結果に応じてタッチのやり直しを促す処理が必要である。

このように複数点がタッチされたか否かを判定する従来の技術としては、例えば特許文献１に開示されるものがある。この特許文献１のタッチパネル入力装置では、タッチパネル上で複数点がタッチされるとタッチパネルの４端子間の抵抗値が低下する現象を利用して複数点のタッチの有無を判定している。具体的には、タッチパネル上の位置に対応付けて４端子間の抵抗値の基準値を基準値テーブルとして予め保持しておき、タッチパネルがタッチされた際に実測した４端子間の抵抗値と基準値テーブルから読み出した基準値とを比較し、実測された抵抗値の低下によって基準値との差が許容範囲外になると複数点がタッチされたと判定する。

特開平９−１３４２５３号公報

従来のタッチパネル入力装置は、上述のように構成されているので、タッチパネルを構成する２層の抵抗膜が接触したときに発生する接触抵抗値が考慮されておらず、基準値テーブルに保持する基準値を求めた際に生じた接触抵抗値と、パネルをタッチしたときの接触抵抗値とが同程度でなければ、複数点がタッチされたことを正確に判定することができないという課題があった。

例えば、指の腹でタッチしたときに比べ、スタイラスペンや爪先のような尖った固い物でタッチしたときの接触抵抗値はかなり大きくなる。従って、指の腹でタッチしたときの４端子間抵抗値を基準値とすると、スタイラスペンや爪先によるタッチでは、複数点をタッチして４端子間抵抗値が低下しても基準値との差が許容範囲内となり、複数点のタッチを正確に判定できない。また、接触抵抗値はタッチパネルの個体差を反映するため、パネルごとに特有の基準値テーブルを作成しなくてはならないという手間がかかる。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、タッチに用いる物やパネルの個体差に依らず、複数点がタッチされたことを正確に判定することができるタッチパネル入力装置を得ることを目的とする。

この発明に係るタッチパネル入力装置は、一対の電極端子が対向する端辺部にそれぞれ設けられた抵抗膜を上下で電極端子が直交するように重ね合わせ、タッチ入力により抵抗膜面が押下されると上下の抵抗膜が接触するタッチパネルとを備え、タッチパネルのタッチ入力により抵抗膜が上下に接触したタッチ位置と電極端子との間の電圧値に基づいて当該タッチ位置の座標値を検出するタッチパネル入力装置において、タッチ入力されたときの電極端子間の抵抗値を測定する端子間抵抗測定部と、タッチ入力による抵抗膜の接触抵抗値を測定する接触抵抗測定部と、接触抵抗測定部により測定された所定のタッチ位置で１点がタッチされたときの接触抵抗値を入力し、当該タッチ位置での接触抵抗値を含む電極端子間の抵抗値を基準値として算出する基準値算出部と、端子間抵抗測定部によりタッチ入力の際に測定された電極端子間の抵抗値と基準値との比較結果に応じて、当該タッチ入力で複数点がタッチされたか否かを判定する判定部とを備えるものである。

この発明によれば、１点がタッチ入力されたときの接触抵抗値を含む電極端子間の抵抗値を基準値として算出し、タッチ入力の際に測定された電極端子間の抵抗値と基準値との比較結果に応じて、タッチ入力の際に複数点がタッチされたか否かを判定するので、タッチに用いる物やパネルの個体差に依らず、複数点がタッチされたことを正確に判定することができるという効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるタッチパネル入力装置の構成を示す回路図である。図１において、タッチパネルＴＰは、２枚のアナログ抵抗膜ＴＰ１，ＴＰ２を備え、抵抗膜ＴＰ１（以下、ｘ方向の抵抗膜ＴＰ１と適宜称す）には、それぞれｘ方向に延びた一対の電極からなる端子（電極端子）Ｘ１，Ｘ２が膜上のｙ方向に対向する両端に設けられており、抵抗膜ＴＰ２（以下、ｙ方向の抵抗膜ＴＰ２と適宜称す）には、それぞれｙ方向（ｘ方向に直交する方向）に延びた一対の電極からなる端子（電極端子）Ｙ１，Ｙ２が膜上のｘ方向に対向する両端に設けられている。タッチパネルＴＰは、端子Ｘ１，Ｘ２と端子Ｙ１，Ｙ２とがそれぞれ直交する方向に抵抗膜ＴＰ１，ＴＰ２が２層に重ね合わされる。

マイクロコントローラＭ１は、タッチパネルＴＰのパネル上でのタッチ位置を検出したり、ＬＣＤ表示器Ｌ１に情報を表示させる構成要素であり、不図示のＣＰＵ、メモリや入出力ポートを備え、図２で後述する処理装置Ｂ、制御部８及び記憶装置Ｃを構成する。マイクロコントローラＭ１の出力ポートＰ０〜Ｐ７は、スイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ１，ＳＷ６，ＳＷ５，ＳＷ８，ＳＷ７を構成するＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタのゲート端子にそれぞれ接続しており、出力ポートＰ０〜Ｐ７への出力設定によりスイッチＳＷ１〜ＳＷ８を開閉することができる。

スイッチＳＷ２は、所定の直流電圧を印加する電源ＶＣＣ及びスイッチＳＷ３のソース端子にソース端子が接続しており、ドレイン端子が抵抗ｒの一端に接続している。スイッチＳＷ３は、スイッチＳＷ２のドレイン端子に接続する上記抵抗ｒの他端、入力ポートＡＤＸ１及び抵抗膜ＴＰ１の端子Ｘ１にドレイン端子が接続している。スイッチＳＷ４は、ソース端子が電源ＶＣＣ及びスイッチＳＷ６のソース端子に接続しており、ドレイン端子がスイッチＳＷ１のドレイン端子、入力ポートＡＤＹ１及び抵抗膜ＴＰ２の端子Ｙ１に接続している。スイッチＳＷ１は、ソース端子がグランドＧＮＤに接地される。

スイッチＳＷ６は、直流電源ＶＣＣにソース端子が接続し、ドレイン端子が抵抗ｒの一端に接続している。スイッチＳＷ５は、スイッチＳＷ６のドレイン端子に接続する上記抵抗ｒの他端、入力ポートＡＤＸ２及び抵抗膜ＴＰ１の端子Ｘ２にドレイン端子が接続し、ソース端子がグランドＧＮＤに接地される。スイッチＳＷ８は、スイッチＳＷ７のドレイン端子、入力ポートＡＤＹ２及び抵抗膜ＴＰ２の端子Ｙ２にドレイン端子が接続し、ソース端子がグランドＧＮＤに接地される。スイッチＳＷ７は、スイッチＳＷ８のドレイン端子、入力ポートＡＤＹ２及び抵抗膜ＴＰ２の電極Ｙ２にドレイン端子が接続し、ソース端子がグランドＧＮＤに接地される。

入力ポートＡＤＸ１，ＡＤＹ１，ＡＤＸ２，ＡＤＹ２は、端子Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２にそれぞれ接続されており、パネルのタッチに応じて端子Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２に発生した抵抗値の変化を示すアナログ信号をマイクロコントローラＭ１内の不図示のＡＤコンバータに入力する。Ａ／Ｄコンバータは、端子Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２からのアナログ信号をデジタルデータに変換し、マイクロコントローラＭ１の不図示の処理部に送られる。ＬＣＤ表示器Ｌ１は、２層に重ね合わされた抵抗膜ＴＰ１，ＴＰ２の下層に配置され、出力ポートＬＣＤを介してマイクロコントローラＭ１から入力したタッチ対象となる情報内容をＬＣＤ画面上に表示する。

図２は、図１中のタッチパネル入力装置の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、実施の形態１によるタッチパネル入力装置は、信号線９を介してそれぞれ接続された入出力装置Ａ、処理装置Ｂ、記憶装置Ｃ及び制御部８を備え、入出力装置Ａが図１で示したタッチパネルＴＰ及びＬＣＤ表示器Ｌ１からなり、また図２中で破線で示すように処理装置Ｂ、記憶装置Ｃ及び制御部８は図１で示したマイクロコントローラＭ１上に構築される。

入出力装置Ａにおいて、タッチパネルＴＰは、タッチ入力されたパネル上の位置に応じた抵抗膜の抵抗値変化を出力する。ＬＣＤ表示器Ｌ１は、制御部８からの命令に従った表示内容をＬＣＤ画面上に表示する。なお、ＬＣＤ表示器Ｌ１は、２層に重ね合わされた抵抗膜の下層に配置される。

処理装置Ｂは、ｘｙ座標検出部１、４端子間抵抗値測定部２、４端子間抵抗値基準値算出部３、接触抵抗値測定部４、複数点タッチ判定部５、ｘｙ座標出力部６及びタッチ状態出力部７を備え、タッチパネルＴＰのパネル上でタッチされた位置を検出したり、ＬＣＤ表示器Ｌ１に表示する情報を生成する処理に加え、複数点のタッチがなされたか否かを判定する処理を行う。ｘｙ座標検出部１は、タッチパネルＴＰのパネル上でのタッチ位置のｘｙ座標を検出する。４端子間抵抗値測定部（端子間抵抗測定部）２では、２枚の抵抗膜ＴＰ１，ＴＰ２の両端にある端子Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２間の抵抗値（以下、４端子間の抵抗値と称す）を測定する。

４端子間抵抗値基準値算出部（基準値算出部）３は、複数点がタッチされたか否かを判定する際に用いる４端子間抵抗値の基準値を算出する。接触抵抗値測定部（接触抵抗測定部）４は、２層に重ね合わされた抵抗膜ＴＰ１，ＴＰ２が接触した際に生じる接触抵抗値を測定する。複数点タッチ判定部（判定部）５は、タッチパネルＴＰのパネル上で複数点がタッチされたか否かを判定する。ｘｙ座標出力部６は、パネル上でタッチされた位置（１点がタッチされた場合）を示すｘｙ座標を制御部８に出力する。タッチ状態出力部７は、制御部８からの制御に従ってパネル上で複数点がタッチされた場合に応じて必要な情報をＬＣＤ表示器Ｌ１に表示させる。

記憶装置Ｃは、接触抵抗値保存バッファ（記憶部）Ｂ１を備え、図１中のマイクロコントローラＭ１内のメモリ（例えば、ＲＡＭ）上に構築される。接触抵抗値保存バッファＢ１は、処理装置Ｂの接触抵抗値測定部４により測定された接触抵抗値を一時的に保存する。制御部８は、処理装置Ｂを構成する全ての処理部の動作制御や、入出力装置Ａ及び記憶装置Ｃと処理装置Ｂとの間でのデータの受け渡しを制御する。

処理装置Ｂを構成する、ｘｙ座標検出部１、４端子間抵抗値測定部２、４端子間抵抗値基準値算出部３、接触抵抗値測定部４、複数点タッチ判定部５、ｘｙ座標出力部６及びタッチ状態出力部７、並びに、制御部８は、図１中のマイクロコントローラＭ１内の不図示のＣＰＵが、本発明の趣旨に従うタッチパネル制御プログラムをメモリから読み込んで実行することにより、スイッチＳＷ１〜ＳＷ８やマイクロコントローラＭ１のハードウエアとソフトウエアが協働した具体的な手段として具現化することができる。

次に動作について説明する。
図３は、実施の形態１のタッチパネル入力装置によるタッチ入力のキャリブレーション処理の流れを示すフローチャートであり、この図及び図１、図２を用いて処理の詳細を説明する。先ず、制御部８は、信号線９を介して位置が既知のキャリブレーション用ポイントをＬＣＤ表示器Ｌ１に指定し、ＬＣＤ画面上にキャリブレーション用ポイントを表示させる（ステップＳＴ１）。ユーザがキャリブレーション用ポイントをタッチすると（ステップＳＴ２）、そのタッチ位置に応じた電圧値が入力ポートＡＤＸ１，ＡＤＹ１，ＡＤＸ２，ＡＤＹ２を介して制御部８に入力される。制御部８は、入力されたタッチ位置に応じた電圧値を、信号線９を介して処理装置Ｂ内の４端子間抵抗値測定部２に出力する。

次に、４端子間抵抗値測定部２は、２枚の抵抗膜ＴＰ１，ＴＰ２の４端子間の抵抗値を測定する（ステップＳＴ３）。具体的には、マイクロコントローラＭ１内の制御部８が、出力ポートＰ０〜Ｐ７へ印加する電圧を設定してスイッチＳＷ１〜ＳＷ８を開閉し、入力ポートＡＤＸ１，ＡＤＹ１，ＡＤＸ２，ＡＤＹ２から入力された電圧を読み取って４端子間の抵抗値を測定する。例えば、端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値を測定する場合、制御部８は、スイッチＳＷ２，ＳＷ７のみを開（オン）とし、この他全てのスイッチＳＷ１，ＳＷ３〜６，ＳＷ８が閉（オフ）になるようにポートＰ０〜Ｐ７へ印加する出力値を制御する。

図４は、上述した端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値を測定する場合におけるタッチパネルＴＰの等価回路であり、図４中の矢印方向にキャリブレーション用ポイントが押下された場合を示している。スイッチＳＷ２，ＳＷ７のみを開とした状態で、図４に示すように所定の１点がタッチされると、電源ＶＣＣとグランドＧＮＤとの間には、抵抗値が既知の基準抵抗ｒ、ｘ方向の抵抗膜ＴＰ１上の抵抗（抵抗値Ｒ１）、ｘ方向の抵抗膜ＴＰ１とｙ方向の抵抗膜ＴＰ２が接触した際に発生する接触抵抗（抵抗値Ｒ２）、及びｙ方向の抵抗膜ＴＰ２上の抵抗（抵抗値Ｒ３）が直列に接続した回路が形成される。

この状態で、マイクロコントローラＭ１は、端子Ｘ１に接続する入力ポートＡＤＸ１の電圧値を示すアナログ信号と、端子Ｙ２に接続する入力ポートＡＤＹ２の電圧値を示すアナログ信号とを入力し、不図示のＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換した後、４端子間抵抗値測定部２に出力する。４端子間抵抗値測定部２は、入力ポートＡＤＸ１と入力ポートＡＤＹ２との電圧値の差をとって、端子Ｘ１と端子Ｙ２間にかかる電圧を測定する。続いて、４端子間抵抗値測定部２は、電源ＶＣＣから供給される既知の電圧、端子Ｘ１，Ｙ２間の電圧及び既知の基準抵抗ｒの抵抗値を用い、端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値を算出する。

同様に、制御部８は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のみが開（オン）となり、他のスイッチが全て閉（オフ）となるように出力ポートＰ０〜Ｐ７への出力設定を制御して、入力ポートＡＤＸ１とＡＤＹ１の電圧を測定し、４端子間抵抗値測定部２が端子Ｘ１，Ｙ１間の抵抗値を算出する。続いて、制御部８は、スイッチＳＷ１，ＳＷ６のみが開（オン）となり、他のスイッチが全て閉（オフ）となるように出力ポートＰ０〜Ｐ７への出力設定を制御して、入力ポートＡＤＸ２とＡＤＹ１の電圧を測定し、４端子間抵抗値測定部２が端子Ｘ２，Ｙ１間の抵抗値を算出する。

さらに、制御部８は、スイッチＳＷ７，ＳＷ６のみが開（オン）となり、他のスイッチが全て閉（オフ）となるように出力ポートＰ０〜Ｐ７への出力設定を制御して、入力ポートＡＤＸ２とＡＤＹ２の電圧を測定し、上記と同様にして、４端子間抵抗値測定部２が端子Ｘ２，Ｙ２間の抵抗値を算出する。このようにして、位置が既知のキャリブレーション用ポイントがタッチされた際における、４端子間抵抗値（端子Ｘ１，Ｙ２間、端子Ｘ１，Ｙ１間、端子Ｘ２，Ｙ１間、端子Ｘ２，Ｙ２間）が求められる。

続いて、接触抵抗値測定部４は、ステップＳＴ３で求められた４端子間抵抗値を用い、キャリブレーション用ポイントがタッチされた際における接触抵抗値Ｒ２を算出する（ステップＳＴ４）。ここでは、既知位置のポイントがキャリブレーション用ポイントとして指定されタッチ入力されるので、キャリブレーション用ポイントにおけるｘ方向の抵抗膜ＴＰ１上の抵抗値とｙ方向の抵抗膜ＴＰ２上の抵抗値は既知である。つまり、図４の例では、ｘ方向の抵抗膜ＴＰ１上の抵抗値Ｒ１とｙ方向の抵抗膜ＴＰ２上の抵抗値Ｒ３は既知である。従って、端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）から接触抵抗値Ｒ２を算出することができる。このようにして、４端子間の抵抗値から４つの接触抵抗値が得られる。

なお、複数点がタッチされたか否かを判定する際の基準値として用いる接触抵抗値としては、４端子間抵抗値から求められた４つの接触抵抗値のうちのどれか１つを選択してもよいし、４つの接触抵抗値の平均値を用いてもよい。ステップＳＴ４で測定された接触抵抗値は、接触抵抗値測定部４から制御部８に送られ、制御部８によって接触抵抗値保存バッファＢ１に保存される（ステップＳＴ５）。

次に、複数点がタッチされたか否かの判定処理について説明する。
図５は、実施の形態１のタッチパネル入力装置による複数点がタッチされたか否かの判定処理の流れを示すフローチャートであり、この図及び図１、図２を用いて処理の詳細を説明する。先ず、処理装置Ｂのｘｙ座標検出部１は、タッチパネルＴＰのパネル上でタッチ入力された位置のｘｙ座標を検出する（ステップＳＴ１ａ）。

ここで、図６に示すタッチ位置のｘｙ座標を検出する処理のフローチャートに沿って、この処理を詳細に説明する。先ず、ステップＳＴ１ａ−１において、図１に示すように、制御部８が、出力ポートＰ０〜Ｐ７への出力設定を制御して、スイッチＳＷ３，ＳＷ５のみを開（オン）とし、その他全てのスイッチを閉（オフ）とすることで、ｘ方向の抵抗膜ＴＰ１の端子Ｘ１，Ｘ２の双方に電源ＶＣＣの直流電圧を印加する。

上述のようにして各抵抗膜ＴＰ１，ＴＰ２上の端子間にそれぞれ電圧を印加した状態でタッチ入力すると、図７に示すようなタッチパネルＴＰの等価回路が得られる。ここで、図７（ａ）は、端子Ｘ１，Ｘ２に電圧を印加した状態でタッチ入力した場合におけるタッチパネルＴＰの等価回路であり、図７（ａ）中の矢印方向にパネルが押下された場合を示している。スイッチＳＷ３，ＳＷ５のみを開とした状態で、図７（ａ）に示すように所定の１点がタッチされると、電源ＶＣＣとグランドＧＮＤとの間には、ｘ方向の抵抗膜ＴＰ１上でタッチされた位置から両端子Ｘ１，Ｘ２までの各抵抗（抵抗値Ｒ１，Ｒ３）が直列に接続された回路が形成される。このとき、ｙ方向の抵抗膜ＴＰ２は、接触抵抗（抵抗値Ｒ２）を介して、上記タッチされた位置で接続されるが、この接触抵抗には電流が流れず、ｙ方向の抵抗膜ＴＰ２は、上記タッチされた位置と等電位になる。

この状態で、制御部８は、入力ポートＡＤＹ２を介して端子Ｙ２（端子Ｙ１でもよい）の電圧レベルを測定して（ステップＳＴ１ａ−２）、タッチされた位置のｘ方向の電圧レベルを取得する。同様に、制御部８は、出力ポートＰ０〜Ｐ７への出力設定を制御して、スイッチＳＷ４，ＳＷ８のみを開（オン）とし、その他全てのスイッチを閉（オフ）とすることで、ｙ方向の抵抗膜ＴＰ２の端子Ｙ１，Ｙ２の双方に電源ＶＣＣの直流電圧を印加する（ステップＳＴ１ａ−３）。

図７（ｂ）は、端子Ｙ１，Ｙ２に電圧を印加した状態でタッチ入力した場合におけるタッチパネルＴＰの等価回路であり、図７（ｂ）中の矢印方向にパネルが押下された場合を示している。スイッチＳＷ４，ＳＷ８のみを開とした状態で、図７（ｂ）に示すように所定の１点がタッチされると、電源ＶＣＣとグランドＧＮＤとの間には、ｙ方向の抵抗膜ＴＰ２上でタッチされた位置から両端子Ｙ１，Ｙ２までの各抵抗（抵抗値Ｒ４，Ｒ５）が直列に接続された回路が形成される。

このとき、ｘ方向の抵抗膜ＴＰ１は、接触抵抗（抵抗値Ｒ２）を介して、上記タッチされた位置で接続されるが、この接触抵抗には電流が流れず、ｘ方向の抵抗膜ＴＰ１は、上記タッチされた位置と等電位になる。この状態で、制御部８は、入力ポートＡＤＸ１を介して端子Ｘ１（端子Ｘ２でもよい）の電圧レベルを測定して（ステップＳＴ１ａ−４）、タッチされた位置のｙ方向の電圧レベルを取得する。

このようにして求められた上記タッチされた位置のｘ方向及びｙ方向の電圧レベルは、制御部８から処理装置Ｂのｘｙ座標検出部１に送られる。ここで、タッチされた位置のｘ方向及びｙ方向の電圧レベルは、電源ＶＣＣから印加された電圧を抵抗値Ｒ１と抵抗値Ｒ３、抵抗値Ｒ４と抵抗値Ｒ５で分圧した値である。ｘｙ座標検出部１は、抵抗膜ＴＰ１上のｘ方向の電位勾配に応じたｘ座標及び抵抗膜ＴＰ２上のｙ方向の電位勾配に応じたｙ座標が既知であることから、上述のようにして求められた上記タッチされた位置のｘ方向及びｙ方向の電圧レベルを用いて、上記タッチされた位置を示すｘｙ座標を算出する（ステップＳＴ１ａ−５）。

図５の説明に戻る。タッチされた位置のｘｙ座標が求められると、４端子間抵抗値測定部２が、図３のステップＳＴ３で説明した方法で、タッチパネルＴＰの４端子間の抵抗値を測定する（ステップＳＴ２ａ）。次に、４端子抵抗値基準値算出部３が、図３で示したキャリブレーション処理で接触抵抗値保存バッファＢ１に保存された接触抵抗値を読み出し、複数点がタッチされたことを検出するための基準値を算出する（ステップＳＴ３ａ）。なお、ここでいう基準値とは、ステップＳＴ１ａで検出されたｘｙ座標が１点タッチされたと仮定したときの４端子間の抵抗値に相当する。例えば、図４では、ステップＳＴ１ａで測定されたｘ方向の抵抗膜ＴＰ１上の抵抗値Ｒ１、ｙ方向の抵抗膜ＴＰ２上の抵抗値Ｒ３、及びキャリブレーション処理のステップＳＴ５で保存した接触抵抗値Ｒ２の和が、基準値となる。

ここで、パネル上の複数点をタッチしたときに基準値よりも４端子間抵抗値が低下する現象の原理を、１点をタッチした場合と複数点（２点）をタッチした場合とに分けて説明する。図８は、タッチパネルＴＰのパネル上の１点をタッチした際の端子Ｘ１，Ｙ２間の回路構成を示す図であり、図８（ａ）は１点をタッチしたときの模式図であり、図８（ｂ）は１点をタッチしたときの等価回路である。端子Ｘ１，Ｙ２間に電圧ＶＣＣを印加した状態で、図８（ａ）中で矢印で示す方向にパネルを押下すると、端子Ｘ１，Ｙ２間には、図８（ｂ）に示すようにｘ方向の抵抗膜ＴＰ１上の抵抗（抵抗値Ｒ１）、接触抵抗（抵抗値Ｒ２）及びｙ方向の抵抗膜ＴＰ２上の抵抗（抵抗値Ｒ３）が直列に接続された回路が形成される。

図９は、タッチパネルＴＰのパネル上の２点をタッチした際の端子Ｘ１，Ｙ２間の回路構成を示す図であり、図９（ａ）は２点をタッチしたときの模式図であり、図９（ｂ）は２点をタッチしたときの等価回路であり、図９（ｃ）は近接して２点がタッチされたときの等価回路である。端子Ｘ１，Ｙ２間に電圧ＶＣＣを印加した状態で、図９（ａ）中で矢印で示す方向にパネル上の２点を押下すると、端子Ｘ１，Ｙ２間には、図９（ｂ）に示すようにｘ方向の抵抗膜ＴＰ１上の抵抗（抵抗値Ｒ１）を介し、接触抵抗（抵抗値Ｒ２）、ｙ方向の抵抗膜ＴＰ２上の抵抗（抵抗値Ｒ３）及び押下された２点間の抵抗（抵抗値Ｒ４）が並列に接続された回路が形成される。

このとき、押下された２点間の抵抗の抵抗値Ｒ４が減少するにつれて、つまり２点間の距離が小さくなると、図９（ｃ）に示す等価回路に近くなり、端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値は、最小値である（Ｒ１＋（Ｒ２＋Ｒ３）／２）（Ｒ４→０としたとき）に近づく。反対に、抵抗値Ｒ４が増加するにつれて、つまり２点間の距離が離れるほど、端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値は、最大値である（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）（Ｒ４→∞としたとき）に近づく。

このように端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値は、下記不等式で示すように抵抗値Ｒ４について単調に増加する。従って、２点をタッチしたときの端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値は、１点をタッチしたときの端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）よりも低下する。
（Ｒ１＋（Ｒ２＋Ｒ３）／２）＜端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値＜（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）

この関係は、他の端子間である、端子Ｘ１，Ｙ１間、端子Ｘ２，Ｙ１間、端子Ｘ２，Ｙ２間においても同様である。このような４端子間抵抗値の低下を利用して、１点が適切にタッチされたか、複数点が誤ってタッチされたかを判定することができる。

複数点タッチ判定部５は、上述した原理に基づき、ステップＳＴ２ａで測定された４端子間抵抗値と、ステップＳＴ３ａで算出された基準値とを入力し、４端子間抵抗値と基準値との差を算出し、この差が所定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳＴ４ａ）。このとき、上記差が閾値未満であれば、複数点タッチ判定部５は、１点がタッチされたと判定し（ステップＳＴ５ａ）、その旨をｘｙ座標出力部６に通知する。

ｘｙ座標出力部６は、複数点タッチ判定部５による判定結果を受けると、ステップＳＴ１ａで検出された位置のｘｙ座標をｘｙ座標検出部１から入力し、ＬＣＤ表示器Ｌ１に出力する（ステップＳＴ６ａ）。これにより、ＬＣＤ表示器Ｌ１は、ＬＣＤ画面上に当該タッチ位置に対応する情報を表示する（ステップＳＴ７ａ）。

ステップＳＴ４ａにおいて、４端子間抵抗値と基準値との差が閾値以上であると、複数点タッチ判定部５は、複数点がタッチされたと判定（ステップＳＴ８ａ）し、その旨をタッチ状態出力部７に通知する。タッチ状態出力部７は、複数点がタッチされた旨の判定結果を受けると、複数点タッチによる誤作動を防止するためにステップＳＴ１ａで検出されたｘｙ座標をリジェクトし、複数点がタッチされたことを示す情報をＬＣＤ表示器Ｌ１に出力する（ステップＳＴ９ａ）。これにより、ＬＣＤ表示器Ｌ１は、ＬＣＤ画面上に当該情報を表示する（ステップＳＴ７ａ）。

以上のように、この実施の形態１によれば、一対の端子（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）が対向する端辺部にそれぞれ設けられた抵抗膜ＴＰ１，ＴＰ２を上下で電極端子が直交するように重ね合わせ、タッチ入力により抵抗膜面が押下されると上下の抵抗膜が接触するタッチパネルＴＰと、タッチ入力により抵抗膜が上下に接触したタッチ位置と電極端子との間の電圧値に基づいて、当該タッチ位置の座標値を検出するｘｙ座標検出部１と、タッチパネルがタッチ入力されたときの電極端子間の抵抗値を測定する４端子間抵抗値測定部３と、抵抗膜が上下に接触したときの接触抵抗値を測定する接触抵抗値測定部４と、ｘｙ座標検出部１により検出されたタッチ位置の座標値及び接触抵抗値測定部４により測定された当該タッチ位置で１点がタッチ入力されたときの接触抵抗値を入力し、当該タッチ位置で１点がタッチ入力されたときの当該接触抵抗値を含む電極端子間の抵抗値を基準値として算出する４端子間抵抗値基準値算出部３と、４端子間抵抗値測定部３によりタッチ入力の際に測定された電極端子間の抵抗値と基準値との比較結果に応じて、タッチ入力で複数点がタッチされたか否かを判定する複数点タッチ判定部５とを備えたので、タッチに用いる物やパネルの個体差に依らず、複数点がタッチされたことを正確に判定することができる。

具体的に説明すると、１点をタッチしたときの４端子間抵抗値を基準値テーブルに保存する従来の技術（例えば、特許文献１参照）では、基準値テーブルを作成したときの接触抵抗が、パネルを実際にタッチしたときの接触抵抗よりも小さいと、１点をタッチしたときの端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値（図８参照）に比べて、２点をタッチしたときの端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値（図９参照）の低下の度合が小さくなる。このため、複数点がタッチされたことを正確に検出することができない。

これに対して、上記実施の形態１では、キャリブレーション時に算出した接触抵抗値Ｒ２を用いて、タッチした位置に対応してリアルタイムに算出された４端子間基準値を利用する。これにより、タッチする物やパネルの個体差に由来する接触抵抗値の変化を吸収することができ、従来の技術よりも正確に複数点のタッチを検出することができる。また、基準値をテーブルとして保存する必要がないため、省メモリ化も図ることができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、パネルタッチの際に測定された４端子抵抗値とキャリブレーション時に測定された接触抵抗値とを利用して基準値を算出し、この基準値とパネルタッチの際に測定された４端子抵抗値との比較評価により、複数点がタッチされたか否かを判定するタッチパネル入力装置を示した。この実施の形態２は、１点タッチと判定された場合の接触抵抗値を算出し、キャリブレーション時に測定された接触抵抗値をリアルタイムで更新するものである。

なお、実施の形態２によるタッチパネル入力装置は、上記実施の形態１と基本的に同様な構成を有するが、接触抵抗値測定部が接触抵抗値を更新する点が異なる。以降では、タッチパネル入力装置の構成については、上記実施の形態１で示した図１及び図２を用いて説明する。

次に動作について説明する。
図１０は、実施の形態２のタッチパネル入力装置による複数点がタッチされたか否かの判定処理の流れを示すフローチャートであり、この図に沿って処理の詳細を説明する。
先ず、ステップＳＴ１ａからステップＳＴ４ａまでの処理、ステップＳＴ６ａからステップＳＴ７ａまでの処理、ステップＳＴ８ａ、ステップＳＴ９ａ及びステップＳＴ７ａの処理は、上記実施の形態１で示した図５と同様である。

なお、ステップＳＴ３ａでは、最初に１点がタッチされるまでの初期段階においてはキャリブレーション時にバッファＢ１に保存された接触抵抗値を用いるが、それ以降の判定に用いる基準値は、前回１点タッチと判定された場合の接触抵抗値で更新されたバッファＢ１の記憶内容を用いて算出する。

ステップＳＴ２ａで測定された４端子間抵抗値とステップＳＴ３ａで算出された基準値との差が所定の閾値未満であると、複数点タッチ判定部５は、１点がタッチされたと判定（ステップＳＴ５ａ）して、その旨を接触抵抗値測定部４及びｘｙ座標出力部６に通知する。接触抵抗値測定部４は、１点がタッチされた旨の判定結果を受けると、ステップＳＴ１ａで検出された位置のｘｙ座標をｘｙ座標検出部１から入力すると共に、ステップＳＴ２ａで測定された４端子間抵抗値を４端子間抵抗値測定部２から入力する。

次に、接触抵抗値測定部４は、ステップＳＴ１ａで検出されたｘｙ座標と、ステップＳＴ２ａで測定された４端子間抵抗値を用いて、上記実施の形態１で示した図３のステップＳＴ４と同様な処理で接触抵抗値を算出する（ステップＳＴ５ａ−１）。つまり、ステップＳＴ１ａにおいてタッチされた位置のｘｙ座標が検出されているので、この位置におけるｘ方向の抵抗膜ＴＰ１上の抵抗値とｙ方向の抵抗膜ＴＰ２上の抵抗値は既知である。これにより、４端子間抵抗値から接触抵抗値を算出することができる。

この後、接触抵抗値測定部４は、算出した接触抵抗値を接触抵抗値保存バッファＢ１に保存して、その記憶内容を更新する（ステップＳＴ５ａ−２）。これにより、次回に複数点がタッチされたか否かを判定する際、４端子間抵抗値基準値算出部３は、このバッファＢ１から読み出した接触抵抗値を用いて基準値を算出する（ステップＳＴ３ａ）。

以上のように、この実施の形態２によれば、複数タッチ判定部５により１点タッチと判定された場合、接触抵抗値測定部４がこのタッチ位置での接触抵抗値をリアルタイムで算出して接触抵抗値保存バッファＢ１の記憶内容を更新し、４端子間抵抗値基準値算出部３が、次の時刻に複数点がタッチされたか否かを判定するときの基準値の算出に上記更新内容を用いるので、キャリブレーション時と比べて接触抵抗値が変化したとしても、変化を吸収した基準値を得ることができる。

この発明の実施の形態１によるタッチパネル入力装置の構成を示す回路図である。 図１中のタッチパネル入力装置の機能構成を示すブロック図である。 タッチ入力のキャリブレーション処理の流れを示すフローチャートである。 端子Ｘ１，Ｙ２間の抵抗値を測定する場合におけるタッチパネルＴＰの等価回路である。 複数点がタッチされたか否かの判定処理の流れを示すフローチャートである。 タッチ位置のｘｙ座標を検出する処理の流れを示すフローチャートである。 各抵抗膜上の端子間にそれぞれ電圧を印加した状態でタッチ入力した場合のタッチパネルＴＰの等価回路である。 タッチパネルＴＰのパネル上の１点をタッチした際の端子Ｘ１，Ｙ２間の回路構成を示す図である。 タッチパネルＴＰのパネル上の２点をタッチした際の端子Ｘ１，Ｙ２間の回路構成を示す図である。 実施の形態２による複数点がタッチされたか否かの判定処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ ｘｙ座標検出部、２ ４端子間抵抗値測定部（端子間抵抗測定部）、３ ４端子間抵抗値基準値算出部（基準値算出部）、４ 接触抵抗値測定部（接触抵抗測定部）、５ 複数点タッチ判定部（判定部）、６ ｘｙ座標出力部、７ タッチ状態出力部、８ 制御部、９ 信号線、Ａ 入出力装置、ＡＤＸ１，ＡＤＹ１，ＡＤＸ２，ＡＤＹ２，ＬＣＤ 入力ポート、Ｂ 処理装置、Ｃ 記憶装置、Ｂ１ 接触抵抗値保存バッファ（記憶部）、ＧＮＤ グランド、Ｌ１ ＬＣＤ表示器、Ｍ１ マイクロコントローラ、Ｐ０〜Ｐ７ 出力ポート、ＳＷ１〜ＳＷ８ スイッチ、ＴＰ タッチパネル、ＴＰ１，ＴＰ２ 抵抗膜、ＶＣＣ 電源、Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２ 端子（電極端子）。

Claims (4)

1. 一対の電極端子が対向する端辺部にそれぞれ設けられた抵抗膜を上下で前記電極端子が直交するように重ね合わせ、タッチ入力により抵抗膜面が押下されると上下の前記抵抗膜が接触するタッチパネルとを備え、前記タッチパネルのタッチ入力により前記抵抗膜が上下に接触したタッチ位置と前記電極端子との間の電圧値に基づいて当該タッチ位置の座標値を検出するタッチパネル入力装置において、
   タッチ入力されたときの前記電極端子間の抵抗値を測定する端子間抵抗測定部と、
   タッチ入力による前記抵抗膜の接触抵抗値を測定する接触抵抗測定部と、
   前記接触抵抗測定部により測定された所定のタッチ位置で１点がタッチされたときの接触抵抗値を入力し、当該タッチ位置での前記接触抵抗値を含む前記電極端子間の抵抗値を基準値として算出する基準値算出部と、
   前記端子間抵抗測定部によりタッチ入力の際に測定された前記電極端子間の抵抗値と前記基準値との比較結果に応じて、当該タッチ入力で複数点がタッチされたか否かを判定する判定部とを備えたタッチパネル入力装置。
2. 判定部は、端子間抵抗測定部によりタッチ入力の際に測定された電極端子間の抵抗値が基準値から所定の閾値以上に低下していると、当該タッチ入力で複数点がタッチされたと判定し、前記閾値未満であると、当該タッチ入力で１点がタッチされたと判定することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル入力装置。
3. 接触抵抗値を保存する記憶部を備え、
   接触抵抗測定部は、キャリブレーション処理で指定されたタッチ位置での接触抵抗値を測定して前記記憶部に保存し、
   基準値算出部は、前記記憶部に保存された前記キャリブレーション処理で指定されたタッチ位置での接触抵抗値を用いて、基準値を算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載のタッチパネル入力装置。
4. 接触抵抗値を保存する記憶部を備え、
   接触抵抗測定部は、判定部によりタッチ入力で１点がタッチされた旨の判定結果が得られると、当該タッチ位置での接触抵抗値を測定して前記記憶部の記憶内容を更新し、
   基準値算出部は、前記接触抵抗測定部により更新された前記記憶部の接触抵抗値を用いて、基準値を算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載のタッチパネル入力装置。

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