JP2009282608A - 座標検出装置及び座標検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二点接触における位置検出が可能な座標検出装置を提供する。
【解決手段】絶縁体からなる四角形状の基板上に形成された抵抗膜と、抵抗膜に電圧を印加するための電源と、電源と接続されている四隅の抵抗膜上に設けられた４個の電極と、電源と各々の電極との間に設けられた４個のスイッチと、各々の電極に流れる電流を測定するための４個の電流測定器と、抵抗膜と接触させることにより抵抗膜における接触位置座標を検出するため接地されている導電膜を有し、スイッチの開閉を行うことにより、４個の電極に順次電圧を印加し、抵抗膜と前記導電膜と接触させ、電極に接続されている４個の電流測定器により順次各々の電流値を測定し、各々の電流値に基づき得られた抵抗値により、各々の電極と抵抗膜と導電膜との接触位置を検出することを特徴とする座標検出装置を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、座標検出装置及び座標検出方法に関する。

例えば、コンピュータシステムの入力デバイスとして、タッチパネルがある。タッチパネルは、ディスプレイ上に搭載されて、ディスプレイ上の座標位置を検出し、座標位置に応じた検出信号を取得できる。直接入力を可能として、簡単に、かつ、直感的な入力が可能となるものである。

タッチパネルには、抵抗膜方式、光学方式、容量結合方式など種々の方式が提案されている。タッチパネルとしては、構造がシンプルで、制御系も簡単な抵抗膜方式のものが一般的である。低抵抗方式のタッチパネルには、抵抗膜上への電極の配置の仕方により４線式、５線式、８線式等がある。

このうち、５線式のタッチパネルは、４線式や８線式の抵抗膜方式のタッチパネルと比較して、操作面側に配置される上部基板の導電膜は、単に電位読取専用となっているため、４線式や８線式の欠点であるエッジ摺動の課題がない。このため、厳しい使用環境や長期にわたる耐久年数が望まれる市場において使用されている。

図１２に５線式抵抗膜方式タッチパネルの構成図を示す。５線式抵抗膜方式タッチパネル１は、上部基板１１と下部基板１２から構成されている。下部基板１２には、ガラス基板２１上に透明抵抗膜２２が一面に形成されており、透明抵抗膜２２上にＸ軸座標検出用電極２３、２４及びＹ軸座標検出用電極２５、２６が形成されている。上部基板１１には、フィルム基板３１上に透明抵抗膜３２が形成されており、透明抵抗膜３２上に座標検出用電極３３が形成されている。

最初に、Ｘ軸座標検出用電極２３、２４に電圧を印加することにより、下部基板１２における透明抵抗膜２２のＸ軸方向に電位分布が発生する。このとき、下部基板１２の透明抵抗膜２２における電位を検出することにより、上部基板１１の下部基板１２への接触位置のＸ座標を検出することが可能となる。次に、Ｙ軸座標検出用電極２５、２６に電圧を印加することにより、下部基板１２における透明抵抗膜２２Ｙ軸方向に電位分布が発生する。このとき、下部基板１２の透明抵抗膜２２における電位を検出することにより、上部基板１１の下部基板１２への接触位置のＹ座標を検出することができる。

特許文献１には、このような座標検出装置であって、検出位置の精度を高めた座標検出装置が開示されている。
特開平１０−８３２５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている座標検出装置では、一点が接触している場合は、精度よく検出することができるものの、二点で接触している場合には、二点の区別をつけることができず、二点の接触位置の検出をすることが、まったくできなかった。また、二点の接触位置を検出する方法は提案されているものの、透明抵抗膜を分割することによるものが殆どであり、透明抵抗膜を分割することにより、分割境界が浮き出てしまい、視認的な品位を低下させてしまう。このような視認的な品位の低下は、タッチパネル等の表示パネルにおいては、致命的となる場合があり、透明抵抗膜を分割することなく、二点で接触している場合の接触位置を検出する方法が望まれていた。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、美観や視認的な品位を損なうことなく、二点で接触している場合であっても、その座標位置を検出することが可能な座標検出装置及び座標検出方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、絶縁体からなる四角形状の基板上に形成された抵抗膜と、前記抵抗膜に電圧を印加するための電源と、前記電源と接続されている前記基板の四隅の抵抗膜上に設けられた４個の電極と、前記電源と各々の前記電極との間に設けられた４個のスイッチと、各々の前記電極に流れる電流を測定するための４個の電流測定器と、前記抵抗膜と接触させることにより前記抵抗膜における接触位置座標を検出するため接地されている導電膜と、を有し、前記スイッチの開閉を行うことにより、前記４個の電極に順次電圧を印加し、前記抵抗膜と前記導電膜と接触させ、前記電極に接続されている４個の電流測定器により順次各々の電流値を測定し、前記各々の電流値に基づき得られた抵抗値により、各々の電極と前記抵抗膜と前記導電膜との接触位置を検出することを特徴とする。

又、本発明は、前記抵抗膜と前記導電膜との接触位置は、一点又は二点であることを特徴とする。

又、本発明は、前記導電膜は、可視領域で透明である材料であって、前記抵抗膜のシート抵抗値に対し、低いシート抵抗値であることを特徴とする。

又、本発明は、前記抵抗膜の四辺に沿うように、抵抗膜除去領域を形成したことを特徴とする。

又、本発明は、前記導電膜は、ＩＴＯ、導電ポリマー、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３又はＺｎＯを含む材料により構成されていることを特徴とする。

又、本発明は、前記導電膜は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ガラス、ポリオレフィン又はミクロオレフィンポリマー等からなる基板上に形成されているものであることを特徴とする。

又、本発明は、絶縁体からなる四角形状の基板上に形成された抵抗膜と、前記抵抗膜に電圧を印加するための電源と、前記電源と接続されている前記基板の四角の抵抗膜上に設けられた４個の電極と、前記電源と各々の前記電極との間に設けられた４個のスイッチと、各々の前記電極に流れる電流を測定するための４個の電流測定器と、前記抵抗膜と接触させることにより前記抵抗膜における接触位置座標を検出するため接地されている導電膜と、を有する座標検出装置における座標検出方法であって、前記４つのスイッチのうち第１のスイッチのみを閉じ、前記抵抗膜に電圧を印加し、前記第１のスイッチに直列に接続された第１の電流計により電流を測定する第１の測定工程と、前記第１のスイッチを開き、その後、前記４つのスイッチのうち第２のスイッチのみを閉じ、前記抵抗膜に電圧を印加し、前記第２のスイッチに直列に接続された第２の電流計により電流を測定する第２の測定工程と、前記第２のスイッチを開き、その後、前記４つのスイッチのうち第３のスイッチのみを閉じ、前記抵抗膜に電圧を印加し、前記第３のスイッチに直列に接続された第３の電流計により電流を測定する第３の測定工程と、前記第３のスイッチを開き、その後、前記４つのスイッチのうち第４のスイッチのみを閉じ、前記抵抗膜に電圧を印加し、前記第４のスイッチに直列に接続された第４の電流計により電流を測定する第４の測定工程と、前記第１から第４の測定工程により測定された電流値により各々の抵抗値を算出する工程と、
前記算出された抵抗値より、前記抵抗膜と前記導電膜との一点または二点の接触位置を算出する工程と、を有することを特徴とする。

又、本発明は、前記接触位置を算出する工程において、算出された前記抵抗値のうち最も低い抵抗値の値と、前記最も低い抵抗値に対応する電極に隣接する電極におけるいずれか一方の抵抗値の値により、二点のうち一点の接触位置を算出することを特徴とする。

又、本発明は、前記算出された各々の抵抗値に基づき、前記抵抗値の抵抗が並列に接続されている場合の合成抵抗の値を算出し、前記合成抵抗の抵抗値の値に基づき、接触位置が一点であるか二点であるかの判別を行うことを特徴とする。

本発明によれば、座標検出装置において、二点で接触している場合であっても、各々の接触位置の位置座標の検出をすることが可能である。

次に、本発明を実施するための最良の形態について、以下に説明する。本実施の形態は、座標検出装置に関するものである。

〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態は、二点で接触させた場合においても座標位置を検出することが可能な、座標検出装置と座標検出方法に関するものである。

（座標検出装置）
本実施の形態における座標検出装置について、具体的に図１、図２に基づき説明する。図１は、本実施の形態における座標検出装置の斜視図であり、図２は、断面図である。

本実施の形態における座標検出装置は、上部基板１１０と下部基板１２０により構成されている。上部基板１１０は、フレキシブルな可視光を透過する長方形状の透明基板であって、その表面の下部基板１２０側には可視光を透過し導電性を有する透明導電膜１１１が形成されている。一方、下部基板１２０は、可視光を透過する長方形状の透明基板であって、その表面の上部基板１１０側には、可視光を透過する透明抵抗膜１２１が形成されている。尚、図１では、上部基板１１０、下部基板１２０は省略されている。

下部基板１２０上の透明抵抗膜１２１の四隅には、透明抵抗膜１２１に電圧を印加するための４個の電極が形成されている。具体的には、第１の電極１３１、第２の電極１３２、第３の電極１３３、第４の電極１３４が透明抵抗膜１２１上の四隅に形成されている。この４個の電極、第１の電極１３１、第２の電極１３２、第３の電極１３３、第４の電極１３４には、各々の電極に電圧を印加するか否かの制御するためのスイッチが設けられている。具体的には、第１のスイッチ１４１、第２のスイッチ１４２、第３のスイッチ１４３、第４のスイッチ１４４が各々の電極に対応して接続されている。また、各々の電極に流れる電流を測定するための電流計測器である第１の電流計１５１、第２の電流計１５２、第３の電流計１５３、第４の電流計１５４が各々の電極に対応して接続されており、更には、電圧Ｖ_０を印加するための電源に接続されている。

本実施の形態における座標検出装置では、接地されている上部基板１１０を指等で押すことにより、下部基板１２０と上部基板１１０が接触する。即ち、下部基板２０における透明抵抗膜１２１と上部基板１１０における透明導電膜１１１とが接触することにより、下部基板１２０上の透明抵抗膜１２１の接触位置における電位は０〔Ｖ〕となり、電圧Ｖ_０の電源より電圧を印加することにより、各々の電流計１５１、１５２、１５３、１５４に流れる電流量を計測し位置検出を行うものである。図１では、二点の接触の場合を示しており、第１の接触位置１０１、第２の接触位置１０２において接触している様子を抽象的に示している。

なお、上述のような位置検出を行うために、下部基板１２０に形成されている透明抵抗膜よりも上部基板１１０に形成されている透明導電膜の方が、シート抵抗が低くなるように構成されている。即ち、下部基板１２０上の透明抵抗膜１２１における接触位置の電位をできるだけ０〔Ｖ〕に近い値とするためには、上部基板１１０に形成されている透明導電膜１１１の抵抗は低くする必要があり、発明者の経験に基づくならば、透明導電膜１１１のシート抵抗値は、透明抵抗膜１２１のシート抵抗値の１／１０以下であることが必要である。この条件を満たさないと、本実施の形態における座標検出装置は、位置検出の精度が極端に低下し、位置検出を行うことができなくなってしまうことが、発明者の経験上の知見により得られているからである。

また、このような機能を発揮するため、透明導電膜１１は、可視域で透明となるＩＴＯ、導電ポリマー、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３又はＺｎＯを含む材料により形成されている。また、上部基板１１０を指等で押すことにより上部基板１１０に形成された透明導電膜１１１と下部基板１２０に形成されている透明抵抗膜１２１とを接触させるためには、上部基板１１０は、曲げやすい材料、即ち、可撓性を有する材料により構成されている必要がある。具体的に、上部基板１１０を構成する材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ガラス、ポリオレフィン又はミクロオレフィンポリマー等が挙げられる。

（座標検出方法）
次に、図３に基づき本実施の形態における座標検出方法について説明する。

前述した位置検出装置において、第１の接触位置１０１と、第２の１０２の二点で接触させた場合について説明する。即ち、上部基板１１０における２点を指等で押すことにより、上部基板１１０における透明導電膜１１１と下部基板１２０における透明抵抗膜１２１とが、第１の接触位置１０１と、第２の接触位置１０２の二点で接触している場合である。

最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）に示すように、第１の電極１３１に電圧Ｖ_０を印加する。具体的には、図４に示すように、第１のスイッチ１４１のみを閉じ、第２のスイッチ１４２、第３のスイッチ１４３、第４のスイッチ１４４を開いた状態にする。このようにして、電圧Ｖ_０の電源は、第１の電流計１５１を介し第１の電極１３１と接続される。

この際、上部基板１１０における透明導電膜１１１と下部基板１２０における透明抵抗膜２１とが、第１の接触位置１０１と、第２の接触位置１０２の二点で接触しており、透明導電膜１１１は接地されているため、電圧Ｖ_０の電源から第１の電流計１５１を介し、第１の電極１３１から第１の接触位置１０１と、第２の接触位置１０２より、透明導電膜１１１に電流が流れる。

次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）に示すように、第１の電流計１５１に流れる電流量Ｉ１を測定する。厳密には、第１の電流計１５１により検出される電流の値は、第１の電極１３１から第１の接触位置１０１に流れる電流と、第１の電極１３１から第２の接触位置１０２に流れる電流と合計した値となる。しかしながら、流れる電流としては、第１の電極１３１から近い接触位置に流れる電流が支配的となり、この場合は、図に示すように第１の接触位置１０１を介し流れる電流が支配的となる。このため、第２の接触位置１０２を介し流れる電流を無視し、第１の電流計１５１により計測される電流Ｉ１は、第１の接触位置１０１を介し流れる電流であるものとみなす。後述するように、このようなみなしを行っても位置検出装置としての機能は十分確保される。これにより、電流Ｉ１は、第１の電極１３１と第１の接触位置１０１の間の透明抵抗膜１２１を流れる電流であるものとし、後述するように、電源の電圧Ｖ_０と第１の電流計１５１により計測された電流Ｉ１より、第１の電極１３１と第１の接触位置１０１の間の透明抵抗膜１２１の抵抗値Ｒ１を算出する。

尚、本実施の形態は、座標検出装置であるが、タッチパネル等に用いるものであり、指等で押す場合を想定しているため、極めて高い位置精度を要求するものではなく、おおまかな位置を検出することができれば機能として十分である。よって、二点で接触している場合、電流の流れが支配的となっている接触位置のみを介して電流が流れるものとみなしても、座標検出装置としての機能は十分に発揮される。

次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）に示すように、第２の電極１３２に電圧Ｖ_０を印加する。具体的には、図５に示すように、第２のスイッチ１４２のみを閉じ、第１のスイッチ１４１、第３のスイッチ１４３、第４のスイッチ１４４を開いた状態にする。このようにして、電圧Ｖ_０の電源は、第２の電流計１５２を介し第２の電極１３２と接続される。

この際、上部基板１１０における透明導電膜１１１と下部基板１２０における透明抵抗膜１２１とが、第１の接触位置１０１と、第２の接触位置１０２の二点で接触しており、透明導電膜１１１は接地されているため、電圧Ｖ_０の電源から第２の電流計１５２を介し、第２の電極１３２から第１の接触位置１０１と、第２の接触位置１０２より、透明導電膜１１１に電流が流れる。

次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）に示すように、第２の電流計１５２に流れる電流量Ｉ２を測定する。厳密には、第２の電流計１５２により検出される電流の値は、第２の電極１３２から第１の接触位置１０１に流れる電流と、第２の電極１３２から第２の接触位置１０２に流れる電流と合計した値となる。しかしながら、流れる電流としては、第２の電極１３２から近い接触位置に流れる電流が支配的となり、この場合は、図に示すように第１の接触位置１０１を介し流れる電流が支配的となる。このため、第２の接触位置１０２を介し流れる電流を無視し、第２の電流計１５２により計測される電流Ｉ２は、第１の接触位置１０１を介し流れる電流であるものとみなす。前述したように、このようなみなしを行っても位置検出装置としての機能は十分確保される。これにより、電流Ｉ２は、第２の電極１３２と第１の接触位置１０１の間の透明抵抗膜１２１を流れる電流であるものとし、後述するように、電源の電圧Ｖ_０と第２の電流計１５２により計測された電流Ｉ２より、第２の電極１３２と第１の接触位置１０１の間の透明抵抗膜２１の抵抗値Ｒ２を算出する。

次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）に示すように、第３の電極１３３に電圧Ｖ_０を印加する。具体的には、図６に示すように、第３のスイッチ１４３のみを閉じ、第１のスイッチ１４１、第２のスイッチ１４２、第４のスイッチ１４４を開いた状態にする。このようにして、電圧Ｖ_０の電源は、第３の電流計１５３を介し第３の電極１３３と接続される。

この際、上部基板１１０における透明導電膜１１と下部基板１２０における透明抵抗膜２１とが、第１の接触位置１０１と、第２の接触位置１０２の二点で接触しており、透明導電膜１１１は接地されているため、電圧Ｖ_０の電源から第３の電流計１５３を介し、第２の電極１３３から第１の接触位置１０１と、第２の接触位置１０２より、透明導電膜１１１に電流が流れる。

次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）に示すように、第３の電流計１５３に流れる電流量Ｉ３を測定する。厳密には、第３の電流計１５３により検出される電流の値は、第３の電極１３３から第１の接触位置１０１に流れる電流と、第３の電極１３３から第２の接触位置１０２に流れる電流と合計した値となる。しかしながら、流れる電流としては、第３の電極１３３から近い接触位置に流れる電流が支配的となり、この場合は、図に示すように第２の接触位置１０２を介し流れる電流が支配的となる。このため、第１の接触位置１０１を介し流れる電流を無視し、第３の電流計１５３により計測される電流Ｉ３は、第２の接触位置１０２を介し流れる電流であるものとみなす。前述したように、このようなみなしを行っても位置検出装置としての機能は十分確保される。これにより、電流Ｉ３は、第３の電極１３２と第２の接触位置１０２の間の透明抵抗膜１２１を流れる電流であるものとし、後述するように、電源の電圧Ｖ_０と第３の電流計１５３により計測された電流Ｉ３より、第３の電極１３３と第２の接触位置１０２の間の透明抵抗膜１２１の抵抗値Ｒ３を算出する。

次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）に示すように、第４の電極１３４に電圧Ｖ_０を印加する。具体的には、図７に示すように、第４のスイッチ１４４のみを閉じ、第１のスイッチ１４１、第２のスイッチ１４２、第３のスイッチ１４３を開いた状態にする。このようにして、電圧Ｖ_０の電源は、第４の電流計１５４を介し第４の電極１３４と接続される。

この際、上部基板１１０における透明導電膜１１１と下部基板１２０における透明抵抗膜１２１とは、第１の接触位置１０１と、第２の接触位置１０２の二点で接触しており、透明導電膜１１は接地されているため、電圧Ｖ_０の電源から第４の電流計１５４を介し、第４の電極１３４から第１の接触位置１０１と、第２の接触位置１０２より、透明導電膜１１１に電流が流れる。

次に、ステップ１１６（Ｓ１１６）に示すように、第４の電流計１５４に流れる電流量Ｉ４を測定する。厳密には、第４の電流計１５４により検出される電流の値は、第４の電極１３４から第１の接触位置１０１に流れる電流と、第４の電極１３４から第２の接触位置１０２に流れる電流と合計した値となる。しかしながら、流れる電流としては、第４の電極１３４から近い接触位置に流れる電流が支配的となり、この場合は、図に示すように第２の接触位置１０２を介し流れる電流が支配的となる。このため、第１の接触位置１０１を介し流れる電流を無視し、第４の電流計１５４により計測される電流Ｉ４は、第２の接触位置１０２を介し流れる電流であるものとみなす。前述したように、このようなみなしを行っても位置検出装置としての機能は十分確保される。これにより、電流Ｉ４は、第４の電極１３４と第２の接触位置１０２の間の透明抵抗膜１２１を流れる電流であるものとし、後述するように、電源の電圧Ｖ_０と第４の電流計１５４により計測された電流Ｉ４より、第４の電極１３４と第２の接触位置１０２の間の透明抵抗膜１２１の抵抗値Ｒ４を算出する。

次に、ステップ１１８（Ｓ１１８）に示すように、測定された電流値より抵抗値を算出する。具体的には、第１の電流計１５１により測定された電流Ｉ１に基づき、抵抗値Ｒ１＝Ｖ_０／Ｉ１、第２の電流計１５２により測定された電流Ｉ２に基づき、抵抗値Ｒ２＝Ｖ_０／Ｉ２、第３の電流計１５３により測定された電流Ｉ３に基づき、抵抗値Ｒ３＝Ｖ_０／Ｉ３、第４の電流計１５４により測定された電流Ｉ４に基づき、抵抗値Ｒ４＝Ｖ_０／Ｉ４として各々算出する。

次に、ステップ１２０（Ｓ１２０）に示すように、ステップ１１８において得られた抵抗値より第１の接触位置１０１、第２の接触位置１０２の座標位置を算出する。即ち、第１の接触位置１０１を流れる電流は、Ｉ１、Ｉ２であることから、第１の接触位置１０１の座標位置は、抵抗値Ｒ１、Ｒ２に基づき算出する。

具体的には、事前に第１の電極１３１と第２の電極１３２の間に電流を流し、流れる電流の値より第１の電極１３１と第２の電極１３２の間の抵抗値Ｒ１２を測定する。尚、第１の電極１３１の端と第２の電極１３２の端との距離Ｌ１２は、本実施の形態における座標検出装置を作製する際に定められている。

ここで、透明抵抗膜１２１における抵抗値と電流が流れる距離との間には相関関係を有している。即ち、電流が流れる距離と、その間の抵抗値との間には、比例関係がある。このことから、抵抗値Ｒ１２と、第１の電極１３１と第２の電極１３２と間の距離Ｌ１２と、抵抗値Ｒ１に基づき、第１の電極１３１と第１の接触位置１０１との距離Ｌ１を求めることができる。また、抵抗値Ｒ１２と、第１の電極１３１と第２の電極１３２と間の距離Ｌ１２と、抵抗値Ｒ２に基づき、第２の電極１３２と第１の接触位置１０１との距離Ｌ２を求めることができる。

具体的には、図８に示すように、距離Ｌ１＝（Ｌ１２／Ｒ１２）×Ｒ１、距離Ｌ２＝（Ｌ１２／Ｒ１２）×Ｒ２となり、この結果、距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１２の値を得ることができる。この後、余弦定理に基づき、距離Ｌ１と距離Ｌ２とのなす角α１を求めることにより、第１の接触位置１０１の座標位置を算出することができる。

同様に、事前に第３の電極１３３と第４の電極１３４の間に電流を流し、流れる電流の値より第３の電極１３３と第４の電極１３４の間の抵抗値Ｒ３４を測定する。尚、第３の電極１３３の端と第４の電極１３４の端との距離Ｌ３４は、本実施の形態における座標検出装置を作製する際に定められている。

また、抵抗値Ｒ３４と、第３の電極１３３と第４の電極１３４と間の距離Ｌ３４と、抵抗値Ｒ３に基づき、第３の電極１３３と第２の接触位置１０２との距離Ｌ３を求めることができる。また、抵抗値Ｒ２３と、第３の電極１３３と第４の電極１３４と間の距離Ｌ３４と、抵抗値Ｒ４に基づき、第４の電極１３４と第２の接触位置１０２との距離Ｌ４を求めることができる。

具体的には、図８に示すように、距離Ｌ３＝（Ｌ３４／Ｒ３４）×Ｒ３、距離Ｌ４＝（Ｌ３４／Ｒ３４）×Ｒ４となり、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ３４の値を得ることができる。この後、余弦定理に基づき、距離Ｌ３と距離Ｌ４とのなす角α２を求めることにより、第２の接触位置１０２の座標位置を算出することができる。

以上のステップ１０２からステップ１２０を繰返し行うことにより、連続的に二点における接触位置の検出を行うことが可能となる。尚、本実施の形態では、二点で接触している場合に限らず、一点で接触している場合も同様な方法により座標位置の検出が可能である。この場合、第１の電極１３１、第２の電極１３２、第３の電極１３３、第４の電極１３４における電流値の高いもの、即ち抵抗値の低いものを二つ選び、その二つの抵抗値に基づき算出された距離の値をもとに、余弦定理によって角度を求めることにより、一点で接触している場合においても、接触している位置の座標位置を算出することが可能である。

尚、抵抗値の低い値となる電極は、接触位置に最も近いため接触位置を求める際には、精度が高くなり、特に、最も低い抵抗値となる電極は、接触位置に最も近くなるため、位置検出精度をより一層高めることができるからである。この場合、もう一つの抵抗値の値は、最も低い抵抗値に対応する電極に隣接するいずれか一方の電極における抵抗値の値を用いる。通常、接触位置は、中心から偏る場合が殆どであり、最も低い抵抗値に対応する電極の近傍が接触位置である場合、その電極に隣接する電極のどちらか一方が接触位置に近いためである。

また、本実施の形態では、接触している接触位置が一点であるか、二点であるかの判別を行うことも可能である。具体的には、上述の座標検出方法により、各々の抵抗値を算出した後、その抵抗値の逆数の和を算出する。即ち、抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の抵抗が並列に接続されているものとして合成抵抗の値を算出する。一点で接触している場合に比べ、二点で接触している場合には、この合成抵抗の値が低くなり、一点で接触している場合の合成抵抗の範囲を超えた低い抵抗値を示す。これにより、このような合成抵抗の値が低い抵抗値を示す場合には、二点で接触しているものと判断することにより、一点で接触しているか二点で接触しているかの判別を行うことが可能となる。

尚、本実施の形態では、透明抵抗膜として、ＩＴＯを用いたが、この他、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛を含む材料であって、可視域において透明となる材料であれば、同様な効果を得ることができる。

また、図９に示すように第１の電極１３１と第２の電極１３２との間における抵抗値Ｒ１２、第２の電極１３２と第３の電極１３３との間における抵抗値Ｒ２３、第３の電極１３３と第４の電極１３４との間における抵抗値Ｒ３４、第４の電極１３４と第１の電極１３１との間における抵抗値Ｒ４１をより正確に求めるために、各々の電極間の内側に抵抗膜除去領域１５０を形成する。これにより、各々の電極間を流れる電流は、直線的となり、正確な電極間の抵抗値を得ることができるからである。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態における座標検出装置を用いて、より高い精度の位置検出を行う座標検出方法である。即ち、通常、座標検出装置をタッチパネルとして使用する場合には、指等による接触により、接触させた位置の位置検出を行う。指等による接触により位置検出を行う場合において、二点同時に接触するケースは、極めて少なく、どちらか一方が先に接触し、他方は少し遅れて接触する場合が大半である。

従って、最初に、先に接触した位置を検出した後、先に接触した位置情報と、その後の測定結果をもとに、後に接触した位置を検出することにより、より高い精度で二点の位置を検出することが可能である。

具体的には、第１の接触位置１０１に最初に接触し、第２の接触位置１０２は後で接触したものとした場合、最初に接触した第１の接触位置１０１の座標位置を第１の実施の形態による座標検出方法（最初の計測）により検出する。この後、第２の接触位置１０２に接触がされた後、第１の実施の形態による座標検出方法（後の計測）を行い、この時の各々の抵抗値を算出する。

通常、タッチパネルの操作を行う場合では、後の一点となる第２の接触位置１０２が接触する際には、最初に接触した第１の接触位置１０１はあまり移動しない場合が多く、仮に移動したとしても、接触する直前に最初の計測を行えば、精度は保つことができる。このことから、最初に接触した第１の座標位置１０１を算出するために用いた抵抗値（最初の計測による抵抗値）と、後の計測により得られた抵抗値により、後に接触した第２の座標位置１０２の位置を検出することが可能である。

以上の工程を図１０、図１１に基づき説明する。

最初に、図１０に示すように先の接触位置である第１の接触位置１０１のみを接触させた場合、上述した最初の計測により、第１の電極１３１から第１の接触位置１０１における透明抵抗膜１２１の抵抗値Ｒ１Ｆ、第２の電極１３２から第１の接触位置１０１における透明抵抗膜１２１の抵抗値Ｒ２Ｆ、第３の電極１３３から第１の接触位置１０１における透明抵抗膜１２１の抵抗値Ｒ３Ｆ、第４の電極１３４から第１の接触位置１０１における透明抵抗膜１２１の抵抗値Ｒ４Ｆが得られる。これらの抵抗値の値に基づき、第１の実施の形態で説明したように、抵抗値の低いものを２選択し、これらの値に基づき、角度α１を得ることができ、これにより第１の接触位置１０１の座標位置を検出することができる。

次に、図１１に示すように、後の接触位置である第２の位置検出１０２における接触をさせる。この場合、第１の接触位置１０１と、第２の接触位置１０２の二点で接触させた状態となる。この状態で、後の計測を行い、第１の電極１３１から第１の接触位置１０１と第１の電極１３１から第２の接触位置１０２における透明抵抗膜１２１における合成された抵抗値Ｒ１Ｇ、第２の電極１３１から第１の接触位置１０１と第１の電極１３２から第２の接触位置１０２における透明抵抗膜１２１における合成された抵抗値Ｒ２Ｇ、第３の電極１３３から第１の接触位置１０１と第３の電極１３３から第２の接触位置１０２における透明抵抗膜１２１における合成された抵抗値Ｒ３Ｇ、第４の電極１３４から第１の接触位置１０１と第４の電極１３４から第２の接触位置１０２における透明抵抗膜１２１における合成された抵抗値Ｒ４Ｇを得る。

ここで、第１の電極１３１から第２の接触位置１０２における透明抵抗膜１２１における抵抗値Ｒ１Ｌ、第２の電極１３２から第２の接触位置１０２における透明抵抗膜１２１における抵抗値Ｒ２Ｌ、第３の電極１３３から第２の接触位置１０２における透明抵抗膜１２１における抵抗値Ｒ３Ｌ、第４の電極１３４から第２の接触位置１０２における透明抵抗膜１２１における抵抗値Ｒ４Ｌとした場合、この合成抵抗は並列に接続されているものと考えられるため、Ｒ１Ｌ、Ｒ２Ｌ、Ｒ３Ｌ、Ｒ４Ｌは以下の値となる。
Ｒ１Ｌ＝（Ｒ１×Ｒ１Ｆ）／（Ｒ１Ｆ−Ｒ１）
Ｒ２Ｌ＝（Ｒ２×Ｒ２Ｆ）／（Ｒ２Ｆ−Ｒ２）
Ｒ３Ｌ＝（Ｒ３×Ｒ３Ｆ）／（Ｒ３Ｆ−Ｒ３）
Ｒ４Ｌ＝（Ｒ４×Ｒ４Ｆ）／（Ｒ４Ｆ−Ｒ４）
このようにして得られた抵抗値Ｒ１Ｌ、Ｒ２Ｌ、Ｒ３Ｌ、Ｒ４Ｌに基づき、第１の実施の形態におけるステップ１２０と同様の方法により、角度α２を得ることができ、第２の接触位置１０２の座標位置を算出することができる。これにより、第１の接触位置１０１と第２の接触位置１０２との二点の座標位置を正確に検出することができる。

尚、本実施の形態を行うためには、第１の接触位置１０１に接触した後、第２の接触位置１０２に接触するまでの時間を考慮して、第１の電極１３１、第２の電極１３２、第３の電極１３３、第４の電極１３４に印加する周期を定める必要がある。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

第１の実施の形態における位置検出装置の斜視図 本実施の形態における位置検出装置の断面図 第１の実施に形態における位置検出方法のフローチャート 第１の実施の形態における位置検出方法の検出状況の概要図（１） 第１の実施の形態における位置検出方法の検出状況の概要図（２） 第１の実施の形態における位置検出方法の検出状況の概要図（３） 第１の実施の形態における位置検出方法の検出状況の概要図（４） 第１の実施の形態における位置検出方法の検出方法を示す上面図 第１の実施の形態における位置検出装置の変形例の上面図 第２の実施の形態における位置検出装置の検出状況の概要図（１） 第２の実施の形態における位置検出装置の検出状況の概要図（２） ５線式抵抗膜方式タッチパネルの構成図

符号の説明

１０１ 第１の接触位置
１０１ 第２の接触位置
１１０ 上部基板
１１１ 透明導電膜
１２０ 下部基板
１２１ 透明抵抗膜
１３１ 第１の電極
１３２ 第２の電極
１３３ 第３の電極
１３４ 第４の電極
１４１ 第１のスイッチ
１４２ 第２のスイッチ
１４３ 第３のスイッチ
１４４ 第４のスイッチ
１５１ 第１の電流計
１５２ 第２の電流計
１５３ 第３の電流計
１５４ 第４の電流計

Claims (9)

1. 絶縁体からなる四角形状の基板上に形成された抵抗膜と、
   前記抵抗膜に電圧を印加するための電源と、
   前記電源と接続されている前記基板の四隅の抵抗膜上に設けられた４個の電極と、
   前記電源と各々の前記電極との間に設けられた４個のスイッチと、
   各々の前記電極に流れる電流を測定するための４個の電流測定器と、
   前記抵抗膜と接触させることにより前記抵抗膜における接触位置座標を検出するため接地されている導電膜と、
   を有し、
   前記スイッチの開閉を行うことにより、前記４個の電極に順次電圧を印加し、
   前記抵抗膜と前記導電膜と接触させ、前記電極に接続されている４個の電流測定器により順次各々の電流値を測定し、
   前記各々の電流値に基づき得られた抵抗値により、各々の電極と前記抵抗膜と前記導電膜との接触位置を検出することを特徴とする座標検出装置。
2. 前記抵抗膜と前記導電膜との接触位置は、一点又は二点であることを特徴とする請求項１に記載の座標検出装置。
3. 前記導電膜は、可視領域で透明である材料であって、前記抵抗膜のシート抵抗値に対し、低いシート抵抗値であることを特徴とする請求項１または２に記載の座標検出装置。
4. 前記抵抗膜の四辺に沿うように、抵抗膜除去領域を形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の座標検出装置。
5. 前記導電膜は、ＩＴＯ、導電ポリマー、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３又はＺｎＯを含む材料により構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の座標検出装置。
6. 前記導電膜は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ガラス、ポリオレフィン又はミクロオレフィンポリマーからなる基板上に形成されているものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の座標検出装置。
7. 絶縁体からなる四角形状の基板上に形成された抵抗膜と、
   前記抵抗膜に電圧を印加するための電源と、
   前記電源と接続されている前記基板の四角の抵抗膜上に設けられた４個の電極と、
   前記電源と各々の前記電極との間に設けられた４個のスイッチと、
   各々の前記電極に流れる電流を測定するための４個の電流測定器と、
   前記抵抗膜と接触させることにより前記抵抗膜における接触位置座標を検出するため接地されている導電膜と、
   を有する座標検出装置における座標検出方法であって、
   前記４つのスイッチのうち第１のスイッチのみを閉じ、前記抵抗膜に電圧を印加し、前記第１のスイッチに直列に接続された第１の電流計により電流を測定する第１の測定工程と、
   前記第１のスイッチを開き、その後、前記４つのスイッチのうち第２のスイッチのみを閉じ、前記抵抗膜に電圧を印加し、前記第２のスイッチに直列に接続された第２の電流計により電流を測定する第２の測定工程と、
   前記第２のスイッチを開き、その後、前記４つのスイッチのうち第３のスイッチのみを閉じ、前記抵抗膜に電圧を印加し、前記第３のスイッチに直列に接続された第３の電流計により電流を測定する第３の測定工程と、
   前記第３のスイッチを開き、その後、前記４つのスイッチのうち第４のスイッチのみを閉じ、前記抵抗膜に電圧を印加し、前記第４のスイッチに直列に接続された第４の電流計により電流を測定する第４の測定工程と、
   前記第１から第４の測定工程により測定された電流値により各々の抵抗値を算出する工程と、
   前記算出された抵抗値より、前記抵抗膜と前記導電膜との一点または二点の接触位置を算出する工程と、
   を有することを特徴とする座標検出方法。
8. 前記接触位置を算出する工程において、算出された前記抵抗値のうち最も低い抵抗値の値と、前記最も低い抵抗値に対応する電極に隣接する電極におけるいずれか一方の抵抗値の値により、二点のうち一点の接触位置を算出することを特徴とする請求項７に記載の座標検出方法。
9. 前記算出された各々の抵抗値に基づき、前記抵抗値の抵抗が並列に接続されている場合の合成抵抗の値を算出し、
   前記合成抵抗の抵抗値の値に基づき、接触位置が一点であるか二点であるかの判別を行うことを特徴とする請求項７に記載の座標検出方法。

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