JP2009282825A - Matrix touch panel device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接触位置を検出するマトリクス型タッチパネル装置およびプログラムに関するものである。 The present invention relates to a matrix type touch panel device and a program for detecting a contact position.
従来、複数の入力抵抗膜(Xライン)と、複数の出力抵抗膜(Yライン)と、をマトリクス状に配置したマトリクス型タッチパネル装置が知られている。この種のマトリクス型タッチパネル装置では、入力抵抗膜と出力抵抗膜との交点において、電気的に接続した(接触した)状態であるか否かを検出することにより、当該交点が接触されたこと、すなわち接触位置を検出する。この検出方法としては、各入力抵抗膜に順番に電圧を印加していき、各入力抵抗膜に電圧を印加している間に、当該入力抵抗膜と各出力抵抗膜との交点の電圧値を順次出力する。そして、当該交点の電圧値の変化により、接触位置を検出する(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述のマトリクス型タッチパネル装置では、接触位置を検出するために、各入力抵抗膜および各出力抵抗膜の全てのラインを順次スキャンするため、結果としてタッチパネル上の全ての交点を1点ずつスキャンすることとなる。このため、タッチパネル一面をスキャンするのに時間が掛かり、結果として接触位置の検出に時間が掛かるという問題がある。 However, in the above-described matrix type touch panel device, all lines of each input resistance film and each output resistance film are sequentially scanned in order to detect the contact position. As a result, all the intersections on the touch panel are scanned one by one. Will be. For this reason, it takes time to scan the entire touch panel, and as a result, it takes time to detect the contact position.
本発明は、上記の問題点に鑑み、接触位置を短時間で検出することが可能なマトリクス型タッチパネル装置およびプログラムを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a matrix type touch panel device and a program capable of detecting a contact position in a short time.
本発明のマトリクス型タッチパネル装置は、第1基板に形成されたN本(但し、N≧2となる整数)の入力抵抗膜と、第1基板に対して対向配置した第2基板に形成され、N本の入力抵抗膜に対して間隙を存してマトリクス状に交わるM本(但し、M≧2となる整数)の出力抵抗膜とを備え、各入力抵抗膜と各出力抵抗膜との各交点について当該入力抵抗膜と当該出力抵抗膜とが接触した接触状態にあるか否かを判定することで、当該各交点において第2基板に対し第1基板が相対的に押圧されたことを検出するマトリクス型タッチパネル装置において、各入力抵抗膜へ接触検出用の電圧を印加する電圧印加手段と、各出力抵抗膜からの出力を読み取る出力側読取手段と、を備え、出力側読取手段は、M本の出力抵抗膜のうち、m本(但し、2≦m≦Mとなる整数)の出力抵抗膜からの出力を同時に読み取ることを特徴とする。 The matrix-type touch panel device of the present invention is formed on an N number of input resistance films formed on the first substrate (where N ≧ 2) and a second substrate disposed opposite to the first substrate, M output resistance films intersecting in a matrix with a gap with respect to N input resistance films (where M ≧ 2), each of the input resistance films and the output resistance films. By detecting whether or not the input resistance film and the output resistance film are in contact with each other at the intersection, it is detected that the first substrate is pressed relative to the second substrate at each intersection. The matrix type touch panel device includes a voltage applying unit that applies a voltage for contact detection to each input resistance film, and an output side reading unit that reads an output from each output resistance film. Of the output resistance films, m (however, And wherein the reading ≦ m ≦ M to become an output from the output resistive film integer) simultaneously.
この構成によれば、m本の出力抵抗膜からの出力を同時に読み取ることができる。つまり、mライン分の出力抵抗膜を同時に読み取る(スキャンする)ことで、入力抵抗膜との複数の交点(m個)の出力電圧を同時に取得することができる。これにより、例えばタッチパネル上の全ての交点を1点ずつスキャンする場合に比して、タッチパネル全体のスキャンに掛かる時間を短縮することができ(約1/mの時間に短縮)、結果として接触位置の検出時間を短縮することができる。 According to this configuration, outputs from the m output resistive films can be read simultaneously. That is, by simultaneously reading (scanning) the output resistance film for m lines, it is possible to simultaneously acquire output voltages at a plurality of intersections (m) with the input resistance film. As a result, compared to, for example, scanning all the intersections on the touch panel one by one, the time taken to scan the entire touch panel can be shortened (reduced to about 1 / m of time), resulting in a contact position. Detection time can be shortened.
本発明のマトリクス型タッチパネル装置において、電圧印加手段は、N本の入力抵抗膜のうち、n本(但し、2≦n≦Nとなる整数)の入力抵抗膜に同時に電圧を印加することが好ましい。 In the matrix type touch panel device of the present invention, it is preferable that the voltage applying means simultaneously applies a voltage to n (where 2 ≦ n ≦ N) input resistance films among the N input resistance films. .
この構成によれば、n本の入力抵抗膜に同時に電圧を印加することで、nライン(入力抵抗膜)×mライン(出力抵抗膜)の交点、つまりn×m個の交点に対する出力電圧を同時に取得することができる。これにより、タッチパネル上の全ての交点を1点ずつスキャンする場合に比して、タッチパネル全体のスキャンに掛かる時間を、約1/(n×m)の時間に短縮することができる。 According to this configuration, by simultaneously applying voltages to the n input resistance films, the output voltage at the intersection of n lines (input resistance film) × m lines (output resistance film), that is, n × m intersections is obtained. Can be acquired at the same time. Thereby, compared with the case where all the intersections on the touch panel are scanned one by one, the time required for scanning the entire touch panel can be reduced to about 1 / (n × m).
本発明のマトリクス型タッチパネル装置において、各出力抵抗膜には、コンパレータが個別に接続されていることが好ましい。 In the matrix type touch panel device of the present invention, it is preferable that a comparator is individually connected to each output resistance film.
この構成によれば、各出力抵抗膜にコンパレータを個別に接続することにより、レイテンシーの悪化を抑止できる。つまり、各出力抵抗膜をまとめると、このまとめた出力抵抗膜からのラインに接続されるIC端子が多くなり、その浮遊容量の和がレイテンシーを悪くする原因となるが、そのような問題を解決できる。 According to this configuration, deterioration of latency can be suppressed by individually connecting a comparator to each output resistance film. In other words, when each output resistance film is collected, the number of IC terminals connected to the line from the combined output resistance film increases, and the sum of the stray capacitance causes the latency to deteriorate, but this problem is solved. it can.
本発明のマトリクス型タッチパネル装置において、出力側読取手段は、n本の入力抵抗膜に電圧を印加した場合のm本の出力抵抗膜からの出力をデジタル的に同時に読み取る第1読取手段と、第1読取手段の読取結果から接触状態にあると判定したn×m個の交点からなる接触範囲に対し、出力抵抗膜からの出力を交点毎に、且つデジタル的に読み取る第2読取手段と、第2読取手段の読取結果から接触状態にあると判定した交点の出力をアナログ的に読み取る第3読取手段と、から成ることが好ましい。 In the matrix type touch panel device of the present invention, the output side reading means includes a first reading means for simultaneously digitally reading outputs from the m output resistance films when a voltage is applied to the n input resistance films; A second reading means for digitally reading the output from the output resistance film for each intersection with respect to a contact range consisting of n × m intersections determined to be in a contact state from a reading result of one reading means; It is preferable that the second reading unit includes a third reading unit that analogly reads the output of the intersection determined to be in the contact state from the reading result of the two reading units.
この構成によれば、第1読取手段により読み取ったn×m個の交点からなる接触範囲に対し、再度、第2読取手段により出力抵抗膜からの出力の読み取りを行うことで、さらに交点を絞り込むことができる。一般的に、交点の出力をデジタル的に読み取る場合に比べ、アナログ的に読み取る場合は時間が掛かるため、アナログ読み取りの対象となる交点が多ければ多いほど、接触位置(押圧位置)の検出までに掛かる時間が長くなる。つまり、このことがタッチパネルにおける接触位置の検出の高速化を阻む1つの原因となる。このため、第1読取手段で読み取ったn×m個の交点に対し、第2読取手段で、再度デジタル的な処理を行うことでさらに交点を絞り込み、第3読取手段によるアナログ読み取りの対象となる交点の数を減らすことで、アナログ読み取りに掛かる時間を短縮することができ、結果として、接触位置の検出時間を短縮することができる(タッチパネル全体のスキャン処理を高速化することができる)。 According to this configuration, the intersections are further narrowed down by reading the output from the output resistance film again by the second reading unit with respect to the contact range including the n × m intersections read by the first reading unit. be able to. In general, it takes more time to read the output of an intersection in an analog manner than to read it digitally, so the more intersections that are subject to analog reading, the more until the contact position (pressing position) is detected. It takes longer time. That is, this is one cause that hinders the speed of detection of the contact position on the touch panel. For this reason, n × m intersections read by the first reading unit are subjected to digital processing again by the second reading unit to further narrow down the intersections, and are subjected to analog reading by the third reading unit. By reducing the number of intersections, the time required for analog reading can be shortened, and as a result, the time for detecting the contact position can be shortened (the scanning process for the entire touch panel can be speeded up).
本発明のマトリクス型タッチパネル装置において、N本の入力抵抗膜は、それぞれ一対の入力端子を両端に有すると共に、M本の出力抵抗膜は、それぞれ一対の出力端子を両端に有し、電圧印加手段は、各入力抵抗膜に対し、一対の入力端子から選択的に電圧を印加し、出力側読取手段は、各出力抵抗膜からの出力を、一対の出力端子から選択的に読み取ることが好ましい。 In the matrix type touch panel device of the present invention, each of the N input resistance films has a pair of input terminals at both ends, and each of the M output resistance films has a pair of output terminals at both ends. Preferably, a voltage is selectively applied to each input resistance film from a pair of input terminals, and the output side reading means selectively reads the output from each output resistance film from the pair of output terminals.
この構成によれば、複数の入力抵抗膜が、それぞれ一対の入力端子を両端に有する場合には、各交点について、接触検出用の電圧の入力経路が2通り形成される。そして、経路長により、出力電圧値が異なるため、各交点について2通りの出力電圧値が得られることになる。また、複数の出力抵抗膜が、それぞれ一対の出力端子を両端に有する場合も、同様である。つまり、この構成によれば、4通り(2×2)の出力電圧値を取得することができるため、入力抵抗膜と出力抵抗膜との接触状態の判定に使用可能な出力電圧値の数を増やすことができ、判定精度を向上させることができる。 According to this configuration, when each of the plurality of input resistance films has a pair of input terminals at both ends, two input paths for voltage for contact detection are formed at each intersection. Since the output voltage value varies depending on the path length, two output voltage values are obtained for each intersection. The same applies to the case where each of the plurality of output resistance films has a pair of output terminals at both ends. In other words, according to this configuration, since four (2 × 2) output voltage values can be acquired, the number of output voltage values that can be used for determining the contact state between the input resistance film and the output resistance film is determined. It can be increased, and the determination accuracy can be improved.
本発明のマトリクス型タッチパネル装置において、第1、および第2基板の少なくとも一方が、導電性シールド部材で覆われていることが好ましい。 In the matrix-type touch panel device of the present invention, it is preferable that at least one of the first and second substrates is covered with a conductive shield member.
この構成によれば、外部からのノイズの影響が少なくなるため、誤検出を回避することができる。なお、導電性シールド部材は、第1、および第2基板で構成されるタッチパネルを表示装置と組み合わせて使用する場合、透明抵抗膜で構成することが好ましい。 According to this configuration, the influence of noise from the outside is reduced, so that erroneous detection can be avoided. In addition, when using the touchscreen comprised by the 1st and 2nd board | substrate in combination with a display apparatus, it is preferable to comprise a conductive shield member with a transparent resistive film.
本発明のプログラムは、コンピュータを、上記に記載のマトリクス型タッチパネル装置における各手段として機能させるためのものであることを特徴とする。 The program of the present invention is a program for causing a computer to function as each means in the matrix touch panel device described above.
このプログラムを用いることにより、複数の出力抵抗膜からの出力を同時に読み取ることで、入力抵抗膜との複数の交点(m個)の出力電圧を同時に取得することができるプログラムを提供することができる。 By using this program, it is possible to provide a program that can simultaneously acquire output voltages at a plurality of intersections (m) with the input resistance film by simultaneously reading outputs from the plurality of output resistance films. .
[第1実施形態]
以下、添付の図面を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態に係るマトリクス型タッチパネル装置(以下、単に「タッチパネル装置」ともいう)は、例えば、液晶表示装置の表示画面上に重ねて用いられ(タッチパネル一体型表示装置)、ユーザにより、検出面(上面)が指等で押圧された場合に、その接触を検出するものである。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The matrix type touch panel device according to the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “touch panel device”) is used, for example, on a display screen of a liquid crystal display device (a touch panel integrated display device). When the upper surface is pressed with a finger or the like, the contact is detected.
なお、第1実施形態においては、入力抵抗膜への接触検出用の電圧印加を1本ずつ順に行い、この入力抵抗膜への電圧印加の間に、6本の出力抵抗膜から同時に出力を読み取る場合を例に挙げて説明する。つまり、請求項に記載の同時に出力を読み取る出力抵抗膜の本数mを「m=6」として説明する。 In the first embodiment, the voltage for contact detection to the input resistance film is sequentially applied one by one, and the output is simultaneously read from the six output resistance films during the voltage application to the input resistance film. A case will be described as an example. That is, the description will be made assuming that the number m of the output resistance films that read the output simultaneously is “m = 6”.
図1は、タッチパネル装置10の構造を示す図である。図1に示すように、タッチパネル装置10は、下面に複数(N本)の入力抵抗膜Riを形成した第1基板11と、第1基板11に対して対向配置され、上面に複数(M本)の出力抵抗膜Roを形成した第2基板21とを備え、第1基板11と第2基板21とは、ドットスペーサ(図示省略)を介して重ね合わされている。そして、複数の入力抵抗膜Riと複数の出力抵抗膜Roとは、上下方向に間隙を存し、且つ平面視マトリクス状に複数の交点Pを構成している。
FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of the
第1基板11は、可透性の透明フィルムで構成されている。一方、第2基板21は、ガラス板で構成されている。複数の入力抵抗膜Riおよび複数の出力抵抗膜Roは、それぞれ透明抵抗膜(例えば、ITO(Indium Tin Oxide))で構成されている。各入力抵抗膜Riの両端には、入力端子12が設けられている(図1では、便宜上、片側のみを示す)。同様に、各出力抵抗膜Roの両端には、出力端子22が設けられている(図1では、便宜上、片側のみを示す)。
The
タッチパネル装置10は、第2基板21を下方にして図外の表示画面上に設置され、ユーザにより、各交点Pに対し、上方から第1基板11が第2基板21に対して押圧されると、当該交点Pにおいて、各入力抵抗膜Riと各出力抵抗膜Roとが接触した接触状態になることで、入力抵抗膜Riへ印加した接触検出用の電圧が、出力抵抗膜Roから出力される。この出力に基づいて、第1基板11が押圧されたことを検出する。
The
さらに、第1基板11の上面には、導電性シールド膜(導電性シールド部材)13が設けられている。導電性シールド膜13は、透明抵抗膜で構成され、接地状態にある。また、導電性シールド膜13は、第1基板11により入力抵抗膜Riと常時絶縁状態となっている。この導電性シールド膜13により、外部からのノイズの影響が少なくなるため、誤検出を回避することができる。なお、下方(特に表示装置)からのノイズの影響を考慮すれば、第2基板21の下面にも、導電性シールド膜13を設けることが好ましい。もっとも、表示画面の見やすさを考慮すれば、導電性シールド膜13は、必要最小限であることが好ましい。
Furthermore, a conductive shield film (conductive shield member) 13 is provided on the upper surface of the
次に、図2を参照して、タッチパネル装置10の回路構成について説明する。図2に示すように、タッチパネル装置10は、電圧印加部31(電圧印加手段)と、出力切替部32と、ADコンバータ33と、コンパレータ34と、MPX(Multiplexer)回路35と、制御回路36と、CPU37(出力側読取手段)と、を備えている。
Next, a circuit configuration of the
電圧印加部31は、各入力抵抗膜Riの両端にそれぞれ入力端子12が設けられていることに対応して、2つ設けられている。各電圧印加部31は、IC等のスイッチング素子で構成され、複数の入力抵抗膜Riに対し、端から順に1本ずつ、接触検出用の電圧を印加(入力スイーブ)するものである(図2では、矢印Ai方向に、順番に電圧を印加する)。なお、図2において、太線の入力抵抗膜Riは、電圧が印加された入力抵抗膜Riであることを示している。
Two
出力切替部32は、各出力抵抗膜Roの両端にそれぞれ出力端子22が設けられていることに対応して、2つ設けられている。各出力切替部32は、IC等のスイッチング素子で構成され、複数の出力抵抗膜Roについて、デジタル的に出力電圧を取り込む場合、端から順に、出力端子22を6個ずつ同時に非接地状態(ハイインピーダンス)から接地された出力抵抗Rpdへ接続を切り替えることで、6個の出力電圧(6個の各交点Pそれぞれの出力電圧)を同時に取り込む(出力スキャン)ものである。すなわち、各出力抵抗膜Roの出力取込み時以外は、全ての出力端子22は非接地状態となっているが、各出力切替部32による出力取込み時には、出力端子22が6個ずつ、同時に、出力抵抗Rpdを介して接地するようになっている(図3参照)。そして、各交点Pにおいて、各入力抵抗膜Riと各出力抵抗膜Roとが接触した状態である場合に、出力抵抗膜Roから電圧が出力される。
Two
なお、図2では、出力抵抗膜Roを、矢印Ao方向に6本ずつ順番にスキャンすることを示している。また、太線の6本の出力抵抗膜Roは、出力端子22が接地状態(出力抵抗Rpdへ接続された状態)にある出力抵抗膜Roであることを示している。また、図3おいて、同図に示す端子(電圧が印加されている1個の入力端子12、および測定に用いられる6個の出力端子22)以外の端子(図示省略)は、全て非接地状態となっている。
In FIG. 2, six output resistance films Ro are sequentially scanned in the direction of arrow Ao. Also, the six output resistance films Ro indicated by bold lines indicate that the
そして、ひとつの入力抵抗膜Riに対し、接触検出用の電圧を印加した状態で、複数の出力抵抗膜Roについて6本ずつ順番に出力スキャンした後、隣の入力抵抗膜Riに対して電圧を印加し、同様に出力抵抗膜Roについて出力スキャンを行う。これを繰り返し行うことで、全ての交点Pについて出力電圧を取り込む。なお、出力抵抗膜Roからの出力電圧をアナログ的に取り込む場合は、読み取り対象となる出力抵抗膜Roの出力端子22を1個ずつ非接地状態から接地状態に切り替え(出力抵抗Rpdへ接続を切り替え)、各交点Pの出力電圧を1個ずつ読み取る。
Then, in a state where a voltage for contact detection is applied to one input resistance film Ri, output scanning is sequentially performed for each of the plurality of output resistance films Ro, and then the voltage is applied to the adjacent input resistance film Ri. Similarly, an output scan is performed on the output resistance film Ro. By repeating this, the output voltage is taken in for all the intersection points P. When the output voltage from the output resistance film Ro is taken in an analog manner, the
なお、本実施形態(第1実施形態)では、各入力抵抗膜Riの両端にそれぞれ入力端子12が設けられているため、各電圧印加部31により各入力抵抗膜Riの両端に対して選択的に電圧を印加することができる。同様に、各出力抵抗膜Roの両端にそれぞれ出力端子22が設けられているため、各出力切替部32により、各出力抵抗膜Roの両端から選択的に電圧を出力させることができる。これにより、各交点Pについて、接触検出用の電圧の入出力の経路が、4通り形成される(図3では、下入力・左出力、上入力・左出力、下入力・右出力、上入力・右出力)。そして、経路長(抵抗膜の長さ)により、出力電圧値が異なるため、各交点について4通りの出力電圧値が得られる。このため、入力抵抗膜Riと出力抵抗膜Roとの接触状態の判定に使用可能な出力電圧値の数を増やすことができ、判定精度を向上させることができる。
In the present embodiment (first embodiment), since the
コンパレータ34は、各出力抵抗膜Roから取り込まれた出力電圧と、基準電圧とを比較するものであり、各出力抵抗膜Roの一端に設けられた各出力端子22に個別に接続されている(図2では、便宜上、一部省略して記載する)。また、出力抵抗膜Roの一端の出力端子22に接続された複数のコンパレータ34は、1つのMPX回路35に接続されている。そして、コンパレータ34は、出力電圧と基準電圧との比較結果を、MPX回路35を介してデジタル的に制御回路36に出力する。制御回路36は、その出力結果をCPU37に出力し、CPU37はその出力結果に基づいて、各交点Pについて出力の有無を検出する。
The
ADコンバータ33は、各出力抵抗膜Roの両端にそれぞれ出力端子22が設けられていることにより、2つ設けられている。各ADコンバータ33は、アナログ的に取り込まれた各出力抵抗膜Roからの出力電圧(各交点Pのアナログ出力電圧)をAD変換して出力電圧値を取得し、これをCPU33に出力する。そして、CPU33は各交点Pについて、取得した出力電圧値と、予め記憶された計算上の(または試験的に求めた)接触時電圧値とを比較し、当該交点Pが接触状態であるか否かを判定する。
Two
次に、図4を参照して、タッチパネル装置10上の接触位置(押圧位置)を検出する処理の一連のフローを説明する。まず、CPU37は、電圧印加部31により、最初の(1本目の)入力抵抗膜Riに電圧を印加する(S01)。次に、CPU37は、最初(1本目)から6本目までの出力抵抗膜Roの各出力端子22を、非接地状態から接地状態にし(出力抵抗Rpdへ接続し)、これら6個の出力端子22からの出力を同時に取込む。つまり、CPU37は、1本の入力抵抗膜Riと6本の出力抵抗膜Roとの各交点P(6個)についての出力電圧を同時に読み取る(S02)。次に、コンパレータ34は、上記の各交点P(6個)のそれぞれについて、その出力電圧と基準電圧とを比較し、結果をデジタル的にCPU37に出力する(S03)。CPU37は、コンパレータ34からのデジタル出力結果に基づいて、各交点Pについて、それぞれ出力の有無(出力オン/オフ)を検出する(S04)。
Next, with reference to FIG. 4, a series of processes for detecting a contact position (pressed position) on the
次に、CPU37は、全ての出力抵抗膜Roからの出力を読み取ったか否かを判別する(S05)。全ての出力抵抗膜Roからの出力を読み取っていない場合(S06;No)、CPU37は、次の6本の出力抵抗膜Roの出力を同時に読み取る(S07)。そして、これら6本の出力抵抗膜Roと入力抵抗膜Riとの各交点P(6個)について、上述のS03およびS04の処理を行い、それぞれの交点Pの出力の有無を検出する。
Next, the
一方、全ての出力抵抗膜Roからの出力の読み取りが完了した場合(S06;Yes)、CPU37は、電圧を印加した入力抵抗膜Riが、最後の入力抵抗膜Riか否かを判別する(S08)。電圧を印加した入力抵抗膜Riが、最後の入力抵抗膜Riでない場合(S09;No)、CPU37は、次の入力抵抗膜Riに電圧を印加し(S10)、上記のS02以降の処理を繰り返す。
On the other hand, when reading of the outputs from all the output resistance films Ro is completed (S06; Yes), the
一方、電圧を印加した入力抵抗膜Riが、最後の入力抵抗膜Riである場合(S09;Yes)、CPU37は、交点Pについての出力の有無の検出を終了する。つまり、タッチパネル装置10上の全ての交点Pについての出力の有無を検出したこととなる。そして、CPU37は、出力オン(出力有り)として検出した交点Pについて、アナログ的に出力電圧を取り込み、その出力電圧をAD変換した出力電圧値を取得する(S11)。そして、CPU37は、この出力電圧値と接触時電圧値とを比較し、交点Pが接触状態であるか否かを検出する(S12)。すなわち、予め記憶された計算上(または試験的に求めた)接触時電圧値と、出力電圧値を比較し、出力電圧値が接触時電圧値よりも有意に大きい場合、当該交点Pは接触状態であるものと判定する。つまり、当該交点Pが接触位置(押圧位置)であると判定する。
On the other hand, when the input resistance film Ri to which the voltage is applied is the last input resistance film Ri (S09; Yes), the
このように、第1実施形態によれば、入力抵抗膜Riに対向配置された複数の出力抵抗膜Roについて、m本分(6ライン分)の出力抵抗膜Roを同時に読み取り(スキャンし)、入力抵抗膜Riとのm個の交点Pの出力電圧を同時に取得することができる。これにより、例えばタッチパネル装置10上の全ての交点Pを1点ずつスキャンする場合に比して、タッチパネル装置10全体のスキャンに掛かる時間を短縮することができ(約1/mの時間に短縮)、結果として接触位置(押圧位置)の検出時間を短縮することができる。また、各出力抵抗膜Roにコンパレータ34を個別に接続することで、m本分の出力抵抗膜Roを同時に読み取った場合のレイテンシーの悪化を抑止できる。
Thus, according to the first embodiment, m (six lines) output resistance films Ro are simultaneously read (scanned) for a plurality of output resistance films Ro arranged to face the input resistance film Ri. Output voltages at m intersections P with the input resistance film Ri can be acquired simultaneously. Thereby, for example, compared with the case where all the intersection points P on the
[第2実施形態]
次に、図5ないし図8を参照し、本発明の第2実施形態に係るマトリクス型タッチパネル装置10について説明する。なお、第2実施形態のマトリクス型タッチパネル装置10の構造は、第1実施形態と同一であるため(図1参照)、ここでは、異なる部分のみ説明する。また、第2実施形態においては、入力抵抗膜Riへの接触検出用の電圧印加を6本ずつ順に行い、この入力抵抗膜Riへの電圧印加の間に、6本の出力抵抗膜Roから同時に出力を読み取る場合を例に挙げて説明する。つまり、請求項に記載の同時に電圧を印加する入力抵抗膜Riの本数nを「n=6」とし、同時に出力を読み取る出力抵抗膜Roの本数mを「m=6」として説明する。
[Second Embodiment]
Next, a matrix type
図5は、第2実施形態のタッチパネル装置10の回路構成を示す図である。図5に示すように、タッチパネル装置10は、入力合成部41(電圧印加手段)と、出力合成部42と、第1出力切替部43と、電圧印加部44(電圧印加手段)と、第2出力切替部45と、コンパレータ46と、ADコンバータ47と、制御回路48と、CPU49(出力側読取手段)と、を備えている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit configuration of the
入力合成部41は、6個の入力端子12を合成して(束ねて)、1つの入力とするものである。つまり、入力合成部41を介して電圧(接触検出用の電圧)を印加することにより、6個の入力端子12(6本の入力抵抗膜Ri)に対して同時に電圧を印加することができる。この入力合成部41は、各入力抵抗膜Riの一端に設けられた入力端子12を6個単位で集約すべく、入力抵抗膜Riの一端側に複数個(一端の入力端子数/6)設けられ、各入力合成部41は並列に接続されている(図5では、便宜上、一部省略して記載する)。なお、図5において、太線の入力抵抗膜Riは、電圧が印加された入力抵抗膜Riであることを示している。
The
出力合成部42は、6本の出力抵抗膜Roからの出力を1つに合成(束ねる)するものであり、各出力抵抗膜Roの一端に設けられた出力端子22を6個単位で集約すべく、出力抵抗膜Roの一端側に複数個(一端の出力抵抗膜数/6)設けられている(図5では、便宜上、一部省略して記載する)。また、各出力合成部42は、後述する第1出力切替部43に接続されている。この第1出力切替部43による出力電圧の取り込みに際し、出力合成部42は、6本の出力抵抗膜Roからの出力電圧(実際には、36個の交点Pについての出力電圧の合計)を合成して出力する。
The
第1出力切替部43は、IC等のスイッチング素子で構成され、複数の出力合成部42と接続している。そして、各出力合成部42からの出力ラインLを非接地状態から接地状態に切り替える(出力抵抗Rpdへ接続を切り替える)ことで、各出力合成部42により合成された出力端子22からの出力電圧をデジタル的に取り込む。つまり、第1出力切替部43は、同時に6本の出力抵抗膜Roからの出力電圧(36個の交点Pについての出力電圧の合計)を取り込むこととなる(図6参照)。なお、図5において、太線の出力抵抗膜Roは、電圧が印加された出力抵抗膜Roであることを示している。また、図6において、同図に示す端子(電圧が印加されている6個の入力端子12、および測定に用いられる6個の出力端子22)以外の端子(図示省略)は、全て非接地状態となっている。
The first
そして、第1出力切替部43は、取り込んだ出力電圧をデジタル的に制御回路48に出力する。制御回路48は、その出力結果をCPU49に出力し、CPU49はその出力結果に基づいて、出力の有無を検出する。この場合、CPU49は、出力電圧の取り込み対象である36個の交点Pからなる範囲(以下、「検出範囲50」と称す。)についての出力電圧の有無を検出することとなる。
Then, the first
そして、6本の入力抵抗膜Riに対して同時に接触検出用の電圧を印加した状態で、第1出力切替部43により各出力合成部42への出力ラインLを順番に接地状態にすることで出力抵抗膜Roについて6本ずつ順番に出力スキャンする。その後、次の6本の入力抵抗膜Riに対して同時に電圧を印加し、同様に出力抵抗膜Roについて出力スキャンを行う。これを繰り返し行うことで、タッチパネル装置10全体をスキャンし、各検出範囲50についての出力電圧を取り込む。
Then, with the voltage for contact detection applied to the six input resistance films Ri at the same time, the output lines L to the
電圧印加部44は、各入力抵抗膜Riの両端にそれぞれ入力端子12が設けられていることに対応して、2つ設けられている。各電圧印加部44は、IC等のスイッチング素子で構成され、複数の入力抵抗膜Riに対し、1本ずつ、接触検出用の電圧を印加するものである。
Two
第2出力切替部45は、各出力抵抗膜Roの両端にそれぞれ出力端子22が設けられていることに対応して、2つ設けられている。各第2出力切替部45は、IC等のスイッチング素子で構成され、複数の出力抵抗膜Roについて、出力端子22を非接地状態から接地された出力抵抗Rpdへ接続を切り替えることで、出力端子22から出力電圧を取り込むものである。そして、各交点Pにおいて、各入力抵抗膜Riと各出力抵抗膜Roとが接触した状態である場合に、出力抵抗膜Roから電圧が出力される。
Two second
これら電圧印加部44および第2出力切替部45は、上述した検出範囲50に含まれる各交点Pの出力電圧を取り込む際に用いられる。この場合、出力が検出された検出範囲50(接触範囲)の1つの入力抵抗膜Riに対して接触検出用の電圧を印加した状態で、出力抵抗膜Roについて1本ずつ順番に出力スキャンした後、隣の入力抵抗膜Riに対して電圧を印加し、同様に出力抵抗膜Roについて出力スキャン(以下、「詳細デジタルスキャン」とも言う)を行う。これを繰り返し行うことで、検出範囲50内の全ての交点Pについてデジタル的に出力電圧を取り込む。
The
コンパレータ46は、各出力抵抗膜Roの出力電圧と、基準電圧とを比較し、その結果をデジタル的に制御回路48に出力するものである。そして、制御回路48は、その出力結果をCPU49に出力し、CPU49は、その出力結果に基づいて、各交点Pについての出力を検出する。ここでは、出力を検出した検出範囲50に含まれる交点Pについて、そのそれぞれの交点Pにおける出力電圧と基準電圧とを比較し、その結果を制御回路48に出力するために用いられる。
The
ADコンバータ47は、各出力抵抗膜Roの両端にそれぞれ出力端子22が設けられていることにより、2つ設けられている。各ADコンバータ47は、アナログ的に取り込まれた各出力抵抗膜Roからの出力電圧(各交点Pのアナログ出力電圧)をAD変換して出力電圧値を取得し、これをCPU49に出力する。そして、CPU49は各交点Pについて、取得した出力電圧値と、予め記憶された計算上の(または試験的に求めた)接触時電圧値とを比較し、当該交点Pが接触状態であるか否かを判定する。
Two
次に、図7および図8を参照して、タッチパネル装置10上の接触位置(押圧位置)を検出する処理の一連のフローを説明する。まず、CPU49は、入力合成部41により最初の(1本目の)から6本目までの入力抵抗膜Riに同時に電圧を印加する(S21)。次に、CPU49は、出力合成部42および第1出力切替部43により、最初(1本目)から6本目までの出力抵抗膜Roからの出力をデジタル的に同時に取込む(S22,第1読取手段)。つまり、CPU49は、6本の入力抵抗膜Riと6本の出力抵抗膜Roとの各交点P(36個)からなる検出範囲50の出力電圧を読み取る。そして、CPU49は、読み取った検出範囲50の出力の有無(出力オン/オフ)を検出する(S23)。
Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, a series of processes for detecting a contact position (pressed position) on the
次に、CPU49は、全ての出力抵抗膜Roからの出力を読み取ったか否かを判別する(S24)。全ての出力抵抗膜Roからの出力を読み取っていない場合(S25;No)、CPU49は、出力合成部42および第1出力切替部43により、次の6本の出力抵抗膜Roの出力を同時に読み取る(S26)。そして、これら6本の出力抵抗膜Roと6本の入力抵抗膜Riとの各交点P(36個)からなる検出範囲50について出力の有無を検出する(S23)。
Next, the
一方、全ての出力抵抗膜Roからの出力の読み取りが完了した場合(S25;Yes)、CPU49は、最後の入力抵抗膜Riに電圧を印加したか否かを判別する(S27)。最後の入力抵抗膜Riに電圧を印加していない場合(S28;No)、CPU49は、入力合成部41により次の6本の入力抵抗膜Riに電圧を同時に印加し(S29)、上記のS22以降の処理を繰り返す。
On the other hand, when reading of outputs from all the output resistance films Ro is completed (S25; Yes), the
一方、最後の入力抵抗膜Riに電圧を印加していた場合(S28;Yes)、CPU49は、タッチパネル装置10全体の出力スキャンが終了したと判定する(S30)。次に、CPU49は、出力オン(出力有り)として検出した検出範囲50について、当該検出範囲50内の各交点P(36個)について、詳細デジタルスキャンを行う(第2読取手段,図示点線部参照)。具体的には、まず、CPU49は、出力が検出された検出範囲50内の最初の入力抵抗膜Riに対して接触検出用の電圧を印加する(S31)。次に、CPU49は、検出範囲50内の最初の出力抵抗膜Roの出力端子22を、非接地状態から接地状態にし(出力抵抗Rpdへ接続し)、当該出力端子22からの出力をデジタル的に取り込む(S32)。次に、コンパレータ46は、上記の交点Pについて、その出力電圧と基準電圧とを比較し、結果をデジタル的にCPU49に出力する(S33)。CPU49は、コンパレータ46からのデジタル出力結果に基づいて、交点Pについて、出力の有無(出力オン/オフ)を検出する(S34)。
On the other hand, when the voltage is applied to the last input resistance film Ri (S28; Yes), the
次に、CPU49は、検出範囲50内の全ての出力抵抗膜Roからの出力を読み取ったか否かを判別する(S35)。検出範囲50内の全ての出力抵抗膜Roからの出力を読み取っていない場合(S36;No)、CPU49は、次の出力抵抗膜Roの出力を読み取る(S37)。そして、この出力抵抗膜Roと入力抵抗膜Riとの交点Pについて、上述のS33およびS34の処理を行い、当該交点Pの出力の有無を検出する。
Next, the
一方、検出範囲50内の全ての出力抵抗膜Roからの出力の読み取りが完了した場合(S36;Yes)、CPU49は、電圧を印加した入力抵抗膜Riが、検出範囲50内の最後の入力抵抗膜Riか否かを判別する(S38)。電圧を印加した入力抵抗膜Riが、検出範囲50内の最後の入力抵抗膜Riでない場合(S39;No)、CPU49は、次の入力抵抗膜Riに電圧を印加し(S40)、上記のS32以降の処理を繰り返す。
On the other hand, when reading of the output from all the output resistance films Ro within the
一方、電圧を印加した入力抵抗膜Riが、検出範囲50内の最後の入力抵抗膜Riである場合(S39;Yes)、CPU49は、交点Pについての出力の有無の検出を終了する。つまり、検出範囲50内の全ての交点Pについての出力の有無を検出したこととなる。そして、CPU49は、S34において出力オン(出力有り)として検出した交点Pについて、アナログ的に出力電圧を取り込み、その出力電圧をAD変換した出力電圧値を取得する(S41)。そして、CPU49は、この出力電圧値と接触時電圧値とを比較し、交点Pが接触状態であるか否かを検出する(S42)。すなわち、予め記憶された計算上(または試験的に求めた)接触時電圧値と、出力電圧値を比較し、出力電圧値が接触時電圧値よりも有意に大きい場合、当該交点Pは接触状態であるものと判定する。つまり、当該交点Pが接触位置(押圧位置)であると判定する。
On the other hand, when the input resistance film Ri to which the voltage is applied is the last input resistance film Ri in the detection range 50 (S39; Yes), the
このように、第2実施形態によれば、n本の入力抵抗膜Riに同時に電圧を印加し、この状態で、m本の出力抵抗膜Roを同時に読み取る(スキャンする)ことができる。すなわち、n本の入力抵抗膜Riとm本の出力抵抗膜Roとの交点P、つまりn×m個の交点Pに対する出力電圧を同時に取得することができる。これにより、タッチパネル装置10上の全ての交点Pを1点ずつスキャンする場合に比して、タッチパネル装置10全体のスキャンに掛かる時間を、約1/(n×m)の時間に短縮することができる。
As described above, according to the second embodiment, a voltage is simultaneously applied to n input resistance films Ri, and m output resistance films Ro can be simultaneously read (scanned) in this state. That is, it is possible to simultaneously acquire the output voltage for the intersection point P of the n input resistance films Ri and the m output resistance films Ro, that is, n × m intersection points P. Thereby, compared with the case where all the intersections P on the
また、最初にn×m個の交点Pからなる検出範囲50についての出力の有無(出力オン/オフ)を検出し、出力オン(出力有り)として検出された検出範囲50(接触範囲)内の各交点Pに対し、再度、詳細デジタルスキャンを行うことで、出力の可能性がある交点Pを絞り込むことができる。一般的に、交点Pの出力をデジタル的に読み取る場合に比べ、アナログ的に読み取る場合は時間が掛かるため、アナログ読み取りの対象となる交点Pが多ければ多いほど、接触位置(押圧位置)の検出までに掛かる時間が長くなる。つまり、このことがタッチパネル装置10における接触位置の検出の高速化を阻む1つの原因となる。このため、出力オンとして検出された検出範囲50内のn×m個の交点Pに対し、再度出力電圧をデジタル的に読み取ることでさらに交点Pを絞り込み、アナログ読み取りの対象となる交点Pの数を減らすことで、アナログ読み取りに掛かる時間を短縮することができ、結果として、接触位置の検出時間を短縮することができる。
First, the presence / absence of output (output on / off) is detected for the
なお、タッチパネル装置10上の交点Pが1箇所のみ接触された場合だけでなく、複数点が同時に接触された場合にも、第2実施形態を適用可能である。例えば、図9に示すように、隣接する4つの検出範囲50(50a〜50d)を跨ぐように4点(交点P1〜P4)が押下された場合、この交点P1〜P4をアナログ読み取りのみで検出しようとすると、実際には、36×4=144個(1つの検出範囲50の交点Pの数×検出範囲50の数)の交点Pをアナログ読み取りする必要がある。これに掛かる時間は、約23.04ms(1個の交点Pを読み取る時間×交点Pの数=0.16ms×144個)となる。
Note that the second embodiment can be applied not only when only one intersection point P on the
このような場合、第2実施形態を適用することで、アナログ読み取りの前に、上記の4つの検出範囲50a〜50dに対して詳細デジタルスキャンを行い、出力の可能性がある交点Pを4点まで絞り込むことができるため、アナログ読み取り対象となる交点Pを減らすことが可能となる。この場合、詳細デジタルスキャンに掛かる時間は、約5.76ms(1個の交点Pを読み取る時間×交点Pの数=0.04ms×144個)であり、詳細デジタルスキャンで絞り込んだ4個の交点Pをアナログ読み取りする時間は、約0.64ms(1個の交点Pを読み取る時間×交点Pの数=0.16ms×4個)となり、合計で約6.4ms掛かることとなる。つまり、アナログ読み取りのみの場合と比べ、4つの交点P1〜P4の検出に掛かる時間を、約1/4に短縮することができるため、結果として、接触位置の検出時間を短縮することができる。 In such a case, by applying the second embodiment, before the analog reading, a detailed digital scan is performed on the above four detection ranges 50a to 50d, and four intersection points P that may be output are obtained. Therefore, it is possible to reduce the number of intersection points P that are analog reading targets. In this case, the time required for the detailed digital scan is about 5.76 ms (time for reading one intersection P × the number of intersections P = 0.04 ms × 144), and the four intersections narrowed down by the detailed digital scan. The time for analog reading of P is about 0.64 ms (time for reading one intersection point P × number of intersection points P = 0.16 ms × 4), and it takes about 6.4 ms in total. That is, compared with the case of only analog reading, the time taken to detect the four intersections P1 to P4 can be shortened to about ¼, and as a result, the detection time of the contact position can be shortened.
以上のとおり、本実施形態のマトリクス型タッチパネル装置10は、接触位置を短時間で検出することができるため、直感的且つ迅速な操作が求められるDJ機器(プレイヤー、ミキサー等)、電子楽器、MIDIコントローラなどにも、適用可能である。また、現在既にタッチパネル装置10が用いられている様々な分野(ゲーム機、タッチパネル式コンピュータ、PDA、携帯電話、銀行ATM等)においても、利便性の向上を図ることができる。さらに、複数点が同時接触された場合にも、検出時間の遅延を抑止できるため、複数点の同時操作ができないためにタッチパネル装置10の使用が敬遠されてきた分野においても、人が操作する機器操作盤などとして適用することが可能となる。
As described above, the matrix-type
なお、上記の第1実施形態では、6本の出力抵抗膜Roから同時に出力を読み取るための構成(コンパレータ34およびMPX回路35)を、出力端子22の一方のみに接続したが、これらの構成を出力端子22の両端に接続して選択的に出力電圧を読み取っても良い。また、第2実施形態では、入力抵抗膜Riへの接触検出用の電圧印加を6本ずつ順に行うための構成(入力合成部41)を、入力端子12の一方のみに接続したが、これらの構成を入力端子12の両端に接続して選択的に電圧印加しても良い。また、第2実施形態においても、6本の出力抵抗膜Roから同時に出力を読み取るための構成(出力合成部42および第1出力切替部43)を、出力端子22の両端に接続して選択的に出力電圧を読み取っても良い。
In the first embodiment, the configuration (the
また、上記の実施形態に示したマトリクス型タッチパネル装置10の各手段をプログラムとして提供することが可能である。また、そのプログラムを記憶媒体(図示省略)に格納して提供することも可能である。記録媒体としては、CD−ROM、フラッシュROM、メモリカード(コンパクトフラッシュ(登録商標)、スマートメディア、メモリースティック等)、コンパクトディスク、光磁気ディスク、デジタルバーサタイルディスクおよびフレキシブルディスク等を利用することができる。
Further, each means of the matrix type
また、上述した実施例によらず、マトリクス型タッチパネル装置10の構成や処理工程等について、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更も可能である。
Further, the configuration and processing steps of the matrix-type
10…タッチパネル 11…第1基板 12…入力端子 13…導電性シールド膜 21…第2基板 22…出力端子 31,44…電圧印加手段 33,47…ADコンバータ 34,46…コンパレータ 37,49…CPU 41…入力合成部 50…検出範囲 Ri…入力抵抗膜 Ro…出力抵抗膜 P…交点
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記各入力抵抗膜へ接触検出用の電圧を印加する電圧印加手段と、
前記各出力抵抗膜からの出力を読み取る出力側読取手段と、を備え、
前記出力側読取手段は、M本の出力抵抗膜のうち、m本(但し、2≦m≦Mとなる整数)の前記出力抵抗膜からの出力を同時に読み取ることを特徴とするマトリクス型タッチパネル装置。 N input resistance films formed on the first substrate (where N ≧ 2 is an integer) and a second substrate disposed opposite to the first substrate, the N input resistance films being formed M output resistance films intersecting in a matrix with a gap therebetween (where M ≧ 2 is an integer), and the input resistance at each intersection of each input resistance film and each output resistance film Matrix type that detects whether the first substrate is pressed relative to the second substrate at each intersection by determining whether or not the film and the output resistance film are in contact with each other In the touch panel device,
Voltage application means for applying a voltage for contact detection to each input resistance film;
Output side reading means for reading the output from each output resistance film,
The output side reading means simultaneously reads outputs from m output resistance films out of M output resistance films (where 2 ≦ m ≦ M), the matrix type touch panel device .
前記n本の入力抵抗膜に電圧を印加した場合の前記m本の出力抵抗膜からの出力をデジタル的に同時に読み取る第1読取手段と、
前記第1読取手段の読取結果から接触状態にあると判定したn×m個の交点からなる接触範囲に対し、前記出力抵抗膜からの出力を交点毎に、且つデジタル的に読み取る第2読取手段と、
前記第2読取手段の読取結果から接触状態にあると判定した交点の出力をアナログ的に読み取る第3読取手段と、から成ることを特徴とする請求項2に記載のマトリクス型タッチパネル装置。 The output side reading means includes
First reading means for simultaneously digitally reading outputs from the m output resistance films when a voltage is applied to the n input resistance films;
Second reading means for digitally reading the output from the output resistance film for each intersection with respect to a contact range consisting of n × m intersections determined to be in contact from the reading result of the first reading means. When,
3. The matrix type touch panel device according to claim 2, further comprising: a third reading unit that analogally reads an output of an intersection determined to be in a contact state from a reading result of the second reading unit.
前記電圧印加手段は、前記各入力抵抗膜に対し、前記一対の入力端子から選択的に電圧を印加し、
前記出力側読取手段は、前記各出力抵抗膜からの出力を、前記一対の出力端子から選択的に読み取ることを特徴とする請求項1に記載のマトリクス型タッチパネル装置。 Each of the N input resistance films has a pair of input terminals at both ends, and each of the M output resistance films has a pair of output terminals at both ends,
The voltage applying means selectively applies a voltage from the pair of input terminals to each input resistance film,
2. The matrix type touch panel device according to claim 1, wherein the output side reading unit selectively reads outputs from the output resistance films from the pair of output terminals.
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