JP2010262503A - タッチパネル入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネル上の複数の位置が同時に押下された場合の不適合発生を防止できるタッチパネル入力装置を提供すること。
【解決手段】上部透明抵抗膜と下部透明抵抗膜が絶縁スペーサを介して対向配置されたタッチパネル入力装置において、前記上部透明抵抗膜と下部透明抵抗膜にそれぞれ電圧を印加して電位勾配を形成する電圧印加手段と、これら上部透明抵抗膜と下部透明抵抗膜にそれぞれ流れる電流が所定値を超えたときに多点押下検出信号を出力する電流検出手段、
を設けたことを特徴とするもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タッチパネル入力装置に関し、詳しくは、同時多点押しによる誤操作防止に関するものである。

図７は、従来の透明抵抗膜を用いたタッチパネルの構成例を示す断面図である。図７において、タッチパネル１００は、ハードコート１０１と、透明フィルム１０２と、上部透明抵抗膜１０３と、下部透明抵抗膜１０４と、ガラス基板１０５と、下部透明抵抗膜１０４の上面に一定間隔で配置されるドットスペーサ１０６とを積層するようにして構成されている。

ハードコート１０１は、表面が柔らかい透明フィルム１０２に硬い樹脂でコーティング処理を施すことによりハードコート加工したもので、タッチパネル１００の表面にタッチする際の傷の発生を防止するものである。

透明フィルム１０２は、タッチパネル１００の表面部分を構成するものであり、たとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が用いられる。この透明フィルム１０２は、柔軟性を有し、指先などによる押下で容易に変形する可撓性を備えている。

上部透明抵抗膜１０３は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide;インジウム−スズ酸化物）やＳｎＯ_２などの透明導電膜で構成されたものであり、透明フィルム１０２の下面全体に均一な厚みで被着されていて、押下操作に応じてハードコート１０１と透明フィルム１０２とともに変形する。

下部透明抵抗膜１０４も、上部透明抵抗膜１０３と同様な透明導電膜で構成されたものであり、ガラス基板１０５の上面全体に均一な厚みで被着されている。

ガラス基板１０５は、タッチパネル１００の底部を構成するものであり、その上面全体には均一な厚さで下部透明抵抗膜１０４が被着されている。

ドットスペーサ１０６は絶縁スペーサとして機能するものであり、下部透明抵抗膜１０４の表面に二次元方向に所定の間隔で設けられていて、押下操作が行われない非入力状態で上部透明抵抗膜１０３と下部透明抵抗膜１０４が接触することを防止するとともに、その形状や配置密度などでどの程度の上部透明抵抗膜１０３の押下により下部透明抵抗膜１０４と接触状態になるかを設定している。

図８は、図７のように構成されるタッチパネル１００の押下操作説明図であり、指先１０７によりタッチパネル１００を表面側から押し下げて撓ませ、上部透明抵抗膜１０３を下部透明抵抗膜１０４に接触させた状態を示している。このような上部透明抵抗膜１０３と下部透明抵抗膜１０４の接触状態は、電気的な導通状態として検出される。

図９は、従来のタッチパネル１００における入力座標位置検出回路例図であり、図８における上部透明抵抗膜１０３と下部透明抵抗膜１０４との接触点の座標（入力座標）を検出するものである。

図９において、透明フィルム２０１の下面には上部透明抵抗膜２０２が設けられ、上部透明抵抗膜２０２上には上部抵抗２０３が模式的に示されている。上部抵抗２０３の一端には電極２０６を介して配線パターン２０４が設けられ、他端には電極２０７を介して配線パターン２０５が設けられている。

ガラス基板２０８の上面には下部透明抵抗膜２０９が設けられ、下部透明抵抗膜２０９上には下部抵抗２１０が模式的に示されている。下部抵抗２１０の一端には電極２１３を介して配線パターン２１１が設けられ、他端には電極２１４を介して配線パターン２１２が設けられている。

これら上部透明抵抗膜２０２と下部透明抵抗膜２０９とは、電極２０６，２０７と電極２１３，２１４が互いに直交するように重ね合わされている。なお、これら上部抵抗２０３および下部抵抗２１０は、１本の抵抗として図示しているが、実際には上部透明抵抗膜２０２や下部透明抵抗膜２０９のように面形状の透明抵抗膜で形成されている。

配線パターン２０４にはＡ／Ｄコンバータ２１９が接続されるとともにアナログスイッチ２１５を介して電圧源Ｖｃｃが接続されている。配線パターン２０５はアナログスイッチ２１６を介してグラウンドに接続されている。

配線パターン２１１にはＡ／Ｄコンバータ２２０が接続されるとともにアナログスイッチ２１７を介して電圧源Ｖｃｃが接続されている。配線パターン２１２はアナログスイッチ２１８を介してグラウンドに接続されている。

Ａ／Ｄコンバータ２１９，２２０の出力端子は、タッチパネルコントローラ２２１に接続されている。タッチパネルコントローラ２２１は１チップＣＰＵとして構成されたものであり、図示しないＣＰＵ部、ＲＯＭ部、ＲＡＭ部などを備えている。

図１０は、タッチパネル１００が図８の状態にある場合の入力座標検出回路における一方の軸方向の動作説明図である。図１０において、タッチパネルの任意の位置においてユーザによる押下操作があると、検出回路のスイッチを操作して図示される状態へと切り替える制御を行う。

図１０において、矢印２２３は、上部透明抵抗膜２０２と下部透明抵抗膜２０９との接触点を示している。このときのＡ／Ｄコンバータ２１９の変換出力から、矢印２２３に示す接触点での下部抵抗２１０上の電位を読み取ることができる。下部抵抗２１０上には電圧Ｖｃｃ（Ｖ）から０（Ｖ）までリニアに変化している電圧分布が形成されているので、読み取られた電位より、接触点が電極２１４から矢印２２２方向にどの程度離れているかを求めることができる。この場合、矢印２２２をＸ軸方向とすると、求められた値がＸ座標となる。

図１１は、タッチパネル１００が図８の状態にある場合の入力座標検出回路における他方の軸方向の動作説明図である。図１１において、タッチパネルの任意の位置においてユーザによる押下操作があると、検出回路のスイッチを操作して図示される状態へと切り替える制御を行う。

図１１に示されるように、各スイッチが制御されたことにより、上部抵抗２０３上には、矢印２２４で示される方向に電圧Ｖｃｃ（Ｖ）から０（Ｖ）までのリニアな電位分布が形成される。

図１１において、矢印２２３は、上部透明抵抗膜２０２と下部透明抵抗膜２０９とが接触点を示している。このときのＡ／Ｄコンバータ２２０の変換出力から、矢印２２３に示す接触点での下部抵抗２０３上の電位を読み取ることができる。上部抵抗２０３上には電圧Ｖｃｃ（Ｖ）から０（Ｖ）までリニアに変化している電圧分布が形成されているので、読み取られた電位より、接触点が電極２０６から矢印２２４方向にどの程度離れているかを求めることができる。この場合、矢印２２４をＹ軸方向とすると、求められた値がＹ座標となる。

特許文献１には、ペン入力あるいは指入力のいずれを問わずに、入力を検出するタッチパネル入力装置が記載されている。

特開２００１−２２２３７８号公報

しかしながら、このような構成において、たとえば２点のタッチ位置が同時に押し下げられると、タッチパネル面の２点が同時に撓んで各押下位置間の抵抗が並列接続されて電圧勾配の均一性が乱れることになり、不正な押下位置（たとえば２点の中心位置）が検出されてしまう。

誤った押下位置がこのまま検出されると、たとえば前述の２点の中心位置に本来操作してはならないボタンがあった場合には、そのボタンが誤って検出されることが原因で不適合が生じてしまう。

このような場合、操作内容をキャンセルして改めて最初から操作をやり直さなければならず、誤動作の内容を十分認識していないオペレーターにとっては故障したのではないかとの不安を抱くことにもなりかねない。

本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、タッチパネル上の複数の位置が同時に押下された場合の不適合発生を防止できるタッチパネル入力装置を提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
上部透明抵抗膜と下部透明抵抗膜が絶縁スペーサを介して対向配置されたタッチパネル入力装置において、
前記上部透明抵抗膜と下部透明抵抗膜にそれぞれ電圧を印加して電位勾配を形成する電圧印加手段と、
これら上部透明抵抗膜と下部透明抵抗膜にそれぞれ流れる電流が所定値を超えたときに多点押下検出信号を出力する電流検出手段、
を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のタッチパネル入力装置において、
前記電流検出手段の多点押下検出信号に基づき、押下位置の検出を無効にする押下位置検出無効手段を設けたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項１記載のタッチパネル入力装置において、前記絶縁スペーサは二次元方向に所定の間隔で設けられたドットスペーサであることを特徴とする。

本発明によれば、タッチパネル上の複数の位置が同時に押下された場合の不適合発生を防止できる。

本発明の一実施例を示す構成図である。 図１の動作説明図である。 図１の動作説明図である。 図１の動作説明図である。 図１の動作説明図である。 図４の動作説明図をより簡略化した等価回路図である。 従来の透明抵抗膜を用いたタッチパネルの構成例を示す断面図である。 図７のように構成されるタッチパネル１００の押下操作説明図である。 従来のタッチパネル１００における入力座標位置検出回路例図である。 タッチパネル１００が図８の状態にある場合の入力座標検出回路における一方の軸方向の動作説明図である。 タッチパネル１００が図８の状態にある場合の入力座標検出回路における他方の軸方向の動作説明図である。

以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成図である。図１において、タッチパネル３００は、上部透明抵抗膜３０１と、上部透明抵抗膜３０１と図示しない絶縁スペーサを介して所定の間隔を空けて積層される下部透明抵抗膜３０４とで構成されている。これら上部透明抵抗膜３０１と下部透明抵抗膜３０４は、全面にわたって単位長さおよび単位幅あたりの抵抗値が均一なＩＴＯやＳｎＯ_２などの透明導電膜材料で構成されている。

上部透明抵抗膜３０１の一端には電極３０２を介して配線パターン３０７が接続され、他端には電極３０３を介して配線パターン３０８が接続されている。下部透明抵抗膜３０４の一端には電極３０５を介して配線パターン３１０が接続され、他端には電極３０６を介して配線パターン３０９が接続されている。これら上部透明抵抗膜３０１と下部透明抵抗膜３０４とは、電極３０２，３０３と電極３０５，３０６が互いに直交するように重ね合わされている。そして、これら配線パターン３０７〜３１０は、制御回路３１１を構成する各部に接続されている。

配線パターン３０７にはＡ／Ｄコンバータ３１６が接続されるとともにアナログスイッチ３１２を介して電圧源Ｖｃｃ１が接続されている。配線パターン３０８はアナログスイッチ３１３を介して電流検出部３１８に接続されている。

配線パターン３０９にはＡ／Ｄコンバータ３１７が接続されるとともにアナログスイッチ３１４を介して電圧源Ｖｃｃ２が接続されている。配線パターン３１０はアナログスイッチ３１５を介して電流検出部３１９に接続されている。

Ａ／Ｄコンバータ３１６，３１７の出力端子は、タッチパネルコントローラ３２１に接続されている。タッチパネルコントローラ３２１は１チップＣＰＵとして構成されたものであり、図示しないＣＰＵ部、ＲＯＭ部、ＲＡＭ部などを備えている。

電流検出部３１８，３１９の出力端子は、オアゲート３２０を介してタッチパネルコントローラ３２１に接続されている。

アナログスイッチ３１２〜３１５は、アナログスイッチ３１２，３１３がＯＮになったときアナログスイッチ３１４，３１５はＯＦＦとなり、アナログスイッチ３１４，３１５がＯＮになったときアナログスイッチ３１２，３１３はＯＦＦとなるように相補的に駆動制御される。

アナログスイッチ３１２，３１３がＯＮになることにより上部透明抵抗膜３０１にＸ軸方向の電位勾配が形成され、アナログスイッチ３１４，３１５がＯＮになることにより下部透明抵抗膜３０４にＹ軸方向の電位勾配が形成される。

電流検出部３１８は、上部透明抵抗膜３０１用の電圧源Ｖｃｃ１から上部透明抵抗膜３０１を介してグラウンドに流れる電流が所定値を超えたときに多点押下検出信号を出力する。

また、電流検出部３１９は、下部透明抵抗膜３０４用の電圧源Ｖｃｃ２から下部透明抵抗膜３０４を介してグラウンドに流れる電流が所定値を超えたときに多点押下検出信号を出力する。

図２は図１の動作説明図であり、タッチパネル１００の１ヵ所の位置が押下されたときのＸ軸方向の押下位置を検出するための電気的状態を示している。図２に示すようにアナログスイッチ３１２，３１３がＯＮになると、前述のように上部透明抵抗膜３０１にＸ軸方向の電位勾配が形成される。

このような状態において、たとえば上部透明抵抗膜３０１と下部透明抵抗膜３０４における記号Ｐで示す位置が押下されると、下部透明抵抗膜３０４の電位は位置ＰのＸ軸座標の位置に応じた値となり、Ａ／Ｄコンバータ３１７はこの電位に応じたデジタル値を出力する。上部透明抵抗膜３０１に流れる電流は、押下する位置Ｐが変わっても変化しないので、電流検出部３１８の検出電流が所定値を超えることはなく、電流検出部３１８から多点押下検出信号は出力されない。

図３も図１の動作説明図であり、タッチパネル１００の１ヵ所の位置が押下されたときのＹ軸方向の押下位置を検出するための電気的状態を示している。図３に示すようにアナログスイッチ３１４，３１５がＯＮになると、前述のように下部透明抵抗膜３０４にＹ軸方向の電位勾配が形成される。

このような状態において、たとえば上部透明抵抗膜３０１と下部透明抵抗膜３０４における記号Ｐで示す位置が押下されると、上部透明抵抗膜３０１の電位は位置ＰのＸ軸座標の位置に応じた値となり、Ａ／Ｄコンバータ３１６はこの電位に応じたデジタル値を出力する。下部透明抵抗膜３０４に流れる電流は、押下する位置Ｐが変わっても変化しないので、電流検出部３１９の検出電流が所定値を超えることはなく、電流検出部３１８から多点押下検出信号は出力されない。

図４も図１の動作説明図であり、タッチパネル１００の２ヵ所の位置が押下されたときのＸ軸方向の押下位置を検出するための電気的状態を示している。図４に示すように、アナログスイッチ３１２，３１３がＯＮになると、前述のように上部透明抵抗膜３０１にＸ軸方向の電位勾配が形成される。

このような状態において、たとえば上部透明抵抗膜３０１と下部透明抵抗膜３０４における記号Ｐと記号Ｑで示す位置が同時に押下されると、下部透明抵抗膜３０４の電位は位置Ｐと位置ＱのＸ軸座標の位置に応じた値となり、Ａ／Ｄコンバータ３１７はこの電位に応じたデジタル値を出力する。上部透明抵抗膜３０１に流れる電流は、記号Ｐと記号Ｑの押下する位置が各々変わると変化し、１ヵ所の位置が押下されたときと比べて大きな値になる。これにより、電流検出部３１８は所定値を超えた電流を検出すると、多点押下検出信号を出力する。

図５も図１の動作説明図であり、タッチパネル１００の２ヵ所の位置が押下されたときのＹ軸方向の押下位置を検出するための電気的状態を示している。図５に示すようにアナログスイッチ３１４，３１５がＯＮになると、前述のように下部透明抵抗膜３０４にＹ軸方向の電位勾配が形成される。

このような状態において、たとえば上部透明抵抗膜３０１と下部透明抵抗膜３０４における記号Ｐと記号Ｑで示す位置が同時に押下されると、上部透明抵抗膜３０１の電位は位置Ｐと位置ＱのＸ軸座標の位置に応じた値となり、Ａ／Ｄコンバータ３１６はこの電位に応じたデジタル値を出力する。下部透明抵抗膜３０４に流れる電流は、記号Ｐと記号Ｑの押下する位置が各々変わると変化し、１ヵ所の位置が押下されたときと比べて大きな値になる。これにより、電流検出部３１９は所定値を超えた電流を検出すると、多点押下検出信号を出力する。

これら図４および図５において電流検出部３１８，３１９が出力する多点押下検出信号は、ＯＲゲート３２０を介してタッチパネルコントローラ３２１に入力される。タッチパネルコントローラ３２１は、ＯＲゲート３２０の出力信号に基づきＸ軸方向およびＹ軸方向のいずれかから多点押下検出信号が出力されたことを検知すると、同時多点押下操作が行われたものと判断し、このときの一連の押下位置検出処理を無効にする。

図６は図４の動作説明図をより簡略化した等価回路図である。図６において、抵抗Ｒ１は図４の上部透明抵抗膜３０１上に形成されたアナログスイッチ３１２と記号Ｐ間の抵抗値、抵抗Ｒ２は図４の上部透明抵抗膜３０１上に形成された記号Ｐと記号Ｑ間の抵抗値、抵抗Ｒ３は図４の上部透明抵抗膜３０１上に形成された記号Ｑとアナログスイッチ３１３間の抵抗値、抵抗Ｒ２’は図４の下部透明抵抗膜３０４上に形成された記号Ｐと記号Ｑ間の抵抗値である。なお、抵抗Ｒ２’とＲ２の抵抗値は、記号Ｐと記号Ｑ間の距離が等しく上部透明抵抗膜３０１と同じ材質のため等しい。

検出電圧ＶＡは図４のＡ／Ｄコンバータ３１７の検出値、電流計Ａは図４の電流検出部３１８である。電流計Ａを流れる電流Ｉ’は、以下の数式で表すことができる。
Ｉ’＝Ｖｃｃ１／（Ｒ１＋（Ｒ２／２）＋Ｒ３）

仮に、１ヵ所の位置が押下されたときに電流検出部３１８で検出された電流値をＩとすると、電流Ｉは、以下の数式で表すことができる。
Ｉ＝Ｖｃｃ１／Ｒ

ここで、Ｒは上部透明抵抗膜３０１上のアナログスイッチ３１２からアナログスイッチ３１３までの抵抗値であり、すなわち、Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３である。これにより、同時多点押下の場合はＩ’＞Ｉとなり、電流検出部３１８は多点押下検出信号を出力する。

同様に、図５に関しても図６と同じ数式を用いて説明できるが、その説明は省略する。

以上説明したように、本発明によれば、タッチパネルの複数の位置で同時に押下されたことをＸ軸方向の透明抵抗膜とＹ軸方向の透明抵抗膜に各々流れる電流の変化として検出でき、誤った押下操作に起因する不適合発生を防止できるタッチパネル入力装置が実現できる。

３００ タッチパネル
３０１ 上部透明抵抗膜
３０４ 下部透明抵抗膜
３０７〜３１０ 配線パターン
３０２，３０３，３０５，３０６ 電極
３１１ 制御回路
３１２〜３１５ アナログスイッチ
３１６，３１７ Ａ／Ｄコンバータ
３１８，３１９ 電流検出部
３２１ タッチパネルコントローラ

Claims (3)

1. 上部透明抵抗膜と下部透明抵抗膜が絶縁スペーサを介して対向配置されたタッチパネル入力装置において、
   前記上部透明抵抗膜と下部透明抵抗膜にそれぞれ電圧を印加して電位勾配を形成する電圧印加手段と、
   これら上部透明抵抗膜と下部透明抵抗膜にそれぞれ流れる電流が所定値を超えたときに多点押下検出信号を出力する電流検出手段、
   を設けたことを特徴とするタッチパネル入力装置。
2. 前記電流検出手段の多点押下検出信号に基づき、押下位置の検出を無効にする押下位置検出無効手段を設けた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. 前記絶縁スペーサは二次元方向に所定の間隔で設けられたドットスペーサであ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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