JP2011018332A - タッチパネルの位置決め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、構造及び駆動が簡単であり、且つ複数同時接触を識別できるタッチパネル及びそのタッチパネルの位置決め方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るタッチパネルの位置決め方法は、抵抗異方性を有する導電層及び前記導電層の１つの側辺に互いに離間して設置される複数の探測電極を含むタッチパネルを提供するステップと、前記導電層に第一電圧を印加するステップと、前記タッチパネルがタッチされた場合、前記導電層に第二電圧を印加し、前記第二電圧の印加点を接触点とするステップと、前記複数の探測電極の電圧を順次に測定し、相対極値電圧及び前記極値電圧に最も近い探測電極の電圧を捜すステップと、測定した前記極値電圧及び前記極値電圧に最も近い探測電圧に対応する探測電極の位置に基づいて、前記導電層における前記接触点の位置座標を確定するステップと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、タッチパネルの位置決め方法に関するものである。

従来の技術において主に使用されているタッチパネルは、抵抗式（Ｒｅｇｉｓｔｉｖｅ Ｏｖｅｒｌａｙ）、静電容量式（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｏｖｅｒｌａｙ）、赤外線式（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｂｅａｍ）及び表面弾性波式（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）等の種類がある。一般的に、４線式又は５線式抵抗式タッチパネルは、アナログ方式によって導電膜の電圧変化を感知するため、タッチパネルの使用過程において、同じ時間で一箇所の接触を識別するだけで、同時に多点接触で入力する場合、誤作動が発生し易い。

近来、タッチパネル技術の発展に伴って、ユーザーによるタッチパネル上の複数同時接触を識別できる多点入力可能なタッチパネルが流行となっている。多点タッチパネルは、主に静電容量式タッチパネルであり、透明ガラスの両面に設置される２つの導電層を備え、製品の異なる解析度に基づいて、前記２つの導電層は、それぞれパターン化され且つ互いに平行する複数の導線を備え、前記透明ガラスの両面に設置される複数の導線は互いに直交し、前記複数の導線を繰り返してスキャン（Ｓｃａｎ）して、その上の静電容量変化を分析することにより、接触点の座標を判断する。

しかし、複数同時接触を識別できる多点入力可能なタッチパネルの製造工程が難く、駆動方法が複雑であるため、コストも上昇し、且つ応用される製品も制限される。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、構造及び駆動が簡単であり、且つ複数同時接触を識別できるタッチパネル及びその位置決め方法を提供することを目的とする。

前記問題を解決するために、本発明に係るタッチパネルの位置決め方法は、抵抗異方性を有する導電層及び前記導電層の１つの側辺に互いに離間して設置される複数の探測電極を含むタッチパネルを提供するステップと、前記導電層に第一電圧を印加するステップと、前記タッチパネルがタッチされた場合、前記導電層に第二電圧を印加し、前記第二電圧の印加点を接触点とするステップと、前記複数の探測電極の電圧を順次に測定し、相対極値電圧及び前記極値電圧に最も近い探測電極の電圧を捜すステップと、測定した前記極値電圧及び前記極値電圧に最も近い探測電圧に対応する探測電極の位置に基づいて、前記導電層における前記接触点の位置座標を確定するステップと、を備える。

また、本発明に係るタッチパネルの位置決め方法は、第一導電層と、前記第一導電層の１つの側辺に互いに離間して設置される複数の第一探測電極と、第二導電層と、前記第二導電層における前記第一導電層の前記１つの側辺に直交する1つの側辺に互いに離間して設置される複数の第二探測電極と、を含み、前記第一導電層及び前記第二導電層は抵抗異方性を有するタッチパネルを提供するステップと、前記第一導電層に第一電圧を印加するステップと、前記第二導電層に第二電圧を印加し、前記第一導電層と前記第二導電層との間の接触箇所を接触点とするステップと、前記複数の第一探測電極の電圧を測定し、相対極値電圧及び前記極値電圧に最も近い第一探測電極の電圧を捜し、測定した前記極値電圧及び前記極値電圧に最も近い探測電圧に対応する第一探測電極の位置に基づいて、前記導電層における接触点の水平位置座標を確定するステップと、前記複数の第二探測電極の電圧を測定し、相対極値電圧及び前記極値電圧に最も近い第二探測電極の電圧を捜し、測定した前記極値電圧及び前記極値電圧に最も近い探測電圧に対応する第二探測電極の位置に基づいて、前記導電層における接触点の垂直位置座標を確定するステップと、を備える。

従来の技術に比べて、本発明に係る上述した位置決め方法のタッチパネルは、抵抗異方性材料からなる導電層、望ましくは、導電性高分子材料又はカーボンナノチューブ材料からなる導電層、特にカーボンナノチューブが優先方位に配列されたカーボンナノチューブフィルムからなる導電層を採用することによって以下のような利点がある。

第一に、優先方位に配列されたカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブフィルムは抵抗異方性を有するため、前記カーボンナノチューブフィルムの側辺の電圧を測定することにより、電圧の下降位置及び下降幅に基づいて、接触点の実際座標を判断でき、従って前記タッチパネルの構造及び駆動方法は簡単となる。第二に、優先方位に配列されたカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブフィルムは、カーボンナノチューブの延伸方向に沿う複数の導電通路に分割され、且つ不同の探測電極が互いに不同の導電通路に対応し、且つその電圧は互いに独立するため、前記タッチパネルは各々の導電通路における電圧変化に基づいて、複数点のタッチを実現でき、且つ接触点の数量を制限することなく多点タッチ機能を実現する。第三に、カーボンナノチューブの優れた力学特性はカーボンナノチューブフィルムに優れた靭性と機械的強度を与え、且つ導電層はカーボンナノチューブフィルムからなるので、タッチパネルの耐久性を向上させる。第四に、優れた導電性能を有するカーボンナノチューブフィルムを採用するタッチパネルの導電性能が優れ、且つタッチパネルの解析度及び正確度を向上させる。第五に、カーボンナノチューブフィルムは優れた透光性を有するので、前記タッチパネルに優れた透光性を与える。

上述した位置決め方法において、探測電極の電圧変化を測定することにより、相対極値電圧及び前記極値電圧に近付く探測電極の電圧を捜し、３個点の電圧に基づいて３個点補間方法と呼ばれるタッチパネルの位置決め方法を開発し、タッチパネルにおけるいずれか１つの座標を精確に確定でき、精度が高い。

本発明の第一実施形態に係るタッチパネルの断面図である。 図１に示したタッチパネルの第一伝導層及び第二伝導層の平面図である。 図１に示したタッチパネルにタッチしない場合、前記タッチパネルの探測電極の電圧曲線図である。 図１に示したタッチパネル上の三つの接触点の実際位置を示す図である。 図４に示したタッチパネルの探測電極の電圧曲線図である。 本発明の第二実施形態に係るタッチパネルの第一伝導層及び第二伝導層の平面図である。 本発明の第一実施形態に係る３個点補間方法によって図６に示したタッチパネル上の接触点の座標を確定する際、測定した電圧を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る３個点補間方法によって図６に示したタッチパネル上の接触点の座標を確定する際、測定した電圧を示す図である。 図６に示したタッチパネルを複数の区域に分割して接触点の座標を確定する際、タッチパネルの区域分割を示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係るタッチパネルについて詳細に説明する。

図１は、本発明の第一実施形態に係るタッチパネルの断面図である。前記タッチパネル２は、対向して設置される第一基板２１及び第二基板２２を備える。前記第一基板２１は、弾性材料からなり、前記第二基板２２は、一定の支持能力を有する剛性材料からなる。前記第一基板２１に対向する前記第二基板２２の片側の表面には、第一伝導層２３が設置され、前記第二基板２２に対向する前記第一基板２１の片側の表面には、第二伝導層２４が設置されている。前記第一基板２１と前記第二基板２２との間の周縁に粘着層２５を設置して前記第一基板２１と前記第二基板２２とを粘着する。前記第一伝導層２３と前記第二伝導層２４との間の間隔は、２μｍ〜１０μｍである。前記第一伝導層２３と前記第二伝導層２４との間の間隔には、互いに隔離されている複数の絶縁素子２７が設置されている。前記複数の絶縁素子２７は、初期状態（タッチされない状態）下で前記第一伝導層２３と前記第二伝導層２４とが絶縁されるように、前記第一伝導層２３を支持する。また、タッチパネル２のサイズが小さい場合、初期状態下で前記第一伝導層２３が前記第二伝導層２４と絶縁されれば、前記絶縁素子２７を省略しても良い。

図２は、前記第一伝導層２３及び前記第二伝導層２４の平面図である。図２では、デカルト座標系（Ｃａｒｔｅｓｉａｎ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を導入し、前記座標系はＸ軸方向（第一方向）とＹ軸方向（第二方向）を含む。前記第一伝導層２３は、第一導電層２３１及び第一電極２３２を備える。前記第一導電層２３１は、矩形のインジウム・スズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ，ＩＴＯ）フィルムであり、比較的低い抵抗率及び比較的高い透光率を有する。前記第一電極２３２は、前記第一導電層２３１の四つの側辺に連続的に設置され、且つ前記第一導電層２３１に電気的に接続する。

前記第二伝導層２４は、第二導電層２４１、第二電極２４２及び複数の探測電極２４３（Ｅ１１−Ｅ１ｘ）を備える。ただし、ｘは、探測電極２４３の数量を示す自然数である。

前記第二導電層２４１は、抵抗異方性（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有する導電性フィルム（即ち、二次元空間での抵抗率が相異すること）である。言い換えれば、Ｘ軸方向（横方向）に沿う前記第二導電層２４１の抵抗率ρ１は、Ｙ軸方向（縦方向）に沿う前記第二導電層２４１の抵抗率ρ２より大きい。

前記第二電極２４２は、条状の電極であり、カーボンナノチューブの延伸方向に直交する方向の前記第二導電層２４１の１つの側辺に設置され、且つ前記第二導電層２４１に電気的に接続される。即ち、図２に示したように、前記第二電極２４２は、前記第二導電層２４１の上側辺に設置されている。

前記複数の探測電極２４３は、前記第二電極２４２に相対する前記第二導電層２４１の他の側辺に均一に設置され、且つ全て前記第二導電層２４１に電気的に接続される。即ち、図２に示したように、前記複数の探測電極２４３は、前記第二導電層２４１の下側辺に設置される。カーボンナノチューブフィルムの抵抗異方性によって前記複数の探測電極２４３は、前記第二導電層２４１を前記複数の探測電極２４３に対応する複数の導電通路に分割する。

前記第二導電層２４１が均一な厚さを有するカーボンナノチューブフィルムによって形成されることが好ましい。前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍである。前記カーボンナノチューブフィルムは、秩序整然な複数のカーボンナノチューブによって形成された均一な厚さを有する層状構造である。前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ又は多層カーボンナノチューブ中の一種又は複数種の混合である。前記単層カーボンナノチューブの直径は０．５ｎｍ〜５０ｎｍであり、二層カーボンナノチューブの直径は１．０ｎｍ〜５０ｎｍであり、多層カーボンナノチューブの直径は１．５ｎｍ〜５０ｎｍである。前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、同じ方向又は異なる方向により優先方位（Ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）に配列される。

また、前記第二導電層２４１は、カーボンナノチューブフィルム又は重畳設置される複数フィルムのカーボンナノチューブフィルムによって形成され、且つ複数フィルムのカーボンナノチューブフィルムの重畳角度が異なる。前記カーボンナノチューブフィルムは、優先方位に配列された複数のカーボンナノチューブを含み、前記複数のカーボンナノチューブは、長さが基本的に同じであり、ファンデルワールス力（Ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ ｆｏｒｃｅｓ、分子間力）により連接して、連続的なカーボンナノチューブを形成する。前記第二導電層２４１におけるカーボンナノチューブは図２に示したＹ軸方向に沿って優先方位に配列される。

前記優先方位に配列されたカーボンナノチューブによるカーボンナノチューブフィルムは、抵抗異方性を有する。即ち、前記カーボンナノチューブの延伸方向に沿うカーボンナノチューブフィルムの抵抗率は、前記カーボンナノチューブの延伸方向に直交する方向に沿うカーボンナノチューブフィルムの抵抗率より小さい。言い換えれば、図２に示したように、Ｘ軸方向（横方向）に沿う前記第二導電層２４１の抵抗率ρ１は、Ｙ軸方向（縦方向）に沿う前記第二導電層２４１の抵抗率ρ２より大きい。

一般的に、ρ１／ρ２の値は、前記タッチパネル２のＸ軸方向に沿うサイズが大きくなるに従って大きくなる。前記タッチパネル２のサイズ（矩形の対角線）が３．５インチ（ｉｎｃｈ）より小さければ、ρ１／ρ２の値は２より小さくなく、前記タッチパネル２のサイズが３．５インチより大きければ、ρ１／ρ２の値は５より小さくない。

本実施形態において、前記タッチパネル２のサイズは、３．５インチであり、前記横方向の抵抗率ρ１と前記縦方向の抵抗率ρ２の比率ρ１／ρ２は、ρ１／ρ２≧１０であり、例えば、横方向の抵抗が５４０キロオームであり、縦方向の抵抗が３．６キロオームである。

前記第一電極２３２、前記第二電極２４２及び前記探測電極２４３は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）又は銀（Ａｇ）のような抵抗が低い材料からなり、電気信号の減衰を低減する。本実施形態において、前記第一電極２３２、前記第二電極２４２及び前記探測電極２４３は、銀ペースト（Ｓｉｌｖｅｒ Ｐａｓｔｅ）からなる。

以下、前記タッチパネルの駆動方法を説明する。

駆動過程において、前記第一電極２３２は、第一電圧に接続し、前記第二電極２４２及び前記複数の探測電極２４３は、第二電圧に接続し、前記第一電圧は、前記第二電圧より大きく、又は前記第二電圧より小さい。以下、前記第一電圧は前記第二電圧より小さいことを例として位置決め方法を説明する。具体的に説明すると、前記第一電極２３２は、接地される。即ち、前記第一導電層２３１の電圧は０ボルト（Ｖ）となる。前記第二電極２４２及び前記複数の探測電極２４３は、５ボルトの高電圧に接続すると、前記第二導電層２４１の電圧は５ボルトである。前記複数の探測電極２４３は、前記第二導電層２４１の対応位置の電圧変化を測定して、接触点の位置を決めるのに必要な情報を提供する。

使用者が前記タッチパネル２に対していずれの操作を進行しない場合（タッチしない場合）、前記第一導電層２３１と前記第二導電層２４１とは互いに絶縁されているので、前記第二導電層２４１の電圧には何の変化も発生しない。従って、前記複数の探測電極２４３の電圧は全て５ボルトである。図３は、使用者が前記タッチパネル２に対していずれの操作を進行しない場合の複数の探測電極２４３の電圧曲線図である。図３において、横軸は前記複数の探測電極２４３の物理的横座標を示し、縦軸は前記複数の探測電極２４３の探測電圧を示す。前記複数の探測電極２４３の探測電圧が全て同じであるので、前記複数の探測電極２４３の電圧は、図３に示した縦軸に直交する直線（５Ｖに対応する直線）を呈する。

使用者が前記タッチパネル２に対して操作を進行した場合、前記第一基板２１は圧力の作用によって前記第二基板２２に向かって湾曲されて、前記第一導電層２３１と前記第二導電層２４１は接触点で電気的に接続される。接触点が１つである場合は、１つの電気的接続点が生じ、接触点が複数である場合は、複数の電気的接続点が生じる。前記第一導電層２３１の電圧が前記第二導電層２４１の電圧より小さいことによって、接触点に対応する探測電極２４３の電圧が変化する。前記接触点に対応する探測電極２４３の電圧は前記第二導電層２４１の電圧より小さくなる。即ち、前記探測電極２４３の電圧は５ボルトより小さい。実験によれば、前記探測電極２４３の電圧の下降幅は接触点の縦座標に関連する。即ち、前記接触点が前記第二電極２４２に接近するほど、前記接触点に対応する探測電極２４３の電圧の下降幅が小さく、前記接触点が前記第二電極２４２から離れるほど、前記接触点に対応する探測電極２４３の電圧の下降幅が大きい。言い換えれば、接触点に対応する探測電極２４３の電圧の変化は、前記接触点から前記第二電極２４２までの距離に対して正比関係を有する。

図４は、タッチパネル２に対して３個点のタッチを進行した時の接触点の実際位置の電圧曲線図である。図４における点Ａ、点Ｂ、点Ｃはタッチパネル２における実際位置を示し、それぞれ探測電極Ｅ１２、Ｅ１５、Ｅ１８の位置に対応する。図５タッチパネル２に対して３個点のタッチを進行した時の探測電極の電圧曲線図である。図５における横軸は複数の探測電極２４３の横座標を示し、縦軸は複数の探測電極２４３の電圧を示す。前記３個の探測電極Ｅ１２、Ｅ１５、Ｅ１８の探測電圧は、それぞれ異なる下降幅を有する。

座標系における電圧曲線中の電圧下降点の位置に基づいて、前記複数の接触点Ａ、点Ｂ、点Ｃに対応する探測電極が探測電極Ｅ１２、Ｅ１５、Ｅ１８であり、前記３個の探測電極Ｅ１２、Ｅ１５、Ｅ１８の横座標が接触点Ａ、点Ｂ、点Ｃの横座標であることを直接に判断することができる。また、接触点に対応する探測電極Ｅ１２、Ｅ１５、Ｅ１８の電圧下降幅に基づいて、前記複数の接触点の前記第二電極２４２に対する距離（即ち、座標系における接触点の縦座標）を分析して得ることができる。上述した方法によって、前記タッチパネル２におけるすべての接触点の座標を確定することができる。

カーボンナノチューブフィルムを採用するタッチパネル２は以下のような利点がある。第一に、優先方位に配列されたカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブフィルムは抵抗異方性を有し、前記探測電極２４３の電圧を測定し、且つ前記電圧の下降位置及び下降幅に基づいて接触点の実際の座標を判断できるので、前記タッチパネル２の構造及び駆動方法は簡単である。第二に、優先方位に配列されたカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブフィルムが、カーボンナノチューブの延伸方向に沿う複数の導電通路に分割され、且つ個々の探測電極２４３が互いに個々の導電通路に対応するので、前記タッチパネル２に対して複数点のタッチ操作を進行でき、且つ接触点の数は理論的に制限を受けず、前記タッチパネル２に対して真正に複数点のタッチ制御を実現することができる。第三に、カーボンナノチューブの優れた力学的特性は、カーボンナノチューブフィルムの優れた靭性と機械的強度を与え、導電層はカーボンナノチューブフィルムにからなるので、タッチパネル２の耐久性を向上させる。第四に、優れた導電性能を有するカーボンナノチューブフィルムを採用するタッチパネル２の導電性能は優れているので、タッチパネル２の解析度及び正確度を向上させる。第五に、カーボンナノチューブフィルムは優れた透光性を有するので、前記カーボンナノチューブフィルムを採用する前記タッチパネル２に優れた透光性を与える。

図６は、本発明の第二実施形態に係るタッチパネル４の第一伝導層４３及び第二伝導層４４の平面図である。本実施形態におけるタッチパネル４は第一実施形態におけるタッチパネル２と似ている。異なる点は、前記第一伝導層４３は、前記第二伝道層４４の構造と似ている。即ち、前記第一伝導層４３は、カーボンナノチューブフィルムからなる第一導電層４３１と、条状の第一電極４３２と、複数の第一探測電極４３３（Ｅ_１１〜Ｅ_１ｙ）と、を備える。ただし、ｙは、探測電極４４３の数量を示す自然数である。前記第二伝導層４４は、カーボンナノチューブフィルムからなる第二導電層４４１と、条状の第二電極４４２と、複数の第二探測電極４４３（Ｅ_１１〜Ｅ_１ｘ）と、を備えていることである。ただし、ｘは、第二探測電極４４３の数量を示す自然数である。前記第一導電層４３１におけるカーボンナノチューブは、Ｘ軸方向に沿って延伸される。前記第一電極４３２は、前記第一導電層の左側辺にＹ軸方向に沿って延伸して設置され、且つ前記第一導電膜４３１に電気的に接続される。前記複数の第一探測電極４３３は、前記第一電極４３２に相対する前記第一導電層４３１の右側辺に均一に設置され、且つ全て前記第一導電層４３１に電気的に接続される。前記第一導電層４３１において、Ｙ軸方向に沿う抵抗率ρ３は、Ｘ軸方向に沿う抵抗率ρ４より大きく、ρ３／ρ４の値は、前記第一導電層４３１のＹ軸方向に沿うサイズが大きくなるに従って大きくなる。

前記タッチパネル４の駆動方法は、接触点の横座標を確定する時、前記第一電極４３２及び／又は前記複数の第一探測電極４３３を接地し、前記第二電極４４２及び前記第二探測電極４４３に高電圧（例えば、５ボルト）を印加し、前記複数の第二探測電極４４３の電圧を測定することによって前記接触点の横座標を確定する。接触点の縦座標を確定する時、前記複数の第一探測電極４３３の電圧を測定することによって前記接触点の縦座標を確定する。

前記タッチパネル４の駆動方法において、前記第一電極４３２及び第一探測電極４３３に低電圧を印加し、前記第二電極４４２及び第二探測電極４４３に高電圧を印加することによって前記第一探測電極４３３及び第二探測電極４４３の電圧の変化を測定して接触点の縦座標及び横座標を確定するので、電圧の下降幅を分析する必要がない。従って、前記タッチパネル４の駆動方法は、より簡単であり、精確である。

前記導電層は、カーボンナノチューブフィルム以外の他の抵抗異方性を有する材料を採用できる。例えば、導電高分子材料、低次元（即ち、一次元又は二次元）結晶材料（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ）を採用することができる。これら低次元の結晶材料における電子が一次元の線又は二次元の平面上のみで伝導されるから、このような材料の導電性は、ある１つ又は２つの結晶格子（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｌａｔｔｉｃｅ）方向で優勢があるが、その他の方向では導電性が顕著に低下する。即ち、このような材料は、抵抗異方性（または、挑戦異方性とも呼ぶ）を有する。このような材料は本発明の導電異方性の導電層の要求を満足させるから、上述した各実施形態における効果と同じの効果を実現することができる。

しかし、前記駆動方法において、接触点が任意の第一探測電極４３３の横座標又は任意の第二探測電極４４３の縦座標に対応する場合、前記駆動方法は座標の位置を精確に確定することができる。

以下、３個点補間方法と呼ぶ計算方法について詳細に説明する。前記駆動方法によって、タッチパネル４のいずれか１つの座標を精確に確定することができる。ここで横座標の位置決めの方法を例として詳細に説明する。

図７は、本発明の第一実施形態に係る３個点補間方法によってタッチパネル上の接触点の座標を確定する際、測定した電圧を示す図である。図７において、横軸は複数の第二探測電極４４３及びそれに対応する横座標を示し、縦軸は、複数の第二探測電極４４３の出力電圧を示す。接触点の電圧変化を明らかに表示するために、図面には接触点及びそれに近接する探測電極しか表示しない。点Ｔは、接触点が前記タッチパネル４の横軸における相対位置である。点Ｂは、探測電圧の波形における電圧極小値であり、Ｘ_ｎは電圧極小値に対応する探測電極Ｅ_１ｎの横座標を示し、２≦ｎ≦ｘ−１を満足する。点Ａ及び点Ｃは、電圧極小値に対応する探測電極Ｅ１ｎに最も近い探測電極Ｅ_１ｎ−１及びＥ_１ｎ＋１の探測電圧である。点Ａ、点Ｂ、点Ｃの電圧値は、それぞれＶ_ｎ−１、Ｖ_ｎ、Ｖ_ｎ＋１であり、且つＶ_ｎ−１≧Ｖ_ｎ、Ｖ_ｎ＋１≧Ｖ_ｎを満足する。

定数Ｐｘ及び変数△Ｓを設定する。Ｐｘの値は、隣接しているいずれか２つの探測電極４４３の間の距離の１／２倍である。△Ｓの値は、接触点Ｔから隣接する探測電極Ｅ１ｎまでの横方向に沿う偏移距離である。△ＳとＶｎ−１、Ｖｎ、Ｖｎ＋１の関係は、以下の方程式を満足する。

さらに演算し、方程式（１）は具体的に以下の方程式で表せる。

又、Ｘｔ＝Ｘｎ＋△Ｓ．．．（３）

ただし、Ｘ_ｔは接触点の横座標であり、Ｘ_ｎは探測電極Ｅ_１ｎの横座標である。方程式（１）、（２）、（３）によって以下の方程式（４）を得ることができる。

以下、３個の特別点を計算することについて説明する。

△１≒０、△２≠０を満足する場合、△Ｓ≒−Ｐｘであり、従って、Ｘｔ≒Ｘｎ−Ｐｘを得る。接触点の位置は前記探測電極Ｅ１ｎ−１と前記探測Ｅ１ｎとの中間線位置に近付き、接触点の横座標の値はＸｎ−Ｐｘに近付く。

△１＝△２を満足する場合、△Ｓ＝０、Ｘｔ≒Ｘｎである。接触点の位置は前記探測電極Ｅ１ｎに近付き、接触点の横座標の値はＸｎに近付く。

△１≠０、△２≒０を満足する場合、△Ｓ≒＋Ｐｘであり、従って、Ｘｔ≒Ｘｎ＋Ｐｘを得る。接触点の位置は前記探測電極Ｅ１ｎと前記探測Ｅ１ｎ＋１との中間位置に近付き、接触点の横座標の値はＸｎ＋Ｐｘに近付く。

以上の３種の情況は、実験の要求を満たすため、方程式（２）が接触点Ｔの座標に対する叙述を満足する。前記タッチパネル４における横軸の任意１つの位置は前記方程式（４）によって精確に確定することができる。

図８は、本発明の第一実施形態に係る３個点補間方法によってタッチパネル上の接触点の座標を確定する際、測定した電圧を示す図である。同じ原理によって、前記第一探測電極４３３に測定される接触点の電圧は極大値であり、接触点の電圧変化を明確に表示するために、図面には接触点の探測電圧しか表示しない。点Ｔは、接触点が前記タッチパネル４の横軸における相対位置である。点Ｂ′は、探測電圧波形における電圧極大値であり、且つ前記探測電極Ｅ_２ｍに対応し、２≦ｍ≦ｙ−１である。点Ａ′及び点Ｃ′は、電圧極大値に対応する探測電圧Ｅ_２ｍに最も近い探測電極Ｅ_２ｍ−１及びＥ_２ｍ＋１に対応する探測電圧である。点Ａ′、 点Ｂ′及び点Ｃ′の電圧値は、それぞれＶ_ｍ−１′、Ｖ_ｍ′及びＶ_ｍ＋１′であり、且つＶ_ｍ−１′≦Ｖ_ｍ′、Ｖ_ｍ＋１′≦Ｖ_ｍ′である。

定数Ｐｙ及び変数△Ｓ′を設定する。Ｐｙの値は、隣接しているいずれか２つの探測電極４４３の間の距離の１／２倍である。△Ｓ′の値は、接触点Ｔから隣接する探測電極Ｅ１ｎまで横方向に沿う偏移距離である。△Ｓ′とＶｍ−１′、Ｖｍ′、Ｖｍ＋１′の関係は、以下の方程式を満足する。

さらに演算し、方程式（５）は以下の方程式に具体的に表せる。

又、Ｙｔ＝Ｙｍ＋△Ｓ′．．．（７）

ただし、Ｙ_ｔは接触点の縦座標であり、Ｙ_ｍは探測電極Ｅ_２ｍの縦座標である。方程式（５）、（６）、（７）によって以下の方程式（８）を得ることができる。

以下、３個の特別点を計算することについて説明する。

△１′≒０、△２′≠０を満足する場合、△Ｓ′≒−Ｐｙ、従って、Ｙｔ≒Ｙｍ−Ｐｙを得る。接触点の位置は前記探測電極Ｅ２ｍ−１と前記探測Ｅ２ｍとの中間線位置に近付き、接触点の横座標の値はＸｎ−Ｐｘに近付く。

△１′＝△２′を満足する場合、△Ｓ′＝０、Ｙｔ≒Ｙｍ。接触点は前記探測電極Ｅ２ｍに近付き、縦座標の値はＹｍに近付く。

△１′≠０、△２′≒０を満足する場合、△Ｓ′≒＋Ｐｙであり、従って、Ｙｔ≒Ｙｍ＋Ｐｙを得る。接触点の位置は前記探測電極Ｅ２ｍと前記探測Ｅ２ｍ＋１との中間線位置に近付き、接触点の横座標の値はＹｍ＋Ｐｙに近付く。

以上の３種の情況は実験の要求を満たすため、方程式（６）が接触点Ｔの座標の叙述を満足することを示す。前記タッチパネル４における縦軸の任意１つの位置は前記方程式（４）によって精確に確定することができる。

前記タッチパネル４における任意１つの接触点の座標は、以上の演算の方法によって精確に確定されることができる。

図９は、タッチパネルを複数の区域に分割して接触点の座標を確定する際、タッチパネルの区域分割を示す図である。前記タッチパネル４は、中間区域Ｉ及び外部区域ＩＩに分割される。前記中間区域Ｉは、前記タッチパネル４の横辺縁までの最短距離がＰｙ以上であり且つ前記タッチパネル４の縦辺縁までの最短距離がＰ_ｘ以上である区域を含む。前記外部区域ＩＩは、前記タッチパネル４の横辺縁までの最短距離がＰ_ｙ未満であり且つ前記タッチパネル４の縦辺縁までの最短距離がＰ_ｘ未満である区域を含む。Ｐ_ｘ、Ｐ_ｙの値は、上記の内容のように定義される。

接触点が前記中間区域Ｉに位置する場合、例えば、上述の方程式（４）及び方程式（８）を採用して、接触点Ｔ_０の座標を位置決めることができる。接触点が外部区域ＩＩに位置する場合、接触点の座標は以下の方程式を満足する。

前記第一探測電極４３３の電圧は前記第二探測電極４４３より小さい場合、前記第二探測電極４４３の探測極値電圧は極小値電圧であり、前記第一探測電極４３３の探測極値電圧は極大値電圧である。

接触点Ｔ_１がＥ_１１〜Ｅ_１１＋Ｐ_ｘの範囲内に位置する場合、横軸における接触点Ｔ_１に最も近い探測電極はＥ_１１であり、次に近い探測電極はＥ１２である。

横座標について、Ｖ_１が極小値電圧である場合、接触点の位置Ｘ_ｔは、以下の方程式を満足する。

、Ｖ_Ｒは基準電圧であり、ただし、Ｖ_Ｒ＞Ｖ_２＞Ｖ_１である。

接触点Ｔ_１がＥ_１ｎ〜Ｅ_１ｎ−Ｐ_ｘの範囲内に位置する場合、横軸における接触点Ｔ_１に最も近い探測電極はＥ_１ｎであり、次に近い探測電極はＥ_１ｎ−１である。Ｖ_ｎは極小値電圧であり、接触点の座標は、以下の方程式を満足する。

、Ｖ_Ｒは基準電圧であり、ただし、Ｖ_Ｒ＞Ｖ_ｎ−１＞Ｖ_ｎ。

Ｙ_ｔの座標は、上記の方程式（８）を満足する。

接触点Ｔ_１がＥ_２１〜Ｅ_２１＋Ｐ_ｙの範囲内に位置する場合、縦軸における接触点Ｔ_１に最も近い探測電極はＥ_２１であり、次に近い探測電極はＥ_２２である。

縦座標について、Ｖ_１は極大値電圧である場合、接触点の位置Ｙ_ｔは以下の方程式を満足する。

、Ｖ_Ｒ′は基準電圧であり、ただし、Ｖ_１′＞Ｖ_２′＞Ｖ_Ｒ′である。

接触点Ｔ_１がＥ_２ｙ〜Ｅ_２ｙ−Ｐ_ｙの範囲内に位置する場合、縦軸における接触点Ｔ_１に最も近付くの探測電極はＥ_２ｙであり、次の近付くの探測電極はＥ_２ｙ−１である。Ｖ_ｙ′は極大値電圧であり、接触点の座標は以下の方程式を満足する。

、Ｖ_Ｒ′は基準電圧であり、ただし、Ｖ_ｙ′＞Ｖ_ｙ−１′＞Ｖ_Ｒ′である。

Ｘ_ｔの座標は、上記の方程式（４）を満足する。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正もまた、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。

２、４ タッチパネル
２１ 第一基板
２２ 第二基板
２３、４３ 第一伝導層
２３１、４３１ 第一導電層
２３２、４３２ 第一電極
２４、４４ 第二伝導層
２４１、４４１ 第二導電層
２４２、４４２ 第二電極
２４３ 探測電極
２５ 粘着層
２７ 絶縁素子
４３３ 第一探測電極
４４３ 第二探測電極

Claims (29)

1. 抵抗異方性を有する導電層及び前記導電層の１つの側辺に互いに離間して設置される複数の探測電極を含むタッチパネルを提供するステップと、
   前記導電層に第一電圧を印加するステップと、
   前記タッチパネルがタッチされた場合、前記導電層に第二電圧を印加し、前記第二電圧の印加点を接触点とするステップと、
   前記複数の探測電極の電圧を順次に測定し、相対極値電圧及び前記極値電圧に最も近い探測電極の電圧を捜すステップと、
   測定した前記極値電圧及び前記極値電圧に最も近い探測電圧に対応する探測電極の位置に基づいて、前記導電層における前記接触点の位置座標を確定するステップと、
   を備えることを特徴とするタッチパネルの位置決め方法。
2. 前記複数の探測電極は順次にＥ_１１〜Ｅ_１ｘに定義され、それに対応する電圧はそれぞれＶ_１〜Ｖ_ｘに定義され、前記複数の探測電極の座標はぞれぞれＸ_１〜Ｘ_ｘに定義され、隣接しているいずれか２つの探測電極の間の距離は２Ｐ_ｘに定義され、中間電極はＥ_１ｎに定義され、ただし、２≦ｎ≦ｘ−１を満足し、Ｖ_ｎは前記極値電圧であり、前記極値電圧に対応する探測電極に最も近い２つの探測電極はそれぞれＥ_１ｎ−１、Ｅ_１ｎ＋１に定義され、前記接触点の座標はＸ_ｔに定義されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの位置決め方法。
3. 前記第一電圧が前記第二電圧より小さい場合、前記極値電圧は極大値電圧であることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネルの位置決め方法。
4. 前記Ｖ_１が極大値電圧である場合、前記接触点の位置Ｘ_ｔは以下の方程式を満足することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネルの位置決め方法。
   

   

   ただし、Ｖ_Ｒは基準電圧であり、Ｖ_１＞Ｖ_２＞Ｖ_Ｒ
5. 前記Ｖ_ｘが極大値電圧である場合、前記接触点の位置Ｘ_ｔは以下の方程式を満足することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネルの位置決め方法。
   

   

   ただし、Ｖ_Ｒは基準電圧であり、Ｖ_ｘ＞Ｖ_ｘ−１＞Ｖ_Ｒ
6. 前記Ｖ_ｎが極大値電圧であり且つ２≦ｎ≦ｘ−１を満足する場合、前記接触点の位置Ｘ_ｔは以下方程式を満足することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネルの位置決め方法。
   

   
7. 前記第一電圧は前記第二電圧より大きい場合、前記極値電圧は極小値電圧であることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネルの位置決め方法。
8. 前記Ｖ_１が極小値電圧である場合、前記接触点の位置Ｘ_ｔは以下の方程式を満足することを特徴とする請求項７に記載のタッチパネルの位置決め方法。
   

   

   ただし、Ｖ_Ｒは基準電圧であり、Ｖ_Ｒ＞Ｖ_２＞Ｖ_１
9. 前記Ｖ_ｘが極小値電圧である場合、前記接触点の位置Ｘ_ｔは以下の方程式を満足することを特徴とする請求項７に記載のタッチパネルの位置決め方法。
   

   

   ただし、Ｖ_Ｒは基準電圧であり、Ｖ_Ｒ＞Ｖ_ｘ−１＞Ｖ_ｘ
10. 前記Ｖ_ｎが極小値電圧であり且つ２≦ｎ≦ｘ−１を満足する場合、前記接触点の位置Ｘ_ｔは以下方程式を満足することを特徴とする請求項７に記載のタッチパネルの位置決め方法。
    

    
11. 前記導電層は、カーボンナノチューブフィルムであることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの位置決め方法。
12. 前記タッチパネルの前記複数の探測電極に対向する片側に第一電極が設置され、前記第一電極によって前記導電層に前記第一電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの位置決め方法。
13. 前記第一電極の配列方向及び前記複数の探測電圧の配列方向は、前記導電層の主導電方向に直交することを特徴とする請求項１２に記載のタッチパネルの位置決め方法。
14. 前記複数の探測電極の電圧を順次に測定する場合、測定されない探測電極に前記第一電圧を印加することを特徴とする請求項１２に記載のタッチパネルの位置決め方法。
15. 第一導電層と、前記第一導電層の１つの側辺に互いに離間して設置される複数の第一探測電極と、第二導電層と、前記第二導電層における前記第一導電層の前記１つの側辺に直交する１つの側辺に互いに離間して設置される複数の第二探測電極と、を含み、前記第一導電層及び前記第二導電層は抵抗異方性を有するタッチパネルを提供するステップと、
    前記第一導電層に第一電圧を印加するステップと、
    前記第二導電層に第二電圧を印加し、前記第一導電層と前記第二導電層との間の接触箇所を接触点とするステップと、
    前記複数の第一探測電極の電圧を測定し、相対極値電圧及び前記極値電圧に最も近い第一探測電極の電圧を捜し、測定した前記極値電圧及び前記極値電圧に最も近い探測電圧に対応する第一探測電極の位置に基づいて、前記導電層における接触点の水平位置座標を確定するステップと、
    前記複数の第二探測電極の電圧を測定し、相対極値電圧及び前記極値電圧に最も近い第二探測電極の電圧を捜し、測定した前記極値電圧及び前記極値電圧に最も近い探測電圧に対応する第二探測電極の位置に基づいて、前記導電層における接触点の垂直位置座標を確定するステップと、
    を備えることを特徴とするタッチパネルの位置決め方法。
16. 前記複数の第二探測電極は順次にＥ_２１〜Ｅ_２ｙに定義され、それに対応する探測電圧はそれぞれＶ_１′〜Ｖ_ｙ′に定義され、前記複数の第二探測電極の座標はぞれぞれＹ_１〜Ｙ_ｙに定義され、隣接しているいずれか２つの第二探測電極の間の距離は２Ｐ_ｙに定義され、極値電圧はＶ_ｍ′に定義され、前記極値電圧に対応する探測電極はＥ_２ｍに定義され、ただし、２≦ｍ≦ｙ−１を満足し、前記極値電圧に対応する探測電極に最も近い２つの探測電極はそれぞれＥ_２ｍ−１、Ｅ_２ｍ＋１に定義され、前記接触点の前記第二探測電極の配列方向における座標はＹ_ｔに定義されることを特徴とする請求項１５に記載のタッチパネルの位置決め方法。
17. 前記第一電圧が前記第二電圧より小さい場合、前記第一探測電極の極値電圧は極大値電圧であり、前記第二探測電極の極値電圧は極小値電圧であることを特徴とする請求項１６に記載のタッチパネルの位置決め方法。
18. 前記Ｖ_１′が極小値電圧である場合、前記接触点の位置Ｙ_ｔは以下の方程式を満足することを特徴とする請求項１７に記載のタッチパネルの位置決め方法。
    

    

    ただし、Ｖ_Ｒ′は基準電圧であり、Ｖ_Ｒ′＞Ｖ_２′＞Ｖ_１′
19. 前記Ｖ_ｙ′が極小値電圧である場合、前記接触点の位置Ｙ_ｔは以下の方程式を満足することを特徴とする請求項１７に記載のタッチパネルの位置決め方法。
    

    

    ただし、Ｖ_Ｒ′は基準電圧であり、Ｖ_Ｒ′＞Ｖ_ｙ−１′＞Ｖ_ｙ′
20. 前記Ｖ_ｍ′が極小値電圧であり且つ２≦ｍ≦ｙ−１を満足する場合、前記接触点の位置Ｙ_ｔは以下方程式を満足することを特徴とする請求項１７に記載のタッチパネルの位置決め方法。
    

    
21. 前記第一電圧が前記第二電圧より大きい場合、前記第一探測電極の極値電圧は極小値電圧であり、前記第二探測電極の極値電圧は極大値電圧であることを特徴とする請求項１６に記載のタッチパネルの位置決め方法。
22. 前記Ｖ_１′が極大値電圧である場合、前記接触点の位置Ｙ_ｔは以下の方程式を満足することを特徴とする請求項２１に記載のタッチパネルの位置決め方法。
    

    

    ただし、Ｖ_Ｒ′は基準電圧であり、Ｖ_１′＞Ｖ_２′＞Ｖ_Ｒ′
23. 前記Ｖ_ｙ′が極大値電圧である場合、前記接触点の位置Ｙ_ｔは以下の方程式を満足することを特徴とする請求項２１に記載のタッチパネルの位置決め方法。
    

    

    ただし、Ｖ_Ｒ′は基準電圧であり、Ｖ_ｙ′＞Ｖ_ｙ−１′＞Ｖ_Ｒ′
24. 前記Ｖ_ｍ′が極大値電圧であり且つ２≦ｍ≦ｙ−１を満足する場合、前記接触点の位置Ｙ_ｔは以下方程式を満足することを特徴とする請求項２１に記載のタッチパネルの位置決め方法。
    

    
25. 前記第一導電層及び第二導電層は、全てカーボンナノチューブフィルムであり、且つ前記第一導電層及び第二導電層の主導電方向は互いに直交することを特徴とする請求項１５に記載のタッチパネルの位置決め方法。
26. 前記第一導電層の前記複数の第一探測電極に対応する片側に第一電極が設置され、前記第一電極によって前記第一導電層に前記第一電圧を印加し、前記第二導電層の前記複数の第二探測電極に対応する片側に第二電極が設置され、前記第二電極によって前記第二導電層に前記第二電圧を印加することを特徴とする請求項１５に記載のタッチパネルの位置決め方法。
27. 前記第一電極の配列方向及び前記複数の第二探測電極の配列方向は、前記第一導電層の主導電方向に直交し、前記第二電極の配列方向及び前記複数の第二探測電極の配列方向は、前記第一導電層の主導電方向に直交することを特徴とする請求項２６に記載のタッチパネルの位置決め方法。
28. 前記複数の第一探測電極の電圧を順次に測定している場合、測定されない第一探測電極に前記第一電圧を印加し、測定されない第二探測電極に前記第二電圧を印加することを特徴とする請求項２６に記載のタッチパネルの位置決め方法。
29. 前記複数の第二探測電極の電圧を順次に測定している場合、測定されない第二探測電極に前記第二電圧を印加し、測定されない第一探測電極に前記第一電圧を印加することを特徴とする請求項２６に記載のタッチパネルの位置決め方法。

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