JP2011128894A - タッチパネル及び座標位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数点入力可能な４線式のタッチパネルを提供する。
【解決手段】第１の基板上に形成された上部導電膜を有する上部電極基板と、第２の基板上に形成された下部導電膜を有する下部電極基板と、上部導電膜において電位分布を生じさせるために上部導電膜の両端に設けられた第１の電極及び第２の電極と、下部導電膜において上部導電膜に生じさせた電位分布に対し垂直方向の電位分布を生じさせるために下部導電膜の両端に設けられた第３の電極及び第４の電極とを有し、上部導電膜と下部導電膜とは対向して配置されるタッチパネルにおいて、上部電極に電位分布を生じさせるため第１の電極と第２の電極とに一定の値の電圧を印加し、第３の電極及び第４の電極のどちらか一方に測定のための電圧を印加し、他方において電位を検出することを特徴とするタッチパネルを提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、タッチパネル及び座標位置検出方法に関する。

タッチパネルは、ディスプレイに直接入力をすることが可能な入力デバイスであり、ディスプレイの前面に設置して使用される。このタッチパネルは、ディスプレイにより視覚的にとらえた情報に基づき、直接入力することができることから、様々な用途において普及している。

このようなタッチパネルとしては、抵抗膜方式が広く知られている。抵抗膜方式のタッチパネルは、透明導電膜が形成された上部電極基板及び下部電極基板において、各々の透明導電膜同士が対向するように設置し、上部電極基板の一点に力を加えることにより各々の透明導電膜同士が接触し、力の加えられた位置の位置検出を行うことができるものである。

抵抗膜方式のタッチパネルは、４線式と５線式とに大別することができる。４線式は、上部電極基板又は下部電極基板のどちらか一方にＸ軸の電極が設けられており、他方にＹ軸の電極が設けられている。一方、５線式は、下部電極基板にＸ軸の電極及びＹ軸の電極がともに設けられており、上部電極基板は、電圧を検出するためのプローブとして機能するものである（例えば、特許文献１、２、３）。

具体的に、図１及び図２に基づき４線式のタッチパネルについて説明する。図１は、４線式のタッチパネルの断面の概要図であり、図２は、４線式のタッチパネルの斜視図である。

４線式のタッチパネルは、上部電極基板となる一方の面に透明導電膜１３０の形成されたフィルム１１０と、下部電極基板となる一方の面に透明導電膜１４０の形成されたガラス１２０からなり、透明導電膜１３０及び透明導電膜１４０が対向するようにスペーサ１５０を介し設置されている。４線式のタッチパネルはホストコンピュータ等と不図示のケーブルにより電気的に接続されている。

また、上部電極基板となるフィルム１１０には、透明導電膜１３０の形成された面のＸ軸方向の両端に、Ｙ軸方向に沿って電極１３１及び１３２が設けられており、下部電極基板となるガラス１２０には、透明導電膜１４０の形成された面のＹ軸方向の両端に、Ｘ軸方向に沿って電極１４１及び１４２が設けられている。

このような構成の４線式のタッチパネルにおいて、タッチパネルに接触した位置を検出する場合について説明する。

最初に、図３に示すように、上部電極基板における電極１３１と電極１３２とに電圧を印加する。具体的には、電極１３１を接地（０Ｖ）し、電極１３２にＶｃｃ、例えば、５Ｖを印加する。この状態で、タッチパネルにおけるＡ点においてタッチペン１６０等が接触している場合、上部電極基板における透明電極膜１３０と下部電極基板における透明電極膜１４０とはＡ点において接触している。透明電極膜１３０は、電極１３１及び電極１３２により、Ｘ軸方向に電位勾配が生ずるように電圧が印加されており、Ａ点において、透明電極膜１３０と透明電極膜１４０とが接触するため、透明電極膜１４０より、Ａ点における電位を検出することができる。この電位は、電極１３２と電極１３１において印加された電圧がＡ点において抵抗分割された値である。電位の検出は、透明電極膜１４０に設けられた電極１４１より電圧計１７０により検出される。この後、図４に示すように、電圧計１７０により計測された電圧ＶａＶａに基づき、Ａ点におけるＸ座標の座標位置が検出される。

次に、図５に示すように、下部電極基板における電極１４１と電極１４２に電圧を印加する。具体的には、電極１４１を接地（０Ｖ）し、電極１４２にＶｃｃ、例えば、５Ｖを印加する。上記と同様に、タッチパネルにおけるＡ点においてタッチペン１６０等が接触している場合、上部電極基板における透明電極膜１３０と下部電極基板における透明電極膜１４０とがＡ点において接触している。透明電極膜１４０は、電極１４１及び電極１４２により、Ｙ軸方向に電位勾配が生ずるように電圧が印加されており、Ａ点において、透明電極膜１３０と透明電極膜１４０とが接触するため、透明電極膜１３０より、Ａ点における電位を検出することができる。この電位は、電極１４１と電極１４２に印加された電圧がＡ点において抵抗分割された値である。電位の検出は、透明電極膜１３０に設けられた電極１３１より電圧計１７０により検出される。この後、図６に示すように、電圧計１７０により計測された電圧Ｖｂに基づき、Ａ点におけるＹ座標の座標位置が検出される。

以上より、Ａ点におけるＸ座標とＹ座標とを得ることができ、Ａ点における二次元的な位置を知ることができる。

このような４線式のタッチパネルでは、上部電極基板における透明電極膜１３０に電圧を印加し下部電極基板における透明電極膜１４０より電位を検出する動作と、下部電極基板における透明電極膜１４０に電圧を印加し上部電極基板における透明電極膜１３０より電位を検出する動作とを交互に繰り返し行うことにより、連続的に接触位置の検出を行うことが可能である。

ところで、上述した４線式のタッチパネルでは、一点における接触位置は検出することは可能であるが、複数点が同時に接触した場合には位置検出をすることができない。

即ち、図７に示すように、上部電極基板における電極１３１と電極１３２に電圧を印加した状態、例えば、電極１３１を接地（０Ｖ）し、電極１３２にＶｃｃ、例えば、５Ｖを印加した状態のタッチパネルにおいて、Ｂ点及びＣ点の２点においてタッチペン１６１及び１６２等が接触している場合、Ｂ点及びＣ点における各々の座標位置を検出することができない。

このように、タッチパネルにおける接触点がＢ点及びＣ点の２点である場合、透明電極膜１４０においては、図８に示すようにＢ点とＣ点の２点の中点における電位Ｖｘが検出される。従って、タッチパネルにおいては二点で接触している場合であっても、検出される電位は１つであり、一点で接触しているものとして座標位置が検出されるため、Ｂ点及びＣ点における二点の各々の座標位置は検出することができない。

特開２００４−２７２７２２号公報 特開２００８−２９３１２９号公報 特開平１１−３５３１０１号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、複数の接触位置において同時に接触した場合においても、各々の接触位置を検出することが可能なタッチパネル及びタッチパネルによる座標位置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、第１の基板上に形成された上部導電膜を有する上部電極基板と、第２の基板上に形成された下部導電膜を有する下部電極基板と、前記上部導電膜において電位分布を生じさせるために前記上部導電膜の両端に設けられた第１の電極及び第２の電極と、前記下部導電膜において前記上部導電膜に生じさせた電位分布に対し垂直方向の電位分布を生じさせるために前記下部導電膜の両端に設けられた第３の電極及び第４の電極と、を有し、前記上部導電膜と前記下部導電膜とは対向して配置されるタッチパネルにおいて、前記上部電極に電位分布を生じさせるため前記第１の電極と前記第２の電極とに一定の値の電圧を印加し、前記第３の電極及び前記第４の電極のどちらか一方に測定のための電圧を印加し、他方において電位を検出することを特徴とする。

また、本発明は、第１の基板上に形成された上部導電膜を有する上部電極基板と、第２の基板上に形成された下部導電膜を有する下部電極基板と、前記上部導電膜において電位分布を生じさせるために前記上部導電膜の両端に設けられた第１の電極及び第２の電極と、前記下部導電膜において前記上部導電膜に生じさせた電位分布に対し垂直方向の電位分布を生じさせるために前記下部導電膜の両端に設けられた第３の電極及び第４の電極と、を有し、前記上部導電膜と前記下部導電膜とは対向して配置されるタッチパネルにおいて、前記下部電極に電位分布を生じさせるため前記第３の電極と前記第４の電極とに一定の値の電圧を印加し、前記第１の電極及び前記第２の電極のどちらか一方に測定のための電圧を印加し、他方において電位を検出することを特徴とする。

また、本発明は、前記測定のための電圧は、前記一定の値の電圧の範囲で可変して印加するものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記測定のための電圧は、前記接触点の領域の面積と略等しい領域を有する電極であって、前記第１の電極、前記第２の電極、前記第３の電極及び前記第４の電極と異なる電極より供給されるものであることを特徴とする。

また、本発明は、第１の基板上に形成された上部導電膜を有する上部電極基板と、第２の基板上に形成された下部導電膜を有する下部電極基板と、前記上部導電膜において電位分布を生じさせるために前記上部導電膜の両端に設けられた第１の電極及び第２の電極と、前記下部導電膜において前記上部導電膜に生じさせた電位分布に対し垂直方向の電位分布を生じさせるために前記下部導電膜の両端に設けられた第３の電極及び第４の電極と、を有し、前記上部導電膜と前記下部導電膜とは対向して配置されるタッチパネルにおける座標位置検出方法において、前記上部電極に電位分布を生じさせるため前記第１の電極と前記第２の電極とに一定の値の電圧を印加し、前記第３の電極又は前記第４の電極のどちらか一方より初期電位を検出する第１の電位検出工程と、前記第３の電極及び前記第４の電極のどちらか一方に測定のための電圧を上昇又は下降させながら印加し、他方において電位を検出する第２の電位検出工程と、前記第２の電位検出工程において、測定のための電位の値が異なる場合においても、前記他方において検出される電位が一定である場合には、複数の接触点を有するものと判断する判断工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記判断工程において複数の接触点を有するものと判断された場合には、前記一定となる電位の上限の電位に基づき第１の座標位置を算出し、前記一定となる電位の下限の電位に基づき第２の座標位置を算出する座標位置検出工程を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記判断工程において複数の接触点を有するものと判断された場合であって、複数の接触点のうち、一方の接触点が既知であるものとみなすことができる場合には、一方の接触点における座標位置をＸ１とし、前記初期電位の値により得られる座標位置をＸａとした場合に、他方の接触点の座標位置Ｘ２は、
Ｘ２＝２×Ｘａ−Ｘ１
により算出される座標位置算出工程を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記判断工程は第１の判断工程であって、前記第１の判断工程の後、前記下部電極に電位分布を生じさせるため前記第３の電極と前記第４の電極とに一定の値の電圧を印加し、前記第１の電極又は前記第２の電極のどちらか一方より第２の初期電位を検出する第３の電位検出工程と、前記第１の電極及び前記第２の電極のどちらか一方に測定のための電圧を上昇又は下降させながら印加し、他方において電位を検出する第４の電位検出工程と、前記第４の電位検出工程において、測定のための電位の値が異なる場合においても、前記他方において検出される電位が一定である場合には、複数の接触点を有するものと判断する第２の判断工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記第２の判断工程において複数の接触点を有するものと判断された場合には、前記一定となる電位の上限の電位に基づき第３の座標位置を算出し、前記一定となる電位の下限の電位に基づき第４の座標位置を算出する座標位置検出工程を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記判断工程において複数の接触点を有するものと判断された場合であって、複数の接触点のうち、一方の接触点が既知であるものとみなすことができる場合には、一方の接触点における座標位置をＹ１とし、前記第２の初期電位の値により得られる座標位置をＹａとした場合に、他方の接触点の座標位置Ｙ２は、
Ｙ２＝２×Ｙａ−Ｙ１
により算出される座標位置算出工程を有することを特徴とする。

また、本発明は、第１の電位検出工程、第２の電位検出工程、第１の判断工程、第３の電位検出工程、第４の電位検出工程、第２の判断工程を順次繰り返し行うことを特徴とする。

本発明によれば、複数の接触位置において同時に接触されている場合においても、各々の接触位置を検出することが可能なタッチパネル及びタッチパネルによる座標位置検出方法を提供することができる。

従来の４線式のタッチパネルの断面概要図 従来の４線式のタッチパネルの斜視図 従来の４線式のタッチパネルにおけるＸ方向の座標検出方法の説明図 Ｘ方向における電位と接触位置との説明図 従来の４線式のタッチパネルにおけるＹ方向の座標検出方法の説明図 Ｙ方向における電位と接触位置との説明図 従来の４線式のタッチパネルにおける二点接触の場合の説明図 二点接触の場合における電位と接触位置との説明図 第１の実施の形態におけるタッチパネルの断面概要図 第１の実施の形態におけるタッチパネルの説明図（１） 第１の実施の形態におけるタッチパネルの説明図（２） 第１の実施の形態におけるタッチパネルの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タッチパネルにおいて一点接触の場合の印加電圧と検出電位の相関図 第１の実施の形態におけるタッチパネルにおいて二点接触の場合の印加電圧と検出電位の相関図 第１の実施の形態における二点として座標検出する方法のサブルーチン 第２の実施の形態における二点として座標検出する方法のサブルーチン 第３の実施の形態におけるタッチパネルの斜視図

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。

〔第１の実施の形態〕
（タッチパネル）
第１の実施の形態におけるタッチパネルについて説明する。図９は本実施の形態におけるタッチパネルの断面図であり、図１０及び図１１は本実施の形態におけるタッチパネルの説明図である。

本実施の形態におけるタッチパネルは、フィルム１１の一方の面に透明導電膜２０が形成された略長方形状の上部電極基板１０と、上部電極基板と略同じ形状のガラス基板３１の一方の面に透明導電膜４０が形成された下部電極基板３０により構成される。

上部電極基板１０と下部電極基板３０とは、上部電極基板１０における透明導電膜２０と下部電極基板３０における透明導電膜４０とが対向するように、スペーサ５０等を介し、接着剤または両面テープにより接合されている。

上部電極基板１０における透明導電膜２０には、Ｘ軸方向の両端において、Ｘ軸方向に電圧を印加することができるように、Ｙ軸方向に延びる電極２１及び２２が設けられており、下部電極基板３０における透明導電膜４０には、Ｙ軸方向の両端において、Ｙ軸方向に電圧を印加することができるように、Ｘ軸方向に延びる電極４１及び４２が設けられている。

更に、本実施の形態におけるタッチパネルには、電圧を可変して印加することが可能な電源６０と、電位を検出することが可能な電圧計７０がさらに設けられている。

尚、電源６０及び電圧計７０は不図示の制御回路及びホストコンピュータ等に接続されており、また、電極２１及び２２、電極４１及び４２には所定の電圧が印加することができるように不図示の制御回路及びスイッチ等が設けられている。

透明導電膜２０及び透明導電膜４０を構成する材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）にＡｌまたはＧａ等が添加された材料、ＳｎＯ_２（酸化スズ）にＳｂ等が添加された材料等が挙げられる。

また、フィルム１１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：polyethylene terephthalate）、ＰＣ（ポリカーボネート：Polycarbonate）及び、可視領域において透明の樹脂材料が挙げられる。更に、ガラス基板３１に代えて、樹脂基板を用いてもよい。

本実施の形態におけるタッチパネルは、上部電極基板１０をタッチペン及び指等により押すことにより、上部電極基板１０における透明導電膜２０と、下部電極基板３０における透明導電膜４０とが接触し、この接触した位置における電圧を検知することにより、上部電極基板１０と下部電極基板３０との接触位置、即ち、上部電極基板１０がタッチペン８１又は８２、指等により押された位置を検出することができるものである。

（座標位置検出方法）
次に、図１２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。

最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、Ｘ方向における初期電位を測定する（第１の電位検出工程）。具体的には、図１０に示すように、上部電極基板１０における電極２２に５Ｖの電圧を印加し電極２１を０Ｖの電圧を印加する。これにより、透明電極膜２０に、Ｘ方向に電位勾配を生じさせる。この状態において、電極４１に接続された電圧計７０により電位を測定する。尚、このステップでは、電極４２には電源６０が接続されていないか、または、電極４２に電源６０が接続されていても、電極４２には電圧が印加されない状態となるように制御されている。この状態において測定される電位は、タッチパネルにおける接触位置が一点である場合には、一点の接触位置の位置座標を特定するための電位である。また、タッチパネルにおける接触位置が二点である場合には、二点の接触位置の略中点となる位置の位置座標に対応する電位である。

次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、印加電圧を変化させてＸ方向の電位を測定する（第２の電位検出工程）。具体的には、電極４２に電源６０が接続され、電源６０により電極４２に電圧が印加することが可能な状態において、電源６０により電極４２に順次電圧を増加させながら印加し、電極４１に接続された電圧計７０により印加された電圧に対応する電位を測定する。

ここで、タッチパネルにおける接触位置が一点である場合には、図１３に示すように、電源６０により印加される電圧値を１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖと順次変化させると、電圧計７０により検出される電位は順次上昇する。ここで、初期電位の値が３Ｖで、電源６０により印加される電圧が３Ｖの場合では、電圧計７０により検出される電位は略３Ｖとなる。

一方、タッチパネルにおける接触位置が二点である場合には、図１４に示すように、電源６０により印加される電圧値を１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖと順次変化させると、電圧計７０により検出される電位が一定となる印加電圧領域が存在する。例えば、図１０に示すように、タッチパネルにＤ点及びＥ点の二点においてタッチペン８１及び８２が接触している場合では、図１４に示すように、電源６０により印加される電圧値を１Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖと変化させても、電圧計７０により検出される電位が３Ｖで略一定となる領域が存在する。このように、電源６０により印加する電圧値を変化させても、電圧計７０により検出される電位が一定となる場合があるか否かにより、タッチパネルへの接触が一点であるか二点であるかを判断することができる。尚、電源６０により印加される電圧の範囲は、電極２１に印加されている電圧の値から電極２２に印加されている電圧の値までの範囲であり、本実施の形態では、０Ｖから５Ｖである。

尚、図１４は、タッチパネルに二点で接触している状態、即ち、一点で接触した場合において電圧計７０により検出される電位が略４Ｖの位置であるＤ点と、一点で接触した場合において電圧計７０により検出される電位が略２Ｖの位置であるＥ点との二点で接触している状態において、電源６０により印加電圧値を変化させながら電圧計７０により電圧値を計測した実験の結果である。

図１４に示されるように、電源６０により印加電圧を変化させながら電圧計７０により電位を測定した場合、電源６０による印加電圧が０Ｖから２Ｖまでは、電圧計７０により検出される電位は上昇する。また、電源６０による印加電圧が２Ｖから４Ｖまでは、電圧計７０により検出される電位は、若干変動するものの約３Ｖで略一定となる。更に、電源６０による印加電圧が４Ｖから５Ｖまでは、電圧計７０により検出される電位は上昇する。

この実験結果より、発明者は、電圧計７０により検出される電位が一定となり始める印加電圧値と、一定となった後、再び上昇を開始する印加電圧値が、二点の接触点に対応する電圧値であることを見出した。即ち、電圧計７０により検出される電圧が略一定となり始める印加電圧が２Ｖの電圧値は、二点の接触位置のうち一方の接触位置であるＥ点に対応する電位を示し、電圧計７０により検出される電圧が略一定の値の後上昇を始める印加電圧が４Ｖの電圧値は、二点の接触位置のうち他方の接触位置であるＤ点に対応する電位を示すことを見出したのである。

次に、ステップ１０６において、初期電位の値と印加電圧の値が異なる印加電圧の範囲が存在するか否かが判断される（第１の判断工程）。具体的には、タッチパネルにおける接触位置が一点の場合では、電源６０により初期電位と同じ電圧値を印加した場合、電圧計７０では初期電位と同じ電圧値が測定されるが、初期電位と異なる電圧値を印加した場合、電圧計７０では初期電位と異なる電圧値が測定される。しかしながら、タッチパネルにおける接触位置が二点の場合では、電源６０により初期電位と同じ電圧値を印加すると、電圧計７０では、初期電位と同じ電圧値が測定されるが、初期電位と異なる電圧値を印加しても、初期電位と同じ電圧値が測定される場合がある。従って、初期電位と異なる電圧を電源６０により印加した場合においても初期電位の値と同じ電圧値が検出されるか否かにより、タッチパネルに一点で接触しているか二点で接触しているかの判断を行うことができる。

よって、初期電位の値と異なる電圧値を電源６０により印加した場合において、電圧計７０により検出される電圧値が初期電位の値と同じ値となる場合が存在すれば、ステップ１１０に移行する。一方、初期電位の値と異なる電圧値を電源６０により印加した場合において、電圧計７０により検出される電圧値が初期電位の値と同じ値となる場合が存在しなければ、ステップ１０８に移行する。

次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、初期電位の値に基づき接触位置におけるＸ座標の位置が算出される。具体的には、接触位置は、一点であるものと判断されるため、不図示の制御回路及び計算回路等により、電源６０により電圧が印加されていない状態において電圧計７０により計測された電圧値（初期電圧値）に基づき、Ｘ座標が算出される。尚、本実施の形態では、タッチパネルにおける接触位置が一点の場合にほか、二点で接触しており、この二点におけるＸ座標の値が等しい場合も同様に検出される。この場合、後述するように、Ｙ座標の座標位置を検出することにより、接触位置が一点であるか二点であるか判断することが可能である。

次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、初期電位の値及び電源６０において印加電圧値を変化させた場合における電圧計７０により計測された電圧値に基づき、接触位置におけるＸ座標が算出される。具体的には、不図示の制御回路及び計算回路等により、電圧計７０により検出される電位の値が初期電位の値と同じ電位となる電源６０による印加電圧の範囲を得て、この印加電圧の範囲の上限となる電圧値と、下限となる電圧値に基づき、二点の接触位置のＸ座標（第１の座標位置、第２の座標位置）を算出する。例えば、図１４に示す場合では、印加電圧の範囲の上限が４Ｖであり、下限が２Ｖであることから、電圧計７０において検出される電圧値が４Ｖと２Ｖに対応するＸ座標、即ち、Ｅ点とＤ点のＸ座標を各々算出する。これにより、接触位置がＥ点とＤ点の二点の場合における各々のＸ座標の値を得ることができる。

ステップ１１０について、図１５に示すサブルーチンに基づき、より詳しく説明する。

最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）において、初期電位の値と同じ電位となる印加電圧の範囲を求める。具体的には、不図示の制御回路及び計算回路等により、電源６０により順次電圧を増加させながら印加し、電圧計７０により検出される電位の値が初期電位の値と同じ電位となる印加電圧を不図示のメモリ等に記憶させることにより、電圧計７０により検出される電位の値が初期電位の値と同じ電位となる電源６０による印加電圧の範囲を得る。

次に、ステップ２０４（Ｓ２０４）において、ステップ２０２において得られた印加電圧の範囲の上限の値に基づき座標位置を算出する。具体的には、不図示のメモリ等に記憶されている電圧計７０により検出される電位の値が初期電位の値と同じ電位となる電源６０による印加電圧の範囲において、電源７０による印加電圧が最も高い電圧の値（上限値）を抽出し、この値に基づき、座標位置を算出する。

次に、ステップ２０６（Ｓ２０６）において、ステップ２０２において得られた印加電圧の範囲の下限の値に基づき座標位置を算出する。具体的には、不図示のメモリ等に記憶されている電圧計７０により検出される電位の値が初期電位の値と同じ電位となる電源６０による印加電圧の範囲において、電源７０による印加電圧が最も低い電圧の値（下限値）を抽出し、この値に基づき、座標位置を算出する。

以上により、接触位置が二点の場合における各々の接触位置、即ち、Ｅ点とＤ点のＸ座標が算出され、この後、メインルーチンに戻る。

次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、Ｙ方向における初期電位を測定する（第３の電位検出工程）。具体的には、図１１に示すように、下部電極基板４０における電極４２に５Ｖの電圧を印加し電極４１を０Ｖの電圧を印加する。これにより、透明電極膜４０に、Ｙ方向に電位勾配を生じさせる。この状態において、電極２１に接続された電圧計７０により電位を測定する。尚、このステップでは、電極２２には電源６０が接続されていないか、または、電極２２に電源６０が接続されていても、電極２２には電圧が印加されない状態となるように制御されている。この状態において測定される電位は、タッチパネルにおける接触位置が一点である場合には、接触位置の位置座標を特定するための電位である。また、タッチパネルにおける接触位置が二点である場合には、二点の接触位置の略中点となる位置の位置座標に対応する電位である。

次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、印加電圧を変化させてＹ方向の電位を測定する（第４の電位検出工程）。具体的には、電極２２に電源６０が接続され、電源６０により電極２２に電圧が印加することが可能な状態において、電源６０により電極２２に順次電圧を増加させながら印加し、電極２１に接続された電圧計７０により電位を測定する。尚、電源６０により印加される電圧の範囲は、電極２１に印加されている電圧から電極２２に印加されている電圧の範囲、即ち、本実施の形態では、０Ｖから５Ｖである。このステップは、ステップ１０４においてＸ座標の場合において行った動作と同様の動作をＹ座標についても行うものである。

次に、ステップ１１６（Ｓ１１６）において、初期電位の値と印加電圧の値が異なる印加電圧の範囲が存在するか否かが判断される（第２の判断工程）。即ち、初期電位の値と異なる電圧値を電源６０により印加した場合においても、電圧計７０により検出される電圧値が初期電位の値と同じ値となる場合が存在すれば、ステップ１２０に移行する。一方、初期電位の値と異なる電圧値を電源６０により印加した場合において、電圧計７０により検出される電圧値が初期電位の値と同じ値となる場合が存在しなければ、ステップ１１８に移行する。

次に、ステップ１１８（Ｓ１１８）において、初期電位の値に基づき接触位置におけるＹ座標の位置が算出される。具体的には、接触位置は一点であるものと判断されるため、不図示の制御回路及び計算回路等により、電源６０により電圧が印加されていない状態において電圧計７０により計測された電圧値（初期電圧値）に基づき、Ｙ座標が算出される。尚、本実施の形態では、後述するように、タッチパネルにおける接触位置が一点の場合にほか、二点の接触位置におけるＹ座標の値が等しい場合も同様に検出される。この場合、ステップ１０６において二点で接触しているものと判断されているため、二点における接触位置のＹ座標の値が等しい。

次に、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、初期電位の値及び、電源６０において印加電圧値を変化させた場合における電圧計７０により計測された電圧値に基づき、接触位置におけるＹ座標が算出される。具体的には、不図示の制御回路及び計算回路等により、電圧計７０により検出される電位の値が初期電位の値と同じ電位となる電源６０による印加電圧の範囲を得て、この印加電圧の範囲の上限となる電圧値と、下限となる電圧値に基づき、二点の接触位置のＹ座標を算出する。具体的には、図１５に示すサブルーチンを行うことにより、二点の接触位置のＹ座標（第３の座標位置、第４の座標位置）を各々算出する。以上より、ステップ１１０で得られた二点のＸ座標である第１の座標位置及び第２の座標位置、ステップ１２０で得られた二点のＹ座標である第３の座標位置及び第４の座標位置より、二点の接触位置におけるＸＹ座標を得ることができる。

尚、前述したように、ステップ１０６において接触位置が一点であるものと判断された場合であっても、ステップ１１６において接触位置が二点であるものと判断される場合がある。この場合は、タッチパネルにおける接触位置は二点であり、二点におけるＸ座標の位置が等しく、Ｙ座標の位置が異なる場合である。

また、ステップ１０６において接触位置が二点であるものと判断された場合であっても、ステップ１１６において接触位置が一点であるものと判断される場合がある。この場合は、タッチパネルにおける接触位置は二点であり、二点におけるＹ座標の位置が等しく、Ｘ座標の位置が異なる場合である。

以上により、本実施の形態におけるタッチパネルにおける接触位置における座標位置の検出が行われる。また、ステップ１０２からステップ１２０を繰り返し行うことにより、タッチパネルにおける接触位置の移動等についても検出を行うことができる。

また、本実施の形態におけるタッチパネルにおける位置検出方法では、タッチパネルを分割することなく、接触位置が複数の場合であっても、各々の接触位置の位置座標を検出することが可能である。

〔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ステップ１１０及び１２０における工程が、第１の実施の形態と異なるものである。即ち、二点における座標位置を検出するためのサブルーチンが異なるものである。

図１６に基づき本実施の形態におけるサブルーチンについて説明する。

最初に、ステップ３０２（Ｓ３０２）において、タッチパネルにおいて前回の接触位置（図１２に示すメインルーチンを前回実行した際に検出された接触位置）が、一点であったか否か判断される。尚、本実施の形態では、前回の接触位置の座標位置は不図示のメモリ等に記憶されている。前回の接触位置が、一点であるものと判断された場合には、ステップ３１０に移行する。一方、前回の接触位置が、一点ではないものと判断された場合には、ステップ３０４に移行する。

次に、ステップ３０４（Ｓ３０４）において、初期電位の値と同じ電位となる印加電圧の範囲を求める。具体的には、不図示の制御回路及び計算回路等により、電源６０により順次電圧を増加させながら印加し、電圧計７０により検出される電位の値が初期電位の値と同じ電位となる印加電圧を不図示のメモリ等に記憶させることにより、電圧計７０により検出される電位の値が初期電位の値と同じ電位となる電源６０による印加電圧の範囲を得る。

次に、ステップ３０６（Ｓ３０６）において、ステップ３０４において得られた印加電圧の範囲の上限の値に基づき座標位置を算出する。具体的には、不図示のメモリ等に記憶されている電圧計７０により検出される電位の値が初期電位の値と同じ電位となる電源６０による印加電圧の範囲において、電源７０による印加電圧が最も高い電圧の値（上限値）を抽出し、この値に基づき、座標位置を算出する。

次に、ステップ３０８（Ｓ３０８）において、ステップ３０４において得られた印加電圧の範囲の下限の値に基づき座標位置を算出する。具体的には、不図示のメモリ等に記憶されている電圧計７０により検出される電位の値が初期電位の値と同じ電位となる電源６０による印加電圧の範囲において、電源７０による印加電圧が最も低い電圧の値（下限値）を抽出し、この値に基づき、座標位置を算出する。

次に、ステップ３１０（Ｓ３１０）において、前回の接触位置と初期電位に基づき座標位置を算出する。具体的には、ステップ１０２からステップ１２０の繰返し周期が短い場合では、この周期の間に接触点（一方の接触点）は殆ど移動しないものと想定して、一方の接触点の位置座標は前回の座標位置と同じであるものとみなすことにより、容易に他方における位置座標を検出することが可能である。

即ち、初期電位の値は、二点の接触位置の中点の電位を示すものであることから、二点の接触位置のうち一方の接触位置のＸ座標が解っていれば、Ｘ座標の解っている一方の接触位置のＸ座標と初期電位の値より、他方の接触位置のＸ座標を得ることが可能である。具体的には、Ｘ座標の解っている一方の接触位置のＸ座標をＸ１とし、初期電位の値より算出される座標位置をＸａとし、他方の接触位置のＸ座標をＸ２とすると、他方のＸ座標の座標位置Ｘ２は、（１）式により得ることができる。

Ｘ２＝２×Ｘａ−Ｘ１・・・・・・・・・・・・・（１）

また、Ｙ座標の解っている一方の接触位置のＹ座標をＹ１とし、初期電位の値より算出される座標位置をＹａとし、他方の接触位置のＹ座標をＹ２とすると、他方のＹ座標の座標位置Ｙ２は、（２）式により得ることができる。

Ｙ２＝２×Ｙａ−Ｙ１・・・・・・・・・・・・・（２）

このようにして、前回の座標位置検出において一点で接触している場合、この一点を一方の接触位置とみなし、座標位置が解っているものとして、他方の接触位置の位置座標を算出することが可能である。

以上により、接触位置が二点の場合における各々の接触位置の位置座標を算出することができる。このサブルーチンの終了後は、第１の実施の形態におけるメインルーチンに戻る。

〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、タッチパネルに接続されている電源の接続位置が、第１の実施の形態と異なるものである。

具体的には、本実施の形態では、図１７に示すように、Ｘ方向の座標位置を検出する場合、下部電極基板３０において、Ｄ点及びＥ点における接触領域と略等しい面積の電極４３を設け、電極４３より電源６０により、電圧を変化させて印加する。電源６０に接続される電極の大きさをＤ点及びＥ点における接触領域と略等しいものとすることにより、電源６０から供給される電位の影響を適切に制御することが可能であり、正確な接触位置の座標検出を行うことができる。また、電極４３の周囲には、透明導電膜４０の一部を除去した透明導電膜除去領域４４を設けてもよい。更に、電極４３に代えて、下部電極基板３０の四隅の一部に、Ｄ点及びＥ点における接触領域と略等しい大きさの電極４５を設けてもよい。

同様に、Ｙ方向の座標位置を検出する場合、上部電極基板１０において、Ｄ点及びＥ点における接触領域と略等しい大きさの電極２３を設け、電極２３より電源６０の電源と接続して、電圧を変化させて印加する。電源６０に接続される電極の大きさをＤ点及びＥ点における接触領域と略等しいものとすることにより、電源６０から供給される電位の影響を適切に制御することが可能であり、正確な接触位置の座標検出を行うことができる。また、電極２３の周囲には、透明導電膜２０の一部を除去した透明導電膜除去領域２４を設けてもよい。

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

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。

本発明は、４線式の抵抗膜式タッチパネルに適用することができ、各種情報処理機器のディスプレイが、４線式の抵抗膜式タッチパネルで構成される場合に有用である。この場合の情報処理機器の例としては、携帯電話、情報携帯端末（ＰＤＡ）、携帯音楽プレイヤー、携帯画像プレイヤー、携帯ブラウザ、ワンセグチューナー、電子辞書、カーナビゲーションシステム、コンピュータ、ＰＯＳ端末、在庫管理端末、ＡＴＭ、各種マルチメディア端末等がある。

１０ 上部電極基板
１１ フィルム
２０ 透明導電膜
２１ 電極
２２ 電極
３０ 下部電極基板
３１ ガラス
４０ 透明導電膜
４１ 電極
４２ 電極
５０ スペーサ
６０ 電源
７０ 電圧計
８１ タッチペン
８２ タッチペン

Claims (11)

1. 第１の基板上に形成された上部導電膜を有する上部電極基板と、
   第２の基板上に形成された下部導電膜を有する下部電極基板と、
   前記上部導電膜において電位分布を生じさせるために前記上部導電膜の両端に設けられた第１の電極及び第２の電極と、
   前記下部導電膜において前記上部導電膜に生じさせた電位分布に対し垂直方向の電位分布を生じさせるために前記下部導電膜の両端に設けられた第３の電極及び第４の電極と、
   を有し、前記上部導電膜と前記下部導電膜とは対向して配置されるタッチパネルにおいて、
   前記上部電極に電位分布を生じさせるため前記第１の電極と前記第２の電極とに一定の値の電圧を印加し、前記第３の電極及び前記第４の電極のどちらか一方に測定のための電圧を印加し、他方において電位を検出することを特徴とするタッチパネル。
2. 第１の基板上に形成された上部導電膜を有する上部電極基板と、
   第２の基板上に形成された下部導電膜を有する下部電極基板と、
   前記上部導電膜において電位分布を生じさせるために前記上部導電膜の両端に設けられた第１の電極及び第２の電極と、
   前記下部導電膜において前記上部導電膜に生じさせた電位分布に対し垂直方向の電位分布を生じさせるために前記下部導電膜の両端に設けられた第３の電極及び第４の電極と、
   を有し、前記上部導電膜と前記下部導電膜とは対向して配置されるタッチパネルにおいて、
   前記下部電極に電位分布を生じさせるため前記第３の電極と前記第４の電極とに一定の値の電圧を印加し、前記第１の電極及び前記第２の電極のどちらか一方に測定のための電圧を印加し、他方において電位を検出することを特徴とするタッチパネル。
3. 前記測定のための電圧は、前記一定の値の電圧の範囲で可変して印加するものであることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル。
4. 前記測定のための電圧は、前記接触点の領域の面積と略等しい領域を有する電極であって、前記第１の電極、前記第２の電極、前記第３の電極及び前記第４の電極と異なる電極より供給されるものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のタッチパネル。
5. 第１の基板上に形成された上部導電膜を有する上部電極基板と、
   第２の基板上に形成された下部導電膜を有する下部電極基板と、
   前記上部導電膜において電位分布を生じさせるために前記上部導電膜の両端に設けられた第１の電極及び第２の電極と、
   前記下部導電膜において前記上部導電膜に生じさせた電位分布に対し垂直方向の電位分布を生じさせるために前記下部導電膜の両端に設けられた第３の電極及び第４の電極と、
   を有し、前記上部導電膜と前記下部導電膜とは対向して配置されるタッチパネルにおける座標位置検出方法において、
   前記上部電極に電位分布を生じさせるため前記第１の電極と前記第２の電極とに一定の値の電圧を印加し、前記第３の電極又は前記第４の電極のどちらか一方より初期電位を検出する第１の電位検出工程と、
   前記第３の電極及び前記第４の電極のどちらか一方に測定のための電圧を上昇又は下降させながら印加し、他方において電位を検出する第２の電位検出工程と、
   前記第２の電位検出工程において、測定のための電位の値が異なる場合においても、前記他方において検出される電位が一定である場合には、複数の接触点を有するものと判断する判断工程と、
   を有することを特徴とする座標位置検出方法。
6. 前記判断工程において複数の接触点を有するものと判断された場合には、前記一定となる電位の上限の電位に基づき第１の座標位置を算出し、前記一定となる電位の下限の電位に基づき第２の座標位置を算出する座標位置検出工程を有することを特徴とする請求項５に記載の座標位置検出方法。
7. 前記判断工程において複数の接触点を有するものと判断された場合であって、複数の接触点のうち、一方の接触点が既知であるものとみなすことができる場合には、
   一方の接触点における座標位置をＸ１とし、前記初期電位の値により得られる座標位置をＸａとした場合に、他方の接触点の座標位置Ｘ２は、
   Ｘ２＝２×Ｘａ−Ｘ１
   により算出される座標位置算出工程を有することを特徴とする請求項５に記載の座標位置検出方法。
8. 前記判断工程は第１の判断工程であって、
   前記第１の判断工程の後、前記下部電極に電位分布を生じさせるため前記第３の電極と前記第４の電極とに一定の値の電圧を印加し、前記第１の電極又は前記第２の電極のどちらか一方より第２の初期電位を検出する第３の電位検出工程と、
   前記第１の電極及び前記第２の電極のどちらか一方に測定のための電圧を上昇又は下降させながら印加し、他方において電位を検出する第４の電位検出工程と、
   前記第４の電位検出工程において、測定のための電位の値が異なる場合においても、前記他方において検出される電位が一定である場合には、複数の接触点を有するものと判断する第２の判断工程と、
   を有することを特徴とする座標位置検出方法。
9. 前記第２の判断工程において複数の接触点を有するものと判断された場合には、前記一定となる電位の上限の電位に基づき第３の座標位置を算出し、前記一定となる電位の下限の電位に基づき第４の座標位置を算出する座標位置検出工程を有することを特徴とする請求項８に記載の座標位置検出方法。
10. 前記判断工程において複数の接触点を有するものと判断された場合であって、複数の接触点のうち、一方の接触点が既知であるものとみなすことができる場合には、
    一方の接触点における座標位置をＹ１とし、前記第２の初期電位の値により得られる座標位置をＹａとした場合に、他方の接触点の座標位置Ｙ２は、
    Ｙ２＝２×Ｙａ−Ｙ１
    により算出される座標位置算出工程を有することを特徴とする請求項８に記載の座標位置検出方法。
11. 第１の電位検出工程、第２の電位検出工程、第１の判断工程、第３の電位検出工程、第４の電位検出工程、第２の判断工程を順次繰り返し行うことを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の座標位置検出方法。

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