JP2012123787A - タッチパネル装置、制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルにおいて２点がタッチされるときに少なくともこれら２点間の位置関係を求める。
【解決手段】実施形態によれば、制御装置１１０は、第１の抵抗膜と第２の抵抗膜とがタッチされる位置の抵抗膜同士が接触するように間隔をおいて重ね合わされたタッチパネル１００を制御する。制御装置１１０は、印加部１０１と、測定部１０２と、算出部１０３，１０４，１０５，１０６とを含む。印加部１０１は、第１の抵抗膜の第１の端子と第２の端子との間に第１のタイミングで電圧を印加する。測定部１０２は、第１のタイミングにおいて第２の抵抗膜の第３の端子及び第４の端子の電圧を夫々測定する。算出部１０３，１０４，１０５，１０６は、第１のタイミングにおいて測定された第３の端子及び第４の端子の電圧に基づいて、タッチパネル１００に２点がタッチされた場合の２点間の位置関係を求める。
【選択図】図７

Description

実施形態は、抵抗膜式タッチパネルに関する。

間隙を空けて上下に重ね合わされた２枚の抵抗膜を備えるタッチパネルが知られている。各抵抗膜は対向する端辺に端子を備える。２枚の抵抗膜は、端子同士が直交するように重ね合わされる。タッチによって抵抗膜同士が接触すると、端子電圧が変化する。この端子電圧に基づいて１点がタッチされたときの入力座標を算出することができる。

また、２点がタッチされると端子間の抵抗値が減少するので、係る抵抗値の変化に基づいて１点がタッチされているのか２点がタッチされているのかを判定することもできる。更に、２点がタッチされていると判定される場合に、係る抵抗値の変化に基づいて２点間の距離を算出することもできる。

一方、抵抗膜式タッチパネルにおいて２点がタッチされるときにこれら２点の入力座標を算出するための手法は知られていない。２点の入力座標を算出することによって、これらを有意な入力情報として活用することが可能となる。

特開２００９−１７６１１４号公報

実施形態は、タッチパネルにおいて２点がタッチされるときに少なくともこれら２点間の位置関係を求めることを目的の１つとする。

実施形態によれば、制御装置は、対向する端辺に第１の端子及び第２の端子を備える第１の抵抗膜と、この対向する端辺と直交して対向する端辺に第３の端子及び第４の端子を備える第２の抵抗膜とが、タッチされる位置の抵抗膜同士が接触するように間隔をおいて重ね合わされたタッチパネルを制御する。制御装置は、印加部と、測定部と、算出部とを含む。印加部は、第１の端子と第２の端子との間に第１のタイミングで電圧を印加する。測定部は、第１のタイミングにおいて第３の端子及び第４の端子の電圧を夫々測定する。算出部は、第１のタイミングにおいて測定された第３の端子及び第４の端子の電圧に基づいて、タッチパネルに２点がタッチされた場合の２点間の位置関係を求める。

抵抗膜式タッチパネルを例示する図。 第１の実施形態に係るタッチパネル装置の動作を例示するフローチャート。 第１の関係及び第２の関係の説明図。 １点入力時のタッチパネルの等価回路を例示する図。 ２点入力時のタッチパネルの等価回路を例示する図。 第１の関係にある２点を例示する図。 第２の関係にある２点を例示する図。 第１の実施形態に係るタッチパネル装置を例示するブロック図。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図７に示されるように、第１の実施形態に係る４線式抵抗膜方式のタッチパネル装置は、タッチパネル１００及び制御装置１１０を含む。制御装置１１０は、電圧印加部１０１、電圧測定部１０２、位置関係判定部１０３、距離算出部１０４、中心座標算出部１０５及び入力座標算出部１０６を含む。尚、位置関係判定部１０３、距離算出部１０４、中心座標算出部１０５及び入力座標算出部１０６の一部または全部をまとめて１つの算出部とみなすこともできる。本実施形態に係るタッチパネル装置は、例えばＰＯＳ（point-of-sale system；販売時点管理システム）端末、パーソナルコンピュータなどの種々の情報処理装置における入力デバイスとして使用可能である。

制御装置１１０は、その一部または全部を半導体装置（例えば、マイクロコントローラ、論理回路など）として実現できる。制御装置１１０は、２点の入力座標を検出することを含むタッチパネル１００の制御機能を持つ。

タッチパネル１００の一例を図１に示す。タッチパネル１００は、間隙を空けて上下に重ね合わされた２枚の抵抗膜ＲＦ１，ＲＦ２を備える。抵抗膜ＲＦ１は、対向する端辺に端子Ｔ１及び端子Ｔ２を備える。抵抗膜ＲＦ２は、対向する端辺に端子Ｔ３及び端子Ｔ４を備える。２枚の抵抗膜ＲＦ１，ＲＦ２は、端子Ｔ１，Ｔ２と端子Ｔ３，Ｔ４とが交差するように重ね合わされる。以降の説明では簡単化のために、ｘ軸を端子Ｔ１及び端子Ｔ２に対して直交方向に定義し、ｙ軸を端子Ｔ３及び端子Ｔ４に対して直交方向に定義する。更に、端子Ｔ２から端子Ｔ１に近づくほどｘ座標値は増大し、端子Ｔ４から端子Ｔ３に近づくほどｙ座標値は増大すると定義する。

端子Ｔ１及び端子Ｔ３は、電圧印加のためのノードＰ１及びノードＰ３に夫々接続される。端子Ｔ２及び端子Ｔ４は、電圧印加のためのノードＰ２及びノードＰ４に抵抗器Ｒ２及び抵抗器Ｒ４を介して夫々接続される。尚、抵抗器Ｒ２及び抵抗器Ｒ４の抵抗値は既知である。後述するように、電圧印加部１０１は、ノードＰ１とノードＰ２との間に電圧を印加したり、ノードＰ３とノードＰ４との間に電圧を印加したりすることができる。また、電圧測定部１０２は、所定のタイミングで端子Ｔ１、端子Ｔ２、端子Ｔ３及び端子Ｔ４の電圧を測定することができる。

以下、図２を用いて図７のタッチパネル装置の動作の一例を説明する。
処理が開始すると、電圧印加部１０１はタッチパネル１００に電圧を印加し、電圧測定部１０２は電圧印加時のタッチパネル１００の各端子の電圧を測定する（ステップＳ２０１）。具体的には、電圧印加部１０１は、第１のタイミングにおいてノードＰ１−ノードＰ２間に電圧Ｖｃｃを印加し、第２のタイミングにおいてノードＰ３−ノードＰ４間に電圧Ｖｃｃを印加する。即ち、第１のタイミングにおいて、ノードＰ１は定常直流電源に接続され、ノードＰ２はグランドに接続され、ノードＰ３及びノードＰ４は開放端となる。一方、第２のタイミングにおいて、ノードＰ３は定常直流電源に接続され、ノードＰ４はグランドに接続され、ノードＰ１及びノードＰ２は開放端となる。

第１のタイミングにおいて、電圧測定部１０２は、端子Ｔ２の電圧Ｖ１２（Ｔ２）、端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）及び端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）を測定する。尚、端子Ｔ１の電圧Ｖ１２（Ｔ１）は、理論上はＶｃｃに一致するので測定する必要はない。

但し、端子Ｔ１とノードＰ１との間に抵抗値が既知の抵抗器Ｒ１（図示しない）を挿入する場合には、第１のタイミングにおける端子Ｔ１の電圧Ｖ１２（Ｔ１）は変動し得る。故に、これを測定してもよい。本実施形態によれば、上記電圧Ｖ１２（Ｔ１）及びＶ１２（Ｔ２）のうち一方を利用すれば２点の入力座標を算出することが可能である。しかしながら、両方を測定することで測定回数の増加による測定誤差の軽減が期待できる。

第２のタイミングにおいて、電圧測定部１０２は、端子Ｔ１の電圧Ｖ３４（Ｔ１）、端子Ｔ２の電圧Ｖ３４（Ｔ２）及び端子Ｔ４の電圧Ｖ３４（Ｔ４）を測定する。尚、端子Ｔ３の電圧Ｖ３４（Ｔ３）は、理論上はＶｃｃに一致するので測定する必要はない。但し、前述の端子Ｔ１と同様に、端子Ｔ３とノードＰ３との間に抵抗値が既知の抵抗器Ｒ３（図示しない）を挿入し、第２のタイミングにおける端子Ｔ３の電圧Ｖ３４（Ｔ３）を測定しても勿論よい。

電圧測定部１０２は、第１のタイミング及び第２のタイミングにおける端子電圧の測定結果を位置関係判定部１０３、距離算出部１０４及び中心座標算出部１０５に夫々入力する。

ステップＳ２０２では、中心座標算出部１０５は、ステップＳ２０１において測定された端子電圧に基づいて２点の入力座標の中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）を算出する。ここで、２点の入力座標を（ｘ１，ｙ１）及び（ｘ２，ｙ２）とすると、中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）について下記の関係式（１）が成立する。

ここで、２点の中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）の算出手法の説明への導入として、１点がタッチされたときの入力点Ｐ０の座標の算出手法を説明する。
入力点Ｐ０がタッチされると、抵抗膜ＲＦ１及び抵抗膜ＲＦ２が接触する。入力点Ｐ０がタッチされるときのタッチパネル１００は、図４に示されるように、抵抗器Ｒ１１、抵抗器Ｒ１２及び抵抗器Ｒ１３を含む等価回路によって表現できる。前述の抵抗器Ｒ２を無視し、第１のタイミングにおいて端子Ｔ１−端子Ｔ２間にＶｃｃの電圧が印加されるとする。この場合に、入力点Ｐ０における電圧は、抵抗値Ｒ１１及び抵抗値Ｒ１２の分圧比によって決まる。即ち、Ｖｃｃ×Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）である。尚、簡単化のために、以降の説明では、抵抗器ＲＸ（Ｘは任意の参照符号）の抵抗値をＲＸによって表す。抵抗値Ｒ１１は端子Ｔ１から入力点Ｐ０までの距離に比例して増加し、抵抗値Ｒ１２は入力点Ｐ０から端子Ｔ２までの距離に比例して増加する。即ち、入力点Ｐ０のｘ座標は、入力点Ｐ０における電圧に基づいて算出することができる。

入力点Ｐ０における電圧は、抵抗器Ｒ１３の一端に印加される。しかしながら、第１のタイミングにおいて端子Ｔ３及び端子Ｔ４はいずれも開放端となるうえ、これらの電圧測定のために電圧測定部１０２によって接続されるインピーダンスは十分に大きい。従って、第１のタイミングにおいて抵抗器Ｒ１３にはほとんど電流は流れず、これによる電圧降下は無視できる。即ち、第１のタイミングにおいて、入力点Ｐ０における電圧は、端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）及び端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）と略等しい。以上のように、これら電圧Ｖ１２（Ｔ３）または電圧Ｖ１２（Ｔ４）から入力点Ｐ０のｘ座標を算出することができる。同様に、第２のタイミングにおける端子Ｔ１の電圧Ｖ３４（Ｔ１）または端子Ｔ２の電圧Ｖ３４（Ｔ２）から入力点Ｐ０のｙ座標を算出することができる。

続いて、ステップＳ２０２の詳細を述べる。中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）のうちのｘ座標値Ｃｘは、第１のタイミングにおける端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）及び端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）から算出することができる。具体的には、２点タッチの場合には、端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）は、入力座標（ｘ１，ｙ１）から端子Ｔ３までの距離と、（ｘ２，ｙ２）から端子Ｔ３までの距離とによって決まる。同様に、端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）も、入力座標（ｘ１，ｙ１）から端子Ｔ４までの距離と、（ｘ２，ｙ２）から端子Ｔ４までの距離とによって決まる。尚、電圧Ｖ１２（Ｔ３）及び電圧Ｖ１２（Ｔ４）の導出手法の詳細は後述される。

例えば、入力座標（ｘ１，ｙ１）が端子Ｔ３に近く、入力座標（ｘ２，ｙ２）が端子Ｔ４に近い場合を想定する。この場合には、端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）は入力座標（ｘ１，ｙ１）における電圧（以降の説明において、Ｖ１２（Ｐｘ１）で表される）に近くなる一方、端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）は入力座標（ｘ２，ｙ２）における電圧（以降の説明において、Ｖ１２（Ｐｘ２）で表される）に近くなる。故に、下記の関係式（２）が成立する。関係式（２）において、ＡＢＳ（α）は、αの絶対値を返す関数を表す。また、入力座標（ｘ１，ｙ１）が端子Ｔ４に近く、入力座標（ｘ２，ｙ２）が端子Ｔ３に近ければ、下記の関係式の不等号は逆転する。

尚、ｙ１＝ｙ２の場合には、電圧Ｖ１２（Ｔ３）及び電圧Ｖ１２（Ｔ４）は、入力座標（ｘ１，ｙ１）における電圧と入力座標（ｘ２，ｙ２）における電圧との平均、即ち、中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）における電圧と略等しい。

電圧Ｖ１２（Ｔ３）及び電圧Ｖ１２（Ｔ４）の平均を中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）における電圧として利用することで、Ｃｘを算出することができる。同様に、電圧Ｖ３４（Ｔ１）及び電圧Ｖ３４（Ｔ２）の平均を中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）における電圧として利用することでＣｙを算出することができる。尚、実装上は、電圧の平均を算出する代わりに、単に電圧の和を算出してもよい。平均に代えて和を算出することで、除算の省略による計算コスト減が期待できる。

ステップＳ２０３では、距離算出部１０４は、ステップＳ２０１において測定された端子電圧に基づいて２点の入力座標の間の距離の半分（Ｄｘ，Ｄｙ）を算出する。ここで、Ｄｘは距離の半分のｘ軸方向成分を表し、Ｄｙは距離の半分のｙ軸方向成分を表す。距離の半分（Ｄｘ，Ｄｙ）について下記の関係式（３）が成立する。

図５は、２点がタッチされるときのタッチパネル１００の等価回路を示している。入力座標（ｘ１，ｙ１）と入力座標（ｘ２，ｙ２）との間には、並列回路が形成される。この並列回路の抵抗値Ｚ２２は、下記の数式（４）によって算出できる。

一方、２点タッチがされないときには、座標（ｘ１，ｙ１）と座標（ｘ２，ｙ２）との間の抵抗値はＲ２２である。即ち、２点タッチによる抵抗値の減少量は、下記の数式（５）によって算出できる。

数式（５）から明らかなように、２点タッチによる抵抗値の減少量は、抵抗値Ｒ２２の増加に対して単調に増加する。そして、抵抗値Ｒ２２は、座標（ｘ１，ｙ１）と座標（ｘ２，ｙ２）との間の距離に比例して増加する。また、第１のタイミングにおいて、端子Ｔ２の電圧Ｖ１２（Ｔ２）は、抵抗値Ｒ２と、端子Ｔ１−端子Ｔ２間の抵抗値（即ち、Ｒ２１＋Ｚ２２＋Ｒ２３）との分圧比によって決まる。前述のように、端子Ｔ１−端子Ｔ２間の抵抗値は、入力座標（ｘ１，ｙ１）と入力座標（ｘ２，ｙ２）との間の距離の増加に対して減少する。即ち、上記距離の増加に対して端子Ｔ２の電圧Ｖ１２（Ｔ２）は単調に増加する。故に、適切な単調増加関数を用意し、電圧Ｖ１２（Ｔ２）を代入すれば対応するＤｘを算出することができる。同様に、電圧Ｖ３４（Ｔ４）が２点間距離の増加に対して単調に増加する性質を利用すれば、Ｄｙを算出することができる。

また、関数の代わりに、関数の入出力関係を表すテーブルを利用してもよい。更に、（Ｄｘ，Ｄｙ）そのものではなく（Ｄｘ，Ｄｙ）の定数倍の値（例えば、Ｄｘ×２＝２点間距離のｘ軸方向成分、Ｄｙ×２＝２点間距離のｙ軸方向成分）を算出してもよい。尚、前述の抵抗器Ｒ１を端子Ｔ１とノードＰ１との間に挿入している場合には、端子Ｔ１の電圧Ｖ１２（Ｔ１）は、上記距離の増加に対して単調に減少するので、この性質を利用してＤｘを算出することもできる。また、前述の抵抗器Ｒ３を端子Ｔ３とノードＰ３との間に挿入している場合には、端子Ｔ３の電圧Ｖ３４（Ｔ３）は、上記距離の増加に対して単調に減少するので、この性質を利用してＤｙを算出することもできる。更に、距離の半分などを算出する場合には、測定した端子電圧そのものでなくこれに基づいて算出した端子間の抵抗値などを利用してもよい。

上記関係式（１）及び関係式（３）によれば、入力座標（ｘ１，ｙ１）及び入力座標（ｘ２，ｙ２）は、下記の関係式（６）及び関係式（７）のいずれか一方を満たす。

尚、関係式（６）及び関係式（７）ではｘ１≧ｘ２を定義しているが、異なる定義をする場合にも以下の説明を適宜読み替えれば２点の入力座標を算出することが可能である。また、軸方向の定義を変更する場合、電圧を印加する方向を変更する場合などにも、以下の説明を適宜読み替えれば２点の入力座標を算出することが可能である。

ステップＳ２０４では、位置関係判定部１０３は、２入力点の相対的な位置関係を判定する。以下の説明では簡単化のために、上記位置関係を第１の関係と第２の関係とに分類する。第１の関係及び第２の関係は図３に例示されている。

第１の関係は、ｘ座標の差分ｘ１−ｘ２の符号と、ｙ座標の差分ｙ１−ｙ２の符号とが同一である場合に対応し、２入力点は上記関係式（６）を満たす。換言すれば、２入力点のなす直線が右上がりであれば、両者は第１の関係にある。例えば、図６Ａに示される入力点Ｐａ１，Ｐａ２は第１の関係にある。第２の関係は、両符号が異なる場合に対応し、２入力点は上記関係式（７）を満たす。例えば、図６Ｂに示される入力点Ｐｂ１，Ｐｂ２は第２の関係にある。換言すれば、２入力点のなす直線が右下がりであれば、両者は第２の関係にある。

尚、ｘ１−ｘ２＝０の場合にはＤｘ＝０となり、ｙ１−ｙ２＝０の場合にはＤｙ＝０となる。従って、Ｄｘ＝０またはＤｙ＝０であれば、２入力点の位置関係を第１の関係及び第２の関係のいずれとみなしても、関係式（６）または関係式（７）から入力座標を一意に算出できる。以降の説明では簡単化のために、特に断りの無い限り、ｘ１≠ｘ２、ｙ１≠ｙ２とする。

以下、位置関係の判定手法について具体的に述べる。
２入力点が第１の関係にあるとき、図６Ａに示されるように、ｙ１はｙ２に比べて大きい。換言すれば、（ｘ１，ｙ１）は端子Ｔ３に近く、（ｘ２，ｙ２）は端子Ｔ４に近い。従って、第１のタイミングにおいて、端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）は（ｘ１，ｙ１）における電圧から相対的に強い影響を受ける一方、端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）は（ｘ２，ｙ２）における電圧から相対的に強い影響を受ける。ここで、ｘ１＞ｘ２であるので、（ｘ１，ｙ１）における電圧は、（ｘ２，ｙ２）における電圧よりも高い。即ち、２入力点が第１の関係にあるならば、端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）は、端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）に比べて高くなる。

一方、２入力点が第２の関係にあるとき、図６Ｂに示されるように、ｙ１はｙ２に比べて小さい。換言すれば、（ｘ１，ｙ１）は端子Ｔ４に近く、（ｘ２，ｙ２）は端子Ｔ３に近い。従って、第１のタイミングにおいて、端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）は（ｘ２，ｙ２）における電圧から相対的に強い影響を受ける一方、端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）は（ｘ１，ｙ１）における電圧から相対的に強い影響を受ける。ここで、ｘ１＞ｘ２であるので、（ｘ１，ｙ１）における電圧は、（ｘ２，ｙ２）における電圧よりも高い。即ち、２入力点が第２の関係にあるならば、端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）は、端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）に比べて低くなる。

以下、２入力点の位置関係が端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）及び端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）の大小関係に基づいて判定できることが数式を用いて詳細に説明される。
まず、ｘ１＞ｘ２が仮定されているので、第１の関係及び第２の関係のいずれにおいても、（ｘ１，ｙ１）は端子Ｔ１に近く、（ｘ２，ｙ２）は端子Ｔ２に近い。電圧Ｖ１２（Ｔ１）＞電圧Ｖ１２（Ｔ２）は明らかであるから、Ｖ１２（Ｐｘ１）＞Ｖ１２（Ｐｘ２）もまた明らかである。また、端子Ｔ３及び端子Ｔ４は開放端であり、電圧Ｖ１２（Ｔ３）及び電圧Ｖ１２（Ｔ４）を測定するために電圧測定部１０２によって接続されるインピーダンス（以降の説明において、Ｚで表される）は十分に大きい。従って、入力座標（ｘ１，ｙ１）から端子Ｔ３及び端子Ｔ４に至るまでの電圧降下は、入力座標（ｘ１，ｙ１）から入力座標（ｘ２，ｙ２）に至るまでの電圧降下に比べて小さい。故に、Ｖ１２（Ｐｘ１）＞Ｖ１２（Ｔ３）＞Ｖ１２（Ｐｘ２）が成立し、Ｖ１２（Ｐｘ１）＞Ｖ１２（Ｔ４）＞Ｖ１２（Ｐｘ２）もまた成立する。しかしながら、これらの関係式から直ちに電圧Ｖ１２（Ｔ３）及び電圧Ｖ１２（Ｔ４）の大小関係を導出することはできない。

従って、電圧Ｖ１２（Ｔ３）及び電圧Ｖ１２（Ｔ４）をより詳細に導出する必要がある。ここで、入力座標（ｘ１，ｙ１）と端子Ｔ３との間の抵抗値をｒ１で表し、入力座標（ｘ２，ｙ２）と端子Ｔ３との間の抵抗値をｒ２で表す。Ｚ＞＞ｒ１かつＺ＞＞ｒ２であるから、電圧Ｖ１２（Ｔ３）は下記の数式（８）に示されるように、電圧Ｖ１２（Ｐｘ１）及び電圧Ｖ１２（Ｐｘ２）を抵抗値ｒ１及びｒ２によって内分した電圧に近似できる。

従って、電圧Ｖ１２（Ｐｘ１）と電圧Ｖ１２（Ｔ３）との差分、電圧Ｖ１２（Ｐｘ２）と電圧Ｖ１２（Ｔ３）との差分は夫々下記の数式（９）によって近似できる。

２入力点が第１の関係にあると仮定すると、入力座標（ｘ１，ｙ１）の方が入力座標（ｘ２，ｙ２）に比べて端子Ｔ３に近いので、ｒ１＜ｒ２は明らかである。故に、｛Ｖ１２（Ｐｘ１）−Ｖ１２（Ｔ３）｝＜｛Ｖ１２（Ｔ３）−Ｖ１２（Ｐｘ２）｝が成立する。即ち、電圧Ｖ１２（Ｔ３）が電圧Ｖ１２（Ｐｘ２）よりも電圧Ｖ１２（Ｐｘ１）に近い値であることが確認できる。同様の計算から、電圧Ｖ１２（Ｔ４）が電圧Ｖ１２（Ｐｘ１）よりも電圧Ｖ１２（Ｐｘ２）に近い値であることが確認できる。従って、２入力点が第１の関係にあるならば、Ｖ１２（Ｐｘ１）＞Ｖ１２（Ｔ３）＞Ｖ１２（Ｔ４）＞Ｖ１２（Ｐｘ２）が成立する。他方、２入力点が第２の関係にあるならば、前述の説明においてｒ１＞ｒ２が成立するので、Ｖ１２（Ｐｘ１）＞Ｖ１２（Ｔ４）＞Ｖ１２（Ｔ３）＞Ｖ１２（Ｐｘ２）が成立する。

以上のように、位置関係判定部１０３は、第１のタイミングにおいて測定される端子Ｔ３の電圧Ｖ１２（Ｔ３）と、端子Ｔ４の電圧Ｖ１２（Ｔ４）との比較により、２入力点の位置関係を判定することができる。尚、位置関係判定部１０３は、これ以外の電圧の比較により２入力点の位置関係を判定することもできる。

例えば、前述の定義によりｘ１≧ｘ２であるので、（ｘ１，ｙ１）は端子Ｔ１に近く、（ｘ２，ｙ２）は端子Ｔ２に近い。従って、第２のタイミングにおいて、端子Ｔ１の電圧Ｖ３４（Ｔ１）は（ｘ１，ｙ１）における電圧から相対的に強い影響を受ける一方、端子Ｔ２の電圧Ｖ３４（Ｔ２）は（Ｘ２，ｙ２）における電圧から相対的に強い影響を受ける。２入力点が第１の関係にあるとき、ｙ１＞ｙ２であるので、（ｘ１，ｙ１）における電圧は、（ｘ２，ｙ２）の電圧よりも高い。即ち、端子Ｔ１の電圧Ｖ３４（Ｔ１）は、端子Ｔ２の電圧Ｖ３４（Ｔ２）に比べて高くなる。一方、２入力点が第２の関係にあるとき、ｙ１＜ｙ２であるので、（ｘ１，ｙ１）における電圧は、（ｘ２，ｙ２）の電圧よりも低い。即ち、端子Ｔ１の電圧Ｖ３４（Ｔ１）は、端子Ｔ２の電圧Ｖ３４（Ｔ２）に比べて低くなる。以上のように、位置関係判定部１０３は、第２のタイミングにおいて測定される端子Ｔ１の電圧Ｖ３４（Ｔ１）と、端子Ｔ２の電圧Ｖ３４（Ｔ２）との比較により、２入力点の位置関係を判定することもできる。

ステップＳ２０４において、位置関係判定部１０３が２入力点は第１の関係にあると判定すると処理はステップＳ２０５に進み、そうでなければステップＳ２０６に進む。尚、前述のように本例では、位置関係を第１の関係と第２の関係とに分類している。係る前提によれば、２入力点が第１の関係にないことと、これらが第２の関係にあることとは同義である。また、ステップＳ２０２、ステップＳ２０３及びステップＳ２０４は、互いに依存関係がないので、図２とは異なる順序で実施されてよい。

ステップＳ２０５において、入力座標算出部１０６は上記関係式（６）に従って入力座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）を算出し、処理はステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０６において、入力座標算出部１０６は上記関係式（７）に従って入力座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）を算出し、処理はステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７では、ステップＳ２０５またはステップＳ２０６において算出した入力座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）を出力し、処理は終了する。尚、本例では、２点がタッチされることを前提として入力座標を算出しているが、実際には１点がタッチされる状況も想定される。そこで、ステップＳ２０７において、２点間の距離の大きさが所定の閾値未満であれば、１点がタッチされていると判定してもよい。１点がタッチされていると判定する場合に、入力座標算出部１０６は、（Ｃｘ，Ｃｙ）、（ｘ１，ｘ２）、（ｘ２，ｙ２）などを入力座標として出力してもよい。また、係る判定は、ステップＳ２０３において算出される（Ｄｘ，Ｄｙ）を用いることによっても実現可能であるので、これ以降の任意のタイミングで実施されてもよい。或いは、１点がタッチされる場合を第３の関係と定義して、図２の処理内容の一部を変形することも可能である。

以上説明したように、第１の実施形態に係るタッチパネル装置は、抵抗膜の端辺に備えられる端子の電圧に基づいて２入力点の位置関係を判定し、判定した位置関係に対応する演算を行い、２入力点の座標を算出する。従って、本実施形態に係るタッチパネル装置によれば、抵抗膜式タッチパネル装置において、２点の入力座標を有意な入力情報として活用することが可能となる。例えば、タッチパネル上に表示された固定キーと一緒に文字キーの入力をすることで文字種を切り替えた状態で文字入力をするなどの操作も可能になる。

（第２の実施形態）
通常、タッチパネル装置は、過去の入力座標の履歴を保持している。第２の実施形態に係るタッチパネル装置は、過去の入力座標の履歴を効果的に利用して２入力点の座標を算出する。

本実施形態に係るタッチパネル装置は、一方の点を略固定し、他方の点を動かすような連続的な入力が行われるときに、第１の実施形態とは異なる手法で２点の入力座標を算出する。具体的には、過去の入力座標の履歴を参照することにより、２入力点のうち一方の点が略固定されているかどうかが判定される。例えば、直前の複数組の入力座標を参照して、注目する点の座標の変動幅が所定の閾値未満であれば、この入力点は略固定されていると判定することができる。入力点が固定されていないならば、第１の実施形態を適用して２入力点の座標を算出することができる。反対に、一方の入力点が例えば（ｓ，ｔ）に固定されているならば、本実施形態に係るタッチパネル装置は、下記の数式（１０）を利用して他方の入力点の座標（ｘ２，ｙ２）を算出する。尚、数式（１０）において、ｓｉｇｎ（ｘ）はｘが非負なら１、負なら−１を返す関数である。

更に、算出した座標（ｘ２，ｙ２）と固定入力点の座標（ｓ，ｔ）との間の距離が閾値未満であれば、１点がタッチされていると判定することもできる。１点がタッチされていると判定する場合に、（ｓ，ｔ）、（Ｃｘ，Ｃｙ）、（ｘ２，ｙ２）などが１点の入力座標として出力されてよい。

以上説明したように、第２の実施形態に係るタッチパネル装置は、一方の点を略固定し、他方の点を動かすような連続的な入力が行われている場合に、第１の実施形態とは異なる手法で２入力点の座標を算出する。従って、第２の実施形態に係るタッチパネル装置によれば、係る入力が行われている場合に、位置関係の判定処理を省略して簡易に２入力点の座標を算出することができる。

上記各実施形態の処理は、汎用のコンピュータを基本ハードウェアとして用いることで実現可能である。上記各実施形態の処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記憶媒体に記憶される。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなど、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、何れの形態であってもよい。また、上記各実施形態の処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４・・・ノード
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４・・・端子
Ｒ２，Ｒ４，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４・・・抵抗器
ＲＦ１，ＲＦ２・・・抵抗膜
Ｐ０，Ｐａ１，Ｐｂ２，Ｐｂ１，Ｐｂ２・・・入力点
１００・・・タッチパネル
１０１・・・電圧印加部
１０２・・・電圧測定部
１０３・・・位置関係判定部
１０４・・・距離算出部
１０５・・・中心座標算出部
１０６・・・入力座標算出部
１１０・・・制御装置

Claims (12)

1. 対向する端辺に第１の端子及び第２の端子を備える第１の抵抗膜と、前記対向する端辺と直交して対向する端辺に第３の端子及び第４の端子を備える第２の抵抗膜とが、タッチされる位置の前記抵抗膜同士が接触するように間隔をおいて重ね合わされたタッチパネルを制御する制御装置において、
   前記第１の端子と前記第２の端子との間に第１のタイミングで電圧を印加する印加部と、
   前記第１のタイミングにおいて前記第３の端子及び前記第４の端子の電圧を夫々測定する測定部と、
   前記第１のタイミングにおいて測定された前記第３の端子及び前記第４の端子の電圧に基づいて、前記タッチパネルに２点がタッチされた場合の前記２点間の位置関係を求める算出部と
   を具備することを特徴とする制御装置。
2. 前記位置関係は、前記２点の座標間のなす直線が右上がりである第１の関係と、前記２点の座標間のなす直線が右下がりである第２の関係とを含むことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
3. 前記算出部は、前記第１のタイミングにおいて測定された前記第３の端子の電圧と前記第４の端子の電圧との大小関係に基づいて前記２点間の位置関係を求めることを特徴とする請求項２記載の制御装置。
4. 前記印加部は、更に、前記第３の端子と前記第４の端子との間に第２のタイミングで電圧を印加し、
   前記測定部は、更に、前記第１のタイミングにおいて前記第１の端子及び前記第２の端子のうち少なくとも一方の電圧を測定し、前記第２のタイミングにおいて前記第３の端子及び前記第４の端子のうち少なくとも一方と、前記第１の端子と、前記第２の端子との電圧を測定し、
   前記算出部は、更に、前記第１のタイミング及び前記第２のタイミングにおいて測定された各端子の電圧に基づいて、前記タッチパネルに２点がタッチされた場合の、前記２点の中心座標と、前記２点間の第１の座標間距離及び前記中心座標から前記２点夫々までの第２の座標間距離のうち少なくとも一方とを算出し、前記２点の中心座標と、前記第１の座標間距離及び前記第２の座標間距離のうち少なくとも一方と、前記２点間の位置関係とに基づいて、前記２点の座標を算出する、
   ことを特徴とする請求項３記載の制御装置。
5. 前記算出部は、前記第１のタイミングにおいて測定された前記第３の端子及び前記第４の端子の電圧と、前記第２のタイミングにおいて測定された前記第１の端子及び前記第２の端子の電圧とに基づいて、前記中心座標を算出することを特徴とする請求項４記載の制御装置。
6. 前記算出部は、前記第１のタイミングにおいて測定された前記第１の端子及び前記第２の端子のうち少なくとも一方の電圧と、前記第２のタイミングにおいて測定された前記第３の端子及び前記第４の端子のうち少なくとも一方の電圧とに基づいて、前記第１の座標間距離及び前記第２の座標間距離のうち少なくとも一方を算出することを特徴とする請求項４記載の制御装置。
7. 前記算出部は、前記第１の座標間距離及び前記第２の座標間距離のうち少なくとも一方が所定の閾値未満の場合には、前記２点の座標の代わりに前記２点の中心座標を出力することを特徴とする請求項４記載の制御装置。
8. 対向する端辺に第１の端子及び第２の端子を備える第１の抵抗膜と、前記対向する端辺と直交して対向する端辺に第３の端子及び第４の端子を備える第２の抵抗膜とが、タッチされる位置の前記抵抗膜同士が接触するように間隔をおいて重ね合わされたタッチパネルと、
   前記タッチパネルを制御する、請求項１乃至７のいずれか１項記載の制御装置と
   を具備することと特徴とするタッチパネル装置。
9. 対向する端辺に第１の端子及び第２の端子を備える第１の抵抗膜と、前記対向する端辺と直交して対向する端辺に第３の端子及び第４の端子を備える第２の抵抗膜とが、タッチされる位置の前記抵抗膜同士が接触するように間隔をおいて重ね合わされたタッチパネルを制御する制御方法において、
   前記第１の端子と前記第２の端子との間に第１のタイミングで電圧を印加することと、
   前記第１のタイミングにおいて、前記第１の端子及び前記第２の端子の少なくとも一方と、前記第３の端子と、前記第４の端子との電圧を夫々測定することと、
   前記第３の端子と前記第４の端子との間に第２のタイミングで電圧を印加することと、
   前記第２のタイミングにおいて、前記第１の端子と、前記第２の端子と、前記第３の端子及び前記第４の端子の少なくとも一方との電圧を夫々測定することと、
   前記第１のタイミング及び前記第２のタイミングにおいて測定された各端子の電圧に基づいて、前記タッチパネルに２点がタッチされた場合の、前記２点の中心座標と、前記２点間の第１の座標間距離及び前記中心座標から前記２点夫々までの第２の座標間距離のうち少なくとも一方と、前記２点間の位置関係とを求め、前記２点の中心座標と、前記第１の座標間距離及び前記第２の座標間距離のうち少なくとも一方と、前記２点間の位置関係とに基づいて前記２点の座標を算出することと
   を具備することを特徴とする制御方法。
10. 対向する端辺に第１の端子及び第２の端子を備える第１の抵抗膜と、前記対向する端辺と直交して対向する端辺に第３の端子及び第４の端子を備える第２の抵抗膜とが、タッチされる位置の前記抵抗膜同士が接触するように間隔をおいて重ね合わされたタッチパネルを制御する制御方法において、
    前記第１の端子と前記第２の端子との間に第１のタイミングで電圧を印加することと、
    前記第１のタイミングにおいて前記第３の端子及び前記第４の端子の電圧を測定部によって測定することと、
    前記第１のタイミングにおいて測定された前記第３の端子及び前記第４の端子の電圧に基づいて、前記タッチパネルに２点がタッチされた場合の前記２点間の位置関係を求めることと
    を具備することを特徴とする制御方法。
11. 前記位置関係は、前記２点の座標間のなす直線が右上がりである第１の関係と、前記２点の座標間のなす直線が右下がりである第２の関係とを含むことを特徴とする請求項１０記載の制御方法。
12. 前記位置関係は、前記第１のタイミングにおいて測定された前記第３の端子の電圧と前記第４の端子の電圧との大小関係に基づいて求められることを特徴とする請求項１１記載の制御方法。

Images