JP2542953Y2 - タッチパネル装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ＣＧ（computer graph
ics ）システムやＣＡＤ（computer aided design ）シ
ステム等における入力装置として用いられ、指やペン状
の部材によって押圧された位置を検出するタッチパネル
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、指やペン状の部材によって押
圧された位置を検出し、コンピュータ等に２次元の座標
信号として入力するタッチパネル装置が用いられてい
る。特に、透明な板状の検出部材を用いたタッチパネル
装置は、上記検出部をディスプレイの表示面上に設ける
ことにより、表示画像と対応させた入力等が容易に行え
るようになるので、インタラクティブな情報処理システ
ム等に多く用いられつつある。 この種のタッチパネル
装置としては、例えば特開昭６４−４６１２３、および
特開昭６４−４６１２４号公報に開示され、第５図にも
示すようなものが知られている。

【０００３】このタッチパネル装置は、それぞれ対向す
る縁部に導電部材１ａ・１ｂまたは導電部材２ａ・２ｂ
を備えた面状抵抗部材１・２が離間させて設けられ、押
圧されたときに、その押圧部付近で面状抵抗部材１・２
が接触して導通状態になるようになっている。そこで、
例えば電源端子１３・１４に＋５Ｖの電圧を印加した状
態で、制御端子１５・１６にハイレベルの電圧を印加し
てトランジスタ３・４・５をオンにする一方、制御端子
１７・１８にローレベルの電圧を印加してトランジスタ
６・７・８をオフにすることにより、検出端子２０は０
〜５Ｖの間の押圧位置に応じた電位になるので、Ｘ軸方
向の押圧位置を検出することができる。また、Ｙ軸方向
の押圧位置の検出は、同様に、制御端子１７・１８にハ
イレベル、制御端子１５・１６にローレベルの電圧を印
加して検出端子１９の電位を検出することにより行われ
る。すなわち、各トランジスタ３…のオン・オフ状態を
切り換えることにより、押圧位置の２次元の座標が得ら
れるようになっている。

【０００４】ところで、例えばＸ軸方向の押圧位置を検
出する際に、トランジスタ８がオフになっている状態で
押圧がなされていない場合には、面状抵抗部材２には、
面状抵抗部材１・２の間の静電容量や面状抵抗部材１・
２が装着されるＣＲＴからの電荷の移動等により、不定
な量の電荷が蓄積されてその電位が不安定になるため、
正確な押圧位置を検出できないことがある。

【０００５】そこで、電位の検出に先だって、一旦、ト
ランジスタ８をオンにして検出端子２０の電位をグラウ
ンドレベルにするようになっている。また、Ｙ軸方向の
押圧位置を検出する際には、同様に、一旦トランジスタ
５をオンにするようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のタッチパネル装置では、例えばＸ軸方向の押圧位置
を検出する際に検出端子２０を接地するようにしている
ため、その際に記号Ｐで示す位置付近が押圧されている
と、トランジスタ３、面状抵抗部材１・２、およびトラ
ンジスタ８を介して過大な電流が流れてしまい、トラン
ジスタ３・８や電源装置、および面状抵抗部材１・２等
が破損してしまう恐れがあるという問題点を有してい
た。

【０００７】本考案は上記の点に鑑み、どのようなタイ
ミングでいずれの位置が押圧されていても、過大な電流
が流れることなく、しかも正確な押圧位置を検出するこ
とができるタッチパネル装置の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案は、互いに平行な第１および第２の電極を有
する面状の第１の抵抗部材と、前記第１および第２の電
極と異なる方向で互いに平行な第３および第４の電極を
有し、押圧されたときに押圧部付近で前記第１の抵抗部
材と導通状態になるように前記第１の抵抗部材に積層さ
れた面状の第２の抵抗部材と、前記第１の電極と第２の
電極との間、および第３の電極と第４の電極との間に所
定の電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の電極と
第２の電極との間に所定の電圧が印加されているとき
に、第３または第４の電極の電位を検出する一方、第３
の電極と第４の電極との間に所定の電圧が印加されてい
るときに、第１または第２の電極の電位を検出する検出
手段と、一端が前記抵抗部材の電極に接続されている放
電抵抗と、前記放電抵抗の他端と接続され、前記検出手
段の電位の検出に先立って、検出する電極に接続されて
いる前記放電抵抗の他端を接地し、電位の検出時には、
当該他端を接地しないようスイッチングするスイッチ手
段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記の構成により、第１または第２の電極の電
位の検出に先立って、スイッチ手段が、その電極に接続
されている放電抵抗を接地することにより、放電が行わ
れる。電位の検出時には、スイッチ手段が、放電抵抗を
接地しないようにスイッチングする。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図１ないし図４に
基づいて説明する。図１はタッチパネル装置の構成を示
すブロック図である。同図に示すように、面状抵抗部材
３１・３２には、それぞれ、対向する縁部に導電部材３
１ａ・３１ｂまたは導電部材３２ａ・３２ｂが設けられ
ている。この面状抵抗部材３１・３２は、所定の距離だ
け離間させて積層され、押圧されたときに、その押圧部
付近で面状抵抗部材３１・３２が接触して導通状態にな
るようになっている。

【００１１】電圧切り換え回路３３は、＋５Ｖの電圧を
上記導電部材３１ａ・３１ｂ間、または導電部材３２ａ
・３２ｂ間に印加するように切り換えるものである。上
記電圧切り換え回路３３は、より詳しくは、例えば図２
に示すようにトランジスタ３３ａ〜３３ｆが設けられて
構成され、後述する制御信号出力回路４０からの制御信
号に応じて、トランジスタ３３ａ〜３３ｃがオン、トラ
ンジスタ３３ｄ〜３３ｆがオフになる状態、またはその
逆の状態に切り換わるようになっている。

【００１２】スイッチ３４・３５は、それぞれ導電部材
３２ｂまたは導電部材３１ｂを抵抗３６または抵抗３７
を介して接地するようになっている。なお、このスイッ
チ３４・３５としては、前記電圧切り換え回路３３と同
様にトランジスタを用いたものなどでもよい。Ｘサンプ
ル・ホールド回路３８、およびＹサンプル・ホールド回
路３９は、それぞれ導電部材３２ｂ・３１ｂの電位をサ
ンプリングしてホールドし、Ｘ軸方向またはＹ軸方向の
押圧位置信号を出力するようになっている。なお、上記
Ｘサンプル・ホールド回路３８、およびＹサンプル・ホ
ールド回路３９としては、高入力インピーダンスのもの
が用いられる。

【００１３】制御信号出力回路４０は、発振回路４１か
らのクロック信号に基づいて、上記各回路等の動作タイ
ミングを制御するようになっている。上記の構成におい
て、まず、押圧位置の検出原理をＸ軸方向の押圧位置を
検出する場合の例をあげて説明する。導電部材３１ａ・
３１ｂ間に＋５Ｖの電圧が印加されると、図３に示すよ
うに、面状抵抗部材３１の任意の位置Ｑの電位はＹ軸方
向の位置に関わらずＸ軸方向の位置に応じた電位Ｖｐｘ
になる。

【００１４】そこで、面状抵抗部材３１を押圧して位置
Ｑで面状抵抗部材３１・３２が接触すると、面状抵抗部
材３２の導電部材３２ｂにＸサンプル・ホールド回路３
８だけが接続されている場合には、面状抵抗部材３２の
すべての領域が一様に電位Ｖｐｘになり、この電位は導
電部材３２ｂを介してＸサンプル・ホールド回路３８で
検出することができる。すなわち、押圧位置におけるＸ
軸方向の位置に応じた電位が検出できる。

【００１５】次に、図４に示すタイミングチャートに基
づいて、具体的な検出動作を説明する。まず、Ｙ軸方向
の押圧位置の検出が行われる場合には、制御信号出力回
路４０は、電圧切り換え回路３３を切り換え制御して、
面状抵抗部材３２の導電部材３２ａ・３２ｂ間に＋５Ｖ
の電圧を印加するとともに、スイッチ３５をオンにし、
面状抵抗部材３１の導電部材３１ｂを抵抗３７を介して
接地する。

【００１６】そこで、面状抵抗部材３１が押圧されてい
ない場合には、抵抗３７を介した電荷の移動により、面
状抵抗部材３１の全領域の電位は確実にグラウンドレベ
ルになる。一方、面状抵抗部材３１が押圧されている場
合には、その押圧位置が記号Ｒで示す位置である場合で
も、導電部材３１ｂとグラウンドとの間に抵抗３７が設
けられているので、面状抵抗部材３１・３２等を介して
過大な電流が流れることはない。

【００１７】ここで、上記抵抗３７の抵抗値は、位置Ｒ
が押圧されているときに流れる電流（最大電流）が許容
電流量以下で、かつ、押圧されていないときに前記電荷
の移動が確実に行われるように設定すればよい。なお、
上記電荷の移動はごくわずかなので、通常、前者の条件
を満足する値に設定すれば充分である。より具体的に
は、例えば面状抵抗部材３１・３２における単位長さお
よび単位幅あたりの抵抗値が３００Ω、面状抵抗部材３
１・３２の縦横寸法が１４０ｍｍ×２００ｍｍ、電源電
圧が５Ｖの場合には、抵抗３６・３７の抵抗値は１ｋΩ
程度に設定すればよい。

【００１８】次に、制御信号出力回路４０は、スイッチ
３５をオフにするとともにＹサンプル・ホールド回路３
９にサンプリング指示信号Ｙｓａｍｐを出力し、Ｙサン
プル・ホールド回路３９は導電部材３１ｂの電位をサン
プリングする。上記サンプリングが確実に行われる所定
の時間が経過すると、制御信号出力回路４０は、サンプ
リング指示信号Ｙｓａｍｐの出力を停止し、Ｙサンプル
・ホールド回路３９はサンプリングした電位を次にサン
プリング指示信号Ｙｓａｍｐが出力されるまでの間ホー
ルドし、Ｙ軸方向押圧位置信号として出力する。なお、
このＹ軸方向押圧位置信号は、例えば図示しないＡ／Ｄ
コンバータによってディジタル信号に変換された後マイ
クロコンピュータ等に入力される。

【００１９】制御信号出力回路４０は、また、Ｘ軸方向
の押圧位置の検出を行うために、前記Ｙ軸方向の押圧位
置の検出と同様に、電圧切り換え回路３３を切り換え制
御して、面状抵抗部材３１の導電部材３１ａ・３１ｂ間
に＋５Ｖの電圧を印加するとともに、スイッチ３４をオ
ンにし、面状抵抗部材３２の導電部材３２ｂを抵抗３６
を介して接地した後、スイッチ３４をオフにするととも
にＸサンプル・ホールド回路３８にサンプリング指示信
号Ｘｓａｍｐを出力し、Ｘサンプル・ホールド回路３８
は導電部材３２ｂの電位をサンプリングする。

【００２０】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
一方の面状抵抗部材に電位勾配が形成されかつ他方の面
状抵抗部材に蓄積された電荷の放電が行われているとき
に、他方の面状抵抗部材の端部近くが押圧された場合で
あっても、放電抵抗を介して電流が流れるので、印加さ
れた電圧による過大な電流が流れるのを有効に阻止し装
置を破損から護ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タッチパネル装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】電圧切り換え回路の詳細な構成を示す回路図で
ある。

【図３】押圧位置の検出原理を示す説明図である。

【図４】各部の動作タイミングを示すタイミングチャー
トである。

【図５】従来のタッチパネル装置の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

３１・３２ 面状抵抗部材 ３１ａ・３１ｂ・３２ａ・３２ｂ 導電部材 ３３ 電圧切り換え回路 ３３ａ〜３３ｆ トランジスタ ３４・３５ スイッチ ３６・３７ 抵抗 ３８ Ｘサンプル・ホールド回路 ３９ Ｙサンプル・ホールド回路 ４０ 制御信号出力回路 ４１ 発振回路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに平行な第１および第２の電極を有
   する面状の第１の抵抗部材と、 前記第１および第２の電極と異なる方向で互いに平行な
   第３および第４の電極を有し、押圧されたときに押圧部
   付近で前記第１の抵抗部材と導通状態になるように前記
   第１の抵抗部材に積層された面状の第２の抵抗部材と、 前記第１の電極と第２の電極との間、および第３の電極
   と第４の電極との間に所定の電圧を印加する電圧印加手
   段と、 前記第１の電極と第２の電極との間に所定の電圧が印加
   されているときに、第３または第４の電極の電位を検出
   する一方、第３の電極と第４の電極との間に所定の電圧
   が印加されているときに、第１または第２の電極の電位
   を検出する検出手段と、一端が前記抵抗部材の電極に接続されている放電抵抗
   と、 前記放電抵抗の他端と接続され、前記検出手段の電位の
   検出に先立って、検出する電極に接続されている前記放
   電抵抗の他端を接地し、電位の検出時には、当該他端を
   接地しないようスイッチングするスイッチ手段と を備え
   た ことを特徴とするタッチパネル装置。