JP3355052B2 - 入力パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力パネルに関するも
のであり、特に、コンピュータシステム等の入力装置と
して用いられ、指やペンによって押下された位置を検出
するダイオード搭載型のタッチパネルに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、タッチパネルで押下位置を検出
するために、平面抵抗体に等電位線を発生させる場合
に、棒状電極又は点状電極を介して電圧を供給する方法
が採られている。棒状電極により電圧を供給する場合に
は、平面抵抗体よりも棒状電極の導電性が良いため、電
位勾配が歪んでしまい良好なリニアリティが得られ難
い。点状電極の場合には、平面抵抗体で対向して配置さ
れた点電極間に電圧を印加して電位勾配を形成するた
め、他の未駆動の点電極の影響が少なくなり、良好なリ
ニアリティが得られ易い。

【０００３】点状電極を利用したタッチパネルは図５に
示すように、印加電圧によって等電位線を発生する平面
抵抗体１と、これに対向して配置され、押下操作によっ
て平面抵抗体１に接触し接触点の電位を検出する平面導
電体２と、平面抵抗体１上の外周部に複数配置され、こ
れに電圧を印加する点電極３と、この電極３に供給する
電圧の逆流を阻止するダイオード４とを備えている。

【０００４】また、このタッチパネルの制御系は、平面
抵抗体１のＸ，Ｙ方向に配置した点電極３に電圧を供給
するスイッチ回路５、６と、接触電圧のノイズを除去す
るノイズフィルタ７と、この電圧をアナログ／デジタル
変換するＡ／Ｄ変換器８と、二値化された接触電圧デー
タから接触位置座標を演算するＭＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）９とを備えている。

【０００５】次に、タッチパネルの動作を説明する。ま
ず、ＭＰＵ９からのスイッチ制御信号Ｓ１及びＳ２に応
じてスイッチ回路５，６が電源線ＶCC及び接地線ＧNDを
切り換え、平面抵抗体１の外周部の点電極３にダイオー
ド４を介して電圧を供給する。これにより、平面抵抗体
１のＸ，Ｙ方向に交互に等電位線が発生される。この状
態で、平面導電体２を押下操作すると、その位置で平面
抵抗体１に接触した接触点の電位が検出され、この接触
電圧がノイズ除去され、これがアナログ／デジタル変換
される。これにより、ＭＰＵ９によって接触電圧データ
から接触位置座標が演算され、平面導電体２を押下した
位置が入力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来例によれ
ば、実装面積の縮小化とコストの低減化の理由から１個
のダイオードで２つの以上の点電極３を駆動するような
多素子品の適用が進められている。例えば、図６（Ａ）
に示すように、アノードやカソードを共に接続して使用
する２素子複合型のダイオードが適用され、アノードを
共にした場合には、各々のカソードを隣接する２つの点
電極３に接続し、カソードを共にした場合には、各々の
アノードを隣接する２つの点電極３に接続している。

【０００７】しかしながら、静電気破壊等で１個の２素
子複合型のダイオードが使用不能となった場合に、２つ
の点電極３に電圧を印加することができなくなり、平面
抵抗体１の電位分布は図６（Ａ）のようになり、等電位
線の無い広い領域が発生してしまう。このようなタッチ
パネルではソフトプログラム上でキャリブレーション
（校正）を再三行っても、位置補正を正確に行うことが
できず、例えば、図６（Ｂ）に示すように、平面導電体
２に直線を書いた場合に、大きく歪んでしまいリニアリ
ティが悪化するという問題がある。

【０００８】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、アノード又はカソードを共にして
ダイオードを使用する場合であって、１つのダイオード
が使用不能となった場合に等電位線の不発生領域を分散
及び縮小することが可能となる入力パネルの提供を目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る入力パネル
は、その一実施例を図１〜４に示すように、抵抗膜に印
加された電圧によって等電位線を発生する平面抵抗体
と、前記平面抵抗体に対向して配置され、押下操作によ
って前記平面抵抗体に接触し接触点の電位を検出する平
面導電体と、前記平面抵抗体上の外周部に複数配置さ
れ、該平面抵抗体に電圧を印加する点電極と、少なくと
も、アノード又はカソードを共に接続して使用し、か
つ、単独で使用する各々のカソード又はアノードを１つ
以上の前記点電極を間に置いた両脇の点電極にそれぞれ
接続した整流素子とを備えていることを特徴とする。

【００１０】本発明の入力パネルにおいて、好ましく
は、前記整流素子は、１つのアノードと２以上のカソー
ド又は１つのカソードと２以上のアノードを有している
ことを特徴とする。本発明の入力パネルにおいて、好ま
しくは、前記整流素子に２素子複合型のダイオードを用
いた場合に、前記ダイオードの第１のアノードを、前記
点電極の１つに接続し、該ダイオードの第２のアノード
を前記点電極から２つの点電極を置いた先の点電極に接
続し、前記平面抵抗体上の外周部の各々の辺で対向する
前記ダイオードの第１のカソードを、前記点電極に対向
する辺の点電極に接続し、該ダイオードの第２のカソー
ドを前記点電極から２つの点電極を置いた先の点電極に
接続していることを特徴とする。

【００１１】本発明の入力パネルにおいて、好ましく
は、前記平面抵抗体及び平面導電体を、フィルム状の透
明樹脂材にＩＴＯ膜を積層して形成することを特徴とす
る。本発明の入力パネルは、表示装置の画面上に配置し
て使用することを特徴とし、上記目的を達成する。

【００１２】

【作 用】本発明の入力パネルによれば、アノード又は
カソードのいずれかを共に接続して整流素子を使用する
場合であって、１つの整流素子が使用不能となった場合
でも、この使用不能となった整流素子の両隣には、他の
整流素子からの電圧が点電極に印加され、抵抗膜に等電
位線が発生されることとなる。また、１つ以上の点電極
を間に置いた先に、等電位線の不発生領域を分散するこ
と、及び、従来例に比べてこの領域を縮小することがで
きる。

【００１３】これにより、ソフトプログラム上で位置補
正を行う範囲が狭くなり、接触点の位置座標を正確に補
正することにより、１個の整流素子が壊れても、リニア
リティの良いタッチパネルが提供できる。

【００１４】

【実施例】次に、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明をする。図１は、本発明の実施例に係る入力パ
ネルの構成図であり、図２（Ａ）は、その断面図であ
り、図２（Ｂ）は、その外観図を示している。本発明の
ダイオード搭載型の入力パネル（以下単にタッチパネル
という）は、図１に示すように、平面抵抗体１１、導電
体膜１２、点電極１３及び２素子複合型のダイオード１
４を備えている。

【００１５】平面抵抗体１１は、抵抗膜に印加された電
圧によって等電位線を発生するものであり、フィルム状
の透明樹脂材に抵抗膜が積層されて形成されている。好
ましくは、平面抵抗体１１の抵抗膜をＩＴＯ（Ｉndium-
Ｔin Ｏxide：インジュウムすず酸化物）膜等により形
成すると良い。平面導電体１２は、図２（Ａ）に示すよ
うに平面抵抗体１１に対向して配置され、押下操作によ
って平面抵抗体１１に接触し接触点の電位を検出するも
のである。平面導電体１２は、フィルム状の透明樹脂材
に導電膜が積層されて形成されている。好ましくは、平
面導電体１２の導電膜をＩＴＯ膜等により形成すると良
い。

【００１６】点電極１３は平面抵抗体１１上の外周部、
例えば、Ｘ方向の上下端に６個づつ対向して配置され、
Ｙ方向の左右端に６個づつ対向して配置されている。点
電極１３は平面抵抗体１１に電圧を印加するものであ
り、銀又は銀カーボンから形成されている。２素子複合
型のダイオード１４は整流素子の一例であり、アノード
又はカソードのいずれかを共に接続して使用するもので
ある。このダイオード１４には、完成された２個のダイ
オードを並べてアノード又はカソードのいずれか一方を
共に接続したマルチセルダイオードや、同一のシリコン
基板上に２個のダイオードを並べてアノード又はカソー
ドのいずれかを共に接続した複合ダイオードを用いると
良い。

【００１７】本実施例では、図１に示すように、２タイ
プのダイオード14Ａ，14Ｂを使用する。ダイオード14Ａ
は１つのアノードと２つのカソードを有しており、これ
を平面抵抗体１１のＸ方向の上部の点電極１３と、Ｙ方
向の左部の点電極１３に接続している。また、ダイオー
ド14Ｂは１つのカソードと２つのアノードを有してお
り、これを平面抵抗体１１のＸ方向の下部の点電極１３
と、Ｙ方向の右部の点電極１３に接続している。

【００１８】ダイオード14Ａの第１のカソードは、点電
極１３の１つに接続され、第２のカソードが点電極１３
から２つの点電極１３を置いた先の点電極１３に接続さ
れている。また、平面抵抗体１１上のＸ方向で各々対向
するダイオード14Ｂの第１のアノードが、点電極１３に
対向する辺の点電極１３に接続され、第２のアノードが
点電極１３から２つの点電極１３を置いた先の点電極１
３に接続されている。Ｙ方向のダイオードも同様に接続
されている。

【００１９】また、ダイオード14Ａと点電極１３とを接
続する配線パターン１７は図２（Ａ）に示すように、平
面抵抗体１１上に形成された絶縁膜１５と、平面抵抗体
１１と平面導電体１２とを絶縁する絶縁膜１６との間に
挟み込まれている。さらに、配線パターン１７は、２つ
の点電極１３を跨ぎ、絶縁膜１５により絶縁された多層
構造を有している。これにより、配線パターン１７と平
面抵抗体１１との間の絶縁性が充分に確保されている。

【００２０】このような平面抵抗体１１と平面導電体１
２とを重ね合わせたタッチパネルは、図２（Ｂ）に示め
され、一般的なダイオード搭載型タッチパネルと変わり
がない。このパネルはパーソナルコンピュータのモニタ
やテレビ等の表示装置の画面上に配置して使用する。ま
た、このパネルの制御系は従来例と同様であるため、そ
の説明を省略する（図５参照のこと）。

【００２１】次に、当該タッチパネルの動作を説明す
る。図３はダイオードの正常時の平面抵抗体の等電位線
及び直線の入力状態を示している。ここで、Ｘ方向の点
電極１３に接続されたダイオードについて説明すると、
各々のダイオード14Ａ及び14Ｂが全て正常である場合に
は、図３（Ａ）に示すように等電位線が均等に平面抵抗
体に発生する。また、図２（Ｂ）に示めしたようなパネ
ルの上から直線を描いた場合には、均等に発生した等電
位線に応じた接触電圧が検出され、接触位置座標が演算
されることから、図３（Ｂ）に示めすような正常な直線
が入力される。

【００２２】ここで、ダイオードの１つが使用不能にな
ると、図４（Ａ）に示すような等電位線が平面抵抗体に
発生する。この異常な等電位線はＸ方向の点電極１３に
接続された右端のダイオード14Ａが静電破壊等により使
用不能になった場合に生じる。このような状態で、パネ
ルの上から直線を描いた場合には、不均等に発生した等
電位線に応じた接触電圧が検出され、その位置座標が演
算されることから、図４（Ｂ）に示めすような異常な直
線が入力される。

【００２３】このような場合には、ソフトプログラム上
で位置補正を行う。例えば、異常な直線部分の位置座標
を三点間補正して座標位置を補正する。これにより、ダ
イオードの１つが使用不能になっても、図３（Ｂ）に示
したようなダイオードが全て正常な場合と同様な直線が
入力される。このようにして、本発明の実施例に係る入
力チパネルによれば、図１に示すように、アノードを共
に接続し、一方のカソードを点電極１３の１つに接続
し、この点電極１３から２つの点電極１３を間に置いた
先の点電極１３に他方のカソードを接続した２素子複合
型のダイオード14Ａと、カソードを共に接続し、一方の
アノードを点電極１３の１つに接続し、この点電極１３
から２つの点電極１３を間に置いた先の点電極１３に他
方のアノードを接続した２素子複合型のダイオード14Ｂ
とを備えている。

【００２４】このため、図４（Ａ）に示したように１つ
のダイオード14Ａが使用不能となった場合でも、この使
用不能となったダイオード14Ａの両隣には、他のダイオ
ード14Ａからの電圧が点電極１３に印加され、抵抗膜に
等電位線が発生されることとになる。また、２つの点電
極１３を間に置いた先に、等電位線の不発生領域を分散
することができ、従来例に比べてこの領域を縮小するこ
とができる。

【００２５】これにより、ソフトプログラム上のキャリ
ブレーションによって位置補正を行う場合も、補間点の
離隔距離が短くなることで、直線の歪み等を正確に補正
することができ、１個のダイオードが壊れても、リニア
リティの良いタッチパネルが提供でき、歩留りが向上す
る。なお、本実施例では、２つの点電極１３を置いて両
脇の点電極１３にダイオードを接続する場合について説
明をしたが、１つの点電極１３を置いて両脇の点電極１
３にダイオードを接続しても良く、また、２つ以上の点
電極１３を置いて両脇の点電極１３にダイオードを接続
する場合であっても良い。この場合には、更に、等電位
線の不発生領域を分散させることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の入力パネ
ルによれば、アノード又はカソードが共に接続され、か
つ、各々のカソード又はアノードが１つ以上の点電極を
間に置いた両脇の点電極にそれぞれ接続された整流素子
を備えている。このため、１つの整流素子が使用不能と
なった場合でも、この素子の両脇には、他の素子によっ
て等電位線が発生されることになり、１つ以上の点電極
を置いた先に等電位線の不発生領域を分散させること、
及び、この領域を縮小することができる。

【００２７】これにより、１個の整流素子が壊れても位
置補正を行うことにより、リニアリティの良いタッチパ
ネルが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る入力パネルのダイオード
の接続図である。

【図２】本発明の実施例に係る入力パネルの一部の断面
図及びその全体平面図である。

【図３】本発明の実施例に係るダイオード正常時の等電
位線及び直線の状態図である。

【図４】本発明の実施例に係るダイオード異常時の等電
位線及び直線の状態図である。

【図５】従来例に係る入力パネルを説明する構成図であ
る。

【図６】従来例に係る問題点を説明する入力パネルの等
電位線及び直線の状態図である。

【符号の説明】

１，１１…平面抵抗体、２，１２…平面導電体、３，１
３…点電極、４，１４，14Ａ，14Ｂ…ダイオード（整流
素子）、５，６…スイッチ回路、７…ノイズフィルタ、
８…Ａ／Ｄ変換器、９…ＭＰＵ、１５，１６…絶縁膜、
１７…配線パターン。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 抵抗膜に印加された電圧によって等電位
   線を発生する平面抵抗体と、 前記平面抵抗体に対向して配置され、押下操作によって
   前記平面抵抗体に接触し接触点の電位を検出する平面導
   電体と、 前記平面抵抗体上の外周部に複数配置され、該平面抵抗
   体に電圧を印加する点電極と、 少なくとも、アノード又はカソードを共に接続して使用
   し、かつ、単独で使用する各々のカソード又はアノード
   を１つ以上の前記点電極を間に置いた両脇の点電極にそ
   れぞれ接続した整流素子とを備えていることを特徴とす
   る入力パネル。
2. 【請求項２】 前記整流素子は、１つのアノードと２以
   上のカソード又は１つのカソードと２以上のアノードを
   有していることを特徴とする請求項１記載の入力パネ
   ル。
3. 【請求項３】 前記整流素子に２素子複合型のダイオー
   ドを用いた場合に、前記ダイオードの第１のアノード
   を、前記点電極の１つに接続し、該ダイオードの第２の
   アノードを前記点電極から２つの点電極を置いた先の点
   電極に接続し、 前記平面抵抗体上の外周部の各々の辺で対向する前記ダ
   イオードの第１のカソードを、前記点電極に対向する辺
   の点電極に接続し、該ダイオードの第２のカソードを前
   記点電極から２つの点電極を置いた先の点電極に接続す
   ることを特徴とする請求項１記載の入力パネル。
4. 【請求項４】 前記平面抵抗体及び平面導電体を、フィ
   ルム状の透明樹脂材にＩＴＯ膜を積層して形成すること
   を特徴とする請求項１記載の入力パネル。
5. 【請求項５】 表示装置の画面上に配置して使用するこ
   とを特徴とする請求項１記載の入力パネル。