JP4320935B2 - 操作入力装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器などに搭載され、指などの押圧を検出する操作入力装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、抵抗膜式タッチパネルの入力を検出する時には、入力を検出する行方向入力ラインに対して走査信号を出力し、他のラインはGND信号を出力し、列方向ラインの入力を読み込み検出する手段を用い、同時押しに対しては各入力検出区画の間隔を空け、指先で押した時に同時押しになりにくくする方法が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような操作入力装置においては、狭いスペースに配置すると任意のパネルスイッチを押した時に、誤って隣のパネルスイッチと同時押しする可能性が多く、その際に意図したパネルスイッチを優先判定できることが要求されている。
【0004】
本発明は、省スペースに配置されても意図したパネルスイッチを優先と判定できる操作入力装置を提供することを目的としてなされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の操作入力装置は、タッチパネル上においてマトリクス状に並べられた複数の区画に対応して配置されたスイッチの操作入力を検出して出力するように構成すると共に、前記複数区画のスイッチに対して、制御手段よりの走査信号を、複数の入出力ポートより行方向に配置される入力ラインに印加し、前記走査信号を列方向に配置される出力ラインより複数の入力ポートで読みとり、前記入力ラインと前記出力ラインの交差部分の区画のスイッチの押圧を制御手段で検出するよう構成した操作入力装置であって、前記制御手段はマイクロコンピュータ、入出力ポートはマイコン入出力ポート、入力ポートはマイコン入力ポートであり、前記マイコン入出力ポートは、入力を優先する1つの優先ポートと、他の低優先ポートが設定されており、行方向入力ラインに走査信号を出力する際に、入力を優先する優先ポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを入力ポートにすることによりハイインピーダンスに設定し、低優先のポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを出力ポート設定としてローレベル信号を出力するように構成し、前記マイクロコンピュータは、前記タッチパネル上の区画の内隣り合う上下の区画に対応するスイッチが同時押しされた際に、前記マイコン入出力ポートの優先ポートに対応した入力ラインに接続されたスイッチの押圧を優先して出力する制御を行うように構成したものである。
【0006】
これにより、タッチパネルの隣合う区画に対応するスイッチの同時押しに対して、任意に設定した行方向ラインにおける区画に対応したスイッチの入力を優先して検出できる操作入力装置が得られる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、タッチパネル上においてマトリクス状に並べられた複数の区画に対応して配置されたスイッチの操作入力を検出して出力するように構成すると共に、前記複数区画のスイッチに対して、制御手段よりの走査信号を、複数の入出力ポートより行方向に配置される入力ラインに印加し、前記走査信号を列方向に配置される出力ラインより複数の入力ポートで読みとり、前記入力ラインと前記出力ラインの交差部分の区画のスイッチの押圧を制御手段で検出するよう構成した操作入力装置であって、前記制御手段はマイクロコンピュータ、入出力ポートはマイコン入出力ポート、入力ポートはマイコン入力ポートであり、前記マイコン入出力ポートは、入力を優先する1つの優先ポートと、他の低優先ポートが設定されており、行方向入力ラインに走査信号を出力する際に、入力を優先する優先ポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを入力ポートにすることによりハイインピーダンスに設定し、低優先のポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを出力ポート設定としてローレベル信号を出力するように構成し、前記マイクロコンピュータは、前記タッチパネル上の区画の内隣り合う上下の区画に対応するスイッチが同時押しされた際に、前記マイコン入出力ポートの優先ポートに対応した入力ラインに接続されたスイッチの押圧を優先して出力する制御を行うように構成したものであり、マイコンの制御によって、任意に設定した行方向ラインにおける区画に対応したスイッチの入力の検出を優先して行うことができるという作用を有する。
【0009】
以下本発明の実施の形態について、図1から図7を用いて説明する。図1は本発明の第1の実施の形態における操作入力装置のブロック図、図2はタッチパネルの正面の外観図、図3は制御手段により制御するタッチパネル入力検出フローチャート、図4〜図6は走査手段より出力する信号電圧波形とそれにより入力検出手段に入力される入力電圧波形の説明図、図7は上下段パネルスイッチ同時押し時の電圧検出等価回路図である。
【0010】
図1において、1はマイクロコンピュータよりなる制御手段、2は操作入力スイッチを有するタッチパネルよりなる入力手段であり、制御手段1から出力される走査信号を入力手段2の操作状態に応じて制御手段1で入力として検出するようにしたものである。制御手段は、入力手段2に対する走査信号の出力を制御する走査手段3と、入力手段2より入力される信号を読みとり操作入力を検出する入力検出手段4と、走査手段3の信号を出力する入出力ポートP1,P2と、入力手段2より入力される入力ポートP3,P4,P5を備えている。
【0011】
入力手段2は、タッチパネル上にマトリクス状に並べられた複数の区画TP1〜TP6と、その区画に対応して配置されたパネルスイッチSW1〜SW6を有する抵抗膜電極タイプのデジタル式タッチパネルであり、図1はその等価回路を示し、図2はその正面の外観を示す。区画TP1〜TP6及びパネルスイッチSW1〜SW6は、行方向に2ライン、列方向に3ラインに配置されている。行方向の2ラインL1,L2は、それぞれ入出力ポートP1,P2に接続され、制御手段1よりの走査信号が印加されている。列方向の3ラインL3〜L5は、それぞれ入力ポートP3,P4,P5に接続され、操作入力が制御手段1に供給されるようになっている。ここで、本発明は、行方向及び列方向のラインL1〜L5の数は、特に限定するものでは無い。
【0012】
なお、抵抗R1は静電気対策の保護抵抗、抵抗R2,R3,R4は列方向ラインに対するプルダウン抵抗であり、制御手段1に対する電源電圧はVDD[V]とする。
【0013】
また、入力手段2のタッチパネルの正面の外観を示す図2は、手指5によってタッチパネルの区画TP1とTP4を同時に押圧している状態をも示している説明図でもある。
【0014】
以上のように構成された操作入力装置において、以下その動作について説明する。
【0015】
本実施の形態では、行方向のラインにおいて、入出力ポートP1に接続されたラインL1を優先するよう設定したものとする。まず、走査手段3よりポートP2よりラインL2に対して走査信号であるVDD電圧(出力H)を出力し、その他のラインL1(実施例では1ラインのみ)にGND電圧(出力L)を出力する。その時に、タッチパネルの区画TP4、TP5、TP6が押されると、それぞれ対応するパネルスイッチSW4〜SW6が閉じて、L3ライン、L4ライン、L5ラインを介して入力ポートP3〜P5にHレベル電圧が入力されることとなる。それぞれのタッチパネルの区画TP4〜TP6が押されていない場合は、それぞれR2、R3,R4のプルダウン抵抗により、入力ポートP3〜P5にはGND電圧が入力されることになる。
【0016】
ここで、本実施の形態では、入力ポートP3〜P5に入力されるHレベル電圧の検出可能な閾値を「0.8・VDD」以上の電圧であるとする。ところで、このような走査手段3による制御を行うと、図2に示すように狭いスペースに入力検出区画を配置したタッチパネルにおいては、所定の区画のスイッチを押した時に、誤って隣合う区画のスイッチも同時に押されることがあり、図2に示す区画TP1と区画TP4のように列方向の隣合う区画が同時押しされた場合には、パネルスイッチSW1及びSW4をオンした時の接触抵抗により、入力ラインL3から、ほぼ「0.5・VDD」の電圧が入力され、Hレベル電圧が検出できないことになる。但し、プルアップ抵抗R2,R3,R4の抵抗値は、区画TP1〜TP6のパネルスイッチをオンした時の接触抵抗値より十分大きいものとする。
【0017】
このような走査手段3で、行方向ライン全てを同様に走査すると、列方向の区画のスイッチの同時押しを行った場合、両方の区画のスイッチともその押下を検出できないという問題がある。このような問題を解決するため、前述した優先する行方向ラインL1以外のラインL2に対しては前述の走査手段3による走査ををそのまま行う。一方、優先する行方向ラインL1に対しては、当該優先する行方向ラインに走査信号の電圧である「VDD」を出力し、それ以外のラインL2に対しては走査手段3のポートP2を入力ポート設定としてハイインピーダンスにすることにより、優先する行方向ラインL1以外のスイッチSW4〜SW6の接触抵抗の影響を防ぐことができ、列方向に同時押しされた場合に、優先する行に配置されているスイッチのみの押下を検出することが可能となる。
【0018】
次に、図3のタッチパネル入力検出フローチャートを用いて、制御手段1であるマイクロコンピュータによる、走査手段3、入力検出手段4の実施例を示す。まず、ステップS1(以下S1と省略する/S2以下も同様)によりパネルスイッチの入力を読みとるタイミングをとるため20msタイミング生成カウンタが20msタイミングになったかどうかをチェックする。20msという時間は、パネルスイッチの入力に対しての応答と、入力ラインのノイズの影響を考慮して任意に決めた時間である。20msのタイミングでない場合は、そのままのタイミング待ちを行い、20msのタイミングになった場合は、S2で次の20msタイミングのために、生成カウンタをクリアする。S3で、行方向ラインで下段に配置されている区画TP4,TP5,TP6のパネルスイッチSW4〜SW6の入力を検出するために、入出力ポートP2を出力H、入出力ポートP1を出力Lに設定する。その後S4で入力安定待ちのため100μsの時間待ちを行った後、S5で入力ポートP3,P4,P5より電圧を読み込み、それぞれ区画TP4,TP5,TP6のパネルスイッチSW4〜SW6の押下入力を検出する。
【0019】
次に、S6で行方向ラインで上段に配置されている区画TP1,TP2,TP3のパネルスイッチSW1〜SW3の入力を検出するため、入出力ポートP1を出力H、入出力ポートP2を入力に設定する。その後、S7で100μsの入力安定待ちを行った後、S8で入力ポートP1,P2,P3より電圧を読み込み、それぞれ区画TP1,TP2,TP3のパネルスイッチSW1〜SW3の押下入力を検出する。その後、S9により入出力ポートP1を出力L、入出力ポートP2を出力Lに設定し、走査を停止し、次の20msタイミング待ちのためS1に戻る。これらS1からS9の処理を繰り返し、入力手段2としてのタッチパネルの入力検出を行う。
【0020】
次に、図4から図6に基づき、走査手段3から出力する電圧波形と、入力検出手段4に入力される電圧波形により、入力手段2のパネルスイッチ入力の単独押しと同時押しの検出について説明する。
【0021】
この図4から図6において、電圧波形(A)は入出力ポートP1より出力される走査手段3からの出力電圧波形、同(B)は入出力ポートP2より出力される出力電圧波形、同(C)は入力検出手段4に入力された電圧の読み込みタイミング電圧波形、同(D)は入力検出手段4に入力される電圧波形であり、この電圧波形(D)が読み込みタイミング電圧波形(C)のエッジ(立ち上がり又は立ち下がり)部分で読み込まれることとなる。これらの図において、(E)は入力電圧波形(D)が検出されるレベルを設定する閾値ラインであり、このレベル以上であれば検出でき、以下であれば検出できない。ここで、入力電圧波形(D)のHレベルはほぼ印加電圧「VDD」であり、閾値は「0.8・VDD」に設定してある。
【0022】
図4は、1つの列方向に並べられた区画のパネルスイッチにおいて下段の区画TP4〜TP6のパネルスイッチSW4〜SW6のみが押された場合に検出される電圧波形の説明図であり、入出力ポートP2に接続されたラインL2の電圧波形(B)がHレベル電圧、入出力ポートP1に接続されたラインL1の電圧波形(A)がLレベル電圧である時に、入力検出手段4に入力される電圧波形(D)のHレベルを検出し、この電圧波形(D)のHレベルの範囲における読み込みタイミング電圧波形(C)のエッジC1で、所定のパネルスイッチの押し下げが読み込まれることとなる。
【0023】
次に、図5は、1つの列方向に並べられた区画のパネルスイッチにおいて上段の区画TP1〜TP3のパネルスイッチSW1〜SW3のみ押された場合に検出される電圧波形の説明図であり、入出力ポートP1のラインL1の電圧波形(A)がHレベル電圧、入出力ポートP2のラインL2の電圧波形(B)がLレベル電圧である時に、入力検出手段4に入力される電圧波形(D)のHレベルを検出し、この電圧波形(D)のHレベルの範囲における読み込みタイミング電圧波形(C)のエッジC2で、所定のパネルスイッチの押し下げが読み込まれることとなる。
【0024】
次に、図6は、列方向に並べられた区画のパネルスイッチにおいて、例えば図2に示す上下段の区画TP1とTP4に対応するパネルスイッチSW1とSW4が、同時に押された場合に検出される電圧波形の説明図である。この場合、まず、入出力ポートP2のラインL2の電圧波形(B)がHレベル電圧、入出力ポートP1のラインL1の電圧波形(A)がLレベル電圧である時、ポートP1とP2間に印可される電圧「VDD」が、図7に示すように、パネルスイッチSW1とSW4のそれぞれのスイッチの接触抵抗r1とr4に分圧された状態となり、その中間点から出力されるラインL3及び入力ポートP3へは、Hレベルより低い、ほぼ「0.5・VDD」の電圧が検出されることとなり、閾値「0.8・VDD」未満であるため、下段区画TP4に対応するパネルスイッチSW4の押下は検出されない。その後、入出力ポートP1のラインL1の電圧波形(A)をHレベル電圧に設定し、入出力ポートP2を入力ポートに設定してハイインピーダンスに設定することにより、ラインL2には電流が流れず、このラインL2の電圧波形(B)もHレベル電圧(HZ)となるため、出力ラインL3にはHレベル電圧が印加され、入力ポートP3に入力される電圧は「VDD」が検出できるため、この時、Hレベル電圧に設定された入出力ポートP1のラインL1である上段区画TP1に対応するパネルスイッチSW1の押下が検出できる。従って、上下段区画に対応するパネルスイッチが同時押しされた場合は、優先する上段区画TP1〜TP3に対応するパネルスイッチSW1〜SW3のみの押下が検出できることになる。
【0025】
以上のように本実施形態によれば、列方向の隣合うパネルスイッチが同時押しされた場合においても、任意に設定した行方向ラインに配置されたパネルスイッチの入力を優先して判定できることとなる。
【0026】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、タッチパネル上においてマトリクス状に並べられた複数の区画に対応して配置されたスイッチの操作入力を検出して出力するように構成すると共に、前記複数区画のスイッチに対して、制御手段よりの走査信号を、複数の入出力ポートより行方向に配置される入力ラインに印加し、前記走査信号を列方向に配置される出力ラインより複数の入力ポートで読みとり、前記入力ラインと前記出力ラインの交差部分の区画のスイッチの押圧を制御手段で検出するよう構成した操作入力装置であって、前記行方向入力ラインに走査信号を出力する複数の入出力ポートは、入力を優先する1つの優先ポートと、他の低優先ポートが設定されており、前記制御手段は、前記タッチパネル上の区画の内隣り合う上下の区画に対応するスイッチが同時押しされた際に、優先ポートに対応した入力ラインに接続されたスイッチの押圧を優先して出力する制御を行うように構成したものであり、タッチパネルの隣合う区画に対応するスイッチの同時押しに対して、任意に設定した行方向ラインにおける区画に対応したスイッチの入力を優先して検出できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施の形態における操作入力装置のブロック図
【図2】同タッチパネルの正面の外観図及び2区画同時押しの説明図
【図3】同制御手段により制御するタッチパネル入力検出フローチャート
【図4】同下段パネルスイッチ押下時に検出される電圧波形の説明図
【図5】同上段パネルスイッチ押下時の検出される電圧波形の説明図
【図6】同上下段パネルスイッチ同時押し時に検出される電圧波形の説明図
【図7】同上下段パネルスイッチ同時押し時の電圧検出等価回路図
【符号の説明】
1 制御手段(マイクロコンピュータ)
2 入力手段(タッチパネル)
3 走査手段
4 入力検出手段
5 手指
TP1〜TP6 タッチパネル上の区画
SW1〜SW6 スイッチ
P1,P2 入出力ポート
P3,P4,P5 入力ポート
L1,L2 入力ライン
L3,L4 出力ライン
Claims (1)
- タッチパネル上においてマトリクス状に並べられた複数の区画に対応して配置されたスイッチの操作入力を検出して出力するように構成すると共に、前記複数区画のスイッチに対して、制御手段よりの走査信号を、複数の入出力ポートより行方向に配置される入力ラインに印加し、前記走査信号を列方向に配置される出力ラインより複数の入力ポートで読みとり、前記入力ラインと前記出力ラインの交差部分の区画のスイッチの押圧を制御手段で検出するよう構成した操作入力装置であって、
前記制御手段はマイクロコンピュータ、入出力ポートはマイコン入出力ポート、入力ポートはマイコン入力ポートであり、
前記マイコン入出力ポートは、入力を優先する1つの優先ポートと、他の低優先ポートが設定されており、行方向入力ラインに走査信号を出力する際に、入力を優先する優先ポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを入力ポートにすることによりハイインピーダンスに設定し、低優先のポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを出力ポート設定としてローレベル信号を出力するように構成し、
前記マイクロコンピュータは、前記タッチパネル上の区画の内隣り合う上下の区画に対応するスイッチが同時押しされた際に、前記マイコン入出力ポートの優先ポートに対応した入力ラインに接続されたスイッチの押圧を優先して出力する制御を行うように構成したことを特徴とする操作入力装置。
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