JP5071338B2

JP5071338B2 - タッチパネル装置

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Publication number: JP5071338B2
Application number: JP2008262625A
Authority: JP
Inventors: 隆司乘松
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2028-10-09
Also published as: JP2010092332A

Description

本発明は、アナログ抵抗膜方式のタッチパネル装置に関する。

アナログ抵抗膜方式のタッチパネル装置では、寸法がほぼ同じで抵抗が一様な２つの抵抗膜を、一方が他方の側へ撓んだときだけ両者が接触する程度の隙間をもって対向させることにより、パネル部が構成されている。このアナログ抵抗膜方式のタッチパネル装置は、パネル部の抵抗膜に設けられる電極の総数により、４線式、５線式、８線式に分類することができる。

図４に示すように、４線式のタッチパネル装置では、パネル部における表側（ユーザと対面する側）の抵抗膜１の左右の端に、２つの棒状電極ＸＬ，ＸＲが設けられ、裏側の抵抗膜２の上下の端に、２つの棒状電極ＹＵ，ＹＤが設けられている（例えば、特許文献１を参照）。このタッチパネル装置では、棒状電極ＸＬおよびＸＲ間に定電圧源の出力電圧Ｖｃｃを印加する第１の状態と、棒状電極ＹＵおよびＹＤ間に定電圧源の出力電圧Ｖｃｃを印加する第２の状態とを周期的に切り換える。そして、第１の状態では、棒状電極ＹＵまたはＹＤの一方と例えば棒状電極ＸＲとの間の電圧Ｖｘを、電圧測定器により測定する。また、第２の状態では、棒状電極ＸＬまたはＸＲの一方と例えば棒状電極ＹＤとの間の電圧Ｖｙを、電圧測定器により測定する。

ここで、電圧測定器の入力インピーダンスは充分に高いため、この電圧測定器を２枚の抵抗膜１，２の一方に接続して電圧ＶｘまたはＶｙを測定したとしても、その抵抗膜に電流は殆ど流れず、その抵抗膜の電圧降下は無視することができる。また、両抵抗膜１、２は全面に亘って抵抗が一様であり、第１の状態では、抵抗膜１における棒状電極ＸＬおよびＸＲ間に均一な電位勾配が生じ、第２の状態では、抵抗膜２における棒状電極ＹＵおよびＹＤ間に均一な電位勾配が生じる。このため、抵抗膜１の一点ＴＰが押下され、この押下点ＴＰにおいて２枚の抵抗膜１および２が接触すると、次のような電圧Ｖｘ、Ｖｙが第１および第２の状態において測定される。まず、第１の状態においては、抵抗膜１における押下点ＴＰと棒状電極ＸＲとの間の電圧が抵抗膜２を介して電圧測定器に与えられ、これが電圧Ｖｘとして測定される。この電圧Ｖｘは、押下点ＴＰと棒状電極ＸＲとの間の距離ｘに比例した電圧となる。また、第２の状態においては、抵抗膜２における押下点ＴＰと棒状電極ＹＤとの間の電圧が抵抗膜１を介して電圧測定器に与えられ、これが電圧Ｖｙとして測定される。この電圧Ｖｙは、押下点ＴＰと棒状電極ＹＤとの間の距離ｙに比例した電圧となる。そこで、４線式のタッチパネル装置では、たとえば下記式（１）、（２）に従い、パネルが押下されている間に検出される電圧ＶｘおよびＶｙと、電極ＸＬおよびＸＲ間の距離Ｌｘと、電極ＹＵおよびＹＤ間の距離Ｌｙとから、押下点の位置の座標値ｘ，ｙが算出される。
ｘ＝Ｌｘ・（Ｖｘ／Ｖｃｃ）…（１）
ｙ＝Ｌｙ・（Ｖｙ／Ｖｃｃ）…（２）

また、図５に示すように、８線式のタッチパネル装置では、４つの棒状電極ＸＬ，ＸＲ，ＹＵ，ＹＤに加えて、各々の近傍に４つの電極ＤＸＬ，ＤＸＲ，ＤＹＵ，ＤＹＤがそれぞれ設けられている。そして、このタッチパネル装置では、第１の状態において、定電圧源の出力電圧Ｖｃｃを棒状電極ＸＬおよびＸＲ間に印加するとき、電極ＤＸＬおよびＤＸＲ間の電圧Ｖｃｃｘを検出する。そして、前掲の式（１）にＶｃｃの代わりにＶｃｃｘを代入して座標値ｘを算出する。また、第２の状態において、定電圧源の出力電圧Ｖｃｃを棒状電極ＹＵおよびＹＤ間に印加するとき、電極ＤＹＵおよびＤＹＤ間の電圧Ｖｃｃｙを検出する。そして、前掲の式（２）にＶｃｃの代わりにＶｃｃｙを代入して押下点の座標値ｙを求める。この８線式のタッチパネル装置は、上述した４線式のタッチパネル装置に比べ、定電圧源と棒状電極ＸＬ，ＸＲ，ＹＬ，ＹＲの各々との間の配線の電圧降下に起因した座標値ｘ，ｙの誤差の発生を防止することができるという利点がある。

図６に示すように、５線式のタッチパネル装置では、パネル部をなす一方の抵抗膜の４隅に、電圧印加用の４つの電極ＵＬ，ＤＬ，ＵＲ，ＤＲが設けられ、他方の抵抗膜に電圧検出用の１つの電極ＤＴが設けられている（たとえば、特許文献２を参照）。このタッチパネル装置では、抵抗膜の左の端に並ぶ２つの電極ＵＬ，ＤＬの対とその右の端に並ぶ２つの電極ＵＲ，ＤＲの対との間に定電圧源の出力電圧Ｖｃｃを印加する第１の状態と、抵抗膜の上の端に並ぶ電極ＵＬ，ＵＲの対と下の端に並ぶ電極ＤＬ，ＤＲの対との間に定電圧源の出力電圧Ｖｃｃを印加する第２の状態とを周期的に切り換える。そして、第１の状態における電極ＤＴの電圧Ｖｘと第２の状態における電極ＤＴの電圧Ｖｙを、抵抗膜の電極ＤＴに接続した電圧測定器により検出する。そして、例えば電圧Ｖｘと定電圧源の出力電圧Ｖｃｃを前掲の式（１）に代入してパネル面における押下点の座標値ｘを求め、電圧Ｖｙと定電圧源の出力電圧Ｖｃｃを前掲の式（２）に代入してパネル面における押下点の座標値ｙを求める。
特開２００１−６０１４３号公報特開２００４−１５１７６５号公報

しかしながら、これまでに提案されてきた各種タッチパネル装置は、パネル面における押下点が１つである場合は、その位置を検出できるものの、押下点が２つになった場合は、各々の位置を検出することができない、という問題があった。この理由について、図７に示す４線式のタッチパネル装置の押下例を参照して説明する。棒状電極ＸＬおよびＸＲ間に定電圧源から電圧を印加した状態において、棒状電極ＸＬからの距離が異なる２点ＴＰ１，ＴＰ２が押下された場合、押下点ＴＰ１およびＴＰ２間の電流路として、抵抗膜１を介した電流路のほかに抵抗膜２を介した電流路が形成される。従って、抵抗膜２に電流がほどんど流れないことを前提とした座標値ｘの検出はできない。さらに、この抵抗膜２を介した電流路には、主として、押下点ＴＰ１から棒状電極ＹＵを経由して押下点ＴＰ２に至る第１の電流路と、押下点ＴＰ１から棒状電極ＹＤを経由して押下点ＴＰ２に至る第２の電流路とが含まれる。そして、押下点ＴＰ１およびＴＰ２間の電圧が第１の電流路においてどのように分圧され、その分圧が第１の電流路の途中にある棒状電極ＹＵに現れるか、また、押下点ＴＰ１およびＴＰ２間の電圧が第２の電流路においてどのように分圧され、その分圧が第２の電流路の途中にある棒状電極ＹＤに現れるかは、押下点ＴＰ１およびＴＰ２の各々のＹ軸方向の位置に依存する。このため、棒状電極ＹＵおよびＹＤに発生する各電圧から押下点ＴＰ１，ＴＰ２の座標値ｘを算出することは極めて困難である。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、タッチパネル装置のパネル面における押下点の数が２つになった場合において、その２つの押下点の位置を個別に検出できるようにすることを目的とする。

本発明は、複数の電極が設けられた第１の抵抗膜と複数の電極が設けられた第２の抵抗膜とを間隙を挟んで対向させたパネル部と、定電流源と、前記パネル部を含む仮想平面内において互いに交差する複数の仮想的な軸の各々を位置座標検出軸として選択し、前記第１の抵抗膜において位置座標検出軸の方向に沿って離間した１個または複数の電極のうち一方の１個または複数の電極を第１の測定点、他方の１個または複数の電極を第２の測定点とするとともに、前記第２の抵抗膜において位置座標検出軸の方向に沿って離間した１個または複数の電極のうち一方の１個または複数の電極を第３の測定点、他方の１個または複数の電極を第４の測定点とし、前記第２の測定点と前記第１の測定点の間に前記定電流源の出力電流を流しつつ、前記第１の測定点と前記第２の測定点の間の電圧、前記第１の測定点と前記第３の測定点の間の電圧、および前記第１の測定点と前記第４の測定点の間の電圧を測定し、測定した電圧に基づき、位置座標検出軸における前記第１の測定点から押下点までの第１の距離と前記第２の測定点から押下点までの第２の距離を算出し、位置座標検出軸ごとに得られる第１および第２の距離の算出結果に基づいて前記パネル部における１または２つの押下点の位置座標を算出する押下点検出手段とを具備するタッチパネル装置を提供する。

この発明では、第２および第１の測定点間に定電流源の出力電流を流す。第２および第１の測定点間に定電流源の出力電流を流し、第１の抵抗膜と第２の抵抗膜が２つの押下点で接触した場合、第１の測定点と第３の測定点の間の電圧は、２つの押下点のうち第１の測定点に近いほうの押下点と第１の測定点との間の抵抗に比例し、第１の測定点と第４の測定点の間の電圧は、２つの押下点のうち第２の測定点に近い方の押下点と第２の測定点との間の抵抗に比例する。本発明では、第１の測定点と第２の測定点の間の電圧、第１の測定点と第３の測定点の間の電圧、第１の測定点と第４の測定点の間の電圧を測定し、測定した電圧に基づき、位置座標検出軸における第１の測定点から押下点までの第１の距離と第２の測定点から押下点までの第２の距離を算出し、この距離から押下点の位置座標を算出する。よって、本発明によれば、押下点の数が２つである場合も、各々の位置を検出することができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態であるタッチパネル装置１０の構成を示す図である。図１において、パネル部１１は、抵抗膜２１と抵抗膜２３とをドットスペーサ２２を挟んで対向させ、抵抗膜２１の上面をＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）フィルム３０により覆い、抵抗膜２３の下面をガラス板４０の上に載せたものである。利用者は、パネル部１１の表面（すなわち、ＰＥＴフィルム３０の上面）の１点または２点を手指などによって押下する。タッチパネル装置１０は、パネル部１１の表面の１点が押下されたとき、その押下点の位置を検出し、パネル部１１の表面の２点が押下されたとき、それらの押下点の各々の位置をそれぞれ検出する。

パネル部１１における抵抗膜２１，２３は、ほぼ同じ寸法の矩形状をなしている。抵抗膜２１，２３の各々の抵抗は一様であり、両者のシート抵抗（Ω／□）は同じである。ここで、シート抵抗は、抵抗膜の抵抗率を抵抗膜の膜厚により除算した値である。抵抗膜において、電流の方向の長さをＬ、電流の方向を横切る方向の幅をＷ、シート抵抗をＲｓとした場合、抵抗膜の抵抗は、Ｒｓ・（Ｌ／Ｗ）となる。また、抵抗膜２３の左上隅、右上隅、左下隅、および右下隅の位置には、電極２５ＵＬ，２５ＵＲ，２５ＤＬ，２５ＤＲが設けられ、抵抗膜２１の左上隅、右上隅、左下隅、および右下隅の位置には、電極２６ＵＬ，２６ＵＲ，２６ＤＬ，２６ＤＲが設けられている。パネル部１１の表面の１点または２点が押下されると、その押下点において抵抗膜２１が下に撓んで抵抗膜２３に接触する。

電流供給部５０は、定電流源６５、およびこの定電流源６５と抵抗膜２３の電極２５ＵＬ，２５ＵＲ，２５ＤＬ，２５ＤＲとの間に介在する複数のスイッチの集合体であるスイッチマトリックス５１を有する。スイッチマトリックス５１における各スイッチのオン／オフは、押下点検出部７０から出力されるスイッチ切換信号によって切り換えられる。
電圧測定部６０は、各々の一方の電圧入力端子が共通接続された電圧測定器６６，６７，６８、電圧測定器６６と抵抗膜２３の電極２５ＵＬ，２５ＵＲ，２５ＤＬ，２５ＤＲとの間に介在する複数のスイッチの集合体であるスイッチマトリックス６１、および電圧測定器６７，６８の各々と抵抗膜２１の電極２６ＵＬ，２６ＵＲ，２６ＤＬ，２６ＤＲとの間に介在する複数のスイッチの集合体であるスイッチマトリックス６２を有する。スイッチマトリックス６１，６２における各スイッチのオン／オフは、押下点検出部７０から出力されるスイッチ切換信号によって切り換えられる。

押下点検出部７０は、以下、説明する第１、第２、および第３の役割を果たす。
第１の役割は、抵抗膜２３における電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対から電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対に至るｘ軸、電極２５ＤＬ，２５ＤＲの対から電極２５ＵＬ，２５ＵＲの対に至るｙ軸、および電極２５ＤＲから電極２５ＵＬに至るｚ軸を、パネル部１１を含む仮想平面内における位置座標検出軸として所定時間ずつ周期的に選択し、抵抗膜２３において位置座標検出軸の方向に沿って離間した電極のうち一方の電極を第１の測定点、他方の電極を第２の測定点とするとともに、抵抗膜２１において位置座標検出軸の方向に沿って離間した電極のうち一方の電極を第３の測定点、他方の電極を第４の測定点とし、スイッチマトリックス５１の制御を通じて第２の測定点と第１の測定点の間に定電流源６５の出力電流を流しつつ、第１の測定点と第２の測定点の間の電圧、第１の測定点と第３の測定点の間の電圧、第１の測定点と第４の測定点の間の電圧を電圧測定器６６，６７，６８により測定する役割である。

この第１の役割において、押下点検出部７０は、ｘ軸を位置座標検出軸としている間、電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対を第１の測定点、電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対を第２の測定点とし、電極２６ＵＲ，２６ＤＲの対を第３の測定点、電極２６ＵＬ，２６ＤＬの対を第４の測定点とする。そして、押下点検出部７０は、第２の測定点となる電極２５ＵＬ，２５ＤＬと第１の測定点となる電極２５ＵＲ，２５ＤＲの間に定電流源６５の出力電流が流れるようにスイッチマトリックス５１を制御し、電極２５ＵＲ，２５ＤＲが、電圧測定器６７，６８の電圧入力端子と共通接続された電圧測定器６６の一方の電圧入力端子に接続され、電極２５ＵＬ，２５ＤＬが、電圧測定器６６の他方の電圧入力端子に接続されるように、スイッチマトリックス６１を制御する。また、押下点検出部７０は、第３の測定点となる電極２６ＵＲ，２６ＤＲが、電圧測定器６７における電圧測定器６６，６８の電圧入力端子と共通接続されていない電圧入力端子に接続され、第４の測定点となる電極２６ＵＬ，２６ＤＬが、電圧測定器６８における電圧測定器６６，６７の電圧入力端子と共通接続されていない電圧入力端子に接続されるように、スイッチマトリックス６２を制御する。

また、第１の役割において、押下点検出部７０は、ｙ軸を位置座標検出軸としている間、電極２５ＤＬ，２５ＤＲの対を第１の測定点、電極２５ＵＬ，２５ＵＲの対を第２の測定点とし、電極２６ＤＬ，２６ＤＲの対を第３の測定点、電極２６ＵＬ，２６ＵＲの対を第４の測定点とする。そして、押下点検出部７０は、第２の測定点となる電極２５ＵＬ，２５ＵＲと第１の測定点となる電極２５ＤＬ，２５ＤＲの間に定電流源６５の出力電流が流れるようにスイッチマトリックス５１を制御し、電極２５ＤＬ，２５ＤＲが、電圧測定器６７，６８の電圧入力端子と共通接続された電圧測定器６６の一方の電圧入力端子に接続され、電極２５ＵＬ，２５ＵＲが、電圧測定器６６の他方の電圧入力端子に接続されるようにスイッチマトリックス６１を制御する。また、押下点検出部７０は、第３の測定点となる電極２６ＤＬ，２６ＤＲが、電圧測定器６７における電圧測定器６６，６８の電圧入力端子と共通接続されていない電圧入力端子に接続され、第４の測定点となる電極２６ＵＬ，２６ＵＲが、電圧測定器６８における電圧測定器６６，６７の電圧入力端子と共通接続されていない電圧入力端子に接続されるように、スイッチマトリックス６２を制御する。

さらに、第１の役割において、押下点検出部７０は、ｚ軸を位置座標検出軸としている間、電極２５ＤＲを第１の測定点、電極２５ＵＬを第２の測定点とし、電極２６ＤＲを第３の測定点、電極２６ＵＬを第４の測定点とする。そして、押下点検出部７０は、第２の測定点となる電極２５ＵＬと第１の測定点となる電極２５ＤＲの間に定電流源６５の出力電流が流れるようにスイッチマトリックス５１を制御し、電極２５ＤＲが、電圧測定器６７，６８の電圧入力端子と共通接続された電圧測定器６６の一方の電圧入力端子に接続され、電極２５ＵＬが電圧測定器６６の他方の電圧入力端子に接続されるようにスイッチマトリックス６１を制御する。また、押下点検出部７０は、第３の測定点となる電極２６ＤＲが、電圧測定器６７における電圧測定器６６，６８の電圧入力端子と共通接続されていない電圧入力端子に接続され、第４の測定点となる電極２６ＵＬが、電圧測定器６８における電圧測定器６６，６７の電圧入力端子と共通接続されていない電圧入力端子に接続されるように、スイッチマトリックス６２を制御する。

第２の役割は、ｘ軸を位置座標検出軸としている間に電圧測定器６６，６７，６８により測定した電圧値Ｖｂｂｘ，Ｖｘ１，Ｖｘ２に基づいて、ｘ軸の方向における電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対から押下点までの距離Ｌｘ１とその方向における電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対から押下点までの距離Ｌｘ２を算出し、ｙ軸を位置座標検出軸としている間に電圧測定器６６，６７，６８により測定した電圧値Ｖｂｂｙ，Ｖｙ１，Ｖｙ２に基づいて、ｙ軸の方向における電極２５ＤＬ，２５ＤＲの対から押下点までの距離Ｌｙ１とその方向における電極２５ＵＬ，２５ＵＲの対から押下点までの距離Ｌｙ２を算出する役割である。

この第２の役割において、押下点検出部７０は、ｘ軸を位置座標検出軸としている間に
電圧測定器６７により測定した電圧値Ｖｘ１を下記式（３）に入力することにより距離Ｌｘ１を求め、その間に電圧測定器６６，６８により測定した電圧値Ｖｂｂｘ，Ｖｘ２を下記式（４）に入力することにより距離Ｌｘ２を求める。下記式（３），（４）において、Ｉは、定電流源６５の出力電流を示し、ｒｘは、ｘ軸の方向における電極２５ＵＲおよび２５ＤＲの対と電極２５ＵＬおよび２５ＤＬの対の間の単位長さ当たりの抵抗（Ω／ｍ）を示す。
Ｌｘ１＝Ｖｘ１／（Ｉ・ｒｘ）…（３）
Ｌｘ２＝（Ｖｂｂｘ−Ｖｘ２）／（Ｉ・ｒｘ）…（４）

この２つの式によってＬｘ１，Ｌｘ２が求まる理由は以下の通りである。
図２（Ａ）に示すように、押下点が１つである場合、その押下点ＴＰ１が電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対に近いほど押下点ＴＰ１と電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対の間の抵抗Ｒ_RIGHTは小さくなり、押下点ＴＰ１が電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対に近いほど押下点ＴＰ１と電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対の間の抵抗Ｒ_LEFTは小さくなる。また、電圧測定器６７，６８の入力インピーダンスは充分に高いため、抵抗膜２３における電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対と電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対の間に定電流源６５の出力電流Ｉを流している間に抵抗膜２３，２１が接触しても、抵抗膜２１における左右の電極の対を介して電圧測定器６７，６８に電流が流れることはない。
よって、この場合、電圧測定器６７によって測定される電圧値Ｖｘ１および電圧測定器６８によって測定される電圧値Ｖｘ２はいずれも、押下点ＴＰ１と電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対の間の抵抗Ｒ_RIGHTにおける電圧降下量に相当する。また、電圧値Ｖｘ１，Ｖｘ２と電圧測定器６６によって測定される電圧値Ｖｂｂｘの差は、電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対と押下点ＴＰ１の間の抵抗Ｒ_LEFTおける電圧降下量に相当する。
また、図２（Ｂ）に示すように、押下点が２つであり、それらの各々の押下点ＴＰ１，ＴＰ２がｘ軸方向に沿って離間しておらず、ｙ軸方向に沿って離間している場合、押下点ＴＰ１，ＴＰ２は等電位になる。よって、この場合、電圧値Ｖｘ１と電圧値Ｖｘ２は等しくなる。
以上の理由により、図２（Ａ），図２（Ｂ）に示す距離Ｌｘ１は、電圧値Ｖｘ１を式（３）に入力することによって求まり、図２（Ａ），図２（Ｂ）に示す距離Ｌｘ２は、電圧値Ｖｘ２，Ｖｂｂｘを式（４）に入力することによって求まる。

図２（Ｃ）に示すように、押下点が２つであり、それらの各々の押下点ＴＰ１，ＴＰ２がｘ軸方向に沿って離間している場合、抵抗膜２１における押下点ＴＰ１，ＴＰ２の電位は異なった電位になる。そして、抵抗膜２１における電流は、押下点ＴＰ１，ＴＰ２の間の区間において抵抗膜２１と抵抗膜２３とに分流する。従って、この押下点ＴＰ１，ＴＰ２の間の抵抗は、抵抗膜２３における抵抗Ｒ_CENTER1と抵抗膜２１における抵抗Ｒ_CENTER2の合成抵抗Ｒ_CENTER0となる。
よって、この場合、電圧値Ｖｘ１は、押下点ＴＰ１と電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対の間の抵抗Ｒ_RIGHTにおける電圧降下量に相当する。また、電圧値Ｖｘ２と電圧値Ｖｂｂｘの差は、電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対と押下点ＴＰ２の間の抵抗Ｒ_LEFTおける電圧降下量に相当する。
以上の理由により、図２（Ｃ）に示す距離Ｌｘ１は、電圧値Ｖｘ１を式（３）に入力することによって求まり、図２（Ｃ）に示す距離Ｌｘ２は、電圧値Ｖｂｂｘ，Ｖｘ２を式（４）に入力することによって求まる。

また、第２の役割において、押下点検出部７０は、ｙ軸を位置座標検出軸としている間に電圧測定器６７により測定した電圧値Ｖｙ１を下記式（５）に入力することにより距離Ｌｙ１を求め、その間に電圧測定器６６，６８により測定した電圧値Ｖｂｂｙ，Ｖｙ２を下記式（６）に入力することにより距離Ｌｙ２を求める。下記式（５），（６）において、Ｉは、定電流源６５の出力電流を示し、ｒｙは、ｙ軸の方向における電極２５ＤＬおよび２５ＤＲの対と電極２５ＵＬおよび２５ＵＲの対の間の単位長さ当たりの抵抗（Ω／ｍ）を示す。
Ｌｙ１＝Ｖｙ１／（Ｉ・ｒｙ）…（５）
Ｌｙ２＝（Ｖｂｂｙ−Ｖｙ２）／（Ｉ・ｒｙ）…（６）
この２つの式によってＬｙ１，Ｌｙ２が求まる理由は、前掲の式（３）、（４）によってＬｘ１，Ｌｘ２が求まる理由と同じであるため、再度の説明を割愛する。

第３の役割は、距離Ｌｘ１とＬｘ２の和が電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対から電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対までの距離Ｌｘ_MAX未満であるかを判定するとともに、距離Ｌｙ１とＬｙ２の和が電極２５ＤＬ，２５ＤＲの対から電極２５ＵＬ，２５ＵＲの対までの距離Ｌｙ_MAX未満であるかを判定し、その判定結果を基に、ｘ軸の方向における２つの距離Ｌｘ１，Ｌｘ２とｙ軸の方向における２つの距離Ｌｙ１，Ｌｙ２とにより得られる組み合わせのうち１つまたは２つを選び、その組み合わせを基に押下点の座標位置を算出する役割である。
第３の役割において、押下点検出部７０は、Ｌｘ１とＬｘ２の和がＬｘ_MAX未満であるか、または、Ｌｙ１とＬｙ２の和がＬｙ_MAX未満であるとの判定結果を得た場合、押下点の数が２つであるとみなし、Ｌｘ１とＬｘ２の和がＬｘ_MAXと等しく且つＬｙ１とＬｙ２の和がＬｙ_MAXと等しいとの判定結果を得た場合、押下点の数が１つであるとみなす。その上で、以下のようにして押下点の位置を求める。

ａ．Ｌｘ１とＬｘ２の和がＬｘ_MAX未満であり、Ｌｙ１とＬｙ２の和がＬｙ_MAX未満である場合
図３（Ａ）に示すように、この場合、パネル部１１の表面における２つの押下点は、電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対からの距離がＬｘ１となり電極２５ＤＬ，２５ＤＲの対からの距離がＬｙ１となる点ＴＰ１−ａと、電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対からの距離がＬｘ２となり電極２５ＵＬ，２５ＵＲの対からの距離がＬｙ２となる点ＴＰ２−ａにあるか、または、電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対からの距離がＬｘ１となり電極２５ＵＬ，２５ＵＲの対からの距離がＬｙ２となる点ＴＰ１−ｂと、電極２５ＵＬ，２５ＤＬの対からの距離がＬｘ２となり電極２５ＤＬ，２５ＤＲの対からの距離がＬｙ１となる点ＴＰ２−ｂにあるかのどちらかである。
この場合、押下点検出部７０は、ｚ軸を位置座標検出軸としている間に電圧測定器６７により測定した電圧値Ｖｚ１を基にｚ軸の方向における電極２５ＤＲから押下点までの距離Ｌｚ１を算出し、点ＴＰ１−ａおよびＴＰ２−ａの組み合わせと点ＴＰ１−ｂおよびＴＰ２−ｂの組み合わせのうち一方をこのＬｚ１を基に選び、その選んだ組み合わせを基に２つの押下点の位置座標ｘ１，ｙ１およびｘ２，ｙ２を求める。

より詳細に説明すると、押下点検出部７０は、電圧値Ｖｚ１を下記式（７）に入力することにより距離Ｌｚ１を求め、点ＴＰ１−ａから電極２５ＵＲ，２５ＤＲの対までの距離Ｌｘ１と点ＴＰ１−ａから電極２５ＤＬ，２５ＤＲの対までの距離Ｌｙ１を下記式（８）に入力することにより距離Ｌｚ１’を基める。下記式（７）において、Ｉは、定電流源６５の出力電流を示し、ｒｚは、ｚ軸の方向における電極２５ＤＲと電極２５ＵＬの間の単位長さ当たりの抵抗（Ω／ｍ）を示す。
Ｌｚ１＝Ｖｚ１／（Ｉ・ｒｚ）…（７）
Ｌｚ１’＝（Ｌｘ１^２＋Ｌｙ１^２）^１/２…（８）
式（７）によってＬｚ１が求まる理由は、前掲の式（３）によってＬｘ１が求まる理由と同じであるため、再度の説明を割愛する。

ここで、仮に、図３（Ａ）に示す点ＴＰ１−ａに押下点が位置していた場合、前掲の式（７）により求まるＬｚ１は、前掲の式（８）により求まる距離Ｌｚ１’と等しくなるはずである。
よって、押下点検出部７０は、Ｌｚ１とＬｚ１’が等しい場合、点ＴＰ１−ａを含む方の組み合わせを選択した上で、距離Ｌｘ１，Ｌｘ２，Ｌｙ１，Ｌｙ２を、電極２５ＤＲを原点とする座標値に変換する。すなわち、一方の押下点ＴＰ１のｘ軸およびｙ軸の座標値を、Ｌｘ１，Ｌｙ１とし、他方の押下点ＴＰ２のｘ軸およびｙ軸の座標値を、Ｌｘ_MAX−Ｌｘ２，Ｌｙ_MAX−Ｌｙ２とする。また、押下点検出部７０は、Ｌｚ１とＬｚ１’が等しくない場合、点ＴＰ１−ａを含まない方の組み合わせを選択した上で、距離Ｌｘ１，Ｌｘ２，Ｌｙ１，Ｌｙ２を、電極２５ＤＲを原点とする座標値に変換する。すなわち、一方の押下点ＴＰ１のｘ軸およびｙ軸の座標値を、Ｌｘ１，Ｌｙ_MAX−Ｌｙ２とし、他方の押下点ＴＰ２のｘ軸およびｙ軸の座標値を、Ｌｘ_MAX−Ｌｘ２，Ｌｙ１とする。

ｂ．Ｌｘ１とＬｘ２の和がＬｘ_MAXと等しく、Ｌｙ１とＬｙ２の和がＬｙ_MAX未満である場合
図３（Ｂ）に示すように、この場合、パネル部１１の表面における２つの押下点は、ｘ軸の方向の位置を同じくし、ｙ軸の方向の位置を異にする２つの点ＴＰ１−ａ，ＴＰ２−ａにある。この場合、押下点検出部７０は、一方の押下点ＴＰ１のｘ軸およびｙ軸の座標値を、Ｌｘ１，Ｌｙ１とし、他方の押下点ＴＰ２のｘ軸およびｙ軸の座標値を、Ｌｘ１，Ｌｙ_MAX−Ｌｙ２とする。

ｃ．Ｌｘ１とＬｘ２の和がＬｘ_MAX未満であり、Ｌｙ１とＬｙ２の和がＬｙ_MAXと等しい場合
図３（Ｃ）に示すように、この場合、パネル部１１の表面における２つの押下点は、ｘ軸の方向の位置を異にし、ｙ軸の方向の位置を同じくする２つの点ＴＰ１−ａ，ＴＰ２−ａにある。この場合、押下点検出部７０は、一方の押下点ＴＰ１のｘ軸およびｙ軸の座標値を、Ｌｘ１，Ｌｙ１とし、他方の押下点ＴＰ２のｘ軸およびｙ軸の座標値を、Ｌｘ_MAX−Ｌｘ２，Ｌｙ１とする。

ｄ．Ｌｘ１とＬｘ２の和がＬｘ_MAXと等しく、Ｌｙ１とＬｙ２の和がＬｙ_MAXと等しい場合
この場合、押下点検出部７０は、パネル部１１の表面における唯一の押下点ＴＰ１のｘ軸およびｙ軸の座標値を、Ｌｘ１，Ｌｙ１とする。

以上説明した本実施形態では、押下点検出部７０は、ｘ軸を位置座標検出軸としている間、第２の測定点である電極２５ＵＬ，２５ＤＬと第１の測定点である電極２５ＵＲ，２５ＤＲの間に定電流源６５の出力電流を流し、ｙ軸を位置座標検出軸としている間、第２の測定点である電極２５ＵＬ，２５ＵＲと第１の測定点である電極２５ＤＬ，２５ＤＲの間に定電流源６５の出力電流を流す。その上で、押下点検出部７０は、ｘ軸を位置座標検出軸としている間に電圧測定器６７により測定した電圧値Ｖｘ１を基に、押下点と第１の測定点の間の距離Ｌｘ１を求め、電圧測定器６６，６８により測定した電圧値Ｖｂｂｘ，Ｖｘ２を基に、押下点と第２の測定点の間の距離Ｌｘ２を求める。さらに、押下点検出部７０は、ｙ軸を位置座標検出軸としている間に電圧測定器６７により測定した電圧値Ｖｙ１を基に、押下点と第１の測定点の間の距離Ｌｙ１を求め、電圧測定器６６，６８により測定した電圧値Ｖｂｂｙ，Ｖｙ２を基に、押下点と第２の測定点の間の距離Ｌｙ２を求める。そして、押下点検出部７０は、これらの距離Ｌｘ１，Ｌｘ２，Ｌｙ１，Ｌｙ２を基に、２つの押下点のうち一方の位置を示す座標値ｘ１，ｙ１と、他方の位置を示す座標値ｘ２，ｙ２とを求める。これにより、パネル部１１の表面の２点が押下された場合でも、その各々の位置を個別に検出することができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
（１）上記実施形態において、押下点検出部７０は、Ｌｘ１とＬｘ２の和がＬｘ_MAX未満であり、Ｌｙ１とＬｙ２の和がＬｙ_MAX未満である場合、ｚ軸を位置座標検出軸としている間に電圧測定器６７により測定した電圧値Ｖｚ１を基に、ｚ軸の方向における電極２５ＤＲから押下点までの距離Ｌｚ１を算出し、点ＴＰ１−ａおよびＴＰ２−ａの組み合わせと点ＴＰ１−ｂおよびＴＰ２−ｂの組み合わせのうちこのＬｚ１と整合するものを選択した。しかし、ｚ軸を位置座標検出軸としている間に電圧測定器６６，６８により測定した電圧値Ｖｂｂｚ，Ｖｚ２を基に、ｚ軸の方向における電極２５ＵＬから押下点までの距離Ｌｚ２を算出し、このＬｚ２と整合するものを選んでもよい。また、Ｌｚ１およびＬｚ２を求め、それらの両者と整合するものを選んでもよい。
（２）上記実施形態において、ｘ軸を位置座標検出軸としている間、電極２６ＵＲと電極２５ＵＲ，２５ＤＲの間の電圧値Ｖｘ１１、電極２６ＤＲと電極２５ＵＲ，２５ＤＲの間の間の電圧値Ｖｘ１２，電極２６ＵＬと電極２５ＵＲ，２５ＤＲの間の電圧値Ｖｘ２１、電極２６ＤＬと電極２５ＵＲ，２５ＤＲの間の電圧値Ｖｘ２２を４つの電圧測定器により個別に測定し、ｙ軸を位置座標検出軸としている間、電極２６ＤＬと電極２５ＤＬ，２５ＤＲの間の電圧値Ｖｙ１１、電極２６ＤＲと電極２５ＤＬ，２５ＤＲの間の間の電圧値Ｖｙ１２，電極２６ＵＬと電極２５ＤＬ，２５ＤＲの間の電圧値Ｖｙ２１、電極２６ＵＲと電極２５ＤＬ，２５ＤＲの間の電圧値Ｖｙ２２を４つの電圧測定器により個別に測定してもよい。この場合において、押下点検出部７０は、電圧値Ｖｘ１１およびＶｘ１２のうち低い方の値を前掲の式（３）にＶｘ１の代わりに代入して距離Ｌｘ１を求め、電圧値Ｖｘ２１およびＶｘ２２のうち高い方の値を前掲の式（４）にＶｘ２の代わりに代入して距離Ｌｘ２を求め、電圧値Ｖｙ１１およびＶｙ１２のうち低い方の値を前掲の式（３）にＶｙ１の代わりに代入して距離Ｌｙ１を求め、電圧値Ｖｙ２１およびＶｙ２２のうち高い方の値を前掲の式（４）にＶｙ２の代わりに代入して距離Ｌｙ２を求めるようにするとよい。この実施形態によれば、抵抗膜２１に電界分布の歪みが生じた場合においても、２つの押下点の位置座標を精度よく検出できる。

この発明の一実施形態であるタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。図１に示すタッチパネル装置のパネル部の表面における押下点とその抵抗膜の抵抗を模式的に示す図である。図１に示すタッチパネル装置のパネル部を含む仮想平面と、その仮想平面内における押下点の位置の例を示す図である。４線式の従来のタッチパネル装置の構成を示す図である。８線式の従来のタッチパネル装置の構成を示す図である。５線式の従来のタッチパネル装置の構成を示す図である。従来のタッチパネル装置の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１０…タッチパネル装置、１１…パネル部、２１，２３…抵抗膜、２２…ドットスペーサ、２５，２６…電極、３０…ＰＥＴフィルム，４０…ガラス板、７０…押下点検出部、５０…電流供給部、５１，６１…スイッチマトリックス、６０…電圧測定部、６５…定電流源、６６，６７，６８…電圧測定器。

Claims

複数の電極が設けられた第１の抵抗膜と複数の電極が設けられた第２の抵抗膜とを間隙を挟んで対向させたパネル部と、
定電流源と、
前記パネル部を含む仮想平面内において互いに交差する複数の仮想的な軸の各々を位置座標検出軸として選択し、前記第１の抵抗膜において位置座標検出軸の方向に沿って離間した１個または複数の電極のうち一方の１個または複数の電極を第１の測定点、他方の１個または複数の電極を第２の測定点とするとともに、前記第２の抵抗膜において位置座標検出軸の方向に沿って離間した１個または複数の電極のうち一方の１個または複数の電極を第３の測定点、他方の１個または複数の電極を第４の測定点とし、前記第２の測定点と前記第１の測定点の間に前記定電流源の出力電流を流しつつ、前記第１の測定点と前記第２の測定点の間の電圧、前記第１の測定点と前記第３の測定点の間の電圧、および前記第１の測定点と前記第４の測定点の間の電圧を測定し、測定した電圧に基づき、位置座標検出軸における前記第１の測定点から押下点までの第１の距離と前記第２の測定点から押下点までの第２の距離を算出し、位置座標検出軸ごとに得られる第１および第２の距離の算出結果に基づいて前記パネル部における１または２つの押下点の位置座標を算出する押下点検出手段と
を具備することを特徴とするタッチパネル装置。
前記押下点検出手段は、ある軸を位置座標検出軸として選択した場合に算出される第１および第２の距離の和が所定値未満である場合に、２つの押下点の位置座標を算出することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
前記押下点検出手段は、位置座標検出軸として、互いに直交するｘ軸およびｙ軸と、前記ｘ軸およびｙ軸の各々と斜めに交差するｚ軸の各軸を各々選択し、ｘ軸を選択したときに第１の距離Ｌｘ１および第２の距離Ｌｘ２が得られ、ｙ軸を選択したときに第１の距離Ｌｙ１および第２の距離Ｌｙ２が得られ、ｚ軸を選択したときに第１の距離Ｌｚ１および第２の距離Ｌｚ２のうち少なくとも一方が得られたとき、距離Ｌｚ１およびＬｚ２のうち少なくとも一方に基づき、距離Ｌｘ１，Ｌｘ２，Ｌｙ１，Ｌｙ２の中から２つの押下点の各々のｘ座標値およびｙ座標値の算出に用いる距離の組み合わせを選択す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装置。