JP6661309B2

JP6661309B2 - タッチパネル装置

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Publication number: JP6661309B2
Application number: JP2015173838A
Authority: JP
Inventors: 祐仁牧内
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2015-09-03
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2020-03-11
Anticipated expiration: 2035-09-03
Also published as: US20170068358A1; JP2017049878A; US10235003B2

Description

本発明は、タッチパネル装置に関する。

従来より、２点の同時タッチを検出する抵抗膜方式のタッチパネルが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。また、２点の同時タッチを検出する４線式の抵抗膜方式のタッチパネルが知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開平１１−２３２０２３号公報特表２０１１−５０２３１４号公報特開２０１２−９４００３号公報

例えば、従来方式では、タッチされた２点間の中点を検出するためのパネル駆動回路と、タッチされた２点の位置を検出するためのパネル駆動回路とがそれぞれ専用に必要であった。また、タッチされた１点のＸ座標を検出するために駆動回路の切り替えが必要になり、タッチされた１点のＹ座標を検出するために駆動回路の切り替えが必要になる。このため、タッチされた２点の位置を検出するために駆動回路の切り替えが計４回必要になる。さらに、タッチされた２点間の中点の位置の測定時間とタッチされた２点間の距離の測定時間とが個別に必要であった。つまり、従来方式では、タッチされた２点のＸ座標又はＹ座標を一度に測定することが出来なかった。

本発明は、タッチされた２点のＸ座標又はＹ座標を一度に測定することができるタッチパネル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、明細書に開示されたタッチパネル装置は、第１の抵抗膜と、前記第１の抵抗膜に対向する第２の抵抗膜と、前記第１の抵抗膜上に配置され、前記第１の抵抗膜に第１電圧を印加する一対の第１電極と、前記第１電圧の印加方向と同じ方向の前記第２の抵抗膜の両端に配置される一対の第２電極と、前記一対の第２電極に接続され、前記第１の抵抗膜が前記第２の抵抗膜に２点で接触した場合の前記一対の第２電極のそれぞれにかかる電圧を検出する第１検出手段と、前記第１検出手段で検出されたそれぞれの電圧に基づいて、前記第１電圧の印加方向における前記２点の座標を算出する算出手段とを備える。

本発明によれば、タッチされた２点のＸ座標又はＹ座標を一度に測定することができる。

第１の実施の形態に係るタッチパネル装置で２点が入力された場合の電圧の検出原理を示す図である。第１の実施の形態に係るタッチパネル装置の構成図である。Ｘ方向の入力座標の検出時のタッチパネル装置の回路状態を示す図である。Ｘ方向の入力座標の検出時の各スイッチのオン／オフ状態及び各ＡＤコンバータの使用／未使用状態を示す図である。Ｙ方向の入力座標の検出時のタッチパネル装置の回路状態を示す図である。Ｙ方向の入力座標の検出時の各スイッチのオン／オフ状態及び各ＡＤコンバータの使用／未使用状態を示す図である。（Ａ）は、第２の実施の形態に係るタッチパネル装置の構成図である。（Ｂ）は、電圧検出用の電極の変形例を示す図である。（Ａ）は、棒状電極が設けられた上部透明導電膜上に２点入力が実行された状態を示す図である。（Ｂ）は、点電極が設けられた上部透明導電膜上に２点入力が実行された状態を示す図である。Ｘ方向の入力座標の検出時のタッチパネル装置の回路状態を示す図である。Ｘ方向の入力座標の検出時の各スイッチのオン／オフ状態及び各ＡＤコンバータの使用／未使用状態を示す図である。Ｙ方向の入力座標の検出時のタッチパネル装置の回路状態を示す図である。Ｙ方向の入力座標の検出時の各スイッチのオン／オフ状態及び各ＡＤコンバータの使用／未使用状態を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るタッチパネル装置で２点が入力された場合の電圧の検出原理を示す図である。

図１のタッチパネル装置１は、抵抗膜方式のタッチパネル装置であり、同じ大きさの上部透明導電膜２及び下部透明導電膜３を備えている。上部透明導電膜２と下部透明導電膜３との間には、空隙１１が形成されている。ユーザが上部透明導電膜２上の２点（例えば、入力点Ａ及び入力点Ｂ）を押下することで当該２点が下部透明導電膜３上の２点（例えば、点Ｃ及び点Ｄ）に接触する。

上部透明導電膜２は、電圧を検出するための点電極５，６を備えている。電圧を検出する上部透明導電膜２上の点電極５，６は、電圧の印加方向（電極９から電極１０への方向、即ち、Ｘ方向）と同じ方向の上部透明導電膜２の両端に配置されている。点電極５，６の形状は特に点形状に限定されず、棒状でもよい。点電極５には点電極５の電圧を検出するための検出部７が接続されており、点電極６には点電極６の電圧を検出するための検出部８が接続されている。図１では、点電極５と入力点Ａとの間の上部透明導電膜２の抵抗を抵抗Ｒ４で示し、入力点Ａと入力点Ｂとの間の上部透明導電膜２の抵抗を抵抗Ｒ５で示し、入力点Ｂと点電極６との間の上部透明導電膜２の抵抗を抵抗Ｒ６で示している。

下部透明導電膜３は、電圧を印加するための電極９，１０を備えている。電極９，１０の形状は特に棒状に限定されず、点電極でもよい。図１では、電極９と点Ｃとの間の下部透明導電膜３の抵抗を抵抗Ｒ１で示し、点Ｃと点Ｄとの間の下部透明導電膜３の抵抗を抵抗Ｒ２で示し、点Ｄと電極１０との間の下部透明導電膜３の抵抗を抵抗Ｒ３で示している。

ここで、電極９には５Ｖの電圧が印加され、電極１０はグランド（０Ｖ）に接続されているものとする。また、上部透明導電膜２上の２点（例えば、入力点Ａ及び入力点Ｂ）が下部透明導電膜３上の２点（例えば、点Ｃ及び点Ｄ）に接触する場合の入力点Ａの電圧をＶａとし、その場合の入力点Ｂの電圧をＶｂとする。さらに、検出部７の検出電圧をＶ１とし、検出部８の検出電圧をＶ２とする。

入力点Ａの電圧Ｖａは下記式（１）で表される。
電圧Ｖａ＝５×（Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３） …（１）
入力点Ｂの電圧Ｖｂは下記式（２）で表される。
電圧Ｖｂ＝５×（Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３） …（２）
異なる２つの入力点Ａ及び入力点Ｂの電圧Ｖａ，Ｖｂからの出力電圧を、それぞれ異なる方向の検出部７，８で検出した場合、検出電圧Ｖ１及びＶ２は、ミルマンの定理より、下記式（３）及び（４）に従ってそれぞれ算出される。
検出電圧Ｖ１＝{Ｖａ×１／Ｒ４＋Ｖｂ×１／（Ｒ４＋Ｒ５）}／{１／Ｒ４＋１／（Ｒ４＋Ｒ５）} …（３）
検出電圧Ｖ２＝{Ｖａ×１／（Ｒ５＋Ｒ６）＋Ｖｂ×１／Ｒ６}／{１／（Ｒ５＋Ｒ６）＋１／Ｒ６} …（４）

また、検出電圧Ｖ１及びＶ２を用いることで、下記の情報（i）、（ii）が得られる。
（i）検出電圧Ｖ１及びＶ２の差分の絶対値（｜Ｖ１−Ｖ２｜）が、入力点Ａと入力点Ｂとの間の距離に比例する。より具体的には、検出電圧Ｖ１及びＶ２の差分の絶対値（｜Ｖ１−Ｖ２｜）は、電極９及び１０の間の距離に対する電極９及び１０の間の電位差の割合に、入力点Ａと入力点Ｂとの間の距離を乗算した値になる。つまり、情報（i）は下記式（５）で示され、入力点Ａと入力点Ｂとの間の距離は、下記式（６）で示される。

（ii）検出電圧Ｖ１及びＶ２の平均値が、入力点Ａと入力点Ｂとの間の中間電位を示す。従って、入力点Ａと入力点Ｂとの間の中間座標は、電極９及び１０の間の電位差に対する検出電圧Ｖ１及びＶ２の平均値の割合に、電極９及び１０の間の距離を乗算した値によって算出される。つまり、入力点Ａと入力点Ｂとの間の中間座標は、下記式（７）で示される。

従って、入力点Ａ及び入力点Ｂの座標は、式（７）で算出される中間座標から式（６）で算出される距離の半分を増減することにより、算出される。

図２は、第１の実施の形態に係るタッチパネル装置の構成図である。

図２のタッチパネル装置１００では、既存の４線式の抵抗膜方式のタッチパネルに、電圧印加方向と同じ方向から電圧の測定を行うための複数の電極を追加している。

タッチパネル装置１００は、上部透明導電膜１０１、下部透明導電膜１２１及びコントローラ１１０を備えている。上部透明導電膜１０１と下部透明導電膜１２１とのサイズは同一であり、その間には、空隙１０９が形成されている。ユーザが上部透明導電膜１０１を押下することで、上部透明導電膜１０１は下部透明導電膜１２１に接触する。

上部透明導電膜１０１は、電圧を印加するための棒状電極１０２及び１０３並びに電圧を検出するための点電極１０４及び１０５を備えている。棒状電極１０２及び１０３は、Ｘ方向に延設され、上部透明導電膜１０１のＸ方向と平行な端部にそれぞれ配置されている。点電極１０４及び１０５は、上部透明導電膜１０１の左右の端部（具体的には上部透明導電膜１０１のＹ方向と平行な端部の中央）にそれぞれ配置されている。

つまり、上部透明導電膜１０１では、新たな点電極１０４及び１０５が、既存の上部透明導電膜に含まれる棒状電極１０２及び１０３に追加されている。なお、新たに追加される電極は、棒状電極１０２及び１０３間に形成される等電位分布に影響を与えないために、点電極（つまり点電極１０４及び１０５）であることが好ましい。

棒状電極１０２には、スイッチ１０６の一端が接続されており、スイッチ１０６の他端が電源電圧（Vcc）１０７に接続されている。棒状電極１０３には、スイッチ１０８の一端が接続されており、スイッチ１０８の他端がグランド（GND）に接続されている。例えば、電源電圧（Vcc）１０７は５Ｖである。

下部透明導電膜１２１は、電圧を印加するための棒状電極１２２及び１２３並びに電圧を検出するための点電極１２４及び１２５を備えている。棒状電極１２２及び１２３は、Ｙ方向に延設され、下部透明導電膜１２１のＹ方向と平行な端部にそれぞれ配置されている。点電極１２４及び１２５は、下部透明導電膜１２１のＸ方向と平行な端部の中央にそれぞれ配置されている。

つまり、下部透明導電膜１２１では、新たな点電極１２４及び１２５が、既存の下部透明導電膜に含まれる棒状電極１２２及び１２３に追加されている。なお、新たに追加される電極は、棒状電極１２２及び１２３間に形成される等電位分布に影響を与えないために、点電極（つまり点電極１２４及び１２５）であることが好ましい。

棒状電極１２２には、スイッチ１２６の一端が接続されており、スイッチ１２６の他端が電源電圧（Vcc）１０７に接続されている。棒状電極１２３には、スイッチ１２７の一端が接続されており、スイッチ１２７の他端がグランド（GND）に接続されている。

コントローラ１１０は、ＡＤコンバータ１１１〜１１４と、スイッチ１０６、１０８、１２６及び１２７をオン／オフさせるオン／オフ信号を出力する制御端子１１５〜１１８とを備えている。ＡＤコンバータ１１１〜１１４は点電極１０４、１０５、１２４及び１２５にそれぞれ接続されている。制御端子１１５〜１１８はスイッチ１０６、１０８、１２６及び１２７にそれぞれ接続されている。スイッチ１０６、１０８、１２６及び１２７は、例えばトランジスタである。

上部透明導電膜１０１及び下部透明導電膜１２１のいずれか一方が第１の抵抗膜として機能し、他方が第２の抵抗膜として機能する。上部透明導電膜１０１が第１の抵抗膜として機能する場合には、棒状電極１０２及び１０３が第１電極として機能し、点電極１２４及び１２５が第２電極として機能し、ＡＤコンバータ１１３及び１１４が第１検出手段として機能する。さらに、上部透明導電膜１０１が第１の抵抗膜として機能する場合には、棒状電極１２２及び１２３が第３電極として機能し、点電極１０４及び１０５が第４電極として機能し、ＡＤコンバータ１１１及び１１２が第２検出手段として機能する。

下部透明導電膜１２１が第１の抵抗膜として機能する場合には、棒状電極１２２及び１２３が第１電極として機能し、点電極１０４及び１０５が第２電極として機能し、ＡＤコンバータ１１１及び１１２が第１検出手段として機能する。下部透明導電膜１２１が第１の抵抗膜として機能する場合には、棒状電極１０２及び１０３が第３電極として機能し、点電極１２４及び１２５が第４電極として機能し、ＡＤコンバータ１１３及び１１４が第２検出手段として機能する。コントローラ１１０は算出手段として機能する。

図３は、Ｘ方向の入力座標の検出時のタッチパネル装置の回路状態を示す図である。図４は、Ｘ方向の入力座標の検出時の各スイッチのオン／オフ状態及び各ＡＤコンバータの使用／未使用状態を示す図である。

Ｘ方向の入力座標の検出時には、コントローラ１１０は、制御端子１１５及び１１６からオフ信号を出力し、スイッチ１０６及び１０８をオフにする。コントローラ１１０は、制御端子１１７及び１１８からオン信号を出力し、スイッチ１２６及び１２７をオンにする。さらに、コントローラ１１０は、ＡＤコンバータ１１１及び１１２を使用状態にし、ＡＤコンバータ１１３及び１１４を未使用状態にする。これにより、下部透明導電膜１２１のＸ方向に電位分布が形成されるため、上部透明導電膜１０１上の点電極１０４及び１０５に接続されたＡＤコンバータ１１１及び１１２が、入力位置に応じた電圧を取得する。

１点入力の場合、ＡＤコンバータ１１１及び１１２の検出電圧は等しくなる。従って、コントローラ１１０は、棒状電極１２２及び１２３の間の電位差に対する検出電圧の割合に、棒状電極１２２及び１２３の間の距離を乗算した値によってＸ方向の入力座標を算出する。つまり、Ｘ方向の入力座標は、下記式（８）で示される。このとき、棒状電極１２２及び１２３の間の電位差並びに棒状電極１２２及び１２３の間の距離は、予めコントローラ１１０に設定されている。

２点入力の場合（入力位置がＸ方向に離れた２点である場合）、ＡＤコンバータ１１１の検出電圧はＡＤコンバータ１１２の検出電圧よりも大きい。このとき、コントローラ１１０は、上記式（６）並びにＡＤコンバータ１１１の検出電圧及びＡＤコンバータ１１２の検出電圧に基づいて、Ｘ方向の２点の入力位置の距離を算出する。さらに、コントローラ１１０は、上記式（７）並びにＡＤコンバータ１１１の検出電圧及びＡＤコンバータ１１２の検出電圧に基づいて、Ｘ方向の２点の入力位置の中間座標を算出する。この場合、式（６）及び式（７）の電極９，１０は、電極１２２，１２３に対応し、入力点Ａ及びＢが２点の入力位置に対応する。そして、コントローラ１１０は、式（７）で算出される中間座標から式（６）で算出される距離の半分を増減することにより、Ｘ方向の２点の入力位置の座標を算出する。

図５は、Ｙ方向の入力座標の検出時のタッチパネル装置の回路状態を示す図である。図６は、Ｙ方向の入力座標の検出時の各スイッチのオン／オフ状態及び各ＡＤコンバータの使用／未使用状態を示す図である。

Ｙ方向の入力座標の検出時には、コントローラ１１０は、制御端子１１５及び１１６からオン信号を出力し、スイッチ１０６及び１０８をオンにする。コントローラ１１０は、制御端子１１７及び１１８からオフ信号を出力し、スイッチ１２６及び１２７をオフにする。さらに、コントローラ１１０は、ＡＤコンバータ１１１及び１１２を未使用状態にし、ＡＤコンバータ１１３及び１１４を使用状態にする。これにより、上部透明導電膜１０１のＹ方向に電位分布が形成されるため、下部透明導電膜１２１上の点電極１２４及び１２５に接続されたＡＤコンバータ１１３及び１１４が、入力位置に応じた電圧を取得する。

１点入力の場合、ＡＤコンバータ１１３及び１１４の検出電圧は等しくなる。従って、コントローラ１１０は、棒状電極１０２及び１０３の間の電位差に対する検出電圧の割合に、棒状電極１０２及び１０３の間の距離を乗算した値によってＹ方向の入力座標を算出する。つまり、Ｙ方向の入力座標は、下記式（９）で示される。このとき、棒状電極１０２及び１０３の間の電位差並びに棒状電極１０２及び１０３の間の距離は、予めコントローラ１１０に設定されている。

２点入力の場合（入力位置がＹ方向に離れた２点である場合）、ＡＤコンバータ１１３の検出電圧はＡＤコンバータ１１４の検出電圧よりも大きい。このとき、コントローラ１１０は、上記式（６）並びにＡＤコンバータ１１３の検出電圧及びＡＤコンバータ１１４の検出電圧に基づいて、Ｙ方向の２点の入力位置の距離を算出する。さらに、コントローラ１１０は、上記式（７）並びにＡＤコンバータ１１３の検出電圧及びＡＤコンバータ１１４の検出電圧に基づいて、Ｙ方向の２点の入力位置の中間座標を算出する。この場合、式（６）及び式（７）の電極９，１０は、棒状電極１０２，１０３に対応し、入力点Ａ及びＢが２点の入力位置に対応する。そして、コントローラ１１０は、式（７）で算出される中間座標から式（６）で算出される距離の半分を増減することにより、Ｙ方向の２点の入力位置の座標を算出する。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、タッチパネル装置１００は、下部透明導電膜１２１上に配置され、下部透明導電膜１２１に電圧を印加する一対の棒状電極１２２及び１２３と、電圧の印加方向（ここではＸ方向）と同じ方向の上部透明導電膜１０１の両端に配置される一対の点電極１０４及び１０５と、上部透明導電膜１０１が下部透明導電膜１２１に２点で接触した場合に一対の点電極１０４及び１０５にかかるそれぞれの電圧を検出するＡＤコンバータ１１１及び１１２と、ＡＤコンバータ１１１及び１１２で検出されたそれぞれの電圧に基づいて、電圧の印加方向における２点の座標を算出するコントローラ１１０とを備えている。あるいは、タッチパネル装置１００は、上部透明導電膜１０１上に配置され、上部透明導電膜１０１に電圧を印加する一対の棒状電極１０２及び１０３と、電圧の印加方向（ここではＹ方向）と同じ方向の下部透明導電膜１２１の両端に配置される一対の点電極１２４及び１２５、上部透明導電膜１０１が下部透明導電膜１２１に２点で接触した場合にる一対の点電極１２４及び１２５にかかるそれぞれの電圧を検出するＡＤコンバータ１１３及び１１４と、ＡＤコンバータ１１３及び１１４で検出されたそれぞれの電圧に基づいて、電圧の印加方向における２点の座標を算出するコントローラ１１０とを備えている。

従って、タッチパネル装置１００は、タッチされた２点のＸ座標又はＹ座標を一度に測定することができる。また、本実施の形態によれば、２点のＸ座標を一度に測定した後に、電圧の印加方向をＸ方向からＹ方向に切り替えることで、２点のＹ座標を一度に測定することができる。あるいは、２点のＹ座標を一度に測定した後に、電圧の印加方向をＹ方向からＸ方向に切り替えることで、２点のＸ座標を一度に測定することができる。よって、従来のタッチパネル装置よりも２点の座標の測定時間を短縮することができる。また、タッチパネル装置１００は、タッチされた２点間の中点を検出するためのパネル駆動回路と、タッチされた２点の位置を検出するためのパネル駆動回路とを別々に備える必要がないので、従来のタッチパネル装置と比べて、パネル駆動回路（即ち、電圧の印加方向を切り替えるためのスイッチ１０６，１０８，１２６，１２７や制御端子１１５−１１８）を簡略化することができる。

（第２の実施の形態）
図７（Ａ）は、第２の実施の形態に係るタッチパネル装置の構成図である。図７（Ｂ）は、電圧検出用の電極の変形例を示す図である。

図７（Ａ）のタッチパネル装置２００では、既存の５線式の抵抗膜方式のタッチパネルに、電圧印加方向と同じ方向から電圧の測定を行うための複数の電極を追加している。尚、タッチパネルとして、７線式のタッチパネルを利用してもよい。

タッチパネル装置２００は、上部透明導電膜２０１、下部透明導電膜２２１及びコントローラ２１０を備えている。上部透明導電膜２０１と下部透明導電膜２２１とのサイズは同一であり、その間には、空隙２０６が形成されている。ユーザが上部透明導電膜２０１を押下することで、上部透明導電膜２０１は下部透明導電膜２２１に接触する。

上部透明導電膜２０１は、電圧を検出するための棒状電極２０２〜２０５を備えている。棒状電極２０２及び２０３は、Ｘ方向に延設され、上部透明導電膜２０１のＸ方向と平行な端部にそれぞれ配置されている。棒状電極２０４及び２０５は、Ｙ方向に延設され、上部透明導電膜２０１のＹ方向と平行な端部にそれぞれ配置されている。

つまり、上部透明導電膜２０１では、既存の上部透明導電膜に含まれる１つの電極に加えて新たな３つの電極が追加されている。尚、５線式のタッチパネルでは、上部透明導電膜２０１は電圧の検出にのみ使用されるため、図２の４線式のタッチパネルのように、追加電極による電位分布の乱れを考慮しなくてもよい。そのため、点状電極又は棒状電極を電圧印加方向と同じ方向の４ヶ所に任意に配置する。図７（Ａ）の例では、上部透明導電膜２０１は、４つの棒状電極２０２〜２０５を備えているが、図７（Ｂ）に示すように、上部透明導電膜２０１は、４つの点電極２０２ａ〜２０５ａを備えていてもよい。図７（Ｂ）の場合、点電極２０２ａ及び２０３ａがＸ方向と平行な上部透明導電膜２０１の端部の中央にそれぞれ配置されており、点電極２０４ａ及び２０５ａがＹ方向と平行な上部透明導電膜２０１の端部の中央にそれぞれ配置されている。

下部透明導電膜２２１は、電圧を印加するための点電極２２２〜２２５を備えている。点電極２２２〜２２５は下部透明導電膜２２１の４隅にそれぞれ配置されている。点電極２２２にはスイッチ２２６の一端が接続されており、スイッチ２２６の他端は電源電圧（Vcc）２０７に接続されている。点電極２２３にはスイッチ２２７及び２２８の一端が接続されている。スイッチ２２７の他端は電源電圧（Vcc）２０７に接続されている。スイッチ２２８の他端はグランド（GND）に接続されている。点電極２２４にはスイッチ２２９及び２３０の一端が接続されている。スイッチ２２９の他端は電源電圧（Vcc）２０７に接続されている。スイッチ２３０の他端はグランド（GND）に接続されている。点電極２２５にはスイッチ２３１の一端が接続されており、スイッチ２３１の他端はグランド（GND）に接続されている。例えば、電源電圧（Vcc）２０７は５Ｖである。

コントローラ２１０は、ＡＤコンバータ２１１〜２１４と、スイッチ２２６〜２３１をオン／オフさせるオン／オフ信号を出力する制御端子２１５〜２２０とを備えている。図７（Ａ）ではＡＤコンバータ２１１〜２１４は棒状電極２０２〜２０５にそれぞれ接続されている。図７（Ｂ）の上部透明導電膜２０１が使用される場合には、図７（Ａ）のＡＤコンバータ２１１〜２１４は、点電極２０２ａ〜２０５ａにそれぞれ接続される。制御端子２１５〜２２０はスイッチ２２６〜２３１にそれぞれ接続されている。スイッチ２２６〜２３１は、例えばトランジスタである。

下部透明導電膜２２１は第１の抵抗膜として機能し、上部透明導電膜２０１が第２の抵抗膜として機能する。点電極２２２及び２２３（又は点電極２２４及び２２５）が第１電極として機能する場合には、棒状電極２０２及び２０３が第２電極として機能し、ＡＤコンバータ２１３及び２１４が第１検出手段として機能する。点電極２２２及び２２３（又は点電極２２４及び２２５）が第１電極として機能する場合には、点電極２２２及び２２４（又は点電極２２３及び２２５）が第３電極として機能し、棒状電極２０４及び２０５が第４電極として機能し、ＡＤコンバータ２１１及び２１２が第２検出手段として機能する。

点電極２２２及び２２４（又は点電極２２３及び２２５）が第１電極として機能する場合には、棒状電極２０４及び２０５が第２電極として機能し、ＡＤコンバータ２１１及び２１２が第１検出手段として機能する。点電極２２２及び２２４（又は点電極２２３及び２２５）が第１電極として機能する場合には、点電極２２２及び２２３（又は点電極２２４及び２２５）が第３電極として機能し、棒状電極２０２及び２０３が第４電極として機能し、ＡＤコンバータ２１３及び２１４が第２検出手段として機能する。コントローラ２１０は算出手段として機能する。

図８（Ａ）は、棒状電極が設けられた上部透明導電膜上に２点入力が実行された状態を示す図である。図８（Ｂ）は、点電極が設けられた上部透明導電膜上に２点入力が実行された状態を示す図である。図８（Ａ）では、上部透明導電膜２０１上の棒状電極２０２及び２０３の図示が省略されている。図８（Ｂ）では、上部透明導電膜２０１上の棒状電極２０２ａ及び２０３ａの図示が省略されている。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）の２点３０１及び３０２は、Ｘ方向に平行な（即ち、Ｙ方向に垂直な）２点の入力位置を示す。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）の２点３０３及び３０４は、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜めの２点の入力位置を示す。つまり、２点３０３及び３０４を結ぶ直線は、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜めに交差する。

図８（Ａ）において、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜めの２点３０３及び３０４を入力した場合、Ｘ方向に平行に２点３０１及び３０２を入力した場合と同様に、入力された２点からそれぞれの棒状電極までの距離は変わらない。すなわち、点３０３から棒状電極２０４までの距離は、点３０１から棒状電極２０４までの距離と同一であり、点３０４から棒状電極２０５までの距離は、点３０２から棒状電極２０５までの距離と同一である。

図８（Ｂ）において、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜めの２点３０３及び３０４を入力した場合、Ｘ方向に平行に２点３０１及び３０２を入力した場合と異なり、入力された２点からそれぞれの点電極までの距離は変わる。すなわち、点３０３から点電極２０４ａまでの距離は、点３０１から点電極２０４ａまでの距離よりも長く、点３０４から点電極２０５ａまでの距離は、点３０２から点電極２０５ａまでの距離よりも長い。

従って、斜め方向の２点入力が行われる場合、２点の入力位置からそれぞれの点電極までの距離が測定結果（つまり検出電圧）に反映され、これは正確な２点の位置からのズレの原因となる。このため、上部透明導電膜２０１上の電極を４つの棒状電極にすることが好ましい。または、精度を重視する方向の２つの電極を棒状電極にすることが好ましい。

図９は、Ｘ方向の入力座標の検出時のタッチパネル装置の回路状態を示す図である。図１０は、Ｘ方向の入力座標の検出時の各スイッチのオン／オフ状態及び各ＡＤコンバータの使用／未使用状態を示す図である。

Ｘ方向の入力座標の検出時には、コントローラ２１０は、制御端子２１５、２１６、２１９及び２２０からオン信号を出力し、スイッチ２２６、２２７、２３０及び２３１をオンにする。コントローラ２１０は、制御端子２１７及び２１８からオフ信号を出力し、スイッチ２２８及び２２９をオフにする。さらに、コントローラ１１０は、ＡＤコンバータ２１１及び２１２を使用状態にし、ＡＤコンバータ２１３及び２１４を使用状態にする。これにより、下部透明導電膜２２１のＸ方向に電位分布が形成されるため、上部透明導電膜２０１上の棒状電極２０４及び２０５に接続されたＡＤコンバータ２１１及び２１２が、入力位置に応じた電圧を取得する。

１点入力の場合、ＡＤコンバータ２１１及び２１２の検出電圧は等しくなる。従って、コントローラ２１０は、点電極２２２及び２２４（又は点電極２２３及び２２５）の間の電位差に対する検出電圧の割合に、点電極２２２及び２２４（又は点電極２２３及び２２５）の間の距離を乗算した値によってＸ方向の入力座標を算出する。つまり、Ｘ方向の入力座標は、下記式（１０）で示される。このとき、点電極２２２及び２２４（又は点電極２２３及び２２５）の間の電位差並びに点電極２２２及び２２４（又は点電極２２３及び２２５）の間の距離は、予めコントローラ２１０に設定されている。

２点入力の場合（入力位置がＸ方向に離れた２点である場合）、ＡＤコンバータ２１１の検出電圧はＡＤコンバータ２１２の検出電圧よりも大きい。このとき、コントローラ２１０は、上記式（６）並びにＡＤコンバータ２１１の検出電圧及びＡＤコンバータ２１２の検出電圧に基づいて、Ｘ方向の２点の入力位置の距離を算出する。さらに、コントローラ２１０は、上記式（７）並びにＡＤコンバータ２１１の検出電圧及びＡＤコンバータ２１２の検出電圧に基づいて、Ｘ方向の２点の入力位置の中間座標を算出する。この場合、式（６）及び式（７）の電極９，１０は、点電極２２２，２２４（又は点電極２２３，２２５）に対応し、入力点Ａ及びＢが２点の入力位置に対応する。そして、コントローラ２１０は、式（７）で算出される中間座標から式（６）で算出される距離の半分を増減することにより、Ｘ方向の２点の入力位置の座標を算出する。

図１１は、Ｙ方向の入力座標の検出時のタッチパネル装置の回路状態を示す図である。図１２は、Ｙ方向の入力座標の検出時の各スイッチのオン／オフ状態及び各ＡＤコンバータの使用／未使用状態を示す図である。

Ｙ方向の入力座標の検出時には、コントローラ２１０は、制御端子２１５、２１７、２１８及び２２０からオン信号を出力し、スイッチ２２６、２２８、２２９及び２３１をオンにする。コントローラ２１０は、制御端子２１６及び２１９からオフ信号を出力し、スイッチ２２７及び２３０をオフにする。さらに、コントローラ１１０は、ＡＤコンバータ２１１及び２１２を未使用状態にし、ＡＤコンバータ２１３及び２１４を使用状態にする。これにより、下部透明導電膜２２１のＹ方向に電位分布が形成されるため、上部透明導電膜２０１上の棒状電極２０２及び２０３に接続されたＡＤコンバータ２１３及び２１４が、入力位置に応じた電圧を取得する。

１点入力の場合、ＡＤコンバータ２１３及び２１４の検出電圧は等しくなる。従って、コントローラ２１０は、点電極２２２及び２２３（又は点電極２２４及び２２５）の間の電位差に対する検出電圧の割合に、点電極２２２及び２２３（又は点電極２２４及び２２５）の間の距離を乗算した値によってＹ方向の入力座標を算出する。つまり、Ｙ方向の入力座標は、下記式（１１）で示される。このとき、点電極２２２及び２２３（又は点電極２２４及び２２５）の間の電位差並びに点電極２２２及び２２３（又は点電極２２４及び２２５）の間の距離は、予めコントローラ２１０に設定されている。

２点入力の場合（入力位置がＹ方向に離れた２点である場合）、ＡＤコンバータ２１３の検出電圧はＡＤコンバータ２１４の検出電圧よりも大きい。このとき、コントローラ２１０は、上記式（６）並びにＡＤコンバータ２１３の検出電圧及びＡＤコンバータ２１４の検出電圧に基づいて、Ｙ方向の２点の入力位置の距離を算出する。さらに、コントローラ２１０は、上記式（７）並びにＡＤコンバータ２１３の検出電圧及びＡＤコンバータ２１３の検出電圧に基づいて、Ｙ方向の２点の入力位置の中間座標を算出する。この場合、式（６）及び式（７）の電極９，１０は、点電極２２２，２２３（又は点電極２２４，２２５）に対応し、入力点Ａ及びＢが２点の入力位置に対応する。そして、コントローラ２１０は、式（７）で算出される中間座標から式（６）で算出される距離の半分を増減することにより、Ｙ方向の２点の入力位置の座標を算出する。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、タッチパネル装置２００は、下部透明導電膜２２１上に配置され、下部透明導電膜２２１に電圧を印加する一対の点電極２２２及び２２４（又は点電極２２３及び２２５）と、電圧の印加方向（ここではＸ方向）と同じ方向の上部透明導電膜２０１の両端に配置される一対の棒状電極２０４及び２０５と、上部透明導電膜２０１が下部透明導電膜２２１に２点で接触した場合に一対の棒状電極２０４及び２０５にかかるそれぞれの電圧を検出するＡＤコンバータ２１１及び２１２と、ＡＤコンバータ２１１及び２１２で検出されたそれぞれの電圧に基づいて、電圧の印加方向における２点の座標を算出するコントローラ２１０とを備えている。あるいは、タッチパネル装置２００は、下部透明導電膜２２１上に配置され、下部透明導電膜２２１に電圧を印加する一対の点電極２２２及び２２３（又は点電極２２４及び２２５）と、電圧の印加方向（ここではＹ方向）と同じ方向の上部透明導電膜２０１の両端に配置される一対の棒状電極２０２及び２０３と、上部透明導電膜２０１が下部透明導電膜２２１に２点で接触した場合に一対の棒状電極２０２及び２０３にかかるそれぞれの電圧を検出するＡＤコンバータ２１３及び２１４と、ＡＤコンバータ２１３及び２１４で検出されたそれぞれの電圧に基づいて、電圧の印加方向における２点の座標を算出するコントローラ２１０とを備えている。

従って、タッチパネル装置２００は、タッチされた２点のＸ座標又はＹ座標を一度に測定することができる。また、本実施の形態によれば、２点のＸ座標を一度に測定した後に、電圧の印加方向をＸ方向からＹ方向に切り替えることで、２点のＹ座標を一度に測定することができる。あるいは、２点のＹ座標を一度に測定した後に、電圧の印加方向をＹ方向からＸ方向に切り替えることで、２点のＸ座標を一度に測定することができる。よって、従来のタッチパネル装置よりも２点の座標の測定時間を短縮することができる。また、タッチパネル装置２００は、タッチされた２点間の中点を検出するためのパネル駆動回路と、タッチされた２点の位置を検出するためのパネル駆動回路とを別々に備える必要がないので、従来のタッチパネル装置と比べて、パネル駆動回路（即ち、電圧の印加方向を切り替えるためのスイッチ２２６−２３１や制御端子２１５−２２０）を簡略化することができる。

尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。

１０１上部透明導電膜
１０２，１０３，１２２，１２３棒状電極
１０４，１０５，１２４，１２５点電極
１０６，１０８，１２６，１２７スイッチ
１０７電源電圧
１１０コントローラ
１１１〜１１４ＡＤコンバータ
１１５〜１１８制御端子

Claims

第１の抵抗膜と、
前記第１の抵抗膜に対向する第２の抵抗膜と、
前記第１の抵抗膜上に配置され、前記第１の抵抗膜に第１電圧を印加する一対の第１電極と、
前記第１電圧の印加方向と同じ方向の前記第２の抵抗膜の両端に配置される一対の第２電極と、
前記一対の第２電極に接続され、前記第１の抵抗膜が前記第２の抵抗膜に２点で接触した場合の前記一対の第２電極のそれぞれにかかる電圧を検出する第１検出手段と、
前記第１検出手段で検出されたそれぞれの電圧に基づいて、前記第１電圧の印加方向における前記２点の座標を算出する算出手段と
を備えることを特徴とするタッチパネル装置。
前記算出手段は、前記第１検出手段で検出されたそれぞれの電圧の差分から前記２点の間の距離を算出し、前記第１検出手段で検出されたそれぞれの電圧の平均値から前記２点の中間位置を算出し、前記算出された２点の間の距離の半分を前記算出された２点の中間位置に増減することで前記第１電圧の印加方向における前記２点の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。
前記タッチパネル装置が４線式のタッチパネル装置である場合に、
前記第２の抵抗膜上に配置され、前記第２の抵抗膜に第２電圧を印加する一対の第３電極と、
前記第２電圧の印加方向と同じ方向の前記第１の抵抗膜の両端に配置される一対の第４電極と、
前記一対の第４電極に接続され、前記第１の抵抗膜が前記第２の抵抗膜に２点で接触した場合の前記一対の第４電極のそれぞれにかかる電圧を検出する第２検出手段と
をさらに備え、
前記算出手段は、前記第２検出手段で検出されたそれぞれの電圧に基づいて、前記第２電圧の印加方向における前記２点の座標を算出し、
前記第１電極及び前記第３電極のいずれか一方が第１方向と平行に配置され、他方が前記第１方向に対し垂直な第２方向と平行に配置され、
前記第２電極及び前記第４電極は点電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル装置。
前記タッチパネル装置が５線式又は７線式のタッチパネル装置である場合に、
前記第１の抵抗膜上に配置され、前記第１の抵抗膜に第２電圧を印加する一対の第３電極と、
前記第２電圧の印加方向と同じ方向の前記第２の抵抗膜の両端に配置される一対の第４電極と、
前記一対の第４電極に接続され、前記第１の抵抗膜が前記第２の抵抗膜に２点で接触した場合の前記一対の第４電極のそれぞれにかかる電圧を検出する第２検出手段と
をさらに備え、
前記算出手段は、前記第２検出手段で検出されたそれぞれの電圧に基づいて、前記第２電圧の印加方向における前記２点の座標を算出し、
前記第１電極及び前記第３電極のいずれか一方が第１方向と平行に配置され、他方が前記第１方向に対し垂直な第２方向と平行に配置され、前記第１電極及び前記第３電極の少なくとも一方は棒状電極であり、
前記第２電極及び前記第４電極は点電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル装置。