JPH04267419A - パネル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はタッチパネルを用いたパ
ネル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、抵抗膜を縦（Ｘ）方向、横（Ｙ）
方向に直行して配置したタッチパネルが広く使われるよ
うになってきたが、このようなタッチパネルの従来例と
しては例えば図４に示すようなものがある。この図にお
いて、符号１はタッチパネルに印可する電圧を時系列的
に切り替える機能を持つ電圧切替部、２はタッチパネル
から入力される電圧を所定数の座標値に変換する座標変
換部である。

【０００３】電圧切替部１は図５に示すように、発振器
３と、発振器３のクロックを計数するカウンタ４と、カ
ウンタ４の計数結果が入力される複数のトランジスタ５
ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとから構成される。トランジスタ
５ａ、５ｃにはＰＮＰトランジスタが用いられ、またト
ランジスタ５ｂ、５ｄにはＮＰＮトランジスタが用いら
れる。トランジスタ５ａ、５ｄはそれぞれインバータ６
ａ，６ｂを介してカウンタ４に接続される一方、トラン
ジスタ５ｂ，５ｃはそれぞれバッファ７ａ，７ｂを介し
てカウンタ４に接続される。そして、発振器３から出力
されるクロックを基にカウンタ４により所定の周波数の
ｓｙｎｃ信号とｄｉｒ信号とを生成する。このｓｙｎｃ
信号は座標変換部２内にて用いられ、Ａ／Ｄ変換を行な
うための同期信号である。ｄｉｒ信号はタッチパネルの
座標検出のための同期信号である。このｄｉｒ信号がＨ
レベルのときインバータ６ａを介したＰＮＰトランジス
タ５ａとバッファ７ａを介したＮＰＮトランジスタ５ｂ
がオン状態となり、電源電圧を５Ｖとすると、Ｘ＋端子
に５Ｖ、Ｘ−端子に０Ｖが出力される。これらの電圧は
タッチパネルのＸ方向に印可される。このとき、Ｙ−端
子にＸ方向のタッチパネル押し下げ位置に対応した電圧
であるＶｘ信号が出力される。一方ｄｉｒ信号がＬレベ
ルのときにはバッファ７ａを介したＰＮＰトランジスタ
５ｃとインバータ６ｂを介したＮＰＮトランジスタ５ｄ
がオン状態となり、電源電圧を５Ｖとすると、Ｙ＋端子
に５Ｖ、Ｙ−端子に０Ｖが出力される。これらの電圧は
タッチパネルのＹ方向に印可される。このとき、Ｘ−端
子にＹ方向のタッチパネル押し下げ位置に対応した電圧
であるＶｙ信号が出力される。

【０００４】座標変換部２は図６に示すように、Ｖｘ信
号およびＶｙ信号が入力されるアナログスイッチ８と、
アナログスイッチ８の出力信号に対してインピーダンス
変換を行なうボルテージ・フォロア９と、ボルテージ・
フォロア９のアナログ出力をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器１０と、Ａ／Ｄ変換器１０の出力に対応する
コードデータを格納する記憶手段であるＲＯＭ１１とか
ら構成される。アナログスイッチ８に入力されるＶｘ，
Ｖｙ信号はｄｉｒ信号に基づき選択される。選択された
信号はボルテージ・フォロア９を通してＡ／Ｄ変換器１
０に入力される。Ａ／Ｄ変換器１０は前記ｓｙｎｃ信号
の立ち上がりで変換動作を開始し、所定の時間後にデジ
タル値をＲＯＭ１１に出力する。このＡ／Ｄ変換器１０
のデータはＲＯＭ１１のアドレス端子に入力され、アド
レス値を所定の座標値に変換して出力する。これは、Ｌ
ＵＴ（ルックアップテーブル）の機能を有する。このと
きの座標コードｃｏｄｅは以下のように表わすことがで
きる。

【０００５】

【数１】

【０００６】ここで、ｎはＡ／Ｄ変換器１０の分解能、
ＬｘはタッチパネルのＸ方向の座標の数、ＬｙはＹ方向
の座標の数、ａｄはＲＯＭ１１に入力されるアドレス値
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の、抵抗膜をＸ方向、Ｙ方向に直交して配置し
ているパネル装置にあっては、押し下げによる抵抗膜の
検出において操作不可能である無効なオフセットとなる
抵抗値が存在し、上限および下限にオフセット値が存在
する。すなわち、Ａ／Ｄ変換器１０の出力データをｄａ
ｔとすると、

【０００８】

【数２】

【０００９】となる。ここでｎはＡ／Ｄ変換器１０の分
解能、αはＡ／Ｄ変換器１０の出力の下限オフセット値
、βはＡ／Ｄ変換器１０の出力の上限オフセット値であ
る。このようなオフセットの存在によりＡ／Ｄ変換器１
０のダイナミックレンジは実質的に狭くなり、タッチパ
ネルの分解能を増加させようとするほど、押し下げ座標
位置の検出精度が低下する。

【００１０】この現象を図７を用いて説明する。図７は
従来のタッチパネルの抵抗膜の構成を示す等価回路図で
ある。この図において、Ｒｘ，およびＲｙはそれぞれＸ
、Ｙ方向の有効操作領域の抵抗、ｒｘ１，ｒｘ２および
ｒｙ１，ｒｙ２はそれぞれＸ、Ｙ方向の無効操作領域の
抵抗および配線抵抗、ｒｓは接触抵抗である。

【００１１】ここで、タッチパネルの任意の位置Ｐが押
し下げられると、有効操作領域の抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ２，
Ｒｙ１，Ｒｙ２に分解される。このため、Ｘ＋端子、Ｘ
−端子間に電圧Ｖを印可すると、Ｙ−端子にタッチパネ
ルの押し下げた場所Ｐｘにおける電圧が現れる。この電
圧をＶｘとすると、Ｙ−端子から座標変換部２を見たと
きのインピーダンスは高インピーダンスであるのでＶｘ
は以下のように表わされる。

【００１２】

【数３】

【００１３】同様にＹ＋端子、Ｙ−端子間に電圧Ｖを印
可すると、Ｘ−端子にタッチパネルの押し下げた場所Ｐ
ｙにおける電圧が現れる。この電圧をＶｙとすると、Ｘ
−端子から座標変換部２を見たときのインピーダンスは
高インピーダンスであるのでＶｙは以下のように表わさ
れる。

【００１４】

【数４】

【００１５】したがって、式（３）における、前述した
オフセット値α及びβは、式（４）（５）によりｒｘ１
，ｒｘ２，ｒｙ１，ｒｙ２に起因していることがわかる
。従来、これらの配線抵抗や無効操作領域の抵抗等の不
要な抵抗分の影響は次のような方法で除去されていた。 第１としては、オフセットに影響されない範囲のみをＬ
ＵＴの変換対象とすることである。例えば、Ｘ方向に着
目すると、式（１）において、 ａｄ≦αのとき、　　ｃｏｄｅ＝０ ａｄ≧βのとき、　　ｃｏｄｅ＝Ｌｘ α＜ａｄ＜βのとき、

【００１６】

【数５】

【００１７】といった条件分けを行なうものである。こ
こで、下限オフセット値αはｒｘ２に起因し、上限オフ
セット値βはｒｘ１に起因する。

【００１８】ところが、このような方法によると、前記
タッチパネルの不要抵抗分や、有効操作領域の抵抗分が
ばらついた場合には、対応することが困難であり、最悪
の場合には装置ごとにＬＵＴをつくるといった問題が発
生する。また、Ａ／Ｄ変換器１０のダイナミックレンジ
はこの方法では改善されず、押し下げ位置検出精度の向
上は期待できない。

【００１９】その他の方法としては、不要抵抗に起因す
る電圧を減算する方法があるが、この方法の場合は多数
の可変抵抗器が必要で、調整肯定が複雑になってしまい
、電圧等を調整する測定器が余分に必要になってくると
いう問題点がある。

【００２０】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、タッチパネルの不要抵抗分のオフセッ
トを容易に除去し、押し下げ検出精度の高いパネル装置
を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、タッチパネルの不要抵抗分によるオフセ
ット値を予め測定、記憶して前記タッチパネル押し下げ
位置検出時に記憶されたオフセット値を時系列的に参照
してオフセット分を除去するようにしたことを要旨とす
る。

【００２２】

【作用】本発明は前記構成により、タッチパネルの持つ
不要抵抗分によるＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジが
広がるため、押し下げ座標検出精度の向上が可能となる
。さらに調整工程の簡単化も可能になる。

【００２３】

【実施例】図１は本発明によるタッチパネルの一実施例
を示すブロック図である。この図において、符号１はタ
ッチパネルに印可する電圧を時系列的に切り替える電圧
切替部で前記従来例において使用されているものと同一
の機能を有する。符号１２はタッチパネルから入力され
る電圧を所定数の座標値に変換する座標変換部、１３は
座標変換部２で変換する際に参照される補正値を測定、
記憶、出力する入力電圧補正部である。

【００２４】座標変換部１２は図２に示すように構成さ
れている。この図において、符号８はＶｘ信号およびＶ
ｙ信号が入力されるアナログスイッチ、９はアナログス
イッチ８の出力信号に対してインピーダンス変換を行な
うボルテージ・フォロア、１４はボルテージ・フォロア
９の出力を増幅する差動増幅器、１０は差動増幅器１４
のアナログ出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
、１１はＡ／Ｄ変換器１０の出力に対応するコードデー
タを格納する記憶手段であるＲＯＭであり、差動増幅器
１４の（＋）端子にはボルテージ・フォロア９の出力信
号が入力される一方、（−）端子には増幅率を決める参
照信号として電圧Ｖｒｅｆ（−）が入力されるようにな
っている。また、Ａ／Ｄ変換器１０には参照信号として
電圧Ｖｒｅｆ（＋）が入力される。

【００２５】かかる構成の座標変換部１２において、タ
ッチパネルから入力されるＸ方向の電圧Ｖｘ，Ｙ方向の
電圧Ｖｙはｄｉｒ信号に同期してアナログスイッチ８に
入力され、ここで選択される。この選択された信号はボ
ルテージ・フォロア９を通して差動増幅器１４の反転入
力端子に入力される。この差動増幅器１４の非反転入力
端子には、タッチパネルの下限オフセット値αを補正す
るための電圧Ｖｒｅｆ（−）がｄｉｒ信号に同期して入
力電圧補正部１３から入力される。このため、入力電圧
ＶｘまたはＶｙは差動増幅器１４によってタッチパネル
の下限オフセット値αによって補正される。差動増幅器
１４の出力はＡ／Ｄ変換器１０の入力となってデジタル
値に変換される。このＡ／Ｄ変換器１０には基準電圧と
してタッチパネルの上限オフセット値βを補正するため
の電圧Ｖｒｅｆ＋がｄｉｒ信号に同期して入力電圧補正
部１３から入力される。このＡ／Ｄ変換器１０により上
限オフセット値βが除去される。このため、Ａ／Ｄ変換
器１０の出力ｄａｔは以下のように表わされる。

【００２６】

【数６】

【００２７】このようにしてダイナミックレンジを広げ
ることができる。また、Ａ／Ｄ変換器１０の出力はＲＯ
Ｍ１１のアドレス信号として入力される。このため、Ｒ
ＯＭ１１はｄｉｒ信号に同期しながら前述の式（１）、
（２）にしたがって所定の座標値を出力する。

【００２８】入力電圧補正部１３は、図３に示すように
構成されている。この図において、符号２０はこの入力
電圧補正部１３の全体の動作をコントロールするタイミ
ング制御部である。このタイミン制御部３０には、ｄｉ
ｒ信号、ｍｏｄｅ信号が入力されていて、この２種の信
号を基に動作を行なう。符号２１ａ，２１ｂはアナログ
スイッチ、２２はボルテージ・フォロア、２３はアナロ
グスイッチ２１ａの出力を充電しボルテージ・フォロア
２２の（＋）端子に接続されたコンデンサーである。ま
た符号２４ａ〜２４ｄは測定データが入力されるレジス
タ、２５はレジスタ２４ａ〜２４ｄの出力信号を選択す
るセレクタ、２６はセレクタ２５の出力をＤ／Ａ変換す
るＤ／Ａ変換器、２７はボルテージ・フォロアである。

【００２９】前記ｍｏｄｅ信号は入力電圧補正部１３の
動作モードを識別する信号で、動作モードとして、座標
変換モードとオフセット計算モードとがある。以下、モ
ード毎に動作の説明を行なう。

【００３０】座標変換モードの場合、アナログスイッチ
２１ｂは制御信号ＥによってＨ側固定になっている。ｄ
ｉｒ信号がＨレベルのときにはＸ方向の変換動作を行な
う。まず、セレクタ２５を介してレジスタ２４ｃからデ
ジタルデータで記録されたＸ方向の下限オフセット補正
値を読み出し、Ｄ／Ａ変換器２６へ入力する。このとき
アナログスイッチ２１ａは制御信号ＦによってＬ側に固
定されており、Ｄ／Ａ変換器２６の出力はコンデンサー
２３に充電される。そして、所定時間後、このアナログ
スイッチ２１ａは制御信号ＦによりＨ側となり充電され
た電圧を保持する。このコンデンサー２３に充電された
電圧がＶｒｅｆ−となり、座標変換部２へ入力される。

【００３１】続いてセレクタ２５を介してレジスタ２４
ｃからデジタルデータとして記録されたＸ方向の上限オ
フセット補正値を読み出し、Ｄ／Ａ変換器２６へ入力す
る。このとき、アナログスイッチ２１ａは制御信号Ｆに
よってＬ側になっており、Ｄ／Ａ変換器２６の出力はコ
ンデンサー２３に充電される。そして、所定時間後、こ
のアナログスイッチ２１ａは制御信号ＦによりＨ側とな
り充電された電圧を保持する。このコンデンサー２３へ
充電された電圧がＶｒｅｆ＋となり。前述した座標制御
部２へ入力される。そして、ｄｉｒ信号がＬレベルのと
き、Ｙ方向の変換動作が行なわれる。すなわち、レジス
タ２４ｂからＹ方向の下限オフセット補正値を読み込み
、コンデンサー２３に充電し、電圧Ｖｒｅｆ−を出力す
る。続いてレジスタ２４ｂからＹ方向の上限オフセット
補正値を読み込みコンデンサー２３に充電し電圧Ｖｒｅ
ｆ＋を出力する。このような動作をｄｉｒ信号に同期し
て行ない、時系列的に電圧Ｖｒｅｆ＋、Ｖｒｅｆ−を出
力している。

【００３２】次に、オフセット計算モードの場合、最初
は、アナログスイッチ３１ａ，３１ｂは制御信号Ｅ、Ｆ
によりそれぞれＨ側、Ｌ側に固定される。このため、Ｖ
ｒｅｆ−＝０　　（Ｖ） 固定とされる。また、セレクタ２５は、いずれのレジス
タ２４ａ〜２４ｄも選択せずＤ／Ａ変換器２６にはすべ
て１ビットパターンのデータが入力される。このため、
Ｖｒｅｆ＋＝５　　（Ｖ） が固定となっている。この状態で、まず下限オフセット
補正値の測定を行なう。何らかの手段、例えば操作者の
手入力により、タッチパネルの操作領域の下限Ｘ−側も
しくはＹ−側を押し下げる。ｄｉｒ信号に同期して座標
変換部２から入力される差動増幅器１４による下限オフ
セット測定値と０（Ｖ）の差分の電圧をＡ／Ｄ変換器１
０に入力する。このＡ／Ｄ変換器１０の出力をｄｉｒ信
号がＨのとき、制御信号Ｃにてレジスタ２４ｃへ保持す
る。これはＸ方向の下限オフセット補正値となる。一方
、ｄｉｒ信号がＬのとき、制御信号Ｂにてレジスタ２４
ｄへ保持する。これはＹ方向の下限オフセット補正値と
なる。下限オフセットを補正後、これらの下限オフセッ
ト補正値を保持しているレジスタ２４ｃ，２４ｄを使用
して、上限オフセット値の補正を行なう。まず、Ｘ方向
の補正を例にとって説明する。アナログスイッチ２１Ｂ
を制御信号ＥによりＨ側へ固定し、タッチパネル操作領
域の上限である（Ｘ＋側）を押し下げる。次に、ｄｉｒ
信号に同期してレジスタ２４ｃから以前に記録されてい
る下限オフセット値を読み込み、アナログスイッチ２１
ａを制御信号Ｆにて制御してＬ側に固定し、コンデンサ
ー２３へＶｒｅｆ−を充電する。Ｖｒｅｆ−を充電した
後、セレクタ２５によりすべて１のビットパターンを出
力し，Ｄ／Ａ変換器２６により Ｖｒｅｆ＋＝５　　（Ｖ） を出力する。ｄｉｒ信号に同期して座標変換部２から入
力される差動増幅器１４による測定値と５（Ｖ）の差分
の電圧をＡ／Ｄ変換器１０に入力する。このＡ／Ｄ変換
器１０の出力を、ｄｉｒ信号がＨのとき、制御信号Ｃに
てレジスタ２４ａへ保持する。これはＸ方向の上限オフ
セット補正値となる。

【００３３】同様にして、ｄｉｒ信号がＬのとき、制御
信号Ｂにてレジスタ２４ｂへ保持する。これでオフセッ
ト計算モードを終了する。

【００３４】上述した実施例では、その構成をすべてハ
ードウェアにて行なっているが、マイクロコンピュータ
を用いれば、カウンタ４、ＲＯＭ１１、タイミング制御
部２０、セレクタ２５、レジスタ２４ａ〜２４ｄ等をソ
フトウェアにて実現可能であり、構成をより小さくする
ことができる。また、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器ＲＯ
Ｍ１１、ＲＡＭを内蔵したワンチップ・マイクロコンピ
ュータを使用すればさらに小さい構成で安価に装置を構
成することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
タッチパネルの不要抵抗分によるオフセット値を予め測
定、記憶して、押し下げ位置検出時に前記記憶されたオ
フセット値を時系列的に参照してオフセット分を自動的
に除去するようにしたため、押し下げ検出精度が向上し
、さらに調節工程も簡略化することができる等、種々の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパネル装置の一実施例を概略的に
示すブロック図

【図２】前記実施例に用いられる座標変換部の構成を概
略的に示すブロック図

【図３】前記実施例に用いられる入力電圧補正部の構成
を概略的に示すブロック図

【図４】従来のパネル装置の一例を概略的に示すブロッ
ク図

【図５】パネル装置に用いられる電圧切替部の構成を概
略的に示すブロック図

【図６】従来のパネル装置に用いられる座標変換部の構
成を概略的に示すブロック図

【図７】従来例におけるタッチパネルの等価回路図

【符号の説明】

１　　電圧切替部 ８，２１ａ，２１ｂ　　アナログスイッチ９，２２，２
７　　ボルテージ・フォロア１０　　Ａ／Ｄ変換器 １１　　ＲＯＭ １２　　座標変換部 １３　　入力電圧補正部 １４　　差動増幅器 ２０　　タイミング制御部 ２４ａ〜２４ｄ　　レジスタ ２５　　セレクタ ２６　　Ｄ／Ａ変換器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　縦方向および横方向に直行して配置さ
   れた抵抗膜を有するタッチパネルと、縦方向および横方
   向に印加する電圧を時系列的に切り替える電圧切替手段
   と、タッチパネルから入力される電圧値に応じて所定の
   座標値に変換するための座標変換手段と、タッチパネル
   からの入力電圧のダイナミック・レンジを調整する入力
   電圧補正手段とを備え、座標変換手段は、前記入力電圧
   補正手段が時系列的に出力する所定の補正値を参照して
   座標変換を行なうことを特徴とするパネル装置。
2. 【請求項２】　　入力電圧補正手段は、補正値算出手段
   を有し、この補正値算出手段により補正値を設定するこ
   とを特徴とする請求項１記載のパネル装置。