JPH054256U - タツチパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】四辺形状に設けた２枚の抵抗膜を用いたアナロ
グ型タッチパネルにおいて、電圧調整回路および誤差補
正演算を不要とする。 【構成】Ｘ位置検出用抵抗膜１のＸ方向操作域の両端に
Ｘ方向補助電極１１，１２を形成し、Ｙ位置検出用抵抗
膜２のＹ方向操作域の両端にＹ方向補助電極１３，１４
を形成し、補助電極１１，１２間の電位差に対する抵抗
膜接触位置のＸ方向の電位比率および補助電極１３，１
４間の電位差に対する抵抗膜接触位置のＹ方向の電位比
率をそれぞれ検出する。 【効果】操作域外の配線やスイッチ素子による電圧降下
の影響を受けず、操作域内のタッチ位置を正確に検出す
ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、抵抗膜を用いて平面内または曲面内の押圧位置を検出するタッチ パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

特別な入力具を必要とせず、例えば指先のタッチにより、平面内の任意の座標 を入力する装置として、抵抗膜を用いたアナログ方式のタッチパネルが、従来よ り用いられている。

【０００３】 図６は抵抗膜を用いたタッチパネルの概略構成図、図７はタッチパネル全体の 回路構成図である。図６において１はＸ位置検出用抵抗膜であり、Ｘ方向の対向 する２辺に電極３，４が設けられている。また２はＹ位置検出用抵抗膜であり、 Ｙ方向の対向する２辺に電極５，６が設けられている。この２つの抵抗膜は一定 の間隙を設けて対向配置され、操作部のタッチによってそのタッチ位置に対応す る箇所で両抵抗膜同士が接触する。Ｘ位置検出用抵抗膜１にはスイッチＳＷ１， ＳＷ２を介して定電圧が印加され、またＹ位置検出用抵抗膜２にはスイッチＳＷ ３，ＳＷ４を介して定電圧が印加される。なお、同図においては電流の流れる方 向に印加電圧の方向を示している。図７において増幅回路７は接地電位を基準と してＹ位置検出用抵抗膜２の分圧出力電圧を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ９はその 増幅信号をディジタルデータに変換する。また、増幅回路８は接地電位を基準と してＸ位置検出用抵抗膜１による分圧出力電圧を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ１０ はその信号をディジタルデータに変換する。

【０００４】 図６に示した構成のタッチパネルを用いた位置検出方法は次の通りである。先 ずスイッチＳＷ３，ＳＷ４をオフ、ＳＷ１，ＳＷ２をオンしてＸ位置検出用抵抗 膜位置に定電圧を印加し、Ｙ位置検出用抵抗膜２および電極６を介してＸ位置検 出用抵抗膜による分圧値を検出する。このＸ位置検出用抵抗膜の印加電圧に対す る分圧値によってＸ方向の位置を検出する。次にＳＷ１，ＳＷ２をオフ、ＳＷ３ ，ＳＷ４をオンしてＹ位置検出用抵抗膜２に定電圧を印加するとともに、Ｘ位置 検出用抵抗膜１および電極４を介してＹ位置検出用抵抗膜による分圧値を検出す る。この分圧値によってＹ方向の位置を求める。

【０００５】 ところが、図６および図７に示した構成では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４にそれ ぞれ半導体スイッチが用いられるが、各スイッチに電圧降下が生じ、また、電源 回路が定電圧化されていても、抵抗膜までの配線部分に電圧降下が生じ、これら が抵抗膜の抵抗率のバラツキにともなってばらつく。その結果、座標検出位置に 誤差が生じる。そこで、従来は図８に示すように、各抵抗膜に直列に可変抵抗器 を接続しておき、抵抗膜１の両端の電位が予め定めた値Ｖ１，Ｖ２となるように 可変抵抗器Ｒ１，Ｒ２を調整し、また抵抗膜２の両端の電位が予め定めたＶ３， Ｖ４となるように可変抵抗器Ｒ３，Ｒ４をそれぞれ調整している。また、他の方 法として、図９に示すように、操作域内で予め定められた２点を押圧し、得られ た測定値からＸ方向とＹ方向のずれを求め、これをプログラムによる演算処理に よって補正するようにしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図８に示したように可変抵抗器などの調整部品を用いるものは 回路構成が複雑となり、調整に手間がかかる。また可変抵抗器の経年変化も問題 となる。操作域内の一定位置を押圧することによって、誤差を演算により補正す る場合にも、製造時または使用時に個々に補正操作を必要とする。

【０００７】 この考案の目的は、可変抵抗器などの調整用部品を必要とせず、製造時または 使用時に補正操作を必要としないタッチパネルを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案は、Ｘ方向の対向する２辺に電極を設けたＸ位置検出用抵抗膜と、Ｙ 方向の対向する２辺に電極を設けたＹ位置検出用抵抗膜を互いに対向させて、前 記抵抗膜同士の接触位置を検出するタッチパネルにおいて、 Ｘ位置検出用抵抗膜のＸ方向操作域の両端にＸ方向補助電極を形成し、Ｙ位置 検出用抵抗膜のＹ方向操作域の両端にＹ方向補助電極を形成し、前記Ｘ方向補助 電極間の電位差に対する抵抗膜接触位置のＸ方向の電位比率を検出するＸ方向電 位比率検出手段と、 前記Ｙ方向補助電極間の電位差に対する抵抗膜接触位置のＹ方向の電位比率を 検出するＹ方向電位比率検出手段を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

この考案のタッチパネルにおいては、Ｘ位置検出用抵抗膜のＸ方向操作域の両 端にＸ方向補助電極、同様にＹ位置検出用抵抗膜のＹ方向操作域の両端にＹ方向 補助電極がそれぞれ形成されている。そして、Ｘ方向補助電極間の電位差に対す る抵抗膜接触位置のＸ方向の電位比率が検出され、Ｙ方向補助電極間の電位差に 対する抵抗膜接触位置のＹ方向の電位比率が検出される。前記Ｘ方向の電位比率 は操作域の両端に形成された補助電極間の電位差に対する比率であるため、その 電位比率が直接Ｘ方向の位置に対応する。同様に、Ｙ方向の電位比率はＹ方向操 作域の両端の電位差に対する比率であるため、その電位比率が直接Ｙ方向の位置 に対応する。したがって、操作域の両端の電位を接地などの基準電位に対して所 定値とするための特別な可変抵抗器を用いる必要がなく、誤差補正用の演算も必 要としない。なお、この考案は平面内の位置検出に限らず、例えば各抵抗膜と電 極を可撓性フィルム上に形成し、タッチパネルの操作部を曲面状に構成すれば、 その曲面内の押圧位置を検出することもできる。

【００１０】

【実施例】

この考案の実施例であるタッチパネルの操作部の構成を図１に示す。図１にお いて（Ｂ）は固定部であるガラスの上面に形成したパターンであり、Ｘ位置検出 用抵抗膜１のＸ方向の対向する２辺に電極３，４を形成するとともに、操作域の Ｘ方向の両端に相当する位置にＸ方向補助電極１１，１２を形成している。図１ （Ａ）は可動部であるフィルム面に形成したパターンであり、Ｙ位置検出用抵抗 膜２のＹ方向の対向する２辺に電極５，６を設けるとともに、操作域のＹ方向の 両端に相当する位置にＹ方向補助電極１３，１４を形成している。尚、両抵抗膜 は何れも透明電極膜からなり、一方の抵抗膜表面には絶縁性透明インクによるド ットパターンの印刷によるスペーサ（不図示）を形成している。また、このよう にパターン形成したガラス板とフィルムの張り合わせからなるタッチパネルの操 作部を液晶表示パネル上に重ねて、表示兼入力部を構成する。

【００１１】 なお、前記各抵抗膜と各電極をそれぞれ可撓性フィルム上に形成し、タッチパ ネルの操作部を曲面体の表面に貼付すれば、その曲面内の押圧位置を検出するこ ともできる。

【００１２】 図１に示した操作部を用いてタッチ位置を求める回路構成を図２および図３に 示す。図２において１５はＸ位置検出用抵抗膜のＸ方向操作域の両端に設けられ たＸ方向補助電極１１，１２間の電位差を増幅する差動増幅回路、１６は補助電 極１２を基準として抵抗膜接触位置ＴＸより出力される電位（分圧値）を増幅す る作動増幅回路である。また、１７はＹ位置検出用抵抗膜２のＹ方向操作域の両 端に設けられたＹ方向補助電極１３，１４間の電位差を増幅する作動増幅回路、 １８は補助電極１４を基準として抵抗膜接触位置ＴＹの電位（分圧値）を増幅す る差動増幅回路である。

【００１３】 図３は図２に示した４種類の電圧信号を入力してタッチ位置の検出を行う制御 部のブロック図である。図３においてＣＰＵ２０はＲＯＭ２１に予め書き込まれ ているプログラムを実行して、タッチ位置を検出するとともにその位置に応じた 処理を行う。ＲＡＭ２２はタッチ位置の記憶およびその他のワーキングエリアと して用いられる。マルチプレクサ２３は図２に示した４種類の電圧信号Ｙ０，Ｘ １，Ｙ１，Ｘ０のうち何れか１つを選択する。サンプルホールド回路２４はマル チプレクサ３により選択されたアナログ信号を一定時間保持する。Ａ／Ｄコンバ ータ２５はホールドされたアナログ信号をディジタルデータに変換する。制御回 路２６はマルチプレクサ２３に対する選択信号の出力、サンプルホールド回路２ ４に対するホールド信号の出力およびＡ／Ｄコンバータ２５に対する変換制御信 号の入出力を行う。Ｉ／Ｏポート２７には図２に示した半導体スイッチＳＷ１〜 ＳＷ４が接続されていて、ＣＰＵ２０はＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフ制御を行う 。またＬＣＤコントローラ２８は表示用メモリを備え、液晶表示パネル２９に対 し表示信号を与える。

【００１４】 なお、図２に示した回路例では、基準とする一方の補助電極に対する抵抗膜接 触位置の電位差と両補助電極間の電位差とをそれぞれ取り出して、演算により比 率を求めるようにしたが、操作域における抵抗膜接触位置の比率を直接アナログ 信号で抽出して、これをＡ／Ｄ変換するように構成しても良い。

【００１５】 次に、第２の実施例であるタッチパネルの操作部の構成を図４に示し、また全 体の回路構成を図５に示す。図４において１はＸ位置検出用抵抗膜であり、この 抵抗膜のＸ方向の対向する２辺に電極３，４を設けている。また、２はＹ位置検 出用抵抗膜であり、この抵抗膜のＹ方向の対向する２辺に電極５，６を設けてい る。但し、従来の構成と異なる点は、電極３，４には定電圧印加用のリード以外 に両電極間の降下電圧を検出するためのリード３３，３４を設け、また電極５， ６には定電圧印加用のリード以外に両電極間の降下電圧を検出するためのリード ３５，３６を接続している。すなわちこの例では、３，４，５，６で示す電圧印 加用電極を本願考案に係る補助電極に兼用している。

【００１６】 図５において３７，３８はそれぞれＡ−ＤコンバータＩＣである。Ｘ位置検出 用抵抗膜の両端に設けた電極のうち低電位側の電極４から引き出したリード３４ にコンバータ３７のＧＮＤ端子および−ＲＥＦ端子を接続し、また高電位側の電 極３から引き出したリード３３にコンバータ３７のＶｃｃ端子および＋ＲＥＦ端 子を接続している。また、Ｙ位置検出用抵抗膜２の両端に設けた電極のうち低電 位側の電極６から引き出したリード３６にコンバータ３８のＧＮＤ端子および− ＲＥＦ端子を接続し、高電位側の電極５から引き出したリード３５にコンバータ ３８のＶｃｃ端子および＋ＲＥＦ端子をそれぞれ接続している。このように抵抗 膜による降下電圧を、抵抗膜の両端から直接引き出すとともに、これをＡ−Ｄコ ンバータの電源電圧と基準電圧に共用することによって、コンバータ３７，３８ はそれぞれレシオメトリック動作（比率動作）する。例えばスイッチＳＷ１，Ｓ Ｗ２がオン状態でＳＷ３，ＳＷ４がオフ状態であるとき、コンバータ３７はＸ位 置検出用抵抗膜１の操作域におけるＸ位置の比率に相当するディジタルデータを 求める。また、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態でＳＷ３，ＳＷ４がオン状態 であるとき、コンバータ３８はＹ位置検出用抵抗膜２の操作域におけるＹ位置の 比率に相当するディジタルデータを求める。

【００１７】

【考案の効果】

この考案によれば、定電圧電源回路から抵抗膜までの配線と半導体スイッチに よる電圧降下および抵抗膜の抵抗率のばらつきによる影響を受けることがなく、 操作域におけるタッチ位置を正しく検出することができる。そのため、可変抵抗 器などの調整用部品を必要とせず、また誤差補正演算も不要であり、製造時また は使用時における補正操作も不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係るタッチパネルの操作部の構
成図である。

【図２】図１に示す操作部を用いたタッチパネルの部分
回路図である。

【図３】図２に接続され、タッチ位置を求める制御部の
ブロック図である。

【図４】第２の実施例に係るタッチパネルの操作部の概
略構成図である。

【図５】図４に示す操作部を用いたタッチパネル全体の
回路構成図である。

【図６】従来のタッチパネルの操作部の概略構成図であ
る。

【図７】図６に示す操作部を用いたタッチパネル全体の
回路構成図である。

【図８】調整回路を備えた従来のタッチパネルの概略構
成図である。

【図９】従来のタッチパネルの位置検出誤差補正方法を
示す図である。

【符号の説明】

１−Ｘ位置検出用抵抗膜 ２−Ｙ位置検出用抵抗膜 ３，４，５，６−電極 １１，１２−Ｘ方向補助電極 １３，１４−Ｙ方向補助電極

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】Ｘ方向の対向する２辺に電極を設けたＸ位
   置検出用抵抗膜と、Ｙ方向の対向する２辺に電極を設け
   たＹ位置検出用抵抗膜を互いに対向させて、前記抵抗膜
   同士の接触位置を検出するタッチパネルにおいて、 Ｘ位置検出用抵抗膜のＸ方向操作域の両端にＸ方向補助
   電極を形成し、Ｙ位置検出用抵抗膜のＹ方向操作域の両
   端にＹ方向補助電極を形成し、前記Ｘ方向補助電極間の
   電位差に対する抵抗膜接触位置のＸ方向の電位比率を検
   出するＸ方向電位比率検出手段と、 前記Ｙ方向補助電極間の電位差に対する抵抗膜接触位置
   のＹ方向の電位比率を検出するＹ方向電位比率検出手段
   を設けたことを特徴とするタッチパネル。