JPH0654458B2

JPH0654458B2 - タツチパネル入力装置

Info

Publication number: JPH0654458B2
Application number: JP60136641A
Authority: JP
Inventors: 敏也浜崎; 信也吉田
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-06-21
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPS61294534A

Description

【発明の詳細な説明】 (a)技術分野この発明はＣＲＴ画面上等に設置される透明シート状の
タッチパネルスイッチを有する入力装置における接触位
置検知精度の向上に関する。

(b)発明の概要この発明に係るタッチパネル入力装置は、一方の導電シ
ートに電圧が印加されたとき、その導電シートの両端の
電圧を測定し、その電圧から導電シートの実際の電圧分
布を求める。押下によって２枚の導電シートが接触した
とき得られた測定値から前記実際の電圧分布を参照して
正確な接触位置を求めることを可能にする。

(c)従来技術とその欠点タッチパネル入力装置に用いられるアナログタッチパ
ネルスイッチの説明先ず、第５図にタッチパネルスイッチの構成を示す。第
５図はアナログタッチパネルスイッチである。このアナ
ログタッチパネルスイッチは上側パネル１０と下側パネ
ル２０とで構成されている。ここで、上側パネル１０に
ついて説明する。タッチパネル面は樹脂フィルム基材に
ＩＴＯ(Indium tin Oxide)等の導電膜を蒸着した導電シ
ート１１からなり、その両端には電極端子１２，１３が
形成されている。この電極１２，１３にはリード線１
４，１５が接続されており、タッチパネルスイッチの動
作時には電圧印加回路（図示せず）からリード線１４，
１５，電極端子１２，１３を介して前記導電シート１１
に電圧(Vcc)が印加される。このとき導電シート１１上
には電圧傾斜（電圧分布）が生じる。下側パネル２０も
上記上側パネル１０と同様の構成であり、これら上側パ
ネル１０，下側パネル２０を前記電圧傾斜方向が直交す
るように（この図においては上側パネル１０の電圧傾斜
が縦（Ｙ軸）方向，下側パネル２０の電圧傾斜が横（Ｘ
軸）方向になるように設置されている）前記導電膜面を
互いに対向させて微少間隔で設置することによってアナ
ログタッチパネルスイッチが構成されている。前記電圧
(Vcc)は上側パネル１０，下側パネル２０に交互に印加
される。

従来のタッチパネル入力装置の説明第４図は上記タッチパネルスイッチを含む従来のタッチ
パネル入力装置のブロック図である。ＣＰＵ２はバスを
介してＡ／Ｄ変換器３，Ｉ／Ｏポート４及びメモリ５に
接続されている。Ａ／Ｄ変換器３にはゲート８ｂ−緩衝
増幅器７ｂを介して前記タッチパネルスイッチ１の上側
パネルの接地側電極端子１３が接続され、さらに、ゲー
ト８ｄ−緩衝増幅器７ｄを介して前記タッチパネル１の
下側パネルの接地側電極端子２３が接続されている。電
極端子１３からは前記タッチパネルスイッチ１の上下パ
ネルのＸ軸方向の接触位置を割り出す検知電圧が入力さ
れ、電極端子２３からはタッチパネルスイッチ１の上下
パネルのＹ軸方向の接触位置を割り出す検知電圧が入力
される。ここで、前記電極端子１２，１３，２２，２３
をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと呼ぶ。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには
それぞれスイッチングトランジスタ６ａ，６ｂ，６ｃ，
６ｄが接続されている。これらスイッチングトランジス
タ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがスイッチ回路に対応する。
これらのスイッチングトランジスタはＣＰＵ２−Ｉ／Ｏ
ポート４からのオン信号ａ，ｂ及びｃ，ｄによって６
ａ，６ｂ及び６ｃ，６ｄの組み合わせで交互にオン・オ
フを繰り返し、スイッチングトランジスタ６ａ，６ｂが
オンしたときには上側パネルに電圧(Vcc)が印加され、
スイッチングトランジスタ６ｃ，６ｄがオンしたときに
は下側パネルに電圧(Vcc)が印加される。また、上側パ
ネルに電圧(Vcc)が印加されているときにはゲート８ｄ
がオン信号ｅによってオンされて下側パネルから前記Ｙ
軸方向の接点検知電圧がＡ／Ｄ変換器３に入力され、下
側パネルに電圧が印加されているときには同様にゲート
８ｂがオン信号ｆによってオンされて上側パネルから前
記Ｘ軸方向接点検知電圧がＡ／Ｄ変換器３に入力され
る。

即ち、タッチパネルスイッチ１が押下されて上側パネル
１０と下側パネル２０とが接触している間に上側パネル
１０に電圧(Vcc)が印加された場合、上側パネルの前記
接点に生じている電圧が下側パネルへ前記接点を介して
印加されることになる。緩衝増幅器７ｄは非常に入力イ
ンピーダンスが高いものであるため、下側パネル２０の
膜面抵抗及び上側パネルから下側パネルへ流れ込む電流
は無視することが出来、Ａ／Ｄ変換器３に入力される電
圧は、上側パネル１０に電圧(Vcc)が印加されて生じる
電圧傾斜の接点における電圧(Vy)と見做すことができ
る。上側パネル１０の導電シートは電圧傾斜が均等にな
るように構成されているため、Ａ／Ｄ変換器３に入力さ
れた電圧によって接点の上下方向（Ｙ軸方向）の位置
（Ｙ座標値）を検出することができる。前記電圧(Vcc)
の印加は上述のように上側パネル１０，下側パネル２０
交互に行われ、上記上側パネル１０への電圧(Vcc)印加
によるＹ座標値検出の直後に、今度は下側パネル２０へ
の電圧(Vcc)の印加及びゲート８ｂのオンが行われる。
下側パネル２０への電圧(Vcc)印加によって下側パネル
の前記接点に生じた電圧が、今度は上側パネルへ前記接
点を介して印加される。緩衝増幅器７ｂも前記緩衝増幅
器７ｄと同様の構成のものであり非常に入力インピーダ
ンスが高くされているため、上側パネル１０の膜面抵抗
及び下側パネルから上側パネルへ流れ込む電流は無視す
ることが出来、Ａ／Ｄ変換器３に入力される電圧は、下
側パネル２０に電圧(Vcc)が印加されて生じる電圧傾斜
の接点における電圧(Vx)と見做すことができる。下側パ
ネル２０の導電シートも上側パネル１０の導電シート同
様電圧傾斜が均等になるように構成されているため、Ａ
／Ｄ変換器３に入力された電圧によって接点の左右方向
（Ｘ軸方向）の位置（Ｘ座標値）を算出することができ
る。これら、Ｘ，Ｙ座標値により接点（押下位置）を正
確に検出することができる。なお、前記スイッチングト
ランジスタ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄのオン・オフ信号
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）及びゲート８ｂ，８ｄのオン・オフ
信号（ｅ，ｆ）はＣＰＵ２で生成され、Ｉ／Ｏポート４
を介して供給される。

上記のようなタッチパネル入力装置は通常自動取引処理
装置等のＣＲＴ画面上に設置され、画面に表示されるキ
ーの押下を判定するために使用される。即ち、表示され
たキーの画像位置に対応する座標点の押下（接触）を検
知したときそのキーの押下があったと判定して、他の制
御部に通知するものである。

他のタッチパネルスイッチの説明第６図に他のタッチパネルスイッチを示す。このタッチ
パネルスイッチは第５図に示したタッチパネルスイッチ
の欠点である電圧傾斜の歪を解消し、正確な段階的な電
圧傾斜を得ることができる導電シートで構成したもので
ある。即ち、上述のアナログタッチパネルスイッチで
は、タッチパネル面を構成する導電シートは全面に一様
な導電膜を形成したものが用いられるが、全面にわたっ
て導電膜を均一に形成することは技術的に非常に困難
で、導電膜の厚み（抵抗値）に差が生じてしまうことが
多かった。このような導電シートを前記アナログタッチ
パネルに用いると、電圧傾斜が均一でなくなり、位置検
出に誤差が生じてしまうことになった。その欠点を解消
するために、電圧傾斜を生じさせる抵抗体と接触位置を
検知するためのタッチパネル面とを分離して電圧傾斜を
均一にしたタッチパネルスイッチがこのストライプ状の
タッチパネル面を有するタッチパネルスイッチである。
上側パネル３０について説明する。上側パネル３０の両
側辺には抵抗体３２ａ，３２ｂが形成されており、両抵
抗間をつなぐ一定間隔の導電体ストライプを形成された
導電シート３１がタッチパネル面を構成している。この
抵抗体の両端間に電圧(Vcc)が印加される。この電圧(Vc
c)の印加によって抵抗体３２ａ，３２ｂ上に前記電圧傾
斜が生じることになる。前記各透明導電体ストライプ３
１ａ〜３１ｇには接続されている抵抗体３２ａ，３２ｂ
上の電圧と同じ大きさの電圧が生じている。以上の構成
のタッチシートをそれぞれの前記透明導電体ストライプ
が直交するように上下に配置すれば、前記一様な導電シ
ートを用いたアナログタッチパネルスイッチと同様の動
作をさせることができる。但し、本図においては第５図
に示したアナログタッチパネルスイッチとは逆に、上側
パネル３０がＸ軸方向に電圧傾斜を生じ、下側パネル４
０がＹ軸方向に電圧傾斜を生じるように配置されてい
る。

上記従来のタッチパネル入力装置の欠点上述のように電圧傾斜を生じさせるための電圧(Vcc)は
スイッチ回路（スイッチングトランジスタ）の閉成によ
って印加されるが、スイッチングトランジスタはオンの
状態であっても、ある程度の順方向抵抗を有しており、
導電シートの両端に電圧(Vcc)全体は印加されない。第
３図は導電シートへの電圧(Vcc)の印加状態を示す等価
回路及び電圧傾斜を示すグラフである。上側パネルの導
電シートへの電圧印加の場合について説明する。電圧(V
cc)側のスイッチングトランジスタ６ａのオン時の内部
抵抗値をR1，導電シートの抵抗値をR2，接地側のスイッ
チングトランジスタ６ｂのオン時の内部抵抗値をR3とす
ると、それら抵抗R1,R2,R3によってVccはV1,V2,V3に分
圧される。従って、導電シート上での実際の電圧傾斜は
V2+V3〜V3間の電位差V2による傾斜Ｐとなる。下側パネ
ル及びスイッチングトランジスタ６ｃ，６ｄについても
同様である。

しかしながら、上記従来のタッチパネル入力装置におい
ては、導電シートへの電圧(Vcc)印加時にその両端の電
圧を測定することが出来なかったため、導電シートの両
端にはVcc全部が印加され、それによって電圧傾斜が生
じていると推定していた。上記の推定による電圧傾斜を
Ｑに示す。ここで、Ｌはタッチパネルスイッチ（上側パ
ネル）の両端間の長さである。実際はこの長さＬにわた
って生じている電圧傾斜は上記Ｐに示した状態であるた
め、上記電圧傾斜Ｑによって接点位置を検出した場合図
中矢印で示すような偏位誤差を生じてしまうことにな
る。この誤差が著しい場合には押下されたキーを誤って
判断してしまうことがあった。

このような誤動作が例えば自動取引処理装置のＣＲＴ画
面上に設置されているタッチパネル入力装置に生じた場
合、利用者が入力した暗証番号，引き出し金額等の入力
値を誤って検知して取引処理を行い、取引に重大な支障
を来す危険性があった。

(d)発明の目的この発明は上記欠点に鑑み、タッチパネルスイッチへ印
加された電圧を正確に測定し、それに基づいて正確な接
触位置の検出を行うことの出来るタッチパネル入力装置
を提供することを目的とする。

(e)発明の構成及び効果この発明は、対向した２枚の導電シートのそれぞれの両
端に電極端子を設け、一方の導電シートの両端の電極端
子間に電圧を印加してその表面に電圧分布を形成する電
圧印加回路と、この電圧の印加を開閉するスイッチ回路
とを有するとともに、前記２枚の導電シートが接触した
とき、他方の導電シートが得た電圧を測定する電圧測定
回路を有し、この電圧測定回路の測定値と前記電圧分布
とから接触位置を検出するタッチパネルスイッチにおい
て、前記一方の導電シートに電圧が印加されたときその両端
の電極端子の電圧を測定する端子間電圧測定手段と、該
端子間電圧測定手段が測定した一方の導電シートの両端
の電極端子の電圧および前記電圧測定回路が測定した他
方の導電シートが得た電圧に基づいて２枚の導電シート
の接触位置を算出する接触位置算出手段と、を有するこ
とを特徴とする。

以上のように構成することによってこの発明によれば、
端子間電圧測定手段によって電圧印加時の導電シート両
端の端子間電圧を測定することが出来、これによって測
定された導電シートの両端の電圧から導電シート表面の
実際の電圧分布を求めることが出来る。この電圧分布に
よれば前記他方の導電シートが得た電圧がどの位置の押
下によって得られたものであるかを正確に検出すること
ができ、接触位置の検出精度を格段に向上することがで
きる。これによって、このタッチパネル入力装置を備え
た例えば自動取引処理装置等の誤動作を無くすことが出
来、その装置の信頼性をも向上することができる。

(f)実施例第１図はこの発明の実施例であるタッチパネル入力装置
の回路図である。この回路図において第４図で説明した
従来のタッチパネル入力装置と構成において異なる点
は、上側パネル，下側パネルの導電シートの電圧印加回
路側（(Vcc)側）の電極端子Ａ，Ｃを緩衝増幅器７ａ，
７ｃ及びゲート８ａ，８ｃを介してＡ／Ｄ変換器３に接
続した点である。以下、本図において第４図に示したブ
ロック図と同様の部分には同一番号を付して説明を省略
する。

第２図は上記実施例のＣＰＵ２の動作を示すフローチャ
ートである。ステップｎ１（以下、ステップｎｉを単に
ｎｉと言う。）ではスイッチングトランジスタ６ａ，６
ｂをオンして上側パネルに電圧(Vcc)を印加する。ｎ２
でゲート８ａ，８ｂを順次オンして上側パネルの電極端
子Ａ，Ｂの電圧Va，Vbを読み取る。ｎ３でゲート８ｄを
オンして接触を検知する。押下によって上側パネルと下
側パネルとが接触している場合には電圧傾斜によって上
側パネルの接点上に生じている電圧が前記接点を介して
下側パネルに伝わるため下側パネルの電極端子Ｄからそ
の電圧Vyを検知することができる。接触していない場合
（押下されていない場合）にはVy＝０である。ｎ４では
上記測定値に基づいて接触位置のＹ座標値を検出する。
即ち、そのＹ座標値ｙは次式で与えられる：ｙ＝Vy／(Va-Vb) ここで、Vaは第３図におけるV2＋V3であり、Vbは第３図
におけるV3である。

以上は上側パネルに電圧(Vcc)を印加して接触位置のＹ
座標値を求めるための動作であったが、以下は下側パネ
ルに電圧(Vcc)を印加して接触位置のＸ座標値を求める
ための動作である。

ｎ５ではスイッチングトランジスタ６ｃ，６ｄをオンし
て下側パネルに電圧(Vcc)を印加する。ｎ６でゲート８
ｃ，８ｄを順次オンして下側パネルの電極端子Ｃ，Ｄの
電圧Vc，Vdを読み取る。ｎ７ではゲート８ｂをオンして
接触位置のＸ座標に対応する電圧Vxを検知する。この電
圧Vxも前記電圧Vyと同様、タッチパネルスイッチが押下
されていない場合にはVx＝０である。ｎ８では上記測定
値に基づいて接触位置のＸ座標値ｘを検出する。その検
出式は次式で与えられる：ｘ＝Vx／(Vc-Vd) ここで、Vcは第３図におけるV2＋V3であり、Vdは第３図
におけるV3である。

以上の動作で求められた（ｘ，ｙ）が正確な接触位置座
標である。

このように、上記の構成のタッチパネル入力装置を用い
れば、測定値Va,Vb及びVc,Vdに基づいて導電シート上の
実際の電圧傾斜（電圧分布）を求めることが出来るた
め、接触によって得られた電圧Vx，Vyから正確な接触位
置を検出することができるようになる。これによって、
検出誤差による誤動作を防止出来るとともに、この実施
例に係るタッチパネル入力装置を備えた自動取引処理装
置等の信頼度の向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるタッチパネル入力装置
のブロック図、第２図は上記実施例のタッチパネルへの
電圧印加時の動作を示す図であり、第３図は上記実施例
を含む一般的なタッチパネル入力装置の導電シートへの
電圧印加の状態を示す図である。また、第４図は従来の
タッチパネル入力装置のブロック図、第５図，第６図は
タッチパネルスイッチの構造を示す図である。７ａ，７ｃ……緩衝増幅器、８ａ，８ｃ……ゲート。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向した２枚の導電シートのそれぞれの両
端に電極端子を設け、一方の導電シートの両端の電極端
子間に電圧を印加してその表面に電圧分布を形成する電
圧印加回路と、この電圧の印加を開閉するスイッチ回路
とを有するとともに、前記２枚の導電シートが接触した
とき、他方の導電シートが得た電圧を測定する電圧測定
回路を有し、この電圧測定回路の測定値と前記電圧分布
とから接触位置を検出するタッチパネルスイッチにおい
て、前記一方の導電シートに電圧が印加されたときその両端
の電極端子の電圧を測定する端子間電圧測定手段と、該
端子間電圧測定手段が測定した一方の導電シートの両端
の電極端子の電圧および前記電圧測定回路が測定した他
方の導電シートが得た電圧に基づいて２枚の導電シート
の接触位置を算出する接触位置算出手段と、を有してな
るタッチパネル入力装置。