JPS61118826A - タツチ・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】 発明の要約 この発明は、人間の指またはその他の物体によってパネ
ル表面が軽く押されたときに、その押された部分のパネ
ル上における位置情報を表わす信号を得るタッチ・パネ
ルｉＩ！において、２つの異なる位置が同時に押下され
たことを検出するものである。

以下、次の目次にしたがってこの発明の詳細な説明する
。

（１）発明の背景 （１，１）技術分野 （１，２）この発明が適用されるタイプのタッチ・パネ
ルの概要 （１，３）このタッチ・パネルにおける問題点（２）発
明の概要 （２，１）発明の目的 （２，２）発明の構成および効果 （３）実施例の説明 （３，１）タッチ・パネルの構成 （３，２）　２箇所以上が同時に押下されたことを検出
する原理と構成 （３，３）押下位置検出装置 （１）発明の背景 （１，１）技術分野 この発明はタッチ・パネル装置に関し、さらに詳しくは
、人間の指またはその他の物体によってパネル表面が軽
く押されたときに、その押された部分のパネル上におけ
る位置座標を表わす信号を得るためのタッチ・パネル装
置に関する。

（１，２）　　この発明が適用されるタイプのタッチ・
パネルの構成の概要 この発明を容易に理解できるように、この発明の前提と
なるべき技術、すなわちこの発明が適用されるタッチ・
パネルの構成の概要について前もって説明しておく。

第１図に示されているように、この発明の前提となるタ
ッチ・パネルは、それぞれの内表面が対面するようにか
つ接近して配置された２枚のシート（１）（２＞からな
り、その間に介在された多数の小さなスペーサ（図示路
）によってこれらのシート（１）（２）の間の間隔が保
たれている。説明の便宜上、シート（１）（２）の−辺
にそう方向にＸ軸を、これと垂直な他の一辺にそう方向
にＹ軸をそれぞれとる。

一方のシート（１）の内表面であってその一側には抵抗
体（抵抗膜）　　（１１）が形成されている。また、こ
のシート（１）の内表面上に多数条の導電膜ストライプ
（１５）が一定間隔でかつ互いに平行に形成されている
。これらのストライプ（１５）は抵抗体（１１）に対し
て垂直でありかつストライプ（１５）の一端は抵抗体（
１１）と電気的に接続されている。

他方のシート（２）もまたその内表面の一側に形成され
た抵抗体（抵抗膜）（２１）と、これに電気的に接続さ
れかつこれから垂直な方向に互いに平行にのびた多数条
の導電膜ストライプ（２５）とを備えている。シート（
１）の抵抗体　　　　　ｊ（１１）が、Ｘ軸方向にのび
ているのに対して、シート（２）の抵抗体（２１）はＹ
軸方向にのびている。シート（１）上のストライプ（１
５）とシート（２）上のストライプ（２５）とは互いに
直交する状態にある。

タッチ・パネルがＣＲＴ等の画面の前に配置され、画面
上の任意の映像を指し示す用途に用いられる場合には、
２枚のシート（１）（２）およびストライプ（１５）　
　（２５）は透明体で構成されよう。

タッチ・パネル表面が押されると、シート（１）または
（２）の押された部分または点が若干へこむので、両シ
ート（１）（２＞内表面に形成された多数のストライプ
（１５）　　（２５）のうち押された部分を通っている
直交する２つのストライプ（１５）と（２５）が接触し
電気的に導通する。

したがって、ある時点において抵抗体（１１）の両端間
に一定電圧Ｅを印加し、抵抗体（２１）に現われる電圧
■×を測定すれば、多数のストライプ（１５）のうちの
どのストライプが他方のストライプ（２５）のいずれか
と接触したかが分かる。すなわち、抵抗体（１１）の両
端に電圧Ｅが印加されると、この電圧は抵抗体（１１）
上の位置（Ｘ座標）に応じて分割され、位置に応じて異
なる電圧がストライプ（１５）上に現われ、ストライプ
（２５）と接触したストライプ（１５）の電圧が接触し
たストライプ（２５）を通して抵抗体（２１）に現われ
るからである。接触したストライプ（１５）のＸ座標に
応じて抵抗体（２１）に現われる電圧ＶＸの一例が第２
図にグラフで示されている。検出される電圧ＶＸは接触
したストライプ（１５）のＸ座標を示している。もちろ
ん、ストライプ（１ｓ）　　（２５）の接触箇所を通し
て流れる電流゛はきわめて微弱（はとんど流れない）で
ある。

次の時点で抵抗体（１１）への電圧印加を停止し、抵抗
体く２１）の両端間に同様に電圧Ｅを印加する。そして
、抵抗体（１１）に現われる電圧Ｖｙを測定する。この
電圧■ｙは、シート（２）上の多数のストライプ（２５
）のうちストライプ（１５）と接触したストライプのＹ
座標を表わしている。

このようにして測定された電圧ＶＸ　、ＶＶにより、押
下された部分または点の位置情報が表わされる。

（１，３）このタッチ・パネルにおける問題点このよう
なタッチ・パネルでは、その表面上の異なる２つの部分
が同時に押されると、押下された２点により生じる電圧
の相加平均に近い値の電圧が得られるという問題がある
。第３図において、タッチ・パネル上の点Ｐ１が単独に
押された場合に得られる電圧をＶｘ　Ｉ　、ＶＶ　＜と
し、点Ｐ２が単独に押された場合に得られる電圧をＶＸ
２、ＶＶ２とする。これらの点Ｐ１とＰ２が同時に押さ
れたとすると、ＶＸｏζ（Ｖｘ　ｌ　＋ＶＸ　２　）　
／　２、ＶＶｏ’５（ＶＶ＋＋ＶＹ２）／２　　という
電圧が得られ、あたかもこれらの電圧ＶＸ　ｇ　、　ｖ
ｙ　ｏにより特定される点ＰＯ（点Ｐ１とＰ２との中間
の点）が押されたかのような誤った位置情報が得られて
しまう。

３つ以上の点が押された場合にも、同様に誤りた位置情
報が得られる。

（２）発明の概要 （２，１）発明の目的 この発明は、パネル表面の押された部分の位置情報を引
き出すタッチ・パネル装置において、２箇所以上が同時
に押下された場合にはそのことを検出することにより誤
情報の取込みを防止することにある。

（２，２）発明の構成および効果 この発明によるタッチ・パネル装置は、一定間隔をおい
て対面状に配置された２枚のシートの内表面にそれぞれ
複数の導電性ストライプが所定間隔をおいて互いに平行
に形成されているとともに、一方のシートのストライプ
と他方のシートのストライプとが互いに直交するよ゛う
に配置され、各シートにおいて複数のストライプの両端
がそれぞれ抵抗体に接続されており、−］方のシートの
抵抗体の両端間に所定電圧が印加されたときに他方のシ
ートの抵抗体に現われる電圧によって押下位置に関する
一方向の位置情報が表わされ、かつ他方のシートの２つ
の抵抗体の間の電位差の測定によって二重同時押下の有
無が検知されることを特徴とする。

上記した他方のシートの２つの抵抗体の間の電位差が成
るスレシホールド・レベルを超えていた場合に、２箇所
以上の部分が同時に押下されたと判定される。この二重
同時押下判定信号によって位置情報を表わす信号の取込
みを禁止する、またはこの位置情報信号を無効とするこ
とができるので、常に正確な位置情報のみを取扱うこと
ができるようになる。

（３）実施例の説明 （３，１）タッチ・パネルの構成 第４図はタッチ・パネルの一方のシートの構成を示して
いる。第１図に示したものと同じように、シート（１）
の内表面には一定間隔でかつ互いに平行な多数の導電膜
ストライプ（１５）が形成されている。そうして、これ
らのストライプ（１５）の両端にこれらと垂直に配置さ
れた抵抗体（１１）　　（１２）が接続されている。抵
抗体（１１）　　（１２）はその抵抗値を比較的高精度
に設定できるもの、たとえばカーボン皮膜抵抗が好まし
い。抵抗体（１１）、（１２）の両端にはそれぞれ接続
部（１１ａ　）　　（１１ｂ　）、（１２ａ　）　　（
１２ｂ　）が設けられている。後述するように、抵抗体
（１１）の両端間と抵抗体（１２）の両端間には同極性
でかつ同じ値の電圧Ｅが印加される。このとき、成るス
トライプ（１５）の両端には同じ電位が現われ、したが
ってそのストライプ（１５）上は等電位面となる。もち
ろん、各ストライプ（１５）に現われる電圧は異なる。

もう１つのシートもまたシート（１）と全く同じ構成で
ある。このもう１つのシートの符号を（２）、その内表
面に形成された２つの抵抗体および多数の導電膜ストラ
イブをそれぞれ符号（２１）　（２２）、（２５）で表
わす。また、抵抗体（２１）、（２２）の両端の接続部
の符号をそれぞれ（２１ａ　）　　（２１ｂ　）、（２
２ａ　）　　（２２ｂ　）とする（第５図参照）。

第１図に示すタッチ・パネルと全く同じように、これら
のシート（１）と（２）とはそれらの内表面が対面する
ようにかつ若干の間隔をあけて重ね合わされ、これによ
りタッチ・パネルが構成される。もちろん、シート（１
）のストライプ（１５）とシート（２）のストライプ（
２５）とは直交するように配置される。２つのシート（
１）と（２）との間の間隔は、これらの間に介在された
多数の小さな絶縁性スペーサによって保持される。

ストライプ（１５）　　（２５＞の相互間隔が押下位置
検出精度に関与する。

シート（１）（２＞およびストライプ（１５）（２５）
は透明体によりつくられることが好ましい。そうするこ
とにより、ＣＲＴ等の画面上にこのタッチやパネルが配
置されて使用されたときに、このタッチ・パネルにより
画面上に現われた映像の所望の部分を指定することがで
きる。

抵抗体（１１）　　（１２＞　　（２１）　　（２２）
は必ずしもシートと一体に形成する必要はなく、シート
の外側に配置して各ストライプ（１５）　　（２５）と
リード線等で接続するようにしてもよい。

（３，２）　２箇所以上が同時に押下されたことを検出
する原理と構成 第５図は、タッチ・パネルの全体的な構成および電気的
接続状態を図式的に示したものである。

第５図に示された電気的接続状態は、押下点のＸ座標を
求めるときのものである。抵抗体（１１）および（１２
）の両端間に電圧Ｅが印加される。このときに、抵抗体
（２１）または（２２）に現われる電圧Ｖ１を測定すれ
ば、押下された点のＸ座標位置が求まることは、第１図
に示されたタッチ・パネルの場合と全く同じである。

異なる２点が同時に押された場合について考えてみよう
。同時に押下された２点を第５図においてＰｌ、Ｒ２で
示す。押下された点Ｐ１を通るストライプ（１５）が抵
抗体（１１）に接続さ□） れている箇所、すなわちこのストライプ（１５）の一端
の電位をＥｌ（このストライプ（１５）が抵抗体（１２
）に接続されている箇所、すなわちこのストライプ（１
５）の他端の電位も同じ）、点Ｐ２を通るストライプ（
１５）の両端の電位をＲ２とする。

第５図に示されたタッチ・パネルの等価回路を考えるた
めに、抵抗Ｒ，Ｒ１〜Ｒ６を次のように定義する。

Ｒ：抵抗体（１１）と（１２）の合成抵抗Ｒ１：点Ｐ１
を通るストライプ（１５）において、点Ｐ１から抵抗体
（１１）　　（１２）との接続箇所（ストライプの両端
）までのこのストライプの合成抵抗（ストライプは導電
体であるが膜厚がうすいためにかなりの抵抗をもってい
る） Ｒ２：点Ｐ２を通るストライプ（１５）において、点Ｐ
２から抵抗体（１１）　（１２）との接続箇所までのこ
のストライプの合成抵抗 Ｒ３：点Ｐ１とＲ２との間のストライプ（２５）による
抵抗 Ｒ４：点Ｐ１を通るストライプ（２５）において、点Ｐ
１から抵抗体（２１）との接続箇所までのこのストライ
プの抵抗 Ｒ５：点Ｐ２を通るストライプ（２５）において、点Ｐ
２から抵抗体（２２）との接続箇所までのこのストライ
プの抵抗 Ｒ６：抵抗体（２１）と（２２）との間に接続されたす
べてのストライプ（２５）の合成抵抗上に定義された抵
抗を用いて表わされ、抵抗体（２１）　、！−（２２）
　ト（１！ｔ）電圧（１１位差）Ｖ２を与える等価回路
は第６図に示すようになる。

この等価回路から分かるように、電圧■２は点Ｐ１とＲ
２との間の電位差にほぼ比例し′、これは点Ｐ１とＲ２
との間の距離（電位差Ｅ１〜Ｅ２）にほぼ比例する。し
たがって、あるスレシホールド・レベルＥＯを設定して
おき、電圧ｖ２がこのレベルＥＯを超えた場合には、点
Ｐ１とＲ２とは別個の点であるとみなして、複数箇所が
同時に押下されたものと判定することが可能である。

１点Ｐ１のみが押された場合には、第６図の等価回路に
おいて、抵抗Ｒ２とＲ３とＲ５の接読点（Ｐ２で示され
た点）は存在しない（すなわち電気的に切り離されてい
る）ので、電圧■２はほとんど零である。上述したよう
に電圧Ｖ２は点Ｐ１とＰ２との間の距離が大きくなれば
なるほど増大する。人間の指その他のタッチ・パネルを
押下する物体の大きさはあらかじめ分っている。ストラ
イブ（１５）相互の間隔がこの押下物体の大きさよりも
小さければ、この物体でタッチ・パネルを押したときに
２点以上が同時に押下される可能性があり、このときに
は電圧■２として零よりも若干大きな電圧が現われるで
あろう。しかしながら、唯一つの押下物体によって同時
に押下されるであろう２点間の距離はこの押下物体の大
きさによって制限を受けこの押下物体の大きさ以上には
ならない。押下物体の大きさはあらかじめ分っているの
で、唯一つの押下物体によって同時に押下されたときに
生じるであろう電圧ｖ２よりも若干高い電圧として上述
のスレシホールド・レベルＥＯを定めておけば、唯一つ
の押下物体によって同時に２点以上が押された場合と、
二つ以上の押下物体によって同時に２点以上が押された
場合とを明確に識別することが可能となる。

押下点のＹ座標を検出する場合には、抵抗体（２１）　
　（２２）の両端間にそれぞれ電圧Ｅを印加し、抵抗体
（１１）または（１２）に現われる電圧を測定すればよ
い。また、抵抗体（１１）と（１２）との間の電位差に
より、２箇所以上の点が同時に押下されたかどうかを検
出することが可能である。

（３，３）押下位置検出＠置 第７図は、タッチ・パネルを駆動して押下位置を検出す
るための装置の一例を示している。

ＣＰＵ（３Ｇ＞は押下位置検出動作、その他の動作を制
御するためのもので、そのプログラムおよびデータを記
憶するためのメモリ（３１）を備えている。この装置は
他の装置と交信することができ、そのための通信制御イ
ンターフェイス（３２）が設けられている。タッチ・パ
ネルの部分には、抵抗体（１１）　　（１２）、（２１
）　　（２２）のみが図示されている。

まずＸ軸方向の押下位置を検出するために、ＣＰＩＪ（
３０）から電圧印加指令がインターフェイス（３３）を
介して駆動回路（４１）に送られ、この駆動回路（４１
）によって抵抗体（１１）　　（１２）の両端間に電圧
Ｅが印加される。

コンパレータ（４３）は、多点同時押下検出のために抵
抗体く２１〉と（２２）との間の電位差■２を検出し、
この電圧をスレシホールド・レベルＥＯと比較し、検出
電圧がこのレベルＥＯよりも高い場合に禁止信号を電圧
検出回路（４２）に出力する。電圧検出回路（４２）は
抵抗体（２１）に現われる電圧■１を検出し、禁止信号
が入力していない場合にのみこの検出電圧をＡ／Ｄ変換
回路（４４）に出力する。検出電圧■１はディジタル信
号に変換されたのち、Ｘ座標データとしてメモリ（３１
）内にストアされる。

タッチ・パネル上の異なる２点以上が同時に押された場
合には、コンパレータ（４３）から禁止信号が出力され
るので、検出回路（４２）の検出電圧■１はＡ／Ｄ変換
回路（４４）−には入力せずこのような誤った情報の取
込みが防止される。

続いてＹ軸方向の押下位置を検出するために、ＣＰＵ（
３０）から電圧印加指令がインターフェイス（３３）を
介して駆動回路（５１）に送られ、この回路（５１）に
よって抵抗体（２１）　　（２２）の両端間に電圧が印
加される。この電圧は駆動回路（４１）による印加電圧
Ｅと同じであっても、異なる値のものであってもどちら
でもよい。抵抗体（１１）と（１２）との間の電位差が
コンパレータ（５３）によって検出され、これが所定の
スレシホールド・レベル（ＥＯと同じでも異なっていて
もどちらでもよい）以上の場合にコンパレータ（５３）
から禁止信号が出力される。抵抗体（１１）に現われた
電圧が電圧検出回路（５２）によって検出され、禁止信
号が入力していなければそのままＡ／Ｄ変換回路（５４
）に送られる。

このＡ／Ｄ変換データはＹ座標データとしてメモリ（３
１）にストアされる。コンパレータ（５３）から禁止信
号が出力された場合には電圧検出回路（５２）の検出電
圧はＡ／Ｄ変換回路（５４）には送られず、このように
して二重押下時の誤った位置情報の入力が禁止される。

以上の動作は非常に短い時間の間に達成される。必要な
らば、パネルが押下されている間に上記の動作が必要数
回繰返される。

コンパレータ（４３）　　（５３）の禁止信号をたとえ
ば割込信号の形でＣＰＵ（３Ｇ＞に入力させ、ＣＰ（Ｊ
（３０）がＡ１０変換回路（４４）　　（５４）の出力
信号の入力またはメモリ（３１）への書込みを禁止させ
るようにしてもよい。コンパレータ（４３）　　（５３
）の検出電圧をＡ／Ｄ変換したのちにＣＰＵ（３Ｇ）が
取込み、プログラムによってスレシホールドφレベルに
よる弁別を行なうようにすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明が適用されるタイプのタッチ・パネ
ルの構成の概要を示す斜視図である。 第２図は、上記タッチ・パネルにおける押下位置座標と
出力電圧との関係を示すグラフである。 第３図は、２箇所が同時に押下された場合の出力電圧の
変化を示すグラフである。 第４図は、この発明において用いられるタッチ・パネル
の構成を示す斜視図である。 第５図は、この発明による二重押下検出原理を説明する
ためのものであり、タッチ・パネルの構成および電気接
続図である。 第６図は、第５図に示す接続図の等価回路図である。 第７図は、押下位置検出装置の一例を示すブロック図で
ある。 （１）（２＞・・・シート、（１１）　　（１２）　　
（２１）（２２）・・・抵抗体、（１５）　　（２５＞
・・・導電性ストライプ。 以上 第４図 ＠６図　　。 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定間隔をおいて対面状に配置された２枚のシートの内
   表面にそれぞれ複数の導電性ストライプが所定間隔をお
   いて互いに平行に形成されているとともに、一方のシー
   トのストライプと他方のシートのストライプとが互いに
   直交するように配置され、各シートにおいて複数のスト
   ライプの両端がそれぞれ抵抗体に接続されており、一方
   のシートの抵抗体の両端間に所定電圧が印加されたとき
   に他方のシートの抵抗体に現われる電圧によって押下位
   置に関する一方向の位置情報が表わされ、かつ他方のシ
   ートの２つの抵抗体の間の電位差の測定によって二重同
   時押下の有無が検知される、タッチ・パネル装置。