JPS6246320A - タツチパネル入力装置 - 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】 （ａ）技術分野 この発明はＣＲ７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関し、特に接
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、導電：＞　　
）　＆：中間タ°・７を設け・一方０導電′−ト９　　
　　　　。

電圧が印加されたとき、その導電シートの両端及　　　
　　　１び中間タップの電圧を測定する手段を設け、こ
の　　　　　　：測定された電圧から導電シートの正確
な電圧分布　　　　　　１を推定することによって、タ
ッチパネルスイッチの正確な接触位置を算出することが
できるようにしたものである。

（Ｃ１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。こ
の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。上側パネル１０について説明
する。タッチパネル面は透明樹脂フィルム基村上に形成
されている。前記基材面の両側辺には抵抗体１２ａ、１
２ｂが形成され、両抵抗体間には一定幅の導電体ストラ
イプ１）（１）２〜１）ｇ）が一定間隔で梯子状に渡さ
れている。本図中ではこの導電体ストライプを７本来し
ているが、ＡＴＭ等のＣＲＴ画面上に設置されるものに
おいては１６本〜６４本形成されている。これら抵抗体
１２ａ、１２ｂ及び導電体ストライプ１）はＩ　Ｔ　Ｏ
（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）等を前記基材上
に蒸着して形成される。前記抵抗体１２ａ、１２ｂの両
端にはリード線１３．１４が接続されている。このリー
ド線１３．１４は電圧印加回路（図示せず）に接続され
ている。

リード線１３．１４を介して抵抗体１２ａ、１２ｂに電
圧（Ｖｃｃ）が印加されると、抵抗体１２ａ、１２ｂに
は一端から他端へ向かう電圧傾斜が形成される。この抵
抗体１２ａ、１２ｂに接続されている前記各導電体スト
ライプｌｌａ〜ｌ１ｇには、抵抗体１２ａ、１２ｂのそ
れぞれの導電体ストライプの接続点の電圧と同じ大きさ
の電圧が生じる。また、下側パネル２０も」二側パネル
１ｏと同様に構成されている。２１（２１ａ〜２１ｅ）
は導電体ストライプ、２２　　（２２ａ、　　２２　ｂ
）は抵抗体、２３．２４はリード線である。

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前記導電体ストライプ面を互いに
対向させて微少間隔で設置することによってタッチパネ
ルスイッチが構成される。

この図においては上側パネル１０の電圧傾斜が横（Ｘ軸
）方向、下側パ１ル２０の電圧傾斜が縦（Ｙ軸）方向に
なるように設置されている。前記電圧（Ｖｃｃ）はと側
パネル１０．下側パネル２ｏ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。ここで、タッチパ
ネルスイッチの抵抗体の両端、即ちリード線１３，１４
，２３．２４の接続点をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄとする
。ＣＰＵ２はバスを介シてＡ／Ｄ変換器３．Ｉ１０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）８ａ−緩衝増幅器７ａ、ゲート８ｂ−緩衝増幅
器７ｂ、ゲー）８ｃ−緩衝増幅器７ｃ及びゲート８ｄ−
緩衝増幅器７ｄを介してＡ、Ｂ、Ｃ及びＤと接続されて
いる。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−Ｉ１０
ポート４からのオン信号ａ、ｂ及びＣ１ｄによって６ａ
、６ｂ及び６ｃ、６ｄの組み合わせで交互にオン・オフ
を繰り返す。スイ・７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１０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２０に電圧（Ｖｃｃ）が印加され
る。ＣＰＵ２は上側パネル１０に電圧（Ｖｃｃ）を印加
したとき、同時にオン信号ｅ、ｆ、ｇを出力してゲート
８ａ、８ｂ、８ｄをオンする。ゲーｌ−８ａ、８ｂを開
くことによって上側パネル１ｏの両端の電圧、即ち上側
パネル１０の抵抗体１２ａ、１２ｂに実際に印加されて
ル）る電圧（Ｖａ−ｂ）を測定する。また、ゲー）８ｄ
を開くことによって、このタッチパネルスイッチ１が押
下されたとき下側パネル２゜が検知する前記Ｘ軸方向の
接点検知電圧（ｖ×）をＡ／Ｄ変換器３へ入力する。

下側パネルに電圧（Ｖｅｃ）を印加したときも同様に、
ＣＰＵ２はオン信号ｅ、ｆ、ｈを出力してゲート８ｂ、
８ｃ、８ｄをオンする。ゲート８ｃ。

８ｄを開くことによって下側パネル２ｏの両端の電圧、
即ち下側パネル２０の抵抗体２２ａ、２２ｂに実際に印
加されている電圧（Ｖｃ−ｄ）を測定する。また、ゲー
ト８ｂを開くことによって、このタッチパネルスイッチ
１が押下されたとき上側パネル１０が検知する前記Ｙ軸
方向の接点検知電圧（Ｖｙ）をＡ／Ｄ変換器３へ入力す
る。

上側パネル１０に電圧（Ｖｃｃ）を印加したときにタッ
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とが接触した場合、上側パネル１０の前記接
触した点（接点）にある導電体ストライプＩＩに生じて
いる電圧が下側パネル２０へ接点を介して印加される。

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
１０から下側パネル２０へ流れ込む電流は無視すること
が出来る。従って、このときＡ／Ｄ変換器３に入力され
る電圧は、上側パネル１０の接点に生じている電圧（Ｖ
ｘ）そのものであると見做すことができる。この電圧（
Ｖｘ）と前記上側パネル１０の抵抗体１２ａ、１２ｂに
実際に印加されている電圧（Ｖａ−ｂ）とに基づいて接
点の左右方向（Ｘ軸方向）の位置（Ｘ座標値）を検出す
ることができる。上側パネル１０の両端に実際に印加さ
れている電圧（Ｖａ−ｂ）を測定することによってスイ
ッチングトランジスタ５ａ、５ｂの内部抵抗による誤差
を補正して正確な位置検出を行うことができる。

前記電圧（Ｖｃｃ）の印加は上述したように上側パネル
１０．下側パネル２０に対して交互に行われる。上側パ
ネル１０へ電圧（Ｖｃｃ）を印加してＸ座　　　　　　
：］ 標値を検出した直後に、下側パネル２０へ電圧（Ｖ　　
　　　　（。

ｃｃ）を印加するとともにゲート８ｃ、８ｄ及びゲ　　
　　　　１□ −）８ｂがオンされる。下側パネル２０へ電圧（Ｖｃｃ
）が印加されたことによって下側パネル２０の前記接点
に生じた電圧が、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は緩衝増幅器７ｄ同様非常に入力
インピーダンスが高いものであるため、上側パネル１０
の膜面抵抗及び下側′＜２．／Ｌ／　２０”°′″＠′
＜、ｔ　Ｊｋ”°″′″″−ｔｒａｃｋ″　　　、・ｗ
ｉｔ、ａ′″ｈｈ＜ｗ＊ｈ、＠°−ｃ゛＝ｃｖｈ＠ｈ／
Ｄ　　　　１・。

８１°“、ｘ、ｉｇｉ“１′″″°“ＴｔＲｊｌ′＜、
ｌｂ　２０　（７）　　　　。

接点に生じている電圧（Ｖｙ）そのものであると見做す
ことができる。この電圧（Ｖｙ）と前記下側パネル　　
　　　　□２０（７）ｔｌｔＫ２□３，２□ｂ＆、：ｘ
ｉｃｍｊｍ＊ａ７　　　　’いる電圧（Ｖｃ−ｄ）とに
基づいて接点の上下方向（Ｙｌ。

軸方向）の位置（Ｙ座標値）を検出することかで。６゜
Ｔ、、Ｉ／１．、．７．２０　（Ｄｉｉ！ｉｉｍ＆：、
＊ｔ！Ｊ、ＪＩ］ｍ８ｉｎ、Ｔ　　　　Ｉ□いる電圧（
Ｖｃ−ｄ）を測定することによってスイッチングトラン
ジスタ５ｃ、５ｄの内部抵抗による誤差を補正して正確
な位置検出を行うことができる。このようにして、Ｘ、
Ｙ座標値を求めることにより、タッチパネルスイッチ１
が押下されたときの接点（押下位置）を検出することが
できる。

なお、前記スイッチングトランジスタ６ａ、６’ｂ、５
ｃ、５ｄ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、Ｉ１０ボート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、画面にキーを表示し
、そのキーの位置の押下をタッチパネル入力装置で判定
するタッチキー装置として使用される。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。

■上記従来のタッチパネル入力装置の欠点上記タッチパ
ネルスイッチでは、タッチパネル面を構成する抵抗体及
び導電体ストライプはＩＴｏ等の蒸着によって形成され
るが、全面にねたつ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。とりわけ、抵抗体にこの
ような不均一が生じた場合、電圧（Ｖｃｃ）が印加され
た時に生じる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がある。

第３図はタッチパネルへ電圧（Ｖｃｃ）を印加したとき
の電圧傾斜を示すグラフである。上側パネルの導電シー
トへ電圧を印加した場合について説明する。電圧（Ｖｃ
ｃ）が印加されたとき、Ａ（抵抗体１２°、　１２　ｂ
（７）　Ｄｉ）　０）Ｍ、ＩｉＥ′″ＥＸ（ｙ＋７ｆ　
）　　　　ｌ’：。

ランジスタロａ内部抵抗によってＶａまで低下する。Ｂ
（抵抗体１２・、１２ｂの他端）から接地線　　　　　
　１まではスイッチングトランジスタ６ｂの内部抵抗　
　　　　　□によりｖｂの電位差がある。Ｖａからｖｂ
までの電圧分の電圧傾斜が抵抗体（夕・チパネル）上に
生じる　　　　　　［。□１ｔｉｏよう＆：ｔｆｆ；ｔ
ｉ’ｃ＃（’）［＊　４；！Ｔ”）　ｆｌ　’！＊ｉ＞
”ｋ　　　　’いえあ、’１Ｐｉ（Ｉｆｆイ、、よ、や
□７□よう９０．１の変化を示す場合が多い。　　　　
　　　　　　　　　　　　　：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、タッチパネル上に
形成されている電圧傾斜の状態を測定することが出来な
かったため・タッチパネル上の電圧傾斜は一次変化を示
していると推定していた。この推定による変化を破線で
示す。この図における実線と破線との距離が実際の電圧
値と推定による電圧値との誤差の大きさを示す。このよ
うなタッチパネル入力装置で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する場合があるた
め、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の電
圧傾斜の状態を測定し、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。

ｔｅ１発明の構成及び効果 この発明は、２枚の導電シートの電極端子間の任意の位
置に中間タップを設けるとともに、導電シーｌ−に電圧
印加回路を接続するスイッチ回路が閉成し一方の導電シ
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
及び前記中間タップから検出される電圧を測定する端子
電圧測定手段と、前記２枚の導電シートが接触したとき
に他方の導電シートが得た電圧と前記端子電圧測定手段
の測定値とから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以
下の効果を奏することができる。

導電シートに中間タップを設け、電圧印加時にその中間
タップの電圧を検出するようにしたことによって、導電
シートの抵抗体が不均一で電圧印加時に電圧傾斜に歪み
が生じた場合でも、中間タップの電圧によりその歪みを
推定することができる。中間タップの位置は、一般的に
歪みによる誤差が最も大きくなる導電シートの中点付近
が最良である。

タッチパネルスイッチが押下され、その接触位置を検知
するとき、接触位置算出手段で、両端の電極端子の電圧
に加えて中間タップの電圧に基づいて接触位置を算出す
ることにより、上記歪みによる誤差を補正することが出
来、正確な接触位置検出を行うことが出来る。これによ
って、タッチパネルスイッチの検知精度を向上させるこ
とができるとともに、このタッチパネルスイッチが設置
される自動取引処理装置等の信頼性の向上に寄与するこ
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図及び第５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。

下側パネルの抵抗体の中央に中間タップＭ、Ｎを設ける
とともに、中間タップＭを緩衝増幅器７ｍ、ゲート８ｍ
を介してＡ／Ｄ変換器３に接続し、中間タップＮを緩衝
増幅器７ｎ、ゲート８ｎを介してＡ／Ｄ変換、器３に接
続した点である。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。

ＣＰＵ２は、電圧（Ｖｃｃ）が上側パネル１０に印加さ
れたとき、上述したようにゲート８ａ、８ｂをオンにし
てＡ−Ｂ間の実際の電圧を測定するとともに、このとき
同時にゲート８ｍをオンして上側パネル１０の中央の電
圧も測定する。下側パネル２０に電圧（Ｖｃｃ）が印加
されたときも同様に、ゲートｓｃ、８ｄをオンしてＣ−
Ｄ間の実際の電圧を測定するとともに、ゲート８ｎをオ
ンして下側パネル２０の中央の電圧も測定する。

第２図は前記ＣＰＵ２の動作を示すフローチャートであ
る。同図ｃＡ）の動作は上側パネル１０に電圧（Ｖｃｃ
）を印加したときの電圧読取ルーチンである。ステップ
ｎｌ（以下、ステップｎｉを単にｎｉと言う。）ではＶ
ａ、　Ｖｂ、　Ｖｍを読み取る。ｎ２ではＶｘを読み取
る。ｎ３ではＶｘとＶｍとを比較し、ＶｘＯ方が大きけ
ればｎ４に進んでＶａをＶ）ｌ、　ＶｍをＶＬに設定し
て二分検索サブルーチンを行う。このとき接触した導電
性ストライプの番号を記憶するＳには３２を設定する。

このタッチパネルには６４本の導電性ストライプが並行
に形成されており、電圧（Ｖｃｃ）が印加されたとき電
圧の低い方から昇順にＯから番号が付されている。接触
検知電圧が中間タップの電圧Ｖｍよりも高いとき接触し
た導電性ストライプは中央（３２本本目３３本口の導電
性ストライプの間、その番号はそれぞれ３１．３２であ
る。）よりも電圧（Ｖｃｃ）側、即ち電圧が高い側であ
るとしてＳに３２を設定する。ｎ３でＶｘがＶｍよりも
大きくなければｎ５に進んでＶｍをＶｌｌ、　ＶｂをＶ
Ｌに設定して二分検索サブルーチンを行う。このとき前
記Ｓには０が設定される。

同図（Ｂｌに二分検索サブルーチンを示す。ｎｌＯで前
記ＶＨ，ＶＬを入力する。ｎｉｌでは二分検索動作を行
う回数（Ｎ）を５に設定する。ｎ１２ではＶＭを上下限
の中間値である（ＶｌｌＶＬ）／２に設定する。ｎ１３
ではＶｘとＶＭを比較しＶｘの方が大きければ、Ｖｘは
ｖｌ（、闘間にあるとしてｎ１４に進み、ＶＬにＶＭを
設定するとともに導電性ストライプ番号を記憶するＳに
２ト１を加算する。ｎ１３でＶｘが目よりも小さければ
ｎ１５に進み、ＶＨにＶＭを設定する。Ｓは更新しない
。

即ち、−回目の動作時は、３２本の導電性ストライプの
上半分の１６本又は下半分の１６本の何れにＶｘを生じ
た導電性ストライプが属するかを判定する動作であり、
Ｖｘが上記３２本の導電性ストライプに生じる電圧の中
央値である闘よりも大であれば、上半分の１６本に属す
るとして、Ｓに２’−’＝１６を加算する。二回目以降
は判定する範囲を１７２づつに狭めて行う。

ｎ１６で前記Ｎから１を減じ、ｎ１７でＮ＝０を判定す
るまでｎ１２以下の動作を繰り返す。従ってこの動作は
５回繰り返される。このようにしてＶｘの範囲を１７２
づつに狭めてゆき、３２本の導電性ストライプ中から押
下された一本の導電性ストライプを決定することができ
る。

以上の動作説明は上側パネルに電圧が印加されたときの
動作（Ｘ座標検知動作）について説明したが、下側パネ
ルに電圧が印加されたときについてはｖａ、Ｖｂ、ｖｆ
ｆｌ、ｖｘニ代えてそれぞれＶｃ、　Ｖｄ、　Ｖｎ、　
Ｖｙが設定され、他の動作は同様である。

なお、ゲート７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｍ。

７　ｎ　％緩衝増幅器８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｍ＋
８ｎ及び上記動作のｎｌがこの発明の端子電圧測定手段
に対応し、上記二分検索サブルーチンが接触位置算出手
段に対応する。

以上の動作では電圧傾斜を、Ａの電圧Ｖａ−中間タツブ
の電圧Ｖｍ−Ｂの電圧ｖｂを通る折線として電圧傾斜を
求め正確な接触位置を検知しているが、他の方法を使用
すれば、３点を結ぶ滑らかな曲線として計算することも
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
の構成を示すブロック図、第２図は上記タッチパネル入
力装置の制御部の動作を示すフローチャートであり、同
図（Ａ）はタッチパネルスイッチの電圧を読み取る読取
ルーチン、同図（Ｂ）は読み取った電圧からＩ接触位置
を決定する二分検索サブルーチンを示す。第３図はタッ
チパネルスイッチの電圧傾斜のグラフを示す図、第４図
は従来のタ　　　　　　□ソチパネル入力装置の構成を
示すブロック図、第　　　　　　１５図は従来のタッチ
パネルスイッチの構成を示す１５６・　　　　　　　　
　　　　Ｉ □ □ □ Ｍ、Ｎ−１ｆｅ”Ｉヶッ７０．７０．７□−、、、−ｈ
、　　　　　　：８ｍ、８ｎ−緩衝増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向した２枚の導電シートの両端に電極端子を設
   け、一方の導電シートの電極端子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、この電圧印
   加回路から前記電極端子への電圧印加を開閉するスイッ
   チ回路とを有するタッチパネル入力装置において、 前記２枚の導電シートの電極端子間の任意の位置に中間
   タップを設けるとともに、前記スイッチ回路が閉成し一
   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
   端子の電圧及び前記中間タップから検出される電圧を測
   定する端子電圧測定手段と、前記２枚の導電シートが接
   触したときに他方の導電シートが得た電圧と前記端子電
   圧測定手段の測定値とから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。