(57)【要約】【課題】パターン化抵抗性タッチパネルを提供する。【解決手段】第１基板と第２基板を含むタッチパネルであって、前記第１基板は電源に接続される電圧提供領域を有し、第２基板はパターン化抵抗素子を有して第１基板の電圧提供領域に対向する。従って、タッチパネルにおいてタッチイベントが発生する場合、抵抗素子の１つ又は複数の接触点において、第１基板は第２基板と接触して電圧を第２基板に提供する。なお、抵抗素子の一端或いは両端の電圧を測定することにより、各接触点の二次元座標を測定することができる。さらに、タッチパネルは、それぞれ異なるタッチ領域に配置される１つ又は複数の抵抗素子を有することができ、タッチイベントにおいて、対応する１つ又は複数の接触点を検出する。【選択図】図３ａ
2010262623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と第２基板を含むタッチパネルであって、
前記第２基板と前記第１基板は、隔てられて間に隙間を形成し、前記第２基板は抵抗素子を含み、前記抵抗素子は蛇行形状で一領域に配置され、前記タッチパネルにタッチイベントが発生した場合、前記第１基板と前記第２基板は、前記抵抗素子の接触点で接触し、前記接触点は、前記領域に位置する二次元座標により明確に識別可能であることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記抵抗素子は、第１素子端と第２素子端により定義される全長を有し、前記第１素子端は電気測定に用いられ、前記第１基板は電源に接続されて、前記タッチイベントが前記抵抗素子の接触点において発生した場合、前記第１基板は前記接触点の抵抗素子に電圧を提供し、前記第１素子端における電気測定は、少なくとも前記電圧と前記二次元座標により測定値を生成することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記第１素子端は参照抵抗素子に接続されて、電圧の測定に用いられ、且つ、前記測定値は電圧値を含み、前記電圧値は少なくとも前記電圧、前記接触点の二次元座標および前記参照抵抗素子の抵抗により測定することを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記第２素子端が電気測定に用いられ、前記タッチイベントによって前記抵抗素子の異なる接触点において同時に前記第１基板と前記第２基板との接触が発生した場合、前記異なる接触点は前記領域の異なる二次元座標によって識別され、前記第２素子端における電気測定は、異なる測定値を提供することを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記二次元座標は第１軸の座標値と第２軸の座標値を含み、前記抵抗素子は、前記第１軸に沿う複数の第１セグメントと、前記第２軸に沿う１つ又は複数の第２セグメントとを含み、前記第1セグメント及び前記第2セグメントは、互いに接続されて前記蛇行形状を形成することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項６】
前記第２基板は、更に第２抵抗素子を含み、前記第２抵抗素子は異なる領域に配置されて、前記タッチイベントによって前記第２抵抗素子の異なる接触点において同時に前記第１基板と前記第２基板の接触が発生した場合、前記異なる接触点は、前記異なる領域に位置する二次元座標により明確に識別可能であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項７】
前記抵抗素子は、第１素子端と第２素子端とを有し、前記第２抵抗素子は、第３素子端と第４素子端とを有し、前記第１素子端、前記第２素子端、前記第３素子端及び前記第４素子端は、いずれも電気測定に用いられ、且つ、前記第１基板は電源に接続されて、電圧を前記抵抗素子における少なくとも１つの接触点および前記第２抵抗素子における前記異なる接触点に提供することを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル。
【請求項８】
前記第１基板は、蛇行形状の異なる抵抗素子を含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項９】
前記測定値は、前記抵抗素子の前記接触点から前記第１素子端までの長さおよび前記抵抗素子の全長を表すのに用いられることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル。
【請求項１０】
前記異なる測定値は、前記抵抗素子の前記異なる接触点から前記第２素子端までの長さおよび前記抵抗素子の全長を表すのに用いられることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル。
【請求項１１】
第１基板、第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板が隔てられて形成された隙間を含むタッチパネルのタッチセンシング方法であって、前記タッチセンシング方法は、
第１素子端及び第２素子端を有する蛇行形状の抵抗素子を前記第２基板の領域に提供するステップと、
電源を前記第１基板に接続させて、前記タッチイベントによって前記抵抗素子の接触点において、前記第１基板と前記第２基板の接触が発生した場合、前記第１基板は前記接触点における前記抵抗素子に参照電圧を提供するステップと、
前記抵抗素子の第１素子端における電圧値を測定するステップと、
少なくとも前記電圧値による前記接触点の二次元座標を検出するステップと、
を含むことを特徴とするタッチセンシング方法。
【請求項１２】
前記抵抗素子は、前記接触点から前記第１素子端までの抵抗値を有し、前記抵抗値は前記接触点の二次元座標を表すのに用いられ、前記タッチセンシング方法は、更に、
参照抵抗値を有する参照抵抗素子を前記第１素子端に接続させて前記測定ステップに用いることと、
前記参照抵抗値、前記参照電圧及び前記第１素子端における前記電圧値により、前記抵抗値を算出し、さらに前記接触点の二次元座標を検出することと、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載のタッチセンシング方法。
【請求項１３】
前記接触点の二次元座標は、前記電圧値に基づき、前記参照テーブルを利用して得ることを特徴とする請求項１１に記載のタッチセンシング方法。
【請求項１４】
タッチセンシングシステムであって、
前記抵抗素子が第１素子端と第２素子端を有する請求項１に記載のタッチパネルと、
電源と、
前記第２基板に接続され、前記第１端における測定値を獲得し、前記測定値により前記接触点の二次元座標を検出する測定モジュールと、
を含み、
前記電源は前記第１基板に接続されて、前記タッチイベントによって前記接触点で前記接触が発生した場合、前記第１基板が前記接触点における前記抵抗素子に電圧を提供する、
ことを特徴とするタッチセンシングシステム。
【請求項１５】
参照テーブルを更に含み、前記接触点の二次元座標は、前記測定値により前記参照テーブルを利用して測定されることを特徴とする請求項１４に記載のタッチセンシングシステム。
【請求項１６】
前記タッチイベントにより、前記抵抗素子の異なる接触点で前記第１基板と前記第２基板が接触した場合、前記異なる接触点は前記領域の異なる二次元座標により識別され、そのうち、前記測定モジュールは前記第２素子端における異なる測定値を獲得し、且つ、前記異なる測定値により、前記異なる接触点における前記異なる二次元座標を測定することを特徴とする請求項１４に記載のタッチセンシングシステム。
【請求項１７】
整合型表示システムであって、
請求項１に記載のタッチパネルと、
前記タッチパネルに関連して設置される表示パネルと、
を含み、
前記表示パネルは、前記タッチパネルを通して見られる表示情報を含んでいるため、利用者が前記タッチパネルをタッチすることによって前記表示情報を選択可能であることを特徴とする統合型表示システム。
【請求項１８】
電源に接続される第１基板と、第２基板と、電気測定装置とを含むタッチパネルモジュールであって、
前記第１基板と前記第２基板は隔てられて間に隙間を形成し、
前記第２基板は、第１端と第２端を有する抵抗素子を含み、
前記電気測定装置は前記第１端及び前記第２端に結合されるため、前記タッチパネルにタッチイベントが発生して、前記抵抗素子の接触点において、前記第１基板と前記第２基板との間に接触が発生した場合、前記電気測定装置は、前記第１端の第１信号及び前記第２端の第２信号のうち、少なくとも１つの信号を受信することを特徴とするタッチパネルモジュール。
【請求項１９】
前記第１信号は、前記抵抗素子の前記接触点から前記第１端までの長さを表すことを特徴とする請求項１８に記載のタッチパネルモジュール。
【請求項２０】
前記第２信号は、前記抵抗素子の前記接触点から前記第２端までの長さを表すことを特徴とする請求項１８に記載のタッチパネルモジュール。
【請求項２１】
前記第１基板はインジウムスズ酸化層を含み、前記インジウムスズ酸化層は前記電源に接続されて、前記タッチイベントにおいて前記電圧を前記抵抗素子に提供することを特徴とする請求項１８に記載のタッチパネルモジュール。
【請求項２２】
前記抵抗素子は蛇行形状を有することを特徴とする請求項１８に記載のタッチパネルモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルに関し、特に電圧の測定に用いられる少なくとも１つのパターン化抵抗素子を有するタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルは通常、パネルに位置する接触点の座標位置を提供するのに用いられる。具体的には、座標値は通常、パネルの接触時に発生する電圧又は電流値とパネルの非接触時の電圧又は電流値とを比較することにより計算して得られる。従って、タッチパネルは使用者にメニュー項目の選択、動作の読取り、筆記又は図形の描画等をさせることができる。タッチパネルは、独立のパネルであっても良く、又はＬＣＤパネル等の表示パネルに整合しても良い。（特許文献１を参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／００８５８８８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、パターン化抵抗性タッチパネルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、互いに隔てられて設置される第１基板と第２基板を有するタッチパネルに関する。第１基板は電源に接続される電圧提供領域を有し、第２基板はパターン化された抵抗素子を有し、パターン化された抵抗素子は第１基板の電圧提供領域に対応する。従って、タッチパネルにタッチイベントが発生する場合、第１基板が抵抗素子における１つ又は複数の接触点で第２基板と接触して、各接触点の抵抗素子に電圧を提供する。更に特別なのは、パターン化抵抗素子が蛇行形状を有し且つタッチ領域を覆う。なお、抵抗素子の一端又は両端の電圧を測定することにより、各接触点の二次元座標を測定することができる。さらに、タッチパネルは、１つ又は複数の抵抗素子を有してそれぞれ異なるタッチ領域に配置され、タッチイベントにおける１つ又は複数の接触点を検出するのに用いられる。
【０００６】
本発明の第１の態様は上述したタッチパネルであり、本発明の第２の態様は上述したタッチパネルと関連するタッチセンシング方法である。前記タッチセンシング方法は、第１素子端と第２素子端を有する蛇行形状の抵抗素子を第２基板の領域に提供するステップと、電源を第１基板に接続して、タッチイベントによってタッチパネルの第１基板と第２基板が接触を発生する場合、第１基板は参照電圧を接触点の抵抗素子に提供するステップと、抵抗素子の第１素子端にかかる電圧値を測定するステップと、少なくとも電圧値による接触点の二次元座標を得るステップとを含む。
【０００７】
本発明の第３の態様はタッチセンシングシステムである。タッチセンシングシステムは電源と測定モジュールを含む。電源は第１基板に接続されるので、タッチイベントによって接触点で接触が発生する場合、第１基板は電圧を接触点の抵抗素子に提供し、測定モジュールは第２基板に接続されて、第１素子端における測定値を獲得し、当該測定値に基づいて接触点の二次元座標を検出する。
【０００８】
本発明の第４の態様は統合型表示システムであり、タッチパネルと表示パネルが組み合わせて表示情報を提供する。タッチパネルを通して表示情報が見られるようにタッチパネルと表示パネルを配置し、従って、利用者がタッチパネルをタッチすることにより表示情報を選択する。
【０００９】
本発明の上述した内容とその他の目的、特徴、利点および実施例がより一層判るように、下記の図面を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】タッチパネルを示す回路図である。
【図２ａ】本発明の１つの実施例によるタッチパネルのコンポーネントパネル又は基板を示す図である。
【図２ｂ】本発明の異なる実施例によるタッチパネルのコンポーネントパネル又は基板を示す図である。
【図３ａ】２つのコンポーネントパネル又は基板に発生するタッチイベントによる接触を示す図である。
【図３ｂ】図３ａのタッチパネルにおける抵抗素子の等価回路を示す図である。
【図４】本発明の他の実施例によるいずれかのコンポーネントパネルを示す図である。
【図５ａ】２つのコンポーネントパネルにおける２つの接触点の接触を示す図である。
【図５ｂ】図５ａのタッチパネルにおける抵抗素子の異なる測定ステップにおける等価回路を示す図である。
【図５ｃ】図５ａのタッチパネルにおける抵抗素子の異なる測定ステップにおける等価回路を示す図である。
【図５ｄ】図５ａのタッチパネルにおける抵抗素子の異なる測定ステップにおける等価回路を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例によるタッチパネルのコンポーネントパネルを示す図である。
【図７】本発明の実施例を示す図である。
【図８ａ】図７のタッチパネルにおける抵抗素子の等価回路を示す図である。
【図８ｂ】図７のタッチパネルにおける抵抗素子の等価回路を示す図である。
【図８ｃ】図７のタッチパネルにおける抵抗素子の等価回路を示す図である。
【図９】本発明の１つの実施例によるマルチタッチアプリケーションに用いる任意のタッチコンポーネントパネルを示す図である。
【図１０】本発明の他の実施例によるマルチタッチアプリケーションに用いる任意のタッチコンポーネントパネルを示す図である。
【図１１ａ】本発明の１つの実施例による単一抵抗素子の異なる配置を示す図である。
【図１１ｂ】本発明の１つの実施例による単一抵抗素子のもう１つの異なる配置を示す図である。
【図１２】本発明の１つの実施例によるタッチパネルシステムを示す図である。
【図１３】本発明の他の実施例によるタッチパネルシステムを示す図である。
【図１４ａ】本発明の１つの実施例によるタッチパネルを有する整合型表示システムを示す図である。
【図１４ｂ】本発明の他の実施例によるタッチパネルを有する整合型表示システムを示す図である。
【図１５】本発明の他の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図２ａ〜図１５を参照しながら本発明の実施例をさらに詳しく説明する。
【００１２】
本発明の様々な実施例によれば、タッチパネルは隙間により隔てられる２つのコンポーネントパネルを含み、当該コンポーネントパネルを基板とすることもできる。例えば、使用者がそのうちのいずれかのコンポーネントパネルをタッチすると、２つのコンポーネントパネルが少なくとも１つの点において電気的に接触される。図１に示すように、多数の応用において、タッチパネルは接触点の座標を提供する。そのうち、コンポーネントパネル１０は、タッチ領域２０を含み、タッチセンシングに用いられる1つまたは複数の抵抗素子を有する。タッチ領域２０の形状が矩形であっても良く、タッチ領域２０における任意の接触点Ｑはいずれも座標（ｘ,ｙ）により表現することができる。但し、注意すべきことは、コンポーネントパネル１０において、タッチ領域２０の外部の１つ又は複数の周辺部は、必ず必要なものではなく、除去しても良い。
【００１３】
本発明の１例よれば、そのうちいずれかのコンポーネントパネル又は基板における抵抗素子は、抵抗素子３０を含んでタッチ領域２０の全面を覆う。上記実施例において、図２ａに示すように、抵抗素子３０はＹ軸に平行する複数の線形セグメントを含み、各線形セグメントは隣接する線形セグメントの一端に電気的に接続され、全ての線形セグメントが互いに接続されて連続的な方形波パターンを形成し、そのパターンは間隔ｐと高さｈを有する。抵抗素子３０は第１端と第２端を有し、第１端は座標（０,０）に配置されて電圧測定点Ｖoutに接続され、第２端はＸ軸に沿ってタッチ領域２０の別のコーナーに配置される。例えば、タッチイベントにより接触点Ｑが発生する場合、接触点ＱのＸ座標は約ｎ*ｐに等しく、そのうち、ｎは正整数である。
【００１４】
本発明の様々な異なる実施例によれば、図２ｂに示すように、コンポーネントパネル１０の後ろ（又は前）にもう１つのコンポーネントパネル５０を配置して、タッチイベントがコンポーネントパネル１０又はコンポーネントパネル５０に発生させることができる。タッチイベントにおいて、間隙が接触点で閉鎖され、これによってコンポーネントパネル１０とコンポーネントパネル５０の間を電気的に接触させる。コンポーネントパネル１０の基板１２とコンポーネントパネル５０の基板５２の中で、少なくとも１つの基板が弾力性材料により形成され、これによって、複数の接触点が異なる接触位置で同時に発生することが出来る。
【００１５】
１例において、図３ａに示すように、コンポーネントパネル５０は一層のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の導電性材料６０を含んで、コンポーネントパネル１０における接触点Ｑに電圧を提供する。当該実施例において、抵抗素子３０の抵抗値と比べ、インジウムスズ酸化物の抵抗値は無視しても良い。図３ｂはタッチパネルのタッチイベントにおける等価回路を示す。
【００１６】
ＬとＲtotalをそれぞれ全長と抵抗素子３０の全抵抗値（図３ａ参照）とし、ｑとＲ（ｑ）をそれぞれ接触点Ｑから第１端までの長さと抵抗素子３０の抵抗値とすると、
ｑ/Ｌ=Ｒ(ｑ)/Ｒtotal 
又は
Ｒ(ｑ)=(ｑ/Ｌ)*Ｒtotal
となる。
【００１７】
図３ｂに示す等価回路図において、Ｒrefは抵抗素子３０と接地点を接続する標準抵抗である。コンポーネントパネル１０とコンポーネントパネル５０を互いに電気的に接触させるタッチイベントにおいて、入力電圧Ｖinは電流Ｉを発生して、接触点Ｑから接地点へ流れる。ＲrefとＲ(ｑ)は分圧器として、Ｒ(ｑ)とＲrefの間の測定点に対して電圧測定を行う。
【００１８】
図３ｂに示すように、測定点における電圧Ｖoutは、
Ｖout/Ｖin=Ｒref/(Ｒ(ｑ)+Ｒref)
又は
Ｒ(ｑ)=Ｒref*(Ｖin/Ｖout−１)
および
ｑ=Ｌ(Ｒref/Ｒtotal)(Ｖin/Ｖout-１)
に等しく、
ただし、ｎ≦ｑ/(ｈ+ｐ)<(ｎ+１)にし、
接触点Ｑの座標(ｘ,ｙ)は下記のように計算することができる：
ｘ=ｎ*ｐ, および
ｙ=ｑ-ｎ*(ｈ+ｐ)
また、抵抗素子３０の第２端をもう一方の電圧測定点に接続させることも可能であり、これによって、同時にタッチパネルで発生する接触点Ｑ１,Ｑ２の座標を測定することができる。図４及び図５ａに示すように、抵抗素子３０の第１端と第２端はそれぞれ第１電圧測定点Ｖ1outと第２電圧測定点Ｖ2outに接続される。接触点Ｑ１のｘ座標は約ｎ1*ｐであり、接触点Ｑ２のｘ座標は約ｎ２*ｐであり、そのうち、整数Ｎは抵抗素子３０における最後のセグメントを示す。
【００１９】
図５ｂ〜図５ｄは、それぞれ対応する測定方法によって、タッチイベントにおけるタッチパネルの等価回路を示す。抵抗素子３０の抵抗値と比べ、インジウムスズ酸化物の抵抗値は無視することができるので、実際、接触点Ｑ１及びＱ２は、互いに電気的に接続されている。なお、接触点Ｑ１及びＱ２の座標は同時に又はそれぞれ測定して得られる。
【００２０】
図５ｂに示すように、接触点Ｑ１の座標のみを測定することができ、同時に、抵抗素子３０の第２端が電気的オープンと見なされる。実際、この測定法は図３ｂに示す測定方法と同じであり、接触点Ｑ１の座標(ｘ１,ｙ１)を計算測定する方程式は下記の通りである：
ｘ１=ｎ１*ｐ
ｙ１=ｑ1-ｎ１*(ｈ+ｐ)
そのうち、
ｑ１=Ｌ(Ｒref/Ｒtotal)(Ｖin/Ｖ1out-１)
および
ｎ１≦ｑ１/(ｈ+ｐ)<(ｎ１+１)
ｑ１は接触点Ｑ１から抵抗素子３０の第１端までの長さである。
【００２１】
図５ｃに示すように、接触点Ｑ２の座標のみを測定することができ、同時に、抵抗素子３０の第１端が電気的オープンと見なされる。接触点Ｑ２の座標(ｘ２,ｙ２)を計算測定する方程式は下記の通りである：
ｘ２=(Ｎ-ｎ２)*ｐ, 及び
ｙ２=ｑ２-(Ｎ-ｎ２)*(ｈ+ｐ)
そのうち、
ｑ２=Ｌ(Ｒref/Ｒtotal)(Ｖin/Ｖ2out-１)
(Ｎ-ｎ２)≦ｑ２/(ｈ+ｐ)<(Ｎ-ｎ２+１),
ｑ２は接触点Ｑ２から抵抗素子３０の第２端までの長さである。
【００２２】
図５ｄは接触点Ｑ１,Ｑ２を同時に測定するタッチパネルの等価回路を示す。但し、注意すべきことは、図５ｂと図５ｃに示す等価回路において、１つの時点において１つの接触点のみが発生する場合、その座標を測定することができる。しかし、図４に示す実施例において、第１端の第１測定点Ｖ1out又は第２端の第２測定点Ｖ2outからそれぞれ単一接触点の座標を測定することができる。
【００２３】
本発明の他の実施例によれば、タッチ領域２０は２つ又は複数の更に小さいタッチ領域に分け、また、更に小さいタッチ領域はそれぞれの抵抗素子を有することができる。図６に示すように、タッチ領域２０は第１タッチ領域と第２タッチ領域に分けられる。第１タッチ領域は抵抗素子３２を有し、第２タッチ領域は異なる抵抗素子３４を有する。抵抗素子３２の両端はそれぞれ電圧測定点Ｖ1outとＶ2outに接続され、抵抗素子３４の両端はそれぞれ電圧測定点Ｖ3outとＶ4outに接続される。図６に示す実施例において、タッチパネルは電気的に分離される２つのタッチ領域を有することと見なすことができる。
【００２４】
図７は本発明のもう１つの実施例による、もう１つの異なるコンポーネントパネル５０を示す。図７に示すように、コンポーネントパネル１０とコンポーネントパネル５０はいずれも抵抗素子を有する。コンポーネントパネル５０における抵抗素子３６のパターン方向は、コンポーネントパネル１０における抵抗素子３０のパターン方向と異なる。具体的に言えば、抵抗素子３６の長い線形セグメントは抵抗素子３０の長い線形セグメントと互いに垂直する。抵抗素子３０の両端Ｖ１,Ｖ２と抵抗素子３６の両端Ｖ３,Ｖ４はそれぞれ電圧Ｖinに接続されるか又は読取ポイントとする。
【００２５】
図８ａ〜図８ｃはコンポーネントパネル１０とコンポーネントパネル５０（図７）において２つの接触点を有する抵抗素子の等価回路を示す。上記２つの接触点の座標を測定するために、下記四つのステップでその読取りをする：
ステップ１：Ｖ３とＶ４をＶinに接続させ、Ｖ１の電圧値を読み取る；
ステップ２：Ｖ３とＶ４をＶinに接続させ、Ｖ２の電圧値を読み取る；
ステップ３：Ｖ１とＶ２をＶinに接続させ、Ｖ３の電圧値を読み取る；
ステップ４：Ｖ１とＶ２をＶinに接続させ、Ｖ４の電圧値を読み取る；
【００２６】
図８ａに示すように、ステップ１において、Ｖ2は接続されていない。図８ａにおけるＲ２,Ｒ５とＲ１は、図７に示す抵抗素子３０の異なるセグメントの等価抵抗を示す。Ｒ2は接触点Ｑ１からＶ２までの等価抵抗を示し、Ｒ５は接触点Ｑ１と接触点Ｑ２の間の等価抵抗を示し、Ｒ１は接触点Ｑ２からＶ１までの等価抵抗を示す。Ｒ５は、抵抗素子３０の全体からＲ１とＲ２を引いた抵抗に等しい。Ｒ４,Ｒ６とＲ３は、図７に示す抵抗素子５０の異なるセグメントの等価抵抗を示す。Ｒ４は接触点Ｑ１からＶ４までの等価抵抗を示し、Ｒ６は接触点Ｑ１から接触点Ｑ２までの等価抵抗を示し、Ｒ３は接触点Ｑ２からＶ３までの等価抵抗を示す。また、Ｒ６は図７に示す抵抗素子３６の全体と等価である。Ｒ２を流れる電流がゼロであるため、図８ａは、簡略化して図８ｂと等価だと見なされることができる。当該抵抗回路の抵抗はＲ１,Ｒ３,Ｒ４,Ｒ５及びＲ６を含んで、図８ｃに示すＲ７と等価である。Ｒ７は四つの変数Ｒ１’,Ｒ２’,Ｒ３’とＲ４’を含む関数で表現することができる。
【００２７】
図８ｃにより、
Ｒ７=Ｒref*(Ｖin/Ｖ1out)-Ｒref
= Ｆ１(Ｒ１’, Ｒ２’, Ｒ３’, Ｒ4’),
又は
Ｒref*(Ｖin/Ｖ1out-1) = Ｆ１(Ｒ１’, Ｒ２’,Ｒ３’, Ｒ４’).
を得ることができ、
同じく、ステップ２からステップ４においても、
Ｒref*(Ｖin/Ｖ2out-1) = Ｆ２(Ｒ１’, Ｒ２’,Ｒ３’, Ｒ４’)
Ｒref*(Ｖin/Ｖ3out-1) = Ｆ３(Ｒ１’, Ｒ２’,Ｒ３’, Ｒ４’)
Ｒref*(Ｖin/Ｖ4out-1) = Ｆ４(Ｒ１’, Ｒ２’,Ｒ３’, Ｒ４’).
を得ることができる。
【００２８】
上記四つの方程式において、ＶinとＲrefは所定値であり、Ｖ1outからＶ4outはそれぞれ測定して得られる。所定値と測定値により、Ｒ１’,Ｒ２’,Ｒ３’とＲ４’を算出することができる。従って、接触点Ｑ１とＱ２の座標は上記方程式を通じて算出することができる。
【００２９】
図２ａに示すように、抵抗素子の一端のみが測定点に接続される場合、１つの抵抗素子により単一接触点の座標を測定することができる。図４、図５ａと図７に示すように、抵抗素子の両端がそれぞれ２つの独立した測定点に接続される場合、１つの抵抗素子によりタッチ領域における２つの接触点の座標を測定する。図６において、抵抗素子３２と３４はそれぞれ２つのタッチ領域に覆われ、当該２つのタッチ領域はいずれも接触点を検出するのに用いられる。抵抗素子３２の両端と抵抗素子３４の両端はそれぞれ独立した測定点(Ｖ1out,Ｖ2out,Ｖ3outとＶ4out)に接続される。従って、１つのタッチ領域において２つの接触点を測定することができるため、同時に四つの接触点を検出することができる。同様に、図９に示すように、ｎ個の抵抗素子を有するコンポーネントパネルはｎ個のタッチ領域を有すると見なすことができる。各タッチ領域において２つの接触点を検出することができるので、ｎ個のタッチ領域において同時に２ｎ個の接触点を検出することができる。
【００３０】
本発明の１例によれば、図９に示すように、タッチ領域は座標軸に沿って配置される。本発明の他の実施例によれば、図１０に示すように、タッチ領域は２つの座標軸に沿って配置される。且つ、図２ａに示すように、各タッチ領域における抵抗素子は、方形波パターンでその領域内に配置される。また、図１１ａと１１ｂに示すように、各タッチ領域における抵抗素子は、異なるパターン又は形状でその領域内に配置されても良い。
【００３１】
図１２は本発明によるタッチパネルシステムを示す。図１２に示すように、タッチパネルシステムは１つまたは複数の電圧源を含み、Ｖinをコンポーネントパネル５０に提供し、測定モジュール１１０がコンポーネントパネル１０における抵抗素子の端点に接続されて、各接触点の座標を測定する。各接触点の座標はいずれもタッチ位置モジュール１２０に記憶される。プロセッサ１３０にタッチ位置を提供して、タッチイベントと関連する機能を実行させる。
【００３２】
図１３は本発明の他の実施例によるタッチパネルシステムを示す。当該タッチパネルシステムは、図１２におけるブロック１１０、１２０と１３０の他に参照テーブル１１２を更に有し、当該参照テーブル１１２は、製造過程において、事前に各接触点の座標を記憶して置くことができる。例えば、使用者が図２ａに示すタッチ領域２０をタッチする時、測定点Ｖoutに１つの電圧出力値を発生させ、接触点Ｑの座標を計算なしに参照テーブルにより得ることができる。抵抗素子が図１１ａと図１１ｂに示すパターンで配置され、且つ図７に示すタッチパネルを利用する場合、参照テーブルは特に役立つ。
【００３３】
本発明の様々な実施例において、図１４ａと図１４ｂに示すように、タッチパネルは単独の装置として用いても良く、又は表示パネルと組み合せて利用しても良い。
【００３４】
図１４ａに示す実施例において、タッチパネルは表示パネルの上部に配置される。表示パネルは第１基板２１０と第２基板２５０を含む。例えば、当該表示パネルは、第１基板と第２基板との間に一層又は複数の層を有して、画像を形成するか又は発光するのに用いられ、且つ第１基板により表示情報を提供する。使用者がコンポーネントパネル１０をタッチすることにより表示情報を選択できるように、タッチパネルにおけるコンポーネントパネル５０を第１基板２１０の上部に直接配置することができる。なお、使用者がコンポーネントパネル５０をタッチすることにより表示情報を表示できるように、タッチパネルにおけるコンポーネントパネル１０を直接第１基板２１０の上部に配置してもよい。
【００３５】
図１４ｂに示す実施例において、タッチパネルが表示パネルに整合され、コンポーネントパネル５０を表示パネルの第１基板とする。
【００３６】
本発明の様々な実施例において、コンポーネントパネル５０は、複数の導電性線形セグメントを含み、各線形セグメントはスイッチＳによりＶinに接続される。図３ａと図５ａに示すように、コンポーネントパネル５０はコンポーネントパネル１０と組み合せて利用できる。タッチイベントにおいて、スイッチＳは順次に閉じられて、Ｖ1outと/又はＶ2outにおける読取り電圧を提供する線形セグメント５２を検出する。このようにして、図３ａにおけるY座標と図５ａにおけるＸ１,Ｙ１座標を検出することができる。
【００３７】
尚、注意すべきことは、図２ａ、図３ａ、図４、図６、図９及び図１０に示すように、タッチ領域２０における各抵抗素子は、いずれも抵抗線からなる。しかし、抵抗素子は、パターン化されたITO等の導電層により構成されることもできる。同様に、図７に示す抵抗素子３６も抵抗線又はパターン化された導電層により構成されることができる。
【００３８】
つまり、本発明はタッチパネルおよびタッチセンシング方法を提供する。タッチパネルは第１コンポーネントパネルと第２コンポーネントパネルを有し、第１コンポーネントパネルと第２コンポーネントパネルは間隔を置いて配置されて、隙間が生じられ、そのうちの第２コンポーネントパネルは抵抗素子を含み、蛇行形状で領域内に配置される。従って、タッチパネルにタッチイベントが発生する場合、抵抗素子の接触点において、第１コンポーネントパネルと前記第２基板が接触を発生し、且つ、接触点は当該領域における位置の二次元座標により明確に識別することができる。
【００３９】
本発明の１例において、第１素子端は参照抵抗素子に接続されて、電圧の測定に用いられる。そのうち、測定値は電圧値を含み、電圧値は少なくとも電圧、接触点の二次元座標と参照抵抗素子の抵抗による。
【００４０】
本発明の他の実施例によれば、第２素子端も電気測定に用いられるので、タッチイベントが抵抗素子の異なる接触点で同時に発生して、第１コンポーネントパネルと第２コンポーネントパネルが接触を発生する場合、異なる接触点は当該領域の異なる二次元座標により識別され、且つ、第２素子端における電気測定は異なる測定値を提供する。
【００４１】
本発明の様々な実施例において、二次元座標は第１軸座標値と第２軸座標値を含み、抵抗素子は、それぞれ第１軸に沿う第１セグメント及び第２軸に沿う1つまたは複数の第２セグメントを含み、当該第１セグメントと第２セグメントは互いに接続されて、蛇行形状の複数のセグメントを形成する。例えば、第１軸と第２軸は互いに垂直して、接触位置のデカルト座標を提供する。
【００４２】
さらに、タッチパネルは、１つ、２つ又は複数のタッチ領域を有し、且つ、各タッチ領域に独立した抵抗素子を有することができる。例えば、タッチパネルは異なる領域に配置された第２抵抗素子を有することができるので、タッチイベントが同時に第２抵抗素子の接触点で第１コンポーネントパネルと第２コンポーネントパネルの接触を発生する場合、当該接触点は前記異なる領域における位置の二次元座標により明確に識別することができる。抵抗素子の各端は測定点に接続されて、電気測定を行う。
【００４３】
第１コンポーネントパネルは、全領域を覆う導電層を有するか又は蛇行形状且つ全領域を覆うパターン化された抵抗素子を有することができる。
【００４４】
本発明の様々な実施例によれば、タッチセンシング方法は、第１素子端と第２素子端を有する蛇行形状の抵抗素子を第２コンポーネントパネルの領域に提供するステップと、電源を第１コンポーネントパネルに接続させ、よって、タッチイベントが抵抗素子の接触点に発生して第１コンポーネントパネルと第２コンポーネントパネルを接触させる場合、第１コンポーネントパネルは参照電圧を接触点における抵抗素子に提供するステップと、抵抗素子の第１端にかかる電圧値を測定するステップと、少なくとも電圧値による接触点の二次元座標を獲得するステップと、を含む。
【００４５】
本発明の様々な実施例において、抵抗素子は接触点から第１素子端までの抵抗値を有し、当該抵抗値は接触点の二次元座標を表し、且つ、タッチセンシング方法は、更に、参照抵抗値を有する参照抵抗素子を第１素子端に接続して測定ステップに用いることと、参照抵抗値、参照電圧及び第１端にかかる電圧値により、抵抗値を計算し、さらに接触点の二次元座標を測定することとを含む。
【００４６】
本発明の他の異なる実施例において、接触点の二次元座標は参照テーブルを参照して前記電圧値により得られる。
【００４７】
本発明の様々な実施例によれば、タッチパネルはタッチセンシングシステムに用いることができ、電源と測定モジュールを含む。そのうち、電源は第１コンポーネントパネルに接続されて、タッチイベントによって接触点で接触が発生する場合、第１コンポーネントパネルは電圧を接触点の抵抗素子に提供する。測定モジュールは第２コンポーネントパネルに接続されて、第１端における測定値を獲得し、且つ、当該測定値により接触点の二次元座標を測定する。
【００４８】
本発明の他の異なる実施例において、タッチセンシングシステムは更に参照テーブルを含み、そのため、接触点の二次元座標は測定値に基づき、前記参照テーブルを利用して測定することによって獲得する。
【００４９】
本発明の様々な実施例によれば、タッチパネルは表示パネルと組み合せて、情報を表示するのに用いられても良い。前記タッチパネルを通して表示情報が見られるように前記表示パネルとタッチパネルを配置し、よって、利用者がタッチパネルをタッチすることにより、表示情報を選択するようにさせる。
【００５０】
また、本発明の実施において、タッチパネルにおける各抵抗素子は、抵抗線又は透明材料（例えば、インジウムスズ酸化物と硫化カドミウム又はその他の類似材料）からなっても良い。
【００５１】
上記実施において、素子パネルは基板であっても良い。
【００５２】
以上、本発明の好適な実施例挙げ説明したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者であれば本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り、各種の変動や潤色を加えることができる。従って、本発明の保護を求める範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【符号の説明】
【００５３】
１０：コンポーネントパネル
１２：基板
２０：タッチ領域
３０：抵抗素子
３２：抵抗素子
３４：抵抗素子
３６：抵抗素子
５０：コンポーネントパネル
５２：基板
５２：線形セグメント
６０：導電性材料
１１２：参照テーブル
１１０：測定モジュール
１２０：タッチ位置モジュール
１３０：プロセッサ
２１０：第１基板
２５０：第２基板
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５】
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