(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２辺に電極を備えた平面導電層をそれぞれ配置した、２枚の平板を備えた抵抗式タッチパネルであって、
前記２枚の平面導電層が接する第１点目の位置を検出する第１点目位置検出手段と、
前記第１点目とは異なる、第２点目での前記平面導電層の接触を検出する第２点目検出手段と、
前記第１点目と前記第２点目との間の中点座標を検出する中点座標検出手段と、
前記第１点目の位置と、前記中点座標とに基づいて、前記第２点目の位置を算出する第２点目位置算出手段と、
前記電極間の抵抗値を測定する電極間抵抗測定手段と、
前記電極間抵抗測定手段が測定した抵抗値を利用して、２点間距離を算出する２点間距離算出手段と、
２点間距離の時間的変化率を検出する変化率検出手段と、
前記電極間の電位を検出する電位検出手段と、を有し、
前記第１点目位置検出手段及び前記中点座標検出手段は、前記電位検出手段が検出した電極間電位に基づいて、前記第１点目位置及び前記中点座標を検出する、
ことを特徴とする抵抗式タッチパネル。
【請求項２】
２点間距離の時間的変化と共に、２点間の中点座標を出力する出力手段をさらに有する、請求項１に記載の抵抗式タッチパネル。
【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、特にタッチパネル上の２点を同時に検出可能な抵抗式タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルは、表示装置と重ねて用いることにより、入力装置として広く使用されている。タッチパネル上を指等で接触したときの位置検出方式として、抵抗式や、静電容量結合方式等、種々の方式が知られているが、抵抗式が最も構造が単純であり、専用のペン等のデバイスを必要としない点で優れている。
【０００３】
図６（ａ）、（ｂ）に従来の抵抗式タッチパネルの概略図を示す。図６（ａ）に示すように、タッチパネル１００は、Ｘ側抵抗膜１及びＹ側抵抗膜２を抵抗膜が形成された側を対向させて微小な間隙を設けて重ね合わせる。Ｘ側抵抗膜１の対向する辺には第１Ｘ電極端子３及び第２Ｘ電極端子４が設けられており、それぞれ電圧Vcc及び0Vが印加されている。同様に、Ｙ側抵抗膜２の対向する辺には第１Ｙ電極端子５及び第２Ｙ電極端子６が設けられており、これらは、Ｘ電極端子が設けられた辺とは直交する辺に設けられている。タッチパネル１００上の１点を押下した場合の位置の検出方法について説明する。Ｘ側抵抗膜１のある点をペン７等で押下すると、Ｙ側抵抗膜２上の接点８と接触し、Ｙ側抵抗膜２に接続された電圧計１１を用いて、接点８における電位を測定する。このときの電位は、VccがＸ側抵抗膜１上の第１Ｘ側抵抗９と第２Ｘ側抵抗１０によって分圧された値となる。抵抗膜のシート抵抗が面内で均一であるとすると、測定された電位から押下したＸ電極膜上の位置を知ることができる。
【０００４】
一方、Ｙ側抵抗膜２の対向する辺に設けられた第１Ｙ電極端子５及び第２Ｙ電極端子６にも、それぞれ電圧0V及びVccが印加されている。Ｘ側抵抗膜１にも電圧計１１が設けられており、VccがＹ側抵抗膜２の第１Ｙ側抵抗１３と第２Ｙ側抵抗１４で分圧された電圧が測定される。この測定結果から、Ｙ電極膜上の位置を知ることができる。同様の測定方法は、特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１６１０９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の抵抗式タッチパネルにおいては、単に電圧を測定するのみでは、タッチパネル上の２点を押下した際に位置を検出することができないという問題が生じていた。この問題点について図７を用いて説明する。同図に示すように、ペン７１及び７２を用いて、タッチパネル上の２点、例えば抵抗膜の両端を押下した場合、検出される電圧は、その中点近傍の電圧となり、電圧の測定結果から２点の座標を求めることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の抵抗式タッチパネルは、対向する２辺に電極を備えた平面導電層を対向させて配置した２枚の平板を備えた抵抗式タッチパネルであって、前記２枚の平板が接する第１点目の位置を検出する第１点目位置検出手段と、前記第１点目の位置を記憶する記憶手段と、前記２枚の平板が接する第２点目を検出する第２点目検出手段と、前記第１点目と前記第２点目との間の距離を算出する２点間距離算出手段と、前記第１点目と前記第２点目との間の中点座標を検出する中点座標検出手段と、前記第１点目の位置と、前記２点間の距離と、中点座標とに基づいて第２点目の位置を算出する第２点目位置算出手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の抵抗式タッチパネルは、前記第２点目検出手段は電極間抵抗測定手段を備えていてもよい。
【０００９】
また、本発明の抵抗式タッチパネルは、前記２点間距離算出手段は、測定した抵抗値を利用してもよい。
【００１０】
また、本発明の抵抗式タッチパネルは、２点間距離の時間的変化を検出する変化率検出手段をさらに有していてもよい。
【００１１】
また、本発明の抵抗式タッチパネルは、２点間距離の時間的変化率と共に、２点間の中点座標を出力する出力手段をさらに有していてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、抵抗式タッチパネルにおいて、電極間抵抗を測定することにより簡便に２点間距離を算出することができ、タッチパネル上を２点押下するアプリケーション・ソフトに対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して、本発明に係る抵抗式タッチパネルについて説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【実施例１】
【００１４】
＜全体の測定シーケンス＞
図１は本発明のタッチパネルの駆動シーケンスを示すフローチャートである。まず、ステップ１０１において、１点目が押下されているかどうかを判定する。タッチパネル上の１点が押下され、Ｘ側抵抗膜１とＹ側抵抗膜２とが接触すると、Ｘ側電極端子およびＹ側電極端子の電位が変化するため、いずれかの電位の変化から押下されたことを検出することができる。ここでは、タッチパネル上を２点押下された場合の検出方法について説明するが、２点同時に押下されることは、実際上はあり得ず、必ず１点目と２点目の押下のタイミングは、ずれるので、２点押下されるとしても最初は１点目のみが押下された状態となる。さらに、検出した電位から１点目の位置の座標を検出する。検出方法は上述した従来の検出方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。１点目が押下されない場合は、待ち状態となる。
【００１５】
次に、１点目が押下された場合は、ステップ１０２において、検出した１点目の座標を記憶手段に記憶する。これは、２点目の座標を算出する際に、１点目の座標データを利用するためである。
【００１６】
次に、ステップ１０３において、２点目が押下されたか否かを判定する。この判定ステップの内容の詳細については後述する。２点目が押下されたことを検出した場合には、２点目の座標を算出する工程へ進む。２点目が検出されない場合は、ステップ１０１に戻って、１点目が検出されるまで待ち状態となる。
【００１７】
２点目が検出されたときは、ステップ１０４〜１０６において、抵抗値が測定され、抵抗値から１点目と２点目との間の距離が算出される。算出方法は後述する。次に、ステップ１０７において、中点の座標を算出する。中点の座標は、２点が押下された状態で電圧を測定することにより行われる。次に、ステップ１０８において、２点間の距離と中点の座標から２点目の座標を算出する。
【００１８】
＜本発明のタッチパネルの構成＞
本発明のタッチパネルは、図２（ａ）に示すように対向する２辺に第１Ｘ電極端子３及び第２Ｘ電極端子４を備えた平面導電層からなるＸ側抵抗膜１が形成されたＸ側平板と、Ｘ電極端子とは直交する対向する２辺に第１Ｙ電極端子５及び第２Ｙ電極端子６を備えた平面導電層からなるＹ側抵抗膜２が形成されたＹ側平板とを対向させて配置した２枚の平板を備えている。第１Ｘ電極端子３及び第２Ｘ電極端子４にはそれぞれVcc及びOVが印加されており、少なくとも一方の電極には電位計（図示せず）が設けられており、同様に第１Ｙ電極端子５及び第２Ｙ電極端子６にはそれぞれVcc及びOVが印加されており、少なくとも一方の電極には電位計（図示せず）が設けられており、これらの電位計の測定値から２枚の平板が接する第１点目の位置を検出する第１点目位置検出手段を備えている。また、タッチパネルの外部には第１点目の位置を記憶する記憶手段を備えている。さらに、図２（ａ）に示すように、第１Ｘ電極端子３及び第２Ｘ電極端子４との間には抵抗測定器１２が設けられ、同様に第１Ｙ電極端子５及び第２Ｙ電極端子６との間にも抵抗測定器（図示せず）が設けられ、これらは２枚の平板が接する第２点目を検出する第２点目検出手段を構成する。この抵抗測定器の代わりに電流計を抵抗層と直列に配置して、電流値から抵抗を算出してもよい。また、タッチパネルの外部には、測定した抵抗値から２点間の距離を算出する２点間距離算出手段を備えている。また、２点が押下されている状態での電位から２点間の中点座標を検出することができ、電位計は中点座標検出手段を構成する。さらに、タッチパネル外部には２点間の距離と、中点座標とに基づいて第２点目の位置を算出する第２点目位置算出手段を備えている。
【００１９】
＜２点目検出判定ステップ＞
次に、個々のステップについて詳細に説明する。
タッチパネル上の１点が押下された状態で、２点目が押下されたことを検出するために、Ｘ側抵抗膜１の抵抗値を測定する。まず、比較のために、Ｘ側抵抗膜１の１点が押下された状態の抵抗について図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。抵抗の測定は、Ｘ側抵抗膜１の第１Ｘ電極端子３と第２Ｘ電極端子４との間に設置された抵抗測定器１２を用いて行われる。同図（ａ）に示すように、Ｘ側抵抗膜１の略中央部の１点がペン７によって押下されたとき、Ｙ側抵抗膜２と接点８で接すると仮定する。このとき、Ｘ側抵抗膜１の抵抗は、第１Ｘ側抵抗９と第２Ｘ側抵抗１０の和となり、Ｘ側抵抗膜１が押下されても変化しない。これは、Ｙ側抵抗膜２が抵抗値の変化に寄与していないためである。同図（ｂ）に示す等価回路からも明らかなように、Ｙ側抵抗膜２の第１Ｙ側抵抗１４及び第２Ｙ側抵抗１５は、開放されており、Ｙ側抵抗膜２が抵抗値の変化に寄与していないことがわかる。例えば、第１Ｘ側抵抗９及び第２Ｘ側抵抗１０が共に１００Ωであるとすると、測定される抵抗値は２００Ωとなる。
【００２０】
次に、Ｘ側抵抗膜１の中央部と端部の２点が押下された場合について、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。Ｘ側抵抗膜１の略中央部をペン７１で押下し、端部をペン７２で押下する。このとき、ペン７１によりＸ側抵抗膜１の接点１３とＹ側抵抗膜２の接点８とが接触し、同様にペン７２により、Ｘ側抵抗膜１の接点１６とＹ側抵抗膜２の接点１７とが接触し、これら２組の接点間の接触抵抗は無視できるほど小さいと仮定する。Ｘ側抵抗膜１の第１Ｘ電極端子３と第２Ｘ電極端子４との間に抵抗測定器１２を設置したときの等価回路を同図（ｂ）に示す。第２Ｘ側抵抗１０と第２Ｙ側抵抗１５とは、並列接続されており、第２Ｘ側抵抗１０および第２Ｙ側抵抗１５がほぼ等しい抵抗値を持っているとすると、この並列抵抗の値は第２Ｘ側抵抗１０の値の約半分となる。例えば、第１Ｘ側抵抗９及び第２Ｘ側抵抗１０が共に１００Ωであるとすると、測定される抵抗値は１５０Ωとなる。
このようにして、抵抗値を測定しておき、その大きさが小さくなったことを検出することにより、２点目が押下されたことを検出することができる。
【００２１】
＜２点間距離の検出＞
２点目が押下されたことを検出した後は、測定した抵抗値から２点間の距離を算出する。Ｘ側抵抗膜１とＹ側抵抗膜２とが２点で接触すると、Ｘ側抵抗膜１の第１Ｘ電極端子３と第２Ｘ電極端子４との間の抵抗値が減少することは上述した通りであるが、減少する抵抗値は接触する２点間の距離にほぼ比例する。しかしながら、Ｘ側抵抗膜１及びＹ側抵抗膜２は有限の大きさを有しているために、抵抗値が平面上の位置により異なる場合も考えられる。また、Ｘ側抵抗膜１とＹ側抵抗膜２との接触抵抗は無視できることが望ましいが、ユーザ毎に押圧にばらつきが生じることがあり、接触抵抗を考慮に入れる必要も生じうる。
そこで、押下する２点の位置と抵抗値との関係を予め求めてテーブルを作成し、作成したテーブルに基づいて校正を行なうことが望ましい。例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｘ側抵抗膜１の両端近傍を押下する場合を考える。このとき、ペン７１により、Ｘ側抵抗膜１の接点１８とＹ側抵抗膜２の接点１９とが接し、同様にＸ側抵抗膜１の接点１６とＹ側抵抗膜２の接点１７とが接すると仮定する。Ｘ側抵抗膜１の第１Ｘ電極端子３と第２Ｘ電極端子４との間に抵抗器１２を設置したときの等価回路を同図（ｂ）に示す。第１Ｘ側抵抗９及び第２Ｘ側抵抗１０は、第１Ｙ側抵抗１４及び第２Ｙ側抵抗１５と並列接続される。ここで、第１Ｘ側抵抗９、第２Ｘ側抵抗１０、第１Ｙ側抵抗１４、第２Ｙ側抵抗１５が全て１００Ωであると仮定すると、抵抗測定器１２の抵抗値は１００Ωとなる。
【００２２】
図２〜４に既に示したように、押下した２点の距離によって測定される抵抗値が決定されるため、測定した抵抗値から２点間の距離を求めることができる。測定した抵抗値と２点間の距離との関係を一般化してグラフ化すると図５のような関係となる。即ち、２点間の距離が非常に小さい場合は１点のみが押下された場合と等価と考えられ、Ｘ電極端子間の抵抗値は最大値であるＲとなる。一方、２点間の距離が抵抗膜の１辺の距離Ｌと等しい距離だけ離れているとすると、Ｘ電極端子間の抵抗値は最大値の半分の１／２・Ｒとなる。同様に他の点についてもプロットすると図５のようになる。
このグラフをもとに、抵抗値から２点間距離を算出することができる。この場合、測定した抵抗値から２点間距離を計算式から求めてもよいが、校正用のテーブルを参照して求めてもよい。
【００２３】
＜中点座標の検出＞
中点座標の検出は、図１のステップ１０７において、実行される。中点の座標は、２点が押下された状態で検出される電圧が、その２点間の中点を押下したときの電圧と等しくなる特性を利用している。この中点の座標は、２点目の座標を算出する際に利用される。
【００２４】
さらに、２点が接触したままの状態で移動するような場合には、中点の座標は、その中心を算出するのに利用される。例えば、地図等の画像上の任意の点をタッチパネルを介して指示するようなアプリケーション・ソフトに応用した場合、拡大したい領域を挟んで２点を選択し、２点間の距離を広げ、画像を拡大するような応用が考えられる。この場合、拡大したい領域を２点間の中点に設定することができる。
【００２５】
＜２点間距離を時間的に変化させる場合＞
２点間の距離を時間的に変化させ、その動作を画像の拡大／縮小と連動させるようなアプリケーション・ソフトへの応用について説明する。２点間の距離の変化を知るためには、ある時刻tiにおける２点間の距離d(ti)を算出して、記憶しておき、tiより所定の時間だけ過去の時刻ti-1にける距離d(ti-1)と比較すればよい。ここで、２点間距離の時間的変化を検出する変化率検出手段によって検出した変化分Δd=d(ti)- d(ti-1)が正であれば、２点間距離は拡大していると判断でき、負であれば、２点間距離は縮小していると判断できる。
具体的には、図１のステップ１０４において、２点間距離の初期値を設定するために、i=0として、２点間距離の初期値d(t0)を算出する。次に、ステップ１０５において所定時刻経過後の２点間距離を規定するためにiを１つ増加させる。次に、２点間距離d(ti)を算出し、変化分Δd=d(ti)-d(ti-1)を算出する。例えば、i=1の場合はΔd=d(t1)-d(t0)となる。ここで、Δt=ti-ti-1は任意の値とすることができる。Δdを算出することで２点間距離が拡大しているか、縮小しているかを判定することができ、さらに、Δdの時間的変化Δd／Δtを算出すれば、その加速度を算出することができ、種々のアプリケーション・ソフトへの応用が可能となる。
【００２６】
このように、２点間距離の変化に対応させて画像を拡大／縮小させるようなアプリケーション・ソフトにおいては、２点間の中心と、２点間の距離の拡大／縮小が重要な情報であり、２点の各座標は大きな意味を持たなくなる。本願発明では２点間距離を抵抗値から直接算出し、中点の座標は２点が押下された状態での電極端子の電位から算出可能であるので、このようなアプリケーション・ソフトに簡便に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の抵抗式タッチパネルの駆動シーケンスを表すフローチャートである。
【図２】抵抗式タッチパネルの１点を押下した場合の抵抗測定例を示す。
【図３】抵抗式タッチパネルの１点を押下した場合の抵抗測定例を示す。
【図４】抵抗式タッチパネルの中央と端部の２点を押下した場合の抵抗測定例を示す。
【図５】本発明の実施例による抵抗式タッチパネル上の２点間距離と抵抗測定値との関係を表すグラフである。
【図６】公知技術により、抵抗式タッチパネルの１点を押下した場合の電位測定例を示す。
【図７】公知技術により、抵抗式タッチパネルの２点を押下した場合の電位測定例を示す。
【符号の説明】
【００２８】
１    Ｘ側抵抗膜
２    Ｙ側抵抗膜
３    第１Ｘ電極端子
４    第２Ｘ電極端子
５    第１Ｙ電極端子
６    第２Ｙ電極端子
７    ペン
７１    ペン
７２    ペン
８    接点
９    第１Ｘ側抵抗
１０    第２Ｘ側抵抗
１１    電圧計
１２    抵抗測定器
１３    接点
１４    第１Ｙ側抵抗
１５    第２Ｙ側抵抗
１６    接点
１７    接点
１８    接点
【図１】
0005403905.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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