(57)【要約】【課題】抵抗式タッチパネルの操作感を改善する。【解決手段】制御回路１００は、抵抗膜方式のタッチパネル４を利用してユーザの接触した座標を検出する静電容量式座標検出部１２０を備える。充電回路３０は、第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間に電位差を発生させ、第１抵抗膜ＲＦ１を充電する。チャージ検出回路３０は、充電回路３０による充電により第１抵抗膜ＲＦ１に蓄えられた電荷量を測定する。座標演算部３６は、測定された電荷量にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する。【選択図】図１
2014013441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルの制御回路であって、
前記第１端子と前記第２端子の間に電位差を発生させ、前記第１抵抗膜を充電する充電回路と、
前記充電回路による充電により前記第１抵抗膜に蓄えられた電荷量を測定するチャージ検出回路と、
前記電荷量にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標演算部と、
を備えることを特徴とする制御回路。
【請求項２】
前記チャージ検出回路は、
完全差動アンプと、
前記第１端子と前記完全差動アンプの第１入力端子の間に設けられた第１入力スイッチと、
前記第２端子と前記完全差動アンプの第２入力端子の間に設けられた第２入力スイッチと、
前記完全差動アンプの第１出力端子と第１入力端子の間に設けられた第１キャパシタと、
前記完全差動アンプの第２出力端子と第２入力端子の間に設けられた第２キャパシタと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記第１入力スイッチおよび前記第２入力スイッチをオフした状態で、前記充電回路により、前記第１抵抗膜の前記第１端子と前記第２端子の間に第１極性にて所定の駆動電圧を印加するステップと、
前記充電回路をハイインピーダンス状態とし、前記第１入力スイッチをオンし、前記第２入力スイッチをオフするステップと、
前記第１入力スイッチおよび前記第２入力スイッチをオフした状態で、前記充電回路により、前記第１抵抗膜の前記第１端子と前記第２端子の間に第２極性にて所定の駆動電圧を印加するステップと、
前記充電回路をハイインピーダンス状態とし、前記第１入力スイッチをオフし、前記第２入力スイッチをオンするステップと、
前記充電回路をハイインピーダンス状態とし、前記第１入力スイッチおよび前記第２入力スイッチをオフするステップと、
が切りかえ可能に構成されることを特徴とする請求項２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記チャージ検出回路は、
その第１入力端子に基準電圧が印加された差動アンプと、
前記第１端子と前記差動アンプの第２入力端子の間に設けられた第３入力スイッチと、
前記差動アンプの出力端子と前記第２入力端子の間に設けられた第３キャパシタと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項５】
前記基準電圧は、前記充電回路が、前記第１入力端子および前記第２入力端子それぞれに印加する電圧の中点電圧であることを特徴とする請求項４に記載の制御回路。
【請求項６】
前記制御回路は、
前記第３入力スイッチをオフした状態で、前記充電回路により、前記第１抵抗膜の前記第１端子と前記第２端子の間に所定の駆動電圧を印加するステップと、
前記充電回路をハイインピーダンス状態とし、前記第３入力スイッチをオンするステップと、
前記充電回路をハイインピーダンス状態とし、前記第３入力スイッチをオフするステップと、
が切りかえ可能に構成されることを特徴とする請求項５に記載の制御回路。
【請求項７】
前記チャージ検出回路は、
その第１入力端子がその出力端子と接続された差動アンプと、
前記第１端子と前記差動アンプの第２入力端子の間に設けられた第５入力スイッチと、
前記第２端子と前記差動アンプの第１入力端子の間に設けられた第６入力スイッチと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
【請求項８】
前記制御回路は、
前記第５入力スイッチをオフした状態で、前記充電回路により、前記第１抵抗膜の前記第１端子と前記第２端子の間に第１極性にて所定の駆動電圧を印加するステップと、
前記充電回路をハイインピーダンス状態とし、前記第５入力スイッチをオンするステップと、
前記充電回路をハイインピーダンス状態とし、前記第５入力スイッチをオフするステップと、
が切りかえ可能に構成されることを特徴とする請求項７に記載の制御回路。
【請求項９】
前記充電回路は、前記第１抵抗膜の前記第１端子と前記第２端子の間を、第１極性で充電する第１状態、それらの間を第２極性で充電する第２状態と、ハイインピーダンス状態と、が切りかえ可能に構成されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の制御回路。
【請求項１０】
前記充電回路は、
前記第１状態において、前記第１端子に第１電圧を、前記第２状態において、前記第１端子に第２電圧を印加する第１ドライバと、
前記第１状態において、前記第２端子に第２電圧を、前記第２状態において、前記第２端子に第１電圧を印加する第２ドライバと、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の制御回路。
【請求項１１】
前記充電回路は、
前記第１ドライバの出力端子と前記第１端子の間に設けられ、前記第１、第２状態においてオン、前記ハイインピーダンス状態においてオフする第１出力スイッチと、
前記第２ドライバの出力端子と前記第２端子の間に設けられ、前記第１、第２状態においてオン、前記ハイインピーダンス状態においてオフする第２出力スイッチと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の制御回路。
【請求項１２】
前記充電回路によって、前記第３端子と前記第４端子の間に電位差を発生させ、前記第２抵抗膜を充電可能に構成され、
前記チャージ検出回路によって、前記充電回路による充電により前記第２抵抗膜に蓄えられた電荷量を測定可能に構成されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の制御回路。
【請求項１３】
前記充電回路および前記チャージ検出回路が、前記第１抵抗膜と接続される状態と、前記充電回路および前記チャージ検出回路が、前記第２抵抗膜と接続される状態と、を切りかえるセレクタをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の制御回路。
【請求項１４】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルの制御回路であって、
ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第１ドライバと、
ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第２ドライバと、
その一端が前記第１ドライバの出力と接続された第１出力スイッチと、
その一端が前記第２ドライバの出力と接続された第２出力スイッチと、
前記第１出力スイッチの他端と前記第１端子の間に設けられた第１スイッチと、
前記第２出力スイッチの他端と前記第２端子の間に設けられた第２スイッチと、
前記第１出力スイッチの他端と前記第３端子の間に設けられた第３スイッチと、
前記第２出力スイッチの他端と前記第４端子の間に設けられた第４スイッチと、
完全差動アンプと、
その一端が前記完全差動アンプの第１入力端子と接続され、その他端が前記第１出力スイッチの他端と接続された第１入力スイッチと、
その一端が前記完全差動アンプの第２入力端子と接続され、その他端が前記第２出力スイッチの他端と接続された第２入力スイッチと、
前記完全差動アンプの第１出力端子と第１入力端子の間に設けられた第１キャパシタと、
前記完全差動アンプの第２出力端子と第２入力端子の間に設けられた第２キャパシタと、
前記完全差動アンプの出力信号にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標演算部と、
を備えることを特徴とする制御回路。
【請求項１５】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルの制御回路であって、
ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第１ドライバと、
ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第２ドライバと、
その一端が前記第１ドライバの出力と接続された第１出力スイッチと、
その一端が前記第２ドライバの出力と接続された第２出力スイッチと、
前記第１出力スイッチの他端と前記第１端子の間に設けられた第１スイッチと、
前記第２出力スイッチの他端と前記第２端子の間に設けられた第２スイッチと、
前記第１出力スイッチの他端と前記第３端子の間に設けられた第３スイッチと、
前記第２出力スイッチの他端と前記第４端子の間に設けられた第４スイッチと、
その第１入力端子に基準電圧が印加された差動アンプと、
その一端が前記差動アンプの第２入力端子と接続され、その他端が前記第１出力スイッチの他端と接続された第３入力スイッチと、
その一端が前記差動アンプの第２入力端子と接続され、その他端が前記第２出力スイッチの他端と接続された第４入力スイッチと、
前記差動アンプの出力端子と前記第２入力端子の間に設けられた第３キャパシタと、
前記差動アンプの出力信号にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標演算部と、
を備えることを特徴とする制御回路。
【請求項１６】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルの制御回路であって、
ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第１ドライバと、
ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第２ドライバと、
その一端が前記第１ドライバの出力と接続された第１出力スイッチと、
その一端が前記第２ドライバの出力と接続された第２出力スイッチと、
前記第１出力スイッチの他端と前記第１端子の間に設けられた第１スイッチと、
前記第２出力スイッチの他端と前記第２端子の間に設けられた第２スイッチと、
前記第１出力スイッチの他端と前記第３端子の間に設けられた第３スイッチと、
前記第２出力スイッチの他端と前記第４端子の間に設けられた第４スイッチと、
その第１入力端子がその出力端子と接続された差動アンプと、
その一端が前記差動アンプの第２入力端子と接続され、その他端が前記第１出力スイッチの他端と接続された第５入力スイッチと、
その一端が前記差動アンプの第１入力端子と接続され、その他端が前記第２出力スイッチの他端と接続された第６入力スイッチと、
前記差動アンプの出力信号にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標演算部と、
を備えることを特徴とする制御回路。
【請求項１７】
ひとつの半導体基板上に一体集積化されることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の制御回路。
【請求項１８】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルと、
前記タッチパネルを制御する請求項１から１７のいずれかに記載の制御回路と、
を備えることを特徴とするタッチパネル入力装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載のタッチパネル入力装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２０】
第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が前記第１端子と接続され、それと対向する辺が前記第２端子と接続される第１抵抗膜と、前記第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、前記第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が前記第３端子と接続され、それと対向する辺が前記第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有するタッチパネルの制御方法であって、
前記第１端子と前記第２端子の間に電位差を発生させ、前記第１抵抗膜を充電するステップと、
充電により前記第１抵抗膜に蓄えられた電荷量を測定するステップと、
前記電荷量にもとづき、ユーザが接触した座標を検出するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗膜方式タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のコンピュータや携帯電話端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの電子機器は、指で接触することによって電子機器を操作するための入力装置を備えるものが主流となっている。こうした入力装置として、抵抗膜式（抵抗式ともいう）のタッチパネル（タッチセンサ）や、静電容量式（静電式ともいう）のタッチパネルが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４８２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
抵抗式のタッチパネルは、互いにオーバーラップして設けられた２枚の抵抗膜を有する。ユーザの指やスタイラスがパネルに接触すると、抵抗膜が変形して互いに接触し、２枚の抵抗膜の合成抵抗が変化する。合成抵抗の変化量を検出することにより、ユーザが接触した座標を判定することができる。
【０００５】
一方、静電式のタッチパネルは、静電容量を形成するセンサ電極を含む。ユーザがパネルに近接すると、静電容量が変化する。静電容量の変化量を検出することにより、ユーザが接触した座標を判定することができる。
【０００６】
静電方式は、検出対象が誘電物質に限定されるため、グローブをした指や、スタイラスペンを検出が困難である。一方、抵抗式は、検出対象が誘電物質に限定されないという利点を有する反面、抵抗膜を物理的に変形させる必要があるため、操作感が静電方式に劣る。
【０００７】
本発明は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、抵抗式タッチパネルの操作感の改善にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、タッチパネルの制御回路に関する。タッチパネルは、第１、第２、第３、第４端子と、第１方向に延びる一辺が第１端子と接続され、それと対向する辺が第２端子と接続される第１抵抗膜と、第１抵抗膜とギャップを隔てて配置され、第１方向と垂直な第２方向に延びる一辺が第３端子と接続され、それと対向する辺が第４端子と接続される第２抵抗膜と、を有する。制御回路は、第１端子と第２端子の間に電位差を発生させ、第１抵抗膜を充電する充電回路と、充電回路による充電により第１抵抗膜に蓄えられた電荷量を測定するチャージ検出回路と、電荷量にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標演算部と、を備える。
【０００９】
ユーザが指などをパネルに近接させると、近接させた箇所の付近において、第１抵抗膜の静電容量が増大する。この増大した容量成分に蓄えられる電荷は、第１端子に近いほど多く（あるいは少なく）、第２端子に近いほど少なく（あるいは多く）なる。したがって、第１抵抗膜に蓄えられた電荷量を測定することにより、ユーザが接触した座標を検出できる。この座標検出方法は、接触による抵抗膜の変形を必要としないため、操作感を改善できる。
【００１０】
本発明の別の態様もまた、制御回路である。この制御回路は、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第１ドライバと、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第２ドライバと、その一端が第１ドライバの出力と接続された第１出力スイッチと、その一端が第２ドライバの出力と接続された第２出力スイッチと、第１出力スイッチの他端と第１端子の間に設けられた第１スイッチと、第２出力スイッチの他端と第２端子の間に設けられた第２スイッチと、第１出力スイッチの他端と第３端子の間に設けられた第３スイッチと、第２出力スイッチの他端と第４端子の間に設けられた第４スイッチと、完全差動アンプと、その一端が完全差動アンプの第１入力端子と接続され、その他端が第１出力スイッチの他端と接続された第１入力スイッチと、その一端が完全差動アンプの第２入力端子と接続され、その他端が第２出力スイッチの他端と接続された第２入力スイッチと、完全差動アンプの第１出力端子と第１入力端子の間に設けられた第１キャパシタと、完全差動アンプの第２出力端子と第２入力端子の間に設けられた第２キャパシタと、完全差動アンプの出力信号にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標演算部と、を備える。
【００１１】
本発明のさらに別の態様もまた、制御回路である。この制御回路は、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第１ドライバと、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第２ドライバと、その一端が第１ドライバの出力と接続された第１出力スイッチと、その一端が第２ドライバの出力と接続された第２出力スイッチと、第１出力スイッチの他端と第１端子の間に設けられた第１スイッチと、第２出力スイッチの他端と第２端子の間に設けられた第２スイッチと、第１出力スイッチの他端と第３端子の間に設けられた第３スイッチと、第２出力スイッチの他端と第４端子の間に設けられた第４スイッチと、その第１入力端子に基準電圧が印加された差動アンプと、その一端が差動アンプの第２入力端子と接続され、その他端が第１出力スイッチの他端と接続された第３入力スイッチと、その一端が差動アンプの第２入力端子と接続され、その他端が第２出力スイッチの他端と接続された第４入力スイッチと、差動アンプの出力端子と第２入力端子の間に設けられた第３キャパシタと、差動アンプの出力信号にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標演算部と、を備える。
【００１２】
本発明のさらに別の態様もまた、制御回路である。この制御回路は、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第１ドライバと、ハイレベル電圧またはローレベル電圧を出力する第２ドライバと、その一端が第１ドライバの出力と接続された第１出力スイッチと、その一端が第２ドライバの出力と接続された第２出力スイッチと、第１出力スイッチの他端と第１端子の間に設けられた第１スイッチと、第２出力スイッチの他端と第２端子の間に設けられた第２スイッチと、第１出力スイッチの他端と第３端子の間に設けられた第３スイッチと、第２出力スイッチの他端と第４端子の間に設けられた第４スイッチと、その第１入力端子がその出力端子と接続された差動アンプと、その一端が差動アンプの第２入力端子と接続され、その他端が第１出力スイッチの他端と接続された第５入力スイッチと、その一端が差動アンプの第１入力端子と接続され、その他端が第２出力スイッチの他端と接続された第６入力スイッチと、差動アンプの出力信号にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する座標演算部と、を備える。
【００１３】
本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、上述のタッチパネル入力装置を備えてもよい。
【００１４】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のある態様によれば、抵抗式タッチパネルの操作感の改善にある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係るタッチパネル入力装置を備える電子機器の構成を示すブロック図である。
【図２】ユーザがパネルに一点で接触するシングルタッチ時のタッチパネルの等価回路図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、第１抵抗膜の等価回路図である。
【図４】ユーザが接触するノード番号ｊと、第１抵抗膜の電荷量の関係を示す図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、静電容量式座標検出部の構成例を示す回路図である。
【図６】図５（ａ）の静電容量式座標検出部の動作を示すタイムチャートである。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、入力装置を備える電子機器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１８】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００１９】
図１は、実施の形態に係るタッチパネル入力装置（単に入力装置という）２を備える電子機器１の構成を示すブロック図である。入力装置２は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）８の表層に配置され、タッチパネルとして機能する。入力装置２は、ユーザが指やペンなど（以下、指６）でタッチしたポイント（接触点という）のＸ座標およびＹ座標を判定する。
【００２０】
入力装置２は、タッチパネル４および制御回路１００を備える。タッチパネル４は４線式（４端子）の抵抗膜方式タッチパネルである。タッチパネル４の構成は一般的なものであるためここでは簡単に説明する。
【００２１】
タッチパネル４は、第１端子Ｐ１〜第４端子Ｐ４、第１抵抗膜ＲＦ１、第２抵抗膜ＲＦ２を備える。第１抵抗膜ＲＦ１および第２抵抗膜ＲＦ２は、Ｘ軸およびＹ軸に対して垂直なＺ軸方向にギャップを隔ててオーバーラップして配置される。第１抵抗膜ＲＦ１のＹ軸（第１方向）に延びる一辺Ｅ１は、第１端子Ｐ１と接続される。辺Ｅ１と対向する辺Ｅ２は、第２端子Ｐ２と接続される。第３端子Ｐ３は、第２抵抗膜ＲＦ２のＸ軸（第２方向）に延びる一辺Ｅ３と接続され、第４端子Ｐ４は、第２抵抗膜ＲＦ２の辺Ｅ３と対向する一辺Ｅ４と接続される。以上がタッチパネル４の構成である。
【００２２】
制御回路１００は、抵抗膜方式のタッチパネル４において通常のなされる駆動制御、演算（抵抗式制御という）によって、Ｘ方向の座標を検出する第１状態φ１と、Ｙ方向の座標を検出する第２状態φ２と、を時分割で繰り返し、ユーザの入力を判定する。
それに加えて、実施の形態係る制御回路１００は、新規な技術として、抵抗膜式のタッチパネル４を用いて、新規な静電容量方式により、Ｘ方向の座標を検出する第３状態φ３と、Ｙ方向の座標を検出する第４状態φ４と、を時分割的にスイッチしながら、ユーザの入力を判定する。
【００２３】
制御回路１００は、第１端子Ｐｃ１〜第４端子Ｐｃ４、抵抗式座標検出部１１０、静電容量式座標検出部１２０を備え、ひとつの半導体基板に一体集積化される。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。第１端子Ｐｃ１〜第４端子Ｐｃ４はそれぞれ、タッチパネル４側の対応する第１端子Ｐ１〜第４端子Ｐ４と接続される。
【００２４】
はじめに、抵抗式座標検出部１１０の構成を説明する。抵抗式座標検出部１１０は、第１端子Ｐ１から第４端子Ｐ４の状態にもとづき、ユーザが接触した座標を検出する。抵抗式座標検出部１１０の構成および動作は特に限定されず、公知の、あるいは将来利用可能な、抵抗式パネルの検出回路を用いることができる。
【００２５】
図１の抵抗式座標検出部１１０は、電圧生成部１０、電圧検出部２０、座標演算部２６を備える。はじめにＸ方向の座標（Ｘ座標）を検出するための構成を説明する。
電圧生成部１０は、第１状態φ１において、第１端子Ｐ１、第２端子Ｐ２それぞれに所定の第１バイアス電圧Ｖｂ１、第２バイアス電圧Ｖｂ２を印加する。ここではＶｂ１＞Ｖｂ２とする。好ましくは第２バイアス電圧Ｖｂ２は接地電圧（０Ｖ）である。また第１状態において、電圧生成部１０は第３端子Ｐ３、第４端子Ｐ４をハイインピーダンス状態とする。
【００２６】
電圧検出部２０は、第１状態φ１において、第３端子Ｐ３および第４端子Ｐ４の少なくとも一方に生ずる電圧（以下、第１パネル電圧という）Ｖｘを検出する。電圧検出部２０は、セレクタ２２と、Ａ／Ｄコンバータ２４を含む。たとえばセレクタ２２は、第１状態φ１において、第３端子Ｐ３の電圧を選択する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、第３端子Ｐ３に生ずる第１パネル電圧Ｖｘをデジタル値Ｄｘに変換する。
【００２７】
座標演算部２６は、デジタル値Ｄｘにもとづいて、ユーザが接触したＸ座標を判定する。
図２は、ユーザがパネルに一点で接触するシングルタッチ時のタッチパネル４の等価回路図である。ユーザが接触点ＰＵで接触すると、第１抵抗膜ＲＦ１は、第１端子Ｐ１と接触点ＰＵ間の抵抗Ｒ１１と、接触点ＰＵと第２端子Ｐ２間の抵抗Ｒ１２に分割される。第１抵抗膜ＲＦ１と第２抵抗膜ＲＦ２は、接触点ＰＵにおいて接触し、その接触抵抗はＲｃである。第２抵抗膜ＲＦ２の接触点ＰＵから第３端子Ｐ３に至る経路の抵抗はＲ２である。
【００２８】
接触点ＰＵの電位は、バイアス電圧Ｖｂ１とＶｂ２を抵抗Ｒ１１、Ｒ１２で分圧したものであるから、接触点ＰＵのＸ座標を示す。そして第３端子Ｐ３はハイインピーダンスであるため、第３端子Ｐ３の電圧Ｖｘは、接触点ＰＵの電位とほぼ等しくなる。つまり、第３端子Ｐ３に生ずるパネル電圧Ｖｘは、接触点ＰＵのＸ座標を示す。
【００２９】
パネル電圧ＶｘからＸ座標を導出するアルゴリズムは、公知の技術を利用すればよく、本発明において特に限定されるものではない。
【００３０】
続いてＹ方向の座標（Ｙ座標）を検出するための構成を説明する。
電圧生成部１０は、第２状態φ２において、第３端子Ｐ３、第４端子Ｐ４それぞれに所定の第１バイアス電圧Ｖｂ１、第２バイアス電圧Ｖｂ２を印加する。また第２状態φ２において、電圧生成部１０は第１端子Ｐ１、第２端子Ｐ２をハイインピーダンス状態とする。第１状態および第２状態それぞれにおける第１バイアス電圧Ｖｂ１は同じ値であってもよいし、異なっていてもよい。以下では、同じ値の場合を説明する。第２バイアス電圧Ｖｂ２も同様である。
【００３１】
電圧検出部２０は、第２状態φ２において第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の少なくとも一方に生ずる電圧（以下、第２パネル電圧という）Ｖｙを検出する。たとえばセレクタ２２は、第２状態φ２において、第１端子Ｐ１の電圧を選択する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、第１端子Ｐ１に生ずる第２パネル電圧Ｖｙをデジタル値Ｄｙに変換する。座標演算部２６は、デジタル値Ｄｙにもとづいて、ユーザが接触したＹ座標を演算する。
【００３２】
なお、電圧検出部２０は、第１状態φ１において、第３端子Ｐ３に代えて、あるいはそれに加えて、第４端子Ｐ４に生ずる電圧をパネル電圧Ｖｘとして測定してもよい。同様に電圧検出部２０は、第２状態φ２において、第１端子Ｐ１に代えて、あるいはそれに加えて、第２端子Ｐ２に生ずる電圧をパネル電圧Ｖｙとして測定してもよい。
【００３３】
以上が抵抗式座標検出部１１０の構成である。続いて、静電容量式座標検出部１２０の構成を説明する。
【００３４】
静電容量式座標検出部１２０は、充電回路３０、チャージ検出回路３２、Ａ／Ｄコンバータ３４、座標演算部３６を備える。
【００３５】
Ｘ方向の座標（Ｘ座標）を検出するための構成を説明する。第３状態φ３において、第２抵抗膜ＲＦ２は所定の電位に固定してもよいし、ハイインピーダンス（オープン）状態としてもよい。
【００３６】
充電回路３０は、第３状態φ３において、第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間に電位差を発生させ、第１抵抗膜ＲＦ１を充電する。チャージ検出回路３２は、第３状態φ３において、充電回路３０による充電により、第１抵抗膜ＲＦ１に蓄えられた電荷量Ｑｘを測定し、電荷量Ｑｘを示す信号Ｖｑｘを生成する。Ａ／Ｄコンバータ３４は、電荷量Ｖｑｘをデジタル値Ｄｑｘに変換する。座標演算部３６は、デジタル値ＤｑｘにもとづいてユーザがタッチしたＸ座標を演算する。
【００３７】
続いてＹ方向の座標（Ｙ座標）を検出するための構成を説明する。充電回路３０は、第４状態φ４において、第３端子Ｐ３と第４端子Ｐ４の間に電位差を発生させ、第２抵抗膜ＲＦ２を充電する。チャージ検出回路３２は、第４状態φ４において、充電回路３０による充電により、第２抵抗膜ＲＦ２に蓄えられた電荷量Ｑｙを測定し、電荷量Ｑｙを示す信号Ｖｑｙを生成する。Ａ／Ｄコンバータ３４は、信号Ｖｑｙをデジタル値Ｄｑｙに変換する。座標演算部３６は、デジタル値ＤｑｙにもとづいてユーザがタッチしたＹ座標を演算する。
【００３８】
以上が制御回路１００の構成である。続いて静電容量式座標検出部１２０による座標検出の動作を説明する。ここでは、Ｘ座標の検出について説明する。
【００３９】
図３（ａ）、（ｂ）は、第１抵抗膜ＲＦ１の等価回路図である。
第１抵抗膜ＲＦ１は、分布定数回路として把握することができ、第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間に直列に存在する複数ｎ個（ｎは整数）の単位抵抗ΔＲｓと、それぞれが単位抵抗ΔＲｓの一端（ノード）と接地間に存在する複数ｎ個の単位容量ΔＣｓと、を有する。ΔＣｓ×ｎは、第１抵抗膜ＲＦ１の全静電容量Ｃｓである。
【００４０】
図３（ａ）は、ユーザがパネルに接触していない状態を示す。第３状態φ３において、充電回路３０が、第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間に電位差ΔＶを発生させる。ここでは、第１端子Ｐ１にハイレベル電圧ＶＨが印加され、第２端子Ｐ２にローレベル電圧ＶＬが印加されるものとする。説明を簡略化するため、ローレベル電圧ＶＬは接地電圧であるものとする。
【００４１】
単位抵抗ΔＲｓの抵抗値は等しいため、ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）のノードの電位Ｖｉは、式（１）で与えられる。
Ｖｉ＝ＶＨ×ｉ／ｎ      …（１）
【００４２】
また、ｉ番目の単位容量ΔＣｓｉに蓄えられる電荷量ΔＱｉは、式（２）で与えられる。
ΔＱｉ＝Ｖｉ×ΔＣｓ    …（２）
【００４３】
したがって、第１抵抗膜ＲＦ１全体に蓄えられる電荷量Ｑｘは、式（３）で与えられる。
Ｑｘ＝Σｉ＝１〜ｎΔＱｉ＝ＶＨ／ｎ×ΔＣｓ×Σｉ＝１〜ｎｉ
＝ＶＨ／ｎ×ΔＣｓ×ｎ２／２＝ＶＨ×Ｃｓ／２  …（３）
【００４４】
図３（ｂ）は、ユーザがｊ番目のノードに対応する点ＰＵにおいてパネルに接触した状態を示す。ユーザの指と第１抵抗膜ＲＦ１の間に形成される容量をＣＦと記す。このとき容量ＣＦに蓄えられる電荷量ΔＱＦは、式（４）で与えられる。
ΔＱＦ＝Ｖｊ×ＣＦ＝ＶＨ×ｊ／ｎ    …（４）
【００４５】
したがって、ユーザが点ＰＵに接触したときに蓄えられる電荷量Ｑｘ’は、図３（ａ）の非接触状態の電荷量Ｑｘに比べて、電荷量ΔＱＦ分増加する。
Ｑｘ’＝Ｑｘ＋ＶＨ×ｊ／ｎ    …（５）
【００４６】
図４は、ユーザが接触するノード番号ｊと、第１抵抗膜ＲＦ１の電荷量Ｑｘの関係を示す図である。ユーザがパネルに接触することにより形成される容量ＣＦが一定であるとすれば、電荷量Ｑｘは、ノード番号ｊに対して線形に変化する。ここでノード番号ｊはＸ座標に対応するから、第１抵抗膜ＲＦ１を充電して、第１抵抗膜ＲＦ１に蓄えられた電荷量Ｑｘを測定することにより、Ｘ座標を検出することができることがわかる。
【００４７】
同様にして、第４状態φ４において、Ｙ座標を検出することができる。
【００４８】
静電容量式座標検出部１２０による座標検出は、ユーザの指が形成する容量を利用するものであるため、本来の抵抗膜式の座標検出と異なり、第１抵抗膜ＲＦ１が変形しなくても、座標を検出できる。したがって静電容量式のパネルを用いた場合と同様の、快適な操作感を提供することができる。
【００４９】
続いて、静電容量式座標検出部１２０の具体的な構成例を説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）は、静電容量式座標検出部１２０の構成例を示す回路図である。
【００５０】
図５（ａ）〜（ｃ）において、充電回路３０およびチャージ検出回路３２ａは、Ｘ座標の検出とＹ座標の検出に時分割で共用され、このためにセレクタ４０、４２が設けられる。セレクタ４０、４２は、Ｘ座標を検出する第３状態φ３において、充電回路３０およびチャージ検出回路３２ａを第１抵抗膜ＲＦ１と接続し、Ｙ座標を検出する第４状態φ４において、充電回路３０およびチャージ検出回路３２ａを第２抵抗膜ＲＦ２と接続する。セレクタ４０は、第１スイッチＳＷ１および第３スイッチＳＷ３を含み、セレクタ４２は、第２スイッチＳＷ２および第４スイッチＳＷ４を含む。
【００５１】
図５（ａ）の充電回路３０は、第１ドライバＤＲ１、第２ドライバＤＲ２、第１出力スイッチＳＷｂ１、第２出力スイッチＳＷｂ２を備える。
第１ドライバＤＲ１は、ハイレベル電圧ＶＨおよびローレベル電圧ＶＬの一方を出力する。第２ドライバＤＲ２は、ハイレベル電圧ＶＨおよびローレベル電圧ＶＬの一方を、第１ドライバＤＲ１と相補的に出力する。充電回路３０の出力をハイインピーダンスとするために、第１ドライバＤＲ１、第２ドライバＤＲ２の出力には、第１出力スイッチＳＷｂ１、第２出力スイッチＳＷｂ２が設けられる。
【００５２】
なお、充電回路３０と図１の電圧生成部１０とが同じ機能を有する場合には、それらを共有することができる。
【００５３】
チャージ検出回路３２ａは、完全差動アンプ３８ａ、第１入力スイッチＳＷａ１、第２入力スイッチＳＷａ２、第１キャパシタＣ１、第２キャパシタＣ２を備える。
【００５４】
第１入力スイッチＳＷａ１の一端は、完全差動アンプ３８ａの第１入力端子と接続され、その他端は、第１出力スイッチＳＷｂ１ならびにセレクタ４０を介して第１端子Ｐ１または第３端子Ｐ３と接続される。
第２入力スイッチＳＷａ２の一端は、完全差動アンプ３８ａの第２入力端子と接続され、その他端は、第２出力スイッチＳＷｂ２ならびにセレクタ４２を介して第３端子Ｐ３または第４端子Ｐ４と接続される。第１キャパシタＣ１は、完全差動アンプ３８ａの第１出力端子と第１入力端子の間に設けられ、第２キャパシタＣ２は、完全差動アンプ３８ａの第２出力端子と第２入力端子の間に設けられる。
【００５５】
チャージ検出回路３２ａの出力は、差動入力のＡ／Ｄコンバータ３４へ入力される。
【００５６】
図６は、図５（ａ）の静電容量式座標検出部１２０の動作を示すタイムチャートである。ここでは第３状態φ３におけるＸ座標検出を説明する。
第３状態φ３においては、セレクタ４０およびセレクタ４２により、充電回路３０およびチャージ検出回路３２ａが第１抵抗膜ＲＦ１側に接続される。具体的には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオン、ＳＷ３、ＳＷ４がオフされる。
【００５７】
静電容量式座標検出部１２０ａは、以下の処理を順に実行する。
処理１．  はじめに、第１入力スイッチＳＷａ１および第２入力スイッチＳＷａ２をオフした状態で、第１ドライバＤＲ１がハイレベル電圧ＶＨを、第２ドライバＤＲ２がローレベル電圧ＶＬを出力し、第１出力スイッチＳＷｂ１、第２出力スイッチＳＷｂ２がオンする。これにより充電回路３０は、第１抵抗膜ＲＦ１の第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間に第１極性にて所定の駆動電圧を印加する（期間Ｔ１）。
【００５８】
処理２．  続く期間Ｔ２に、第１出力スイッチＳＷｂ１、第２出力スイッチＳＷｂ２がオフし、充電回路３０をハイインピーダンス状態とする。そして、第１入力スイッチＳＷａ１をオンし、第２入力スイッチＳＷａ２をオフする。これにより、第１キャパシタＣ１と第１抵抗膜ＲＦ１との間で電荷の移動が発生する。
【００５９】
処理３．  続く期間Ｔ３に、第１入力スイッチＳＷａ１および第２入力スイッチＳＷａ２をオフし、第１ドライバＤＲ１がローレベル電圧ＶＬを、第２ドライバＤＲ２がハイレベル電圧ＶＨを出力し、第１出力スイッチＳＷｂ１、第２出力スイッチＳＷｂ２がオンする。これにより充電回路３０は、第１抵抗膜ＲＦ１の第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間に第２極性にて所定の駆動電圧を印加する。
【００６０】
処理４．  続く期間Ｔ４に、第１入力スイッチＳＷｂ１、第２入力スイッチＳＷｂ２をオフし、充電回路３０をハイインピーダンス状態とする。そして第１入力スイッチＳＷａ１をオフし、第２入力スイッチＳＷａ２をオンする。これにより、第２キャパシタＣ２と第１抵抗膜ＲＦ１との間で電荷の移動が発生する。
【００６１】
処理５．  続く期間Ｔ５に、完全差動アンプ３８ａの出力電圧をＡ／Ｄコンバータ３４によってデジタル値に変換する。このデジタル値は、第１抵抗膜ＲＦ１に蓄えられた電荷量Ｑｘを示す。
【００６２】
このように、図５（ａ）の静電容量式座標検出部１２０ａによれば、第１抵抗膜ＲＦ１の電荷量Ｑｘを測定できる。
【００６３】
図５（ｂ）の静電容量式座標検出部１２０ｂは、チャージ検出回路３２ｂの構成がチャージ検出回路３２ａと異なっている。チャージ検出回路３２ｂは、差動アンプ３８ｂ、第３入力スイッチＳＷａ３、第４入力スイッチＳＷａ４、第３キャパシタＣ３を備える。
差動アンプ３８ｂの第１入力端子には、基準電圧ＶＲＥＦが印加される。基準電圧ＶＲＥＦはハイレベル電圧ＶＨとローレベル電圧ＶＬの中点電圧であってもよい。
【００６４】
第３入力スイッチＳＷａ３の一端は、セレクタ４０を介して第１端子Ｐ１または第３端子Ｐ３と接続され、その他端は、差動アンプ３８ｂの第２入力端子と接続される。第４入力スイッチＳＷａ４の一端は、セレクタ４２を介して第２端子Ｐ２または第４端子Ｐ４と接続され、その他端は、差動アンプ３８ｂの第２入力端子と接続される。第３キャパシタＣ３は、差動アンプ３８ｂの出力端子と、第２入力端子の間に設けられる。
【００６５】
図５（ｂ）の静電容量式座標検出部１２０ｂの動作を説明する。静電容量式座標検出部１２０ｂは、以下の処理を順に実行する。
処理１．  第３入力スイッチＳＷａ３、第４入力スイッチＳＷａ４をオフした状態で、充電回路３０により、第１抵抗膜ＲＦ１の第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間に、所定の駆動電圧を印加する。これにより第１抵抗膜ＲＦ１が充電される。
【００６６】
処理２．  充電回路３０をハイインピーダンス状態とし、第３入力スイッチＳＷａ３をオン、第４入力スイッチＳＷａ４をオフする。
【００６７】
処理３．  充電回路３０をハイインピーダンス状態とし、第３入力スイッチＳＷａ３、第４入力スイッチＳＷａ４をオフする。
処理４．  差動アンプ３８ｂの出力電圧をＡ／Ｄコンバータ３４によってデジタル値に変換する。このデジタル値は、第１抵抗膜ＲＦ１に蓄えられた電荷量Ｑｘを示す。
【００６８】
図５（ｂ）の静電容量式座標検出部１２０ｂによっても、第１抵抗膜ＲＦ１の電荷量Ｑｘを測定できる。
【００６９】
図５（ｃ）の静電容量式座標検出部１２０ｃを参照する。チャージ検出回路３２ｃは、差動アンプ３８ｃ、第５入力スイッチＳＷａ５、第６入力スイッチＳＷａ６、を備える。
差動アンプ３８ｃの第１入力端子とその出力端子は接続される。第５入力スイッチＳＷａ５の一端は、セレクタ４０を介して第１端子Ｐ１または第３端子Ｐ３と接続され、その他端は差動アンプ３８ｃの第２入力端子と接続される。第６入力スイッチＳＷａ６の一端は、セレクタ４２を介して第２端子Ｐ２または第４端子Ｐ４と接続され、その他端は差動アンプ３８ｃの第１入力端子と接続される。
【００７０】
この静電容量式座標検出部１２０ｃによっても、第１抵抗膜ＲＦ１の電荷量を測定できる。
【００７１】
最後に、制御回路１００の用途を説明する。図７（ａ）、（ｂ）は、入力装置２を備える電子機器を示す図である。図７（ａ）の電子機器５００は、携帯電話端末、タブレットＰＣ、ゲーム機器、ポータブルオーディオプレイヤなどである。タッチパネル４は、ディスプレイパネル８とオーバーラップして設けられる。制御回路１００は、電子機器５００の筐体５０２に内蔵される。
【００７２】
図７（ｂ）の電子機器６００は、パーソナルコンピュータのディスプレイ、カーナビゲーションシステムのディスプレイ、テレビなどの表示機器である。タッチパネル４は、ＬＣＤ８とオーバーラップして設けられる。制御回路１００は、電子機器６００の筐体６０２に内蔵される。
【００７３】
図７（ａ）、（ｂ）の電子機器によれば、抵抗膜式のタッチパネル４を利用しながらも、快適な操作感を提供することができる。
【００７４】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００７５】
１…電子機器、２…入力装置、４…タッチパネル、６…指、８…ディスプレイパネル、１００…制御回路、１１０…抵抗式座標検出部、１２０…静電容量式座標検出部、Ｐ１…第１端子、Ｐ２…第２端子、Ｐ３…第３端子、Ｐ４…第４端子、ＲＦ１…第１抵抗膜、ＲＦ２…第２抵抗膜、１０…電圧生成部、２０…電圧検出部、２２…セレクタ、２４…Ａ／Ｄコンバータ、２６…座標演算部、３０…充電回路、３２…チャージ検出回路、３４…Ａ／Ｄコンバータ、３６…座標演算部、ＤＲ１…第１ドライバ、ＤＲ２…第２ドライバ、ＳＷｂ１…第１出力スイッチ、ＳＷｂ２…第２出力スイッチ、３８…アンプ、Ｃ１…第１キャパシタ、Ｃ２…第２キャパシタ、Ｃ３…第３キャパシタ、ＳＷａ１…第１入力スイッチ、ＳＷａ２…第２入力スイッチ、ＳＷａ３…第３入力スイッチ、ＳＷａ４…第４入力スイッチ、ＳＷａ５…第５入力スイッチ、ＳＷａ６…第６入力スイッチ、４０，４２…セレクタ。
【図１】
2014013441.tif 000003
【図２】
2014013441.tif 000004
【図３】
2014013441.tif 000005
【図４】
2014013441.tif 000006
【図５】
2014013441.tif 000007
【図６】
2014013441.tif 000008
【図７】
2014013441.tif 000009