(57)【要約】【課題】  本発明は、ガラス基板側の抵抗膜のみで位置検出のための電位を発生してタッチパネルとしての長寿命化を図り、位置検知領域を囲む額縁領域の幅を狭くでき、しかも、位置検出特性を線形にできるアナログ抵抗膜方式タッチパネルを提供する。【解決手段】  導電膜上の一端部に位置検出電極２２が配置された矩形の透明フィルムシート２と対向して、Ｙ軸方向スリットｓ１〜ｓ６で互いに分離した複数の抵抗膜Ｄ１〜Ｄ５を有するのガラス基板１がドットスペーサを介して配置される。各抵抗膜のＸ軸方向の両端辺上に、抵抗膜の抵抗値より小さい抵抗値の電極１１と１２を備える。ペン等で押圧されると、電極の両端に印加された電圧で、電極自体に電位勾配を発生し、電極間の各抵抗膜に所定電位を生成し、押圧位置の電位を検出して、Ｙ軸座標が特定される。両電極間に電位差が印加されると、押圧位置の電位により、Ｘ軸座標値が特定される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面に導電膜が形成され、該導電膜上の一端部に位置検出電極が配置された矩形の透明フィルムシートと、
前記導電膜と対向する面に、一方向に互いに分離している複数の抵抗膜が形成された矩形の基板とを有し、
前記抵抗膜の各々を接続し、該抵抗膜の前記一方向に係る両端辺上に夫々形成され、該抵抗膜の抵抗値より小さい抵抗値を持つ一対の第１電極と第２電極を備え、
前記導電膜と前記複数の抵抗膜とが、複数のドットスペーサを介して対向配置される抵抗膜方式タッチパネル。
【請求項２】
前記複数の抵抗膜は、前記基板の面上に一様に生成された抵抗膜が前記一方向と直交する方向にエッチングされることにより分離されて形成されることを特徴とする請求項１に記載の抵抗膜方式タッチパネル。
【請求項３】
第１端子と第２端子が、リード線を介して前記第１電極の両端の夫々に接続され、
第３端子と第４端子が、リード線を介して前記第２電極の両端の夫々に接続され、
第５端子が、リード線を介して前記位置検出電極に接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の抵抗膜方式タッチパネル。
【請求項４】
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１端子と前記第２端子との間に電圧が供給され、前記第３端子と前記第４端子との間に電圧が供給されたとき、前記第１電極及び前記第２電極自体に、前記一方向に沿った電位勾配を形成できることを特徴とする請求項３に記載の抵抗膜方式タッチパネル。
【請求項５】
前記第１乃至第４端子に、第１電圧又は該第１電圧より低い第２電圧を、夫々個別に切り換えて供給できる電圧切換供給手段と、
前記透明フィルムシートが押圧されたとき、当該押圧位置に係る前記分割導電膜上の電位を前記第５端子から検出し、該電位に基づいて位置座標を特定する位置検出手段とを有することを特徴とする請求項３又は４に記載の抵抗膜方式タッチパネル。
【請求項６】
前記位置検出手段は、前記第１電圧が前記第２端子と第４端子に供給され、前記第２電圧が前記第１端子と前記第３端子に供給されたとき、前記第５端子から検出した電位に基づいて、前記押圧位置に関する前記一方向に係る位置座標を特定することを特徴とする請求項５に記載の抵抗膜方式タッチパネル。
【請求項７】
前記位置検出手段は、前記第１電圧が前記第１端子と第２端子に供給され、前記第２電圧が前記第３端子と前記第４端子に供給されたとき、前記第５端子から検出した電位に基づいて、前記押圧位置に関する前記一方向と直交する方向に係る位置座標を特定することを特徴とする請求項５に記載の抵抗膜方式タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標入力するための抵抗膜方式タッチパネルに関し、特に、ガラス基板側に形成した透明導電膜の抵抗値のみを利用してパネル面における位置座標を特定でき、さらに、パネル面の周縁に必要な額縁部分をできるだけ狭くすることができる抵抗膜方式タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、例えば、銀行等における自動支払預金機、パーソナルコンピュータや、ワープロ装置、携帯型情報端末装置などの入力装置として、ペン又は指によるタッチパネルが多く使用され、このタッチパネルが数多く開発されている。
【０００３】
このタッチパネルは、上述した各機器に備えられた陰極線管表示装置や液晶表示装置等における表示画面上に貼り付けられ、或いは、取付けられた座標入力装置であり、そのタッチパネルの表面を、ペン又は指で押圧することにより、その位置情報が各機器に入力されるものである。
【０００４】
このタッチパネルには、種々のタイプがあるが、中でも、アナログ抵抗膜方式タッチパネルがよく利用されている。このアナログ抵抗膜方式タッチパネルは、さらに、例えば、タッチパネルに備えられるリード線の数によっても、タッチパネルのタイプについて分けられる。そのタイプは、４線式、５線式、そして７線式のように分けられる。
【０００５】
４線式のアナログ抵抗膜方式タッチパネルでは、対向する２辺の端に電極が形成され、面抵抗が一様な２枚の抵抗シートを、両抵抗シートの電極が形成する辺が互いに直交する向きになるように、スペーサを介して重ねることにより、パネルが構成されている（例えば、特許文献１などを参照）。ここでは、各抵抗シートに２本ずつの電極が形成されているので、タッチパネル面の押圧に応じた各電極の電圧変化を検出するために、各電極から該電圧を差動増幅器に入力するリード線が４本必要になる。
【０００６】
また、基板上に一様な高抵抗率を有する抵抗膜が形成された基板と、この抵抗膜にドットスペーサを介して対向配置された導電膜を有するフレキシブルシートとによる５線式のアナログ抵抗膜方式タッチパネルが提案されている（例えば、特許文献２などを参照）。このアナログ抵抗膜方式タッチパネルでは、基板上に形成された矩形の抵抗膜の各辺に沿って、夫々の辺に１本ずつの電極が配置され、フレキシブルシート上に形成された導電膜の端部には、位置検出用電極が配置されている。
【０００７】
この抵抗膜方式タッチパネルでは、フレキシブルシートがペン等で押圧されたとき、対向する辺に形成された一対の電極間に電圧を印加して、抵抗膜に該電極間方向に電位勾配を形成する。そして、位置検出用電極から押圧点における電位を検出して、一方向における押圧点座標が特定される。次いで、他の対向する辺に形成された一対の電極間に電圧を印加して、抵抗膜に該電極間方向に一方向と直交する他方向に電位勾配を形成する。そして、位置検出用電極から押圧点における電位を検出して、他方向における押圧点座標が特定される。この様な検出処理ができるように、各電極にリード線が接続されている必要があり、タッチパネル全体として、５本のリード線が設けられている。
【０００８】
上述した５線式の抵抗膜方式タッチパネルでは、押圧点の位置検知に、電圧印加により形成された電位勾配を利用したが、電位検知によるのではなく、押圧点の位置に応じた電流比率を検出することによって、押圧点の座標を特定することも提案されている。この場合には、フレキシブルシート側に設けられた位置検出用電極に、所定電圧を印加しておき、対向配置された一対の電極を接地する。フレキシブルシートがペン等で押圧されたとき、対向する辺に形成された一対の電極を接地し、位置検出用電極に流れる電流を検出すると、この電流比率によって一方向における押圧点座標が特定される。次いで、他の対向する辺に形成された一対の電極間を接地し、位置検出用電極に流れる電流を検出すると、この電流比率によって一方向と直交する他方向における押圧点座標が特定される。
【０００９】
また、基板側の電極ついて、該基板の各辺に１本ずつ、計４本が配置されているが、これら４本の電極の代りに、対向する２辺のみに電極を１本ずつ配置した５線式の抵抗膜方式タッチパネルが提案されている（例えば、特許文献３を参照）。この抵抗膜方式タッチパネルでは、フレキシブルシートの下面とガラス基板の上面とに、抵抗膜が形成されている。フレキシブルシート側には、位置検知用電極が設けられ、ガラス基板のＸ軸に平行な２辺に沿って、抵抗膜より小さい所定の比抵抗を有する電極が形成される。
【００１０】
この抵抗膜方式タッチパネルにおいて、フレキシブルシートが押圧されたとき、一方の電極の両端に所定電圧を印加し、他方の電極の両端を接地して、位置検知用電極で基板側抵抗膜における電位を検出することにより押圧位置のＹ座標が決定される。そして、各電極の一端に所定電圧を印加し、各電極の他端を接地して、位置検知用電極で基板側抵抗膜における電位を検出することにより押圧位置のＸ座標が決定される。
【００１１】
また、７線式のアナログ抵抗膜方式タッチパネルとして、ガラス基板上の透明導電膜の隣接する辺に沿って、複数の電極を形成し、スイッチ素子を介して該電極に電圧を印加して、面状の抵抗部材に所定の電圧勾配を形成し、ペン等が接触した位置の電位によって、その接触位置を検出する形式のタッチパネルが提案されている（例えば、特許文献４を参照）。
【００１２】
この提案された抵抗膜方式タッチパネルでは、矩形状の透明抵抗膜が形成されたガラス基板の面上に、透明抵抗膜の各辺に複数のスイッチ素子、例えば、ＦＥＴ、ダイオード等が等間隔で並置されている。ペン等が透明抵抗膜に接触したとき、相対向する辺に並置されたスイッチ素子をオン駆動して、透明抵抗膜のＸ軸方向又はＹ軸方向に電位勾配が形成される。そこで、対向配置された導電膜付きの透明フィルムシートをペン等で押圧されたとき、シート側に設けられた位置検知用電極で、Ｘ軸とＹ軸との各々に係る押圧点における電位を検出することによって、その押圧位置の座標が特定される。
【００１３】
この抵抗膜方式のタッチパネルにおいて、タッチパネルの動作時における電極電圧を監視するために、Ｘ軸及びＹ軸に関して２個ずつの電極電圧検出端子と、これらの端子に接続される配線層がガラス基板の周縁部に配置されている。各電極電圧検出端子は、タッチパネルの基板の一辺において、２個の電圧供給端子とともに、平面的に並置されている。そして、配線層の夫々は、その一端が、各電極電圧検出端子に接続され、その他端が、各辺に設けられたダイオード群の夫々において一番端に位置するダイオードに接続されている。そして、各ダイオード群に電圧を供給できるように、隣り合う辺に設けられた２ダイオード群に電圧を供給する２本の配線層が電圧供給端子に接続されている。
【００１４】
【特許文献１】特開昭５９−８５５８４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１８２１２７号公報
【特許文献３】特開２００４−１５１７６５公報
【特許文献４】特開平５−２６５６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した４線式の抵抗膜方式タッチパネルでは、ガラス基板側だけでなく、透明フィルムシート側の透明導電膜にも電極間に電圧を印加して、座標検出のための電界を生成する必要がある。この透明導電膜は、通常、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）膜等で形成されており、このＩＴＯ膜は、硬いため、スタイラスペン等による押下、筆記等を繰り返すと、透明フィルムシート側の透明導電膜にクラックが発生する場合がある。その場合には、透明フィルムシート側の透明導電膜に生成される電界に歪みが生じる。その結果、フィルムシート側のＩＴＯ膜の損傷が早く検出寿命が短くなり、押圧位置の検出精度が悪化することを回避することが困難となる。
【００１６】
一方、５線式又は７線式の抵抗膜方式タッチパネルによれば、接触位置の検出をガラス基板側の抵抗膜で行うようになっており、透明フィルムシート側の導電層の役割は、押圧位置における電位が位置検知用電極で検出できれば十分である。そこで、透明フィルムシート側の導電層にＩＴＯ膜が使用され、シート面の押圧によってクラックが発生したとしても、電位検出の通電に影響を及ぼさないので、この様な問題を回避することができる。
【００１７】
しかしながら、５線式又は７線式の抵抗膜方式タッチパネルでは、ガラス基板側の抵抗膜で電位検出を行えるところから、押圧位置の検出精度の悪化を回避できる利点があるが、電位検出の直線性を確保するために、押圧による検知領域の周縁に形成される額縁の幅を広くしなければならない。従って、タッチパネルとして有効な検知領域が狭くなるという問題があり、できるだけ額縁の幅を狭くして、検知領域を広げる必要がある。
【００１８】
また、アナログ方式をデジタル方式にした抵抗膜方式タッチパネルであっても、位置検出の数に比例して、信号線が多くなり、結果として、タッチパネルの周縁の額縁領域に、多くの信号線を配線することとなり、額縁の幅を広くしなければならない。そのため、デジタル方式の抵抗膜方式タッチパネルでは、有効な検知領域を広く採ることができない。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、ガラス基板側の抵抗膜のみで位置検出のための電位を発生するようにしてタッチパネルとしての長寿命化を図り、しかも、位置検知領域を囲む額縁領域の幅をできるだけ狭くして有効領域を広くすることができるアナログ抵抗膜方式タッチパネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
以上の課題を解決するため、本発明の抵抗膜方式タッチパネルでは、片面に導電膜が形成され、該導電膜上の一端部に位置検出電極が配置された矩形の透明フィルムシートと、前記導電膜と対向する面に、一方向に互いに分離している複数の抵抗膜が形成された矩形の基板とを有し、前記抵抗膜の各々を接続し、該抵抗膜膜の前記一方向に係る両端辺上に夫々形成され、該抵抗膜の抵抗値より小さい抵抗値を持つ一対の第１電極と第２電極を備え、前記導電膜と前記複数の抵抗膜とが、複数のドットスペーサを介して対向配置される。
【００２１】
前記複数の抵抗膜は、前記基板の面上に一様に生成された抵抗膜が前記一方向と直交する方向にエッチングされることにより分離されて形成され、第１端子と第２端子が、リード線を介して前記第１電極の両端の夫々に接続され、第３端子と第４端子が、リード線を介して前記第２電極の両端の夫々に接続され、第５端子が、リード線を介して前記位置検出電極に接続される。
【００２２】
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１端子と前記第２端子との間に電圧が供給され、前記第３端子と前記第４端子との間に電圧が供給されたとき、前記第１電極及び前記第２電極自体に、前記一方向に沿った電位勾配を形成できるようにした。
【００２３】
また、前記第１乃至第４端子に、第１電圧又は該第１電圧より低い第２電圧を、夫々個別に切り換えて供給できる電圧切換供給手段と、前記透明フィルムシートが押圧されたとき、当該押圧位置に係る前記分割導電膜上の電位を前記第５端子から検出し、該電位に基づいて位置座標を特定する位置検出手段とを備えた。
【００２４】
前記位置検出手段は、前記第１電圧が前記第２端子と第４端子に供給され、前記第２電圧が前記第１端子と前記第３端子に供給されたとき、前記第５端子から検出した電位に基づいて、前記押圧位置に関する前記一方向に係る位置座標を特定し、或いは、前記位置検出手段は、前記第１電圧が前記第１端子と第２端子に供給され、前記第２電圧が前記第３端子と前記第４端子に供給されたとき、前記第５端子から検出した電位に基づいて、前記押圧位置に関する前記一方向と直交する方向に係る位置座標を特定するようにした。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明の抵抗膜方式タッチパネルでは、抵抗膜による検知領域が、ガラス基板上に形成され、この抵抗膜がＹ軸方向のスリットで複数の短冊状の小領域に分離され、さらに、該検知領域の両端辺に抵抗性を有する電極が配置されているので、ガラス基板側の抵抗膜のみで位置検出のための電位を発生でき、タッチパネルとしての長寿命化を図ることができる。しかも、位置検知領域を囲む額縁領域の幅をできるだけ狭くして有効領域を広くすることができる。
【００２６】
さらに、この小領域の数が多い程、分解能を高くすることができ、タッチパネルとしてのＸ軸方向に係る位置検出精度を向上できる。また、電圧が電極の両端に印加されたときには、電極自体に発生する電位勾配が、線形となるため、各小領域の電位は、その電位勾配に沿って線形的に高くなり、検知領域の全体で見たとき、検出電位も、押圧位置に対して線形に変化し、タッチパネルの位置検出特性として、線形性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明による抵抗膜方式タッチパネルの実施形態について、図を参照しながら、以下に説明するが、この実施形態を説明する前に、本発明による抵抗膜方式タッチパネルが、先に提案された５線式の抵抗膜方式タッチパネルを基礎としているので、先ず、図１を参照して、提案された５線式の抵抗膜方式タッチパネルについて説明する。
【００２８】
図１は、この提案された５線式の抵抗膜方式タッチパネルの基本構成を示し、その構成が斜視図で示されている。ガラス基板１の上面と、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）やテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体などによる透明フィルムシート２の下面とに、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電材料により導電膜又は抵抗膜が形成される。図１では、基本構成の説明をする都合上、ガラス基板１と透明フィルムシート２とが離れて示されているが、実際には、ガラス基板１と透明フィルムシート２は、各表面に形成された矩形の導電膜と矩形の抵抗膜とが対向配置されるように、ドットスペーサを介在されて重ね合わされる。
【００２９】
ガラス基板１の上面に形成された矩形の抵抗膜における一対の対向辺、即ち、図１ではＸ軸方向の２辺に沿って、電極１１及び１２が形成されている。通常の抵抗膜方式タッチパネルにおける電極には、良導体が使用されるが、図１に示された抵抗膜方式タッチパネルにあっては、電極に、その長さ方向に所定の比抵抗を持たせており、その比抵抗は、ガラス基板１上に形成されている抵抗膜より小さいが、良導体より大きい程度の値を有する導電材で形成する。電極の一端に所定電圧を印加して、他端を、例えば、接地すると、電極の長さ方向に電位勾配が発生する。
【００３０】
電極１１に関連して端子ＴＡ、ＴＢと、電極１２に関連して端子ＴＣ、ＴＤが、用意され、電極１１の端部からリード線Ｌ１、Ｌ２が引き出され、端子ＴＡ、ＴＢに接続される。また、電極１２の端部からリード線Ｌ３、Ｌ４が引き出され、端子ＴＣ、ＴＤに接続される。一方、スペーサを介してガラス基板１と対向配置される透明フィルムシート２には、表面に形成された矩形の導電膜の一辺に位置検出用の電極２１が設けられ、リード線Ｌ５を介して端子ＴＰに接続されている。
【００３１】
端子ＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＤの夫々には、透明フィルムシートがペン等で押圧されたとき、切換スイッチにより、所定電圧Ｖｃ、又は、基準電位となる、例えば、接地電位Ｖ０を選択的に印加できるようになされている。また、端子ＴＰには、位置検出用の電圧測定手段が接続される。この電圧測定手段によって測定された電圧に基づいて、タッチパネルに形成された検知領域におけるＸＹ座標が特定される。
【００３２】
具体的には、透明フィルムシートがペン等で押圧されたとき、例えば、ペン等による接触位置のＹ座標を検出するときは、電極１１の両端に電圧Ｖｃが印加されて、電極１１の全体の電位がＶｃとされる。そして、電極１２の両端に電圧Ｖ０が印加され、電極１２の全体を接地電位とする。
【００３３】
この場合は、電極１１と電極１２の間にＹ軸に平行な方向に電位勾配が生じるので、フィルムシート２に形成された導電膜の一箇所が、ペン等による押圧によってガラス基板１上の抵抗膜に接触すると、電圧測定手段２３によって、押圧位置に対応するＹ軸方向の電位が位置検知用電極２１を介して検出され、押圧位置のＹ座標を特定することができる。
【００３４】
次に、ペン等による押圧位置に対応するＸ座標を検出するときは、切換スイッチにより、各端子への電圧印加の仕方を切り換えて、電極１１と電極１２の一方端に接続された、例えば、端子ＴＢと端子ＴＣに電位Ｖｃを印加し、電極１１と電極１２の他端に接続された端子ＴＡと端子ＴＤを接地電位Ｖ０とする。このとき、電極１１と電極１２の自体は、所定の抵抗値を有するため、電極１１と電極１２とのＸ軸方向に電位勾配が生成される。
【００３５】
そこで、電極１１と電極１２の長さ方向に生成された電位勾配に伴って、ガラス基板１上に形成された抵抗膜の全面に、Ｘ軸方向に変化する電位勾配が発生するので、ペン等による押圧によって、透明フィルムシート２に形成された導電膜の一箇所が、ガラス基板１上の抵抗膜に接触すると、電圧測定手段２３によって押圧位置に対応するＸ軸方向の電位を検出することができ、そのＸ座標を特定することができる。
【００３６】
なお、以上のＸＹ座標の特定においては、透明フィルムシート２がペン等で一箇所押圧された場合であったが、ペン等が、透明フィルムシート２の面上を摺動して移動し、或いは、連続して押圧する場合には、予め定められた周期で切換スイッチを動作させて、電極１１と電極１２への電圧印加の仕方を切り換える必要がある。
【００３７】
次に、図１に示された５線式の抵抗膜方式タッチパネルにおけるＸＹ座標の特定に関する処理手順が、図２にフローチャートとして示されている。この処理手順は、マイクロプロセッサで実行されるタッチパネル制御ルーチンであって、所定時間、例えば、１０ミリ秒毎に実行される。
【００３８】
先ず、切換スイッチを動作させて、各端子に電圧源を接続して、端子ＴＡと端子ＴＢとに電圧Ｖｃを印加し、さらに、端子ＴＣと端子ＴＤとに接地電位Ｖ０を印加する（ステップＳ１）。これらの電圧印加によって、ガラス基板１上の抵抗膜にＹ軸方向の電位勾配が生成される。
【００３９】
ここで、ペン等による押圧位置に対応する電位が、電圧検出手段によって端子ＴＰから検出され、検出された電位値に基づいて、マイクロプロセッサにより当該押圧位置に係るＹ軸座標値が演算される（ステップＳ２）。電極１１と電極１２のＹ軸方向の幅をＹｗ、検出された電位の値をＶとすると、Ｙ軸座標値は、
Ｙ＝（Ｖ／Ｖｃ）・Ｙｗ
の式で演算される。
【００４０】
次に、切換スイッチを動作させて、各端子への電圧源の接続を切り換えて、端子ＴＡと端子ＴＤとに接地電位Ｖ０を印加し、さらに、端子ＴＢと端子ＴＣとに電圧Ｖｃを印加する（ステップＳ３）。これらの電圧印加によって、ガラス基板１上の抵抗膜にＸ軸方向の電位勾配が生成される。
【００４１】
ここで、ペン等による押圧位置に対応する電位が、電圧検出手段によって端子ＴＰから検出され、検出された電位値に基づいて、マイクロプロセッサにより当該押圧位置に係るＸ軸座標値が演算される（ステップＳ４）。Ｘ軸方向の位置ｘに対する電位値が関数Ｖ（ｘ）であり、さらに、検出された電位の値をＶとすると、マイクロプロセッサは、
Ｖ＝Ｖ（ｘ）
の式に従って、押圧位置に対応するＸ座標値を演算する。
【００４２】
以上で、ペン等で押圧された一箇所について、タッチパネル上のＸＹ座標値が特定されたので、図２に示された制御ルーチンは終了となるが、この制御ルーチンは、所定時間、例えば、１０ミリ秒毎に繰り返し実行される。タッチパネルがペン等で押圧されない場合には、端子ＴＰから電位を検出しないので、マイクロプロセッサは、その制御ルーチンの中でのステップＳ２とステップＳ４におけるＸ座標値又はＹ座標値を演算しない。
【００４３】
以上において、先に提案された５線式の抵抗膜方式タッチパネルの概要と、そのＸＹ座標値の特定の仕方について説明された。ところで、図１に示された５線式の抵抗膜方式タッチパネルの構成によれば、抵抗膜における検知領域の周縁に設けられる額縁の幅を狭くでき、しかも、ガラス基板側のみでペン等の押圧位置を検出でき、フィルムシート側の導電膜に発生するクラック等の影響を回避することができたが、ガラス基板側に設けられた電極自体の抵抗性を利用して、抵抗膜にＸ軸方向の電位勾配を形成するようにしているので、前述した電位勾配を表す関数Ｖ（ｘ）は、非線形となっている。そのため、Ｘ座標値を演算する負担も大きくなるばかりでなく、タッチパネルとしての線形性を確保できない。
【００４４】
そこで、本発明の抵抗膜方式タッチパネルでは、図１に示された５線式の抵抗膜方式タッチパネルを基礎として、抵抗膜の周縁に設けられる額縁の幅を狭くでき、ガラス基板側のみでペン等の押圧位置を検出でき、しかも、タッチパネルとしての線形性を確保できるようにした。
【００４５】
図３に、本発明の抵抗膜方式タッチパネルに係る実施形態が示されている。本実施形態のタッチパネルの構成は、図１に示された抵抗膜方式タッチパネルと同様であり、同じ部分には、同じ符合が付されている。
【００４６】
図３の抵抗膜方式タッチパネルが、図１のものと異なる部分は、後者では、ガラス基板１上に形成された抵抗膜の検知領域が一枚であるのに対して、前者では、抵抗膜の検知領域が小領域に分割されて、複数に分離されていることである。なお、透明フィルムシート２側に設けられた位置検知用の電極２２は、図１に示された位置検知用の電極２１と形状が異なるが、電位検出の機能上において、双方とも変わりがない。
【００４７】
本実施形態の抵抗膜方式タッチパネルにおける複数に分離された小領域の抵抗膜は、次のようにして作成される。先ず、ガラス基板１上の全面に、ＩＴＯ膜等による抵抗膜が形成された後に、レーザエッチング、化学エッチング等により、抵抗膜の一部を除去し、Ｙ軸と平行で細いスリットｓ１乃至ｓ６を形成する。これらのスリットにより、抵抗膜が、一定幅を有する短冊状の小領域Ｄ１乃至Ｄ５に分離され、電気的にも互いに絶縁される。
【００４８】
その後、抵抗膜におけるＹ軸方向の両端部において、小領域Ｄ１乃至Ｄ５の端部上面をＸ軸方向に延びる電極１１と電極１２とを、導電ペースト等のスクリーン印刷、或いは、導電体の貼付によって形成する。各小領域は、各端部において電極１１又は１２と電気的に接続され、隣り合う小領域同士も、電気的に接続される。ここで、電極１１と電極１２との間に存在する小領域Ｄ１乃至Ｄ５が、タッチパネルとしての検知領域となる。
【００４９】
ここで、電極１１の両端に電圧Ｖｃが印加され、電極１２の両端に接地電位Ｖ０が印加されときには、小領域Ｄ１乃至Ｄ５のどれでも同じ様に、電極１１と電極１２の間にＹ軸に平行な方向に電位勾配が生じることになる。また、電極１１と電極１２の一方端に電圧Ｖｃを印加し、電極１１と電極１２の他端に接地電位Ｖ０を印加した場合には、電極１１と電極１２の自体に、抵抗性があるため、電極１１と電極１２とのＸ軸方向に電位勾配が生成される。
【００５０】
その結果、小領域Ｄ１乃至Ｄ５には、電極で発生する電位勾配に応じた電位が印加され、小領域Ｄ１から小領域Ｄ５に向けて印加される電位が高くなる。さらに、各小領域の個別において、小領域のＸ軸方向に幅を有するところから、小領域のＸ軸方向には、電極に発生した電位勾配に従って当該幅に相当する電圧差が印加され、小領域の夫々におけるＸ軸方向において、印加された電圧差に応じた電位勾配が発生する。
【００５１】
図３に示した本実施形態では、説明の都合上、小領域の数が５である場合が示されたが、この小領域の数が多い程、分解能を高くすることができ、タッチパネルとしてのＸ軸方向に係る位置検出精度を向上できる。また、電極１１と電極１２とは、抵抗成分を有しているので、電圧が電極の両端に印加されたときには、電極自体に発生する電位勾配は、線形となる。そこで、各小領域の電位は、その電位勾配に沿って線形的に高くなり、検知領域の全体で見たとき、検出電位も、押圧位置に対して線形に変化することになるので、タッチパネルの位置検出特性として、線形性を確保できる。
【００５２】
次に、図３に示した本実施形態の抵抗膜方式タッチパネルにおけるＹ軸座標値及びＸ軸座標値の検出の仕方を、図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５では、図３に示した抵抗膜方式タッチパネルの構成のうち、ガラス基板１側のみが示され、透明フィルムシート２による上側シートの図示は、省略されている。図中において、同じ部分には、同じ符号が付されている。さらに、ペン等によるタッチパネル上の押圧位置が、符号ｐとして示され、押圧位置ｐが小領域Ｄ２に存在する場合が例示されている。図４には、Ｙ軸座標値を検出する場合が、そして、図５には、Ｘ軸座標値を検出する場合が示されている。
【００５３】
本実施形態の抵抗膜方式タッチパネルにおけるタッチパネルの検知領域が、複数の小領域Ｄ１乃至Ｄ５に分離されていても、その分離するスリットの方向がＹ軸と同じ方向であるので、本実施形態の抵抗膜方式タッチパネルにおけるペン等の押圧位置ｐに係るＹ軸座標値の検出の仕方は、図１に示された５線式の抵抗膜方式タッチパネルにおけるＹ軸座標値の特定に関するステップＳ１及びステップＳ２による処理手順と同様になる。
【００５４】
電極１１と電極１２への電圧の印加の仕方は、図４に示される。端子ＴＡと端子ＴＢとに電圧Ｖｃが印加され、さらに、端子ＴＣと端子ＴＤとに接地電位Ｖ０が印加される。これらの電圧印加によって、ガラス基板１上の小領域Ｄ１乃至Ｄ５の抵抗膜各々に、Ｙ軸方向の電位勾配が同様に生成される。
【００５５】
ここで、ペン等による押圧位置ｐに対応する電位が、電圧検出手段によって端子ＴＰから検出され、検出された電位値に基づいて、マイクロプロセッサにより押圧位置ｐに係るＹ軸座標値Ｙが、
Ｙ＝（Ｖ／Ｖｃ）・Ｙｗ
の式で演算される。
【００５６】
次に、押圧位置ｐに係るＹ軸座標値が特定された後に、切換スイッチを動作させて、図５に示されるように、図２のステップＳ３と同様に、各端子への電圧源の接続を切り換えて、端子ＴＡと端子ＴＤとに接地電位Ｖ０を印加し、さらに、端子ＴＢと端子ＴＣとに電圧Ｖｃを印加する。これらの電圧印加によって、ガラス基板１上の電極１１と電極１２との夫々に電位勾配を生成し、小領域Ｄ１乃至Ｄ５の夫々には、各小領域の位置に対応したこの電子勾配による電位が発生される。例えば、小領域Ｄ１には、その幅方向、つまり、Ｘ軸方向に、接地電位Ｖ０から電位Ｖ１＝Ｖｃ／５までの電位が発生され、小領域Ｄ５では、その幅方向に、電位Ｖ４＝４Ｖｃ／５から電圧Ｖ５＝Ｖｃまでの電位が発生される。即ち、電極の長さ方向に沿って、小領域Ｄ１乃至Ｄ５の順にＶ０からＶ５の電位が発生する。
【００５７】
ここで、ペン等による押圧位置ｐに対応する電位が、電圧検出手段によって端子ＴＰから検出され、検出された電位値に基づいて、マイクロプロセッサにより押圧位置ｐに係るＸ軸座標値が演算される。小領域Ｄ２におけるＸ軸方向の位置ｘに対する電位値が関数Ｖ２（ｘ）で表され、さらに、検出された電位の値をＶ２とすると、
Ｖ２＝Ｖｃ／５＋Ｖ２（ｘ）
の式が成立するので、マイクロプロセッサは、この式に従ってｘを演算して求め、この位置ｘに基づいて、押圧位置ｐに対応するＸ軸座標値Ｘｐを、
Ｘｐ＝Ｘｗ／５＋ｘ
に従って演算し、押圧位置ｐのＸ軸座標値を特定する。
【００５８】
以上では、押圧位置ｐが、小領域Ｄ２に存在する場合を例にしたが、他の小領域に存在する場合には、検知領域の分離数をｎとし、押圧位置ｐがｍ番目（ｍは、１からｎまでの整数）の小領域Ｄｍに存在し、そこで検出された電位をＶｍとすると、その電位Ｖｍは、
Ｖｍ＝Ｖｃ・（ｍ−１）／ｎ＋Ｖｍ（ｘ）
の式で表され、この式に従って、当該小領域における位置ｘが演算され、
Ｘｐ＝Ｘｗ・（ｍ−１）／ｎ＋ｘ
の式に従って、押圧位置ｐのＸ軸座標値が特定される。なお、各小領域の幅が等しいものとすれば、どの小領域に関しても、Ｖｍ（ｘ）は、共通である。なお、このＶｍ（ｘ）は、小領域の数ｎが多い場合には、Ｖｍ（ｘ）＝Ｖｃ／ｎに近似することができる。即ち、電極の抵抗成分が線形性を有するとすれば、検出された電位Ｖｍに基づいて、押圧位置ｐの座標値Ｘｐは、
Ｘｐ＝Ｘｗ・Ｖｍ／Ｖｃ
の式で表され、この式に従って、押圧位置ｐに係るＸ軸座標値を特定できる。
【００５９】
以上のように、図３に示した本実施形態による抵抗膜方式タッチパネルでは、タッチパネルの検知領域の抵抗膜を複数に分離し、該検知領域の両端辺に配置された２本の電極に抵抗成分を持たせることにより、電圧が電極の両端に印加されたときには、電極自体に発生する電位勾配が、線形となり、そこで、各小領域の電位も、その電位勾配に沿って線形的に高くなり、検知領域の全体で見たとき、検出電位も、押圧位置に対して線形に変化することにできる。タッチパネルの位置検出特性として、線形性を確保できる。
【００６０】
さらに、小領域の数を、上述した５以上にして、抵抗膜を短冊状に細分化すると、この小領域の数が多い程、分解能を高くすることができ、タッチパネルとしてのＸ軸方向に係る位置検出精度を向上でき、また、Ｖｍ（ｘ）＝Ｖｃ／ｎに近似できる程度の小領域数にすると、マイクロコンピュータの演算処理の負荷を軽減することもできる。
【００６１】
なお、以上に説明した本実施形態の抵抗膜方式タッチパネルでは、ペン等による押圧位置における電位が検出されて、当該位置に対するタッチパネルのＸＹ軸座標値が特定されようにしたが、ペン等の押圧位置に関するＸＹ軸座標値を特定するだけでなく、例えば、所定領域を有するアイコンが検知領域に配置されている場合には、当該アイコンのＸ軸方向幅を、Ｙ軸方向のスリットで分離された小領域の幅に一致させておくと、当該アイコンをペン等で押圧したかどうかを判定することもできる。ペン等の押圧により、電位Ｖｍが検出されたとき、当該電位Ｖｍが、検知領域の両端辺の電極で発生された当該小領域に対応するＸ軸方向の電位の範囲に入っているかどうかを検知することで、ペン等によって、当該アイコンが押圧されたかどうかを判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の抵抗膜方式タッチパネルの基礎となる既提案の抵抗膜方式タッチパネルの概要を説明する図である。
【図２】図１に示された抵抗膜方式タッチパネルにおける位置検出の手順を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の抵抗膜方式タッチパネルに係る実施形態の概要を説明する図である。
【図４】本実施形態の抵抗膜方式タッチパネルにおいて、Ｙ軸座標値の検出の仕方を説明する図である。
【図５】本実施形態の抵抗膜方式タッチパネルにおいて、Ｘ軸座標値の検出の仕方を説明する図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    ガラス基板（下側基板）
２    透明フィルムシート（上側シート）
１１、１２    電極（下側電極）
２１、２２    位置検知用電極（上側電極）
Ｄ１〜Ｄ５    分割小領域
Ｌ１〜Ｌ５    リード線
ｓ１〜ｓ６    スリット
ＴＡ〜ＴＤ、ＴＰ    端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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