(57)【要約】【課題】７線式タッチパネルにおいて操作性が向上する装置を提供する。【解決手段】第一の分圧抵抗を介して第二の抵抗膜に電圧を印加して第一方向電圧を測定し、第二の分圧抵抗を介して第二の抵抗膜に電圧を印加して第二方向電圧を測定し、測定した第一方向電圧及び第二方向電圧に基づき、第一の抵抗膜と第二の抵抗膜とが接触している二点の二点間距離を算出する。第二の抵抗膜の第一方向及び第二方向の膜端電位に基づき、二点の方向を判定する。第一の電極を電源電位に接続し、第二の電極を接地電位に接続した状態と、第三の電極を電源電位に接続し、第四の電極を接地電位に接続した状態で、第一の抵抗膜の電位を測定し、測定した電位に基づき二点間の中点の座標を算出する。二点間距離、二点の方向、中点の座標に基づき、二点の座標を算出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の抵抗膜と、
前記第一の抵抗膜と対向して配置される第二の抵抗膜と、
前記第二の抵抗膜の第一方向の両端にそれぞれ設けられる第一の電極及び第二の電極と、
前記第一方向に直交する前記第二の抵抗膜の第二方向の両端にそれぞれ設けられる第三の電極及び第四の電極と、
前記第一の電極又は前記第二の電極の一方に接続される第一の分圧抵抗と、
前記第三の電極又は前記第四の電極の一方に接続される第二の分圧抵抗と、
制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記第一の電極が高電位、前記第二の電極が低電位となるよう、前記第一の分圧抵抗を介して前記第二の抵抗膜に電圧を印加して、前記第二の抵抗膜の前記第一方向にかかる第一方向電圧を測定し、
前記第三の電極が高電位、前記第四の電極が低電位となるよう、前記第二の分圧抵抗を介して前記第二の抵抗膜に電圧を印加して、前記第二の抵抗膜の前記第二方向にかかる第二方向電圧を測定し、
前記測定した前記第一方向電圧及び前記第二方向電圧に基づき、前記第一の抵抗膜と前記第二の抵抗膜とが接触している二点の二点間距離を算出し、
前記第二の抵抗膜の前記第一方向及び前記第二方向の膜端電位に基づき、前記二点の方向を判定し、
前記第一の電極を電源電位に接続し、前記第二の電極を接地電位に接続した状態と、前記第三の電極を電源電位に接続し、前記第四の電極を接地電位に接続した状態とで、前記第一の抵抗膜の電位を測定し、測定した前記第一の抵抗膜の前記電位に基づき前記二点間の中点の座標を算出し、
前記二点間距離、前記二点の方向、前記中点の座標に基づき、前記二点の座標を算出する、
タッチパネル装置。
【請求項２】
第一の抵抗膜と、
前記第一の抵抗膜と対向して配置される第二の抵抗膜と、
前記第二の抵抗膜の第一方向の両端にそれぞれ設けられる第一の電極及び第二の電極と、
前記第一方向に直交する前記第二の抵抗膜の第二方向の両端にそれぞれ設けられる第三の電極及び第四の電極と、
前記第一の電極又は前記第二の電極の一方に接続される第一の分圧抵抗と、
前記第三の電極又は前記第四の電極の一方に接続される第二の分圧抵抗と、
を有するタッチパネル装置の位置検出方法であって、
前記第一の電極が高電位、前記第二の電極が低電位となるよう、前記第一の分圧抵抗を介して前記第二の抵抗膜に電圧を印加して、前記第二の抵抗膜の前記第一方向にかかる第一方向電圧を測定し、前記第三の電極が高電位、前記第四の電極が低電位となるよう、前記第二の分圧抵抗を介して前記第二の抵抗膜に電圧を印加して、前記第二の抵抗膜の前記第二方向にかかる第二方向電圧を測定する測定ステップと、
前記測定ステップにて測定された前記第一方向電圧及び前記第二方向電圧に基づき、前記第一の抵抗膜と前記第二の抵抗膜とが接触している二点の二点間距離を算出する距離算出ステップと、
前記第二の抵抗膜の前記第一方向及び前記第二方向の膜端電位に基づき、前記二点の方向を判定する方向判定ステップと、
前記第一の電極を電源電位に接続し、前記第二の電極を接地電位に接続した状態と、前記第三の電極を電源電位に接続し、前記第四の電極を接地電位に接続した状態で、前記第一の抵抗膜の電位を測定し、測定した前記電位に基づき前記二点間の中点の座標を算出する中点算出ステップと、
前記距離算出ステップにて算出された前記二点間距離、前記方向判定ステップにて判定された前記二点の方向、前記中点算出ステップにて算出された前記中点の座標に基づき、前記二点の座標を算出する座標算出ステップと、
を含むタッチパネル装置の位置検出方法。
【請求項３】
前記方向判定ステップは、前記膜端電位と、前記測定ステップにて測定された前記第一方向電圧及び前記第二方向電圧とに基づき、前記二点の方向を判定する、
請求項２に記載のタッチパネル装置の位置検出方法。
【請求項４】
前記測定ステップにて測定された前記第一方向電圧が第一の分圧初期値より小さい場合、または、前記測定ステップにて測定された前記第二方向電圧が第二の分圧初期値より小さい場合に、二点接触状態であると判定する二点接触検出ステップ
を含む、請求項２または３に記載のタッチパネル装置の位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、タッチパネル装置と、タッチパネル装置における位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
抵抗膜方式のタッチパネルには７線式と呼ばれる方式がある（例えば特許文献１）。７線式タッチパネルは、５線式タッチパネルの構造から電極の形状変更を行い、ダイオードによってパネル上を流れる電流の方向を制御することでリニアリティを向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３４２５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
抵抗膜方式の４線式及び５線式のタッチパネルでは、同時に二点が接触した場合に二点の位置を検出する手法や、これらの二点の相対位置を変化させるジェスチャ動作を検出する手法が提案されている。
【０００５】
一方、７線式タッチパネルでは一点接触の位置検出のみが提案されており、二点接触の位置検出や、二点操作によるジェスチャ検出には対応していない。このため、７線式タッチパネルは４線式や５線式と比べて検出可能な操作パターンに制約があり、操作性の向上が望まれている。
【０００６】
本開示は、７線式において操作性が向上するタッチパネル装置と、タッチパネル装置の位置検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の一観点に係るタッチパネル装置は、第一の抵抗膜と、前記第一の抵抗膜と対向して配置される第二の抵抗膜と、前記第二の抵抗膜の第一方向の両端にそれぞれ設けられる第一の電極及び第二の電極と、前記第一方向に直交する前記第二の抵抗膜の第二方向の両端にそれぞれ設けられる第三の電極及び第四の電極と、前記第一の電極又は前記第二の電極の一方に接続される第一の分圧抵抗と、前記第三の電極又は前記第四の電極の一方に接続される第二の分圧抵抗と、制御部と、を有し、前記制御部は、前記第一の電極が高電位、前記第二の電極が低電位となるよう、前記第一の分圧抵抗を介して前記第二の抵抗膜に電圧を印加して、前記第二の抵抗膜の前記第一方向にかかる第一方向電圧を測定し、前記第三の電極が高電位、前記第四の電極が低電位となるよう、前記第二の分圧抵抗を介して前記第二の抵抗膜に電圧を印加して、前記第二の抵抗膜の前記第二方向にかかる第二方向電圧を測定し、前記測定した前記第一方向電圧及び前記第二方向電圧に基づき、前記第一の抵抗膜と前記第二の抵抗膜とが接触している二点の二点間距離を算出し、前記第二の抵抗膜の前記第一方向及び前記第二方向の膜端電位に基づき、前記二点の方向を判定し、前記第一の電極を電源電位に接続し、前記第二の電極を接地電位に接続した状態と、前記第三の電極を電源電位に接続し、前記第四の電極を接地電位に接続した状態とで、前記第一の抵抗膜の電位を測定し、測定した前記第一の抵抗膜の前記電位に基づき前記二点間の中点の座標を算出し、前記二点間距離、前記二点の方向、前記中点の座標に基づき、前記二点の座標を算出する。
【０００８】
同様に、実施形態の一観点に係るタッチパネル装置の位置検出方法は、第一の抵抗膜と、前記第一の抵抗膜と対向して配置される第二の抵抗膜と、前記第二の抵抗膜の第一方向の両端にそれぞれ設けられる第一の電極及び第二の電極と、前記第一方向に直交する前記第二の抵抗膜の第二方向の両端にそれぞれ設けられる第三の電極及び第四の電極と、前記第一の電極又は前記第二の電極の一方に接続される第一の分圧抵抗と、前記第三の電極又は前記第四の電極の一方に接続される第二の分圧抵抗と、を有するタッチパネル装置の位置検出方法であって、前記第一の電極が高電位、前記第二の電極が低電位となるよう、前記第一の分圧抵抗を介して前記第二の抵抗膜に電圧を印加して、前記第二の抵抗膜の前記第一方向にかかる第一方向電圧を測定し、前記第三の電極が高電位、前記第四の電極が低電位となるよう、前記第二の分圧抵抗を介して前記第二の抵抗膜に電圧を印加して、前記第二の抵抗膜の前記第二方向にかかる第二方向電圧を測定する測定ステップと、前記測定ステップにて測定された前記第一方向電圧及び前記第二方向電圧に基づき、前記第一の抵抗膜と前記第二の抵抗膜とが接触している二点の二点間距離を算出する距離算出ステップと、前記第二の抵抗膜の前記第一方向及び前記第二方向の膜端電位に基づき、前記二点の方向を判定する方向判定ステップと、前記第一の電極を電源電位に接続し、前記第二の電極を接地電位に接続した状態と、前記第三の電極を電源電位に接続し、前記第四の電極を接地電位に接続した状態で、前記第一の抵抗膜の電位を測定し、測定した前記電位に基づき前記二点間の中点の座標を算出する中点算出ステップと、前記距離算出ステップにて算出された前記二点間距離、前記方向判定ステップにて判定された前記二点の方向、前記中点算出ステップにて算出された前記中点の座標に基づき、前記二点の座標を算出する座標算出ステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、７線式において操作性が向上するタッチパネル装置と、タッチパネル装置の位置検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る７線式のタッチパネル装置の概略構成を示す図
【図２】実施形態のタッチパネル装置の位置検出方法の手順を示すフローチャート
【図３】Ｓ０１でのタッチパネルの等価回路を示す図
【図４】Ｓ０４でのＸ方向の電位計測時の等価回路を示す図
【図５】Ｓ０４でのＹ方向の電位計測時の等価回路を示す図
【図６】Ｓ０５でのＸ方向の電位計測時の等価回路を示す図
【図７】Ｓ０５でのＹ方向の電位計測時の等価回路を示す図
【図８】二点接触時の二点間距離とＸ方向電圧とに関する特性を示す図
【図９】二点の接触点間の方向のパターンを示す模式図
【図１０】二点接触がＤ３，Ｄ４方向の場合に抵抗膜端ＸＬ，ＹＬに現れる電位の変化を示す図
【図１１】二点接触がＤ３，Ｄ４方向の場合に抵抗膜端ＸＨ，ＹＨに現れる電位の変化を示す図
【図１２】二点接触がＤ１，Ｄ２方向の場合に抵抗膜端ＸＬ，ＹＬに現れる電位の変化を示す図
【図１３】二点接触がＤ１，Ｄ２方向の場合に抵抗膜端ＸＨ、ＹＨに現れる電位の変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１２】
［実施形態］
図１〜図１０を参照して実施形態について説明する。まず図１を参照して本実施形態に係る７線式のタッチパネル装置１の構成を説明する。図１は、実施形態に係る７線式のタッチパネル装置１の概略構成を示す図である。なお、各図において、Ｘ方向及びＹ方向は互いに直交する方向であり、Ｘ方向は矩形状の抵抗膜１０，２０の一方の対辺の延在方向であり、Ｙ方向は抵抗膜１０，２０の他方の対辺の延在方向である。なお、Ｘ方向は第一方向、Ｙ方向は第二方向とも表記する。
【００１３】
図１に示すように、タッチパネル装置１は、７線式の抵抗膜方式である。タッチパネル装置１は、対向して配置された一対の抵抗膜１０（第一の抵抗膜）及び抵抗膜２０（第二の抵抗膜）と、制御部３０とを備える。
【００１４】
抵抗膜１０，２０は、ガラス基板や透明フィルム等の表面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜により形成される。抵抗膜１０，２０は、例えば図１に示すように矩形状に形成される。
【００１５】
抵抗膜１０は、座標検出に使用する抵抗膜２０の電圧測定用プローブに相当する。
【００１６】
抵抗膜２０には、Ｘ方向の両端の一方に電極群２１（第一の電極）、他方に電極群２２（第二の電極）が、それぞれＹ方向に沿って設けられている。また、抵抗膜２０には、Ｙ方向の両端の一方に電極群２３（第三の電極）、他方に電極群２４（第四の電極）が、それぞれＸ方向に沿って設けられている。抵抗膜２０上に配置される各電極群２１，２２，２３，２４は、電位分布の歪みを抑えるためにそれぞれ複数の電極に分離されて配置されている。
【００１７】
電極群２１の各電極には、電源電位Ｖｃｃからの電流を流すダイオード２５がそれぞれ接続されている。電極群２２の各電極には、抵抗膜２０から流れる電流を接地電位へ導くダイオード２６がそれぞれ接続されている。電極群２３の各電極には、電源電位Ｖｃｃからの電流を流すダイオード２７がそれぞれ接続されている。電極群２４の各電極には、抵抗膜２０から流れる電流を接地電位へ導くダイオード２８がそれぞれ接続されている。
【００１８】
このようにダイオード２５，２６，２７，２８を用いてタッチパネル上を流れる電流の方向を制御することにより、タッチパネル装置１のリニアリティを向上させることができ、電流の逆流を防止できる。リニアリティとは、タッチパネル装置１の直線精度を示すものである。リニアリティは、例えば、タッチパネルを押下した時に測定される入力位置が、理論上の入力位置に対してどれくらいズレを生じるかを表した割合で算出できる。
【００１９】
電極群２１は、電源電位Ｖｃｃに接続されたスイッチＳＷ１と、Ｖｃｃに分圧抵抗Ｒ１（第一の分圧抵抗）を介し接続されたスイッチＳＷ２とに接続されている。電極群２２は、接地電位に接続されたスイッチＳＷ６に接続されている。電極群２３は、電源電位Ｖｃｃに接続されたスイッチＳＷ４と、Ｖｃｃに分圧抵抗Ｒ２（第二の分圧抵抗）を介し接続されたスイッチＳＷ５とに接続されている。電極群２４は、接地電位に接続されたスイッチＳＷ３に接続されている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ６は、例えばトランジスタにより実装される。
【００２０】
電極群２１のうちの１つの電極には、Ｘ方向高電位側の抵抗膜端の電位を測定する測定点ＸＨが設けられている。測定点ＸＨは、制御部３０内に設けられたＡＤ変換器３１の電圧測定部ＡＤ４に接続されている。
【００２１】
電極群２２のうちの１つの電極には、Ｘ方向低電位側の抵抗膜端の電位を測定する測定点ＸＬが設けられている。測定点ＸＬは、ＡＤ変換器３１の電圧測定部ＡＤ２に接続されている。
【００２２】
電極群２３のうちの１つの電極には、Ｙ方向高電位側の抵抗膜端の電位を測定する測定点ＹＨが設けられている。測定点ＹＨは、ＡＤ変換器３１の電圧測定部ＡＤ５に接続されている。
【００２３】
電極群２４のうちの１つの電極には、Ｙ方向低電位側の抵抗膜端の電位を測定する測定点ＹＬが設けられている。測定点ＹＬは、ＡＤ変換器３１の電圧測定部ＡＤ３に接続されている。
【００２４】
なお、各測定点ＸＨ，ＸＬ，ＹＨ，ＹＬからＡＤ変換器３１への配線は、各電極群２１，２２，２３，２４の配線とできるだけ交差しないように引き出されている。このため、各測定点ＸＨ，ＸＬ，ＹＨ，ＹＬは、抵抗膜２０の四つの角のうち対向する二つの角付近に配置されている。図１の例では、測定点ＸＨ，ＹＨは、Ｘ正方向側かつＹ負方向側の抵抗膜２０の角付近に配置されており、測定点ＸＬ，ＹＬは、Ｘ負方向側かつＹ正方向側の抵抗膜２０の角付近に配置されている。
【００２５】
電極群２１と分圧抵抗Ｒ１との中間点から配線が引き出され、電圧測定部ＡＤ６に接続されている。また、電極群２３と分圧抵抗Ｒ２との中間点から配線が引き出され、電圧測定部ＡＤ７に接続されている。
【００２６】
なお、分圧抵抗Ｒ１の抵抗値は、電極群２１と電極群２２との間の抵抗膜２０のＸ方向の抵抗とダイオード２５，２６との合成抵抗値と等しくするのが好ましい。同様に、分圧抵抗Ｒ２の抵抗値は、電極群２３と電極群２４との間の抵抗膜２０のＹ方向の抵抗とダイオード２７，２８との合成抵抗値と等しくするのが好ましい。例えば、電源電位Ｖｃｃが５Ｖの場合、未接触および一点接触時に電圧測定部ＡＤ６と電圧測定部ＡＤ７で測定できる分圧値が２．５Ｖとなるように、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を設定するのが好ましい。
【００２７】
抵抗膜１０は、接地電位に接続されたスイッチＳＷ７に分圧抵抗Ｒ３を介して接続されており、また、制御部３０のＡＤ変換器３１において電位を検出するための電圧測定部ＡＤ１に接続されている。
【００２８】
スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７は、制御部３０に設けられたＳＷ１制御端子、ＳＷ２制御端子、ＳＷ３制御端子、ＳＷ４制御端子、ＳＷ５制御端子、ＳＷ６制御端子及びＳＷ７制御端子にそれぞれ接続されている。
【００２９】
制御部３０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７のオン、オフを設定することにより、タッチパネル装置１に印加する電圧の制御や、タッチパネルへの接触有無の判定を行う。制御部３０は、ＡＤ変換器３１を用いてタッチパネル装置１上に現れる電圧値を読み取り、二点接触時における二点の接触点の位置検出を行う。
【００３０】
制御部３０は、物理的には、ＣＰＵ、メモリ、入力インターフェース、出力インターフェース等を有するコンピュータ装置である。制御部３０は、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵに実行させることにより、各種の制御を行う。
【００３１】
次に、図２〜図１０を参照して、本実施形態のタッチパネル装置１の位置検出方法を説明する。図２は、本実施形態のタッチパネル装置１の位置検出方法の手順を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートの各処理は、タッチパネル装置１の制御部３０により例えば所定周期ごとに実施される。
【００３２】
Ｓ０１では、タッチパネル装置１が操作されている（タッチオンしている）かどうかを判断するためのタッチオン検出が行われる。具体的には、スイッチＳＷ１、ＳＷ４、ＳＷ７をオンにし、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６をオフにした状態で、電圧測定部ＡＤ１により電位を測定することにより、タッチオン検出を行う。このときの等価回路は図３のようになり、抵抗膜２０の電極群２１及び電極群２３の電位は電源電位Ｖｃｃとなっている。
【００３３】
Ｓ０２では、Ｓ０１において測定された電圧測定部ＡＤ１の電位に基づき、タッチオンしているか否かが判定される。タッチパネル装置１に指やペンが接触している場合には、抵抗膜１０と抵抗膜２０とが接触点において接触するため、電圧測定部ＡＤ１において、抵抗膜１０と分圧抵抗Ｒ３とにより電源電位Ｖｃｃが分圧された電位が検出される。電圧測定部ＡＤ１において電位が検出された場合には、タッチパネル装置１がタッチオンしているものと判断され（Ｓ０２のＹｅｓ）、Ｓ０４に進む。
【００３４】
なお、分圧抵抗Ｒ３は、例えば、抵抗膜１０の長手方向の電極間抵抗値より抵抗膜２０の長手方向の電極間抵抗値が大きい場合は抵抗膜２０の長手方向の電極間抵抗値に対して４倍以上となる抵抗値であることが好ましい。この場合、電源電位Ｖｃｃを５Ｖとすると、電圧測定部ＡＤ１により計測される電位（すなわち抵抗膜１０にかかる分圧電圧）が４Ｖを超えるときにタッチオンしていると判定することができる。
【００３５】
一方、Ｓ０２においてタッチオンしていないと判定された場合（Ｓ０２のＮｏ）にはＳ０３に進み、Ｘ方向及びＹ方向の分圧初期値が測定される。
【００３６】
分圧初期値は、タッチパネル装置１に操作者の指などが接触していない状態における抵抗膜２０及びダイオードの合成抵抗に係る分圧電圧である。本実施形態では、分圧抵抗Ｒ１は、抵抗膜２０のＸ方向の抵抗とダイオード２５，２６との合成抵抗値と等しい値の抵抗値であり、また、分圧抵抗Ｒ２は、抵抗膜２０のＹ方向の抵抗とダイオード２７，２８との合成抵抗値と等しい値の抵抗値である。このため、電源電位Ｖｃｃが５Ｖの場合、理論上ではＸ方向及びＹ方向の分圧電圧は共に２．５Ｖとなる。ただし、実際には各要素の製品バラツキなどの影響で多少の差異が生じる場合があり得るが、Ｓ０３の処理により、実際に使用する装置の条件に則った分圧初期値を得て二点位置検知の精度を向上できる。
【００３７】
Ｓ０３の分圧初期値の測定時の等価回路は、後述するＳ０４の距離情報測定と同一の回路構成（図４、図５参照）となり、電圧測定部ＡＤ６及び電圧測定部ＡＤ７より分圧初期値を測定する。電圧測定部ＡＤ６により測定された電圧値をＸ方向の分圧初期値（第一の分圧初期値）として、また、電圧測定部ＡＤ７により測定された電圧値をＹ方向の分圧初期値（第二の分圧初期値）として、制御部３０に記憶して後述する各処理で使用する。Ｓ０３の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００３８】
なお、Ｓ０３の処理を実施せずにＳ０４以降の処理に移行する場合がある。このような状況としては、例えば、タッチパネル装置１が起動時に既に一点接触や二点接触の操作がされている場合などが挙げられる。このため、例えば、あらかじめ分圧初期値の理論値を制御部３０に記憶しておき、Ｓ０３の分圧初期値の測定が行われない場合にはこの理論値を後述の処理で使用する構成としてもよい。
【００３９】
Ｓ０４では、距離情報が測定される。ここで、距離情報とは、後述するＳ１０の処理において、二点接触時の接触点の二点間距離を算出するために用いる電圧値情報をいう。
【００４０】
Ｘ方向の距離情報の基となる電圧値測定は、スイッチＳＷ２、ＳＷ６をオンに設定し、残りのスイッチをオフに設定して行う。このときの等価回路は図４のようになり、分圧抵抗Ｒ１とタッチパネル間に現れる電圧値を電圧測定部ＡＤ６にて測定する。以下では、この電圧値をＸ方向電圧（第一方向電圧）とも表記する。
【００４１】
Ｙ方向の距離情報の基となる電圧値測定は、スイッチＳＷ３、ＳＷ５をオンに設定し、残りのスイッチをオフに設定して行う。このときの等価回路は図５のようになり、分圧抵抗Ｒ２とタッチパネル間に現れる電圧値を電圧測定部ＡＤ７にて測定する。以下では、この電圧値をＹ方向電圧（第二方向電圧）とも表記する。
【００４２】
図４、図５では二点接触時を例示し、図４では二点の接触点のＸ方向の位置を点ａ，ｂで表し、図５では二点の接触点のＹ方向の位置を点ｃ，ｄで表している。図４及び図５に示すように、二点接触時には抵抗膜１０の二点間にも抵抗が発生し、この抵抗は抵抗膜２０の２点間の抵抗成分と並列になる。このような抵抗の配列によって、二点接触時には抵抗膜２０の電極群間の抵抗値が一点接触時より小さくなるので、電圧測定部ＡＤ６や電圧測定部ＡＤ７で測定される分圧電圧も小さくなる。また、図４の点ａ，ｂ間の距離や、図５の点ｃ、ｄ間の距離に応じて抵抗膜１０の抵抗値が変動するため、分圧電圧も同様に変動する。例えば二点間の距離が広がると、分圧電圧は減少する。このように、分圧電圧は二点間距離に応じた情報であるので、Ｓ０４では距離情報として用いている。Ｓ０４の処理が完了するとＳ０５に進む。
【００４３】
Ｓ０５では、接触点の座標が測定される。Ｘ方向の座標測定は、スイッチＳＷ１、ＳＷ６をオンに設定し、残りのスイッチをオフに設定して行う。このときの等価回路は図６のようになり、抵抗膜２０のＸ方向に電位分布を発生させて、Ｘ方向の接触位置に応じて現れる電位を電圧測定部ＡＤ１により測定する。そして、電圧測定部ＡＤ１により測定された電位に基づき接触点のＸ座標を算出する。
【００４４】
Ｙ方向の座標測定は、スイッチＳＷ４、ＳＷ３をオンに設定し、残りのスイッチをオフに設定して行う。このときの等価回路は図７のようになり、抵抗膜２０のＹ方向に電位分布を発生させて、Ｙ方向の接触位置に応じて現れる電位を電圧測定部ＡＤ１により測定し、電圧測定部ＡＤ１により測定された電位に基づき接触点のＹ座標を算出する。
【００４５】
このように算出されたＸ座標及びＹ座標は、接触点が一点の場合にはその接触点の座標であり、接触点が二点の場合には、二点間の中点の座標である。Ｓ０５の処理が完了するとＳ０６に進む。
【００４６】
Ｓ０６では、現在のタッチオン状態が二点接触か一点接触かの判定を行う。Ｓ０６では、図８に示す特性を利用する。図８は、二点接触時の二点間距離とＸ方向電圧とに関する特性を示す図である。図８の横軸は、抵抗膜１０，２０のＸ方向における二点間距離の割合（％）を示す。図８の縦軸は測定されるＸ方向電圧を示す。図８では、２点の接触点がＹ方向に沿っているとき（図９のＤ２方向）の二点間距離に応じたＸ方向電圧の特性を丸でプロットし、２点の接触点がＸ方向に沿っているとき（図９のＤ１方向）の二点間距離に応じたＸ方向電圧の特性を三角でプロットしている。また、Ｘ方向の分圧初期値を点線で示している。なお、図８のＸ方向電圧は、図４の等価回路において電圧測定部ＡＤ６で測定する電圧値である。
【００４７】
図８に示すように、２点の接触点がＹ方向に沿っている場合には、Ｘ方向電圧は二点間距離によらず分圧初期値とほぼ同一となっている。一方、２点の接触点がＸ方向に沿っている場合には、Ｘ方向電圧は二点間距離が大きくなるにつれて減少し、分圧初期値に対する電位差が大きくなっていることが分かる。
【００４８】
なお、二点接触時の二点間距離とＹ方向電圧とに関する特性は、図８に示したグラフと入れ替わったものとなる。すなわち、Ｘ方向に沿って二点押下した場合には、Ｙ方向電圧は二点間距離によらず分圧初期値とほぼ同一となり、Ｙ方向に沿って二点押下した場合には、Ｙ方向電圧は二点間距離が大きくなるにつれて減少し、分圧初期値に対する電位差が大きくなる。なお、Ｙ方向電圧は、図５の等価回路において電圧測定部ＡＤ７で測定する電圧値である。
【００４９】
Ｓ０６では、このような二点接触時のＸ方向電圧及びＹ方向電圧の特性を利用して、二点接触と一点接触とを判別する。すなわち、図４の等価回路において電圧測定部ＡＤ６で測定する電圧値、または、図５の等価回路において電圧測定部ＡＤ７で測定する電圧値の少なくとも一方、すなわち、Ｓ０４にて測定した距離情報の少なくとも一方が分圧初期値より小さい場合には二点接触状態であると判定して（Ｓ０６のＹｅｓ）Ｓ０８に進む。一方、電圧測定部ＡＤ６、ＡＤ７の両方が分圧初期値と同等の場合には、一点接触状態であると判定して（Ｓ０６のＮｏ）Ｓ０７に進む。
【００５０】
Ｓ０７では、Ｓ０５にて算出したＸ座標、Ｙ座標を一点の接触点の座標として出力する。Ｓ０７の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００５１】
Ｓ０８では、抵抗膜２０のＸ方向の膜端ＸＬの電位と、Ｙ方向の抵抗膜端ＹＬの電位とが測定される。膜端ＸＬの電位は、スイッチＳＷ２、ＳＷ６をオンに設定し、残りのスイッチをオフに設定した状態で電圧測定部ＡＤ２により測定する。このときの等価回路は図４に示したものと同様の構成となる。
【００５２】
膜端ＹＬの電位は、スイッチＳＷ３、ＳＷ５をオンに設定し、残りのスイッチをオフに設定した状態で、電圧測定部ＡＤ３により測定する。このときの等価回路は図５に示したものと同様の構成となる。Ｓ０８の処理が完了するとＳ０９に進む。
【００５３】
Ｓ０９では、二点の接触点の配列方向が判定される。本実施形態では、方向判定は、Ｓ０４にて算出した距離情報と、Ｓ０８にて測定した抵抗膜端ＸＬ、ＹＬの電位を利用して行う。なお、距離情報は、図４、図５の等価回路において電圧測定部ＡＤ６，ＡＤ７で測定する電圧値である。抵抗膜端ＸＬ、ＹＬの電位は、図４、図５の等価回路において電圧測定部ＡＤ２，ＡＤ３で測定する電圧値である。
【００５４】
図９は、二点の接触点の配列方向のパターンを示す模式図である。図９に示すように、Ｓ０９にて判定する二点間の方向は、Ｄ１方向、Ｄ２方向、Ｄ３方向、Ｄ４方向の４パターンである。Ｄ１方向は、Ｘ方向に沿った方向に二点が離れてタッチパネルに接触しているパターンである。Ｄ２方向は、Ｙ方向に沿った方向に二点が離れてタッチパネルに接触しているパターンである。Ｄ３方向は、Ｘ負方向かつＹ負方向側からＸ正方向かつＹ正方向側に延びる斜め方向（図９では右上がり）に二点が離れているパターンである。Ｄ４方向は、Ｘ正方向かつＹ負方向側からＸ負方向かつＹ正方向側に延びる斜め方向（図９では左上がり）に二点が離れているパターンである。
【００５５】
本実施形態では、方向判定は二段階で行う。第一段階では、Ｓ０４にて算出した距離情報を用いて、Ｄ１方向、Ｄ２方向、及び斜め方向（Ｄ３及びＤ４）の三種類を判別する。
【００５６】
Ｄ１方向の検出は、図８に示す二点接触時のＸ方向電圧の特性を利用する。図８に示すように、２点の接触点がＸ方向に沿っているときには電圧測定部ＡＤ６で測定されるＸ方向電圧が分圧初期値より小さく、２点の接触点がＹ方向に沿っているときには殆ど変化しない。したがって、Ｘ方向電圧が分圧初期値より小さいときに、二点の接触点の位置がＤ１方向であると判定できる。
【００５７】
Ｄ２方向の検出は、二点接触時のＹ方向電圧の変化の関係が図８に示すＸ方向電圧のものとは逆となるので、この特性を利用する。すなわち、Ｙ方向電圧が分圧初期値より小さいときに、二点の接触点の位置がＤ２方向であると判定する。
【００５８】
また、Ｘ方向電圧及びＹ方向電圧が共に分圧初期値より小さいときには、二点の接触点の位置が斜め方向であると判定する。
【００５９】
第一段階で斜め方向と判定した場合には、第二段階に進む。第二段階では、Ｓ０８にて測定した抵抗膜端ＸＬ、ＹＬの電位を利用して、Ｄ３方向、Ｄ４方向のどちらの斜め方向かを判別する。
【００６０】
斜め方向の判別には、抵抗膜端ＸＬ，ＹＬの電位に関する図１０に示す特性を利用する。図１０は、二点接触がＤ３方向およびＤ４方向の場合に抵抗膜端ＸＬ，ＹＬに現れる電位の変化を示す図である。図１０の横軸は、図８と同様に二点間距離の割合（％）を示す。ＸＬの場合はＸ方向における二点間距離の割合であり、ＹＬの場合はＹ方向における二点間距離の割合である。図１０の縦軸は抵抗膜端の電圧値を示し、ＸＬの場合は電圧測定部ＡＤ２で測定する電圧値を示し、ＹＬの場合は電圧測定部ＡＤ３で測定する電圧値を示す。
【００６１】
図１０では、２点の接触点がＤ３方向に沿っているときのＸ方向の抵抗膜端ＸＬの電位の特性を丸でプロットし、Ｙ方向の抵抗膜端ＹＬの電位の特性を菱形でプロットしている。また、２点の接触点がＤ４方向に沿っているときのＸ方向の抵抗膜端ＸＬの電位の特性を米印でプロットし、Ｙ方向の抵抗膜端ＹＬの電位の特性を三角でプロットしている。
【００６２】
図１０に示すように、２点間距離が同一の場合、Ｄ３方向の２点接触時に測定点ＸＬに現れる電圧値が、Ｄ４方向の２点接触時に測定点ＸＬに現れる電圧値よりも大きい。同様に、Ｄ３方向の２点接触時に測定点ＹＬに現れる電圧値が、Ｄ４方向の２点接触時に測定点ＹＬに現れる電圧値よりも大きい。また、Ｄ３方向及びＤ４方向の二点間距離に応じた電圧値の変化量は異なっており、二点間距離が大きくなるほど、Ｄ４方向接触時の電圧値に対するＤ３方向接触時の電圧値の増加量が大きくなる傾向がある。
【００６３】
Ｓ０９の第二段階では、このような抵抗膜端ＸＬ，ＹＬの電位の特性を利用して、二点の接触点の位置がＤ３方向かＤ４方向かを判別する。例えば、所定の基準値に対して抵抗膜端ＸＬ，ＹＬの電位の変化の割合が一定以上に大きい場合に、Ｄ３方向であると判定できる。Ｓ０９の処理が完了するとＳ１０に進む。
【００６４】
Ｓ１０では、Ｓ０４にて測定したＸ方向の距離情報及びＹ方向の距離情報を用いて、二点の接触点の間の距離が算出される。
【００６５】
Ｘ方向の二点間距離Ｌｘは、例えば、以下の（１）式に示す近似式で導出できる。
【００６６】
【数１】
2019066905.tif 000003
ここでΔＶｘは、Ｘ方向の分圧初期値から電圧測定部ＡＤ６で測定された電圧値を引いた値であり、αＸ，βＸ，γＸは各項の係数である。
【００６７】
Ｙ方向の二点間距離Ｌｙは、例えば、以下の（２）式に示す近似式で導出できる。
【００６８】
【数２】
2019066905.tif 000004
ここでΔＶｙは、Ｙ方向の分圧初期値から電圧測定部ＡＤ７で測定された電圧値を引いた値であり、αＹ、βＹ、γＹは各項の係数である。Ｓ１０の処理が完了するとＳ１１に進む。
【００６９】
Ｓ１１では、二点の接触点の座標が出力される。具体的には、Ｓ０５にて算出した二点間の中点の座標を基準として、Ｓ０９にて判定した方向に沿ってＳ１０にて算出した二点間距離を加減算して、二点の接触点の座標を算出する。
【００７０】
２点のＸ座標を算出する場合には、Ｓ０５にて検出されたＸ座標に、Ｓ１０にて算出されたＸ方向の２点間距離の半分の値を加えることにより一方の接触点のＸ座標を算出し、Ｘ方向の２点間距離の半分の値を減ずることにより他方の接触点のＸ座標を算出する。
【００７１】
また、２点のＹ座標を算出する場合には、Ｓ０５にて検出されたＹ座標に、Ｓ１０において算出されたＹ方向の二点間距離の半分の値を加えることにより一方の接触点のＹ座標を算出し、Ｙ方向の二点間距離の半分の値を減ずることにより他方の接触点のＹ座標を算出する。Ｓ１１の処理が完了すると本制御フローを終了する。
【００７２】
なお、図２のフローチャートに示す各処理ステップのうち、Ｓ０３は分圧初期値設定ステップ、Ｓ０４は測定ステップ、Ｓ０５は中点算出ステップ、Ｓ０６は二点接触検出ステップ、Ｓ０９は方向判定ステップ、Ｓ１０は距離算出ステップ、Ｓ１１は座標算出ステップとも表現できる。
【００７３】
本実施形態では、以上の工程を実行することで、２点の接触点の座標と、２点の接触点が並んでいる方向とを判別することができる。また、以上の工程を繰り返して２点の接触点が並んでいる方向や２点間距離の変化を判別することにより、ピンチイン／ピンチアウトや回転等のジェスチャ操作を検出することができる。このように、本実施形態に係るタッチパネル装置１、及びこのタッチパネル装置１の位置検出方法によれば、７線式タッチパネルにおいて二点接触の位置検出や、二点操作によるジェスチャ操作の検出が可能となるので、７線式タッチパネルの操作性が向上する。
【００７４】
［変形例］
図１１を参照して上記実施形態の第一変形例を説明する。図２のＳ０８、Ｓ０９の処理では、抵抗膜端ＸＬ，ＹＬの代わりに、Ｘ方向高電位側の抵抗膜端ＸＨの電位と、Ｙ方向高電位側の抵抗膜端ＹＨの電位とを用いることもできる。
【００７５】
図１１は、二点接触がＤ３方向およびＤ４方向の場合に抵抗膜端ＸＨ，ＹＨに現れる電位の変化を示す図である。図１１の横軸は図１０と同じである。図１１の縦軸は抵抗膜端の電圧値を示し、ＸＨは図４の等価回路において電圧測定部ＡＤ４で測定する電圧値を示し、ＹＨは図５の等価回路において電圧測定部ＡＤ５で測定する電圧値を示す。図１１のプロットの種類は図１０と同じである。
【００７６】
図１１に示すように、Ｄ３方向の２点接触時に抵抗膜２０の測定点ＸＨに現れる電圧値が、Ｄ４方向の２点接触時に測定点ＸＨに現れる電圧値よりも小さい。同様に、Ｄ３方向の２点接触時に抵抗膜２０の測定点ＹＨに現れる電圧値が、Ｄ４方向の２点接触時に測定点ＹＨに現れる電圧値よりも小さい。また、Ｄ３方向及びＤ４方向の二点間距離に応じた電圧値の変化量は異なっており、二点間距離が大きくなるほど、Ｄ４方向接触時の電圧値に対するＤ３方向接触時の電圧値の減少量が大きくなる傾向がある。
【００７７】
Ｓ０９の第二段階では、このような抵抗膜端ＸＨ、ＹＨの電位の特性を利用して、二点の接触点の位置がＤ３方向かＤ４方向かを判別することができる。
【００７８】
図１２を参照して上記実施形態の第二変形例を説明する。図２のＳ０９では二点間の方向の４パターンを判定するために二段階の処理を行っていたが、抵抗膜端ＸＬ，ＹＬの電位のみを利用して４パターンを判定することもできる。すなわち、上記のＳ０９の第一段階において、Ｓ０４にて算出した距離情報の代わりにＸＬ，ＹＬを用いてＤ１方向及びＤ２方向を判別できる。
【００７９】
図１２は、二点接触がＤ１方向およびＤ２方向の場合に抵抗膜端ＸＬ，ＹＬに現れる電位の変化を示す図である。図１２の縦軸及び横軸は図１０と同様である。図１２では、２点の接触点がＤ１方向に沿っているときの二点間距離に応じたＸ方向の抵抗膜端ＸＬの電位の特性を丸でプロットし、Ｙ方向の抵抗膜端ＹＬの電位の特性を菱形でプロットしている。また、２点の接触点がＤ２方向に沿っているときの二点間距離に応じたＸ方向の抵抗膜端ＸＬの電位の特性を米印でプロットし、Ｙ方向の抵抗膜端ＹＬの電位の特性を三角でプロットしている。
【００８０】
図１２に示す特性に基づけば、Ｄ１方向に２点押下したときのＸＬとＹＬを「水平ＸＬ」と「水平ＹＬ」とし、Ｄ２方向に２点押下したときのＸＬとＹＬを「垂直ＸＬ」と「垂直ＹＬ」とすると、以下の（３）式の関係が成り立つ。
【００８１】
（垂直ＹＬ−垂直ＸＬ）＞（水平ＹＬ−水平ＸＬ）    ・・・（３）
【００８２】
Ｓ０９の第一段階では、このような抵抗膜端ＸＬ，ＹＬの電位の特性を利用して、二点の接触点の位置がＤ１方向かＤ２方向かを判別する。例えば、所定の基準値に対してＹＬとＸＬの差分が一定以上小さい場合に、Ｄ１方向であると判定できる。
【００８３】
また、図１２を参照して説明した第二変形例でも、第一変形例と同様に、抵抗膜端ＸＬ，ＹＬの代わりに、Ｘ方向の抵抗膜端ＸＨの電位と、Ｙ方向の抵抗膜端ＹＨの電位とを用いることもできる。
【００８４】
図１３は、二点接触がＤ１方向およびＤ２方向の場合に抵抗膜端ＸＨ、ＹＨに現れる電位の変化を示す図である。図１３の縦軸及び横軸は図１１と同じである。図１３のプロットの種類は図１２と同じである。
【００８５】
図１３に示す特性に基づけば、Ｄ１方向に２点押下したときのＸＨとＹＨを「水平ＸＨ」と「水平ＹＨ」とし、Ｄ２方向に２点押下したときのＸＨとＹＨを「垂直ＸＨ」と「垂直ＹＨ」とすると、以下の（４）式の関係が成り立つ。
【００８６】
（垂直ＹＨ−垂直ＸＨ）＞（水平ＹＨ−水平ＸＨ）    ・・・（４）
【００８７】
Ｓ０９の第一段階では、このような抵抗膜端ＸＨ，ＹＨの電位の特性を利用して、二点の接触点の位置がＤ１方向かＤ２方向かを判別する。例えば、所定の基準値に対してＹＨとＸＨの差分が一定以上小さい場合に、Ｄ１方向であると判定できる。
【００８８】
また、上記実施形態において、図２のＳ１０では、（１）式及び（２）式の二次多項式による近似式を用いて二点間距離をＬｘ、Ｌｙを算出することを例示したが、例えば二次より高次の多項式など他の近似式を用いて算出することもできる。
【００８９】
また、上記実施形態では、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２が抵抗膜２０と電源電位Ｖｃｃとの間に配置される回路構成を例示したが、この代わりに、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を抵抗膜２０と接地電位との間に配置してもよい。
【００９０】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１    タッチパネル装置
１０    抵抗膜（第一の抵抗膜）
２０    抵抗膜（第二の抵抗膜）
２１    電極群（第一の電極）
２２    電極群（第二の電極）
２３    電極群（第三の電極）
２４    電極群（第四の電極）
３０    制御部
Ｒ１    分圧抵抗（第一の分圧抵抗）
Ｒ２    分圧抵抗（第二の分圧抵抗）
ＡＤ１，ＡＤ２，ＡＤ３，ＡＤ４，ＡＤ５，ＡＤ６，ＡＤ７    電圧測定部
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７    スイッチ
【図１】
2019066905.tif 000005
【図２】
2019066905.tif 000006
【図３】
2019066905.tif 000007
【図４】
2019066905.tif 000008
【図５】
2019066905.tif 000009
【図６】
2019066905.tif 000010
【図７】
2019066905.tif 000011
【図８】
2019066905.tif 000012
【図９】
2019066905.tif 000013
【図１０】
2019066905.tif 000014
【図１１】
2019066905.tif 000015
【図１２】
2019066905.tif 000016
【図１３】
2019066905.tif 000017