(57)【要約】【課題】本発明は、単層配線を有するタッチパネルを提供することである。【解決手段】本発明は、タッチパネル及びこれに用いる位置検出方法を提供する。本発明に係わるタッチパネルは、基板及び基板の上に形成される単層回路配置を備え、単層回路配置は、複数の導電回路を備え、導電回路毎は、皆其の一端との距離が改変するに随って漸進的に変化される電気抵抗値を有する。本発明のタッチパネルは、コストが低い利点を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板及び基板の上に形成される単層回路配置を備え、前記単層回路配置は、複数の導電回路を備え、導電回路毎は、皆其の一端との距離が改変するに随って増加されるか又は減少される電気抵抗値を有することを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記導電回路は、等比例に増加するか又は等比例に減少する電気抵抗を有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】
前記単層回路配置に接続するタッチパネルコントローラーをさらに備え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４】
前記タッチパネルコントローラーは、導電回路毎の始端と末端に接続することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記導電回路は、酸化インジウムスズ、フレキシブル回路基板、印刷回路基板又は薄膜の中の少なくとも一種から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】
前記導電回路毎は、順次に接続される複数の導電ユニットを備え、これらの導電ユニットの幅を制御したり、又はこれらの導電ユニットに異なる電気抵抗を塗布することにより、これらの導電回路の電気抵抗を増加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７】
保護層、順応材料層及び導電層をさらに備え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８】
前記タッチパネルコントローラーは、これらの導電回路の電気抵抗が改変するためもたらすエネルギーの変化又は時間常数の変化を検出することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル。
【請求項９】
前記タッチパネルコントローラーは、電気容量及びエネルギーの変化又は電気容量及び時間常数の変化に基づいて、接触点の正確な位置を検出することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル。
【請求項１０】
複数の導電回路を備えるタッチパネルの上の接触物体の接触位置を検出することに用いられる位置検出方法であって、これらの導電回路において、位置検出部に設置される部分は、第一次元方向に沿って間隔配列し、導電回路において、位置検出部に設置される部分は、第二次元方向に沿って平行に伸び、且つこれらの導電回路の第二次元方向に沿って平行に伸びる部分の単位電気抵抗値は、これらの導電回路の一端との距離の遠近に随って改変し、前記位置検出方法は、
導電回路毎の各所の電気抵抗と電気容量の積の総計を計算するステップと、
計算された総計に基づいて、前記接触位置の第二次元方向の座標値を判断するステップと、
を備えることを特徴とする位置検出方法。
【請求項１１】
計算された総計から予定値をマイナスして、前記接触位置の第二次元方向の座標値を判断することを特徴とする請求項１０に記載の位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルの構造に関するものであり、特に単層配線を有するタッチパネル及びこれに用いる位置検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、多いメーカーは、皆電気容量型タッチ感応装置を使っている。電気容量型タッチ感応技術は、手指に対して非常に敏感であることが最大の利点であり、タッチパネルをそっと押圧しても精確に感応される。電気容量型タッチ感応装置が上述のような特徴を有するため、コンピューターのポインティング・デバイスとすることに適する。
【０００３】
目前、電気容量型感応装置に適用する物体は、ただタッチパネルとより大きい接触面積を有し、且つ検出することができる大きい電気容量を生じる導電物体（例えば、人の手指である）に限られる。とても小さい又は導電しない物体が生じる電気容量は、極めて小さいので検出し難い。だから、ペンは精確に安定に感応されなく、従って電気容量型タッチ感応装置の応用が制限される。例えば、パターン入力板は、絵図の精確度を維持するために、ペンで入力しなければならなく、電気容量型タッチ感応装置を使うことができない。
【０００４】
図１及び図２を一緒に参照してください、従来の電気容量型タッチパネル１０は、第一表面及び第一表面と対向する第二表面を有する硬い基板（図示せず）を備える。前記第一表面の上に設置されるＸ軸回路層１２は、第一表面に平行する平面に位置し、且つ第一方向に沿って伸びる複数の第一平行感応導電回路１６を備える。前記第二表面の上に設置されるＹ軸回路層１４は、第二表面に平行する平面に位置し、且つ第一方向と垂直する第二方向に沿って伸びる複数の第二平行感応導電回路１８を備える。順応材料層（図示せず）は、基板の上に設置される。導電材料層（図示せず）は、順応材料層の上表面に設置され、保護層（図示せず）は、導電層の上表面に設置される。
【０００５】
手指で電気容量型タッチパネル感応装置の表面を押圧する時、タッチパネルの接触点に電気容量の変化が生じる。電気容量の変化に基づいて、接触点のＸ座標及びＹ座標を計算することができる。それからシステムから接触点に対応する指令を出力する。導電層が近付くと、感応装置マトリックスが測量する電気容量を増加し、従って接触信号を生じる。感応装置マトリックスは、Ｘ軸回路層１２及びＹ軸回路層１４を備える。接触信号は、接触点の位置を明らかに明示する。第一平行感応導電回路１６及び第二平行感応導電回路１８は、一般的にパターン化、銅箔のような回路基板材料をエッチングするか又は他の方法によって形成される。銅は、より低い電気抵抗を有するため、回路両端の電気抵抗は、ほぼ零であって、エネルギー消耗が非常に低い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の第一の目的は、前記問題を解決し、単層配線を有するタッチパネルを提供することであって、単層配線が簡単であって、単層配線を利用して２次元的な定位を提供することができる。
【０００７】
本発明の第二の目的は、前記問題を解決し、タッチパネルに用いる位置検出方法を提供することであって、一次元配線の検出回路を利用して、２次元的な位置定位に達することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記第一目的を達成するため、本発明に係わるタッチパネルは、基板及び基板の上に形成される単層回路配置を備える。単層回路配置は、複数の導電回路を備え、導電回路毎は、皆其の一端との距離が改変するに随って増加されるか又は減少される電気抵抗値を有する。
【０００９】
前記第一目的を達成するため、本発明に係わる他のタッチパネルは、基板及び基板の上に形成される単層回路配置を備える。単層回路配置は、複数の導電回路を備え、導電回路毎は、皆其の一端との距離が改変するに随って漸進的に変化される電気抵抗値を有する。
【００１０】
前記第二目的を達成するため、本発明に係るタッチパネルに用いる位置検出方法は、複数の導電回路を備えるタッチパネルの上の接触物体の接触位置を検出することに用いられる。これらの導電回路において、位置検出部に設置される部分は、第一次元方向に沿って間隔配列し、導電回路において、位置検出部に設置される部分は、第二次元方向に沿って平行に伸び、且つこれらの導電回路の第二次元方向に沿って平行に伸びる部分の単位電気抵抗値は、これらの導電回路の一端との距離の遠近に随って改変する。本発明に係る位置検出方法は、先ず導電回路の各所の電気抵抗と電気容量の積の総計を計算し、且つ計算された総計に基づいて、接触位置の第二次元方向の座標値を判断する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るタッチパネルは、其の一端との距離が改変するにしたがって電気抵抗値も漸進的に変化される単層回路配置を採用するため、単一方向又は二つの方向の座標を検出することができ、簡単な配線を有し、コストも低い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、具体的な実施例を詳しく説明し、これにより、本発明の上述の目的と他の目的、特徴及び長所が、より容易に理解できる。
【００１３】
図３及び図４を一緒に参照してください。タッチパネル２０は、基板（図示せず）と、単層回路配置２２及びタッチパネルコントローラー２４を備える。単層回路配置２２は、基板の上に設置され、タッチパネルコントローラー２４は、単層回路配置２２に接続する。単層回路配置２２は、複数の水平方向に沿って伸びる導電回路２６を備える。導電回路２６毎は、皆ｎ個の順次に接続される導電ユニット２８からなり、且つ始まりの導電ユニット２８は、タッチパネルコントローラー２４に接続する。導電回路２６の電気抵抗は、始まりの導電ユニット２８との距離が遠ければ遠いほど大きくなる。導電ユニット２８毎の電気抵抗は、以下の関係を満足する。
【００１４】
Ｒｎ＝ｎＲ    （１）
【００１５】
Ｒｎは、第ｎ個導電ユニットの電気抵抗を表示し、ｎは、自然数であって、Ｒは、始まりの導電ユニット２８の電気抵抗である。導電回路２６の時間常数は、以下の式で表示する。
【００１６】
Ｔ＝Ｒ*Ｃ＋２Ｒ*Ｃ＋３Ｒ*Ｃ＋…＋（ｎー１）Ｒ*Ｃ＋ｎＲ*Ｃ＝ｎ*（ｎ＋1）*Ｒ*Ｃ/２    （２）
【００１７】
Ｔは、時間常数であって、Ｃは導電回路２６の電気容量である。
【００１８】
手指又はペンでタッチパネル２０の表面を押圧すると、接触位置に電気容量の変化が生じ、単層回路配置２２が該変化を検出するため、タッチパネルコントローラー２４は、接触位置の接触された導電回路２６を精確に検出する。同時に、導電回路２６の時間常数も以下の式に示すように対応的に増加する。
【００１９】
Ｔ＝Ｒ*Ｃ＋２Ｒ*Ｃ＋３Ｒ*Ｃ＋…＋ｉＲ*（Ｃ＋△Ｃ）＋（ｎー１）Ｒ*Ｃ＋ｎＲ*Ｃ＝ｎ*（ｎ＋1）*Ｒ*Ｃ/２＋ｉＲ*△Ｃ    （３）
【００２０】
ｉＲ（１≦ｉ≦ｎ）は、接触された導電回路２６の導電ユニット２８の電気抵抗であって、△Ｃは、手指が増加した電気容量である。タッチパネルコントローラー２４によって導電回路２６の時間常数が改変することを検出すると、タッチパネルコントローラー２４は、接触位置の具体位置を精確に判断することができる。だから、単層回路配置２２によって、物体がタッチパネルを押圧する接触位置の二次元座標を正確に判断することができる。
【００２１】
図５は、本発明の他の実施形態に係るタッチパネルの構造を示す図である。タッチパネル４０の大部分の構造は、第一実施形態と同じである。これらの導電回路４６において、位置検出部に設置される部分（図５において、番号４６で表示する実線ブロック部分）は、Ｙ軸方向（以下、第一次元方向と称する）に沿って間隔配列し、これらの導電回路４６において、位置検出部に設置される部分は、Ｘ軸方向（以下、第二次元方向と称する）に沿って平行に伸びる。なお、これらの導電回路４６の第二次元方向に沿って平行に伸びる部分の単位電気抵抗値は、導電回路４６の一端（右端又は左端）との距離の遠近に随って改変する。なお、もう一つの異なったことは、導電回路４６の始端と末端は、皆タッチパネルコントローラー４４に接続する。操作する時、一度は、始端から導電回路４６を走査し、もう一度は、末端から導電回路４６を走査する。だから、圧力、接触面積、湿度又は他の原因によって生じる位置公差を見落とすことができ、従って接触位置を精確に安定に検出する目的に達する。例えば、図６及び図７に示すように、二つの寸法が異なる手指で別々に同じな位置（タッチパネル４０の第二回路の第二回路ユニットであると仮定する）を接触する時、検出した最大な電気容量から見ると、接触位置の第一次元座標（本実施形態において、ただ第二回路に位置することを知るだけである）を容易に定位することができ、続いて時間常数を計算する方法によって接触位置の第二次元方向の座標（本実施形態において、第二回路ユニットに定位することができる）を知ることができる。
【００２２】
注意しなければならないことは、接触面積が異なるため、タッチパネルコントローラーが検出した最大なエネルギーも異なる。だから、ただ導電回路の一端を走査する制御方法は、このような場合で二つの異なる最大なエネルギーを得ることができ、さらに二つの異なる接触領域を得る。しかし、本実施形態に係るタッチパネル４０に用いる制御方法において、別々に導電回路４６の両端から走査を行うため、上述の問題を効果的に解決することができ、精確な検出結果を得る。
【００２３】
上述の等比例に電気抵抗を増加する導電回路は、各種の導電材料から形成することができ、例えば、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ，ＩＴＯ）、フレキシブル回路基板、印刷回路基板又は薄膜である。導電回路が酸化インジウムスズ材料を採用する時、導電ユニット毎の幅を制御することにより、電気抵抗を増加する。導電回路が印刷回路板を採用する時、導電ユニット毎に異なる電気抵抗を塗布することにより、電気抵抗を増加する。同じ道理で、導電回路は、等比例に減少する電気抵抗を有することができる。
【００２４】
本発明に係るタッチパネルは、等比例に増加するか又は等比例に減少する電気抵抗を有する単層回路配置を採用するため、単一方向又は二つの方向の座標を検出することができる。本発明に係るタッチパネルは、簡単な配線を有するため、コストが低い。なお、導電回路毎の各所の電気抵抗と電気容量の積の総計（時間常数）を計算することにより、接触位置の第二次元方向の座標値を判断することができる。
【００２５】
以上本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種種変更可能であることは勿論であって、本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来のタッチパネルの構造を示す平面図である。
【図２】図１に示すタッチパネルの断面図である。
【図３】本発明の第一実施例に係るタッチパネルの構造を示す平面図である。
【図４】図３に示す導電回路の電気抵抗を示す図である。
【図５】本発明の第二実施例に係るタッチパネルの構造を示す平面図である。
【図６】異なる手指でタッチパネルの同じな位置を接触する時のエネルギーの変化を示す図である。
【図７】異なる手指でタッチパネルの同じな位置を接触する時のエネルギーの変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
２０、３０、４０          タッチパネル
２２                      単層回路配置
２４、３４、４４          タッチパネルコントローラー
２６、３６、３７、４６    導電回路
２８                      導電ユニット
【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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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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2008146654.tif 000011
2008146654.tif 000012
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2008146654.tif 000014
2008146654.tif 000015
2008146654.tif 000016
【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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【図６】
2008146654.tif 000022
【図７】
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