(57)【要約】【目的】アイコンをタッチして動作指定するポイント入力と描画を行う連続入力において確実かつスムーズな入力ができる操作性のよいタッチパネル装置を目的とする。【構成】指のタッチ位置を電流値または電圧値からパネル面上の指の接触位置を算出するタッチパネル装置において、検出レベルの期間を設定できる手段と、有効な検出レベルを少なくとも２つ以上設定できる手段とを備え、最初の有効な検出レベルが以降の連続入力時の検出レベルより高く設定されていることを特徴とするタッチパネル装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーパネル面上に於ける座標指示器のタッチ位置を検出し、前記センサーパネルは抵抗膜材料が均一に形成され、センサーパネルの周辺を取り囲む抵抗性周囲電極を配設し、該抵抗性周囲電極の４頂点またはセンサーパネル面に、接続された導電ケーブルの各点から入力電圧または電流を検出し、演算を行う信号処理部に接続され、指のタッチ位置を前記４頂点に流れる電流値または電圧値から前記パネル面上の指の接触位置を算出するタッチパネル装置において、座標指示器のセンサーパネル面をタッチした時の検出レベルの時間を設定できる手段と、有効な検出レベルを少なくとも２つ以上設定できる手段とを備え、センサーパネルをタッチした時の最初の有効な検出レベルが以降の連続入力時の検出レベルより高く設定されていることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
センサーパネル面を最初にタッチした時間が、信号処理部に設定された時間以上になると、有効検出レベルと判定することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指等の座標指示器のセンサーパネルへのタッチ状態を検出するタッチパネル装置に関し、特に指が、直接、電気的にセンサーパネルの導電面に接触する直接触式及び指とセンサーパネルの間の静電容量を検出する静電容量結合方式のタッチパネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル装置は、コンピュータまたはその他のデータ処理装置用に、簡単かつ直観的なインターフェースを提供するものである。特に透明なタッチパネル装置では、ユーザーはデータの入力にキーボードを用いるのではなく、画面上でアイコンに触れたり、文字や絵を描くことによりタッチパネル装置を介して情報を送ることができる。
上記タッチパネル装置のタッチ位置座標検出方法として、内側に対向した二層の抵抗膜が押圧点で互いに導通する構造のパネルを使用した抵抗膜方式と称する方式のものがある。他の方法としては、上部の抵抗膜の片側の電極には一定電圧を印加し、他方の電極はグランドにし、押圧点で下部抵抗膜を介して電圧値を検出し、Ｘ（Ｙ）軸方向の座標値を算出する。また他の座標検出方法として、面抵抗体全体を電圧振動させて、指が近接または接触した点の位置から面抵抗体１の一点に出入りする電流の、４頂点へ配分される電流値を計測し、座標を特定するものがある。
【特許文献１】特開２０００−１３２３１９号。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した従来の技術は、操作者がタッチパネル面に無意識に軽くタッチした場合や、誤ってタッチ面に軽く触れた場合に、操作者は指示しようとした点と違う座標が検出され、誤入力の原因となっていた。特に画面上でアイコンや指示項目にタッチして、コンピュータや情報処理装置がタッチ位置に対応した処理を行う時に、操作者が最初にタッチした位置の誤入力により、動作が全く違ったものになるといった問題があった。
上述したタッチパネル装置において、指が接触した点の位置を正確に検出するためには、タッチ位置を確定するための有効検出レベルを高く設定すれば、タッチパネル面に軽く触れた場合では有効検出レベルにならないため、確実な指示が実現できる。しかしながら有効検出レベルを高く設定すると、文字や絵を描くときに指が移動することで、指とタッチ面との接触面積が小さくなることで検出レベルが低くなり、スムーズな描画ができなくなる。以上のようにアイコンをタッチして動作指定するポイント入力と描画を行う連続入力において確実かつスムーズな入力が課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、センサーパネル面上に於ける座標指示器のタッチ位置を検出し、前記センサーパネルは抵抗膜材料が均一に形成され、センサーパネルの周辺を取り囲む抵抗性周囲電極を配設し、該抵抗性周囲電極の４頂点またはセンサーパネル面に、接続された導電ケーブルの各点から入力電圧または電流を検出し、演算を行う信号処理部に接続され、指のタッチ位置を前記４頂点に流れる電流値または電圧値から前記パネル面上の指の接触位置を算出するタッチパネル装置において、座標指示器のセンサーパネル面をタッチした時の検出レベルの時間を設定できる手段と、有効な検出レベルを少なくとも２つ以上設定できる手段とを備え、センサーパネルをタッチした時の最初の有効な検出レベルが以降の連続入力時の検出レベルより高く設定されているタッチパネル装置を提案するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のタッチパネル装置では、最初のタッチ入力時の有効検出レベルを高く設定することで、操作者が指示した位置を確実に入力でき、（操作者が意識的にタッチするときは、強くタッチパネルを押圧するために、指とタッチ面の面積が大きくなり、結果として検出レベルが高くなるため）、かつ描画時には有効検出レベルを低く設定することで連続入力でもスムーズな入力ができる。（指が止まっている時と比較して、指が移動するときは、指とタッチ面との接触面積が小さくなり、結果として検出レベルが低くなる。つまり描画時に有効検出レベルが停止時と同じく高く設定されていると、入力ができなくなるが、有効検出レベルを低く設定することでスムーズな入力ができる。）
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
センサーパネルはベースとなる樹脂やガラス等の表面に、抵抗膜材料を均一に形成され、この抵抗膜の周辺を取り囲む抵抗性周囲電極が配設されて、この抵抗性周囲電極の４頂点と電気的に抵抗性周囲電極の４頂点と導体ケーブルが接続され、周囲電極の４頂点から導体ケーブルを介して入力電圧を保持する電気回路で、４頂点に流れる電流値から前記センサーパネル面上の指の接触位置を演算処理装置を用いて算出し、検出レベルの期間を設定できる手段と、有効な検出レベルを少なくとも２つ以上設定できる手段とを備えたタッチパネル装置としたものである。
【実施例１】
【０００７】
以下、本発明の詳細を添付した図１を参照して説明する。図１は、指４が座標入力パネルの入力面にある面抵抗体１上における接触位置（Ｘ，Ｙ座標）を検出する静電容量式タッチパネル装置の説明図である。面抵抗体１は、透明なガラス、樹脂、または不透明な絶縁基板の片面に塗布、蒸着等により均一に形成したものである。面抵抗体１は、通常指４に直接触れないように薄い非導体膜をコーティングしてある。均一な面抵抗体１（指４がタッチする表面）の周辺に取り囲むように、低抵抗の周囲電極２を密着配設してある。
【０００８】
面抵抗体１の４頂点に設けられている検出電極３−Ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄは、導体ケーブルで構成された引き出し線５により信号処理部６に接続されている。信号処理部６は、本静電容量式タッチパネル装置が、指４の位置を検出するために使用する電気信号（ＡＣ信号）を発生し、電圧駆動する。さらに信号処理部６は４つの引き出し線５に接続されており、検出電極３−Ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄからの各ＡＣ電流を計測できる機能を持っている。又、信号処理部６では指４のセンサーパネル面をタッチした時の検出レベルの期間を測定及び設定できる手段と、有効な検出レベルを少なくとも２つ以上設定できる手段とを備えている。
検出レベル期間の測定は信号処理部６内で行われ、センサーパネル面をタッチしたときの検出レベルを測定し、信号処理部６内に設けられているメモリー等（図示せず）にあらかじめ設定されている値と比較し、あらかじめ設定されている値以上であればタイマー（図示せず）をスタートさせ検出レベルが設定値以下になるまでの時間を計測する。
有効な検出レベルを設定する手段として、信号処理部６内で行われ、センサーパネル面をタッチしたときの検出レベルとメモリー等（図示せず）にあらかじめ設定されている値と比較し、あらかじめ設定されている値以上であれば有効検出レベルとする。
【０００９】
指４は、その人体の等価抵抗７及び接地容量８による人体の接地インピーダンスを介して接地されている。指４が、面抵抗体１に接触している時、両者間に図１に示すような静電容量（容量結合）９が存在する。従って指４と面抵抗体１間に、信号発生器６に起因するＡＣ電流が少量ではあるが流れる。面抵抗体１は上述のように均一な抵抗値の分布をしており、指４が面抵抗体１に接触または近接したときに、その接触点により近い検出電極３（３−Ａ，３−Ｂ，３−Ｃ，３−Ｄ点）に指４を通して面抵抗体１にＡＣ信号がより多く流れる。従って、４つの各頂点の端子である検出電極３に流れるＡＣ信号電流値の比率から、信号処理部６で座標入力パネルの面抵抗体１上の指４のタッチ点（Ｘ，Ｙ座標）を算出する。
【００１０】
図２は、操作者がパネル面に接触し、その後、指を動かして連続入力した場合のパネル四隅に流れる電流量を示した図である。４−１は指４が面抵抗体１に近づき、４−２は指４が面抵抗体１に接触し、４−３は指４が面抵抗体１上を移動している状態である。図２の下図は指４の動作の時間経過Ｔと電極３−ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄに流れる総電流量Ｉの関係を示している。この図から明らかなように、指４が面抵抗体１に接触直後の電流量は大きくなり、指４が移動途中は電流量が小さくなっている。これは指４と面抵抗体１の接触面積に関係しており、指４が停止しているときは面抵抗体１との接触面が大きくなり、移動時には小さくなっていることと連動していることが、実験の結果明らかになった。
本発明は上述した、指４の動作と検出電流Ｉの関係に着目した。操作者が指示項目入力する際には指４は停止しているから、４−２の状態であり指４が停止している期間の電流量は大きくなる。このときの有効検出レベルを比較的大きなｉ−１とすることで、無意識に接触した場合の誤入力を防ぐことができる。また有効検出期間ｔ−１に有効検出レベルｉ−１以上維持することで、さらなる誤入力排除効果を期待できる。
また操作者が描画する際には指４は移動しているから、４−３の状態であり電流量は指４の停止時より小さくなる。このときには有効検出レベルをｉ−１より小さい検出レベルであるｉ−２にすることでスムーズな描画ができるようになる。
【００１１】
次に制御動作シーケンスを説明する。図３は本発明請求項１である最初の有効な検出レベルが以降の連続入力時の検出レベルより、高く設定する方法を示したフローチャートである。
ステップ１において電極３−Ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄ点の検出電流（以降検出レベルとする）を取得する。ステップ２では初めてのタッチかどうかの判定し、初めての場合はステップＳ３、それ以外はステップＳ５の処理をする。初めてのタッチ判定方法として、無効検出レベルになってから最初の有効検出レベルになったときを初めてのタッチとする方法がある。ステップＳ３では初めてのタッチでの検出レベル判定を行い、初設定値より大きい場合はステップＳ４の位置座標をパソコンや処理装置などの外部装置へ出力する。初設定値より小さい場合は無効とし、ステップＳ１へもどる。ステップＳ５では連続入力検出レベル判定を行い、連続設定値より大きい場合はステップＳ４の位置座標をパソコンや処理装置などの外部装置へ出力する。小さい場合はステップＳ１へもどる。
【００１２】
図４は、本発明の請求項２である最初のタッチ入力時の検出レベル期間が、設定された期間以上になると有効検出レベルと判定する方法を示したフローチャートである。
ステップ１において電極３−Ａ、３−Ｂ、３−Ｃ、３−Ｄ点の検出電流（以降検出レベルとする）を取得する。ステップ２では初めてのタッチかどうかの判定し、初めての場合はステップＳ３、それ以外はステップＳ５の処理をする。初めてのタッチ判定方法として、無効検出レベルになってから最初の有効検出レベルになったときを初めてのタッチとする方法がある。ステップＳ３では初めてのタッチでの検出レベル判定を行い、初設定値より大きい場合はステップＳ４の初設定より大きい期間を計測する。初設定値より小さい場合は無効とし、ステップＳ１へもどる。ステップＳ５ではＳ４で計測した初設定期間と設定値を比較し、設定値より長い期間の場合は、ステップＳ６の位置座標をパソコンや処理装置などの外部装置へ出力する。このステップでは、指が停止状態を判断するのに有効に働く。
短い期間の場合は無効とし、ステップＳ１へもどる。ステップＳ７では連続入力検出レベル判定を行い、連続設定値より大きい場合はステップＳ６の位置座標をパソコンや処理装置などの外部装置へ出力する。小さい場合はステップＳ１へもどる。
これは指が停止状態を判断するのに有効である。
【００１３】
以上の説明通り、本発明では、初タッチ時の確実な入力と連続入力時のスムーズな入力を両立させることができた。特に初タッチから連続入力へのスムーズな移行ができる。また初タッチをさらに確実に入力することができる。使用目的や必要に応じて、使い分けることでさらに操作性の良いタッチパネル装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】静電容量式タッチパネル装置の説明図
【図２】操作者がパネル面に接触しその後、指を動かして連続入力した場合のパネル四隅に流れる電流量を示した説明図
【図３】請求項１の制御動作シーケンスのフローチャート
【図４】請求項２の制御動作シーケンスのフローチャート
【符号の説明】
【００１５】
１        面抵抗体
２        周囲電極
３−Ａ    検出電極
３−Ｂ    検出電極
３−Ｃ    検出電極
３−Ｄ    検出電極
４        指
５        引き出し線
６        信号処理部
７        人体抵抗
８        接地容量
９        静電容量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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