(57)【要約】【課題】接点位置の検出精度を向上させる。【解決手段】タッチパネル用位置検出装置は一様な抵抗分布を有する第１導電膜２ｂ、および第１導電膜２ｂから僅に離間して第１導電膜２ｂに重なるように配置され、加圧により局所的に第１導電膜２ｂに接触する第２導電膜２ａを有するタッチパネル用である。特に、このタッチパネル用位置検出装置は、互いに対向して第１導電膜２ｂの外縁に接続される第１および第２電極９ａ，９ｂと、第２導電膜２ａに電流を供給する電流供給部１２と、第１および第２導電膜２ｂ，２ａの接点から第１電極９ａに向かって第１導電膜２ｂを流れる第１電流および第１および第２導電膜２ｂ，２ａの接点から第２電極９ｂに向かって流れる第２電流を測定する電流検出回路１１ａ，１１ｂと、第１および第２電流の測定値に基づいて接点の位置を特定する処理を行う処理回路８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一様な抵抗分布を有する第１導電膜、および前記第１導電膜から僅に離間して前記第１導電膜に重なるように配置され、加圧により局所的に前記第１導電膜に接触する第２導電膜を有するタッチパネル用位置検出装置であって、互いに対向して前記第１導電膜の外縁に接続される第１および第２電極と、前記第２導電膜に電流を供給する電流供給部と、前記第１および第２導電膜の接点から前記第１電極に向かって前記第１導電膜を流れる第１電流および前記第１および第２導電膜の接点から前記第２電極に向かって流れる第２電流を測定する電流検出回路と、前記第１および第２電流の測定値に基づいて前記接点の位置を特定する処理を行う処理回路とを備えることを特徴とするタッチパネル用位置検出装置。
【請求項２】
さらに前記第１および第２電極とは異なる方向において互いに対向して前記第２導電膜の外縁に接続される第３および第４電極を備え、前記電流検出回路はさらに前記電流供給部からの電流の供給先を前記第２導電膜から前記第１導電膜に切換え、これにより前記第１および第２導電膜の接点から前記第３電極に向かって前記第２導電膜を流れる第３電流および前記第１および第２導電膜の接点から前記第４電極に向かって前記第２導電膜を流れる第４電流を測定するように構成され、前記処理回路は前記処理において前記第１および第２電流の測定値に基づいて前記接点の二次元位置座標の一方を求め、前記第３および第４電流の測定値に基づいて前記接点の二次元位置座標の他方を求めるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項３】
一様な抵抗分布を有する第１導電膜、および前記第１導電膜から僅に離間して前記第１導電膜に重なるように配置され、加圧により局所的に前記第１導電膜に接触する第２導電膜を有するタッチパネル用位置検出装置であって、互いに対向して前記第１導電膜の外縁に接続される第１および第２電極と、前記第１および第２電極とは異なる方向において互いに対向して前記第１導電膜の外縁に接続される第３および第４電極と、前記第２導電膜に電流を供給する電流供給部と、前記第１および第２導電膜の接点からそれぞれ前記第１電極、第２電極、第３電極および第４電極に向かって前記第１導電膜を流れる第１、第２、第３、および第４電流を測定する電流検出回路と、前記第１および第２電流の測定値に基づいて前記接点の２次元位置座標の一方を特定し、前記第３および第４電流の測定値に基づいて前記接点の２次元位置座標の他方を特定する処理を行う処理回路とを備えることを特徴とするタッチパネル用位置検出装置。
【請求項４】
前記第２導電膜は前記第１導電膜よりも一様に低い抵抗分布を有することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項５】
前記電流供給部は前記第２導電膜に第２導電膜用電極を介して接続されることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項６】
前記第２導電膜用電極は前記第２導電膜を平面的に囲む形状であることを特徴とする請求項５に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項７】
前記第１および第２導電膜は方形の形状であり、前記第１および第２電極は第１方向において対向する前記第１導電膜の２辺側に配置され、前記第３および第４電極は前記第１方向に直角な第２方向において対向する前記第１導電膜の２辺側に配置されることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項８】
前記電流検出回路は前記第１および第２電極と、前記第３および第４電極とにそれぞれ選択的に接続される第１および第２電流検出部を含むことを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項９】
前記電流検出回路は前記第１、第２、第３および第４電極にそれぞれ接続される第１、第２、第３および第４電流検出部を備えることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項１０】
前記第１導電膜は横長の長方形の４辺を内側に反らせた形状であり、前記第１および第２電極は第１の対角線上で向かい合う前記第１導電膜の２対角からそれぞれ隣接する２辺の中央付近まで延出して配置され、前記第３および第４電極は第２の対角線上で向かい合う前記第１導電膜の２対角からそれぞれ隣接する２辺の中央付近まで延出して配置されることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項１１】
前記第１導電膜は前記長方形と共通のアスペクト比となる楕円に沿って反らせてあることを特徴とする請求項１０に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項１２】
前記第１導電膜は高抵抗領域および前記外縁として前記高抵抗領域を取り囲む低抵抗領域からなることを特徴とする請求項１０に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項１３】
前記長方形の短辺から前記高抵抗領域までの距離は前記長方形の長辺から前記高抵抗領域までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１２に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項１４】
前記長方形の長辺側における前記低抵抗領域の幅は前記長方形の短辺側における前記低抵抗領域の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１２または１３に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項１５】
前記第１、第２、第３および第４電極は前記第１導電膜の外縁上に形成される金属膜であることを特徴とする請求項１０に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項１６】
前記第２導電膜用電極は無線通信回路のアンテナを兼ね、スイッチ手段により前記電流供給部の代わりに無線通信回路に接続されることを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項１７】
さらに少なくとも１個のアンテナ用電極が前記第２導電膜用電極に隣接して形成されることを特徴とする請求項１６に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項１８】
前記電流供給部は定電流源であることを特徴とする請求項１または３に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項１９】
前記電流供給部は電圧源であることを特徴とする請求項１または３に記載のタッチパネル用位置検出装置。
【請求項２０】
前記第１および第２導電膜は透明であることを特徴とする請求項１または３に記載のタッチパネル用位置検出装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えばディスプレイの画面に重ねて配置されるタッチパネルに関し、特にスタイラスペン等のポインタ部材の接触によりタッチパネルに得られる接点の位置を検出するタッチパネル用位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに代表される平面表示装置は、例えばノートパソコンやＰＤＡ（Personal Digital Assistance）のような携帯情報機器のモニタディスプレイとして広く利用されている。
【０００３】
近年では、タッチパネル（あるいはタブレット）と呼ばれる入力ツールがキーボードやマウスポインタに代わって文字および図形の手書き入力やメニュー選択を行うために携帯情報機器に設けられる。例えば透過型タッチパネルは携帯情報機器の液晶ディスプレイに表示された画像を透過するように構成され、ユーザはこの画像を見ながらポインタ部材をタッチパネルに接触させて入力操作を行う。
【０００４】
図１９は従来の透過型タッチパネルの断面構造を示す。このタッチパネルは、一対の透明基板１ａ，１ｂおよびこれら透明基板１ａ，１ｂ上に形成される透明導電膜２ａ，２ｂを有する（例えば非特許文献１を参照）。透明導電膜２ａ，２ｂはそれぞれ一様な抵抗分布を有する抵抗体である。透明基板１ａ，１ｂは外縁に沿って配置されるシール材５ａにより透明導電膜２ａ，２ｂを僅かに離間させて重ねるようにして互いに接着される。透明基板１ａ，１ｂ間においてシール材５ａで囲まれた空間は、例えば不活性ガス５ｂ（または液体）で満たされる。また、この空間には、ギャップ材５ｃがポインタ部材６により加圧される部分を除いて透明導電膜２ａ，２ｂ相互を非接触状態に維持するために散布される。この加圧部分では、透明導電膜２ａが透明基板１ａと共に湾曲して局所的に透明導電膜２ｂに接触する。図１９において、４ａ，４ｂは液晶ディスプレイの横軸（Ｘ軸）方向において透明導電膜２ｂの両端にそれぞれ接続された電極であり、３ａ，３ｂはこのＸ軸方向において透明導電膜２ａの両端にそれぞれ接続された電極である。
【０００５】
上述のタッチパネルにおいてポインタ部材６の接触に伴って得られる透明導電膜２ａ，２ｂの接点の位置座標をＸ軸方向において検出する場合、図２０に示すように、電源電圧Ｅ１が電極４ａおよび４ｂ間に印加されると共に、電圧検出部７が透明導電膜２ａ，２ｂの接点の電圧Ｖｐを測定するために透明導電膜２ａに電極３ｂを介して接続される。この電圧Ｖｐは電極４ａおよび接点間の抵抗値Ｒx1と電極４ｂおよび接点間の抵抗値Ｒx2とによって電源電圧Ｅ１を分圧した値である。
【０００６】
透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＸ座標は、Ｘ座標Ｘ＝０である透明導電膜２ｂの左端からの距離Ｘ１に等しく、電圧Ｖｐの測定値を次の式１に代入することにより求まる。
【０００７】
Ｘ１＝（１−Ｖp / Ｅ１) Ｌx  …（式１）
ここで、Ｌxは電極４ａおよび４ｂ間の距離、すなわちＸ軸方向における透明導電膜２ｂの全長である。
【０００８】
また、透明導電膜２ａ，２ｂの接点の位置座標をＹ軸方向において検出する場合には、液晶ディスプレイの縦軸（Ｙ軸）方向において透明導電膜２ｂの両端に接続される２電極が用いられる。この場合、電源電圧Ｅ１はこれら２電極間に印加され、電圧検出部７が透明導電膜２ａ，２ｂの接点の電圧Ｖｐを測定するために透明導電膜２ａに電極３ｂを介して接続される。続いて、透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＹ座標は電圧Ｖｐの測定値に基づいてＸ座標の場合と同じ方式で求められる。
【非特許文献１】所 雅俊, 「７線式アナログ抵抗膜タッチパネル」,              月刊ディスプレイ，株式会社テクノタイムズ社，2001年11月，P.23-26
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、電圧Ｖｐの測定では、特に透明導電膜２ａのシート抵抗が十分大きく設定されるが、第１および第２透明導電膜２ａ，２ｂの接点から上述の電圧検出部７に向かって僅かながら電流が流れる。これは透明導電膜２ａや電圧検出部７の配線で電圧降下を生じさせて電圧Ｖｐの測定結果を変動させる要因となる。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、接点位置の検出精度を向上できるタッチパネル用位置検出装置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】
【００１１】
本発明によれば、一様な抵抗分布を有する第１導電膜、および第１導電膜から僅かに離間して第１導電膜に重なるように配置され、加圧により局所的に第１導電膜に接触する第２導電膜を有するタッチパネル用位置検出装置であって、互いに対向して第１導電膜の外縁に接続される第１および第２電極と、第２導電膜に電流を供給する電流供給部と、第１および第２導電膜の接点から第１電極に向かって第１導電膜を流れる第１電流および第１および第２導電膜の接点から第２電極に向かって流れる第２電流を測定する電流検出回路と、第１および第２電流の測定値に基づいて接点の位置を特定する処理を行う処理回路とを備えるタッチパネル用位置検出装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
このタッチパネル用位置検出装置では、第１および第２導電膜の接点位置が第１および第２電極の対向する方向において第１および第２電流に基づく処理を行うことにより得られる。この場合、第１および第２導電膜の接点から第１導電膜側に流れ出る電流は常に第１電流および第２電流の和に等しい。このため、少なくとも第２導電膜２の抵抗値に依存した電圧降下が生じても、これが接点位置の検出結果に影響しない。いいかえれば、接点位置の検出結果から第２導電膜での電圧降下の影響を排除することができる。従って、接点位置の検出精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１実施形態に係るタッチパネルについて添付図面を参照して説明する。図１はこのタッチパネルＴＰの断面構造を示す。このタッチパネルＴＰは、従来と同様に一対の第１および第２透明基板１ａ，１ｂと透明基板１ａ，１ｂ上に形成される第１および第２透明導電膜２ａ，２ｂと有する。透明導電膜２ａ，２ｂはそれぞれ一様な抵抗分布を持つＩＴＯ（Indium Tin Oxide)等の抵抗体である。透明基板１ａ，１ｂは外縁に沿って配置されるシール材５ａにより透明導電膜２ａ，２ｂを僅かに離間させて重ねるようにして互いに接着される。透明基板１ａ，１ｂ間においてシール材５ａで囲まれた空間は、例えば不活性ガス５ｂ（または液体）で満たされる。また、この空間には、ギャップ材５ｃがポインタ部材６により加圧される部分を除いて透明導電膜２ａ，２ｂ相互を非接触状態に維持するために散布される。ここで、透明導電膜２ａ，２ｂは抵抗値において従来と異なる関係に設定される。すなわち、透明導電膜２ａのシート抵抗は単位面積当たり１０オーム程度であり、透明導電膜２ｂのシート抵抗は単位面積当たり５００オーム程度である。
【００１４】
図２は図１に示す透明基板１ａ側の平面構造を示す。透明導電膜２ａは例えば縦：横＝３：４というアスペクト比の長方形となるように透明基板１ａ上に形成される。ストライプ状の電極１０ａ，１０ｂは銀等の金属膜からなり、例えば横軸（Ｘ軸）方向における透明導電膜２ａの両端である２短辺に沿うと共にこれら２短辺にそれぞれ接続して透明基板１ａ上に形成される。ここでは、定電流源１２が透明導電膜２ａに一定電流Ｉoを供給するために電極１０ａおよび１０ｂの一方、例えば電極１０ｂに接続される。
【００１５】
図３は図１に示す透明基板１ｂ側の平面構造を示す。透明導電膜２ｂは透明導電膜２ａと同様に縦：横＝３：４というアスペクト比の長方形となるように透明基板１ｂ上に形成される。ストライプ状の電極９ａ，９ｂは銀等の金属膜からなり、横軸（Ｘ軸）方向における透明導電膜２ｂの両端である２短辺に沿うと共にこれら２短辺にそれぞれ接続して透明基板１ｂ上に形成される。また、ストライプ状の電極１３ａ，１３ｂは銀等の金属膜からなり、縦軸（Ｙ軸）方向における透明導電膜２ｂの両端である２長辺に沿うと共にこれら２長辺にそれぞれ接続して透明基板１ｂ上に形成される。２個の電流検出部１１ａ，１１ｂは電極９ａ，１３ａおよび電極９ｂ，１３ｂに対してそれぞれ設けられる。切換スイッチＳａは演算処理回路８からのモード制御信号ＳＷＣの制御によって電極９ａおよび電極１３ａの一方を電流検出部１１ａに接続し、切換スイッチＳｂはモード制御信号ＳＷＣの制御によって電極９ｂおよび電極１３ｂの一方を電流検出部１１ｂに接続する。例えばＸ軸方向モードがモード制御信号ＳＷＣにより設定されると、電流検出部１１ａ，１１ｂは電極９ａ，９ｂから切換スイッチＳａ，Ｓｂを介してそれぞれ供給される電流をそれぞれ測定する。他方、Ｙ軸方向モードがモード制御信号ＳＷＣにより設定されると、電流検出部１１ａ，１１ｂは電極１３ａ，１３ｂから切換スイッチＳａ，Ｓｂを介してそれぞれ供給される電流をそれぞれ測定する。これら測定結果は演算処理回路８に供給される。尚、演算処理回路８、電流検出部１１ａ，１１ｂ、および切換スイッチＳａ，Ｓｂ等の周辺回路はタッチパネルＴＰにおいてシール材５ａの外側に配置される。これら周辺回路が例えば透明基板１ｂ上に配置される場合には、周辺回路用の形成領域がシール材５ａの外側において透明基板１ｂに設けられる。
【００１６】
図４は上述のタッチパネルＴＰと一体化される液晶ディスプレイＬＣＤを示す。この液晶ディスプレイＬＣＤは画面のアスペクト比が縦：横＝３：４に設定される携帯情報機器のモニタディスプレイとして用いられるもので、液晶層ＬＱが一対の電極基板ＡＲ，ＣＴ間に挟持される構造を有する。電極基板ＡＲはマトリクス状に配置される複数画素電極とこれら画素電極を駆動する駆動回路を含み、電極基板ＣＴは電極基板ＡＲ側の複数の画素電極に対向する共通電極を含む。液晶層ＬＱはこれら画素電極および対向電極間の電位差に応じた透過率に設定される。この液晶ディスプレイＬＣＤは、電極基板ＡＲ側から入射するバックライト光を液晶層ＬＱで光変調し、複数の画素電極のアレイに対応した電極基板ＣＴ側の表示領域に画像として表示する。タッチパネルＴＰは少なくとも表示領域において光透過性を有し、ユーザがこの画像を見ながらポインタ部材６をタッチパネルＴＰに接触させて携帯情報機器に対する入力操作を行えるように構成されている。
【００１７】
図５はタッチパネルＴＰにポインタ部材６を接触させた状態を示し、図６はこの状態でＸ軸方向モードを設定したときに得られるタッチパネルＴＰの等価回路を示す。ポインタ部材６を接触させた部分では、透明導電膜２ａが透明基板１ａと共に湾曲して局部的に透明導電膜２ｂに接触する。これにより、定電流Ｉoが定電流源１２から電極１０ｂを介して透明導電膜２ａに流れ込み、透明導電膜２ａ，２ｂの接点から透明導電膜２ｂ側に流れ出る。透明導電膜２ｂでは、定電流Ｉoが電極９ａに向かう電流Ｉx1と電極９ｂに向かう電流Ｉx2に分流され、これら電流Ｉx1，Ｉx2がそれぞれ電流検出部１１ａ，１１ｂによって測定される。
【００１８】
透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＸ座標は、図６に示すようにＸ座標Ｘ＝０である透明導電膜２ｂの左端からの距離Ｘ１に等しい。図３に示す演算処理回路８は電流Ｉx1およびＩx2の測定値を次の式１に代入して演算処理することにより透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＸ座標を求める。
【００１９】
Ｘ１＝{Ｉx2  ／（Ｉx1 ＋ Ｉx2）} Ｌx  …（式２）
ここで、Ｌxは電極９ａおよび９ｂ間の距離(Ｘ１＋Ｘ２)、すなわちＸ軸方向における透明導電膜２ｂの全長である。
【００２０】
また、Ｙ軸方向モードが透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＹ座標を求めるために設定されると、定電流Ｉoが定電流源１２から電極１０ｂを介して透明導電膜２ａに流れ込み、透明導電膜２ａ，２ｂの接点から透明導電膜２ｂ側に流れ出る。透明導電膜２ｂでは、定電流Ｉoが電極１３ａに向かう電流Ｉy1と電極１３ｂに向かう電流Ｉy2に分流され、これら電流Ｉy1，Ｉy2がそれぞれ電流検出部１１ａ，１１ｂによって測定される。
【００２１】
透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＹ座標は、Ｙ座標Ｙ＝０である透明導電膜２ｂの下端からの距離Ｙ１に等しい。図３に示す演算処理回路８は電流Ｉy1およびＩy2の測定値を次の式３に代入して演算処理することにより透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＹ座標を求める。
【００２２】
Ｙ１＝{Ｉy2  ／（Ｉy1 ＋ Ｉy2）} Ｌy  …（式３）
ここで、Ｌyは電極１３ａおよび１３ｂ間の距離(Ｙ１＋Ｙ２)、すなわちＹ軸方向における透明導電膜２ｂの全長である。Ｙ２は透明導電膜２ａ，２ｂの接点から透明導電膜２ｂの上端までの距離である。
【００２３】
本実施形態では、透明導電膜２ａ，２ｂの接点位置がＸ軸方向について電流Ｉx1，Ｉx2の測定値に基づく演算処理を行うことにより得られ、Ｙ軸方向について電流Ｉy1，Ｉy2の測定値に基づく演算処理を行うことにより得られる。この場合、透明導電膜２ａ，２ｂの接点から透明導電膜２ｂ側に流れ出る電流は常に電流Ｉx1 およびＩx2の和、あるいは電流Ｉy1およびＩy2の和であり、定電流源１２からの電流Ｉoに等しい。このため、透明導電膜２ａおよび配線の抵抗値に依存した電圧降下が生じても、これが接点位置の検出結果に影響しない。いいかえれば、接点位置の検出結果から透明導電膜２ａおよび配線での電圧降下の影響を排除することができる。従って、接点位置の検出精度を向上させることができる。
【００２４】
さらに、上述の構造では、透明導電膜２ａのシート抵抗が接点位置の検出に関与しないため、単位面積当たり１０オーム程度という透明導電膜２ｂのシート抵抗よりも十分小さい値に設定されている。これは、携帯情報機器から漏れる不要な電磁波がこの透明導電膜２ａを透過する際に渦電流を発生させて電磁波エネルギーを減衰させるためである。こうして、電磁波が透明導電膜２ａで効果的に吸収されることから、電磁波に対して良好なシールド効果を得ることができる。
【００２５】
図７は図２に示す透明基板１ａ側の平面構造を変形した第１変形例を示す。この変形例では、図７に示す単一の電極１０が図２に示す電極１０ａ，１０ｂの代わりに用いられる。この電極１０は透明導電膜２ａを全体的に取り囲んで透明基板１ａ上に形成され、この透明導電膜２ａに接続されている。定電流源１２は透明導電膜２ａに定電流Ｉoを供給するために電極１０の任意の一点に接続される。
【００２６】
第１変形例によれば、透明導電膜２ａの面内電流が均等になることから、応答性が向上する。
【００２７】
図８は図２に示す透明基板１ａ側の平面構造を変形した第２変形例を示す。この変形例では、図８に示す単一の電極１６が図２に示す電極１０ａ，１０ｂの代わりに用いられる。この電極１６は給電端１７ａ，１７ｂ付近を除いて透明導電膜２ａを全体的に取り囲んで透明基板１ａ上に形成され、この透明導電膜２ａに接続されている。切換スイッチＳＴａは演算処理回路８からのスイッチ信号ＲＦＣの制御によって給電端１７ａを定電流源１２および携帯情報端末のトランシーバ部ＴＲの一方に接続し、切換スイッチＳＴｂはこのスイッチ信号ＲＦＣの制御によって給電端１７ｂを定電流源１２および携帯情報端末のトランシーバ部ＴＲの一方に接続する。透明導電膜２ａ，２ｂの接点位置を検出する場合、定電流源１２が切換スイッチＳＴａ，ＳＴＢを介して給電端１７ａ，１７ｂに接続される。また、トランシーバ部ＴＲによる送受信が行われる場合に、トランシーバ部ＴＲが切換スイッチＳＴａ，ＳＴＢを介して給電端１７ａ，１７ｂに接続される。この場合には、電極１６がループアンテナとして機能する。
【００２８】
第２変形例によれば、電極１６が定電流源１２からの定電流Ｉoを透明導電膜２ａに供給する電極としてだけでなく、ループアンテナとしても共用できる。従って、携帯情報端末においてトランシーバ部ＴＲが外部と通信を行うために独立に設けられるアンテナを不要にできる。
【００２９】
図９は図２に示す透明基板１ａ側の平面構造を変形した第３変形例を示す。この変形例では、図９に示す電極１８および１９が図２に示す電極１０ａ，１０ｂの代わりに用いられる。この電極１８は給電端２０ａ，２０ｂ付近を除いて透明導電膜２ａを全体的に取り囲んで透明基板１ａ上に形成され、この透明導電膜２ａに接続されている。ここでは、給電端２０ａ，２０ｂは透明導電膜２ａの右端に寄せて設けられ、さらに切換スイッチＳＴａ，ＳＴｂが第２変形例と同様に機能するように設けられる。電極１９はループアンテナとして機能する電極１８と容量結合して、このループアンテナの指向性を変化させるために設けられている。また、トランシーバ部ＴＲは定電流源１２が電極１０を利用する接点位置の検出中に送受信を行うために電極１９の一端２０ｃに接続されてもよい。この場合には、電極１９がロッドアンテナとして機能する。また、この電極１９の一端２０ｃは例えばトランシーバ部ＴＲとは異なる周波数帯で送受信を行うために独立して携帯情報端末に設けられる第２のトランシーバ部ＴＲに接続される給電端として用いられてもよい。
【００３０】
第３変形例によれば、電極１８が定電流源１２からの定電流Ｉoを透明導電膜２ａに供給する電極としてだけでなく、ループアンテナとしても共用される場合に、この電極１８と協力する電極１９を設けることにより、アンテナとしての応用範囲を広げることが可能となる。
【００３１】
図１０は図３に示す透明基板１ｂ側の電流検出構造を変形した第４変形例を示す。この変形例では、電極９ａ，９ｂ，１３ａ，１３ｂはそれぞれ外部接続端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を介して電流検出部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに接続される。電流検出部１１ａは透明導電膜２ａ，２ｂの接点から電極１３ｂに向かって透明導電膜２ｂを流れる電流Ｉy2を測定し、電流検出部１１ｂは透明導電膜２ａ，２ｂの接点から電極９ｂに向かって透明導電膜２ｂを流れる電流Ｉx2を測定し、電流検出部１１ｃは透明導電膜２ａ，２ｂの接点から電極１３ａに向かって透明導電膜２ｂを流れる電流Ｉy1を測定し、電流検出部１１ｄは透明導電膜２ａ，２ｂの接点から電極９ａに向かって透明導電膜２ｂを流れる電流Ｉx1を測定する。これら電流Ｉx1，Ｉx2，Ｉy1，Ｉy2の測定値は電流検出部１１ａ〜１１ｄから演算処理回路８に供給される。演算処理回路８は電流Ｉx1，Ｉx2，Ｉy1，Ｉy2の測定値をこれら４電流との接点のＸ座標の関係を規定した演算式並びにこれら４電流と接点のＹ座標の関係を規定した演算式にそれぞれ代入して演算処理を行うことにより透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＸ座標およびＹ座標を求める。
【００３２】
第４変形例によれば、電流Ｉx1,Ｉx2,Ｉy1,Ｉy2の測定値が電流検出部１１ａ〜１１ｄから同時に得られる。このため、図３に示すような切換スイッチＳａ，Ｓｂ並びに演算処理回路８から発生されるモード制御信号ＳＷＣが不要となる。
【００３３】
図１１は図３に示す透明基板１ｂ側の平面構造および電流検出構造を変形した第５変形例を示す。この変形例では、透明導電膜２ｂが図１１に示すように縦：横＝３：４というアスペクト比の長方形の４辺を内側に反らせた形状で透明基板１ｂ上に形成され、電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが図３に示す電極９ａ，９ｂ，１３ａ，１３ｂの代わりに互いに対向して透明導電膜２ｂの外縁に接続される。ここで、電極２３ａ，２３ｃは第１の対角線上で向かい合う透明導電膜２ｂの２対角からそれぞれ隣接する２辺の中央付近まで延出して配置され、電極２３ｂ，２３ｄ第２の対角線上で向かい合う透明導電膜２ｂの２対角からそれぞれ隣接する２辺の中央付近まで延出して配置される。透明導電膜２ｂはシート抵抗が単位面積当たり５００オーム程度である高抵抗領域２２と、シート抵抗が単位面積当たり１０オーム程度の低抵抗領域２４とからなる。低抵抗領域２４は透明導電膜２ｂの外縁として高抵抗領域を取り囲む帯状であり、透明導電膜２ｂと電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄとのコンタクト抵抗を低減するために設けられる。透明導電膜２ｂの形状は、図１０に示すように低抵抗領域２４に内接する長方形である有効位置検出範囲２１の面内電位分布を均等にして接点位置の検出における電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ間の干渉を低減するために用いられている。
【００３４】
電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄはそれぞれ外部接続端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を介して電流検出部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに接続される。電流検出部１１ａは透明導電膜２ａ，２ｂの接点から電極２３ａに向かって透明導電膜２ｂを流れる電流を測定し、電流検出部１１ｂは透明導電膜２ａ，２ｂの接点から電極２３ｂに向かって透明導電膜２ｂを流れる電流を測定し、電流検出部１１ｃは透明導電膜２ａ，２ｂの接点から電極２３ｃに向かって透明導電膜２ｂを流れる電流を測定し、電流検出部１１ｄは透明導電膜２ａ，２ｂの接点から電極２３ｄに向かって透明導電膜２ｂを流れる電流を測定する。これら４電流の測定値は電流検出部１１ａ〜１１ｄから演算処理回路８に供給される。演算処理回路８は電流検出部１１ａ〜１１ｄからの４電流の測定値をこれら４電流との接点のＸ座標の関係を規定した演算式並びにこれら４電流と接点のＹ座標の関係を規定した演算式にそれぞれ代入して演算処理を行うことにより透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＸ座標およびＹ座標を求める。
【００３５】
第５変形例によれば、４電流の測定値が電流検出部１１ａ〜１１ｄから同時に得られる。このため、図３に示すような切換スイッチＳａ，Ｓｂ並びに演算処理回路８から発生されるモード制御信号ＳＷＣが不要となる。また、透明導電膜２ｂが図１１に示す形状に設定されるため、４電流の同時測定において生じる接点位置の検出誤差を低減することが可能である。
【００３６】
尚、有効位置検出範囲２１を横長の長方形とする場合には、接点位置の検出誤差を低減するために、図１２に示すｄ１，ｄ２をｄ２＞ｄ１という関係に設定し、図１３に示すｗ１，ｗ２をｗ２＞ｗ１という関係にすることが好ましい。ここで、ｄ１は透明導電膜２ｂに外接する仮想的な長方形の長辺から高抵抗領域２２までの距離であり、ｄ２は透明導電膜２ｂに外接する仮想的な長方形の短辺から高抵抗領域２２までの距離である。また、ｗ１は透明導電膜２ｂに外接する仮想的な長方形の短辺側に設けられる低抵抗領域２４の幅であり、ｗ１は透明導電膜２ｂに外接する仮想的な長方形の長辺側に設けられる低抵抗領域２４の幅である。但し、ｄ２＞ｄ１の関係およびｗ２＞ｗ１の関係は少なくとも一方について満足されるだけでもよい。
【００３７】
図１４は図１１に示す透明基板１ｂ側の平面構造をさらに変形した第６変形例を示す。この変形例では、透明導電膜２ｂが高抵抗領域２２だけからなり、電極２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの代わりに設けられる。これら電極２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは図１１に示す低抵抗領域２４を兼ねてコンタクト抵抗を増大させないように透明導電膜２ｂの外縁上に形成される銀等の金属膜である。
【００３８】
第６変形例によれば、図１１に示す低抵抗領域２４を必要としないため、製造プロセスを簡略化できる。
【００３９】
ここで、図１５を参照して第５および第６変形例で用いられる透明導電膜２ｂの形状を得る方法を説明する。透明導電膜２ｂは縦：横＝３：４というアスペクト比の長方形の４辺を内側に反らせた形状に形成される。図１５では、２５がこの長方形を示す。この場合、長方形２５のアスペクト比と共通な短軸：長軸＝３：４というアスペクト比の楕円を図１５に示すように長方形２５に重ねて、長方形２５の短辺および長辺を内側に反らせた形状を得ればよい。この反り量は、液晶ディスプレイＬＣＤの額縁幅に依存した許容範囲内で設定される。図１１および図１４では、反り量が非常に大きく描かれているが、実際の値としては、例えば１ｍｍ程度である。
【００４０】
以下、本発明の第２実施形態に係るタッチパネルについて添付図面を参照して説明する。図１６はこのタッチパネルＴＰの回路構造を示す。このタッチパネルＴＰは、定電流源１２の接続先を図１６に示すように切り換えて接点位置をＸ軸方向またはＹ軸方向について検出するように構成されること除いて第１実施形態と同様である。このため、図１６では、第１実施形態と同様部分を同一参照符号で表して、詳細な説明を省略する。また、透明導電膜２ａ，２ｂは図１に示す一対の透明基板１ａ，１ｂ上にそれぞれ形成されるが、これら透明基板１ａ，１ｂは図１６において省略されている。
【００４１】
透明導電膜２ａ，２ｂはそれぞれ一様な抵抗分布を持つＩＴＯ（Indium Tin Oxide)等の抵抗体である。透明導電膜２ａ，２ｂのシート抵抗はいずれも単位面積当たり５００オーム程度である。
【００４２】
ストライプ状の電極１０ａ，１０ｂ，１３ａ，１３ｂは銀等の金属膜からなる。電極１０ａ，１０ｂは横軸（Ｘ軸）方向における透明導電膜２ａの両端である２短辺に沿うと共にこれら２短辺にそれぞれ接続して透明基板１ａ（図示せず）上に形成される。また、電極１０ａ，１０ｂは縦軸（Ｙ軸）方向における透明導電膜２ｂの両端である２長辺に沿うと共にこれら２長辺にそれぞれ接続して透明基板１ｂ（図示せず）上に形成される。
【００４３】
２個の電流検出部１１ａ，１１ｂは電極１０ａ，１３ａおよび電極１０ｂ，１３ｂに対してそれぞれ設けられる。切換スイッチＳａは演算処理回路８からのモード制御信号ＳＷＣの制御によって電極１０ａおよび電極１３ａの一方を電流検出部１１ａに接続し、切換スイッチＳｂはモード制御信号ＳＷＣの制御によって電極１０ｂおよび電極１３ｂの一方を電流検出部１１ｂに接続する。また、切換スイッチＳｃがモード制御信号ＳＷＣの制御によって定電流源１２を電極１０ｂおよび１３ｂの一方に接続するために設けられる。
【００４４】
例えばＸ軸方向モードがモード制御信号ＳＷＣにより設定されると、定電流源１２が切換スイッチＳｃを介して１３ｂに接続され、電流検出部１１ａ，１１ｂが電極１０ａ，１０ｂから切換スイッチＳａ，Ｓｂを介してそれぞれ供給される電流をそれぞれ測定する。他方、Ｙ軸方向モードがモード制御信号ＳＷＣにより設定されると、定電流源１２が切換スイッチＳｃを介して１０ｂに接続され、電流検出部１１ａ，１１ｂは電極１３ａ，１３ｂから切換スイッチＳａ，Ｓｂを介してそれぞれ供給される電流をそれぞれ測定する。これら測定結果は演算処理回路８に供給される。尚、演算処理回路８、電流検出部１１ａ，１１ｂ、および切換スイッチＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ等の周辺回路はタッチパネルＴＰにおいてシール材５ａの外側に配置される。これら周辺回路が例えば透明基板１ｂ上に配置される場合には、周辺回路用の形成領域がシール材５ａの外側において透明基板１ｂに設けられる。
【００４５】
Ｘ軸方向モードで実際にポインタ部材６を接触させると、定電流Ｉoが定電流源１２から電極１３ｂを介して透明導電膜２ａに流れ込み、透明導電膜２ａ，２ｂの接点から透明導電膜２ａ側に流れ出る。透明導電膜２ａでは、定電流Ｉoが電極１０ａに向かう電流Ｉx1と電極１０ｂに向かう電流Ｉx2に分流され、これら電流Ｉx1，Ｉx2がそれぞれ電流検出部１１ａ，１１ｂによって測定される。演算処理回路８は電流Ｉx1およびＩx2の測定値を上述の式２に代入して演算処理することにより透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＸ座標を求める。但し、この場合、Ｌxは電極１０ａおよび１０ｂ間の距離(Ｘ１＋Ｘ２)、すなわちＸ軸方向における透明導電膜２ａの全長である。
【００４６】
また、Ｙ軸方向モードで実際にポインタ部材６を接触させると、定電流Ｉoが定電流源１２から電極１０ｂを介して透明導電膜２ａに流れ込み、透明導電膜２ａ，２ｂの接点から透明導電膜２ｂ側に流れ出る。透明導電膜２ｂでは、定電流Ｉoが電極１３ａに向かう電流Ｉy1と電極１３ｂに向かう電流Ｉy2に分流され、これら電流Ｉy1，Ｉy2がそれぞれ電流検出部１１ａ，１１ｂによって測定される。演算処理回路８は電流Ｉy1およびＩy2の測定値を上述の式３に代入して演算処理することにより透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＹ座標を求める。
【００４７】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、透明導電膜２ａ，２ｂの接点位置がＸ軸方向について電流Ｉx1，Ｉx2の測定値に基づく演算処理を行うことにより得られ、Ｙ軸方向について電流Ｉy1，Ｉy2の測定値に基づく演算処理を行うことにより得られる。この場合、透明導電膜２ａ，２ｂの接点から透明導電膜２ａ側に流れ出る電流は常に電流Ｉx1 およびＩx2の和に等しく、透明電極２ｂ側に流れ出る電流は電流Ｉy1およびＩy2の和に等しい。このため、Ｘ軸方向モードで透明導電膜２ｂ、Ｙ軸方向モードで透明導電膜２ａに少なくとも依存した電圧降下が生じても、これが接点位置の検出結果に影響しない。いいかえれば、接点位置の検出結果からこのような電圧降下の影響を排除することができる。また、電極１０ａ，１０ｂと電極１３ａ，１３ｂとの間の干渉も少ない。従って、接点位置の検出精度を確実に向上させることができる。
【００４８】
以下、本発明の第３実施形態に係るタッチパネルについて添付図面を参照して説明する。図１７はタッチパネルＴＰにポインタ部材を接触させた状態で得られる等価回路を示し、図１８はこの等価回路を分かり易く整理して示す。このタッチパネルＴＰは、図２に示す定電流源１２を用いずに接点の位置検出を行うように構成されることを除いて第１実施形態と同様である。このため、図１７では、第１実施形態と同様部分を同一参照符号で表して詳細な説明を省略する。また、同様な構成の周辺回路は図１７において省略されている。
【００４９】
この実施形態では、電圧Ｅ２を出力するバッテリー等の定電圧源１４が定電流源１２の代わりに用いられ、透明基板１ａ側の電極１０ａ，１０ｂに接続される。この場合、透明導電膜２ａ，２ｂの接点から透明導電膜２ｂに流れ出る電流は透明導電膜２ａ，２ｂおよび周辺回路の配線抵抗に依存して変化する。
【００５０】
例えばＸ軸方向モードが透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＸ座標を求めるために設定されると、接点から流れる電流は抵抗Ｒx1およびＲx2の比に対応してそれぞれ電極９ａ，９ｂに向かう電流Ｉx1およびＩx2に分流される。
【００５１】
透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＸ座標は、図１７に示すようにＸ座標Ｘ＝０である透明導電膜２ｂの左端からの距離Ｘ１に等しい。従って、図３と同様な演算処理回路は電流Ｉx1およびＩx2の測定値を上述の式２に代入して演算処理することにより透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＸ座標を求めることができる。
【００５２】
また、Ｙ軸方向モードが透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＹ座標を求めるために設定されると、接点から流れる電流は抵抗Ｒy1およびＲy2の比に対応してそれぞれ電極１３ａ，１３ｂに向かう電流Ｉy１およびＩy2に分流される。ここで、Ｒy1は電極１３ａおよび接点間の抵抗であり、Ｒy2は接点および電極１３ｂ間の抵抗である。
【００５３】
透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＹ座標は、Ｙ座標Ｙ＝０である透明導電膜２ｂの下端からの距離Ｙ１に等しい。従って、図３と同様な演算処理回路は電流Ｉy１およびＩy2の測定値を上述の式３に代入して演算処理することにより透明導電膜２ａ，２ｂの接点のＹ座標を求めることができる。
【００５４】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、透明導電膜２ａ，２ｂの接点位置がＸ軸方向について電流Ｉx1，Ｉx2の測定値に基づく演算処理を行うことにより得られ、Ｙ軸方向について電流Ｉy1，Ｉy2の測定値に基づく演算処理を行うことにより得られる。この場合、透明導電膜２ａ，２ｂの接点から透明導電膜２ｂ側に流れ出る電流は変化するが、電流Ｉx1 およびＩx2の比あるいは電流Ｉy1およびＩy2の比から接点の位置座標を特定できる。従って、定電流源を必要とせずに接点位置の検出精度を向上させることができる。
【００５５】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において様々に変形可能である。また、上述の変形例は任意に組み合わせてよい。
【００５６】
上述の実施形態では、透明導電膜２ａ，２ｂの接点の二次元座標が接点位置として検出されたが、一次元座標が接点位置として検出されるだけであってもよい。
【００５７】
図８および図９に示す変形例では、送受信を行うトランシーバ部ＴＲが無線通信回路として電極１６に接続されているが、送信だけを行う送信回路および受信だけを行う受信回路の少なくとも一方を無線通信回路として電極１６に接続すればよい。また、単一の電極１９が電極１６に隣接して形成されているが、複数の電極が任意の無線通信回路のアンテナとして電極１６に隣接して形成されてもよい。
【００５８】
また、図３，図１０，図１１，図１６に示す演算処理回路８はそれぞれの電流測定値を演算式に代入して接点の二次元位置座標を求めるように構成されたが、それぞれの電流測定値に対して接点の二次元位置座標を出力するようなテーブルメモリを用いて構成されてもよい。
【００５９】
さらに、上述の実施形態では、透過型タッチパネルについて説明したが、本発明は非透過型のタッチパネルにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタッチパネルの断面構造を示す図である。
【図２】図１に示す第１透明基板側の平面構造を示す図である。
【図３】図１に示す第２透明基板側の平面構造を示す図である。
【図４】図１に示すタッチパネルと一体化される液晶ディスプレイを示す図である。
【図５】図４に示すタッチパネルにポインタ部材を接触させた状態を示す図である。
【図６】図５に示す状態でＸ軸方向モードを設定したときに得られるタッチパネルの等価回路を示す図である。
【図７】図２に示す第１透明基板側の平面構造を変形した第１変形例を示す図である。
【図８】図２に示す第１透明基板側の平面構造を変形した第２変形例を示す図である。
【図９】図２に示す第１透明基板側の平面構造を変形した第３変形例を示す図である。
【図１０】図３に示す第２透明基板側の電流検出構造を変形した第４変形例を示す図である。
【図１１】図３に示す第２透明基板側の平面構造および電流検出構造を変形した第５変形例を示す図である。
【図１２】図１１に示す高抵抗領域の最適寸法を説明するための図である。
【図１３】図１１に示す低抵抗領域の最適寸法を説明するための図である。
【図１４】図１１に示す第２透明基板側の平面構造をさらに変形した第５変形例を示す図である。
【図１５】図１１および図１４に示す第５および第６変形例で用いられる第２透明導電膜の形状を得る方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの回路構造を示す図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係るタッチパネルにポインタ部材を接触させた状態で得られる等価回路を示す図である。
【図１８】図１７に示す等価回路を分かり易く整理して示す図である。
【図１９】従来の透過型タッチパネルの断面構造を示す図である。
【図２０】図１９に示すタッチパネルにポインタ部材を接触させた状態で得られる等価回路を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ａ，１ｂ…第１および第２透明基板、２ａ，２ｂ…第１および第２透明導電膜、６…ポインタ部材、９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１３ａ，１３ｂ…電極、８…演算処理回路、１１ａ，１１ｂ…電流検出部、１２…定電流源、Ｓａ，Ｓｂ…切換スイッチ、ＴＰ…タッチパネル。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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