(57)【要約】【課題】  抵抗膜式のタッチパネル上の所定のタッチ入力位置の検出を精度よく行うことで、前記タッチパネル全体の抵抗値等の電気的特性を正確に検査することができるタッチパネル検査装置を提供することである。【解決手段】  一対のＸ軸電極２７ａ，２７ｂを有する第１抵抗膜２５及び一対のＹ軸電極２８ａ，２８ｂを有する第２抵抗膜２６からなる抵抗膜式のタッチパネル本体２２に定電圧電源３１から電圧を印加し、所定入力位置に対応する出力電圧値を測定することで、前記タッチパネル本体２２の電気的特性を検査するタッチパネル検査装置２０において、前記出力電圧値が所定のしきい値以下である場合に、前記タッチパネル本体２２に供給する定電圧電源３１の極性を第２切替スイッチ３３によって切り替え、前記出力電圧値を反転させた極性側にシフトさせて検査する反転検査手段２１を備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のＸ軸電極を有する第１抵抗膜及び一対のＹ軸電極を有する第２抵抗膜からなる抵抗膜タッチパネルに電源電圧を印加し、所定入力位置に対応する出力電圧値を測定することで、前記抵抗膜タッチパネルの電気的特性を検査するタッチパネル検査装置において、
前記出力電圧値が所定のしきい値以下である場合に、前記抵抗膜タッチパネルに供給する電源電圧の極性を切り替え、前記出力電圧値を反転させた極性側にシフトさせて検査する反転検査手段を備えたことを特徴とするタッチパネル検査装置。
【請求項２】
前記反転検査手段は、前記Ｘ軸電極間またはＹ軸電極間に供給する電源電圧の極性を切り替える切替手段と、前記入力位置の出力電圧値を監視すると共に、前記切替手段の切替タイミングを制御する制御手段とを備えた請求項１記載のタッチパネル検査装置。
【請求項３】
前記切替手段は、前記制御手段からの切替信号に基づいて、前記電源電圧から供給される電圧の極性をＸ軸電極間またはＹ軸電極間とで交互にスイッチングするスイッチ回路を備えた請求項２記載のタッチパネル検査装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記入力位置に対応した出力電圧値を検出してデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、予め設定されたしきい値電圧と前記Ａ／Ｄ変換部によって変換された検出電圧値とを比較する比較部と、前記切替手段に対して切替信号を送出する出力部とを備えた請求項２または３記載のタッチパネル検査装置。
【請求項５】
前記しきい値は、電源電圧の４９〜５１％に設定される請求項１記載のタッチパネル検査装置。
【請求項６】
一対のＸ軸電極を有する第１抵抗膜及び一対のＹ軸電極を有する第２抵抗膜からなる抵抗膜タッチパネルに電源電圧を印加し、所定入力位置に対応する出力電圧値を測定することで、前記抵抗膜タッチパネルの電気的特性を検査するタッチパネル検査装置において、
前記所定入力位置から検出される出力電圧値を一定量高電位側にシフトする電位補償手段を備えたことを特徴とするタッチパネル検査装置。
【請求項７】
前記電位補償手段は、前記電源電圧とＸ軸電極またはＹ軸電極の間に直列挿入される分圧用の抵抗器を備えた請求項６記載のタッチパネル検査装置。
【請求項８】
前記抵抗器の分圧比は、１／５〜１／２０である請求項７記載のタッチパネル検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴＭ、カーナビゲーション等の各種電子機器の表示及び入力画面に搭載されるタッチパネルの検査装置に関し、特に、抵抗膜式のタッチパネルにおける入力位置座標の電気的特性を検査するためのタッチパネル検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルは、液晶等のディスプレイの前面に装着されており、この面を指またはペンでタッチすることによりポインティングする入力装置である。この入力位置を検出する手段として種々のセンサが使用されている。このような検出手段の主なものは、抵抗膜方式、光学方式、静電容量方式等があるが、この中で低価格でありながら比較的高性能な抵抗膜方式のタッチパネル装置が広く用いられている。前記抵抗膜式には、アナログ型とデジタル型に分類されている。
【０００３】
アナログ型の抵抗膜式タッチパネルにおいては、タッチパネルを構成する抵抗膜自体の抵抗値のバラツキや製造過程で生じる加工不良等による抵抗値のバラツキによって、タッチ入力位置の精度に誤差が生じる場合がある。このようなタッチパネルの抵抗値特性を検査するために、特許文献１等に示されるようなタッチパネル検査装置１が用いられている。図５は、前記タッチパネル検査装置１の一般的な構成を示したものである。この例のタッチパネル検査装置１は、タッチパネル本体２に駆動用の電圧を供給する電源部３と、前記タッチパネル本体２におけるタッチ位置の出力電圧を検出する制御部４とを備えている。
【０００４】
前記タッチパネル本体２は、あるタッチ入力点のＸ軸の電圧値を検出する第１抵抗膜５と、Ｙ軸の電圧値を検出する第２抵抗膜６とを備え、前記第１抵抗膜５と第２抵抗膜６とが僅かなギャップを保持して対向配置されている。前記タッチ入力点をペンなどのポイント部材で押すことで、この押した部分の第１抵抗膜５と第２抵抗膜６とが接触し、所定の電圧が出力される。ここで、Ｘ軸電極間に電圧を印加すると、前記第１抵抗膜５に電位勾配が発生する。そして、この入力点の電圧を前記Ｙ軸電極で読み取り、制御部４で処理して第１抵抗膜５上のＸ軸の位置を計算する。次に、第２抵抗膜６のＹ軸電極間に電源部３より電圧を印加し、上記同様にＸ軸電極で電圧を読み、第２抵抗膜６上のＹ軸の位置を計算する。図６は、前記タッチパネル本体２におけるタッチ入力点の位置とそのときの出力電圧値の理想的な関係を示したグラフである。
【０００５】
前記電源部３は、定電圧電源１１と切替スイッチ１２を備えており、前記切替スイッチ１２によって、前記第１抵抗膜５または第２抵抗膜６に供給する電圧の切り替え及びタッチ入力位置をモニタするための検出切り替えを行う。
【０００６】
また、前記制御部４は、前記タッチ入力位置の出力電圧をデジタル値に変換してモニタするためのＡ／Ｄコンバータ１３、ＣＰＵ１５と、前記切替スイッチ１２の切替信号を送出するＩ／Ｏポート１４等を備えている。
【特許文献１】特開２００１−３１３６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来のタッチパネル検査装置１においては、第１抵抗膜５のＸ軸電極間または第２抵抗膜６のＹ軸電極間の一方がＧＮＤ（０ボルト）に、他方がＶｃｃに接続され、０ボルトからＶｃｃの間のリニアな電位勾配の中でタッチ入力位置の出力電圧値を検出している。
【０００８】
しかしながら、タッチ入力位置の出力電圧が０ボルトに近づくにつれて、その電圧変化量が微小となるため、測定時における微小な誤差の影響が大きくなる。このため、タッチ入力位置の正確な測定が困難になる場合がある。また、このような状況の中で測定精度を高めようとする場合は、より分解能の高いＡ／Ｄコンバータを使用すると共に、ＣＰＵ内の処理を高速化する必要があるため、検査に要するコストや工数が大きくなるといった問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、抵抗膜式タッチパネル上の所定のタッチ入力位置の検出を精度よく行うことで、前記タッチパネル全体の抵抗値等の電気的特性を正確に検査することができるタッチパネル検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係るタッチパネル検査装置は、一対のＸ軸電極を有する第１抵抗膜及び一対のＹ軸電極を有する第２抵抗膜からなる抵抗膜タッチパネルに電源電圧を印加し、所定入力位置に対応する出力電圧値を測定することで、前記抵抗膜タッチパネルの電気的特性を検査するタッチパネル検査装置において、前記出力電圧値が所定のしきい値以下である場合に、前記抵抗膜タッチパネルに供給する電源電圧の極性を切り替え、前記出力電圧値を反転させた極性側にシフトさせて検査する反転検査手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
前記反転検査手段は、前記Ｘ軸電極間またはＹ軸電極間に供給する電源電圧の極性を切り替える切替手段と、前記入力位置の出力電圧値を監視すると共に、前記切替手段の切替タイミングを制御する制御手段とを備えた。
【００１２】
前記切替手段は、前記制御手段からの切替信号に基づいて、前記電源電圧から供給される電圧の極性をＸ軸電極間またはＹ軸電極間とで交互にスイッチングするスイッチ回路を備えた。
【００１３】
前記制御手段は、前記入力位置に対応した出力電圧値を検出してデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、予め設定されたしきい値電圧と前記Ａ／Ｄ変換部によって変換された検出電圧値とを比較する比較部と、前記切替手段に対して切替信号を送出する出力部とを備えた。
【００１４】
前記しきい値は、電源電圧の４９〜５１％に設定される。
【００１５】
また、本発明に係るタッチパネル検査装置は、一対のＸ軸電極を有する第１抵抗膜及び一対のＹ軸電極を有する第２抵抗膜からなる抵抗膜タッチパネルに電源電圧を印加し、所定入力位置に対応する出力電圧値を測定することで、前記抵抗膜タッチパネルの電気的特性を検査するタッチパネル検査装置において、前記所定入力位置から検出される出力電圧値を一定量高電位側にシフトする電位補償手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
前記電位補償手段は、前記電源電圧とＸ軸電極またはＹ軸電極の間に直列挿入される分圧用の抵抗器を備え、その分圧比は１／５〜１／２０に設定される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のタッチパネル検査装置によれば、タッチパネル本体にＧＮＤ（０ボルト）から一定量の電源電圧（Ｖｃｃ）を印加させて電気的特性を検査する場合に、前記０ボルト近辺における出力電圧値の絶対量を一定以上に確保することで、高精度なリニアリティーの検査を行うことが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、タッチパネル本体２２と、このタッチパネル本体２２に接続される第１実施形態のタッチパネル検査装置２０の構成を示す図である。この実施形態のタッチパネル検査装置２０は、一対の四角形状の抵抗層（第１抵抗膜２５，第２抵抗膜２６）からなるタッチパネル本体２２に接続される電源電圧（定電圧電源３１）と、この定電圧電源３１の接続を切り替える切替手段（切替回路部２３）及び前記タッチパネル本体２２で検出された信号を処理する制御手段（制御部２４）からなる反転検査手段２１とを備えている。
【００１９】
前記タッチパネル本体２２は、第１抵抗膜２５と第２抵抗膜２６が通常の状態で接触しない程度に近接したギャップ（約１００μｍ〜３００μｍ）を隔てて相互に対向するように配置される。前記第１抵抗膜２５及び第２抵抗膜２６は、例えば、ガラスまたはポリエステルフィルム上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜をコートした透明電極材からなる。前記第１抵抗膜２５は、Ｘ軸方向に沿って対向する縁の上に設置された一対のＸ軸電極２７ａ，２７ｂを備える。また、第２抵抗膜２６は、Ｙ軸方向に沿って対向する縁の上に設置されたＹ軸電極２８ａ，２８ｂを備える。
【００２０】
前記定電圧電源３１は、前記タッチパネル本体２２にＧＮＤ（０ボルト）〜Ｖｃｃ（例えば、＋５ボルト）の電圧を安定的に供給する。
【００２１】
前記切替回路部２３は、第１切替スイッチ３２、第２切替スイッチ３３によって構成されている。前記第１切替スイッチ３２は、Ｘ軸電極２７ｂ、Ｙ軸電極２８ｂをそれぞれ定電圧電源３１または空端子に接続するための信号選択接点３２ａ，３２ｂと、Ｘ軸電極２７ａ、Ｙ軸電極２８ａをそれぞれ定電圧電源３１または制御部２４に接続するための信号選択接点３２ｃ，３２ｄを備えている。また、第２切替スイッチ３３は、定電圧電源３１のＶｃｃ側とＧＮＤ側を切り替える極性反転接点３３ａ，３３ｂを備えている。そして、前記第１切替スイッチ３２と第２切替スイッチ３３は、中継接点３４ａ，３４ｂを介して接続されている。
【００２２】
制御部２４は、前記第１抵抗膜２５と第２抵抗膜２６との任意の接触点を検出し、そのときの出力電圧値をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ３５、前記第１切替スイッチ３２及び第２切替スイッチ３３の切替タイミングを制御するＩ／Ｏポートとを備えている。なお、前記Ａ／Ｄコンバータ３５及びＩ／Ｏポート３６の動作はＣＰＵ３７で一元管理される。
【００２３】
本実施形態の特徴的な点は、前記第２切替スイッチ３３を設けたところにある。この第２切替スイッチ３３は、タッチパネル本体２２に供給する定電圧電源３１の極性を切り替える役割を有し、切替操作は、第１抵抗膜２５または第２抵抗膜２６の接触位置の電位が所定のしきい値を下回ったタイミングで行われる。前記しきい値は、制御部２４での電圧値の測定が誤差なく行えると共に、Ａ／Ｄ変換の精度を十分保てるレベルに設定される。例えば、前記定電圧電源３１のＶｃｃが＋５ボルトであるならば、２．４５〜２．５５ボルトの範囲で設定される。
【００２４】
次に、上記図１及び図２に基づいてタッチパネル本体２２上の任意の入力点Pにおける位置検査方法について説明する。検査は前記第１抵抗膜２５の上からペンなどのポイント部材２９で押圧して第２抵抗膜２６に接触させることによって行う。
【００２５】
最初にＸ軸上の位置検出処理を実行する。この検査処理においては、第１切替スイッチ３２の信号選択接点３２ａ〜３２ｄを接点Ａ側に設定した状態で定電圧電源３１より電圧を印加させ、Ｘ軸電極２７ａ，２７ｂの間に前記接触点によって生じた電位勾配を発生させる。このときの電圧を第２抵抗膜２６のＹ軸電極２８ａ、信号選択接点３２ｄを介して制御部２４で読み取り、その値が予め設定しておいたしきい値より高いか低いか判断し、高い場合はそのままの状態を保持し、低い場合は反転するように第２切替スイッチ３３を制御する。そして、前記第２切替スイッチ３３の設定が切り替えられた場合は、再度Ｘ軸電極２７ａ，２７ｂ間に電圧を印加させることで、反転した極性側に出力電圧をシフトした一定以上のレベルの出力電圧が得られる。このようにして、Ｘ軸上の正確な位置座標が算出される。
【００２６】
次に、Ｙ軸上の位置検出処理に移行する。この検査処理においては、第１切替スイッチ３２の信号選択接点３２ａ〜３２ｄを接点Ｂ側に設定した状態で定電圧電源３１より電圧を印加させ、Ｙ軸電極２８ａ，２８ｂの間に前記接触点によって生じた電位勾配を発生させる。このときの電圧を第１抗膜２５のＸ軸電極２７ａ、信号選択接点３２ｃを介して制御部２４で読み取り、その値が予め設定しておいたしきい値より高いか低いか判断し、高い場合はそのままの状態を保持し、低い場合は反転するように第２切替スイッチ３３を制御する。そして、前記第２切替スイッチ３３の設定が切り替えられた場合は、再度Ｙ軸電極２８ａ，２８ｂ間に電圧を印加させることで、反転した極性側に出力電圧をシフトした一定以上のレベルの出力電圧が得られる。このようにして、Ｙ軸上の正確な位置座標が算出される。
【００２７】
図２は上記ポイント部材２９の移動による位置検出電圧の変化を示したグラフである。このグラフに示されるように、最初に測定した位置検出電圧がしきい値（Vs）以上であれば変化はないが、Vs以下となった場合は、位置検出電圧が反転し、０Ｖに近づくにつれてＶｃｃに近い値で検出することができる。このように、０V近辺での低い検出電圧をＶｃｃ側にシフトすることで、一定の検出電圧値を確保することができるため、タッチパネル全体のリニアリティーの検査を誤差が少なく且つ高精度に行うことが可能となる。
【００２８】
前記定電圧回路３１から供給される電圧の極性反転は、予め設定されたしきい値（Vs）によるが、このVs値は、例えば、前記定電圧回路３１から供給される電圧が５Ｖである場合は、約１／２である２．４５〜２．５５Ｖの範囲となる。
【００２９】
制御部２４では、前記入力点のＸ軸座標及びＹ軸座標の電圧値をＡ／Ｄコンバータ３５に通してデジタル値に変換され、予め登録してあるしきい値データとＣＰＵ３７で比較し、その結果に応じてＩ／Ｏポート３６から第２切替スイッチ３３に向けて切替信号が送出される。また、この制御部２４では、第１切替スイッチ３２の切替操作も同時に行われる。なお、このような一連の検査手順は、手動でおこなってもよいが、検査するタッチパネルのサイズや特性に応じてプログラム化することによって、自動での検査が可能となる。
【００３０】
図３は、本発明のタッチパネル検査装置の第２実施形態を示したものである。このタッチパネル検査装置４０は、タッチパネル本体２２に電圧を供給する定電圧電源３１に直列抵抗RBを挿入することで、前記タッチパネル本体２２から検出される出力電圧値の低位側の電圧を底上げするものである。前記抵抗RBは、定電圧電源３１のＧＮＤ側と第１切替スイッチ３２を介して接続されるＸ軸電極２７ａ、または、Ｙ軸電極２８ａとの間に挿入される。抵抗RBを挿入することによって、定電圧電源３１から供給される電圧が分圧される。その結果、図４に示すように、タッチパネル本体２２から検出される第１抵抗膜２５上のＸ軸位置及び第２抵抗膜２６上のＹ軸位置の出力電圧がRｖだけ底上げされ、ＧＮＤ側にあるＸ軸電極２７ａやＹ軸電極２８ａの近傍に検査用の入力点を設定した場合にあっても０Ｖ近辺に低下することがない。このため、制御部２４のＡ／Ｄコンバータ３５を通してデジタル変換するのに十分な電圧値が得られ、前記タッチ入力点における位置の検出を高精度に行うことができる。なお、前記分圧用の抵抗RBは、測定誤差の少ない精度の高いタイプの精密金属皮膜抵抗等を使用するのが好ましい。抵抗値については、Ｘ軸電極２７ａとＸ軸電極２７ｂ間の抵抗やＹ軸電極２８ａとＹ軸電極２８ｂ間の抵抗および定電圧電源３１やＡ／Ｄコンバータ３５の仕様等を考慮して決められる。例えば、Ｘ軸電極間の抵抗が８００ΩでＹ軸電極間の抵抗が３００Ωおよび前記定電圧電源３１の供給電圧が０〜＋５Ｖであれば、４０Ω〜６０Ω程度が適当である。また、前記抵抗RBを可変タイプに置き換えるようにすれば、検出される出力電圧のレベルに応じて調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るタッチパネル検査装置の第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】上記第１実施形態のタッチパネル検査装置における検出電圧特性を示す図である。
【図３】本発明に係るタッチパネル検査装置の第２実施形態の構成を示す図である。
【図４】上記第２実施形態のタッチパネル検査装置における検出電圧特性を示す図である。
【図５】従来のタッチパネル検査装置の構成を示す図である。
【図６】従来のタッチパネル検査装置における検出電圧特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
２０  タッチパネル検査装置
２１  反転検査手段
２２  タッチパネル本体
２３  切替回路部
２４  制御部
２５  第１抵抗膜
２６  第２抵抗膜
２７  Ｘ軸電極
２８  Ｙ軸電極
３１  定電圧電源
３２  第１切替スイッチ
３３  第２切替スイッチ
【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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