(57)【要約】【課題】同時に押された複数の点の位置を検出できるタッチパネルを得る。【解決手段】対向配置された第１のパネル２と第２のパネル３とを備える。第１のパネル２は一対の電極６，７が設けられた単一の抵抗膜５を有する。第２のパネル３は、第１のパネル２の抵抗膜５に対向配置された複数の抵抗膜９ａ，９ｂを有する。抵抗膜９ａ、抵抗膜９ｂには、それぞれ一対の電極１０ａ，１１ａ、電極１０ｂ，１１ｂが一対の電極６，７に直交させて設けられている。これにより互いに独立した押圧入力領域が複数（第１の領域Ａ、第２の領域Ｂ）形成される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の抵抗膜と、前記第１の抵抗膜において前記第１の抵抗膜の第１の方向に間隔をあけて対向配置され前記第１の抵抗膜に接触している一対の第１の電極部とを有する第１のパネルと、
前記第１の抵抗膜に間隔をあけて対向配置され前記第１の方向に並べて配置された複数の第２の抵抗膜と、これらの第２の抵抗膜毎に前記第１の方向に直交する第２の方向に間隔をあけて一対ずつ対向配置され対応する前記第２の抵抗膜に接触している複数対の第２の電極部とを有する第２のパネルと、
を備え、
前記パネルへの押圧動作によりその押圧点に対応した前記第１の抵抗膜と前記第２の抵抗膜とが接触する抵抗膜式タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗膜式タッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば液晶ディスプレイなどの画像表示装置の表示画面上にタッチパネルを重ねて取り付けて、タッチパネルへの押圧操作により表示画面に表示されたボタンなどの選択を行う画面入力装置がある。
【０００３】
タッチパネルには、抵抗膜式（例えば、特許文献１参照）や光学式などがあり、このうち、抵抗膜式のタッチパネルは、構造が単純である、低コストであるなどの利点により広く普及している。
【０００４】
図９は従来の抵抗膜式タッチパネルを示す縦断側面図、図１０は抵抗膜式タッチパネルを示す斜視図である。図９に示すように、従来の抵抗膜式タッチパネル１００は、対向配置された一対のパネル１０１，１０２（下パネル１０１、上パネル１０２）を備えている。図９及び図１０に示すように、下パネル１０１は、ガラス板１０３の上面に透明な抵抗膜であるＩＴＯ膜１０４が設けられ、そのＩＴＯ膜１０４のＸ方向の両端に電極１０５，１０６が設けられて構成されている。上パネル１０２は、可撓性のあるＰＥＴ板１０７の下面に透明な抵抗膜であるＩＴＯ膜１０８が設けられ、そのＩＴＯ膜のＹ方向の両端に電極１０９，１１０が設けられて構成されている。
【０００５】
これらのパネル１０１，１０２は、スペーサ１１１を介して対向配置されており、ＩＴＯ膜１０４とＩＴＯ膜１０８との間には微小ギャップが形成されており、非押圧時にはＩＴＯ膜１０４，１０８同士は互いに離間している。また、下パネル１０１と上パネル１０２との間には、非押圧時のＩＴＯ膜１０４，１０８同士の接触を防止するドットスペーサ１１２が設けられている。
【０００６】
このような構造では、上パネル１０２のある点が押されると、ＰＥＴ板１０７が屈曲して、その押圧点で上側のＩＴＯ膜１０８が下側のＩＴＯ膜１０４に接触する。このとき、上パネル１０２の電極１０９，１１０間に電源を接続して所定の電圧を印加する。これにより、上側のＩＴＯ膜１０８での押圧点のＹ方向位置に応じて分圧した電圧が下側のＩＴＯ膜１０４に伝わり電極１０６を介して検出される。この電圧に基づいてＹ座標が求められる。次に、下パネル１０１の電極１０５，１０６間に電源を接続して所定の電圧を印加する。これにより、下側のＩＴＯ膜１０４での押圧点のＸ方向位置に応じて分圧した電圧が上側のＩＴＯ膜１０８に伝わり電極１１０を介して検出される。この電圧に基づいてＸ座標が求められる。このようなＸ座標、Ｙ座標の検出のための処理は、押圧動作に比べて非常に短時間で行われる。このような処理を繰り返し行うことにより、常に座標の検出が可能となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３０５９４１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の抵抗膜式タッチパネル１００で２点が同時に押下された場合には、２つの押圧点の電圧値の中間の電圧値が検出され、これにより、押圧された２つの点の中点の座標が押下点として認識されてしまい、同時に押下された２点の座標を検出することができないという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、同時に押された複数の点の位置を検出できるタッチパネルを得ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１のパネルと第２のパネルとを備える。第１のパネルは、第１の抵抗膜と第１の抵抗膜において第１の抵抗膜の第１の方向に間隔をあけて対向配置され第１の抵抗膜に接触している一対の第１の電極部とを有する。第２のパネルは、第１の抵抗膜に間隔をあけて対向配置され第１の方向に並べて配置された複数の第２の抵抗膜とこれらの第２の抵抗膜毎に第１の方向に直交する第２の方向に間隔をあけて一対ずつ対向配置され対応する第２の抵抗膜に接触している複数対の第２の電極部とを有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１ないし図８に基づいて説明する。本実施の形態は、アナログ式の抵抗膜式タッチパネルへの本発明の適用例である。ここで、図１は本実施の形態の抵抗膜式タッチパネルを示す縦断側面図、図２は抵抗膜式タッチパネルを示す模式図である。
【００１２】
図１に示すように、抵抗膜式タッチパネル１は、第１のパネルである下パネル２と、第２のパネルである上パネル３とが対向配置されて構成されている。下パネル２は、透明なガラス板４を有し、このガラス板４の上面には透明な抵抗膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜５が設けられている。図２に示すように、ＩＴＯ膜５における第１の方向であるＸ方向の両端には、第１の電極部である一対の電極６，７がＩＴＯ膜５に接触して設けられている。
【００１３】
上パネル３は、図１に示すように、可撓性のある透明なＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）板８を有している。このＰＥＴ板８の下面には透明な抵抗膜である２つのＩＴＯ膜９ａ，９ｂがＸ方向に間隔をあけて並べて設けられている。これらの２つのＩＴＯ膜９ａ，９ｂにより上パネル３の押圧入力有効領域として第１の領域Ａと第２の領域Ｂとが互いに独立して形成される。つまり、押圧入力有効領域が２つに分割されて設けられている。ここで、これらのＩＴＯ膜９ａ，９ｂ及び下パネル２のＩＴＯ膜５は蒸着によりＰＥＴ板８及びガラス板４に形成されている。一方のＩＴＯ膜９ａには、図２に示すように、ＩＴＯ膜９ａの面方向においてＸ方向に直交する方向であり第２の方向であるＹ方向の両端に第２の電極部である一対の電極１０ａ，１１ａがＩＴＯ膜９ａに接触して設けられ、同様に、他方のＩＴＯ膜９ｂには、Ｙ方向の両端に第２の電極部である一対の電極１０ｂ，１１ｂがＩＴＯ膜９ｂに接触して設けられている。
【００１４】
これらの下パネル２及び上パネル３は、それらのパネル２，３の周縁に位置するスペーサ１２を介して対向配置されており、ＩＴＯ膜５とＩＴＯ膜９ａ，９ｂとの間には微小ギャップが形成されており、非押圧時にはＩＴＯ膜５とＩＴＯ膜９ａ，９ｂとは互いに離間している。また、下パネル２の上パネル３に対向する側には、複数の半円状のドットスペーサ１３が設けられている。これらのドットスペーサ１３は、非押圧時に下パネル２のＩＴＯ膜５と上パネル３のＩＴＯ膜９ａ，９ｂとの接触を防止するものである。そして、ＰＥＴ板８が押圧されることによりＰＥＴ板８が湾曲し、その押圧された部位のＩＴＯ膜９ａ，９ｂがＩＴＯ膜５に接触する。
【００１５】
図２に示すように、下パネル２の一方の電極６は、スイッチＳＷ１を介して電源１４のプラス側に接続され、他方の電極７はスイッチＳＷ２を介して電源１４のマイナス側に接続されるとともにスイッチＳＷ３を介して電圧検出器１５に接続される。本実施の形態の電源１４の電圧は５Ｖに設定されている。
【００１６】
上パネル３の各ＩＴＯ膜９ａ，９ｂの一方の電極１０ａ，１０ｂは、それぞれスイッチＳＷ４，ＳＷ５を介して電源１４のプラス側に接続され、他方の電極１１ａ，１１ｂはそれぞれスイッチＳＷ６，ＳＷ７を介して電源１４のマイナス側に接続されるとともにスイッチＳＷ８，ＳＷ９を介して電圧検出器１６，１７に接続される。
【００１７】
図３は抵抗膜式タッチパネル１の電気的接続を示すブロック図である。図３に示すように、抵抗膜式タッチパネル１は、マイクロコンピュータ（以下、マイコン２０という。）２０を備えており、このマイコン２０が各部を駆動制御する。マイコン２０は、各部を集中的に制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２１にバスライン２２を介して、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２３と、各種データを書き換え自在に記憶するワークエリアとして機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２４とが接続されて構成されている。
【００１８】
このマイコン２０には、バスライン２２を介してスイッチＳＷ１〜ＳＷ９、電圧検出器１５〜１７が接続されている。これにより、マイコン２０によるスイッチＳＷ１〜ＳＷ９の制御が可能となる。また、電圧検出器１５〜１７は、検出した電圧値をマイコン２０に出力する。
【００１９】
次に、ＣＰＵ２１がコンピュータプログラムに従って実行する座標検出処理を図４ないし図７に基づいて説明する。ここで、図４は座標検出処理の流れを示すフローチャート、図５は第１の領域ＡのＹ座標を検出するときの抵抗膜式タッチパネル１を示す模式図、図６は第２の領域ＢのＹ座標を検出するときの抵抗膜式タッチパネル１を示す模式図、図７は第１及び第２の領域Ａ，ＢのＸ座標を検出するときの抵抗膜式タッチパネル１を示す模式図である。
【００２０】
ここで、この座標検出処理の際には、ＲＡＭ２４に、第１の領域Ａの押圧点（入力点）のＸＹ座標（Ｘ１，Ｙ１）、第２の領域Ｂの押圧点（入力点）のＸＹ座標（Ｘ２，Ｙ２）を格納する座標格納テーブル（図示せず）が設けられる。
【００２１】
図４に示すように、座標検出処理では、まず、ＲＡＭ２４に形成された座標格納テーブルに無効データを格納する（ステップＳ１）。
【００２２】
次に、スイッチＳＷ５，ＳＷ７，ＳＷ９を開き上パネル３のＩＴＯ膜９ｂ側（第２の領域Ｂ側）の電極１０ｂ，１１ｂを電気的に切断されている状態であるハイインピーダンスにし（ステップＳ２、図５参照）、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開きスイッチＳＷ３を閉じて、パネル２のＩＴＯ膜５の電極６をハイインピーダンスにするとともに電極７を電圧測定モードにする（ステップＳ３、図５参照）。そして、スイッチＳＷ４，ＳＷ６を閉じるとともにスイッチＳＷ８を開き、上パネル３のＩＴＯ膜９ａの電極１０ａに５Ｖ、電極１１ａに０Ｖの電圧を印加する（ステップＳ４、図５参照）。これによりＩＴＯ膜９ａの電極１０ａ，１１ａ間に電流が流れ、第１の領域ＡのＹ座標の検出が可能な状態となる。
【００２３】
次に、第１の領域Ａの上パネル３が押下されているか否かを判断する（ステップＳ５）。この判断は、下パネル２の電極７の電圧値に基づいて行われる。即ち、電圧検出器１５が電圧を検出した場合（電圧が０でない場合）には、第１の領域Ａの上パネル３が押下されていると判断し（ステップＳ５のＹ）、電圧検出器１５が電圧を検出しない場合（電圧が０の場合）には、第１の領域Ａの上パネル３が押下されていないと判断する（ステップＳ５のＮ）。
【００２４】
第１の領域Ａの上パネル３が押下されていると判断した場合には（ステップＳ５のＹ）、電圧検出器１５が検出した下パネル２の電極７の電圧値をＹ座標に変換して座標格納テーブルのＹ１に格納する（ステップＳ６）。ここで、座標の検出原理を説明する。ＩＴＯ膜９ａにおける第１の領域Ａの電圧は、電極１０ａに近いほど５Ｖに近く、電極１１ａに近いほど０Ｖに近く、電極１０ａから電極１１ａに向かって線形的に変化している。よって、ＩＴＯ膜９ａにおける第１の領域Ａでの電圧とＹ座標位置との関係は、電極１０ａに近い位置（Ｙ座標値が小さい）ほど電圧が高く、電極１１ａに近い位置（Ｙ座標値が大きい）ほど電圧が低いという関係となっている。そして、第１の領域Ａのある点が押圧されることにより、上パネル３のＩＴＯ膜９ａが下パネル２のＩＴＯ膜５に接触すると、その押圧点でのＩＴＯ膜９ａの電圧が下パネル２の電極７に接続された電圧検出器１５によって検出され、これにより、この電圧に基づいてＹ座標が求められる。
【００２５】
このとき、上パネル３の第２の領域Ｂのある点が押下され第２の領域ＢのＩＴＯ膜９ｂが下パネルのＩＴＯ膜５に接触している場合でも、第２の領域ＢのＩＴＯ膜９ｂには電圧が印加されておらず電気的に切断されている状態なので、この押下が第１の領域ＡのＹ座標検出に影響することはない。
【００２６】
一方、ステップＳ５において、電圧検出器１５が検出した電圧が０Ｖであり、第１の領域Ａの上パネル３が押下されていないと判断した場合には（ステップＳ５のＮ）、ステップＳ７に進む。
【００２７】
次に、スイッチＳＷ４，ＳＷ６，ＳＷ８を開き上パネル３のＩＴＯ膜９ａ側（第１の領域Ａ側）の電極１０ａ，１１ａをハイインピーダンスにし（ステップＳ７、図６参照）、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開きスイッチＳＷ３を閉じて、パネル２のＩＴＯ膜５の電極６をハイインピーダンスにするとともに電極７を電圧測定モードにする（ステップＳ８、図６参照）。そして、スイッチＳＷ５，ＳＷ７を閉じるとともにスイッチＳＷ９を開き、上パネル３のＩＴＯ膜９ｂの電極１０ｂに５Ｖ、電極１１ｂに０Ｖの電圧を印加する（ステップＳ９、図６参照）。これによりＩＴＯ膜９ｂの電極１０ｂ，１１ｂ間に電流が流れ、第２の領域ＢのＹ座標の検出が可能な状態となる。
【００２８】
次に、第２の領域Ｂの上パネル３が押下されているか否かを判断する（ステップＳ１０）。この判断は、ステップＳ５と同様に、下パネル２の電極７の電圧値に基づいて行われる。即ち、電圧検出器１５が電圧を検出した場合（電圧が０でない場合）には、第２の領域Ｂの上パネル３が押下されたと判断し（ステップＳ１０のＹ）、電圧検出器１５が電圧を検出しない場合（電圧が０の場合）には、第２の領域Ｂの上パネル３が押下されていないと判断する（ステップＳ１０のＮ）。
【００２９】
第２の領域Ｂの上パネル３が押下されたと判断した場合には（ステップＳ１０のＹ）、電圧検出器１５が検出した下パネル２の電極７の電圧値をＹ座標に変換して座標格納テーブルのＹ２に格納する（ステップＳ６）。座標の検出原理は上述したものと同様である。
【００３０】
このとき、上パネル３の第１の領域Ａのある点が押下され第１の領域ＡのＩＴＯ膜９ａが下パネルのＩＴＯ膜５に接触している場合でも、第１の領域ＡのＩＴＯ膜９ａには電圧が印加されておらず電気的に切断されている状態なので、この押下が第２の領域ＢのＹ座標検出に影響することはない。
【００３１】
一方、ステップＳ１０において、電圧検出器１５が検出した電圧が０Ｖであり、第２の領域Ｂの上パネル３が押下されていないと判断した場合には（ステップＳ１０のＮ）、ステップＳ１２に進む。
【００３２】
次に、スイッチＳＷ４，ＳＷ５を開いて上パネル３の電極１０ａ，１０ｂをハイインピーダンスにし、スイッチＳＷ６，ＳＷ７を開きスイッチＳＷ８，９を閉じて上パネルの電極１１ａ，１１ｂを電圧測定モードにする（ステップＳ１２、図７参照）。そして、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉じるとともにスイッチＳＷ３を開き、下パネル２の電極６に５Ｖ、電極７に０Ｖの電圧を印加する（ステップＳ１３、図７参照）。これによりＩＴＯ膜５の電極６，７間に電流が流れ、第１及び第２の領域Ａ，ＢのＸ座標の検出が可能な状態となる。
【００３３】
次に、第１の領域Ａの上パネル３が押下されているか否かを判断する（ステップＳ１４）。この判断は、上パネル３の電極１１ａの電圧値に基づいて行われる。即ち、電圧検出器１６が電圧を検出した場合（電圧が０でない場合）には、第１の領域Ａの上パネル３が押下されていると判断し（ステップＳ１４のＹ）、電圧検出器１６が電圧を検出しない場合（電圧が０の場合）には、第１の領域Ａの上パネル３が押下されていないと判断する（ステップＳ１４のＮ）。
【００３４】
第１の領域Ａの上パネル３が押下されていると判断した場合には（ステップＳ１４のＹ）、電圧検出器１６が検出した電極１１ａの電圧値をＸ座標に変換して座標格納テーブルのＸ１に格納する（ステップＳ１５）。ここで、座標の検出原理を説明する。ＩＴＯ膜５における電圧は、電極６に近いほど５Ｖに近く、電極７に近いほど０Ｖに近く、電極６から電極７に向かって線形的に変化している。よって、ＩＴＯ膜５における電圧とＸ座標位置との関係は、電極６に近い（Ｘ座標値が小さい）ほど電圧が高く、電極７に近い（Ｘ座標値が大きい）ほど電圧が低いという関係となっている。そして、第１の領域Ａのある点が押圧されることにより、上パネル３のＩＴＯ膜９ａが下パネル２のＩＴＯ膜５に接触すると、その押圧点でのＩＴＯ膜５の電圧が上パネル３の電極１１ａに接続された電圧検出器１６によって検出され、これにより、この電圧に基づいてＸ座標が求められる。
【００３５】
一方、ステップＳ１４において、電圧検出器１６が検出した電圧が０Ｖであり、第１の領域Ａの上パネル３が押下されていないと判断した場合には（ステップＳ１４のＮ）、ステップＳ１６に進む。
【００３６】
次に、第２の領域Ｂの上パネル３が押下されているか否かを判断する（ステップＳ１６）。この判断は、上パネル３の電極１１ｂの電圧値に基づいて行われる。即ち、電圧検出器１７が電圧を検出した場合（電圧が０でない場合）には、第２の領域Ｂの上パネル３が押下されていると判断し（ステップＳ１４のＹ）、電圧検出器１７が電圧を検出しない場合（電圧が０の場合）には、第２の領域Ｂの上パネル３が押下されていないと判断する（ステップＳ１６のＮ）。
【００３７】
第２の領域Ｂの上パネル３が押下されていると判断した場合には（ステップＳ１４のＹ）、電圧検出器１７が検出した電極１１ｂの電圧値をＸ座標に変換して座標格納テーブルのＸ２に格納する（ステップＳ１７）。座標の検出原理は第１の領域Ａの場合と同様である。
【００３８】
なお、本実施の形態では、第１の領域ＡのＸ座標の検出処理と第２の領域ＢのＸ座標の検出処理とを時間的にずらした処理として説明したが、これらの処理を並行に行っても良い。このとき、電極１１ａ，１１ｂから電圧検出器１６，１７に流れる電流は非常に小さくそれらが干渉し合うことがないので、このような２つの電圧の同時測定においても、電圧検出器１６，１７の電圧測定が正確に行われる。
【００３９】
一方、ステップＳ１６において、電圧検出器１７が検出した電圧が０Ｖであり、第２の領域Ｂの上パネル３が押下されていないと判断した場合には（ステップＳ１６のＮ）、何もしない。
【００４０】
以上のようなステップＳ１からステップＳ１７の処理は、押圧動作に比べて非常に短時間で実行される。そして、この処理を繰り返し行うことにより、常に第１及び第２の領域Ａ，Ｂの座標の検出が可能となる。
【００４１】
このように本実施の形態では、上パネル３の押圧入力有効領域を第１の領域Ａと第２の領域Ｂとに２つに分けて、それらの領域Ａ，Ｂ毎に、１点の押圧点の座標を検出可能としたことにより、第１及び第２の領域Ａ，Ｂでそれぞれ同時に１点ずつ押下された場合でも、それらのＸＹ座標の位置を正確に検出することができる。これにより、２人のオペレータが使用領域を定めて操作することにより、同時に一つの抵抗膜式タッチパネルを２人で操作することができる。
【００４２】
ここで、第１の領域Ａと第２の領域Ｂとの間にはＩＴＯ膜が蒸着されていない部分が存在し、この部分での入力ができないという制約があるが、これは、この抵抗膜式タッチパネル１を装着する表示装置においてその入力できない部分にボタンを表示させないようなアプリケーションにすれば問題にはならない。
【００４３】
なお、本実施の形態では、押圧入力有効領域として２つ領域Ａ，Ｂを設けた例を説明したが、これに限るものではなく、複数であればよい。例えば、押圧入力有効領域を３つ設ける場合には、図８に示すように、上パネルに３つのＩＴＯ膜９ｃ，９ｄ，９ｅをＸ方向に並べて設け、それぞれに電極１０ｃ，１１ｃ、電極１０ｄ，１１ｄ、電極１０ｅ，１１ｅを設ければよい。
【００４４】
また、本実施の形態では、アナログ式の抵抗膜式タッチパネル１への適用例を説明したが、デジタル式の抵抗膜式タッチパネルへ本発明を適用してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、同時に押された複数の点の位置を検出できるタッチパネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の抵抗膜式タッチパネルを示す縦断側面図である。
【図２】抵抗膜式タッチパネルを示す模式図である。
【図３】抵抗膜式タッチパネルの電気的接続を示すブロック図である。
【図４】座標検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第１の領域のＹ座標を検出するときの抵抗膜式タッチパネルを示す模式図。
【図６】第２の領域のＹ座標を検出するときの抵抗膜式タッチパネルを示す模式図。
【図７】第１及び第２の領域のＸ座標を検出するときの抵抗膜式タッチパネルを示す模式図である。
【図８】３点押圧入力対応の抵抗膜式タッチパネルを示す模式図である。
【図９】従来の抵抗膜式タッチパネルを示す縦断側面図である。
【図１０】抵抗膜式タッチパネルを示す斜視図である。
【符号の説明】
１…抵抗膜式タッチパネル、２…下パネル（第１のパネル）、３…上パネル（第２のパネル）、５…ＩＴＯ膜（第１の抵抗膜）、６…電極（第１の電極部）、７…電極（第１の電極部）、９ａ〜９ｅ…ＩＴＯ膜（第２の抵抗膜）、１０ａ〜１０ｅ…電極（第２の電極部）、１１ａ〜１１ｅ…電極（第２の電極部）
【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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