(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板の内側表面上に第１の透明導電膜が形成され、前記第１の透明導電膜上における表示領域外に対応する位置に、Ｘ方向に間隔を設けて一対のＸ電極が形成された第１の電極板と、第２の基板の内側表面上に第２の透明導電膜が形成され、前記第２の透明導電膜上における前記表示領域外に対応する位置に、Ｙ方向に間隔を設けて一対のＹ電極が形成された第２の電極板とが、互いに対向された状態で前記両電極板の周縁部同士の間に配置された枠状のシール材を介して接着され、前記両電極板の一方が可動電極板、他方が固定電極板とされたタッチパネルと、
前記一対のＸ電極間および前記一対のＹ電極間に交互に電圧を印加しつつ、前記タッチパネルの操作位置のＸ座標およびＹ座標を、前記電圧が印加されていない前記電極を介して検出される検出電圧に基づいて交互に検出する座標検出手段と、
この座標検出手段による前記座標の検出の際に、前記検出電圧の値が設定された閾値以上であるか否かに基づいて、前記タッチパネルの操作が行われたか否かの操作有無判定を行う操作有無判定手段と
を備え、
前記座標検出手段は、前記操作有無判定手段によって肯定的な判定結果が得られた場合に、その際の判定対象となった前記検出電圧に対応した前記座標を割り出すタッチパネル装置であって、
前記一対のＸ電極間および前記一対のＹ電極間のいずれにも電圧が印加されていない非印加状態の下で、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間の絶縁抵抗値を検出する絶縁抵抗値検出手段と、
この絶縁抵抗値検出手段によって検出された前記絶縁抵抗値に応じた前記閾値を設定する閾値設定手段と
を備えたことを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記非印加状態は、前記タッチパネルの起動直後の状態とされていること
を特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記操作有無判定手段によって肯定的な判定結果が得られた場合に、前記検出電圧の値が表示領域内に対応する既知の所定電圧範囲内の値であるか否かに基づいて、前記タッチパネルの前記表示領域外に対応する部位に異常が発生しているか否かの異常有無判定を行う異常有無判定手段を備え、
前記閾値設定手段は、前記閾値として、前記絶縁抵抗値の正常値に対応する低電圧側の第１の閾値と、前記正常値から低下した前記絶縁抵抗値に対応する高電圧側の第２の閾値とを、前記絶縁抵抗値に応じて選択的に設定し、前記第１の閾値を、前記所定電圧範囲内の値における下限値よりも所定値以上小さい値とすること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
第１の基板の内側表面上に第１の透明導電膜が形成され、前記第１の透明導電膜上における表示領域外に対応する位置に、Ｘ方向に間隔を設けて一対のＸ電極が形成された第１の電極板と、第２の基板の内側表面上に第２の透明導電膜が形成され、前記第２の透明導電膜上における前記表示領域外に対応する位置に、Ｙ方向に間隔を設けて一対のＹ電極が形成された第２の電極板とが、互いに対向された状態で前記両電極板の周縁部同士の間に配置された枠状のシール材を介して接着され、前記両電極板の一方が可動電極板、他方が固定電極板とされたタッチパネルにおいて、前記一対のＸ電極間および前記一対のＹ電極間に交互に電圧を印加しつつ、前記タッチパネルの操作位置のＸ座標およびＹ座標を、前記電圧が印加されていない前記電極を介して検出される検出電圧に基づいて交互に検出する際に、前記検出電圧の値が設定された閾値以上であるか否かに基づいて、前記タッチパネルの操作が行われたか否かの操作有無判定を行うタッチパネル操作有無判定方法であって、
前記一対のＸ電極間および前記一対のＹ電極間のいずれにも電圧が印加されていない非印加状態を形成する第１のステップと、
この第１のステップにおいて形成された前記非印加状態の下で、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間の絶縁抵抗値を検出する第２のステップと、
この第２のステップにおいて検出された前記絶縁抵抗値に応じた前記閾値を設定する第３のステップと、
前記検出電圧が前記第３のステップにおいて設定された前記閾値以上であるか否かに基づいて前記操作有無判定を行う第４のステップと
を含むことを特徴とするタッチパネル操作有無判定方法。
【請求項５】
前記第１のステップにおいて、前記非印加状態を、前記タッチパネルの起動によって形成される前記タッチパネルの起動直後の状態とすること
を特徴とする請求項４に記載のタッチパネル操作有無判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル装置およびタッチパネル操作有無判定方法に係り、特に、タッチパネルの操作が行われたか否かを判定するのに好適なタッチパネル装置およびタッチパネル操作有無判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車載器等の電子機器を操作対象とした入力装置として、ユーザが手指等の操作体を接触させることによる入力操作が可能とされたタッチパネルが用いられていた。
【０００３】
このようなタッチパネルの一つとして、基板上にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる透明導電膜（抵抗膜）が形成された互いに対向する二枚の電極板を有し、これら両電極板の一方の透明導電膜に電圧を印加した状態で他方の透明導電膜を通じて操作位置に応じた電圧を検出することによって、操作位置の座標を検出するアナログ抵抗膜方式のタッチパネルが知られていた。
【０００４】
この種のアナログ抵抗膜方式のタッチパネルには、二枚の電極板の双方の基板をガラス製としたもの（Ｇ／Ｇ）、一方をフィルム（樹脂）製、他方をガラス製としたもの（Ｆ／Ｇ）または双方をフィルム製としたもの（Ｆ／Ｆ）等があったが、いずれも、基本構成は以下に示すようになっていた。
【０００５】
すなわち、図７および図８に示すように、アナログ抵抗膜方式のタッチパネル１は、厚み方向（図７における上下方向）において互いに対向するＸ電極板２とＹ電極板３との２枚の電極板２，３を有しており、これら両電極板２，３は、これらの周縁部同士の間に配置された矩形枠状のシール材４によって、両電極板２，３間の空間を封止するようにして接着されている。また、図７に示すように、両電極板２，３間の空間内には、両電極板２，３間の間隙を確保するためのスペーサ５が配置されている。
【０００６】
より具体的には、図７に示すように、Ｘ電極板２は、例えばフィルムからなる透明な矩形のＸ側基板６と、このＸ側基板６の内側表面（図７における下面）上に全面的に形成されたＩＴＯ等からなるＸ側透明導電膜７とを有している。また、図８に示すように、Ｘ側透明導電膜７上には、銀ペースト等からなるＹ方向（図８における上下方向）に長尺な左側Ｘ電極８と右側Ｘ電極９とが、互いにＸ方向（図８における左右方向）に所定の間隔を設けて形成されている。また、図８に示すように、両Ｘ電極８，９には、それぞれの引き廻し配線８ａ，９ａが端子部側まで至るように連設されており、両Ｘ電極８，９の引き廻し配線８ａ，９ａは、端子部において可撓配線基板（ＦＰＣ）１０の配線１１，１２にそれぞれ電気的に接続されている。なお、この接続は、シール材４に混入された導電性物質を介して行われる場合もある。さらに、図８に示すように、両Ｘ電極８，９は、いずれもシール材４よりも内側に配置されている。
【０００７】
一方、図７に示すように、Ｙ電極板３は、例えばガラスからなる透明な矩形のＹ側基板１４と、このＹ側基板１４の内側表面（図７における上面）上に全面的に形成されたＩＴＯ等からなるＹ側透明導電膜１５とを有している。また、図８に示すように、Ｙ側透明導電膜１５上には、銀ペースト等からなるＸ方向に長尺な上側Ｙ電極１６と下側Ｙ電極１７とが、互いにＹ方向に所定の間隔を設けて形成されている。また、図８に示すように、両Ｙ電極１６，１７には、それぞれの引き廻し配線１６ａ，１７ａが端子部まで至るように連設されており、両Ｙ電極１６，１７の引き廻し配線１６ａ，１７ａは、端子部において可撓配線基板１０の配線１８，１９にそれぞれ電気的に接続されている。さらに、図８に示すように、両Ｙ電極１６，１７は、いずれもシール材４よりも内側に配置されている。
【０００８】
また、図８に示すように、タッチパネル１には、両Ｘ電極８，９および両Ｙ電極１６，１７によって恰も四方から囲繞されたような平面形状が矩形状の領域Ａが形成されているが、この領域Ａは、タッチパネル１に連動する（タッチパネル１が搭載される）不図示の表示装置における画像（タッチパネルの操作画面等）が表示される表示領域に対応する領域となっている。したがって、両Ｘ電極８，９および両Ｙ電極１６，１７は、当該表示装置における表示領域外に対応する透明導電膜７，１５上の位置に配置されていることになる。
【０００９】
そして、このようなタッチパネル１において、Ｘ電極板２を可動電極板、Ｙ電極板３を固定電極板とした場合に、ユーザは、Ｘ電極板２を図７における上方から押し下げてＸ側透明導電膜７をＹ側透明導電膜１５上に点接触させることによって、タッチパネル１の操作（入力操作）を行うことが可能とされている。
【００１０】
すなわち、Ｘ側透明導電膜７とＹ側透明導電膜１５との接触点がタッチパネル１の操作位置Ｐとなり、タッチパネル１に可撓配線基板１０を介して電気的に接続されたマイコン２２（図９、図１０参照）側において、このような操作位置ＰのＸ座標およびＹ座標が交互に検出されるようになっている。
【００１１】
具体的には、操作位置ＰのＸ座標を検出する際には、図９（ａ）に示すように、Ｘ電極板２の両Ｘ電極８，９間のみに電圧を印加した状態において、タッチパネル１の操作によってＸ側透明導電膜７に生じた電位勾配を、電極間電圧が印加されていないＹ電極板３側の電極１７を介して検出するようになっている。なお、図９（ａ）においては、右側Ｘ電極９を正電極、左側Ｘ電極８を負電極としている。ここで、図９（ａ）に示すように、両Ｘ電極８，９間に印加された電圧をＥ〔Ｖ〕、Ｘ側透明導電膜７における操作位置Ｐと右側Ｘ電極９との間のＸ方向の等価抵抗をＲＸ１〔Ω〕、Ｘ側透明導電膜７における操作位置Ｐと左側Ｘ電極８との間のＸ方向の等価抵抗をＲＸ２〔Ω〕とすると、下側Ｙ電極１７を介して{ＲＸ２／（ＲＸ１＋ＲＸ２）}×Ｅ〔Ｖ〕の電圧（以下、Ｘ座標電圧と称する）が検出されるようになっている。図９（ｂ）は、このときの等価回路を示したものである。この等価回路においては、Ｅ〔Ｖ〕の電源２１に連設された第１のスイッチＳＷ１およびアースに連設された第２のスイッチＳＷ２が、マイコン２２の制御によって右側Ｘ電極９および左側Ｘ電極８にそれぞれ接続されている。また、この等価回路においては、マイコン２２のアナログ入力端子に連設された第３のスイッチＳＷ３が、マイコン２２の制御によって下側Ｙ電極１７に接続されている。そして、このような等価回路において、マイコン２２のアナログ入力端子には、Ｘ座標電圧の電圧値を示すアナログ信号が、下側Ｙ電極１７から入力されるようになっている。そして、マイコン２２は、入力された当該アナログ信号に基づいて、Ｘ座標電圧に対応するＸ座標を、例えば、Ｘ座標電圧値とＸ座標値との対応関係が記述されたテーブルから抽出すること等によって検出するようになっている。ただし、マイコン２２は、このＸ座標電圧を内蔵のＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２３によるＡ／Ｄ変換を介してデジタル量ＥＸ〔Ｖ〕として検出するようになっている。
【００１２】
一方、操作位置ＰのＹ座標を検出する際には、図１０（ａ）に示すように、Ｙ電極板３の両Ｙ電極１６，１７間のみに電圧を印加した状態において、タッチパネル１の操作によってＹ側透明導電膜１５に生じた電位勾配を、電極間電圧が印加されていないＸ電極板２側の電極８を介して検出するようになっている。なお、図１０（ａ）においては、上側Ｙ電極１６を正電極、下側Ｙ電極１７を負電極としている。ここで、図１０（ａ）に示すように、両Ｙ電極１６，１７間に印加された電圧をＥ〔Ｖ〕、Ｙ側透明導電膜１５における操作位置Ｐと上側Ｙ電極１６との間のＹ方向の等価抵抗をＲＹ１〔Ω〕、Ｙ側透明導電膜１５における操作位置Ｐと下側Ｙ電極１７との間のＹ方向の等価抵抗をＲＹ２〔Ω〕とすると、左側Ｘ電極８を介して{ＲＹ２／（ＲＹ１＋ＲＹ２）}×Ｅ〔Ｖ〕の電圧（以下、Ｙ座標電圧と称する）が検出されるようになっている。図１０（ｂ）は、このときの等価回路を示したものである。この等価回路においては、第１のスイッチＳＷ１および第２のスイッチＳＷ２の接続状態が図９（ｂ）の状態から切り替わっており、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２が、マイコン２２の制御によって上側Ｙ電極１６および下側Ｙ電極１７にそれぞれ接続されている。また、この等価回路においては、第３のスイッチＳＷ３の接続状態が図９（ｂ）の状態から切り替わっており、マイコン２２の制御によって左側Ｘ電極８に接続されている。そして、このような等価回路において、マイコン２２のアナログ入力端子には、Ｙ座標電圧の電圧値を示すアナログ信号が、左側Ｘ電極８から入力されるようになっている。そして、マイコン２２は、入力された当該アナログ信号に基づいて、Ｙ座標電圧に対応するＹ座標を、例えば、Ｙ座標電圧値とＹ座標値との対応関係が記述されたテーブルから抽出すること等によって検出するようになっている。ただし、マイコン２２は、このＹ座標電圧をＡ／Ｄコンバータ２３によるＡ／Ｄ変換を介してデジタル量ＥＹ〔Ｖ〕として検出するようになっている。
【００１３】
なお、マイコン２２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の接続状態を、タッチパネル１の操作の有無にかかわらず図９（ｂ）の状態と図１０（ｂ）の状態との間で交互に切り替えるようになっている。
【００１４】
ところで、従来から、タッチパネル１の操作位置の座標を検出する際には、検出されたＸ座標電圧またはＹ座標電圧の値が設定された閾値以上であるか否かに基づいて、タッチパネル１の操作が行われたか否かの操作有無判定を行うようになっていた。そして、このような操作有無判定においてタッチパネル１の操作が行われた旨の肯定的な判定結果が得られた場合すなわちＸ／Ｙ座標電圧の値が閾値以上である場合に、このＸ／Ｙ座標電圧の値に対応したＸ／Ｙ座標を割り出すようになっていた。
【００１５】
これまでにも、このような操作有無判定を行うアナログ抵抗膜方式のタッチパネルに関する技術として、例えば、特許文献１に示すような技術が提案されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平６−３２４７８７号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、タッチパネル１を高温多湿の環境下に長時間置いた場合には、タッチパネル１の操作が行われなくても操作有無判定において操作が行われた旨の誤判定がなされてしまう問題が生じていた。そのメカニズムは以下に例示する通りである。
【００１８】
すなわち、高温多湿環境下では、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、シール材４の部分からタッチパネル１の内部に徐々に水分が侵入することになる。
【００１９】
次いで、このようにして侵入した水分によって、Ｘ電極８，９とＹ電極１６，１７との間の絶縁抵抗値（以下、ＸＹ電極間絶縁抵抗値と称する）が低下することになる。なお、図１２の例で言えば、図１２の一点鎖線枠に示すように、右側Ｘ電極９とこの近傍に配置された上側Ｙ電極１６の引き廻し配線１６ａとの間に付着した水分による両電極９，１６間のＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下および右側Ｘ電極９の引き廻し配線９ａとこの近傍に配置された下側Ｙ電極１７との間に付着した水分による両電極９，１７間のＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下が特に顕著になる。ただし、引き廻し配線パターンや端子部の位置に応じては、ＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下が顕著となるＸ電極８，９とＹ電極１６，１７との組合わせは異なってくる。
【００２０】
次いで、このようにしてＸＹ電極間絶縁抵抗値が低下すると、タッチパネル１の非操作状態におけるＸ座標電圧およびＹ座標電圧が、ＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下前においては図１３（ａ）に示すようにともに０〔Ｖ〕であったのに対して、ＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下後においては、図１３（ｂ）に示すようにともに低下前よりも上昇した０．５〔Ｖ〕になる。
【００２１】
このとき、操作有無判定における閾値が０．２〔Ｖ〕である場合には、ＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下後においては、タッチパネル１の非操作状態にかかわらず閾値を超える電圧値のＸ座標電圧およびＹ座標電圧が検出されることになる。そして、このことが操作有無判定における誤判定に繋がることになる。
【００２２】
実際に、現行モデルのタッチパネルを、温度８５℃、湿度８５％の高温多湿環境下に２４０時間放置して、放置前および放置後のＸＹ電極間絶縁抵抗値を測定する試験を行ったところ、放置前のＸＹ電極間絶縁抵抗値が１００ＭΩ以上であるのに対して、放置後のＸＹ電極間絶縁抵抗値が１ＭΩ以下となる試験結果が得られた。
【００２３】
このようなＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下を原因とした操作有無判定の誤判定は、実際の操作状態（非操作）と剥離した無駄なＸ／Ｙ座標の割り出し処理を招くため、有効な防止策が求められていた。
【００２４】
ここで、特許文献２においては、高温多湿環境下に対応した技術が提案されているが、この技術は、高温多湿環境下における引き廻し配線のマイグレーションの発生を抑制するための技術であり、操作有無判定の誤判定の問題に対処することはできない。
【００２５】
また、仮に、シール材４の幅を広くすれば、高温多湿環境下におけるタッチパネル１の内部への水分の侵入を抑制することができるため、操作有無判定の誤判定の問題への対策として一見有効に思える。しかるに、このような構成は、従来から表示装置に求められていた狭額縁化とは逆行するような構成であり、製品の小型軽量化が困難となってしまう。
【００２６】
そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、小型軽量化を図りつつ、高温多湿環境下等においてＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下が生じた場合においても、タッチパネルの操作有無判定の精度を良好に維持することができるタッチパネル装置およびタッチパネル操作有無判定方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
前述した目的を達成するため、本発明に係るタッチパネル装置は、第１の基板の内側表面上に第１の透明導電膜が形成され、前記第１の透明導電膜上における表示領域外に対応する位置に、Ｘ方向に間隔を設けて一対のＸ電極が形成された第１の電極板と、第２の基板の内側表面上に第２の透明導電膜が形成され、前記第２の透明導電膜上における前記表示領域外に対応する位置に、Ｙ方向に間隔を設けて一対のＹ電極が形成された第２の電極板とが、互いに対向された状態で前記両電極板の周縁部同士の間に配置された枠状のシール材を介して接着され、前記両電極板の一方が可動電極板、他方が固定電極板とされたタッチパネルと、前記一対のＸ電極間および前記一対のＹ電極間に交互に電圧を印加しつつ、前記タッチパネルの操作位置のＸ座標およびＹ座標を、前記電圧が印加されていない前記電極を介して検出される検出電圧に基づいて交互に検出する座標検出手段と、この座標検出手段による前記座標の検出の際に、前記検出電圧の値が設定された閾値以上であるか否かに基づいて、前記タッチパネルの操作が行われたか否かの操作有無判定を行う操作有無判定手段とを備え、前記座標検出手段は、前記操作有無判定手段によって肯定的な判定結果が得られた場合に、その際の判定対象となった前記検出電圧に対応した前記座標を割り出すタッチパネル装置であって、前記一対のＸ電極間および前記一対のＹ電極間のいずれにも電圧が印加されていない非印加状態の下で、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間の絶縁抵抗値を検出する絶縁抵抗値検出手段と、この絶縁抵抗値検出手段によって検出された前記絶縁抵抗値に応じた前記閾値を設定する閾値設定手段とを備えたことを特徴としている。
【００２８】
また、本発明に係るタッチパネル操作有無判定方法は、第１の基板の内側表面上に第１の透明導電膜が形成され、前記第１の透明導電膜上における表示領域外に対応する位置に、Ｘ方向に間隔を設けて一対のＸ電極が形成された第１の電極板と、第２の基板の内側表面上に第２の透明導電膜が形成され、前記第２の透明導電膜上における前記表示領域外に対応する位置に、Ｙ方向に間隔を設けて一対のＹ電極が形成された第２の電極板とが、互いに対向された状態で前記両電極板の周縁部同士の間に配置された枠状のシール材を介して接着され、前記両電極板の一方が可動電極板、他方が固定電極板とされたタッチパネルにおいて、前記一対のＸ電極間および前記一対のＹ電極間に交互に電圧を印加しつつ、前記タッチパネルの操作位置のＸ座標およびＹ座標を、前記電圧が印加されていない前記電極を介して検出される検出電圧に基づいて交互に検出する際に、前記検出電圧の値が設定された閾値以上であるか否かに基づいて、前記タッチパネルの操作が行われたか否かの操作有無判定を行うタッチパネル操作有無判定方法であって、前記一対のＸ電極間および前記一対のＹ電極間のいずれにも電圧が印加されていない非印加状態を形成する第１のステップと、この第１のステップにおいて形成された前記非印加状態の下で、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極との間の絶縁抵抗値を検出する第２のステップと、この第２のステップにおいて検出された前記絶縁抵抗値に応じた前記閾値を設定する第３のステップと、前記検出電圧が前記第３のステップにおいて設定された前記閾値以上であるか否かに基づいて前記操作有無判定を行う第４のステップとを含むことを特徴としている。
【００２９】
このような本発明によれば、非印加状態の下で、ＸＹ電極間絶縁抵抗値を適正に検出した上で、検出されたＸＹ電極間絶縁抵抗値に応じた操作有無判定用の検出電圧の閾値を設定することができるので、ＸＹ電極間絶縁抵抗値が低下した場合においても、この低下に応じて閾値を好適な値に上げることによって操作有無判定の誤判定を有効に防止することができる。また、このような誤判定の防止を、シール材４の幅を広げることなく行うことができる。
【００３０】
さらに、前記非印加状態を、前記タッチパネルの起動直後の状態としてもよい。このようにすれば、非印加状態を形成するための特別な電気制御を要しないので、ＸＹ電極間絶縁抵抗値を簡便に検出することができる。また、タッチパネル操作が確実に行われない時機を選ぶことができるので、ＸＹ電極間絶縁抵抗値をより正確に検出することができる。
【００３１】
さらにまた、前記タッチパネル装置において、前記操作有無判定手段によって肯定的な判定結果が得られた場合に、前記検出電圧の値が表示領域内に対応する既知の所定電圧範囲内の値であるか否かに基づいて、前記タッチパネルの前記表示領域外に対応する部位に異常が発生しているか否かの異常有無判定を行う異常有無判定手段を備え、前記閾値設定手段は、前記閾値として、前記絶縁抵抗値の正常値に対応する低電圧側の第１の閾値と、前記正常値から低下した前記絶縁抵抗値に対応する高電圧側の第２の閾値とを、前記絶縁抵抗値に応じて選択的に設定し、前記第１の閾値を、前記所定電圧範囲内の値における下限値よりも所定値以上小さい値としてもよい。このようにすれば、ＸＹ電極間絶縁抵抗値が低下していない場合の異常有無判定が可能なタッチパネルにおける表示領域外に対応する部位の範囲を広くとることができるので、当該表示領域外に対応する部位の異常を迅速に検知することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、小型軽量化を図りつつ、高温多湿環境下等においてＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下が生じた場合においても、タッチパネルの操作有無判定の精度を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るタッチパネル装置の実施形態を示す等価回路図
【図２】本発明に係るタッチパネル装置の実施形態において、ＡＤＣ測定電圧とＸＹ電極間絶縁抵抗値との対応関係が記述されたテーブルを示す概念図
【図３】本発明に係るタッチパネル装置の実施形態において、具体的なＸＹ電極間絶縁抵抗値を求めるための詳細な等価回路図
【図４】本発明に係るタッチパネル操作有無判定方法の実施形態を示すフローチャート
【図５】本発明に係るタッチパネル装置の実施形態において、ＸＹ電極間絶縁抵抗値に応じた操作有無判定閾値の設定例を示す模式図
【図６】本発明に係るタッチパネル装置の実施形態において、タッチパネルの各位置ごとの検出電圧の一例を示す模式図
【図７】従来から採用されていたタッチパネルを模式的に示す断面図
【図８】図７の概略平面透視図
【図９】操作位置のＸ座標の検出動作を説明するための説明図
【図１０】操作位置のＹ座標の検出動作を説明するための説明図
【図１１】従来の問題点を説明するための第１の説明図
【図１２】従来の問題点を説明するための第２の説明図
【図１３】従来の問題点を説明するための第３の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係るタッチパネル装置およびタッチパネル操作有無判定方法の実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００３５】
なお、従来と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。
【００３６】
本実施形態におけるタッチパネル装置は、図７および図８に示した従来と同様のタッチパネル１を備えている。
【００３７】
ここで、タッチパネル１を構成するＸ電極板２は、本発明における第１の電極板に相当する。具体的には、Ｘ電極板２におけるＸ側基板６は、本発明における第１の基板に相当する。また、Ｘ電極板２におけるＸ側透明導電膜７は、本発明における第１の透明導電膜に相当する。さらに、Ｘ電極板２における左側Ｘ電極８および右側Ｘ電極９は、本発明における一対のＸ電極に相当する。
【００３８】
一方、タッチパネル１を構成するＹ電極板３は、本発明における第２の電極板に相当する。具体的には、Ｙ電極板３におけるＹ側基板１４は、本発明における第２の基板に相当する。また、Ｙ電極板３におけるＹ側透明導電膜１５は、本発明における第２の透明導電膜に相当する。さらに、Ｙ電極板３における上側Ｙ電極１６および下側Ｙ電極１７は、本発明における一対のＹ電極に相当する。
【００３９】
また、シール材４は、本発明における枠状のシール材に相当する。さらに、本実施形態においても、両電極板２，３の一方を可動電極板、他方を固定電極板としたタッチパネル１の操作が行われるようになっている。
【００４０】
さらに、本実施形態におけるタッチパネル装置は、図９（ｂ）および図１０（ｂ）の等価回路に示した構成と同様の構成を備えている。すなわち、図１の等価回路に示すように、本実施形態におけるタッチパネル装置３０は、電源２１、マイコン２２、Ａ／Ｄコンバータ２３および第１〜第３のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を備えている。
【００４１】
これらの構成部２１，２２，２３，ＳＷ１〜ＳＷ３は、本発明における座標検出手段として機能するようになっている。すなわち、タッチパネル装置３０は、マイコン２２の制御によってスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の接続状態を図９（ｂ）の状態と図１０（ｂ）の状態との間で交互に切り替えることによって、両Ｘ電極８，９間および両Ｙ電極１６，１７に交互に電源２１の電圧を印加するようになっている。このような電圧の印加は、タッチパネル１の操作の有無に関係なく行うようになっている。また、タッチパネル装置３０は、このような電圧の印加状態の下で、ユーザによってタッチパネル１の操作が行われた場合には、電圧が印加されている側の透明導電膜（図９の場合はＸ側透明導電膜７、図１０の場合はＹ側透明導電膜１５）に発生した操作位置に応じた電位勾配を検出するようになっている。この電位勾配は、電圧が印加されていない電極（図９の場合は下側Ｙ電極１７、図１０の場合は左側Ｘ電極８）を介して、検出電圧としてのＸ座標電圧（図９の場合）またはＹ座標電圧（図１０の場合）として検出されるようになっている。このとき、Ｘ座標電圧およびＹ座標電圧は、電圧が印加されていない電極からマイコン２２のアナログ入力端子に各電圧の電圧値を示すアナログ信号として入力された後に、マイコン２２に内蔵のＡ／Ｄコンバータ２３によるＡ／Ｄ変換によってデジタル量として検出されるようになっている。そして、マイコン２２は、座標検出の最終処理として、検出されたＸ／Ｙ座標電圧に対応する操作位置のＸ／Ｙ座標を、前述したテーブルからの抽出等によって割り出す処理を行うようになっている。
【００４２】
また、マイコン２２は、本発明における操作有無判定手段としても機能するようになっている。すなわち、マイコン２２は、操作位置のＸ／Ｙ座標の検出の際に、検出されたＸ／Ｙ座標電圧の値が設定された閾値（以下、操作有無判定閾値と称する）以上であるか否かに基づいて、タッチパネル１の操作が行われたか否かの操作有無判定を行うようになっている。
【００４３】
マイコン２２は、このような操作有無判定において肯定的な判定結果が得られた場合すなわちＸ／Ｙ座標電圧の値が操作有無判定閾値以上である場合に、その際に判定対象となったＸ／Ｙ座標電圧に対応したＸ／Ｙ座標の割り出しを行うようになっている。一方、操作有無判定において否定的な判定結果が得られた場合すなわちＸ／Ｙ座標電圧の値が操作有無判定閾値未満である場合には、マイコン２２は、Ｘ／Ｙ座標の割り出しを行わないようになっている。
【００４４】
そして、このような構成を備えた上で、タッチパネル装置３０には、従来にない本発明に特徴的な構成が追加されている。すなわち、図１に示すように、タッチパネル装置３０は、本発明における絶縁抵抗値検出手段の一部として機能する追加回路３２を備えている。
【００４５】
ここで、図１に示すように追加回路３２は、抵抗ＲＡＤＤおよび第４のスイッチＳＷ４を有しているとともに、回路３２の一端が電源２１および第１のスイッチＳＷ１に、回路３２の他端が第３のスイッチＳＷ３およびＡ／Ｄコンバータ２３に、それぞれ接続されている。なお、回路３２の他端は、Ａ／Ｄコンバータ２３への不定入力を防止するためのプルダウン抵抗ＲＤＷにも接続されている。
【００４６】
また、本実施形態において、マイコン２２は、追加回路３２とともに絶縁抵抗値検出手段として機能するようになっている。すなわち、マイコン２２は、両Ｘ電極８，９間および両Ｙ電極１６，１７間のいずれにも電源２１の電圧が印加されていない非印加状態の下で、追加回路３２と協働してＸＹ電極間絶縁抵抗値を検出するようになっている。
【００４７】
具体的には、マイコン２２は、非印加状態において、ＸＹ電極間絶縁抵抗による電圧降下を測定するための電圧降下測定回路を形成するようになっている。
【００４８】
すなわち、図１においては、非印加状態として、第１のスイッチＳＷ１がオフされた状態（フローティング状態）になっている。そして、このような非印加状態の下で、マイコン２２は、例えば、第２のスイッチＳＷ２を下側Ｙ電極１７に接続（オン）し、第３のスイッチＳＷ３を左側Ｘ電極８に接続（オン）し、第４のスイッチＳＷ４をオンするスイッチ制御を行うことによって、前記電圧降下測定回路を形成するようになっている。この電圧降下測定回路は、電源２１が追加回路３２を介してＸＹ電極間絶縁抵抗に直列接続されるとともに、ＸＹ電極間絶縁抵抗にＡ／Ｄコンバータ２３が並列接続された回路構成となる（図３参照）。このような回路構成によれば、Ａ／Ｄコンバータ２３をテスタ（電圧計）のように機能させて、ＸＹ電極間絶縁抵抗による電圧降下を測定することができる。ただし、透明導電膜７，１５による電圧降下は、ＸＹ電極間絶縁抵抗による電圧降下に比べて極めて小さいため無視することができる。
【００４９】
そして、このようにして前記電圧降下測定回路を用いたＸＹ電極間絶縁抵抗による電圧降下の測定を行った上で、マイコン２２は、Ａ／Ｄコンバータ２３によって取得された当該電圧降下の測定値に基づいて、ＸＹ電極間絶縁抵抗値を検出するようになっている。このとき、マイコン２２は、前述したＸ／Ｙ座標電圧に基づく操作位置のＸ／Ｙ座標の割り出しの場合と同様に、図２に示すように、当該電圧降下の測定値（ＡＤＣ測定電圧）とＸＹ電極間絶縁抵抗値との対応関係が記述されたテーブルに基づいて、ＸＹ電極間絶縁抵抗値を割り出すようにしてもよい。その場合に、当該テーブルは、マイコン２２に内蔵または外付けの不図示の記憶部に記憶させておけばよい。また、各ＸＹ電極間絶縁抵抗値にそれぞれ対応する当該電圧降下の測定値は、それぞれ一定の数値幅（オフセット）を有するものであってもよい。ただし、テーブル以外の方法によってＸＹ電極間絶縁抵抗値を求めてもよい。
【００５０】
なお、図１および図３においては、左側Ｘ電極８と下側Ｙ電極１７との間のＸＹ電極間絶縁抵抗値を検出するための等価回路（電圧降下測定回路）が示されているが、両Ｘ電極８，９の正負の関係および両Ｙ電極１６，１７の正負の関係の少なくとも一方が図１とは逆転した構成を採用すれば、他の３つのパターンのＸＹ電極間絶縁抵抗値のいずれかを検出することができる。具体的には、例えば、図１とは異なり、第１のスイッチＳＷ１を、左側Ｘ電極８と上側Ｙ電極１６との間での接続の切り替えが可能に構成するとともに、第２のスイッチＳＷ２および第３のスイッチＳＷ３を、右側Ｘ電極９と下側Ｙ電極１７との間での接続の切り替えが可能に構成した上で、第１のスイッチＳＷ１をオフ、第２のスイッチＳＷ２および第３のスイッチＳＷ３を右側Ｘ電極９に接続することによって、両Ｘ電極８，９の正負の関係を図１と逆転させれば、右側Ｘ電極９と下側Ｙ電極１７との間のＸＹ電極間絶縁抵抗値を検出することができる。また、例えば、図１とは異なり、第１のスイッチＳＷ１を、右側Ｘ電極９と下側Ｙ電極１７との間での接続の切り替えが可能に構成するとともに、第２のスイッチＳＷ２および第３のスイッチＳＷ３を、左側Ｘ電極８と上側Ｙ電極１６との間での接続の切り替えが可能に構成した上で、第１のスイッチＳＷ１をオフ、第２のスイッチＳＷ２および第３のスイッチＳＷ３を上側Ｙ電極１６に接続することによって、両Ｙ電極１６，１７の正負の関係を図１と逆転させれば、左側Ｘ電極８と上側Ｙ電極１６との間のＸＹ電極間絶縁抵抗値を検出することができる。さらに、同様の要領で両Ｘ電極８，９の正負の関係および両Ｙ電極１６，１７の正負の関係を図１と逆転させれば、右側Ｘ電極９と上側Ｙ電極１６との間のＸＹ電極間絶縁抵抗値を検出することができる。以上の４つのパターンのＸＹ電極間絶縁抵抗値のうち、どのパターンのＸＹ電極間絶縁抵抗値を検出すべきかは、例えば、引き廻し配線パターンや端子部の位置に応じて水分の付着等によってＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下が顕著となるＸＹ電極の組み合わせ等のコンセプトに応じた選択を行えばよい。また、４つのパターンのすべてのＸＹ電極間絶縁抵抗値を検出できるように、両Ｘ電極８，９の正負の関係および両Ｙ電極１６，１７の正負の関係の少なくとも一方を図１と逆転させるような電圧印加制御（スイッチ切り替え制御）を可能に構成してもよい。具体的には、例えば、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が接続可能なＸＹ電極（接点）を、図１の各２電極ずつから各４電極ずつにしてもよい。この場合、４つのパターンのＸＹ電極間絶縁抵抗値の平均値を求めても良い。尤も、４つのパターンのＸＹ電極間絶縁抵抗値がいずれも同一とみなせる場合には、任意の１つのパターンのＸＹ電極間絶縁抵抗値のみを検出する電圧降下測定回路を構成すればよい。
【００５１】
さらに、本実施形態において、マイコン２２は、閾値設定手段としても機能し、絶縁抵抗値検出手段としての機能によって検出されたＸＹ電極間絶縁抵抗値に応じた操作有無判定閾値を設定するようになっている。このとき設定される操作有無判定閾値は、ＸＹ電極間絶縁抵抗値が小さいほど大きな値となる。
【００５２】
なお、前記非印加状態は、タッチパネル１の起動直後の状態としてもよい。このようにすれば、タッチパネル１の起動直後においては両Ｘ電極８，９間および両Ｙ電極１６，１７間のいずれにも電圧が印加されないという既存の技術をそのまま適用することができるので、非印加状態を形成するための特別な電気制御（スイッチ制御）を要することなく、ＸＹ電極間絶縁抵抗値を簡便に検出することができる。また、ＸＹ電極間絶縁抵抗値の検出タイミングとして、タッチパネル１の操作（押し下げ操作）が確実に行われないタイミングを選択することができるので、タッチパネル１の押し下げによって正確なＸＹ電極間絶縁抵抗値の検出が妨げられることを回避することができる。
【００５３】
次に、図３は、具体的なＸＹ電極間絶縁抵抗値を検出するための等価回路（電圧降下測定回路）の一例を示したものである。
【００５４】
図３において、ＲＩＳＯは、ＸＹ電極間絶縁抵抗（図２においては、左側Ｘ電極８と下側Ｙ電極１７との間のＸＹ電極間絶縁抵抗）であり、ＲＺは、Ａ／Ｄコンバータ２３の入力インピーダンスである。その他の抵抗の意義は、図１に示したものと同様である。また、各抵抗の具体的な抵抗値〔Ω〕は図２にそれぞれ示す通りである。図３においては、ＲＹ２、ＲＩＳＯおよびＲＸ２の直列接続された３抵抗が、ＲＤＷおよびＲＺとそれぞれ並列接続されている。また、当該３抵抗、ＲＤＷおよびＲＺは、それぞれＲＡＤＤと直列接続されている。ただし、ＲＹ２およびＲＸ２は、ＲＩＳＯに比べて極めて小さいので、ＲＺでの電圧降下は、ＲＩＳＯでの電圧降下に等しいとみなすことができる。
【００５５】
このような等価回路においては、電源ＶＣＣ＝３．３Ｖの条件の下、ＲＩＳＯ＝１００ＭΩのときは１．５７１Ｖが、ＲＩＳＯ＝１０ＭΩのときは１．５６４Ｖが、ＲＩＳＯ＝１ＭΩのときは１．５００Ｖが、Ａ／Ｄコンバータ２３によってそれぞれ測定されることになる。したがって、このような各測定電圧とそれらに対応するＸＹ電極間絶縁抵抗値との対応関係を予めマイコン２２側でテーブル（図２参照）等の手段によって把握しておけば、測定電圧に対応したＸＹ電極間絶縁抵抗値を即時に割り出すことができる。
【００５６】
そして、このような各ＸＹ電極間絶縁抵抗値に対して、例えば、ＲＩＳＯ＝１０ＭΩの場合には、操作有無判定閾値０．２Ｖを、ＲＩＳＯ＝１ＭΩの場合には、操作有無判定閾値０．５１Ｖを、それぞれ設定してもよい。このとき、マイコン２２側で、ＸＹ電極間絶縁抵抗値と、これに応じて設定されるべき最適な操作有無判定閾値との既知の対応関係を予めテーブルとして記憶させておき、このテーブルに基づいてＸＹ電極間絶縁抵抗値に対応する操作有無判定閾値を選択して設定してもよい。
【００５７】
次に、前述したタッチパネル装置３０を適用した本発明に係るタッチパネル操作有無判定方法の実施形態について、図４を参照して説明する。
【００５８】
なお、初期状態において、タッチパネル装置３０（タッチパネル１）は起動されておらず、第１〜第４のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、いずれもオフになっているものとする。
【００５９】
そして、初期状態から、図４のステップ１（ＳＴ１）において、タッチパネル装置３０を起動する。この起動時においては、第１のスイッチＳＷ１は初期状態を維持しており、両Ｘ電極８，９間および両Ｙ電極１６，１７間のいずれにも電圧が印加されていない非印加状態が形成されている。また、このとき、第２〜第４のスイッチＳＷ２〜ＳＷ４も初期状態を維持しており、前記電圧降下測定回路は形成されていない。
【００６０】
次いで、ステップ２（ＳＴ２）において、マイコン２２の制御により、第２〜第４のスイッチＳＷ２〜ＳＷ４をオンにすることによって、電圧降下測定回路を形成する。
【００６１】
次いで、ステップ３（ＳＴ３）において、マイコン２２により、ＸＹ電極間絶縁抵抗による電圧降下を、Ａ／Ｄコンバータ２３による測定値として取得する。
【００６２】
次いで、ステップ４（ＳＴ４）において、マイコン２２により、予め記憶されたＸＹ電極間絶縁抵抗による電圧降下（ＡＤＣ測定電圧）とＸＹ電極間絶縁抵抗値との対応関係（図２参照）に基づいて、ステップ３（ＳＴ３）において取得された測定値に対応するＸＹ電極間絶縁抵抗値を割り出す。
【００６３】
次いで、ステップ５（ＳＴ５）において、マイコン２２により、予め記憶されたＸＹ電極間絶縁抵抗値と操作有無判定閾値との対応関係に基づいて、ステップ４（ＳＴ４）において求められたＸＹ電極間絶縁抵抗値に対応する操作有無判定閾値を設定する。
【００６４】
次いで、ステップ６（ＳＴ６）において、マイコン２２の制御により、第４のスイッチＳＷ４をオフにして電圧降下測定回路を解除（開路）するとともに、第１のスイッチＳＷ１をオンにして、Ｘ電極８，９間およびＹ電極１６，１７への交互の電圧の印加を開始する。
【００６５】
次いで、ステップ７（ＳＴ７）において、マイコン２２により、ステップ５（ＳＴ５）において設定された操作有無判定閾値に基づいた操作有無判定を開始する。
【００６６】
以上述べたように、本発明によれば、非印加状態の下で、電圧降下測定回路を形成してＸＹ電極間絶縁抵抗値を適正に検出した上で、検出されたＸＹ電極間絶縁抵抗値に応じた操作有無判定閾値を設定することができる。これにより、シール材４からのタッチパネル１の内部への水分の侵入によってＸＹ電極間絶縁抵抗値が低下した場合においても、この低下に応じて操作有無判定閾値を好適な値に引き上げることができる。
【００６７】
例えば、図５（ａ）に示すように、ＸＹ電極間絶縁抵抗値が正常値（同図では１０ＭΩ以上）の場合には、操作有無判定閾値を低電圧側の値（０．２Ｖ）とするのに対して、図５（ｂ）に示すように、正常値から低下した場合（同図では１ＭΩ）には、操作有無判定閾値を高電圧側の値（０．５１Ｖ）とすることができる。
【００６８】
この結果、操作有無判定の誤判定を有効に防止することができ、ＸＹ電極間絶縁抵抗値が正常値から低下した場合においても操作有無判定の精度を良好に維持することができる。
【００６９】
また、タッチパネル１の内部への水分の侵入を防止するためにシール材４の幅を広くすることや、ＸＹ電極間への水分の付着を防止するためにＸＹ電極間のクリアランスを広くすることを要しないので、狭額縁化に対応することができ、小型軽量化を図ることができる。
【００７０】
ところで、操作有無判定閾値を常に高い値に設定すれば、ＸＹ電極間絶縁抵抗値の低下にともなって上昇したＸ／Ｙ座標電圧よりも常に操作有無判定閾値を高くすることも可能になるので、操作有無判定の誤判定を防止するために最適であるように思える。
【００７１】
しかるに、このような構成は、操作有無判定において肯定的な判定結果が得られた後に、タッチパネル１の表示領域外に対応する部位に異常が発生しているか否かの異常有無判定を行う観点から好ましい構成とは言えない。
【００７２】
ここで、タッチパネル１の表示領域外に対応する部位は、意匠のノーズ部品などによって遮蔽されているため、変形や破損が生じている場合であってもこれを目視確認することができない。異常有無判定は、このような目視確認できない部位の異常の有無を、タッチパネル１からのＸ／Ｙ座標電圧が表示領域内に対応する既知の所定電圧範囲内の値であるか否かに基づいて電気的に判定する処理である。この異常有無判定は、マイコン２２を異常有無判定手段として機能させることによって行うことができる。具体的には、表示領域内に対応するＸ／Ｙ座標電圧は、表示領域内に対応するタッチパネル１の操作位置ごとに予めテーブル等によって決められているが、これらの電圧の下限から上限に亘る前記所定電圧範囲は、図６の例で言えば０．５５〜２．７５Ｖとなる。一方、図６の例において、表示領域外に対応するＸ／Ｙ座標電圧の電圧範囲は、低電圧側が０〜０．５５Ｖ、高電圧側が２．７５〜３．３Ｖとなる。
【００７３】
このとき、操作有無判定閾値を０．２Ｖとした場合には、座標検出の際にＸ／Ｙ座標電圧が０．２〜０．５５Ｖの範囲内の値を示した場合に、この範囲に対応するタッチパネル１の部位の異常を検知することができる。しかし、操作有無判定閾値を常に高い０．５１Ｖに設定した場合には、０．５１〜０．５５Ｖの範囲に対応する部位しか異常を検知することができなくなる。
【００７４】
したがって、このような異常有無判定の判定可能部位を広くとるためには、前述した実施形態のように、ＸＹ電極間絶縁抵抗値が正常値である場合には、操作有無判定閾値を低く設定することが望ましい。より好ましくは、ＸＹ電極間絶縁抵抗値が正常値の場合における操作有無判定閾値を、前記所定電圧範囲の下限値よりも所定値（例えば、０．３Ｖ）以上小さい値とする。ただし、電圧の印加状態を図６と逆転させることによって、０〜０．５５Ｖの範囲内とされていた部位を２．７５〜３．３Ｖの範囲内の部位に変換して、この部位の異常の有無を確認をすることも可能である。
【００７５】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  タッチパネル
２  Ｘ電極板
３  Ｙ電極板
４  シール材
６  Ｘ側基板
７  Ｘ側透明導電膜
８  左側Ｘ電極
９  右側Ｘ電極
１４  Ｙ側基板
１５  Ｙ側透明導電膜
１６  上側Ｙ電極
１７  下側Ｙ電極
２１  電源
２２  マイコン
２３  Ａ／Ｄコンバータ
３０  タッチパネル装置
３２  追加回路
【図１】
0005364053.tif 000002
【図２】
0005364053.tif 000003
【図３】
0005364053.tif 000004
【図４】
0005364053.tif 000005
【図５】
0005364053.tif 000006
【図６】
0005364053.tif 000007
【図７】
0005364053.tif 000008
【図８】
0005364053.tif 000009
【図９】
0005364053.tif 000010
【図１０】
0005364053.tif 000011
【図１１】
0005364053.tif 000012
【図１２】
0005364053.tif 000013
【図１３】
0005364053.tif 000014