(57)【要約】【課題】パネル上において精度よく座標検出を行うことのできる座標検出装置を実現する。【解決手段】パネル部１５の一辺に平行なｘ軸上における指定点Ｐの座標成分ｘと、ｘ軸と直交するｙ軸上における指定点Ｐの座標成分ｙとを算出する処理装置を有しており、処理装置は、座標成分ｘを、ｘ軸に平行なパネル部の辺ＡＢ（辺ＣＤ）の両端に位置する接続点Ａ・Ｂ（接続点Ｃ・Ｄ）に流れる電流から算出する一方、座標成分ｙを、ｙ軸に平行なパネル部１５の辺ＡＤ（辺ＢＣ）の両端に位置する接続点Ａ・Ｄ（Ｂ・Ｃ）に流れる電流から算出する。【選択図】図１
2007207124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の面抵抗体が形成された矩形状のパネルと、上記面抵抗体の四隅に位置する４つの接続点に接続されこれら４つの接続点に流れる電流を検出する電流検出手段と、を有し、この検出した電流に基づいて上記パネルにおける指定位置を検出する座標検出装置であって、
上記パネルの一辺に平行な第１座標軸上における上記指定位置の第１座標成分と、上記第１座標軸と直交する第２座標軸上における上記指定位置の第２座標成分とを算出する座標算出手段を有しており、
上記座標算出手段は、上記第１座標成分を、上記第１座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出する一方、上記第２座標成分を、上記第２座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出することを特徴とする座標検出装置。
【請求項２】
上記第１座標成分は、上記第１座標軸に平行な上記パネルの辺の中心を基準として求められる一方、上記第２座標成分は、上記第２座標軸に平行な上記パネルの辺の中心を基準として求められることを特徴とする請求項１に記載の座標検出装置。
【請求項３】
上記第１座標軸と上記第２座標軸とは、互いに、上記パネルの中心にて交差していることを特徴とする請求項１に記載の座標検出装置。
【請求項４】
上記パネルにおける第１座標軸に平行な一方の第１辺の両端に位置する接続点に流れる電流の第１差分を求めるとともに、上記パネルにおける第１座標軸に平行な他方の第２辺の両端に位置する接続点に流れる電流の第２差分を求めて、これら第１差分と第２差分との和を上記第１座標成分とし、
上記パネルにおける第２座標軸に平行な一方の第３辺の両端に位置する接続点に流れる電流の第３差分を求めるとともに、上記パネルにおける第２座標軸に平行な他方の第４辺の両端に位置する接続点に流れる電流の第４差分を求めて、これら第３差分と第４差分との和を上記第２座標成分とすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の座標検出装置。
【請求項５】
上記面抵抗体の四隅に位置する４つの接続点に流れる電流をｉ１〜ｉ４とし、上記第１座標成分をｘとし、上記第２座標成分をｙとした場合、
【数１】
2007207124.tif 000007
により、上記指定位置を示す座標成分（ｘ、ｙ）を算出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の座標検出装置。
【請求項６】
上記面抵抗体は、周囲に面抵抗値が相対的に低い低抵抗体を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の座標検出装置。
【請求項７】
上記面抵抗体の四隅に位置する４つの接続点に流れる電流は、光照射により生じた電荷の移動による電流であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の座標検出装置。
【請求項８】
上記指定位置を操作者が指定するタッチパネルであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の座標検出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の座標検出装置を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
矩形状のパネル上に形成された矩形状の面抵抗体の四隅に位置する４つの接続点に流れる電流に基づいて上記パネルにおける指定位置を検出する座標検出方法であって、
上記パネルの一辺に平行な第１座標軸上における上記指定位置の第１座標成分と、上記第１座標軸と直交する第２座標軸上における上記指定位置の第２座標成分とを算出するとともに、
上記第１座標成分を、上記第１座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出する一方、上記第２座標成分を、上記第２座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出することを特徴とする座標検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標検出装置に関し、特に、表示パネル上において操作者により指定された点の位置を検出する座標検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のタッチパネルが座標を検出する原理について、図８を用いて説明する。図８は、従来のタッチパネルの構成を示した図である。なお、ここで説明する原理は、タッチパネル上に人体などが触れたときに、触れた位置の座標を静電容量結合にて検出する、いわゆる静電容量結合方式のタッチパネルを用いた原理に関するものである。
【０００３】
タッチパネルは、図８に示すように、平面形状が長方形の薄板状のパネル１００、および交流の電圧源１０１ａ〜１０１ｄを有している。パネル１００は、図示しないが、ガラス基板またはフィルム基板などの基板上に、面抵抗体が配されて成っている。更に、面抵抗体の上に絶縁層(保護コーティング層)が配されて成っている。ここで、面抵抗体としては、例えば、カーボン膜、ＩＴＯ（インジウム錫酸化）、またはＮＥＳＡ（酸化錫）などの抵抗膜を用いることができる。また、絶縁層としては、二酸化珪素（ＳｉＯ２）などが用いられる。なお、この面抵抗体（抵抗膜）および絶縁層は、操作者が触れる側に形成されている。
【０００４】
交流の電圧源１０１ａ〜１０１ｄは、それぞれ、パネル１００の四隅（抵抗膜の四隅）の接続点（電流観測点）ａ〜ｄに接続されている。なお、これら交流の電圧源１０１ａ〜１０１ｄの電圧の大きさ、周波数、および位相は、それぞれ互いに等しくなっている。操作者がパネル１００に触れることにより、点指定が行われる（位置が指定される）。
【０００５】
図８における指定点（接触点）Ｐは、操作者が指定した点である。操作者が点指定を行うことにより、指定点Ｐにおいて絶縁層を介して人体と抵抗膜とが接触して、静電容量結合される。なお、図８では、人体はインピーダンスＺにて示されている。指定点Ｐにおいて人体と抵抗膜とが静電容量結合すると、図８に示すように、交流の電圧源１０１ａ〜１０１ｄから接続点ａ〜ｄに向かって電流ｉ１〜ｉ４が流れ、これら電流ｉ１〜ｉ４の和の電流（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）が接触点Ｐに流れる。この指定点Ｐに流れた電流ｉ１〜ｉ４の和の電流が、人体側（インピーダンスＺ側）へ流れる。
【０００６】
指定点Ｐのパネル１００における位置に応じて、接続点ａ〜ｄ、それぞれから接触点Ｐまでの距離が変化する。パネル１００には抵抗膜が形成されているので、接続点ａ〜ｄのそれぞれから指定点Ｐまでの抵抗値が変化して、電流ｉ１〜ｉ４も変化する。そこで、これらの電流ｉ１〜ｉ４を検出することによって、接続点ａ〜ｄのそれぞれから指定点Ｐまでの距離を検出することができ、指定点Ｐの座標を求めることができる。特許文献１では、次の〔数１〕を用いて、指定点Ｐの座標を求めていた。
【０００７】
【数１】
2007207124.tif 000003
【０００８】
繰り返しになるが、特許文献１では、上記したように、操作者が絶縁層を介して抵抗膜を指で触れることによって、点指定を行い、該点指定された指定点Ｐにおいて人体と抵抗膜とが静電容量結合することにより、接続点ａ〜ｄに電流が流れるようになっている。
【０００９】
この特許文献１に記載のタッチパネルは、基板上に、１つの抵抗膜を有している。一方、特許文献２に記載のタッチパネルは、互いに離間した２つの抵抗膜（上面抵抗膜、下面抵抗膜）を有している。操作者が、点指定を行うと、上面抵抗膜と下面抵抗膜とが互いに、押し圧点で接触する。そのため、この押し圧点において導通し、上面抵抗膜から下面抵抗膜の四隅に電流が流れる。なお、この四隅から得た電流により、押し圧点の座標を求める原理については、特許文献１で説明した原理と同じである。
【００１０】
また、特許文献２では、下面抵抗膜の４隅に流れる電流を用いて、次の〔数２〕により、押し圧点の座標を求めていた。なお、電流の参照符号ｉ１〜ｉ４については、〔数２〕においても〔数１〕と同じ参照符号を用いている。
【００１１】
【数２】
2007207124.tif 000004
【００１２】
なお、図８における指定点Ｐは、実際に操作者が触れた位置を示しており、この実際に操作者が触れた位置の座標と、〔数１〕あるいは〔数２〕により求められたＰの座標との間には、検出誤差があるため、完全には一致していない。
【特許文献１】特公平１−１９１７６号公報（平成１年４月１０日  公告）
【特許文献２】特開２０００−２２２１０９号公報（平成１２年８月１１日  公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１・２に記載の、タッチパネルにおいて求められた指定点Ｐまたは押し圧点の座標（位置座標）は精度が低いという問題がある。以下、この問題について説明する。
【００１４】
特許文献１・２に記載の、タッチパネルには、図示しないが、指定点Ｐや押し圧点の座標を求めるための、位置検出回路が接続点ａ〜ｄに接続されている。さらに、この位置検出回路は、接続点ａ〜ｄのそれぞれに流れる電流を計測する電流計測部を有している。
【００１５】
この電流計測部の内部の入力抵抗値、および位置検出回路から点ａ〜ｄへの配線パターンの抵抗成分の存在により、上記〔数１〕・〔数２〕から得られる座標値が実際の指定点よりもパネルの内側（中央寄り）に大きくずれて算出される。
【００１６】
特許文献１および特許文献２では、指定点（または押し圧点）とパネルの四隅の各点との距離に相当する抵抗成分の違いを利用して、指定点（または押し圧点）の座標を求めている。ところが、これらの抵抗成分に加えて、電流計測部の内部の入力抵抗値、および位置検出回路から点ａ〜ｄへの配線パターンの抵抗成分の存在により、抵抗値が大きくなる。そのため、算出された指定点および押し圧点とパネルの中央点（中心）との距離が、実際の位置と中央点との距離に比して大きく縮小された形態で算出される。従って、指定点Ｐおよび押し圧点の座標値が実際の指定点よりも内側（中央寄り）に大きくずれて算出される。さらに、座標値に発生する湾曲性誤差も存在する。
【００１７】
また、通常、算出された座標値に対して、補正することによって、最終的な位置座標を求めている。つまり、算出された座標値に対して、拡大処理（指定点および押し圧点とパネルの中央点との距離が実際の距離になるようにする拡大処理）を行う。さらに、算出された座標値に発生する湾曲性誤差の補正も行われている。
【００１８】
ところが、上記したように、特許文献１・２では、指定点Ｐおよび押し圧点の座標値が実際の指定点よりも内側（中央寄り）に大きくずれて算出されるため、拡大処理における拡大率がかなり大きくなると共に、湾曲性誤差の補正率も大きくなる。そのため、最終的な位置座標の精度が低下する、という問題があった。
【００１９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、パネル上において精度よく座標検出を行うことのできる座標検出装置、表示装置および座標検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の座標検出装置は、矩形状の面抵抗体が形成された矩形状のパネルと、上記面抵抗体の四隅に位置する４つの接続点に接続されこれら４つの接続点に流れる電流を検出する電流検出手段と、を有し、この検出した電流に基づいて上記パネルにおける指定位置を検出する座標検出装置であって、上記パネルの一辺に平行な第１座標軸上における上記指定位置の第１座標成分と、上記第１座標軸と直交する第２座標軸上における上記指定位置の第２座標成分とを算出する座標算出手段を有しており、上記座標算出手段は、上記第１座標成分を、上記第１座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出する一方、上記第２座標成分を、上記第２座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出することを特徴としている。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の座標検出方法は、矩形状のパネル上に形成された矩形状の面抵抗体の四隅に位置する４つの接続点に流れる電流に基づいて上記パネルにおける指定位置を検出する座標検出方法であって、上記パネルの一辺に平行な第１座標軸上における上記指定位置の第１座標成分と、上記第１座標軸と直交する第２座標軸上における上記指定位置の第２座標成分とを算出するとともに、上記第１座標成分を、上記第１座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出する一方、上記第２座標成分を、上記第２座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出することを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、座標算出手段により、指定位置を示す座標成分を、パネルの一辺に平行な第１座標軸上における指定位置の第１座標成分と、第１座標軸と直交する第２座標軸上における指定位置の第２座標成分とを算出する座標算出手段を用いて、第１座標成分を、第１座標軸に平行なパネルの２辺の両端に位置する接続点に流れる電流から算出する一方、第２座標成分を、第２座標軸に平行なパネルの２辺の両端に位置する接続点に流れる電流から算出することにより求めている。つまり、本発明では、指定位置の座標成分を、この座標成分を求める座標軸に平行な２辺の両端に位置する接続点に流れる電流から算出している。
【００２３】
本発明では、このようにして辺の両端に位置する２つの接続点の電流から座標を求めている。そのため、検出した座標成分が中央に寄る度合いを従来よりも小さくすることができる。このように、検出した座標成分が中央に寄る度合いが従来よりも小さくなれば、拡大処理の拡大率も小さくなる。それゆえ、拡大処理を行う際の処理誤差も小さくすることができる。
【００２４】
また、本発明の座標検出装置では、上記第１座標成分は、上記第１座標軸に平行な上記パネルの辺の中心を基準として求められ、上記第２座標成分は、上記第２座標軸に平行な上記パネルの辺の中心を基準として求められることが好ましい。
【００２５】
また、本発明の座標検出装置では、上記第１座標軸と上記第２座標軸とは、互いに、上記パネルの中心にて交差していることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、指定位置の座標を求める座標軸の交点、つまり、原点がパネルの中心になっている。それゆえ、パネルにおける、第１座標軸上の正負の最大値が等しくなり、第２座標軸上の正負の最大値が等しくなる。従って、より単純な回路にて座標検出装置を構成することができる。
【００２７】
また、本発明の座標検出装置では、上記パネルにおける第１座標軸に平行な一方の第１辺の両端に位置する接続点に流れる電流の第１差分を求めるとともに、上記パネルにおける第１座標軸に平行な他方の第２辺の両端に位置する接続点に流れる電流の第２差分を求めて、これら第１差分と第２差分との和を上記第１座標成分とし、上記パネルにおける第２座標軸に平行な一方の第３辺の両端に位置する接続点に流れる電流の第３差分を求めるとともに、上記パネルにおける第２座標軸に平行な他方の第４辺の両端に位置する接続点に流れる電流の第４差分を求めて、これら第３差分と第４差分との和を上記第２座標成分とすることが好ましい。
【００２８】
また、本発明の座標検出装置では、上記面抵抗体の四隅に位置する４つの接続点に流れる電流をｉ１〜ｉ４とし、上記第１座標成分をｘとし、上記第２座標成分をｙとした場合、
【００２９】
【数３】
2007207124.tif 000005
【００３０】
により、上記指定位置を示す座標成分（ｘ、ｙ）を算出することが好ましい。
【００３１】
また、本発明の座標検出装置では、上記面抵抗体は、周囲に面抵抗値が相対的に低い低抵抗体を有していることが好ましい。上記構成によれば、周辺における電流分布の擾乱を緩和させることができる。
【００３２】
また、本発明の座標検出装置では、上記指定位置を操作者が指定するタッチパネルであることが好ましい。
【００３３】
また、本発明の表示装置は、上記のいずれかの座標検出装置を備えていることが好ましい。
【００３４】
また、本発明の座標検出装置では、上記面抵抗体の四隅に位置する４つの接続点に流れる電流は、光照射により生じた電荷の移動による電流であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の座標検出装置は、以上のように、矩形状の面抵抗体が形成された矩形状のパネルと、上記面抵抗体の四隅に位置する４つの接続点に接続されこれら４つの接続点に流れる電流を検出する電流検出手段と、を有し、この検出した電流に基づいて上記パネルにおける指定位置を検出する座標検出装置であって、上記パネルの一辺に平行な第１座標軸上における上記指定位置の第１座標成分と、上記第１座標軸と直交する第２座標軸上における上記指定位置の第２座標成分とを算出する座標算出手段を有しており、上記座標算出手段は、上記第１座標成分を、上記第１座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出する一方、上記第２座標成分を、上記第２座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出している。
【００３６】
また、本発明の座標検出方法は、以上のように、矩形状のパネル上に形成された矩形状の面抵抗体の四隅に位置する４つの接続点に流れる電流に基づいて上記パネルにおける指定位置を検出する座標検出方法であって、上記パネルの一辺に平行な第１座標軸上における上記指定位置の第１座標成分と、上記第１座標軸と直交する第２座標軸上における上記指定位置の第２座標成分とを算出するとともに、上記第１座標成分を、上記第１座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出する一方、上記第２座標成分を、上記第２座標軸に平行な上記パネルの２辺の両端に位置する上記接続点に流れる電流から算出している。
【００３７】
従って、精度よく座標検出を行うことができる、座標検出装置および座標検出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。
【００３９】
本実施の形態の表示装置は、図２に示すような、互いに対向する液晶表示素子１と、タッチパネル（座標検出装置）２とを備えている。
【００４０】
液晶表示素子１は、第１ガラス基板３、カラーフィルタ層４、対向電極層５、液晶層６、ＴＦＴアレイ層７、および第２ガラス基板８をタッチパネル２側からこの順に備えている。第１ガラス基板３および第２ガラス基板８は、液晶表示素子１の他の部材を両側から挟持している。カラーフィルタ層４は、カラー表示を実現する役割を有している。
ＴＦＴアレイ層７は、図示しないゲートバスラインとソースバスラインとが互いに直交しており、これらの交点にＴＦＴが配されている。また、液晶表示素子１は、図示しない偏光板を備えている。なお、液晶表示素子１は、従来知られているものであるため、これ以上の説明は省略する。
【００４１】
本実施の形態のタッチパネル２は、静電容量結合方式のタッチパネル２である。ここで、静電容量結合方式とは、面抵抗体（後述）に操作者の指などが触れた場合に、静電誘電結合が起こる方式のタッチパネルである。
【００４２】
タッチパネル２は、平面形状が長方形であり平板状のタッチパネル基板９上に、抵抗膜（面抵抗体）１０が形成されて成るパネル部（特許請求の範囲に記載のパネル）１５を有している。
【００４３】
タッチパネル基板９は、パネル部１５の基台としての役割を有しており、ガラス基板、またはフィルム基板などから成っている。また、抵抗膜１０は、面抵抗体として設けられており、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化）、またはＮＥＳＡ（酸化錫）などの透明導電膜である。さらに、図３に示すように、抵抗膜１０を取り囲むように、抵抗膜１０よりも面抵抗値が低い、低抵抗体（面抵抗体）１６を配置することが好ましい。実際の長方形状もしくは擬似長方形状の抵抗膜１０において、周辺部分では膜面が無限平面とみなせないため、周辺部分では電流分布に乱れが生じ、検出位置の座標値に湾曲性誤差が生じる。本実施の形態はこの状態でも効果的に機能するが、周辺における電流分布の擾乱を緩和するため、図３に示すように抵抗膜１０の周辺に低抵抗体１６を配置することにより、抵抗膜１０端の影響を低減し、より効果的に、広範囲に高い精度で座標を検出することが可能となる。本実施の形態では、抵抗膜１０の面抵抗値を約１ｋΩ／□とし、周辺の低抵抗体１６の面抵抗値を約６Ω／□とした。
【００４４】
さらに、図示しないが、抵抗膜１０および低抵抗体１６の上面に、ＰＥＴ、ＴＡＣ、ガラス、またはシリカ（二酸化珪素）などの保護材を配置することが好ましい。なお、図３に示す参照符号Ａ〜Ｄの意味については、次に図４を用いて説明する。
【００４５】
また、タッチパネル２には、図４に示すように、パネル部１５の四隅（詳細には、抵抗膜の四隅）に電流観測点Ａ（接続点）Ａ〜Ｄが設けられている。本実施の形態では、この接続点Ａ〜Ｄに流れる電流を検出して、所定の演算を行うことにより、操作者が指定した指定点の座標を求めることができる。なお、抵抗膜１０は、図２に示すように、タッチパネル基板９の全面に形成してもよいし、図４に示すように、必ずしも全面でなくてもよい。
【００４６】
さらに、タッチパネル２には、図４に示すように、位置検出装置１１が設けられている。位置検出装置１１は、接続点Ａ〜Ｄを介してパネル部１５と接続されている。図４では、接続点Ａに流れる電流をｉ１としている。同様に、接続点Ｂ〜接続点Ｄに流れる電流をｉ２〜ｉ４としている。位置検出装置１１の内部構成の詳細については、後述するが、位置検出装置１１内には、交流の電圧源Ｅ１〜Ｅ４が配されている（図５参照）。
【００４７】
これら交流の電圧源Ｅ１〜Ｅ４と、タッチパネル２のパネル部１５の接続点Ａ〜Ｄとの位置関係を、図５を用いて説明する。なお、図５では、人体がインピーダンスＺにて示されている。接続点Ａ〜Ｄには、図５に示すように、それぞれ交流の電圧源Ｅ１〜Ｅ４が接続されている。なお、図５において、操作者が指定した指定点（接触点；指定位置）が参照符号Ｐにて示されている。また、これら交流の電圧源Ｅ１〜Ｅ４の電圧Ｖの大きさ、周波数、および位相は、それぞれ互いに等しい。
【００４８】
これらの交流の電圧源Ｅ１〜Ｅ４により、接続点Ａ〜Ｄにはそれぞれ、電流ｉ１〜ｉ４が流れる。それゆえ、指定点Ｐには、ｉ１〜ｉ４の和電流（ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４）が流れ、この和電流がインピーダンスＺに流れるようになっている。
【００４９】
本実施の形態では、特に、図１に示すように、パネル部１５の点Ａと点Ｂとを結んだ第１辺ＡＢ（または、点Ｃと点Ｄとを結んだ第２辺ＣＤ）、すなわちパネル部１５の長辺、に平行で、かつ、パネル部１５の中心点（原点）Ｏを通る軸、をｘ軸（第１座標軸）としている。なお、点Ａから点Ｂへの方向（点Ｄから点Ｃへの方向）をｘ軸の正の方向としている。
【００５０】
一方、図１に示すように、パネル部１５の点Ａと点Ｄとを結んだ第３辺ＡＤ（または、点Ｂと点Ｃとを結んだ第４辺ＢＣ）、すなわちパネル部１５の短辺、に平行で、かつパネル部１５の中心点Ｏを通る辺、をｙ軸（第２座標軸）としている。なお、点Ｄから点Ａへの方向（点Ｃから点Ｂへの方向）をｙ軸の正の方向としている。また、パネル部１５の中心点Ｏとは、対角線ＡＣと対角線ＢＤとの交点である。ここで、点Ａ〜Ｄに流れる電流ｉ１〜ｉ４から、指定点Ｐの座標値を算出する厳密解を求めることは極めて難解であるが、近似解を求めることはできる。
【００５１】
このとき、本実施の形態では、特に、次の〔数４〕により、指定点Ｐの座標を求めている。
【００５２】
【数４】
2007207124.tif 000006
【００５３】
換言すると、第１辺ＡＢの両端に位置する接続点Ａ・Ｂに流れる電流の第１差分（ｉ２−ｉ１／ｉ２＋ｉ１）を求めるとともに、第２辺ＣＤの両端に位置する接続点Ｃ・Ｄに流れる電流の第２差分（ｉ３−ｉ４／ｉ３＋ｉ４）を求めて、第１差分と第２差分との和（ｉ２−ｉ１／ｉ２＋ｉ１）＋（ｉ３−ｉ４／ｉ３＋ｉ４）を第１座標成分（指定点Ｐのｘ成分）としている。同様に、第３辺ＡＤの両端に位置する接続点Ａ・Ｄに流れる電流の第３差分（ｉ１−ｉ４／ｉ１＋ｉ４）を求めるとともに、第４辺ＢＣの両端に位置する接続点Ｂ・Ｃに流れる電流の第４差分（ｉ２−ｉ３／ｉ２＋ｉ３）を求めて、第１差分と第２差分との和（ｉ１−ｉ４／ｉ１＋ｉ４）＋（ｉ２−ｉ３／ｉ２＋ｉ３）を第２座標成分（指定点Ｐのｙ成分）としている。
【００５４】
次に、抵抗膜１０の面抵抗値、周辺の低抵抗体１６の面抵抗値、電流計測部の入力抵抗、および配線電極パターンの抵抗成分をパラメータとしたタッチパネル２にて〔数４〕を使用した場合の、指定点Ｐの座標を検出した。この結果、従来、電流計測部の入力抵抗、および配線電極パターンの抵抗成分の影響に生じていた、座標の中央寄りへのずれ量が低減されることが分かった。
【００５５】
上記の〔数４〕にて算出される指定点Ｐの座標（ｘ、ｙ）に対する、実際の指定点Ｐの座標（ｘ０、ｙ０）として、座標の中央寄りの度合いを示す指標であるｘ−ずれ率、およびｙ−ずれ率を、
ｘ−ずれ率＝（ｘ０−ｘ）／ｘ０
ｙ−ずれ率＝（ｙ０−ｙ）／ｙ０
とし、電流計測部の入力抵抗と配線電極パターンの抵抗成分との合計を約１ｋΩ、抵抗膜の面抵抗値を約１ｋΩ／□、周辺の低抵抗体の面抵抗値を約６Ω／□とすると、〔数４〕を用いた場合、特許文献２の〔数２〕を用いた場合に比して、ｘ−ずれ率、およびｙ−ずれ率ともに、約１／２に低減されることが分かった。さらに、湾曲性の誤差も低減されることが分かった。
【００５６】
また、指定点Ｐを同一にしたまま、抵抗膜１０の面抵抗値を変更した場合でも、それに比例して、周辺の低抵抗体１６の面抵抗値、電流計測部の入力抵抗、配線電極パターンの抵抗成分を変化させれば、〔数４〕にて求めた指定点Ｐとほぼ同じ値になることが分かった。すなわち、抵抗膜１０の面抵抗値の変更割り合い（比率）と同じ比率で、周辺抵抗体１６の面抵抗値、電流計測部の入力抵抗と配線電極パターンの抵抗成分の合計を変化させれば、検出される指定点Ｐの座標（ｘ、ｙ）はほぼ同じになることが分かった。
【００５７】
従って、本発明によれば、求めた、指定点Ｐの座標から最終的な位置座標を求めるための拡大処理による拡大率が小さくなり、電流ｉ１〜ｉ４に含まれるノイズなどによる算出誤差の影響を低減することができる。それゆえ、拡大処理後の最終的な位置座標の精度低下を抑えることができる。
【００５８】
次に、上記の位置検出装置１１の構成について図６を用いて説明する。位置検出装置１１は、図６に示すように、位置検出回路２０およびタッチパネル駆動回路２１を有している。
【００５９】
位置検出回路２０は、上記したパネル部１５の四隅に位置する接続点Ａ〜Ｄに対応して、信号経路の上流側から順に、端子２２Ａ〜２２Ｄ、電流検出部２３Ａ〜２３Ｄ、ゲート回路２４Ａ〜２４Ｄ、検波フィルタリング２５Ａ〜２５Ｄ、サンプルホールド回路２６Ａ〜２６Ｄ、マルチプレクサ２７、Ａ／Ｄ変換回路２８、および処理装置２９を有している。なお、各参照符号Ａ〜Ｄは、それぞれの部材の参照符号と対応している。
【００６０】
端子２２Ａ〜２２Ｄは、それぞれ、接続点Ａ〜Ｄと接続されている。電流検出部２３Ａ〜２３Ｄは、それぞれ、電流検出回路３０Ａ〜３０Ｄおよび抵抗３１Ａ〜３１Ｄを有している。これらの電流検出回路３０Ａ〜３０Ｄは、操作者がタッチパネル２に指を接し、座標を指定した場合に、接続点Ａ〜Ｄに流れる電流ｉ１〜ｉ４を増幅し、電流量に対応する電圧値に変換する。
【００６１】
ゲート回路２４Ａ〜２４Ｄには、電流検出部２３Ａ〜２３Ｄからの出力信号（電圧信号）に加えて、ゲート信号が入力されており、このゲート信号により、導通／非導通が切り替えられる、スイッチとしての役割を有している。検波フィルタリング２５Ａ〜２５Ｄは、ゲート回路２４Ａ〜２４Ｄから受け取った電圧信号のうち、所望の電圧信号のみを取り出す。サンプルホールド回路２６Ａ〜２６Ｄには、検波フィルタリング２５Ａ〜２５Ｄからの出力信号に加えて、ホールド信号が入力されるようになっており、このホールド信号により、検波フィルタリング２５Ａ〜２５Ｄからの出力信号を一時的に保持する。
【００６２】
マルチプレクサ２７は、サンプルホール回路２６Ａ〜２６Ｄからの出力を選択的に、Ａ／Ｄ変換回路２８に送る。Ａ／Ｄ変換回路２８は、サンプルホールド回路２６Ａ〜２６Ｄからの出力である電圧信号をアナログ値からデジタル値へと変換する。そして、処理装置２９は、Ａ／Ｄ変換回路２８から受け取った電圧信号を元に、〔数４〕を用いて、指定点Ｐの座標（ｘ、ｙ）を検出する。また、タッチパネル駆動回路２１には、上記した交流の電圧源Ｅ１〜Ｅ４が配置されており、接続点Ａ〜Ｄに電流を流す役割を有している。また、駆動電流信号は電圧源Ｅ１〜Ｅ４の駆動／非駆動が切り替えられる。
【００６３】
次に、操作者が指定した点の座標を処理装置２９が処理する、つまり実際に座標を求める、処理手順について、図７のフローチャートを用いて説明する。
【００６４】
まず、処理装置２９は、Ａ／Ｄ変換回路２８から得たデータをサンプリングし、接続点点Ａ〜Ｄの電流量に対応した値を得る（ステップＳ１００）。上記した通り、電流検出回路３０Ａ〜３０Ｄにより、タッチパネル電流値は、定常電圧からの電圧差分に変換されている。
【００６５】
処理装置は、最新のサンプリング値と定常電圧の差分をとって信号変化量を算出する（ステップＳ１０１）ことで、タッチパネル電流値に比例した値を得ることが可能である。定常電圧値は、固定値を使用してもよいが、回路のばらつきや温度等による変動を回避するため、随時更新することが望ましい。また、更新においてはノイズの影響やタッチ直前の変動を回避するため、複数回平均をおこなって決定することが望ましい。電源投入後の変動、温度による変動が少ない場合や使用時間が短い場合など、時間による変動が問題にならない場合には起動時のみ更新する方法でもよい。
【００６６】
操作者の座標指定により上記接続点Ａ〜Ｄに電流が流れると、電流値に対応して処理装置に入力される値が増大する。そこで、処理装置は、一定の閾値を設定し、差分値である信号変化量が当該閾値を越えたか否かを判定することでタッチがあったか否かを判定する（ステップＳ１０２）。閾値の判定は、少なくとも１つの端子について行えばよいが、ノイズ等による誤判定を避けるため、複数個の端子について判定を行う事が望ましい。信号変化量が閾値を越えた場合には、本処理はステップＳ１０３に進む。一方、信号変化量が閾値を越えなかった場合には、本処理はステップＳ１０６に進む。
【００６７】
信号変化量が閾値を越えていた場合には、演算装置は、上記した〔数４〕を用いて座標を演算する（ステップＳ１０３）。その後、処理装置は、座標を拡大処理する補正処理を行い（ステップＳ１０４）、補正処理の後、演算した座標を外部に出力する（ステップＳ１０５）。この後、本処理は、ステップＳ１００に戻る。
【００６８】
信号変換量が閾値を越えていない場合には、入力がない状態であるため、演算装置は、定常電圧値を更新する（ステップＳ１０６）。この後、本処理は、ステップＳ１００に戻る。なお、本処理では信号変化量が閾値を超えていない場合は、必ず定常電圧値を更新しているが、毎回更新する必要はなく、間隔を空けたり、一定時間入力がない場合に更新したりするなどしてもよい。
【００６９】
以上、各実施の形態について述べた。各実施の形態においては、パネルの点指定を行うものを操作者の指による接触としたが、これに限らず、導電性をもつスタイラスペンなど導電性を持つ指示具の接近あるいは接触による点指定が可能である。また、指示具はペン形状だけでなく、面抵抗体の上面に距離をおいてガラス基板あるいはフィルム上に形成した導電膜を対向配置し、指もしくはペン等の押し圧により、前記導電膜と前記面抵抗体が接触し、接触点を介し前記導電膜と前記面抵抗体の間に電流を流す形態によっても点指定を行うことが可能である。
【００７０】
また、以上の実施の形態では、液晶表示素子について述べたが、表示装置として、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、有機ＥＬ表示装置、またはプラズマディスプレイなどであってもよい。また、座標検出装置の下部に表示装置を設置しない場合、抵抗膜は透明である必要はなく、カーボン膜のような遮光性の膜であってもよい。
【００７１】
また、接触以外の点指定でも、２次元ＰＳＤ（半導体光位置検出装置）のように、外部からの光の照射により、照射位置（指定位置）に発生した電荷が４隅の電極部に移動することにより、電流観測点に流れる電流が変化するような座標検出装置、座標検出方法であれば、本発明の範囲内に含まれる。
【００７２】
また、パネルの形状は図１のように完全な矩形である必要はない。パネル周辺部の影響を避けるため、パネルの周辺を凹パラボラ上に歪曲させた擬似長方形のタッチパネルに対しても本発明は同様に適用可能である。また、同様にパネル周辺部の影響を避けるため、あるいは意匠上の要求により少なくとも１辺のパネル周辺部を歪曲させた擬似長方形のパネルに対しても本発明は同様に適用可能である。
【００７３】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、タッチセンサ、タッチパネル、タブレット、デジタイザ、ＰＳＤなどの座標検出装置、および座標検出装置を使用した座標算出方法に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、座標軸を説明する概略図である。
【図２】本発明の実施形態を示すものであり、表示装置の構成を示す斜視図である。
【図３】低抵抗体を有する面抵抗体を示す、パネル部の平面図である。
【図４】位置検出装置とパネル部との接続関係を示すタッチパネルの平面図である。
【図５】タッチパネルの要部構成を示すブロック図である。
【図６】図４に示す位置検出装置の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】従来のタッチパネルを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０            抵抗膜（面抵抗体）
１５            パネル部（パネル）
１６            低抵抗体
３０Ａ〜３０Ｄ  電流検出回路（電流検出手段）
２９            処理装置（座標算出手段）
ＡＢ            辺（第１辺）
ＣＤ            辺（第２辺）
ＡＤ            辺（第３辺）
ＢＣ            辺（第４辺）
Ａ〜Ｄ          接続点
Ｏ              原点（パネルの中心）
Ｐ              指定点（指定位置）
ｘ              軸（第１座標軸）
ｙ              軸（第２座標軸）
【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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