(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、正確且つ確実な操作が可能なタッチパネルを提供する。【解決手段】  ディスプレイ画面等を構成するパネル１２と、パネル１２の交差する少なくとも２辺に沿って各々配置固定された長尺状の圧電素子１６を備える。圧電素子１６の出力を基にパネル１２中の押圧位置を演算する押圧位置検知回路２０を備える。圧電素子１６と押圧位置検知回路２０によりパネル１２中の押圧位置を演算した際に、圧電素子１６に電圧を印加して振動させる圧電素子駆動手段である昇圧回路３０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ画面を構成するパネルと、このパネル周縁の交差する少なくとも２辺に沿って各々固定された長尺状の圧電素子と、前記パネルへの押圧力に起因する前記圧電素子の出力を基に前記パネル中の押圧箇所を演算する押圧位置演算手段とを備えたことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記圧電素子と押圧位置演算手段により前記パネル中の押圧箇所を演算した際に、前記圧電素子に電圧を印加して振動させる圧電素子駆動手段を備えた請求項１記載のタッチパネル。
【請求項３】
ディスプレイ画面を構成するパネルと、このパネル周縁に沿って固定された長尺状の圧電素子と、前記パネルへの押圧力に起因する前記圧電素子の出力を基に前記パネルへの押圧を検知する押圧検知手段とを設け、前記パネルは、縦横に互いに対向した受光素子と発光素子を備え、前記受光素子と発光素子により前記パネル上での光の遮蔽位置を検知するとともに、前記押圧検知手段により前記パネルの押圧を検知した際に、前記遮蔽物による前記パネル上での光の遮蔽位置を位置情報として出力することを特徴とするタッチパネル。
【請求項４】
前記圧電素子と押圧検知手段により前記パネル上での光の遮蔽位置を検知した際に、前記圧電素子に電圧を印加して振動させる圧電素子駆動手段を備えた請求項３記載のタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、種々の電子機器のディスプレイや操作部等に設けられ、入力装置して用いられるタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスプレイ表面にタッチパネル機能を備えた電子機器が広く利用されている。このタッチパネルの構造の一つとして抵抗膜式タッチパネルがあった。このタッチパネルは、タッチパネルガラスの表面に、ＩＴＯ（酸化インジウム）膜が所定のパターンで設けられ、ＩＴＯ膜の端部には電極が接続されてオーバーコートにより周縁部が被覆されているものである。ＩＴＯ膜を蒸着した上下２枚のパネル間にはドットスペーサを設け、押圧時に、上下のパネルのＩＴＯ膜が接触し、その時の抵抗値によりパネル上の位置を検出するものである。
【０００３】
しかし、この方式のタッチパネルは、押圧時に上下のパネルのＩＴＯ膜が接触してその時の抵抗値によりパネル上の位置を検出する為、タッチパネルの構造が複雑になり、組立時の傷やＩＴＯ膜間へのゴミ等の付着により、位置検知ができなくなるという構造上及び組立上の欠点があった。
【０００４】
その他のタッチパネルの構造としては、光学式タッチパネルもある。これは、横方向と縦方向のそれぞれに、複数の赤外ＬＥＤと対向側に複数のフォトトランジスタを設け、指などで光路を遮ることでパネル上の入力位置を検出するものである。
【０００５】
しかし、光学式タッチパネルは、パネルへの接触検知ができないため、操作者がパネルに触れる直前で押圧操作を止めた場合でも光路を遮っていれば入力されてしまうという構造上の不具合があった。
【０００６】
また、特許文献１〜３に開示されているように、押圧操作による力を検知するための力センサや圧電素子をパネルの四隅に配置して、押圧操作時にパネルにかかる力を検知し、四隅の力センサの検知出力による力バランスを基にして、パネル上の入力位置を演算するタッチパネルもある。
【特許文献１】特表平１０−５１１１９８号公報
【特許文献２】特表２００５−５０８５３３号公報
【特許文献３】特開昭６２−５８３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の技術の場合、パネル上の入力位置等を検知する機構が各方式ともに複雑であり、簡単に正確な位置検知ができるものではない。さらに、押圧によりパネルから入力信号が送られているか否かが操作者には分かり難く、誤操作が生じやすいものであった。この点に関して、タッチパネルの操作に対して、振動により押圧入力を操作者に感じさせるいわゆるフォース・フィードバック機能も知られている。しかし、このフォース・フィードバック機能をタッチパネルに設けるには、さらにパネルを振動させる装置を別途必要とし、タッチパネル装置の構造をより複雑なものにするという問題があった。
【０００８】
この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、正確且つ確実な操作が可能なタッチパネル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】
【０００９】
この発明は、各種のディスプレイ画面を構成するパネルと、このパネル周縁の交差する少なくとも２辺に沿って各々固定された長尺状の圧電素子と、前記パネルへの押圧力に起因する前記圧電素子の出力を基に前記パネル中の押圧箇所を演算する押圧位置演算手段とを備えたタッチパネルである。
【００１０】
さらに、前記圧電素子と押圧位置演算手段により前記パネル中の押圧箇所を演算した際に、前記圧電素子に電圧を印加して振動させる圧電素子駆動手段を備えたものである。
【００１１】
またこの発明は、ディスプレイ画面を構成するパネルと、このパネル周縁に沿って固定された長尺状の圧電素子と、前記パネルへの押圧力に起因する前記圧電素子の出力を基に前記パネルへの押圧を検知する押圧検知手段とを設け、前記パネルは、縦横に互いに対向した受光素子と発光素子を備え、前記受光素子と発光素子により前記パネル上での光の遮蔽位置を検知するとともに、前記押圧検知手段により前記パネルの押圧を検知した際に、前記遮蔽物による前記パネル上での光の遮蔽位置を位置情報として出力することを特徴とするタッチパネル。
【００１２】
さらに、前記圧電素子と押圧検知手段により前記パネル上での光の遮蔽位置を検知した際に、前記圧電素子に電圧を印加して振動させる圧電素子駆動手段を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のタッチパネルは、長尺の圧電素子を用いて簡単な構造でパネル上の押圧位置を検知し、出力することができ、製造も容易なものである。
【００１４】
さらに、タッチパネルの操作者が振動により押圧感を得ることができるフォース・フィードバック機能を持たせる場合も、押圧位置を検知するための圧電素子を兼用することができ、簡単な装置でタッチパネルにフォース・フィードバック機能を持たせることができる。
【００１５】
また、光学式タッチパネルと組み合わせることにより、光学式タッチパネルの誤操作をなくすことができ、より操作感の良いタッチパネルとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１、図２はこの発明の一実施形態を示すもので、この実施形態のタッチパネル１０は、カーナビゲーション装置や、ＡＴＭ、券売機、各種の操作パネル等に利用される入力装置として用いられる。
【００１７】
このタッチパネル１０は、透明な樹脂基板やガラス基板等の四角形のパネル１２と、このパネル１２を収容した額縁１４を備えている。パネル１２には、その裏面の四方の辺に沿って、長尺状の圧電素子１６が一体に固定されている。圧電素子１６の長さは、パネル１２の１辺の長さ全長である必要はないが、１辺の約１／２程度以上の長さが好ましい。
【００１８】
タッチパネル１０の圧電素子１６は、パネル１２の押圧を検知して位置を求める押圧位置演算手段である押圧位置検知回路２０に接続されている。そして、各圧電素子１６は、その出力がマルチプレクサ２２に接続され、所定の順の信号に処理されて出力される。マルチプレクサ２２の出力は、Ａ／Ｄ変換器２４に入力し、ディジタル信号として出力され、専用処理回路やコンピュータと処理ソフト等による演算処理装置２６に出力される。演算処理装置２６では、後述するように各圧電素子１６の歪みを基に、パネル１２上での押圧位置を求め、ＸＹ座標による位置を出力する。また、マルチプレクサ２２、Ａ／Ｄ変換器２４、及び演算処理装置２６に対して、コントロール回路２８により、タイミング及びその他の制御が行われる。
【００１９】
また、各圧電素子１６は、その圧電素子１６に振動を発生させ、押圧者に操作感を与えるフォース・フィードバック機能を付与するための圧電素子駆動手段である昇圧回路３０の出力に接続されている。昇圧回路３０も、コントロール回路２８によりタイミングその他の動作が制御される。
【００２０】
次に、この実施形態のタッチパネル１０の押圧位置の判別方法について、以下に説明する。４方の圧電素子１６を各々圧電素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、例えば、パネル１２の中央部を押した場合、圧電素子Ｃ，Ｄが大きく撓み、圧電素子Ａ，Ｂは相対的に小さく撓む。よって図３に示すような各圧電素子１６の出力傾向となる。また、パネル１２の例えば左上を押すと、押圧位置に近い圧電素子Ａ，Ｃが大きく撓み、信号出力が大きく、押圧位置から最も遠いＢの信号出力は小さくなる。よって図４のような圧電素子１６の出力傾向となる。
【００２１】
よって、各圧電素子１６の出力信号の相対的に大小関係により、タッチパネル１０の押圧位置を演算することが可能であり、タッチパネル１０による入力手段として用いることができる。
【００２２】
この実施形態のタッチパネルによれば、圧電素子１６と押圧位置検知回路２０により、タッチパネル１０の押圧位置を演算して、ＸＹ座標で出力することができ、各種電子装置の入力手段として種々利用することができる。しかも、構造が簡単であり、耐久性も高いものである。また、押圧位置を求める圧電素子１６をフォース・フィードバック用の圧電素子として兼用することができ、簡単な構成で、フォース・フィードバック機能をタッチパネル１０に持たせることができる。
【００２３】
なお、この発明のタッチパネルは上記実施形態に限定されるものではなく、光学式タッチパネルと組み合わせても良いものである。その場合、ディスプレイ画面を構成するパネル周縁に沿って長尺状の圧電素子を固定し、この圧電素子の出力を基にパネルへの押圧を検知する押圧検知手段である押圧検知回路を設け、前記パネルは光学式タッチパネルであり、縦横に互いに対向した受光素子と発光素子を備え、前記受光素子と発光素子により前記パネル上での光の遮蔽位置を検知するとともに、前記押圧検知回路により前記パネルの押圧を検知した場合に、遮蔽物による前記パネル上での光の遮蔽位置を位置情報として出力するようにしても良い。
【００２４】
これにより、光学式タッチパネルの欠点である誤操作が解消され、位置精度の高いタッチパネルの操作を正確に行うことがでる。この場合の圧電素子は、パネルの少なくとも１辺に設ければよいが、２辺またはそれ以上に設けるとなお良い。さらに、前記圧電素子と押圧検知回路により前記パネル上での光の遮蔽位置を検知した際に、前記圧電素子に電圧を印加して振動させる圧電素子駆動手段を備えたものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の一実施形態のタッチパネルの平面図（ａ）、ａ−ａ断面図（ｂ）、背面図（ｃ）である。
【図２】この発明の一実施形態のタッチパネルの押圧位置検知回路のブロック図である。
【図３】この発明の一実施形態のタッチパネル中央を押圧したときの各圧電素子の出力を示すグラフである。
【図４】この発明の一実施形態のタッチパネルの隅を押圧したときの各圧電素子の出力を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１０  タッチパネル
１２  パネル
１４  額縁
１６  圧電素子
２０  押圧位置検知回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007086990.tif 000005
【図４】
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