(57)【要約】【課題】  タッチ位置の誤検出を確実に防止することができると共に、精度の良いタッチ位置検出を短時間で確実に行うことができるタッチ位置検出装置を提供する。【解決手段】  印加電圧の極性を反転する前後にＳ３，Ｓ５，Ｓ８およびＳ１０で得た各座標電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３およびＶ４をＳ１１において加算し、Ｘ軸Ａ／Ｄ入力（１），（２）およびＹ軸Ａ／Ｄ入力（３），（４）の合計値を算出する。算出した合計値が所定の範囲内になく、Ｓ１１の判断結果がＮｏである場合、Ｓ１２において、タッチ位置検出手段によって検出されるタッチ位置のデータを無効化する。一方、合計値が所定の範囲内にあり、Ｓ１１の判断結果がＹｅｓである場合、Ｓ１３において、タッチ位置検出手段によって検出されるタッチ位置を有効なデータとして扱う。【選択図】  図８
2016009324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のＸ軸電極が形成された第１の抵抗膜および一対のＹ軸電極が形成された第２の抵抗膜から構成されるタッチパネル本体の一対の前記Ｘ軸電極間と一対の前記Ｙ軸電極との間に交互に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって一対の前記Ｘ軸電極間に電圧が印加されているときに前記タッチパネル本体に対するタッチ位置に応じて生じるＸ座標電圧を一方の前記Ｙ軸電極を介して入力すると共に、前記電圧印加手段によって一対の前記Ｙ軸電極間に電圧が印加されているときに前記タッチパネル本体に対するタッチ位置に応じて生じるＹ座標電圧を一方の前記Ｘ軸電極を介して入力する第１のタッチ位置電圧入力手段と、前記第１のタッチ位置電圧入力手段によって入力される電圧をＡＤ変換して前記タッチパネル本体に対するタッチ位置を検出するタッチ位置検出手段とを備える４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置において、
前記電圧印加手段によって一対の前記Ｘ軸電極間および一対の前記Ｙ軸電極間に印加される電圧の極性を交互に入れ替える極性反転手段と、
前記極性反転手段によって入れ替えられた極性の電圧が一対の前記Ｘ軸電極間に印加されているときに生じる前記Ｘ座標電圧を他方の前記Ｙ軸電極を介して入力すると共に、前記極性反転手段によって入れ替えられた極性の電圧が一対の前記Ｙ軸電極間に印加されているときに生じる前記Ｙ座標電圧を他方の前記Ｘ軸電極を介して入力する第２のタッチ位置電圧入力手段と、
第１および第２の各前記タッチ位置電圧入力手段によって入力される前記Ｘ座標電圧および前記Ｙ座標電圧の合計値を算出する合計値算出手段と、
前記合計値算出手段によって算出される前記合計値が所定の範囲にあるか否かを判断する合計値判断手段と、
前記合計値判断手段によって前記合計値が前記所定の範囲にないと判断された場合に前記タッチ位置検出手段によって検出されるタッチ位置を無効化するタッチ位置検出無効化手段と
を備えることを特徴とする４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置。
【請求項２】
前記合計値判断手段は、第１および第２の各前記タッチ位置電圧入力手段によって入力される前記Ｘ座標電圧および前記Ｙ座標電圧がＡＤ変換された値から前記合計値を算出することを特徴とする請求項１に記載の４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置。
【請求項３】
前記合計値算出手段は、前記極性反転手段によって極性が入れ替えられる前の電圧が一対の前記Ｘ軸電極間に印加されて第１の前記タッチ位置電圧入力手段によって入力される第１の前記Ｘ座標電圧と、前記極性反転手段によって極性が入れ替えられた電圧が一対の前記Ｘ軸電極間に印加されて第２の前記タッチ位置電圧入力手段によって入力される第２の前記Ｘ座標電圧と、前記極性反転手段によって極性が入れ替えられる前の電圧が一対の前記Ｙ軸電極間に印加されて第１の前記タッチ位置電圧入力手段によって入力される第１の前記Ｙ座標電圧と、前記極性反転手段によって極性が入れ替えられた電圧が一対の前記Ｙ軸電極間に印加されて第２の前記タッチ位置電圧入力手段によって入力される第２の前記Ｙ座標電圧との合計値を算出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４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置。
【請求項４】
前記合計値の前記所定の範囲は、第１の前記抵抗膜および第２の前記抵抗膜間に生じる接触抵抗が許容変動範囲にあるタッチによって入力される前記Ｘ座標電圧および前記Ｙ座標電圧について算出される前記合計値の範囲であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル本体に対するタッチ位置を４線式抵抗膜方式でアナログ式に検出する４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出回路は、図１に示される。タッチパネル本体１は、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂが形成された第１の抵抗膜３および一対のＹ軸電極４ａ，４ｂが形成された第２の抵抗膜５から構成される。各抵抗膜３，５は、導電膜が設けられた面が隙間を隔てて向かい合う方向に貼り合わせられた２層構造をしている。指やペン６でタッチパネル本体１が押され、これら導電膜が接触することで、タッチパネル入力が行われる。
【０００３】
同図（ａ）は、Ｘ軸方向のタッチ位置を検出する際のタッチ位置検出回路を示している。Ｘ軸方向のタッチ位置を検出する際には、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間に電圧源７によって電圧が印加される。タッチ位置では、各抵抗膜３，５に設けられた導電膜間が導通する。このとき、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間におけるタッチ位置でのＸ座標電圧が、一方のＹ軸電極４ｂを介してＡ／Ｄ変換回路８に入力され、Ｘ座標電圧がデジタル値に変換される。例えば、タッチ位置が一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間の中間位置である場合、印加電圧の１／２の電圧がＸ座標電圧としてＹ軸電極４ｂに検出される。
【０００４】
同図（ｂ）は、Ｙ軸方向のタッチ位置を検出する際のタッチ位置検出回路を示している。Ｙ軸方向のタッチ位置を検出する際には、一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間に電圧源７によって電圧が印加される。一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間におけるタッチ位置でのＹ座標電圧は、一方のＸ軸電極２ａを介してＡ／Ｄ変換回路８に入力され、Ｙ座標電圧がデジタル値に変換される。例えば、タッチ位置が一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間の中間位置である場合、印加電圧の１／２の電圧がＹ座標電圧としてＸ軸電極２ａに検出される。
【０００５】
タッチパネル本体１に対するタッチ位置は、デジタル値に変換されたＸ座標電圧およびＹ座標電圧の印加電圧に対する各比率が算出されることで、求められる。
【０００６】
従来この種の４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置としては、例えば、特許文献１に開示されたタッチパネル検査装置がある。このタッチパネル検査装置では、Ｘ座標電圧またはＹ座標電圧が所定のしきい値電圧以下である場合、Ｘ軸電極間またはＹ軸電極間に印加する電圧の極性を反転させる。印加する電圧の極性を反転させると、０ボルト近辺におけるＸ座標電圧またはＹ座標電圧の絶対量が一定以上に確保され、精度高くタッチ位置のＸ座標またはＹ座標が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２７４２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示すような従来のタッチ位置検出装置では、Ｘ座標電圧またはＹ座標電圧の絶対量が一定以上に確保されても、タッチパネル本体がタッチされた瞬間およびタッチが離された瞬間、２層構造の各抵抗膜の導電膜間に発生する接触抵抗は、その抵抗値が大きく変動し、チャタリングする場合が多い。また、タッチパネル本体に対するタッチの圧力の大きさによっても、その抵抗値は大きく変動する。
【０００９】
具体的に、タッチしたときのタッチパネル本体１の等価回路は、図２に示される。タッチされると、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間にはタッチ位置で分割されたＸ軸抵抗Ｒx1，Ｒx2が生じ、一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間にはタッチ位置で分割されたＹ軸抵抗Ｒy1，Ｒy2が生じる。そして、タッチ位置のＸ軸抵抗Ｒx1，Ｒx2およびＹ軸抵抗Ｒy1，Ｒy2間には上記の接触抵抗Ｒcが生じる。
【００１０】
図３（ａ）はこのように接触抵抗Ｒcが生じるタッチパネル本体１について、Ｘ座標を検出する際の検出回路の等価回路図である。なお、同図において図１および図２と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。インピーダンスＺはＡ／Ｄ変換回路８の入力インピーダンスである。タッチパネル本体１がタッチされた瞬間およびタッチが離された瞬間にチャタリングし、例えばタッチされた瞬間のインピーダンスＺの両端に現れるＸ座標電圧Ｖの時間変化は、同図（ｂ）のグラフに示される。同グラフの横軸は時間ｔ、縦軸はＸ座標電圧Ｖを表す。同グラフの波形に示すように、タッチパネル本体１がタッチされた瞬間およびタッチが離された瞬間に、Ｘ座標電圧Ｖは大きく変動し、各抵抗膜３，５の導電膜間に発生する接触抵抗Ｒcが大きく変動するのが理解される。
【００１１】
このような事象を解決するため、従来、図４に示すグラフのように、座標電圧の計測値を例えば時間ｔ１，ｔ２，ｔ３…で複数回読み込み、各時間における計測値ａ１，ａ２，ａ３…の平均値を計算して、平均計測値Ａからタッチ位置を求める対策が、多く行われている。なお、同グラフの横軸は時間ｔ、縦軸は座標電圧の計測値を表す。しかし、座標電圧にチャタリングが多く含まれ、計測値の波形が図示するよう大きく変動する場合、平均計測値Ａは、実際のタッチ位置に応じて検出されるべき計測値Ｂとは異なる。このため、タッチ位置の検出精度を上げるため、ＡＤ変換する回数を多くしたり、さらに、平均値計算のメンバーから大きく逸脱している値を計測の対象から外したりする処理が必要とされる。この結果、タッチ位置検出に多くの時間を要してしまうことになる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
一対のＸ軸電極が形成された第１の抵抗膜および一対のＹ軸電極が形成された第２の抵抗膜から構成されるタッチパネル本体の一対のＸ軸電極間と一対のＹ軸電極との間に交互に電圧を印加する電圧印加手段と、電圧印加手段によって一対のＸ軸電極間に電圧が印加されているときにタッチパネル本体に対するタッチ位置に応じて生じるＸ座標電圧を一方のＹ軸電極を介して入力すると共に、電圧印加手段によって一対のＹ軸電極間に電圧が印加されているときにタッチパネル本体に対するタッチ位置に応じて生じるＹ座標電圧を一方のＸ軸電極を介して入力する第１のタッチ位置電圧入力手段と、第１のタッチ位置電圧入力手段によって入力される電圧をＡＤ変換してタッチパネル本体に対するタッチ位置を検出するタッチ位置検出手段とを備える４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置において、
電圧印加手段によって一対のＸ軸電極間および一対のＹ軸電極間に印加される電圧の極性を交互に入れ替える極性反転手段と、
極性反転手段によって入れ替えられた極性の電圧が一対のＸ軸電極間に印加されているときに生じるＸ座標電圧を他方のＹ軸電極を介して入力すると共に、極性反転手段によって入れ替えられた極性の電圧が一対のＹ軸電極間に印加されているときに生じるＹ座標電圧を他方のＸ軸電極を介して入力する第２のタッチ位置電圧入力手段と、
第１および第２の各タッチ位置電圧入力手段によって入力されるＸ座標電圧およびＹ座標電圧の合計値を算出する合計値算出手段と、
合計値算出手段によって算出される合計値が所定の範囲、例えば、第１の抵抗膜および第２の抵抗膜間に生じる接触抵抗が許容変動範囲にあるタッチによって入力されるＸ座標電圧およびＹ座標電圧について算出される合計値の範囲にあるか否かを判断する合計値判断手段と、
合計値判断手段によって合計値が所定の範囲にないと判断された場合にタッチ位置検出手段によって検出されるタッチ位置を無効化するタッチ位置検出無効化手段と
を備えることを特徴とする。
【００１３】
本構成によれば、一対のＸ軸電極間および一対のＹ軸電極間に電圧印加手段によって印加される電圧の極性は、極性反転手段によって交互に入れ替えられる。第２のタッチ位置電圧入力手段は、入れ替えられた極性の電圧が一対のＸ軸電極間に印加されているときに、タッチパネル本体に対するタッチ位置に応じて生じるＸ座標電圧を他方のＹ軸電極を介して入力すると共に、入れ替えられた極性の電圧が一対のＹ軸電極間に印加されているときに、タッチパネル本体に対するタッチ位置に応じて生じるＹ座標電圧を他方のＸ軸電極を介して入力する。また、第１のタッチ位置電圧入力手段は、極性反転手段によって極性が入れ替えられる前に一対のＸ軸電極間に電圧が印加されているときに生じるＸ座標電圧を一方のＹ軸電極を介して入力すると共に、極性反転手段によって極性が入れ替えられる前に一対のＹ軸電極間に電圧が印加されているときに生じるＹ座標電圧を一方のＸ軸電極を介して入力する。
【００１４】
合計値算出手段は、第１および第２の各タッチ位置電圧入力手段によって入力されるＸ座標電圧およびＹ座標電圧の合計値を算出し、合計値判断手段は、合計値算出手段によって算出される合計値が所定の範囲にあるか否かを判断する。そして、タッチ位置検出無効化手段は、合計値判断手段によって合計値が所定の範囲にないと判断された場合に、タッチ位置検出手段によって検出されるタッチ位置を無効化する。
【００１５】
タッチパネル本体に対するタッチが良好に行われた場合、印加電圧の極性が入れ替えられる前と入れ替えられた後での、各Ｘ座標電圧と各Ｙ座標電圧との総和、つまり合計値は、一定になる。しかし、タッチパネル本体に対するタッチが良好に行われず、各抵抗膜間に生じる接触抵抗の抵抗値が大きく変動すると、各Ｘ座標電圧と各Ｙ座標電圧との合計値は小さくなる。このため、所定の範囲と比較して小さい合計値になるタッチ位置検出を無効とすれば、タッチ位置の誤検出をせずに済む。
【００１６】
また、一対のＸ軸電極間および一対のＹ軸電極間に一方の極性の電圧を印加したときだけのＸ座標電圧とＹ座標電圧との合計値を算出することにすると、Ｘ座標電圧とＹ座標電圧との合計値は、各電極間の印加電圧がタッチ位置で分割された各座標電圧の和になるので、タッチ位置によって変化し、一定にはならない。しかし、本構成のように、一対のＸ軸電極間および一対のＹ軸電極間に印加する電圧の極性を入れ替え、他方のＹ軸電極からＸ座標電圧、他方のＸ軸電極からＹ座標電圧を入力し、これら座標電圧も合計値に加えることで、合計値は、タッチ位置によらない各電極間の印加電圧に応じた一定の値となる。
【００１７】
このため、本構成により、一対のＸ軸電極間および一対のＹ軸電極間に印加する電圧の極性を入れ替え、入れ替える前後のＸ座標電圧およびＹ座標電圧の合計値を算出し、この合計値が所定の範囲にない場合に検出されるタッチ位置検出を無効にすることで、タッチ位置の誤検出を確実に防止することができると共に、精度の良いタッチ位置検出を短時間で確実に行うことができる。
【００１８】
また、本発明は、合計値判断手段が、第１および第２の各タッチ位置電圧入力手段によって入力されるＸ座標電圧およびＹ座標電圧がＡＤ変換された値から合計値を算出することを特徴とする。
【００１９】
本構成によれば、第１および第２の各タッチ位置電圧入力手段によって入力されるＸ座標電圧およびＹ座標電圧の合計値は、各座標電圧の電圧値そのものではなく、ＡＤ変換されたデジタル値から算出される。このため、Ｘ座標電圧およびＹ座標電圧の合計値の算出は簡単にかつ迅速に行える。
【００２０】
また、本発明は、合計値算出手段が、極性反転手段によって極性が入れ替えられる前の電圧が一対のＸ軸電極間に印加されて第１のタッチ位置電圧入力手段によって入力される第１のＸ座標電圧と、極性反転手段によって極性が入れ替えられた電圧が一対のＸ軸電極間に印加されて第２のタッチ位置電圧入力手段によって入力される第２のＸ座標電圧と、極性反転手段によって極性が入れ替えられる前の電圧が一対のＹ軸電極間に印加されて第１のタッチ位置電圧入力手段によって入力される第１のＹ座標電圧と、極性反転手段によって極性が入れ替えられた電圧が一対のＹ軸電極間に印加されて第２のタッチ位置電圧入力手段によって入力される第２のＹ座標電圧との合計値を算出することを特徴とする。
【００２１】
本構成によれば、印加電圧の極性が入れ替えられる前後に入力される第１および第２のＸ座標電圧と、印加電圧の極性が入れ替えられる前後に入力される第１および第２のＹ座標電圧だけが合計値算出手段による合計値算出の対象になる。このため、精度の良いタッチ位置検出をさらに短時間で確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、上記のように、タッチ位置の誤検出を確実に防止することができると共に、精度の良いタッチ位置検出を短時間で確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は、一般的な４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルにおいてＸ軸方向のタッチ位置を検出する際のタッチ位置検出回路図、（ｂ）は、Ｙ軸方向のタッチ位置を検出する際のタッチ位置検出回路図である。
【図２】図１におけるタッチパネル本体がタッチされたときのタッチパネル本体の等価回路図である。
【図３】（ａ）は、図１に示すタッチパネル本体におけるＸ座標を検出する際の検出回路の等価回路図、（ｂ）は、タッチされた瞬間およびタッチが離された瞬間に現れるＸ座標電圧の時間変化を示すグラフである。
【図４】複数回読み込んだ各計測値の平均値を計算して平均計測値からタッチ位置を求める従来の対策を説明するためのグラフである。
【図５】本発明の一実施形態による４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置の概略構成を示す回路図である。
【図６】（ａ）は、一実施形態によるタッチ位置検出装置の、Ｘ座標を検出する際の等価回路図、（ｂ）は、印加電圧の極性を反転してＸ座標を検出する際の、一実施形態によるタッチ位置検出装置の等価回路図である。
【図７】（ａ）は、一実施形態によるタッチ位置検出装置の、Ｙ座標を検出する際の等価回路図、（ｂ）は、印加電圧の極性を反転してＹ座標を検出する際の、一実施形態によるタッチ位置検出装置の等価回路図である。
【図８】一実施形態によるタッチ位置検出装置におけるタッチ位置検出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２５】
図５は、本発明の一実施形態による４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置１１の概略構成を示す回路図である。
【００２６】
４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチパネル本体１は、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂが形成された第１の抵抗膜３、および一対のＹ軸電極４ａ，４ｂが形成された第２の抵抗膜５から構成される。各抵抗膜３，５は、ガラスやポリエステルフィルム上にＩＴＯなどの透明導電膜がコートされて形成され、透明導電膜がコートされた面が隙間を隔てて向かい合う方向に貼り合わせられて、構成されている。指やペン６でタッチパネル本体１が押され、これら透明導電膜が接触することで、タッチパネル入力が行われる。
【００２７】
一対のＸ軸電極２ａ，２ｂのうちの一方のＸ軸電極２ａには正転回路１２の出力が与えられ、他方のＸ軸電極２ｂには反転回路１３の出力が与えられる。正転回路１２および反転回路１３には同一のＸ軸極性信号が入力されるため、一方のＸ軸電極２ａと他方のＸ軸電極２ｂには常に異なるレベルの電圧が与えられる。つまり、Ｘ軸極性信号がハイレベルである場合、一方のＸ軸電極２ａにはハイレベル（例えば５Ｖ）、他方のＸ軸電極２ｂにはロウレベル（例えば０Ｖ）の電圧が与えられる。また、Ｘ軸極性信号がロウレベルである場合、一方のＸ軸電極２ａにはロウレベル、他方のＸ軸電極２ｂにはハイレベルの電圧が与えられる。
【００２８】
また、一対のＹ軸電極４ａ，４ｂのうちの一方のＹ軸電極４ａには正転回路１４の出力が与えられ、他方のＹ軸電極４ｂには反転回路１５の出力が与えられる。正転回路１４および反転回路１５には同一のＹ軸極性信号が入力されるため、一方のＹ軸電極４ａと他方のＹ軸電極４ｂには常に異なるレベルの電圧が与えられる。つまり、Ｙ軸極性信号がハイレベルである場合、一方のＹ軸電極４ａにはハイレベル、他方のＹ軸電極４ｂにはロウレベルの電圧が与えられる。また、Ｙ軸極性信号がロウレベルである場合、一方のＹ軸電極４ａにはロウレベル、他方のＹ軸電極４ｂにはハイレベルの電圧が与えられる。
【００２９】
また、正転回路１２および反転回路１３並びに正転回路１４および反転回路１５は、スリーステートの出力をとることができ、ゲート入力がロウレベルのときには出力がハイインピーダンスとなる。正転回路１２および反転回路１３の各ゲート入力には、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がそのまま入力され、正転回路１４および反転回路１５の各ゲート入力には、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号が反転回路１６で反転されて入力される。したがって、正転回路１２および反転回路１３の各ゲート入力と、正転回路１４および反転回路１５の各ゲート入力には、常に異なるレベルの電圧が与えられる。
【００３０】
つまり、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がハイレベルである場合、正転回路１２および反転回路１３の各ゲート入力にはハイレベル、正転回路１４および反転回路１５の各ゲート入力にはロウレベルの電圧が与えられる。このため、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がハイレベルである場合、正転回路１４および反転回路１５の出力はハイインピーダンスになる。したがって、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂにはＸ軸極性信号にしたがったレベルの電圧が印加されて、Ｘ軸方向の位置検出はＯＮになるが、一対のＹ軸電極４ａ，４ｂには電圧が印加されなくなって、Ｙ軸方向の位置検出はＯＦＦになる。
【００３１】
また、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がロウレベルである場合、正転回路１２および反転回路１３の各ゲート入力にはロウレベル、正転回路１４および反転回路１５の各ゲート入力にはハイレベルの電圧が与えられる。このため、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がロウレベルである場合、正転回路１２および反転回路１３の出力はハイインピーダンスになる。したがって、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂには電圧が印加されなくなって、Ｘ軸方向の位置検出はＯＦＦになる。一方、一対のＹ軸電極４ａ，４ｂにはＹ軸極性信号にしたがったレベルの電圧が印加されて、Ｙ軸方向の位置検出はＯＮになる。
【００３２】
マルチプレクサ１７にはＸ軸電極２ａ，２ｂおよびＹ軸電極４ａ，４ｂの各出力が入力されている。マルチプレクサ１７は、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がハイレベルでＸ軸方向の位置検出がＯＮ、Ｘ軸極性信号がハイレベルで一方のＸ軸電極２ａにハイレベル、他方のＸ軸電極２ｂにロウレベルの電圧が印加される場合、一方のＹ軸電極４ａの出力を選択し、一方のＹ軸電極４ａに検出されるＸ座標電圧の出力をＡ／Ｄ変換回路１８へ与える。また、マルチプレクサ１７は、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がハイレベルでＸ軸方向の位置検出がＯＮ、Ｘ軸極性信号がロウレベルで一方のＸ軸電極２ａにロウレベル、他方のＸ軸電極２ｂにハイレベルの電圧が印加される場合、他方のＹ軸電極４ｂの出力を選択し、他方のＹ軸電極４ｂに検出されるＸ座標電圧の出力をＡ／Ｄ変換回路１８へ与える。
【００３３】
また、マルチプレクサ１７は、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がロウレベルでＹ軸方向の位置検出がＯＮ、Ｙ軸極性信号がハイレベルで一方のＹ軸電極４ａにハイレベル、他方のＹ軸電極４ｂにロウレベルの電圧が印加される場合、一方のＸ軸電極２ａの出力を選択し、一方のＸ軸電極２ａに検出されるＹ座標電圧の出力をＡ／Ｄ変換回路１８へ与える。また、マルチプレクサ１７は、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がロウレベルでＹ軸方向の位置検出がＯＮ、Ｙ軸極性信号がロウレベルで一方のＹ軸電極４ａにロウレベル、他方のＹ軸電極４ｂにハイレベルの電圧が印加される場合、他方のＸ軸電極２ｂの出力を選択し、他方のＸ軸電極２ｂに検出されるＹ座標電圧の出力をＡ／Ｄ変換回路１８へ与える。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換回路１８は入力されるアナログ値の各座標電圧をデジタル値に変換して、図示しないマイクロコンピュータ（マイコン）へ出力する。マイコンは、入力される各座標電圧のデジタル値の、ハイレベル電圧のデジタル値に対する比率を算出し、タッチ位置のＸ座標およびＹ座標を求める。また、マイコンは、上述のＸ軸極性信号、Ｙ軸極性信号およびＸ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号についての、ハイレベルとロウレベルのレベル切り替えを制御すると共に、マルチプレクサ１７の出力切替を制御する。
【００３５】
タッチパネル本体１の一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間と一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間とに上記のようにハイレベルとロウレベルの各電圧を印加する電圧源７は、各電極２ａ，２ｂ間および４ａ，４ｂ間に交互に電圧を印加する電圧印加手段を構成する。また、正転回路１２，１４および反転回路１３，１５、マルチプレクサ１７、並びにＸ軸極性信号およびＹ軸極性信号を出力するマイコンは、電圧印加手段によって一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間に電圧が印加されているときに、タッチパネル本体１に対するタッチ位置に応じて生じるＸ座標電圧を、一方のＹ軸電極４ａを介して入力すると共に、電圧印加手段によって一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間に電圧が印加されているときに、タッチパネル本体１に対するタッチ位置に応じて生じるＹ座標電圧を、一方のＸ軸電極２ａを介して入力する第１のタッチ位置電圧入力手段を構成する。また、Ａ／Ｄ変換回路１８およびマイコンは、この第１のタッチ位置電圧入力手段によって入力される電圧をＡＤ変換して、タッチパネル本体１に対するタッチ位置を検出するタッチ位置検出手段を構成する。
【００３６】
また、反転回路１６、およびＸ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号を出力するマイコンは、電圧印加手段によって一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間および一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間に印加される電圧の極性を交互に入れ替える極性反転手段を構成する。また、正転回路１２，１４および反転回路１３，１５、マルチプレクサ１７、並びにＸ軸極性信号およびＹ軸極性信号を出力するマイコンは、極性反転手段によって入れ替えられた極性の電圧が一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間に印加されているときに生じるＸ座標電圧を、他方のＹ軸電極４ｂを介して入力すると共に、極性反転手段によって入れ替えられた極性の電圧が一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間に印加されているときに生じるＹ座標電圧を、他方のＸ軸電極２ｂを介して入力する第２のタッチ位置電圧入力手段を構成する。
【００３７】
また、マイコンは、第１および第２の各タッチ位置電圧入力手段によって入力されるＸ座標電圧およびＹ座標電圧の合計値を算出する合計値算出手段を構成すると共に、この合計値算出手段によって算出される合計値が所定の範囲にあるか否かを判断する合計値判断手段を構成する。本実施形態では、この所定の範囲は、第１の抵抗膜３および第２の抵抗膜５間に生じる接触抵抗Ｒcが許容変動範囲にあるタッチによって入力されるＸ座標電圧およびＹ座標電圧について算出される、合計値の範囲である。ここで、接触抵抗Ｒcの許容変動範囲は、例えば、後述するＸ軸抵抗Ｒx1，Ｒx2およびＹ軸抵抗Ｒy1，Ｒy2の各和が約５００Ω（Ｒx1＋Ｒx2≒５００、Ｒy1＋Ｒy2≒５００）の仕様で、Ａ／Ｄ変換回路１８の入力インピーダンスＺ＝１０ｋΩとした場合、Ｘ軸抵抗Ｒx1，Ｒx2およびＹ軸抵抗Ｒy1，Ｒy2の温度や経年特性等にも依存するが、設計時に室温で±５％である。したがって、例えば、０．９５Ｒｃ〜１．０５Ｒｃが接触抵抗Ｒcの許容変動範囲になる。さらに、マイコンは、この合計値判断手段によって合計値が所定の範囲にないと判断された場合に、タッチ位置検出手段によって検出されるタッチ位置を無効化するタッチ位置検出無効化手段を構成する。
【００３８】
また、正転回路１２，１４および反転回路１３，１５，１６、マルチプレクサ１７、Ａ／Ｄ変換回路１８およびマイコンは、４線式抵抗膜方式アナログタッチパネルのタッチ位置検出装置１１を構成する。
【００３９】
図６は、タッチ位置のＸ座標を検出する際におけるタッチ位置検出装置１１の等価回路図である。タッチパネル本体１がタッチされると、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間にはタッチ位置で分割されたＸ軸抵抗Ｒx1，Ｒx2が生じ、一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間にはタッチ位置で分割されたＹ軸抵抗Ｒy1，Ｒy2が生じる。そして、タッチ位置のＸ軸抵抗Ｒx1，Ｒx2およびＹ軸抵抗Ｒy1，Ｒy2間には接触抵抗Ｒcが生じる。
【００４０】
同図（ａ）は、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がハイレベル、Ｘ軸極性信号もハイレベルの場合の等価回路図である。Ｘ軸電極２ａにはハイレベルの例えば５Ｖ、Ｘ軸電極２ｂにはロウレベルの例えば０Ｖが電圧源７によって印加されて、一方のＹ軸電極４ａからＸ座標電圧が検出される。インピーダンスＺはＡ／Ｄ変換回路１８の入力インピーダンスである。この場合、電圧源７の極性が入れ替えられる前の電圧が一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間に印加されて、インピーダンスＺの両端には、第１のタッチ位置電圧入力手段によって入力される第１のＸ座標電圧Ｖ１が現れる。
【００４１】
同図（ｂ）は、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がハイレベル、Ｘ軸極性信号がロウレベルの場合の等価回路図である。Ｘ軸電極２ａにはロウレベルの例えば０Ｖ、Ｘ軸電極２ｂにはハイレベルの例えば５Ｖが印加されて、他方のＹ軸電極４ｂからＸ座標電圧が検出される。この場合、電圧源７の極性が入れ替えられた電圧が一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間に印加されて、インピーダンスＺの両端には、第２のタッチ位置電圧入力手段によって入力される第２のＸ座標電圧Ｖ２が現れる。
【００４２】
図７は、タッチ位置のＹ座標を検出する際におけるタッチ位置検出装置１１の等価回路図である。なお、同図において図６と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４３】
同図（ａ）は、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がロウレベル、Ｙ軸極性信号がハイレベルの場合の等価回路図である。Ｙ軸電極４ａにはハイレベルの例えば５Ｖ、Ｙ軸電極４ｂにはロウレベルの例えば０Ｖが印加されて、一方のＸ軸電極２ａからＹ座標電圧が検出される。この場合、電圧源７の極性が入れ替えられる前の電圧が一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間に印加されて、インピーダンスＺの両端には、第１のタッチ位置電圧入力手段によって入力される第１のＹ座標電圧Ｖ３が現れる。
【００４４】
同図（ｂ）は、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号がロウレベル、Ｙ軸極性信号もロウレベルの場合の等価回路図である。Ｙ軸電極４ａにはロウレベルの例えば０Ｖ、Ｙ軸電極４ｂにはハイレベルの例えば５Ｖが印加されて、他方のＸ軸電極２ｂからＹ座標電圧が検出される。この場合、電圧源７の極性が入れ替えられた電圧が一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間に印加されて、インピーダンスＺの両端には、第２のタッチ位置電圧入力手段によって入力される第２のＹ座標電圧Ｖ４が現れる。
【００４５】
本実施形態では、合計値算出手段を構成するマイコンは、インピーダンスＺの両端に上記のように現れる第１のＸ座標電圧Ｖ１、第２のＸ座標電圧Ｖ２、第１のＹ座標電圧Ｖ３および第２のＹ座標電圧Ｖ４のアナログ値が、Ａ／Ｄ変換回路１８によってＡＤ変換されたデジタル値から、これら座標電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４の合計値を算出する。
【００４６】
図８は、本実施形態のタッチ位置検出装置１１においてマイコンによって行われるタッチ位置検出処理のフローチャートである。
【００４７】
マイコンは、まず、ステップ（以下、Ｓと記す）１において、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号をハイレベルにし、Ｘ軸位置検出をＯＮ、Ｙ軸位置検出をＯＦＦにする。次に、Ｓ２において、Ｘ軸極性信号をハイレベルにし、図６（ａ）に示すようにＸ軸電極２ａにハイレベル、Ｘ軸電極２ｂにロウレベルの電圧（Ｘ軸電極間極性＋／−）を印加する。次に、Ｓ３において、一方のＹ軸電極４ａに検出される第１のＸ座標電圧Ｖ１をマルチプレクサ１７で選択し、これをＡ／Ｄ変換回路１８によってＡＤ変換して、Ｘ軸Ａ／Ｄ入力（１）を得る。ここで第１のＸ座標電圧Ｖ１は、電圧源７の出力電圧をＶとした場合、次式で表される。
Ｖ１＝｛Ｖ×Ｒx2÷（Ｒx1＋Ｒx2）｝×Ｚ÷（Ｒｃ＋Ｒy1＋Ｚ）  …（i）
【００４８】
次に、Ｓ４において、Ｘ軸極性信号をロウレベルにし、図６（ｂ）に示すようにＸ軸電極２ａにロウレベル、Ｘ軸電極２ｂにハイレベルの電圧（Ｘ軸電極間極性−／＋）を印加する。次に、Ｓ５において、他方のＹ軸電極４ｂに検出される第２のＸ座標電圧Ｖ２をマルチプレクサ１７で選択し、これをＡ／Ｄ変換回路１８によってＡＤ変換して、Ｘ軸Ａ／Ｄ入力（２）を得る。ここで第２のＸ座標電圧Ｖ２は次式で表される。
Ｖ２＝｛Ｖ×Ｒx1÷（Ｒx1＋Ｒx2）｝×Ｚ÷（Ｒｃ＋Ｒy2＋Ｚ）  …（ii）
【００４９】
次に、Ｓ６において、Ｘ，Ｙ軸ＯＮ／ＯＦＦ切替信号をロウレベルにし、Ｘ軸位置検出をＯＦＦ、Ｙ軸位置検出をＯＮにする。次に、Ｓ７において、Ｙ軸極性信号をハイレベルにし、図７（ａ）に示すようにＹ軸電極４ａにハイレベル、Ｙ軸電極４ｂにロウレベルの電圧（Ｙ軸電極間極性＋／−）を印加する。次に、Ｓ８において、一方のＸ軸電極２ａに検出される第１のＹ座標電圧Ｖ３をマルチプレクサ１７で選択し、これをＡ／Ｄ変換回路１８によってＡＤ変換して、Ｙ軸Ａ／Ｄ入力（３）を得る。ここで第１のＹ座標電圧Ｖ３は次式で表される。
Ｖ３＝｛Ｖ×Ｒy2÷（Ｒy1＋Ｒy2）｝×Ｚ÷（Ｒｃ＋Ｒx1＋Ｚ）  …（iii）
【００５０】
次に、Ｓ９において、Ｙ軸極性信号をロウレベルにし、図７（ｂ）に示すようにＹ軸電極４ａにロウレベル、Ｙ軸電極４ｂにハイレベルの電圧（Ｙ軸電極間極性−／＋）を印加する。次に、Ｓ１０において、他方のＸ軸電極２ｂに検出される第２のＹ座標電圧Ｖ４をマルチプレクサ１７で選択し、これをＡ／Ｄ変換回路１８によってＡＤ変換して、Ｙ軸Ａ／Ｄ入力（４）を得る。ここで第２のＹ座標電圧Ｖ４は次式で表される。
Ｖ４＝｛Ｖ×Ｒy1÷（Ｒy1＋Ｒy2）｝×Ｚ÷（Ｒｃ＋Ｒx2＋Ｚ）  …（iv）
【００５１】
次に、Ｓ１１において、Ｓ３，Ｓ５，Ｓ８およびＳ１０で得た各座標電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３およびＶ４のデジタル変換値を加算し、Ｘ軸Ａ／Ｄ入力（１），（２）およびＹ軸Ａ／Ｄ入力（３），（４）の合計値を算出する。そして、算出したこの合計値が所定の範囲内にあるか否かを判断する。各座標電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３およびＶ４を表す上記各式（i),(ii),(iii)および(iv)におけるＸ軸抵抗Ｒx1，Ｒx2およびＹ軸抵抗Ｒy1，Ｒy2の各和は一定であり、また、Ａ／Ｄ変換回路１８の入力インピーダンスＺも一定である。一方、接触抵抗Ｒｃの値は前述のように±５％の範囲で変動するのが許容される。したがって、本実施形態では、各座標電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３およびＶ４の上限値は上記各式（i),(ii),(iii)および(iv)における接触抵抗Ｒｃを０．９５Ｒｃとして表され、下限値は接触抵抗Ｒｃを１．０５Ｒｃとして表される。このため、合計値の所定の範囲は、上限が、各座標電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３およびＶ４の上限値をＡ／Ｄ変換した値の和になり、下限が、各座標電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３およびＶ４の下限値をＡ／Ｄ変換した値の和になる。
【００５２】
合計値が所定の範囲内になく、Ｓ１１の判断結果がＮｏである場合、Ｓ１２において、タッチ位置検出手段によって検出されるタッチ位置のデータを無効化する。一方、合計値が所定の範囲内にあり、Ｓ１１の判断結果がＹｅｓである場合、Ｓ１３において、タッチ位置検出手段によって検出されるタッチ位置を有効なデータとして扱う。なお、タッチ位置のＸ座標は、Ｘ軸電極２ａ，２ｂ間に印加される電圧Ｖのタッチによって分圧される比から求められ、第１のＸ座標電圧Ｖ１および第２のＸ座標電圧Ｖ２のいずれによってもそれらの合計値（Ｖ１＋Ｖ２）に対して算出される。したがって、Ｓ１１で算出した合計値が所定の範囲内にあれば、第１のＸ座標電圧Ｖ１および第２のＸ座標電圧Ｖ２のいずれも有効なデータとして扱われる。同様に、タッチ位置のＹ座標は、Ｙ軸電極４ａ，４ｂ間に印加される電圧Ｖのタッチによって分圧される比から求められ、第１のＹ座標電圧Ｖ３および第２のＹ座標電圧Ｖ４のいずれによってもそれらの合計値（Ｖ３＋Ｖ４）に対して算出される。したがって、Ｓ１１で算出した合計値が所定の範囲内にあれば、第１のＹ座標電圧Ｖ３および第２のＹ座標電圧Ｖ４のいずれも有効なデータとして扱われる。
【００５３】
タッチパネル本体１に対するタッチが良好に行われた場合、電圧源７による印加電圧の極性が入れ替えられる前と入れ替えられた後での、各Ｘ座標電圧Ｖ１，Ｖ２と各Ｙ座標電圧Ｖ３，Ｖ４との総和、つまり合計値は、一定になる。しかし、タッチパネル本体１に対するタッチが良好に行われず、各抵抗膜３，５間に生じる接触抵抗Ｒcの抵抗値が大きく変動すると、各Ｘ座標電圧Ｖ１，Ｖ２と各Ｙ座標電圧Ｖ３，Ｖ４との合計値は小さくなる。これは、Ａ／Ｄ変換回路１８の入力側にあるアンプには、Ａ／Ｄ変換回路１８への入力が不安定になるのを防止するため、検出抵抗が設けられるが、各抵抗膜３，５間に生じる接触抵抗Ｒcが大きいと、抵抗Ｒx1，Ｒx2または抵抗Ｒy1，Ｒy2によって分圧されて検出抵抗に発生する座標電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４が小さくなるからである。このため、所定の範囲と比較して小さい合計値になるタッチ位置検出を無効とすれば、タッチ位置の誤検出をせずに済む。
【００５４】
また、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間および一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間に一方の極性の電圧を印加したときだけのＸ座標電圧Ｖ１とＹ座標電圧Ｖ３との合計値を算出することにすると、Ｘ座標電圧Ｖ１とＹ座標電圧Ｖ３との合計値は、Ｘ軸電極２ａ，２ｂ間およびＹ軸電極４ａ，４ｂ間の印加電圧が、タッチ位置で抵抗Ｒx1，Ｒx2または抵抗Ｒy1，Ｒy2によって分割された各座標電圧Ｖ１，Ｖ３の和になる。このため、合計値はタッチ位置によって変化し、一定にはならない。しかし、本実施形態のように、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間および一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間に印加する電圧の極性を入れ替え、他方のＹ軸電極４ｂからＸ座標電圧Ｖ２、他方のＸ軸電極２ｂからＹ座標電圧Ｖ４を入力し、これら座標電圧Ｖ２，Ｖ４も合計値に加えることで、合計値は、各抵抗Ｒx1，Ｒx2のそれぞれに発生する電圧と各抵抗Ｒy1，Ｒy2のそれぞれに発生する電圧との総和になり、タッチ位置によらない各電極２ａ，２ｂ間および４ａ，４ｂ間の印加電圧に応じた一定の値となる。
【００５５】
このため、本実施形態のタッチ位置検出装置１１により、一対のＸ軸電極２ａ，２ｂ間および一対のＹ軸電極４ａ，４ｂ間に印加する電圧の極性を入れ替え、入れ替える前後のＸ座標電圧Ｖ１，Ｖ２およびＹ座標電圧Ｖ３，Ｖ４の合計値を算出し、この合計値が所定の範囲にない場合に検出されるタッチ位置検出を無効にすることで、タッチ位置の誤検出を確実に防止することができると共に、精度の良いタッチ位置検出を短時間で確実に行うことができる。
【００５６】
特に、本実施形態のタッチ位置検出装置１１では、印加電圧の極性が入れ替えられる前後に入力される第１および第２のＸ座標電圧Ｖ１，Ｖ２と、印加電圧の極性が入れ替えられる前後に入力される第１および第２のＹ座標電圧Ｖ３，Ｖ４の４つだけが、合計値算出手段による合計値算出の対象になる。このため、精度の良いタッチ位置検出をさらに短時間で確実に行うことができる。
【００５７】
また、本実施形態のタッチ位置検出装置１１ではＸ座標電圧Ｖ１，Ｖ２およびＹ座標電圧Ｖ３，Ｖ４の合計値は、各座標電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の電圧値そのものではなく、ＡＤ変換されたデジタル値から算出される。このため、Ｘ座標電圧Ｖ１，Ｖ２およびＹ座標電圧Ｖ３，Ｖ４の合計値の算出は簡単にかつ迅速に行える。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によるタッチ位置検出装置は、携帯電話やゲーム機・デジタルカメラ等における小型のタッチパネルから、ＦＡ（ファクトリー・オートメーション）機器等における大型のタッチパネルまで、各種の電子機器、産業機器等に幅広く利用することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１…タッチパネル本体
２ａ，２ｂ…Ｘ軸電極
３，５…抵抗膜
４ａ，４ｂ…Ｙ軸電極
６…指やペン
７…電圧源
１１…タッチ位置検出装置
１２，１４…正転回路
１３，１５，１６…反転回路
１７…マルチプレクサ
１８…Ａ／Ｄ変換回路
Ｚ…Ａ／Ｄ変換回路１８の入力インピーダンス
Ｒx1，Ｒx2…Ｘ軸抵抗
Ｒy1，Ｒy2…Ｙ軸抵抗
Ｒc…接触抵抗
【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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