(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネル上においてマトリクス状に並べられた複数の区画に対応して配置されたスイッチの操作入力を検出して出力するように構成すると共に、前記複数区画のスイッチに対して、制御手段よりの走査信号を、複数の入出力ポートより行方向に配置される入力ラインに印加し、前記走査信号を列方向に配置される出力ラインより複数の入力ポートで読みとり、前記入力ラインと前記出力ラインの交差部分の区画のスイッチの押圧を制御手段で検出するよう構成した操作入力装置であって、
前記制御手段はマイクロコンピュータ、入出力ポートはマイコン入出力ポート、入力ポートはマイコン入力ポートであり、
前記マイコン入出力ポートは、入力を優先する１つの優先ポートと、他の低優先ポートが設定されており、行方向入力ラインに走査信号を出力する際に、入力を優先する優先ポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを入力ポートにすることによりハイインピーダンスに設定し、低優先のポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを出力ポート設定としてローレベル信号を出力するように構成し、
前記マイクロコンピュータは、前記タッチパネル上の区画の内隣り合う上下の区画に対応するスイッチが同時押しされた際に、前記マイコン入出力ポートの優先ポートに対応した入力ラインに接続されたスイッチの押圧を優先して出力する制御を行うように構成したことを特徴とする操作入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器などに搭載され、指などの押圧を検出する操作入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、抵抗膜式タッチパネルの入力を検出する時には、入力を検出する行方向入力ラインに対して走査信号を出力し、他のラインはＧＮＤ信号を出力し、列方向ラインの入力を読み込み検出する手段を用い、同時押しに対しては各入力検出区画の間隔を空け、指先で押した時に同時押しになりにくくする方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような操作入力装置においては、狭いスペースに配置すると任意のパネルスイッチを押した時に、誤って隣のパネルスイッチと同時押しする可能性が多く、その際に意図したパネルスイッチを優先判定できることが要求されている。
【０００４】
本発明は、省スペースに配置されても意図したパネルスイッチを優先と判定できる操作入力装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の操作入力装置は、タッチパネル上においてマトリクス状に並べられた複数の区画に対応して配置されたスイッチの操作入力を検出して出力するように構成すると共に、前記複数区画のスイッチに対して、制御手段よりの走査信号を、複数の入出力ポートより行方向に配置される入力ラインに印加し、前記走査信号を列方向に配置される出力ラインより複数の入力ポートで読みとり、前記入力ラインと前記出力ラインの交差部分の区画のスイッチの押圧を制御手段で検出するよう構成した操作入力装置であって、前記制御手段はマイクロコンピュータ、入出力ポートはマイコン入出力ポート、入力ポートはマイコン入力ポートであり、前記マイコン入出力ポートは、入力を優先する１つの優先ポートと、他の低優先ポートが設定されており、行方向入力ラインに走査信号を出力する際に、入力を優先する優先ポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを入力ポートにすることによりハイインピーダンスに設定し、低優先のポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを出力ポート設定としてローレベル信号を出力するように構成し、前記マイクロコンピュータは、前記タッチパネル上の区画の内隣り合う上下の区画に対応するスイッチが同時押しされた際に、前記マイコン入出力ポートの優先ポートに対応した入力ラインに接続されたスイッチの押圧を優先して出力する制御を行うように構成したものである。
【０００６】
これにより、タッチパネルの隣合う区画に対応するスイッチの同時押しに対して、任意に設定した行方向ラインにおける区画に対応したスイッチの入力を優先して検出できる操作入力装置が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、タッチパネル上においてマトリクス状に並べられた複数の区画に対応して配置されたスイッチの操作入力を検出して出力するように構成すると共に、前記複数区画のスイッチに対して、制御手段よりの走査信号を、複数の入出力ポートより行方向に配置される入力ラインに印加し、前記走査信号を列方向に配置される出力ラインより複数の入力ポートで読みとり、前記入力ラインと前記出力ラインの交差部分の区画のスイッチの押圧を制御手段で検出するよう構成した操作入力装置であって、前記制御手段はマイクロコンピュータ、入出力ポートはマイコン入出力ポート、入力ポートはマイコン入力ポートであり、前記マイコン入出力ポートは、入力を優先する１つの優先ポートと、他の低優先ポートが設定されており、行方向入力ラインに走査信号を出力する際に、入力を優先する優先ポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを入力ポートにすることによりハイインピーダンスに設定し、低優先のポートより行方向入力ラインに対して走査信号を出力する時は、他の行方向入力ラインに接続されているマイコン入出力ポートを出力ポート設定としてローレベル信号を出力するように構成し、前記マイクロコンピュータは、前記タッチパネル上の区画の内隣り合う上下の区画に対応するスイッチが同時押しされた際に、前記マイコン入出力ポートの優先ポートに対応した入力ラインに接続されたスイッチの押圧を優先して出力する制御を行うように構成したものであり、マイコンの制御によって、任意に設定した行方向ラインにおける区画に対応したスイッチの入力の検出を優先して行うことができるという作用を有する。
【０００９】
以下本発明の実施の形態について、図１から図７を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における操作入力装置のブロック図、図２はタッチパネルの正面の外観図、図３は制御手段により制御するタッチパネル入力検出フローチャート、図４〜図６は走査手段より出力する信号電圧波形とそれにより入力検出手段に入力される入力電圧波形の説明図、図７は上下段パネルスイッチ同時押し時の電圧検出等価回路図である。
【００１０】
図１において、１はマイクロコンピュータよりなる制御手段、２は操作入力スイッチを有するタッチパネルよりなる入力手段であり、制御手段１から出力される走査信号を入力手段２の操作状態に応じて制御手段１で入力として検出するようにしたものである。制御手段は、入力手段２に対する走査信号の出力を制御する走査手段３と、入力手段２より入力される信号を読みとり操作入力を検出する入力検出手段４と、走査手段３の信号を出力する入出力ポートＰ１，Ｐ２と、入力手段２より入力される入力ポートＰ３，Ｐ４，Ｐ５を備えている。
【００１１】
入力手段２は、タッチパネル上にマトリクス状に並べられた複数の区画ＴＰ１〜ＴＰ６と、その区画に対応して配置されたパネルスイッチＳＷ１〜ＳＷ６を有する抵抗膜電極タイプのデジタル式タッチパネルであり、図１はその等価回路を示し、図２はその正面の外観を示す。区画ＴＰ１〜ＴＰ６及びパネルスイッチＳＷ１〜ＳＷ６は、行方向に２ライン、列方向に３ラインに配置されている。行方向の２ラインＬ１，Ｌ２は、それぞれ入出力ポートＰ１，Ｐ２に接続され、制御手段１よりの走査信号が印加されている。列方向の３ラインＬ３〜Ｌ５は、それぞれ入力ポートＰ３，Ｐ４，Ｐ５に接続され、操作入力が制御手段１に供給されるようになっている。ここで、本発明は、行方向及び列方向のラインＬ１〜Ｌ５の数は、特に限定するものでは無い。
【００１２】
なお、抵抗Ｒ１は静電気対策の保護抵抗、抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は列方向ラインに対するプルダウン抵抗であり、制御手段１に対する電源電圧はＶＤＤ［Ｖ］とする。
【００１３】
また、入力手段２のタッチパネルの正面の外観を示す図２は、手指５によってタッチパネルの区画ＴＰ１とＴＰ４を同時に押圧している状態をも示している説明図でもある。
【００１４】
以上のように構成された操作入力装置において、以下その動作について説明する。
【００１５】
本実施の形態では、行方向のラインにおいて、入出力ポートＰ１に接続されたラインＬ１を優先するよう設定したものとする。まず、走査手段３よりポートＰ２よりラインＬ２に対して走査信号であるＶＤＤ電圧（出力Ｈ）を出力し、その他のラインＬ１（実施例では１ラインのみ）にＧＮＤ電圧（出力Ｌ）を出力する。その時に、タッチパネルの区画ＴＰ４、ＴＰ５、ＴＰ６が押されると、それぞれ対応するパネルスイッチＳＷ４〜ＳＷ６が閉じて、Ｌ３ライン、Ｌ４ライン、Ｌ５ラインを介して入力ポートＰ３〜Ｐ５にＨレベル電圧が入力されることとなる。それぞれのタッチパネルの区画ＴＰ４〜ＴＰ６が押されていない場合は、それぞれＲ２、Ｒ３，Ｒ４のプルダウン抵抗により、入力ポートＰ３〜Ｐ５にはＧＮＤ電圧が入力されることになる。
【００１６】
ここで、本実施の形態では、入力ポートＰ３〜Ｐ５に入力されるＨレベル電圧の検出可能な閾値を「０．８・ＶＤＤ」以上の電圧であるとする。ところで、このような走査手段３による制御を行うと、図２に示すように狭いスペースに入力検出区画を配置したタッチパネルにおいては、所定の区画のスイッチを押した時に、誤って隣合う区画のスイッチも同時に押されることがあり、図２に示す区画ＴＰ１と区画ＴＰ４のように列方向の隣合う区画が同時押しされた場合には、パネルスイッチＳＷ１及びＳＷ４をオンした時の接触抵抗により、入力ラインＬ３から、ほぼ「０．５・ＶＤＤ」の電圧が入力され、Ｈレベル電圧が検出できないことになる。但し、プルアップ抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値は、区画ＴＰ１〜ＴＰ６のパネルスイッチをオンした時の接触抵抗値より十分大きいものとする。
【００１７】
このような走査手段３で、行方向ライン全てを同様に走査すると、列方向の区画のスイッチの同時押しを行った場合、両方の区画のスイッチともその押下を検出できないという問題がある。このような問題を解決するため、前述した優先する行方向ラインＬ１以外のラインＬ２に対しては前述の走査手段３による走査ををそのまま行う。一方、優先する行方向ラインＬ１に対しては、当該優先する行方向ラインに走査信号の電圧である「ＶＤＤ」を出力し、それ以外のラインＬ２に対しては走査手段３のポートＰ２を入力ポート設定としてハイインピーダンスにすることにより、優先する行方向ラインＬ１以外のスイッチＳＷ４〜ＳＷ６の接触抵抗の影響を防ぐことができ、列方向に同時押しされた場合に、優先する行に配置されているスイッチのみの押下を検出することが可能となる。
【００１８】
次に、図３のタッチパネル入力検出フローチャートを用いて、制御手段１であるマイクロコンピュータによる、走査手段３、入力検出手段４の実施例を示す。まず、ステップＳ１（以下Ｓ１と省略する／Ｓ２以下も同様）によりパネルスイッチの入力を読みとるタイミングをとるため２０ｍｓタイミング生成カウンタが２０ｍｓタイミングになったかどうかをチェックする。２０ｍｓという時間は、パネルスイッチの入力に対しての応答と、入力ラインのノイズの影響を考慮して任意に決めた時間である。２０ｍｓのタイミングでない場合は、そのままのタイミング待ちを行い、２０ｍｓのタイミングになった場合は、Ｓ２で次の２０ｍｓタイミングのために、生成カウンタをクリアする。Ｓ３で、行方向ラインで下段に配置されている区画ＴＰ４，ＴＰ５，ＴＰ６のパネルスイッチＳＷ４〜ＳＷ６の入力を検出するために、入出力ポートＰ２を出力Ｈ、入出力ポートＰ１を出力Ｌに設定する。その後Ｓ４で入力安定待ちのため１００μｓの時間待ちを行った後、Ｓ５で入力ポートＰ３，Ｐ４，Ｐ５より電圧を読み込み、それぞれ区画ＴＰ４，ＴＰ５，ＴＰ６のパネルスイッチＳＷ４〜ＳＷ６の押下入力を検出する。
【００１９】
次に、Ｓ６で行方向ラインで上段に配置されている区画ＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３のパネルスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の入力を検出するため、入出力ポートＰ１を出力Ｈ、入出力ポートＰ２を入力に設定する。その後、Ｓ７で１００μｓの入力安定待ちを行った後、Ｓ８で入力ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３より電圧を読み込み、それぞれ区画ＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３のパネルスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の押下入力を検出する。その後、Ｓ９により入出力ポートＰ１を出力Ｌ、入出力ポートＰ２を出力Ｌに設定し、走査を停止し、次の２０ｍｓタイミング待ちのためＳ１に戻る。これらＳ１からＳ９の処理を繰り返し、入力手段２としてのタッチパネルの入力検出を行う。
【００２０】
次に、図４から図６に基づき、走査手段３から出力する電圧波形と、入力検出手段４に入力される電圧波形により、入力手段２のパネルスイッチ入力の単独押しと同時押しの検出について説明する。
【００２１】
この図４から図６において、電圧波形（Ａ）は入出力ポートＰ１より出力される走査手段３からの出力電圧波形、同（Ｂ）は入出力ポートＰ２より出力される出力電圧波形、同（Ｃ）は入力検出手段４に入力された電圧の読み込みタイミング電圧波形、同（Ｄ）は入力検出手段４に入力される電圧波形であり、この電圧波形（Ｄ）が読み込みタイミング電圧波形（Ｃ）のエッジ（立ち上がり又は立ち下がり）部分で読み込まれることとなる。これらの図において、（Ｅ）は入力電圧波形（Ｄ）が検出されるレベルを設定する閾値ラインであり、このレベル以上であれば検出でき、以下であれば検出できない。ここで、入力電圧波形（Ｄ）のＨレベルはほぼ印加電圧「ＶＤＤ」であり、閾値は「０．８・ＶＤＤ」に設定してある。
【００２２】
図４は、１つの列方向に並べられた区画のパネルスイッチにおいて下段の区画ＴＰ４〜ＴＰ６のパネルスイッチＳＷ４〜ＳＷ６のみが押された場合に検出される電圧波形の説明図であり、入出力ポートＰ２に接続されたラインＬ２の電圧波形（Ｂ）がＨレベル電圧、入出力ポートＰ１に接続されたラインＬ１の電圧波形（Ａ）がＬレベル電圧である時に、入力検出手段４に入力される電圧波形（Ｄ）のＨレベルを検出し、この電圧波形（Ｄ）のＨレベルの範囲における読み込みタイミング電圧波形（Ｃ）のエッジＣ１で、所定のパネルスイッチの押し下げが読み込まれることとなる。
【００２３】
次に、図５は、１つの列方向に並べられた区画のパネルスイッチにおいて上段の区画ＴＰ１〜ＴＰ３のパネルスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のみ押された場合に検出される電圧波形の説明図であり、入出力ポートＰ１のラインＬ１の電圧波形（Ａ）がＨレベル電圧、入出力ポートＰ２のラインＬ２の電圧波形（Ｂ）がＬレベル電圧である時に、入力検出手段４に入力される電圧波形（Ｄ）のＨレベルを検出し、この電圧波形（Ｄ）のＨレベルの範囲における読み込みタイミング電圧波形（Ｃ）のエッジＣ２で、所定のパネルスイッチの押し下げが読み込まれることとなる。
【００２４】
次に、図６は、列方向に並べられた区画のパネルスイッチにおいて、例えば図２に示す上下段の区画ＴＰ１とＴＰ４に対応するパネルスイッチＳＷ１とＳＷ４が、同時に押された場合に検出される電圧波形の説明図である。この場合、まず、入出力ポートＰ２のラインＬ２の電圧波形（Ｂ）がＨレベル電圧、入出力ポートＰ１のラインＬ１の電圧波形（Ａ）がＬレベル電圧である時、ポートＰ１とＰ２間に印可される電圧「ＶＤＤ」が、図７に示すように、パネルスイッチＳＷ１とＳＷ４のそれぞれのスイッチの接触抵抗ｒ１とｒ４に分圧された状態となり、その中間点から出力されるラインＬ３及び入力ポートＰ３へは、Ｈレベルより低い、ほぼ「０．５・ＶＤＤ」の電圧が検出されることとなり、閾値「０．８・ＶＤＤ」未満であるため、下段区画ＴＰ４に対応するパネルスイッチＳＷ４の押下は検出されない。その後、入出力ポートＰ１のラインＬ１の電圧波形（Ａ）をＨレベル電圧に設定し、入出力ポートＰ２を入力ポートに設定してハイインピーダンスに設定することにより、ラインＬ２には電流が流れず、このラインＬ２の電圧波形（Ｂ）もＨレベル電圧（ＨＺ）となるため、出力ラインＬ３にはＨレベル電圧が印加され、入力ポートＰ３に入力される電圧は「ＶＤＤ」が検出できるため、この時、Ｈレベル電圧に設定された入出力ポートＰ１のラインＬ１である上段区画ＴＰ１に対応するパネルスイッチＳＷ１の押下が検出できる。従って、上下段区画に対応するパネルスイッチが同時押しされた場合は、優先する上段区画ＴＰ１〜ＴＰ３に対応するパネルスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のみの押下が検出できることになる。
【００２５】
以上のように本実施形態によれば、列方向の隣合うパネルスイッチが同時押しされた場合においても、任意に設定した行方向ラインに配置されたパネルスイッチの入力を優先して判定できることとなる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、タッチパネル上においてマトリクス状に並べられた複数の区画に対応して配置されたスイッチの操作入力を検出して出力するように構成すると共に、前記複数区画のスイッチに対して、制御手段よりの走査信号を、複数の入出力ポートより行方向に配置される入力ラインに印加し、前記走査信号を列方向に配置される出力ラインより複数の入力ポートで読みとり、前記入力ラインと前記出力ラインの交差部分の区画のスイッチの押圧を制御手段で検出するよう構成した操作入力装置であって、前記行方向入力ラインに走査信号を出力する複数の入出力ポートは、入力を優先する１つの優先ポートと、他の低優先ポートが設定されており、前記制御手段は、前記タッチパネル上の区画の内隣り合う上下の区画に対応するスイッチが同時押しされた際に、優先ポートに対応した入力ラインに接続されたスイッチの押圧を優先して出力する制御を行うように構成したものであり、タッチパネルの隣合う区画に対応するスイッチの同時押しに対して、任意に設定した行方向ラインにおける区画に対応したスイッチの入力を優先して検出できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態における操作入力装置のブロック図
【図２】同タッチパネルの正面の外観図及び２区画同時押しの説明図
【図３】同制御手段により制御するタッチパネル入力検出フローチャート
【図４】同下段パネルスイッチ押下時に検出される電圧波形の説明図
【図５】同上段パネルスイッチ押下時の検出される電圧波形の説明図
【図６】同上下段パネルスイッチ同時押し時に検出される電圧波形の説明図
【図７】同上下段パネルスイッチ同時押し時の電圧検出等価回路図
【符号の説明】
１  制御手段（マイクロコンピュータ）
２  入力手段（タッチパネル）
３  走査手段
４  入力検出手段
５  手指
ＴＰ１〜ＴＰ６  タッチパネル上の区画
ＳＷ１〜ＳＷ６  スイッチ
Ｐ１，Ｐ２  入出力ポート
Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５  入力ポート
Ｌ１，Ｌ２  入力ライン
Ｌ３，Ｌ４  出力ライン
【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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