(57)【要約】【課題】接触位置を短時間で検出することが可能なマトリクス型タッチパネル装置を提供する。【解決手段】第１基板１１に形成されたＮ本（Ｎ≧２）の入力抵抗膜Ｒｉと、第１基板１１に対して対向配置した第２基板２１に形成され、Ｎ本の入力抵抗膜Ｒｉに対して間隙を存してマトリクス状に交わるＭ本（Ｍ≧２）の出力抵抗膜Ｒｏとを備え、各入力抵抗膜Ｒｉと各出力抵抗膜Ｒｏとの各交点Ｐについて入力抵抗膜Ｒｉと出力抵抗膜Ｒｏとが接触状態か否かを判定することで、当該各交点Ｐにおいて第２基板２１に対し第１基板１１が押圧されたことを検出するマトリクス型タッチパネル装置において、各入力抵抗膜Ｒｉへ電圧を印加する電圧印加手段３１と、各出力抵抗膜Ｒｏからの出力を読み取る出力側読取手段３７とを備え、出力側読取手段３７は、Ｍ本の出力抵抗膜Ｒｏのうち、ｍ本（２≦ｍ≦Ｍ）の出力抵抗膜Ｒｏからの出力を同時に読み取る。【選択図】図４
2009282825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板に形成されたＮ本（但し、Ｎ≧２となる整数）の入力抵抗膜と、前記第１基板に対して対向配置した第２基板に形成され、前記Ｎ本の入力抵抗膜に対して間隙を存してマトリクス状に交わるＭ本（但し、Ｍ≧２となる整数）の出力抵抗膜とを備え、前記各入力抵抗膜と前記各出力抵抗膜との各交点について当該入力抵抗膜と当該出力抵抗膜とが接触した接触状態にあるか否かを判定することで、当該各交点において前記第２基板に対し前記第１基板が相対的に押圧されたことを検出するマトリクス型タッチパネル装置において、
前記各入力抵抗膜へ接触検出用の電圧を印加する電圧印加手段と、
前記各出力抵抗膜からの出力を読み取る出力側読取手段と、を備え、
前記出力側読取手段は、Ｍ本の出力抵抗膜のうち、ｍ本（但し、２≦ｍ≦Ｍとなる整数）の前記出力抵抗膜からの出力を同時に読み取ることを特徴とするマトリクス型タッチパネル装置。
【請求項２】
前記電圧印加手段は、Ｎ本の入力抵抗膜のうち、ｎ本（但し、２≦ｎ≦Ｎとなる整数）の前記入力抵抗膜に同時に電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載のマトリクス型タッチパネル装置。
【請求項３】
前記各出力抵抗膜には、コンパレータが個別に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のマトリクス型タッチパネル装置。
【請求項４】
前記出力側読取手段は、
前記ｎ本の入力抵抗膜に電圧を印加した場合の前記ｍ本の出力抵抗膜からの出力をデジタル的に同時に読み取る第１読取手段と、
前記第１読取手段の読取結果から接触状態にあると判定したｎ×ｍ個の交点からなる接触範囲に対し、前記出力抵抗膜からの出力を交点毎に、且つデジタル的に読み取る第２読取手段と、
前記第２読取手段の読取結果から接触状態にあると判定した交点の出力をアナログ的に読み取る第３読取手段と、から成ることを特徴とする請求項２に記載のマトリクス型タッチパネル装置。
【請求項５】
前記Ｎ本の入力抵抗膜は、それぞれ一対の入力端子を両端に有すると共に、前記Ｍ本の出力抵抗膜は、それぞれ一対の出力端子を両端に有し、
前記電圧印加手段は、前記各入力抵抗膜に対し、前記一対の入力端子から選択的に電圧を印加し、
前記出力側読取手段は、前記各出力抵抗膜からの出力を、前記一対の出力端子から選択的に読み取ることを特徴とする請求項１に記載のマトリクス型タッチパネル装置。
【請求項６】
前記第１、および前記第２基板の少なくとも一方が、導電性シールド部材で覆われていることを特徴とする請求項１に記載のマトリクス型タッチパネル装置。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１に記載のマトリクス型タッチパネル装置における各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触位置を検出するマトリクス型タッチパネル装置およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の入力抵抗膜（Ｘライン）と、複数の出力抵抗膜（Ｙライン）と、をマトリクス状に配置したマトリクス型タッチパネル装置が知られている。この種のマトリクス型タッチパネル装置では、入力抵抗膜と出力抵抗膜との交点において、電気的に接続した（接触した）状態であるか否かを検出することにより、当該交点が接触されたこと、すなわち接触位置を検出する。この検出方法としては、各入力抵抗膜に順番に電圧を印加していき、各入力抵抗膜に電圧を印加している間に、当該入力抵抗膜と各出力抵抗膜との交点の電圧値を順次出力する。そして、当該交点の電圧値の変化により、接触位置を検出する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−６３７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のマトリクス型タッチパネル装置では、接触位置を検出するために、各入力抵抗膜および各出力抵抗膜の全てのラインを順次スキャンするため、結果としてタッチパネル上の全ての交点を１点ずつスキャンすることとなる。このため、タッチパネル一面をスキャンするのに時間が掛かり、結果として接触位置の検出に時間が掛かるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に鑑み、接触位置を短時間で検出することが可能なマトリクス型タッチパネル装置およびプログラム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】
【０００５】
本発明のマトリクス型タッチパネル装置は、第１基板に形成されたＮ本（但し、Ｎ≧２となる整数）の入力抵抗膜と、第１基板に対して対向配置した第２基板に形成され、Ｎ本の入力抵抗膜に対して間隙を存してマトリクス状に交わるＭ本（但し、Ｍ≧２となる整数）の出力抵抗膜とを備え、各入力抵抗膜と各出力抵抗膜との各交点について当該入力抵抗膜と当該出力抵抗膜とが接触した接触状態にあるか否かを判定することで、当該各交点において第２基板に対し第１基板が相対的に押圧されたことを検出するマトリクス型タッチパネル装置において、各入力抵抗膜へ接触検出用の電圧を印加する電圧印加手段と、各出力抵抗膜からの出力を読み取る出力側読取手段と、を備え、出力側読取手段は、Ｍ本の出力抵抗膜のうち、ｍ本（但し、２≦ｍ≦Ｍとなる整数）の出力抵抗膜からの出力を同時に読み取ることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、ｍ本の出力抵抗膜からの出力を同時に読み取ることができる。つまり、ｍライン分の出力抵抗膜を同時に読み取る（スキャンする）ことで、入力抵抗膜との複数の交点（ｍ個）の出力電圧を同時に取得することができる。これにより、例えばタッチパネル上の全ての交点を１点ずつスキャンする場合に比して、タッチパネル全体のスキャンに掛かる時間を短縮することができ（約１／ｍの時間に短縮）、結果として接触位置の検出時間を短縮することができる。
【０００７】
本発明のマトリクス型タッチパネル装置において、電圧印加手段は、Ｎ本の入力抵抗膜のうち、ｎ本（但し、２≦ｎ≦Ｎとなる整数）の入力抵抗膜に同時に電圧を印加することが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、ｎ本の入力抵抗膜に同時に電圧を印加することで、ｎライン（入力抵抗膜）×ｍライン（出力抵抗膜）の交点、つまりｎ×ｍ個の交点に対する出力電圧を同時に取得することができる。これにより、タッチパネル上の全ての交点を１点ずつスキャンする場合に比して、タッチパネル全体のスキャンに掛かる時間を、約１／（ｎ×ｍ）の時間に短縮することができる。
【０００９】
本発明のマトリクス型タッチパネル装置において、各出力抵抗膜には、コンパレータが個別に接続されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、各出力抵抗膜にコンパレータを個別に接続することにより、レイテンシーの悪化を抑止できる。つまり、各出力抵抗膜をまとめると、このまとめた出力抵抗膜からのラインに接続されるＩＣ端子が多くなり、その浮遊容量の和がレイテンシーを悪くする原因となるが、そのような問題を解決できる。
【００１１】
本発明のマトリクス型タッチパネル装置において、出力側読取手段は、ｎ本の入力抵抗膜に電圧を印加した場合のｍ本の出力抵抗膜からの出力をデジタル的に同時に読み取る第１読取手段と、第１読取手段の読取結果から接触状態にあると判定したｎ×ｍ個の交点からなる接触範囲に対し、出力抵抗膜からの出力を交点毎に、且つデジタル的に読み取る第２読取手段と、第２読取手段の読取結果から接触状態にあると判定した交点の出力をアナログ的に読み取る第３読取手段と、から成ることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、第１読取手段により読み取ったｎ×ｍ個の交点からなる接触範囲に対し、再度、第２読取手段により出力抵抗膜からの出力の読み取りを行うことで、さらに交点を絞り込むことができる。一般的に、交点の出力をデジタル的に読み取る場合に比べ、アナログ的に読み取る場合は時間が掛かるため、アナログ読み取りの対象となる交点が多ければ多いほど、接触位置（押圧位置）の検出までに掛かる時間が長くなる。つまり、このことがタッチパネルにおける接触位置の検出の高速化を阻む１つの原因となる。このため、第１読取手段で読み取ったｎ×ｍ個の交点に対し、第２読取手段で、再度デジタル的な処理を行うことでさらに交点を絞り込み、第３読取手段によるアナログ読み取りの対象となる交点の数を減らすことで、アナログ読み取りに掛かる時間を短縮することができ、結果として、接触位置の検出時間を短縮することができる（タッチパネル全体のスキャン処理を高速化することができる）。
【００１３】
本発明のマトリクス型タッチパネル装置において、Ｎ本の入力抵抗膜は、それぞれ一対の入力端子を両端に有すると共に、Ｍ本の出力抵抗膜は、それぞれ一対の出力端子を両端に有し、電圧印加手段は、各入力抵抗膜に対し、一対の入力端子から選択的に電圧を印加し、出力側読取手段は、各出力抵抗膜からの出力を、一対の出力端子から選択的に読み取ることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、複数の入力抵抗膜が、それぞれ一対の入力端子を両端に有する場合には、各交点について、接触検出用の電圧の入力経路が２通り形成される。そして、経路長により、出力電圧値が異なるため、各交点について２通りの出力電圧値が得られることになる。また、複数の出力抵抗膜が、それぞれ一対の出力端子を両端に有する場合も、同様である。つまり、この構成によれば、４通り（２×２）の出力電圧値を取得することができるため、入力抵抗膜と出力抵抗膜との接触状態の判定に使用可能な出力電圧値の数を増やすことができ、判定精度を向上させることができる。
【００１５】
本発明のマトリクス型タッチパネル装置において、第１、および第２基板の少なくとも一方が、導電性シールド部材で覆われていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、外部からのノイズの影響が少なくなるため、誤検出を回避することができる。なお、導電性シールド部材は、第１、および第２基板で構成されるタッチパネルを表示装置と組み合わせて使用する場合、透明抵抗膜で構成することが好ましい。
【００１７】
本発明のプログラムは、コンピュータを、上記に記載のマトリクス型タッチパネル装置における各手段として機能させるためのものであることを特徴とする。
【００１８】
このプログラムを用いることにより、複数の出力抵抗膜からの出力を同時に読み取ることで、入力抵抗膜との複数の交点（ｍ個）の出力電圧を同時に取得することができるプログラム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】
【００１９】
[第１実施形態]
以下、添付の図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態に係るマトリクス型タッチパネル装置（以下、単に「タッチパネル装置」ともいう）は、例えば、液晶表示装置の表示画面上に重ねて用いられ（タッチパネル一体型表示装置）、ユーザにより、検出面（上面）が指等で押圧された場合に、その接触を検出するものである。
【００２０】
なお、第１実施形態においては、入力抵抗膜への接触検出用の電圧印加を１本ずつ順に行い、この入力抵抗膜への電圧印加の間に、６本の出力抵抗膜から同時に出力を読み取る場合を例に挙げて説明する。つまり、請求項に記載の同時に出力を読み取る出力抵抗膜の本数ｍを「ｍ＝６」として説明する。
【００２１】
図１は、タッチパネル装置１０の構造を示す図である。図１に示すように、タッチパネル装置１０は、下面に複数（Ｎ本）の入力抵抗膜Ｒｉを形成した第１基板１１と、第１基板１１に対して対向配置され、上面に複数（Ｍ本）の出力抵抗膜Ｒｏを形成した第２基板２１とを備え、第１基板１１と第２基板２１とは、ドットスペーサ（図示省略）を介して重ね合わされている。そして、複数の入力抵抗膜Ｒｉと複数の出力抵抗膜Ｒｏとは、上下方向に間隙を存し、且つ平面視マトリクス状に複数の交点Ｐを構成している。
【００２２】
第１基板１１は、可透性の透明フィルムで構成されている。一方、第２基板２１は、ガラス板で構成されている。複数の入力抵抗膜Ｒｉおよび複数の出力抵抗膜Ｒｏは、それぞれ透明抵抗膜（例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide））で構成されている。各入力抵抗膜Ｒｉの両端には、入力端子１２が設けられている（図１では、便宜上、片側のみを示す）。同様に、各出力抵抗膜Ｒｏの両端には、出力端子２２が設けられている（図１では、便宜上、片側のみを示す）。
【００２３】
タッチパネル装置１０は、第２基板２１を下方にして図外の表示画面上に設置され、ユーザにより、各交点Ｐに対し、上方から第１基板１１が第２基板２１に対して押圧されると、当該交点Ｐにおいて、各入力抵抗膜Ｒｉと各出力抵抗膜Ｒｏとが接触した接触状態になることで、入力抵抗膜Ｒｉへ印加した接触検出用の電圧が、出力抵抗膜Ｒｏから出力される。この出力に基づいて、第１基板１１が押圧されたことを検出する。
【００２４】
さらに、第１基板１１の上面には、導電性シールド膜（導電性シールド部材）１３が設けられている。導電性シールド膜１３は、透明抵抗膜で構成され、接地状態にある。また、導電性シールド膜１３は、第１基板１１により入力抵抗膜Ｒｉと常時絶縁状態となっている。この導電性シールド膜１３により、外部からのノイズの影響が少なくなるため、誤検出を回避することができる。なお、下方（特に表示装置）からのノイズの影響を考慮すれば、第２基板２１の下面にも、導電性シールド膜１３を設けることが好ましい。もっとも、表示画面の見やすさを考慮すれば、導電性シールド膜１３は、必要最小限であることが好ましい。
【００２５】
次に、図２を参照して、タッチパネル装置１０の回路構成について説明する。図２に示すように、タッチパネル装置１０は、電圧印加部３１（電圧印加手段）と、出力切替部３２と、ＡＤコンバータ３３と、コンパレータ３４と、ＭＰＸ（Multiplexer）回路３５と、制御回路３６と、ＣＰＵ３７（出力側読取手段）と、を備えている。
【００２６】
電圧印加部３１は、各入力抵抗膜Ｒｉの両端にそれぞれ入力端子１２が設けられていることに対応して、２つ設けられている。各電圧印加部３１は、ＩＣ等のスイッチング素子で構成され、複数の入力抵抗膜Ｒｉに対し、端から順に１本ずつ、接触検出用の電圧を印加（入力スイーブ）するものである（図２では、矢印Ａｉ方向に、順番に電圧を印加する）。なお、図２において、太線の入力抵抗膜Ｒｉは、電圧が印加された入力抵抗膜Ｒｉであることを示している。
【００２７】
出力切替部３２は、各出力抵抗膜Ｒｏの両端にそれぞれ出力端子２２が設けられていることに対応して、２つ設けられている。各出力切替部３２は、ＩＣ等のスイッチング素子で構成され、複数の出力抵抗膜Ｒｏについて、デジタル的に出力電圧を取り込む場合、端から順に、出力端子２２を６個ずつ同時に非接地状態（ハイインピーダンス）から接地された出力抵抗Ｒｐｄへ接続を切り替えることで、６個の出力電圧（６個の各交点Ｐそれぞれの出力電圧）を同時に取り込む（出力スキャン）ものである。すなわち、各出力抵抗膜Ｒｏの出力取込み時以外は、全ての出力端子２２は非接地状態となっているが、各出力切替部３２による出力取込み時には、出力端子２２が６個ずつ、同時に、出力抵抗Ｒｐｄを介して接地するようになっている（図３参照）。そして、各交点Ｐにおいて、各入力抵抗膜Ｒｉと各出力抵抗膜Ｒｏとが接触した状態である場合に、出力抵抗膜Ｒｏから電圧が出力される。
【００２８】
なお、図２では、出力抵抗膜Ｒｏを、矢印Ａｏ方向に６本ずつ順番にスキャンすることを示している。また、太線の６本の出力抵抗膜Ｒｏは、出力端子２２が接地状態（出力抵抗Ｒｐｄへ接続された状態）にある出力抵抗膜Ｒｏであることを示している。また、図３おいて、同図に示す端子（電圧が印加されている１個の入力端子１２、および測定に用いられる６個の出力端子２２）以外の端子（図示省略）は、全て非接地状態となっている。
【００２９】
そして、ひとつの入力抵抗膜Ｒｉに対し、接触検出用の電圧を印加した状態で、複数の出力抵抗膜Ｒｏについて６本ずつ順番に出力スキャンした後、隣の入力抵抗膜Ｒｉに対して電圧を印加し、同様に出力抵抗膜Ｒｏについて出力スキャンを行う。これを繰り返し行うことで、全ての交点Ｐについて出力電圧を取り込む。なお、出力抵抗膜Ｒｏからの出力電圧をアナログ的に取り込む場合は、読み取り対象となる出力抵抗膜Ｒｏの出力端子２２を１個ずつ非接地状態から接地状態に切り替え（出力抵抗Ｒｐｄへ接続を切り替え）、各交点Ｐの出力電圧を１個ずつ読み取る。
【００３０】
なお、本実施形態（第１実施形態）では、各入力抵抗膜Ｒｉの両端にそれぞれ入力端子１２が設けられているため、各電圧印加部３１により各入力抵抗膜Ｒｉの両端に対して選択的に電圧を印加することができる。同様に、各出力抵抗膜Ｒｏの両端にそれぞれ出力端子２２が設けられているため、各出力切替部３２により、各出力抵抗膜Ｒｏの両端から選択的に電圧を出力させることができる。これにより、各交点Ｐについて、接触検出用の電圧の入出力の経路が、４通り形成される（図３では、下入力・左出力、上入力・左出力、下入力・右出力、上入力・右出力）。そして、経路長（抵抗膜の長さ）により、出力電圧値が異なるため、各交点について４通りの出力電圧値が得られる。このため、入力抵抗膜Ｒｉと出力抵抗膜Ｒｏとの接触状態の判定に使用可能な出力電圧値の数を増やすことができ、判定精度を向上させることができる。
【００３１】
コンパレータ３４は、各出力抵抗膜Ｒｏから取り込まれた出力電圧と、基準電圧とを比較するものであり、各出力抵抗膜Ｒｏの一端に設けられた各出力端子２２に個別に接続されている（図２では、便宜上、一部省略して記載する）。また、出力抵抗膜Ｒｏの一端の出力端子２２に接続された複数のコンパレータ３４は、１つのＭＰＸ回路３５に接続されている。そして、コンパレータ３４は、出力電圧と基準電圧との比較結果を、ＭＰＸ回路３５を介してデジタル的に制御回路３６に出力する。制御回路３６は、その出力結果をＣＰＵ３７に出力し、ＣＰＵ３７はその出力結果に基づいて、各交点Ｐについて出力の有無を検出する。
【００３２】
ＡＤコンバータ３３は、各出力抵抗膜Ｒｏの両端にそれぞれ出力端子２２が設けられていることにより、２つ設けられている。各ＡＤコンバータ３３は、アナログ的に取り込まれた各出力抵抗膜Ｒｏからの出力電圧（各交点Ｐのアナログ出力電圧）をＡＤ変換して出力電圧値を取得し、これをＣＰＵ３３に出力する。そして、ＣＰＵ３３は各交点Ｐについて、取得した出力電圧値と、予め記憶された計算上の（または試験的に求めた）接触時電圧値とを比較し、当該交点Ｐが接触状態であるか否かを判定する。
【００３３】
次に、図４を参照して、タッチパネル装置１０上の接触位置（押圧位置）を検出する処理の一連のフローを説明する。まず、ＣＰＵ３７は、電圧印加部３１により、最初の（１本目の）入力抵抗膜Ｒｉに電圧を印加する（Ｓ０１）。次に、ＣＰＵ３７は、最初（１本目）から６本目までの出力抵抗膜Ｒｏの各出力端子２２を、非接地状態から接地状態にし（出力抵抗Ｒｐｄへ接続し）、これら６個の出力端子２２からの出力を同時に取込む。つまり、ＣＰＵ３７は、１本の入力抵抗膜Ｒｉと６本の出力抵抗膜Ｒｏとの各交点Ｐ（６個）についての出力電圧を同時に読み取る（Ｓ０２）。次に、コンパレータ３４は、上記の各交点Ｐ（６個）のそれぞれについて、その出力電圧と基準電圧とを比較し、結果をデジタル的にＣＰＵ３７に出力する（Ｓ０３）。ＣＰＵ３７は、コンパレータ３４からのデジタル出力結果に基づいて、各交点Ｐについて、それぞれ出力の有無（出力オン／オフ）を検出する（Ｓ０４）。
【００３４】
次に、ＣＰＵ３７は、全ての出力抵抗膜Ｒｏからの出力を読み取ったか否かを判別する（Ｓ０５）。全ての出力抵抗膜Ｒｏからの出力を読み取っていない場合（Ｓ０６；Ｎｏ）、ＣＰＵ３７は、次の６本の出力抵抗膜Ｒｏの出力を同時に読み取る（Ｓ０７）。そして、これら６本の出力抵抗膜Ｒｏと入力抵抗膜Ｒｉとの各交点Ｐ（６個）について、上述のＳ０３およびＳ０４の処理を行い、それぞれの交点Ｐの出力の有無を検出する。
【００３５】
一方、全ての出力抵抗膜Ｒｏからの出力の読み取りが完了した場合（Ｓ０６；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３７は、電圧を印加した入力抵抗膜Ｒｉが、最後の入力抵抗膜Ｒｉか否かを判別する（Ｓ０８）。電圧を印加した入力抵抗膜Ｒｉが、最後の入力抵抗膜Ｒｉでない場合（Ｓ０９；Ｎｏ）、ＣＰＵ３７は、次の入力抵抗膜Ｒｉに電圧を印加し（Ｓ１０）、上記のＳ０２以降の処理を繰り返す。
【００３６】
一方、電圧を印加した入力抵抗膜Ｒｉが、最後の入力抵抗膜Ｒｉである場合（Ｓ０９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３７は、交点Ｐについての出力の有無の検出を終了する。つまり、タッチパネル装置１０上の全ての交点Ｐについての出力の有無を検出したこととなる。そして、ＣＰＵ３７は、出力オン（出力有り）として検出した交点Ｐについて、アナログ的に出力電圧を取り込み、その出力電圧をＡＤ変換した出力電圧値を取得する（Ｓ１１）。そして、ＣＰＵ３７は、この出力電圧値と接触時電圧値とを比較し、交点Ｐが接触状態であるか否かを検出する（Ｓ１２）。すなわち、予め記憶された計算上（または試験的に求めた）接触時電圧値と、出力電圧値を比較し、出力電圧値が接触時電圧値よりも有意に大きい場合、当該交点Ｐは接触状態であるものと判定する。つまり、当該交点Ｐが接触位置（押圧位置）であると判定する。
【００３７】
このように、第１実施形態によれば、入力抵抗膜Ｒｉに対向配置された複数の出力抵抗膜Ｒｏについて、ｍ本分（６ライン分）の出力抵抗膜Ｒｏを同時に読み取り（スキャンし）、入力抵抗膜Ｒｉとのｍ個の交点Ｐの出力電圧を同時に取得することができる。これにより、例えばタッチパネル装置１０上の全ての交点Ｐを１点ずつスキャンする場合に比して、タッチパネル装置１０全体のスキャンに掛かる時間を短縮することができ（約１／ｍの時間に短縮）、結果として接触位置（押圧位置）の検出時間を短縮することができる。また、各出力抵抗膜Ｒｏにコンパレータ３４を個別に接続することで、ｍ本分の出力抵抗膜Ｒｏを同時に読み取った場合のレイテンシーの悪化を抑止できる。
【００３８】
[第２実施形態]
次に、図５ないし図８を参照し、本発明の第２実施形態に係るマトリクス型タッチパネル装置１０について説明する。なお、第２実施形態のマトリクス型タッチパネル装置１０の構造は、第１実施形態と同一であるため（図１参照）、ここでは、異なる部分のみ説明する。また、第２実施形態においては、入力抵抗膜Ｒｉへの接触検出用の電圧印加を６本ずつ順に行い、この入力抵抗膜Ｒｉへの電圧印加の間に、６本の出力抵抗膜Ｒｏから同時に出力を読み取る場合を例に挙げて説明する。つまり、請求項に記載の同時に電圧を印加する入力抵抗膜Ｒｉの本数ｎを「ｎ＝６」とし、同時に出力を読み取る出力抵抗膜Ｒｏの本数ｍを「ｍ＝６」として説明する。
【００３９】
図５は、第２実施形態のタッチパネル装置１０の回路構成を示す図である。図５に示すように、タッチパネル装置１０は、入力合成部４１（電圧印加手段）と、出力合成部４２と、第１出力切替部４３と、電圧印加部４４（電圧印加手段）と、第２出力切替部４５と、コンパレータ４６と、ＡＤコンバータ４７と、制御回路４８と、ＣＰＵ４９（出力側読取手段）と、を備えている。
【００４０】
入力合成部４１は、６個の入力端子１２を合成して（束ねて）、１つの入力とするものである。つまり、入力合成部４１を介して電圧（接触検出用の電圧）を印加することにより、６個の入力端子１２（６本の入力抵抗膜Ｒｉ）に対して同時に電圧を印加することができる。この入力合成部４１は、各入力抵抗膜Ｒｉの一端に設けられた入力端子１２を６個単位で集約すべく、入力抵抗膜Ｒｉの一端側に複数個（一端の入力端子数／６）設けられ、各入力合成部４１は並列に接続されている（図５では、便宜上、一部省略して記載する）。なお、図５において、太線の入力抵抗膜Ｒｉは、電圧が印加された入力抵抗膜Ｒｉであることを示している。
【００４１】
出力合成部４２は、６本の出力抵抗膜Ｒｏからの出力を１つに合成（束ねる）するものであり、各出力抵抗膜Ｒｏの一端に設けられた出力端子２２を６個単位で集約すべく、出力抵抗膜Ｒｏの一端側に複数個（一端の出力抵抗膜数／６）設けられている（図５では、便宜上、一部省略して記載する）。また、各出力合成部４２は、後述する第１出力切替部４３に接続されている。この第１出力切替部４３による出力電圧の取り込みに際し、出力合成部４２は、６本の出力抵抗膜Ｒｏからの出力電圧（実際には、３６個の交点Ｐについての出力電圧の合計）を合成して出力する。
【００４２】
第１出力切替部４３は、ＩＣ等のスイッチング素子で構成され、複数の出力合成部４２と接続している。そして、各出力合成部４２からの出力ラインＬを非接地状態から接地状態に切り替える（出力抵抗Ｒｐｄへ接続を切り替える）ことで、各出力合成部４２により合成された出力端子２２からの出力電圧をデジタル的に取り込む。つまり、第１出力切替部４３は、同時に６本の出力抵抗膜Ｒｏからの出力電圧（３６個の交点Ｐについての出力電圧の合計）を取り込むこととなる（図６参照）。なお、図５において、太線の出力抵抗膜Ｒｏは、電圧が印加された出力抵抗膜Ｒｏであることを示している。また、図６において、同図に示す端子（電圧が印加されている６個の入力端子１２、および測定に用いられる６個の出力端子２２）以外の端子（図示省略）は、全て非接地状態となっている。
【００４３】
そして、第１出力切替部４３は、取り込んだ出力電圧をデジタル的に制御回路４８に出力する。制御回路４８は、その出力結果をＣＰＵ４９に出力し、ＣＰＵ４９はその出力結果に基づいて、出力の有無を検出する。この場合、ＣＰＵ４９は、出力電圧の取り込み対象である３６個の交点Ｐからなる範囲（以下、「検出範囲５０」と称す。）についての出力電圧の有無を検出することとなる。
【００４４】
そして、６本の入力抵抗膜Ｒｉに対して同時に接触検出用の電圧を印加した状態で、第１出力切替部４３により各出力合成部４２への出力ラインＬを順番に接地状態にすることで出力抵抗膜Ｒｏについて６本ずつ順番に出力スキャンする。その後、次の６本の入力抵抗膜Ｒｉに対して同時に電圧を印加し、同様に出力抵抗膜Ｒｏについて出力スキャンを行う。これを繰り返し行うことで、タッチパネル装置１０全体をスキャンし、各検出範囲５０についての出力電圧を取り込む。
【００４５】
電圧印加部４４は、各入力抵抗膜Ｒｉの両端にそれぞれ入力端子１２が設けられていることに対応して、２つ設けられている。各電圧印加部４４は、ＩＣ等のスイッチング素子で構成され、複数の入力抵抗膜Ｒｉに対し、１本ずつ、接触検出用の電圧を印加するものである。
【００４６】
第２出力切替部４５は、各出力抵抗膜Ｒｏの両端にそれぞれ出力端子２２が設けられていることに対応して、２つ設けられている。各第２出力切替部４５は、ＩＣ等のスイッチング素子で構成され、複数の出力抵抗膜Ｒｏについて、出力端子２２を非接地状態から接地された出力抵抗Ｒｐｄへ接続を切り替えることで、出力端子２２から出力電圧を取り込むものである。そして、各交点Ｐにおいて、各入力抵抗膜Ｒｉと各出力抵抗膜Ｒｏとが接触した状態である場合に、出力抵抗膜Ｒｏから電圧が出力される。
【００４７】
これら電圧印加部４４および第２出力切替部４５は、上述した検出範囲５０に含まれる各交点Ｐの出力電圧を取り込む際に用いられる。この場合、出力が検出された検出範囲５０（接触範囲）の１つの入力抵抗膜Ｒｉに対して接触検出用の電圧を印加した状態で、出力抵抗膜Ｒｏについて１本ずつ順番に出力スキャンした後、隣の入力抵抗膜Ｒｉに対して電圧を印加し、同様に出力抵抗膜Ｒｏについて出力スキャン（以下、「詳細デジタルスキャン」とも言う）を行う。これを繰り返し行うことで、検出範囲５０内の全ての交点Ｐについてデジタル的に出力電圧を取り込む。
【００４８】
コンパレータ４６は、各出力抵抗膜Ｒｏの出力電圧と、基準電圧とを比較し、その結果をデジタル的に制御回路４８に出力するものである。そして、制御回路４８は、その出力結果をＣＰＵ４９に出力し、ＣＰＵ４９は、その出力結果に基づいて、各交点Ｐについての出力を検出する。ここでは、出力を検出した検出範囲５０に含まれる交点Ｐについて、そのそれぞれの交点Ｐにおける出力電圧と基準電圧とを比較し、その結果を制御回路４８に出力するために用いられる。
【００４９】
ＡＤコンバータ４７は、各出力抵抗膜Ｒｏの両端にそれぞれ出力端子２２が設けられていることにより、２つ設けられている。各ＡＤコンバータ４７は、アナログ的に取り込まれた各出力抵抗膜Ｒｏからの出力電圧（各交点Ｐのアナログ出力電圧）をＡＤ変換して出力電圧値を取得し、これをＣＰＵ４９に出力する。そして、ＣＰＵ４９は各交点Ｐについて、取得した出力電圧値と、予め記憶された計算上の（または試験的に求めた）接触時電圧値とを比較し、当該交点Ｐが接触状態であるか否かを判定する。
【００５０】
次に、図７および図８を参照して、タッチパネル装置１０上の接触位置（押圧位置）を検出する処理の一連のフローを説明する。まず、ＣＰＵ４９は、入力合成部４１により最初の（１本目の）から６本目までの入力抵抗膜Ｒｉに同時に電圧を印加する（Ｓ２１）。次に、ＣＰＵ４９は、出力合成部４２および第１出力切替部４３により、最初（１本目）から６本目までの出力抵抗膜Ｒｏからの出力をデジタル的に同時に取込む（Ｓ２２，第１読取手段）。つまり、ＣＰＵ４９は、６本の入力抵抗膜Ｒｉと６本の出力抵抗膜Ｒｏとの各交点Ｐ（３６個）からなる検出範囲５０の出力電圧を読み取る。そして、ＣＰＵ４９は、読み取った検出範囲５０の出力の有無（出力オン／オフ）を検出する（Ｓ２３）。
【００５１】
次に、ＣＰＵ４９は、全ての出力抵抗膜Ｒｏからの出力を読み取ったか否かを判別する（Ｓ２４）。全ての出力抵抗膜Ｒｏからの出力を読み取っていない場合（Ｓ２５；Ｎｏ）、ＣＰＵ４９は、出力合成部４２および第１出力切替部４３により、次の６本の出力抵抗膜Ｒｏの出力を同時に読み取る（Ｓ２６）。そして、これら６本の出力抵抗膜Ｒｏと６本の入力抵抗膜Ｒｉとの各交点Ｐ（３６個）からなる検出範囲５０について出力の有無を検出する（Ｓ２３）。
【００５２】
一方、全ての出力抵抗膜Ｒｏからの出力の読み取りが完了した場合（Ｓ２５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４９は、最後の入力抵抗膜Ｒｉに電圧を印加したか否かを判別する（Ｓ２７）。最後の入力抵抗膜Ｒｉに電圧を印加していない場合（Ｓ２８；Ｎｏ）、ＣＰＵ４９は、入力合成部４１により次の６本の入力抵抗膜Ｒｉに電圧を同時に印加し（Ｓ２９）、上記のＳ２２以降の処理を繰り返す。
【００５３】
一方、最後の入力抵抗膜Ｒｉに電圧を印加していた場合（Ｓ２８；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４９は、タッチパネル装置１０全体の出力スキャンが終了したと判定する（Ｓ３０）。次に、ＣＰＵ４９は、出力オン（出力有り）として検出した検出範囲５０について、当該検出範囲５０内の各交点Ｐ（３６個）について、詳細デジタルスキャンを行う（第２読取手段，図示点線部参照）。具体的には、まず、ＣＰＵ４９は、出力が検出された検出範囲５０内の最初の入力抵抗膜Ｒｉに対して接触検出用の電圧を印加する（Ｓ３１）。次に、ＣＰＵ４９は、検出範囲５０内の最初の出力抵抗膜Ｒｏの出力端子２２を、非接地状態から接地状態にし（出力抵抗Ｒｐｄへ接続し）、当該出力端子２２からの出力をデジタル的に取り込む（Ｓ３２）。次に、コンパレータ４６は、上記の交点Ｐについて、その出力電圧と基準電圧とを比較し、結果をデジタル的にＣＰＵ４９に出力する（Ｓ３３）。ＣＰＵ４９は、コンパレータ４６からのデジタル出力結果に基づいて、交点Ｐについて、出力の有無（出力オン／オフ）を検出する（Ｓ３４）。
【００５４】
次に、ＣＰＵ４９は、検出範囲５０内の全ての出力抵抗膜Ｒｏからの出力を読み取ったか否かを判別する（Ｓ３５）。検出範囲５０内の全ての出力抵抗膜Ｒｏからの出力を読み取っていない場合（Ｓ３６；Ｎｏ）、ＣＰＵ４９は、次の出力抵抗膜Ｒｏの出力を読み取る（Ｓ３７）。そして、この出力抵抗膜Ｒｏと入力抵抗膜Ｒｉとの交点Ｐについて、上述のＳ３３およびＳ３４の処理を行い、当該交点Ｐの出力の有無を検出する。
【００５５】
一方、検出範囲５０内の全ての出力抵抗膜Ｒｏからの出力の読み取りが完了した場合（Ｓ３６；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４９は、電圧を印加した入力抵抗膜Ｒｉが、検出範囲５０内の最後の入力抵抗膜Ｒｉか否かを判別する（Ｓ３８）。電圧を印加した入力抵抗膜Ｒｉが、検出範囲５０内の最後の入力抵抗膜Ｒｉでない場合（Ｓ３９；Ｎｏ）、ＣＰＵ４９は、次の入力抵抗膜Ｒｉに電圧を印加し（Ｓ４０）、上記のＳ３２以降の処理を繰り返す。
【００５６】
一方、電圧を印加した入力抵抗膜Ｒｉが、検出範囲５０内の最後の入力抵抗膜Ｒｉである場合（Ｓ３９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４９は、交点Ｐについての出力の有無の検出を終了する。つまり、検出範囲５０内の全ての交点Ｐについての出力の有無を検出したこととなる。そして、ＣＰＵ４９は、Ｓ３４において出力オン（出力有り）として検出した交点Ｐについて、アナログ的に出力電圧を取り込み、その出力電圧をＡＤ変換した出力電圧値を取得する（Ｓ４１）。そして、ＣＰＵ４９は、この出力電圧値と接触時電圧値とを比較し、交点Ｐが接触状態であるか否かを検出する（Ｓ４２）。すなわち、予め記憶された計算上（または試験的に求めた）接触時電圧値と、出力電圧値を比較し、出力電圧値が接触時電圧値よりも有意に大きい場合、当該交点Ｐは接触状態であるものと判定する。つまり、当該交点Ｐが接触位置（押圧位置）であると判定する。
【００５７】
このように、第２実施形態によれば、ｎ本の入力抵抗膜Ｒｉに同時に電圧を印加し、この状態で、ｍ本の出力抵抗膜Ｒｏを同時に読み取る（スキャンする）ことができる。すなわち、ｎ本の入力抵抗膜Ｒｉとｍ本の出力抵抗膜Ｒｏとの交点Ｐ、つまりｎ×ｍ個の交点Ｐに対する出力電圧を同時に取得することができる。これにより、タッチパネル装置１０上の全ての交点Ｐを１点ずつスキャンする場合に比して、タッチパネル装置１０全体のスキャンに掛かる時間を、約１／（ｎ×ｍ）の時間に短縮することができる。
【００５８】
また、最初にｎ×ｍ個の交点Ｐからなる検出範囲５０についての出力の有無（出力オン／オフ）を検出し、出力オン（出力有り）として検出された検出範囲５０（接触範囲）内の各交点Ｐに対し、再度、詳細デジタルスキャンを行うことで、出力の可能性がある交点Ｐを絞り込むことができる。一般的に、交点Ｐの出力をデジタル的に読み取る場合に比べ、アナログ的に読み取る場合は時間が掛かるため、アナログ読み取りの対象となる交点Ｐが多ければ多いほど、接触位置（押圧位置）の検出までに掛かる時間が長くなる。つまり、このことがタッチパネル装置１０における接触位置の検出の高速化を阻む１つの原因となる。このため、出力オンとして検出された検出範囲５０内のｎ×ｍ個の交点Ｐに対し、再度出力電圧をデジタル的に読み取ることでさらに交点Ｐを絞り込み、アナログ読み取りの対象となる交点Ｐの数を減らすことで、アナログ読み取りに掛かる時間を短縮することができ、結果として、接触位置の検出時間を短縮することができる。
【００５９】
なお、タッチパネル装置１０上の交点Ｐが１箇所のみ接触された場合だけでなく、複数点が同時に接触された場合にも、第２実施形態を適用可能である。例えば、図９に示すように、隣接する４つの検出範囲５０（５０ａ〜５０ｄ）を跨ぐように４点（交点Ｐ１〜Ｐ４）が押下された場合、この交点Ｐ１〜Ｐ４をアナログ読み取りのみで検出しようとすると、実際には、３６×４＝１４４個（１つの検出範囲５０の交点Ｐの数×検出範囲５０の数）の交点Ｐをアナログ読み取りする必要がある。これに掛かる時間は、約２３．０４ｍｓ（１個の交点Ｐを読み取る時間×交点Ｐの数＝０．１６ｍｓ×１４４個）となる。
【００６０】
このような場合、第２実施形態を適用することで、アナログ読み取りの前に、上記の４つの検出範囲５０ａ〜５０ｄに対して詳細デジタルスキャンを行い、出力の可能性がある交点Ｐを４点まで絞り込むことができるため、アナログ読み取り対象となる交点Ｐを減らすことが可能となる。この場合、詳細デジタルスキャンに掛かる時間は、約５．７６ｍｓ（１個の交点Ｐを読み取る時間×交点Ｐの数＝０．０４ｍｓ×１４４個）であり、詳細デジタルスキャンで絞り込んだ４個の交点Ｐをアナログ読み取りする時間は、約０．６４ｍｓ（１個の交点Ｐを読み取る時間×交点Ｐの数＝０．１６ｍｓ×４個）となり、合計で約６．４ｍｓ掛かることとなる。つまり、アナログ読み取りのみの場合と比べ、４つの交点Ｐ１〜Ｐ４の検出に掛かる時間を、約１／４に短縮することができるため、結果として、接触位置の検出時間を短縮することができる。
【００６１】
以上のとおり、本実施形態のマトリクス型タッチパネル装置１０は、接触位置を短時間で検出することができるため、直感的且つ迅速な操作が求められるＤＪ機器（プレイヤー、ミキサー等）、電子楽器、ＭＩＤＩコントローラなどにも、適用可能である。また、現在既にタッチパネル装置１０が用いられている様々な分野（ゲーム機、タッチパネル式コンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話、銀行ＡＴＭ等）においても、利便性の向上を図ることができる。さらに、複数点が同時接触された場合にも、検出時間の遅延を抑止できるため、複数点の同時操作ができないためにタッチパネル装置１０の使用が敬遠されてきた分野においても、人が操作する機器操作盤などとして適用することが可能となる。
【００６２】
なお、上記の第１実施形態では、６本の出力抵抗膜Ｒｏから同時に出力を読み取るための構成（コンパレータ３４およびＭＰＸ回路３５）を、出力端子２２の一方のみに接続したが、これらの構成を出力端子２２の両端に接続して選択的に出力電圧を読み取っても良い。また、第２実施形態では、入力抵抗膜Ｒｉへの接触検出用の電圧印加を６本ずつ順に行うための構成（入力合成部４１）を、入力端子１２の一方のみに接続したが、これらの構成を入力端子１２の両端に接続して選択的に電圧印加しても良い。また、第２実施形態においても、６本の出力抵抗膜Ｒｏから同時に出力を読み取るための構成（出力合成部４２および第１出力切替部４３）を、出力端子２２の両端に接続して選択的に出力電圧を読み取っても良い。
【００６３】
また、上記の実施形態に示したマトリクス型タッチパネル装置１０の各手段をプログラムとして提供することが可能である。また、そのプログラムを記憶媒体（図示省略）に格納して提供することも可能である。記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ、メモリカード（コンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディア、メモリースティック等）、コンパクトディスク、光磁気ディスク、デジタルバーサタイルディスクおよびフレキシブルディスク等を利用することができる。
【００６４】
また、上述した実施例によらず、マトリクス型タッチパネル装置１０の構成や処理工程等について、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係るマトリクス型タッチパネル装置の構造を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るマトリクス型タッチパネル装置の回路構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態の出力抵抗膜の出力取り込み時における、出力端子の様子を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るマトリクス型タッチパネル装置における接触位置を検出する処理のフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るマトリクス型タッチパネル装置の回路構成を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態の出力抵抗膜の出力取り込み時における、出力ラインの様子を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るマトリクス型タッチパネル装置における接触位置を検出する処理のフローチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態に係るマトリクス型タッチパネル装置における接触位置を検出する処理のフローチャートである。
【図９】隣接する４つの検出範囲を跨ぐように４点が同時に押下された様子を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…タッチパネル  １１…第１基板  １２…入力端子  １３…導電性シールド膜  ２１…第２基板  ２２…出力端子  ３１，４４…電圧印加手段  ３３，４７…ＡＤコンバータ  ３４，４６…コンパレータ  ３７，４９…ＣＰＵ  ４１…入力合成部  ５０…検出範囲  Ｒｉ…入力抵抗膜  Ｒｏ…出力抵抗膜  Ｐ…交点
【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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【図９】
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