(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に導電膜を備えるタッチパネルと、該タッチパネルの外周部に配置された第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極および第２の電極に交流電流を供給する交流電流発生手段と、前記第１の電極と前記交流電流発生手段との間および前記第２の電極と前記交流電流発生手段との間にそれぞれ配置され、第１の電極側の電圧および第２の電極側の電圧を計測する電圧計測手段とを備え、計測された前記第１の電極側の電圧および前記第２の電極側の電圧からタッチ位置を算出するタッチパネル装置において、
前記電圧計測手段によって検知されたタッチ判定用信号と予め設定されているタッチ判定用しきい値との比較を基に、タッチ信号であるか否かを判定するタッチ信号判定手段と、
該タッチ信号判定手段によってタッチ信号と判定された場合、前記タッチ信号を基に、前記タッチパネルにタッチされた状態が連続的か否かを判定するタッチ状態判定手段と、
該タッチ状態判定手段によってタッチされた状態が連続的と判定された場合、前記タッチ位置が前回のタッチ位置に対して移動したか否かを判定するタッチ位置移動判定手段と、
該タッチ位置移動判定手段によって前記タッチ位置が連続的に移動していると判定された場合、前記タッチ判定用しきい値を低く設定するしきい値設定手段と、
前記タッチ位置移動判定手段による判定結果に応じて、最新のタッチ位置データを設定するタッチ位置データ設定手段と、
該最新のタッチ位置データおよび前回までのタッチ位置判定結果を基に、今回のタッチ位置を判定するタッチ位置判定手段と
を備えることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
基板の表面に導電膜を備えるタッチパネルと、該タッチパネルの外周部に配置された第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極および第２の電極に交流電流を供給する交流電流発生手段と、前記第１の電極と前記交流電流発生手段との間および前記第２の電極と前記交流電流発生手段との間に配置され、第１の電極側の電圧または第２の電極側の電圧を計測する電圧計測手段とを備え、計測された前記第１の電極側の電圧および前記第２の電極側の電圧からタッチ位置を算出するタッチパネル装置において、
前記電圧計測手段によって検知されたタッチ判定用信号と予め設定されているタッチ判定用しきい値との比較を基に、タッチ信号であるか否かを判定するタッチ信号判定手段と、
前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも一方の電極と前記交流発生手段の一端との間に、スイッチを介した抵抗器を備え、前記第１の電極側と第２の電極側毎にオフセット電圧Ｖfを判定するＶf値判定手段と、
前記第１の電極側と第２の電極側毎に前記スイッチオンにおける前記電圧計測手段の両端の電圧Ｖ０を判定するＶ０値判定手段と、
前記電圧ＶfおよびＶ０値を基に、タッチ位置検出値に対する自己補正値を求める自己補正値判定手段と、
前記スイッチがオフで、タッチパネルにタッチされた状態における前記電圧計測手段の両端の電圧Ｖtを判定するＶt値判定手段と、
前記自己補正値およびＶt値を基に、タッチパネル上のタッチ位置を判定する第１のタッチ位置判定手段と、
前記タッチ信号判定手段によってタッチ信号と判定された場合、前記タッチ信号を基に、前記タッチパネルにタッチされた状態が連続的か否かを判定するタッチ状態判定手段と、
該タッチ状態判定手段によってタッチされた状態が連続的と判定された場合、前記タッチ位置が前回のタッチ位置に対して移動したか否かを判定するタッチ位置移動判定手段と、
該タッチ位置移動判定手段によって前記タッチ位置が連続的に移動していると判定された場合、前記タッチ判定用しきい値を低く設定するしきい値設定手段と、
前記タッチ位置移動判定手段による判定結果に応じて、最新のタッチ位置データを設定するタッチ位置データ設定手段と、
該最新のタッチ位置データおよび前回までのタッチ位置判定結果を基に、今回のタッチ位置を判定する第２のタッチ位置判定手段と
を備えることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項３】
前記外周部に配置された電極の数が３以上であり、そのうちの２つの電極を結ぶ２以上の軸を座標軸とし、各座標軸方向毎に、前記タッチ位置を判定する前記第１のタッチ位置判定手段および前記第２のタッチ位置判定手段を有することを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記各座標軸に対応する２つの電極に対して、前記電圧計測手段の接続を切り替えるための切り替え手段を備えることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記タッチパネル装置への電源投入時、またはタッチパネルにタッチ信号がない時に随時、自己補正値判定を実行する機能を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれかの項に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記第１のタッチ位置判定手段または前記第２のタッチ位置判定手段によって求められたタッチ位置座標と、標準のタッチパネルで実測された座標との関係を基に予め作成された補正表とを備え、タッチ信号に基づいて、前記第１のタッチ位置判定手段または前記第２のタッチ位置判定手段によって計算されたタッチ位置座標と、補正表の該当する座標とを照合し、前記補正表により、前記タッチ位置座標の補正を行う機能を備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれかの項に記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
前記第１のタッチ位置判定手段または前記第２のタッチ位置判定手段によって求められたタッチ位置座標と、標準のタッチパネルで実測された座標との関係を基に、予め求められた補正演算手段を備え、前記第１のタッチ位置判定手段または前記第２のタッチ位置判定手段によって求められた前記タッチ位置座標に対して、前記補正演算手段を用いて補正を行う機能を備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれかの項に記載のタッチパネル装置。
【請求項８】
前記タッチパネルが四角形以上の多角形で、前記座標軸が２軸以上であることを特徴とする請求項３〜７のいずれかの項に記載のタッチパネル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の表面に導電膜を備えるタッチパネルを有するタッチパネル装置に関し、タッチパネル表面におけるタッチ位置の検出精度に優れた、ディスプレイ（ＣＲＴ、液晶パネル等）表面上の項目の選択用、特に描画用および手書き入力用等に好適なタッチパネル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タッチパネル入力装置は、入力可能なエリアが任意であること、画面表示を自由に設計できること、手書き入力が可能なこと等の長所がある。この装置に用いられるタッチパネルは、ガラスあるいはフィルム等の基板と、その表面に設けられた導電膜で構成されている。そして、タッチパネルの表面に、人の指、タッチペンなどが接触すると、導電膜に電流が流れ、検出された電流値を基に、タッチされた位置が判別できるように、電気回路が構成されている。タッチ位置の検出原理は、次のとおりである。
【０００３】
図１４は、従来のタッチパネル装置に採用されている回路図であり、タッチ位置の検出原理を説明するための図である。なお、タッチパネルの形状は四角形とし、タッチ位置はＸ座標とＹ座標で表示されるものとして説明する。図１４において、Ｒｏは、タッチパネルが備える導電膜のＸ軸方向またはＹ軸方向における、電気抵抗値（以下、単に抵抗値と記す）を意味する。Ｘ軸、Ｙ軸の各方向の導電膜の両端には、導電膜よりも抵抗値が低い電極が設けられている。また、ＲＫ、ＲＫは電圧計測用抵抗器であり、それぞれの抵抗器の一端が電極に接続されている。一方、電圧計測用抵抗器の他端は、いずれも交流電源ｅに接続されており、交流電源ｅの他端は接地されている。Ｚは、導電膜上の任意の位置にタッチされる、指や導電性のペン等のインピーダンスを持つものを表しており、それらの他端は接地された状態にある。
【０００４】
ここで、タッチ位置と、Ｘ軸またはＹ軸方向の一方の電極との間の導電膜の抵抗値をＲＬ、他方の電極との間の導電膜の抵抗値をＲＨ、導電膜の全抵抗は前述のようにＲｏとする。さらに、両側の電極に接続されている電圧計測用抵抗器の抵抗値を、それぞれ同じ抵抗値ＲＫとし、タッチパネルに指等がタッチされた場合の抵抗器両端の電圧をそれぞれＶ１、Ｖ２とする。
【０００５】
図１４に示した回路構成および上記の条件の場合、オームの法則を基に、次の（１）式が導かれる。
【０００６】
【数１】
0003821002.tif 000002
【０００７】
（１）式において、電圧ＶｌおよびＶ２は計測により求められる値であり、また、（１）式中のＲＯ／ＲＫは（２）式において、V01およびV02を計測することによって求められる値である。
【０００８】
したがって、電圧ＶｌおよびＶ２を計測することにより、ＲＬ／ＲＯ、すなわち、電極間の幅（ＲＯに相当）に対する一方の電極からの距離（ＲＬに相当）の割合、換言すれば幅方向の位置を求めることができる。Ｘ軸とＹ軸の両方について、同様な計測を行うことにより、Ｘ−Ｙ座標におけるタッチ位置（座標）を求めることができる。
【０００９】
このような従来のタッチパネル装置は、例えば、特表昭５６−５００２３０号公報（「タッチパネルシステム及び方法」）、特開昭６３−１０８４２３号公報に（「指タッチ式座標出力装置」）などに開示されている。
【００１０】
タッチパネル装置は、前述のような長所がある反面、導電膜の特性（抵抗値）の経時的な変化、使用環境の変化等の影響を受け、タッチ位置の検出精度が低下するという欠点がある。このような問題を解決するための対策として、例えば、特開平５−８０９２２号公報には、自動的にキャリブレーションを行う方法が開示されている。この方法では、タッチパネルの押下回数の累積値を記憶するようにして、押下回数に応じて自動的に位置補正を行う対策が採られている。この方法により、ある程度の位置補正は可能と考えられる。しかし、使用回数などに伴って変化した状態の導電膜の抵抗値そのものが求められていないので、間接的な位置補正となっている。また、位置補正に、使用環境の変化が反映できないという欠点がある。
【００１１】
この他、タッチパネルには、製造の際に生じるタッチパネル面内における導電膜の抵抗値の不均一性に起因するタッチ位置の検出精度不良、導電膜の外周に設けられた抵抗値の低い導電性材料で構成された電極が抵抗を持っていることに起因するタッチ位置検出精度不良などの問題もある。
【００１２】
なお、この後者の電極の抵抗に起因する誤差は、次の理由による。すなわち、Ｘ軸またはＹ軸の両端におけるＲＬ／ＲＯ値は、コーナー部では０または１となり、コーナー部以外の辺部では、０または１からずれた値となる。コーナー部以外の辺部では、コーナー部から辺部までの電極の抵抗に比例した電圧降下が生じるからである。そのため、上記（１）式では検出精度が著しく低い。  また、タッチパネルのタッチ位置検出に対しては、タッチパネル装置の電源や周辺の機器から放射されるノイズによる検出精度の低下がある。このようなノイズや装置固有の誤差に起因するデータのばらつきを補正する方法として、特開平１０−３３３８３５号公報には、複数のタッチデータを検出し、その内の最大値と最小値を除き、残りのデータの平均値を求める方法が開示されている。この場合には、測定時に発生するノイズに起因する誤差を補正することはある程度可能と考えられる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
タッチパネルに描画や手書き入力が行われる場合のように、タッチ位置が連続的に移動する場合には、一連の動きの中で、移動に従ってタッチ圧が低下する傾向がある。例えば、指がタッチパネル上を移動する場合、移動とともにタッチ圧が低下しタッチパネルに対する接触面積が小さくなる。このようにタッチ圧が低下するとタッチ電圧が低下するので、タッチ信号か否かの判定条件によっては、タッチとして認識されないことが起こる。したがって、タッチ位置が連続的に移動する場合には、タッチ位置の検出精度が低下しやすいことが分かった。
【００１４】
この他、前述のように、ノイズの影響を防止するためには、前述の特開平１０−３３３８３５号公報に開示されているような平均値を求める方法がある。しかし、連続的に移動するタッチ位置の検出に平均値を求める方法を応用する場合、平均値を求めるためのデータの母数を多くすると、タッチ位置の検出を時間的に追随させることが難しく、逆に母数が少ないと平均値を求める効果が得られないことが確認された。
【００１５】
また、本発明者らは、タッチパネル装置の検出精度に及ぼす要因を検討した結果、上記の問題に加えて、個々のタッチパネル装置が持つ浮遊容量、すなわち、タッチパネル装置の導電膜、電極、引き回し線などと、大地（接地）またはタッチパネル装置を組み込んだ筐体との間に生じる浮遊容量が、タッチ位置の検出精度を低下させるという問題があることを見いだした。
【００１６】
図１は、本発明者らによって確認された、タッチパネル装置表面の導電膜、電極、引き回し配線などと、大地（接地）またはタッチパネル装置を組み込んだ筐体との間に生じる浮遊容量（Ｃ１およびＣ２）により、人の指やタッチペンが導電膜にタッチされていない状態でも、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端に、電圧（オフセット電圧）が発生することを説明するための回路図である。
【００１７】
タッチパネル装置におけるタッチ位置検出には、導電膜に人の指やタッチペンがタッチされていない場合には、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端に電圧が発生することがなく、タッチされた時にはじめて電圧が発生することが前提条件である。したがって、上記のようなオフセット電圧の存在は、検出精度の低下を引き起こす直接的な要因となる。
【００１８】
図１（ａ）に示したように、上記の浮遊容量は、タッチパネル装置の基本回路においては、Ｃ１およびＣ２として表すことができる。このＣ１およびＣ２の存在により、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端に、オフセット電圧（Ｖｆ１、Ｖｆ２）が発生することになる。導電膜に人の指やタッチペンがタッチされた場合にも、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端の電圧には、このオフセット電圧が含まれる。したがって、オフセット電圧の影響を取り除くことができなければ、正確にタッチ位置を検出することができないと言える。
【００１９】
上記の検討結果を考慮すると、前述の導電膜の経時的な変化、使用環境の変化等に起因するタッチ位置の検出精度低下および上記のタッチパネル装置固有の浮遊容量に起因するタッチ位置の検出精度低下の両者の問題を同時に解決しなければ、タッチパネル装置のタッチ位置の検出精度を向上させることができないことを確認した。
【００２０】
本発明は、上記の問題を解決することができるタッチパネル装置、すなわち、タッチパネル装置の電源や周辺の機器から発生するノイズ、タッチ位置が連続的に移動する場合のタッチ圧の変動に起因するタッチ検出精度の低下の問題を解決することができる、製造コストが安いタッチパネル装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、上記の問題の解決に加えて、タッチパネルに設けられた導電膜の特性の経時的な変化、タッチパネル装置の使用環境の変化などに起因するタッチ位置の検出精度低下およびタッチパネル装置固有の浮遊容量に起因するタッチ位置検出精度低下、等の問題をすべて解決することができる、タッチ位置検出精度に優れ、製造コストが安いタッチパネル装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るタッチパネル装置（請求項１に記載の装置）は、基板の表面に導電膜を備えるタッチパネルと、該タッチパネルの外周部に配置された第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極および第２の電極に交流電流を供給する交流電流発生手段と、前記第１の電極と前記交流電流発生手段との間および前記第２の電極と前記交流電流発生手段との間にそれぞれ配置され、第１の電極側の電圧および第２の電極側の電圧を計測する電圧計測手段とを備え、計測された前記第１の電極側の電圧および前記第２の電極側の電圧からタッチ位置を算出するタッチパネル装置において、前記電圧計測手段によって検知されたタッチ判定用信号と予め設定されているタッチ判定用しきい値との比較を基に、タッチ信号であるか否かを判定するタッチ信号判定手段と、該タッチ信号判定手段によってタッチ信号と判定された場合、前記タッチ信号を基に、前記タッチパネルにタッチされた状態が連続的か否かを判定するタッチ状態判定手段と、該タッチ状態判定手段によってタッチされた状態が連続的と判定された場合、前記タッチ位置が前回のタッチ位置に対して移動したか否かを判定するタッチ位置移動判定手段と、該タッチ位置移動判定手段によって前記タッチ位置が連続的に移動していると判定された場合、前記タッチ判定用しきい値を低く設定するしきい値設定手段と、前記タッチ位置移動判定手段による判定結果に応じて、最新のタッチ位置データを設定するタッチ位置データ設定手段と、該最新のタッチ位置データおよび前回までのタッチ位置判定結果を基に、今回のタッチ位置を判定するタッチ位置判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
上述の本発明に係るタッチパネル装置（請求項１に記載の装置）は、タッチ状態が連続的な場合には、今回のタッチ位置検出値と前回のタッチ位置判定値とを基に移動量を判定し、移動量に応じてタッチしきい値を決定するとともに、前回までのタッチ位置判定結果を利用して今回のタッチ位置を判定する手段を備えている。そのために、連続的にタッチされている状態でタッチ圧が変動し、タッチされているか否かの判定が難しいような場合でも、精度よくタッチ位置を判定することが可能である。それとともに、タッチ位置移動判定手段により、タッチ信号とノイズとを精度よく判別し、タッチ位置の判定からノイズを排除するようにしているので、タッチ位置の判定に対するノイズの影響を小さく抑えることができる。さらに、前回までのタッチ位置判定結果が、すでに平均化された精度の高い値であるので、平均値を求めるのに必要なデータの母数を少なくすることができるために、タッチ位置の判定結果を求めるのに要する時間が短い。したがって、タッチパネルに描画などが行われる場合であっても、精度よく、かつ追随性よくタッチ位置の判定を行うことができる。
【００２３】
本発明に係る別のタッチパネル装置（請求項２に記載の装置）は、基板の表面に導電膜を備えるタッチパネルと、該タッチパネルの外周部に配置された第１の電極および第２の電極とからなる２つの電極と、前記第１の電極および第２の電極に交流電流を供給する交流電流発生手段と、前記第１の電極と前記交流電流発生手段との間および前記第２の電極と前記交流電流発生手段との間に配置され、第１の電極側の電圧または第２の電極側の電圧を計測する電圧計測手段とを備え、計測された前記第１の電極側の電圧および前記第２の電極側の電圧からタッチ位置を算出するタッチパネル装置において、前記電圧計測手段によって検知されたタッチ判定用信号と予め設定されているタッチ判定用しきい値との比較を基に、タッチ信号であるか否かを判定するタッチ信号判定手段と、前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも一方の電極と前記交流発生手段の一端との間に、スイッチを介した抵抗器を備え、前記第１の電極側と第２の電極側毎にオフセット電圧Ｖfを判定するＶf値判定手段と、前記第１の電極側と第２の電極側毎に前記スイッチオンにおける前記電圧計測手段の両端の電圧Ｖ０を判定するＶ０値判定手段と、前記電圧ＶfおよびＶ０値を基に、タッチ位置検出値に対する自己補正値を求める自己補正値判定手段と、前記スイッチがオフで、タッチパネルにタッチされた状態における前記電圧計測手段の両端の電圧Ｖtを判定するＶt値判定手段と、前記自己補正値およびＶt値を基に、タッチパネル上のタッチ位置を判定する第１のタッチ位置判定手段と、前記タッチ信号判定手段によってタッチ信号と判定された場合、前記タッチ信号を基に、前記タッチパネルにタッチされた状態が連続的か否かを判定するタッチ状態判定手段と、該タッチ状態判定手段によってタッチされた状態が連続的と判定された場合、前記タッチ位置が前回のタッチ位置に対して移動したか否かを判定するタッチ位置移動判定手段と、該タッチ位置移動判定手段によって前記タッチ位置が連続的に移動していると判定された場合、前記タッチ判定用しきい値を低く設定するしきい値設定手段と、前記タッチ位置移動判定手段による判定結果に応じて、最新のタッチ位置データを設定するタッチ位置データ設定手段と、該最新のタッチ位置データおよび前回までのタッチ位置判定結果を基に、今回のタッチ位置を判定する第２のタッチ位置判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
また、上記のタッチパネル装置において、前記外周部に配置された電極の数が３以上であり、電極を結ぶ２以上の軸を座標軸とし、各座標軸方向毎に、前記タッチ位置を判定する前記第１のタッチ位置判定手段および前記第２のタッチ位置判定手段を有することが望ましい。
【００２５】
さらに、前記各座標軸に対応する２つの電極に対して、前記電圧計測手段の接続を切り替えるための切り替え手段を備えることが望ましい。
【００２６】
上記のタッチパネル装置においては、前記タッチパネル装置への電源投入時、またはタッチパネルにタッチ信号がない時に随時、自己補正値判定を実行する機能を有することが望ましい。
【００２７】
また、上記のタッチパネル装置において、前記第１のタッチ位置判定手段または前記第２のタッチ位置判定手段によって求められたタッチ位置座標と、標準のタッチパネルで実測された座標との関係を基に予め作成された補正表とを備え、タッチ信号に基づいて、前記第１のタッチ位置判定手段または前記第２のタッチ位置判定手段によって計算されたタッチ位置座標と、補正表の該当する座標とを照合し、前記補正表により、前記タッチ位置座標の補正を行う機能を備えることが望ましい。
【００２８】
上記の補正表による補正を行う装置に代えて、前記第１のタッチ位置判定手段または前記第２のタッチ位置判定手段によって求められたタッチ位置座標と、標準のタッチパネルで実測された座標との関係を基に、予め求められた補正演算手段を備え、前記第１のタッチ位置判定手段または前記第２のタッチ位置判定手段によって求められたタッチ位置座標に対して、前記補正演算手段を用いて補正を行う機能を備える装置としてもよい。
【００２９】
本発明に係るタッチパネル装置においては、前記タッチパネルが四角形以上の多角形で、前記座標軸が２軸以上であることが望ましい。
【００３０】
上述のように、本発明に係る別のタッチパネル装置は、上記の従来の装置構成に加えて、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方の電極と交流電流発生手段との一端間に、スイッチを介した抵抗器を備えており、このスイッチがオンの状態で、Ｖo値判定手段により、電圧計測手段の両端の電圧Ｖoが判定できるようになっている。そのために、タッチパネルの導電膜の抵抗値の経時的な変化や使用環境に起因する変化を検出し、導電膜の抵抗値を補正することができる。さらに、Ｖf値判定手段により、第１の電極側と第２の電極側毎に、タッチパネル装置固有の浮遊容量に起因する電圧Ｖfを検出することができる。
【００３１】
したがって、本発明に係る別のタッチパネル装置は、導電膜の抵抗値の経時的な変化および装置自体の持つ浮遊容量に起因するオフセット電圧を基に、タッチ位置の自己補正を行うことができるように構成されている。そして、この自己補正値の計算が、装置への電源投入時、特定の時間周期等、随時実行されるようになっている。さらに、前者の本発明に係るタッチパネル装置（請求項１に記載の装置）の持つ、前述の特性を合わせ備えているので、従来のタッチパネル装置に比べて、タッチ位置が連続的に移動するような場合でも、タッチ位置の検出精度に極めて優れている。なお、本発明に係る自己補正により、タッチ位置の検出精度が向上する理由については後述する。
【００３２】
また、本発明に係る装置に用いられるタッチパネルの形状は、円形、楕円形、多角形等を含み、特に制限されるものではない。このタッチパネルの形状が三角形の場合には、第１の電極と第２の電極に該当する電極とは、隣り合う辺に設けられた電極を意味する。また、他の多角形の場合には、第１の電極と第２の電極は、必ずしも正対する辺に設けられた電極同士である必要はない。ただし、正対する辺同士を選ぶことが望ましい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、請求項２に記載した発明を基に、本発明に係る好ましい実施の形態を詳細に説明する。請求項１に記載した発明は、請求項２に記載した発明の構成の一部を省略したものであるので、以下の実施の形態の説明の後にその要旨を説明する。
【００３４】
図２は、本発明に係るタッチパネル装置における、導電膜の抵抗値の経時的な変化、使用環境による変化の補正に関する原理を説明するための回路図である。なお、ここでは、浮遊容量に起因するオフセット電圧については、考慮しないことにする。導電膜（全幅の抵抗値ＲＯ）の両端の電極には、それぞれ電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの一端が接続されており、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの他端は、共通接続点を介して、交流電源ｅに接続されている。この交流電源ｅの他端は接地されている。導電膜の一端（電極）とこの電極に接続された電圧計測用抵抗器ＲＫの接続点に、スイッチＳを介して抵抗器ＲＺが接続されており、抵抗器ＲＺの他端は接地されている。
【００３５】
この回路において、タッチパネルに指等がタッチされた状態で、スイッチＳがオフの場合と、スイッチＳがオンの場合について、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端の電圧が計測されたとする。スイッチＳがオフの場合は、図１４に示した場合と同じ状態である。この時の電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端の電圧を、それぞれＶ１、Ｖ２とする。また、図２に示したように、タッチパネルに指等がタッチされていない状態で、スイッチＳがオンの場合については、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端の電圧を、それぞれＶＯ１、ＶＯ２とする。オームの法則により、図１４の状態から前記の（１）式が導かれ、図２の状態から下記の（２）式が導かれる。
【００３６】
【数２】
0003821002.tif 000003
【００３７】
この（２）式を前記の（１）式に代入すると、（３）式が得られる。
【００３８】
【数３】
0003821002.tif 000004
【００３９】
（３）式において、ＶＯ１、ＶＯ２、Ｖ１、Ｖ２は、いずれも計測値であり、これらの値を（３）式に代入することにより、ＲＬとＲＯの比、ＲＬ／ＲＯを求めることができる。すなわち、タッチ時における導電膜全幅（電極間の間隔）に対するタッチ位置（一方の電極からの距離）の割合が求められる。この操作を、Ｘ軸とＹ軸について行うことにより、タッチ位置の座標を求めることができる。
【００４０】
このように、電圧計測用抵抗器ＲＫの接続点に、スイッチＳを介して抵抗器ＲＺを設けることにより、タッチ時における導電膜の真の抵抗値を検出した場合とほぼ同等の精度を持つ、タッチ位置の検出が可能である。この方法、装置によれば、導電膜の抵抗値の経時的な変化や使用環境（温度、湿度等）による変化を補正することができる。ここで、前記の（２）式で表されるＲＫ／ＲＯは、この補正値（自己補正値）に相当する。
【００４１】
図１（ｂ）に、本発明に係るタッチパネル装置において、タッチパネル装置固有の浮遊容量に起因するオフセット電圧がタッチ位置に及ぼす影響と、オフセット電圧の影響を補正する方法を説明するための回路図を示した。
【００４２】
タッチパネルに人の指等がタッチされていない状態における、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端のオフセット電圧を、それぞれＶｆ１、Ｖｆ２とする。タッチパネルに人の指等がタッチされた際に、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端に発生する電圧を、それぞれＶ１’、Ｖ２’とし、タッチパネルにタッチされたことに起因する電圧をＶ１、Ｖ２とする。Ｖ１’、Ｖ２’には、それぞれ、導電膜へのタッチに起因する電圧Ｖ１、Ｖ２と、オフセット電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２とが含まれるので、Ｖ１’、Ｖ２’は次の（７）式、Ｖ１、Ｖ２は次の（８）式のように表される。
【００４３】
【数７】
0003821002.tif 000005
【００４４】
【数８】
0003821002.tif 000006
【００４５】
したがって、オフセット電圧を考慮した場合には、前出の（３）式は、下記の（４）式、すなわち下記の（５）式となる。
【００４６】
【数４】
0003821002.tif 000007
【００４７】
【数５】
0003821002.tif 000008
【００４８】
同様に、前出の（２）式は、（６）式のように表される。本発明においては、（６）式で求められるＲＫ／ＲＯを自己補正値と呼ぶ。
【００４９】
【数６】
0003821002.tif 000009
【００５０】
これらの（５）式および（６）式を用いることにより、タッチパネル装置固有のオフセット電圧のタッチ位置検出に及ぼす影響を補正することが可能で、オフセット電圧に起因するタッチ位置検出精度の低下を防止することができる。
【００５１】
本発明においては、上述の経時的な変化等に起因するタッチ位置検出精度の低下およびオフセット電圧に起因するタッチ位置の検出精度の低下という２つの重要な問題を解決するために、上記の説明からも明らかなように、具体的には、次の２つの対策を講じる。
【００５２】
その第１は、タッチパネルにタッチされていない状態で、オフセット電圧を計測し、タッチ位置の計算または装置に関する自己補正（自己補正値の計算）に反映させること、その第２は、導電膜の周囲の電極と交流発生手段との間に抵抗器を設け、抵抗器を利用することにより、導電膜の経時変化等の補正を可能にすることである。
【００５３】
これらの２つの対策を実現することができる、本発明に係るタッチパネル装置について、以下に具体的に説明する。
【００５４】
図３は、本発明の一実施の形態に係るタッチパネル装置の全体構成を示すブロック図である。また、図４は、図３に示したタッチパネル装置に用いられるタッチパネルの構成例を示す図である。
【００５５】
図４に示したタッチパネルは、パネルの形状が四角形、すなわち、座標軸がＸとＹの２つであり、もっともよく用いられる形状の例である。
【００５６】
タッチパネル１は、長方形のガラス、樹脂製のフィルム等の基板２と、その表面に形成された導電膜３と、導電膜３の外周部、すなわち４つの辺部に設けられた電極４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄを備えている。これらの電極のうち、Ｘ軸またはＹ軸方向で対向する電極が第１の電極と第２の電極の組み合わせとなる。なお、タッチパネル用の基板２は、透明である必要はなく、適用する装置により適宜選択すればよい。
【００５７】
ここで、「タッチパネル面の相対する辺部」とは、図４に示したタッチパネルの例においては、Ｘ軸方向は左側の辺部と右側の辺部、Ｙ軸方向は上側の辺部と下側の辺部を意味する。四角形を超える多角形の場合についても、同様に相互に相対する辺部に位置する関係を表す。
【００５８】
導電膜の抵抗値は数百Ω〜数kΩ／方形が望ましい。また、電極４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄとしては、数Ω〜数100Ωが望ましく、導電膜よりも低い抵抗値でなければならない。実際のタッチパネルでは、電極は低い抵抗値ではあるが抵抗を有している。そのため、X軸またはY軸の両辺では、ＲＬ／ＲＯの値は、コーナー部では０または１となり、コーナー部以外の辺部では０または１からずれた値となる。パネル辺部で起こる曲線現象は、導電膜の抵抗値および電極の抵抗値を上記抵抗値の範囲内において調整することにより、ある程度直線化することが可能である。また、導電膜の表面には、タッチパネルの耐久性を向上させるために、絶縁性保護コートまたは保護用フィルムを設けてもよい。
【００５９】
なお、ここでは、おもに人の指で導電膜３がタッチされる場合を想定しているが、人の指以外の導電性リード線付きのタッチペン等を用いてもよいことは言うまでもない。この場合、リード線は大地に接続されていることが望ましいが、回路上の接地（ＧＮＤ）への接続でも差し支えない。
【００６０】
タッチパネル表面の導電膜３の外周部の４辺に設けられている電極４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄには、それぞれ外部接続用のリード部５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄが接続されている。これらのリード部と交流電源への接続は、切り替え手段による電極の組み合わせの選択により、導電膜におけるＸ軸方向の計測とＹ軸方向の計測とを切り替えることができる。すなわち、リード部５ｂと５ｄとの組み合わせにより、Ｘ軸方向の電極４ｂと４ｄとの間の計測、リード部５ａと５ｃとの組み合わせにより、Ｙ軸方向の電極４ａと４ｃとの間の計測を行うことができる。
【００６１】
図３に示したように、本発明の実施の形態に係るタッチパネル装置は、タッチパネル１、Ｘ−Ｙ切り替え回路１２、交流電流発生手段である交流電源ｅ、抵抗器ＲＺ、そのオン、オフを行うためのスイッチＡとＢ、交流電源とのオン、オフを行うためのスイッチＣ、電圧計測手段である２つの電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫ、差動装置回路１５と１６、バンドパスフィルタ１７と１８、全波整流回路１９と２０、Ａ／Ｄコンバータ２１、比較回路２２、Ａ／Ｄコンバータ２１、制御手段であるマイコン１３を備えている。
【００６２】
この装置において、タッチパネル１の外部接続用リード部５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄは、Ｘ−Ｙ切り替え回路１２に接続されており、マイコン１３からの切り替え信号ＸＹＣによって、Ｘ軸方向の計測と、Ｙ軸方向の計測とが切り替えられるように構成されている。Ｘ−Ｙ切り替え回路１２の２つの出力端には、それぞれ電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの一端が接続されており、抵抗器ＲＫ、ＲＫの他端は共通接続点を有し、スイッチＣを介して、一端が接地された交流電源ｅに、電気的に接続されている。そして、マイコン１３からのオン、オフ信号ＯＳＣによって、交流電源のオン、オフ（スイッチＣのオン、オフ）が行われる。
【００６３】
Ｘ−Ｙ切り替え回路１２の２つの出力端と電圧計測用抵抗器ＲＫとの接続点には、それぞれスイッチＡ、Ｂの一端が接続され、スイッチＡ、Ｂの他端は共通接続点を有し、抵抗器ＲＺが接続されており、ＲＺの他端は接地されている。スイッチＡおよびＢは、それぞれマイコン１３からのオン、オフ信号ＬＧ、ＨＧによってオン、オフされる。
【００６４】
２つの抵抗器ＲＫの両端の電圧は、それぞれ差動増幅回路１５、１６に入力され、差動装置回路１５、１６の出力は、それぞれバンドパスフィルタ１７、１８に入力され、ノイズ成分が除去された後、全波整流回路１９、２０に出力される。ここで交流が直流に変換され、Ａ／Ｄコンバータ２１に入力されて、アナログ信号がディジタル信号に変換されて、比較回路２２に出力される。Ａ／Ｄコンバータ２１でディジタル値に変換された出力値は、抵抗器ＲＫの両端の電圧としてマイコン１３に入力され、後述する演算法により、タッチ位置が計算される。比較回路２２は、全波整流回路１９、２０からの入力に応じて、タッチ判定用信号ＶＴをマイコン１３に出力する。比較回路２２は、Ｖ１、Ｖ２のどちらかの信号がある規定値を超えて検出された時、タッチ有りと認識して、マイコン１３に信号を伝達する。
【００６５】
このような構成を持つタッチパネル装置により、浮遊容量に起因するオフセット電圧：Ｖｆ値判定手段、各座標軸毎の導電膜の抵抗値の自己補正に用いられる電圧：Ｖｏ値判定手段、Ｖｆ値、ＶＯ値を基にした自己補正値判定手段、タッチパネルにタッチされた際の電圧：Ｖｔ値判定手段、これらのデータを基にした、タッチ位置判定手段等を実現することが可能である。
【００６６】
次に、本発明に係るタッチパネル装置内で実行される動作について、フローチャートを用いて具体的に説明する。全体のフローを図５〜図１１に分けて示す。図５は、オフセット電圧を取得する過程（Ｖｆ値判定手段に関する動作等）、図６は、Ｘ軸方向に関するオフセット電圧の補正を含めた自己補正値の計算と計算結果の記憶手段への格納の過程（Ｖｏ値判定手段、自己補正値判定手段に関する動作等）、図７は、Ｙ軸方向に関するオフセット電圧の補正を含めた自己補正値の計算と計算結果の記憶手段への格納の過程（Ｖｏ値判定手段、自己補正値判定手段に関する動作等）、図８は、タッチ信号を検知した際に、タッチ位置を計算し出力する過程（Ｖｔ値判定手段、第１のタッチ位置判定手段などに関する動作等）を示すフローチャートである。
【００６７】
また、図９は、図８に示したフローチャートの内のＤ−Ｅ部、すなわち、タッチ状態が連続的な場合におけるタッチ位置移動判定手段、第２のタッチ位置判定手段などに関する動作等を、図１０は、図９に示したフローチャートの内のＦ−Ｇ部、すなわち、連続的に検出されるタッチ信号が定常的な平均値を計算するための信号数に満たない場合の動作を示すフローチャートである。
【００６８】
さらに、図１１は、図５に示されているデータ設定の初期化過程を詳細に示したフローチャートである。
【００６９】
図５は、装置固有の浮遊容量に起因するオフセット電圧を取得する過程のフローチャートである。まず、マイコン内部のＲＡＭのクリアおよびマイコン内部のデータ設定の初期化を行う（ステップＳ５０）。
【００７０】
次に、オフセット電圧を計測する。はじめに、Ｘ−Ｙ切り替え回路１２によりＸ軸方向の計測に切り替える（ステップＳ５１）。その状態で、タッチ判定用信号ＶＴに関する判断を行い（ステップＳ５２）、タッチ信号ではない（ＶＴ：“Ｌ”）と確認した場合には、図３に示したブロック図におけるスイッチＡおよびＢをオフ、スイッチＣをオンに設定する（ステップＳ５３）。さらに、タッチパネルに何もタッチされていない状態で、２つの電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端の電圧（Ｘ軸方向のオフセット電圧）、それぞれＶｆ１Ｘ、Ｖｆ２Ｘを計測し、取得する（ステップＳ５４）。続いて、Ｙ軸方向の計測に切り替え（ステップＳ５５）、Ｘ軸方向の場合と同様の手順で、タッチ信号か否かの判断（ステップＳ５６）を行い、タッチ信号ではない場合には、Ｙ軸方向のオフセット電圧Ｖｆ１Ｙ、Ｖｆ２Ｙを計測し、取得する（ステップＳ５７）。
【００７１】
なお、ステップＳ５２、ステップＳ５６で、タッチ信号である（ＶＴ：“Ｈ”）と判断した場合（符号：ＮＯ）には、それぞれステップＳ５２、ステップＳ５６を繰り返す。これらの計測により、装置固有の浮遊容量の補正に必要なオフセット電圧に関するデータが得られ、これらの取得されたオフセット電圧Ｖｆ１Ｘ、Ｖｆ２ＸおよびＶｆ１Ｙ、Ｖｆ２Ｙを、いずれもマイコン１３内の記憶手段（ＲＡＭ）に格納する。
【００７２】
ここで、タッチ判定用信号ＶＴとは、タッチ信号であるか否かを識別する信号である。この信号は、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端の電圧Ｖ１、Ｖ２が、比較回路２２に入力され、予め設定されているしきい値と比較され、しきい値より高ければ“Ｈ”、低ければ“Ｌ”と区別されて発信される信号である。すなわち、タッチ判定用信号が“Ｈ”であればタッチ信号、“Ｌ”であればタッチ信号ではないと識別できる信号である。タッチ信号であるかの判断は、上記のようなしきい値を用いてもよいが、信号の出力の立ち上がりを、時間で微分するような方法を採用することもできる。
【００７３】
次に、図６に示したフローチャートに従って、Ｘ軸方向について、導電膜の経時変化等の補正に必要なデータを取得し、これらのデータおよびオフセット電圧のデータを用いて、自己補正値を計算し、求められた自己補正値をマイコン内の記憶手段（ＲＡＭ）に格納する。
【００７４】
まず、計測方向をＸ軸方向に切り替える（ステップＳ６１）。その状態で、タッチ判定用信号ＶＴに対する判断を行い（ステップＳ６２）、タッチ信号ではない（ＶＴ：“Ｌ”）と判断した場合には、図３に示したブロック図におけるスイッチＡまたはＢがオン、スイッチＣをオンに設定する（ステップＳ６３）。人の指等がタッチパネルにタッチされていない状態で、電圧計測用抵抗器Ｒｋ、Ｒｋの両端の電圧ＶＯ１Ｘ’、ＶＯ２Ｘ’（オフセット電圧を含む電圧）を計測し、オフセット電圧Ｖｆ１Ｘ、Ｖｆ２Ｘを差し引くことにより、オフセット電圧を含まないＲｋ、Ｒｋの両端の電圧ＶＯ１Ｘ、ＶＯ２Ｘを求める（ステップＳ６４）。これらの得られた値を基に、（６）式により、Ｘ軸方向の自己補正値を計算する（ステップＳ６５）。
【００７５】
この段階で、スイッチＡおよびＢをオフ、スイッチＣをオンに設定し（ステップＳ６６）、タッチ判定用信号ＶＴに対する判断を行い（ステップＳ６７）、タッチ信号ではないこと（ＶＴ：“Ｌ”）を確認すれば、Ｘ軸方向の自己補正値ＲＫ／ＲＯＸとして、マイコン内の記憶手段（ＲＡＭ）に格納し、保存する。なお、ステップＳ６７で、タッチ信号と判断した場合には、今回求められた自己補正値を破棄し、ステップＳ６１に戻って、同じ操作を繰り返す。また、ステップＳ６２で、タッチ信号と判断した場合にも、ステップＳ６１に戻る。
【００７６】
図７は、Ｙ軸方向について、導電膜の経時変化等の補正に必要なデータを取得し、これらのデータおよびオフセット電圧のデータを用いて、自己補正値を計算し、求められた自己補正値をマイコン内に保存する過程を示すフローチャートである。図７の場合には、上述のＸ軸方向について自己補正値を求める場合に比べて、計測方向がＹ軸方向という相違があるだけであるので、詳細な説明は省略する。
【００７７】
図５〜図７に示した過程に従って、Ｘ軸方向の自己補正値ＲＫ／ＲＯＸ、Ｙ軸方向の自己補正値ＲＫ／ＲＯＹが求められる。これらの自己補正値には、タッチパネル装置固有の浮遊容量に起因するオフセット電圧、導電膜の抵抗値の経時変化、使用環境の変化等、タッチ位置以外の外的要因に起因する、タッチ位置の検出精度を低下させる要因の補正が含まれている。したがって、タッチ信号が検知された際には、（５）式における自己補正値として、上記の過程で求められ、マイコン内に格納されている自己補正値を用いて、タッチ位置を演算すればよい。
【００７８】
上述の図５〜図７の過程に従って求められる、オフセット電圧Ｖｆ１Ｘ、Ｖｆ２ＸおよびＶｆ１Ｙ、Ｖｆ２Ｙならびに導電膜の経時変化とオフセット電圧の影響を含む電圧ＶＯ１Ｘ’、ＶＯ２Ｘ’は、タッチパネル装置が使用されていない任意の時間帯に計測することが可能である。したがって、自己補正値は、随時求めることができる。例えば、空き時間を利用して、一定の時間周期でこれらの計測を行い、自己補正値を計算し、常に最新の値を記憶手段に保存しておいてもよいし、タッチパネル装置の起動時に自己補正値を計算し記憶手段に保存しておいてもよく、これらを併用してもよい。この自己補正値を更新するための制御は、マイコン等を利用すればよい。
【００７９】
図８は、タッチ信号が検知された際に、タッチ位置を計算し、出力する過程を示すフローチャートである。ステップＳ７６の段階で、スイッチＡおよびＢがオフ、スイッチＣがオンに設定されているので、タッチ信号を検知できる状態にある。
【００８０】
タッチ位置の計測方向がＸ軸に切り替えられている状態で（ステップＳ８０）、タッチ判定用信号ＶＴが入力されるのを待つ。タッチ判定用信号ＶＴを検知すると、タッチ信号判定手段により、タッチ信号であるか否かを判断する（ステップＳ８１）。
【００８１】
ここで、以後の説明では、タッチ信号であるか否かを判定するためのしきい値を操作し変更するので、しきい値をγＶＴで表示するものとし、ベースとするしきい値をγＶＴ・０とする。先に記したＶＴ：“Ｈ”はＶＴ＞γＶＴ・０を意味し、ＶＴ：“Ｌ”はＶＴ≦γＶＴ・０を意味する。
【００８２】
タッチ信号（ＶＴ＞γＶＴ・０）であれば、電圧計測用抵抗器ＲＫ、ＲＫの両端の電圧、Ｖ１Ｘ’、Ｖ２Ｘ’を取得し、（８）式によりＶ１Ｘ、Ｖ２Ｘを計算する（ステップＳ８２）。これらのデータおよびマイコン等に格納されているＸ軸方向の自己補正値ＲＫＸ／ＲＯＸを基に、（５）式により、Ｘ軸方向のタッチ位置ＲＬＸ／ＲＯＸを計算する（ステップＳ８３）。
【００８３】
次に、計測方向をＹ軸方向に切り替え（ステップＳ８４）、Ｘ軸の場合と同様な手順を経て、（５）式により、Ｙ軸方向のタッチ位置ＲＬＹ／ＲＯＹを計算する（ステップＳ８５、Ｓ８６）。上記のステップＳ８０〜８６により、タッチ位置の座標（ＲＬＸ／ＲＯＸ、ＲＬＹ／ＲＯＹ）が求められたことになる。この段階で求められるのが、第１のタッチ位置判定手段によって決定される第１のタッチ位置判定値である。
【００８４】
次に、タッチ状態が連続的か否か、タッチ状態の判断を行う（ステップＳ８７）。タッチ状態が連続的か否かの判断は、前回のタッチ信号ＶＴの検出から今回の検出までに、所定の時間間隔、例えば１０μｓｅｃ程度の時間があれば非連続と判定し、その時間に満たない場合には連続と判断する。この他、一定の時間間隔でクロックを発生させ、そのクロックに応じてタッチ信号が検出されれば連続、検出されなければ非連続と判断してもよい。
【００８５】
タッチ状態が非連続と判断された場合には、ステップＳ８８−１へ進み、第１のタッチ位置判定手段によるタッチ位置判定値ＲＬＸ／ＲＯＸ（＝ＸＰ・Ｃ）、ＲＬＹ／ＲＯＹ（＝ＹＰ・Ｃ）を、いったん記憶装置に格納する。次に、タッチ状態が非連続的な場合には、しきい値を変更する必要がないので、しきい値γＶＴ・ＰをγＶＴ・０に設定する（ステップＳ８８−２）。
【００８６】
その後、ステップＳ８９において、タッチ信号であるか否かを再確認し、タッチ信号であれば、タッチ位置判定値を出力し（ステップＳ９０−１）、タッチ信号でないと判断された場合には、今回の判定値を破棄する（ステップＳ９０−２）。
【００８７】
ステップＳ８７において、タッチ状態を連続的と判断した場合には、図８に示されているＤに進み、タッチ信号が連続的な場合について、第２のタッチ位置判定を行う。本発明に関する重要な特徴は、このＤ〜Ｅ間にあり、本発明では、このステップを経ることにより、タッチパネルで描画が行われる場合のようなタッチ圧低下などの変動が検出精度に及ぼす影響を抑制するとともにノイズ等の影響を排除することにより、検出精度の向上を図っている。
【００８８】
図９は、図８に示したＤ〜Ｅ間における、第２のタッチ位置判定を行うための詳細な動作を示すフローチャートである。まず、前回までの連続するタッチ信号の検出数Ｐが、第２のタッチ位置判定手段による判定値を求める際に平均値を計算するのに必要な母数ｎに達しているか否かを判断し（ステップＳ９１）、ｎ未満の場合には後に説明するＦへ進み、ｎ以上の場合にはステップＳ９２に進む。ここで、今回のタッチ位置（最新のタッチ位置）は、第１のタッチ位置判定手段によって決定された値とし、ＸP・Ｃ、ＹP・Ｃにより表示するものとする。なお、ＸP・Ｃ、ＹP・Ｃは、座標名ＸP、ＹPに格納されている座標値（計算値）とする。
【００８９】
ステップＳ９２では、前回のタッチ位置判定値（後述の第２のタッチ位置判定値）であるＸAV・(p-1)、ＹAV・(p-1)と今回の計算で求められたＸP・Ｃ、ＹP・Ｃとから、（９）式、（１０）式により、移動量ΔＸP・Ｃ、ΔＹP・Ｃを計算する。
ΔＸP・Ｃ＝ＸP・Ｃ−ＸAV・(p-1)              （９）式
ΔＹP・Ｃ＝ＹP・Ｃ−ＹAV・(p-1)              （１０）式
次に、Ｘ軸について、移動量ΔＸP・Ｃが所定の値αＸを超えているか否かを判断し（ステップＳ９３）、超えていない場合にはＸP・Ｃ値を前回のタッチ位置判定値ＸAV・(p-1)に設定する（ステップＳ９４）。なお、移動量ΔＸP・Ｃが所定の値αＸを超えている場合にはＸP・Ｃをそのままの値としておく。Ｙ軸についても、Ｘ軸の場合と同様な処理を行う（ステップＳ９５、Ｓ９６）。
【００９０】
ここで、αＸとαＹは、座標分解能程度の１％前後でよい。この方法では、タッチ位置座標は、厳密にはαxとαｙを基準として段階状に変化することになるが、座標分解能程度の1％前後であれば、実用上十分な精度で、移動量ΔＸP・Ｃを採用すべきか否かの判断を行うことができる。なお、分解能１％とは、パネル面における長さの割合に相当し、例えば画面の幅が１００ｍｍの場合は１ｍｍを意味する。
【００９１】
上記の判断の結果、今回のＸ軸のタッチ位置計算値ＸP・Ｃ（最新のタッチ位置データと記す）の値は、移動量ΔＸP・Ｃが所定の値αＸを超えている場合にはＸP・Ｃ、ΔＸP・ＣがαＸ以下の場合にはＸAV・(p-1)となる。Ｙ軸の今回のタッチ位置計算値ＹP・Ｃの値も同様である。
【００９２】
このように、上記のステップＳ９６までの動作により、タッチ位置ＸP・Ｃ、およびＹP・Ｃを決定して最新のタッチ位置データとして設定する。
【００９３】
ここで、タッチ判定用しきい値の設定を行う。ステップＳ９３およびＳ９５でＹＥＳの場合、すなわち、ΔＸP・Ｃ＞αＸ、ΔＹP・Ｃ＞αＹの場合には、タッチ位置が連続的に移動していることが明らかであり、タッチ圧が低下していくことが予想されるので、タッチ判定用しきい値を低くする。この操作がステップＳ９７であり、しきい値γＶＴ・Ｐを、γＶＴ・（Ｐ−１）×Ａ(係数)に置き換える。すなわち、しきい値γＶＴ・Ｐを、（１１）式により設定する（ステップＳ９７）。
γＶＴ・Ｐ＝γＶＴ・（Ｐ−１）×Ａ          （１１）式
一方、ΔＸP・Ｃ、ΔＹP・Ｃのうちのいずれかが、ΔＸP・Ｃ≦αＸ、ΔＹP・Ｃ≦αＹの場合には、タッチ位置が移動していないと判断し、しきい値γＶＴ・Ｐはそのままの値γＶＴ・（Ｐ−１）とする（ステップＳ９８）。
【００９４】
なお、上記の係数Ａについては、０．５〜０．９の範囲が望ましく、０．６〜０．７の範囲がさらに望ましい。
【００９５】
次に、ステップＳ９６までに求めた最新のタッチ位置データＸP・Ｃ、ＹP・Ｃを、記憶手段に格納し（ステップＳ９９）、その後ステップＳ１００において、前回までのタッチ位置ＸAV・（p−ｎ）〜ＸAV・（p−１）、ＹAV・（p−ｎ）〜ＹAV・（p−１）および最新のタッチ位置データＸP・Ｃ、ＹP・Ｃを用いて、下記の（１２）式および（１３）式により、今回のタッチ位置座標（ＸAV・p、ＹAV・p）を計算する。なお、このステップＳ１００で求められるのが、第２のタッチ位置判定手段によって決定されるタッチ位置判定値であり、いったん記憶手段に格納する（ステップＳ１０１）。
【００９６】
【数９】
0003821002.tif 000010
【００９７】
図１２は、ステップＳ９３〜Ｓ１００の間における第２のタッチ位置判定手段による第２のタッチ位置判定値ＸAV・pの計算方法例を説明するための図である。図１２に示した方法は、Ｘ軸に関する第２のタッチ位置判定値ＸAV・pを決定するのに、前回までのｎ個のＸP値を基に移動平均を行う方法である。計算式は上記（１２）式であり、図中にも示した。
【００９８】
図１２（ａ）に示されているように、読み取り回数Ｐに対応する座標名ＸPには、座標値として、Ｐが７、９、１２の場合には、ＸAV・７、ＸAV・９、ＸAV・１２が格納されている。これは、上記のステップＳ９３〜Ｓ９６で説明したように、ＸP・Ｃが所定の値αＸを超えなかったからである。このような値を含むそれぞれの座標ＸPにおける座標値ＸP・Ｃ値を用いて、図１２（ｂ）に示したような方法で移動平均値を求めて、第２のタッチ位置判定値ＸAV・Ｐとする。Ｙ軸に関する第２のタッチ位置判定方法も同様である。
【００９９】
移動平均値を求めるための母数ｎについては、タッチパネル装置の特性、使用環境、時間に関する追随性等を考慮して決定するのがよい。通常、母数ｎは、５〜１５程度の範囲が望ましく、８程度がもっとも実用的である。
【０１００】
上記のようなステップを経て、第２のタッチ位置判定手段による判定結果が求められる。なお、ＲＡＭなどの記憶手段には、上記のＸＰ・Ｃ、ＹＰ・Ｃ（最新のタッチ位置データ）および第２のタッチ位置判定値ＸAV・Ｐ、ＹAV・Ｐの両者を格納するのがよい。ただし、記憶手段には、少なくとも第２のタッチ位置判定値ＸAV・Ｐ、ＹAV・Ｐを格納する（ステップＳ１０１）。
【０１０１】
図１０は、説明を後回しにした図９におけるＦ〜Ｇの間の動作を示すフローチャートである。Ｆ〜Ｇ間は、タッチ状態が連続的ではあるが初期の段階であり、移動平均値を求めるためのタッチ位置データの母数が、所定の数ｎに満たない場合である。図１０に示した方法は、タッチ位置データの数Ｐがｎに達するまでの間は、それまでに検出したＸＰ・Ｃ、ＹＰ・Ｃを加重平均し、今回のタッチ位置データとする方法である。加重平均における加重のかけ方は、図１０に示した（１４）式、（１５）式のように、今回のタッチ位置データに時間的に近いデータほど加重が大きくなるようにするのがよい。
【０１０２】
なお、加重のかけ方は、（１４）、（１５）式以外の方法でも差し支えない。ただし、今回のデータに近いほど、加重を大きくするのが望ましい。
【０１０３】
現実的には、タッチ信号の検出回数、すなわちタッチ位置データが、前述のステップＳ１０２〜Ｓ１０５における計算に必要な母数ｎに達するまでの時間は極めて短い。したがって、この間のタッチ位置データを無視したとしても、タッチ信号の検出条件によっては、視覚的にはほとんど見分けられない程度の場合がある。
【０１０４】
このために、上述のように、加重平均を取らずに、単にそれまでのデータの平均値を用いるようにすることもできる。さらに、タッチ信号の検出条件によっては、必要なｎ数に達した後に、前述のステップＳ９２以降に進むように設定することも可能である。
【０１０５】
また、図９に示したフローチャートの場合には、連続するタッチ信号として、初回のタッチ信号から採用することになる。タッチ位置判定の精度を向上させる必要がある場合には、始めのいくつかのデータ、例えば２〜３個をステップＳ９２以降の計算から除外するようにしてもよい。
【０１０６】
図８に戻り、ステップＳ８８が終わった段階で、タッチ位置計算に用いられた信号がタッチ信号であること（ＶＴ＞γＶＴ・Ｐ）を再確認する（ステップＳ８９）。タッチ信号であれば、タッチ状態が非連続的な場合にはタッチ位置の座標（ＲＬＸ／ＲＯＸ、ＲＬＹ／ＲＯＹ）、すなわち（ＸＰ・Ｃ、ＹＰ・Ｃ）を出力し、タッチ状態が連続的な場合にはタッチ位置の座標（ＸAV・Ｐ、ＹAV・Ｐ）を出力する（ステップＳ９０−１）。タッチ信号ではない（ＶＴ≦γＶＴ）場合には、タッチ位置計算が正しく行われていないことになるので、今回求められたタッチ位置座標を破棄する（ステップＳ９０−２）。その後、ステップＳ８０に戻り、待機状態（タッチ判定用信号ＶＴがしきい値γＶＴ・０を超えるのを待つ）となり、タッチ信号の検知に備える。
【０１０７】
なお、ステップＳ８７でタッチ状態が非連続と判断された場合には、しきい値に変更がないため、γＶＴ・ＰにはγＶＴ・０をそのまま用いる（ステップＳ８８−２）。
【０１０８】
また、上記の説明では、タッチ状態が非連続の場合には第１のタッチ位置判定結果を出力し、タッチ位置が移動することを想定した、タッチ状態が連続の場合には第２のタッチ位置判定を行い、前回までのタッチ位置判定値を利用して平均値を求め、その結果を出力する方法を説明した。しかし、タッチパネルが実用される際には、タッチ位置が移動しない場合でも、ある程度の時間同じ位置におけるタッチ信号が検出されるようなタッチのされ方がある。そのような場合には、タッチ位置が移動しない場合でも、タッチ状態が連続的であるとしてタッチ信号を処理することにより、タッチ位置の判定精度を向上させることが可能である。本発明に係る装置も、そのような設定にすることができる。
【０１０９】
図１１は、図５におけるステップＳ５０に示した、データ設定の初期化に関する手順を説明するためのフローチャートである。自己補正値の計算やタッチ位置の計算・出力に先立って、タッチパネル装置の調整を行っておく必要がある。ただし、この調整は、各タッチパネル装置について、一度だけ行なっておけばよい。
【０１１０】
先ず、初期化（ステップＳ１１１）を行った後、スイッチＡ、Ｂをオン（ステップＳ１１２）、スイッチＣをオフ（ステップＳ１１３）に設定し、全波整流回路１９および２０のオフセットを０に調整する（ステップＳ１１４）。次に、スイッチＣをオン（ステップＳ１１５）、スイッチＡをオン、スイッチＢをオフにして（ステップＳ１１６）、全波整流回路１９の増幅率Ｇ１を調整し（ステップＳ１１７）、スイッチＡをオフ、スイッチＢをオンにして（ステップＳ１１８）、全波整流回路２０の増幅率Ｇ２を調整し（ステップＳ１１９）、全波整流回路１９、２０の出力Ｖ１、Ｖ２が等しくなるようにする。最後にスイッチＢをオフにする（ステップＳ１２０）。もちろん、増幅率の調整は、差動増幅回路１５、１６で行ってもよい。
【０１１１】
上述の本発明の好ましい実施の形態に係るタッチパネル装置においては、上記のような動作が行われるので、導電膜の抵抗値の経時的な変化、使用環境、装置固有の浮遊容量に起因するオフセット電圧等、タッチ位置検出に及ぼす外的要因の影響が補正されたタッチ位置が検出される。したがって、十分な検出精度を持っているが、次に述べる補正表に基づく補正または演算補正式に基づく補正を行うことにより、タッチ位置の検出精度をさらに向上させることができる。
【０１１２】
図１３に、タッチパネル面におけるタッチ位置検出座標（Ｘ、Ｙ）に対応する補正表を示す。補正表に示されているＸ０、Ｘ１、Ｘ２、……、Ｘｎ、Ｙ０、Ｙｌ、Ｙ２、……、Ｙｎは、前述のタッチ位置の計算で求められたＸ軸、Ｙ軸に対応する値ＲＬＸ／ＲＯＸ、ＲＬＹ／ＲＯＹであり、この値に対する実際のタッチパネル上での位置座標を標準のタッチパネルで実測することにより、補正表は作成される。この補正表の情報をタッチパネル装置内の記憶手段（ＲＡＭ）に格納しておく。そして、人の指等がタッチパネルにタッチされた際に、前述のタッチ位置の計算により、Ｘ＝ＲＬＸ／ＲＯＸ及びＹ＝ＲＬＹ／ＲＯＹ、またはＸ＝ＸＰ・Ｃ及びＹＰ・Ｃが求められると、そのＸ、Ｙに対応したタッチ座標（Ｘ、Ｙ）を補正表から読み取り、タッチ位置座標として出力する。
【０１１３】
タッチパネル装置が大型で、タッチパネルの面積が大きい場合には、タッチ位置座標の数が多くなり、タッチパネル装置内の記憶手段の記憶容量を大きくする必要が生じる。そのような場合には、補正表のＸ軸、Ｙ軸方向の分割間隔を大きくして座標数を減らし、記憶する容量を小さくしてもよい。その場合には、補正表にはないＸ、Ｙ（Ｘｎ−ｌとＸｎとの間、Ｙｎ−ｌとＹｎとの間）については、補間法等によりＸとＹの値を計算するようにしてもよい。
【０１１４】
また、上記の補正表によらずに、標準のタッチパネルにおける実測による座標と、前述のタッチ位置の計算方法で求められたＸ＝ＲＬＸ／ＲＯＸ及びＹ＝ＲＬＹ／ＲＯＹの値またはＸ＝ＸＰ・Ｃ及びＹＰ・Ｃとの関係から、演算補正手段である演算補正式（近似式）を求め、この式を用いてマイコン等で補正処理を行い、タッチ位置座標として出力するようにしてもよい。
【０１１５】
なお、以上具体的な例として、Ｘ軸とＹ軸の２軸の場合について説明したが、本発明に係るタッチパネル装置は、タッチパネル形状として、細長い形や多角形や曲線で囲まれた形状を含んでいる。したがって、軸数が１の場合、３軸以上の場合がある。軸数が１の場合には、前述の本発明に係る実施の形態で説明したＸ軸およびＹ軸のうちの一方のみの動作が実行されるように設定すればよい。軸数が多い場合には、それぞれの軸について、前述のＸ軸方向、Ｙ軸方向の場合と同様な動作が実行されるように、装置を構成すればよい。
【０１１６】
以上、本発明に係る好ましい実施の形態について、請求項２に記載した発明について詳細に説明した。請求項１に記載した本発明は、タッチパネル装置に連続的にタッチされる場合のタッチ検出精度を向上させることができる発明であり、その場合には、タッチが連続的か否か、タッチ信号であるか否かを正確に判断できればよい。したがって、図５に示したステップＳ５０〜Ｓ５２、図６に示したステップＳ６１、Ｓ６２および図７に示したステップＳ７１、７２の後、（３）式により、タッチ位置を計算し、次に、図８に示したステップＳ８０、Ｓ８１、Ｓ８７〜Ｓ９０−２、図９に示したステップＳ９１〜１０１により、タッチ位置を判定すればよい。
【０１１７】
また、本発明のタッチパネル装置は、上述のように、１枚のパネルで１軸以上の方向の電極間の抵抗値を検出する方式に対して適用可能である。したがって、複層式のタッチパネルであっても、そのうちの１枚で１軸以上の方向の検出を行うパネルを備えるタッチパネル装置においても、同様な効果を得ることができる。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明に係るタッチパネル装着によれば、下記のような優れた効果が得られる。
（１）描画等の連続的なタッチが行われる場合にも、複数のデータを用いることにより、迅速かつ精度よくタッチ位置を検出することができるとともに、タッチ検出精度に対する装置の電源や周囲の装置から発生するノイズ等外的要因の影響を防止することができる。さらに、タッチ位置検出に及ぼす導電膜の抵抗値の経時的な変化の影響、使用環境の影響、装置固有の浮遊容量に起因するオフセット電圧の影響等、外的要因の影響が補正されたタッチ位置が検出されるので、タッチ位置の検出精度が極めて高い。したがって、信頼性の高いタッチパネル装置が得られる。また、従来の装置に比べて、特殊な機構等を必要としないので、タッチパネル装置が安価である。
（２）本発明に係るタッチパネル装置では、装置内で実行される自己補正値の計算を、装置が使用されていない空き時間帯、または装置の起動時等、随時行うことができる。したがって、常に自己補正値の更新が可能であり、最良の値が保持されるので、タッチ位置の検出精度を常に最良の状態に置いておくことができる。また、タッチ信号が入力された場合にも、遅滞なく、タッチ位置を計算し、出力することができる。
（３）本発明に係るタッチパネル装置は、タッチ位置の座標に関する計算値と実測値との関係から求められた補正表を備えることができ、タッチ位置の計算値に対して、この補正表による補正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタッチパネル装置において、タッチパネル装置固有の浮遊容量に起因するオフセット電圧がタッチ位置の検出に及ぼす影響を説明するための回路図である。
【図２】本発明に係るタッチパネル装置における、導電膜の経時的な変化、使用環境による変化等の補正に関する原理を説明するための回路図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るタッチパネル装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るタッチパネル装置に用いられるタッチパネルの構成例を示す図である。
【図５】タッチパネル装置固有の浮遊容量に起因するオフセット電圧を取得する過程を示すフローチャートである。
【図６】Ｘ軸方向に関するオフセット電圧の補正を含めた自己補正値の計算と計算結果の保存の過程を示すフローチャートである。
【図７】Ｙ軸方向に関するオフセット電圧の補正を含めた自己補正値の計算と計算結果の保存の過程を示すフローチャートである。
【図８】タッチ信号を検出した際に、タッチ位置を計算し、出力する過程を示すフローチャートである。
【図９】図８に示したフローチャートの内のＤ−Ｅ部の動作を詳細に示すフローチャートである。
【図１０】図９に示したフローチャートの内のＦ−Ｇ部の動作を示すフローチャートである。
【図１１】タッチパネル装置におけるデータ設定の初期化に関する手順を示すフローチャートである。
【図１２】ステップＳ９５〜Ｓ９８およびステップＳ９９の第２のタッチ位置判定手段による今回のタッチ位置の計算方法を示す図である。
【図１３】本発明に係るタッチパネル装置に適用することができる、補正表によるタッチ位置計算値の補正に用いられる（Ｘ、Ｙ）タッチ位置検出座標補正表である。
【図１４】従来のタッチパネル装置に採用されている回路図であり、タッチ位置の検出原理を説明するための図である。
【符号の説明】
ＲＫ、ＲＫ              電圧計測用抵抗器
ＲＯ                    導電膜の抵抗値
ＲＺ                    抵抗器
Ｓ                      スイッチ
ｅ                     交流電源
１                      タッチパネル
２                      基板
３                      導電膜
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  電極
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  外部接続用リード部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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