JP4308694B2 - 座標検出装置及び座標検出方法 - Google Patents

Description

本発明は座標検出装置及び座標検出方法に係り、特に、抵抗膜と抵抗膜上に互いに平行に配置された一対の配線パターンとが形成された基板と、一対の配線パターン間に電圧を印加することにより、抵抗膜に電位差を発生させた状態で、抵抗膜との接触位置の電位を検出し、検出電位に応じて接触位置の座標を検出する座標検出装置及び座標検出方法に関する。

情報処理システムなどにおいては、データの入力やコマンドに指示など入力手段として、キーボードやマウスなどのデバイスを始めとして、種々の入力方式が提案されている。入力方式の一つとして、ディスプレイに表示された画面に直接触れることにより各種入力が行えるタッチパネルが提案されている。

図１はタッチパネルの検出原理を説明するための図を示す。図１（Ａ）は、Ｘ座標検出時、図１（Ｂ）はＹ座標検出時の動作を示す。

タッチパネル１は、下部ガラス基板２及び上部フィルム基板３から構成される。下部ガラス基板２には、全面に渡ってＩＴＯなどの透明抵抗膜が形成されている。さらに、透明導抵抗膜上には、Ｙ軸方向両端に略平行に電極４、５が形成されている。

上部フィルム基板３には、全面に渡ってＩＴＯなどの透明抵抗膜が形成されている。さらに、透明抵抗膜上には、Ｘ軸方向両端に略平行に電極６、７が形成されている。

タッチパネル１でＸ軸座標を検出する時には、図１（Ａ）に示すように上部フィルム基板３の電極６と電極７との間に電圧Ｖccを印加する。このとき、ペン８によりタッチパネル１上の座標（ｘ１、ｙ１）が押下されると、座標（ｘ１、ｙ１）で下部ガラス基板２の透明抵抗膜と上部フィルム基板３の透明抵抗膜とが接触する。これによって、上部フィルム基板３の透明抵抗膜のＸ座標ｘ１における電位Ｖsxが下部ガラス基板２の抵抗膜を介して検出される。検出電位Ｖsxによって、Ｘ座標ｘ１が認識される。

また、タッチパネル１でＹ軸座標を検出する時には、図１（Ｂ）に示すように下部ガラス基板２の電極４と電極５との間に電圧Ｖccを印加する。このとき、ペン８によりタッチパネル１上の座標（ｘ１、ｙ１）が押下されると、座標（ｘ１、ｙ１）で下部ガラス基板２の透明抵抗膜と上部フィルム基板３の透明抵抗膜とが接触する。これによって、下部ガラス基板２の透明抵抗膜のＹ座標ｙ１における電位Ｖsyが上部フィルム基板３の抵抗膜を介して検出される。検出電位Ｖsyによって、Ｙ座標ｙ１が認識される。

以上のようにタッチパネル１では電極６、７又は電極４、５及び配線パターンを通して抵抗膜に電圧が印加される。このとき、狭額縁化のため、電極６、７又は電極４、５並びに配線パターンを細線化しようとすると、電極６、７又は電極４、５並びに配線パターンが高抵抗となり、相対的に透明抵抗膜への印加電圧が減少するため、検出精度が低下する。このため、電極６、７又は電極４、５並びに配線パターンを低抵抗に保つ必要があった。

なお、この種の座標入力装置では、配線など抵抗膜以外の抵抗の影響が大きく、座標検知精度を向上させるため、四辺形に設けた２枚の抵抗膜アナログ型タッチパネルにおいて、電圧調整回路及び誤差補正演算を不要とするために、各抵抗膜に１対の補助電極を設け、この一対の補助電極に電圧を印加してＸ、Ｙ方向の押圧座標位置を検出し、操作域外の配線やスイッチ素子による電圧降下の影響を低下させるようにした提案がなされていた（特許文献１）
また、面抵抗シート面に電極と平行なストライプ状の補助電極を設け、実際の入力点と出力される座標データとの狂いを補正する提案がなされている（特許文献２）。

実開平０５−００４２５６号公報 特開昭６２−１８４５２１号公報

しかるに、補助電極を用いて座標入力を行う座標入力装置ではマイコンが検出電位のほかに補助電極の電位を検出する必要があり、マイコンの負荷が増加するなどの問題点があった。

また、面抵抗シート面に電極と平行なストライプ状の補助電極を設けた座標入力装置では、ストライプ状の補助電極から独立に電位を検出する必要あるため、配線及び切換などが複雑になるなどの問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、高精度で座標検出を行え、かつ、狭額縁化が可能な座標入力装置を提供することを目的とする。

本発明は、抵抗膜と、該抵抗膜上に配置され、該抵抗膜に電位を印加するとともに、該抵抗膜の電位検出する導電パターンとが形成された基板と、該導電パターン間に電圧を印加し、該抵抗膜に電位差を発生させた状態で該抵抗膜との接触位置の電位を検出し、該電位に応じて該接触位置の座標を検出する検出手段とを有する座標入力装置において、前記導電パターンは、一端が互いに接続され、他端に接続パッドが設けられており、かつ、互いに平行に配線された１組の配線パターンから構成され、前記導電パターンの抵抗を検出するパターン抵抗検出手段と、前記パターン抵抗検出手段で検出された前記配線パターンの抵抗値に応じて接触電位と座標位置との関係を補正する補正手段とを有する。

本発明によれば、導電パターンの抵抗検出するために、導電パターンが、一端が互いに接続され、他端に接続パッドが設けられており、かつ、互いに平行に配線された１組の配線パターンから構成することにより、導電パターンの抵抗成分を考慮して座標検出を行う、すなわち、配線パターンの抵抗を検出し、検出された配線パターンの抵抗値に応じて接触電位と座標位置との関係を補正することにより、配線パターンの抵抗分を除去した抵抗膜の抵抗分だけで座標検出を行えるため、高精度に座標位置を検出できる。また、配線パターンの抵抗分が除去され、配線パターンを高抵抗化できる。よって、配線パターンを細線化できるので、タッチパネルを狭額縁化できるなどの特長を有する。さらに、配線パターンの高抵抗化により抵抗膜に流れる電流を低減でき、よって、低消費電力化に寄与する。

〔全体構成〕
図２は本発明の一実施例の斜視図を示す。

本実施例のタッチパネル１０は、タッチパネル本体１１、接続ケーブル１２、コントローラ１３から構成されている。

タッチパネル本体１１は、下部ガラス基板２１上に上部フィルム基板２２を僅かな間隙をもって積層した構造とされている。タッチパネル本体１１は、接続ケーブル１２を介してコントローラ１３に接続されている。接続ケーブル３３は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板から構成されており、一端がタッチパネル本体３１に接続され、他端がコントローラ３２に接続されており、コントローラ１３からタッチパネル本体１１に駆動電圧を供給するとともに、タッチパネル本体１１からコントローラ１３に検出信号を供給する信号伝送経路として用いられる。

コントローラ１３は、タッチパネル本体１１に駆動電圧を供給し、配線抵抗を検出する処理を行うとともに、タッチパネル本体１１から供給される検出信号に応じて入力座標情報を生成し、図示しない上位装置に供給する。

〔タッチパネル本体１１〕
図３はタッチパネル本体１１の分解斜視図を示す。

タッチパネル本体１１は、下部ガラス基板２１、上部フィルム基板２２とを、その周囲で両面接着材２３などを挟んで接着し僅かな間隙をもって積層した構成とされている。

〔下部ガラス基板２１〕
図４は下部ガラス基板２１の構成図を示す。図４（Ａ）は上面図、図４（Ｂ）は側面図を示す。

下部ガラス基板２１は、ガラス基板３１、透明抵抗膜３２、導電パターン３３〜３８、絶縁膜３９から構成されている。ガラス基板３１は、透明で板状のガラス材から構成されている。透明抵抗膜３２は、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）などの透明導電材からなり、ガラス基板３１の上面の略全面に亘って形成されている。

導電パターン３３は、２つの配線パターン３３ａ、３３ｂから構成されている。２つの配線パターン３３ａ、３３ｂは、互いに平行に形成されており、一端が短絡され、他端が開放されたパターン形状とされている。配線パターン３３ａは、配線パターン３３ｂより内周側に形成されており、電極部３３ａ―１と配線部３３ａ−２から構成されている。電極部３３ａ−１は、ガラス基板３１の矢印Ｙ１方向の辺近傍に矢印Ｘ１、Ｘ２方向に延在して形成されている。

このとき、電極部３３ａ−１は、透明抵抗膜３２に電圧を印加するための導電パターンであり、透明抵抗膜３２上に直に形成されている。配線パターン３３ａの配線部３３ａ−２及び配線パターン３３ｂは、電極部３３ａを接続ケーブル１２との接続部分に導くための配線パターンであり、透明抵抗膜３２上に絶縁膜３９を介して形成されている。

導電パターン３４は、２つの配線パターン３４ａ、３４ｂから構成されている。２つの配線パターン３４ａ、３４ｂは、互いに平行に形成されており、一端が短絡され、他端が開放されたパターン形状とされている。配線パターン３４ａは、下部ガラス基板２１上、配線パターン３４ｂより内周側に形成されており、電極部３４ａ―１と配線部３４ａ−２から構成されている。電極部３４ａ−１は、ガラス基板３１の矢印Ｙ２方向の辺近傍に矢印Ｘ１、Ｘ２方向に延在して形成されている。このとき、電極部３４ａ−１は、透明抵抗膜３２を接地電位にするための導電パターンであり、透明抵抗膜３２上に直に形成されている。また、配線パターン３４ａの配線部３４ａ−２及び配線パターン３４ｂは、電極部３４ａ―１を接続ケーブル１２との接続部分に導くための配線パターンであり、透明抵抗膜３２上に絶縁膜３９を介して形成されている。

導電パターン３５は、上部フィルム基板２２と接続ケーブル１２とを接続するための配線パターンであり、接続パッド３５ａ、配線パターン３５ｂから構成されている。接続パッド３５ａには、上部フィルム基板２２の配線パターンが接続される。接続パッド３５ａは、配線パターン３５ｂにより下部ガラス基板２１上の接続ケーブル１２が接続される部分まで導かれている。

導電パターン３６は、上部フィルム基板２２と接続ケーブル１２とを接続するための配線パターンであり、接続パッド３６ａ、配線パターン３６ｂから構成されている。接続パッド３６ａには、上部フィルム基板２２の配線パターンが接続される。接続パッド３６ａは、配線パターン３６ｂにより下部ガラス基板２１上の接続ケーブル１２が接続される部分まで導かれている。

導電パターン３７は、上部フィルム基板２２と接続ケーブル１２とを接続するための配線パターンであり、接続パッド３７ａ、配線パターン３７ｂから構成されている。接続パッド３７ａには、上部フィルム基板２２の配線パターンが接続される。接続パッド３７ａは、配線パターン３７ｂにより下部ガラス基板２１上の接続ケーブル１２が接続される部分まで導かれている。

導電パターン３８は、上部フィルム基板２２と接続ケーブル１２とを接続するための配線パターンであり、接続パッド３８ａ、配線パターン３８ｂから構成されている。接続パッド３８ａには、上部フィルム基板２２の配線パターンが接続される。接続パッド３８ａは、配線パターン３８ｂにより下部ガラス基板２１上の接続ケーブル１２が接続される部分まで導かれている。

下部ガラス基板２１は、上部フィルム基板２２より矢印Ｘ１方向に延出しており、この延出した部分で接続ケーブル１２に接続が行われる。

〔上部フィルム基板２２〕
図５は上部フィルム基板２２の構成図を示す。図５（Ａ）は下面図、図５（Ｂ）は側面図を示す。

上部フィルム基板２２は、フィルム基板４１、透明抵抗膜４２、導電パターン４３、４４、絶縁膜４５から構成されている。フィルム基板４１は、ＰＥＴなどの透明樹脂材料から構成されている。透明抵抗膜４２は、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）などの透明導電材からなり、フィルム基板４１の上面の略全面に亘って形成されている。

導電パターン４３は、２つの配線パターン４３ａ、４３ｂから構成されている。２つの配線パターン４３ａ、４３ｂは、互いに平行に形成されており、一端が短絡され、他端が開放されたパターン形状とされている。配線パターン４３ａは、上部フィルム基板２２上、配線パターン４３ｂより内周側に形成されており、電極部４３ａ―１、配線部４３ａ−２、接続パッド４３ａ−３から構成されている。電極部４３ａ−１は、フィルム基板４１の矢印Ｘ２方向の辺近傍に矢印Ｙ１、Ｙ２方向に延在して形成されている。

このとき、電極部４３ａ−１は、透明抵抗膜４２に電圧を印加するための導電パターンであり、透明抵抗膜４２上に直に形成されている。配線パターン４３ａの配線部４３ａ−２は、電極部４３ａ−１の一端を接続パッド４３ａ−３に導くための配線パターンであり、絶縁膜４５上に形成されている。

配線パターン４３ｂは、配線部４３ｂ−１及び接続パッド４３ｂ−２から構成されている。配線部４３ｂ−１は、電極部４３ａ―１の他端を接続パッド４３ｂ−２に導くための配線パターンであり、絶縁膜４５上に形成されている。

導電パターン４４は、２つの配線パターン４４ａ、４４ｂから構成されている。２つの配線パターン４４ａ、４４ｂは、互いに平行に形成されており、一端が短絡され、他端が開放されたパターン形状とされている。配線パターン４４ａは、上部フィルム基板２２上、配線パターン４４ｂより内周側に形成されており、電極部４４ａ―１、配線部４４ａ−２、接続パッド４４ａ−３から構成されている。

電極部４４ａ−１は、フィルム基板４１の矢印Ｘ１方向の辺近傍に矢印Ｙ１、Ｙ２方向に延在して形成されている。このとき、電極部４４ａ−１は、透明抵抗膜４２に電圧を印加するための導電パターンであり、透明抵抗膜４２上に直に形成されている。配線パターン４４ａの配線部４４ａ−２は、電極部４４ａ―１の一端を接続パッド４４ａ−３に接続するための配線パターンであり、絶縁膜４５上に形成されている。配線パターン４４ｂは電極部４４ａ―１の他端を接続パッド４４ｂ−２に接続するための配線パターンであり、絶縁膜４５上に形成されている。

接続パッド４３ａ−３は、上部フィルム基板２２を下部ガラス基板２１に積層したときに下部ガラス基板２１の接続パッド３５ａに対向して、接続パッド３５ａ接続される。接続パッド４３ｂ−２は、上部フィルム基板２２を下部ガラス基板２１に積層したときに下部ガラス基板２１の接続パッド３６ａに対向し、接続パッド３６ａに接続される。

接続パッド４４ａ−３は、上部フィルム基板２２を下部ガラス基板２１に積層したときに下部ガラス基板２１の接続パッド３８ａに対向し、接続パッド３８ａに接続される。 接続パッド４４ｂ−２は、上部フィルム基板２２を下部ガラス基板２１に積層したときに下部ガラス基板２１の接続パッド３７ａに対向し、接続パッド３７ａに接続される。

〔コントローラ１３〕
図６はタッチパネル１のブロック構成図を示す。

コントローラ１３は、図１に示すようにプリント配線板５１上に電子部品５２、コネクタ５３、５４などを搭載した構成とされている。コネクタ５３には、接続ケーブル１２が接続され、コネクタ５４には、上位装置が接続される。

コントローラ１３は、図６に示すように切換回路６１、入力アンプ６２、マイコン６３、出力アンプ６４から構成される。切換回路６１は、トランジスタなどのスイッチング素子から構成されており、マイコン６３からの切換制御信号に応じてタッチパネル本体１１の導電パターン３３、３４の両端及び導電パターン３５〜３８の一端の接続を切り換える。

マイコン６３は、切換回路６１に接続されており、切換回路６１を制御して、タッチパネル本体１１の導電パターン３３、３４の両端及び導電パターン３５〜３８の一端の接続を切り換えることにより、導電パターン３３の抵抗値Ｒ33、導電パターン３４の抵抗値Ｒ34、導電パターン３５、４３、３６の抵抗値Ｒ43、導電パターン３７、４４、３８の抵抗値Ｒ44を算出し、算出した抵抗値Ｒ33、Ｒ34、Ｒ43、Ｒ44に基づいて検出座標の補正を行う。

〔動作〕
次にマイコン６３の処理動作を説明する。

〔全体動作〕
図７はマイコン６３の処理フローチャートを示す。

マイコン６３は、ステップＳ１−１で電源が投入されると、ステップＳ１−２で導電パターン３３〜３８、４３、４４の抵抗値Ｒ33、Ｒ34、Ｒ43、Ｒ44を算出して、算出した抵抗値Ｒ33、Ｒ34、Ｒ43、Ｒ44に基づいて検出座標の補正処理を行う。

マイコン６３は、補正処理が終了すると、ステップＳ１−３で通常の座標検出処理を行う。マイコン６３は、ステップＳ１−４で電源が切断されていなければ、ステップＳ１−５で所定時間経過したか否かを判定し、所定時間経過すると、ステップＳ１−２に戻って再び補正処理を行う。なお、ステップＳ１−５で電源が切断されると、処理は終了する。

以上により、電源投入時及び所定時間毎に補正処理を行わせることができる。これによって、マイコン６３は、座標検出処理時に導電パターン３３〜３８、４３、４４の抵抗分を考慮して、座標検出を行うことができる。このため、座標検出精度を向上させることができる。

〔補正処理〕
図８はマイコン６３による補正処理の処理フローチャートを示す。

マイコン６３は、ステップＳ２−１で導電パターン３３〜３８、４３、４４の抵抗値を求める。

ここで、マイコン６３による導電パターン３３の抵抗値Ｒ33の取得方法について説明する。

マイコン６３は、導電パターン３３の抵抗値を検出する場合、例えば、導電パターン３３の一端に電源電圧Ｖccを印加し、他端を内蔵された検出抵抗を介して接地させ、導電パターン３３と検出抵抗との接続点の電位がマイコン６３に印加されるように、切換回路６１を制御する。導電パターン３３と検出抵抗との接続点の電位は、導電パターン３３に流れる電流に応じた電位となる。ここで、導電パターン３３と検出抵抗との接続点の電位をＶｓ、検出抵抗をＲｓとすると、
検出抵抗Ｒsに流れる電流Ｉｓは、
Ｉｓ＝Ｖｓ／Ｒｓ ・・・（１）
で求められる。

このとき、マイコン６３に流れる電流が略０であるとすると、検出電流Ｉsが導電パターン３３に流れる電流となる。

また、このとき、導電パターン３３には、電圧（Ｖcc−Ｖs）が印加されている。
よって、導電パターン３３の抵抗Ｒ33は、
Ｒ33＝（Ｖcc−Ｖｓ）／Ｉｓ＝（Ｖcc−Ｖｓ）／（Ｖｓ／Ｒｓ）
＝｛（Ｖcc／Ｖｓ）−１｝Ｒｓ ・・・（２）
で求められる。このとき、電源電圧Ｖcc、検出抵抗Ｒｓは既知であるので、マイコン６３は、検出電圧Ｖｓから導電パターン３３の抵抗値Ｒ33を算出できる。

同様に、導電パターン３４、導電パターン３５、４３、３６、導電パターン３７、４４、３８の抵抗値Ｒ34、Ｒ43、Ｒ44を検出することが可能となる。

次に、マイコン６３は、ステップＳ２−２でＸ軸方向の全抵抗ＲX1を検出する。

ここで、Ｘ軸方向の全抵抗ＲX1の取得方法について説明する。

マイコン６３は、Ｘ軸方向の全抵抗ＲX1を検出する場合、例えば、導電パターン３５に電源電圧Ｖccを印加し、導電パターン３８が検出抵抗Ｒｓを介して接地され、かつ、導電パターン３８と検出抵抗Ｒｓとの接続点が入力アンプ６２を介してマイコン６３に供給されるように切換回路６１を制御する。

このとき、マイコン６３に入力アンプ６２を介して供給される導電パターン３８と検出抵抗Ｒｓとの接続点の電位は、導電パターン３５、４３、透明抵抗膜４２、導電パターン４４、３８を貫通して流れる電流に応じた電位となる。ここで、導電パターン３３と検出抵抗との接続点の電位をＶxas、検出抵抗をＲｓとすると、
検出抵抗Ｒsに流れる電流Ｉxasは、
Ｉxas＝Ｖxas／Ｒｓ ・・・（３）
で求められる。

このとき、マイコン６３に流れる電流が略０であるとすると、検出電流Ｉxasが導電パターン３５、４３、透明抵抗膜４２、導電パターン４４、３８を貫通して流れる電流となる。

また、このとき、導電パターン３５、４３、透明抵抗膜４２、導電パターン４４、３８を貫通する経路には、電圧（Ｖcc−Ｖxas）が印加されている。

よって、導電パターン３５、４３、透明抵抗膜４２、導電パターン４４、３８を貫通する経路の抵抗ＲX1は、
ＲX1＝（Ｖcc−Ｖxas）／Ｉas＝（Ｖcc−Ｖxas）／（Ｖxas／Ｒｓ）
＝｛（Ｖcc／Ｖxas）−１｝Ｒｓ ・・・（４）
で求められる。このとき、電源電圧Ｖcc、検出抵抗Ｒｓは既知であるので、マイコン６３は、検出電圧Ｖasから導電パターン３５、４３、透明抵抗膜４２、導電パターン４４、３８を貫通する経路の抵抗ＲX1を算出できる。

次にマイコン６３は、ステップＳ２−３で透明抵抗膜４２のＸ軸方向の電極４３ａ−１と電極４４ａ−１との間の抵抗値Ｒ42を算出する。抵抗値Ｒ42は、検出電圧Ｖasから導電パターン３５、４３、透明抵抗膜４２、導電パターン４４、３８を貫通する経路の抵抗ＲX1及び配線抵抗Ｒ43、Ｒ44から取得できる。

ここで、座標検出時、導電パターン３６の配線パターン３６ｂには電圧は印加されず、開放状態となる。このため、座標検出時、電流は導電パターン３５から配線パターン４３ａを通って透明抵抗膜４２に供給される。

このとき、配線パターン４３ａと配線パターン４３ｂ及び導電パターン３５と導電パターン３６とは互いに平行に形成されており、略同じ抵抗値となる。よって、配線パターン４３ａ及び導電パターン３５を通る経路の抵抗値は、抵抗値Ｒ43の半分の抵抗値
（Ｒ43／２）となる。

同様に、配線パターン４４ａ及び導電パターン３８を通る経路の抵抗値は、抵抗値Ｒ44の半分の抵抗値
（Ｒ44／２）となる。

よって、透明抵抗膜４２のＸ軸方向の電極４３ａ−１と電極４４ａ−１との間の抵抗値Ｒ42は、
Ｒ42＝ＲX1−（Ｒ43／２）−（Ｒ44／２） ・・・（５）
から算出できる。

次にマイコン６３は、ステップＳ２−４でＹ軸方向の全抵抗ＲY1を検出する。

ここで、Ｙ軸方向の全抵抗ＲY1の取得方法について説明する。

マイコン６３は、Ｙ軸方向の全抵抗ＲY1を検出する場合、例えば、配線パターン３３ａに電源電圧Ｖccを印加し、配線パターン３４ａが検出抵抗Ｒｓを介して接地され、かつ、配線パターン３４ａと検出抵抗Ｒｓとの接続点が入力アンプ６２を介してマイコン６３に供給されるように切換回路６１を制御する。

このとき、マイコン６３に入力アンプ６２を介して供給される配線パターン３４ａと検出抵抗Ｒｓとの接続点の電位は、配線パターン３３ａ、透明抵抗膜３２、導電パターン３４ａを貫通して流れる電流に応じた電位となる。ここで、導電パターン３４ａと検出抵抗Ｒｓとの接続点の電位をＶyas、検出抵抗をＲｓとすると、
検出抵抗Ｒsに流れる電流Ｉyasは、
Ｉyas＝Ｖyas／Ｒｓ ・・・（６）
で求められる。

このとき、マイコン６３に流れる電流が略０であるとすると、検出電流Ｉyasが導電パターン３３ａ、透明抵抗膜３２、導電パターン３４ａを貫通して流れる電流となる。

また、このとき、導電パターン３３ａ、透明抵抗膜３２、導電パターン３４ａを貫通する経路には、電圧（Ｖcc−Ｖyas）が印加されている。

よって、導電パターン３５、４３、透明抵抗膜４２、導電パターン４４、３８を貫通する経路の抵抗ＲY1は、
ＲY1＝（Ｖcc−Ｖyas）／Ｉyas＝（Ｖcc−Ｖyas）／（Ｖyas／Ｒｓ）
＝｛（Ｖcc／Ｖyas）−１｝Ｒｓ ・・・（７）
で求められる。このとき、電源電圧Ｖcc、検出抵抗Ｒｓは既知であるので、マイコン６３は、検出電圧Ｖasから導電パターン３５、４３、透明抵抗膜４２、導電パターン４４、３８を貫通する経路の抵抗ＲX1を算出できる。

次にマイコン６３は、ステップＳ４−５で透明抵抗膜３２のＹ軸方向の電極３３ａ−１と電極３４ａ−１との間の抵抗値Ｒ32を算出する。抵抗値Ｒ32は、検出電圧Ｖyasから導電パターン３３ａ、透明抵抗膜３２、導電パターン３４ａを貫通する経路の抵抗ＲY1及び配線抵抗Ｒ33、Ｒ34から取得できる。

ここで、座標検出時、配線パターン３３ｂには電圧は印加されず、開放状態となる。このため、座標検出時、電流は配線パターン３３ｂを通って透明抵抗膜３２に供給される。

このとき、配線パターン３３ａと配線パターン３３ｂとは互いに平行に形成されており、略同じ抵抗値となる。よって、配線パターン３３ａの抵抗値は、抵抗値Ｒ33の半分の抵抗値
（Ｒ33／２）となる。

同様に、配線パターン３４ａを通る経路の抵抗値は、抵抗値Ｒ34の半分の抵抗値
（Ｒ34／２）となる。

よって、透明抵抗膜３２のＸ軸方向の電極３３ａ−１と電極３４ａ−１との間の抵抗値Ｒ32は、
Ｒ32＝ＲY1−（Ｒ33／２）−（Ｒ34／２） ・・・（８）
から算出できる。

マイコン６３は、ステップＳ２−６で座標情報テーブルを作成する。

図９は座標情報テーブルのデータ構成図を示す。図９（Ａ）はＸ座標情報テーブル、図９（Ｂ）はＹ座標情報テーブルを示す。

図９（Ａ）に示すＸ座標情報テーブルは、Ｘ座標検出電圧ＶX0〜ＶXnに対応するＸ座標情報ＤX0〜ＤXnが記憶されたテーブルである。

図９（Ｂ）に示すＸ座標情報テーブルは、Ｙ座標検出電圧ＶY0〜ＶYnに対応するＸ座標情報ＤY0〜ＤYnが記憶されたテーブルである。

マイコン６３は、導電パターン３５、４３、３６、導電パターン３７、４４、３８及び透明抵抗膜４２の抵抗値Ｒ43、Ｒ44、Ｒ42に基づいて図９（Ａ）に示すＸ座標情報テーブルを更新する。また、マイコン６３は、導電パターン３３、導電パターン３４及び透明抵抗膜３２の抵抗値Ｒ33、Ｒ34、Ｒ32に基づいて図９（Ｂ）に示すＹ座標情報テーブルを更新する。

ここで、Ｘ座標情報テーブルの更新方法について説明する。

図１０は、Ｘ座標情報テーブルの更新方法を説明するための図を示す。

Ｘ座標検出時、電源電圧Ｖccと接地との間には、図１０に示すように抵抗値（Ｒ43／２）、Ｒ42、（Ｒ44／２）が直列に接続された回路構成とされる。この直列回路に流れる電流ＩX0は、
ＩX0＝｛（Ｒ43／２）＋Ｒ42＋（Ｒ44／２）｝／Ｖcc ・・・（９）
で求められる。

透明抵抗膜４２と導電パターン４３との接続点の電位ＶXnは、
ＶXn＝Ｖcc−（Ｒ43／２）×ＩX0 ・・・（１０）
から算出できる。このとき、ＩX0は式（９）より既知の電源電圧Ｖcc、抵抗値Ｒ42、Ｒ43、Ｒ44から算出できるので、式（１０）も既知の電源電圧Ｖcc、抵抗値Ｒ42、Ｒ43、Ｒ44から算出できる。よって、式（１０）より、透明導電膜４２におけるＸ座標の検出電位の最大値を求めることができる。式（１０）により求められた電圧ＶXnを最大検出電圧としてＸ座標情報テーブルに設定し、電圧ＶXnに最大Ｘ座標情報ＤXnを対応させる。

また、透明抵抗膜４２と導電パターン４４との接続点の電位ＶX0は、
ＶX0＝Ｖcc−｛（Ｒ43／２）＋Ｒ42｝×ＩX0 ・・・（１１）
から算出できる。式（１１）より、透明導電膜４２上のＸ座標の検出電位の最小値を求めることができる。式（１１）により求められた電圧ＶX0を最小検出電圧としてＸ座標情報テーブルに設定し、電圧ＶX0に最小Ｘ座標情報ＤX0を対応させる。

また、透明抵抗膜４２、すなわち、抵抗値Ｒ42に印加される電圧Ｖ０は、式（９）から
Ｖ０＝ＶXn−ＶX0
から算出できる。

電圧Ｖ０を分割することにより、Ｘ座標情報テーブルに設定する検出電圧ＶX1〜ＶXn-1を求め、求められた検出電圧ＶX1〜ＶXn-1に対してＸ座標情報ＤX0〜ＤXnを分割して得られるＸ座標情報ＤX1〜ＤXn-1を設定する。

以上によりＸ座標情報テーブルが得られる。

なお、同様にしてＹ座標情報テーブルを更新することができる。

以上のようにして求められたＸ座標情報テーブル及びＹ座標情報テーブルを参照して座標検出処理が実行される。

〔座標検出処理〕
図１１は座標検出処理の処理フローチャートを示す。

マイコン６３は、ステップＳ３−１でタッチパネル本体１１が操作されると、ステップＳ３−２で切換回路６１を制御して、導電パターン３６と導電パターン３８との間に電源電圧Ｖccを印加し、導電パターン３３の配線パターン３３ａの電位を検出する。マイコン６３は、ステップＳ３−２で図９（Ａ）に示すＸ座標情報テーブルを参照して、検出電位に対応するＸ座標情報を取得する。

次に、マイコン６３は、ステップＳ３−３で切換回路６１を制御して、導電パターン３３の電極部３３ａと導電パターン３４の電極３４ａとの間に電源電圧Ｖccを印加し、導電パターン３６の電位を検出する。マイコン６３は、ステップＳ３−４で図９（Ｂ）に示すＹ座標情報テーブルを参照して、検出電位に対応するＹ座標情報を取得する。

次にマイコン６３は、取得したＸ座標情報とＹ座標情報とを出力アンプ６４を通して上位装置に送出する。

〔効果〕
本実施例によれば、導電パターンの影響を除去することができるため、座標検出を高精度に行うことができる。

また、本実施例では、導電パターンの抵抗を検出できるパターンを形成すればよいので、パターン及び切換などの構成が簡単に行える。

また、導電パターンが高抵抗である場合においても、導電パターンの抵抗の影響を除去することにより、座標を検出することができ、よって、導電パターンを細線化することができ、タッチパネル本体１１を狭額縁化することができる。さらに、導電パターンを高抵抗化することにより消費電流を低減できる。

〔その他〕
なお、導電パターンの抵抗値を求めることができるパターンであれば、本実施例の導電パターンの形状に限定されるものではない。

また、本実施例では、下部ガラス基板２１にＹ座標検出用の導電パターン３３、３４を形成と上部フィルム基板２２にＸ座標検出用の導電パターン４３、４４を形成したが、導Ｙ座標検出用の導電パターン３３、３４及びＸ座標検出用の導電パターン４３、４４を下部ガラス基板２１上に形成し、上部フィルム基板２２の透明抵抗膜４２から接触位置の電位を検出することにより座標検出を行う方式にタッチパネルにも適用してもよい。

また、本実施例では、導電パターン３３〜３８、４３、４４の抵抗値に基づいてＸ座標情報テーブル及びＹ座標情報テーブルを変更したが、これらに印加される電源電圧Ｖccを透明抵抗膜３２、４２に印加される電圧が一定となるように補正するようにしてもよい。

タッチパネルの検出原理を説明するための図である。 本発明の一実施例の斜視図である。 タッチパネル本体１１の分解斜視図である。 下部ガラス基板２１の構成図である。 上部フィルム基板２２の構成図である。 タッチパネル１のブロック構成図である。 マイコン６３の処理フローチャートである。 マイコン６３による補正処理の処理フローチャートある。 座標情報テーブルのデータ構成図である。 Ｘ座標情報テーブルの更新方法を説明するための図である。 座標検出処理の処理フローチャートである。

符号の説明

１ タッチパネル
１１ タッチパネル本体、１２ 接続ケーブル、１３ コントローラ
２１ 下部ガラス基板、２２ 上部フィルム基板
３１ ガラス基板、３２ 透明抵抗膜、３３〜３８ 導電パターン
３９ 絶縁膜
４１ フィルム基板、４２ 透明抵抗膜、４３、４４ 導電パターン
５１ プリント配線板、５２ 電子部品、５３、５４ コネクタ
６１ 切換回路、６２ 入力アンプ、６３ マイコン、６４ 出力アンプ

Claims (3)

1. 抵抗膜と、該抵抗膜上に配置され、該抵抗膜に電位を印加するとともに、該抵抗膜の電位検出する導電パターンとが形成された基板と、該導電パターン間に電圧を印加し、該抵抗膜に電位差を発生させた状態で該抵抗膜との接触位置の電位を検出し、該電位に応じて該接触位置の座標を検出する検出手段とを有する座標入力装置において、
   前記導電パターンは、一端が互いに接続され、他端に接続パッドが設けられており、かつ、互いに平行に配線された１組の配線パターンから構成され、
   前記導電パターンの抵抗を検出するパターン抵抗検出手段と、
   前記パターン抵抗検出手段で検出された前記配線パターンの抵抗値に応じて接触電位と座標位置との関係を補正する補正手段とを有することを特徴とする座標入力装置。
2. 前記補正手段は、前記配線パターンの他端と前記検出用配線パターンの他端との間に一定の電圧を印加し、前記配線パターン及び検出用配線パターンとの間に流れる電流を検出し、その検出電流に応じて該配線パターンの抵抗を検出することを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
3. 前記導電パターンを構成する１組の配線パターンのうちの一つの配線パターンから前記抵抗膜を通って他の配線パターンに至る経路上の経路抵抗を検出する経路抵抗検出手段を有し、
   前記補正手段は、前記経路抵抗検出手段により検出された経路抵抗及び前記パターン抵抗検出手段で検出されたパターン抵抗に基づいて前記抵抗膜の抵抗を検出し、前記抵抗膜の抵抗に基づいて接触電位と座標位置との関係を補正することを特徴とする請求項１又は２記載の座標入力装置。

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