JP3977577B2 - Touch panel device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明はタッチパネル装置に関し、特に、抵抗膜式の場合に使用して好適なタッチパネル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、表示装置(例えば、液晶表示装置)に重ねて使用する入力装置としてタッチパネル装置が普及している。タッチパネル装置は、表示装置に表示する画像を変えることで、各種の操作ボタンなどを表示することができるため、例えば、車載用オーディオ装置では、CDプレーヤやCDチェンジャ、MDプレーヤ等の複数の装置を一元的に操作するための入力装置として使用されている。そして、このタッチパネル装置には、抵抗膜式のタッチパネルを用いたタッチパネル装置がある。
【0003】
先ず、抵抗膜式のタッチパネル(以下、単にタッチパネルと略す)の構成及び動作原理を説明する。タッチパネルは、図5に示すように、一方の面にそれぞれ電極41、42を配設した抵抗膜43、44と、スペーサ45とからなり、抵抗膜43、44の他方の面同士でスペーサ45を挟んで張り合わせた構成となっている。抵抗膜43の一方の面に配設された電極41は、図6に示すように、一対の電極41a、41bからなり、X軸と平行となるように対向して配設される。各電極41a、41bは、それぞれパネル端子U、D(以下、それぞれU端子、及びD端子という)に接続される。同様に、抵抗膜44の一方の面に配設された電極42は、一対の電極42a、42bからなり、Y軸と平行になるように対向して配設される。各電極42a、42bはそれぞれパネル端子R、L(以下、それぞれR端子及びL端子という)に接続される。そして、使用者が抵抗膜43の他方の面を指やペン等で押下すると、抵抗膜43、44の他方の面同士が接触する。
【0004】
タッチパネルから押下点のX座標を読むときには、R端子に5Vの電圧を印加し、L端子を接地し、U端子及びD端子を開放する。そして、D端子にA/Dコンバータ(図示せず)を接続して、D端子での電圧をA/D変換することで、X座標のデータを読むことができる。同様に、Y座標を読むときには、U端子に5Vの電圧を印加し、D端子を接地し、R端子及びL端子を開放する。そして、L端子にA/Dコンバータを接続して、L端子での電圧をA/D変換することで、Y座標を読むことができる。
【0005】
ここで、図7に示すように、タッチパネル上の点A(x1,y1)を指やペン等で押下したとすると、タッチパネルの電気的な部分に着目すれば、タッチパネルは、図8に示すように模式化することができる。尚、X、YはそれぞれタッチパネルのX軸、Y軸方向の長さ、x1、y1はそれぞれ押下点の座標を示している。また、図8において、51は押下点A、52は押下点AとU端子との間の抵抗膜の抵抗R1、53は押下点AとD端子との間の抵抗膜の抵抗R2をそれぞれ示している。ここで、U端子に5Vの電圧を印加し、D端子を接地したときのL端子の電圧をVLとすると、L端子の電圧VLは以下の式で表すことができる。
VL=R2V0/(R1+R2)=R2V0/Rud・・・(1)
(Rud:U端子とD端子との間の抵抗膜の抵抗)
ここで、抵抗膜の抵抗が一様であるとすると、
R2/Rud=y1/Y・・・(2)
となるので、(1)式のVLは、押下点AのY軸方向の座標を表すことができる。すなわち、上記(1)式に(2)式を代入すると、
y1=Y・VL/V0・・・(3)
となる。
【0006】
同様に、X座標を求めるときには、R端子に5Vの電圧を印加し、L端子を接地したときのD端子の電圧をVDとすれば、VDは、
x1=X・VD/V0
となり、X軸方向の座標を表すことができる。
【0007】
図9は、抵抗膜式のタッチパネルを備える従来のタッチパネル装置の構成図である。この図9において、71はタッチパネル、72は電極状態設定部、73はマイコン部、74はプルダウン部をそれぞれ示している。
【0008】
電極状態設定部72はタッチパネル71の各パネル端子U、D、R、Lの状態を制御するためのもので、トランジスタ72a〜72eを有している。そして、電極状態設定部72には、外部から端子75を介して5Vの電圧が印加されるとともに、マイコン部73から所定の制御電圧が印加される。
【0009】
マイコン部73は、電極状態設定部72を制御して押下点の座標を検出するためのもので、SEL1〜SEL3端子、X端子及びY端子を備えている。そして、特に図示はしないが、マイコン部73は、A/Dコンバータを有しており、X端子及びY端子に接続されている。プルダウン部74は、タッチパネル71のパネル端子のうち、座標を検出する端子(以下、座標検出端子という)をプルダウンするためのもので、2つの抵抗を有している。
【0010】
そして、マイコン部73は、押下点の座標を検出する時には、SEL1〜SEL3から電極状態設定部72に加える制御電圧を、図10の表に示すように、変化させる。例えば、X座標を検出するときには、SEL2から5V(H)を印加し、SEL1及びSEL3を0V(L)にする。すると、タッチパネル71のU、D端子は開放状態となり、R端子は5V、L端子は接地される。そして、マイコン部73は、X端子において検出される電圧から、押下点のX座標を検出する。
【0011】
同様に、Y座標を検出するときには、マイコン部73はSEL1及びSEL3から5V(H)の電圧を印加し、SEL2を0V(L)にする。すると、タッチパネル71のR、L端子は開放状態となり、U端子には5Vの電圧が印加され、D端子は接地される。そして、マイコン部73は、Y端子において検出される電圧から、押下点のY座標を検出する。
【0012】
そして、マイコン部73は検出した押下点の座標が含まれるエリアに関連づけられている所定の制御信号を、このマイコン部73に接続された各種装置(図示せず)に出力して、接続された各種装置を制御するようになっている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、タッチパネルは、その構造上、指やペンで押下する接触圧力によって、上面の電極と下面の電極との接触面が極端に小さくなることがある。例えば、押下する接触圧力が大きい時には、図11(a)に示すように、接触面が広くなって、接触抵抗は小さくなる。また、押下する接触圧力が小さいときには、図11(b)に示すように、接触面積が小さくなり、接触抵抗が大きくなる。
【0014】
図12は、タッチパネルを押下したときの等価回路図を示している。同図中、76及び77は押下点と電極との間の抵抗膜の抵抗R1及びR2、78は接触抵抗R3、79はプルダウン部74の抵抗、80は電圧供給端子、81はA/Dポートをそれぞれ示している。尚、R1+R2は数百Ω、R3は接触抵抗が大きいときは数百Ω、R4は数十kΩである。
【0015】
接触圧力が大きい場合において、電圧供給端子80に電圧V0を印加し、A/Dポート81にA/Dコンバータ(図示せず)を接続して、押下点の座標を検出するとすると、A/Dポート81への電圧V1は、
V1=R2R4V0/((R1+R2)R3+R1R2+(R1+R2)R4)・・(4)
で表される。ここで、R1〜R3に対して、R4は非常に大きいので、R3は無視できる。従って、(4)式は、
V1=R2V0/(R1+R2)・・・(5)
となる。
【0016】
ここで、タッチパネル71を押下したときの接触圧力が小さくなって、接触抵抗が大きくなったとき、すわなち、接触面積が小さいときには、R3項が無視できなくなる。この接触面積が小さいときのA/Dポート81への電圧V1’は、(4)式から、
V1’=R2R4V0/((R1+R2)(R3+R4))・・・(6)
となる。
【0017】
従って、(4)式と(6)式とから、V1>V1’となることが分かる。つまり、接触面積が小さいときには、A/Dポート81への電圧が接触面積が大きい場合に比べて、低い電圧となってしまう。
【0018】
以上のように、タッチパネル71への接触面積が小さいときには、検出される座標に誤差が生じてしまうことになり、その結果、正しい押下点の座標を検出できない。このため、他の場所を押下したと誤認されてしまい、誤動作を起こすという問題があった。
【0019】
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、その目的は、タッチパネルへの接触面積が小さいときにも誤動作を起こさない、すなわち、接触抵抗の影響を受けないタッチパネル装置を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明は、X軸と平行となるように一対の電極を対向配設してなる第一の抵抗膜と、Y軸と平行となるように一対の電極を対向配設してなる第二の抵抗膜とをスペーサを挟んで張り合わせた抵抗膜式タッチパネルの押下位置座標を検出するタッチパネル装置である。タッチパネル装置において、状態設定部は、押下位置の各軸座標を検出する際、一方の抵抗膜の電極間に一定電圧を加え、かつ、他方の抵抗膜の電極端子を開放すると共に、該他方の抵抗膜の一つの電極端子を座標検出端子とし、この端子を抵抗を介してプルアップ、プルダウンする。座標検出部は、プルアップ時とプルダウン時の前記座標検出端子の出力電圧を読み取り、その差が設定値より小さければ該出力電圧に基づいて座標を検出し、大きければ座標検出不可とする。このようにすれば、正しく押下して接触面積が大きいときのみ座標を検出し、接触面積が小さいときには座標検出をしないから、誤った座標検出をして誤作動を起こすことはない。
【0021】
また、座標検出部では、プルアップ時とプルダウン時の前記座標検出端子の出力電圧を読み取り、その差が設定値より小さければ前記プルアップ時の出力電圧と、前記プルダウン時の出力電圧との平均電圧に基づいて、押下位置の座標を検出する。このようにすれば、接触面積が大きいときには、正しく押下位置の座標を検出することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
(A)本発明の概略
本発明の概略を図1に従って説明する。図1(a)は、タッチパネルを押下したときのプルダウン状態の等価回路を示している。同図中、11及び12は押下点と電極との間の抵抗膜の抵抗R1及びR2、13は接触抵抗R3、14はプルダウン/プルアップ抵抗、15は電圧供給端子、16はA/Dポートをそれぞれ示している。尚、R1+R2は数百Ω、R3は接触抵抗が大きいときは数百Ω、R4は数十kΩである。。
【0023】
電圧供給端子15に電圧V0を印加し、A/Dポート16にA/Dコンバータ(図示せず)を接続して、押下点の座標を検出するとすると、A/Dポート16への電圧V1は、
V1=R2R4V0/((R1+R2)R3+R1R2+(R1+R2)R4)・・(7)
で表される。ここで、R1〜R3に対して、R4は非常に大きいので、R3及びR1R2は無視できる。従って、(7)式は、
V1=R2/V0(R1+R2)・・・(8)
となる。
【0024】
ここで、接触抵抗が大きいとき、すわなち、接触面積が小さいときには、R3項が無視できなくなる。この接触面積が小さいときのA/Dポート16への電圧V1’は、(7)式から、
V1’=R2R4V0/((R1+R2)(R3+R4))・・・(9)
となる。
【0025】
従って、(7)式と(9)式とから、V1>V1’となることが分かる。つまり、接触面積が小さいときには、A/Dポート16への電圧が接触面積が大きい場合に比べて、低い電圧となる。
【0026】
図1(b)は、プルアップ状態の等価回路を示している。電圧供給端子15に電圧V0を印加し、A/Dポート16にA/Dコンバータを接続して、押下点の座標を検出するとすると、A/Dポート16への電圧V2は、
V2=V0−(R1R4V0/((R1+R2)R3+R1R2+(R1+R2)R4))・・・(10)
で表される。ここで、R1〜R3に対して、R4は非常に大きいので、R3及びR1R2は無視できる。従って、(10)式は、
V2=V0−(R1V0/(R1+R2))=R2V0/(R1+R2)・・・(11)
となり、プルダウン時の電圧値を示す(8)式と同じになる。
【0027】
ここで、接触抵抗が大きいとき、すわなち、接触面積が小さいときには、R3項が無視できなくなる。この接触面積が小さいときのA/Dポート16への電圧V2’は、(10)式から、
V2’=V0−(R1R4V0/((R1+R2)(R3+R4)))・・・(12)
となる。
【0028】
従って、(10)式と(12)式とから、V2’>V2となることが分かる。つまり、接触面積が小さいときには、A/Dポート16への電圧が接触面積が大きい場合に比べて、高い電圧となる。
【0029】
図1(c)は、接触抵抗R3が小さいときのプルダウン状態及びプルアップ状態の時の出力電圧を図示したものであり、図1(d)は、接触抵抗R3が大きいときのプルダウン状態及びプルアップ状態の時の出力電圧を図示したものである。両図が示すように、接触抵抗R3が少ないときには、V1、V2共に真値に近くなり、接触抵抗が大きいときには、出力電圧V1’、V2’が真値との間に大きい誤差が生じることが分かる。
【0030】
そこで、本発明は、図1(e)に示すように、プルダウン時及びプルアップ時の出力電圧を検出し、これらの差を算出する。そして、その差が予め定めた設定値よりも小さければ出力電圧に基づいて座標を検出し、この出力電圧の差が設定値よりも大きいときは座標検出不可とする座標検出部を備えた。このようにすることで、誤差の大きいときには、その値を用いないようにしている。
【0031】
また、本発明では、さらに、プルアップ時とプルダウン時の座標検出端子の出力電圧の差が予め定めた設定値よりも小さいときには、プルアップ時の出力電圧と、プルダウン時の出力電圧との平均電圧を算出し、これに基づいて、押下位置の座標を検出する。このようにすることで、検出した出力電圧の平均値を用いるため、より接触抵抗の影響を受けないタッチパネルを提供することができる。
【0032】
(B)実施例
図2は、本発明のタッチパネル装置の構成図である。この図2において、21はタッチパネル、22は電極状態設定部、23はマイコン構成の座標検出部、24はプルダウン/プルアップ状態設定部をそれぞれ示している。
【0033】
電極状態設定部22はタッチパネルの各パネル端子U、D、R、Lの状態を制御するためのものでトランジスタ22a〜22eを有している。そして、電極状態設定部22には、外部から端子25を介して5Vの電圧が印加されるとともに、座標検出部23から所定の制御電圧が印加される。
【0034】
座標検出部23は、電極状態設定部22を制御して押下点の座標を検出するためのもので、SEL1〜SEL4端子、X端子及びY端子を備えている。そして、特に図示はしないが、座標検出部23は、A/Dコンバータと、記憶部とを有している。A/Dコンバータは、X端子及びY端子に接続されている。記憶部は、プルダウンまたはプルアップした時の出力電圧の差を比較するため設定値が記憶されている。プルダウン/プルアップ状態設定部24は、タッチパネル21のパネル端子のうち、座標を検出する端子(以下、座標検出端子という)をプルダウンまたはプルアップするためのもので、2つのプルダウン/プルアップ抵抗を有している。
【0035】
座標検出部23は、押下点の座標を検出する時には、SEL1〜SEL4から電極状態設定部22に加える制御電圧を、図3の表に示すように変化させる。ここで、座標検出部23は、押下点のX座標を検出するとき、座標検出端子Xがプルダウン及びプルアップするように、制御電圧を変化させる。例えば、座標検出端子XをプルダウンさせてX座標を検出するとき、座標検出部23は、SEL2から5V(H)を印加し、SEL1、SEL3及びSEL4を0V(L)にする。すると、タッチパネル21のU、D端子は開放状態となり、R端子は5V、L端子は接地され、座標検出端子Xはプルダウンされる。また、座標検出端子XをプルアップさせてX座標を検出するとき、座標検出部23は、SEL2及びSEL4から5Vを印加し、SEL1及びSEL3を0Vにする。すると、タッチパネル21のU、D端子は開放状態となり、R端子は5V、L端子は接地され、座標検出端子Xはプルアップされる。そして、座標検出部23は、X端子において検出される電圧から、押下点のX座標を検出する。
【0036】
同様に、座標検出部23は、押下点のY座標を検出するときには、座標検出端子Yがプルダウン及びプルアップするように、電極状態設定部22に加える制御電圧を変化させる。ここで、座標検出端子YをプルダウンさせてY座標を検出するとき、座標検出部23は、SEL1及びSEL3から5Vを印加し、SEL2及びSEL4を0Vにする。すると、タッチパネル21のR、L端子は開放状態となり、U端子には5Vの電圧が印加され、D端子は接地され、座標検出端子Yはプルダウンされる。また、座標検出端子YをプルアップさせてY座標を検出するとき、座標検出部23は、SEL1、SEL3及びSEL4から5Vを印加し、SEL2を0Vにする。すると、タッチパネル21のR、L端子は開放状態となり、U端子には5Vの電圧が印加され、D端子は接地され、座標検出端子Yはプルアップされる。そして、座標検出部23は、Y端子において検出される電圧から、押下点のY座標を検出する。
【0037】
押下点のX、Y座標が求まれば、座標検出部23は検出した押下点の座標が含まれるエリアに関連づけられている所定の制御信号を、この座標検出部23に接続された各種装置(図示せず)に出力して、接続された各種装置を制御する。
【0038】
(C)処理
本発明のタッチパネル装置の動作について、図4のフローチャートに従って説明する。まず、使用者がタッチパネルを指やペンで押下したときには、座標検出部23は、座標検出端子Xがプルダウンするように、電極状態設定部22に制御電圧を印加して、プルダウンしたときの出力電圧(以下、Xプルダウン値という)を検出する(ステップ101)。次いで、座標検出部23は、座標検出端子Xがプルアップするように、電極状態設定部22に制御電圧を印加して、プルアップしたときの出力電圧(以下、Xプルダウン値という)を検出する(ステップ102)。
【0039】
次いで、座標検出部23は、座標検出端子Yがプルダウンするように、電極状態設定部22に制御電圧を印加して、プルダウンしたときの出力電圧(以下、Yプルダウン値という)を検出する(ステップ103)。そして、座標検出部23は、座標検出端子Yがプルアップするように、電極状態設定部22に制御電圧を印加して、プルアップしたときの出力電圧(以下、Yプルアップ値という)を検出する(ステップ104)。
【0040】
その後、座標検出部23は、Xプルダウン値とXプルアップ値の差と、Yプルダウン値とYプルアップ値の電圧の差ΔX、ΔYとを算出する(ステップ105)。そして、座標検出部23は、ステップ105において算出した出力電圧の差ΔX、ΔYと、記憶部に記憶されている設定値VSとを比較する。ここで、ステップ105で算出した出力電圧の差ΔX、ΔYが、共に設定値VSよりも小さいときには(ステップ106)、座標検出部23は、Xプルダウン値とXプルアップ値との平均値と、Yプルダウン値とYプルアップ値との平均値とを算出する(ステップ107)。尚、ステップ106で、ステップ105で算出した出力電圧の差ΔX、ΔYが設定値VSよりも大きいときには、非接触と判定して、Xプルダウン値、Xプルアップ値、Yプルダウン値及びYプルアップ値を破棄する(ステップ108)。
【0041】
そして、座標検出部23は、ステップ107で算出した平均値に基づいて、押下された点を決定する(ステップ109)。以降は、座標検出部23は、押下された座標が含まれるエリアに関連づけられている所定の制御信号を、この座標検出部23に接続された各種装置(図示せず)に出力して、接続された各種装置を制御する。
【0042】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、押下位置の各軸座標を検出する際、一方の抵抗膜の電極間に一定電圧を加え、かつ、他方の抵抗膜の電極端子を開放すると共に、他方の抵抗膜の一つの電極端子を座標検出端子とし、この端子を抵抗を介してプルアップ、プルダウンし、プルアップ時とプルダウン時の座標検出端子の出力電圧を読み取り、その差が設定値より小さければ出力電圧に基づいて座標を検出し、大きければ座標検出不可とするようにしたから、誤差の大きいときには、その値を用いないようにでき、接触抵抗の影響を受けないタッチパネル装置を提供することができる。
【0043】
また、本発明によれば、プルアップ時とプルダウン時の前記座標検出端子の出力電圧を読み取り、その差が設定値より小さければ前記プルアップ時の出力電圧と、前記プルダウン時の出力電圧との平均電圧に基づいて、押下位置の座標を検出する。このようにすることで、検出した出力電圧の平均値を用いて座標を検出でき、より接触抵抗の影響を受けない正しい座標値を検出するタッチパネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のタッチパネル装置の概略説明図である。
【図2】本発明のタッチパネル装置の構成図である。
【図3】座標検出部が状態設定部に印加する制御電圧の対応表である。
【図4】本発明のタッチパネル装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図5】タッチパネル装置の原理説明図1である。
【図6】タッチパネル装置の原理説明図2である。
【図7】タッチパネルの原理説明図3である。
【図8】タッチパネルの電気的部分に着目したときの模式図である。
【図9】従来のタッチパネル装置の構成図である。
【図10】マイコン部が状態設定部に印加する制御電圧の対応表である。
【図11】タッチパネル装置を押下したときの図である。
【図12】タッチパネルを押下したときの回路図である。
【符号の説明】
11 抵抗膜の抵抗R1
12 抵抗膜の抵抗R2
13 接触抵抗R3
14 状態設定部の抵抗
15 電圧供給端子
16 A/Dポート
21 タッチパネル
22 電極状態設定部
23 座標検出部
24 プルダウン/プルアップ状態設定部
25 端子[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a touch panel device, and more particularly to a touch panel device suitable for use in a resistive film type.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, touch panel devices have become widespread as input devices that are used over a display device (for example, a liquid crystal display device). Since the touch panel device can display various operation buttons and the like by changing the image displayed on the display device, for example, in an in-vehicle audio device, a plurality of devices such as a CD player, a CD changer, and an MD player are provided. It is used as an input device for centralized operation. And in this touch panel device, there is a touch panel device using a resistive film type touch panel.
[0003]
First, the configuration and operation principle of a resistive film type touch panel (hereinafter simply referred to as a touch panel) will be described. As shown in FIG. 5, the touch panel includes
[0004]
When reading the X coordinate of the pressed point from the touch panel, a voltage of 5 V is applied to the R terminal, the L terminal is grounded, and the U terminal and the D terminal are opened. Then, by connecting an A / D converter (not shown) to the D terminal and A / D converting the voltage at the D terminal, the data of the X coordinate can be read. Similarly, when reading the Y coordinate, a voltage of 5 V is applied to the U terminal, the D terminal is grounded, and the R and L terminals are opened. The Y coordinate can be read by connecting an A / D converter to the L terminal and A / D converting the voltage at the L terminal.
[0005]
Here, as shown in FIG. 7, if the point A (x1, y1) on the touch panel is pressed with a finger or a pen, the touch panel is as shown in FIG. Can be schematically represented. Note that X and Y are the lengths of the touch panel in the X-axis and Y-axis directions, respectively, and x1 and y1 are the coordinates of the pressed points, respectively. In FIG. 8, 51 is the pressing point A, 52 is the resistance R 1 of the resistance film between the pressing point A and the U terminal, and 53 is the resistance R 2 of the resistance film between the pressing point A and the D terminal. Each is shown. Here, when a voltage of 5 V is applied to the U terminal and the voltage of the L terminal when the D terminal is grounded is V L , the voltage V L of the L terminal can be expressed by the following equation.
V L = R 2 V 0 / (R 1 + R 2 ) = R 2 V 0 / R ud (1)
(R ud : Resistance of resistance film between U terminal and D terminal)
Here, if the resistance of the resistance film is uniform,
R 2 / R ud = y 1 / Y (2)
Therefore, V L in equation (1) can represent the coordinate of the pressing point A in the Y-axis direction. That is, substituting equation (2) into equation (1) above,
y 1 = Y · V L / V 0 (3)
It becomes.
[0006]
Similarly, when obtaining the X coordinate, if a voltage of 5 V is applied to the R terminal and the voltage of the D terminal when the L terminal is grounded is V D , then V D is
x1 = X · V D / V 0
Thus, the coordinates in the X-axis direction can be expressed.
[0007]
FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional touch panel device including a resistive film type touch panel. In FIG. 9,
[0008]
The electrode
[0009]
The
[0010]
And the
[0011]
Similarly, when detecting the Y coordinate, the
[0012]
Then, the
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, due to the structure of the touch panel, the contact surface between the upper electrode and the lower electrode may become extremely small due to the contact pressure pressed with a finger or a pen. For example, when the contact pressure to be pressed is large, as shown in FIG. 11A, the contact surface becomes wider and the contact resistance becomes smaller. Further, when the contact pressure to be pressed is small, as shown in FIG. 11B, the contact area becomes small and the contact resistance becomes large.
[0014]
FIG. 12 shows an equivalent circuit diagram when the touch panel is pressed. In the figure, 76 and 77 are resistances R 1 and R 2 of the resistance film between the pressing point and the electrode, 78 is a contact resistance R 3 , 79 is a resistance of the pull-
[0015]
When the contact pressure is large, the voltage V 0 is applied to the
V 1 = R 2 R 4 V 0 / ((R 1 + R 2 ) R 3 + R 1 R 2 + (R 1 + R 2 ) R 4 ) (4)
It is represented by Here, since R 4 is very large with respect to R 1 to R 3 , R 3 can be ignored. Therefore, equation (4) is
V 1 = R 2 V 0 / (R 1 + R 2 ) (5)
It becomes.
[0016]
Here, smaller contact pressure when the user presses the
V 1 '= R 2 R 4 V 0 / ((R 1 + R 2 ) (R 3 + R 4 )) (6)
It becomes.
[0017]
Therefore, it can be seen from the equations (4) and (6) that V 1 > V 1 ′. That is, when the contact area is small, the voltage to the A /
[0018]
As described above, when the contact area to the
[0019]
The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a touch panel device that does not malfunction even when the contact area to the touch panel is small, that is, not affected by the contact resistance. It is.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a first resistive film having a pair of electrodes facing each other so as to be parallel to the X axis, and a second resistance film having a pair of electrodes facing each other so as to be parallel to the Y axis. This is a touch panel device that detects the pressed position coordinates of a resistive film type touch panel in which a resistive film is bonded with a spacer interposed therebetween. In the touch panel device, the state setting unit applies a constant voltage between the electrodes of one resistance film when detecting each axis coordinate of the pressed position, opens the electrode terminal of the other resistance film, and One electrode terminal of the resistance film is used as a coordinate detection terminal, and this terminal is pulled up and pulled down via a resistor. The coordinate detection unit reads the output voltage of the coordinate detection terminal at the time of pull-up and pull-down. If the difference is smaller than a set value, the coordinate detection unit detects the coordinate based on the output voltage. In this way, the coordinates are detected only when the contact area is large when pressed down correctly, and the coordinates are not detected when the contact area is small, so that erroneous coordinates detection does not cause malfunction.
[0021]
Also, the coordinate detection unit reads the output voltage of the coordinate detection terminal at the time of pull-up and pull-down, and if the difference is smaller than a set value, the average of the output voltage at the pull-up and the output voltage at the pull-down Based on the voltage, the coordinates of the pressed position are detected. In this way, when the contact area is large, the coordinates of the pressed position can be detected correctly.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(A) Outline of the Present Invention The outline of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows an equivalent circuit in a pull-down state when the touch panel is pressed. In the figure, 11 and 12 are resistances R 1 and R 2 of the resistance film between the pressing point and the electrode, 13 is a contact resistance R 3 , 14 is a pull-down / pull-up resistance, 15 is a voltage supply terminal, 16 is A / D ports are shown respectively. R 1 + R 2 is several hundred Ω, R 3 is several hundred Ω when the contact resistance is large, and R 4 is several tens kΩ. .
[0023]
When the voltage V 0 is applied to the
V 1 = R 2 R 4 V 0 / ((R 1 + R 2 ) R 3 + R 1 R 2 + (R 1 + R 2 ) R 4 ) (7)
It is represented by Here, since R 4 is very large with respect to R 1 to R 3 , R 3 and R 1 R 2 can be ignored. Therefore, equation (7) is
V 1 = R 2 / V 0 (R 1 + R 2 ) (8)
It becomes.
[0024]
Here, when the contact resistance is large, that is, when the contact area is small, the R 3 term cannot be ignored. The voltage V 1 ′ to the A /
V 1 ′ = R 2 R 4 V 0 / ((R 1 + R 2 ) (R 3 + R 4 )) (9)
It becomes.
[0025]
Therefore, it can be seen from the equations (7) and (9) that V 1 > V 1 ′. That is, when the contact area is small, the voltage to the A /
[0026]
FIG. 1B shows an equivalent circuit in a pull-up state. When a voltage V 0 is applied to the
V 2 = V 0- (R 1 R 4 V 0 / ((R 1 + R 2 ) R 3 + R 1 R 2 + (R 1 + R 2 ) R 4 )) (10)
It is represented by Here, since R 4 is very large with respect to R 1 to R 3 , R 3 and R 1 R 2 can be ignored. Therefore, equation (10) is
V 2 = V 0 − (R 1 V 0 / (R 1 + R 2 )) = R 2 V 0 / (R 1 + R 2 ) (11)
This is the same as the equation (8) indicating the voltage value at the time of pull-down.
[0027]
Here, when the contact resistance is large, that is, when the contact area is small, the R 3 term cannot be ignored. The voltage V 2 ′ to the A /
V 2 '= V 0- (R 1 R 4 V 0 / ((R 1 + R 2 ) (R 3 + R 4 ))) (12)
It becomes.
[0028]
Therefore, it can be seen from the equations (10) and (12) that V 2 ′> V 2 . That is, when the contact area is small, the voltage to the A /
[0029]
FIG. 1C shows the output voltage in the pull-down state and the pull-up state when the contact resistance R 3 is small, and FIG. 1D shows the pull-down state when the contact resistance R 3 is large. The output voltage in the pull-up state is illustrated. As shown in both figures, when the contact resistance R 3 is small, both V 1 and V 2 are close to true values, and when the contact resistance is large, the output voltages V 1 ′ and V 2 ′ are large between the true values. It can be seen that an error occurs.
[0030]
Therefore, as shown in FIG. 1E, the present invention detects the output voltage at the time of pull-down and at the time of pull-up, and calculates the difference between them. A coordinate detection unit is provided that detects the coordinates based on the output voltage if the difference is smaller than a predetermined set value, and disables coordinate detection when the difference in output voltage is greater than the set value. In this way, when the error is large, the value is not used.
[0031]
Further, in the present invention, when the difference between the output voltages of the coordinate detection terminals at the time of pull-up and pull-down is smaller than a predetermined set value, the average of the output voltage at the time of pull-up and the output voltage at the time of pull-down The voltage is calculated, and the coordinates of the pressed position are detected based on the voltage. By doing in this way, since the average value of the detected output voltage is used, the touch panel which is not influenced by contact resistance more can be provided.
[0032]
(B) Embodiment FIG. 2 is a block diagram of the touch panel device of the present invention. In FIG. 2, 21 is a touch panel, 22 is an electrode state setting unit, 23 is a coordinate detection unit having a microcomputer configuration, and 24 is a pull-down / pull-up state setting unit.
[0033]
The electrode
[0034]
The coordinate
[0035]
When detecting the coordinates of the pressed point, the coordinate
[0036]
Similarly, when detecting the Y coordinate of the pressed point, the coordinate
[0037]
When the X and Y coordinates of the pressed point are obtained, the coordinate
[0038]
(C) Processing The operation of the touch panel device of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. First, when the user presses the touch panel with a finger or a pen, the coordinate
[0039]
Next, the coordinate
[0040]
Thereafter, the coordinate
[0041]
Then, the coordinate
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when detecting each axis coordinate of the pressed position, a constant voltage is applied between the electrodes of one resistance film, the electrode terminal of the other resistance film is opened, and the other One electrode terminal of the resistance film is used as a coordinate detection terminal, and this terminal is pulled up and pulled down via a resistor, and the output voltage of the coordinate detection terminal at the time of pull-up and pull-down is read, and the difference is smaller than the set value. For example, coordinates can be detected based on output voltage, and coordinates can not be detected if the voltage is large. Therefore, when the error is large, the value is not used, and a touch panel device that is not affected by contact resistance is provided. Can do.
[0043]
Further, according to the present invention, the output voltage of the coordinate detection terminal at the time of pull-up and pull-down is read, and if the difference is smaller than a set value, the output voltage at the time of pull-up and the output voltage at the time of pull-down Based on the average voltage, the coordinates of the pressed position are detected. By doing in this way, a coordinate can be detected using the average value of the detected output voltage, and the touch panel which detects the correct coordinate value which is not influenced by contact resistance more can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a touch panel device of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a touch panel device of the present invention.
FIG. 3 is a correspondence table of control voltages applied to a state setting unit by a coordinate detection unit.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the touch panel device of the present invention.
FIG. 5 is a principle explanatory diagram 1 of a touch panel device.
FIG. 6 is a principle explanatory diagram 2 of the touch panel device.
FIG. 7 is a principle explanatory diagram 3 of a touch panel.
FIG. 8 is a schematic diagram when attention is paid to an electrical part of the touch panel.
FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional touch panel device.
FIG. 10 is a correspondence table of control voltages applied by the microcomputer unit to the state setting unit.
FIG. 11 is a diagram when the touch panel device is pressed.
FIG. 12 is a circuit diagram when a touch panel is pressed.
[Explanation of symbols]
11 Resistance R 1 of resistive film
12 Resistance R 2 of resistance film
13 Contact resistance R 3
14 State
Claims (2)
押下位置の各軸座標を検出する際、一方の抵抗膜の電極間に一定電圧を加え、かつ、他方の抵抗膜の電極端子を開放すると共に、該他方の抵抗膜の一つの電極端子を座標検出端子とし、この端子を抵抗を介してプルアップ、プルダウンする状態設定部、
プルアップ時とプルダウン時の前記座標検出端子の出力電圧を読み取り、その差が設定値より小さければ該出力電圧に基づいて座標を検出し、大きければ座標検出不可とする座標検出部、
を備えたことを特徴とするタッチパネル装置。A first resistive film in which a pair of electrodes are arranged to face each other so as to be parallel to the X axis, and a second resistive film that is arranged to face a pair of electrodes so as to be parallel to the Y axis. In the touch panel device for detecting the pressing position coordinates of the resistive touch panel bonded with the spacer in between,
When detecting the coordinate of each axis of the pressed position, a certain voltage is applied between the electrodes of one resistance film, the electrode terminal of the other resistance film is opened, and one electrode terminal of the other resistance film is coordinated. A state setting unit that pulls up and pulls down this terminal via a resistor as a detection terminal,
A coordinate detection unit that reads the output voltage of the coordinate detection terminal at the time of pull-up and pull-down, detects a coordinate based on the output voltage if the difference is smaller than a set value, and disables coordinate detection if the difference is large,
A touch panel device comprising:
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