JP2013175058A - タッチパネル及び位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】触れるだけで位置検出を行なうことができ、接触するものの材質等が問わない、厚さの薄いタッチパネルを低コストで提供する。
【解決手段】一方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第１の導電膜と、前記一方の方向と略直交する他方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第２の導電膜と、第３の導電膜と、を有し、前記第１の導電膜における分離領域は、前記他方の方向に配列されており、前記第２の導電膜における分離領域は、前記一方の方向に配列されているものであって、前記第１の導電膜における各々の分割領域には、電流検出部が接続されており、前記第２の導電膜における分割領域の一部には、電流検出部が接続されており、前記第２の導電膜における各々の分割領域には、電位検出部が接続されており、前記第３の導電膜には、電位検出部が接続されていることを特徴とするタッチパネルを提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、タッチパネル及び位置検出方法に関する。

タッチパネルは、ディスプレイに直接入力をすることが可能な入力デバイスであり、ディスプレイの前面に設置して使用される場合が多く、ディスプレイにより視覚的にとらえた情報に基づき、直接入力することができることから、様々な用途において用いられている。

このようなタッチパネルとしては、抵抗膜方式及び静電容量方式が広く知られている。抵抗膜方式のタッチパネルは、透明導電膜が形成された上部電極基板及び下部電極基板において、各々の透明導電膜同士が対向するように設置し、上部電極基板の一点に力を加えることにより各々の透明導電膜同士が接触し、力の加えられた位置の位置検出を行うことができるものである。

抵抗膜方式のタッチパネルは、４線式、５線式、ダイオード式に大別することができる。４線式は、上部電極基板又は下部電極基板のどちらか一方にＸ軸の電極が設けられており、他方にＹ軸の電極が設けられている（例えば、特許文献１）。また、５線式は、下部電極基板にＸ軸の電極及びＹ軸の電極がともに設けられており、上部電極基板は、電圧を検出するためのプローブとして機能するものである（例えば、特許文献２）。また、ダイオード式は、下部電極基板にダイオードが設けられている構造のものであり、電圧を印加するための２つの電極と、電位をモニタするための４つの電極とが設けられており、電圧を検出するためにプローブとして機能する上部電極基板に設けられた電極と併せて、電極が７つ形成されることから７線式とも呼ばれている（例えば、特許文献３）。

また、静電容量方式は、タッチパネルに指等が接近することによりタッチパネルの透明電極等に流れる電流を検出することにより位置検出がなされるものである。

タッチパネルにおいては、静電容量方式と抵抗膜方式とは、異なる特徴を有するものであるため、抵抗膜方式のタッチパネルと静電容量方式のタッチパネルとを積層した構造のタッチパネルが開示されている（例えば、特許文献４、５）。

特開２００４−２７２７２２号公報 特開２００８−２９３１２９号公報 特開２００５−１９６２８０号公報 実用新案登録第３１３２１０６号公報 実用新案登録第３１３９１９６号公報 特開２００９−１１６８４９号公報

ところで、静電容量方式のタッチパネルは、静電容量結合による検出方式であるため、押下することなく触れるだけで位置検出を行なうことができるといった特徴を有しているが、絶縁体による接触では位置検出をすることができない。また、抵抗膜方式のタッチパネルでは、タッチパネルに接触するものの材質等は問わないといった特徴を有しているが、位置検出は上部抵抗膜となる透明導電膜と下部抵抗膜となる透明導電膜とが接触することにより行なわれるため、タッチパネルを所定の力で押下する必要がある。

これに対し、特許文献４及び５に記載されているものは、静電容量方式のタッチパネルと、抵抗膜方式のタッチパネルとを積層した構造のものであり、静電容量方式のタッチパネルと抵抗膜方式のタッチパネルとの双方の良い特徴を有している。

しかしながら、このような構造のタッチパネルは、２種類のタッチパネルを積層しているため、厚さが厚くなるといった問題点や、高コストなものとなるといった問題点を有していた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、静電容量方式のタッチパネルの特徴と抵抗膜方式のタッチパネルの良い特徴を有するタッチパネル、即ち、触れるだけで位置検出を行なうことができ、接触するものの材質等を問わない、厚さの薄いタッチパネルを低コストで提供することを目的とするものである。また、このようなタッチパネルの位置検出方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、一方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第１の導電膜と、前記一方の方向と略直交する他方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第２の導電膜と、第３の導電膜と、を有し、前記第１の導電膜における分離領域は、前記他方の方向に配列されており、前記第２の導電膜における分離領域は、前記一方の方向に配列されているものであって、前記第１の導電膜における各々の分割領域には、電流検出部が接続されており、前記第２の導電膜における分割領域の一部には、電流検出部が接続されており、前記第２の導電膜における各々の分割領域には、電位検出部が接続されており、前記第３の導電膜には、電位検出部が接続されていることを特徴とする。

また、本発明は、一方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第１の導電膜と、前記一方の方向と略直交する他方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第２の導電膜と、を有し、前記第１の導電膜における分離領域は、前記他方の方向に配列されており、前記第２の導電膜における分離領域は、前記一方の方向に配列されているものであって、前記第１の導電膜における分割領域の一部には、電流検出部が接続されており、前記第１の導電膜における各々の分割領域には、電位検出部が接続されており、前記第２の導電膜における分割領域の一部には、電流検出部が接続されており、前記第２の導電膜における各々の分割領域には、電位検出部が接続されていることを特徴とする。

また、本発明は、一方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第１の導電膜と、前記一方の方向と略直交する他方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第２の導電膜と、第３の導電膜と、を有し、前記第１の導電膜における分離領域は、前記他方の方向に配列されており、前記第２の導電膜における分離領域は、前記一方の方向に配列されているタッチパネルの位置検出方法において、前記第１の導電膜における分割領域に接続された電流検出部と、前記第２の導電膜における分割領域の一部に接続された電流検出部により、接触位置の位置検出を行なう第１の検出工程と、前記第２の導電膜における各々の分割領域に接続された電位検出部と、前記第３の導電膜における各々の分割領域に接続された電位検出部により、接触位置の位置検出を行なう第２の検出工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、一方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第１の導電膜と、前記一方の方向と略直交する他方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第２の導電膜と、を有し、前記第１の導電膜における分離領域は、前記他方の方向に配列されており、前記第２の導電膜における分離領域は、前記一方の方向に配列されているタッチパネルの位置検出方法において、前記第１の導電膜における分割領域の一部に接続された電流検出部と、前記第２の導電膜における分割領域の一部に接続された電流検出部により、接触位置の位置検出を行なう第１の検出工程と、前記第１の導電膜における各々の分割領域に接続された電位検出部と、前記第２の導電膜における各々の分割領域に接続された電位検出部により、接触位置の位置検出を行なう第２の検出工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、触れるだけで位置検出を行なうことができ、接触するものの材質等を問わない、厚さの薄いタッチパネルを低コストで提供することができ、更には、このタッチパネルの位置検出方法を提供することができる。

第１の実施の形態におけるタッチパネルを分解した斜視図 第１の実施の形態におけるタッチパネルの構造図 第１の実施の形態におけるタッチパネルの駆動方法の説明図（１） 第１の実施の形態におけるタッチパネルの駆動方法の説明図（２） 第１の実施の形態におけるタッチパネルの説明図 第１の実施の形態におけるタッチパネルの制御方法の説明図（１） 第１の実施の形態におけるタッチパネルの制御方法の説明図（２） 第１の実施の形態におけるタッチパネルの制御方法の説明図（３） タッチパネルの制御回路のブロック図 抵抗膜方式選択部の説明図 抵抗膜方式選択部の制御の説明図 他の抵抗膜方式選択部の説明図 タッチパネルの位置検出方法のフローチャート 第２の実施の形態におけるタッチパネルを分解した斜視図 第２の実施の形態におけるタッチパネルの構造図 第２の実施の形態におけるタッチパネルの駆動方法の説明図（１） 第２の実施の形態におけるタッチパネルの駆動方法の説明図（２） 第２の実施の形態におけるタッチパネルの説明図 第２の実施の形態におけるタッチパネルの制御方法の説明図（１） 第２の実施の形態におけるタッチパネルの制御方法の説明図（２） 第２の実施の形態におけるタッチパネルの制御方法の説明図（３）

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態におけるタッチパネルについて説明する。図１及び図２に示されるように、本実施の形態におけるタッチパネルは、第１の透明導電膜１０、第２の透明導電膜２０及び第３の透明導電膜３０を有している。本実施の形態においては、第１の透明導電膜１０と第２の透明導電膜２０を用いて静電容量方式により接触点（接触位置）における位置検出を行なうことができ、第２の透明導電膜２０と第３の透明導電膜３０を用いて抵抗膜方式により接触点（接触位置）における位置検出を行なうことができる。尚、本実施の形態においては、第１の導電膜は第１の透明導電膜１０であり、第２の導電膜は第２の透明導電膜２０であり、第３の導電膜は第３の透明導電膜３０であるものとする。

第１の透明導電膜１０は、第１の透明基板１１の一方の面に形成されており、Ｘ軸方向に長く形成された短冊状の分離領域１０ａを複数有している。複数の分離領域１０ａはＹ軸方向に並ぶように配列されており、各々の分離領域１０ａの端部には電極１２が接続されている。尚、図面においては、符号が省略されているが、電極１２は、すべての分離領域１０ａにおいて形成されている。

第２の透明導電膜２０は、第２の透明基板２１の一方の面に形成されており、Ｙ軸方向に長く形成された短冊状の分離領域２０ａ及び２０ｂを複数有している。分離領域２０ａ及び２０ｂは、交互にＸ軸方向に並ぶように配列されており、各々の分離領域２０ａ及び２０ｂの両端、即ち、Ｙ軸方向における両端には、電極２２ａ及び２２ｂが接続されている。尚、図面においては、符号が省略されているが、電極２２ａ及び２２ｂは、すべての分離領域２０ａ及び２０ｂにおいて形成されている。

第３の透明導電膜３０は、第３の透明基板３１の一方の面に、略一面に形成されており、Ｘ軸方向における両端には、電極３２ａ及び３２ｂが接続されている。

第１の透明導電膜１０、第２の透明導電膜２０及び第３の透明導電膜３０は、ＩＴＯ（indium-tin oxide）、ＡＺＯ（Al-doped zinc oxide）等の金属酸化物であって、導電性を有する透明な材料により形成されている。尚、第１の透明導電膜１０、第２の透明導電膜２０及び第３の透明導電膜３０は、導電性を有する透明な材料であれば、金属酸化物以外の材料により形成してもよい。即ち、導電性を有するものであって光を透過させることができる材料であればよく、具体的には、導電ポリマー、金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブ等のＩＴＯ等の代替材料と呼ばれる材料により形成してもよい。

第１の透明基板１１及び第２の透明基板２１は、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）等の透明な樹脂材料であって、撓みやすい材料により形成されている。第３の透明基板３１は、ガラス等の透明な無機材料やプラスチック等の透明な樹脂材料により形成されている。

本実施の形態におけるタッチパネルにおいては、第１の透明基板１１と第２の透明基板２１とは、第１の透明基板１１の一方の面、即ち、第１の透明導電膜１０が形成されている面と、第２の透明基板２１の他方の面とが、透明な粘着層４１により接合されている。透明な粘着層４１としては、エポキシ樹脂等の透明な接着剤が挙げられる。また、第２の透明基板２１と第３の透明基板３１とは、第２の透明基板２１の一方の面と第３の透明基板３１の一方の面とを対向させた状態で、枠状の両面テープ等の接着部材４２により接合されている。これにより、第２の透明基板２１と第３の透明基板３１により空間４３が形成され、この空間４３を介し、第２の透明導電膜２０と第３の透明導電膜３０とが対向するように配置されている。

（駆動方法）
次に、本実施の形態におけるタッチパネルの駆動方法について説明する。本実施の形態におけるタッチパネルは、静電容量方式による位置検出と抵抗膜方式による位置検出が時分割され交互に行なわれるものである。即ち、静電容量方式による位置検出がなされる時間には、抵抗膜方式による位置検出はなされることはなく、抵抗膜方式による位置検出がなされる時間には、静電容量方式による位置検出はなされることはなく、静電容量方式による位置検出と抵抗膜方式による位置検出とが交互に行なわれるものである。

図３に基づき、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、静電容量方式による位置検出を行なう場合について説明する。静電容量方式による位置検出では、第１の透明導電膜１０と第２の透明導電膜２０とを用いて、接触点における位置検出が行なわれる。ところで、静電容量方式による位置検出においては、第１の透明導電膜１０及び第２の透明導電膜２０において形成されている各々の分離領域の間は、離れていることが好ましい。本実施の形態では、第１の透明導電膜１０は、静電容量方式においてのみ用いられるため、第１の透明導電膜１０における分離領域１０ａ間の間隔は広く形成されている。

また、第２の透明導電膜２０は、静電容量方式のみならず、抵抗膜方式においても用いられるため、第２の透明導電膜２０には、各々の分離領域２０ａ及び２０ｂが形成されているが、静電容量方式における位置検出を行なう場合には、分離領域２０ａ及び２０ｂのうちの分離領域２０ａのみが用いられる。従って、第２の透明導電膜２０においては、分離領域２０ａ及び２０ｂ間の間隔は狭く形成されており、第２の透明導電膜２０における分離領域２０ａ及び２０ｂ間の間隔は、第１の透明導電膜１０における分離領域１０ａ間の間隔よりも狭く形成されている。本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、静電容量方式における位置検出を行なう場合には、分離領域２０ａは電極２２ａを介して駆動されるが、分離領域２０ｂは電極２２ａを介して駆動されることなく、更には、接地されることもなく、オープン状態、即ち、フローティング状態となっている。

このように、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、静電容量方式による位置検出を行なう場合には、第１の透明導電膜１０と第２の透明導電膜２０における分離領域２０ａとが用いられる。

次に、図４に基づき、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、抵抗膜方式による位置検出を行なう場合について説明する。抵抗膜方式による位置検出では、第２の透明導電膜２０と第３の透明導電膜３０とを用いて位置検出が行なわれる。具体的には、抵抗膜方式における４線式と同様の方法により位置検出が行なわれる。ところで、抵抗膜方式による位置検出においては、第２の透明導電膜２０において形成されている各々の分離領域間は、狭く形成されていることが好ましく、可能であれば、第３の透明導電膜３０のように、各々の分離領域に分割されることなく一面に形成されていることが好ましい。しかしながら、第２の透明導電膜２０は、静電容量方式においても用いられることから、各々の分離領域に分離する必要がある。このため、上述したように、分離領域２０ａ及び２０ｂ間における間隔は、できるだけ狭くなるように形成されている。

本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、抵抗膜方式による位置検出を行なう場合には、電極２２ａと電極２２ｂに所定の電圧を印加することにより第２の透明導電膜２０に電位勾配を発生させ、第３の透明導電膜３０によって第２の透明導電膜２０と接触した位置における電位を検出することにより、接触点のＹ方向における座標検出を行なう。また、電極３２ａと電極３２ｂに所定の電圧を印加することにより第３の透明導電膜３０に電位勾配を発生させ、第２の透明導電膜２０によって第３の透明導電膜３０と接触した位置における電位を検出することにより、接触点のＸ方向における座標検出を行なう。これにより、抵抗膜方式により接触点の位置を検出することができる。

このように、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、抵抗膜方式による位置検出を行なう場合には、第２の透明導電膜２０における分離領域２０ａ及び２０ｂと第３の透明導電膜３０とを用いて行なわれる。

（位置検出）
本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、接触点の位置検出について説明する。本実施の形態におけるタッチパネルでは、図５（ａ）に示されるように、第１の透明導電膜１０における各々の分割領域１０ａには、電極１２を介し静電容量方式における位置検出を行なうための電流検出部１３が接続されている。また、図５（ｂ）に示されるように、第２の透明導電膜２０における各々の分割領域２０ａには、電極２２ａを介し静電容量方式における位置検出を行なうための電流検出部２３、抵抗膜方式による位置検出を行なうための電位検出部２４、接地電位に接続するためのスイッチ２５が接続されており、電源電圧Ｖｃｃを印加するためのスイッチ２６が電極２２ｂを介し接続されている。また、図５（ｃ）に示されるように、第２の透明導電膜２０における各々の分割領域２０ｂには、電極２２ａを介し抵抗膜方式による位置検出を行なうための電位検出部２４、接地電位に接続するためのスイッチ２５が接続されており、電源電圧Ｖｃｃを印加するためのスイッチ２６が電極２２ｂを介し接続されている。また、図５（ｄ）に示されるように、第３の透明導電膜３０には、電極３２ａを介し抵抗膜方式による位置検出を行なうための電位検出部３４、接地電位に接続するためのスイッチ３５が接続されており、電源電圧Ｖｃｃを印加するためのスイッチ３６が電極３２ｂを介し接続されている。

本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、図３に示されるように、静電容量方式による位置検出を行なう場合には、図６に示されるように、スイッチ２５、２６、３５、３６はすべて開いた状態（オープン状態）とする。この状態において、第１の透明導電膜１０の各々の分割領域１０ａに接続されている電流検出部１３及び、第２の透明導電膜２０の各々の分割領域２０ａに接続されている電流検出部２３により、静電容量方式による位置検出がなされる。

また、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、図４に示されるように、抵抗膜方式による位置検出を行なう場合には、最初に、図７に示されるように、スイッチ２５、２６を開いた状態とし、スイッチ３５、３６を閉じた状態とする。この状態においては、第３の透明導電膜３０において、Ｘ軸方向に電位分布が発生しており、第２の透明導電膜２０の各々の分割領域２０ａ、２０ｂに接続されている電位検出部２４により、抵抗膜方式によるＸ方向における位置検出がなされる。次に、図８に示されるように、スイッチ２５、２６を閉じた状態とし、スイッチ３５、３６を開いた状態とする。この状態においては、第２の透明導電膜２０の各々の分割領域２０ａ、２０ｂにおいて、Ｙ軸方向に電位分布が発生しており、第３の透明導電膜３０に接続されている電位検出部３４により、抵抗膜方式によるＹ方向における位置検出がなされる。

（制御方法）
次に、本実施の形態におけるタッチパネルの制御方法について説明する。図９は、本実施の形態におけるタッチパネルを制御するための制御回路のブロック図である。この制御回路は、ＭＣＵ（Micro Control Unit）部６０、静電容量方式制御部６１、静電容量方式検出部６２、抵抗膜方式制御部６３、抵抗膜方式選択部６４、抵抗膜方式検出部６５等を有している。ＭＣＵ部６０は、ホストＩ／Ｆを介し不図示のホストコンピュータ等に接続されており、静電容量方式制御部６１、抵抗膜方式制御部６３、抵抗膜方式選択部６４等の制御を行なう。

静電容量方式検出部６２は、静電容量方式における位置検出を行なうためのものであり、具体的には、第１の透明導電膜１０の各々の分割領域１０ａに接続されている電流検出部１３、第２の透明導電膜２０の各々の分割領域２０ａに接続されている電流検出部２３に相当するものである。また、静電容量方式制御部６１は、静電容量方式検出部６２において検出された測定値をＭＣＵ部６０に伝達するための情報に変換等するものである。

抵抗膜方式検出部６５は、抵抗膜方式における位置検出を行なうためのものであり、具体的には、第２の透明導電膜２０の各々の分割領域２０ａ、２０ｂに接続されている電位検出部２４、第３の透明導電膜３０に接続されている電位検出部３４に相当するものである。また、抵抗膜方式制御部６３は、抵抗膜方式検出部６５において検出された測定値をＭＣＵ部６０に伝達するための情報に変換等するものである。抵抗膜方式選択部６４は、ＭＣＵ部６０からの選択信号に基づき、抵抗膜方式検出部６５と抵抗膜方式制御部６３とを接続したり遮断したりするものであり、例えば、スイッチ等である。

本実施の形態では、抵抗膜方式選択部６４は、図１０に示されるように、リレーにより形成されている。具体的には、抵抗膜方式選択部６４となるリレーは、スイッチ６４ａとコイル６４ｂとを有しており、コイル６４ｂの一方の端部にが、ＭＣＵ部６０からの選択信号が入力されている。尚、コイル６４ｂの他方の端部は電源に接続されており、Ｖｃｃの電位（Ｈレベルの電位）になっている。

本実施の形態におけるタッチパネルにおいて接触位置を検出する際には、図１１に示すような選択信号をＭＣＵ部６０において発生させてコイル６４ｂの一方の端部に入力させる。ＭＣＵ部６０からの選択信号がＬレベルである場合には、コイル６４ｂに電流が流れることにより磁界が発生し、スイッチ６４ａが接続されてオン状態となる。この状態においては、抵抗膜方式選択部６４を介し、抵抗膜方式制御部６３と抵抗膜方式検出部６５とが接続され、抵抗膜方式による位置検出が行なわれる。

次に、ＭＣＵ部６０からの選択信号がＨレベルである場合には、コイル６４ｂには電流が流れないため、発生していた磁界が消滅し、スイッチ６４ｂが開放されオフ状態となる。この状態においては、抵抗膜方式制御部６３と抵抗膜方式検出部６５とが抵抗膜方式選択部６４において切り離されており、抵抗膜方式検出部６５に接続されている透明導電膜や透明導電膜の分離領域はオープン状態となる。この状態において静電容量方式による位置検出が行なわれる。

尚、上記においては、抵抗膜方式選択部６４にリレーを用いた場合について説明したが、図１２に示すように、抵抗膜方式選択部６４にトランジスタ等の半導体素子を用いてもよい。この場合、選択信号を抵抗膜方式選択部６４であるトランジスタのベース（Ｂ）に入力させ、抵抗膜方式選択部６４であるトランジスタのエミッタ（Ｅ）及びコレクタ（Ｃ）は、各々抵抗膜方式検出部６５及び抵抗膜方式検出部６５に接続する。このような半導体素子としては、トランジスタ以外にもＦＥＴ（Field effect transistor）等が挙げられる。

（タッチパネルの接触位置の検出方法）
次に、本実施の形態におけるタッチパネルの接触位置の検出方法について、図１３に基づき説明する。

最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、静電容量方式による位置検出を行なうため、ＭＣＵ部６０から送信されたＨレベルの選択信号を抵抗膜方式選択部６４に入力する。

次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、Ｈレベルの選択信号を抵抗膜方式選択部６４に入力させることにより、抵抗膜方式選択部６４はオフ状態となる。この際、ＭＣＵ部６０等における制御により、図６に示されるように、スイッチ２５、２６、３５、３６は開いた状態となっている。

次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、静電容量方式による接触位置の位置検出を開始する。この際、第１の透明導電膜１０における各々の分割領域１０ａに接続されている電流検出部１３及び、第２の透明導電膜２０における各々の分割領域２０ａに接続されている電流検出部２３が用いられる。

次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、静電容量方式において検出される接触があるか否かが判断される。具体的には、電流検出部１３及び２３において検出される電流量に基づき、静電容量方式において検出される接触があるか否かが判断される。静電容量方式において検出される接触があったものと判断された場合には、ステップ１１０に移行する。一方、静電容量方式において検出される接触がなかったものと判断された場合には、ステップ１１２に移行する。

次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、電流検出部１３及び２３において検出された電流量に基づき、静電容量方式による接触位置の座標位置を算出し、算出された接触位置の座標位置をホストコンピュータ等に送信する。

次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、抵抗膜方式による位置検出を行なうため、ＭＣＵ部６０から送信されたＬレベルの選択信号を抵抗膜方式選択部６４に入力する。

次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、Ｌレベルの選択信号が抵抗膜方式選択部６４に入力させることにより、抵抗膜方式選択部６４はオン状態となる。この際、ＭＣＵ部６０等における制御により、例えば、図７に示すように、スイッチ２５、２６は開いた状態とし、スイッチ３５、３６は閉じた状態とすることにより、Ｘ軸方向に電位勾配を発生させる。

次に、ステップ１１６（Ｓ１１６）において、抵抗膜方式による接触位置の位置検出を開始する。この際、第２の透明導電膜２０における各々の分割領域２０ａ及び２０ｂに接続されている電位検出部２４が用いられる。

次に、ステップ１１８（Ｓ１１８）において、抵抗膜方式において検出される接触があるか否かが判断される。具体的には、電位検出部２４において検出される電位に基づき、抵抗膜方式において検出される接触があるか否かが判断される。抵抗膜方式において検出される接触があったものと判断された場合には、ステップ１２０に移行する。一方、抵抗膜方式において検出される接触がなかったものと判断された場合には、ステップ１０２に移行する。

次に、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、電位検出部２４により検出された電位に基づき抵抗膜方式により接触位置のＸ座標の座標位置を算出する。この後、ＭＣＵ部６０等における制御により、例えば、図８に示すように、スイッチ２５、２６を閉じた状態とし、スイッチ３５、３６を開いた状態とすることにより、Ｙ軸方向に電位勾配を発生させ、第３の透明導電膜３０に接続されている電位検出部３４により電位を検出し、検出された電位に基づき抵抗膜方式により接触位置のＹ座標の座標位置を算出する。このようにして抵抗膜方式による接触位置の座標位置を算出し、算出された接触位置の座標位置はホストコンピュータ等に送信される。

尚、本実施の形態においては、静電容量方式による接触点の位置検出を行なう工程を第１の検出工程と、抵抗膜方式による接触点の位置検出を行なう工程を第２の検出工程と記載する場合がある。

以上により、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、位置検出を行なうことができる。このタッチパネルの位置検出方法によれば、如何なる接触物においても位置検出を行なうことができ、また、触れるだけでも位置検出を行なうことができるタッチパネルにおいて、簡単な工程により位置検出を行なうことができる。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態におけるタッチパネルについて説明する。図１４及び図１５に示されるように、本実施の形態におけるタッチパネルは、第１の透明導電膜１１０及び第２の透明導電膜１２０を有している。本実施の形態においては、第１の透明導電膜１１０と第２の透明導電膜１２０を用いて静電容量方式により接触点（接触位置）における位置検出を行なうことができ、また、抵抗膜方式により接触点（接触位置）における位置検出を行なうことができる。尚、本実施の形態においては、第１の導電膜は第１の透明導電膜１１０であり、第２の導電膜は第２の透明導電膜１２０であるものとする。

第１の透明導電膜１１０は、第１の透明基板１１１の一方の面に形成されており、Ｘ軸方向に長く形成された短冊状の分離領域１１０ａ及び１１０ｂを複数有している。分離領域１１０ａ及び１１０ｂは交互にＹ軸方向に並ぶように配列されており、各々の分離領域１１０ａ及び１１０ｂの両端、即ち、Ｘ軸方向における両端には、電極１１２ａ及び１１２ｂが接続されている。尚、図面においては、符号が省略されているが、電極１１２ａ及び１１２ｂは、すべての分離領域１１０ａ及び１１０ｂにおいて形成されている。

第２の透明導電膜１２０は、第２の透明基板１２１の一方の面に形成されており、Ｙ軸方向に長く形成された短冊状の分離領域１２０ａ及び１２０ｂを複数有している。分離領域１２０ａ及び１２０ｂは交互にＸ軸方向に並ぶように配列されており、各々の分離領域１２０ａ及び１２０ｂの両端、即ち、Ｙ軸方向における両端には、電極１２２ａ及び１２２ｂが接続されている。尚、図面においては、符号が省略されているが、電極２２ａ及び２２ｂは、すべての分離領域２０ａ及び２０ｂにおいて形成されている。

第１の透明導電膜１１０及び第２の透明導電膜１２０は、ＩＴＯ、ＡＺＯ等の金属酸化物であって、導電性を有する透明な材料により形成されている。尚、第１の透明導電膜１１０及び第２の透明導電膜１２０は、導電性を有する透明な材料であれば、金属酸化物以外の材料により形成してもよい。即ち、導電性を有するものであって光を透過させることができる材料であればよく、具体的には、導電ポリマー、金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブ等のＩＴＯ等の代替材料と呼ばれる材料により形成してもよい。

第１の透明基板１１１は、ＰＥＴ等の透明な樹脂材料であって、撓みやすい材料により形成されている。また、第２の透明基板１２１は、ガラス等の透明な無機材料やプラスチック等の透明な樹脂材料により形成されている。

本実施の形態におけるタッチパネルでは、第１の透明基板１１１と第２の透明基板１２１とは、第１の透明基板１１１の一方の面と第２の透明基板１２１の一方の面とを対向させた状態で、枠状の両面テープ等の接着部材１４２により接合されている。これにより、第１の透明基板１１１と第２の透明基板１２１により空間１４３が形成され、この空間１４３を介し、第１の透明導電膜１１０と第２の透明導電膜１２０とが対向するように配置されている。

（駆動方法）
次に、本実施の形態におけるタッチパネルの駆動方法について説明する。本実施の形態におけるタッチパネルは、静電容量方式による位置検出と抵抗膜方式による位置検出が時分割され交互に行なわれるものである。即ち、静電容量方式による位置検出がなされる時には、抵抗膜方式による位置検出はなされることはなく、抵抗膜方式による位置検出がなされる時には、静電容量方式による位置検出はなされることはない。

図１６に基づき、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、静電容量方式による位置検出を行なう場合について説明する。静電容量方式による位置検出では、第１の透明導電膜１１０と第２の透明導電膜１２０とを用いて、接触点における位置検出が行なわれる。ところで、静電容量方式による位置検出においては、第１の透明導電膜１１０及び第２の透明導電膜１２０における各々の分離領域の間は、離れて形成されていることが好ましい。本実施の形態においては、第１の透明導電膜１１０及び第２の透明導電膜１２０は、静電容量方式のみならず、抵抗膜方式においても用いられる。従って、第１の透明導電膜１１０において分離領域１１０ａ及び１１０ｂが形成されており、第２の透明導電膜１２０において分離領域１２０ａ及び１２０ｂが形成されているが、静電容量方式における位置検出を行なう場合には、分離領域１１０ａ及び１１０ｂのうち分離領域１１０ａのみが用いられ、分離領域１２０ａ及び１２０ｂのうち分離領域１２０ａのみが用いられる。即ち、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、静電容量方式における位置検出の場合には、分離領域１１０ａは電極１１２ａを介して駆動されるが、分離領域１１０ｂは電極１１２ｂを介して駆動されることなく、更には、接地されることもなく、オープン状態、即ち、フローティング状態となっている。同様に、分離領域１２０ａは電極１２２ｂを介して駆動されるが、分離領域１２０ｂは電極１２２ｂを介して駆動されることなく、更には、接地されることもなく、オープン状態、即ち、フローティング状態となっている。

このように、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、静電容量方式による位置検出を行なう場合には、第１の透明導電膜１１０における分離領域１１０ａと第２の透明導電膜１２０における分離領域１２０ａとが用いられる。

次に、図１７に基づき、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、抵抗膜方式による位置検出を行なう場合について説明する。抵抗膜方式による位置検出では、第１の透明導電膜１１０と第２の透明導電膜１２０とを用いて位置検出が行なわれる。具体的には、抵抗膜方式における４線式と同様の方法により位置検出が行なわれる。ところで、抵抗膜方式による位置検出においては、第１の透明導電膜１１０及び第２の透明導電膜１２０において形成されている各々の分離領域間は、狭く形成されていることが好ましく、可能であれば各々の分離領域に分割されることなく一面に形成されていることが好ましい。しかしながら、第１の透明導電膜１１０及び第２の透明導電膜１２０は、静電容量方式においても用いられることから、各々の分離領域に分離する必要がある。このため、上述したように、分離領域１１０ａ及び１１０ｂ間における間隔、分離領域１２０ａ及び１２０ｂ間における間隔は、できるだけ狭くなるように形成されている。

本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、抵抗膜方式による位置検出を行なう場合には、電極１１２ａと電極１１２ｂに所定の電圧を印加することにより第１の透明導電膜１１０に電位勾配を発生させ、第２の透明導電膜１２０によって第１の透明導電膜１１０と接触した位置における電位を検出することにより、接触点のＸ方向における座標検出を行なう。また、電極１２２ａと電極１２２ｂに所定の電圧を印加することにより第２の透明導電膜１２０に電位勾配を発生させ、第１の透明導電膜１１０によって第２の透明導電膜１２０と接触した位置における電位を検出することにより、接触点のＹ方向における座標検出を行なう。これにより、抵抗膜方式による接触点の位置を検出することができる。

このように、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、抵抗膜方式による位置検出を行なう場合には、第１の透明導電膜１１０における分離領域１１０ａ及び１１０ｂと第２の透明導電膜１２０における分離領域１２０ａ及び１２０ｂとが用いられる。

（位置検出）
本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、接触点の位置検出について説明する。本実施の形態におけるタッチパネルでは、図１８（ａ）に示されるように、第１の透明導電膜１１０における各々の分割領域１１０ａには、電極１１２ａを介し静電容量方式における位置検出を行なうための電流検出部１１３、抵抗膜方式による位置検出を行なうための電位検出部１１４、接地電位に接続するためのスイッチ１１５が接続されており、電源電圧Ｖｃｃを印加するためのスイッチ１１６が電極１１２ｂを介し接続されている。また、図１８（ｂ）に示されるように、第１の透明導電膜１１０における各々の分割領域１１０ｂには、電極１１２ａを介し抵抗膜方式による位置検出を行なうための電位検出部１１４、接地電位に接続するためのスイッチ１１５が接続されており、電源電圧Ｖｃｃを印加するためのスイッチ１１６が電極１１２ｂを介し接続されている。また、図１８（ｃ）に示されるように、第２の透明導電膜１２０における各々の分割領域１２０ａには、電極１２２ａを介し静電容量方式における位置検出を行なうための電流検出部１２３、抵抗膜方式による位置検出を行なうための電位検出部１２４、接地電位に接続するためのスイッチ１２５が接続されており、電源電圧Ｖｃｃを印加するためのスイッチ１２６が電極１２２ｂを介し接続されている。また、図１８（ｄ）に示されるように、第２の透明導電膜１２０における各々の分割領域１２０ｂには、電極１２２ａを介し抵抗膜方式による位置検出を行なうための電位検出部１２４、接地電位に接続するためのスイッチ１２５が接続されており、電源電圧Ｖｃｃを印加するためのスイッチ１２６が電極１２２ｂを介し接続されている。

本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、図１６に示されるように、静電容量方式による位置検出を行なう場合には、図１９に示されるように、スイッチ１１５、１１６、１２５、１２６はすべて開いた状態（オープン状態）とする。この状態において、第１の透明導電膜１１０の各々の分割領域１１０ａに接続されている電流検出部１１３及び、第２の透明導電膜１２０の各々の分割領域１２０ａに接続されている電流検出部１２３により、静電容量方式による位置検出がなされる。

また、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、図１７に示されるように、抵抗膜方式による位置検出を行なう場合には、最初に、図２０に示されるように、スイッチ１１５、１１６を開いた状態とし、スイッチ１２５、１２６を閉じた状態とする。この状態においては、第２の透明導電膜３０において、Ｙ軸方向に電位分布が発生しており、第１の透明導電膜１１０の各々の分割領域１１０ａ、１１０ｂに接続されている電位検出部１１４により、抵抗膜方式によるＹ方向における位置検出がなされる。次に、図２１に示されるように、スイッチ１１５、１１６を閉じた状態とし、スイッチ１２５、１２６を開いた状態とする。この状態においては、第１の透明導電膜１１０の各々の分割領域１１０ａ、１１０ｂにおいて、Ｘ軸方向に電位分布が発生しており、第２の透明導電膜１２０の各々の分割領域１２０ａ、１２０ｂに接続されている電位検出部１２４により、抵抗膜方式によるＸ方向における位置検出がなされる。

尚、本実施の形態におけるタッチパネルの制御方法は、第１の実施の形態におけるタッチパネルの制御方法と同様であり、図９に示されるものと同様の制御回路が用いられる。本実施の形態においては、静電容量方式検出部６２は、第１の透明導電膜１１０の各々の分割領域１１０ａに接続されている電流検出部１１３、第２の透明導電膜１２０の各々の分割領域１２０ａに接続されている電流検出部１２３に相当するものである。また、抵抗膜方式検出部６５は、具体的には、第１の透明導電膜１１０の各々の分割領域１１０ａ、１１０ｂに接続されている電位検出部１１４、第２の透明導電膜１２０の各々の分割領域１２０ａ、１２０ｂに接続されている電位検出部１２４に相当するものである。

（タッチパネルの接触位置の検出方法）
次に、本実施の形態におけるタッチパネルの接触位置の検出方法について、図１３に基づき説明する。

最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、静電容量方式による位置検出を行なうため、ＭＣＵ部６０から送信されたＨレベルの選択信号を抵抗膜方式選択部６４に入力する。

次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、Ｈレベルの選択信号を抵抗膜方式選択部６４に入力させることにより、抵抗膜方式選択部６４はオフ状態となる。この際、ＭＣＵ部６０等における制御により、図１９に示されるように、スイッチ１１５、１１６、１２５、１２６は開いた状態となっている。

次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、静電容量方式による接触位置の位置検出を開始する。この際、第１の透明導電膜１１０における各々の分割領域１１０ａに接続されている電流検出部１１３及び、第２の透明導電膜１２０における各々の分割領域１２０ａに接続されている電流検出部１２３が用いられる。

次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、静電容量方式において検出される接触があるか否かが判断される。具体的には、電流検出部１１３及び１２３において検出される電流量に基づき、静電容量方式において検出される接触があるか否かが判断される。静電容量方式において検出される接触があったものと判断された場合には、ステップ１１０に移行する。一方、静電容量方式において検出される接触がなかったものと判断された場合には、ステップ１１２に移行する。

次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、電流検出部１１３及び１２３において検出された電流量に基づき、静電容量方式による接触位置の座標位置が算出され、算出された接触位置の位置座標はホストコンピュータ等に送信される。

次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、抵抗膜方式による位置検出を行なうため、ＭＣＵ部６０から送信されたＬレベルの選択信号を抵抗膜方式選択部６４に入力する。

次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、Ｌレベルの選択信号が抵抗膜方式選択部６４に入力させることにより、抵抗膜方式選択部６４はオン状態となる。この際、ＭＣＵ部６０等における制御により、例えば、図２０に示すように、スイッチ１１５、１１６は開いた状態とし、スイッチ１２５、１２６は閉じた状態とすることにより、Ｙ軸方向に電位勾配を発生させる。

次に、ステップ１１６（Ｓ１１６）において、抵抗膜方式による接触位置の位置検出を開始する。この際、第１の透明導電膜１１０における各々の分割領域１１０ａ及び１１０ｂに接続されている電位検出部１１４が用いられる。

次に、ステップ１１８（Ｓ１１８）において、抵抗膜方式において検出される接触があるか否かが判断される。具体的には、電位検出部１１４において検出される電位に基づき、抵抗膜方式において検出される接触があるか否かが判断される。抵抗膜方式において検出される接触があったものと判断された場合には、ステップ１２０に移行する。一方、抵抗膜方式において検出される接触がなかったものと判断された場合には、ステップ１０２に移行する。

次に、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、電位検出部１１４により検出された電位に基づき抵抗膜方式により接触位置のＹ座標の座標位置を算出する。この後、ＭＣＵ部６０等における制御により、例えば、図２１に示すように、スイッチ１１５、１１６を閉じた状態とし、スイッチ１２５、１２６を開いた状態とすることにより、Ｘ軸方向に電位勾配を発生させ、第２の透明導電膜１２０における各々の分割領域１２０ａ及び１２０ｂに接続されている電位検出部１２４により電位を検出し、検出された電位に基づき抵抗膜方式により接触位置のＸ座標の座標位置を算出する。このようにして抵抗膜方式による接触位置の座標位置を算出し、算出された接触位置の座標位置はホストコンピュータ等に送信される。

尚、本実施の形態においては、静電容量方式による接触点の位置検出を行なう工程を第１の検出工程と、抵抗膜方式による接触点の位置検出を行なう工程を第２の検出工程と記載する場合がある。

以上により、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、位置検出を行なうことができる。このタッチパネルの位置検出方法によれば、如何なる接触物においても位置検出を行なうことができ、また、触れるだけでも位置検出を行なうことができるタッチパネルにおいて、簡単な工程により位置検出を行なうことができる。

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

１０ 第１の透明導電膜
１０ａ 分離された領域
１１ 第１の透明基板
１２ 電極
１３ 電流検出部
２０ 第２の透明導電膜
２０ａ 分離された領域
２０ｂ 分離された領域
２１ 第２の透明基板
２２ａ 電極
２２ｂ 電極
２３ 電流検出部
２４ 電位検出部
３０ 第３の透明導電膜
３１ 第３の透明基板
３２ａ 電極
３２ｂ 電極
３４ 電位検出部
４１ 粘着層
４２ 接着部材
４３ 空間
６０ ＭＣＵ部
６１ 静電容量方式制御部
６２ 静電容量方式検出部
６３ 抵抗膜方式制御部
６４ 抵抗膜方式選択部
６５ 抵抗膜方式検出部

Claims (11)

1. 一方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第１の導電膜と、
   前記一方の方向と略直交する他方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第２の導電膜と、
   第３の導電膜と、
   を有し、
   前記第１の導電膜における分離領域は、前記他方の方向に配列されており、前記第２の導電膜における分離領域は、前記一方の方向に配列されているものであって、
   前記第１の導電膜における各々の分割領域には、電流検出部が接続されており、
   前記第２の導電膜における分割領域の一部には、電流検出部が接続されており、
   前記第２の導電膜における各々の分割領域には、電位検出部が接続されており、
   前記第３の導電膜には、電位検出部が接続されていることを特徴とするタッチパネル。
2. 前記第２の導電膜における各々の分割領域には、前記第２の導電膜における各々の分割領域において前記他方の方向に電位勾配を生じさせるためのスイッチが接続されており、
   前記第３の導電膜には、前記第３の導電膜において前記一方の方向に電位勾配を生じさせるためのスイッチが接続されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記第１の導電膜と前記第２の導電膜における分割領域の一部により、静電容量方式による接触位置の位置検出を行ない、
   前記第２の導電膜と前記第３の導電膜により、抵抗膜方式による接触位置の位置検出を行なうものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル。
4. 一方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第１の導電膜と、
   前記一方の方向と略直交する他方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第２の導電膜と、
   を有し、
   前記第１の導電膜における分離領域は、前記他方の方向に配列されており、前記第２の導電膜における分離領域は、前記一方の方向に配列されているものであって、
   前記第１の導電膜における分割領域の一部には、電流検出部が接続されており、
   前記第１の導電膜における各々の分割領域には、電位検出部が接続されており、
   前記第２の導電膜における分割領域の一部には、電流検出部が接続されており、
   前記第２の導電膜における各々の分割領域には、電位検出部が接続されていることを特徴とするタッチパネル。
5. 前記第１の導電膜における各々の分割領域には、前記第１の導電膜における各々の分割領域において前記一方の方向に電位勾配を生じさせるためのスイッチが接続されており、
   前記第２の導電膜における各々の分割領域には、前記第２の導電膜における各々の分割領域において前記他方の方向に電位勾配を生じさせるためのスイッチが接続されていることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル。
6. 前記第１の導電膜における分割領域の一部と前記第２の導電膜における分割領域の一部により、静電容量方式による接触位置の位置検出を行ない、
   前記第１の導電膜と前記第２の導電膜により、抵抗膜方式による接触位置の位置検出を行なうものであることを特徴とする請求項４又は５に記載のタッチパネル。
7. 一方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第１の導電膜と、前記一方の方向と略直交する他方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第２の導電膜と、第３の導電膜と、を有し、前記第１の導電膜における分離領域は、前記他方の方向に配列されており、前記第２の導電膜における分離領域は、前記一方の方向に配列されているタッチパネルの位置検出方法において、
   前記第１の導電膜における分割領域に接続された電流検出部と、前記第２の導電膜における分割領域の一部に接続された電流検出部により、接触位置の位置検出を行なう第１の検出工程と、
   前記第２の導電膜における各々の分割領域に接続された電位検出部と、前記第３の導電膜における各々の分割領域に接続された電位検出部により、接触位置の位置検出を行なう第２の検出工程と、
   を有することを特徴とするタッチパネルの位置検出方法。
8. 前記第１の検出工程においては、前記第３の導電膜、前記第２の導電膜における前記電流検出部が接続されていない分割領域のいずれか一方または双方は、フローティング状態であることを特徴とする請求項７に記載のタッチパネルの位置検出方法。
9. 一方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第１の導電膜と、前記一方の方向と略直交する他方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第２の導電膜と、を有し、前記第１の導電膜における分離領域は、前記他方の方向に配列されており、前記第２の導電膜における分離領域は、前記一方の方向に配列されているタッチパネルの位置検出方法において、
   前記第１の導電膜における分割領域の一部に接続された電流検出部と、前記第２の導電膜における分割領域の一部に接続された電流検出部により、接触位置の位置検出を行なう第１の検出工程と、
   前記第１の導電膜における各々の分割領域に接続された電位検出部と、前記第２の導電膜における各々の分割領域に接続された電位検出部により、接触位置の位置検出を行なう第２の検出工程と、
   を有することを特徴とするタッチパネルの位置検出方法。
10. 前記第１の検出工程においては、前記第１の導電膜における前記電流検出部が接続されていない分割領域及び前記第２の導電膜における前記電流検出部が接続されていない分割領域は、フローティング状態であることを特徴とする請求項９に記載のタッチパネルの位置検出方法。
11. 前記第１の検出工程と、前記第２の検出工程は、交互に行なわれるものであることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載のタッチパネルの位置検出方法。

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