JP4189667B2 - タッチパネル装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイ表面に設置され、指やペン等による押圧位置を検出するタッチパネル装置に関する。

従来のタッチパネルとして、片側表面に抵抗膜が形成された２つの基板を、各抵抗膜が対向するようにスペーサを介して積層した抵抗膜式が知られており、携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末）、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータなどに広く用いられている。タッチパネルの一例として、５線式のものが公知である。

５線式のタッチパネルは、可動基板にセンシング用の配線が１本接続され、可動基板と対向する固定基板に電源供給用の配線が４本接続されることにより、合計５本の配線を備えて構成されており、可動基板の抵抗膜の抵抗値が均一でない場合や抵抗値の経年変化などが生じた場合でも、検出精度に影響を及ぼすおそれが少なく高寿命であるという利点を有している。

この一方で、５線式のタッチパネルは、固定基板における抵抗膜の周囲に４つの電極を配置する必要があるので、これらの電極抵抗によって等電位線が湾曲し、検出位置と実際の押圧位置との誤差が生じやすくなるという問題がある。このため、例えば特許文献１においては、所定の計算式を用いて電極抵抗の最適値を求め、上記誤差を軽減することが提案されている。
特開２００２−９９３８９号公報

上記特許文献１に記載されたタッチパネルによれば、押圧位置の検出精度を良好に維持することができる一方で、電極の最適な抵抗値を得るために電極形状を非直線状にしなければならず、可動基板における抵抗膜の周囲に必要な配線の取り回しスペース（配線スペース）が大きくなる。このため、小型のモニタに設置する場合や、大型であっても枠部が狭いモニタに設置する場合等においても、必要な配線スペースを確保できるようにする点で更に改良の余地があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、検出精度が高く且つ配線スペースの狭小化が可能なタッチパネル装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、 矩形状の導電膜を有し該導電膜の各辺に沿って電極が配置された固定基板と、前記各電極の交点に接続され前記導電膜の押圧に伴う電位を検出する電位検出手段と、前記電位検出手段により検出された電位に基づいて前記導電膜の押圧位置に対応する検出座標を算出する検出座標取得手段と、前記押圧位置の検出座標から押圧座標を求める押圧位置判定手段とを備えるタッチパネル装置であって、前記押圧位置判定手段は、前記導電膜の検出領域におけるコーナー部および前記各コーナー部の中点、並びに中心部の少なくとも９点に予め設定された指定座標と、前記各指定座標の押圧により前記検出座標取得手段において得られた検出座標とに基づいて、補正演算式を決定するキャリブレーション処理部と、前記検出領域における任意の位置の押圧により前記検出座標取得手段において得られた検出座標から、前記補正演算式に基づいて押圧座標を算出する補正演算部とを備え、前記キャリブレーション処理部は 、前記指定座標を（Ｘ，Ｙ）とし前記検出座標を（ｘ，ｙ）としたときに、
Ｘ＝ａ1ｘ＋ａ2ｙ＋ａ3ｘｙ＋ａ4 ・・・（１） および
Ｙ＝ａ5ｘ＋ａ6ｙ＋ａ7ｘｙ＋ａ8 ・・・（２）
の２式において、各コーナー部に対応する前記指定座標及び該指定座標に対応する前記検出座標から係数ａ1〜ａ8を求めることにより一次補正式を決定し、前記各指定座標に対応する検出座標から前記一次補正式を用いて前記各指定座標に対応する一次補正座標を算出し、前記導電膜の各辺と、互いに対向配置される前記導電膜の検出領域における各コーナー部の中点及び前記導電膜の検出領域における中心部を通る前記導電膜の各辺に平行な各ラインとで挟まれる領域における任意の点の二次補正量を、前記導電膜の各辺に対応する前記一次補正座標を結ぶ湾曲線のたわみ量に、前記導電膜の各辺と当該各辺に平行な前記ラインとの距離に対する前記導電膜の各辺と前記任意の点との距離の比に関するパラメータを積算して算出する二次補正式を決定し、前記補正演算部は、前記一次補正式を用いて前記検出座標から前記検出座標に対応する一次補正座標を算出し、前記二次補正式を用いて前記検出座標に対応する一次補正座標から二次補正座標を算出することにより、前記押圧座標を算出するタッチパネル装置により達成される。

本発明によれば、検出精度が高く且つ配線スペースの狭小化が可能なタッチパネル装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るタッチパネル装置の概略構成図である。図１に示すように、タッチパネル装置は、例えばパーソナルコンピュータ、販売機、発券装置、ゲーム機などの端末装置Ｔの表示部Ｄに取り付けられるタッチパネル本体２と、制御装置３０とを備えて構成されている。

タッチパネル本体２は、スペーサ（図示せず）を介して対向配置された可動基板１０及び固定基板２０を有している。可動基板１０及び固定基板２０の対向面には、矩形状の導電膜１２，２２がそれぞれ形成されている。可動基板１０と固定基板２０とは、両面粘着テープなどで周囲を貼り合わせることにより一体化されている。

導電膜１２，２２の材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）膜が一般に用いられるが、スズ酸化膜、銅、アルミニウム、ニッケル、クロムなどを用いることも可能であり、更に、これら２種以上の材料の積層体や合金を用いてもよい。導電膜１２，２２は、可動基板１０または固定基板２０にスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などのＰＶＤ法の他、ＣＶＤ法、塗装法、印刷法などにより形成することができ、アンダーコート層を介在させることにより、可動基板１０または固定基板２０への密着性や透明性を高めることができる。導電膜１２，２２のシート抵抗値は、可動基板１０の導電膜１２が通常１００〜５００Ω／□であり、固定基板２０の導電膜２２が通常５００〜３０００Ω／□である。

可動基板１０は、耐熱性、耐候性、非収縮性、対薬品性等の他、機械的強度に優れるフィルム基板であることが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリル、又は、熱可塑性ノルボルネン系ポリマーなどの各種フィルムや、これら２種以上のフィルムの積層体などを例示することができる。可動基板１０の厚みは、通常０．０５〜５ｍｍ程度、好ましくは０．１〜０．３ｍｍ程度であり、全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ ７３６１）は、通常５０％以上、好ましくは７０％以上、更に好ましくは９０％以上である。可動基板１０の表面側には、ハードコート加工や反射防止加工を施してもよく、或いはこのような加工処理に代えて、ハードコートフィルム、反射防止フィルム、偏光フィルムなどを積層してもよい。

可動基板１０の導電膜１２からは、信号線が引き出されている。信号線は、可動基板１０から直接引き出すようにしてもよく、或いは、固定基板２０を経て引き出すようにしてもよい。

固定基板２０は、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどのガラス基板を好適に用いることができ、高温加工が可能である。固定基板２０の厚みは、０．０５〜５ｍｍ程度が好ましく、０．１〜３ｍｍ程度がより好ましい。固定基板２０は、可動基板１０と同様にフィルム基板とすることも可能であり、ガラス基板又はフィルム基板からなる固定基板２０に支持体を積層して補強することもできる。

図２に示すように、固定基板２０には、導電膜２２が外周に沿って一定幅をエッチング除去されることにより、配線の取り回しスペースとなる配線スペース２３が形成されている。配線スペース２３の形成は、必ずしも導電膜２２の一部を除去して行う必要はなく、配線スペース２３に相当する領域の絶縁性が保たれるようにレーザ加工で導電膜２２を切断して行ってもよい。

固定基板２０の配線スペース２３には、断面一定で直線状に延びる４つの電極２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが、導電膜２２の各辺に沿って枠体を形成するように配置されており、各電極２４ａ〜２４ｄの交点（４カ所）からそれぞれ配線２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄが引き出されている。配線２５ａ〜２５ｄは、印刷などによって配線スペース２３上に設けられ、先端部が１カ所に集められてフレキシブルコネクタ２６により熱圧着されている。

電極２４ａ〜２４ｄは、銀、銅、銀及びカーボンなどのペースト状材料を用いて、例えばスクリーン印刷により形成することができる。電極２４ａ〜２４ｄの材料としては、体積抵抗を略一定に保つことができる安定な材料であれば他の材料を選定することも可能であり、所望の電極抵抗値が得られるように体積抵抗値を決定すればよい。

電極２４ａ〜２４ｄの抵抗値は、導電膜２２への過電流を防止すると共に等電位線の湾曲歪みを小さくする観点から、３０〜５００Ωが好ましく、６０〜２００Ωがより好ましく、８０〜１００Ωが更に好ましい。また、各電極２４ａ〜２４ｄの抵抗値のばらつきは、湾曲歪みを小さくする観点から±２０％以内であることが好ましい。導電膜２２の長辺および短辺の長さが異なるために各電極２４ａ〜２４ｄの長さが同一でない場合には、電極幅を変えることによって抵抗値を調節することができる。

制御装置３０は、フレキシブルコネクタ２６に接続され可動基板１０の押圧に伴う電位を検出する電位検出部３１と、検出された電位から押圧位置に対応する検出座標を算出する検出座標取得部３３と、押圧位置の検出座標から押圧座標を求める押圧位置判定部３５とを備えている。制御装置３０は、端末装置Ｔに内蔵されていてもよく、端末装置Ｔに対して外付け可能に構成されていてもよい。或いは、端末装置Ｔに必要なプログラムをインストールすることにより、端末装置Ｔ自体を制御装置３０として機能させることも可能である。

押圧位置判定部３５は、補正演算式を決定するキャリブレーション処理部３２と、固定基板２０の任意の押圧位置における検出座標から補正演算式を用いて実際の押圧座標を算出する補正演算部３４と、キャリブレーション処理部３２及び補正演算部３４における処理用データや処理結果などを格納するメモリ部３６とを備えている。

次に、上記構成を備えたタッチパネル装置の作動について説明する。タッチパネル装置の購入時やメンテナンス時においては、タッチパネル装置の入力操作前にキャリブレーションを行うことが好ましい。この手順を、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、タッチパネル装置が装着された端末装置Ｔの操作に基づいて制御装置３０にキャリブレーション信号が入力されると、キャリブレーション処理部３２は、以下の手順によりキャリブレーション処理を行う。

まず、端末装置Ｔの表示部Ｄにキャリブレーション画面を表示させる（ステップＳ１）。図４に示すように、導電膜２２の検出領域におけるコーナー部Ｐ１，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９および各コーナー部の中点Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８、並びに中心部Ｐ５の計９点が予め指定座標として設定されてメモリ部３６に格納されており、キャリブレーション画面においては、各指定座標Ｐ１〜Ｐ９にマーカ（例えば×印）が順次表示される。

操作者が、表示されたマーカを指やペンなどで押圧すると、可動基板１０および固定基板２０の導電膜１２，２２同士が点接触し、電位検出部３１において電位が検出される。検出座標取得部３３は、この検出電位に基づいて押圧位置に対応する検出座標（Ｘ座標及びＹ座標）を算出する。検出電位に基づく座標の算出方法は周知の技術であるため、詳細な説明を省略する。こうして得られた各指定座標Ｐ１〜Ｐ９に対応する検出座標は、タッチ座標Ｔ１（Ｘ_T1，Ｙ_T1），Ｔ２（Ｘ_T2，Ｙ_T2），・・・，Ｔ９（Ｘ_T9，Ｙ_T9）としてメモリ部３６に格納される（ステップＳ２）。

キャリブレーション処理部３２は、まず一次補正に用いる数式（一次補正式）を決定する（ステップＳ３）。この一次補正式の基本形は、指定座標を（Ｘ，Ｙ）とし、タッチ座標を（ｘ，ｙ）としたときに、下記の数式（５）及び数式（６）で表される。

Ｘ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｘｙ＋ｄ ・・・（５）
Ｙ＝ｅｘ＋ｆｙ＋ｇｘｙ＋ｈ ・・・（６）
数式（５）及び数式（６）における係数ａ〜ｈは、検出領域の各コーナー部の指定座標Ｐ１，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９と、タッチ座標Ｔ１（Ｘ_T1，Ｙ_T1），Ｔ３（Ｘ_T3，Ｙ_T3），Ｔ７（Ｘ_T7，Ｙ_T7），Ｔ９（Ｘ_T9，Ｙ_T9）とに基づいて、算出することができる。本実施形態においては、コーナー部の指定座標Ｐ１，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９をそれぞれ（０，１０００），（１０００，１０００），（０，０），（１０００，０）に設定しているが、押圧を検出することができる検出領域の大きさに基づいて適宜定めればよい。尚、ベゼル等との関係で上記座標が押圧できない場合には、コーナー部の指定座標を（１０，９９０）や（９９０，９９０）などとしてもよい。

こうして係数ａ〜ｈを求めることにより、一次補正式は下記の数式（７）及び数式（８）で表される。ここで、一次補正座標ＣＡｎは（Ｘ_CAn，Ｙ_CAn）で表し、タッチ座標Ｔｎは（Ｘ_Tn，Ｙ_Tn）で表している。

Ｘ_CAn＝ａＸ_Tn＋ｂＹ_Tn＋ｃＸ_TnＹ_Tn＋ｄ ・・・（７）
Ｙ_CAn＝ｅＸ_Tn＋ｆＹ_Tn＋ｇＸ_TnＹ_Tn＋ｈ ・・・（８）
次に、この数式（７）及び（８）を用いて、各指定座標Ｐ１〜Ｐ９に対応するタッチ座標Ｔ１（Ｘ_T1，Ｙ_T1）〜Ｔ９（Ｘ_T9，Ｙ_T9）から、一次補正座標ＣＡ１（Ｘ_CA1，Ｙ_CA1）〜ＣＡ９（Ｘ_CA9，Ｙ_CA9）を算出する（ステップＳ４）。こうして得られた一次補正座標ＣＡ１〜ＣＡ９は、各コーナー部の指定座標Ｐ１，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９に対応するＣＡ１，ＣＡ３，ＣＡ７，ＣＡ９については指定座標に一致するが、各コーナー間の指定座標Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８に対応するＣＡ２，ＣＡ４，ＣＡ６，ＣＡ８については、図５に示すように指定座標よりも中心側にずれた状態となる。この現象は、検出領域における等電位線が湾曲していることに基づくと考えられるので、湾曲線を直線に修正する二次補正が必要になる。

そこで、まず各コーナーの一次補正座標ＣＡ１，ＣＡ３，ＣＡ７，ＣＡ９から、一次補正座標ＣＡ２，ＣＡ４，ＣＡ６，ＣＡ８が頂点近傍となるように湾曲線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を近似する（ステップＳ５）。例えば、一次補正座標ＣＡ７，ＣＡ８，ＣＡ９を結ぶ湾曲線Ｌ１、及び、一次補正座標ＣＡ１，ＣＡ４，ＣＡ７を結ぶ湾曲線Ｌ２は、それぞれ以下の数式９及び数式１０で表すことができ、ＣＡ７（Ｘ_CA7，Ｙ_CA7），ＣＡ８（Ｘ_CA8，Ｙ_CA8），ＣＡ９（Ｘ_CA9，Ｙ_CA9）、および、ＣＡ１（Ｘ_CA1，Ｙ_CA1），ＣＡ４（Ｘ_CA4，Ｙ_CA4），ＣＡ７（Ｘ_CA7，Ｙ_CA7）に基づいて、係数ｉ〜ｋ及び係数ｌ〜ｎを算出することができる。湾曲線Ｌ３及びＬ４についても同様である。

Ｙ_CAn＝ｉＸ_CAn ²＋ｊＸ_CAn＋ｋ ・・・（９）
（ｎ＝７，８，９）
Ｘ_CAn＝ｌＹ_CAn ²＋ｍＹ_CAn＋ｎ ・・・（１０）
（ｎ＝１，４，７）
こうして得られた４つの湾曲線Ｌ１〜Ｌ４に基づいて、二次補正に用いる数式を以下のように決定する（ステップＳ６）。例えば、図５に示すように、湾曲線Ｌ１上の点ＰＬ１（Ｘ_L1，Ｙ_L1）については、Ｙ方向の補正量Ｐ_yがその点における湾曲線Ｌ１のたわみ量に一致するためＰ_y＝Ｙ_CA7（又はＹ_CA9）−Ｙ_L1であり、湾曲線Ｌ２上の点ＰＬ２（Ｘ_L2，Ｙ_L2）については、Ｘ方向の補正量Ｐ_xがその点における湾曲線Ｌ２のたわみ量に一致するためＰ_x＝Ｘ_CA1（又はＸ_CA7）−Ｘ_L2である。

これに対し、湾曲線Ｌ１〜Ｌ４で囲まれた検出領域の内部においては、検出領域の中心に近づくにつれて湾曲度（曲率）が小さくなり、検出領域の中心においては湾曲度が０になる。したがって、湾曲度の変化に応じた補正量の修正が必要になる。この湾曲度の変化率は、Ｘ方向又はＹ方向に対して略一定であると近似することができるので、例えば、検出領域の下半分（境界線を含む）における任意の点（Ｘ_u，Ｙ_u）については、上述した湾曲線Ｌ１上の点に対するＹ方向補正量に基づいて、Ｙ方向の補正量Ｐ_yを下記の数式１１により求めることができる。

Ｐ_y＝（Ｙ_CA7−（ｉＸ_u ²＋ｊＸ_u＋ｋ））×（Ｙ_m−Ｙ_u）／Ｙ_m …（１１）
（但し、Ｙ_m＝Ｙ₁−Ｙ₇／２）
検出領域の上半分（境界線を含まない）の点についても、上述と同様、まず湾曲線Ｌ３上の点に対するＹ方向補正量を求め、これに基づいてＹ方向の補正量を算出することができる。

また、検出領域の左半分（境界線を含む）における任意の点（Ｘ_l，Ｙ_l）については、上述した湾曲線Ｌ２上の点に対するＹ方向補正量に基づいて、Ｘ方向の補正量Ｐ_Xを、下記の数式１２により求めることができる。

Ｐ_x＝（Ｘ_CA1−（ｌＹ_u ²＋ｍＹ_u＋ｎ））×（Ｘ_m−Ｘ_l）／Ｘ_m …（１２）
（但し、Ｘ_m＝Ｘ₁−Ｘ₃／２）
検出領域の右半分（境界線を含まない）の点についても、上述と同様、まず湾曲線Ｌ４上の点に対するＸ方向補正量を求め、これに基づいてＸ方向の補正量を算出することができる。

こうして、上記数式１１及び数式１２などの二次補正に用いる数式（二次補正式）を決定した後、この二次補正式を用いて、一次補正座標ＣＡ１〜ＣＡ９から二次補正座標ＣＢ１〜ＣＢ９を算出する（ステップＳ７）。二次補正座標ＣＢ１〜ＣＢ９は、各コーナー部の指定座標Ｐ１，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９に対応するＣＢ１，ＣＢ３，ＣＢ７，ＣＢ９については指定座標に一致し、直線状に補正された検出領域の枠線上に、ＣＢ２，ＣＢ４，ＣＢ６，ＣＢ８が位置する。

ところが、こうして得られた二次補正座標ＣＢ２，ＣＢ４，ＣＢ６，ＣＢ８は、必ずしも指定座標Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８に一致するとは限らず、二次補正座標ＣＢ５についても、指定座標Ｐ５に一致するとは限らない。そこで、二次補正座標ＣＢ１〜ＣＢ９に基づいて、三次補正に用いる数式を決定する（ステップＳ８）。

三次補正座標ＣＣ１〜ＣＣ９のうち、ＣＣ２（Ｘ_CC2，Ｙ_CC2），ＣＣ４（Ｘ_CC4，Ｙ_CC4），ＣＣ５（Ｘ_CC5，Ｙ_CC5），ＣＣ６（Ｘ_CC6，Ｙ_CC6），ＣＣ８（Ｘ_CC8，Ｙ_CC8）については、対応する各指定座標Ｐ２（５００，１０００），Ｐ４（０，５００），Ｐ５（５００，５００），Ｐ６（１０００，５００），Ｐ８（５００，０）の座標とそれぞれ一致するように予め設定されており、メモリ部３６に格納されている。

三次補正においては、図６に示すように、まず指定座標Ｐ１〜Ｐ９が分割領域の四隅に位置するように検出領域を分割する。すなわち、検出領域を、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４およびＰ５を各コーナーとする領域（領域１）と、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５およびＰ６を各コーナーとする領域（領域２）と、Ｐ４，Ｐ５，Ｐ７およびＰ８を各コーナーとする領域（領域３）と、Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８およびＰ９を各コーナーとする領域（領域４）との４つの領域に分割し、分割された領域毎に、一次補正の場合と同様に三次補正に用いる式を決定する。例えば、領域３については、Ｐ４，Ｐ５，Ｐ７およびＰ８に対応する二次補正座標ＣＢ４（Ｘ_CB4，Ｙ_CB4），ＣＢ５（Ｘ_CB5，Ｙ_CB5），ＣＢ７（Ｘ_CB7，Ｙ_CB7），ＣＢ８（Ｘ_CB8，Ｙ_CB8）と、三次補正座標ＣＣ４（Ｘ_CC4，Ｙ_CC4），ＣＣ５（Ｘ_CC5，Ｙ_CC5），ＣＣ７（Ｘ_CC7，Ｙ_CC7），ＣＣ８（Ｘ_CC8，Ｙ_CC8）とに基づいて、以下の数式７及び８における係数ｏ〜ｒ及びｓ〜ｖを算出することにより、三次補正に用いる数式が得られる。

Ｘ_CCn＝ｏＸ_CBn＋ｐＹ_CBn＋ｑＸ_CBnＹ_CBn＋ｒ ・・・（１３）
（ｎ＝４，５，７，８）
Ｙ_CCn＝ｓＸ_CBn＋ｔＹ_CBn＋ｕＸ_CBnＹ_CBn＋ｖ ・・・（１４）
（ｎ＝４，５，７，８）
こうして、分割された全ての領域に対して三次補正に用いる数式（三次補正式）を決定することにより、キャリブレーションが完了する。

実際の入力操作時においては、補正演算部３４が、押圧による検出座標に対して上述の一次補正、二次補正及び三次補正を順次行うことにより、位置補正を行う。この手順を、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。

例えば、検出領域における左下部領域（図６の領域３に相当）の任意の点が押圧され、検出座標が（Ｘ_lu，Ｙ_lu）である場合、まず、上記数式７及び数式８と同様の下記数式１５及び数式１６により一次補正を行い、一次補正座標（Ｘ_lu1，Ｙ_lu1）を算出する（ステップＳ１１）。

Ｘ_lu1＝ａＸ_lu＋ｂＹ_lu＋ｃＸ_luＹ_lu＋ｄ ・・・（１５）
Ｙ_lu1＝ｅＸ_lu＋ｆＹ_lu＋ｇＸ_luＹ_lu＋ｈ ・・・（１６）
次に、一次補正座標（Ｘ_lu1，Ｙ_lu1）から、上記数式１１及び数式１２と同様の下記数式１７及び数式１８によりＹ方向補正量Ｐ_y及びＸ方向補正量Ｐ_xを求め、下記数式１９及び数式２０により、二次補正座標（Ｘ_lu2，Ｙ_lu2）を算出する（ステップＳ１２）。

Ｐ_y＝（Ｙ_CA7−（ｉＸ_lu1 ²＋ｊＸ_lu1＋ｋ））×（Ｙ_m−Ｙ_u）／Ｙ_m
…（１７）
（但し、Ｙ_m＝Ｙ_CA1−Ｙ_CA7／２）
Ｐ_x＝（Ｘ_CA1−（ｌＹ_lu1 ²＋ｍＹ_lu1＋ｎ））×（Ｘ_m−Ｘ_l）／Ｘ_m
…（１８）
（但し、Ｘ_m＝Ｘ_CA1−Ｘ_CA3／２）
Ｘ_lu2＝Ｘ_lu1＋Ｐ_x ・・・（１９）
Ｙ_lu2＝Ｙ_lu1＋Ｐ_y ・・・（２０）
ついで、二次補正座標（Ｘ_lu2，Ｙ_lu2）から、上記数式１３及び数式１４と同様の下記数式２１及び数式２２により三次補正を行い、三次補正座標（Ｘ_lu3，Ｙ_lu3）を算出する（ステップＳ１３）。

Ｘ_lu3＝ｏＸ_lu2＋ｐＹ_lu2＋ｑＸ_lu2Ｙ_lu2＋ｒ ・・・（２１）
Ｙ_lu3＝ｓＸ_lu2＋ｔＹ_lu2＋ｕＸ_lu2Ｙ_lu2＋ｖ ・・・（２２）
そして、この三次補正座標（Ｘ_lu3，Ｙ_lu3）を、補正後の押圧座標（Ｘ_lua，Ｙ_lua）として出力する（ステップＳ１４）。以上は、検出領域における左下部領域の点が押圧された場合の説明であるが、他の領域が押圧された場合も、キャリブレーション処理により求めた二次補正及び三次補正に用いる数式を利用して、補正後の押圧座標を求めることができる。

図８（ａ）〜（ｄ）は、１０００×１０００の検出領域において、検出座標、一次補正後の座標、二次補正後の座標、及び三次補正後の座標をそれぞれ黒丸で表しており、破線の各交点が実際の押圧位置に対応している。図８から明らかなように、三次補正後の座標は実際の押圧位置に略一致することを確認した。

このように、本実施形態のタッチパネル装置によれば、従来のように電極の形状や配置などを特に考慮することなく、制御装置３０におけるソフトウェア処理により押圧位置の位置補正を正確に行うことができる。したがって、良好な検出精度が得られるだけでなく、断面が一定の直線状の電極を用いて配線スペースの狭小化を達成することができる。

本実施形態においては、キャリブレーション処理時において、画面上の９点Ｐ１〜Ｐ９にマーカを表示させることにより、９点のタッチ座標Ｔ１〜Ｔ９を取得するようにしているが、より多くのタッチ座標を取得するようにしてもよい。例えば、２５点のタッチ座標を取得する場合、三次補正において、４分割された領域に対して上記と同様に位置補正を行った後、分割された各領域を更に４分割して同様の位置補正を行うことができるので、より精度の高い位置補正が可能になる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様が上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、可動基板を設ける代わりに信号線が接続されたワイヤードペンを備えた構成にすることも可能である。或いは、可動基板を設けずに固定基板を直接指やペンで触れるように構成された、いわゆる静電容量式のタッチパネルとしてもよい。

本発明の一実施形態に係るタッチパネル装置の概略構成図である。 上記タッチパネル装置の固定基板を示す平面図である。 キャリブレーション処理の手順を示すフローチャートである。 キャリブレーション画面を示す図である。 二次補正を説明するための模式図である。 三次補正を説明するための模式図である。 補正処理の手順を示すフローチャートである。 補正処理の結果を示す図である。

符号の説明

２ タッチパネル本体
１０ 可動基板
１２ 導電膜
２０ 固定基板
２２ 導電膜
２３ 配線スペース
２４ａ〜２４ｄ 電極
２５ａ〜２５ｄ 配線
３０ 制御装置
３２ キャリブレーション処理部
３４ 補正演算部
３６ メモリ部
Ｔ 端末装置
Ｄ 表示部

Claims (3)

1. 矩形状の導電膜を有し該導電膜の各辺に沿って電極が配置された固定基板と、
   前記各電極の交点に接続され前記導電膜の押圧に伴う電位を検出する電位検出手段と、
   前記電位検出手段により検出された電位に基づいて前記導電膜の押圧位置に対応する検出座標を算出する検出座標取得手段と、
   前記押圧位置の検出座標から押圧座標を求める押圧位置判定手段とを備えるタッチパネル装置であって、
   前記押圧位置判定手段は、前記導電膜の検出領域におけるコーナー部および前記各コーナー部の中点、並びに中心部の少なくとも９点に予め設定された指定座標と、前記各指定座標の押圧により前記検出座標取得手段において得られた検出座標とに基づいて、補正演算式を決定するキャリブレーション処理部と 、
   前記検出領域における任意の位置の押圧により前記検出座標取得手段において得られた検出座標から、前記補正演算式に基づいて押圧座標を算出する補正演算部とを備え、
   前記キャリブレーション処理部は 、
   前記指定座標を（Ｘ，Ｙ）とし前記検出座標を（ｘ，ｙ）としたときに、
   Ｘ＝ａ1ｘ＋ａ2ｙ＋ａ3ｘｙ＋ａ4 ・・・（１） および
   Ｙ＝ａ5ｘ＋ａ6ｙ＋ａ7ｘｙ＋ａ8 ・・・（２）
   の２式において、各コーナー部に対応する前記指定座標及び該指定座標に対応する前記検出座標から係数ａ1〜ａ8を求めることにより一次補正式を決定し、
   前記各指定座標に対応する検出座標から前記一次補正式を用いて前記各指定座標に対応する一次補正座標を算出し、
   前記導電膜の各辺と、互いに対向配置される前記導電膜の検出領域における各コーナー部の中点及び前記導電膜の検出領域における中心部を通る前記導電膜の各辺に平行な各ラインとで挟まれる領域における任意の点の二次補正量を、前記導電膜の各辺に対応する前記一次補正座標を結ぶ湾曲線のたわみ量に、前記導電膜の各辺と当該各辺に平行な前記ラインとの距離に対する前記導電膜の各辺と前記任意の点との距離の比に関するパラメータを積算して算出する二次補正式を決定し、
   前記補正演算部は、
   前記一次補正式を用いて前記検出座標から前記検出座標に対応する一次補正座標を算出し、前記二次補正式を用いて前記検出座標に対応する一次補正座標から二次補正座標を算出することにより、前記押圧座標を算出するタッチパネル装置。
2. 前記キャリブレーション処理部は、
   前記指定座標が各分割領域の四隅に位置するように前記検出領域を分割し、
   前記指定座標を（Ｘ，Ｙ）とし前記二次補正座標を（ｘ，ｙ）としたときに、
   Ｘ＝ｂ1ｘ＋ｂ2ｙ＋ｂ3ｘｙ＋ｂ4 ・・・（３） および
   Ｙ＝ｂ5ｘ＋ｂ6ｙ＋ｂ7ｘｙ＋ｂ8 ・・・（４）
   の２式において、前記分割領域の四隅に対応する前記指定座標及び該指定座標に対応する前記二次補正座標から係数ｂ1〜ｂ8を求めることにより三次補正式を決定し、
   前記補正演算部は、
   前記三次補正式を用いて前記二次補正座標から三次補正座標を算出することにより、前記押圧座標を算出する請求項１に記載のタッチパネル装置。
3. 前記電極は、断面が一定であり、前記導電膜の各辺に沿って直線状に延びるように配置されている請求項１又は２に記載のタッチパネル装置。

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