JP6328592B2

JP6328592B2 - 抵抗膜式タッチパネル

Info

Publication number: JP6328592B2
Application number: JP2015152064A
Authority: JP
Inventors: 優輝寺尾
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2035-07-31
Also published as: US20170031483A1; CN106406648B; JP2017033253A; CN106406648A; DE102016113715B4; DE102016113715A1; US10521066B2

Description

本発明は、抵抗膜式タッチパネルに関する。

タッチパネルを用いた操作入力装置が広く用いられている。図１は一般的な抵抗膜式タッチパネル（以下、「タッチパネル」という）１の構造を示す図である。フィルム１０の一方の面には抵抗膜１１が貼り付けられている。フィルム１０の他方の面には指３やタッチペン（図示せず）などで圧をかけられる。ガラス１３の一方の面には抵抗膜１２が貼り付けられている。タッチパネル１は、ドットスペーサ１４を２枚の抵抗膜１１，１２で挟み、抵抗膜１１，１２の膜間の距離を保持している。タッチパネル１の下部には液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）４が配置されている。

タッチパネル１の上部（フィルム１０側）から指３やタッチペンなどで圧を掛けることによって、電圧が掛けられた２枚の抵抗膜１１，１２がショートし、タッチパネル用コントローラ側でタッチされた場所の電圧値を測定することで座標を検出することができる。ドットスペーサ１４は環境などの外的要因により２枚の抵抗膜１１，１２が誤接触しないようにするためのものである。従来のタッチパネル１では、部分的にタッチの感度を変更する事は出来ない。また押し圧を検出する装置もあるが、それ自体でタッチパネルの押し圧を変化させられるものではない（特許文献１参照）。

特開２０１３−１２７６９０号公報

工作機械の操作でタッチパネルを使用する場合、文字入力、ボタン操作（タップ、回転、拡大縮小動作など）に使用する際は、軽いタッチで反応する事が望ましい。
一方、工作機械の操作盤として使用する際は、実際に機械を動かす為のボタンも配置されているため、機械の誤動作による事故を防止する必要がある。その為に、実際に機械を動かす為のボタンは、軽いタッチでは反応せず、ある程度強めのタッチでの反応が望ましい。
そこで、本発明の目的は、一部の領域が他の領域に比べてタッチの感度を変えたタッチパネルを提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、２枚の抵抗膜の間に複数のドットスペーサが配置され、該ドットスペーサによって向かい合わせに配置された２枚の抵抗膜間の距離を保持し、タッチ面とは逆側の抵抗膜の下に支えとなるガラスを接着した抵抗膜式タッチパネルにおいて、前記の抵抗膜側のガラス面の一部のみの領域にガラスと弾性率の異なる素材を備えたことを特徴とする抵抗膜式タッチパネルである。
請求項２に係る発明は、前記ガラス面の一部のみの領域に、ガラスと弾性率の異なる素材を備えた領域を複数形成することを特徴とする、請求項１記載の抵抗膜式タッチパネルである。
請求項３に係る発明は、前記ガラス面の一部のみの領域に凹部を設け、該凹部にガラスと弾性率と異なる素材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗膜式タッチパネルである。
請求項４に係る発明は、前記ガラス面の一部のみの領域に貫通穴と、該貫通穴の底部を塞ぐ部材を設け、該貫通穴と底部を塞ぐ部材により形成された領域にガラスと弾性率と異なる素材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗膜式タッチパネルである。

本発明により、一部の領域が他の領域に比べてタッチの感度を変えたタッチパネルを提供できる。

一般的な抵抗膜式タッチパネルの構造を説明する図である。Ｘ座標値の検出方法を説明する図である。Ｙ座標値の検出方法を説明する図である。本発明の一実施形態のタッチパネルを弱めの押し圧を掛けた状態を示す図である。本発明の一実施形態のタッチパネルに強めの押し圧を掛けた状態を示す図である。本発明の一実施形態のタッチパネルの平面図と断面図である。ガラス部分の構成を示す図である。機械の制御スイッチが配置された領域を機械の誤動作防止の構成とした例を示す図である。１台の装置で複数の機械の制御を行う場合の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。従来技術と同じ若しくは類似した構成要素については同じ符号を用いる。本発明に係るタッチパネルの一実施形態を説明する。図２はＸ座標値の検出方法を説明する図である。図３はＹ座標値の検出方法を説明する図である。

従来技術の説明の欄で説明したように、抵抗膜式タッチパネルは、ドットスペーサを２枚の抵抗膜で挟み、裏にガラスが貼られた構造を備えている。タッチパネル上部（フィルム側）から指やタッチペンなどで圧を掛けることによって、電圧が掛けられた２枚の抵抗膜がショートし、タッチパネル用コントローラ側でタッチされた場所の電圧値を測定することで座標を検出する仕組みである（図２，図３）。ドットスペーサは環境などの外的要因により２枚の抵抗膜が誤接触しないようにするためのものである。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、タッチパネルの下側（タッチパネル付きディスプレイ奥側）に位置する。

＜Ｘ座標値の検出方法＞
Ｘ座標値の検出方法は２枚の抵抗膜１１，１２の上側（フィルム側）の抵抗膜１１の左右両端に電極１１ａ，１１ｂを設け、片方に電圧を掛ける。タッチが行われ２枚の抵抗膜１１と抵抗膜１２がショートするとガラス側の抵抗膜１２を通して電圧が測定できる。抵抗膜１２の前後両端に電極１２ａ，１２ｂが設けられている。電極からタッチされた点までの抵抗分だけ電圧降下が発生し、その電圧値を測定することにより座標を検出する。

＜Ｙ座標値の検出方法＞
Ｙ座標値の検出方法は、Ｘ座標値の検出と逆のガラス側の抵抗膜に電圧を掛ける。タッチが行われ２枚の抵抗膜がショートするとフィルム側の抵抗膜を通して電圧が測定できる。電極からタッチされた点までの抵抗分だけ電圧降下が発生し、その電圧値を測定することにより座標を検出する。
タッチパネルは、上記のＸ座標とＹ座標の検出を（高速で）交互に行っている。

図４はタッチパネルを軽いタッチした状態（弱めの押し圧を掛けた状態）を示す図である。図５はタッチパネルに強めの押し圧を掛けた状態を示す図である。図６はタッチパネルの平面図と断面図である。

抵抗膜式タッチパネルであるタッチパネル２は、従来技術と同様に、フィルム１０の一方の面には抵抗膜１１が貼り付けられている。フィルム１０の他方の面には指３やタッチペン（図示せず）などで圧をかけられる。ガラス１５の一方の面には抵抗膜１２が貼り付けられている。タッチパネル１は、ドットスペーサ１４を２枚の抵抗膜１１，１２で挟み、抵抗膜１１，１２の膜間の距離を保持している。

タッチパネル２は削り出し作業などを行い、部分的にタッチの感度を変更する領域に対応するガラス１５の抵抗膜１２に接する部分の領域が、他の領域より窪んだ形状（凹部１５ａ）となるように加工されている（図６の強めの押し圧の領域１７を参照）。裏側（ガラス側）の抵抗膜１２とガラス１５の間（ガラス１５に形成された窪み（凹部１５ａ））に、に透明度が高く、ガラス１５よりも弾性率の低い素材（透明度が高く、弾性率が低い素材１６）を入れる。

タッチパネル２のタッチの感度を他の領域に比べて変更した箇所にタッチ操作が行われた際、図４に示されるように、ガラス１５側の抵抗膜１２が奥の液晶側に逃げる為、押し圧が小さい弱めの押し圧を掛けた軽タッチ時は抵抗膜１１，１２同士が接触せず、タッチ操作とは認識されない。

強めの押し圧を掛けた時にタッチされたと認識させる為には図５に示されるように、他の領域に比べてより強い押し圧を掛けて抵抗膜１１，１２同士を接触させる必要があり、タッチパネル２内で部分的に押し圧を変化させる。図４の状態から更に強い押し圧をタッチパネル２に掛けていくと、抵抗膜１１，１２同士が接触し、タッチ動作として認識される。

図６はタッチパネル２の平面図と断面図である。図６に示されるタッチパネル２では、タッチパネルの左下の領域を強めの押し圧が必要な領域に設定されている（強めの押し圧の領域１７）。他の領域のガラス部分に比べて弾性率が低い素材（透明度が高く、弾性率が低い素材１６、例えば、透明度が高いゲル状の素材など）をガラス１５に形成された凹部１５ａに入れ、抵抗膜１２の奥側への素材（抵抗膜を押させる際に支えとなる部材）の硬さに違いを持たせることにより、タッチパネルの押し圧を変化させる仕組みである。

図７はタッチパネル２のガラス１５の他の構成を示す図である。本発明の上記の実施形態では、ガラス１５の一部を削り出す構造を備えているが（図６参照）、本発明の他の実施形態では、ガラス１８とガラス１９の二枚を張り合わせるものでもよい。ガラス１８の一方の面に抵抗膜１２が貼り付けられている。ガラス１９はガラス１８の一部分に埋め込む弾性体を支える役割を担う部材として用いられる。図６に示すガラス１５に比べて、上側のガラス（ガラス１８）の一部にくり抜き穴（貫通穴）を設けた後に、ガラス１８にガラス１９を貼りあわせる構造を備えており、製造コストを抑えることができる。そして、くり抜き穴に透明度が高く、弾性率が低い素材１６を入れる。

図８は機械の制御スイッチが配置された領域を機械の誤動作防止の構成とした例を示す図である。図８に示す様に、機械をスタートさせる為のスイッチ（軽い弱めの押し圧で簡単にＯＮ出来ては困るスイッチ）などが配置された領域を、押し圧が必要な領域に設定する事で、機械のオペレータがうっかり触れてしまった時の機械の誤動作を防ぐことができる。その他のエリアは抵抗膜の裏側がガラスになるような構成にして、オペレータが軽いタッチで操作可能になるようにする。

機械操作盤であるタッチパネルディスプレイ２０は、弱めの押し圧に設定する領域２１と、強めの押し圧に設定する領域２２を備えている。強めの押し圧に設定する領域２２は機械スタート用スイッチ２３が配置されている領域を含むように設定されている。

図９は１台の装置で複数の機械の制御を行う場合の例を示す図である。図９に示すように１枚のタッチパネル上に複数箇所強めの押し圧が必要な領域を持たせたタッチパネルも実現可能である。一台の装置で複数の機械の制御を行う時に有効である。機械の制御用装置２４は、機械１制御用領域２５、機械２制御用領域２６を備えている。機械１制御用領域２５は、弱めの押し圧に設定する領域２７、強めの押し圧に設定する領域２９、機械スタート用スイッチ３１が配置される、強めの押し圧に設定する領域２９を備えている。同様に、機械２制御用領域２６は、弱めの押し圧に設定する領域２８、強めの押し圧に設定する領域３０、機械スタート用スイッチ３２が配置される、強めの押し圧に設定する領域３０を備えている。

上述したように、本発明の実施形態のタッチパネルは、タッチパネル上のスタートスイッチなどに作業者がうっかり触れてしまう事による機械や装置の誤動作を防ぐ事ができる、タッチパネル全領域で同じ押し圧感度ではなく、任意のエリアで強め／弱めの押し圧感度を調整できる、弾性体の厚みや素材によってさまざまなタッチ感を実現できる、タッチ入力の際にストロークが深くなり、オペレータにとって”ボタンを押す”という感覚に近くなる、本発明は任意の場所に他のエリアと押し圧感度が違うエリアを設定できる、効果を奏することができる。

１タッチパネル
２タッチパネル
３指
４液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）

１０フィルム
１１抵抗膜
１１ａ，１１ｂ電極
１２抵抗膜
１２ａ，１２ｂ電極
１３ガラス
１４ドットスペーサ
１５ガラス
１５ａ凹部
１６透明度が高く、弾性率が低い素材
１７強めの押し圧に設定する領域
１８ガラス
１９ガラス
２０タッチパネルディスプレイ
２１弱めの押し圧に設定する領域
２２強めの押し圧に設定する領域
２３機械スタート用スイッチ
２４機械の制御用装置
２５機械１制御用領域
２６機械２制御用領域
２７弱めの押し圧に設定する領域
２８弱めの押し圧に設定する領域
２９強めの押し圧に設定する領域
３０強めの押し圧に設定する領域
３１機械スタート用スイッチ
３２機械スタート用スイッチ

Claims

２枚の抵抗膜の間に複数のドットスペーサが配置され、該ドットスペーサによって向かい合わせに配置された２枚の抵抗膜間の距離を保持し、タッチ面とは逆側の抵抗膜の下に支えとなるガラスを接着した抵抗膜式タッチパネルにおいて、
前記の抵抗膜側のガラス面の一部のみの領域にガラスと弾性率の異なる素材を備えたことを特徴とする抵抗膜式タッチパネル。
前記ガラス面の一部のみの領域に、ガラスと弾性率の異なる素材を備えた領域を複数形成することを特徴とする、請求項１記載の抵抗膜式タッチパネル。
前記ガラス面の一部のみの領域に凹部を設け、該凹部にガラスと弾性率と異なる素材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗膜式タッチパネル。
前記ガラス面の一部のみの領域に貫通穴と、該貫通穴の底部を塞ぐ部材を設け、該貫通穴と底部を塞ぐ部材により形成された領域にガラスと弾性率と異なる素材を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗膜式タッチパネル。