触摸面板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及触摸面板。一种触摸面板100包括：电阻膜10；与电阻膜10隔开并且与电阻膜10相对的电阻膜20；在电阻膜10上提供并且在X方向彼此相对的XH电极12和XL电极14；在电阻膜20上提供并且在与X方向相交的Y方向彼此相对的YH电极22和YL电极24；分别向电极12、14、22和24施加电压的施加单元32；及坐标检测单元34，当电阻膜10与电阻膜20在两个点接触时，该坐标检测单元基于XH电极12和XL电极14之间所施加的电压、YH电极22和YL电极24之间所施加的电压以及由电阻膜10和电阻膜20之间的接触电阻造成的电压来检测这两个点的坐标。
【专利说明】触摸面板
【技术领域】
[0001]本发明涉及触摸面板。
【背景技术】
[0002]形成电阻膜类型的触摸面板，使得两个电阻膜彼此相对。当触摸面板被手指、笔等压下并且电阻膜相互接触并且导通时，这种类型的触摸面板检测接触点的坐标(见日本特开专利公布N0.6-309087和日本特开专利公布N0.6-139004)。此外，当电阻膜在两个点接触时，还使用检测两个点的坐标的技术(见日本特开专利公布N0.9-34625、日本特开专利公布N0.2012-123787，见日本特开专利公布N0.2011-76591和日本特开专利公布N0.2012-94003)。
【发明内容】
[0003]但是，正确地检测两个点的坐标可能很难。例如，在触摸面板用笔操作的情况下和触摸面板用手指操作的情况下，检测到的坐标存在差异。
[0004]因此，本发明一方面的目标的提供能够在两个点接触时正确地检测这两个点的坐标的触摸面板。
[0005]根据本发明的一方面，提供了一种触摸面板，包括:第一电阻膜；与第一电阻膜隔开并且与第一电阻膜相对的第二电阻膜；在第一电阻膜上提供并且在第一方向彼此相对的第一电极和第二电极；在第二电阻膜上提供并且在与第一方向相交的第二方向彼此相对的第三电极和第四电极；分别向第一至第四电极施加电压的施加单元；及坐标检测单元，当第一电阻膜与第二电阻膜在两个点接触时，该坐标检测单元基于第一电极和第二电极之间所施加的电压、第三电极和第四电极之间所施加的电压以及由第一电阻膜和第二电阻膜之间的接触电阻造成的电压来检测这两个点的坐标。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1A是说明根据第一种实施例的触摸面板的框图；
[0007]图1B是说明控制器的功能性框图；
[0008]图2A是说明在通过笔两点接触时的触摸面板的透视图；
[0009]图2B是说明在通过手指两点接触时的触摸面板的透视图；
[0010]图3是说明触摸面板的坐标检测过程的流程图；
[0011]图4是说明触摸面板的坐标检测过程的流程图；
[0012]图5A是说明用于初始值VxO检测的等效电路的电路图；
[0013]图5B是说明用于初始值VyO检测的等效电路的电路图；
[0014]图6A和6B是说明在触摸确定中的触摸面板的透视图；
[0015]图7A是说明在单点触摸时的等效电路的电路图；
[0016]图7B是说明在两点触摸时的等效电路的电路图；
[0017]图8A是说明在单点触摸时的等效电路的电路图；
[0018]图8B是说明在两点触摸时的等效电路的电路图；
[0019]图9A是说明其中电压从XH电极施加到YH电极的示例的电路图；
[0020]图9B是说明其中电压从XL电极施加到YL电极的示例的电路图；
[0021]图1OA是说明其中电压从XH电极施加到YL电极的示例的电路图；
[0022]图1OB是说明其中电压从XL电极施加到YH电极的示例的电路图；
[0023]图1lA和IlB是说明电压Vx2和Vx3的检测的透视图；
[0024]图12A和12B是说明电压Vy2和Vy3的检测的透视图；
[0025]图13A是说明其中电压从YH电极施加到XH电极的示例的电路图；
[0026]图13B是说明其中电压从YL电极施加到XL电极的示例的电路图；
[0027]图14A是说明其中电压从YL电极施加到XH电极的示例的电路图；及
[0028]图14B是说明其中电压从YH电极施加到XL电极的示例的电路图。
【具体实施方式】
[0029]现在参考附图给出本发明实施例的描述。
[0030](第一种实施例)图1A是说明根据第一种实施例的触摸面板100的框图。如图1A中所说明的，触摸面板100包括两个电阻膜10和20，以及控制器30。这两个电阻膜10和20彼此相对，并且与诸如液晶显示器的显示设备(未示出)重叠。XH电极12 (作为第一电极的示例)在电阻膜10 (作为第一电阻膜的示例)的一侧上提供，而与XH电极12相对的XL电极14 (作为第二电极的示例)在另一侧上提供。YH电极22 (作为第三电极的示例)在电阻膜20 (作为第二电阻膜的示例)的一侧上提供，而与YH电极22相对的YL电极24 (作为第四电极的示例)在另一侧上提供。XH电极12和XL电极14彼此相对的方向(即，X轴方向)与YH电极22和YL电极24彼此相对的方向(即，Y轴方向)相交，例如，垂直相交。
[0031]电阻膜10和20是由ITO(氧化铟锡)构成的透明导电层。例如，电阻膜10和20是由相同的材料构成的，并且电阻基本上均匀地分布。电极12、XL电极14、YH电极22和YL电极24是由金属(诸如铜(Cu)或铝(Al))制成的。
[0032]开关SWl至SW8由晶体管组成。每个开关的晶体管的基极连接到控制器30。开关Sffl和SW4的发射极连接到电源电压Vcc。开关SW2的发射极经电阻Rxl连接到电源电压Vcc并且进一步连接到开关SW8的发射极。开关SW5的发射极经电阻Ryl连接到电源电压Vcc。开关SW3、SW6和SW9的发射器接地。电源电压Vcc是例如5V。
[0033]XH电极12连接到开关SWl和SW2的集电极，并且经电阻R连接到开关SW7的集电极。XL电极14连接到开关SW3和SW8的集电极。YH电极22连接到开关SW4、SW5和SW9的集电极。YL电极24连接到开关SW6的集电极。
[0034]控制器30包括CPU (中央处理单元)31、AD (模拟-数字)转换器33、存储器35，等等。AD转换器33包括电压检测器ADX1、ADX2、ADY1和ADY2。电压检测器ADXl连接到XH电极12。电压检测器ADX2连接到XL电极14。电压检测器ADYl连接到YH电极22。电压检测器ADY2连接到YL电极24。存储器35存储随后描述的电压VxO、VyO以及Vl至VII。
[0035]电阻Rxl的电阻大于XH电极12和XL电极14之间电阻膜10的电阻。电阻Ryl的电阻大于YH电极22和YL电极24之间电阻膜20的电阻。电阻Rxl和Ryl的电阻大到使得流经电阻膜10和20的电流几乎变成恒定电流的程度。
[0036]图1B是说明控制器30的功能性框图。控制器30的CPU31充当施加单元32和坐标检测单元34。通过把电压施加到开关并且控制开关的开/关，施加单元32控制电压向电极的施加。坐标检测单元34获取由电压检测器ADX1、ADX2、ADY1和ADY2检测的电压，并且基于所获取的电压检测接触点的坐标。电压检测器ADXl可以简单地描述为“ADX1”。其他电压检测器也可以以与这相同的方式描述。
[0037]触摸面板100基于参考电压和在两点触摸时检测到的电压之差计算两个点之间的距离。触摸面板100根据两个点之间的距离计算两个点的坐标。随后将提到对其的具体描述。
[0038]将给出两点触摸的描述。两点触摸是笔或手指大约同时触摸到电阻膜的两个不同的点。如下所述，通过用笔触摸检测到的坐标和通过用手指触摸检测到的坐标之间存在差异。在这里，假设电源电压Vcc连接到XH电极12并且XL电极14接地。
[0039]图2A是说明在通过笔两点触摸时的触摸面板的透视图。当电阻膜10中的点Al被压下时，点Al与电阻膜20中的点A2接触。当电阻膜10中的点BI被压下时，点BI与电阻膜20中的点B2接触。电源电压Vcc是被电阻Rxl以及电阻膜10和20中的电阻分割的电压。而且，接触电阻R3和R4是在电阻膜10和20的接触点生成的。接触电阻R3和R4在电阻Rl和R2之间并联连接。
[0040]图2B是说明在通过手指两点触摸时的触摸面板的透视图。手指比笔粗。因此，图2B的接触点的面积比图2A的大。由于面积变大，可以认为在接触点Al和A2中出现多个接触电阻R3a(a = I至η)并且在接触点BI和Β2中出现多个接触电阻R4a(a = I至η)。接触点Al和Α2中的接触电阻R5由公式I表示，而接触点BI和Β2中的接触电阻R6由公式2表示。
[0041][公式I]
I
ItO=圖.:.................................':.........................................................1Z圖圖"
[0042]t I ; 1 I
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[0043][公式2]
I
「πHO 哪^1
[0044]I II
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[0045]其中接触电阻R5小于接触电阻R3 (R5〈R3)，接触电阻R6小于接触电阻R4(R6〈R4)。即，通过手指触摸(手指触摸)时的接触电阻小于通过笔触摸(笔触摸)时的接触电阻。当接触电阻变小时，ADXl检测到的电压变小。当检测到的电压变小时，参考电压和检测到的电压之差变大，并且因此要计算的两个点之间的距离也变大。即，手指触摸时的距离变得大于笔触摸时的距离。因此，手指触摸时的坐标和笔触摸时的坐标之间出现差异。即使当用户用手指触摸已经用笔触摸过的两个点时，在检测到的坐标中也出现差异。因此，发生触摸面板的故障。而且，由于接触区域还由于压力、笔和手指的大小、笔和手指的方向等而改变，因此变得难以准确检测坐标。
[0046]通过把探针连接到接触点，可以检测在接触点出现的电压。因此，探针连接到图2A的电阻R3的两端和电阻R4的两端。但是，当探针在电阻膜10和20中提供时，作为触摸面板的功能被破坏并且屏幕的可见性也降低。因而，由于难以提供探针，因此难以通过使用探针消除接触电阻的影响。在这第一种实施例中，通过计算由接触电阻生成的电压，执行消除了接触电阻影响的、具有高准确度的坐标检测。将给出对触摸面板100的过程的描述。
[0047]图3和4是说明触摸面板100的坐标检测过程的流程图。参考附图，随后提到关于步骤S3、S4、S7至S9以及Sll的具体描述。
[0048]如图3中所说明的，控制器30把计数器C设成例如1000毫秒(msec)(步骤SI)。ADXl检测X轴方向上电压的初始值VxO (步骤S2)。初始值VxO变成用于计算X轴方向上两个点之间的距离的参考电压。ADYl检测Y轴方向上电压的初始值VyO (步骤S3)。初始值VyO变成用于计算Y轴方向上两个点之间的距离的参考电压。控制器30把初始值VxO和VyO存储到存储器35中。控制器30确定是否执行触摸(步骤S4)。触摸的确定是基于由ADX1、ADX2、ADYl和ADY2对电压的检测来执行的。
[0049]当对步骤S4的确定的答案是“否”时，控制器30把计数器C递减I (步骤S5)，并且确定计数器C是否为“O” (步骤S6)。当对步骤S6的确定的答案是“否”时，执行步骤S4。当对步骤S6的确定的答案是“是”时，执行步骤SI并且再次设置计数器C。
[0050]当对步骤S4的确定的答案是“是”时，过程前进到步骤S7(见图3和4)。如图4中所说明的，ADXl检测X轴方向上的电压Vxl，并且ADYl检测Y轴方向上的电压Vyl (步骤S7和S8)。控制器30把电压Vxl和Vyl存储到存储器35中。控制器30确定是否执行两点触摸(步骤S9)。该确定是通过初始值VxO和电压Vxl之间的比较以及初始值VyO和电压Vyl之间的比较执行的。
[0051]当对步骤S9的确定的答案是“否”时，坐标检测单元34检测一个触摸点的坐标(步骤S10)。为了检测X坐标，施加单元32在X轴方向施加电压，并且ADYl检测该电压，如在随后描述的图6A中所说明的。根据从XH电极12到图6A的点C的距离，由电阻膜10的电阻成分造成的电压降出现。坐标检测单元34基于ADYl检测到的电压检测X坐标。施加单元32在Y轴方向施加电压，并且ADXl检测该电压，如在随后描述的图6B中所说明的。坐标检测单元34基于ADXl检测到的电压检测Y坐标。在步骤SlO之后，该过程终止。
[0052]当对步骤S9的确定的答案是“是”时，ADX1、ADX2和ADYl及ADY2检测电压V2至V5(步骤Sll)。控制器30把电压V2至V5存储到存储器35中。在步骤S16，电压V2至V5用于计算由于接触电阻而出现的电压。
[0053]ADYl和ADY2检测X轴方向的电压Vx2和Vx3 (步骤S12)。ADXl和ADX2检测Y轴方向的电压Vy2和Vy3 (步骤S13)。通过使用电压VxO至Vx3和电压VyO至Vy3，坐标检测单元34检测连接接触点A和B的线的方向(步骤S14)。坐标检测单元34计算这两个点(即，接触点A和B)的中点(步骤S15)。坐标检测单元34基于电压Vx2和Vx3的平均值检测该中点的X坐标Xe，并且基于电压Vy2和Vy3的平均值检查该中点的Y坐标Yc。坐标检测单元34计算这两个点之间的距离(步骤S16)。在距离的计算中，通过使用在步骤Sll中检测到的电压V2至V5计算由接触电阻造成的电压，坐标检测单元34消除了接触电阻的影响。由此，两个点之间的距离可以充分准确地计算。坐标检测单元34通过使用该距离以及中点的坐标Xe和Yc来计算两个点的坐标(步骤S17)。在步骤S17之后，该过程终止。
[0054]将参考图5A和5B给出步骤S3的描述。在非触摸状态下，ADXl和ADYl检测初始值VxO和VyO。图5A是说明用于初始值VxO检测的等效电路的电路图。电极由黑色圆说明。如图5A中所说明的，电源电压Vcc经电阻Rxl连接到XH电极12，并且XL电极14接地。即，图1A中的开关SW2和SW3接通，并且其他开关断开。为了使图5A的电路对应于随后提到的图7B和8B，为了方便，假设电阻R11、R12和R13串联连接在XH电极12和XL电极14之间。电阻Rll至R13对应于电阻膜10的电阻成分。为了使图5A的电路对应于随后提到的图7B和8B，为了方便，假设电阻R14、R15和R16串联连接在YH电极22和YL电极24之间。电阻R14至R16对应于电阻膜20的电阻成分。电源电压Vcc是被电阻Rxl及XH电极12和XL电极14之间的电阻成分分割的电压。电流I从XH电极12流到XL电极14。ADXl检测XH电极12和XL电极14之间的电压(S卩，初始值)VxO0初始值VxO由公式3表
/Jn ο
[0055][公式3]
[0056]VXO = R11XI+R12XI+R13XI
[0057]图5B是说明用于初始值VyO检测的等效电路的电路图。如图5B中所说明的，电源电压Vcc经电阻Ryl连接到YH电极22，并且YL电极24接地。S卩，图1A中的开关SW5和SW6接通，并且其他开关断开。ADYl检测YH电极22和YL电极24之间的电压(即，初始值)VyO。初始值VyO由公式4表示。
[0058][公式4]
[0059]VyO = R14 X I+R15X I+R16 X I
[0060]参考图6A和6B，将给出步骤S4的描述。在下文中，作为单点触摸时的示例，解释触摸确定。图6A和6B是说明触摸确定时的触摸面板的透视图。
[0061]在图6A的示例中，电源电压Vcc施加在XH电极12和XL电极14之间。例如，当在图6A的点C执行触摸时，电压也施加到电阻膜20。因此，ADYl和ADY2检测该电压。当不执行触摸时，电压不施加到电阻膜20，并且由此ADYl和ADY2不检测电压。具体而言，当ADYl和ADY2检测到等于或大于阈值(例如，2.5V)的电压时，确定触摸被执行(步骤S4中的“是”)。当ADYl和ADY2没有检测到等于或大于阈值(例如，2.5V)的电压时，确定没有执行触摸(步骤S4中的“否”)。在这里，即使当执行两点触摸时，触摸也可以像对于单点触摸那样通过ADYl和ADY2的电压检测的存在或不存在来确定。如图6B的示例中所说明的，电源电压Vcc在YH电极22和YL电极24之间施加，触摸可以通过由ADXl和ADX2检测到的电压是否等于或大于阈值来确定。在这里，如图6A和6B中所说明的，电源电压Vcc可以不经过电阻Rxl和Ryl而施加。
[0062]将参考图7A至8B给出步骤S7和S8的描述。为了检测电压Vxl，控制器30接通图1A的开关SW2和SW3，并且断开其他开关。图7A是说明在单点触摸时的等效电路的电路图。图7B是说明在两点触摸时的等效电路的电路图。如图7A和7B中所说明的，电源电压Vcc在X轴方向施加。ADXl检测XH电极12和XL电极14之间的电压Vxl (步骤S7)。为了检测电压Vyl，控制器30接通开关SW5和SW6，并且断开其他开关。图8A是说明在单点触摸时的等效电路的电路图。图8B是说明在两点触摸时的等效电路的电路图。如图8A和8B中所说明的，电源电压Vcc在Y轴方向施加。ADYl检测YH电极22和YL电极24之间的电压Vyl (步骤S8)。
[0063]将参考图7A至8B给出步骤S9的描述。如图7A中所说明的，电阻膜10的点Al与电阻膜20的点A2接触。ADXl检测的电压Vxl变得与初始值VxO处于相同的电平。
[0064]如图7B中所说明的，电阻膜10的点Al与电阻膜20的点A2接触，并且点BI与点B2接触。电阻Rll对应于XH电极12和点Al之间电阻膜10的电阻成分。电阻R12对应于点Al和点BI之间电阻膜10的电阻成分。电阻R13对应于点BI和XL电极14之间电阻膜10的电阻成分。电阻R14对应于YH电极22和点A2之间电阻膜20的电阻成分。电阻R15对应于点A2和点B2之间电阻膜20的电阻成分。电阻R16对应于点B2和YL电极24之间电阻膜20的电阻成分。
[0065]如图7B中所说明的，接触电阻Rcl在点Al和A2之间出现，并且接触电阻Rc2在点BI和B2之间出现。如图7B中所说明的，两点触摸时XH电极12和XL电极14之间的电阻变成其中电阻R15与接触电阻Rcl和Rc2并联连接的电阻。因此，两点触摸时XH电极12和XL电极14之间的电阻变得低于单点触摸时的电阻(R11+R12+R13)。由于XH电极12和XL电极14之间的电阻变低，因此ADXl检测的电压Vxl变得小于两点触摸时的初始值VxO。在这里，两点触摸时的电压Vxl可以简单地写作“VI”。而且，随后提到图7B中的电流。
[0066]图8A中所说明的单点触摸时ADYl检测的电压Vyl变成与初始值VyO处于相同的电平。如图8B中所说明的，两点触摸时YH电极22和YL电极24之间的电阻变成其中电阻R12与接触电阻Rcl和Rc2并联连接的电阻。因此，两点触摸时YH电极22和YL电极24之间的电阻变得低于单点触摸时的电阻。由于YH电极22和YL电极24之间的电阻变低，因此ADYl检测的电压Vyl变得小于两点触摸时的初始值VyO。在这里，两点触摸时的电压Vyl可以简单地写作“V6”。
[0067]如上所述，当电压Vxl等于初始值VxO或者在初始值VxO的误差限值内并且电压Vyl等于初始值VyO或者在初始值VyO的误差限值内时，控制器30确定触摸面板100已经在一个点被触摸(步骤S9中的“否”)。当电压Vxl小于初始值VxO或者电压Vyl小于初始值VyO时，控制器30确定触摸面板100已经在两个点被触摸(步骤S9中的“是”)。
[0068]将参考图1lA至12B给出步骤S12和S13的描述。图1lA和IlB是说明电压Vx2和Vx3的检测的透视图，并且说明了其中在两个点中执行触摸的示例。在图1lA中，点B比点A更靠近XL电极14和YH电极22。从点A到点B的倾角是向右的向上倾角。在图1lB中，点A比点B更靠近XH电极11和YH电极22。从点A到点B的倾角是向右的向下倾角。如图1lA和IlB中所说明的，电源电压Vcc连接到XH电极12，并且XL电极14接地。ADYl检测电压Vx2并且ADY2检测电压Vx3。在这里，电源电压Vcc是没有通过电阻Rxl和Ryl而施加的。
[0069]图12A和12B是说明电压Vy2和Vy3的检测的透视图。在图12A中，点B比点A更靠近XL电极14和YH电极22。在图12B中，点A比点B更靠近XH电极12和YH电极22。如图12A和12B中所说明的，电源电压Vcc连接到YH电极22，并且YL电极24接地。ADXl检测电压Vy2并且ADX2检测电压Vy3。如上所述，中点的X坐标Xe是基于电压Vx2和Vx3的平均值计算的，而中点的Y坐标Yc是基于电压Vy2和Vy3的平均值计算的(步骤S15)。
[0070]将给出步骤S14的描述。当电压Vxl低于初始值VxO并且电压Vyl近似地等于初始值VyO (即，电压Vyl等于初始值VyO或者在初始值VyO的误差限值内)时，坐标检测单元34确定连接两个点A和B的线段与X方向平行(即，该线段与Y轴方向垂直)。当两个点A和B排列在X轴方向上时，如图7B中所说明的由电阻Rcl、Rc2和R15导致的电阻的减小以及电压的减小在X轴方向上出现。因此，电压Vxl变得低于初始值VxO。相反，由于电阻和电压的减小不在Y轴方向上出现，因此电压Vyl近似地等于初始值VyO。
[0071]当电压Vxl近似地等于初始值VxO并且电压Vyl低于初始值VyO时，坐标检测单元34确定连接两个点A和B的线段与Y轴方向平行(即，该线段与X轴方向垂直)。当两个点A和B排列在Y轴方向上时，如图8B中所说明的由电阻Rcl、Rc2和R12导致的电阻的减小以及电压的减小在Y轴方向上出现。因此，电压Vyl变得低于初始值VyO。当电压Vxl低于初始值VxO并且电压Vyl低于初始值VyO时，坐标检测单元34确定连接两个点A和B的线段相对于X轴方向和Y轴方向倾斜。
[0072]当连接两个点A和B的线段相对于X轴方向和Y轴方向倾斜时，坐标检测单元34通过使用电压Vx2、Vx3、Vy2和Vy3检测两个点之间的倾角。
[0073]当电压Vx3高于电压Vx2时，坐标检测单元34检测到倾角是向右的向上倾角，如图1lA中所说明的。在图1lA的示例中，点A比点B更靠近连接到电源电压Vcc的XH电极12，并且因此点A具有高于点B的电压。由于ADY2连接到靠近点A的YH电极22，因此ADY2检测的电压Vx3变得高于ADYl检测的电压Vx2。
[0074]当电压Vx2高于电压Vx3时，坐标检测单元34检测到倾角是向右的向下倾角，如图1lB中所说明的。在图1lB的示例中，点A比点B更靠近连接到电源电压Vcc的XH电极12，并且因此点A具有高于点B的电压。由于ADYl连接到靠近点A的YH电极22，因此ADYl检测的电压Vx2变得高于ADY2检测的电压Vx3。如上所述，电源电压Vcc在X轴方向施加，并且ADYl和ADY2检测该电压，使得两个点之间的倾角可以被检测。在这里，倾角也可以通过使用电压Vy2和Vy3来检测。当电压Vy3高于电压Vy2时，点B比点A更靠近XL电极14和YH电极22，如图12A中所说明的。当电压Vy2高于电压Vy3时，点A比点B更靠近XH电极12和YH电极22，如图12B中所说明的。
[0075]将参考图7B、8B和9A至1B给出步骤Sll、S16和S17的描述。
[0076]当执行两点触摸并且电压在XH电极12和XL电极14之间施加时，电流I从XH电极12流到XL电极14。而且，电流I的分割的电流Il和12在点Al和BI之间流动。当注意图7B的包括电阻R12的路径时，从XH电极12到XL电极14施加的电压Vl由公式5表
/Jn ο
[0077][公式5]
[0078]Vl = RllX I+R12X 11+R13X I
[0079]如图7B中所说明的，电流I及分割的电流Il和12具有由公式6表示的关系。
[0080][公式6]
[0081]I = 11+12
[0082]分割的电流11和12分别由公式7和8表示。
[0083][公式7]
r n,, R15+Rc1+Rc2 ,
[0084]I =...............................................................................................................而_而_而_而_
R12?R15iRGl+Rc2
[0085][公式 8]
[。。86] '^r^+ribIrci^1
[0087]点Al和BI之间的距离等于点A2和B2之间的距离。电阻膜10的电阻的分布近似地等于电阻膜20的电阻的分布。因此，公式9被满足。其中“Rd”是常数。
[0088][公式9]
[0089]R12 = R15 = Rd
[0090]当把公式9代入公式5、7和8时，公式5、7和8分别由公式10_12表示。
[0091][公式10]
[0092]Vl = RllXI+RdXIl+R13XI
[0093][公式11]
Γ ? ? Rd+lc1+lc2 ,
[。。94] i1^liilaHRc2 I
[0095][公式 12]
￡ 2Rd+RcKRc2 1
[0097]由公式3表示的初始值VxO和由公式10表示的电压Vl之间的差值AVxl由公式
13表示。
[0098][公式13]
AVx I=VxO-VI
=R12x 1-R12x 11
[0099]--R12 X 12
二 Rd2 丨
2Rd+Rc1+Rc2
[0100]当注意图7B的包括电阻R15、Rcl和Rc2的路径时，电压Vl由公式14表示。
[0101][公式14]
[0102]Vl = RllXI+(R15+Rcl+Rc2) XI2+R13XI
[0103]基于公式14和3,差值Δ Vxl由公式15表不。
[0104][公式15]
[0105]AVxl = RdX1-(Rd+Rcl+Rc2) X 12
[0106]公式16是从公式12、13和15导出的。
[0107][公式16]
(Rc1+Rc2) X 12= RdX 1-RdHAVxI
_8]Rd (RgI+隨,
? 2id+Rc1+Rc2 1
[0109]公式16表示由接触电阻Rcl和Rc2造成的电压(Rcl+Rc2)xI2。为了检测正确的坐标，接触电阻Rcl和Rc2的影响从差值AVxl中消除。S卩，由公式16表示的电压从差值AVxl中消除。为了计算公式16，改变施加电压的方向并且检测电压V2至V5。
[0110]图9A是说明其中电压从XH电极12施加到YH电极22的示例的电路图。电源电压Vcc连接到XH电极12，并且YH电极22接地。电流I从XH电极12流到YH电极22。ADXl检测电压V2。当注意包括接触电阻Rcl的路径时，从XH电极12到YH电极22施加的电压V2由公式17表示。
[0111][公式17]
[0112]V2 = RllXI+RclXI3+R14XI
[0113]通过使用公式9，分割的电流13和14分别由公式18和19来表示。
[0114][公式I8]
■ λ R12+R15+Rc2 , 2Rd+Rc2 ,
l4"R12+R15+Rc1+Rc2 卜 2Rd+Ro1+Rc2 1
[0116][公式 19]..1d , Rd I
R12+I15+Rc1+Rc2 2Rd+Rc1+Rc2
[0118]图9B是说明其中电压从XL电极14施加到YL电极24的示例的电路图。当注意包括接触电阻Rc2的路径时，从XL电极14到YL电极24施加的电压V3由公式20表示。
[0119][公式2O]
[0120]V3 = R13X I+Rc2 X I5+R16 X I
[0121]通过使用公式9，分割的电流15和16分别由公式21和22来表示。
[0122][公式21]
R12+R15+Rc1 , 2Rd+Rc1 ,
[0123]R='-1 =--
R12+R15+Rc1+Rc2 2Rd+Rc1+Rc2
[0124][公式22]
r π , eRc2 , Rc2 ,
[0125]I C=--ZT-Z-—z—'=—Z"" I = -r111111111111111-1111111111T111111111111-1111111111-111111111 I
112 +.R15+Rd +_2 2Rd+Rc1 +Rc2
[0126]图1OA是说明其中电压从XH电极12施加到YL电极24的示例的电路图。当注意包括电阻R12和Rc2的路径时，从XH电极12到YL电极24施加的电压V4由公式23表示。
[0127][公式23]
[0128]V4 = RllXI+ (R12+Rc2) X I7+R16X I
[0129]=RllXI+ (Rd+Rc2) X I7+R16 X I
[0130]通过使用公式9，分割的电流17和18分别由公式24和25来表示。
[0131][公式24]
r π"— R15+Rc1 ? Rd+Rcl.Γ-- ^91 I Immm ■I 一.......................................................................................K
I I I I ? J f IS m mmm1-mmm____■
R12+R15+RcHRc21 2Rd+Rc1+Rc2
[0133][公式25]
[0134]is=——_+Rc2——.|:~MiM_?
Lv _ '■?」_ m?.? pR.a 美 Bh μ tm W^.λ mb.瞧 *****? mm Jt _% 具 I
RI2+RI5+Rc1+Rc2 2Rd+RcI+Rc2
[0135]图1OB是说明其中电压从XL电极14施加到YH电极22的示例的电路图。当注意包括电阻R12和Rcl的路径时，从XL电极14到YH电极22施加的电压V5由公式26表示。
[0136][公式26]
[0137]V5 = R13XI+(R12+Rcl) XI9+R14XI
[0138]= R13XI+(Rd+Rcl) XI9+R14XI
[0139]通过使用公式9，分割的电流19和IlO分别由公式27和28来表示。
[0140][公式27]
[0141]H=__ 5+_2_? __Rd^isl_?
,9"R12+il 5+Rd +Rc2 1 — 2Rd+Rd+Rc2 1
[0142][公式28]
tons] ? ?ο=-0,1Ζ,,?Κ9,,,]-1 -—Nils]_?
11U R12+R15+RC1+RC21 2Rd+Rc1+Rc2 1
[0144]而且，当注意包括电阻Rc2和R15的路径时，电压V5也可以由公式29表示。
[0145][公式29]
[0146]V5 = R13XI+(Rd+Rc2) XI10+R14XI
[0147]公式30是从电压V2至V5计算的。
[0148][公式30]
[0149]
(V4-V2)+(V5-V3)=(Rd+RcZ) x I 1-Rc1 ^ 13+(Rd+Rc1) ^ 19-1c2 x 15
2Rd2 ,
—2Rd+Rd+Rc2''
[0150]在如图8B中所说明其中电源电压Vcc在YH电极22和YL电极24之间施加的示例中，计算电压V6及分割的电流Ill和112。当注意包括电阻R12、Rcl和Rc2的路径时，从YH电极22到YL电极24施加的电压V6由公式31表示。
[0151][公式31]
[0152]V6 = R14XI+(R12+Rcl+Rc2) XI12+R16XI
[0153]= R14XI+(Rd+Rcl+Rc2) XI12+R16XI
[0154]分割的电流111和112分别由公式32和33表示。
[0155][公式32]
_ lit- R12+Rc1+Rc2 , Rd+Rc1+Rc2 ?
[]n^R12+R15+Rc1+Rc2,~ 2Rd+RcHRc2 1
[0157][公式 33] I19_R15_? —__Rd_?
2+R15+Rc1+Rc2 1' 2Rd+Rc1+Rc2 1
[0159]公式34是通过使用电压Vl及V4至V6来计算的。通过公式34，由电阻Rll、R13、R14和R15造成的电压从电压Vl和V6消除了。由此，可以计算两点触摸中由电阻R12、Rcl、Rl5和Rc2造成的电压。
[0160][公式34]
[0161]
V1+V8-V4-V5=ld x11 + CRd+Rcl+Rc2) x112-(Rd+Rc2) κ17-(Rd+Rc2) x
2(Rcf +Rd X Re HRd x Rc2),
~ 2_g1+Rc2
—2Rd2.2RdCRcHRc2),
—2Rd+le1+Rc2 1 2Rd+Rc1+Rc2
[0162]其中公式34最后一行的第一个成员是由公式30表示的，而第二个成员等于由公式16表示的(Rcl+Rc2)xI2的2倍。公式35是从公式34导出的。
[0163][公式35]
[0164]Cld +Rc2) 12=^^?^ I =jm..體.V3-2V4-腫5)
[0165]公式35可以通过使用电压Vl至V6来计算。即，可以计算由接触电阻Rcl和Rc2造成的电压。如通过以下所述的公式36表示的，通过从差值Λ Vxl (公式15)减去该电压，可以获得从差值AVxl消除了由接触电阻Rcl和Rc2造成的电压的值AVx2。
[0166][公式36]
[0167]AVx2 = AVxl-(Rcl+Rc2)I2
[0168]由公式4表示的初始值VyO和由公式31表示的电压V6之间的差值AVyl由公式37表示。
[0169][公式37]
[0170]Δ Vyl = VyO_V6
[0171]通过使用差值AVyl，消除了接触电阻Rcl和Rc2的影响的差值MfZ由公式38表不。
[0172][公式38]
[0173]AVy2= Δ Vyl-9Rcl+Rc2) 112
[0174]由公式38的接触电阻Rcl和Rc2造成的电压(Rcl+Rc2)xI12由公式35计算。因此，从差值AVyl消除了接触电阻Rcl和Rc2的影响的差值Λ Vy2可以通过使用公式35和38获得。如下所述，由接触电阻Rcl和Rc2造成的电压(Rcl+Rc2)xI12可以通过注意施加到Y轴方向的电压并执行类似的计算来计算。如上所述，计算出由接触电阻造成的电压，并且该接触电阻的影响可以被消除。即使使用施加到X轴的电压或者即使使用施加到Y轴的电压，电压(Rcl+Rc2)xI12也变成相同的值，如下所述。
[0175]在图4的步骤S16中，两个点之间的距离Lx和Ly通过使用差值AVx2和AVy2来计算。X方向上两个点之间的距离Lx通过使用差值AVx2由公式39表示。
[0176][公式39]
[0177]Lx = α I X Δ Vx22+ β IX Δ Vx2+ Y I
[0178]Y方向上的距离Ly通过使用差值Λ Vy2由公式40表示。
[0179][公式40]
[0180]Ly = a 2 X Δ Vy22+ β 2 X Δ Vy2+ Y 2
[0181]根据两个点之间的倾角，合适的值可以用作系数α 1、α 2、β I和β 2及常数Y I和Y 2。
[0182]坐标检测单元34通过使用距离Lx和Ly以及中点的坐标Xe和Yc来检测两个点的坐标(步骤S17)。当两个点之间的倾角是如图1lA和12Α中所说明的向右的向上倾角时，两个点的坐标通过公式41获取。
[0183][公式41]
[0184](Xc+Lx/2, Yc+Ly/2)，(Xc-Lx/2, Yc-Ly/2)
[0185]当两个点之间的倾角是如图1lB和12B中所说明的向右的向下倾角时，两个点的坐标通过公式42获取。
[0186][公式42]
[0187](Xc+Lx/2, Yc-Ly/2)，(Xc-Lx/2, Yc+Ly/2)
[0188]当两个点之间的倾角与X轴方向平行时，两个点的坐标通过公式43获取。
[0189][公式43]
[0190](Xc+Lx/2, Yc)，(Xc-Lx/2, Yc)
[0191]当两个点之间的倾角与Y轴方向平行时，两个点的坐标通过公式44获取。
[0192][公式44]
[0193](Xe, Yc+Ly/2)，(Xe, Yc-Ly/2)
[0194]根据第一种实施例，距离是通过使用差值AVx2和AVy2来计算的，其中减去了由接触电阻Rcl和Rc2造成的电压。由于消除了接触电阻的影响，因此可以检测到正确的坐标。通过手指的两点接触的坐标和通过笔的两点接触的坐标之间的差值得以控制，由此可以检测到相同的坐标。即使当手指、笔或其他装置触摸触摸面板时，两个点的坐标也可以正确地检测。
[0195]为了计算由接触电阻Rcl和Rc2造成的电压，使用电压Vl至V6。电压Vl在步骤S7中检测，并且电压V6在步骤S8中检测。因此，在步骤SI I中，需要通过分别向电压Vl和V6添加适当的电压来检测四个电压V2至V5。由于没有必要执行复杂的处理，因此正确的坐标可以在触摸面板在两个点被触摸时迅速地检测到。由于每个电压是通过改变每个电压的施加方向检测的，因此没有必要把诸如探针的装备添加到触摸面板。因此，触摸面板的功能和可见性得以保证，并且触摸面板成本的增加得以控制。这第一种实施例适用于电阻膜接触类型的触摸面板。这第一种实施例适用于利用电阻膜接触类型的触摸面板的装置，诸如ATM(自动取款机)、平板计算机及智能电话。
[0196]当触摸面板被手指触摸时，手指和电阻膜的接触面积变大，如图2B中所说明的。由于接触面积中包括多个点，因此没有必要严格区分两个点之间的倾角是X轴方向、Y轴方向还是倾斜方向。以上提到的计算结果应当包括在该接触面积中。因此，公式39和40中的系数α1、α2、β1和β 2及常数Y I和Y 2可以固定到单组值。当触摸面板在两个点被触摸时，两个点之间的倾角常常是倾斜的。因此,公式39和40中的系数α?、α2、β?和β2及常数Y I和Y 2可以固定到当倾角是倾斜时的值。由此，处理可以加速。根据两个点之间的倾角，公式39和40中的系数α 1、α 2、β I和β 2及常数Y I和Y 2可以改变成合适的值。更正确的坐标是可检测的。
[0197]将给出步骤Sll和S15至S17中的另一种计算方法的描述。在这里，使用到Y轴方向的电压施加，并且使用电压V8至Vll代替电压V2至V5。当注意图8Β包括电阻R15的路径时，电压V6由公式45表不。
[0198][公式45]
[0199]V6 = R14 X I+R15X 111+R16 X I
[0200]当使用由公式32表示的分割的电流Ill和由公式33表示的分割的电流112时，初始值VyO和电压V6之间的差值AVyl由公式46表示。
[0201][公式46]
A YyI=VyO-V.5 X 1-Rl5 X 111
_]Mz ,
"2Rd+Rc1+Ro2 1
[0203]当注意图8B的包括电阻Rcl、Rc2和R12的路径时，电压V6由公式31表示。通过使用公式31，差值AVyl由公式47表示。
[0204][公式47]
[0205]AVyl = RdX 1-(Rd+Rcl+Rc2) X 112
[0206]公式48是从公式47和33导出的。
[0207][公式48]
(Re 1 *2) X 112= _ X I X ■■■_-5■■■■-■■丨-▲ Vy I
[0208]2Rd+Rc1+Rc2
'2_+Rg1+Rc2 1
[0209]图13A是说明其中电压从YH电极22施加到XH电极12的示例的电路图。YH电极22连接到电源电压Vcc，并且XH电极12接地。电流I从YH电极22流到XH电极12。当注意包括接触电阻Rcl的路径时，从YH电极22施加到XH电极12的电压V8由公式49表示。
[0210][公式49]
[0211]V8 = RllXI+RclXI13+R14XI
[0212]通过使用公式9，分割的电流113和114分别由公式50和51表示。
[0213][公式5O]
rn014l削 2.R15.Re2 , mmo2 ,
I WX I 4T II I , ^ MMmII
R12+R15+Rc1+Rc2 2ld+Rc1+Rc2
[0215][公式 51]
[0216]111='-—-1 =,-1￡j-1
1R12+R15+Rcl+Rc2 1 2Rd+Rc1+Rc2 1
[0217]图13B是说明其中电压从YL电极24施加到XL电极14的示例的电路图。当注意包括接触电阻Rc2的路径时，从YL电极24施加到XL电极14的电压V9由公式52表示。
[0218][公式52]
[0219]V9 = R13X I+Rc2 X 115+R16 X I
[0220]通过使用公式9，分割的电流115和116分别由公式53和54表示。
[0221][公式53]
,斤 R12+R15+Rc1 , 2_+Rc1 ,
[_ 115=議驗窗丨I
[0223][公式 54]
Pn994l 111?-,_Rc2_? _ __Re2_§
no'R12+R1 i+Rd +Rc2 1 一 2RcWte1 讀c2 瞧
[0225]图14A是说明其中电压从YL电极24施加到XH电极12的示例的电路图。当注意包括电阻R12和Rc2的路径时，从YL电极24施加到XH电极12的电压VlO由公式55表示。
[0226][公式55]
[0227]VlO = RllXI+ (R12+Rc2) X 117+R16 X I
[0228]=RllXI+ (Rd+Rc2) X 117+R16 X I
[0229]通过使用公式9，分割的电流117和118分别由公式56和57表示。
[0230][公式56]
[0231]m1- R15+Rc1_?--Rd+Rgl-1
[]n/—R12+R15+RCHRC2l_ 2RdfRcHRc2 丨
[0232][公式57]
,.R12+Rc2 ■ Rd+Rc2 ,
_] l18— R)2+R]5fRc1iRc2 2RcWIg1+Rg2 1
[0234]图14B是说明其中电压从YH电极22施加到XL电极14的示例的电路图。当注意包括电阻R12和Rcl的路径时，从YH电极22施加到XL电极14的电压Vll由公式58表示。
[0235][公式58]
[0236]Vll = R13XI+(R12+Rcl) XI19+R14XI
[0237]= R13XI+(Rd+Rcl) XI19+R14XI
[0238]通过使用公式9，分割的电流119和120分别由公式59和60表示。
[0239][公式59]
「 π… R15_c2 , _音關 ,
[0241][公式 60]「―…，__ i12+id , Rd+Rc1 ,
[0242]I■:圖.—圖"=圖.:~—— I = 111111111111111—1111111111111■圖1111=n..1:~"11111111111111111111τ1111111111111111111
Ri2iR15tRd+Rc2 2id+Rc1 +Rc2
[0243]而且，当注意包括电阻Rc2和R15的路径时，电压Vll可以由公式61表示。
[0244][公式61]
[0245]Vll = R13XI+ (Rd+Rc2) X I20+R14 X I
[0246]公式62是从电压V8至Vll计算的。
[0247][公式62]
[0248]
(V10?V8) + (V11?V8) = (Rd+Rc2) x|17-Rd x 113+(Rd+lc1) x I19?Rc2xi15
— 2RcP ,
1Ro!+RcHRg2
[0249]公式63通过使用电压V1、V6、V10和Vll来计算。公式63从电压Vl和V6消除了由电阻R11、R13、R14和R15造成的电压。由此，可以计算两点触摸中由电阻R12、Rcl、R15和Rc2造成的电压。
[0250][公式⑶
[0251]
V1+V6-V10-V1l=_x M + (Rd+Rc1+Rc2) x 112-(Rd+Rc2) x 117-(Rd+Rc2) x 120
_ 2 (Rtf+Rd X ReHRd X Rc2),
—2ld+Rc1+Rc2
2R#.2Rd(Rc1+Rc2),
~ 2Rd+Rc1+Rc2 1 2Rd+Rc1+Rc2 1
[0252]其中公式63最后一行的第一个成员由公式62表示，并且第二个成员等于由公式48表示的(Rcl+Rc2)xI2的2倍。公式64是从公式63导出的。
[0253][公式M]
[0254]
_1 +關)11 =J(V1 +VI+V8+V9-2V10-2V11)
[0255]公式64可以通过使用电压V1、V6、V8至Vll来计算。即，可以计算由接触电阻Rcl和Rc2造成的电压。由公式36表示的差值Λ Vx2和由公式38表示的差值AVy2可以通过使用由公式64计算的电压来计算。在这里，由于公式64的第二个成员等于公式35的第二个成员，因此公式64等于公式35。因此，为了计算由接触电阻Rcl和Rc2造成的电压，可以使用公式35和64中的任何一个。S卩，应当执行公式5至36的计算和公式45至64的计算中的任何一个。由于没有必要执行复杂的处理，因此正确的坐标可以在触摸面板在两个点被触摸时迅速检测到。
[0256]虽然本发明已经关于优选实施例具体地进行了描述，但是对本领域技术人员来说很显然，基于本发明的基本技术构思和教导，可以采取各种修改的模式。
【权利要求】
1.一种触摸面板(100)，其特征在于，其包括: 第一电阻膜(10)； 第二电阻膜(20)，与第一电阻膜隔开并且与第一电阻膜相对； 在第一电阻膜上提供并且在第一方向彼此相对的第一电极(12)和第二电极(14)； 在第二电阻膜上提供并且在与第一方向相交的第二方向彼此相对的第三电极(22)和第四电极(24)； 施加单元(32)，分别向第一至第四电极施加电压；及 坐标检测单元(34)，当第一电阻膜与第二电阻膜在两个点接触时，该坐标检测单元基于第一电极和第二电极之间所施加的电压、第三电极和第四电极之间所施加的电压以及由第一电阻膜和第二电阻膜之间的接触电阻造成的电压来检测这两个点的坐标。
2.如权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，坐标检测单元通过从当第一电阻膜不与第二电阻膜接触时第一电极和第二电极之间的电压减去当第一电阻膜与第二电阻膜在两个点接触时第一电极和第二电极之间的电压以及由接触电阻造成的电压并且从当第一电阻膜不与第二电阻膜接触时第三电极和第四电极之间的电压减去当第一电阻膜与第二电阻膜在两个点接触时第三电极和第四电极之间的电压以及由接触电阻造成的电压来检测这两个点的坐标。
3.如权利要求2所述的触摸面板，其特征在于，坐标检测单元基于通过从当第一电阻膜不与第二电阻膜接触时第一电极和第二电极之间的电压减去当第一电阻膜与第二电阻膜在两个点接触时第一电极和第二电极之间的电压以及由接触电阻造成的电压所获得的电压计算第一方向上这两个点之间的距离，基于通过从当第一电阻膜不与第二电阻膜接触时第三电极和第四电极之间的电压减去当第一电阻膜与第二电阻膜在两个点接触时第三电极和第四电极之间的电压以及由接触电阻造成的电压所获得的电压计算第二方向上这两个点之间的距离，并且基于计算出的第一方向上的距离和计算出的第二方向上的距离来检测这两个点的坐标。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的触摸面板，其特征在于，当第一电阻膜与第二电阻膜在两个点接触时，施加单元分别在第一电极和第三电极、第二电极和第四电极、第一电极和第四电极以及第二电极和第三电极之间施加电压，及 坐标检测单元通过使用第一电极和第三电极之间的电压、第二电极和第四电极之间的电压、第一电极和第四电极之间的电压以及第二电极和第三电极之间的电压来计算由接触电阻造成的电压。
5.如权利要求4所述的触摸面板，其特征在于，当假设电压Vl从第一电极施加到第二电极、电压V2从第一电极施加到第三电极、电压V3从第二电极施加到第四电极、电压V4从第一电极施加到第四电极、电压V5从第二电极施加到第三电极并且电压V6从第三电极施加到第四电极时，坐标检测单元计算出由接触电阻造成的电压为
l/2*(vl+V6+V2+V3-2V4-2V5)。
6.如权利要求4所述的触摸面板，其特征在于，当假设电压Vl从第一电极施加到第二电极、电压V8从第三电极施加到第一电极、电压V9从第四电极施加到第二电极、电压VlO从第四电极施加到第一电极、电压Vl I从第三电极施加到第二电极并且电压V6从第三电极施加到第四电极时，坐标检测单元计算出由接触电阻造成的电压为
。(πΛΖ-2ΛΖ-6Λ+8Λ+9Λ+ΤΛνΖΛ^s/s Cl ^ ^ 『ΙΨ Xl V ε 寸COICCS寸 OI No
【文档编号】G06F3/044GK104281343SQ201410238317
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】藤田宪一 申请人:富士通电子零件有限公司