JP2002251259A - タッチパネル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単且つ低コストな構成で外乱光による影響
を低減できるタッチパネル装置を提供する。 【解決手段】 パネル面９ａに沿ってレーザ光を照射す
るレーザダイオード１と、レーザダイオード１からのレ
ーザ光を反射する再帰性反射膜１３と、再帰性反射膜１
３からの反射光を受光するＣＣＤ８とを備え、ＣＣＤ８
が、パネル面９ａ上にある指１２の遮蔽位置を検出する
ことで、指１２がパネル面９ａに接触している位置を割
り出すタッチパネル装置１０において、レーザダイオー
ド１からのレーザ光Ｌ１の経路上にスリット３ａが形成
された絞り部材３を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パネル面上に接触
した指やペン等の遮蔽物の位置を、光学的に検出するタ
ッチパネル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のタッチパネル装置は、レーザ照
射部からのレーザー光をパネル面に沿って照射し、パネ
ル上のペンや指等の遮断物の影を、再帰反射板（反射
部）で帰ってきた反射光を受光した受光部により検出
し、その位置を三角測量を使って割り出している。この
ようなタッチパネル装置においては、外乱光、主に窓等
からの太陽光、蛍光灯、白熱灯などが影響しタッチパネ
ル装置が誤動作を起こす不具合が良く発生する。

【０００３】このため、光学的なフィルター等を使用
し、波長的にレーザー光のみを抜き出したり、或いは特
開２０００−２３５４５１号公報に開示されているよう
に、外乱光を遮断する遮断部材を設けたりしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、レーザ光のみ
を抜き出す光学的なフィルターを用いるとコストがかか
るという課題がある。また、外乱光を遮断する遮蔽部材
を設けた場合には、外乱光を遮断するために遮蔽部材の
面積が大きくなるとともに、外乱光を遮断する適切な部
位に遮蔽部材を設置しなければならず、遮蔽部材の設置
箇所を定めるのが難しいので、構成が複雑になってしま
うという課題がある。

【０００５】そこで、本発明は、簡単且つ低コストな構
成で外乱光による影響を低減できるタッチパネル装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、パネル面に沿ってレーザ光を照射するレーザ照射部
と、レーザ照射部からのレーザ光を反射する再帰性反射
部と、再帰性反射部からの反射光を受光する受光部とを
備え、受光部が、パネル面上にある遮蔽物の遮蔽位置を
検出することで、遮蔽物がパネル面に接触している位置
を割り出すタッチパネル装置において、レーザ照射部か
らのレーザ光の経路上に開口が形成された絞り部材を備
えることを特徴とする。

【０００７】この請求項１に記載の発明では、レーザ光
は絞り部材の開口を通ることにより絞られつつ出射し、
反射部により反射して絞り部材の開口を再び通って受光
部に入射する。このとき、パネル面上に遮蔽物がある場
合には、反射光の一部が影となり、受光部がこの影を検
出することによって、遮蔽物がパネル面に接触している
位置を割り出す。

【０００８】レーザ光の経路上に開口を有する絞り部材
を設ける簡単且つ低コストな構成で、外乱光が受光部に
入射し難くする（外乱光をカットする）とともに、受光
部がレーザ光のみを選択的に受光することができること
により、外乱光による影響を低減することができるの
で、ＳＮ比が上がり、パネル面に接触した遮蔽物の位置
検出の精度が向上する。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、絞り部材の開口の形状が、矩形である
ことを特徴とする。

【００１０】この請求項２に記載の発明では、請求項１
に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、開口
の形状が矩形であり、開口の形成が容易であるととも
に、レーザ照射部からのレーザ光が扇状に広がる場合に
おいて、このレーザ光を選択的に通過させることができ
る。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、絞り部材が、レーザ光の経路に
沿って直列に複数並べられていることを特徴とする。

【００１２】この請求項３に記載の発明では、請求項１
又は２に記載の発明と同様な作用効果を奏するととも
に、複数の絞り部材をレーザ光の経路に沿って直列に設
けているので、外乱光が開口を通って受光部に更に入射
し難くなり、効率よく外乱光をカットすることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照しなが
ら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発
明に係るタッチパネル装置を概略的に示す断面図であ
り、図２はレーザ照射ユニットを概略的に示す斜視図で
あり、図３は、図１のタッチパネル装置を概略的に示す
平面図である。図１乃至図３に示すように、タッチパネ
ル装置１０は、概してタッチパネル９と、レーザ照射ユ
ニット１１と、再帰性反射膜（再帰性反射部）１３と、
ライン型ＣＣＤ８とを備えている。

【００１４】レーザ照射ユニット１１、１１は、タッチ
パネル９のパネル面９ａに沿ってレーザ光Ｌ１、Ｌ２を
照射するものであり、本実施の形態では、図３に示すよ
うにタッチパネル９の左右両側下隅にそれぞれ設けられ
ている。次に、レーザ照射ユニット１１を説明するが、
左のレーザ照射ユニット１１及び右のレーザ照射ユニッ
ト１１は、略同様な構成をなしているので、右のレーザ
照射ユニット１１のみ説明し、左のレーザ照射ユニット
１１の説明は省略する。

【００１５】図１に示すように、レーザ照射ユニット１
１は、レーザ照射部であるレーザーダイオード１と、レ
ーザダイオード１からのレーザ光Ｌ１を扇状に拡散する
拡散レンズ２と、ハーフミラー４と、スリット（開口）
３ａが形成された絞り部材３とを備えている。

【００１６】絞り部材３は、レーザダイオード１からの
レーザ光の経路上に配置されており、レーザ光を選択的
に通過させる（レーザ光を絞る）ものである。本実施の
形態では、絞り部材３のスリット３ａは、矩形をなして
いる。尚、絞り部材３のスリット３ａの形状は、矩形に
限定されず、例えば、この絞りの形状は、レンズのごく
近傍であればの円形にしても良い。また、絞り部材３に
は、絞り部材３自体の反射を防止するために、植毛布等
を貼るのが好ましい。

【００１７】図２及び図３に示すように、左右のレーザ
照射ユニット１１、１１のそれぞれのレーザーダイオー
ド１を出たレーザ光Ｌ１、Ｌ２は、拡散レンズ２を通っ
て扇状に拡散されてハーフミラー４を通過し、絞り部材
３の矩形のスリット３ａを通り、タッチパネル９のパネ
ル面９ａに平行に照射される。このレーザ光Ｌ１、Ｌ２
は、図３に示すように、再帰性反射膜１３で反射して反
射光Ｃ１、Ｃ２となって、絞り部材３のスリット３ａを
通った後、ハーフミラー４によって反射し、結像レンズ
７を通ってＣＣＤ８に結像する。

【００１８】左右のレーザ照射ユニット１１、１１から
レーザ光が照射されたとき、タッチパネル９上に、例え
ば、指（遮蔽物）１２があると、反射光Ｃ１、Ｃ２の一
部は影となるので、ＣＣＤ８上において一部電圧降下が
起き、その位置を求める。即ち、タッチパネル９の左右
両側下隅に位置するそれぞれのレーザ照射ユニット１
１、１１のＣＣＤ８の電圧降下位置と、レーザ照射ユニ
ット１１、１１間の距離とから、三角測量の原理により
タッチパネル９上における指１２の接触位置を計算して
いる。尚、本実施の形態では、遮蔽物として指１２を例
に挙げたが、これに限定されず、例えば、ペン等であっ
てもよい。

【００１９】ここで、絞り部材３を設けていない場合に
は、図５に示すように、波線で示す外乱光Ｇが、ＣＣＤ
８に飛び込むことがあり、指１２の位置検出に影響を及
ぼすことがある。この場合、正規のレーザー光（反射
光）Ｃ１とのＳＮ比がとれず、指１２の位置が検出でき
なくなることがある。しかし、本実施の形態では、絞り
部材３を設けていることにより、図４に示すように、絞
り部材３のスリット３ａが反射光Ｃ１を通しつつ、外乱
光Ｇをカットするので、ＳＮ比を上げるができ、指１２
の位置検出の精度が向上する。また、レーザ光Ｌ１の経
路上にスリット３ａを有する絞り部材３を設けだけであ
り、構成が簡単で且つコストの低減が図れる。

【００２０】次に、他の実施の形態を説明するが、その
説明にあたり、上述した部分と同様な部分には、同一の
符号を付することにより、その説明を省略する。

【００２１】図６は、第２実施の形態に係るタッチパネ
ル装置を概略的に示す断面図である。第２実施の形態で
は、図６に示すように、遮蔽部材３をレーザ光の経路に
沿って直列に２つ並べたことが第１実施の形態と異な
る。

【００２２】絞り部材３が１つしか設けられていない場
合には、図７に示すように、主にタッチパネル９に浅い
角度で反射してくる外乱光Ｇが絞り部材３のスリット３
ａを通って、ＣＣＤ８に入射してしまい、外乱光Ｇを充
分にカットできないことがあるので、本実施の形態で
は、図６に示すように、絞り部材３をレーザ光Ｌ１の経
路に沿って直列に２つ配置している。このように絞り部
材３を直列に並べると、外乱光Ｇがスリット３ａを通っ
てＣＣＤ８に更に入射し難くなり、上述の浅い角度の外
乱光Ｇをもカットでき、効率よく外乱光をカットするこ
とができる。

【００２３】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形
が可能である。例えば、図８に示すように、絞り部材３
を３つ直列に並べたり、或いは４つ以上並べても良い。

【００２４】本実施の形態では、拡散レンズ２を用いて
レーザ光Ｌ１を拡散させるタッチパネル装置１０に適用
したが、これに限定されず、例えば、ポリゴンレンズ等
でレーザ光を走査するタッチパネル装置に適用しても、
同様な作用効果を得る。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、レーザ光の
経路上に開口を有する絞り部材を設ける簡単且つ低コス
トな構成で、外乱光が受光部に入射し難くするととも
に、受光部がレーザ光のみを選択的に受光することがで
きることにより、外乱光による影響を低減することがで
きるので、ＳＮ比が上がり、パネル面に接触した遮蔽物
の位置検出の精度が向上する。

【００２６】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明と同様な効果を奏するとともに、開口の形状が
矩形であり、開口の形成が容易であるとともに、レーザ
照射部からのレーザ光が扇状に広がる場合において、こ
のレーザ光を選択的に通過させることができる。

【００２７】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、複数の
絞り部材をレーザ光の経路に沿って直列に設けているの
で、外乱光が開口を通って受光部に更に入射し難くな
り、効率よく外乱光をカットすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るタッチパネル装置を概略
的に示す断面図である。

【図２】図２はレーザ照射ユニットを概略的に示す斜視
図である。

【図３】図１のタッチパネル装置を概略的に示す平面図
である。

【図４】絞り部材が外乱光をカットしている状態を示す
図である。

【図５】外乱光がＣＣＤに入射している状態を示す図で
ある。

【図６】第２実施の形態に係るタッチパネル装置を概略
的に示す断面図である。

【図７】外乱光が絞り部材のスリットを介してＣＣＤに
入射している状態を示す図である。

【図８】変形例に係るタッチパネル装置を概略的に示す
断面図である。

【符号の説明】

１ レーザダイオード（レーザ照射部） ３ 絞り部材 ３ａ スリット（開口） ９ａ パネル面 １０ タッチパネル装置 １３ 再帰性反射膜（再帰性反射部）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 BB05 BB06 BB24 CC16 DD04 FF09 FF24 GG04 GG12 HH05 HH12 HH14 JJ03 JJ08 JJ26 LL00 LL09 LL16 LL30 UU02 5B068 AA22 AA32 BB18 BC04 5B087 AA03 AC09 CC34 5F089 BA05 BB01 BC07 BC25 CA06 DA08 GA03 GA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パネル面に沿ってレーザ光を照射するレ
   ーザ照射部と、レーザ照射部からのレーザ光を反射する
   再帰性反射部と、再帰性反射部からの反射光を受光する
   受光部とを備え、受光部が、パネル面上にある遮蔽物の
   遮蔽位置を検出することで、遮蔽物がパネル面に接触し
   ている位置を割り出すタッチパネル装置において、 レーザ照射部からのレーザ光の経路上に開口が形成され
   た絞り部材を備えることを特徴とするタッチパネル装
   置。
2. 【請求項２】 絞り部材の開口の形状が、矩形であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
3. 【請求項３】 絞り部材が、レーザ光の経路に沿って直
   列に複数並べられてい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装置。