JP2008096179A - Optical position detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タッチパネルなどの光学式位置検出装置に関する。 The present invention relates to an optical position detection device such as a touch panel.
図5は、従来のタッチパネルの一例を示している(たとえば、特許文献1参照)。同図に示されたタッチパネルXは、液晶ディスプレイ91、複数の発光素子92a〜92t、複数の受光素子93a〜93t、および制御手段94を備えている。複数の発光素子92a〜92jと複数の受光素子93k〜93tとは、液晶ディスプレイ91を挟んで、方向yに沿って平行に配置されている。また、複数の発光素子92k〜92tと複数の受光素子93a〜93jとは、液晶ディスプレイ91を挟んで、方向xに沿って平行に配置されている。制御手段94は、発光素子ドライバ94a、受光素子ドライバ94b、およびCPU94cからなる。CPU94cは、発光素子ドライバ94aを介して、複数の発光素子92a〜92tを順次発光させる。また、CPU94cは、受光素子ドライバ94bを介して、複数の受光素子93a〜93tのうち発光している複数の発光素子92a〜92jの正面に位置するものについて、受光の有無を検出する。たとえば、液晶ディスプレイ91に表示された画像のうち、使用者が望む部分を指Fgで触ると、発光素子92gから発せられた光が指Fgによってさえぎられる。このとき、受光素子93qは、発光素子92gからの光を受光しないため、受光素子ドライバ94bおよびCPU94cには、受光素子93qからの受光検知信号が送信されない。これにより、CPU94cは、指Fgなどの遮蔽物が、発光素子92gと受光素子93qとの間にあると認識する。この遮蔽物認識処理を、複数の発光素子92a〜92tおよび複数の受光素子93a〜93tについて所定の周波数にしたがって実施することにより、液晶ディスプレイ91上に存在する指Fgなどの遮蔽物の方向xおよび方向yにおける位置を検出することができる。
FIG. 5 shows an example of a conventional touch panel (see, for example, Patent Document 1). The touch panel X shown in the figure includes a
しかしながら、複数の発光素子92a〜92tは、その発光輝度が限られている。複数の発光素子92a〜92tと複数の受光素子93a〜93tのうち対面するものどうしの距離は、複数の発光素子92a〜92tからの光を複数の受光素子93a〜93tによって確実に受光可能である距離とする必要がある。したがって、複数の発光素子92a〜92tの発光輝度によって、液晶ディスプレイ91の方向xおよび方向yにおける大きさが限定されることとなり、液晶ディスプレイ91の大型化が阻害されていた。
However, the light emitting luminance of the light emitting elements 92a to 92t is limited. The distance between the light emitting elements 92a to 92t and the
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、表示領域の大型化を図ることが可能な光学式位置検出装置を提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide an optical position detection device capable of enlarging the display area.
本発明によって提供される光学式位置検出装置は、画像を表示するための表示領域と、上記表示領域を挟んで互いに平行に配列された複数の発光素子および複数の受光素子と、上記複数の発光素子および上記複数の受光素子を駆動制御するための制御手段と、を備えた光学式位置検出装置であって、上記制御手段は、上記複数の発光素子のうち互いに隣り合う2以上の発光素子を同時に発光させ、上記複数の受光素子のうち上記2以上の発光素子と対面する1つの受光素子によって上記2以上の発光素子からの光が受光されないときに、上記2以上の発光素子と上記1つの受光素子との間に遮蔽物が存在すると判断する構成とされていることを特徴としている。 An optical position detection apparatus provided by the present invention includes a display area for displaying an image, a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements arranged in parallel with each other across the display area, and the plurality of light emitting elements. And an optical position detection device comprising: a control means for driving and controlling the plurality of light receiving elements; and the control means is configured to control two or more light emitting elements adjacent to each other among the plurality of light emitting elements. When the light from the two or more light emitting elements is not received by one light receiving element that emits light at the same time and faces the two or more light emitting elements among the plurality of light receiving elements, the two or more light emitting elements and the one light emitting element It is characterized in that it is determined that a shielding object exists between the light receiving element and the light receiving element.
このような構成によれば、上記1つの受光素子は、上記2以上の発光素子からの光を受けることとなる。このため、上記複数の発光素子と上記複数の受光素子とのうち互いに対面するものどうしの距離を、たとえば2倍以上とすることが可能である。したがって、上記表示領域の大型化を図ることができる。 According to such a configuration, the one light receiving element receives light from the two or more light emitting elements. For this reason, it is possible to make the distance between the plurality of light emitting elements and the plurality of light receiving elements facing each other, for example, twice or more. Therefore, the display area can be increased in size.
本発明の好ましい実施の形態においては、同時に発光させられる上記2以上の発光素子と対面する上記1つの受光素子は、上記複数の発光素子および上記複数の受光素子が配列された方向における位置が、同時に発光させられる上記2以上の発光素子の位置を平均した位置とされている。このような構成によれば、上記2以上の発光素子から発せられた光を上記1つの受光素子によってもっとも効率よく受光することが可能である。これは、上記表示領域の拡大化に有利である。 In a preferred embodiment of the present invention, the one light receiving element facing the two or more light emitting elements that emit light simultaneously has a position in a direction in which the plurality of light emitting elements and the plurality of light receiving elements are arranged, The positions of the two or more light emitting elements that emit light simultaneously are averaged. According to such a configuration, light emitted from the two or more light emitting elements can be received most efficiently by the one light receiving element. This is advantageous for enlarging the display area.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る光学式位置検出装置の一例を示している。本実施形態のタッチパネルA1は、液晶ディスプレイ1、複数の発光素子2a〜2t、複数の受光素子3a〜3t、制御手段4を備えて構成されている。タッチパネルA1は、画像などが表示された液晶ディスプレイ1に対して使用者が指Fgによって指し示した位置を、方向xおよび方向yについて検出可能に構成されている。
FIG. 1 shows an example of an optical position detection apparatus according to the present invention. The touch panel A1 of the present embodiment includes a
液晶ディスプレイ1は、たとえばカラー画像を表示可能な画像表示装置であり、本発明で言う表示領域を構成している。液晶ディスプレイ1は、方向xおよび方向yに沿って延びる四辺を有する矩形状とされている。
The
複数の発光素子2a〜2tは、たとえば赤外線を出射可能な発光ダイオードである。複数の発光素子2a〜2jは、液晶ディスプレイ1の図中左側において、方向yに沿って等ピッチで配列されている。複数の発光素子2k〜2tは、液晶ディスプレイ1の図中上側において、方向xに沿って等ピッチで配列されている。
The plurality of
複数の受光素子3a〜3tは、たとえばフォトダイオードまたはフォトトランジスタであり、複数の発光素子2a〜2tから発せられる波長の赤外線を受光可能とされている。複数の受光素子3a〜3jは、液晶ディスプレイ1を挟んで複数の発光素子2k〜2tと平行に方向xに沿って配列されている。複数の受光素子3a〜3jは、その配列ピッチが複数の発光素子2k〜2tの配列ピッチと同じである。複数の発光素子2k〜2tと複数の受光素子3a〜3jとは、互いに対面するものどうしの方向xにおける位置が同一とされている。複数の受光素子3k〜3tは、液晶ディスプレイ1を挟んで複数の発光素子2a〜2jと平行に方向yに沿って配列されている。複数の受光素子3k〜3tは、その配列ピッチが複数の発光素子2a〜2jの配列ピッチと同じである。複数の発光素子2a〜2jと複数の受光素子3k〜3tとは、互いに対面するものどうしの方向yにおける位置が同一とされている。
The plurality of light receiving
制御手段4は、発光素子ドライバ41、受光素子ドライバ42、およびCPU43からなる。発光素子ドライバ41は、CPU43からの指令に基づいて複数の発光素子2a〜2tのうち任意のものを発光可能に構成されている。受光素子ドライバ42は、複数の受光素子3a〜3tのうち任意のものが受光したことをCPU43に対して送信可能に構成されている。CPU43は、発光素子ドライバ41および受光素子ドライバ42を介して複数の発光素子2a〜2tおよび複数の発光素子2a〜2tを用いた位置検出処理を行うためのものである。
The
タッチパネルA1による位置検出処理は、以下のように行われる。CPU43から発光素子ドライバ41に対して、複数の発光素子2a〜2tを所定の周波数にしたがって順次発光させる旨の指令を送る。この発光動作において、複数の発光素子2a〜2tのうち、たがいに隣り合う2つを同時に発光させる。すなわち、2つの発光素子2a,2b、2つの発光素子2b,2c、2つの発光素子2c、2d、・・・、2つの発光素子2s,2tを順次発光させる。CPU43は、発光素子ドライバ41を介した発光動作と同期して、受光素子ドライバ42を介した複数の受光素子3a〜3tの受光検出動作を行う。
The position detection process by the touch panel A1 is performed as follows. The
図2は、これらの発光動作および受光検出動作のタイミングチャートの一部を示している。本図によく表れているように、たとえば、2つの発光素子2f,2gの発光と、受光素子3qによる受光検出とが、同じタイミングで行われる。図1に示すように、受光素子3qは、2つの発光素子2f,2gのうち発光素子2gと対面している。このとき、使用者の指Fgが2つの発光素子2f,2gと受光素子3qとの間に置かれると、受光素子3qは2つの発光素子2f,2gからの光を受光しない。2つの発光素子2f,2gが発光しているにもかかわらず、受光素子ドライバ42から受光素子3qの受光検出信号が送信されない場合には、CPU43は、2つの発光素子2f,2gと受光素子3qとの間に指Fgが存在すると認識する。すなわち、方向yにおける指Fgの位置を検出することができる。複数の発光素子2a〜2tと複数の受光素子3a〜3tとを、図2に示したタイミングチャートにしたがって駆動制御することにより、指Fgなどの遮蔽物の方向xおよび方向yにおける位置検出処理を行うことができる。
FIG. 2 shows a part of a timing chart of these light emission operations and light reception detection operations. As clearly shown in the figure, for example, the light emission of the two
次に、タッチパネルA1の作用について説明する。 Next, the operation of the touch panel A1 will be described.
本実施形態によれば、指Fgなどの遮蔽物が存在しない場合、たとえば位置検出処理に用いられる1つの受光素子3qには、2つの発光素子2f,2gからの光が到達する。2つの発光素子2f,2gからの光を受光素子3qによって受光可能な距離は、発光素子2f,2gのいずれか一方のみを発光させた場合に受光素子3qによって受光可能な距離の2倍程度である。このため、複数の発光素子2a〜2jと複数の受光素子3k〜3tとの間の距離、および複数の発光素子2k〜2tと複数の受光素子3a〜3jとの間の距離を、たとえば図5に示されたタッチパネルXにおける距離の2倍程度とすることが可能である。したがって、タッチパネルA1における液晶ディスプレイ1の大型化を図ることができる。
According to the present embodiment, when there is no shielding object such as the finger Fg, for example, light from the two
図3および図4は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。 3 and 4 show another embodiment of the present invention. In these drawings, the same or similar elements as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above embodiment.
図3は、本発明に係る光学式位置検出装置の第2実施形態を示している。本実施形態のタッチパネルA2は、位置検出処理において複数の発光素子2a〜2tのうち3つを同時に発光させる点が、上述した実施形態と異なる。本実施形態においては、たとえば、3つの発光素子2e,2f,2gを発光させたときに、受光素子3pによって受光されているか否かを判別することによって、指Fgなどの遮蔽物の有無を認識する。受光素子3pは、3つの発光素子2e,2f,2gうち中央に位置する発光素子2fと方向yにおける位置が同一である。複数の発光素子2a〜2tおよび複数の受光素子3a〜3tのうち、3つの発光素子2e,2f,2gおよび受光素子3p以外のものどうしの関係も同様である。
FIG. 3 shows a second embodiment of the optical position detection apparatus according to the present invention. The touch panel A2 of the present embodiment is different from the above-described embodiment in that three of the
このような実施形態によれば、液晶ディスプレイ1の大型化をさらに促進することができる。また、受光素子3pは、3つの発光素子2e,2f,2gからの光をもっとも効率よく受光可能な位置に配置されている。したがって、遮蔽物の有無を検出する感度を高めることが可能であり、液晶ディスプレイ1の大型化に有利である。
According to such an embodiment, the enlargement of the
図4は、本発明に係る光学式位置検出装置の第3実施形態を示している。本実施形態のタッチパネルA3は、複数の発光素子2a〜2tのうち2つずつを同時に発光させる点は、上述した第1実施形態と同様であるが、複数の発光素子2a〜2tと複数の受光素子3a〜3rとの相対的な位置関係が上述した第1実施形態と異なる。本実施形態においては、たとえば2つの発光素子2f,2gからの光を受光すべき受光素子3oが、方向yにおいて発光素子2f、2gの間に配置されている。すなわち、受光素子3oは、発光素子2f、2gの方向yにおける位置を平均した位置とされている。これと同様に、複数の発光素子2a〜2jと複数の受光素子3j〜3r、あるいは複数の発光素子2k〜2tと複数の受光素子3a〜3iは、互いに半ピッチずれた配置とされている。
FIG. 4 shows a third embodiment of the optical position detection apparatus according to the present invention. The touch panel A3 of the present embodiment is the same as the first embodiment described above in that two of the plurality of
このような実施形態によっても、液晶ディスプレイ1の大型化を図ることができる。また、複数の受光素子3a〜3rによって複数の発光素子3a〜3tからの光を効率よく受光することができる。
Also according to such an embodiment, the size of the
本発明に係る光学式位置検出装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る光学式位置検出装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The optical position detection device according to the present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each part of the optical position detection device according to the present invention can be varied in design in various ways.
A1,A2,A3 タッチパネル(光学式位置検出装置)
1 液晶ディスプレイ(表示領域)
2a〜2t 発光素子
3a〜3t 受光素子
4 制御手段
41 発光素子ドライバ
42 受光素子ドライバ
43 CPU
A1, A2, A3 Touch panel (optical position detector)
1 Liquid crystal display (display area)
2a to 2t
Claims (2)
上記表示領域を挟んで互いに平行に配列された複数の発光素子および複数の受光素子と、
上記複数の発光素子および上記複数の受光素子を駆動制御するための制御手段と、
を備えた光学式位置検出装置であって、
上記制御手段は、上記複数の発光素子のうち互いに隣り合う2以上の発光素子を同時に発光させ、上記複数の受光素子のうち上記2以上の発光素子と対面する1つの受光素子によって上記2以上の発光素子からの光が受光されないときに、上記2以上の発光素子と上記1つの受光素子との間に遮蔽物が存在すると判断する構成とされていることを特徴とする、光学式位置検出装置。 A display area for displaying images,
A plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements arranged in parallel with each other across the display region;
Control means for driving and controlling the plurality of light emitting elements and the plurality of light receiving elements;
An optical position detection device comprising:
The control unit causes two or more light emitting elements adjacent to each other among the plurality of light emitting elements to emit light simultaneously, and the two or more light receiving elements face each other with the two or more light emitting elements among the plurality of light receiving elements. An optical position detection device configured to determine that a shielding object exists between the two or more light emitting elements and the one light receiving element when light from the light emitting elements is not received. .
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