JP2009252012A - 光学式タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】大型の表示装置に使用しても、光学式タッチパネルの分解能が低下せず、また、発光素子の価格が高くならず、さらに、部品取付コストが高くならず、したがって、光学式タッチパネルの製品全体のコストが高くならない光学式タッチパネルを提供することを目的とする。
【解決手段】光学式タッチパネルにおいて、表示装置の表示面の周囲に設置されている発光素子と、上記発光素子が出力した光を収束するレンズであって、上記発光素子と上記表示面との間に設けられているレンズと、上記表示装置の表示面の周囲であって、上記表示装置の表示面の近傍の空間を挟んで、上記発光素子と対向して設置されている受光素子であって、上記発光素子が出力し、上記レンズを通過した光を受光する受光素子とを有する光学式タッチパネルである。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学式タッチパネルに関する。

従来、大型（たとえば６０インチ程度）の光学式タッチパネルを実現するためには、高出力の赤外ＬＥＤと、高感度のフォトトランジスタとを、表示装置上に設置し、上記赤外ＬＥＤから上記フォトトランジスタに向かって、赤外光ビームを飛ばす。
特開２００４−２７２９３１号公報

しかし、一般的な高出力の赤外ＬＥＤ部品は、５ｍｍΦ程度のＤＩＰ部品であり、この高出力の赤外ＬＥＤ部品の発光出力には限界がある。

上記高出力の赤外ＬＥＤ部品以上の大型ＬＥＤは、部品寸法が大きいので、取付間隔が長く、したがって、分解能が低いという問題がある。

また、高出力の赤外ＬＥＤ部品の価格が高いという問題があり、さらに、ＤＩＰ部品であるので、部品取付コストが高く、したがって、光学式タッチパネルの製品全体のコストが高いという問題がある。

大型の光学式タッチパネルを実現するためには、受光側でも、高感度のフォトトランジスタを使用するので、外来光の影響を受け易く、つまり、耐外来光性能が低下するという問題がある。

本発明は、大型の表示装置に使用しても、光学式タッチパネルの分解能が低下せず、また、発光素子の価格が高くならず、さらに、部品取付コストが高くならず、したがって、光学式タッチパネルの製品全体のコストが高くならない光学式タッチパネルを提供することを目的とする。

本発明は、光学式タッチパネルにおいて、表示装置の表示面の周囲に設置されている発光素子と、上記発光素子が出力した光を収束するレンズであって、上記発光素子と上記表示面との間に設けられているレンズと、上記表示装置の表示面の周囲であって、上記表示装置の表示面の近傍（上または下）の空間を挟んで、上記発光素子と対向して設置されている受光素子であって、上記発光素子が出力し、上記レンズを通過した光を受光する受光素子とを有する光学式タッチパネルである。

また、本発明は、光学式タッチパネルにおいて、表示装置の表示面の周囲に設置されている発光素子と、上記表示装置の表示面の周囲であって、上記表示装置の表示面の近傍の空間を挟んで、上記発光素子と対向して設置されている受光素子であって、上記発光素子が出力した光を受光する受光素子と、上記発光素子が出力した光を収束するレンズであって、上記表示装置の表示面と上記受光素子との間に設けられているレンズとを有する光学式タッチパネルである。

さらに、本発明は、光学式タッチパネルにおいて、表示装置の表示面の周囲に設置されている発光素子と、上記発光素子が出力した光を収束する第１のレンズであって、上記発光素子と上記表示面との間に設けられている第１のレンズと、上記表示装置の表示面の周囲であって、上記表示装置の表示面の近傍の空間を挟んで、上記発光素子と対向して設置されている受光素子であって、上記発光素子が出力し、上記第１のレンズを通過した光を受光する受光素子と、上記発光素子が出力し上記第１のレンズを通過した光を収束する第２のレンズであって、上記表示装置の表示面と上記受光素子との間に設けられている第２のレンズとを有する光学式タッチパネルである。

請求項１、３記載の発明によれば、大型の表示装置に使用しても、光学式タッチパネルの分解能が低下せず、また、発光素子の価格が高くならず、さらに、部品取付コストが高くならず、したがって、製品コストが高くならないという効果を奏する。

請求項２、３記載の発明よれば、大型の表示装置に使用しても、光学式タッチパネルの分解能が低下せず、また、受光素子の価格が高くならず、さらに、部品取付コストが高くならず、したがって、製品コストが高くならないという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。

図１は、本発明の実施例１である光学式タッチパネルＴＰ１を示す図である。

図２は、実施例１における発光装置１０を示す正面図である。

図３は、実施例１における受光装置２０を示す正面図である。

光学タッチパネルＴＰ１は、発光装置１０と、受光装置２０と有する。

発光装置１０は、発光素子１１と、基板１２と、レンズＬ１とを有する。

発光素子１１は、表示装置３０の表示面３１の周囲に設置され、ＬＥＤ等で構成されている。

発光素子用レンズＬ１は、発光素子１１が出力した赤外光を収束するレンズであって、発光素子１１と表示面３１との間に設けられている。

レンズＬ１は、棒状のレンズであり、つまり、かまぼこ状のレンズである。すなわち、レンズＬ１は、複数の発光素子１１が発光した光を収束する１本のレンズである。また、レンズＬ１は、ポリカーボネイト、アクリル等で構成され、両面テープ等で、基板１２に固着されている。

基板１２には、発光素子１１が、ほぼ一直線上に搭載され、２つの小判穴１３、１３が設けられている。小判穴１３、１３は、表示装置３０の筐体に基板１２を図示しないビス等で固定する場合、ビスを挿通する穴であり、ビスで基板１２を筐体に固着する直前に、レンズＬ１の向きを微調整するための小判穴である。なお、２つの小判穴１３、１３の一方のみを小判穴とし、残りの穴を丸穴にしてもよい。

受光装置２０は、受光素子用レンズＬ２と、受光素子２１と、基板２２とを有する。

受光素子２１は、表示装置３０の表示面３１の周囲に設置され、フォトトランジスタ等で構成されている。

受光素子用レンズＬ２は、発光素子１１が出力した赤外光を収束するレンズであって、受光素子２１と表示面３１との間に設けられている。

受光素子２１は、表示装置３０の表示面３１の周囲であって、表示装置３０の表示面３１の近傍（上または下）の空間３２を挟んで、発光素子１１と対向して設置され、発光素子１１が出力し、レンズＬ１を通過した光を受光する。

レンズＬ２は、棒状のレンズであり、つまり、かまぼこ状のレンズである。すなわち、レンズＬ２は、複数の発光素子１１が発光した光を収束する１本のレンズである。また、レンズＬ２は、ポリカーボネイト、アクリル等で構成され、両面テープ等で、基板２２に固着されている。

基板２２には、受光素子２１が、ほぼ一直線上に搭載され、２つの小判穴２３、２３が設けられている。小判穴２３、２３は、表示装置３０の筐体に基板２２を図示しないビス等で固定する場合、ビスを挿通する穴であり、ビスで基板２２を筐体に固着する直前に、レンズＬ２の向きを微調整するための小判穴である。なお、２つの小判穴２３、２３の一方のみを小判穴とし、残りの穴を丸穴にしてもよい。

タッチパネルＴＰ１を製造する場合、まず、タッチパネルＴＰ１を構成する電気基板１２に、発光素子２１（小型の表面実装型のＬＥＤ）を自動機によって、自動実装する。棒状の発光用レンズＬ１を、押出し成型して製作し、発光素子２１の付近に取り付け、この場合、両面テープ等で基板１２に取り付ける。発光素子２１が発射した赤外光は、レンズＬ１によって収束、増強され、遠く離れた受光素子２１（フォトトランジスタ）まで到達する。この場合、レンズＬ２で赤外光が再び収束された後に、受光素子２１の受光面に到達する。

図４は、実施例１における受光装置２０において、外来光４０の受光を阻止することができることを示す図である。

図４に示すように、外来光４０が受光素子２１に向かうと、レンズＬ２によって、その光路が変更され、受光素子２１の受光面には、その外来光が達しない。よって、指向特性をタイトに絞り込むことができ、耐外来光性能が格段に向上する。

上記実施例１によれば、大型の表示装置に、小型の赤外ＬＥＤ部品を使用することができるので、光学式タッチパネルＴＰ１の分解能が低下しない。また、上記実施例１によれば、高輝度の発光素子を使用する必要がなく、通常の赤外ＬＥＤ部品を使用することができるので、発光素子の価格が高くならない。さらに、通常のフォトトランジスタを使用することができるので、高輝度の受光素子を使用する必要がなく、受光素子の価格が高くならない。上記実施例１によれば、実装可能な赤外ＬＥＤ部品を使用することができるので、部品取付コストが高くならず、したがって、製品コストが高くならない。

また、実施例１によれば、受光装置２０にレンズＬ２を用いるので、指向特性をタイトに絞り込むことができ、したがって、耐外来光性能が格段に向上する。

赤外ＬＥＤの近傍にレンズＬ１を設け、フォトトランジスタ近辺にレンズＬ２を配置することによって、発光能力、受光能力の合計が約４倍に向上する。つまり、従来１５インチサイズのタッチパネルしか実現できなかった光学部品（発光素子、受光素子）を使用して、６０インチ以上の大型タッチパネルを構築することができる。

図５は、本発明の実施例２であるタッチパネルＴＰ２を示す斜視図である。

タッチパネルＴＰ２は、基本的には、タッチパネルＴＰ１と同じであり、タッチパネルＴＰ１において、受光素子用レンズＬ２を削除したものである。

つまり、タッチパネルＴＰ２において、受光装置２０ａは、受光素子２１と、基板２２とを有し、受光素子用レンズＬ２が削除されている。

すなわち、光学式タッチパネルＴＰ２は、表示装置３０の表示面３１の周囲に設置されている発光素子１１と、表示装置３０の表示面３１の周囲であって、表示装置３０の表示面３１の近傍（上または下）の空間３２を挟んで、発光素子１１と対向して設置されている受光素子２１であって、発光素子１１が出力した光を受光する受光素子２１と、発光素子１１が出力した光を収束するレンズＬ１であって、表示装置３０の表示面３１と受光素子２１との間に設けられているレンズＬ１とを有する。

実施例２によれば、大型の表示装置に、小型の赤外ＬＥＤ部品を使用することができるので、光学式タッチパネルＴＰ１の分解能が低下しない。また、実施例２によれば、高出力の赤外ＬＥＤ部品ではなく、通常の赤外ＬＥＤ部品を使用することができるので、高輝度の発光素子を使用する必要がなく、発光素子の価格が高くならない。さらに、実施例２によれば、通常の実装可能な赤外ＬＥＤ部品を使用することができるので、部品取付コストが高くならず、したがって、製品コストが高くならない。

図６は、本発明の実施例３であるタッチパネルＴＰ３を示す斜視図である。

タッチパネルＴＰ３は、基本的には、タッチパネルＴＰ１と同じであり、タッチパネルＴＰ１において、発光素子用レンズＬ１を削除したものである。

つまり、タッチパネルＴＰ３において、発光装置１０ａは、発光素子１１と、基板１２とを有し、レンズＬ１が削除されている。

すなわち、光学式タッチパネルＴＰ３は、表示装置３０の表示面３１の周囲に設置されている発光素子１１と、表示装置３０の表示面３１の周囲であって、表示装置３０の表示面３１の近傍の空間３２を挟んで、発光素子１１と対向して設置されている受光素子２１であって、発光素子１１が出力した光を受光する受光素子２１と、発光素子１１が出力した光を収束する受光素子用レンズＬ２であって、表示装置３０の表示面３１と受光素子２１との間に設けられている受光素子用レンズＬ２とを有する。

実施例３によれば、大型の表示装置に、小型の赤外ＬＥＤ部品を使用することができるので、光学式タッチパネルＴＰ３の分解能が低下しない。また、実施例３によれば、高出力のフォトトランジスタではなく、通常のフォトトランジスタを使用することができるので、受光素子２１として、高輝度の受光素子を使用する必要がなく、受光素子の価格が高くならない。さらに、実施例３によれば、通常の実装可能なフォトトランジスタを使用することができるので、部品取付コストが高くならず、したがって、製品コストが高くならない。

また、実施例３によれば、受光装置２０ａにレンズＬ２を用いるので、指向特性をタイトに絞り込むことができるので、耐外来光性能が格段に向上する。

なお、上記各実施例において、発光素子１１が赤外光を出力する代わりに、可視光、紫外線等、他の光を出力するようにしてもよい。また、受光素子２１が赤外光を受光する代わりに、可視光、紫外線等、他の光を受光するようにしてもよい。

本発明の実施例１である光学式タッチパネルＴＰ１を示す図である。 実施例１における発光装置１０を示す正面図である。 実施例１における受光装置２０を示す正面図である。 実施例１における受光装置２０において、外来光４０の受光を阻止することができることを示す図である。 本発明の実施例２であるタッチパネルＴＰ２を示す斜視図である。 本発明の実施例３であるタッチパネルＴＰ３を示す斜視図である。

符号の説明

ＴＰ１…タッチパネル、
１０…発光装置、
１１…発光素子、
１２…基板、
１３…小判穴、
２０…受光装置、
２１…受光素子、
２２…基板、
２３…小判穴、
３０…表示装置、
３１…表示面、
４０…外来光、
ＴＰ２…タッチパネル、
２０ａ…受光装置、
ＴＰ３…タッチパネル、
１０ａ…発光装置。

Claims (7)

1. 光学式タッチパネルにおいて、
   表示装置の表示面の周囲に設置されている発光素子と；
   上記発光素子が出力した光を収束するレンズであって、上記発光素子と上記表示面との間に設けられているレンズと；
   上記表示装置の表示面の周囲であって、上記表示装置の表示面の近傍（上または下）の空間を挟んで、上記発光素子と対向して設置されている受光素子であって、上記発光素子が出力し、上記レンズを通過した光を受光する受光素子と；
   を有することを特徴とする光学式タッチパネル。
2. 光学式タッチパネルにおいて、
   表示装置の表示面の周囲に設置されている発光素子と；
   上記表示装置の表示面の周囲であって、上記表示装置の表示面の近傍の空間を挟んで、上記発光素子と対向して設置されている受光素子であって、上記発光素子が出力した光を受光する受光素子と；
   上記発光素子が出力した光を収束するレンズであって、上記表示装置の表示面と上記受光素子との間に設けられているレンズと；
   を有することを特徴とする光学式タッチパネル。
3. 光学式タッチパネルにおいて、
   表示装置の表示面の周囲に設置されている発光素子と；
   上記発光素子が出力した光を収束する第１のレンズであって、上記発光素子と上記表示面との間に設けられている第１のレンズと；
   上記表示装置の表示面の周囲であって、上記表示装置の表示面の近傍の空間を挟んで、上記発光素子と対向して設置されている受光素子であって、上記発光素子が出力し、上記第１のレンズを通過した光を受光する受光素子と；
   上記発光素子が出力し上記第１のレンズを通過した光を収束する第２のレンズであって、上記表示装置の表示面と上記受光素子との間に設けられている第２のレンズと；
   を有することを特徴とする光学式タッチパネル。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項において、
   上記レンズは、複数の上記発光素子が発光した光を収束する１本のレンズであることを特徴とする光学式タッチパネル。
5. 請求項１〜請求項３のいずれか１項において、
   上記レンズは、棒状のレンズであることを特徴とする光学式タッチパネル。
6. 請求項１〜請求項３のいずれか１項において、
   上記発光素子は、赤外光、可視光、紫外線のうちの少なくとも１つの光を発生する素子であることを特徴とする光学式タッチパネル。
7. 請求項１〜請求項３のいずれか１項において、
   上記レンズは、上記発光素子または上記受光素子を搭載している基板に固定され、上記基板は、筐体と固定するための小判穴を有することを特徴とする光学式タッチパネル。

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