JP3481498B2 - 光学式タッチパネル - Google Patents

光学式タッチパネル

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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光学式タッチパ
ネルの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の光学式タッチパネルのブロ
ック構成図である。
【０００３】この光学式タッチパネル１０１では、矩形
の位置検出面１５０を挟んで発光素子１１０と受光素子
１３０とが対向配置している。
【０００４】制御部１４０は発光素子１１０を図４の左
から右へ、上から下へと順次点灯させ、発光素子１１０
と対向する受光素子１３０で発光素子１１０からの光を
受光させる。
【０００５】この光学式タッチパネルでは位置検出面１
５０に格子状に光路が形成される。
【０００６】図４に示す位置に物体１７０があるとき、
物体１７０によって光路が遮断され、発光素子１１０か
らの光が受光素子１３０に達しないので、制御部１４０
は受光素子１３０からの受光情報に基いて物体１７０の
位置（２次元座標）を検出する。
【０００７】しかし、この光学式タッチパネルでは矩形
の位置検出面１５０の４辺に素子１１０，１３０を配置
しなければならないので、結線に多くの時間がかかる。
【０００８】そこで、この問題を解決するために次の構
成の光学式タッチパネルが提案された。
【０００９】図５は従来の他の光学式タッチパネルのブ
ロック構成図である。
【００１０】この光学式タッチパネル２０１は、発光素
子２１０と、この発光素子２１０からの光を反射する反
射板２２０と、この反射板２２０からの反射光を受光す
る受光素子２３０とを備えている。
【００１１】発光素子２１０と受光素子２３０とが矩形
の位置検出面２５０の互いに隣接する２辺のそれぞれに
交互に配置され、反射板２２０が位置検出面の残りの２
辺のそれぞれに配置されている。
【００１２】図５に示す位置に物体２７０があるとき、
物体２７０によって光路が遮断され、反射板２２０から
の反射光が受光素子２３０に達しないので、制御部２４
０は受光素子２３０からの受光情報に基いて物体２７０
の位置を検出する。
【００１３】この光学式タッチパネルによれば、図４の
従来例に比して配線が簡略化することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この光学式タ
ッチパネルは１つの光路に対して一対の素子（発光素子
２１０と受光素子２３０）を用いているので、多くの素
子を必要とし、製造コストが嵩むという問題があった。
【００１５】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は素子の数を減少させて製造コスト
の低減を図ることができる光学式タッチパネルを提供す
ることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、発光手段と、この発光手段か
らの光を反射する反射手段と、この反射手段からの反射
光を受光する受光手段とを備え、前記発光手段と前記受
光手段とが、矩形の位置検出面の互いに隣接する２辺の
それぞれに交互に配置され、前記反射手段が、前記位置
検出面の残りの２辺のそれぞれに配置されている光学式
タッチパネルにおいて、前記発光手段を所定の順序で点
灯させ、前記反射手段からの反射光を、点灯させた前記
発光手段の両側に位置する前記受光手段に同時に受光さ
せ、前記点灯させた発光手段の両側に位置する前記受光
手段の受光情報に基いて物体の位置を検出する制御手段
と、所定の光路以外からの光が前記受光手段に入射する
のを阻止する遮断手段とを備えていることを特徴とす
る。
【００１７】同時に形成される２つの光路のうちの一方
の光路上に物体があるとき、点灯させた発光手段の片側
の受光手段で反射手段からの反射光が受光され、反対側
の受光手段では反射光が受光されない。この結果は受光
情報として受光手段から制御手段へ出力される。制御手
段は位置検出面の２辺に配置された受光手段によって得
られる受光情報に基いて物体の位置を検出する。このと
き、位置検出面上の物体で反射された光は遮断手段によ
って遮断され、受光手段に入射しないので、誤りなく物
体の位置を検出することができる。
【００１８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光学式タッチパネルにおいて、前記遮断手段は前記受
光手段の受光面と対向する筒であることを特徴とする。
【００１９】筒によって所定の光路以外から受光手段の
受光面に入射しようとする光が遮断される。
【００２０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の光学式タッチパネルにおいて、前記遮断手段は前記受
光手段の受光面と対向する孔を有する板であることを特
徴とする。
【００２１】板によって所定の光路以外から受光手段の
受光面に入射しようとする光が遮断される。
【００２２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項に記載の光学式タッチパネルにおいて、前
記発光手段から出射された光を所定方向に集める集光レ
ンズを備えていることを特徴とする。
【００２３】発光手段から出射された光が集光レンズに
よって所定方向に集められ、その光が反射手段で反射さ
れて受光手段に入射する。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【００２５】図１はこの発明の第１実施形態に係る光学
式タッチパネルのブロック構成図である。
【００２６】この光学式タッチパネル１は、発光素子
（発光手段）１０と、反射板（反射手段）２０と、受光
素子（受光手段）３０と、ドライブ・コントローラ（制
御手段）４０とを備える。
【００２７】発光素子１０と受光素子３０とが、矩形の
位置検出面５０を保持する枠（図示せず）の互いに隣接
する２辺（Ｘ，Ｙ方向）のそれぞれに交互に配置されて
いる。
【００２８】受光素子３０は発光素子１０より後退した
位置にあり、筒（遮断手段）６０が受光素子３０の受光
面３１と対向する。
【００２９】そのため、位置検出面５０の物体７０で反
射された光は筒６０で遮ぎられ、受光素子３０は反射板
２０で反射された光だけを受光することができる。
【００３０】なお、筒６０の長さ及び径は、反射板２０
で反射された光の受光素子３０への入射を許容するが、
物体７０で反射された光や隣接する別の発光素子１０か
らの直接光の受光素子３０への入射を阻む寸法に設定さ
れている。
【００３１】発光素子１０としては例えば発光ダイオー
ドを、受光素子３０としては例えばピンフォトダイオー
ドやフォトトランジスタ等をそれぞれ用いる。
【００３２】発光素子は、例えばｎｐｎトランジスタと
エミッタ抵抗とを備え、ドライブ・コントローラ４０か
らの信号に基いて駆動される。
【００３３】受光素子３０はドライブ・コントローラ４
０からの信号に基いて反射光を受光する。
【００３４】受光素子３０は、例えば比較器（図示せ
ず）を備える。受光素子３０で受光された反射光の受光
レベルと予め設定した閾値レベルとが比較器で比較さ
れ、この比較器で得られた信号がドライブ・コントロー
ラ４０へ出力される。
【００３５】比較器は受光レベルが予め設定された閾値
に達したとき、所定の論理レベル（例えばＨレベル）の
信号を出力する。
【００３６】反射板２０は位置検出面５０の残りの２辺
のそれぞれに配置されている。反射板２０としては、例
えばＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチ
レンターポリマ）等の基板上に異なる波長で高反射率を
もつ多層膜を重ねてコーティングしたものを用いる。
【００３７】ドライブ・コントローラ４０は、ドライブ
・インタフェース（図示せず）からの指示によって発光
素子１０と受光素子３０とへ信号を出力し、発光素子１
０を所定の順序（例えば１つずつ順番に又は１つ飛びで
複数個同時に）で点灯させ、反射板２０からの反射光
を、点灯させた発光素子１０の両側に位置する受光素子
３０に受光させ、比較器の出力に基いて検出された物体
７０の位置をドライブ・インタフェースへ報告する。
【００３８】物体７０の位置は、比較器の出力をＬレベ
ルとする受光素子３０のＸ，Ｙ座標によって検出され
る。
【００３９】以上の構成であるから、光学式タッチパネ
ルは位置検出面５０上の物体７０の位置を検出すること
ができる。
【００４０】この実施形態によれば、発光素子１０の両
側の受光素子３０で反射光を受光するので、発光素子１
０及び受光素子３０の数を従来例に比し大幅に減少させ
ることができ、製造コストを低減することができる。
【００４１】また、物体７０で反射した光を筒６０で遮
ぎることができるので、反射板２０で反射された反射光
以外の光による誤検出を防止できる。
【００４２】図２はこの発明の第２実施形態に係る光学
式タッチパネルのブロック構成図であり、図１の光学式
タッチパネルと同一部分には同一符号を付してその説明
を省略する。
【００４３】この実施形態は、筒６０を用いる代わり
に、受光素子３０の受光面３１と対向する孔６５ａを有
する板（遮断手段）６５を用いた点で第１実施形態と異
なる。
【００４４】この実施形態によれば、第１実施形態より
も遮断手段の構成が簡単であるので、光学式タッチパネ
ルを作り易く、第１実施形態より安価に光学式タッチパ
ネルを製造することができる。
【００４５】図３はこの発明の第３実施形態に係る光学
式タッチパネルのブロック構成図であり、図１の光学式
タッチパネルと同一部分には同一符号を付してその説明
を省略する。
【００４６】この実施形態は、発光素子１０の出射方向
の前面に、発光素子１０から出射された光を所定方向に
集める集光レンズ１５を設けた点で第１実施形態と異な
る。
【００４７】なお、発光素子１０から出射された光の広
がりが小さくなるため、筒６０は第１実施形態の場合よ
り短くなっている。
【００４８】この実施形態によれば、第１実施形態と同
様の効果を奏するとともに、筒６０が短くなった分だけ
第１実施形態より光学式タッチパネルを小型にできる。
【００４９】なお、第１実施形態及び第３実施形態では
筒６０を発光素子１０や受光素子３０を保持する枠から
独立して形成した場合で説明したが、枠と一体に形成し
てもよい。
【００５０】
【発明の効果】以上に説明したように請求項１に記載の
発明の光学式タッチパネルによれば、発光手段の両側の
受光手段で反射光を検出するので、発光手段及び受光手
段の数を従来例に比し大幅に減少させることができ、製
造コストを低減することができる。また、遮断手段によ
って、受光手段には反射手段で反射された反射光だけを
入射させ、位置検出面の物体からの反射光を入射させな
いことができるので、精度の高い位置検出が可能にな
る。
【００５１】請求項２に記載の発明の光学式タッチパネ
ルによれば、受光手段は反射手段で反射された反射光だ
けを入射させることができ、位置検出面上の物体からの
反射光を入射させず、誤検出をより確実に防止できる。
【００５２】請求項３に記載の発明の光学式タッチパネ
ルによれば、遮断手段を製造し易く、光学式タッチパネ
ルの製造コストを低減することができる。
【００５３】請求項４に記載の発明の光学式タッチパネ
ルによれば、筒を短くでき、光学式タッチパネルを小型
にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る光学式タ
ッチパネルのブロック構成図である。
【図２】図２はこの発明の第２実施形態に係る光学式タ
ッチパネルのブロック構成図である。
【図３】図３はこの発明の第３実施形態に係る光学式タ
ッチパネルのブロック構成図である。
【図４】図４は従来の光学式タッチパネルのブロック構
成図である。
【図５】図５は従来の他の光学式タッチパネルのブロッ
ク構成図である。
【符号の説明】
１０ 発光素子（発光手段） ２０ 反射板（反射手段） ３０ 受光素子（受光手段） ４０ ドライブ・コントローラ（制御手段） ５０ 位置検出面 ６０ 筒（遮断手段） ６５ 板（遮断手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−148981（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−88022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−31418（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−259487（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−214707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−118827（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−132987（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−160543（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−100534（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−51439（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−25046（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 3/03 - 3/033 H01H 35/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光手段と、この発光手段からの光を反
    射する反射手段と、 この反射手段からの反射光を受光する受光手段とを備
    え、 前記発光手段と前記受光手段とが、矩形の位置検出面の
    互いに隣接する２辺のそれぞれに交互に配置され、 前記反射手段が、前記位置検出面の残りの２辺のそれぞ
    れに配置されている光学式タッチパネルにおいて、 前記発光手段を所定の順序で点灯させ、前記反射手段か
    らの反射光を、点灯させた前記発光手段の両側に位置す
    る前記受光手段に同時に受光させ、前記点灯させた発光
    手段の両側に位置する前記受光手段の受光情報に基いて
    物体の位置を検出する制御手段と、所定の光路以外から の光が前記受光手段に入射するのを
    阻止する遮断手段とを備えていることを特徴とする光学
    式タッチパネル。
  2. 【請求項２】 前記遮断手段は前記受光手段の受光面と
    対向する筒であることを特徴とする請求項１に記載の光
    学式タッチパネル。
  3. 【請求項３】 前記遮断手段は前記受光手段の受光面と
    対向する孔を有する板であることを特徴とする請求項１
    に記載の光学式タッチパネル。
  4. 【請求項４】 前記発光手段から出射された光を所定方
    向に集める集光レンズを備えていることを特徴とする請
    求項１〜３のいずれか１項に記載の光学式タッチパネ
    ル。
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