JP3554864B2 - 光学式タッチパネル装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は反射型の光学式タッチパネル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のこの種の光学式タッチパネル装置の構成を模式的に示したものであり、光学式タッチパネル装置は発光素子１１と、この発光素子１１からの光を反射する反射鏡１２と、この反射鏡１２からの反射光を受光する受光素子１３とを具備するものとなっている。
発光素子１１と受光素子１３とは図４に示したように交互に配置されて、方形をなす位置検出面１４の互いに隣接する２辺にそれぞれ所要数配列されており、互いの光軸は平行とされ、かつ同一平面内に位置するものとされている。
【０００３】
位置検出面１４の残りの２辺には反射鏡１２がそれぞれ配置され、これら反射鏡１２は対向する辺に配置されている発光素子１１と受光素子１３との配列に対応して長尺形状を有するものとされている。
図４中、矢印を付した細線はこれら発光素子１１、反射鏡１２及び受光素子１３によって構成される検出光線（光路）１５を示し、１６は表面保護フィルタ（表面保護パネル）を示す。
図５はこのような位置検出面の構成を有する光学式タッチパネル装置の断面構造の一例を示したものであり、表面保護フィルタ１６は図５に示したように平板部１７とその周囲に設けられた傾斜部１８とを有するものとされ、平板部１７の上面が位置検出面１４を構成するものとなる。なお、図５には示していないが、平板部１７の下には例えば液晶素子等の表示素子が配設される。
【０００４】
傾斜部１８の上端に続く部分には表面ベゼル２１が位置されており、その表面ベゼル２１の内面側に発光素子１１と受光素子１３との配列及び反射鏡１２がそれぞれ位置される。
発光素子１１と受光素子１３とはプリント基板２２に実装されており、プリント基板２２はこの例では表面ベゼル２１の内面に配置されて固定されている。一方、反射鏡１２は支持体２３に取り付け支持されており、この支持体２３が表面ベゼル２９の内面に取り付けられて固定されている。
【０００５】
反射鏡１２は図５に示したように平面鏡とされ、その反射面が発光素子１１及び受光素子１３の光軸と垂直になるように配置されている。
上記のような構成とされた光学式タッチパネル装置においては、位置検出面１４に対してタッチ操作されると、その操作位置に応じて検出光線１５が遮断されて受光素子１３に検出光線１５が到達しない状態となるため、各受光素子１３の受光状態（受光情報）に基づいてタッチ操作位置を検出することができるものとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、反射鏡１２はその反射面が発光素子１１（及び受光素子１３）の光軸と垂直（９０゜）になるように配置されるものの、例えば反射鏡１２を支持する支持体２３が取り付けられる部分の表面ベゼル２１が変形していたり、あるいは取り付け部の精度が良くなかったりすると、反射鏡１２と発光素子１１の光軸とのなす角度が９０゜になっていないような場合が生じ、このような角度ずれは例えば使用中の温度変化により表面ベゼル２１が熱膨張・収縮して変形するといったことによっても発生しうるものとなっている。
【０００７】
このような要因により、反射鏡１２と発光素子１１の光軸とのなす角度が９０゜でなくなると、発光素子１１から出射された光が反射鏡１２で反射されて戻ってくる位置が受光素子１３の光軸よりずれ、光が受光素子１３に入射されなくなって、光学式タッチパネル装置が正常に動作しないといった状況に陥いる。
図６は反射鏡１２と発光素子１１の光軸とのなす角度が９０゜でない場合の一例として、表面ベゼル２１が変形し、反射鏡１２が傾いた状態を示したものであり、反射光線１５″は入射光線１５′とずれ、つまり入射方向と同じ方向に反射されないため、受光素子１３に光が到達しないものとなる。なお、図６中、一点鎖線は反射鏡１２に対する垂線を示す。
【０００８】
この発明はこのような状況に鑑み、なされたものであり、反射鏡取り付け部の変形や精度不良に起因する反射鏡の取り付けばらつきや取り付け部の熱膨張・収縮に起因して反射鏡が傾き、反射鏡で反射された光が受光素子に戻らなくなるといった従来の問題を解決し、良好かつ安定した動作状態が得られるようにした光学式タッチパネル装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、発光素子と、この発光素子からの光を反射する反射鏡と、この反射鏡からの反射光を受光する受光素子とを備え、発光素子と受光素子とが方形をなす位置検出面の互いに隣接する２辺にそれぞれ交互に配置され、反射鏡が位置検出面の残りの２辺にそれぞれ配置されてなる光学式タッチパネル装置において、反射鏡が凹面鏡とされ、その凹面は軸線が前記位置検出面と平行とされた円筒面によって構成され、かつその凹面の曲率半径が発光素子と反射鏡間の光路長と等しくされており、その反射鏡が前記位置検出面を構成する表面保護フィルタの周囲に設けられている傾斜部に一体形成されているものとされる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。なお、図４乃至５と対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図１はこの発明に先だって考えた構成例を示したものである。この例では位置検出面１４を挟んで発光素子１１・受光素子１３の配列群と対向配置される反射鏡３１は凹面鏡とされ、その凹面は軸線が位置検出面１４と平行とされた円筒面によって構成されているものとされる。
【００１１】
反射鏡３１は図５に示した従来の光学式タッチパネル装置と同様、支持体２３に取り付けられて支持されており、支持体２３は表面ベゼル２１の内面に取り付けられて固定されている。なお、図１においては方形をなす位置検出面１４の対向２辺の構造について示しているが、この２辺と直交する他の対向２辺も同様の構造とされる。
上記のような構造とされた光学式タッチパネル装置によれば、発光素子１１から出射された光は表面保護フィルタ１６の傾斜部１８を透過して反射鏡３１に到達し、反射鏡３１の円筒状凹面によって反射された反射光は入射方向と同じ方向に反射されて受光素子１３に到達するものとなる。
【００１２】
なお、この際、図２に示したように例えば表面ベゼル２１が温度変化により変形して点線で示した初期（正規）の状態から傾き、これに伴い、反射鏡３１が傾いたとしても、反射鏡３１は凹面鏡のため、入射方向と同じ方向に戻る反射光が得られ、反射光が受光素子１３に到達するものとなる。
このような反射鏡３１の凹面の曲率半径は発光素子１１（受光素子１３）と反射鏡３１間の距離（光路長）と等しく設定するのが好ましく、このように凹面の曲率半径を設定することにより、反射光線がより正確に受光素子１３に戻るものとなる。
【００１３】
上述した例では反射鏡３１は支持体２３に支持されて表面ベゼル２１に取り付けられたものとなっているが、この発明では反射鏡を表面保護フィルタ１６と一体に形成するようにした。
図３はこのように反射鏡を別部品ではなく、表面保護フィルタ１６に一体形成したこの発明の実施例を示したものである。
表面保護フィルタ１６はアクリル樹脂等の光を透過する材料で作られており、傾斜部１８の内面を図３に示したように円筒面をなすように構成し、この部分にアルミニウムなどの金属膜を形成し、さらにその金属膜を保護する保護膜を形成することによって反射鏡３２が構成される。
【００１４】
このように反射鏡３２を表面保護フィルタ１６に一体形成するようにすれば、光の反射面は表面保護フィルタ１６と金属膜との界面にあり、よって反射面が外界と遮断されるため、ゴミ・埃の付着や汚れを防止することができ、その点で反射率の低下を防止することができるものとなる。
また、反射鏡３２を表面保護フィルタ１６と一体化することで、部品点数の削減、組立の簡略化を図れるものとなる。加えて、図１に示した構造では反射鏡３１で反射した光が表面保護フィルタ１６に入射する際に入射損失が必ず生じるが、このように反射鏡３２を表面保護フィルタ１６に一体形成することでその入射損失を回避できるものとなる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば反射鏡の取り付けばらつきや温度変化により取り付け部が変形して反射鏡が傾くといったことがあった場合にも、反射鏡が位置検出面と軸線が平行な円筒面を有する凹面鏡によって構成され、その凹面の曲率半径が発光素子と反射鏡間の光路長と等しくされているため、入射方向に対して同じ方向に戻る反射光が得られ、よって反射鏡が平面鏡とされた従来の光学式タッチパネル装置に比し、良好かつ安定した動作性能を有する光学式タッチパネル装置を得ることができる。
また、反射鏡は位置検出面を構成する表面保護フィルタに一体形成されているため、その分、従来に比し、部品点数の削減、組立の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に先だって考えた構成を説明するための図。
【図２】図１において反射鏡が傾いた時の検出光線の様子を示す図。
【図３】この発明の実施例を説明するための図。
【図４】従来の光学式タッチパネル装置の光路構成を示す模式図。
【図５】従来の光学式タッチパネル装置の断面構造を説明するための図。
【図６】図５において反射鏡が傾いた時の検出光線の様子を示す図。
【発明の属する技術分野】
この発明は反射型の光学式タッチパネル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のこの種の光学式タッチパネル装置の構成を模式的に示したものであり、光学式タッチパネル装置は発光素子１１と、この発光素子１１からの光を反射する反射鏡１２と、この反射鏡１２からの反射光を受光する受光素子１３とを具備するものとなっている。
発光素子１１と受光素子１３とは図４に示したように交互に配置されて、方形をなす位置検出面１４の互いに隣接する２辺にそれぞれ所要数配列されており、互いの光軸は平行とされ、かつ同一平面内に位置するものとされている。
【０００３】
位置検出面１４の残りの２辺には反射鏡１２がそれぞれ配置され、これら反射鏡１２は対向する辺に配置されている発光素子１１と受光素子１３との配列に対応して長尺形状を有するものとされている。
図４中、矢印を付した細線はこれら発光素子１１、反射鏡１２及び受光素子１３によって構成される検出光線（光路）１５を示し、１６は表面保護フィルタ（表面保護パネル）を示す。
図５はこのような位置検出面の構成を有する光学式タッチパネル装置の断面構造の一例を示したものであり、表面保護フィルタ１６は図５に示したように平板部１７とその周囲に設けられた傾斜部１８とを有するものとされ、平板部１７の上面が位置検出面１４を構成するものとなる。なお、図５には示していないが、平板部１７の下には例えば液晶素子等の表示素子が配設される。
【０００４】
傾斜部１８の上端に続く部分には表面ベゼル２１が位置されており、その表面ベゼル２１の内面側に発光素子１１と受光素子１３との配列及び反射鏡１２がそれぞれ位置される。
発光素子１１と受光素子１３とはプリント基板２２に実装されており、プリント基板２２はこの例では表面ベゼル２１の内面に配置されて固定されている。一方、反射鏡１２は支持体２３に取り付け支持されており、この支持体２３が表面ベゼル２９の内面に取り付けられて固定されている。
【０００５】
反射鏡１２は図５に示したように平面鏡とされ、その反射面が発光素子１１及び受光素子１３の光軸と垂直になるように配置されている。
上記のような構成とされた光学式タッチパネル装置においては、位置検出面１４に対してタッチ操作されると、その操作位置に応じて検出光線１５が遮断されて受光素子１３に検出光線１５が到達しない状態となるため、各受光素子１３の受光状態（受光情報）に基づいてタッチ操作位置を検出することができるものとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、反射鏡１２はその反射面が発光素子１１（及び受光素子１３）の光軸と垂直（９０゜）になるように配置されるものの、例えば反射鏡１２を支持する支持体２３が取り付けられる部分の表面ベゼル２１が変形していたり、あるいは取り付け部の精度が良くなかったりすると、反射鏡１２と発光素子１１の光軸とのなす角度が９０゜になっていないような場合が生じ、このような角度ずれは例えば使用中の温度変化により表面ベゼル２１が熱膨張・収縮して変形するといったことによっても発生しうるものとなっている。
【０００７】
このような要因により、反射鏡１２と発光素子１１の光軸とのなす角度が９０゜でなくなると、発光素子１１から出射された光が反射鏡１２で反射されて戻ってくる位置が受光素子１３の光軸よりずれ、光が受光素子１３に入射されなくなって、光学式タッチパネル装置が正常に動作しないといった状況に陥いる。
図６は反射鏡１２と発光素子１１の光軸とのなす角度が９０゜でない場合の一例として、表面ベゼル２１が変形し、反射鏡１２が傾いた状態を示したものであり、反射光線１５″は入射光線１５′とずれ、つまり入射方向と同じ方向に反射されないため、受光素子１３に光が到達しないものとなる。なお、図６中、一点鎖線は反射鏡１２に対する垂線を示す。
【０００８】
この発明はこのような状況に鑑み、なされたものであり、反射鏡取り付け部の変形や精度不良に起因する反射鏡の取り付けばらつきや取り付け部の熱膨張・収縮に起因して反射鏡が傾き、反射鏡で反射された光が受光素子に戻らなくなるといった従来の問題を解決し、良好かつ安定した動作状態が得られるようにした光学式タッチパネル装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、発光素子と、この発光素子からの光を反射する反射鏡と、この反射鏡からの反射光を受光する受光素子とを備え、発光素子と受光素子とが方形をなす位置検出面の互いに隣接する２辺にそれぞれ交互に配置され、反射鏡が位置検出面の残りの２辺にそれぞれ配置されてなる光学式タッチパネル装置において、反射鏡が凹面鏡とされ、その凹面は軸線が前記位置検出面と平行とされた円筒面によって構成され、かつその凹面の曲率半径が発光素子と反射鏡間の光路長と等しくされており、その反射鏡が前記位置検出面を構成する表面保護フィルタの周囲に設けられている傾斜部に一体形成されているものとされる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。なお、図４乃至５と対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図１はこの発明に先だって考えた構成例を示したものである。この例では位置検出面１４を挟んで発光素子１１・受光素子１３の配列群と対向配置される反射鏡３１は凹面鏡とされ、その凹面は軸線が位置検出面１４と平行とされた円筒面によって構成されているものとされる。
【００１１】
反射鏡３１は図５に示した従来の光学式タッチパネル装置と同様、支持体２３に取り付けられて支持されており、支持体２３は表面ベゼル２１の内面に取り付けられて固定されている。なお、図１においては方形をなす位置検出面１４の対向２辺の構造について示しているが、この２辺と直交する他の対向２辺も同様の構造とされる。
上記のような構造とされた光学式タッチパネル装置によれば、発光素子１１から出射された光は表面保護フィルタ１６の傾斜部１８を透過して反射鏡３１に到達し、反射鏡３１の円筒状凹面によって反射された反射光は入射方向と同じ方向に反射されて受光素子１３に到達するものとなる。
【００１２】
なお、この際、図２に示したように例えば表面ベゼル２１が温度変化により変形して点線で示した初期（正規）の状態から傾き、これに伴い、反射鏡３１が傾いたとしても、反射鏡３１は凹面鏡のため、入射方向と同じ方向に戻る反射光が得られ、反射光が受光素子１３に到達するものとなる。
このような反射鏡３１の凹面の曲率半径は発光素子１１（受光素子１３）と反射鏡３１間の距離（光路長）と等しく設定するのが好ましく、このように凹面の曲率半径を設定することにより、反射光線がより正確に受光素子１３に戻るものとなる。
【００１３】
上述した例では反射鏡３１は支持体２３に支持されて表面ベゼル２１に取り付けられたものとなっているが、この発明では反射鏡を表面保護フィルタ１６と一体に形成するようにした。
図３はこのように反射鏡を別部品ではなく、表面保護フィルタ１６に一体形成したこの発明の実施例を示したものである。
表面保護フィルタ１６はアクリル樹脂等の光を透過する材料で作られており、傾斜部１８の内面を図３に示したように円筒面をなすように構成し、この部分にアルミニウムなどの金属膜を形成し、さらにその金属膜を保護する保護膜を形成することによって反射鏡３２が構成される。
【００１４】
このように反射鏡３２を表面保護フィルタ１６に一体形成するようにすれば、光の反射面は表面保護フィルタ１６と金属膜との界面にあり、よって反射面が外界と遮断されるため、ゴミ・埃の付着や汚れを防止することができ、その点で反射率の低下を防止することができるものとなる。
また、反射鏡３２を表面保護フィルタ１６と一体化することで、部品点数の削減、組立の簡略化を図れるものとなる。加えて、図１に示した構造では反射鏡３１で反射した光が表面保護フィルタ１６に入射する際に入射損失が必ず生じるが、このように反射鏡３２を表面保護フィルタ１６に一体形成することでその入射損失を回避できるものとなる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば反射鏡の取り付けばらつきや温度変化により取り付け部が変形して反射鏡が傾くといったことがあった場合にも、反射鏡が位置検出面と軸線が平行な円筒面を有する凹面鏡によって構成され、その凹面の曲率半径が発光素子と反射鏡間の光路長と等しくされているため、入射方向に対して同じ方向に戻る反射光が得られ、よって反射鏡が平面鏡とされた従来の光学式タッチパネル装置に比し、良好かつ安定した動作性能を有する光学式タッチパネル装置を得ることができる。
また、反射鏡は位置検出面を構成する表面保護フィルタに一体形成されているため、その分、従来に比し、部品点数の削減、組立の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に先だって考えた構成を説明するための図。
【図２】図１において反射鏡が傾いた時の検出光線の様子を示す図。
【図３】この発明の実施例を説明するための図。
【図４】従来の光学式タッチパネル装置の光路構成を示す模式図。
【図５】従来の光学式タッチパネル装置の断面構造を説明するための図。
【図６】図５において反射鏡が傾いた時の検出光線の様子を示す図。
Claims (1)
- 発光素子と、この発光素子からの光を反射する反射鏡と、この反射鏡からの反射光を受光する受光素子とを備え、前記発光素子と受光素子とが方形をなす位置検出面の互いに隣接する２辺にそれぞれ交互に配置され、前記反射鏡が前記位置検出面の残りの２辺にそれぞれ配置されてなる光学式タッチパネル装置であって、
前記反射鏡が凹面鏡とされ、その凹面は軸線が前記位置検出面と平行とされた円筒面によって構成され、かつその凹面の曲率半径は前記発光素子と反射鏡間の光路長と等しくされており、
前記反射鏡が前記位置検出面を構成する表面保護フィルタの周囲に設けられている傾斜部に一体形成されていることを特徴とする光学式タッチパネル装置。
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| JP2001313001A JP3554864B2 (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 光学式タッチパネル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313001A JP3554864B2 (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 光学式タッチパネル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003122504A JP2003122504A (ja) | 2003-04-25 |
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ID=19131561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001313001A Expired - Fee Related JP3554864B2 (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 光学式タッチパネル装置 |
Country Status (1)
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2001
- 2001-10-10 JP JP2001313001A patent/JP3554864B2/ja not_active Expired - Fee Related
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