JP3867354B2

JP3867354B2 - タッチスイッチ装置

Info

Publication number: JP3867354B2
Application number: JP20330297A
Authority: JP
Inventors: 真一 ▲吉▼中; 昭信生田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: JPH1145144A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置の表示面上においてタッチスイッチ操作されたことを検出するタッチスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のタッチスイッチ装置の組付け構成を図４に示す。複数の発光素子（例えばＬＥＤ）１および複数の受光素子（例えばフォトトランジスタ）２が、樹脂製のホルダ４により保持されてプリント基板３上に搭載されている。プリント基板３は、その裏側に設置される液晶表示装置などの画像表示装置（以下、単に表示装置という）の表示面が見えるように中央部が開口された枠形状となっている。ホルダ４には、各発光素子１から出射される光および各受光素子２に入射される光の光路を規制して指向性を与えるためのスリット４ａが形成されている。
【０００３】
そして、図に示すように、プリント基板３上に、透明板としてのアクリル板５が取り付けられ、その上に赤外線透過フィルタ（ＩＲフィルタ）６が取り付けられる。この赤外線透過フィルタ６は、対向する第１、第２のフィルタ部６ａ、６ｂと、対向する第３、第４のフィルタ部６ｃ、６ｄを各辺に有する四角形状のものである。
【０００４】
図５に、タッチスイッチ装置を表示装置７の前面に組付けた状態での断面構成を示す。表示装置７の表示面７ａの上にアクリル板５が配置され、アクリル板５を通して前面から表示面７ａが見えるようになっている。このアクリル板５の上面が、タッチスイッチ操作されるタッチＳＷ面となっている。また、タッチスイッチ装置は、図に示すように、樹脂製のパネル８によって収納されており、このパネル８のうち、発光素子１、受光素子２、ホルダ４、赤外線透過フィルタ６を収納している部分が、パネル８の額縁部８ａになる。
【０００５】
図６に、タッチスイッチ装置の平面構成を示す。図に示すように、複数の発光素子１から第１、第３のフィルタ部６ａ、６ｃを介して出射された赤外線（ビーム）は、アクリル板５の表面の上、すなわち表示装置７の表示面７ａの上に格子状に放射され、さらに第２、第４のフィルタ部６ｂ、６ｄを介して、対応する受光素子２に入射されるようになっている。なお、複数の発光素子１および複数の受光素子２による光の放射および受光は、スキャニング的に順次行われる。
【０００６】
そして、複数の発光素子１から第１、第３のフィルタ部６ａ、６ｃを介して出射された赤外線が指等により遮られると、受光素子２にて受光されないため、表示面７ａ上においてタッチスイッチ操作されたことが検出される。
なお、プリント基板３上には、図示していないが、複数の発光素子１および複数の受光素子２を含む、タッチスイッチ検出を行うに必要な種々の回路素子が搭載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成において、発光素子１から出射された赤外線は、ビーム状に放射されて受光素子２に入射されるが、図７に示すように、端部の発光素子１から出射された赤外線は、光路Ａを通る他、この発光素子１側にあるフィルタ部６ｂの表面に当たって反射し、その反射光が光路Ｂを通って受光素子２に入射される場合がある。すなわち、図８に示すように、受光側においては、ホルダ４にスリット４ａが形成されており所定方向からの赤外線しか入射されないようになっているが、スリット４ａが十分長くない場合、図に示すように、光路Ｂを通った反射光が受光素子２に入射される。
【０００８】
このように反射光が受光素子２に入射されると、光路Ａ上にある赤外線を指等で遮っても光路Ｂを通る反射光が受光素子２に入射されるため、タッチスイッチ操作の検出を行うことができないという問題がある。
本発明者等が調査した結果、図９に示すように、ハッチングを付した○印で示す４箇所でタッチスイッチ検出が十分に行えないことが分かった。
【０００９】
この場合、スリット４ａを十分長くすれば、そのような反射光の入射を防止することができるが、スリット４ａを長くすると、パネル８の額縁部８ａが大きくなってしまい、装置全体が大きくなるという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みたもので、装置全体を大きくすることなく上述した反射光によるタッチスイッチ検出の不具合をなくすことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１乃至３に記載の発明においては、赤外線透過フィルタ（６）を、前記第１のフィルタ部（６ａ）の裏側に配設された複数の発光素子（１）における端部の発光素子とこの発光素子からの光を受光する第２のフィルタ部（６ｂ）の裏側に配置された端部の受光素子（２）との間の光路を透明板（５）側に変更する形状、例えばプリズム形状にし、前記端部の発光素子から出射された光の光路を前記端部以外の発光素子から出射された光の光路よりも前記透明板側に低くしたことを特徴としている。
【００１１】
このように端部の発光素子から端部の受光素子に至る光路を透明板側に変更することにより、端部の発光素子から出射された光が、第３、第４のフィルタ部（６ｃ、６ｄ）のうちその発光素子側にあるフィルタ部の表面で反射して受光素子に入射するのを抑制することができるため、反射光によるタッチスイッチ検出の不具合をなくすことができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明においては、更に第３、第４のフィルタ部（６ｃ、６ｄ）の裏側にそれぞれ発光素子と受光素子を配置した場合でも、赤外線透過フィルタ（６）をそれらの素子間の光路を透明板（５）側に変更するような形状にしているので、上記発明と同様の効果を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
図１に本発明の一実施形態を示すタッチスイッチ装置の断面構成を示す。この図１は、図５に示すものと同様、タッチスイッチ装置を表示装置７の前面に組付けた状態を示す。
【００１４】
本実施形態においては、図４乃至図６に示す従来の構成に対し、赤外線透過フィルタ６の形状が異なる点以外は、図４乃至図６に示す構成と同じである。すなわち、本実施形態においては、第１、第３のフィルタ部６ａ、６ｃの裏側にある複数の発光素子１のうち端部にある４つの発光素子１と、第２、第４のフィルタ部６ｂ、６ｄの裏側にある複数の受光素子２のうち端部にある４つの受光素子２（図６おいてハッチングを付した発光素子１と受光素子２）に対し、それに対向する赤外線透過フィルタ６の部分をプリズム形状にしている。
【００１５】
具体的には、赤外線透過フィルタ６において、端部にある発光素子１および端部にある受光素子２に対向する部分が、図１に示すように断面で先細りになったプリズム形状になっている。このことによって、赤外線透過フィルタ６の内側の表面で光が屈折し発光素子１から受光素子２への光路が、図に示すように、下側、すなわちアクリル板５側に変更される。ここで、赤外線透過フィルタ６は、アクリル樹脂材料を用いて構成されており、その屈折率は１．４９である。また、赤外線透過フィルタ６の外側の表面とアクリル板５とのなす角度θ₁は９０°より小さい角度、具体的には７６．５°であり、赤外線透過フィルタ６の内側の表面とアクリル板５とのなす角度θ₂は６０°である。
【００１６】
なお、赤外線透過フィルタ６のうち、端部にある４つの発光素子１と４つの受光素子２に対向する部分のみがプリズム形状になっており、例えば、図２に示すように、赤外線透過フィルタ６の外側（発光素子１、受光素子２と対向する側）に切欠き部６１を形成してプリズム形状にしている。
次に、上記した構成によって、反射光による影響が低減される原理について説明する。
【００１７】
従来の構成においては、図３において点線で示した○の位置に発光素子１の発光部、受光素子２の受光部があるため、発光部から出射されたビームは、隣接するフィルタ部の表面に垂直に当たり、その反射光が受光部に入射されるため、反射光の影響を受けることになる。これに対し、本実施形態のように、赤外線透過フィルタ６をプリズム形状にして光路変更を行った場合、見かけ上、図３において実線で示した○の位置に発光素子１の発光部、受光素子２の受光部があることになるため、発光部から出射されたビーム光は、隣接するフィルタ部の表面に垂直に当たらなくなる。このため、反射光が受光部に入射することがなく、反射光の影響を大きく低減することができる。
【００１８】
なお、上記した実施形態においては、赤外線透過フィルタ６のうち、端部にある４つの発光素子と４つの受光素子に対向する部分をプリズム形状にしたが、全体にわたってプリズム形状にしてもよい。また、赤外線透過フィルタ６のうち、端部の発光素子と受光素子の両方に対向する部分をプリズム形状にするものを示したが、いずれか一方のみとしても光路変更ができるため、反射光の影響を低減することができる。
【００１９】
また、上記した実施形態においては、一対の発光素子と受光素子を対向する第１、第２のフィルタ部６ａ、６ｂ及び第３、第４のフィルタ部６ｃ、６ｄにそれぞれ配置したが、いずれか一方のみ配置してもよい。この場合、表示装置７の表示面７ａ上には、赤外線が並行して通過することになる。このときも光路が上記実施形態と同様に制御されるので、同じ効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すタッチスイッチ装置の断面構成を示す図である。
【図２】図１に示す赤外線透過フィルタの部分的な外観構成を示す図である。
【図３】図１に示すタッチスイッチ装置によって、反射光による影響が低減される原理を説明するための図である。
【図４】従来のタッチスイッチ装置の組付け構成を示す図である。
【図５】従来のタッチスイッチ装置の断面構成を示す図である。
【図６】従来のタッチスイッチ装置の平面構成を示す図である。
【図７】従来のタッチスイッチ装置において、反射光の影響により検出できない場合があることを説明するための図である。
【図８】従来のタッチスイッチ装置における受光側の構成を示す図である。
【図９】従来のタッチスイッチ装置において、反射光の影響により検出できない位置を示す図である。
【符号の説明】
１…発光素子、２…受光素子、３…プリント基板、４…ホルダ、
４ａ…スリット、５…アクリル板、６…赤外線透過フィルタ、
７…表示装置、７ａ…表示面。

Claims

表示装置（７）の表示面（７ａ）の上に赤外線を通過させ、前記赤外線が遮断されることによって前記表示面（７ａ）上でのタッチスイッチ操作を検出するようにしたタッチスイッチ装置において、
前記表示装置の表示面の上に配設され、タッチスイッチ操作される透明板（５）と、
対向する第１、第２のフィルタ部（６ａ、６ｂ）と、対向する第３、第４のフィルタ部（６ｃ、６ｄ）を各辺に有する四角形状のものであって、前記第１乃至第４のフィルタ部の外側の表面と前記透明板とのなす角度（θ ₁ ）が９０度より小さい角度をなすように、前記透明板の上に配設された赤外線透過フィルタ（６）と、
前記赤外線透過フィルタの第１のフィルタ部（６ａ）の裏側に配設された複数の発光素子（１）と、
前記赤外線透過フィルタの第２のフィルタ部（６ｂ）の裏側に配設された複数の受光素子（２）とを備え、
前記赤外線透過フィルタは、前記第１のフィルタ部の裏側に配設された複数の発光素子における端部の発光素子とこの発光素子からの光を受光する前記第２のフィルタ部の裏側に配置された端部の受光素子との間の光路を前記透明板側に変更し、前記端部の発光素子から出射された光の光路を前記端部以外の発光素子から出射された光の光路よりも前記透明板側に低くする形状になっていることを特徴とするタッチスイッチ装置。
前記赤外線透過フィルタの第１、第２のフィルタ部は、前記端部の発光素子から出射された光が前記第３、第４のフィルタ部の表面に垂直に当たらない形状になっていることを特徴とする請求項１に記載のタッチスイッチ装置。
前記赤外線透過フィルタは、前記光路変更を行うためにプリズム形状になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチスイッチ装置。
さらに、前記赤外線透過フィルタの第３のフィルタ部（６ｃ）の裏側に配設された複数の発光素子（１）と、前記赤外線透過フィルタの第４のフィルタ部（６ｄ）の裏側に配設された複数の受光素子（２）とを備えて、前記表示装置の表示面上に赤外線を格子状に通過させるように構成されており、
前記赤外線透過フィルタは、前記第３のフィルタ部の裏側に配設された複数の発光素子における端部の発光素子とこの発光素子からの光を受光する前記第４のフィルタ部の裏側に配置された端部の受光素子との間の光路をも前記透明板側に変更する形状になっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のタッチスイッチ装置。