JP4054985B2

JP4054985B2 - Optical touch panel device

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Publication number: JP4054985B2
Application number: JP2002373623A
Authority: JP
Inventors: 純中村; 伸治橋井; 清隆中野; 昌之川村
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP2003262850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過式ＬＣＤパネルと、赤外線発光素子と赤外線受光素子とを有する検出部と、透過式ＬＣＤパネル及び検出部を制御するための制御回路を搭載した回路基板とを備える光学式タッチパネル装置の改良に関する。以下では、光学式タッチパネル装置として、操作部にパネルディスプレイを備える構成の給湯機制御用のリモートコントローラ（リモコン）を例にとって説明する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学式タッチパネル装置において、受光素子を含んだ回路部品の実効効率の向上と、設置スペースを少なくすることを目的として、回路基板の表面に操作スイッチ及びＬＥＤ等を設けると共に受光素子を回路基板の背面に取付け、操作スイッチ及びＬＥＤ等を除いた回路基板の部位に開口部を形成すると共に、開口部から受光素子の受光面を露出させる構成の装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平2002-118269号公報。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の光学式タッチパネル装置にあっては、上述したように、ＬＥＤが回路基板の筐体が配置されている側の面に配置されているだけでなく、受光素子の受光面が回路基板の開口部から露出した構成となっていたため、筐体と回路基板との間にクリアランスを取らなければならないから、このクリアランスのために、装置の厚みを更に薄くすることができない。よって、上記従来の光学式タッチパネル装置は、設置スペ−スに制限のある箇所には適用することができず、用途が制限されるという問題点があった。
【０００４】
従って本発明の目的は、装置の厚みを可能な限り薄くすることによって、多種多様な用途に用途範囲を拡大することが可能な光学式タッチパネル装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に従う光学式タッチパネル装置は、透過式ＬＣＤパネルと、赤外線発光素子と赤外線受光素子とを有し、赤外線発光素子の投光動作と赤外線受光素子の受光動作とによって人体の一部の接近を検出する検出手段と、上記透過式ＬＣＤパネル及び上記検出手段を制御する制御回路を搭載した回路基板とを備え、上記透過式ＬＣＤパネルと上記回路基板とが、重層状に配置されていると共に、上記赤外線発光素子及び上記赤外線受光素子が、上記回路基板の、上記透過式ＬＣＤパネル側とは反対側の面に実装されている。
【０００６】
上記構成によれば、赤外線発光素子及び赤外線受光素子を、回路基板の、透過式ＬＣＤパネル側とは反対側の面に実装することとしたので、従来の装置のように、回路基板の、透過式ＬＣＤパネル側の面に赤外線発光素子、及び赤外線受光素子を配置した構成と比較して、装置の厚みを薄型化することが可能になる。
【０００７】
本発明に係る好適な実施形態では、上記回路基板が、複数の貫通孔を有し、上記赤外線発光素子が、上記いずれか１つの貫通孔を通して上記透過式ＬＣＤパネル側へ赤外光を出射するように発光面が向けられている状態で、上記赤外線受光素子が、上記透過式ＬＣＤパネル側から入射する赤外光を受光するように受光面が向けられている状態で、夫々実装されている。
【０００８】
上記構成によれば、赤外線発光素子の発光面から出射された赤外光は、該赤外線発光素子が配置されている貫通孔によって所定方向へとガイドされて透過式ＬＣＤパネル側へ進み、また、透過式ＬＣＤパネル側から赤外線受光素子が配置されている貫通孔へ進入する赤外光は、該貫通孔によって赤外線受光素子の受光面へとガイドされて、赤外線受光素子に入射する。そのため、回路基板の透過式ＬＣＤパネル側の面における、上記各貫通孔に対応する部位に、赤外線発光素子から出射した赤外光を所定方向へガイドするガイド機構や、赤外線受光素子へ入射しようとする赤外光を赤外線受光素子の受光面へガイドするガイド機構を設けなくても良いから、回路基板と透過式ＬＣＤパネル等との間のクリアランスを取らなくて済むので、光学式タッチパネル装置の厚みを大幅に薄型化することが可能になる。
【０００９】
上記とは別の実施形態では、上記赤外線発光素子の発光面の先端部、及び上記赤外線受光素子の先端部が、上記貫通孔のうちの夫々対応する貫通孔から突出しないようにして実装されている。
【００１０】
上記構成によれば、赤外線発光素子の発光面の先端部、及び赤外線受光素子の先端部が、夫々対応する貫通孔から突出しないようになっているから、好適な実施形態におけると同様に、回路基板と透過式ＬＣＤパネル等との間のクリアランスを取らなくて済むので、光学式タッチパネル装置の厚みを大幅に薄型化することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る光学式タッチパネル装置を適用した給湯機制御用リモコンの操作部の一実施例を示す平面図である。
【００１３】
上記リモコンの操作部は、図１に示すように、各々がＬＣＤタッチパネルセンサである矩形状の領域（以下、「タッチパネル」という）１、３、５、７、及び９を備える。タッチパネル１のハードウェア構成と、タッチパネル３乃至９のハードウェア構成とは、基本的に同一である。タッチパネル１乃至９のハードウェア構成については、図２において詳細に説明する。
【００１４】
本実施例では、タッチパネル１側には、一度に５種類の異なるスイッチ表示がなされる。図１に示した例では、タッチパネル１側には、給湯温度設定スイッチ１ａ、風呂温度設定スイッチ１ｂ、風呂湯量設定スイッチ１ｃ、浴槽洗浄スイッチ１ｄ、及び表示画面切替スイッチ１ｅが表示され、夫々に現在の給湯設定温度、風呂設定温度、風呂設定湯量、浴槽洗浄中、画面切替状態を表示中である。勿論、図１に示した例以外にも、タッチパネル１において、種々のスイッチ表示が可能である。タッチパネル１側に表示される個々のスイッチの表示領域の大きさは、各々のスイッチ毎に拡大／縮小が自在であり、従って表示されるスイッチ数についても、可変自在であるから、本実施例のように、５個だけに限定されるものではない。また、タッチパネル１側に同時に表示される５種類の異なるスイッチは、それらが表示された時点で夫々のスイッチ機能が有効になるので、タッチパネル１に設けられているバックライト用の発光素子であるＲＧＢ（赤・緑・青）発光ダイオード（図２で説明する）が、上記表示が開始された時点で起動して、上記各スイッチ機能が有効な間、所定の色の光（例えば青色光）を照射し続ける。
【００１５】
一方、タッチパネル３乃至９側には、夫々種類の異なる４個のスイッチ表示が個別になされる。図１に示した例では、タッチパネル３には運転切入スイッチが、タッチパネル５にはお湯はり保温スイッチが、タッチパネル７にはわかす保温スイッチが、タッチパネル９には呼出スイッチが、個別に表示されている。勿論、タッチパネル３乃至９においても、タッチパネル１におけると同様に、図１に示した例以外にも、種々のスイッチ表示が可能である。ここで、タッチパネル１と、タッチパネル３乃至９とは、例えば上記リモコンの操作部表面を覆う（保護用）アクリル板のような合成樹脂材料から成る枠体内に、上記操作部表面が全体として略フラットな面を形成するようにして嵌め込まれている。しかし、上記枠体を介して４つのタッチパネルに区画されている各タッチパネル３乃至９を、タッチパネル１と同様に１つのタッチパネルとして上記操作部表面に配置することも可能である。
【００１６】
本実施例では、運転切入スイッチ（３）、及びお湯はり保温スイッチ（５）の機能が有効なときには、わかす保温スイッチ（７）、及び呼出スイッチ（９）の機能が無効になっている。そのため、タッチパネル３、及びタッチパネル５に夫々設けられているバックライト用のＲＧＢ発光ダイオード（図２で説明する）が、上記表示が開始された時点、即ち、上記各スイッチ機能が有効になった時点で起動して、所定の色の光（例えば緑色光）を照射するが、タッチパネル７、及びタッチパネル９に夫々設けられているバックライト用のＲＧＢ発光ダイオードについては、上記時点では起動しない。つまり、タッチパネル３乃至９側では、タッチパネル１側と異なり、夫々のタッチパネル（３乃至９）に表示中のスイッチの機能が、同時に全て有効ではないので、現時点でのスイッチ機能の有効／無効をユーザに報知するための手段として、スイッチ機能の有効なタッチパネルのバックライト用のＲＧＢ発光ダイオードのみを駆動させることにしている。
【００１７】
上述した各種スイッチのアイコンや文字情報等は、例えば上記リモコン内のマイクロコンピュータ（図示しない）にインストールされているアプリケーションプログラムを起動させることによって、タッチパネル１乃至９に夫々変更自在に表示される。
【００１８】
図２は、図１に記載した給湯機制御用リモコンの操作部の一実施例を示す断面図である。
【００１９】
上記リモコンの操作部は、図２に示すように、ケーシング１１と、保護用アクリル板１３と、ＬＣＤ層１５と、拡散シート１７と、導光板１９と、反射シート２１と、バックライトホルダ２３と、プリント基板２５と、ピエゾ素子２７と、マイクロフォン（マイク）２９と、スピーカ３１と、ＲＧＢ発光ダイオード３３と、複数個の赤外線発光ダイオード３５、３７と、複数個の赤外線受光フォトダイオード３９、４１とを備える。
【００２０】
ケーシング１１は、図２の表面側から見た断面形状が略Ｕ字状を呈しており、ケーシング１１の内部空間の下方には、ケーシング１１の底面から所定の間隔を置いて、且つ、ケーシング１１の底面に対して略平行になるようにプリント基板２５が配置されている。プリント基板２５は、その適宜な箇所に複数個の赤外線発光ダイオード（３５、３７）の発光部、及び複数個の赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）の受光部を夫々臨ませるための複数個（図では４個）の貫通孔２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを有する。そして、プリント基板２５は、例えばケーシング１１の内壁面に設けられるリブ（図示しない）等にネジ止めされることでケーシング１１内の所定位置に固定されている。
【００２１】
ＲＧＢ発光ダイオード３３は、バックライト用の発光素子として機能するもので、プリント基板２５の上面の適宜箇所に取付固定されており、導光板１９に向けて所定の色（赤色、緑色、青色のいずれか）の光を出射する。
【００２２】
バックライトホルダ２３は、ＬＣＤ層１５、拡散シート１７、導光板１９、及び反射シート２１を、図２の下方から上方に向って、反射シート２１、導光板１９、拡散シート１７、及びＬＣＤ層１５の順に階層状に保持、固定するための部材である。バックライトホルダ２３は、図２の表面側から見た断面形状が略コ字状を呈するよう形成されていて、プリント基板２５の貫通孔２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに夫々対応して貫通孔２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを有する。そして、貫通孔２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの位置が、貫通孔２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの位置に夫々一致するように位置決めされて、プリント基板２５の上面側に載置、固定されている。
【００２３】
反射シート２１は、拡散シート１７側から導光板１９を通じて入射するバックライト用のＲＧＢ発光ダイオード３３からの出射光を、導光板１９を通じて拡散シート１７側に反射させるためのもので、（バックライトホルダ２３の）貫通孔２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄや、（プリント基板２５の）貫通孔２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに夫々対応して貫通孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを有する。そして、貫通孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの位置が、貫通孔２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの位置に夫々一致するように位置決めされて、バックライトホルダ２３の底面上に載置、固定されている。
【００２４】
ここで、貫通孔２５ａ〜２５ｄ、貫通孔２３ａ〜２３ｄ、及び貫通孔２１ａ〜２１ｄの口径は、いずれも、赤外線発光ダイオード（３５、３７）の発光部の外径や、赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）の受光部の外径よりもかなり小さく設定されている。これにより、赤外線発光ダイオード（３５、３７）から出射した赤外光が赤外線発光ダイオード側の貫通孔２５ｂ、２５ｄ、貫通孔２３ｂ、２３ｄ、及び貫通孔２１ｂ、２１ｄ内部で反射しながら逐次放出され、また、赤外線受光フォトダイオード側の貫通孔２１ａ、２１ｃ、貫通孔２３ａ、２３ｃ、及び貫通孔２５ａ、２５ｃ内部で反射しながら逐次赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）に入射することとなるので、光学式タッチパネルとしての機能を果たすのに充分な光量を確保することが可能になる。なお、貫通孔２５ａ、２５ｃに筒体（図示しない）を設けることで、赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）の受光部を筒体（図示しない）によって覆うようにして、斜め方向から入射する赤外光を遮る構成や、或いは、貫通孔２５ａ、２５ｃにレンズを挿入して指向性を持たせることにより、赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）の受光範囲を絞るようにする構成も想到し得る。
【００２５】
導光板１９は、バックライト用のＲＧＢ発光ダイオード３３から出射される所定の色（赤色、緑色、青色のいずれか）の光を拡散シート１７方向へ導くと共に、拡散シート１７側から入射する上記光を反射シート２１方向へ導くためのもので、反射シート２１の上面に密着した状態で載置、固定されている。なお、導光板１９における貫通孔２１ａ〜２１ｄの直上部の部位には、該部位に赤外光が集光するような加工（光を単純透過させる処理だけで、光の拡散処理は施さない）が施されている。これは、赤外線発光ダイオード（３５、３７）の直上部（即ち、貫通孔２１ｂ、２１ｄに対応する部位）や、赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）の直上部（即ち、貫通孔２１ａ、２１ｃに対応する部位）において、赤外線が拡散するのを防止するためである。
【００２６】
拡散シート１７は、導光板１９を通じて入射するバックライト用のＲＧＢ発光ダイオード３３からの出射光を、ケーシング１１内部において略均一に拡散させるためのもので、導光板１９の上面に密着した状態で載置、固定されている。拡散シート１７によって拡散された上記出射光の一部は、ＬＣＤ層１５及び保護用アクリル板１３を通してケーシング１１の外部に出射され、また、残りの出射光は、導光板１９を通して反射シート２１に入射し、反射シート２１で反射されて再び導光板１９を通して拡散シート１７に入射し、その一部がケーシング１１の外部に出射される。このようなプロセスを経ることによって、ＬＣＤ層１５全体がＲＧＢ発光ダイオード３３からの出射光によって隈なく照射されることになる。
【００２７】
拡散シート１７は、貫通孔２５ａ〜２５ｄに夫々臨んでいる複数個の赤外線発光ダイオード（３５、３７）の発光部、及び複数個の赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）の受光部が、貫通孔２３ａ〜２３ｄ、貫通孔２１ａ〜２１ｄ、ＬＣＤ層１５、及び保護用アクリル板１３を通して外部から透けて見えるのを防止するための遮蔽部材としても機能する。なお、拡散シート１７には、赤外線の透過率の高い材料が使用されている。
【００２８】
ＬＣＤ層１５は、例えばバックライトホルダ２３の上方に突出している縁部から上部に向って伸びている複数本の棒状部材（図示しない）を介して、図２に示すように、ケーシング１１の上部に形成された開口に臨む位置に位置決めされた状態でバックライトホルダ２３によって保持、固定されている。拡散シート１７の上面と、ＬＣＤ層１５の下面とは、所定の間隙を隔てて対向している。なお、ＬＣＤ層１５には、赤外線の透過率の高い材料が使用されている。ＬＣＤ層１５には、例えばフルドットＬＣＤが用いられている。
【００２９】
保護用アクリル板１３は、ＬＣＤ層１５の表面が損傷するのを防止するために設けられるもので、ケーシング１１の開口を完全に塞いだ状態でケーシング１１に取付固定されている。保護用アクリル板１３には、赤外線の透過率が高いという特性がある。保護用アクリル板１３の下面と、ＬＣＤ層１５の上面とは、所定の間隙を隔てて対向している。
【００３０】
ピエゾ素子２７は、例えばユーザの指先が保護用アクリル板１３に触れたことによって生じる微小な振動を、電気信号に変換して上述した（リモコン内部の）マイクロコンピュータ（図示しない）に出力するもので、保護用アクリル板１３の下面の適宜箇所に取付固定されている。マイク２９は、例えばユーザが音声によって上記マイクロコンピュータに指令を与えるときや、入浴中のユーザとの間で会話を行うときなどに用いられるもので、ケーシング１１内の開口近傍の部位に取付固定されている。スピーカ３１は、上記マイクロコンピュータの制御下で、ユーザに対して種々の情報を音声によって伝達しようとするときや、入浴中のユーザからの音声を伝達するときなどに用いられるもので、マイク２９と同様に、ケーシング１１内の開口近傍の部位に取付固定されている。
【００３１】
本実施例では、赤外線発光ダイオード（３５、３７）については、それらの発光部を貫通孔２５ｂ、２５ｄに夫々臨ませた状態で、また、赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）については、それらの受光部を貫通孔２５ａ、２５ｃに夫々臨ませた状態で、いずれもプリント基板２５の下面側に取付固定されている。赤外線発光ダイオード（３５、３７）と、赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）とは、赤外線発光ダイオード（３５、３７）から照射された赤外光が検知対象物（例えば保護用アクリル板１３に触れようとするユーザの指先など）に当って反射した赤外光を赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）が受光することにより、所定の電気信号を出力することで、光学式タッチパネル装置のセンサ部として機能する。
【００３２】
また、本実施例では、図３に示すように、赤外線発光ダイオード（３５、３７）、及び赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）は、対象物（例えばユーザの指先）が同一パネルの表面上のいずれの位置に接触した場合でも、その接触が検知可能なようにマトリクス状に配置されている。上記態様で赤外線発光ダイオード（３５、３７）、及び上記赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）をマトリクス状に配置することにより、上記同一パネルの表面上での対象物の接触した位置を検知することができる。そのため、従来のように、同一パネル内に設定されるスイッチの数に応じた数だけ赤外線発光ダイオード（３５、３７）、及び赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）を設ける必要がないから、赤外線発光ダイオード（３５、３７）、及び赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）の数を大幅に減らすことが可能になり、上述した各部を配置するに際しての物理的な制約を低減することができる。
【００３３】
図４は、図１に記載した構成の給湯機制御用リモコンの操作部の図４の表面方向から内部を透視したときのイメージを示す平面図である。
【００３４】
図４において、領域５１が、図２で説明したＬＣＤ層１５に対応していて、１枚のＬＣＤから成っており、領域５３、５５、５７、５９、及び６１が、いずれも図２において符号１９で説明した（バックライト用の）導光板に対応している。また、領域６３が、図１において符号１で説明したタッチパネル（光学式タッチパネル）であり、領域６５、６７、６９、７１が、夫々図１で説明したタッチパネル３、５、７、９に対応している。また、図示は省略するが、上記各領域６３、６５、６７、６９、及び７１内の適宜箇所には、夫々図２で示したＲＧＢ発光ダイオード３３が１個ずつ合計で５個配置されており、各ＲＧＢ発光ダイオード３３から夫々所望の色の光がバックライトとして、各ＲＧＢ発光ダイオード３３に対応する領域（タッチパネル）内に照射される。なお、各領域６３、６５、６７、６９、及び７１には、図２において符号３５（３７）で示した赤外線発光ダイオードと、符号３９（４１）で示した赤外線受光フォトダイオードとが、夫々符号７３、７５で示すように１対ずつ配置されている。なお、赤外線発光ダイオードと、赤外線受光フォトダイオードとをマトリクス状に配置した構成にすることもできる。
【００３５】
上記構成によれば、赤外線発光ダイオード３５（３７）、及び赤外線受光フォトダイオード３９（４１）を、プリント基板２５の下面側に配置することとしたので、操作部の表面側を略フラットに形成することができる。そのため、水や塵を溜まり難くすることが可能になると共に、清掃し易くすることが可能になり、且つ、操作部表面のデザインの自由度を増大することも可能になる。
【００３６】
図５は、本発明の一実施形態に係る光学式タッチパネル装置の断面構造と、従来の光学式タッチパネル装置の断面構造との比較対照図である。図５（ａ）は、本発明の一実施形態に係る光学式タッチパネル装置の断面構造を示し、図５（ｂ）は、従来の光学式タッチパネル装置の断面構造を示す。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、本発明の一実施形態に係る光学式タッチパネル装置では、プリント基板２５の、ＬＣＤ層１５や、（バックライト用の）導光板１９等が重層状に配置されている面とは反対側の面に、赤外線発光ダイオード（３５、３７）、及び赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）が、各種の制御回路素子４２、４４と共に配置されている。そして、赤外線発光ダイオード（３５、３７）と、赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）とは、赤外線発光ダイオード（３５、３７）から出射した赤外光が、プリント基板２５中を貫通して赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）に入射しないように、内周面に金属めっきが施された貫通溝４６を隔てて配置されている。
【００３８】
更に、赤外線発光ダイオード（３５、３７）の発光部の先端面が臨んでいる貫通孔（２５ｂ、２５ｄ）、及び赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）の受光部の先端面が臨んでいる貫通孔（２５ａ、２５ｃ）の内周面には、夫々金属めっきが施されている。これにより、赤外線発光ダイオード（３５、３７）から出射した赤外光や、赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）に入射しようとする赤外光をガイドするためのガイド筒を、プリント基板２５のＬＣＤ層１５側の面に設置しなくて済む。
【００３９】
一方、図５（ｂ）に示すように、従来の光学式タッチパネル装置では、赤外線発光ダイオード（１０１、１０３）、及び赤外線受光フォトダイオード（１０５、１０７）は、プリント基板１０９の、ＬＣＤ層１１１や、バックライト用の導光板１１３が配置されている側の面に、上述した機能を有するガイド筒１１５、１１７、１１９、１２１と共に配置されている。なお、各種の制御回路素子１２３、１２５は、プリント基板１０９のＬＣＤ層１１１等が重層状に配置されている面とは反対側の面に配置されている。
【００４０】
このように、本発明の一実施形態に係る光学式タッチパネル装置では、従来の光学式タッチパネル装置と異なって、プリント基板２５の、ＬＣＤ層１５等が重層状に配置されている面とは反対側の面に、赤外線発光ダイオード（３５、３７）、及び赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）を配置すると共に、赤外光を所定方向にガイドするためのガイド筒を必要としないので、図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較対照して明らかなように、本発明の一実施形態に係る光学式タッチパネル装置の方が、従来の光学式タッチパネル装置よりも、装置の厚みを大幅に薄型化することが可能になる。
【００４１】
図６は、本発明の一実施形態に係るプリント基板２５に形成された、赤外線発光ダイオード（３５、３７）の発光部及び赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）の受光部が夫々臨む複数の貫通孔（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）における、赤外光の反射の状態を示す説明図である。
【００４２】
上述したように、各貫通孔（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）の内周面には、金属めっきが施されているので、赤外線発光ダイオード（３５、３７）から出射した赤外光のうちの貫通孔（２５ｂ、２５ｄ）の内周面に当って反射した赤外光は、貫通孔（２５ｂ、２５ｄ）から外部の所定方向に出射し、また、外部から貫通孔（２５ａ、２５ｃ）に入射する赤外光のうちの貫通孔（２５ａ、２５ｃ）の内周面に当って反射した赤外光は、貫通孔（２５ａ、２５ｃ）を直進する赤外光と共に、赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）の受光部に導かれることになる。
【００４３】
以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、プリント基板２５の、ＬＣＤ層１５や、（バックライト用の）導光板１９等が重層状に配置されている面とは反対側の面に、赤外線発光ダイオード（３５、３７）、及び赤外線受光フォトダイオード（３９、４１）を配置すると共に、赤外線発光素子から出射した赤外光を所定方向へガイドするガイド筒や、赤外線受光素子へ入射しようとする赤外光を赤外線受光素子の受光面へガイドするガイド筒を、回路基板の透過式ＬＣＤパネル側の面における、上記各貫通孔に対応する部位に設けることを要しない構成としたので、回路基板と透過式ＬＣＤパネル等との間のクリアランスを取らなくて済むから、装置の厚みを大幅に薄型化することが可能になる。
【００４４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置の厚みを可能な限り薄くすることによって、多種多様な用途に用途範囲を拡大することが可能な光学式タッチパネル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学式タッチパネル装置を適用した給湯機制御用のリモコン操作部の一実施例を示す平面図。
【図２】図１に記載した給湯機制御用リモコンの操作部の一実施例を示す断面図。
【図３】図１に記載した給湯機制御用リモコンの操作部の一実施例を示す上面図。
【図４】図１に記載した構成の給湯機制御用リモコンの操作部の図３の表面方向からリモコン内部を透視したときのイメージを示す平面図。
【図５】本発明の一実施形態に係る光学式タッチパネル装置の断面構造と、従来の光学式タッチパネル装置の断面構造との比較対照図。
【図６】本発明の一実施形態に係るプリント基板に形成された、赤外線発光ダイオードの発光部及び赤外線受光フォトダイオードの受光部が夫々臨む複数の貫通孔における、赤外光の反射の状態を示す説明図。
【符号の説明】
１、３、５、７、９光学式タッチパネル（タッチパネル）
１１ケーシング
１３保護用アクリル板
１５ＬＣＤ（液晶表示部）層
１７拡散シート
１９導光板
２１反射シート
２３バックライトホルダ
２５プリント基板
２７ピエゾ素子
２９マイクロフォン（マイク）
３１スピーカ
３３ＲＧＢ発光ダイオード
３５、３７赤外線発光ダイオード
３９、４１赤外線受光フォトダイオード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical touch panel device including a transmissive LCD panel, a detection unit having an infrared light emitting element and an infrared light receiving element, and a circuit board on which a control circuit for controlling the transmissive LCD panel and the detection unit is mounted. Regarding improvements. Hereinafter, as an optical touch panel device, a remote controller (remote controller) for controlling a water heater having a panel display in the operation unit will be described as an example.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an optical touch panel device, for the purpose of improving the effective efficiency of a circuit component including a light receiving element and reducing the installation space, an operation switch and an LED are provided on the surface of the circuit board, and the light receiving element is mounted on the circuit board. A device has been proposed in which an opening is formed in a portion of a circuit board excluding operation switches and LEDs, and the light receiving surface of a light receiving element is exposed from the opening (see, for example, Patent Document 1). ).
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-118269.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical touch panel device having the above configuration, as described above, the LED is not only disposed on the surface on the side where the housing of the circuit board is disposed, but the light receiving surface of the light receiving element is a circuit. Since the structure is exposed from the opening of the board, a clearance must be provided between the housing and the circuit board. Therefore, the thickness of the apparatus cannot be further reduced due to this clearance. Therefore, the conventional optical touch panel device cannot be applied to places where the installation space is limited, and there is a problem that the application is limited.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical touch panel device capable of expanding the application range to various uses by reducing the thickness of the device as much as possible.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
An optical touch panel device according to the present invention includes a transmissive LCD panel, an infrared light emitting element, and an infrared light receiving element, and allows a part of a human body to be approached by a light projecting operation of the infrared light emitting element and a light receiving operation of the infrared light receiving element. A detection means for detecting, and a circuit board on which the transmission LCD panel and a control circuit for controlling the detection means are mounted, and the transmission LCD panel and the circuit board are arranged in a multilayered manner, The infrared light emitting element and the infrared light receiving element are mounted on a surface of the circuit board opposite to the transmissive LCD panel side.
[0006]
According to the above configuration, since the infrared light emitting element and the infrared light receiving element are mounted on the surface of the circuit board opposite to the transmissive LCD panel side, the transmission of the circuit board as in the conventional device is performed. Compared with a configuration in which an infrared light emitting element and an infrared light receiving element are arranged on the surface of the LCD panel, the thickness of the device can be reduced.
[0007]
In a preferred embodiment according to the present invention, the circuit board has a plurality of through holes, and the infrared light emitting element emits infrared light to the transmissive LCD panel side through any one of the through holes. In this state, the infrared light receiving element is mounted with the light receiving surface directed so as to receive infrared light incident from the transmissive LCD panel side. .
[0008]
According to the above configuration, the infrared light emitted from the light emitting surface of the infrared light emitting element is guided in a predetermined direction by the through hole in which the infrared light emitting element is disposed, and proceeds to the transmissive LCD panel side. Infrared light that enters the through hole in which the infrared light receiving element is disposed from the transmissive LCD panel side is guided to the light receiving surface of the infrared light receiving element through the through hole and enters the infrared light receiving element. Therefore, a guide mechanism for guiding the infrared light emitted from the infrared light emitting element in a predetermined direction on the surface of the circuit board on the transmissive LCD panel side corresponding to each of the through holes, or an attempt to enter the infrared light receiving element. Since there is no need to provide a guide mechanism for guiding infrared light to the light receiving surface of the infrared light receiving element, it is not necessary to provide a clearance between the circuit board and the transmissive LCD panel. Can be significantly reduced in thickness.
[0009]
In an embodiment different from the above, the tip of the light emitting surface of the infrared light emitting element and the tip of the infrared light receiving element are mounted so as not to protrude from the corresponding through holes of the through holes. Yes.
[0010]
According to the above configuration, since the front end portion of the light emitting surface of the infrared light emitting element and the front end portion of the infrared light receiving element do not protrude from the corresponding through holes, respectively, as in the preferred embodiment, the circuit Since it is not necessary to provide a clearance between the substrate and the transmissive LCD panel or the like, the thickness of the optical touch panel device can be significantly reduced.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a plan view showing an example of an operation unit of a remote controller for controlling a water heater to which an optical touch panel device according to an embodiment of the present invention is applied.
[0013]
As shown in FIG. 1, the operation unit of the remote controller includes rectangular regions (hereinafter referred to as “touch panel”) 1, 3, 5, 7, and 9 each of which is an LCD touch panel sensor. The hardware configuration of the touch panel 1 and the hardware configuration of the touch panels 3 to 9 are basically the same. The hardware configuration of the touch panels 1 to 9 will be described in detail with reference to FIG.
[0014]
In the present embodiment, five different types of switch display are made on the touch panel 1 side at a time. In the example shown in FIG. 1, a hot water supply temperature setting switch 1a, a bath temperature setting switch 1b, a bath water amount setting switch 1c, a bath washing switch 1d, and a display screen changeover switch 1e are displayed on the touch panel 1 side. The hot water supply set temperature, bath set temperature, bath set hot water amount, bath washing, and screen switching status are being displayed. Of course, various switches can be displayed on the touch panel 1 other than the example shown in FIG. The size of the display area of each switch displayed on the touch panel 1 side can be freely enlarged / reduced for each switch, and therefore the number of displayed switches can also be changed. Thus, it is not limited to only five. In addition, five different types of switches that are simultaneously displayed on the touch panel 1 side have their respective switch functions enabled when they are displayed. Therefore, RGB that are light emitting elements for backlight provided on the touch panel 1 are used. A (red / green / blue) light emitting diode (described in FIG. 2) is activated when the display is started, and emits light of a predetermined color (for example, blue light) while each of the switch functions is effective. Continue to irradiate.
[0015]
On the other hand, four different types of switches are individually displayed on the touch panels 3 to 9 side. In the example shown in FIG. 1, an operation cut-off switch is individually displayed on the touch panel 3, a hot water heat-retaining switch is displayed on the touch panel 5, a warm-insulating switch is displayed on the touch panel 7, and a call switch is displayed on the touch panel 9. . Of course, the touch panels 3 to 9 can display various switches in addition to the example shown in FIG. Here, the touch panel 1 and the touch panels 3 to 9 are, for example, substantially flat on the surface of the operation part as a whole in a frame made of a synthetic resin material such as an acrylic plate (for protection) covering the operation part surface of the remote controller. It is fitted so as to form a smooth surface. However, each of the touch panels 3 to 9 divided into four touch panels via the frame body can be arranged on the surface of the operation unit as one touch panel similarly to the touch panel 1.
[0016]
In the present embodiment, when the functions of the operation cut-off switch (3) and the hot water heat insulation switch (5) are valid, the functions of the warm insulation switch (7) and the call switch (9) are invalid. Therefore, the backlight RGB light emitting diodes (described with reference to FIG. 2) provided on the touch panel 3 and the touch panel 5, respectively, when the display is started, that is, when each of the switch functions is enabled. Is activated and emits light of a predetermined color (for example, green light), but the backlight RGB light emitting diodes provided on the touch panel 7 and the touch panel 9 are not activated at the above time. That is, on the touch panel 3 to 9 side, unlike the touch panel 1 side, the functions of the switches being displayed on the respective touch panels (3 to 9) are not all effective at the same time. As a means for informing the user, only the backlight RGB light emitting diodes of the touch panel having an effective switch function are driven.
[0017]
The above-described switch icons, character information, and the like are displayed on the touch panels 1 to 9 in a freely changeable manner by, for example, starting an application program installed in a microcomputer (not shown) in the remote controller.
[0018]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of an operation unit of the remote controller for controlling the water heater shown in FIG.
[0019]
As shown in FIG. 2, the operation unit of the remote controller includes a casing 11, a protective acrylic plate 13, an LCD layer 15, a diffusion sheet 17, a light guide plate 19, a reflection sheet 21, and a backlight holder 23. , Printed circuit board 25, piezo element 27, microphone (microphone) 29, speaker 31, RGB light emitting diode 33, a plurality of infrared light emitting diodes 35 and 37, and a plurality of infrared light receiving photodiodes 39 and 41, Is provided.
[0020]
The casing 11 has a substantially U-shaped cross section when viewed from the front surface side in FIG. 2. A predetermined interval is provided below the inner space of the casing 11 from the bottom surface of the casing 11, and the casing 11. The printed circuit board 25 is disposed so as to be substantially parallel to the bottom surface of the substrate. The printed circuit board 25 has a plurality of light emitting units (35, 37) and a plurality of infrared light receiving photodiodes (39, 41) for receiving light emitting units (35, 37) and light receiving units (39, 41), respectively, at appropriate positions. There are four through holes 25a, 25b, 25c, and 25d in the figure. The printed circuit board 25 is fixed to a predetermined position in the casing 11 by being screwed to, for example, a rib (not shown) provided on the inner wall surface of the casing 11.
[0021]
The RGB light emitting diode 33 functions as a light emitting element for backlight, and is fixedly attached to an appropriate position on the upper surface of the printed circuit board 25, and has a predetermined color (red, green, or blue) toward the light guide plate 19. Light).
[0022]
The backlight holder 23 moves the LCD layer 15, the diffusion sheet 17, the light guide plate 19, and the reflection sheet 21 from the lower side to the upper side in FIG. It is a member for hold | maintaining and fixing in hierarchical form in order. The backlight holder 23 is formed so that the cross-sectional shape viewed from the front side in FIG. 2 is substantially U-shaped, and the through holes 23a correspond to the through holes 25a, 25b, 25c, and 25d of the printed circuit board 25, respectively. , 23b, 23c, and 23d. The positions of the through holes 23a, 23b, 23c, and 23d are positioned so as to coincide with the positions of the through holes 25a, 25b, 25c, and 25d, and are placed and fixed on the upper surface side of the printed board 25. .
[0023]
The reflection sheet 21 is for reflecting the light emitted from the RGB light emitting diodes 33 for backlight incident from the diffusion sheet 17 side through the light guide plate 19 to the diffusion sheet 17 side through the light guide plate 19 (backlight holder). 23) and through holes 21a, 21b, 21c, and 21d corresponding to the through holes 25a, 25b, 25c, and 25d (of the printed circuit board 25), respectively. Then, the positions of the through holes 21a, 21b, 21c, and 21d are positioned so as to coincide with the positions of the through holes 23a, 23b, 23c, and 23d, and are placed and fixed on the bottom surface of the backlight holder 23. Yes.
[0024]
Here, the diameters of the through holes 25a to 25d, the through holes 23a to 23d, and the through holes 21a to 21d are all the outer diameter of the light emitting portion of the infrared light emitting diode (35, 37) or the infrared light receiving photodiode (39). 41) is set to be considerably smaller than the outer diameter of the light receiving portion. Thereby, infrared light emitted from the infrared light emitting diode (35, 37) is sequentially emitted while being reflected inside the through holes 25b, 25d, the through holes 23b, 23d, and the through holes 21b, 21d on the infrared light emitting diode side, Further, since the light is incident on the infrared light receiving photodiode (39, 41) while being reflected inside the through holes 21a and 21c, the through holes 23a and 23c, and the through holes 25a and 25c on the infrared light receiving photodiode side, It is possible to secure a sufficient amount of light to fulfill the function as a touch panel. In addition, by providing the cylindrical body (not shown) in the through holes 25a and 25c, the light receiving portion of the infrared light receiving photodiode (39, 41) is covered with the cylindrical body (not shown), and the red light incident from an oblique direction. A configuration that blocks outside light, or a configuration that narrows the light receiving range of the infrared light receiving photodiode (39, 41) by inserting a lens into the through holes 25a and 25c to provide directivity can be conceived. .
[0025]
The light guide plate 19 guides light of a predetermined color (any one of red, green, and blue) emitted from the RGB light emitting diode 33 for the backlight toward the diffusion sheet 17 and enters the light from the diffusion sheet 17 side. Is placed and fixed in close contact with the upper surface of the reflection sheet 21. In the light guide plate 19, the portion immediately above the through holes 21 a to 21 d is processed so that infrared light is condensed on the portion (only the light is simply transmitted, and the light is not diffused). Is given. This is because the infrared light emitting diodes (35, 37) are directly above (that is, portions corresponding to the through holes 21b, 21d) and the infrared light receiving photodiodes (39, 41) are directly above (that is, the through holes 21a, 21c). This is to prevent infrared rays from diffusing in the corresponding part).
[0026]
The diffusion sheet 17 is used to diffuse light emitted from the backlight RGB light emitting diodes 33 incident through the light guide plate 19 substantially uniformly inside the casing 11, and is placed in close contact with the upper surface of the light guide plate 19. Is fixed. Part of the emitted light diffused by the diffusion sheet 17 is emitted to the outside of the casing 11 through the LCD layer 15 and the protective acrylic plate 13, and the remaining emitted light is incident on the reflection sheet 21 through the light guide plate 19. Then, the light is reflected by the reflection sheet 21 and again enters the diffusion sheet 17 through the light guide plate 19, and a part of the light is emitted to the outside of the casing 11. By going through such a process, the entire LCD layer 15 is irradiated with light emitted from the RGB light emitting diodes 33 without any problem.
[0027]
The diffusion sheet 17 includes light emitting portions of a plurality of infrared light emitting diodes (35, 37) and light receiving portions of a plurality of infrared light receiving photodiodes (39, 41) respectively facing the through holes 25a to 25d. It also functions as a shielding member for preventing see-through from the outside through 23a to 23d, the through holes 21a to 21d, the LCD layer 15, and the protective acrylic plate 13. The diffusion sheet 17 is made of a material having a high infrared transmittance.
[0028]
The LCD layer 15 is, for example, an upper portion of the casing 11 as shown in FIG. 2 via a plurality of rod-like members (not shown) extending upward from the edge protruding upward of the backlight holder 23. It is held and fixed by the backlight holder 23 in a state of being positioned at a position facing the opening formed in the. The upper surface of the diffusion sheet 17 and the lower surface of the LCD layer 15 are opposed to each other with a predetermined gap. The LCD layer 15 is made of a material having a high infrared transmittance. For the LCD layer 15, for example, a full dot LCD is used.
[0029]
The protective acrylic plate 13 is provided to prevent the surface of the LCD layer 15 from being damaged, and is attached and fixed to the casing 11 with the opening of the casing 11 completely closed. The protective acrylic plate 13 has a characteristic of high infrared transmittance. The lower surface of the protective acrylic plate 13 and the upper surface of the LCD layer 15 are opposed to each other with a predetermined gap.
[0030]
The piezo element 27 converts, for example, minute vibration generated when a user's fingertip touches the protective acrylic plate 13 into an electric signal and outputs the electric signal to the above-described microcomputer (not shown). The protective acrylic plate 13 is fixedly attached to an appropriate position on the lower surface. The microphone 29 is used, for example, when a user gives a command to the microcomputer by voice or when a conversation is performed with a user who is taking a bath. The microphone 29 is attached and fixed to a portion near the opening in the casing 11. ing. The speaker 31 is used to transmit various information to the user by voice under the control of the microcomputer or to transmit voice from the user taking a bath. Similarly, it is fixedly attached to a portion in the casing 11 near the opening.
[0031]
In the present embodiment, the infrared light emitting diodes (35, 37) have their light emitting portions facing the through holes 25b, 25d, and the infrared light receiving photodiodes (39, 41) Both are mounted and fixed on the lower surface side of the printed circuit board 25 with the light receiving portions facing the through holes 25a and 25c, respectively. The infrared light emitting diodes (35, 37) and the infrared light receiving photodiodes (39, 41) are such that the infrared light emitted from the infrared light emitting diodes (35, 37) touches the detection target (for example, the protective acrylic plate 13). The infrared light receiving photodiode (39, 41) receives the infrared light reflected by the user's fingertip or the like to output a predetermined electrical signal, thereby serving as a sensor unit of the optical touch panel device. Function.
[0032]
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the infrared light emitting diodes (35, 37) and the infrared light receiving photodiodes (39, 41) are objects (for example, user's fingertips) on the surface of the same panel. Regardless of which position is touched, they are arranged in a matrix so that the contact can be detected. By detecting the infrared light emitting diodes (35, 37) and the infrared light receiving photodiodes (39, 41) in a matrix in the above-described manner, the position where the object contacts on the surface of the same panel is detected. Can do. Therefore, it is not necessary to provide infrared light emitting diodes (35, 37) and infrared light receiving photodiodes (39, 41) corresponding to the number of switches set in the same panel as in the prior art. The number of the diodes (35, 37) and the infrared light receiving photodiodes (39, 41) can be greatly reduced, and physical restrictions when arranging the above-described parts can be reduced.
[0033]
FIG. 4 is a plan view showing an image when the inside is seen through from the surface direction of FIG. 4 of the operation part of the remote controller for controlling a water heater with the configuration described in FIG. 1.
[0034]
In FIG. 4, a region 51 corresponds to the LCD layer 15 described in FIG. 2 and is composed of one LCD, and regions 53, 55, 57, 59, and 61 are all denoted by reference numerals in FIG. 2. This corresponds to the light guide plate (for backlight) described in FIG. Further, the region 63 is the touch panel (optical touch panel) described with reference numeral 1 in FIG. 1, and the regions 65, 67, 69, and 71 correspond to the touch panels 3, 5, 7, and 9 described in FIG. ing. Although not shown, five RGB light-emitting diodes 33 shown in FIG. 2 are arranged in total at five appropriate locations in each of the regions 63, 65, 67, 69, and 71. Each RGB light emitting diode 33 emits light of a desired color as a backlight into a region (touch panel) corresponding to each RGB light emitting diode 33. In each of the regions 63, 65, 67, 69, and 71, an infrared light emitting diode indicated by reference numeral 35 (37) and an infrared light receiving photodiode indicated by reference numeral 39 (41) in FIG. As shown by 73 and 75, one pair is arranged. Note that an infrared light emitting diode and an infrared light receiving photodiode may be arranged in a matrix.
[0035]
According to the above configuration, since the infrared light emitting diode 35 (37) and the infrared light receiving photodiode 39 (41) are arranged on the lower surface side of the printed circuit board 25, the surface side of the operation portion is formed substantially flat. be able to. Therefore, it becomes possible to make it difficult to collect water and dust, to facilitate cleaning, and to increase the degree of freedom in designing the operation unit surface.
[0036]
FIG. 5 is a comparative view of a cross-sectional structure of an optical touch panel device according to an embodiment of the present invention and a cross-sectional structure of a conventional optical touch panel device. FIG. 5A shows a cross-sectional structure of an optical touch panel device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B shows a cross-sectional structure of a conventional optical touch panel device.
[0037]
As shown in FIG. 5A, in the optical touch panel device according to an embodiment of the present invention, the LCD layer 15 and the light guide plate 19 (for backlight) of the printed circuit board 25 are arranged in a multilayered manner. An infrared light emitting diode (35, 37) and an infrared light receiving photodiode (39, 41) are arranged together with various control circuit elements 42, 44 on the surface opposite to the surface on which the light emitting diode is disposed. The infrared light emitting diodes (35, 37) and the infrared light receiving photodiode (39, 41) pass through the printed circuit board 25 when the infrared light emitted from the infrared light emitting diode (35, 37) is received. In order not to enter the photodiodes (39, 41), the inner circumferential surface is disposed with a through groove 46 provided with metal plating.
[0038]
Furthermore, the through hole (25b, 25d) facing the tip surface of the light emitting part of the infrared light emitting diode (35, 37) and the through hole facing the tip surface of the light receiving part of the infrared light receiving photodiode (39, 41). The inner peripheral surfaces of (25a, 25c) are each subjected to metal plating. Accordingly, the guide tube for guiding the infrared light emitted from the infrared light emitting diode (35, 37) or the infrared light to be incident on the infrared light receiving photodiode (39, 41) is provided on the LCD of the printed circuit board 25. It is not necessary to install it on the surface on the layer 15 side.
[0039]
On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the conventional optical touch panel device, the infrared light emitting diodes (101, 103) and the infrared light receiving photodiodes (105, 107) The guide tube 115, 117, 119, 121 having the above-described function is disposed on the surface where the backlight light guide plate 113 is disposed. Note that the various control circuit elements 123 and 125 are disposed on a surface opposite to the surface on which the LCD layer 111 and the like of the printed circuit board 109 are disposed in a multilayered manner.
[0040]
As described above, in the optical touch panel device according to the embodiment of the present invention, unlike the conventional optical touch panel device, the side of the printed board 25 opposite to the surface on which the LCD layers 15 and the like are arranged in a multilayer shape. Since the infrared light emitting diodes (35, 37) and the infrared light receiving photodiodes (39, 41) are arranged on the surface of FIG. 5, a guide tube for guiding the infrared light in a predetermined direction is not required. As is clear by comparing and comparing a) and FIG. 5B, the optical touch panel device according to an embodiment of the present invention has a significantly larger thickness than the conventional optical touch panel device. Thinning becomes possible.
[0041]
FIG. 6 shows a plurality of penetrations formed on the printed circuit board 25 according to an embodiment of the present invention, each facing the light emitting part of the infrared light emitting diode (35, 37) and the light receiving part of the infrared light receiving photodiode (39, 41). It is explanatory drawing which shows the state of reflection of the infrared light in a hole (25a, 25b, 25c, 25d).
[0042]
As described above, the inner peripheral surface of each through hole (25a, 25b, 25c, 25d) is metal-plated, so that of the infrared light emitted from the infrared light emitting diode (35, 37), Infrared light reflected on the inner peripheral surface of the through-holes (25b, 25d) is emitted from the through-holes (25b, 25d) in a predetermined external direction, and is incident on the through-holes (25a, 25c) from the outside. Infrared light reflected by the inner peripheral surface of the through holes (25a, 25c) of the infrared light is reflected along with the infrared light that travels straight through the through holes (25a, 25c) and the infrared light receiving photodiode (39, 41).
[0043]
As described above, according to an embodiment of the present invention, the printed board 25 has the opposite side of the surface on which the LCD layer 15 and the light guide plate 19 (for backlight) are arranged in a multilayered manner. An infrared light emitting diode (35, 37) and an infrared light receiving photodiode (39, 41) are arranged on the surface, and the guide tube for guiding the infrared light emitted from the infrared light emitting element in a predetermined direction or to the infrared light receiving element. The guide tube that guides the infrared light to be incident to the light receiving surface of the infrared light receiving element does not need to be provided in the portion corresponding to each through hole on the surface of the circuit board on the transmissive LCD panel side. Therefore, since it is not necessary to provide a clearance between the circuit board and the transmissive LCD panel, the thickness of the apparatus can be significantly reduced.
[0044]
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but this is an example for explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this embodiment. The present invention can be implemented in various other forms.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical touch panel device capable of expanding the application range for various uses by reducing the thickness of the device as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a remote control operation unit for controlling a water heater to which an optical touch panel device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of an operation unit of the remote controller for controlling the water heater shown in FIG.
3 is a top view showing an embodiment of an operation unit of the remote controller for controlling the water heater shown in FIG. 1. FIG.
4 is a plan view showing an image when the inside of the remote controller is seen through from the surface direction of FIG. 3 of the operation unit of the remote controller for controlling the water heater with the configuration described in FIG. 1;
FIG. 5 is a comparative view of a cross-sectional structure of an optical touch panel device according to an embodiment of the present invention and a cross-sectional structure of a conventional optical touch panel device.
FIG. 6 shows the state of reflection of infrared light in a plurality of through holes formed on a printed circuit board according to an embodiment of the present invention, each facing a light emitting portion of an infrared light emitting diode and a light receiving portion of an infrared light receiving photodiode. FIG.
[Explanation of symbols]
1, 3, 5, 7, 9 Optical touch panel (touch panel)
11 Casing
13 Acrylic board for protection
15 LCD (Liquid Crystal Display) layer
17 Diffusion sheet
19 Light guide plate
21 Reflective sheet
23 Backlight holder
25 Printed circuit board
27 Piezo elements
29 Microphone
31 Speaker
33 RGB light emitting diodes
35, 37 Infrared light emitting diode
39, 41 Infrared receiving photodiode

Claims

A transmissive LCD panel;
A detection means having an infrared light emitting element and an infrared light receiving element, and detecting the approach of a part of a human body by a light projecting operation of the infrared light emitting element and a light receiving operation of the infrared light receiving element;
A circuit board equipped with a control circuit for controlling the transmissive LCD panel and the detection means,
The transmissive LCD panel and the circuit board are arranged in multiple layers,
An optical touch panel device in which the infrared light emitting element and the infrared light receiving element are mounted on a surface of the circuit board opposite to the transmissive LCD panel side.

The optical touch panel device according to claim 1,
The circuit board has a plurality of through holes;
In the state where the light emitting surface is directed so that the infrared light emitting element emits infrared light to the transmissive LCD panel side through any one of the through holes,
In the state where the light receiving surface is directed so that the infrared light receiving element receives infrared light incident from the transmissive LCD panel side,
Optical touch panel devices that are mounted on each.

The optical touch panel device according to claim 1 or 2,
An optical touch panel device mounted such that a front end portion of a light emitting surface of the infrared light emitting element and a front end portion of the infrared light receiving element do not protrude from the corresponding through holes.