JPH0612512B2 - 光学式タッチパネルの受光素子の感度調整方法 - Google Patents

光学式タッチパネルの受光素子の感度調整方法

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JPH0612512B2 JP6225889A JP6225889A JPH0612512B2 JP H0612512 B2 JPH0612512 B2 JP H0612512B2 JP 6225889 A JP6225889 A JP 6225889A JP 6225889 A JP6225889 A JP 6225889A JP H0612512 B2 JPH0612512 B2 JP H0612512B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学タッチパネルの光学系に用いられる受光素
子の感度を、適正値に調整する方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
第3図は光学タッチパネルの説明図である。第3図にお
いて11は発光素子列、11aは発光素子、12は受光
素子列、12aは受光素子、13は表示器、14は遮光
物体である。
光学式タッチパネルはCRT等の表示器13の表示面の周
辺に垂直と水平の方向に一定間隔で赤外線を発光する多
数の受光素子11aを配列した発光素子列11と前記発
光素子11aと同数の赤外光を受光する受光素子12a
を配列した受光素子列12とを対向して設け、それぞれ
対向する一対の発光素子11aと受光素子12aとが連
係動作するようにして単位光学系を形成し、該単位光学
系を垂直と水平方向に順次掃引駆動して、前記表示器の
表示面に赤外光線マトリックスを形成し、該表示面にタ
ッチした遮光物体14によって遮光される前記マトリッ
クスの交点を検出し、該交点の直交座標を該物体の位置
情報として出力するものである。
第4図及び第5図により従来の光学式タッチパネルの動
作を説明する。第4図は光学式タッチパネルの従来の単
位光学系の構成説明図、第5図は第4図に示す単位光学
系の動作説明図である。
第4図において11aを発光素子、12aは受光素子、
15a,15bはアナログスイッチ、16は増幅器、1
7は負荷抵抗、18は受光出力信号、Vccは電源であ
る。また、第5図において(イ)は受光素子駆動信号、(ロ)
は発光素子駆動信号、(ハ)は受光出力信号18の波形、
(ニ)は低レベル信号読み込みパルス、(ホ)は高レベル信号
読み込みパルスである。
前記のようにこの単位光学系は複数個設けてあり、それ
ぞれの受光素子12aの出力は増幅器16の入力に並列
に接続されている。
これらの単位光学系はCPU(図示せず)のプログラムに
従って順次張引されるが、一つの単位受光系が掃引され
ると、CPUから出力される受光素子駆動信号(イ)によって
アナログスイッチ15aが接となり、受光素子12aが
動作状態になる。つづいて一定時間後に発光素子駆動信
号(ロ)によって、アナログスイッチ15bが一定時間接
となって受光素子11aが発光する。
この過程で、アナログスイッチ15aが接となり、電源
ccが受光素子12aに印加されると、受光素子12a
には過渡電流が流れ、負荷抵抗17にはパルス性ノイズ
が発生する。このノイズは急速に減衰し、受光素子12
aは暗電流と外乱光による電流によって負荷抵抗17に
は低レベル信号を発生する。つづいて発光素子11aが
発光すると、受光素子12aはこの光を受けて高レベル
信号を発生し、この両信号は増幅器16により増幅さ
れ、受光出力信号18として第5図(ハ)に示すような波
形の信号が出力される。以上述べた動作は、CPUのプロ
グラムに従って他の単位光学系も順次掃引駆動されるの
で、各単位光学系の受光素子からも、前記(ハ)に示すよ
うな波形の信号が出力されるので増幅器16から受光出
力信号18が連続的に出力される。この受光出力信号1
8はA/D変換器(図示せず)によってデジタル信号に変
換され、前記(イ)及び(ロ)の駆動信号と一定のタイミング
を有する低レベル信号読み込みパルス(ニ)及び高レベル
信号読み込みパルス(ホ)によって順次、記憶装置(図示
せず)に読み込まれCPUにおいて単位光学系ごとに前記
低レベル信号と高レベル信号とを比較してレベル差を求
め、その差の有無または大小によって、前記表示面上の
遮光物体の有無を判別し、前記赤外光線マトリックスの
遮光された交点を検出し、該交点の直交座標を該物体の
位置情報として出力するようにしたものである。従っ
て、正確な位置情報を出力するには室内の照明光等の外
乱光の影響を極力少なくする必要があるので受光素子列
の前面に赤外線フィルタを設け、発光素子が不発光時の
該受光素子の受光出力信号のレベルを下げるようにして
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、光学式タッチパネルは多数の発光素子と
受光素子とを使用しているので、長期間動作させている
と、受光素子列の前面に設けた赤外線フィルタにほこり
が付着したり、単位光学系を形成する前記多数の両素子
のうちのいくつかは次第に性能が低下したりして、発光
時の受光素子の受光出力信号のレベルが低下する。この
ために不発光時の低レベル信号と発光時の高レベル信号
とを比較したとき両信号のレベル差が所定値に達しなく
なると遮光物体の有無の検出が不能となる場合がある。
このような場合には前記赤外線フィルタを清掃しそれで
も正常に検出できないときには、不良素子を探して交換
するために煩雑な作業と多くの時間を必要とするという
問題があった。
また、光学式タッチパネルはその設置場所によっては室
内の照明光その他の外来光の影響を受け、外来光が強い
と受光出力信号が飽和し、前記両信号のレベル差が殆ん
どなくなり、遮光物体の有無の検出が不能となるという
問題があった。
本発明は光学式タッチパネルを長期間使用しているとほ
こりの付着または発光素子、受光素子の性能低下が原因
となる動作不良並びに外来光の影響による動作不良を自
動的に補正し、常に遮光物体の検出が正確にできるよう
にする受光素子の感度調整方法を提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は前記の問題点を解決するために、予めCPUにチ
ェックプログラムを組込み、前記表示器の表示面上に遮
光物体をタッチしない状態において、前記複数の単位光
学系を順次掃引駆動してすべての単位光学系ごとに、発
光素子が不発光時と発光時の受光出力信号のレベル差を
比較してそのレベル差が所定値に達しない当該単位光学
系については、該レベル差が所定値に近づくように、当
該単位光学系の受光素子の負荷抵抗を増減する手段を設
け、該受光素子の感度を調整するようにしたものであ
る。
〔作用〕
本発明は光学タッチパネルにおいて、該パネルを使用開
始前にCPUに組込まれたチェックプログラムに従って、
すべての単位光学系を順次掃引駆動して該単位光学系ご
とに発光素子が不発光時と発光時における受光素子の受
光出力信号のレベルを比較してそのレベル差が所定値に
達しない単位光学系については、該単位光学系の受光素
子の負荷抵抗を増減して前記両レベルの差が所定値に近
づくように受光素子の感度を調整するようにしたので、
前記パネル使用時には常に遮光物体の検出を正確に行う
ことができるのである。
〔実施例〕
本発明は光学タッチパネルの動作状態を、使用開始前に
確認するため、予めCPUに組込まれたチェックプログラ
ムに従って、前記パネルの表示面上に遮光物体をタッチ
しない状態において該パネルを動作させ、すべての単位
光学系を掃引駆動して、不発光時と発光時の受光出力信
号のレベルを比較し、そのレベル差が所定の値に入って
いるかどうかチェックし、もし、所定の値が得られてい
ない単位光学系があれば、CPUからの命令によって当該
単位光学系の受光素子の負荷抵抗を切替えて、前記レベ
ル差が所定の値に近づくように受光感度を調整し、確実
に遮光物体の検出を行えるようにする方法である。以
下、実施例を第1図、第2図並びに前記第5図を援用し
て説明する。
第1図は本発明の一実施例の構成説明図で光学式タッチ
パネルを構成する多数の単位光学系のうちの一つ単位光
学系の構成と他の単位光学系と共用する付属回路との接
続関係を示す。第1図において10は単位光学系、11
aは発光素子、12aは受光素子、15a-1,15a-2,15b-1,15b
-2はアナログスイッチ、16は増幅器、16aは入力端
子、18は受光出力信号、19はアナログスイッチブロ
ック、20は負荷抵抗ブロック、21はA/D変換器、2
2はI/Oポート、22aは記憶装置、23はCPU、24は
赤外線フィルタ、25aは受光素子駆動信号、25bは発
光素子駆動信号、26は負荷抵抗切替信号、27は他の
単位光学系の受光素子の出力、Vccは電源である。
第2図は、第1図の実施例の負荷抵抗値増減による受光
素子の感度調整効果の説明図で(a)は受光感度低下時の
受光出力信号の波形図、(b)は負荷抵抗値増加後の受光
出力信号の波形図、(c)は外乱光過大時の受光出力信号
の波形図、(d)は負荷抵抗値減少後の受光出力信号の波
形図である。
第1図に示すように単位光学系10の発光素子11aと
受光素子12aの両者はそれぞれアナログスイッチ15b-
1,15b-2と15a-1,15a-2の一端に接続されており、アナロ
グスイッチ15b-1,15a-1の他端は電源Vccに接続されて
いる。また15b-2の他端は接地され、15a-2の他端はアナ
ログスイッチブロック19の共通接続端に接続されてお
り該アナログスイッチブロック19の個々のアナログス
イッチa,b,cの他端はそれぞれ負荷抵抗ブロック2
0の個々の負荷抵抗a,b,cに接続され、該負荷抵抗
a,b,cの他端は接地されている。また、受光素子1
2aとアナログスイッチ15a-2との接続点Aは増幅器1
6の入力端子16aに接続されている。なお入力端子1
6aには他の単位光学系の受光素子の出力27も接続さ
れている。増幅器16の出力はA/D変換器21に接続さ
れ、A/D変換器21の出力はI/Oポート22内の記憶装置
22aに接続され、I/OポートはCPUと接続されている。
本発明はタッチパネル使用開始前に予めCPU23に組込ま
れたチェックプログラムに従って、表示器の表示面上に
遮光物体をタッチしない状態で単位光学系を順次掃引す
る。単位光学系10が掃引されるとCPUよりI/Oポート2
2を介して受光素子駆動信号25aが一定時間送出さ
れ、アナログスイッチ15a-1,15a-2が接となり、受光素
子12aには電源Vccに接続されるとともに、アナログ
スイッチブロック19と負荷抵抗ブロック20を介して
接地される。(本実施例では両ブロックとも3個の素子
a,b,cから成り、アナログスイッチbが接となって
負荷抵抗bを通して接地されている) 受光素子12aに電源Vccと負荷抵抗20bが接続され
ると、受光素子12aには過渡電流が流れ、負荷抵抗2
0bにはパルス電圧を発生するが該電圧は急速に減衰
し、定常状態になり受光素子の暗電流と外来光による電
流によって低レベル信号を発生する。続いてI/Oポート
より発光素子駆動信号25bが一定時間送出され、アナ
ログスイッチ15b-1,15b-2が接となり発光素子11aが
発光し、この光を受けて受光素子12aの受光電流が負
荷抵抗20bに高レベル信号を発生する。受光素子駆動
信号25aが断となって受光素子12aは動作を停止す
る。この一連の動作中に単位光学系が正常であれば、前
記第5図(ハ)に示すような受光出力信号18が増幅器1
6の出力に生じ、A/D変換器21により受光出力信号1
8はアナログ信号からデジタル信号に変換され、前記第
5図(ニ)及び(ホ)に示す読み込みパルスによって前記低レ
ベル信号と、高レベル信号を記憶装置22aに順次読み
込み、CPU23において単位光学系ごとに前記両信号のレ
ベルを比較し、それぞれのレベル差が、すべて所定値内
にあれば正常に動作しているものと判定する。
しかしながら、光学式タッチパネルは長期間使用する
と、多数の単位光学系を構成する多数の発,受光素子の
一部のものは性能が低下したり、受光素子列前面に設け
た赤外線フィルタ24の表面にほこりが付着して、部分
的または全面的に光の透過が悪くなり、第2図の(a)に
示すように、発光時の受光出力が低下してくる。このよ
うな単位光学系の受光出力信号を、CPU23において低レ
ベル信号と高レベル信号を比較すると、該両信号のレベ
ル差は所定値に達しないので、該レベル差が所定値に達
するように、CPU23はプログラムに従って、I/Oポート2
2を介して、一つの負荷抵抗切替信号26を当該単位光
学系のアナログスイッチブロック19へ送り、切替信号
に対応するアナログスイッチを駆動して負荷抵抗ブロッ
ク20の中の抵抗値の多い抵抗に切替えて受光感度を調
整し、第2図の(b)に示すような波形が得られるように
する。一方、外乱光の受光素子列への入射が過大の場合
には第2図の(c)に示すように、不発光時の受光出力が
大きくなる。従って発光時には、受光出力は飽和してし
まい、受光出力信号18の低レベル信号と高レベル信号
とをCPU23で比較したとき、該両信号のレベル差は、前
記の受光感度不足の場合と同様に所定値に達しないの
で、前記の場合とは逆に、当該単位光学系の受光出力を
低下させ、前記のレベル差が所定値に達するようにCPU2
3よりI/Oポート22を介して負荷抵抗切替信号26を当
該単位光学系のアナログスイッチブロック19へ送り、
切替信号に対応するアナログスイッチを駆動して、負荷
抵抗ブロック20の中の抵抗値の少ない抵抗に切替えて
受光感度を調整し第2図の(d)に示すような波形が得ら
れるようにする。
以上説明した実施例においては負荷抵抗切替信号26に
よって切替えられるアナログスイッチと負荷抵抗の数は
それぞれ3個であるが、これに限定するものではなく、
受光素子の感度調整の細かさ、あるいは、感度調整範囲
の大小等、必要に応じて変更しうるものである。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば光学式タッ
チパネルを構成するすべての単位光学系の受光素子の負
荷抵抗を切替える手段を設け、受光出力信号の処理を行
うCPUにチェックプログラムを組込み該タッチパネル使
用開始前に、該プログラムに従って、自動的にすべての
単位光学系の動作をチェックし、性能が低下した素子を
含む単位光学系は受光素子の負荷抵抗値を増して、受光
感度を増し、外乱光が過大の場合は受光素子の負荷抵抗
値を下げて受光感度を下げるようにしたので従来、動作
を省くことができる効果があり、また外乱光の強い場所
でも支障なく使用できるように自動的に受光感度を低下
させるので、常に安定かつ、正確に作動する光学式タッ
チパネルを提供できるという効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成説明図、第2図は第1
図の実施例の負荷抵抗値増減による受光素子の感度調整
効果の説明図で(a)は受光感度低下時の受光出力信号の
波形図、(b)は負荷抵抗値増加後の受光出力信号の波形
図、(c)は外乱光過大時の受光出力信号の波形図、(d)は
負荷抵抗値減少後の受光出力信号の波形図、第3図は光
学式タッチパネルの説明図、第4図は光学式タッチパネ
ルの従来の単位光学系の構成説明図、第5図は第4図の
単位化学系の動作説明図である。 10…単位光学系、11…発光素子列、11a…発光素
子、12…受光素子列、12a…受光素子、13…表示
器、14…遮光物体、15a,15a-1,15a-2,15b,15b-1,
15b-2…アナログスイッチ、16…増幅器、17…負荷
抵抗、18…受光出力信号、19…アナログスイッチブ
ロック、20…負荷抵抗ブロック、21…A/D変換器、
22…I/Oポート、22a…記憶装置、23…CPU、24
…赤外線フィルタ、25a…受光素子駆動信号、25b
…受光素子駆動信号、26…負荷抵抗切替信号、27…
他の単位光学系の受光素子の出力、Vccは電源である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表示器の表示面の周辺に水平と垂直に対向
    して、発光素子列と、受光素子列とを配設し、該両素子
    列を形成するとともに、それぞれ対向する単一の発光素
    子と受光素子とが連係動作するようにした複数の単位光
    学系を、水平と垂直方向に順次掃引駆動して光マトリッ
    クスを形成し、該単位光学系ごとに不発光時と受光時の
    受光出力信号をA/D変換して、該受光出力信号のそれぞ
    れのレベルを記憶装置に読み込み、CPUにより該両信号
    のレベルを比較して求めたレベル差により表示面上にタ
    ッチした遮光物体を検出し、該物体の位置の直交座標を
    位置情報として出力する光学式タッチパネルの受光素子
    の感度調整方法において、 予めCPUにチェックプログラムを組込み、前記表示面上
    に遮光物体をタッチしない状態において、前記複数の単
    位光学系を順次掃引駆動して、すべての単位光学系ごと
    に受光素子が不発光時と受光時の受光出力信号のレベル
    を比較して、そのレベル差が所定値に達しない当該単位
    光学系については、該レベル差が所定値に近づくよう
    に、当該単位光学系の受光素子の負荷抵抗を増減する手
    段を設け、該受光素子の感度を調整するようにしたこと
    を特徴とする光学式タッチパネルの受光素子の感度調整
    方法。
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