JPH0550643U - 光学式タッチパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型のパネル面または高解像度の場合であっ
ても、部品点数が比較的少なくて済み、低コストで光学
式タッチパネルを構成し得るようにした。 【構成】 パネル板１１に対して、その一つの側縁１１
ａに沿って配設されたライン状光源装置１２と、該側縁
に対向する側縁１１ｂに沿って、ライン状光源装置に対
して光軸が垂直になるように対向して一定間隔に並んで
配設された受光素子１３とを含んでおり、パネル板上の
任意の操作位置に指先が触れたとき、各受光素子のうち
最も出力信号の低下が大きい受光素子の位置を、上記側
縁に沿って延びる一方向に関する座標とし、受光素子の
出力信号の低下量に基づいて、該一方向に対して垂直な
方向に関する座標を算出することにより、上記操作位置
の座標位置を検出し得るように、光学式タッチパネルを
構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、パネル面上の操作位置に指先を触れたとき、その操作位置の座標位 置を光学的に検出するようにした、光学式タッチパネルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、このような光学式タッチパネルは、ディスプレイ装置の画面上等に設置 されることにより、このディスプレイ装置の画面に示された表示を操作者が指先 で触れたとき、その座標位置を検出して他の機器等に出力し、該他の機器等によ ってその座標位置に対応した処理が行なわれ得るようになっており、例えば図４ に示すように構成されている。

【０００３】 即ち、図４において、光学式タッチパネル１は、実質的に長方形の透明材料か ら成るパネル板２に対して、その互いに隣接する二つの側縁に沿って一定間隔に 並んで配設された発光素子３と、このパネル板２の他の二つの側縁に沿って、上 記各発光素子３に対向するように一定間隔に並んで配設された受光素子４とを含 んでおり、それぞれ対向する対となる発光素子３及び受光素子４が、順次に時分 割により動作せしめられるようになっている。

【０００４】 このように構成された光学式タッチパネル１によれば、各対の発光素子３及び 受光素子４がそれぞれ検出ラインを構成することにより、パネル板２の上面がそ のほぼ全面に亘って縦横に検出ラインでカバーされ得ることになる。

【０００５】 ここで、操作者が図示のように該パネル板２上の所定位置に指先を触れると、 その所定位置を通る縦横の各検出ラインがその指先で光路を遮断されることとな り、当該縦横二つの検出ライン上では、発光素子３ａ，３ｂからの光が受光素子 ４ａ，４ｂに入射しなくなる。従って、各受光素子４の出力信号を監視している ことにより、光が入射しなくなって出力信号のレベルが低下した受光素子４ａ， ４ｂを検知すれば、当該検出ラインが判別されることから、パネル板２上での座 標位置が、検出され得ることとなる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このように構成された光学式タッチパネル１においては、パネ ル板２上の座標位置を検出するために、対となる発光素子３及び受光素子４を、 該パネル板２の互いに隣接する側縁に沿って二次元的に多数並べる必要があり、 特に座標位置の検出の分解能を高くしたい場合には、双方の側縁の発光素子３及 び受光素子４の配列密度を高くする必要がある。

【０００７】 また大型のパネル面２を構成する場合には、パネル面２の大きさに応じてより 多数の発光素子３及び受光素子４を備える必要があることから、全体として多数 の発光素子３が必要になり、コストが高くなってしまうという問題があった。

【０００８】 本考案は以上の点に鑑み、大型のパネル面または高解像度の場合であっても、 部品点数が比較的少なくて済み、従って低コストで構成され得るようにした、光 学式タッチパネルを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案による光学式タッチパネルは、実質的に長方 形のパネル板に対してその一つの側縁に沿って配設されたライン状光源装置と、 該側縁に対向する側縁に沿って、上記ライン状光源装置に対して光軸が垂直にな るように対向して一定間隔に並んで配設された受光素子とを含んでおり、上記パ ネル板上の任意の操作位置に指先が触れたとき、各受光素子のうち最も出力信号 の低下が大きい受光素子の位置を、上記側縁に沿って延びる一方向に関する座標 とし、該受光素子の出力信号の低下量に基づいて該一方向に対して垂直な方向に 関する座標を算出することにより、上記操作位置の座標位置を検出し得るように 構成したことを特徴としている。

【００１０】

【作用】

上記構成によれば、パネル板の一つの側縁に沿ってライン状光源装置を配設す ると共に、該側縁に対向する側縁に沿って受光素子を一定間隔で配設するように して、操作位置に指先が触れたとき、各受光素子に入射する光量の低下を検出す ることにより、光量の低下が最も大きい受光素子の位置から、一方向、例えばｘ 方向の座標位置を決定し、また該光量の低下量に基づいて、該一方向に対して垂 直な方向、例えばｙ方向の座標位置を設定するようになっている。 したがって、パネル板の一対の側縁のみに沿って、一次元的にライン状光源装 置及び受光素子を配設するだけで、操作位置の座標位置が検出されることになる ので、より少数の受光素子を備えればよい。しかも各受光素子の出力信号をアナ ログ的に処理することにより、座標位置の決定が行なわれることから、各受光素 子に対して、一つの発光素子を備える必要はなく、発光素子に関しては、ライン 状の照明を行なうことができるものであれば、ＬＥＤアレイだけでなく、蛍光燈 やＣＦＬ等の長尺の照明光源を使用することも可能となる。

【００１１】

【実施例】

図１は本考案による光学式タッチパネルの一実施例を示している。 図１において、光学式タッチパネル１０は、実質的に長方形の透明材料から成 るパネル板１１に対して、その一つの側縁１１ａに沿ってｘ方向に配設されたラ イン状光源装置１２と、該パネル板１１の上記側縁１１ａに対向する側縁１１ｂ に沿って、上記ライン状光源装置１２に対して光軸が垂直になるようにｙ方向に 距離Ｌだけ離れて対向して、一定間隔Ｐで並んで配設された受光素子１３とを含 んでいる。

【００１２】 上記ライン状光源装置１２としては、例えば複数のＬＥＤ等の発光素子を一定 間隔で一列に並べることにより構成された、所謂ＬＥＤアレイや、蛍光燈，ＣＦ Ｌ等の長尺の光源が使用され得る。

【００１３】 図２は、図１の各受光素子１３からの出力信号の処理を行なう電気的構成を示 しており、各受光素子１３からの出力信号は、それぞれアンプ１４で増幅された 後、サンプリング・ホールド回路１５を介して、信号切換回路１６からＡ／Ｄコ ンバータ１７によりデジタル信号に変換されて、中央演算ユニット１８に入力さ れる。

【００１４】 尚、各サンプリング・ホールド回路１５は、中央演算ユニット１８によって、 それぞれ同時に各受光素子１３の出力信号をサンプリング・ホールドするように なっており、このサンプリング・ホールドされた各受光素子１３の出力信号は、 中央演算ユニット１８からの切換信号により動作せしめられる信号切換回路１６ により順次時系列的にＡ／Ｄコンバータ１７に送出され、デジタル信号として中 央演算ユニット１８に入力される。

【００１５】 本考案による光学式タッチパネル１０は以上のように構成されており、ライン 状光源装置１２から出射した光が、対向して配設された各受光素子１３に入射す ることにより、該パネル板１１の上面が、その全面に亘って検出領域としてカバ ーされ得ることになる。この場合、操作者がパネル板１１の上面に指先を触れな い状態では、各受光素子１３はほぼ同じ光量の光が入射することになり、その出 力信号の大きさはほぼ同じである。

【００１６】 ここで、操作者が例えばパネル板２上の操作位置、例えばほぼ中央の位置Ｂに 指先を触れると、該操作位置Ｂを通るライン状光源装置１２からの光がその指先 によって遮断されることとなり、これに対応して、各受光素子１３のうち該指先 によって光が遮断されて、入射光量が低下した受光素子１３ａ，１３ｂの出力信 号のレベルがｂだけ低下することになる。

【００１７】 また、操作位置が、ライン状光源装置１２に対してｙ方向により近い位置Ａで は、指先から廻り込んで受光素子１３に入射する光量がより多くなることから、 出力信号のレベルの低下量が小さくなってａとなり、逆にライン状光源装置１２ からｙ方向に遠い側縁１１ｂ付近の位置Ｃでは、該指先を廻り込む光量がより少 なくなるために、出力信号のレベル低下がより一層大きくなってｃとなる（図３ （Ｃ）参照）。 また、上記操作位置Ｂからｘ方向にずれた位置Ｂ’では、指先によって受光素 子１３ｃに入射する光が遮断されることになり、図３（Ｂ）にて点線で示すよう に、該受光素子１３ｃの出力信号のレベルがｂだけ低下することになる。

【００１８】 このように検出された各受光素子１３の出力信号は、それぞれアンプ１４によ り増幅された後に、サンプリング・ホールド回路１５によって、サンプリング・ ホールドされ、Ａ／Ｄコンバータ１７によりデジタル信号に変換されて、中央演 算ユニット１８に入力される。

【００１９】 中央演算ユニット１８は、各受光素子１３の出力信号のレベルを比較して、光 量の低下が最も大きい受光素子１３の位置、即ち図示の場合、受光素子１３ａ， １３ｂまたは受光素子１３ｃの位置から、ｘ方向の座標位置を決定すると共に、 該出力信号のレベル低下量に基づいて、該ｙ方向の座標位置を演算する。かくし て、操作位置Ａ，Ｂ，ＣまたはＢ′のｘ方向及びｙ方向の座標位置が検出され得 ることになる。

【００２０】 ここで、中央演算ユニット１８は、各受光素子１３からの出力信号をアナログ 信号として処理していることから、検出する座標位置の分解能を高くする場合に は、演算の精度を上げることにより受光素子１３を増設することなく、簡単に高 分解能を得ることが可能である。

【００２１】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、操作位置に指先が触れたとき各受光素子 に入射する光量の低下を検出することにより、光量の低下が最も大きい受光素子 の位置から一方向、例えばｘ方向の座標位置を決定し、また該光量の低下量に基 づいて該一方向に対して垂直な方向、例えばｙ方向の座標位置を設定するように したから、パネル板の一対の側縁のみに沿って一次元的にライン状光源装置及び 受光素子を配設するだけで、操作位置の座標位置が検出されることとなるので、 より少数の受光素子を備えればよく、しかも座標位置の決定が、各受光素子の出 力信号をアナログ的に処理することにより行なわれることから、各受光素子に対 して一つの発光素子を備える必要はなく、発光素子に関しては、ライン状の照明 を行なうことができるものであれば、ＬＥＤアレイだけでなく、蛍光燈やＣＦＬ 等の長尺の照明光源を使用することも可能となる。さらに部品点数が少なくて済 み部品コスト及び組立コストが低減され得ることとなる。また、ｘ方向は要求さ れる解像度に相当する数のセンサを必要としないので、センサの数を少なくでき る利点もある。 かくして、本考案によれば、大型のパネル面または高解像度の場合であっても 部品点数が比較的少なくて済み、従って低コストで構成され得るようにした、極 めて優れた光学式タッチパネルが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による光学式タッチパネルの一実施例を
示す概略図である。

【図２】図１の光学式タッチパネルの検出信号を処理す
るための電気的構成を示すブロック図である。

【図３】図１の検出時の各受光素子の出力信号のレベル
を示すグラフである。

【図４】従来の光学式タッチパネルの一例を示す概略図
である。

【符号の説明】

１０ 光学式タッチパネル １１ パネル板 １２ ライン状光源装置 １３ 受光素子 １４ アンプ １５ サンプリング・ホールド回路 １６ 信号切換回路 １７ Ａ／Ｄコンバータ １８ 中央演算ユニット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に長方形のパネル板に対して、そ
   の一つの側縁に沿って配設されたライン状光源装置と、
   該側縁に対向する側縁に沿って、上記ライン状光源装置
   に対して光軸が垂直になるように対向して一定間隔に並
   んで配設された受光素子とを含んでおり、上記パネル板
   上の任意の操作位置に指先が触れたとき、各受光素子の
   うち、最も出力信号の低下が大きい受光素子の位置を上
   記側縁に沿って延びる一方向に関する座標とし、該受光
   素子の出力信号の低下量に基づいて該一方向に対して垂
   直な方向に関する座標を算出することにより、上記操作
   位置の座標位置が検出され得ることを特徴とする、光学
   式タッチパネル。