JPH0580934A - 反射体を有する光学式タツチパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示器面と光ビームとの高さによる不都合の
生じない、又外乱光の入射による影響の少ない、実装コ
ストの安価な光学式タッチパネル。 【構成】 表示面と平行で下方に設けた光学素子取付け
基板と、該基板の両周辺部に光ビームを上方に直角に投
射する発光素子及び上方より直角に入射する光ビームを
受光する受光素子と、前記表示面に平行で、表示面の上
方に設けた光学フィルタの両周辺部で前記光ビームを表
示面と平行に投射するように反射する４５°の反射面を
有する反射体とにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は入力装置に用いられる光
学式タッチパネルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学式タッチパネルには図３の説
明用平面図に示す如きものがある。

【０００３】図に示す如く、光学式タッチパネルはＣＲ
Ｔ等の表示器２５の表示面１３の周辺に垂直方向と水平
方向に一定間隔で赤外線を発光する多数の発光素子１１
ａ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とを対向して設けて、それぞれ対向する一対の
発光素子１１ａと受光素子１２ａとが連けい動作するよ
うにして、光ビーム１１ｂを介して単位光学系を形成
し、該単位光学系を垂直方向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例えば指先等の遮光物体
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、該交点の直角座標を該物体の位置情報として出力す
るものである。

【０００４】図４の要部説明断面図に示す如く、光学素
子取付基板１９上に配設された発光素子１１ａより発光
された光は光学フィルタ１５を通って光ビーム１１ｂを
形成し、対向する光学フィルタ１５を通り、受光素子１
２ａに到達する。

【０００５】前記光ビーム１１ｂは表示器面１３より高
さｔ１８離れた場所を通り、前記の通り、指のような遮
光物体で光ビーム１１ｂを遮光することにより入力が行
なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の光学式タッチパ
ネルにおいては、解決すべき問題がある。即ち、入力に
おいて、実際に遮光した後に遮光物体の指は表示器面に
触れ、それにより入力者自身の物理的なフィードバック
があり、このフィードバックは極めて重要である。

【０００７】また、光学式タッチパネルは赤外線の光ビ
ームにより構成された一種のマトリックススイッチであ
るために、外部からの強力な外乱光により受光素子が飽
和し検出不能になる点も注意が必要であり、飽和しにく
いようにすることが重要である。

【０００８】さらに、光学式タッチパネルの製作にあた
り、光学素子の実装に関するコスト低減が重要である。
すなわちタッチパネルを構成するための光学素子の数
は、他の部品に比べて著しく多く、光学素子の形状から
来る制限や、実装上の制限を小さくすることが、生産上
の向上に結びつくのである。

【０００９】このように、光学式タッチパネルは多くの
場合、光学素子の形状的な制限から来る実装的な問題に
より、表示器面に対してある程度の高さを取った場所に
光ビームを通さざるを得ない。この表示器面からの光ビ
ームまでの高さは、指などの遮光物にて入力を行う入力
者にとって甚だ不都合な事態を引き起こす。即ち光ビー
ムの遮光と表示器面への接触が同時に起こらないため、
入力者は表示器面への接触以前に光ビームを遮光してお
り、それが入力者にとっての強い違和感を持たらす。つ
まり表示器面に触れていないにもかかわらず入力されて
しまうことや、表示器面から離したにもかかわらず入力
されたままになってしまうということである。

【００１０】さらに光ビームと表示器面に表示された表
示内容とは、位置的に意味のある関係が形作られている
が、これも視覚的誤差が光ビームと表示器面との間に合
在する距離により生じてしまい、正確な位置に入力する
ことに困難をもたらす。

【００１１】また、従来の光学素子実装方法では、前記
の如く受光素子への外乱光入射角度、最大外乱光入射角
度θが大きく、外乱光の入射を充分に防ぐことができな
いという欠点があった。

【００１２】さらに、従来のタッチパネルでは発光素子
及び受光素子を光学素子取付基板へ実装する際に、光学
素子形状から来る困難を伴ない、実装コストの上昇と生
産性の低下をもたらせるといった欠点があった。

【００１３】本発明は前記の問題点を解決し、表示器面
と光ビームとの高さによる不都合の生じない、又、外乱
光の入射による不都合の少ない、又、実装コストの安価
な光学式タッチパネルを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、光学式タッチパネルの発光素子及び受光素
子間の光ビームの経路を反射体を使用して表示器面上に
近づけるように、請求項１において、光学式タッチパネ
ルを、表示器の表示面の下方で該表示面に平行に設けた
光学素子取付基板と、該光学素子取付基板の周辺部で前
記表示面側に向い直角に配設した発光素子列と同じく対
向の他の周辺部に配設した受光素子列と、前記表示器の
表示面の上方で該表示面に平行な平行部と該平行部に連
絡し表示面周辺に当接する折り曲げ部を有する光学フィ
ルタと、該光学フィルタの平行部の下部周辺部で前記発
光素子列及び受光素子列に対向して設けた４５°の反射
面を有する反射体とにより構成したのである。

【００１５】

【作用】本発明を前記の如く構成したので、表示器面と
光ビームとの間の距離が近設し、入力者にとって光ビー
ムの遮光と表示器面への接触が同時に起こるため、入力
時の違和感がなくなり、表示器面へ指を触れていれば光
ビームを遮光しており、表示器面から指を離せば、光ビ
ームを通過させているといった感覚上の物理的フィード
バックと光ビームとの関係が一致し、入力者にとって自
然な使用感覚を提供できるもので、この自然は使用感覚
はタッチパネルにとって極めて重要であり大きな利益と
なるものである。

【００１６】また、光ビームと表示器面が近接している
ために、表示器面上に表示された表示内容と、光ビーム
との間の位置的な意味のある関係性に視覚的誤差が生じ
にくく、正確に入力することができる。

【００１７】さらに光ビームと表示器面が近接している
ことは、最大外乱光入射角度θを小さくすることがで
き、外乱光を防ぐことができるのである。

【００１８】また発光素子と受光素子との基板への取付
方法が簡単なため、素子の形状による制限が少く、取付
実装を行う際の難易度が小さく、従って生産性が向上す
る。

【００１９】

【実施例】本発明の一実施例を図面とともに説明する。

【００２０】図１は本発明の実施例の要部説明断面図で
あり、図２は本発明の一実施例の側断面図である。

【００２１】両面において、１１ａは発光素子、１１ｂ
は光ビーム、１２ａは受光素子である。

【００２２】光ビーム１１ｂは理解し易いように図では
実線で示してある。

【００２３】１３は表示器面、１４は指などの遮光物
体、１５は光学フィルタ、１６は外乱光、１７は最大外
乱光入射角θ、１８は表示器面から光ビームまでの高さ
ｔ、１９は光学素子取付基板、２０は反射体、２１は液
晶表示体、２２は表示器保護板、２３は塗装面、２４は
筐体、２５は表示器である。

【００２４】図１の要部説明断面図に示す如く、本発明
の実施例の光学式タッチパネルは、表示器２５の表示面
１３の下方で表示面１３に平行に設けた光学素子取付基
板１９と光学素子取付基板１９の周辺部で表示面１３側
に向い直角に配設した発光素子１１ａと、表示器２５の
表示面１３の上方で表示面１３に平行な平行部１５−１
と平行部１５−１に連続し表示面１３周辺に当接する折
り曲げ部１５−２を有する光学フィルタ１５と、光学フ
ィルタ１５の平行部１５−１の下部周辺部１５−３で発
光素子１１ａ及び受光素子１２ａに対向して設けた反射
体２０，２０とにより構成したのである。

【００２５】図２に示す実施例は、図１で説明した要部
断面図の表示面１３の下面と光学素子取付基板１９との
間に液晶表示体２１を設けた薄型平面ディスプイレイで
あって、液晶表示体２１の他にもプラズマ表示体、ＥＬ
表示体などを設けることができる。

【００２６】図２の実施例では液晶表示体２１の下部に
取付られた一枚の光学素子取付基板１９に図示しない電
子回路から光学素子列を全て載置する。従って発光素子
１１ａから反射体２０へと垂直に立ち上がった光ビーム
１１ｂは、反射体２０により液晶表示体２１の表示面１
３に平行に通過し、受光素子１２ａ側の反射体２０によ
り再び同一基板１９上に実装された受光素子１２ａへと
到達する。反射体２０は成形精度の良い樹脂モールドで
金属蒸着により鏡面に仕上げられる。反射体２０の反射
面は光ビーム１１ｂに対して４５°の角度を持ち、液晶
表示体２１の表示面１３側にある表示器保護板２２と光
ビーム１１ｂとの高さ（距離）は約３mm程度に保持され
ている。

【００２７】なお、反射体２０は前記の他にも、金属に
メッキを施したもの、金属を研磨したもの、反射テープ
を貼ったものなど光を反射し得る材料であればよい。

【００２８】

【発明の効果】液晶表示体のような薄型平面ディスプレ
イにおいて、タッチパネルと組合わせる際の問題点とし
て、タッチパネルの厚味が液晶表示体の厚味に加わり、
本来の薄型平面ディスプレイの利点が生まれにくかった
ことがあげられる。がそのような薄型平面ディスプレイ
用のタッチパネルとして請求項１の本発明の反射体を使
用することにより、全体の厚味を少くでき、液晶表示体
のような薄型平面ディスプレイの利点を得ることができ
る。また表示体の表示面側にある表示器保護板と光ビー
ムとの距離は充分に小さいため、入力者のタッチ入力に
際しての違和感は非常に少ないという効果がある。

【００２９】そのうえ請求項１の発明は光学フィルタ部
を低い位置に設けることができ、かつ反射体を光学フィ
ルタの奥に取付けられるので外乱光には非常に強くな
る。また一板の基板上に光学素子を含む、ほとんどの電
子部品が載ることになるため実装上簡略化が進み、光学
素子の形状による実装上の制限が少なくなり、部品コス
ト、実装コストが低減されることにより生産性が向上す
ることとなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部説明断面図。

【図２】本発明の一実施例の側断面図。

【図３】光学式タッチパネルの説明用平面図。

【図４】従来の光学式タッチパネルの要部説明断面図。

【符号の説明】

１１ 発光素子列 １１ａ 発光素子 １１ｂ 光ビーム １２ 受光素子列 １２ａ 受光素子 １３ 表示面 １４ 遮光物体 １５ 光学フィルタ １５−１ 光学フィルタ平行部 １５−２ 光学フィルタ折り曲げ部 １５−３ 光学フィルタ下部周辺部 １６ 外乱光 １７ 最大外乱光入射角θ １８ 表示器面から光ビームまでの高さｔ １９ 光学素子取付基板 ２０ 反射体 ２１ 液晶表示体 ２２ 表示器保護板 ２３ 塗装面 ２４ 筐体 ２５ 表示器

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、水平方向と垂
   直方向に対応する発光素子列と受光素子列とよりなる複
   数組の素子列を配設し、それぞれ対向する発光素子と受
   光素子とが連けい動作するようにした複数の単位光学系
   を水平方向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発光時の受
   光出力信号をＡ／Ｄ変換して、該受光出力信号のそれぞ
   れのレベルを比較して求めたレベル差により表示面上に
   外方よりタッチした遮光物体を検出し、該遮光物体の位
   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
   ネルにおいて、 前記表示器の表示面の下方で該表示面に平行に設けた光
   学素子取付基板と、 該光学素子取付基板の周辺部で前記表示面側に向い直角
   に配設した発光素子列と同じく対向の他の周辺部に配設
   した受光素子列と、 前記表示器の表示面の上方で該表示面に平行な平行部と
   該平行部に連続し表示面周辺に当接する折り曲げ部を有
   する光学フィルタと、 該光学フィルタの平行部の下部周辺部で前記発光素子列
   及び受光素子列に対向して設けた４５°の反射面を有す
   る反射体とにより構成したことを特徴とする反射体を有
   する光学式タッチパネル。