特許 6187060 光学式タッチパネル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6187060

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】光学式タッチパネル装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/042 20060101AFI20170821BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/042 484

   G06F3/041 400

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-186039(P2013-186039)

(22)【出願日】2013年9月9日

(65)【公開番号】特開2015-52967(P2015-52967A)

(43)【公開日】2015年3月19日

【審査請求日】2016年2月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089093

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 健治

(72)【発明者】

【氏名】武藤 晃治

【審査官】 塩屋 雅弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−２５３８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１８９１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０７０６４６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０３−３／０４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子と、前記発光素子からの光線を受光する受光素子と、前記発光素子から前記受光素子までの間に設けられた導光路とを備え、前記導光路がディスプレイの表面に光軸を形成することにより前記光軸の遮光を検出する光学式タッチパネル装置において、
一列に配列した複数の前記発光素子と、前記複数の発光素子と同じ配列方向に一列に配列した複数の前記受光素子を基板に実装し、
前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子の向き及び位置を入れ替えることにより、前記複数の発光素子の発光方向及び前記複数の受光素子の受光方向を入れ替えるようにしたことを特徴とする光学式タッチパネル装置。

【請求項2】

発光素子と、前記発光素子からの光線を受光する受光素子と、前記発光素子から前記受光素子までの間に設けられた導光路とを備え、前記導光路がディスプレイの表面に光軸を形成することにより前記光軸の遮光を検出する光学式タッチパネル装置において、
前記発光素子及び前記受光素子とは向きが逆で位置が所定の間隔ずれている他の発光素子及び他の受光素子を設け、
前記他の発光素子及び前記他の受光素子を前記発光素子及び前記受光素子に置き換えることにより、前記受光素子の受光方向と前記他の発光素子の発光方向を入れ替えるようにしたことを特徴とする光学式タッチパネル装置。

【請求項3】

前記向き及び位置を入れ替える発光素子及び受光素子は、装置裏面の略中央に備えた前記基板に実装したことを特徴とする請求項１記載の光学式タッチパネル装置。

【請求項4】

前記発光素子及び前記受光素子並びに前記他の発光素子及び前記他の受光素子は、装置裏面の略中央に備えた基板に実装したことを特徴とする請求項２記載の光学式タッチパネル装置。

【請求項5】

前記向き及び位置を入れ替える発光素子及び受光素子は、背中合わせに実装したことを特徴とする請求項１又は３記載の光学式タッチパネル装置。

【請求項6】

前記発光素子及び前記受光素子並びに前記他の発光素子及び前記他の受光素子は、背中合わせに実装したことを特徴とする請求項４記載の光学式タッチパネル装置。

【請求項7】

前記基板は、Ｘ方向支軸又はＹ方向支軸を支軸として１８０度回転させて前記発光素子及び前記受光素子の向き及び位置を入れ替えるようにしたことを特徴とする請求項５記載の光学式タッチパネル装置。

【請求項8】

前記発光素子及び前記受光素子並びに前記他の発光素子及び前記他の受光素子の位置の前記所定の間隔ずれとは、一素子分であり、
前記基板は、Ｘ方向及びＹ方向に前記一素子分スライドさせて、前記他の発光素子及び前記他の受光素子を前記発光素子及び前記受光素子に置き換えるようにしたことを特徴とする請求項６記載の光学式タッチパネル装置。

【請求項9】

前記基板の両側に光線を遮光する遮光部と光線を通過する通過部を交互に備えた遮蔽板を設け、前記遮蔽板の前記遮光部によって前記発光素子及び前記受光素子の光線を遮蔽し、前記遮蔽板の前記通過部によって前記他の発光素子及び前記他の受光素子の光線を通過させることにより、前記受光素子の受光方向と前記他の発光素子の発光方向を入れ替えるようにしたことを特徴とする請求項８記載の光学式タッチパネル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、指等で遮光された位置を検出する光学式タッチパネル装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

図１０〜図１２に従来の光学式タッチパネル装置３００の構成を示す。図１０は従来の光学式タッチパネル装置３００の上面から見た構成図であり、図１１は従来の光学式タッチパネル装置３００の下面から見た構成図あり、図１２は従来の光学式タッチパネル装置の図１１のＡ−Ａ断面図である。

【0003】

従来の光学式タッチパネル装置３００は、液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という）であるＬＣＤ２１と、ＬＣＤ２１の周囲を覆い導光路として機能するベゼル２２と、赤外線２６を発光する発光素子２３と、その赤外線２６を受光する受光素子２４と、発光素子２３の列及び受光素子２４の列を実装する基板２９から構成される。ＬＣＤ２１は表示面側を指等で触れられるため、通常、保護のためのガラスなどのカバー２５が取り付けられている。

【0004】

図１１及び図１２に示したように、Ｘ方向には、複数の発光素子２３を直線状に配列した基板２９と、同じく複数の受光素子２４を直線状に配列した基板２９とをＬＣＤ２１を介して発光素子２３と受光素子２４とが互いに向き合うように設ける。また、Ｙ方向にも、複数の発光素子２３を直線状に配列した基板２９と、同じく複数の受光素子２４を直線状に配列した基板２９とをＬＣＤ２１を介して発光素子２３と受光素子２４とが互いに向き合うように設ける。

【0005】

そして、従来の光学式タッチパネル装置３００は、図１２の破線矢印で示したように、左側の発光素子２３から発光した赤外線２６は左側のベゼル２２内で反射し、ＬＣＤ２１の表面を通過し、再び右側のベゼル２２内に入射し反射して右側の受光素子２４で受光される。

【0006】

すべての発光素子２３を発光させると、図１０の破線矢印で示したように、赤外線２６がＬＣＤ２１表面にマトリクス状に配置される。そして、ＬＣＤ２１の表面、即ちカバー２５が指等で触れられると、その位置の赤外線２６が指等で遮光されるので、図示しない制御部にてこの遮光された受光素子２４を検出し遮光位置を検出できるようになっている。

【0007】

ところが、実際の装置には図１２に示したように外光２７が存在する場合がある。この際、右側のベゼル２２の入射部２２−１には、ＬＣＤ２１表面を通過した赤外線２６と、ＬＣＤ２１表面を通過しないで浅い角度で入射された外光２７が存在することになる。ＬＣＤ２１表面を通過しない外光２７は、常に右側のベゼル２２を介して右側の受光素子２４に入射することとなり、図示しない制御部は遮光されたことを判断できずに誤動作してしまうことがあった。

【0008】

ここで、図１３は従来の他の光学式タッチパネル装置の上面から見た構成図であり、図１４は同じく他の光学式タッチパネル装置の下面から見た構成図である。特開２００３−９９２０１号公報（特許文献１）は、図１３、図１４に示すように従来の光学式タッチパネル装置４００において、Ｘ方向及びＹ方向に配置した受光素子及び発光素子を交互に配置する技術が開示されている。特許文献１によると、外光が入射する側を受光量や時刻により判断して、外光が入射しない側の受光素子のみにて遮光を検知するように制御し、誤動作を防止しようとするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００３−９９２０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、上記特許文献１記載の従来の光学式タッチパネル装置４００では、外光が入射する場合、外光が入射しない側の受光素子のみにて遮光を検知するために、解像度が半減してしまい、解像度を維持しようとすると素子数が増え、コストアップになり制御回路も複雑になるという問題があった。
また、外光が入射しない側の受光素子のみで遮光を検出するため、たとえば外光のＸ方向の位置が変わって外光が入射しない側が変わると、遮光を検出するＹ方向の位置にずれが発生してしまうという問題もあった。これを補正するためには、更に複雑な制御回路が必要であった。

【0011】

本発明の課題は、外光による影響を受けず、かつ指等の位置を解像度を落とさず精度よく検出する光学式タッチパネル装置を提供することにある。同時に、遮光検出のための位置ずれを起さず複雑な制御回路を必要としない光学式タッチパネル装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために本発明に関する光学式タッチパネル装置は、発光素子と、前記発光素子からの光線を受光する受光素子と、前記発光素子から前記受光素子までの間に設けられた導光路とを備え、前記導光路がディスプレイの表面に光軸を形成することにより前記光軸の遮光を検出する光学式タッチパネル装置において、一列に配列した複数の前記発光素子と、前記複数の発光素子と同じ配列方向に一列に配列した複数の前記受光素子を基板に実装し、前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子の向き及び位置を入れ替えることにより、前記複数の発光素子の発光方向及び前記複数の受光素子の受光方向を入れ替えるようにしたことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、外光が前記受光素子に入射するときは、前記発光素子及び前記受光素子の向き及び位置を入れ替えて、発光素子の発光方向と受光素子の受光方向を入れ替えるようにしたので、簡単な制御により、外光による影響を受けず指等の位置を精度よく検出することができる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】

【0014】

【図1】第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の上面から見た構成図である。

【図2】第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の下面から見た構成図である。

【図3】第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の図２のＡ−Ａ断面図である。

【図4】第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の動作説明図である。

【図5】第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の動作説明図である。

【図6】第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の下面から見た構成図である。

【図7】第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の図６のＡ−Ａ断面図である。

【図8】第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の基板の構成及び動作を示す説明図である。

【図9】第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の変形例を示す説明図である。

【図10】従来の光学式タッチパネル装置の上面から見た構成図である。

【図11】従来の光学式タッチパネル装置の下面から見た構成図である。

【図12】従来の光学式タッチパネル装置の図１１のＡ−Ａ断面図である。

【図13】従来の他の光学式タッチパネル装置の上面から見た構成図である。

【図14】従来の他の光学式タッチパネル装置の下面から見た構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（第１の実施の形態）
以下に本発明を実施するための最良の形態である第１の実施の形態を説明する。各図面に共通な要素には同一の符号を付す。図１は第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の上面から見た構成図であり、図２は第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の下面から見た構成図であり、図３は第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の図２のＡ−Ａ断面図である。

【0016】

図１〜図３に示したように、第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置１００は、ディスプレイとしてのＬＣＤ１１と、ＬＣＤ１１の周囲を覆い導光路として機能することによりＬＣＤ１１の表面に光軸１６−１を形成するベゼル１２ｘ及び１２ｙと、光線としての赤外線１６を発光する発光素子１３ｘ及び１３ｙと、その発光素子１３ｘ及び１３ｙからの赤外線１６を受光する受光素子１４ｘ及び１４ｙと、複数の発光素子１３ｘの列及び受光素子１４ｘの列をＸ方向に実装するＸ方向基板１９ｘ及び複数の発光素子１３ｙの列及び受光素子１４ｙの列をＹ方向に実装するＹ方向基板１９ｙから構成される。導光路としてのベゼル１２ｘ及び１２ｙは、発光素子１３ｘ及び１３ｙから受光素子１４ｘ及び１４ｙまでの間に設けられる。ベゼル１２ｘ及び１２ｙがＬＣＤ１１の表面に光軸１６−１を形成することにより、受光素子１４ｘ及び１４ｙが光軸１６−１の遮光を検出する。ＬＣＤ１１は、表示面側を指等で触れられるため、保護のためのガラスなどのカバー１５が取り付けられている。

【0017】

そして、Ｙ方向基板１９ｙは、図２に示すように光学式タッチパネル装置１００の下面のＹ方向に沿って装置略中央に設けられる。Ｙ方向基板１９ｙには、複数の発光素子１３ｙの列及び受光素子１４ｙの列を互いに等間隔に、かつ発光素子１３ｙの発光方向及び受光素子１４ｙの受光方向が逆方向になるように配置している。即ち、発光素子１３及び受光素子１４が互いに背中合わせになるように隣接して配置している。

【0018】

また、Ｘ方向基板１９ｘは、図２に示すように光学式タッチパネル装置１００の下面のＸ方向に沿って装置略中央に設けられる。Ｘ方向基板１９ｘには、複数の発光素子１３ｘの列及び受光素子１４ｘの列を互いに等間隔に、かつ発光素子１３ｘの発光方向及び受光素子１４ｘの受光方向が逆方向になるように配置している。即ち、発光素子１３ｘ及び受光素子１４ｘが互いに背中合わせになるように隣接して配置している。なお、指等による遮光の有無のみを検出する場合では発光素子１３及び受光素子１４をそれぞれ１個とし背中合わせに配置してもよい。

【0019】

更に、第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置１００において、Ｙ方向基板１９ｙの長手方向には、幅方向略中央にＹ方向支軸１９ｙｃが設けられる。このＹ方向支軸１９ｙｃを支軸として、Ｙ方向基板１９ｙを矢印Ｂ方向に回転させて発光素子１３及び受光素子１４の向き及び位置を容易に入れ替えることができる構成となっている。

【0020】

また、Ｘ方向基板１９ｘも同様に長手方向に、幅方向略中央にＸ方向支軸１９ｘｃが設けられる。このＸ方向支軸１９ｘｃを支軸として、Ｘ方向基板１９ｘを矢印Ｃ方向に回転させて発光素子１３及び受光素子１４の向き及び位置を容易に入れ替えることができる構成となっている。なお、Ｙ方向基板１９ｙ及びＸ方向基板１９ｘを矢印Ｃ方向に回転させる構成であればよく、基板１９を保持するブラケット等を設けてブラケット等を回転させるなどの構成としてもよい。

【0021】

そして、図３の破線矢印で示したように、発光素子１３ｙから発光した赤外線１６は左側のベゼル１２ｙ内で反射し、ＬＣＤ１１の表面に光軸１６−１を形成する。そして再び右側のベゼル１２ｙに入射し、ベゼル１２ｙ内で反射して受光素子１４ｙに入射するようになっている。

【0022】

そして、すべての発光素子１３ｘ及び１３ｙから赤外線１６を発光させると、図１の破線矢印で示したようにディスプレイとしてのＬＣＤ１１の表面に、赤外線１６によって光軸１６−１がマトリクス状に形成される。ＬＣＤ１１表面の光軸１６−１が指等で遮光されると、遮光された受光素子１４から図示しない制御部によりその位置を検出できるようになっている。

【0023】

第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置１００は、外光１７の影響を防止するために、図４及び図５に示すように動作する。図４及び図５は第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の動作説明図である。まず、図４に示したように外部にＸ方向に外光１７が存在する場合、外光１７が右側のベゼル１２ｙの入射部１２−１に入射し、右側のベゼル１２ｙを経由して受光素子１４ｙに入射する。そのため、発光素子１３ｙから発光された赤外線１６の光軸１６−１が遮光されても、発光素子１３ｙからの赤外線１６の光軸１６−１が遮光されたと認識できず、指等の位置が検出できない。

【0024】

このように外光１７が受光素子１４ｙに入射する場合、第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置１００は、図４矢印Ｂに示すように、Ｙ方向支軸１９ｙｃを支軸としてＹ方向基板１９ｙを１８０度回転させる。こうして複数の発光素子１３ｙ及び受光素子１４ｙの向き及び位置を一括して入れ替える。

【0025】

即ち、Ｙ方向支軸１９ｙｃを支軸としてＹ方向基板１９ｙを１８０度回転させると、図５に示すように発光素子１３ｙ及び受光素子１４ｙの向き及び位置が入れ替わる。こうして発光素子１３ｙの発光方向及び受光素子１４ｙの受光方向が入れ替わる。即ち、赤外線１６は、破線矢印のように向きが逆になり、受光素子１４ｙ及び外光１７の位置関係が変わる。このとき、受光素子１４ｙのＹ方向の位置に変化はなく、検出位置のずれは発生しない。その結果、受光素子１４ｙに外光１７が入射しなくなるので、発光素子１３ｙから発光された赤外線１６の光軸１６−１の遮光を検出できるようになり、指等の位置を精度よく検出することができる。

【0026】

同様に、図示していないが、Ｙ方向に外光１７が存在する場合は、外光１７が受光素子１４ｘに入射しなくなるように、Ｘ方向支軸１９ｘｃを支軸としてＸ方向基板１９ｘを１８０度回転させる。こうして発光素子１３ｘ及び受光素子１４ｘの向き及び位置が入れ替わることにより、発光素子１３ｘの発光方向及び受光素子１４ｘの受光方向が入れ替わる。なお、Ｙ方向基板１９ｙ及びＸ方向基板１９ｘを１８０度回転させる動作は、駆動部を設けて自動的に回転させるようにしてもよいし、手動で回転させるようにしてもよい。

【0027】

以上詳細に述べたように第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置によれば、長手方向を回転軸として回転可能な基板１９に、複数の受光素子１４の列及び発光素子１３の列を実装し、外光１７の入射位置に応じて基板１９を回転させて発光素子１３及び受光素子１４の向き及び位置を一括して入れ替えることにより、発光素子１３の発光方向及び受光素子１４の受光方向を入れ替えるようにしたので、簡単な制御により、外光１７による影響を受けず指等の位置を精度よく検出することができる。

【0028】

（第２の実施の形態）
前記第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置１００では、発光素子１３の列及び受光素子１４の列を実装した基板１９を、長手方向を回転軸として１８０度回転させた。こうして発光素子１３及び受光素子１４の向き及び位置を入れ替え、発光素子１３の発光方向及び受光素子１４の受光方向を入れ替えることにより、受光素子１４に入射される外光１７の影響を除去するようにした。しかしながら第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置１００では、基板１９を回転させるためそのスペースが必要となる。第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００では、発光素子１３ａ及び受光素子１４ａとは向きが逆で位置が所定の間隔ずれている他の発光素子１３ｂ及び他の受光素子１４ｂを設ける。これにより簡単な制御で、特に基板１９の回転による厚さ方向のスペースを必要としない構成で、受光素子１４ａに入射される外光１７の影響を除去するようにしたものである。

【0029】

図６は第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の下面から見た構成図であり、図７は第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の図６のＡ−Ａ断面図である。図８は第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の基板の構成及び動作を示す説明図である。なお、第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００の上面から見た構成図は、第１の実施の形態の図１と同様であるので、図面及びその説明を省略する。

【0030】

図６に示したように、第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００では、第１の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置１００に比べ、発光素子１３、受光素子１４の個数を２倍にし、後述する基板に二列に配列し、各列は発光素子１３及び受光素子１４を交互に配置した構成となっている。Ｙ方向基板１９ｙには、まず発光素子１３ａ及び受光素子１４ａが設けられる。そして、その下には発光素子１３ａ及び受光素子１４ａとは向きが逆で位置が所定の間隔ずれている他の発光素子１３ｂ及び他の受光素子１４ｂが設けられる。

【0031】

即ち、図８に示す破線ａ部のように、発光素子１３ａ及び受光素子１４ａ並びに発光素子１３ｂ及び受光素子１４ｂを一単位として、これをＹ方向基板１９ｙに複数単位実装している。各単位内において、発光素子１３ａ及び受光素子１４ａは、その発光方向及び受光方向がそれぞれ逆方向になるように、背中合わせに実装している。また発光素子１３ｂ及び受光素子１４ｂも同様に、その発光方向及び受光方向がそれぞれ逆方向になるように、背中合わせに実装している。そして発光素子１３ａ及び発光素子１３ｂは、その発光方向が逆方向になるように、かつ位置が所定の間隔、即ち一素子分の間隔ずれて実装している。同様に受光素子１４ａ及び受光素子１４ｂも、その受光方向が逆方向になるように、かつ位置が所定の間隔、即ち一素子分の間隔ずれて実装している。更に各単位は、Ｙ方向基板１９ｙの長手方向に沿って実装し、各単位の長手方向の長さは、発光素子１３ａ及び発光素子１３ｂの二素子分となる。

【0032】

また、Ｙ方向基板１９ｙの両側近傍には、Ｙ方向基板１９ｙの長手方向に沿って２枚のＹ方向遮光板１８ｙが配置される。Ｙ方向遮光板１８ｙは、赤外線１６を遮光する遮光部１８−１と、赤外線１６を通過させる通過部１８−２を交互に備える。Ｙ方向基板１９ｙは長手方向に沿って、半単位分、即ち一素子分、図示しない駆動手段により移動可能に設けられる。Ｙ方向基板１９ｙは、まずＹ方向基板１９ｙの発光素子１３ａ及び受光素子１４ａがＹ方向遮光板１８ｙの遮光部１８−１に対応する位置にあり、そして、発光素子１３ｂ及び受光素子１４ｂが通過部１８−２に対応する位置にある。その後、Ｙ方向基板１９ｙの移動により、Ｙ方向基板１９ｙの発光素子１３ａ及び受光素子１４ａがＹ方向遮光板１８ｙの通過部１８−１に対応する位置に移動し、そして、発光素子１３ｂ及び受光素子１４ｂが遮光部１８−１に対応する位置に移動する。

【0033】

即ち、Ｙ方向遮光板１８ｙの通過部１８−２は受光素子１４ａ又は受光素子１４ｂへの赤外線１６のいずれか一方を通過させるようになっている。同様に、Ｘ方向基板１９ｘの両側近傍にもＸ方向遮光板１８ｘを配置する。図８（ａ）は、受光素子１４ｂへの赤外線１６を通過部１８−２にて通過させ、受光素子１４ａへの赤外線１６を遮光部１８−１にて遮光する位置にＹ方向遮光板１８ｙが配置された状態を示している。図８（ｂ）は、受光素子１４ａへの赤外線１６を通過部１８−２にて通過させ、受光素子１４ｂへの赤外線１６を遮光部１８−１にて遮光する位置にＹ方向遮光板１８ｙが配置された状態を示している。

【0034】

更に、第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００は、Ｙ方向基板１９ｙにはＹ方向に沿ってＹ方向スライド軸１９ｙｓを備え、長手方向にＹ方向基板１９ｙをスライドできる構成となっている。一方、Ｘ方向基板１９ｘにもＸ方向に沿ってＸ方向スライド軸１９ｘｓを備え、長手方向にＸ方向基板１９ｘをスライドできる構成となっている。なお、Ｙ方向基板１９ｙ、Ｘ方向基板１９ｘをそれぞれＹ方向、Ｘ方向にスライドできる構成であればよく、基板１９を保持するブラケット等を設けてブラケット等をスライドさせる構成としてもよい。

【0035】

本発明の第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００は、図７に示した外光１７の影響を除去するために、図８に示すように動作する。即ち、図７に示すように、外光１７が存在する場合、外光１７が左側のベゼル１２ｙの入射部１２−２に入射する。そして、外光１７は左側のベゼル１２ｙを経由して受光素子１４ｙに入射する。そのため、発光素子１３ｙから発光された赤外線１６の光軸１６−１が遮光されても、光軸１６−１が遮光されたことを認識できず、指等の位置を検出できない。このことを図８（ｂ）により再度説明すると、外光１７が左側のベゼル１２ｙを経由して、Ｙ方向遮光板１８ｙの通過部１８−２を通過して、例えば受光素子１４ａに入射してしまう。そのため、発光素子１３ａから発光された赤外線１６の光軸１６−１が遮光されても、光軸１６−１が遮光されたことを認識できず、指等の位置を検出できないことになる。

【0036】

このように外光１７が受光素子１４ａに入射する場合、第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００は、Ｙ方向基板１９ｙをＹ方向スライド軸１９ｙｓに沿ってＤ方向にスライドさせる。そうすると図８（ａ）に示すように、発光素子１３ａ及び受光素子１４ａは、他の発光素子１３ｂ及び他の受光素子１４ｂに置き換えられることになる。こうして発光素子１３の発光方向及び受光素子１４の受光方向を入れ替える。このとき、受光素子１４ａにはＹ方向遮光板１８ｙの遮光部１８−１が位置し、外光１７も発光素子１３ａからの赤外線１６の光軸１６−１も遮光され、受光素子１４ａにはいずれの光も入射されない。

【0037】

そして、受光素子１４ｂには、Ｙ方向遮光板１８ｙの通過部１８−２が位置するが、外光１７は入射せず、発光素子１３ｂからの赤外線１６のみがベゼル１２ｙを介して受光素子１４ｂに入射される。これにより指等により赤外線１６の光軸１６−１が遮光されれば、指等の位置を検出することができる。なお、その後、外光１７が図７の例とは反対側、即ち左側に移動したことにより外光１７が入射部１２−１から入射した場合は、図８（ｂ）に示すようにＹ方向基板１９ｙをＥ方向にスライドさせることにより、発光素子１３の発光方向及び受光素子１４の受光方向を入れ替える。

【0038】

第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００は、更に、一単位としての受光素子１４ａ、１４ｂのうち、いずれも受光していないときに赤外線１６が遮光されたと判定する。そして、一単位としての受光素子１４ａ、１４ｂのうち、いずれかが受光していれば、赤外線１６の光軸１６−１が遮光されていないと判定する。これにより１つの受光素子で遮光を検出した場合と同様の作用となる。

【0039】

図８（ｃ）は第２の実施の形態に関する遮光判定回路を示す説明図である。例えば、受光素子１４ａ、１４ｂの出力が、赤外線１６が遮光された場合にＨレベルとなり、赤外線１６を受光した場合にＬレベルになるとする。そのとき受光素子１４ａ、１４ｂの出力を入力としたＡＮＤ回路とし、その出力がＨレベルのときのみ赤外線１６が遮光されたと判定するようにすればよい。図８（ａ）の場合では、外光１７が存在しても、外光１７はＹ方向遮光板１８ｙの遮光部１８−１で遮光され、受光素子１４ａの出力はＨレベルになる。そして、発光素子１３ｂからの赤外線１６は受光素子１４ｂに入射するが、光軸１６−１の遮光を検知すると、受光素子１４ｂの出力はＨレベルになる。こうして、ＡＮＤ回路の出力はＨレベルとなる。

【0040】

このように判定することにより、いずれの受光素子１４ａ、１４ｂの受光により検出するかを切り替えるような複雑な回路や制御を必要としない。また、遮光を検出する位置も、図８（ａ）の場合では受光素子１４ｂで検出し、図８（ｂ）の場合では受光素子１４ａで検出し、その結果Ｙ方向の位置は同一であるので、精度よく遮光位置を検出することができる。

【0041】

なお、図７に示すように外光１７がＸ方向から入射する場合に、図８（ａ）及び（ｂ）により、Ｙ方向基板１９ｙをＹ方向にスライドさせる例を説明した。これに対し、外光１７がＹ方向から入射する場合では、Ｘ方向基板１９ｘをＸ方向にスライドさせることにより、外光１７による誤動作を防止することができる。また、外光１７が、斜め方向から入射する場合では、Ｘ方向基板１９ｘ及びＹ方向基板１９ｙを同時にスライドさせるようにすればよい。

【0042】

以上詳細に述べたように第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００によれば、発光素子１３ａ及び受光素子１４ａとは向きが逆で位置が所定の間隔ずれている他の発光素子１３ｂ及び他の受光素子１４ｂを設ける。発光素子１３及び受光素子１４を交互に向きを替えて二列に基板１９に配置し、交互に配置したうちの受光素子１４ｂへの赤外線１６を通過させ、受光素子１４ａへの赤外線１６を遮光する遮光板１８を設ける。外光１７の入射位置に応じて１素子分基板１９をスライドさせて、発光素子１３ｂ及び受光素子１４ｂを発光素子１３ａ及び受光素子１４ａに置き換えることにより、受光素子１４ａの受光方向と発光素子１３ｂの発光方向を入れ替えるようにした。そして、交互に配置した受光素子１４ａ及び１４ｂのいずれも遮光したときに赤外線１６の光軸１６−１が遮光されたと判定するようにしたので、複雑な制御もスペースも要することなく、外光１７による影響を受けず指等の位置を精度よく検出することができる。

【0043】

（変形例）
図９は第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置の変形例を示す説明図である。第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００では、発光素子１３ａ及び受光素子１４ａとは向きが逆で位置が所定の間隔ずれている他の発光素子１３ｂ及び他の受光素子１４ｂを設け、Ｙ方向基板１９ｙをＹ方向にスライドさせ、発光素子１３ｂ及び受光素子１４ｂを発光素子１３ａ及び受光素子１４ａに置き換える例を説明した。これに対し、図９に示したように、発光素子１３ａ及び受光素子１４ａ並びにこれらとは向きが逆で位置が所定の間隔ずれている発光素子１３ｂ及び受光素子１４ｂを、それぞれ背中合わせにして垂直方向にずらして実装してもよい。即ち、これらをＺ方向に所定の間隔としての間隔Ｌずらして実装し、外光１７の位置に応じてＺ方向基板１９ｚをＺ方向に間隔Ｌ分スライドさせて、発光素子１３ｂ及び受光素子１４ｂを発光素子１３ａ及び受光素子１４ａに置き換えるようにしてもよい。Ｚ方向基板１９ｚは両面の面実装基板にするとなおよい。

【0044】

また、第１及び第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置１００及び２００において、発光素子１３の列及び受光素子１４の列を一つの基板１９に配置して基板１９を回転又はスライドさせるように説明したが、複数の基板に分けて配置してそれぞれの基板を回転又はスライドさせるようにしてもよい。また、発光素子１３の列及び受光素子１４の列を基板１９ではなく固定部材に固定し回転又はスライドするようにしてもよい。

【0045】

また、第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００では、遮光板１８を設け、遮光部１８−１により一方の受光素子１４ａ又は１４ｂに入射する光を遮光して、他方の受光素子１４ｂ又は１４ａを使用しない素子とする例を説明した。これに対し、電気回路で切替スイッチを持ち、使用しない側の受光素子１４の出力信号を無効にするようにしてもよい。このようにすれば、更に確実に外光１７による影響を防止することができる。

【0046】

また、第２の実施の形態に関する光学式タッチパネル装置２００では、Ｙ方向基板１９ｙ及びＸ方向基板１９ｘを１素子分スライドさせるように説明した。これに対しＹ方向基板１９ｙ及びＸ方向基板１９ｘを固定し、Ｙ方向遮光板１８ｙ及びＸ方向遮光板１８ｘの両方を１素子分スライドさせるようにしてもよい。この場合は、遮光を検出する位置の誤差が１素子分発生することになる。或いは、Ｙ方向基板１９ｙ、Ｘ方向基板１９ｘ及びＹ方向遮光板１８ｙ、Ｘ方向遮光板１８ｘの両方を逆方向に１／２素子分ずつスライドさせるようにしてもよい。

【0047】

以上述べたように、本発明は、指等で遮光された位置を検出する光学式タッチパネル装置に、更にはこれを入力手段とする情報処理装置や自動取引装置などにも広く用いることができる。

【符号の説明】

【0048】

１１ ＬＣＤ
１２ ベゼル
１３ 発光素子
１４ 受光素子
１６ 赤外線
１６−１ 光軸
１７ 外光
１８ｘ Ｘ方向遮光板
１８ｙ Ｙ方向遮光板
１９ｘ Ｘ方向基板
１９ｙ Ｙ方向基板
１００ 光学式タッチパネル装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】