(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
【0017】
(光学式タッチパネルの構成)
図1は、本発明の実施の形態である光学式タッチパネルの概要構成を示す模式図である。
図1に示すように、タッチ検出部20は、検出領域Eに対応する表示領域を有した表示パネル10の面上に設けられる。
【0018】
タッチ検出部20は、矩形の枠21内に矩形の検出領域Eを有する。タッチ検出部20は、枠21の左枠内部側面、下枠内部側面、右枠内部側面に、それぞれ入力光の軸に反射光を生成する再帰反射板22a,22b,22cを有する。また、タッチ検出部20は、枠21の左上隅、右上隅、左下隅、及び、右下隅に、それぞれ左上検出部23a、右上検出部23b、左下検出部23c、右下検出部23dを有する。なお、左下検出部23c及び右下検出部23dは、下枠から距離d、上側に配置される。この距離dは、例えば、塵や雪などが再帰反射板22b上に堆積した厚さに対応する値である。
【0019】
左上検出部23aは、再帰反射板22b,22cに向けて赤外線を照射し、再帰反射板22b,22cからの反射光を受光する。右上検出部23bは、再帰反射板22a,22bに向けて赤外線を照射し、再帰反射板22a,22bからの反射光を受光する。左下検出部23cは、再帰反射板22cに向けて赤外線を照射し、再帰反射板22cからの反射光を受光する。右下検出部23dは、再帰反射板22aに向けて赤外線を照射し、再帰反射板22aからの反射光を受光する。なお、左上検出部23a、右上検出部23b、左下検出部23c、右下検出部23dの赤外線照射部は、例えば赤外線LEDによって実現される。また、左上検出部23a、右上検出部23b、左下検出部23c、右下検出部23dの赤外線検出部は、例えば赤外線イメージセンサーによって実現される。すなわち、左上検出部23a、右上検出部23b、左下検出部23c、右下検出部23dは、赤外線の受発光デバイスである。
【0020】
再帰反射板22a,22b,22cは、ストライプ状のテープであり、
図2に示すように、赤外線の入射光を、入射光と同じ方向に反射光として反射する。具体的な再帰反射板22a,22b,22cは、
図2に示すように、ガラス球である微細な多数のガラスビーズ15を面上に散りばめるとともに、ガラスビーズ15の下面に反射膜16を形成している。なお、再帰反射板22a,22b,22cは、複数のコーナーキューブプリズムを密に平面配置したコーナーキューブプリズム群によっても実現することができる。この平面配置は、各コーナーキューブプリズムの三角形の入出射面を密に配置することが好ましい。コーナーキューブプリズムは、90度の直角を3つ合成した三角錐のプリズムであり、反射光は、必ず入射した光軸の方向に戻る機能を有する。
【0021】
コントローラCは、左上検出部23a、右上検出部23b、左下検出部23c、右下検出部23d、及び、表示パネル10に接続されるとともに、図示しない外部装置に接続される。コントローラCは、操作判定部1及び表示制御部2を有する。操作判定部1は、タッチ検出部20による操作体の検出画像をもとに、操作体のタッチがあったか否かを判定する。なお、操作判定部1は、操作体のタッチがあった検出領域E上の座標位置を特定する。表示制御部2は、表示パネル10に対して、操作判定部1が判定した操作体のタッチ位置に応じた表示処理を行う。
【0022】
(タッチ検出部による検出動作)
まず、左上検出部23a及び右上検出部23bは、それぞれ検出領域Eの全面を検出できる。また、左下検出部23cは、検出領域Eのうち、右上検出部23bとの対角線よりも右側の領域を検出できる。また、右下検出部23dは、検出領域Eのうち、左上検出部23aとの対角線よりも左側の領域を検出できる。例えば、
図1に示すように、検出領域Eの右側の位置Pに操作体のタッチがあった場合、左上検出部23aは、
図3に示す検出画像を得ることができる。この検出画像中には、操作体の存在によって赤外線が戻ってこない影P1が存在する。同様にして、右上検出部23bは、影P2が存在する検出画像を得ることができる。また、左下検出部23cは、影P3が存在する検出画像を得ることができる。なお、右下検出部23dは、位置Pが検出領域外であるので影のある検出画像を得ることができない。操作判定部1は、影P1,P2,P3をそれぞれ持つ3つの検出画像をもとに、検出領域E内の位置Pを特定する。この位置Pの特定は、影をもつ2つ以上の検出画像を用い、前方交会法などの三角測量によって行うことができる。
【0023】
(再帰反射板22bの反射量低下時の検出動作)
ところで、
図4に示すように、検出領域Eは、前面が開放された層状空間であるため、再帰反射板22b上に塵や雪などが堆積しやすい状態となっている。このため、再帰反射板22b上に塵や雪などが堆積すると、再帰反射板22bからの反射光の反射量が低下するため、検出画像中の影の判別が困難となって検出精度が低下する。すなわち、
図4に示すように、左上検出部23aの検出領域は、再帰反射板22cに対応する検出領域Eaのみとなる。同様に、右上検出部23bの検出領域は、再帰反射板22aに対応する検出領域Ebのみとなる。したがって、左上検出部23a及び右上検出部23bの2つの検出部のみを有した従来の光学式タッチパネルは、再帰反射板22bの反射量低下が生じた場合、検出領域は、検出領域Ea,Ebの重複領域である検出領域Eabのみとなっていた。
【0024】
この実施の形態では、再帰反射板22bを用いない、左下検出部23c及び右下検出部23dを設けている。これにより、
図4の上部右側に示すように、左上検出部23a及び右上検出部23bの2つの検出部による検出領域Ea,Ebに対して上下対称の検出領域Ec,Edが形成される。この結果、
図4の下部に示すように、再帰反射板22bが使用できない状態であっても、左上検出部23a、右上検出部23b、左下検出部23c、及び右下検出部23dの4つの検出部によって検出領域Eの全面に対して2つの検出画像を得ることができ、検出領域Eの全面に対してタッチ位置を精度高く検出することができる。具体的に、
図4下部に示したように、検出領域Eを対角線で分割された上側の領域は検出領域Ea,Ebが重複し、左側の領域は検出領域Eb,Edが重複し、右側の領域は検出領域Ea,Ecが重複し、下側の領域は検出領域Ec,Edが重複している。
【0025】
(再帰反射板22bの反射量正常時の検出動作)
再帰反射板22bが正常に反射している場合、
図5に示すように、検出領域Eを対角線で分割された上側の領域E1は検出領域Ea,Ebが重複し、左側の領域E2は検出領域Ea,Eb,Edの3つの領域が重複し、右側の領域E3は検出領域Ea,Eb,Ecの3つの領域が重複し、下側の領域E4は検出領域Ea,Eb,Ec,Edの4つの領域が重複している。
【0026】
この場合、3つ以上の検出領域が重複している領域では、予め、タッチ位置の特定処理で優先して用いる2つの検出領域を設定しておく。そして、他の検出領域をタッチ位置の特定処理の補助的なものとして用いる。例えば、
図4下部に示した各領域の2つの検出領域を優先検出領域として設定しておく。例えば、
図5において、左側の領域E2は、検出領域Ea,Eb,Edのうち、検出領域Eb,Edをタッチ位置の特定処理のための優先検出領域として設定しておき、検出領域Eaをタッチ位置の特定処理のための補助検出領域として設定しておく。補助検出領域を用いる場合、精度の高いタッチ位置特定を行うことができる。一方、迅速なタッチ位置特定を行う場合には、優先検出領域を用いればよい。
【0027】
なお、上述した実施の形態では、下部枠の内側に再帰反射板22bを設けているが、少なくとも、再帰反射板22a,22cを設けるとともに、4つの左上検出部23a、右上検出部23b、左下検出部23c、右下検出部23dをそれぞれ枠21の四隅に設ければよい。これによって、
図4に示すように、検出領域Eの全面において、左上検出部23a、右上検出部23b、左下検出部23c、右下検出部23dのうちの2つの検出部によって2以上の検出画像が得られ、操作体のタッチ位置を検出することができる。
【0028】
また、上述した実施の形態では、1つの検出領域Eを有するものであったが、タッチ検出部20を多段構成として、複数層の検出領域Eを形成してもよい。
【0029】
(左右枠に取り付けられる再帰反射板の2層構造)
図6〜
図8に示すように、再帰反射板22cは、左上検出部23aに対応付けられた、実線で示す上層再帰反射板122cと、左下検出部23cに対応付けられた、破線で示す下層再帰反射板222cとの2層構造となっている。また、再帰反射板22aは、右上検出部23bに対応付けられた、実線で示す上層再帰反射板122aと、右下検出部23dに対応づけられた、破線で示す下層再帰反射板222aとの2層構造となっている。
【0030】
また、上層再帰反射板122cは、左上検出部23aからの入射角が所定値以上となる、右下検出部23d側部分の反射面を、左上検出部23a側に向けて斜め配置している。一方、下層再帰反射板222cは、左下検出部23cからの入射角が所定値以上となる、右上検出部23b側部分の反射面を、左下検出部23c側に向けて斜め配置している。同様に、下層再帰反射板122aは、右上検出部23bからの入射角が所定値以上となる、左下検出部23c側部分の反射面を、右上検出部23b側に向けて斜め配置している。一方、下層再帰反射板222aは、右下検出部23dからの入射角が所定値以上となる、左上検出部23a側部分の反射面を、右下検出部23d側に向けて斜め配置している。斜め配置される反射面は、複数の斜め配置された反射面で形成されることが好ましい。
【0031】
このような2層構造と反射面の斜め配置とを行うことによって、再帰反射板からの反射量が低下する部分がなくなり、枠21の四隅に設けたすべての検出部が取得する検出画像をもとにしたタッチ位置の検出精度を高く維持することができる。
【0032】
なお、所定値の入射角は、60度であることが好ましい。入射角が60度以上である場合、反射量は10%以下となるからである。また、上層再帰反射板及び下層再帰反射板と検出部との組み合わせは任意である。
【0033】
(自動販売機への適用)
つぎに、上述した光学式タッチパネルを自動販売機に適用した場合について説明する。ここでは、缶入り飲料、ビン入り飲料、ペットボトル入り飲料などの商品を販売する自動販売機を例に説明するが、これに限定されるものではなく、たとえば、カップに飲料を注出するカップ式飲料自動販売機や物品を販売する自動販売機にも適用可能である。
【0034】
図9は、上述した光学式タッチパネルを適用した自動販売機の外観を示す正面図である。
図10は、
図9に示した自動販売機の内部構成を示す斜視図である。また、
図11は、
図9に示した自動販売機の制御構成を示すブロック図である。
【0035】
この自動販売機100は、缶入り飲料、ビン入り飲料、ペットボトル入り飲料などの商品を販売する自動販売機であって、
図10に示すように、本体キャビネット101を有している。本体キャビネット101は、複数の鋼板を適宜組み合わせることにより、前面が開口した箱状に構成してあり、本体キャビネット101の前面開口は、開閉可能な外扉102によって閉塞される。
【0036】
本体キャビネット101の内部は、機械室103と商品収容室104とに画成されている。また、商品収容室104は、断熱仕切板によってさらに三つの商品収納庫104a,104b,104cに仕切られている。これら三つの商品収納庫104a,104b,104cのうち、正面向かって左側の商品収納庫(以下、「左庫」という)104aと中央の商品収納庫(以下「中庫」という)104bとは、冷温切り替えが可能である。そして、商品収納庫104a(104b)を冷却に設定した場合には、商品収納庫104a(104b)の内部を冷却し、商品収納庫104a(104b)に収納した商品を冷却する。一方、商品収納庫104a(104b)を加温に設定した場合には、商品収納庫104a(104b)の内部を加温し、商品収納庫104a(104b)に収納した商品を加温する。また、正面向かって右側の商品収納庫(以下、「右庫」という)104cは、冷却専用庫であり、商品収納庫104cの内部を冷却し、商品収納庫104cに収納した商品を冷却する。
【0037】
商品収納庫104a,104b,104cには、それぞれ商品収納ラック105が搭載してある。自動販売機100は、左庫104aと右庫104cの幅方向に二列の商品収納ラック105が搭載してあり、中庫104bの幅方向に一列の商品収納ラック105が搭載してある。また、商品収納ラック105には、商品収納庫104a,104b,104cの奥行き方向に五つの通路(以下、この通路を便宜上、「ラック」と称する)が設けてあり、各通路には商品が収納可能となっている。
【0038】
図9に示すように、外扉102の前面右側中程には、メインドアロック121が設けてあり、外扉102を閉塞した状態で施錠される。また、外扉102の前面上方部には、表示操作部120(
図9参照)が設けてある。表示操作部120は、大型の表示パネル10とタッチ検出部20とを組み合わせたものであり、販売表示画面が表示される。販売表示画面には、販売可能な商品が表示され、少なくとも上述した操作体の検出によって商品が決定される。
【0039】
また、表示操作部120の下方となる外扉102の中程には、硬貨投入口123、紙幣挿入口124、返却レバー125、電子マネーリーダライタ126が設けてある。
【0040】
硬貨投入口123は、硬貨を受け付けるための開口であって、硬貨投入口123から投入された硬貨は、外扉102の内側に搭載したコインメカニズム(硬貨処理装置)131(
図10参照)に収容される。コインメカニズム131は、各種硬貨の投入枚数を整理し、後述するメインコントローラ140(
図11参照)に送信する一方、メインコントローラ140からの指令に従い、各種硬貨を払い出す。また、自動販売機100に搭載したコインメカニズム131は、自己の状態を監視する自己監視機能を備えており、内部に収納した硬貨を回収するために、硬貨を収容したカセットチューブ(図示せず)を取り外した場合や、インベントリスイッチ(図示せず)を操作した場合には、コインメカニズム131がその旨(硬貨の回収操作入力)を後述するメインコントローラ140に送信する。
【0041】
紙幣挿入口124は、紙幣を受け付けるための開口であって、紙幣挿入口124から挿入された紙幣は、外扉102の内側に搭載したビルバリデータ(紙幣処理装置)132(
図10参照)に収容される。ビルバリデータ132は、紙幣の投入枚数を整理し、メインコントローラ140(
図11参照)に送信する一方、メインコントローラ140からの指令に従い、紙幣を払い出す。また、自動販売機100に搭載したビルバリデータ132は、自己の状態を監視する自己監視機能を備えており、内部に収納した紙幣を回収するために、紙幣を収容したスタッカ(図示せず)を開放操作した場合には、ビルバリデータ132がその旨(紙幣の回収操作入力)を後述するメインコントローラ140に送信する。
【0042】
返却レバー125は、取引の中断を指示するためのもので、返却レバー125が操作されると、取引が中断され、釣り銭等を返却口127に放出する。電子マネーリーダライタ126は、カードを識別し、カードにチャージされた電子マネーにより決済を実行する。
【0043】
また、外扉102の下方となる位置には、取出口128が設けてある。取出口128は、商品収納ラック105から搬出された商品を取り出すための開口である。
【0044】
また、外扉102の内側には、リモコン133が配設してある。リモコン133は、各種設定操作、各種売上データの確認操作をおこなうためのもので、操作キー、冷温切替スイッチのほか、各種設定データや確認データが表示されるモニタ(液晶キャラクタディスプレイ)を備えている。そして、リモコン133から設定入力された設定データはメインコントローラ140に送信され、メインコントローラ140から送信された確認データを受信する。また、自動販売機100は、商品を補充(ローディング)する場合に操作する操作キー(補充操作キー)が設けてあり、当該操作キーを操作すると、リモコン133がその旨(商品の補充操作入力)を後述するメインコントローラ140に送信する。
【0045】
また、外扉102の内側には、ドアスイッチ134が設けてある。ドアスイッチ134は、外扉102の開閉状態を検出するためのもので、外扉102を開放した場合にオンとなり、閉塞した場合にオフとなる。
【0046】
図11に示すように、上述したコインメカニズム131、ビルバリデータ132、電子マネーリーダライタ126は、ライン141を介してメインコントローラ(主制御部)140に接続してあり、表示操作部120(表示パネル10およびタッチ検出部20)、リモコン133は、ライン142を介してメインコントローラ140に接続してある。また、メインコントローラ140には、ライン143を介して本体制御部144が接続してある。
【0047】
本体制御部144には、上述したドアスイッチ134のほか、冷熱装置145、搬出装置146が接続してあり、メインコントローラ140からの指令に従って冷熱装置145、搬出装置146を制御する。
【0048】
冷熱装置145は、上述した商品収納庫104a,104b,104cを設定された状態に管理するためのもので、冷却設定された商品収納庫の内部を冷却する一方、加温設定された商品収納庫の内部を加温する。
【0049】
搬出装置146は、ラックごとに設けられたベンドソレノイド、売切スイッチを管理するためのもので、メインコントローラ140から本体制御部144に送信された搬出命令に従ってラックから商品を搬出する一方、ラックに収納された商品のすべてを搬出した場合に売切信号を本体制御部144に出力する。
【0050】
なお、
図11に示すように、メインコントローラ140は、制御部150、操作判定部1、表示制御部2を備えている。
【0051】
制御部150は、電子マネーリーダライタ126、コインメカニズム131、ビルバリデータ132、表示操作部120(表示パネル10及びタッチ検出部20)、リモコン133、本体制御部144等を集中管理するもので、図示しない記憶部に記憶された各種設定データに基づいて制御する。
【0052】
メインコントローラ140は、操作判定部1がタッチ検出部20の検出結果をもとに、操作体のタッチ操作によって商品等に対する決定操作が行われたものと判定した場合、電子マネーリーダライタ126、コインメカニズム131、ビルバリデータ132の情報をもとに金銭処理を行うとともに、この決定操作された位置に対応する商品の搬出処理を、本体制御部144を介して行う。
【0053】
(自動販売機におけるタッチ検出部の検出領域)
図9に示した自動販売機100では、タッチ検出部20の検出領域が、液晶パネルなどの大型の表示パネル10のみをカバーするようにしていたが、
図12に示すように、タッチ検出部20は、表示パネル10に加えて、立体的な商品であるダミーを展示するダミー商品展示部110の前面、及び平面的に商品が描かれた平面商品表示部111の前面を検出領域に含めるようにしてもよい。また、タッチ検出部20の検出領域は、表示パネル10の前面、ダミー商品展示部110の前面、平面商品表示部111の前面のいずれ1以上の組み合わせとしてもよい。なお、ダミー商品展示部110の前面、平面商品表示部111の前面を検出領域とする場合、商品購入のガイダンス表示を表示パネル10上に表示してもよいし、音声ガイダンスを行ってもよい。
【0054】
タッチ検出部20は、従来の抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルと異なり、表示パネル10の表面にタッチセンサーや保護膜を張り付ける必要がないため、各種の表示部(表示パネル10、ダミー商品展示部110、平面商品表示部111)の前面の任意領域を簡易に検出領域とすることができる。