JP2005222092A - Coordinate input device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学式の座標入力装置に関するものであり、特に指示器により光が遮られた位置を液晶シャッターと受光手段とで検出する座標入力装置に関する。 The present invention relates to an optical coordinate input device, and more particularly to a coordinate input device that detects a position where light is blocked by an indicator with a liquid crystal shutter and a light receiving means.
従来より携帯端末や銀行の自動預金支払機など、表示画面にタッチすることで入力を行う装置は広く知られている。この中でも、光学式の座標入力装置が広く使われている。
光学式の座標入力装置は、表示画面と並行に放出された光が、指やペンなどの指示器により遮られた位置を受光素子で検出するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, devices that perform input by touching a display screen, such as mobile terminals and bank automatic deposit payment machines, are widely known. Among these, optical coordinate input devices are widely used.
The optical coordinate input device detects a position where light emitted in parallel with the display screen is blocked by an indicator such as a finger or a pen by a light receiving element.
ところで、上記のような光学式の座標入力装置は、座標検出の分解能を高めようとした場合、複数の受光素子を数多く配置する必要があり、装置の大型化や、高コスト化という問題があった。 By the way, in the optical coordinate input device as described above, when it is intended to increase the resolution of coordinate detection, it is necessary to arrange a plurality of light receiving elements, and there is a problem that the device becomes large and the cost is high. It was.
上記の問題点を解決するため、従来より多くの出願を見るところである(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve the above problems, more applications than before are being viewed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に示した従来型の座標入力装置を図面を用いて説明する。図6は、特許文献1に示した従来型の座標入力装置を示す外観図である。図7は、特許文献1に示した従来型の座標入力装置を示す断面図である。図6において、60は液晶表示装置、51は薄膜トランジスタアレイ基板、52は対向基板、53は反射板である。図6では、反射板53は複数設けている図を示している。図7において、54は発光素子、55は受光素子アレイ、56は光、57は液晶シャッター領域である。なお、図7において図6と同一の構成には同一の番号を付与している。
A conventional coordinate input device shown in
特許文献1に示した従来型の座標入力装置において、光56は、発光素子54から放出され、液晶表示装置60を通過した後、反射板53により表示画面と平行となる。さらに光は反射板53により液晶表示装置60に入射し、薄膜トランジスタアレイ基板51上に形成された受光素子アレイ55により受光される。
また、特許文献1に示した従来型の座標入力装置は、発光側の光が通過する液晶表示装置領域、または受光側の光が入射する液晶表示装置領域を液晶シャッター領域57として用い、光のオン・オフを順次制御することにより座標検出を行う。
In the conventional coordinate input device shown in
Further, the conventional coordinate input device shown in
上記のように、特許文献1に示した従来型の座標入力装置は、薄膜トランジスタアレイ基板51上に受光素子を多数アレイ状に形成し、受光素子アレイ55とするため、装置のサイズを押さえながら座標検出の分解能を高めることが可能である。
As described above, in the conventional coordinate input device shown in
しかしながら、特許文献1に示した従来型の座標入力装置は、分解能を高めた場合、液晶シャッターの制御回数が増え、それに伴い座標検出にかかる時間が増加してしまうという欠点があった。
However, the conventional coordinate input device shown in
本発明の目的は、上記課題を解決しようとするもので、高速な座標検出が可能な座標入力装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a coordinate input device capable of high-speed coordinate detection.
上記目的を達成するための本発明の座標入力装置は下記に示す構造を採用する。 In order to achieve the above object, the coordinate input device of the present invention adopts the following structure.
表示装置の表示画面と平行に光を放出し、指示器により光が遮られた位置を液晶シャッターと受光手段とで検出する座標入力装置であって、表示画面の少なくとも一辺に設けられ光を表示画面と平行に放出する第1の導光手段と、第1の導光手段に光を入力する発光手段と、光の透過を制御するため第1の導光手段と対向する表示装置の辺に設けられた液晶シャッターと、液晶シャッターに光を入射させるための反射板と、液晶シャッターの光の透過側に設けられた第2の導光手段と、第2の導光手段から光を受ける受光手段とを有することを特徴とする。 A coordinate input device that emits light parallel to the display screen of the display device and detects the position where the light is blocked by the indicator with a liquid crystal shutter and a light receiving means, and is provided on at least one side of the display screen to display the light A first light guide means that emits light parallel to the screen, a light emitting means that inputs light to the first light guide means, and a side of the display device that faces the first light guide means for controlling light transmission. A liquid crystal shutter provided, a reflecting plate for allowing light to enter the liquid crystal shutter, a second light guide means provided on the light transmission side of the liquid crystal shutter, and light receiving from the second light guide means Means.
表示装置は、第1の駆動回路で制御され、液晶シャッターは、第2の駆動回路で制御されることを特徴とする。 The display device is controlled by a first drive circuit, and the liquid crystal shutter is controlled by a second drive circuit.
第2の駆動回路は、液晶シャッターを任意の形状で光の透過率を変化させるとともに、液晶シャッターの光の透過率を変化させる部分を表示装置の表示状態に応じて変化させることが可能な液晶駆動回路であることを特徴とする。 The second drive circuit changes the light transmittance of the liquid crystal shutter in an arbitrary shape, and can change the light transmittance of the liquid crystal shutter according to the display state of the display device. It is a drive circuit.
表示装置は、液晶表示装置であり、液晶表示装置の透明基板と液晶シャッターの透明基板とが共通であることを特徴とする。 The display device is a liquid crystal display device, and the transparent substrate of the liquid crystal display device and the transparent substrate of the liquid crystal shutter are common.
本発明の座標入力装置によれば、表示装置の表示画面の少なくとも一辺に設けられ光を表示画面と平行に放出する第1の導光手段と、第1の導光手段に光を入力する発光手段と、光の透過を制御するため第1の導光手段と対向する表示装置の辺に設けられた液晶シャッターと、液晶シャッターに光を入射させるための反射板と、液晶シャッターの光の透過側に設けられた第2の導光手段と、第2の導光手段から光を受ける受光手段とで構成している。このような構成とすることによって、座標検出の分解能を高めることができる。 According to the coordinate input device of the present invention, the first light guide means that is provided on at least one side of the display screen of the display device and emits light in parallel with the display screen, and the light emission that inputs the light to the first light guide means Means, a liquid crystal shutter provided on the side of the display device facing the first light guide means for controlling light transmission, a reflector for allowing light to enter the liquid crystal shutter, and light transmission of the liquid crystal shutter The second light guide means provided on the side and the light receiving means for receiving light from the second light guide means. With such a configuration, the resolution of coordinate detection can be increased.
さらに、第2の駆動回路は、液晶シャッターを任意の形状で光の透過率を変化させるとともに、液晶シャッターの光の透過率を変化させる部分を表示装置の表示状態に応じて変化させることができる。このことにより、高速な座標検出ができる。 Furthermore, the second drive circuit can change the light transmittance of the liquid crystal shutter in an arbitrary shape, and can change the portion that changes the light transmittance of the liquid crystal shutter according to the display state of the display device. . As a result, high-speed coordinate detection can be performed.
本発明の座標入力装置の特徴的な部分は、まさにこの部分である。液晶シャッターに設ける透過領域を第2の駆動回路によって任意の大きさや形状とすることによって、表示装置の表示状態や本発明の座標入力装置を用いた装置に搭載されるアプリケーションの状態に応じて、受光手段に効率よく光を導くことができるのである。 This is the characteristic part of the coordinate input device of the present invention. According to the display state of the display device and the state of the application mounted on the device using the coordinate input device of the present invention, by setting the transmission region provided in the liquid crystal shutter to an arbitrary size and shape by the second drive circuit, Light can be efficiently guided to the light receiving means.
また、液晶表示装置の透明基板と液晶シャッターの透明基板とが共通であることにより、小型化、低コスト化が実現できる。 Further, since the transparent substrate of the liquid crystal display device and the transparent substrate of the liquid crystal shutter are common, it is possible to realize a reduction in size and cost.
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図1は、本発明の座標入力装置の構成図であり、図2は、本発明の座標入力装置の駆動回路の構成図であり、図3は、本発明の座標入力装置の受光手段の構成図であり、図4は、本発明の座標入力装置の導光手段の構成図であり、図5は、本発明の座標入力装置の液晶シャッターの構成図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a coordinate input device according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a drive circuit of the coordinate input device according to the present invention, and FIG. 3 is a configuration of a light receiving means of the coordinate input device according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram of the light guiding means of the coordinate input device of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of the liquid crystal shutter of the coordinate input device of the present invention.
[構造説明:図1、図2、図3、図4、図5]
まず、本発明の座標入力装置の構成を図1と図2と図3と図4と図5とを用いて説明する。
図1に示すごとく、7は表示装置、10は光、1は表示装置7に平行に光10を放出する第1の導光手段、2は第1の導光手段1に光を入力する発光手段、3は液晶シャッター、4は液晶シャッター3に光10を入射させるための反射板、6は受光手段、5は受光手段6に光10を導く第2の導光手段、11は液晶シャッター3に形成する透過領域である。
図2に示すごとく、8は表示装置7を駆動する第1の駆動回路、9は液晶シャッター3を駆動する第2の駆動回路である。
図3に示すごとく、21は光10の受光量に応じた電流を出力するフォトダイオード、22はフォトダイオード21から出力された電流を電圧に変換する抵抗、23は受光量信号、24は設定可能な閾値電圧発生器、25は閾値信号、26はコンパレーター、27は検出信号である。
図4に示すごとく、31はクラッド、32はコア、33は反射部材である。
図5に示すごとく、41は透明基板、42は透明電極、43は液晶、44は偏光板である。図5では図の上部から光10が入射する様子を示している。
[Description of structure: FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5]
First, the configuration of the coordinate input device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4 and 5.
As shown in FIG. 1, reference numeral 7 denotes a display device, 10 denotes light, 1 denotes first light guide means for emitting
As shown in FIG. 2, 8 is a first drive circuit that drives the
As shown in FIG. 3, 21 is a photodiode that outputs a current corresponding to the amount of
As shown in FIG. 4, 31 is a clad, 32 is a core, and 33 is a reflecting member.
As shown in FIG. 5, 41 is a transparent substrate, 42 is a transparent electrode, 43 is a liquid crystal, and 44 is a polarizing plate. FIG. 5 shows a state where the
発光手段2は赤外線発光ダイオード等を用いることができ、また第1の導光手段1と第2の導光手段5とは、知られているように、図4に示すようなクラッド31とコア32との間に反射部材33を有する光伝送チューブのようなものを用いることができる。
The light emitting means 2 can use an infrared light emitting diode or the like, and the first light guiding means 1 and the second light guiding
[作用説明]
本発明の座標入力装置の作用を説明する。まずその一つである座標検出の手順を図1を用いて説明する。第1の導光手段1は、光の伝播方向に略垂直方向に光を照射するため、発光手段2から発した光10は、表示装置7に平行な光10となり表示装置7の上一面に放出される。
さらに光10は、反射板4により、液晶シャッター3の方向へ反射される。液晶シャッター3は、第2の駆動回路9により駆動され、光が透過する透過領域11をある一部分に発生させる。透過領域11を透過した光10は、第2の導光手段5を経由し受光手段6に達する。
もし表示装置7に指やタッチペンなどの指示器がタッチし、発光手段2から受光手段6までの経路を遮った場合、受光手段6で検出される受光量が減少し、その経路上の表示装置7の上にタッチがあったことを検出できる。
[Description of action]
The operation of the coordinate input device of the present invention will be described. First, one of the coordinate detection procedures will be described with reference to FIG. Since the first light guide means 1 irradiates light in a direction substantially perpendicular to the light propagation direction, the
Further, the
If an indicator such as a finger or a touch pen touches the display device 7 and blocks the path from the light emitting means 2 to the
次に、液晶シャッター3の動作を図5を用いて説明する。液晶シャッター3は、透明電極42がそれぞれX方向、Y方向に形成された2枚の透明基板41間に液晶43を充填し、さらにそれぞれの透明基板41の外側に、偏光板44を配置した構成である。
第2の駆動回路9(図5には図示しない)により、X方向、Y方向の透明電極42間に電圧が印加されると、印加された部分の液晶43の配向状態が変化し、光10の透過率が変化する。液晶シャッター3は、透明電極42をX方向、Y方向に細かく形成することにより容易に光の透過率の制御の分解能を高めることができる。
また、第2の駆動回路9は、X方向、Y方向の透明電極42を任意に選択し電圧を印加することにより、光が透過する領域である透過領域11(図5には図示しない)を任意の形状とすることができ、光の透過率を変化させることができる。
また、図1に示す表示装置7を液晶表示装置とし、この液晶表示装置の透明基板と液晶シャッター3の透明基板41とを共通とすることにより、本発明の座標入力装置をより小型化することができる。
Next, the operation of the
When a voltage is applied between the
Further, the
Further, the display device 7 shown in FIG. 1 is a liquid crystal display device, and the
[受光手段6の動作説明]
次に、受光手段6の動作について図3を用いて説明する。フォトダイオード21は、光10からの受光量に応じた電流を出力する。この電流は、抵抗22により電圧に変換され
受光量信号23を生成する。
また、閾値電圧発生器24は、液晶シャッター3が制御する透過領域11の透過率や形状に基づき設定され、これらの設定により閾値信号25を生成する。
コンパレーター26は、受光量信号23と閾値信号25とを比較し、図1に示す表示装置7へのタッチの有無を示す検出信号27を生成する。
[Description of operation of light receiving means 6]
Next, the operation of the light receiving means 6 will be described with reference to FIG. The
The
The
図1に示した本発明の座標入力装置における実施の形態では、その説明を簡単にするため、表示装置7の一方向と平行な光による構成を例にして説明したが、同様な構成を2組用意し、2次元的な位置を検出できるよう拡張することもできる。 In the embodiment of the coordinate input device of the present invention shown in FIG. 1, in order to simplify the description, the configuration using light parallel to one direction of the display device 7 has been described as an example. A set can be prepared and expanded to detect a two-dimensional position.
通常、アプリケーションのユーザーインターフェイスが表示される表示装置7の表示画面は、アイコン等比較的分解能を必要としない領域と、手書き入力枠等高い分解能を必要とする領域とがある場合が多い。
このようなアプリケーションからの要求に基づく表示装置7の表示画面の状態に応じて、図2に示す第2の駆動回路9は、液晶シャッター3に形成する透過領域11の形状や透過率を自在に変化させることができる。
例えば、アイコンの領域については透過領域11をアイコンの幅程度に広く取ることにより、1、2回の受光手段6による検出でタッチの有無が判断でき、非常に高速な座標検出が可能となる。一般的に、アイコン等は、アイコンのどこをタッチしたかはあまり問われることは無く、タッチの有無自体が重要であるから、その判断を高速で行うことができるという利点は大きい。また、手書き入力枠等の領域については透過領域11の形状を小さくするなどしてタッチの有無を精度良く検出するようにできる。このように、本発明の座標入力装置は、アプリケーションの都合や表示装置の表示状態に応じてタッチの検出速度や検出精度を可変することができるという従来にはない優れた効果を有する。
Usually, the display screen of the display device 7 on which an application user interface is displayed often includes an area such as an icon that does not require a relatively high resolution and an area such as a handwritten input frame that requires a high resolution.
In accordance with the state of the display screen of the display device 7 based on such a request from the application, the
For example, with regard to the icon area, by setting the transparent area 11 as wide as the width of the icon, it is possible to determine the presence or absence of touch by the detection by the light receiving means 6 one or two times, and very fast coordinate detection is possible. In general, an icon or the like is not often asked where the icon is touched, and the presence or absence of the touch itself is important, so that the determination can be performed at a high speed. In addition, for the area such as the handwriting input frame, the presence or absence of touch can be accurately detected by reducing the shape of the transparent area 11 or the like. As described above, the coordinate input device of the present invention has an unprecedented excellent effect that the touch detection speed and detection accuracy can be varied according to the convenience of the application and the display state of the display device.
また、表示装置7を駆動する第1の駆動回路8と、液晶シャッター3を駆動する第2の駆動回路9とは、独立に構成されているため、表示装置7のフレーム周波数等のタイミングにかかわらず、第2の駆動回路9を高速に駆動することができる。このような構成とすることによって、さらに高速な座標検出が可能となる。
Further, since the
本発明の座標入力装置は、液晶シャッターを用いて、液晶シャッターに形成する光の透過領域の形状や透過率を自在に変化させることができ、このような制御を表示装置の表示状態に応じて自由に変えることができることから、高速かつ高い分解能で座標検出できるという優れた効果がある。このため本発明の座標入力装置は、携帯端末や銀行の自動預金支払機等に適用することができる。 The coordinate input device of the present invention can freely change the shape and transmittance of the light transmission region formed on the liquid crystal shutter using the liquid crystal shutter, and such control is performed according to the display state of the display device. Since it can be changed freely, there is an excellent effect that coordinates can be detected at high speed and with high resolution. Therefore, the coordinate input device of the present invention can be applied to a portable terminal, a bank automatic deposit payment machine, and the like.
1 第1の導光手段
2 発光手段
3 液晶シャッター
4 反射板
5 第2の導光手段
6 受光手段
7 表示装置
8 第1の駆動回路
9 第2の駆動回路
10 光
11 透過領域
21 フォトダイオード
22 抵抗
23 受光量信号
24 閾値電圧発生器
25 閾値信号
26 コンパレーター
27 検出信号
31 クラッド
32 コア
33 反射部材
41 透明基板
42 透明電極
43 液晶
44 偏光板
51 薄膜トランジスタアレイ基板
52 対向基板
53 反射板
54 発光素子
55 受光素子アレイ
56 光
57 液晶シャッター領域
60 液晶表示装置
DESCRIPTION OF
22
Claims (4)
前記表示画面の少なくとも一辺に設けられ光を前記表示画面と平行に放出する第1の導光手段と、前記第1の導光手段に光を入力する発光手段と、光の透過を制御するため前記第1の導光手段と対向する前記表示装置の辺に設けられた液晶シャッターと、前記液晶シャッターに光を入射させるための反射板と、前記液晶シャッターの光の透過側に設けられた第2の導光手段と、前記第2の導光手段から光を受ける受光手段と、を有することを特徴とする座標入力装置。 A coordinate input device that emits light parallel to the display screen of the display device and detects a position where the light is blocked by the indicator with a liquid crystal shutter and a light receiving means,
A first light guiding means provided on at least one side of the display screen for emitting light parallel to the display screen; a light emitting means for inputting light to the first light guiding means; and for controlling light transmission. A liquid crystal shutter provided on the side of the display device facing the first light guide, a reflector for allowing light to enter the liquid crystal shutter, and a first provided on the light transmission side of the liquid crystal shutter. A coordinate input device comprising: two light guiding means; and a light receiving means for receiving light from the second light guiding means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004026175A JP2005222092A (en) | 2004-02-03 | 2004-02-03 | Coordinate input device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011175558A (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Toshiba Tec Corp | Touch panel display apparatus and method for detecting the same |
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2004
- 2004-02-03 JP JP2004026175A patent/JP2005222092A/en active Pending
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