JP2008077188A

JP2008077188A - Optical touch panel

Info

Publication number: JP2008077188A
Application number: JP2006252940A
Authority: JP
Inventors: Shinsei Isshiki; 眞誠一色
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2008-04-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical touch panel that can identify the contact position of an operator's finger in each direction of on horizontal and vertical directions by means of a single optical sensor. <P>SOLUTION: A light emission device 11 has a matrix of pixels, and a transparent resin layer 12 is on an upper surface of the light emission device 11. An optical sensor 13 for outputting a voltage depending on the quantity of light received is at an end of the transparent resin layer 12. A light emission control part 16 causes the pixels belonging to the same row to emit light in succession on a row basis. The output voltage of the optical sensor 13, which is amplified by an amplifier 14, is input into a position computation part 15. The position computation part 15 determines that a finger is in contact with the array position of the pixel caused to emit light by the light emission control part 16 when the output voltage increases over a predetermined threshold. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学式タッチパネルに関し、特に、マトリクス状に配置された画素を有する発光装置のどの位置に操作者が触れたかを検出する光学式タッチパネルに関する。 The present invention relates to an optical touch panel, and more particularly to an optical touch panel that detects which position of an light emitting device having pixels arranged in a matrix is touched by an operator.

操作者の指に触れられた箇所を検出する光学式タッチパネルとして、例えば、特許文献１に記載された光学式タッチパネルがある。特許文献１に記載された光学式タッチパネルは、矩形の表示画面の隣り合う２辺にそれぞれ複数の投光素子を備え、残りの２辺には蛍光材を混ぜ合わせた透明樹脂を導光体として備える。また、２つの辺に設けられた各導光体に対応する受光素子も備える。 As an optical touch panel for detecting a portion touched by an operator's finger, for example, there is an optical touch panel described in Patent Document 1. The optical touch panel described in Patent Document 1 includes a plurality of light projecting elements on two adjacent sides of a rectangular display screen, and a transparent resin mixed with a fluorescent material on the other two sides as a light guide. Prepare. Moreover, the light receiving element corresponding to each light guide provided in two sides is also provided.

特許文献１に記載された光学式タッチパネルは、以下のように動作する。１辺の投光素子は順番に発光していく。その辺の対辺の導光体内の蛍光材は、受光素子からの光を受けると発光し、その導光体に対応する受光素子は、その光を検出する。表示画面に操作者の指が接触した場合、投光素子からの光は導光体に到達せず、その結果、その導光体に対応する受光素子は光を検出しない。特許文献１に記載された光学式タッチパネルは、受光素子が光を検出しないタイミングにより、導光体が配置された一辺の方向におけるどの位置に指が接触しているのかを認識する。導光体が配置されたもう一辺の方向における指の接触位置も同様に認識する。 The optical touch panel described in Patent Document 1 operates as follows. The light projecting elements on one side emit light in order. The fluorescent material in the light guide opposite to the side emits light when receiving light from the light receiving element, and the light receiving element corresponding to the light guide detects the light. When an operator's finger contacts the display screen, the light from the light projecting element does not reach the light guide, and as a result, the light receiving element corresponding to the light guide does not detect the light. The optical touch panel described in Patent Document 1 recognizes at which position in the direction of one side where the light guide is located the finger is in contact with the timing at which the light receiving element does not detect light. The contact position of the finger in the direction of the other side where the light guide is disposed is also recognized in the same manner.

特開２００５−３１６５１７号公報（段落００１８−００３８）JP 2005-316517 A (paragraphs 0018-0038)

しかし、特許文献１に記載された光学式タッチパネルは、２つの辺に導光体を備え、各導光体に対応する受光素子（光センサ）を備えている必要がある。すなわち、光センサを複数備えていければならない。光学式タッチパネルの構成を簡単な構成とするために、光センサの数を１つとすることが好ましい。 However, the optical touch panel described in Patent Document 1 needs to include light guides on two sides and light receiving elements (light sensors) corresponding to the respective light guides. That is, a plurality of optical sensors must be provided. In order to make the configuration of the optical touch panel simple, it is preferable to use one optical sensor.

そこで、本発明は、１つの光センサによって、水平方向と縦方向のそれぞれの方向における操作者の指の接触位置を特定することができる光学式タッチパネルを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical touch panel that can specify the contact position of an operator's finger in each of the horizontal direction and the vertical direction with one optical sensor.

本発明の態様１は、マトリクス状に配置された画素を有する発光装置と、発光装置の画素を順次発光させる発光制御部と、発光装置の上層に配置される板状の透明体と、透明体の端部から射出される光を受光し、受光した光の光量に応じた電圧を出力する電圧出力部（例えば、光センサ１３および増幅器１４によって実現される。）と、電圧出力部の出力電圧が所定の閾値を超えて変化したときに発光制御部が発光させていた画素の配置位置に操作者が接触していたと判定する位置演算部とを備え、発光制御部が、同一行に属する各画素を順次発光させる処理を各行毎に行うことを特徴とする光学式タッチパネルを提供する。 Aspect 1 of the present invention includes a light-emitting device having pixels arranged in a matrix, a light-emission control unit that sequentially emits light from the pixels of the light-emitting device, a plate-like transparent body that is disposed in an upper layer of the light-emitting device, and a transparent body A voltage output unit (for example, realized by the optical sensor 13 and the amplifier 14) that receives light emitted from the end of the light source and outputs a voltage corresponding to the amount of received light, and an output voltage of the voltage output unit A position calculation unit that determines that the operator is in contact with the arrangement position of the pixel that the light emission control unit emits light when the value changes beyond a predetermined threshold, and the light emission control unit belongs to the same row Provided is an optical touch panel characterized in that processing for sequentially emitting pixels is performed for each row.

本発明の態様２は、態様１において、発光制御部が、同一行に属する各画素を順次発光させるときに、複数の画素が発光する期間を重複させる光学式タッチパネルを提供する。 Aspect 2 of the present invention provides the optical touch panel according to aspect 1, wherein the light emission control unit causes the plurality of pixels to emit light when the pixels belonging to the same row sequentially emit light.

本発明によれば、１つの光センサによって、水平方向と縦方向のそれぞれの方向における操作者の接触位置を特定することができる。 According to the present invention, the contact position of the operator in each of the horizontal direction and the vertical direction can be specified by one optical sensor.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の光学式タッチパネルは、マトリクス状に配置された画素を有する発光装置を備える。図１は、本発明の光学式タッチパネルが備える発光装置が有する画素の例を示す説明図である。ここでは、発光装置がパッシブマトリクス方式の有機ＥＬ(Electroluminescence )発光装置である場合を例にして説明する。有機ＥＬ発光装置は、図１に示すように、複数の信号電極１と、信号電極１に直交する複数の走査電極２とを備える。信号電極１と走査電極２との間には有機薄膜（図示せず。）が挟持される。有機薄膜は、陽極側を高電圧側として陽極側から陰極側に定電流を流すと発光する。ただし、陽極の電位が陰極の電位よりも所定電圧以上高くなっている必要がある。この所定電圧を発光開始電圧Ｖ_ｒと記す。逆に、陰極側を陽極側よりも高電位とした場合には微小な電流しか流れず発光しない。以下、信号電極１が陽極であり、走査電極２が陰極であるものとして説明する。なお、本例において、発光装置は、複数の走査電極１と、複数の信号電極２と、信号電極１と走査電極２との間に挟持される有機薄膜（図示せず。）とを備える。そして、発光装置は、例えばガラス基板（図示せず。）によって支持される。 The optical touch panel of the present invention includes a light emitting device having pixels arranged in a matrix. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a pixel included in a light emitting device included in the optical touch panel of the present invention. Here, a case where the light emitting device is a passive matrix organic EL (Electroluminescence) light emitting device will be described as an example. As shown in FIG. 1, the organic EL light emitting device includes a plurality of signal electrodes 1 and a plurality of scanning electrodes 2 orthogonal to the signal electrodes 1. An organic thin film (not shown) is sandwiched between the signal electrode 1 and the scanning electrode 2. The organic thin film emits light when a constant current is passed from the anode side to the cathode side with the anode side as the high voltage side. However, the potential of the anode needs to be higher than the potential of the cathode by a predetermined voltage or more. The predetermined voltage referred to as the emission start voltage V _r. Conversely, when the cathode side is set to a higher potential than the anode side, only a minute current flows and light is emitted. In the following description, it is assumed that the signal electrode 1 is an anode and the scanning electrode 2 is a cathode. In this example, the light emitting device includes a plurality of scanning electrodes 1, a plurality of signal electrodes 2, and an organic thin film (not shown) sandwiched between the signal electrodes 1 and the scanning electrodes 2. The light emitting device is supported by, for example, a glass substrate (not shown).

図１に示すように複数の信号電極１と複数の走査電極２とが互いに直交するように設けられ、複数の信号電極１と複数の走査電極２との間に有機薄膜が挟持される場合、各信号電極１と各走査電極２との交差部分がそれぞれ画素となる。従って、本発明の光学式タッチパネルが備える発光装置では、複数の画素がマトリクス状に配置される。各走査電極２は、順番に一本ずつ選択され、選択された走査電極２は選択時電位（Ｖ_０とする。）に設定され、選択されていない各走査電極は選択時電位よりも高い非選択時電位（Ｖ_１とする。）に設定される。そして、その信号電極１から選択された走査電極２に定電流を流すことによって、その信号電極１と選択された走査電極２との交差部分の画素が発光する。 As shown in FIG. 1, when a plurality of signal electrodes 1 and a plurality of scanning electrodes 2 are provided so as to be orthogonal to each other, and an organic thin film is sandwiched between the plurality of signal electrodes 1 and the plurality of scanning electrodes 2, The intersection of each signal electrode 1 and each scanning electrode 2 is a pixel. Therefore, in the light emitting device included in the optical touch panel of the present invention, a plurality of pixels are arranged in a matrix. Each scan electrode 2 is selected one by one in order, the selected scan electrode 2 is set to a selection potential (V ₀ ), and each scan electrode that is not selected is higher than the selection potential. is set in the selected period potential _{(V 1} to.). Then, by passing a constant current from the signal electrode 1 to the selected scan electrode 2, the pixel at the intersection of the signal electrode 1 and the selected scan electrode 2 emits light.

また、本発明の光学式タッチパネルは、発光装置の上層に板状の透明体（以下の説明では、透明体が、透明樹脂からなる透明樹脂層である場合を例に説明する。）を備え、さらにその透明樹脂層の端部に光センサを備える。ここで、透明樹脂層の端部とは、板状の透明樹脂層の側面または角となる端を意味する。図２は、発光装置と透明樹脂層と光センサとの位置関係を示す説明図である。また、図２では、発光装置および透明樹脂層を側面から観察した状態を模式的に示している。図２に示すように、本発明の光学式タッチパネルは、発光装置１１の上層（光学式タッチパネルを操作する操作者側の面。より具体的には、発光装置１１を支持するガラス基板（図示せず。）の操作者側の面。）に板状の透明樹脂層１２を備え、その透明樹脂層１２の端部に１つの光センサ１３を備える。 The optical touch panel of the present invention includes a plate-like transparent body (in the following description, a case where the transparent body is a transparent resin layer made of a transparent resin) is provided on the upper layer of the light emitting device. Furthermore, an optical sensor is provided at the end of the transparent resin layer. Here, the edge part of a transparent resin layer means the edge used as the side surface or corner | angular part of a plate-shaped transparent resin layer. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a positional relationship among the light emitting device, the transparent resin layer, and the optical sensor. FIG. 2 schematically shows a state where the light emitting device and the transparent resin layer are observed from the side. As shown in FIG. 2, the optical touch panel of the present invention has an upper layer of a light emitting device 11 (a surface on the side of an operator who operates the optical touch panel. More specifically, a glass substrate (not shown) that supports the light emitting device 11. The plate-like transparent resin layer 12 is provided on the operator-side surface of Fig. 1), and one optical sensor 13 is provided at the end of the transparent resin layer 12.

図３は、透明樹脂層１２の面のうち、発光している画素の配置位置に操作者の指が接触したときの光の状態を示す説明図である。図３に示すように、発光装置１１から射出された光は、操作者の指７１で反射し、散乱する。操作者の指７１で反射した光の一部は、透明樹脂層１２の端部から射出されて光センサ１３に到達する。この結果、発光している画素の配置位置に指７１が接触しているときには、指７１が接触していないときと比較して、光センサ１３に入射する光量が増加する。なお、指７１が透明樹脂層１２に接触していない場合、発光装置１１から射出された光の大部分は透明樹脂層１２を通過するが、わずかながら光センサ１３に到達する光も存在する。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the state of light when an operator's finger comes in contact with the arrangement position of a light emitting pixel on the surface of the transparent resin layer 12. As shown in FIG. 3, the light emitted from the light emitting device 11 is reflected by the operator's finger 71 and scattered. A part of the light reflected by the operator's finger 71 is emitted from the end of the transparent resin layer 12 and reaches the optical sensor 13. As a result, when the finger 71 is in contact with the arrangement position of the light emitting pixel, the amount of light incident on the optical sensor 13 is increased compared to when the finger 71 is not in contact. When the finger 71 is not in contact with the transparent resin layer 12, most of the light emitted from the light emitting device 11 passes through the transparent resin layer 12, but there is a slight amount of light that reaches the optical sensor 13.

図４は、本発明の光学式タッチパネルの構成例を示す説明図である。図４に示すように、本発明の光学式タッチパネルは、発光装置１１と、発光装置１１の上層に設けられる板状の透明樹脂層１２と、光センサ１３と、増幅器１４と、位置演算部１５と、発光制御部１６と、走査電極ドライバ１７と、信号電極ドライバ１８とを備える。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration example of the optical touch panel of the present invention. As shown in FIG. 4, the optical touch panel of the present invention includes a light emitting device 11, a plate-like transparent resin layer 12 provided on the upper layer of the light emitting device 11, an optical sensor 13, an amplifier 14, and a position calculation unit 15. A light emission control unit 16, a scan electrode driver 17, and a signal electrode driver 18.

発光装置１１は、マトリクス状に配置された画素を有する発光装置であり、ここでは発光装置１１が複数の信号電極１と複数の走査電極２（図１参照。）との間に有機薄膜を挟持するパッシブマトリクス方式の有機ＥＬ発光装置である場合を例にして説明する。 The light-emitting device 11 is a light-emitting device having pixels arranged in a matrix. Here, the light-emitting device 11 sandwiches an organic thin film between a plurality of signal electrodes 1 and a plurality of scanning electrodes 2 (see FIG. 1). A passive matrix organic EL light emitting device will be described as an example.

図２を参照して説明したように、透明樹脂層１２は発光装置１１の上層に設けられる。また、図４では、光センサ１３が透明樹脂層１２の側面に設けられる場合を示したが、光センサ１３は、透明樹脂層１１の角となる端に設けられてもよい。 As described with reference to FIG. 2, the transparent resin layer 12 is provided in the upper layer of the light emitting device 11. 4 shows a case where the optical sensor 13 is provided on the side surface of the transparent resin layer 12, the optical sensor 13 may be provided at an end that becomes a corner of the transparent resin layer 11.

光センサ１３は、透明樹脂層１２の端部から射出される光を受光する。そして、受光した光の光量に応じた電圧を増幅器１４に出力する。光センサ１３は、受光する光量が増加するほど、出力電圧を増加させる。増幅器１４は、光センサ１３が出力した電圧を増幅して、増幅後の電圧を位置演算部１５に出力する。 The optical sensor 13 receives light emitted from the end of the transparent resin layer 12. Then, a voltage corresponding to the amount of received light is output to the amplifier 14. The optical sensor 13 increases the output voltage as the amount of received light increases. The amplifier 14 amplifies the voltage output from the optical sensor 13 and outputs the amplified voltage to the position calculation unit 15.

走査電極ドライバ１７は、発光制御部１６の制御に従って発光装置１１の走査電極２を順次選択し、選択した走査電極の電位を選択時電位Ｖ_０に設定し、他の走査電極の電位を非選択時電位Ｖ_１に設定する。 Scan electrode driver 17, the scanning electrodes 2 of the light emitting device 11 sequentially selects the control of the light emission control unit 16 sets the potential of the selected scanning electrodes to select at potential V _0, a non-select potential of other scanning electrodes when set to the potential _{V 1.}

信号電極ドライバ１８は、発光制御部１６の制御に従って、発光制御部１６に指定された列の信号電極１に定電流を流す。このとき、信号電極ドライバ１８は、その信号電極１の電位が、選択時電位Ｖ_０よりも発光開始電圧Ｖ_ｒ以上高くなるようにする。すなわち、Ｖ_０＋Ｖ_ｒ以上となるようにする。この結果、発光制御部１６に指定された列の信号電極と選択された走査電極との交差部分の画素は発光する。 The signal electrode driver 18 supplies a constant current to the signal electrodes 1 in the column designated by the light emission control unit 16 according to the control of the light emission control unit 16. At this time, the signal electrode driver 18 causes the potential of the signal electrode 1 to be higher than the selection potential V ₀ by at least the light emission start voltage V _r . That is, it is set to V ₀ + V _r or more. As a result, the pixel at the intersection of the signal electrode in the column designated by the light emission control unit 16 and the selected scan electrode emits light.

また、信号電極ドライバ１８は、発光制御部１６の制御に従って、発光制御部１６に指定された列以外の列の信号電極の電位を、Ｖ_０＋Ｖ_ｒ未満となるようにする。この結果、発光制御部１６に指定された列以外の列の信号電極と選択された走査電極との交差部分の画素は発光しない。 In addition, the signal electrode driver 18 controls the signal electrode potentials in columns other than the column designated by the light emission control unit 16 to be less than V ₀ + V _r under the control of the light emission control unit 16. As a result, the pixels at the intersections between the signal electrodes in the columns other than those designated by the light emission control unit 16 and the selected scan electrodes do not emit light.

発光制御部１６は、走査電極ドライバ１７および信号電極ドライバ１８にそれぞれ制御信号を出力することによって、発光装置１１の画素を順次発光させる。発光制御部１６は、走査電極ドライバ１７に対して、第１行目からの走査開始を指示する制御信号（ＦＬＭ：ファーストラインマーカ）と、選択する走査電極の切り替えを指示する制御信号（選択行切替信号）とを走査電極ドライバ１７に出力する。発光制御部１６は、各走査電極の選択期間毎に選択行切替信号を出力する。 The light emission control unit 16 sequentially emits the pixels of the light emitting device 11 by outputting control signals to the scan electrode driver 17 and the signal electrode driver 18, respectively. The light emission control unit 16 instructs the scan electrode driver 17 to start scanning from the first row (FLM: first line marker) and a control signal (selection row) to instruct switching of the scan electrode to be selected. Switch signal) is output to the scan electrode driver 17. The light emission control unit 16 outputs a selected row switching signal for each selection period of each scan electrode.

走査電極ドライバ１７は、発光制御部１６からＦＬＭが入力され、その後最初に選択行切替信号が入力されたときに、第１行の走査電極を選択する。すなわち、第１行の走査電極の電位を選択時電位Ｖ_０に設定し、他の各走査電極の電位を非選択時電位Ｖ_１に設定する。以降、走査電極ドライバ１７は、選択行切替信号が入力される毎に、選択する走査電極を次の行の走査電極に切り替え、選択する走査電極の電位を選択時電位Ｖ_０に設定し、他の各走査電極の電位を非選択時電位Ｖ_１に設定する。 The scan electrode driver 17 selects the scan electrode of the first row when FLM is input from the light emission control unit 16 and then the selected row switching signal is input first. That is, the potential of the scan electrode in the first row is set to the selection potential V _0, and the potentials of the other scan electrodes are set to the non-selection potential V ₁ . Thereafter, each time the selected row switching signal is input, the scan electrode driver 17 switches the scan electrode to be selected to the scan electrode of the next row, sets the potential of the scan electrode to be selected to the selection potential V _0, and so on. setting the potential of the scanning electrodes of the unselected potential V _1.

発光制御部１６は、最終行の走査電極への切り替えを指示する選択行切替信号を出力した後、再度ＦＬＭを出力し、選択期間毎に選択行切替信号を出力する。 The light emission control unit 16 outputs a selected row switching signal for instructing switching to the scanning electrode of the last row, and then outputs FLM again, and outputs a selected row switching signal for each selection period.

また、発光制御部１６は、信号電極ドライバ１８に、選択行において発光させる画素に対応する列を指定する制御信号（列指定信号）を出力する。 In addition, the light emission control unit 16 outputs a control signal (column designation signal) for designating a column corresponding to a pixel to emit light in the selected row to the signal electrode driver 18.

信号電極ドライバ１８は、列指定信号によって指定された列の信号電極に定電流を流す。なお、信号電極ドライバ１８は、その信号電極の電位がＶ_０＋Ｖ_ｒ以上となるようにする。また、信号電極ドライバ１８は、列指定信号によって指定された列以外の列の信号電極の電位をＶ_０＋Ｖ_ｒ未満に設定する。例えば、選択時電位Ｖ_０と等しい電位に設定する。 The signal electrode driver 18 supplies a constant current to the signal electrode in the column designated by the column designation signal. Note that the signal electrode driver 18 causes the potential of the signal electrode to be _{equal to} or higher than V ₀ + V _r . Further, the signal electrode driver 18 sets the potentials of the signal electrodes in columns other than the column designated by the column designation signal to be less than V ₀ + V _r . For example, the potential is set equal to the selection potential V ₀ .

信号電極ドライバ１８は、個々の走査電極の選択時間内において、選択した行に属する各画素を順次発光させるように列指定信号を出力する。信号電極ドライバ１８は、この処理を、選択する行毎にそれぞれ行う。 The signal electrode driver 18 outputs a column designation signal so that each pixel belonging to the selected row emits light sequentially within the selection time of each scanning electrode. The signal electrode driver 18 performs this processing for each selected row.

ただし、信号電極ドライバ１８は、一旦発光させた画素を発光させ続けるのではなく、発光後一定時間で消灯するように列指定信号を出力する。１つの画素の発光時間は、操作者が発光している画素を指で指定できる十分な時間であればよい。なお、選択期間は、そのような時間で各画素を順次発光させることができる時間に定めておけばよい。 However, the signal electrode driver 18 does not continue to emit light from the pixels that have once emitted light, but outputs a column designation signal so that the pixels are extinguished after a certain time. The light emission time of one pixel may be sufficient as long as the operator can specify the light emitting pixel with a finger. Note that the selection period may be set to a time during which each pixel can sequentially emit light in such a time.

信号電極ドライバ１８は、例えば、選択期間内において選択行の左側の画素から順番に各画素を発光させていき、また、左側の画素から順番に各画素を消灯させていくように列指定信号を出力する。このとき、複数の画素の発光する期間が重複するように列指定信号を出力してもよい。例えば、左から１番目の画素、２番目の画素、３番目の画素、４番目の画素、・・・の順に順次各画素を発光させていき、左から２番目、３番目、４番目の画素が発光しているときに左から１番目の画素を消灯させるように列指定信号を出力してもよい。この場合、選択期間内で、左から１番目の列を指定する列指定信号、左から１番目および２番の列を指定する列指定信号、左から１番目、２番目、３番目の列を指定する列指定信号、左から１番目、２番目、３番目、４番目の列を指定する列指定信号、左から２番目、３番目、４番目の列を指定する列指定信号を順次出力すればよい。同様に、信号電極ドライバ１８は、新たに画素を発光させる場合には、その画素の列の指定を追加し、発光中の画素を消灯させる場合には、その画素の指定を除いた列指定信号を順次出力すればよい。 For example, the signal electrode driver 18 emits a column designation signal so that each pixel emits light sequentially from the left pixel of the selected row in the selection period, and each pixel is turned off sequentially from the left pixel. Output. At this time, the column designation signal may be output so that the light emission periods of the plurality of pixels overlap. For example, the first pixel from the left, the second pixel, the third pixel, the fourth pixel,... The column designation signal may be output so that the first pixel from the left is turned off when is emitting light. In this case, within the selection period, the column designation signal for designating the first column from the left, the column designation signal for designating the first and second columns from the left, the first, second, third column from the left A column specifying signal for specifying, a column specifying signal for specifying the first, second, third, and fourth columns from the left, and a column specifying signal for specifying the second, third, and fourth columns from the left are sequentially output. That's fine. Similarly, the signal electrode driver 18 adds the column designation of the pixel when newly emitting a pixel, and the column designation signal excluding the designation of the pixel when extinguishing the pixel that is emitting light. May be output sequentially.

また、信号電極ドライバ１８は、連続する複数の画素の発光時間を揃え、複数の画素毎に順次発光させていくように列指定信号を出力させてもよい。例えば、左から１番目、２番目、３番目の列を指定する列指定信号、左から４番目、５番目、６番目の列を指定する列指定信号、左から７番目、８番目、９番の列を指定する列指定信号等を選択期間内で順次出力してもよい。この例では、選択行内の画素が３つずつ順番に発光および消灯していく。 Further, the signal electrode driver 18 may output the column designation signal so that the light emission times of a plurality of continuous pixels are aligned and light is emitted sequentially for each of the plurality of pixels. For example, a column designation signal for designating the first, second, and third columns from the left, a column designation signal for designating the fourth, fifth, and sixth columns from the left, the seventh, eighth, and ninth from the left A column designation signal or the like for designating these columns may be sequentially output within the selection period. In this example, the pixels in the selected row are turned on and off in turn three by three.

また、信号電極ドライバ１８は、選択行内の各画素を１つずつ順番に発光および消灯させていくように列指定信号を出力させてもよい。例えば、左から１番目の列を指定する列指定信号、左から２番目の列を指定する列指定信号、左から３番目の列を指定する列指定信号等を選択期間内で順次出力してもよい。この場合、個々の画素が１つずつ発光し、各画素の発光する期間は重複しない。 Further, the signal electrode driver 18 may output a column designation signal so that each pixel in the selected row is turned on and off one by one in order. For example, a column specifying signal for specifying the first column from the left, a column specifying signal for specifying the second column from the left, a column specifying signal for specifying the third column from the left, etc. are sequentially output within the selection period. Also good. In this case, each pixel emits light one by one, and the light emission period of each pixel does not overlap.

信号電極ドライバ１８は、複数の画素の発光する期間が重複するように列指定信号を出力することが好ましい。すなわち、選択行に属する各画素を順次発光させるときに、複数の画素を同時に発光させることが好ましい。個々の画素が１つずつ発光する場合には光量が少なく、指で反射した光のうち、光センサ１３によって受光される光も少ない。そのため、光センサ１３がより確実に受光した光を検知できるようにするために、複数の画素を同時に発光させて光センサ１３が受光する光量を増加させることが好ましい。 The signal electrode driver 18 preferably outputs the column designation signal so that the light emission periods of the plurality of pixels overlap. That is, it is preferable that a plurality of pixels emit light simultaneously when the pixels belonging to the selected row are caused to emit light sequentially. When each pixel emits light one by one, the amount of light is small, and among the light reflected by the finger, the light received by the optical sensor 13 is also small. Therefore, in order to detect the light received by the optical sensor 13 more reliably, it is preferable to increase the amount of light received by the optical sensor 13 by simultaneously emitting light from a plurality of pixels.

発光制御部１６は、走査電極ドライバ１７にＦＬＭを出力するときには同時に位置演算部１５に対してもＦＬＭを出力する。また、発光制御部１６は、走査電極ドライバ１７に選択行切替信号を出力するときには同時に位置演算部１５に対しても選択行切替信号を出力する。また、発光制御部１６は、信号電極ドライバ１８に列指定信号を出力するときには同時に位置演算部１５に対しても列指定信号を出力する。 The light emission control unit 16 outputs FLM to the position calculation unit 15 simultaneously when outputting FLM to the scan electrode driver 17. The light emission control unit 16 also outputs a selected row switching signal to the position calculation unit 15 at the same time when outputting the selected row switching signal to the scan electrode driver 17. The light emission control unit 16 also outputs a column designation signal to the position calculation unit 15 at the same time when outputting a column designation signal to the signal electrode driver 18.

位置検出部１５は、増幅器１４の出力電圧が所定の閾値を超えて増加したときに操作者の指が透明樹脂層１２における発光中の画素の配置位置に接触したと判定する。また、位置検出部１５は、増幅器１４の出力電圧が所定の閾値を超えて増加したときにおける発光画素を、発光制御部１６から入力されるＦＬＭ、選択行切替信号、および列指定信号から判定する。位置検出部１５は、発光制御部１６からＦＬＭが入力された後に入力された選択行切替信号の数をカウントする。そして、増幅器１４の出力電圧が所定の閾値を超えて増加したときにおけるそのカウント値を、選択されている行の行数と判定すればよい。例えば、カウント値がｎであれば、第ｎ行を選択中であると判定すればよい。また、位置検出部１５は、発光制御部１６からＦＬＭが入力されたときにそのカウント値を０にリセットする。位置検出部１５は、増幅器１４の出力電圧が所定の閾値を超えて増加したときに、発光制御部１６から入力された直近の列指定信号が示す列を、発光させている画素の存在する列と判定すればよい。位置検出部１５は、選択行の画素であって列指定信号が示す列の画素を、発光している画素と判定し、その画素の配置位置に操作者の指が接触したと判定する。 The position detection unit 15 determines that the operator's finger has touched the arrangement position of the light emitting pixel in the transparent resin layer 12 when the output voltage of the amplifier 14 exceeds a predetermined threshold. In addition, the position detection unit 15 determines a light emitting pixel when the output voltage of the amplifier 14 exceeds a predetermined threshold from the FLM, the selected row switching signal, and the column designation signal input from the light emission control unit 16. . The position detection unit 15 counts the number of selected row switching signals input after FLM is input from the light emission control unit 16. Then, the count value when the output voltage of the amplifier 14 increases beyond a predetermined threshold may be determined as the number of selected rows. For example, if the count value is n, it may be determined that the nth row is being selected. The position detection unit 15 resets the count value to 0 when FLM is input from the light emission control unit 16. When the output voltage of the amplifier 14 exceeds a predetermined threshold, the position detection unit 15 includes a column in which a pixel that emits light is displayed in the column indicated by the latest column designation signal input from the light emission control unit 16. Can be determined. The position detection unit 15 determines that the pixel in the column that is the pixel in the selected row and indicated by the column designation signal is a light emitting pixel, and determines that the operator's finger has touched the arrangement position of the pixel.

なお、本発明における画素の大きさは、例えば、透明樹脂層１２に接触する人間の指先の面積と同程度にすればよい。あるいは、その指先の面積に数個の画素が収まるように画素の大きさを定めてもよい。 Note that the size of the pixel in the present invention may be, for example, approximately the same as the area of a human fingertip that contacts the transparent resin layer 12. Alternatively, the size of the pixels may be determined so that several pixels fit in the area of the fingertip.

次に、動作について説明する。
図５は、本発明の光学式タッチパネルの動作の例を示す説明図である。ここでは、第１行を選択しているときの動作を例にして説明する。 Next, the operation will be described.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the operation of the optical touch panel of the present invention. Here, the operation when the first row is selected will be described as an example.

図５の下段に示す波形は、増幅器１４の出力電圧の変化を示す。なお、図５の下段に示す破線の波形は、発光中の画素の配置位置に指が触れられていない場合の増幅器１４の出力電圧を示し、図５の下段に示す実線の波形は、発光中の画素の配置位置に指が触れられている場合の増幅器１４の出力電圧を示している。 The waveform shown in the lower part of FIG. 5 shows the change in the output voltage of the amplifier 14. The broken line waveform shown in the lower part of FIG. 5 indicates the output voltage of the amplifier 14 when the finger is not touching the arrangement position of the pixel that is emitting light, and the solid line waveform shown in the lower part of FIG. The output voltage of the amplifier 14 when the finger is touching the pixel arrangement position is shown.

発光制御部１６は、まずＦＬＭを走査電極ドライバ１７および位置演算部１５に出力し、さらに選択行切替信号を走査電極ドライバ１７および位置演算部１５に出力する。 The light emission control unit 16 first outputs FLM to the scan electrode driver 17 and the position calculation unit 15, and further outputs a selected row switching signal to the scan electrode driver 17 and the position calculation unit 15.

すると走査電極ドライバ１７は、第１行の走査電極を選択し、第１行の走査電極の電位を選択時電位Ｖ_０に設定し、他の走査電極の電位を非選択時電位Ｖ_１に設定する。また、位置演算部１５は、発光制御部１６からＦＬＭが入力されたときに選択行切替信号のカウントを０にリセットし、次いで選択行切替信号が入力されたときにそのカウント値を１とする。 Then, the scan electrode driver 17 selects the scan electrode of the first row, sets the potential of the scan electrode of the first row to the selection potential V _0, and sets the potentials of the other scan electrodes to the non-selection potential V ₁ . To do. The position calculation unit 15 resets the count of the selected row switching signal to 0 when FLM is input from the light emission control unit 16, and then sets the count value to 1 when the selected row switching signal is input. .

また、発光制御部１６は、選択期間開始時に第１列を指定する列指定信号を信号電極ドライバ１８に出力し、信号電極ドライバ１８は第１列の信号電極から選択行（ここでは第１行）の走査電極に定電流を流す。この結果、選択行における第１列の画素が発光する。 In addition, the light emission control unit 16 outputs a column designation signal for designating the first column to the signal electrode driver 18 at the start of the selection period, and the signal electrode driver 18 selects the selected row (here, the first row) from the signal electrode of the first column. A constant current is passed through the scanning electrode. As a result, the pixels in the first column in the selected row emit light.

続いて、発光制御部１６は、第１列および第２列を指定する列指定信号、第１から第３列までを指定する列指定信号、第１列から第４列までを指定する列指定信号を信号電極ドライバ１８に順次出力する。この結果、選択行における第２列、第３列、第４列の画素が順番に発光する。 Subsequently, the light emission control unit 16 specifies a column specifying signal for specifying the first column and the second column, a column specifying signal for specifying the first to third columns, and a column specifying for specifying the first to fourth columns. Signals are sequentially output to the signal electrode driver 18. As a result, the pixels in the second column, the third column, and the fourth column in the selected row emit light in order.

このときまで発光中の画素の配置位置に操作者の指が接触しなければ、光センサ１３は指での反射光は受光しない。しかし、既に説明したように、発光装置１１から射出された光の大部分は透明樹脂層１２を通過するが、わずかながら光センサ１３に到達する光も存在する。その結果、光センサ１３は、第１列の発光時以降、発光する画素の数が増えるに従って、増幅器１４への出力電圧を増加させ、増幅器１４は光センサ１３の出力電圧を増幅し、増幅後の電圧を位置演算部１５に出力する。図５の下段に示す破線の波形は、このときの増幅器１４の出力電圧の変化を示している。本例では、第４列の画素を発光させるまで発光画素数が増加していくので、光センサ１３が受光する光量は段階的に増加し、図５に示すように増幅器１４の出力電圧も段階的に増加する。 Until this time, the optical sensor 13 does not receive the reflected light from the finger unless the operator's finger touches the arrangement position of the pixel that is emitting light. However, as already described, most of the light emitted from the light emitting device 11 passes through the transparent resin layer 12, but there is a slight amount of light that reaches the optical sensor 13. As a result, the optical sensor 13 increases the output voltage to the amplifier 14 as the number of pixels that emit light increases after the first column of light emission, and the amplifier 14 amplifies the output voltage of the optical sensor 13, and after the amplification Is output to the position calculation unit 15. The broken line waveform shown in the lower part of FIG. 5 indicates the change in the output voltage of the amplifier 14 at this time. In this example, the number of light-emitting pixels increases until the pixels in the fourth column emit light, so the amount of light received by the optical sensor 13 increases stepwise, and the output voltage of the amplifier 14 also increases stepwise as shown in FIG. Increase.

さらに、発光制御部１６は、第２列から第５列までを指定する列指定信号、第３列から第６列までを指定する列指定信号等を信号電極ドライバ１８に順次出力する。すなわち、発光制御部１６は、１つの画素を発光させると同時に１つの画素を消灯させるように列指定信号を出力する。よって、本例では、第４列の画素を発光させた後には、光センサ１３が受光する光量は一定となり、増幅器１４の出力電圧も一定となる（図５の下段に破線で示した波形を参照。）。 Further, the light emission control unit 16 sequentially outputs to the signal electrode driver 18 a column specifying signal for specifying the second column to the fifth column, a column specifying signal for specifying the third column to the sixth column, and the like. That is, the light emission control unit 16 outputs a column designation signal so that one pixel emits light and at the same time one pixel is turned off. Therefore, in this example, after the pixels in the fourth column are caused to emit light, the amount of light received by the optical sensor 13 is constant, and the output voltage of the amplifier 14 is also constant (the waveform indicated by the broken line in the lower part of FIG. 5). reference.).

なお、発光制御部１６は、最終列の画素を発光させた後、発光する画素を減らしていき最終列の画素のみを発光させるようにする。よって、選択期間の終了時には増幅器１４の出力電圧は段階的に減少する。 Note that the light emission control unit 16 causes the pixels in the last column to emit light, and then reduces the pixels to emit light so that only the pixels in the last column emit light. Therefore, at the end of the selection period, the output voltage of the amplifier 14 decreases stepwise.

発光制御部１６は、信号電極ドライバ１８に列指定信号を出力するときに、同時に位置演算部１５にも列指定信号を出力する。 When the light emission control unit 16 outputs a column designation signal to the signal electrode driver 18, it simultaneously outputs the column designation signal to the position calculation unit 15.

この第１行選択期間内で、透明樹脂層１２における発光中の画素の配置位置に操作者の指が触れられると、その画素から射出された光が指で反射し、散乱する。その結果、光センサ１３が受光する光量が増加し、図５の下段に実線で示すように、指が触れられていないときと比較して増幅器１４が出力する出力電圧が増加する。例えば、図５に示す時刻ｔ_１において操作者の指が発光中の画素の配置位置に触れたとすると、増幅器１４の出力電圧は図５の下段に破線で示す電圧Ｖ_１１から、図５の下段に実線で実線で示す電圧Ｖ_１２に上昇する。 Within the first row selection period, when the operator's finger touches the arrangement position of the light emitting pixel in the transparent resin layer 12, the light emitted from the pixel is reflected by the finger and scattered. As a result, the amount of light received by the optical sensor 13 increases, and the output voltage output from the amplifier 14 increases as compared to when the finger is not touched, as indicated by the solid line in the lower part of FIG. For example, if the operator's finger at the time t ₁ shown in FIG. 5 touches the position of a pixel in the light-emitting, the output voltage of the amplifier 14 from the voltage V ₁₁ indicated by a broken line in the lower part of FIG. 5, lower part of FIG. 5 It rises to the voltage V ₁₂ indicated by a solid line by a solid line in.

位置演算部１５は、増幅器１４の出力電圧が所定の閾値を超えて増加したときに、発光させていた画素に操作者の指が接触していたと判定する。上記の例では、時刻ｔ_１に、第１行第１列から第４列までの画素の配置位置に指が接触していたと判定する。なお、「第１行」は、選択行切替信号の入力数のカウント値から導出すればよい。「第１列から第４列」は、時刻ｔ_１の直近に入力された列指定信号から導出すればよい。 When the output voltage of the amplifier 14 exceeds the predetermined threshold, the position calculation unit 15 determines that the operator's finger is in contact with the pixel that is emitting light. In the above example, it is determined that the finger is in contact with the pixel arrangement positions from the first row, the first column to the fourth column at time t ₁ . The “first row” may be derived from the count value of the input number of the selected row switching signal. The “first to fourth columns” may be derived from the column designation signal input most recently at time t ₁ .

ここでは第１行の選択期間を例にして説明したが、他の行の選択期間における動作も同様である。 Although the selection period of the first row has been described as an example here, the operation in the selection period of other rows is the same.

なお、上記の閾値は、透明樹脂層１２における発光画素の配置位置に指が接触しているときの増幅器１４の出力電圧と、指が接触していないときの増幅器１４の出力電圧との差Ｖ_ａ（図５参照。）よりも低い値に予め定めておく。ただし、この閾値は、選択期間の開始時において段階的に増加する増幅器１４の出力電圧の増加量Ｖ_ｂよりも大きな値として定めておく。選択期間開始時に、発光画素が増加したときに指が接触したと誤判定することを防止するためである。 Note that the above threshold value is a difference V between the output voltage of the amplifier 14 when the finger is in contact with the light emitting pixel arrangement position in the transparent resin layer 12 and the output voltage of the amplifier 14 when the finger is not in contact. _A value lower than _a (see FIG. 5) is set in advance. However, the threshold is previously determined as a value greater than the increase amount V _b of the output voltage of the amplifier 14 to be increased gradually at the beginning of the selection period. This is to prevent erroneous determination that the finger touches when the number of light-emitting pixels increases at the start of the selection period.

本発明によれば、発光制御部１６が選択行に属する各画素を順次発光させる処理を、選択する行毎にそれぞれ行う。また、光センサ１３は、発光装置１１の上層に設けられた透明樹脂層１２の端部に配置され、透明樹脂層１２に指が接触したときには指で反射して散乱した光も受光する。従って、透明樹脂層１２に指が接触したときには光センサ１３の受光量が増加し、光センサ１３の出力電圧も増加する。その結果、増幅器１４が増幅して位置演算部１５に出力する電圧も増加する。そして、位置演算部１５は、増幅器１４の出力電圧が所定の閾値を超えて増加したときに発光制御部１６が発光させていた画素の配置位置に操作者の指が接触したと判定する。よって、本発明によれば、１つの光センサで水平方向と縦方向のそれぞれの方向における操作者の指の接触位置を特定することができる。 According to the present invention, the light emission control unit 16 sequentially performs the process of causing each pixel belonging to the selected row to emit light for each selected row. The optical sensor 13 is disposed at an end portion of the transparent resin layer 12 provided on the upper layer of the light emitting device 11, and receives light scattered and reflected by the finger when the finger contacts the transparent resin layer 12. Therefore, when a finger contacts the transparent resin layer 12, the amount of light received by the optical sensor 13 increases and the output voltage of the optical sensor 13 also increases. As a result, the voltage amplified by the amplifier 14 and output to the position calculation unit 15 also increases. Then, the position calculation unit 15 determines that the operator's finger has touched the pixel arrangement position where the light emission control unit 16 is emitting light when the output voltage of the amplifier 14 exceeds a predetermined threshold. Therefore, according to the present invention, the contact position of the operator's finger in each of the horizontal direction and the vertical direction can be specified with one optical sensor.

なお、発光装置の上層に設けられる透明体の材料は、透明樹脂に限定されない。発光装置を支持するガラス基板そのものを透明体として用いてもよい。 In addition, the material of the transparent body provided in the upper layer of the light emitting device is not limited to the transparent resin. You may use the glass substrate itself which supports a light-emitting device as a transparent body.

なお、上記の実施の形態では、発光装置１１がパッシブマトリクス方式の有機ＥＬ発光装置である場合を例にして説明したが、発光装置１１は有機ＥＬ発光装置に限定されない。発光装置１１は、アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ発光装置であってもよい。あるいは、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＦＥＤ（Field Emission Display）等の他の発光装置であってもよい。発光制御部１６は、発光装置の種類に応じた制御信号を出力して、同一行に属する各画素を順次発光させる処理を各行毎に行えばよい。また、位置演算部１５は、発光装置の種類に応じた制御信号に基づいて、発光している画素の位置を判定すればよい。 In the above embodiment, the case where the light emitting device 11 is a passive matrix organic EL light emitting device has been described as an example. However, the light emitting device 11 is not limited to the organic EL light emitting device. The light emitting device 11 may be an active matrix organic EL light emitting device. Or other light-emitting devices, such as CRT (Cathode Ray Tube), PDP (Plasma Display Panel), FED (Field Emission Display), may be sufficient. The light emission control unit 16 may output a control signal corresponding to the type of the light emitting device, and perform a process of sequentially emitting light from each pixel belonging to the same row for each row. Further, the position calculation unit 15 may determine the position of the pixel that is emitting light based on a control signal corresponding to the type of the light emitting device.

さらに、上記の実施の形態では、電圧出力部の出力電圧が所定の閾値を超えて増加したときに操作者が接触したと判定したが、出力電圧が所定の閾値を超えて減少したときに操作者が接触したと判定してもよい。また、タッチパネルへの接触は、操作者自身の指だけでなく、ペン等の操作治具であってもよい。 Further, in the above embodiment, it is determined that the operator has touched when the output voltage of the voltage output unit increases beyond a predetermined threshold, but the operation is performed when the output voltage decreases beyond the predetermined threshold. It may be determined that the person has made contact. Further, the touch to the touch panel may be an operation jig such as a pen as well as the operator's own finger.

本発明は、操作者の指の接触した位置を検出する光学式タッチパネルに好適に適用される。 The present invention is suitably applied to an optical touch panel that detects a position where an operator's finger contacts.

発光装置が有する画素の例を示す説明図。3 is an explanatory diagram illustrating an example of a pixel included in a light-emitting device. FIG. 発光装置と透明樹脂層と光センサとの位置関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the positional relationship of a light-emitting device, a transparent resin layer, and an optical sensor. 透明樹脂層の面のうち、発光している画素の配置位置に操作者の指が接触したときの光の状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state of the light when an operator's finger | toe contacts the arrangement position of the light-emitting pixel among the surfaces of a transparent resin layer. 本発明の光学式タッチパネルの構成例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structural example of the optical touch panel of this invention. 本発明の光学式タッチパネルの動作の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of operation | movement of the optical touch panel of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１信号電極
２走査電極
１１発光装置
１２透明樹脂層
１３光センサ
１４増幅器
１５位置演算部
１６発光制御部
１７走査電極ドライバ
１８信号電極ドライバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal electrode 2 Scan electrode 11 Light-emitting device 12 Transparent resin layer 13 Optical sensor 14 Amplifier 15 Position calculating part 16 Light emission control part 17 Scan electrode driver 18 Signal electrode driver

Claims

マトリクス状に配置された画素を有する発光装置と、
発光装置の画素を順次発光させる発光制御部と、
発光装置の上層に配置される板状の透明体と、
透明体の端部から射出される光を受光し、受光した光の光量に応じた電圧を出力する電圧出力部と、
電圧出力部の出力電圧が所定の閾値を超えて変化したときに発光制御部が発光させていた画素の配置位置に操作者が接触していたと判定する位置演算部とを備え、
発光制御部は、同一行に属する各画素を順次発光させる処理を各行毎に行う
ことを特徴とする光学式タッチパネル。 A light emitting device having pixels arranged in a matrix;
A light emission control unit that sequentially emits light from the pixels of the light emitting device;
A plate-like transparent body disposed on the upper layer of the light emitting device;
A voltage output unit that receives light emitted from the end of the transparent body and outputs a voltage according to the amount of light received;
A position calculation unit that determines that the operator is in contact with the arrangement position of the pixel that the light emission control unit emits light when the output voltage of the voltage output unit changes beyond a predetermined threshold;
The light emission control unit performs a process of sequentially emitting light from each pixel belonging to the same row for each row.

発光制御部は、同一行に属する各画素を順次発光させるときに、複数の画素が発光する期間を重複させる請求項１に記載の光学式タッチパネル。 The optical touch panel according to claim 1, wherein when the pixels belonging to the same row are caused to emit light sequentially, the light emission control unit overlaps the period during which the plurality of pixels emit light.