JP3462889B2 - Optical touch panel and driving method thereof - Google Patents
Optical touch panel and driving method thereofInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、光学式タッチパネル
およびその駆動方法に関する。より詳しくは、部品数を
大幅に低減した光学式タッチパネルおよびその駆動方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical touch panel and its driving method. More specifically, the present invention relates to an optical touch panel having a significantly reduced number of parts and a driving method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の光学式タッチパネルは、図10に
示すように、矩形の表示画面101の隣り合う2辺10
1a,101bに沿って配列された複数の発光素子10
2と、この表示画面101の残りの2辺101c,10
1dに沿って、各発光素子102にそれぞれ対向して配
列された受光素子103を備えている。各発光素子10
2(制御回路109によって駆動される)が発した光
は、それぞれ対向する受光素子103によって検出され
る。例えば、辺101aの上端の発光素子102が発し
た光L111は辺101cの上端の受光素子103によっ
て検出され、また、辺101bの右端の発光素子102
が発した光L110は辺101dの右端の受光素子103
によって検出される。各受光素子103が出力する信号
は所定の処理回路110によって解析処理される。操作
者が指などで表示画面101を触れると、特定の発光素
子102が発した光が遮られる結果、対応する受光素子
102の出力が変化して、操作者が触れた座標が上記処
理回路110を通して検出される。2. Description of the Related Art A conventional optical touch panel, as shown in FIG. 10, has two sides 10 adjacent to each other on a rectangular display screen 101.
A plurality of light emitting elements 10 arranged along 1a and 101b
2 and the remaining two sides 101c, 10 of the display screen 101
A light receiving element 103 is arranged along 1d so as to face each light emitting element 102. Each light emitting element 10
The light emitted by 2 (driven by the control circuit 109) is detected by the light receiving elements 103 facing each other. For example, the light L 111 emitted from the light emitting element 102 at the upper end of the side 101a is detected by the light receiving element 103 at the upper end of the side 101c, and the light emitting element 102 at the right end of the side 101b is detected.
The light L 110 emitted by the light receiving element 103 at the right end of the side 101d
Detected by. The signal output from each light receiving element 103 is analyzed by a predetermined processing circuit 110. When the operator touches the display screen 101 with a finger or the like, the light emitted from a specific light emitting element 102 is blocked, and as a result, the output of the corresponding light receiving element 102 changes, and the coordinates touched by the operator are the processing circuits 110. Detected through.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光学式タッチパネルは、発光素子102と同じ数だ
けの受光素子103を必要とし、また、受光素子103
を結線するための配線基板を必要とするため、製造コス
トが高くつくという問題がある。However, the above-mentioned conventional optical touch panel requires the same number of light receiving elements 103 as the light emitting elements 102, and the light receiving elements 103 are the same.
There is a problem that the manufacturing cost is high because a wiring board for connecting the wires is required.
【0004】そこで、この発明の目的は、部品数を大幅
に削減して製造コストを低減できる上、表示画面の周囲
の枠幅を低減してコンパクトに構成できる光学式タッチ
パネルを提供することにある。また、この発明の目的
は、そのような光学式タッチパネルを駆動するのに適し
た光学式タッチパネルの駆動方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an optical touch panel which can be constructed compactly by reducing the number of parts to reduce the manufacturing cost and also reducing the frame width around the display screen. . Another object of the present invention is to provide a method of driving an optical touch panel suitable for driving such an optical touch panel.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の光学式タッチパネルは、矩形の表示画面
の隣り合う2辺に沿って複数配列され、上記表示画面に
平行かつ上記配列された辺に垂直に光を発する発光素子
と、上記表示画面の残りの隣り合う2辺に沿ってそれぞ
れ設けられ、対向する上記発光素子が発した光を受け
て、受けた光を透光性材料内を通して上記表示画面のコ
ーナー部へ導く光ガイド部材と、上記表示画面の上記コ
ーナー部に設けられ、上記光ガイド部材が導いた光を受
けて、受けた光に応じた電気信号を出力する受光素子を
備え、上記光ガイド部材は、所定の屈折率nを有し、頂
角θをなす第1,第2の面を持つ楔状の部材であって、
上記第1の面は、上記表示画面に垂直かつ上記表示画面
の近接した辺に平行をなし、上記第2の面は、上記表示
画面に垂直で上記第1の面に対して上記頂角θだけ傾斜
し、かつ、上記光ガイド部材は、上記頂角θをなす第
1,第2の面を持ち上記表示画面の近接した辺が延びる
方向の長さが互いに異なる複数の部分を、上記表示画面
に垂直な方向に重ねて構成されていることを特徴として
いる。To achieve the above object, a plurality of optical touch panels according to the present invention are arranged along two adjacent sides of a rectangular display screen and are arranged in parallel with the display screen. a light emitting element side to emit vertically light was, it along two sides remaining adjacent the display screen
It is provided, receiving opposing the light emitting element is emitted, and the light guide member for guiding the corners of the display screen light through translucent in material received, provided in the corners of the display screen A light receiving element that receives the light guided by the light guide member and outputs an electric signal according to the received light, wherein the light guide member has a predetermined refractive index n and forms an apex angle θ. 1, a wedge-shaped member having a second surface,
The first surface is perpendicular to the display screen and parallel to an adjacent side of the display screen, and the second surface is perpendicular to the display screen and the apex angle θ with respect to the first surface. And the light guide member has the first and second surfaces forming the apex angle θ, and has a plurality of portions having different lengths in the direction in which the adjacent sides of the display screen extend. The feature is that they are stacked in a direction perpendicular to the screen.
【0006】また、一実施形態の光学式タッチパネル
は、上記受光素子は、上記表示画面の上記隣り合う2辺
に設けられた2つの光ガイド部材からの光を受けるよう
に、上記表示画面に垂直で上記隣り合う2辺に対して斜
めに配置されていることを特徴としている。Further, in the optical touch panel of one embodiment , the light receiving element is perpendicular to the display screen so as to receive light from two light guide members provided on the two adjacent sides of the display screen. Is arranged obliquely with respect to the two adjacent sides.
【0007】また、一実施形態の光学式タッチパネル
は、上記光ガイド部材の屈折率nと頂角θとは、
(1/n)≦sin2θ
なる関係を満たすことを特徴としている。The optical touch panel of one embodiment is characterized in that the refractive index n of the light guide member and the apex angle θ satisfy the relationship of (1 / n) ≦ sin2θ.
【0008】また、この発明の光学式タッチパネルの駆
動方法は、上記光学式タッチパネルを駆動する光学式タ
ッチパネルの駆動方法であって、所定の制御回路によっ
て上記発光素子を走査して所定のタイミングで個々に発
光させ、所定の処理回路によって上記タイミングに同期
して上記受光素子の出力を検出して、上記各発光素子に
対応する座標が遮られたかどうかを表す信号を得るよう
にしたことを特徴としている。The driving method of the optical touch panel of the present invention is a driving method of the optical touch panel for driving the optical touch panel, wherein the light emitting elements are scanned by a predetermined control circuit to individually drive the light emitting elements. The output of the light receiving element is detected in synchronization with the timing by a predetermined processing circuit, and a signal indicating whether or not the coordinates corresponding to the light emitting elements are blocked is obtained. There is.
【0009】[0009]
【作用】この発明の光学式タッチパネルでは、表示画面
の2辺に沿って設けられた発光素子が発した光は、残り
の2辺に設けられた光ガイド部材内を通して、表示画面
のコーナー部に設けられた受光素子に導かれる。受光素
子は受けた光に応じて電気信号を出力し、この電気信号
は所定の処理回路によって解析処理される。In the optical touch panel according to the present invention, the light emitted from the light emitting elements provided along the two sides of the display screen passes through the light guide members provided on the remaining two sides to reach the corners of the display screen. It is guided to the provided light receiving element. The light receiving element outputs an electric signal according to the received light, and the electric signal is analyzed by a predetermined processing circuit.
【0010】このように、表示画面の残りの2辺に沿っ
て光ガイド部材が設けられているので、この光学式タッ
チパネルでは、表示画面のコーナー部だけに受光素子を
設ければ済む。したがって、従来に比して、受光素子の
個数が大幅に削減される。また、受光素子がコーナー部
だけに設けられるので、受光素子を結線するための配線
基板が不要になる。したがって、全体として部品数が大
幅に削減される。また、このように部品数が削減される
結果、アセンブリも簡易化される。したがって、従来に
比して、製造コストが大幅に低減される。As described above, since the light guide member is provided along the remaining two sides of the display screen, in this optical touch panel, it suffices to provide the light receiving element only at the corner portion of the display screen. Therefore, the number of light receiving elements is significantly reduced as compared with the conventional one. Further, since the light receiving element is provided only in the corner portion, a wiring board for connecting the light receiving element is not necessary. Therefore, the number of parts is greatly reduced as a whole. Further, as a result of reducing the number of parts in this way, the assembly is also simplified. Therefore, the manufacturing cost is significantly reduced as compared with the conventional case.
【0011】また、上記光ガイド部材は、所定の屈折率
nを有し、頂角θなす第1,第2の面を持つ楔状の部材
であって、上記第1の面は、上記表示画面に垂直かつ上
記表示画面の近接した辺に平行をなし、上記第2の面
は、上記表示画面に垂直で上記第1の面に対して上記頂
角θだけ傾斜しているので、上記発光素子が発した光
は、上記第1の面を通して光ガイド部材内に取り込まれ
る。取り込まれた光は、上記第2の面で反射されて、効
率良く上記受光素子へ導かれる。Further, the light guide member is a wedge-shaped member having a predetermined refractive index n and having first and second surfaces having an apex angle θ, and the first surface is the display screen. None perpendicular and parallel to the adjacent sides of the display screen, the second surface, so inclined by the apex angle θ in perpendicular to the first plane on the display screen, the light emitting element The light emitted by is taken into the light guide member through the first surface. The captured light is reflected by the second surface and efficiently guided to the light receiving element.
【0012】また、上記光ガイド部材は、上記頂角θを
なす第1,第2の面を持ち上記表示画面の近接した辺が
延びる方向の長さが互いに異なる複数の部分を、上記表
示画面に垂直な方向に重ねて構成されているので、表示
画面の周囲の枠幅が低減される。したがって、光学式タ
ッチパネルがコンパクトに構成される。なお、上記各部
分の第2の面が反射した光は、上記表示画面から異なる
高さで上記受光素子に導かれる。Further, the light guide member has a plurality of portions having first and second surfaces forming the apex angle θ and having different lengths in a direction in which adjacent sides of the display screen extend from each other. which is configured to overlap in a direction perpendicular to the frame width of the periphery of the display screen is reduced. Therefore, the optical touch panel is configured compactly. The light reflected by the second surface of each portion is guided to the light receiving element at a different height from the display screen.
【0013】また、上記受光素子は、上記表示画面の上
記隣り合う2辺に設けられた2つの光ガイド部材からの
光を受けるように、上記表示画面に垂直で上記隣り合う
2辺に対して斜めに配置されている場合、受光素子を1
つだけで済ませることができ、光学式タッチパネルをさ
らに安価かつ容易に作製することができる。Further, the light receiving element is perpendicular to the two adjacent sides of the display screen so as to receive light from two light guide members provided on the two adjacent sides of the display screen. If it is arranged diagonally, set the light receiving element to 1
The optical touch panel can be manufactured more inexpensively and easily.
【0014】また、上記光ガイド部材の屈折率nと頂角
θとは、
(1/n)≦sin2θ
なる関係を満たす場合、上記第2の面で反射された光が
光ガイド部材内を通って上記第1の面に入射したとき、
この第1の面によって全反射される。したがって、光ガ
イド部材に取り込まれた光が、効率良く上記受光素子へ
導かれる。When the refractive index n of the light guide member and the apex angle θ satisfy the relationship of (1 / n) ≦ sin2θ, the light reflected by the second surface passes through the light guide member. When incident on the first surface,
It is totally reflected by this first surface. Therefore, the light taken into the light guide member is efficiently guided to the light receiving element.
【0015】また、この発明の光学式タッチパネルの駆
動方法は、所定の制御回路によって上記発光素子を走査
して所定のタイミングで個々に発光させ、所定の処理回
路によって上記タイミングに同期して上記受光素子の出
力を検出している。したがって、表示画面のコーナー部
に設けただけの少ない数の受光素子によって、上記各発
光素子に対応する座標が遮られたかどうかを表す信号が
得られる。In the method of driving an optical touch panel according to the present invention, a predetermined control circuit scans the light emitting elements to individually emit light, and a predetermined processing circuit synchronizes with the light reception. The output of the element is detected. Therefore, a signal indicating whether or not the coordinates corresponding to each of the light emitting elements are blocked by the small number of light receiving elements provided in the corners of the display screen.
【0016】[0016]
【実施例】以下、この発明の光学式タッチパネルを実施
例により詳細に説明する。EXAMPLES The optical touch panel of the present invention will be described in detail below with reference to examples.
【0017】図1は、この発明の基礎となる光学式タッ
チパネルの構成を示している。図示のように、この光学
式タッチパネルは、矩形の表示画面1の隣り合う2辺1
a,1bに沿ってそれぞれ10個ずつ配列された発光素
子2と、表示画面1の残りの2辺1c,1dに沿って設
けられた一対の光ガイド部材4,4′と、表示画面1の
辺1cと1dとがなすコーナー部に設けられた一対の受
光素子3,3を備えている。上記各発光素子2は、制御
回路9によって駆動されて、表示画面1に平行かつ上記
配列された辺1a,1bに垂直に光を発する。例えば、
辺1aの上端に配された発光素子2は図において右向き
に光L11を発し、また、辺1bの右端に配された発光素
子2は図において下向きに光L10を発する。光ガイド部
材4,4′は、互いに対称に構成されており、それぞれ
対向する発光素子2が発した光を受けて、受けた光を上
記受光素子3,3が設けられているコーナー部へ導く。
受光素子3は、光ガイド部材4,4′が導いた光を受け
て、受けた光に応じた電気信号を出力する。受光素子3
の出力は所定の処理回路10によって解析処理される。
なお、各辺に設けられた発光素子2の数は、この光学式
タッチパネルの分解能を定めている。FIG. 1 shows the structure of an optical touch panel which is the basis of the present invention. As shown in the figure, this optical touch panel has two sides 1 adjacent to each other on a rectangular display screen 1.
10 light emitting elements 2 are arranged along each of a and 1b, a pair of light guide members 4 and 4'provided along the remaining two sides 1c and 1d of the display screen 1, and the display screen 1 It is provided with a pair of light receiving elements 3 and 3 provided at the corners formed by the sides 1c and 1d. Each of the light emitting elements 2 is driven by the control circuit 9 and emits light in parallel to the display screen 1 and perpendicularly to the arranged sides 1a and 1b. For example,
The light emitting element 2 arranged at the upper end of the side 1a emits light L 11 in the right direction in the figure, and the light emitting element 2 arranged in the right end of the side 1b emits light L 10 in the downward direction in the figure. The light guide members 4 and 4'are configured symmetrically to each other, receive light emitted from the light emitting elements 2 facing each other, and guide the received light to the corners where the light receiving elements 3 and 3 are provided. .
The light receiving element 3 receives the light guided by the light guide members 4 and 4 ', and outputs an electric signal according to the received light. Light receiving element 3
The output of is analyzed by a predetermined processing circuit 10.
The number of light emitting elements 2 provided on each side determines the resolution of this optical touch panel.
【0018】上記光ガイド部材4(4′は4に対称に構
成されている)は、図4に示すように、所定の屈折率n
を有し、頂角θをなす第1の面4a,第2の面4bを持
つ楔状の部材である。なお、同図(a)は表示画面1の前
方(図1と同じ方向)から見たところ、同図(b)は同図
(a)のものを図において右側から見たところ、同図(c)は
同図(a)のものを下側から見たところをそれぞれ示して
いる。面4aは図1に示した表示画面1に垂直かつ近接
した辺1dに平行に置かれ、面4bは表示画面1に垂直
かつ面4a対して頂角θをなしている。発光素子2が発
した光は、面4aを通して取り込まれ、面4bによって
反射される。また、反射された光は、面4aに対して垂
直な面4cを通して放出される。この光ガイド部材4
は、透光性の樹脂またはガラスを成形または切削して作
製されている。光を効率良く導くために、上記各面4
a,4b,4cは鏡面仕上げされ、特に、面4bには金
属コーティング(メッキなど)が施されている。また、
この光ガイド部材4の屈折率nと頂角θとは、式(1)
に示した
(1/n)≦sin2θ
なる関係を満たしている。この場合、図5に示すよう
に、面4a(点P1)に垂直に入射した光Liが、面4
b(点P2)で反射された後、この部材4内を通って再
び面4a(点P3)に入射するとき、この部材4の幾何
形状に起因して入射角が2θとなる。ここで、θとnと
が式(1)を満たすとき、スネルの法則から導かれるよ
うに、光Liは面4aによって全反射される(つまり、
図中に破線で示すような屈折が生じない)。したがっ
て、光Liを効率良く受光素子3へ導びくことができ
る。なお、光Liの入射箇所によっては、さらに面4b
(点P4)で反射され、部材4内を通って再び面4aに
入射するかもしれない。しかし、このときの入射角は点
P3に入射したときよりもさらに大きくなっているの
で、再び全反射される。The light guide member 4 (4 'is symmetrical to 4) has a predetermined refractive index n, as shown in FIG.
And is a wedge-shaped member having a first surface 4a and a second surface 4b having an apex angle θ. It should be noted that FIG. 1A is viewed from the front of the display screen 1 (the same direction as FIG. 1), and FIG.
FIG. 7A is viewed from the right side in the figure, and FIG. 7C is viewed from the lower side in FIG. The surface 4a is placed parallel to the side 1d which is perpendicular and close to the display screen 1 shown in FIG. 1, and the surface 4b is perpendicular to the display screen 1 and forms an apex angle θ with respect to the surface 4a. The light emitted by the light emitting element 2 is taken in through the surface 4a and reflected by the surface 4b. Further, the reflected light is emitted through the surface 4c perpendicular to the surface 4a. This light guide member 4
Is produced by molding or cutting a translucent resin or glass. In order to guide the light efficiently, each surface 4
The surfaces a, 4b, and 4c are mirror-finished, and particularly, the surface 4b is provided with a metal coating (plating or the like). Also,
The refractive index n and the apex angle θ of the light guide member 4 are calculated by the formula (1).
The relationship of (1 / n) ≦ sin2θ shown in is satisfied. In this case, as shown in FIG. 5, the light Li incident perpendicularly on the surface 4 a (point P 1 ) is
After being reflected at b (point P 2 ), when it passes through the inside of this member 4 and enters the surface 4 a (point P 3 ) again, the incident angle becomes 2θ due to the geometrical shape of this member 4. Here, when θ and n satisfy the equation (1), the light Li is totally reflected by the surface 4a as derived from Snell's law (that is,
The refraction shown by the broken line in the figure does not occur). Therefore, the light Li can be efficiently guided to the light receiving element 3. Depending on the incident location of the light Li, the surface 4b may be further
It may be reflected at (point P 4 ), pass through the inside of the member 4, and enter the surface 4 a again. However, the angle of incidence at this time is larger than that at the point P 3 , so that the light is totally reflected again.
【0019】この光学式タッチパネルを駆動する場合、
図1に示した制御回路9によって、辺1bに並ぶ10個
の発光素子2と、辺1aに並ぶ10個の発光素子2とに
対して、図8上段に示すように、順に駆動パルスを印加
する。つまり、列方向に並ぶ発光素子2および行方向に
並ぶ発光素子2を走査して個々に発光させる。処理回路
10によって、図8の3段目に示すタイミングで、上記
各駆動パルスに同期して受光素子3の出力を検出する。
受光素子3は、図8の2段目に示すように、受光量に応
じたアナログ量を出力する。そこで、スレッシュレベル
を設定し、受光素子3の出力がこのスレッシュレベルを
超えるか否かによって遮光物の有無を判定する。すなわ
ち、受光素子3の出力がスレッシュレベルを超えたとき
は、出力“1”となって遮光物が無いと判断する一方、
受光素子3の出力がスレッシュレベルを下回ったとき
は、出力“0”となって遮光物が有ったと判断する。例
えば、図1に示すように、表示画面1上に遮光物がない
場合は、列方向および行方向に並ぶ各発光素子2が光を
発したすべてのタイミングで出力“1”が得られる。こ
れに対して、図9に示すように、座標(3,2)に遮光
物Aがある場合は、図8下段に示すように、列方向の3
番目の発光素子が発した光L3が遮られて、このタイミ
ングの受光素子3の出力が“0”になる。同様に、行方
向の2番目の発光素子が発した光L12が遮られて、この
タイミングの受光素子3の出力が“0”になる。他の発
光素子が光を発したタイミングでは、出力“1”が得ら
れる。この結果、表示画面1上で座標(3,2)に遮光
物Aがあることが分かる。このような作業はマイクロコ
ンピュータのソフトウエアによって容易に実行すること
ができる。なお、検出速度を高めたい場合は、発光素子
2に対する駆動パルスの幅を狭くして走査速度を速くす
れば良い。また、表示画面1上の分解能を高めたい場合
は、辺1a,1bに設ける発光素子2の数を増加させれ
ば良い。When driving this optical touch panel,
The control circuit 9 shown in FIG. 1 sequentially applies drive pulses to the ten light emitting elements 2 arranged on the side 1b and the ten light emitting elements 2 arranged on the side 1a, as shown in the upper part of FIG. To do. That is, the light emitting elements 2 arranged in the column direction and the light emitting elements 2 arranged in the row direction are scanned to individually emit light. The output of the light receiving element 3 is detected by the processing circuit 10 at the timing shown in the third stage of FIG.
The light receiving element 3 outputs an analog amount according to the amount of received light, as shown in the second row of FIG. Therefore, a threshold level is set, and the presence or absence of a light shield is determined by whether or not the output of the light receiving element 3 exceeds this threshold level. That is, when the output of the light receiving element 3 exceeds the threshold level, the output becomes "1" and it is determined that there is no light blocking object.
When the output of the light receiving element 3 falls below the threshold level, the output becomes "0" and it is determined that there is a light shield. For example, as shown in FIG. 1, when there is no light shield on the display screen 1, the output “1” is obtained at all timings when the light emitting elements 2 arranged in the column direction and the row direction emit light. On the other hand, as shown in FIG. 9, when the light shielding object A is located at the coordinates (3, 2), as shown in the lower part of FIG.
The light L 3 emitted by the th light emitting element is blocked, and the output of the light receiving element 3 at this timing becomes “0”. Similarly, the light L 12 emitted from the second light emitting element in the row direction is blocked, and the output of the light receiving element 3 at this timing becomes “0”. The output "1" is obtained at the timing when the other light emitting element emits light. As a result, it can be seen that the light shield A is present at the coordinates (3, 2) on the display screen 1. Such work can be easily performed by the software of the microcomputer. In order to increase the detection speed, the width of the drive pulse for the light emitting element 2 may be narrowed to increase the scanning speed. If the resolution on the display screen 1 is desired to be increased, the number of light emitting elements 2 provided on the sides 1a and 1b may be increased.
【0020】この光学式タッチパネルでは、表示画面1
の2辺1a,1bに沿って発光素子2を設け、表示画面
1の残りの2辺1c,1dに沿って光ガイド部材4,
4′を設けているので、表示画面1のコーナー部だけに
受光素子3を設ければ済む。したがって、従来に比し
て、受光素子3の個数を大幅に削減することができる。
また、受光素子3をコーナー部だけに設けているので、
受光素子3を結線するための配線基板が不要になる。し
たがって、全体として部品数を大幅に削減できる。ま
た、このように部品数を削減できる結果、アセンブリも
簡易化できる。したがって、従来に比して、製造コスト
を大幅に低減することができる。In this optical touch panel, the display screen 1
The light emitting element 2 is provided along the two sides 1a and 1b of the light guide member 4, and the light guide member 4 is provided along the remaining two sides 1c and 1d of the display screen 1.
Since 4'is provided, it suffices to provide the light receiving element 3 only at the corner portion of the display screen 1. Therefore, the number of the light receiving elements 3 can be significantly reduced as compared with the related art.
Moreover, since the light receiving element 3 is provided only in the corner portion,
A wiring board for connecting the light receiving elements 3 is not required. Therefore, the number of parts can be significantly reduced as a whole. Further, as a result of reducing the number of parts in this way, the assembly can be simplified. Therefore, the manufacturing cost can be significantly reduced as compared with the conventional case.
【0021】図6は一実施例の光学式タッチパネルが備
える光ガイド部材を示している。なお、同図(a),(b),
(c)はそれぞれ図4(a),(b),(c)と同じ方向から見たと
ころを示している。この光ガイド部材34は、表示画面
1の近接した辺に沿って延びる2つの層部分35,36
を、表示画面1に垂直な方向に重ねて構成されている。
各層部分35,36は、屈折率nを持ち、図6(a)に示
すように、それぞれ頂角θをなす第1,第2の面35
a,35b;36a,36bを有している。層部分35
の長手方向の長さは表示画面1の近接した辺の長さと等
しく、層部分36の長手方向の長さはその半分になって
いる。面35a,36aは一つの面34aを形成してお
り、光を放出する面36cは面34aに垂直になってい
る。この光ガイド部材34は、先に述べた光ガイド部材
4と同様に、透光性の樹脂またはガラスを成形または切
削して作製されている。光を効率良く導くために、上記
各面35a,35b,36a,36b,36cは鏡面仕
上げされ、特に、面35b,36bには金属コーティン
グ(メッキなど)が施されている。また、屈折率nと頂
角θとは、式(1)に示した
(1/n)≦sin2θ
なる関係を満たしている。FIG. 6 shows an optical touch panel according to an embodiment.
2 shows an optical guide member for obtaining light. In addition, (a), (b),
4 (c) shows the same view as in FIGS. 4 (a), (b), and (c). The light guide member 34 includes two layer portions 35 and 36 extending along the adjacent sides of the display screen 1.
Are stacked in the direction perpendicular to the display screen 1.
Each of the layer portions 35 and 36 has a refractive index n, and as shown in FIG. 6A, each of the first and second surfaces 35 forms an apex angle θ.
a, 35b; 36a, 36b. Layer part 35
The length of the layer portion 36 in the longitudinal direction is equal to the length of the adjacent side of the display screen 1, and the length of the layer portion 36 in the longitudinal direction is half thereof. The surfaces 35a and 36a form one surface 34a, and the light emitting surface 36c is perpendicular to the surface 34a. The light guide member 34 is formed by molding or cutting a translucent resin or glass, similarly to the light guide member 4 described above. In order to guide light efficiently, the surfaces 35a, 35b, 36a, 36b, 36c are mirror-finished, and particularly the surfaces 35b, 36b are coated with metal (plating or the like). Further, the refractive index n and the apex angle θ satisfy the relationship of (1 / n) ≦ sin2θ shown in the equation (1).
【0022】同図(a)に示すように、第1〜第5番目の
発光素子2が発した光L1,…,L5は面35aを通して
取り込まれる。そして、層部分35内で面35bによっ
て反射されたり、面35aで全反射されたりして面36
cを通して放出される。放出された光L1,…,L5は、
同図(c)に示すように受光素子3の下半分に入射する。
一方、第6〜第10番目の発光素子2が発した光L6,
…,L10は面36aを通して取り込まれる。そして、層
部分36内で面36bによって反射されたり、面36a
で全反射されたりして面36cを通して放出される。放
出された光L6,…,L10は、同図(c)に示すように受光
素子3の上半分に入射する。As shown in FIG. 3A, the lights L 1 , ..., L 5 emitted from the first to fifth light emitting elements 2 are taken in through the surface 35a. Then, in the layer portion 35, the surface 36 b is reflected by the surface 35 b or is totally reflected by the surface 35 a.
It is released through c. The emitted light L 1 , ..., L 5 is
It enters the lower half of the light receiving element 3 as shown in FIG.
On the other hand, the light L 6 emitted from the sixth to tenth light emitting elements 2,
..., L 10 is taken in through the surface 36a. Then, in the layer portion 36, the light is reflected by the surface 36b or the surface 36a.
The light is totally reflected at and is emitted through the surface 36c. The emitted light L 6 , ..., L 10 is incident on the upper half of the light receiving element 3 as shown in FIG.
【0023】この光ガイド部材34によれば、先に示し
た光ガイド部材4に比して、表示画面1に平行で近接し
た辺に垂直な方向の幅、つまり表示画面1の周囲の枠幅
を低減することができる。したがって、光学式タッチパ
ネルをコンパクトに構成することができる。According to the light guide member 34, the width in the direction perpendicular to the side parallel and close to the display screen 1, that is, the frame width around the display screen 1 is larger than that of the light guide member 4 shown above. Can be reduced. Therefore, the optical touch panel can be made compact.
【0024】図7は光ガイド部材の変形例を示してい
る。なお、同図(a),(b),(c)はそれぞれ図4(a),
(b),(c)と同じ方向から見たところを示している。この
光ガイド部材40は、表示画面1の近接した辺に沿って
延びる10個の層部分41,42,…,50を、表示画
面1に垂直な方向に重ねて構成されている(なお、各層
部分はそれぞれ1つの発光素子2に対応している。)。
各層部分41,42,…,50は、屈折率nを持ち、図
7(a)に示すように、それぞれ頂角θ=45°をなす第
1,第2の面41a,41b;42a,42b;…;5
0a,50bを有している。面41a,42a,…,5
0aは一つの面40aを形成しており、光を放出する面
40cは面40aに垂直になっている。層部分41の長
手方向の長さは表示画面1の近接した辺の長さと等し
く、他の層部分42,…,50の長手方向の長さは所定
寸法ずつ次第に短くなっている。この光ガイド部材40
は、先に述べた光ガイド部材4,34と同様に、透光性
の樹脂またはガラスを成形または切削して作製されてい
る。光を効率良く導くために、上記各面40a,41
b,…,50b,40cは鏡面仕上げされ、特に、面4
1b,…,50bには金属コーティング(メッキなど)
が施されている。FIG. 7 shows a modification of the light guide member. 4 (a), (b) and (c) are shown in FIG. 4 (a),
Shown from the same direction as (b) and (c). The light guide member 40 is configured by stacking ten layer portions 41, 42, ..., 50 extending along the adjacent sides of the display screen 1 in a direction perpendicular to the display screen 1 (each layer is included). Each part corresponds to one light emitting element 2.).
Each of the layer portions 41, 42, ..., 50 has a refractive index n, and as shown in FIG. 7A, each of the first and second surfaces 41a, 41b; 42a, 42b forms an apex angle θ = 45 °. ; ...; 5
It has 0a and 50b. Surfaces 41a, 42a, ..., 5
0a forms one surface 40a, and the light emitting surface 40c is perpendicular to the surface 40a. The length of the layer portion 41 in the longitudinal direction is equal to the length of the adjacent side of the display screen 1, and the lengths of the other layer portions 42, ..., 50 in the longitudinal direction are gradually reduced by a predetermined dimension. This light guide member 40
Is manufactured by molding or cutting a translucent resin or glass like the light guide members 4 and 34 described above. In order to guide light efficiently, the surfaces 40a and 41 are
b, ..., 50b, 40c are mirror-finished, and in particular surface 4
Metal coating (plating, etc.) on 1b, ..., 50b
Has been applied.
【0025】同図(a)に示すように、第1〜第10番目
の発光素子2が発した光L1,…,L10は、それぞれ面
41a,…,50aをを通して各層部分41,…,50
に取り込まれる。そして、各層部分41,…,50内で
それぞれ面41b,…,50bによって反射され、各面
41b,…,50bが設けられている高さでこの部材4
0内を通り、面40cを通して放出される。放出された
光L1〜L10は、同図(c)に示すように、受光素子3にそ
れぞれ異なる高さで入射する。As shown in FIG. 3A, the light L 1 , ..., L 10 emitted from the first to tenth light emitting elements 2 passes through the surfaces 41a ,. , 50
Is taken into. Then, in each layer portion 41, ..., 50, the member 4 is reflected by the surfaces 41b ,.
It passes through 0 and is emitted through the surface 40c. The emitted lights L 1 to L 10 are incident on the light receiving element 3 at different heights, as shown in FIG.
【0026】この光ガイド部材40によれば、先に示し
た光ガイド部材4に比して、表示画面1に平行で近接し
た辺に垂直な方向の幅、つまり表示画面1の周囲の枠幅
を低減することができる。したがって、光学式タッチパ
ネルをコンパクトに構成することができる。According to the light guide member 40, as compared with the light guide member 4 described above, the width in the direction perpendicular to the side parallel and close to the display screen 1, that is, the frame width around the display screen 1. Can be reduced. Therefore, the optical touch panel can be made compact.
【0027】なお、これまで、図1に示したように、光
ガイド部材を表示画面1の辺1c,1dに1つずつ設け
る例について述べたが、これに限られるものではない。
例えば、図2に示すように、光ガイド部材4と同一構成
で寸法が約1/2の光ガイド部材14,15,14′,
15′を用意し、辺1c,1dに2つずつ設けても良
い。詳しくは、光ガイド部材14,15を、辺1cに沿
って、光出射面14c,15c側が表示画面1のコーナ
ー部にくるように配置するとともに、光ガイド部材1
4′,15′を、辺1dに沿って、光出射面14c′,
15c′側が表示画面1のコーナー部にくるように配置
する。このようにした場合、例えば、辺1bの3番目の
発光素子が発した光L3、辺1bの9番目の発光素子が
発した光L9は、各部材14,15内に面14a,15
aを通して取り込まれ、面14b,15bで反射された
後、それぞれ面14c,15cを通して放出され、辺1
dの両側に設けられた受光素子3,3によって検出され
る。また、辺1aの1番目の発光素子が発した光L1、
辺1abの7番目の発光素子が発した光L7は、各部材
14′,15′内に面14a′,15a′を通して取り
込まれ、面14b′,15b′で反射された後、それぞ
れ面14c′,15c′を通して放出され、辺1cの両
側に設けられた受光素子3,3によって検出される。こ
のように、光ガイド部材4に対して寸法が約1/2の光
ガイド部材14,15,14′,15′を設けた場合、
表示画面1に平行で近接した辺1c,1dに垂直な方向
の幅、つまり表示画面1の周囲の枠幅を低減することが
できる。したがって、光学式タッチパネルをコンパクト
に構成することができる。Although an example in which one light guide member is provided on each of the sides 1c and 1d of the display screen 1 as shown in FIG. 1 has been described above, the present invention is not limited to this.
For example, as shown in FIG. 2, light guide members 14, 15, 14 'having the same structure as the light guide member 4 and having a size of about 1/2,
15 'may be prepared and two may be provided on each of the sides 1c and 1d. Specifically, the light guide members 14 and 15 are arranged along the side 1c so that the light emission surfaces 14c and 15c are located at the corners of the display screen 1, and the light guide members 1 and 15 are arranged.
4 ', 15' along the side 1d, the light exit surface 14c ',
The 15c 'side is arranged so as to come to the corner of the display screen 1. In this case, for example, the light L 3 emitted by the third light emitting element on the side 1b and the light L 9 emitted by the ninth light emitting element on the side 1b are included in the surfaces 14a, 15 inside the respective members 14, 15.
After being taken in through a, reflected by the surfaces 14b and 15b, and emitted through the surfaces 14c and 15c, respectively, the side 1
It is detected by the light receiving elements 3 provided on both sides of d. Also, the light L 1 emitted from the first light emitting element on the side 1a,
The light L 7 emitted by the seventh light-emitting element on the side 1ab is taken into the respective members 14 ′, 15 ′ through the surfaces 14a ′, 15a ′, reflected by the surfaces 14b ′, 15b ′, and then the respective surfaces 14c. ′, 15c ′, and is detected by the light receiving elements 3 provided on both sides of the side 1c. In this way, when the light guide members 14, 15, 14 ', 15' having a size of about 1/2 of the light guide member 4 are provided,
It is possible to reduce the width in the direction perpendicular to the sides 1c and 1d that are parallel to and close to the display screen 1, that is, the frame width around the display screen 1. Therefore, the optical touch panel can be made compact.
【0028】また、これまで、各光ガイド部材ごとに受
光素子3を1つずつ設ける例について述べたが、これに
限られるものではない。例えば、図3に示すように、表
示画面1の辺1c,1dに沿って、楔の厚幅側にそれぞ
れ2つの端面24c,24d;24c′,24d′を持
つ光ガイド部材24,24′を設け、この2つの光ガイ
ド部材24,24′に1つの受光素子3を設けても良
い。この場合、例えば、辺1bに沿って並ぶ6番目の発
光素子が発した光L6は、部材24内に面24aを通し
て取り込まれ、面24b,24cでそれぞれ反射された
後、面24dを通して放出され、受光素子3によって検
出される。一方、辺1aに沿って並ぶ6番面の発光素子
が発した光L16は、部材24′内に面24a′を通して
取り込まれ、面24b′で反射された後、そのまま面2
4d′を通して放出され、受光素子3によって検出され
る。このようにした場合、受光素子3を1つだけで済ま
せることができ、光学式タッチパネルをさらに安価かつ
容易に作製することができる。Although an example in which one light receiving element 3 is provided for each light guide member has been described above, the invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, along the sides 1c and 1d of the display screen 1, the light guide members 24 and 24 'having two end faces 24c and 24d; 24c' and 24d 'are formed on the thickness side of the wedge. The two light guide members 24, 24 'may be provided with one light receiving element 3. In this case, for example, the light L 6 emitted by the sixth light emitting element arranged along the side 1b is taken into the member 24 through the surface 24a, reflected by the surfaces 24b and 24c, and then emitted through the surface 24d. , Is detected by the light receiving element 3. On the other hand, the light L 16 emitted from the light emitting elements of the 6th surface arranged along the side 1a is taken into the member 24 ′ through the surface 24a ′, is reflected by the surface 24b ′, and then the surface 2 as it is.
It is emitted through 4d 'and detected by the light receiving element 3. In this case, it is possible to use only one light receiving element 3, and the optical touch panel can be manufactured more inexpensively and easily.
【0029】タッチパネルの主流はこれまで抵抗膜方式
のものであったが、この発明により高信頼性の光学式タ
ッチパネルを安価かつコンパクトに作製することができ
るので、光学方式が抵抗膜方式のものに置き換わり、今
後の主流になるものと考えられる。The mainstream of the touch panel has been the resistive film type until now, but since the present invention allows a highly reliable optical touch panel to be manufactured inexpensively and compactly, the optical system is a resistive film type. It will be replaced and will become the mainstream in the future.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の光
学式タッチパネルによれば、部品数を大幅に削減して製
造コストを低減できる上、表示画面の周囲の枠幅を低減
してコンパクトに構成できる。As is apparent from the above, according to the optical touch panel of the present invention, the number of parts can be greatly reduced to reduce the manufacturing cost, and the frame width around the display screen can be reduced to be compact. Can be configured.
【0031】また、この発明の光学式タッチパネルの駆
動方法によれば、表示画面のコーナー部に設けただけの
少ない数の受光素子によって、上記各発光素子に対応す
る座標が遮られたかどうかを表す信号を得ることができ
る。Further, according to the driving method of the optical touch panel of the present invention, it is indicated whether or not the coordinates corresponding to the light emitting elements are blocked by the small number of light receiving elements provided at the corners of the display screen. You can get a signal.
【図1】 この発明の基礎となる光学式タッチパネルの
概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical touch panel which is a basis of the present invention.
【図2】 この発明の基礎となる光学式タッチパネルの
概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an optical touch panel which is a basis of the present invention.
【図3】 この発明の基礎となる光学式タッチパネルの
概略構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an optical touch panel which is a basis of the present invention.
【図4】 光ガイド部材の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a light guide member.
【図5】 上記光ガイド部材の動作を説明する図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating an operation of the light guide member.
【図6】 この発明の一実施例の光学式タッチパネルが
備える光ガイド部材の構成を示す図である。FIG. 6 shows an optical touch panel according to an embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the structure of the light guide member provided .
【図7】 光ガイド部材の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a modification of the light guide member.
【図8】 図1に示した光学式タッチパネルの駆動信号
を示す図である。8 is a diagram showing drive signals of the optical touch panel shown in FIG.
【図9】 光学式タッチパネルに表示画面上に遮光物が
存する状態を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a state where a light shield exists on the display screen of the optical touch panel.
【図10】 従来の光学式タッチパネルの構成を示す図
である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional optical touch panel.
【符号の説明】
1 表示画面
2 発光素子
3 受光素子
4,4′,14,14′,15,15′,24,24′,34,
40 光ガイド部材
9 制御回路
10 処理回路[Explanation of reference numerals] 1 display screen 2 light emitting element 3 light receiving element 4, 4 ', 14, 14', 15, 15 ', 24, 24', 34,
40 Light guide member 9 Control circuit 10 Processing circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/03 - 3/037 G01B 11/00 - 11/30 H01H 35/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 3/03-3/037 G01B 11/00-11/30 H01H 35/00
Claims (4)
複数配列され、上記表示画面に平行かつ上記配列された
辺に垂直に光を発する発光素子と、 上記表示画面の残りの隣り合う2辺に沿ってそれぞれ設
けられ、対向する上記発光素子が発した光を受けて、受
けた光を透光性材料内を通して上記表示画面のコーナー
部へ導く光ガイド部材と、 上記表示画面の上記コーナー部に設けられ、上記光ガイ
ド部材が導いた光を受けて、受けた光に応じた電気信号
を出力する受光素子を備え、 上記光ガイド部材は、所定の屈折率nを有し、頂角θを
なす第1,第2の面を持つ楔状の部材であって、上記第
1の面は、上記表示画面に垂直かつ上記表示画面の近接
した辺に平行をなし、上記第2の面は、上記表示画面に
垂直で上記第1の面に対して上記頂角θだけ傾斜し、か
つ、 上記光ガイド部材は、上記頂角θをなす第1,第2の面
を持ち上記表示画面の近接した辺が延びる方向の長さが
互いに異なる複数の部分を、上記表示画面に垂直な方向
に重ねて構成されていることを特徴とする光学式タッチ
パネル。1. A light-emitting element, which is arranged in plural along two adjacent sides of a rectangular display screen, emits light in parallel to the display screen and perpendicular to the arranged side, and the rest of the display screen adjacent to each other. Set along each side
The light guide member that receives the light emitted from the light-emitting element that opposes and guides the received light to the corner portion of the display screen through the translucent material , and is provided in the corner portion of the display screen. The light guide element includes a light receiving element that receives the light guided by the light guide member and outputs an electric signal according to the received light. The light guide member has a predetermined refractive index n and a first angle θ. , A wedge-shaped member having a second surface, wherein the first surface is perpendicular to the display screen and parallel to an adjacent side of the display screen, and the second surface is on the display screen. The light guide member is vertically inclined by the apex angle θ with respect to the first surface, and the light guide member has first and second surfaces forming the apex angle θ, and adjacent sides of the display screen extend. Multiple parts with different lengths are stacked in the direction perpendicular to the above display screen. Optical touch panel, characterized by being.
おいて、 上記受光素子は、上記表示画面の上記隣り合う2辺に設
けられた2つの光ガイド部材からの光を受けるように、
上記表示画面に垂直で上記隣り合う2辺に対して斜めに
配置されていることを特徴とする光学式タッチパネル。2. The optical touch panel according to claim 1.
In the above, the light receiving element receives light from two light guide members provided on the two adjacent sides of the display screen,
An optical touch panel, which is arranged perpendicular to the display screen and obliquely with respect to the two adjacent sides.
光学式タッチパネルにおいて、 上記光ガイド部材の屈折率nと頂角θとは、 (1/n)≦sin2θ なる関係を満たすことを特徴とする光学式タッチパネ
ル。3. The optical touch panel according to claim 1, wherein the refractive index n of the light guide member and the apex angle θ satisfy a relationship of (1 / n) ≦ sin2θ. An optical touch panel featuring.
光学式タッチパネルを駆動する光学式タッチパネルの駆
動方法であって、 所定の制御回路によって上記発光素子を走査して所定の
タイミングで個々に発光させ、所定の処理回路によって
上記タイミングに同期して上記受光素子の出力を検出し
て、 上記各発光素子に対応する座標が遮られたかどうかを表
す信号を得るようにしたことを特徴とする光学式タッチ
パネルの駆動方法。4. A driving method of an optical touch panel for driving the optical touch panel according to claim 1, wherein the light emitting element is scanned by a predetermined control circuit at a predetermined timing. It is characterized in that the light is emitted individually, the output of the light receiving element is detected in synchronization with the timing by a predetermined processing circuit, and a signal indicating whether or not the coordinates corresponding to the light emitting elements are blocked is obtained. Driving method of optical touch panel.
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