JP3867354B2 - タッチスイッチ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置の表示面上においてタッチスイッチ操作されたことを検出するタッチスイッチ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のタッチスイッチ装置の組付け構成を図4に示す。複数の発光素子(例えばLED)1および複数の受光素子(例えばフォトトランジスタ)2が、樹脂製のホルダ4により保持されてプリント基板3上に搭載されている。プリント基板3は、その裏側に設置される液晶表示装置などの画像表示装置(以下、単に表示装置という)の表示面が見えるように中央部が開口された枠形状となっている。ホルダ4には、各発光素子1から出射される光および各受光素子2に入射される光の光路を規制して指向性を与えるためのスリット4aが形成されている。
【0003】
そして、図に示すように、プリント基板3上に、透明板としてのアクリル板5が取り付けられ、その上に赤外線透過フィルタ(IRフィルタ)6が取り付けられる。この赤外線透過フィルタ6は、対向する第1、第2のフィルタ部6a、6bと、対向する第3、第4のフィルタ部6c、6dを各辺に有する四角形状のものである。
【0004】
図5に、タッチスイッチ装置を表示装置7の前面に組付けた状態での断面構成を示す。表示装置7の表示面7aの上にアクリル板5が配置され、アクリル板5を通して前面から表示面7aが見えるようになっている。このアクリル板5の上面が、タッチスイッチ操作されるタッチSW面となっている。また、タッチスイッチ装置は、図に示すように、樹脂製のパネル8によって収納されており、このパネル8のうち、発光素子1、受光素子2、ホルダ4、赤外線透過フィルタ6を収納している部分が、パネル8の額縁部8aになる。
【0005】
図6に、タッチスイッチ装置の平面構成を示す。図に示すように、複数の発光素子1から第1、第3のフィルタ部6a、6cを介して出射された赤外線(ビーム)は、アクリル板5の表面の上、すなわち表示装置7の表示面7aの上に格子状に放射され、さらに第2、第4のフィルタ部6b、6dを介して、対応する受光素子2に入射されるようになっている。なお、複数の発光素子1および複数の受光素子2による光の放射および受光は、スキャニング的に順次行われる。
【0006】
そして、複数の発光素子1から第1、第3のフィルタ部6a、6cを介して出射された赤外線が指等により遮られると、受光素子2にて受光されないため、表示面7a上においてタッチスイッチ操作されたことが検出される。
なお、プリント基板3上には、図示していないが、複数の発光素子1および複数の受光素子2を含む、タッチスイッチ検出を行うに必要な種々の回路素子が搭載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成において、発光素子1から出射された赤外線は、ビーム状に放射されて受光素子2に入射されるが、図7に示すように、端部の発光素子1から出射された赤外線は、光路Aを通る他、この発光素子1側にあるフィルタ部6bの表面に当たって反射し、その反射光が光路Bを通って受光素子2に入射される場合がある。すなわち、図8に示すように、受光側においては、ホルダ4にスリット4aが形成されており所定方向からの赤外線しか入射されないようになっているが、スリット4aが十分長くない場合、図に示すように、光路Bを通った反射光が受光素子2に入射される。
【0008】
このように反射光が受光素子2に入射されると、光路A上にある赤外線を指等で遮っても光路Bを通る反射光が受光素子2に入射されるため、タッチスイッチ操作の検出を行うことができないという問題がある。
本発明者等が調査した結果、図9に示すように、ハッチングを付した○印で示す4箇所でタッチスイッチ検出が十分に行えないことが分かった。
【0009】
この場合、スリット4aを十分長くすれば、そのような反射光の入射を防止することができるが、スリット4aを長くすると、パネル8の額縁部8aが大きくなってしまい、装置全体が大きくなるという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みたもので、装置全体を大きくすることなく上述した反射光によるタッチスイッチ検出の不具合をなくすことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1乃至3に記載の発明においては、赤外線透過フィルタ(6)を、前記第1のフィルタ部(6a)の裏側に配設された複数の発光素子(1)における端部の発光素子とこの発光素子からの光を受光する第2のフィルタ部(6b)の裏側に配置された端部の受光素子(2)との間の光路を透明板(5)側に変更する形状、例えばプリズム形状にし、前記端部の発光素子から出射された光の光路を前記端部以外の発光素子から出射された光の光路よりも前記透明板側に低くしたことを特徴としている。
【0011】
このように端部の発光素子から端部の受光素子に至る光路を透明板側に変更することにより、端部の発光素子から出射された光が、第3、第4のフィルタ部(6c、6d)のうちその発光素子側にあるフィルタ部の表面で反射して受光素子に入射するのを抑制することができるため、反射光によるタッチスイッチ検出の不具合をなくすことができる。
【0012】
また、請求項4に記載の発明においては、更に第3、第4のフィルタ部(6c、6d)の裏側にそれぞれ発光素子と受光素子を配置した場合でも、赤外線透過フィルタ(6)をそれらの素子間の光路を透明板(5)側に変更するような形状にしているので、上記発明と同様の効果を有する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
図1に本発明の一実施形態を示すタッチスイッチ装置の断面構成を示す。この図1は、図5に示すものと同様、タッチスイッチ装置を表示装置7の前面に組付けた状態を示す。
【0014】
本実施形態においては、図4乃至図6に示す従来の構成に対し、赤外線透過フィルタ6の形状が異なる点以外は、図4乃至図6に示す構成と同じである。すなわち、本実施形態においては、第1、第3のフィルタ部6a、6cの裏側にある複数の発光素子1のうち端部にある4つの発光素子1と、第2、第4のフィルタ部6b、6dの裏側にある複数の受光素子2のうち端部にある4つの受光素子2(図6おいてハッチングを付した発光素子1と受光素子2)に対し、それに対向する赤外線透過フィルタ6の部分をプリズム形状にしている。
【0015】
具体的には、赤外線透過フィルタ6において、端部にある発光素子1および端部にある受光素子2に対向する部分が、図1に示すように断面で先細りになったプリズム形状になっている。このことによって、赤外線透過フィルタ6の内側の表面で光が屈折し発光素子1から受光素子2への光路が、図に示すように、下側、すなわちアクリル板5側に変更される。ここで、赤外線透過フィルタ6は、アクリル樹脂材料を用いて構成されており、その屈折率は1.49である。また、赤外線透過フィルタ6の外側の表面とアクリル板5とのなす角度θ1 は90°より小さい角度、具体的には76.5°であり、赤外線透過フィルタ6の内側の表面とアクリル板5とのなす角度θ2 は60°である。
【0016】
なお、赤外線透過フィルタ6のうち、端部にある4つの発光素子1と4つの受光素子2に対向する部分のみがプリズム形状になっており、例えば、図2に示すように、赤外線透過フィルタ6の外側(発光素子1、受光素子2と対向する側)に切欠き部61を形成してプリズム形状にしている。
次に、上記した構成によって、反射光による影響が低減される原理について説明する。
【0017】
従来の構成においては、図3において点線で示した○の位置に発光素子1の発光部、受光素子2の受光部があるため、発光部から出射されたビームは、隣接するフィルタ部の表面に垂直に当たり、その反射光が受光部に入射されるため、反射光の影響を受けることになる。これに対し、本実施形態のように、赤外線透過フィルタ6をプリズム形状にして光路変更を行った場合、見かけ上、図3において実線で示した○の位置に発光素子1の発光部、受光素子2の受光部があることになるため、発光部から出射されたビーム光は、隣接するフィルタ部の表面に垂直に当たらなくなる。このため、反射光が受光部に入射することがなく、反射光の影響を大きく低減することができる。
【0018】
なお、上記した実施形態においては、赤外線透過フィルタ6のうち、端部にある4つの発光素子と4つの受光素子に対向する部分をプリズム形状にしたが、全体にわたってプリズム形状にしてもよい。また、赤外線透過フィルタ6のうち、端部の発光素子と受光素子の両方に対向する部分をプリズム形状にするものを示したが、いずれか一方のみとしても光路変更ができるため、反射光の影響を低減することができる。
【0019】
また、上記した実施形態においては、一対の発光素子と受光素子を対向する第1、第2のフィルタ部6a、6b及び第3、第4のフィルタ部6c、6dにそれぞれ配置したが、いずれか一方のみ配置してもよい。この場合、表示装置7の表示面7a上には、赤外線が並行して通過することになる。このときも光路が上記実施形態と同様に制御されるので、同じ効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すタッチスイッチ装置の断面構成を示す図である。
【図2】図1に示す赤外線透過フィルタの部分的な外観構成を示す図である。
【図3】図1に示すタッチスイッチ装置によって、反射光による影響が低減される原理を説明するための図である。
【図4】従来のタッチスイッチ装置の組付け構成を示す図である。
【図5】従来のタッチスイッチ装置の断面構成を示す図である。
【図6】従来のタッチスイッチ装置の平面構成を示す図である。
【図7】従来のタッチスイッチ装置において、反射光の影響により検出できない場合があることを説明するための図である。
【図8】従来のタッチスイッチ装置における受光側の構成を示す図である。
【図9】従来のタッチスイッチ装置において、反射光の影響により検出できない位置を示す図である。
【符号の説明】
1…発光素子、2…受光素子、3…プリント基板、4…ホルダ、
4a…スリット、5…アクリル板、6…赤外線透過フィルタ、
7…表示装置、7a…表示面。
Claims (4)
- 表示装置(7)の表示面(7a)の上に赤外線を通過させ、前記赤外線が遮断されることによって前記表示面(7a)上でのタッチスイッチ操作を検出するようにしたタッチスイッチ装置において、
前記表示装置の表示面の上に配設され、タッチスイッチ操作される透明板(5)と、
対向する第1、第2のフィルタ部(6a、6b)と、対向する第3、第4のフィルタ部(6c、6d)を各辺に有する四角形状のものであって、前記第1乃至第4のフィルタ部の外側の表面と前記透明板とのなす角度(θ 1 )が90度より小さい角度をなすように、前記透明板の上に配設された赤外線透過フィルタ(6)と、
前記赤外線透過フィルタの第1のフィルタ部(6a)の裏側に配設された複数の発光素子(1)と、
前記赤外線透過フィルタの第2のフィルタ部(6b)の裏側に配設された複数の受光素子(2)とを備え、
前記赤外線透過フィルタは、前記第1のフィルタ部の裏側に配設された複数の発光素子における端部の発光素子とこの発光素子からの光を受光する前記第2のフィルタ部の裏側に配置された端部の受光素子との間の光路を前記透明板側に変更し、前記端部の発光素子から出射された光の光路を前記端部以外の発光素子から出射された光の光路よりも前記透明板側に低くする形状になっていることを特徴とするタッチスイッチ装置。 - 前記赤外線透過フィルタの第1、第2のフィルタ部は、前記端部の発光素子から出射された光が前記第3、第4のフィルタ部の表面に垂直に当たらない形状になっていることを特徴とする請求項1に記載のタッチスイッチ装置。
- 前記赤外線透過フィルタは、前記光路変更を行うためにプリズム形状になっていることを特徴とする請求項1又は2に記載のタッチスイッチ装置。
- さらに、前記赤外線透過フィルタの第3のフィルタ部(6c)の裏側に配設された複数の発光素子(1)と、前記赤外線透過フィルタの第4のフィルタ部(6d)の裏側に配設された複数の受光素子(2)とを備えて、前記表示装置の表示面上に赤外線を格子状に通過させるように構成されており、
前記赤外線透過フィルタは、前記第3のフィルタ部の裏側に配設された複数の発光素子における端部の発光素子とこの発光素子からの光を受光する前記第4のフィルタ部の裏側に配置された端部の受光素子との間の光路をも前記透明板側に変更する形状になっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載のタッチスイッチ装置。
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