JPH1021008A

JPH1021008A - 光タッチスイッチ装置

Info

Publication number: JPH1021008A
Application number: JP18693496A
Authority: JP
Inventors: Koji Uno; 浩二宇野
Original assignee: Niles Parts Co Ltd
Current assignee: Niles Parts Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】発光素子群及び受光素子群に接続する信号線
の数を少なくして光タッチスイッチ装置の回路を簡素化
する。【解決手段】光タッチスイッチ装置は、ＯＮ時間がＴ
１である第１パルスを順々に繰り返し発生する第１パル
ス発生回路４と、ＯＮ時間がＴ１／Ｎ（但しＮ＝自然
数）である第２パルスを前記第１パルスに同期して発生
する第２パルス発生回路５とを備える。第１パルス発生
回路４及び第２パルス発生回路５が発生する第１、第２
パルスの組み合わせによって前記発光素子群２及び受光
素子群３を駆動し、タッチ操作面１上に光線を走査させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、タッチ操作面の
周囲に配置した発光素子群と受光素子群との間で光線を
走査させ、該光線の遮断状態からタッチ操作位置を検出
してスイッチ入力を行う光タッチスイッチ装置の改良技
術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の発光素子群と受光素子群との間で
光線を走査させ、該光線の遮断状態からタッチ操作位置
を検出してスイッチ入力を行う光タッチスイッチ装置
は、特開平２−１２３６２６号公報等に示したものが有
った。この従来の光タッチスイッチ装置では、前記発光
素子群を構成する各発光素子に対して出力回路から個別
に信号線を接続し、これによって各発光素子の１つ１つ
を順々に駆動し、各発光素子から走査光線を発してい
た。同様に、前記受光素子群を構成する各受光素子に対
しても入力回路から個別に信号線を接続していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のごとく、従来の
光タッチスイッチ装置では、発光素子群と出力回路とを
結ぶ信号線の数、及び受光素子群と入力回路とを結ぶ信
号線の数が各素子の数だけ必要であり、全体として多数
の信号線が必要で有るため回路が煩雑に成り、設計の自
由度が低下すると共に、信頼性が低下するとか、価格が
上昇する原因に成っていた。

【０００４】この発明は、上記した課題を解決するもの
であり、発光素子群及び受光素子群に接続する信号線の
数を少なくして光タッチスイッチ装置の回路を簡素化す
ることを目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、まず請求項１記載の発明は、タッチ操作面の周囲に
配置した発光素子群と受光素子群との間で光線を走査さ
せ、該光線の遮断状態からタッチ操作位置を検出してス
イッチ入力を行う光タッチスイッチ装置において、ＯＮ
時間がＴ１である第１パルスを順々に繰り返し発生する
第１パルス発生回路と、ＯＮ時間がＴ１／Ｎ（但しＮ＝
自然数）である第２パルスを前記第１パルスに同期して
発生する第２パルス発生回路とを備え、第１パルス発生
回路及び第２パルス発生回路が発生する第１、第２パル
スの組み合わせによって前記発光素子群及び受光素子群
を駆動するように構成した光タッチスイッチ装置を提供
する。

【０００６】また、請求項２記載の発明は、前記発光素
子群を構成する各発光素子を複数のグループに分けると
共に、各グループ毎に発光素子の一端を共通接続して該
各共通接続部分に順々に前記第１パルス発生回路から第
１パルスを与え、かつ発光素子の各他端に順々に前記第
２パルス発生回路から第２パルスを与えるようにした光
タッチスイッチ装置を提供する。

【０００７】また、請求項３記載の発明は、前記受光素
子群を構成する各受光素子を複数のグループに分けると
共に、受光素子の一端を各グループ毎に共通接続して該
各共通接続部分に順々に前記第２パルス発生回路から第
２パルスを与え、かつ受光素子の他端の全てを出力部に
共通接続した光タッチスイッチ装置を提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態を、添付図面
に基づき説明する。図面中の１はタッチ操作面であり、
該タッチ操作面１の後方にはカーナビゲーション、オー
ディオ、エアコン等の各種の情報を表示するディスプレ
イ（図示せず）を設置すると共に、該タッチ操作面１の
周囲に発光素子群２と受光素子群３とを配置している。
そして、タッチ操作面１において発光素子群２と受光素
子群３との間で光線を走査させ、該光線の遮断状態から
タッチ操作位置を検出してスイッチ入力を行うようにし
ている。

【０００９】次に発光素子群２を説明する。該発光素子
群２は、赤外線発光ダイオードを用いた例えば１５個の
発光素子２０１〜２１５によって構成したものであり、
各発光素子２０１〜２１５を複数のグループに分けると
共に、各グループ毎に発光素子２０１〜２１５の一端で
あるカソードを例えば図中に記号Ｌ７で示すごとく共通
接続して該各共通接続部分に順々に後述する第１パルス
発生回路４から第１パルスを与え、かつ発光素子２０１
〜２１５の他端である各アノードに順々に後述する第２
スイッチ素子群７を介して、又は直接に第２パルス発生
回路５から第２パルスを与えるようにしている。

【００１０】詳述すると、発光素子群２は、発光素子２
０１〜２０３のグループ、発光素子２０４〜２０６のグ
ループ、発光素子２０７〜２０９のグループ、発光素子
２１０〜２１２のグループ、発光素子２１３〜２１５の
グループの計５グループに分けている。そして、発光素
子２０１〜２０３は各カソードを共通接続して後述する
第１スイッチ素子群６のトランジスタ６０１のエミッタ
に接続し、同様に発光素子２０４〜２０６は各カソード
をトランジスタ６０２のエミッタに、発光素子２０７〜
２０９は各カソードをトランジスタ６０３のエミッタ
に、発光素子２１０〜２１２は各カソードをトランジス
タ６０４のエミッタに、発光素子２１３〜２１５は各カ
ソードをトランジスタ６０５のエミッタにそれぞれ接続
し、後述する第１パルス発生回路４の出力端ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅから順々に出力する第１パルスを各トランジ
スタ６０１〜６０５を介して与えるようにしている。

【００１１】更に、発光素子２０１，２０４，２０７，
２１０，２１３は各アノードを信号線Ｌ１を介して後述
する第２スイッチ素子群７のトランジスタ７０１のコレ
クタに接続し、同様に発光素子２０２，２０５，２０
８，２１１，２１４は各アノードを信号線Ｌ２を介して
トランジスタ７０２のコレクタに、発光素子２０３，２
０６，２０９，２１２，２１５は各アノードを信号線Ｌ
３を介してトランジスタ７０３のコレクタにそれぞれ接
続し、後述する第２パルス発生回路５の出力端ｆ，ｇ，
ｈから順々に出力する第２パルスを各トランジスタ７０
１〜７０３を介して与えるようにしている。

【００１２】次に受光素子群３を説明する。該受光素子
群３は、フォトトランジスタを用いた例えば１５個の受
光素子３１０〜３１５によって構成したものであり、各
受光素子３０１〜３１５を複数のグループに分けると共
に、各グループ毎に受光素子３０１〜３１５の一端であ
るエミッタを共通接続して該各共通接続部分に順々に第
２パルス発生回路５から第２パルスを与え、かつ受光素
子３０１〜３１５の他端である各コレクタの全てを出力
部８に共通接続している。

【００１３】詳述すると、受光素子３０１，３０４，３
０７，３１０，３１３は各エミッタを信号線Ｌ４を介し
て後述する第２スイッチ素子群７のトランジスタ７０１
のベース及び第２パルス発生回路５の出力端ｆに接続
し、同様に発光素子３０２，３０５，３０８，３１１，
３１４の各エミッタを信号線Ｌ５を介してトランジスタ
７０２のベース及び第２パルス発生回路５の出力端ｇ
に、発光素子３０３，３０６，３０９，３１２，３１５
の各エミッタを信号線Ｌ６を介してトランジスタ７０３
のベース及び第２パルス発生回路５の出力端ｈにそれぞ
れ接続し、第２パルス発生回路５の出力端ｆ，ｇ，ｈか
ら順々に出力する第２パルスを与えるようにしている。

【００１４】次に第１パルス発生回路４及び第２パルス
発生回路５を説明する。まず第１パルス発生回路４は、
ＯＮ時間が例えばＴ１≒６［ｍＳＥＣ］である第１パル
スを順々に繰り返し発生する回路であり、シフトレジス
タによって構成している。また第２パルス発生回路５
は、ＯＮ時間がＴ１／３≒２［ｍＳＥＣ］である第２パ
ルスを前記第１パルスに同期して発生する回路であり、
シフトレジスタによって構成している。そして、第１パ
ルス発生回路４及び第２パルス発生回路５にはマイコン
からなる同期制御回路９を接続しており、前記第１パル
スと第２パルスとの同期を制御している。尚、第１パル
ス発生回路４、第２パルス発生回路５及び同期制御回路
９は、マイコンのよって一体化できることは言うまでも
ない。また、発光素子２０１〜２１５及び受光素子３０
１〜３１５の少なくとも一方側の前面にスリットを設
け、該スリットによって光線の指向性を鋭くしている。
そのため、例えば発光素子２０１から発した光線は対向
した受光素子３０１でのみ受光されることとなる。

【００１５】次に第１スイッチ素子群６及び第２スイッ
チ素子群７を説明する。まず第１スイッチ素子群６は、
第１パルス発生回路４が出力する第１パルスを各発光素
子２０１〜２１５の一端（カソード）に与える回路であ
り、トランジスタ６０１〜６０５の各エミッタを前記し
たように発光素子２０１〜２１５の各カソードに接続す
ると共に、各ベースを抵抗６０６〜６１０を介して第１
パルス発生回路４の各出力端ａ〜ｅに接続し、更に各コ
レクタを抵抗６１１を介して接地している。尚抵抗６１
１は、発光素子２０１〜２１５の通電電流を規制する保
護抵抗である。

【００１６】また第１スイッチ素子群６は、第２パルス
発生回路５が出力する第２パルスを信号線Ｌ１，Ｌ２，
Ｌ３を介して各発光素子２０１〜２１５の他端（アノー
ド）に与える回路であり、トランジスタ７０１〜７０３
の各エミッタを電源回路１１に接続すると共に、各ベー
スを抵抗７０４〜７０６を介して第２パルス発生回路５
の各出力端ｆ〜ｈ及び各信号線Ｌ４〜Ｌ６に接続し、更
に各コレクタを各信号線Ｌ１〜Ｌ３に接続している。

【００１７】また出力端８は、プルアップ抵抗１０を介
して電源回路１１に接続し、かつ、その後段に、受光素
子群３が出力する信号に基づいてタッチ操作面１上のタ
ッチ操作位置座標を判定するための判定部を接続してい
る。ちなみに、該判定部は前記した同期制御回路９を構
成するマイコンにプログラムした部分である。

【００１８】次に、上記したものの作動を図４のタイム
チャートを用いて説明する。尚、図４の（ａ）〜（ｈ）
の各横軸は時間を示し、図４の（ａ）〜（ｈ）の縦線は
それぞれ図１に示す第１パルス発生回路４の出力端ａ〜
ｅで計測した電位、及び第２パルス発生回路５の出力端
ｆ〜ｈで計測した電位を示す。

【００１９】ここでは、代表して時間ｔ１〜ｔ４間にお
ける作動を説明する。第１パルス発生回路４は、時間ｔ
１〜ｔ４において出力端ａを“０”レベルにする。一
方、第２パルス発生回路５は、時間ｔ１〜ｔ２において
出力端ｆを“０”レベルにし、時間ｔ２〜ｔ３において
出力端ｇを“０”レベルにし、時間ｔ３〜ｔ４において
出力端ｈを“０”レベルにする。

【００２０】これにより、時間ｔ１〜ｔ２では、図１に
太線で示す如く発光素子２０１の両端に電圧が印加され
て発光素子２０１が点灯し、かつ、同じく図１に太線で
示す如く受光素子３０１の両端に電圧が印加されるた
め、発光素子２０１から発した光線Ｂ１が図１に示す如
く受光素子３０１に到達すると、受光素子３０１がＯＮ
作動し、出力端８に“０”レベル信号が出力される。
尚、このとき受光素子３０４，３０７，３１０，３１３
の両端にも電圧が印加されるため、受光素子３０１と同
様に受光準備状態に成るが、発光素子２０１から発する
光線Ｂ１の指向性が鋭いため、該光線Ｂ１が受光素子３
０４，３０７，３１０，３１３に入射せず、誤作動はし
ない。

【００２１】また、時間ｔ２〜ｔ３では、図２に太線で
示す如く発光素子２０２の両端に電圧が印加されて発光
素子２０２が点灯し、かつ、同じく図２に太線で示す如
く受光素子３０２の両端に電圧が印加されるため、発光
素子２０２から発した光線Ｂ２が図２に示す如く受光素
子３０２に到達すると、受光素子３０２がＯＮ作動し、
出力端８に“０”レベル信号が出力される。尚、このと
き受光素子３０５，３０８，３１１，３１４の両端にも
電圧が印加されて受光準備状態に成るが、前記理由によ
り誤作動はしない。

【００２２】更に、時間ｔ３〜ｔ４では、図３に太線で
示す如く発光素子２０３の両端に電圧が印加されて発光
素子２０３が点灯し、かつ、同じく図３に太線で示す如
く受光素子３０３の両端に電圧が印加されるため、発光
素子２０３から発した光線Ｂ３が図３に示す如く受光素
子３０３に到達すると、受光素子３０３がＯＮ作動し、
出力部８に“０”レベル信号が出力される。尚、このと
き受光素子３０６，２０９，３１２，３１５の両端にも
電圧が印加されて受光準備状態に成るが、前記理由によ
り誤作動はしない。

【００２３】以下同様の作動により、時間ｔ４から時間
ｔ１６まで発光素子２０４〜２１５から順々に光線を発
するとともに、該光線を対向した受光素子３０４〜３１
０にて受光する。そして、以上説明した時間ｔ１〜ｔ１
６間における一連の作動を繰り返し実行する。これによ
り、タッチ操作面１上を光線が網目状に走査することと
なる。

【００２４】そして、タッチ操作面１に指を接触した際
に、発光素子２０１〜２１５と受光素子３０１〜３１５
の間の光線が指で遮断されると、該遮断された光線の発
生タイミングと同期して出力部８の電位が“１”レベル
となる。而して、出力部８に接続された判定部は、出力
部８の電位が“１”レベルと成ったタイミングからタッ
チ操作面１上のタッチ操作位置座標を割り出す。

【００２５】

【発明の効果】この発明は、タッチ操作面の周囲に配置
した発光素子群と受光素子群との間で光線を走査させ、
該光線の遮断状態からタッチ操作位置を検出してスイッ
チ入力を行う光タッチスイッチ装置において、ＯＮ時間
がＴ１である第１パルスを順々に繰り返し発生する第１
パルス発生回路と、ＯＮ時間がＴ１／Ｎ（但しＮ＝自然
数）である第２パルスを前記第１パルスに同期して発生
する第２パルス発生回路とを備え、第１パルス発生回路
及び第２パルス発生回路が発生する第１、第２パルスの
組み合わせによって前記発光素子群及び受光素子群を駆
動するように構成したので、発光素子群及び受光素子群
に接続する信号線の数が少なくなり、光タッチスイッチ
装置の回路が簡素に成るため、設計の自由度が増し、か
つ信頼性が向上し、更に価格が廉価に成る。

【００２６】また、前記発光素子群を構成する各発光素
子を複数のグループに分けると共に、各グループ毎に発
光素子の一端を共通接続して該各共通接続部分に順々に
前記第１パルス発生回路から第１パルスを与え、かつ発
光素子の各他端に順々に前記第２パルス発生回路から第
２パルスを与えるようにしたので、発光素子群に接続す
る信号線の数が少なく成る。

【００２７】更に、前記受光素子群を構成する各受光素
子を複数のグループに分けると共に、受光素子の一端を
各グループ毎に共通接続して該各共通接続部分に順々に
前記第２パルス発生回路から第２パルスを与え、かつ受
光素子の他端の全てを出力部に共通接続したので、受光
素子群に接続する信号線の数が少なく成る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を示す電気的回路図であ
り、発光素子２０１が光線Ｂ１を発した状態を示す。

【図２】この発明の実施形態を示す電気的回路図であ
り、発光素子２０２が光線Ｂ２を発した状態を示す。

【図３】この発明の実施形態を示す電気的回路図であ
り、発光素子２０３が光線Ｂ３を発した状態を示す。

【図４】図１〜図３に示すものの作動を説明するタイム
チャートであり、（ａ）は第１パルス発生回路の出力端
ａの電位、（ｂ）は第１パルス発生回路の出力端ｂの電
位、（ｃ）は第１パルス発生回路の出力端ｃの電位、
（ｄ）は第１パルス発生回路の出力端ｄの電位、（ｅ）
は第１パルス発生回路の出力端ｅの電位、（ｆ）は第２
パルス発生回路の出力端ｆの電位、（ｇ）は第２パルス
発生回路の出力端ｇの電位、（ｈ）は第２パルス発生回
路の出力端ｈの電位を示す。

【符号の説明】

１タッチ操作面２発光素子群３受光素子群４第１パルス発生回路５第２パルス発生回路６第１スイッチ素子群７第２スイッチ素子群８出力部９同期制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タッチ操作面（１）の周囲に配置した発
光素子群（２）と受光素子群（３）との間で光線を走査
させ、該光線の遮断状態からタッチ操作位置を検出して
スイッチ入力を行う光タッチスイッチ装置において、Ｏ
Ｎ時間がＴ１である第１パルスを順々に繰り返し発生す
る第１パルス発生回路（４）と、ＯＮ時間がＴ１／Ｎ
（但しＮ＝自然数）である第２パルスを前記第１パルス
に同期して発生する第２パルス発生回路（５）とを備
え、第１パルス発生回路（４）及び第２パルス発生回路
（５）が発生する第１、第２パルスの組み合わせによっ
て前記発光素子群（２）及び受光素子群（３）を駆動す
るように構成した光タッチスイッチ装置。
【請求項２】前記請求項１記載の発明において、前記発光素子群（２）を構成する各発光素子（２０１〜
２１５）を複数のグループに分けると共に、各グループ
毎に発光素子（２０１〜２１５）の一端を共通接続して
該各共通接続部分に順々に前記第１パルス発生回路
（４）から第１パルスを与え、かつ発光素子（２０１〜
２１５）の各他端に順々に前記第２パルス発生回路
（５）から第２パルスを与えるようにした光タッチスイ
ッチ装置。
【請求項３】前記請求項１又は２記載の発明におい
て、前記受光素子群（３）を構成する各受光素子（３０１〜
３１５）を複数のグループに分けると共に、受光素子
（３０１〜３１５）の一端を各グループ毎に共通接続し
て該各共通接続部分に順々に前記第２パルス発生回路
（５）から第２パルスを与え、かつ受光素子（３０１〜
３１５）の他端の全てを出力部（８）に共通接続した光
タッチスイッチ装置。