(57)【要約】      （修正有）【課題】位置の検出を高速化することができるタッチパネルユニット及び表示装置を提供する。【解決手段】タッチパネルユニットは、第１の発光素子を発光させ、所定数の受光素子のうち第１の受光素子で受光させた場合に、第１の発光素子及び第１の受光素子間の光路で光の遮断の有無を判定する遮光判定部５２、当該光路で光の遮断がないと判定した場合、該光路上のすべての判定位置を不遮断であると設定する設定部（有効スキャン判定部５４）、第２の発光素子を発光させ、所定数の受光素子のうち第２の受光素子で受光させる場合、第２の発光素子及び第２の受光素子間の光路上のすべての判定位置が不遮断であると設定されているときは、第２の発光素子及び第２の受光素子間の光路で光の遮断の有無の判定を実施しないように制御する判定制御部（有効スキャン判定部５４）を備える。【選択図】図１
2015032156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状に配置した２組の対向する枠部それぞれの一方に該枠部の長手方向に配置した複数の発光素子と、他方の枠部に該枠部の長手方向に配置し、前記複数の発光素子が発した光を受光する複数の受光素子と、前記複数の発光素子を順次発光させ、発光させた発光素子に対向配置された所定数の受光素子で順次受光すべく制御する制御部と、該制御部により順次発光させた発光素子の光の遮断を検出するための検出領域上で該発光素子の光の遮断を検出する検出部とを備えるタッチパネルユニットにおいて、
前記検出領域上で、複数の発光素子及び該複数の発光素子それぞれの光を受光する前記所定数の受光素子間の複数の光路それぞれが交差する位置に判定位置を特定する判定位置特定部と、
前記制御部により第１の発光素子を発光させ、前記所定数の受光素子のうち第１の受光素子で受光させた場合に、前記第１の発光素子及び前記第１の受光素子間の光路で光の遮断の有無を判定する判定部と、
該判定部が前記光路で光の遮断がないと判定した場合、該光路上のすべての判定位置を不遮断であると設定する設定部と、
前記制御部により第２の発光素子を発光させ、前記所定数の受光素子のうち第２の受光素子で受光させる場合、前記第２の発光素子及び前記第２の受光素子間の光路上のすべての判定位置が前記設定部により不遮断であると設定されているときは、前記第２の発光素子及び前記第２の受光素子間の光路で光の遮断の有無の判定を実施しないように制御する判定制御部と
を備えることを特徴とするタッチパネルユニット。
【請求項２】
前記制御部は、
一の枠部に配置された複数の発光素子の一部を発光させた後、他の枠部に配置された複数の発光素子の一部を発光させる動作を交互に繰り返すべく制御するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルユニット。
【請求項３】
前記検出部で光が遮断された位置を検出した場合に、再度前記検出部で光が遮断された位置を検出するときに、すでに検出した前記位置を含む検出済領域を前記検出領域上で設定する領域設定部を備え、
前記制御部は、
前記光路が前記検出済領域にない発光素子を優先して発光させ、該発光素子に対向配置された所定数の受光素子で受光させるべく制御するようにしてあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタッチパネルユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のタッチパネルユニットと、該タッチパネルユニットの各枠部内に配置にした表示部とを備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的に位置検出を行うタッチパネルユニット及び該タッチパネルユニットを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学式のタッチパネルユニットは、例えば、矩形状の表示面を囲むようにして配置された２組の対向する枠部を備え、横方向（例えば、Ｘ方向）の一方の枠部に複数のＬＥＤを並べて配置し、他方の対向する枠部にＬＥＤが発する光を受光するセンサを配置し、縦方向（例えば、Ｙ方向）の一方の枠部に複数のＬＥＤを並べて配置し、他方の対向する枠部にＬＥＤが発する光を受光するセンサを配置している。そして、ユーザが、指又はペン等で表示面をタッチすることにより、ＬＥＤが発した光が指又はペン等で遮断され、遮断された位置を特定することにより、表示面上でタッチした位置（入力位置）を検出する（特許文献１参照）。
【０００３】
そして、指又はペン等によるタッチ位置の検出精度を向上させるために、１つのＬＥＤが発した光を複数のセンサで受光すべく、いわゆる斜めスキャンが行われている。斜めスキャンでは、１つのＬＥＤに対応して配置した１つのセンサ及び当該センサの周辺のセンサを含む所定数のセンサで１つのＬＥＤの光を受光するようにしてある。すなわち、１つのセンサが受光する光路の数は複数となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９１６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のようなタッチパネルユニットにあっては、例えば、Ｘ方向にＭ個のＬＥＤを配置し、Ｙ方向にＮ個のＬＥＤを配置した場合に、１つのＬＥＤが発した光を１つのセンサで受光するＸＹ直交方向だけのスキャンのときは、スキャンによる取得データの数は（Ｍ＋Ｎ）個となる。しかし、斜めスキャンを行う場合に、例えば、１つのセンサが受光する光路の数をａとすると、スキャンによる取得データ数は、{（Ｍ＋Ｎ）×ａ}となり、データ数が膨大となり、高速処理の障害となっている。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、位置の検出を高速化することができるタッチパネルユニット及び該タッチパネルユニットを備える表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るタッチパネルユニットは、矩形状に配置した２組の対向する枠部それぞれの一方に該枠部の長手方向に配置した複数の発光素子と、他方の枠部に該枠部の長手方向に配置し、前記複数の発光素子が発した光を受光する複数の受光素子と、前記複数の発光素子を順次発光させ、発光させた発光素子に対向配置された所定数の受光素子で順次受光すべく制御する制御部と、該制御部により順次発光させた発光素子の光の遮断を検出するための検出領域上で該発光素子の光の遮断を検出する検出部とを備えるタッチパネルユニットにおいて、前記検出領域上で、複数の発光素子及び該複数の発光素子それぞれの光を受光する前記所定数の受光素子間の複数の光路それぞれが交差する位置に判定位置を特定する判定位置特定部と、前記制御部により第１の発光素子を発光させ、前記所定数の受光素子のうち第１の受光素子で受光させた場合に、前記第１の発光素子及び前記第１の受光素子間の光路で光の遮断の有無を判定する判定部と、該判定部が前記光路で光の遮断がないと判定した場合、該光路上のすべての判定位置を不遮断であると設定する設定部と、前記制御部により第２の発光素子を発光させ、前記所定数の受光素子のうち第２の受光素子で受光させる場合、前記第２の発光素子及び前記第２の受光素子間の光路上のすべての判定位置が前記設定部により不遮断であると設定されているときは、前記第２の発光素子及び前記第２の受光素子間の光路で光の遮断の有無の判定を実施しないように制御する判定制御部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るタッチパネルユニットは、前記制御部は、一の枠部に配置された複数の発光素子の一部を発光させた後、他の枠部に配置された複数の発光素子の一部を発光させる動作を交互に繰り返すべく制御するようにしてあることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るタッチパネルユニットは、前記検出部で光が遮断された位置を検出した場合に、再度前記検出部で光が遮断された位置を検出するときに、すでに検出した前記位置を含む検出済領域を前記検出領域上で設定する領域設定部を備え、前記制御部は、前記光路が前記検出済領域にない発光素子を優先して発光させ、該発光素子に対向配置された所定数の受光素子で受光させるべく制御するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る表示装置は、前述の発明のいずれか１つに係るタッチパネルユニットと、該タッチパネルユニットの各枠部内に配置にした表示部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、位置の検出を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態の表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の表示装置の構成の一例を示す要部断面図である。
【図３】本実施の形態のタッチパネルユニットによる斜めスキャンの一例を示す説明図である。
【図４】本実施の形態のタッチパネルユニットによる斜めスキャンの一例を示すタイムチャートである。
【図５】本実施の形態のタッチパネルユニットによるタッチ判定位置の一例を示す説明図である。
【図６】光路上のタッチ判定位置の一例を示す模式図である。
【図７】本実施の形態のタッチパネルユニットによるタッチ判定位置情報の一例を示す模式図である。
【図８】有効スキャン判定部による遮光物が存在しない場合のタッチ判定位置のサーチの一例を示す模式図である。
【図９】本実施の形態のタッチパネルユニットによる一のスキャンの実施開始の様子を示す模式図である。
【図１０】ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ＋２）を結ぶ光路上のタッチ判定位置を示す模式図である。
【図１１】本実施の形態のタッチパネルユニットによるスキャンを省略した第１実施例を従来例と対比して示すタイムチャートである。
【図１２】本実施の形態のタッチパネルユニットによるスキャンを省略した第２実施例を示すタイムチャートである。
【図１３】本実施の形態のタッチパネルユニットによるスキャンの順序の一例を示す模式図である。
【図１４】本実施の形態のタッチパネルユニットによるスキャンの優先制御の一例を示す模式図である。
【図１５】本実施の形態のタッチパネルユニットによる位置検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本実施の形態のタッチパネルユニットによるスキャン処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の表示装置１００の構成の一例を示すブロック図である。表示装置１００は、タッチパネルユニット５０及び表示部６０などを備える。タッチパネルユニット５０は、矩形状の表示部６０を囲み矩形状に配置した２組の対向する枠部３１、３２、３３、３４、各枠部に該枠部の長手方向に配置したＸ側ＬＥＤ部４１、Ｘ側センサ部４２、Ｙ側ＬＥＤ部４３、Ｙ側センサ部４４を備える。また、タッチパネルユニット５０は、ＣＰＵ５１、遮光判定部５２、座標演算部５３、有効スキャン判定部５４、メモリ５５、信号増幅部・ＡＤコンバータ５６、ＬＥＤ発光制御部５７、通信部５８などを備える。また、表示装置１００にはＰＣ２００を接続してある。なお、表示装置１００とＰＣ２００との間の接続は有線（ＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）など）でもよく無線（無線ＬＡＮなど）でもよい。
【００１４】
Ｘ側ＬＥＤ部４１は、枠部３１の長手方向に配置した複数の発光素子としてのＬＥＤを有する。Ｘ側ＬＥＤ部４１は、横方向（Ｘ方向）にＭ個のＬＥＤを有する。同様に、Ｙ側ＬＥＤ部４３は、枠部３３の長手方向に配置した複数の発光素子としてのＬＥＤを有する。Ｙ側ＬＥＤ部４３は、縦方向（Ｙ方向）にＮ個のＬＥＤを有する。
【００１５】
Ｘ側センサ部４２は、枠部３１に対向した枠部３２の長手方向に配置した複数の受光素子としてのセンサ（受光センサ）を有する。Ｘ側センサ部４２は、横方向（Ｘ方向）にＭ個のセンサを有する。同様に、Ｙ側センサ部４４は、枠部３３に対向する枠部３４の長手方向に配置した複数の受光素子としてのセンサ（受光センサ）を有する。Ｙ側センサ部４４は、縦方向（Ｙ方向）にＮ個のセンサを有する。
【００１６】
図２は本実施の形態の表示装置１００の構成の一例を示す要部断面図である。図２に示すように、表示部６０は、液晶パネル６２及び液晶パネル６２の表面に配置した薄膜の保護ガラス６１を有する。矩形状の表示部６０を囲むように４つの枠部３１〜３４を設けてある。なお、図２では、枠部３１、３２のみを例示している。枠部３１〜３４は、ベゼルとも称する。なお、保護ガラス６１は必須ではなく省略することもできる。
【００１７】
枠部３１は、表示部６０の縁部を覆うように内側に屈曲してあり、枠部３１の内側には、複数のＬＥＤ４１２が設けられた基板４１１を配置してある。各ＬＥＤ４１２は、赤外光を発光し、保護ガラス６１の表面に沿って光が進行するように配置してある。枠部３１の端部と保護ガラス６１の縁部との間には、赤外光を透過させる赤外光透過フィルタ４１３を配置してある。赤外光透過フィルタ４１３の両端部には、赤外線を吸収する赤外線吸収剤４１４、４１５を設けている。赤外線吸収剤４１４、４１５は、不要なＬＥＤからの光を吸収して反射を抑制する。
【００１８】
枠部３１に対向する枠部３２は、表示部６０の縁部を覆うように内側に屈曲してあり、枠部３２の内側には、複数のセンサ４２２が設けられた基板４２１を配置してある。各センサ４２２は、対向する枠部３１のＬＥＤ４１２が発した光を受光するように配置してある。枠部３２の端部と保護ガラス６１の縁部との間には、赤外光を透過させる赤外光透過フィルタ４２３を配置してある。赤外光透過フィルタ４２３の両端部には、赤外線を吸収する赤外線吸収剤４２４、４２５を設けている。赤外線吸収剤４２４、４２５は、不要なＬＥＤからの光を吸収して透過を抑制する。
【００１９】
ＣＰＵ５１は、タッチパネルユニット５０の全体を制御する。
【００２０】
ＬＥＤ発光制御部５７は、制御部としての機能を有し、Ｘ側ＬＥＤ部４１及びＹ側ＬＥＤ部４３の各ＬＥＤを順次点灯・消灯させる。
【００２１】
信号増幅部・ＡＤコンバータ５６は、ＬＥＤの発光タイミングに合わせて、Ｘ側センサ部４２及びＹ側センサ部４４のうち、発光させたＬＥＤに対向配置された所定数のセンサで順次受光する。信号増幅部・ＡＤコンバータ５６は、各センサの出力値を増幅し、増幅したアナログ値をデジタル値に変換し、変換したデジタル値をメモリ５５に記憶するとともに遮光判定部５２へ出力する。
【００２２】
以下、本実施の形態では、１つのＬＥＤと、当該ＬＥＤが発する光を受光するセンサとの間の光の進路を光路と称する。また、１つのＬＥＤを発光させ、１つのセンサで受光させる一連の処理をスキャンと称する。表示部６０全体のスキャンを１回完了するには、Ｘ側ＬＥＤ部４１のＭ個のＬＥＤを順次発光させて、Ｘ側センサ部４２のＭ個のセンサを用いて受光させるとともに、Ｙ側ＬＥＤ部４３のＮ個のＬＥＤを順次発光させて、Ｙ側センサ部４４のＭ個のセンサを用いて受光させる処理を行う。
【００２３】
図３は本実施の形態のタッチパネルユニット５０による斜めスキャンの一例を示す説明図である。斜めスキャンとは、１つのＬＥＤが発する光を、当該ＬＥＤと対向して配置した１つのセンサで受光するのではなく、当該ＬＥＤと対向して配置した１つのセンサ及び当該センサの周辺のセンサを含む所定数のセンサで順次するスキャン方式である。所定数は、いわゆる斜めスキャンの場合の、１個のＬＥＤが発する光を受光するセンサの数であり、あるいは、１個のセンサで受光するＬＥＤの数である。
【００２４】
図３において、三角形で示すものは、ＬＥＤ又はセンサを表す。図３の例では、Ｘ側ＬＥＤがＭ個存在し、Ｙ側ＬＥＤがＮ個存在する。同様に、Ｘ側センサがＭ個存在し、Ｙ側センサがＮ個存在する。隣り合うＬＥＤのピッチ間隔は、例えば、５ｍｍ程度であり、隣り合うセンサのピッチ間隔は、例えば、５ｍｍ程度である。
【００２５】
斜めスキャン方式では、１つのＬＥＤに対して、所定数（図３の例では、５個）のセンサで順次受光する。図３に示すように、Ｘ側ＬＥＤの左端からｉ番目のＬＥＤを発光させる場合、Ｘ側センサの左端から（ｉ−２）、（ｉ−１）、ｉ、（ｉ＋１）、（ｉ＋２）番目のセンサで順次受光させる。同様に、図３に示すように、Ｙ側ＬＥＤの下端からｊ番目のＬＥＤを発光させる場合、Ｙ側センサの下端から（ｊ−２）、（ｊ−１）、ｊ、（ｊ＋１）、（ｊ＋２）番目のセンサで順次受光させる。斜めスキャン方式を採用することにより、１つのＬＥＤに対して、１つのセンサのみで受光するＸＹ直交方式に比べて、位置検出の解像度を大きくすることができ、複数の遮光物の検出が可能となる。
【００２６】
図４は本実施の形態のタッチパネルユニット５０による斜めスキャンの一例を示すタイムチャートである。ＬＥＤの発光処理は、例えば、Ｘ側ＬＥＤの１番目のＬＥＤＸ１からＭ番目のＬＥＤＸＭまで順次点灯及び消灯させる。Ｘ側ＬＥＤの発光がすべて完了した場合には、Ｙ側ＬＥＤの１番目のＬＥＤＹ１からＮ番目のＬＥＤＹＮまで順次点灯及び消灯させる。
【００２７】
そして、Ｘ側ＬＥＤのｉ番目のＬＥＤＸｉを点灯させている間に、Ｘ側センサの（ｉ−２）、（ｉ−１）、ｉ、（ｉ＋１）、（ｉ＋２）番目のセンサで順次受光させる。Ｘ側ＬＥＤの他のＬＥＤの場合も同様である。
【００２８】
そして、同様に、Ｙ側ＬＥＤのｊ番目のＬＥＤＹｊを点灯させている間に、Ｙ側センサの（ｊ−２）、（ｊ−１）、ｊ、（ｊ＋１）、（ｊ＋２）番目のセンサで順次受光させる。Ｙ側ＬＥＤの他のＬＥＤの場合も同様である。
【００２９】
次に、タッチ判定位置（判定位置）について説明する。図５は本実施の形態のタッチパネルユニット５０によるタッチ判定位置の一例を示す説明図である。Ｘ側ＬＥＤ、Ｙ側ＬＥＤ、Ｘ側センサ及びＹ側センサで囲まれた領域を検出領域と称する。検出領域は、指又はペン等の遮光部で表示部６０をタッチした場合のタッチ位置を検出する領域である。
【００３０】
有効スキャン判定部５４は、判定位置特定部としての機能を有し、検出領域上で、Ｘ側ＬＥＤ及びＹ側ＬＥＤの各ＬＥＤ並びに各ＬＥＤが発する光を受光する所定数のセンサ間の複数の光路それぞれが交差する位置の情報をタッチ判定位置情報として記憶してある。
【００３１】
図５に模式的に示すように、検出領域の全領域を、１つのＬＥＤと１つのセンサとで形成される光路によって網目状に分割したタッチ判定位置を設け、各タッチ判定位置に、例えば、連番ｐＮ（ｐ１、ｐ２、ｐ３、…）を付与する。図５に示す各１マスが、タッチ判定位置の解像度、検出分解能を表す。
【００３２】
タッチ判定位置は、指又はペン等の遮光物の検出位置に対応する。すなわち、タッチ判定位置は、検出領域の全領域を、１つのＬＥＤと１つのセンサとで形成される光路によって網目状に分割した微細領域であり、指又はペン等の遮光物によるタッチ検出座標は当該微細領域単位で検出される。当該微細領域を、ディスプレイ（表示部）の表示ドットよりも小さくすることにより、表示ドットの１ドット単位でタッチ操作の検出が可能となる。
【００３３】
図６は光路上のタッチ判定位置の一例を示す模式図である。図６に示すように、１つのＬＥＤと１つのセンサを特定すると、当該ＬＥＤ及びセンサで形成される光路上のタッチ判定位置は一義的あるいは静的に決定される。すなわち、タッチパネルのサイズ、ＬＥＤ及びセンサのピッチ間隔、ＬＥＤの発光角、１つのＬＥＤが発する光を受光するセンサの数（所定数、図３の例では５個）などにより決定される。
【００３４】
例えば、図６に示すように、ＬＥＤＸｉとセンサＸｉとの間の光路上には、ｐ５０、ｐ１０５０、…の如くタッチ判定位置が存在する。また、ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ＋２）との間の光路上には、ｐ５４、ｐ１０５３、ｐ１０５４、…の如くタッチ判定位置が存在する。
【００３５】
図７は本実施の形態のタッチパネルユニット５０によるタッチ判定位置情報の一例を示す模式図である。図７は、図６において模式的に示した光路上のタッチ判定位置を情報として有効スキャン判定部５４が記憶する際の例を示す。図７に示すように、タッチ判定位置情報は、発光するＬＥＤ、受光するセンサ及び光路上のタッチ判定位置番号（タッチ判定点Ｎｏ．）の各欄で構成される。図６の場合と同様に、ＬＥＤＸｉとセンサＸｉとの間の光路上のタッチ判定位置は、ｐ５０、ｐ１０５０、…である。また、ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ＋２）との間の光路上のタッチ判定位置は、ｐ５４、ｐ１０５３、ｐ１０５４、…である。
【００３６】
遮光判定部５２は、判定部としての機能を有し、ＬＥＤ発光制御部５７により第１のＬＥＤを発光させ、所定数の受光素子のうち第１のセンサで受光させた場合に、当該第１のＬＥＤ及び第１一のセンサ間の光路で光の遮断の有無を判定する。すなわち、遮光判定部５２は、スキャンした光路での光の遮断の有無を判定する。より具体的には、遮光判定部５２は、信号増幅部・ＡＤコンバータ５６が出力したデジタル値が、所定の閾値より大きい場合には、光の遮断がなし（遮光物が存在しない）と判定し、当該デジタル値が、所定の閾値より小さい場合には、光の遮断があり（遮光物が存在する）と判定する。
【００３７】
有効スキャン判定部５４は、設定部としての機能を有し、遮光判定部５２が光路で光の遮断がないと判定した場合、当該光路上のすべての判定位置を不遮断であると設定する。第１のＬＥＤ及び第１のセンサ間の光路において、光の遮断がない場合には、当該光路上で光を遮断する遮光物（指又はペン等）が存在しないので、当該光路上の判定位置はすべて光が遮断されない不遮断であると設定することができる。
【００３８】
より具体的には、有効スキャン判定部５４は、遮光判定部５２が光路上で遮光物がないと判定した場合、当該光路上にどのタッチ判定位置が存在するかの情報に基づいて、当該光路上のタッチ判定位置に対してフラグ「１」をセットする。なお、タッチ判定位置のフラグは、初期値として「０」にクリアされる。
【００３９】
そして、有効スキャン判定部５４は、判定制御部としての機能を有する。すなわち、有効スキャン判定部５４は、ＬＥＤ発光制御部５７が第２のＬＥＤを発光させ、所定数の受光素子のうち第２のセンサで受光させる場合、当該第２のＬＥＤ及び第２のセンサ間の光路上のすべてのタッチ判定位置が不遮断であると設定されている（すべてのタッチ判定位置のフラグが「１」である）ときは、当該第２のＬＥＤ及び第２のセンサ間の光路で光の遮断の有無の判定を実施しないように制御する。
【００４０】
例えば、スキャンの実行中に、ある光路のスキャンを行う場合に、当該光路上のすべてのタッチ判定位置が、他の（先の）スキャンにより既に不遮断であると特定されているときは、当該光路に対して光の遮断の有無を判定する必要はないので、スキャンを実施しない。これにより、不要なスキャンを省略することができ、受光に係る処理データを減少させることができ、位置の検出を高速化することができる。
【００４１】
なお、光の遮断の有無の判定を実施しない（スキャンを実施しない）とは、例えば、センサで受光するデータを無視する方法でもよく、あるいはＬＥＤの発光を行わない方法でもよい。後者の場合には、発光させるＬＥＤに対応するすべてのタッチ判定位置のフラグの確認ができていれば採用することができる。
【００４２】
座標演算部５３は、検出部としての機能を有し、検出領域上でＬＥＤの光が遮断された位置を検出する。すなわち、座標演算部５３は、光が遮断されたタッチ判定位置に基づいて、遮光物のＸＹ座標を計算する。
【００４３】
通信部５８は、座標演算部５３で計算したＸＹ座標を、ＰＣ２００へ出力する。より具体的には、通信部５８は、ＰＣ２００などの外部機器へ、一定周期（例えば、１０ｍｓ〜数十ｍｓ程度）で検出結果（タッチ位置のＸＹ座標）を出力する。
【００４４】
ＰＣ２００は、受信したＸＹ座標に基づいて、表示部６０に画像を表示する。
【００４５】
次に、本実施の形態のタッチパネルユニット５０の動作について説明する。図８は有効スキャン判定部５４による遮光物が存在しない場合のタッチ判定位置のサーチの一例を示す模式図である。スキャンを開始する前に、検出領域内のすべてのタッチ判定位置のフラグを初期値である「０」にクリアする。フラグの意味は、遮光物が存在しないということが確定している場合には、フラグを「１」にセットし、遮光物が存在する可能性がある場合（例えば、未だスキャンを実施していない場合）には、フラグを「０」とする。
【００４６】
図８に示すように、ＬＥＤＸ１を発光（点灯）させて、ＬＥＤＸ１と当該ＬＥＤＸ１の光を受光する所定数のセンサとの間の光路上で遮光物が存在しないと判定することができた場合、その光路上のすべてのタッチ判定位置のフラグを「１」にセットすることができる。同様の処理を、ＬＥＤＸ２、ＬＥＤＸ３と繰り返し、次に、ＬＥＤＹ１、Ｙ２、Ｙ３と繰り返すと、それに伴って、フラグが「１」にセットされたタッチ判定位置が増加することになる。図８の例では、模様を付した各１マスが、フラグ「１」がセットされたタッチ判定位置である。
【００４７】
図９は本実施の形態のタッチパネルユニット５０による一のスキャンの実施開始の様子を示す模式図である。図９に示すように、スキャンが進み、フラグが「１」にセットされたタッチ判定位置（図９中、模様を付したマス目）が増え、次に、ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ＋２）を結ぶ光路をスキャンする順番になったとする。
【００４８】
図１０はＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ＋２）を結ぶ光路上のタッチ判定位置を示す模式図である。図１０に示すように、ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ＋２）を結ぶ光路上のタッチ判定位置が、今回のスキャンより前に実施されたスキャンにより、フラグが「１」にセットされている場合には、ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ＋２）を結ぶ光路上の遮光物の有無の判定を行う必要がない。すなわち、ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ＋２）を結ぶ光路のスキャンは省略することができる。
【００４９】
なお、ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ＋２）を結ぶ光路上のタッチ判定位置の少なくとも１つのフラグが「０」である場合には、当該タッチ判定位置については、未だ一度もスキャンされていないか、あるいは当該タッチ判定位置の周辺に遮光物が存在しているかである。この場合には、ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ＋２）を結ぶ光路のスキャンは省略しない。
【００５０】
図１１は本実施の形態のタッチパネルユニット５０によるスキャンを省略した第１実施例を従来例と対比して示すタイムチャートである。図１１Ａは従来の例を示し、図１１Ｂは本実施の形態による場合を示す。図１１に示すように、ＬＥＤＸｉを発光させて、センサＸ（ｉ−２）、Ｘ（ｉ−１）、Ｘｉ、Ｘ（ｉ＋１）、Ｘ（ｉ＋２）で順次受光する場合を考える。図１１Ａに示すように、従来であれば、ＬＥＤＸｉを発光させた場合、センサＸ（ｉ−２）、Ｘ（ｉ−１）、Ｘｉ、Ｘ（ｉ＋１）、Ｘ（ｉ＋２）で順次受光する必要がある。
【００５１】
一方、図１１Ｂに示すように、ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ−２）を結ぶ光路のスキャンを開始する際に、当該光路上のタッチ判定位置が、今回のスキャンより前に実施されたスキャンにより、フラグが「１」にセットされている場合には、ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ−２）を結ぶ光路のスキャンは省略することができる。ＬＥＤＸｉとセンサＸ（ｉ−２）を結ぶ光路のスキャンを省略することができる場合、当該スキャンに要する処理（センサ出力のＡＤ変換、メモリへの格納など）の時間ΔＴが削減できるので、結果として高速に座標変換ができるタッチパネルユニットを実現することができる。
【００５２】
図１２は本実施の形態のタッチパネルユニット５０によるスキャンを省略した第２実施例を示すタイムチャートである。図１２の例では、簡便のため、ＬＥＤＹ（ｋ−１）、ＬＥＤＹｋ、ＬＥＤＹ（ｋ＋１）、ＬＥＤＹ（ｋ＋２）を順次発光させた例を示す。前述のように、検出領域のスキャンが進むにつれて、すべてのタッチ判定位置のフラグが「１」にセットされた光路が徐々に増加する。そして、図１２Ｂに示すように、ＬＥＤＹｋ、及びＬＥＤＹ（ｋ＋１）それぞれが行うスキャンを省略することができたとすると、当該スキャンに要する処理時間が削減できるので、結果として高速に座標変換ができるタッチパネルユニットを実現することができる。特に、検出領域全体のスキャンを１周期とした場合、１周期の後半に近づくにつれて、すなわち、スキャンが進むにつれて、省略することができるスキャンが増える可能性が高くなるので、検出領域全体のスキャンに要するトータルの時間を短縮することができ、１回の位置検出を高速化することができる。
【００５３】
上述のように、本実施の形態によれば、表示部６０にタッチした位置の検出を高速化することができる表示装置１００を提供することができる。
【００５４】
図１３は本実施の形態のタッチパネルユニット５０によるスキャンの順序の一例を示す模式図である。ＬＥＤ発光制御部５７は、一の枠部に配置された複数のＬＥＤの一部を発光させた後、他の枠部に配置された複数のＬＥＤの一部を発光させる動作を交互に繰り返すべく制御する。
【００５５】
すなわち、横方向（例えば、Ｘ方向）の枠部、すなわちＸ側ＬＥＤにＭ個のＬＥＤを並べて配置してあり、縦方向（例えば、Ｙ方向）の枠部、すなわちＹ側ＬＥＤにＮ個のＬＥＤを並べて配置してあるとする。そして、図１３に示すように、横方向の枠部（Ｘ側ＬＥＤ）を一端側から他端側に向かって、例えば、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１１の６個の区分に分けるとする。同様に、縦方向の枠部（Ｙ側ＬＥＤ）を一端側から他端側に向かって、例えば、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２の６個の区分に分けるとする。
【００５６】
ＬＥＤ発光制御部５７は、区分Ｓ１にあるＬＥＤを順番に発光させ、対応するセンサで順番に受光させる。区分Ｓ１が終了した場合、ＬＥＤ発光制御部５７は、区分Ｓ２にあるＬＥＤを順番に発光させ、対応するセンサで順番に受光させる。同様にして、ＬＥＤ発光制御部５７は、区分Ｓ１、区分Ｓ２、区分Ｓ３、区分Ｓ４、区分Ｓ５、区分Ｓ６、区分Ｓ７、区分Ｓ８、区分Ｓ９、区分Ｓ１０、区分Ｓ１１、区分Ｓ１２についてスキャンを行う。これにより、縦横それぞれの一方側の枠部から徐々に検出領域上のスキャン領域を広げてゆくことができるので、指又はペン等の遮光物の検出ミスを抑制することができる。
【００５７】
なお、ＬＥＤ発光制御部５７は、Ｘ側ＬＥＤを順番にすべて発光させた後に、Ｙ側ＬＥＤを順番にすべて発光するように制御することもできる。
【００５８】
図１４は本実施の形態のタッチパネルユニット５０によるスキャンの優先制御の一例を示す模式図である。有効スキャン判定部５４は、領域設定部としての機能を有し、座標演算部５３で光が遮断された位置を検出した場合に、再度、座標演算部５３で光が遮断された位置を検出するとき（次の周期のスキャンを開始する場合）に、すでに検出した位置を含む検出済領域を検出領域上で設定する。
【００５９】
図１４に示すように、例えば、横方向及び縦方向のＬＥＤによるスキャンが完了し、指又はペン等の遮光物の位置を検出したとする。検出済領域は、すでに検出した位置（直近にタッチされた位置）でもよく、当該位置を含む周辺の領域でもよい。検出済領域の大きさは、例えば、ユーザが一度タッチした位置から次にタッチする可能性がある位置を含む範囲とすることができる。
【００６０】
ＬＥＤ発光制御部５７は、光路が検出済領域にないＬＥＤを優先して発光させ、該ＬＥＤに対向配置された所定数のセンサで受光させるべく制御する。すなわち、次に遮光物を検出する場合、すなわち、スキャンを最初から実施する場合、光路が検出済領域にないＬＥＤを優先して発光させ、該ＬＥＤに対向配置された所定数のセンサで受光するスキャンを実施する。検出済領域以外の領域は、ユーザが指又はペン等で指し示す可能性が低いので、当該領域を優先的にスキャンすることにより、光路上のすべての判定位置が不遮断となる可能性が高くなり、効率的にスキャンを行うことができる。また、検出済領域も最終的にはスキャンを行うので、検出領域のすべての判定位置において光の遮断の有無を判定することができ、遮光物の検出ミスを防ぐことができる。
【００６１】
図１５は本実施の形態のタッチパネルユニット５０による位置検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。以下では、便宜上処理の主体をＣＰＵ５１として説明する。ＣＰＵ５１は、タッチ判定点（タッチ判定位置ともいう）のフラグを「０」にクリアし（Ｓ１１）、発光（点灯）するＬＥＤを選択し（Ｓ１２）、選択したＬＥＤが発する光を受光する所定数のセンサを特定する（Ｓ１３）。
【００６２】
ＣＰＵ５１は、選択したＬＥＤと特定したセンサとの間の光路上のタッチ判定点を抽出し（Ｓ１４）、抽出したタッチ判定点のすべてのフラグが「１」であるか否かを判定する（Ｓ１５）。タッチ判定点のすべてのフラグが「１」でない場合（Ｓ１５でＮＯ）、ＣＰＵ５１は、スキャン処理を行い（Ｓ１６）、タッチ判定点のすべてのフラグが「１」である場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１６のスキャン処理を省略して後述のステップＳ１７の処理を行う。
【００６３】
ＣＰＵ５１は、選択したＬＥＤの光を受光するセンサのすべてを処理したか否かを判定し（Ｓ１７）、センサのすべてを処理した場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、選択されたＬＥＤを消灯し（Ｓ１８）、すべてのＬＥＤの処理を終了したか否かを判定する（Ｓ１９）。センサのすべてを処理していない場合（Ｓ１７でＮＯ）、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１３以降の処理を繰り返す。
【００６４】
すべてのＬＥＤの処理を終了していない場合（Ｓ１９でＮＯ）、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１２以降の処理を繰り返し、すべてのＬＥＤの処理を終了した場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、検出結果をＰＣ２００へ出力し（Ｓ２０）、処理を終了する。ここで、検出結果は、例えば、指又はペン等の遮光物の有無、遮光物があった場合には、遮光物のタッチ位置（ＸＹ座標）などである。なお、図１５に例示するタッチ位置の検出処理は、例えば、１０ｍｓ〜数十ｍｓ程度で１回行うことができる。
【００６５】
図１６は本実施の形態のタッチパネルユニット５０によるスキャン処理の手順の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ５１は、選択されたＬＥＤを点灯し（Ｓ１６１）、選択されたセンサで受光する（Ｓ１６２）。ＣＰＵ５１は、センサの出力値を増幅してデジタル値に変換する（Ｓ１６３）。ＣＰＵ５１は、センサ出力値が所定の閾値より小さいか否かを判定し（Ｓ１６４）、センサ出力値が閾値より小さい場合（Ｓ１６４でＹＥＳ）、光が遮断されていると判定し（Ｓ１６５）、処理を終了する。
【００６６】
センサ出力値が閾値より小さくない場合（Ｓ１６４でＮＯ）、ＣＰＵ５１は、光が遮断されていないと判定し（Ｓ１６６）、当該センサと当該センサが受光した光を発したＬＥＤとの間の光路上のすべてのタッチ判定点（タッチ判定位置）のフラグを「１」にセットし（Ｓ１６７）、処理を終了する。
【００６７】
上述のとおり、本実施の形態では、スキャンを行う光路上のタッチ判定点（タッチ判定位置）のすべてにおいて「遮光無と判定した」フラグがセットされている場合、当該光路のスキャンを省略するので、タッチ位置の検出処理を高速に行うことができる。
【００６８】
上述の実施の形態の、いわゆる斜めスキャン方式において、所定数、すなわち１つのセンサで受光するＬＥＤの数は、５であったが、所定数は５に限定されるものではない。例えば、必要とする座標検出の分解能に応じて、所定数を変えることができる。
【００６９】
上述の実施の形態において、有効スキャン判定部５４は、光路上のタッチ判定位置を特定するＬＥＤ及びセンサの組み合わせ情報と、タッチ判定位置との関係を、データベースの形式で保有してもよく、あるいは、リアルタイムで計算して求める方法でもよい。
【００７０】
本実施の形態１のタッチパネルユニット（５０）は、矩形状に配置した２組の対向する枠部（３１、３２、３３、３４）それぞれの一方に該枠部の長手方向に配置した複数の発光素子（４１、４３）と、他方の枠部に該枠部の長手方向に配置し、前記複数の発光素子が発した光を受光する複数の受光素子（４２、４４）と、前記複数の発光素子を順次発光させ、発光させた発光素子に対向配置された所定数の受光素子で順次受光すべく制御する制御部（５７）と、該制御部により順次発光させた発光素子の光の遮断を検出するための検出領域上で該発光素子の光の遮断を検出する検出部（５３）とを備えるタッチパネルユニット（５０）において、前記検出領域上で、複数の発光素子及び該複数の発光素子それぞれの光を受光する前記所定数の受光素子間の複数の光路それぞれが交差する位置に判定位置を特定する判定位置特定部（５４）と、前記制御部により第１の発光素子を発光させ、前記所定数の受光素子のうち第１の受光素子で受光させた場合に、前記第１の発光素子及び前記第１の受光素子間の光路で光の遮断の有無を判定する判定部（５２）と、該判定部が前記光路で光の遮断がないと判定した場合、該光路上のすべての判定位置を不遮断であると設定する設定部（５４）と、前記制御部により第２の発光素子を発光させ、前記所定数の受光素子のうち第２の受光素子で受光させる場合、前記第２の発光素子及び前記第２の受光素子間の光路上のすべての判定位置が前記設定部により不遮断であると設定されているときは、前記第２の発光素子及び前記第２一の受光素子間の光路で光の遮断の有無の判定を実施しないように制御する判定制御部（５４）とを備えることを特徴とする。
【００７１】
本実施の形態にあっては、判定位置特定部（５４）は、検出領域上で、複数の発光素子及び当該複数の発光素子それぞれの光を受光する所定数の受光素子間の複数の光路それぞれが交差する位置に判定位置を特定する。所定数は、いわゆる斜めスキャンの場合の、１個の発光素子（ＬＥＤ）が発する光を受光する受光素子（センサ）の数である。光路は、１つの発光素子と当該発光素子の光を受光する受光素子との間の光の進路である。判定位置は、発光素子の光の遮断の有無を判定する位置であり、検出部で検出する位置に対応する。
【００７２】
判定部（５２）は、制御部（５７）により第１の発光素子を発光させ、所定数の受光素子のうち第１の受光素子で受光させた場合に、当該第１の発光素子及び第１の受光素子間の光路で光の遮断の有無を判定する。すなわち、判定部は、制御部が発光させる発光素子、及び受光する受光素子を順番にスキャンした場合に、スキャンした光路での光の遮断の有無を判定する。設定部（５４）は、判定部が光路で光の遮断がないと判定した場合、当該光路上のすべての判定位置を不遮断であると設定する。第１の発光素子及第１の受光素子間の光路において、光の遮断がない場合には、当該光路上で光を遮断する遮光物（指又はペン等）が存在しないので、当該光路上の判定位置はすべて光が遮断されない不遮断であると設定することができる。
【００７３】
判定制御部（５４）は、制御部により第２の発光素子を発光させ、所定数の受光素子のうち第２の受光素子で受光させる場合、当該第２の発光素子及び第２の受光素子間の光路上のすべての判定位置が設定部により不遮断であると設定されているときは、当該第２の発光素子及び第２の受光素子間の光路で光の遮断の有無の判定を実施しないように制御する。例えば、スキャンの実行中に、ある光路のスキャンを行う場合に、当該光路上のすべての判定位置が、他の（先の）スキャンにより既に不遮断であると特定されているときは、当該光路に対して光の遮断の有無を判定する必要はないので、スキャンを実施しない。なお、光の遮断の有無の判定を実施しないとは、例えば、センサで受光するデータを無視することである。これにより、不要なスキャンを省略することができ、受光に係る処理データを減少させることができ、位置の検出を高速化することができる。
【００７４】
本実施の形態２のタッチパネルユニットは、前記制御部（５７）は、一の枠部に配置された複数の発光素子の一部を発光させた後、他の枠部に配置された複数の発光素子の一部を発光させる動作を交互に繰り返すべく制御するようにしてあることを特徴とする。
【００７５】
本実施の形態にあっては、制御部（５７）は、一の枠部に配置された複数の発光素子の一部を発光させた後、他の枠部に配置された複数の発光素子の一部を発光させる動作を交互に繰り返すべく制御する。横方向（例えば、Ｘ方向）の枠部にＭ個の発光素子を並べて配置してあり、縦方向（例えば、Ｙ方向）の枠部にＮ個の発光素子を並べて配置してあるとする。横方向の枠部を一端側から他端側に向かって、例えば、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１１の６個の区分に分けるとする。同様に、縦方向の枠部を一端側から他端側に向かって、例えば、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２の６個の区分に分けるとする。制御部は、区分Ｓ１にある発光素子を順番に発光させ、対応する受光素子で順番に受光させる。区分Ｓ１が終了した場合、制御部は、区分Ｓ２にある発光素子を順番に発光させ、対応する受光素子で順番に受光させる。同様にして、制御部は、区分Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２についてスキャンを行う。これにより、縦横それぞれの一方側の枠部から徐々に検出領域上のスキャン領域を広げてゆくことができるので、指又はペン等の遮光物の検出ミスを抑制することができる。
【００７６】
本実施の形態３のタッチパネルユニットは、前記検出部（５３）で光が遮断された位置を検出した場合に、再度前記検出部で光が遮断された位置を検出するときに、すでに検出した前記位置を含む検出済領域を前記検出領域上で設定する領域設定部（５４）を備え、前記制御部は、前記光路が前記検出済領域にない発光素子を優先して発光させ、該発光素子に対向配置された所定数の受光素子で受光させるべく制御するようにしてあることを特徴とする。
【００７７】
本実施の形態にあっては、領域設定部（５４）は、検出部（５３）で光が遮断された位置を検出した場合に、再度検出部で光が遮断された位置を検出するときに、すでに検出した位置を含む検出済領域を検出領域上で設定する。例えば、横方向及び縦方向の発光素子によるスキャンが完了し、指又はペン等の遮光物の位置を検出したとする。検出済領域は、すでに検出した位置でもよく、当該位置を含む周辺の領域でもよい。検出済領域の大きさは、例えば、ユーザが一度タッチした位置から次にタッチする可能性がある位置を含む範囲とすることができる。
【００７８】
制御部（５７）は、光路が検出済領域にない発光素子を優先して発光させ、該発光素子に対向配置された所定数の受光素子で受光させるべく制御する。すなわち、次に遮光物を検出する場合、すなわち、スキャンを最初から実施する場合、光路が検出済領域にない発光素子を優先して発光させ、該発光素子に対向配置された所定数の受光素子で受光するスキャンを実施する。検出済領域以外の領域は、ユーザが指又はペン等で指し示す可能性が低いので、当該領域を優先的にスキャンすることにより、光路上のすべての判定位置が不遮断となる可能性が高くなり、効率的にスキャンを行うことができる。また、検出済領域も最終的にはスキャンを行うので、検出領域のすべての判定位置において光の遮断の有無を判定することができ、遮光物の検出ミスを防ぐことができる。
【００７９】
本実施の形態の表示装置（１００）は、前述のタッチパネルユニットと、該タッチパネルユニットの各枠部内に配置にした表示部（６０）とを備えることを特徴とする。
【００８０】
本実施の形態にあっては、表示部（６０）にタッチした位置の検出を高速化することができる表示装置（１００）を提供することができる。
【符号の説明】
【００８１】
３１、３２、３３、３４  枠部
４１  Ｘ側ＬＥＤ部
４２  Ｘ側センサ部
４３  Ｙ側ＬＥＤ部
４４  Ｙ側センサ部
５０  タッチパネルユニット
５１  ＣＰＵ
５２  遮光判定部
５３  座標演算部
５４  有効スキャン判定部
５５  メモリ
５６  信号増幅部・ＡＤコンバータ
５７  ＬＥＤ発光制御部
５８  通信部
４１２  ＬＥＤ
４２２  センサ
【図１】
2015032156.tif 000003
【図２】
2015032156.tif 000004
【図３】
2015032156.tif 000005
【図４】
2015032156.tif 000006
【図５】
2015032156.tif 000007
【図６】
2015032156.tif 000008
【図７】
2015032156.tif 000009
【図８】
2015032156.tif 000010
【図９】
2015032156.tif 000011
【図１０】
2015032156.tif 000012
【図１１】
2015032156.tif 000013
【図１２】
2015032156.tif 000014
【図１３】
2015032156.tif 000015
【図１４】
2015032156.tif 000016
【図１５】
2015032156.tif 000017
【図１６】
2015032156.tif 000018