(57)【要約】【課題】表示領域の大型化を図ることが可能な光学式位置検出装置を提供すること。【解決手段】画像を表示するための液晶ディスプレイ１と、液晶ディスプレイ１を挟んで互いに平行に配列された複数の発光素子２ａ〜２ｔおよび複数の受光素子３ａ〜３ｔと、複数の発光素子２ａ〜２ｔおよび複数の受光素子３ａ〜３ｔを駆動制御するための制御手段４と、を備えたタッチパネルＡ１であって、制御手段４は、複数の発光素子２ａ〜２ｔのうち互いに隣り合う２つの発光素子２ｆ，２ｇを同時に発光させ、複数の受光素子３ａ〜３ｔのうち発光素子２ｆ，２ｇと対面する１つの受光素子３ｑによって２つ発光素子２ｆ、２ｇからの光が受光されないときに、２つの発光素子２ｆ，２ｇと受光素子３ｑとの間に指Ｆｇが存在すると判断する構成とされている。【選択図】  図１
2008096179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示するための表示領域と、
上記表示領域を挟んで互いに平行に配列された複数の発光素子および複数の受光素子と、
上記複数の発光素子および上記複数の受光素子を駆動制御するための制御手段と、
を備えた光学式位置検出装置であって、
上記制御手段は、上記複数の発光素子のうち互いに隣り合う２以上の発光素子を同時に発光させ、上記複数の受光素子のうち上記２以上の発光素子と対面する１つの受光素子によって上記２以上の発光素子からの光が受光されないときに、上記２以上の発光素子と上記１つの受光素子との間に遮蔽物が存在すると判断する構成とされていることを特徴とする、光学式位置検出装置。
【請求項２】
同時に発光させられる上記２以上の発光素子と対面する上記１つの受光素子は、上記複数の発光素子および上記複数の受光素子が配列された方向における位置が、同時に発光させられる上記２以上の発光素子の位置を平均した位置とされている、請求項１に記載の光学式位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルなどの光学式位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来のタッチパネルの一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示されたタッチパネルＸは、液晶ディスプレイ９１、複数の発光素子９２ａ〜９２ｔ、複数の受光素子９３ａ〜９３ｔ、および制御手段９４を備えている。複数の発光素子９２ａ〜９２ｊと複数の受光素子９３ｋ〜９３ｔとは、液晶ディスプレイ９１を挟んで、方向ｙに沿って平行に配置されている。また、複数の発光素子９２ｋ〜９２ｔと複数の受光素子９３ａ〜９３ｊとは、液晶ディスプレイ９１を挟んで、方向ｘに沿って平行に配置されている。制御手段９４は、発光素子ドライバ９４ａ、受光素子ドライバ９４ｂ、およびＣＰＵ９４ｃからなる。ＣＰＵ９４ｃは、発光素子ドライバ９４ａを介して、複数の発光素子９２ａ〜９２ｔを順次発光させる。また、ＣＰＵ９４ｃは、受光素子ドライバ９４ｂを介して、複数の受光素子９３ａ〜９３ｔのうち発光している複数の発光素子９２ａ〜９２ｊの正面に位置するものについて、受光の有無を検出する。たとえば、液晶ディスプレイ９１に表示された画像のうち、使用者が望む部分を指Ｆｇで触ると、発光素子９２ｇから発せられた光が指Ｆｇによってさえぎられる。このとき、受光素子９３ｑは、発光素子９２ｇからの光を受光しないため、受光素子ドライバ９４ｂおよびＣＰＵ９４ｃには、受光素子９３ｑからの受光検知信号が送信されない。これにより、ＣＰＵ９４ｃは、指Ｆｇなどの遮蔽物が、発光素子９２ｇと受光素子９３ｑとの間にあると認識する。この遮蔽物認識処理を、複数の発光素子９２ａ〜９２ｔおよび複数の受光素子９３ａ〜９３ｔについて所定の周波数にしたがって実施することにより、液晶ディスプレイ９１上に存在する指Ｆｇなどの遮蔽物の方向ｘおよび方向ｙにおける位置を検出することができる。
【０００３】
しかしながら、複数の発光素子９２ａ〜９２ｔは、その発光輝度が限られている。複数の発光素子９２ａ〜９２ｔと複数の受光素子９３ａ〜９３ｔのうち対面するものどうしの距離は、複数の発光素子９２ａ〜９２ｔからの光を複数の受光素子９３ａ〜９３ｔによって確実に受光可能である距離とする必要がある。したがって、複数の発光素子９２ａ〜９２ｔの発光輝度によって、液晶ディスプレイ９１の方向ｘおよび方向ｙにおける大きさが限定されることとなり、液晶ディスプレイ９１の大型化が阻害されていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４２４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、表示領域の大型化を図ることが可能な光学式位置検出装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される光学式位置検出装置は、画像を表示するための表示領域と、上記表示領域を挟んで互いに平行に配列された複数の発光素子および複数の受光素子と、上記複数の発光素子および上記複数の受光素子を駆動制御するための制御手段と、を備えた光学式位置検出装置であって、上記制御手段は、上記複数の発光素子のうち互いに隣り合う２以上の発光素子を同時に発光させ、上記複数の受光素子のうち上記２以上の発光素子と対面する１つの受光素子によって上記２以上の発光素子からの光が受光されないときに、上記２以上の発光素子と上記１つの受光素子との間に遮蔽物が存在すると判断する構成とされていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記１つの受光素子は、上記２以上の発光素子からの光を受けることとなる。このため、上記複数の発光素子と上記複数の受光素子とのうち互いに対面するものどうしの距離を、たとえば２倍以上とすることが可能である。したがって、上記表示領域の大型化を図ることができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、同時に発光させられる上記２以上の発光素子と対面する上記１つの受光素子は、上記複数の発光素子および上記複数の受光素子が配列された方向における位置が、同時に発光させられる上記２以上の発光素子の位置を平均した位置とされている。このような構成によれば、上記２以上の発光素子から発せられた光を上記１つの受光素子によってもっとも効率よく受光することが可能である。これは、上記表示領域の拡大化に有利である。
【０００９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る光学式位置検出装置の一例を示している。本実施形態のタッチパネルＡ１は、液晶ディスプレイ１、複数の発光素子２ａ〜２ｔ、複数の受光素子３ａ〜３ｔ、制御手段４を備えて構成されている。タッチパネルＡ１は、画像などが表示された液晶ディスプレイ１に対して使用者が指Ｆｇによって指し示した位置を、方向ｘおよび方向ｙについて検出可能に構成されている。
【００１２】
液晶ディスプレイ１は、たとえばカラー画像を表示可能な画像表示装置であり、本発明で言う表示領域を構成している。液晶ディスプレイ１は、方向ｘおよび方向ｙに沿って延びる四辺を有する矩形状とされている。
【００１３】
複数の発光素子２ａ〜２ｔは、たとえば赤外線を出射可能な発光ダイオードである。複数の発光素子２ａ〜２ｊは、液晶ディスプレイ１の図中左側において、方向ｙに沿って等ピッチで配列されている。複数の発光素子２ｋ〜２ｔは、液晶ディスプレイ１の図中上側において、方向ｘに沿って等ピッチで配列されている。
【００１４】
複数の受光素子３ａ〜３ｔは、たとえばフォトダイオードまたはフォトトランジスタであり、複数の発光素子２ａ〜２ｔから発せられる波長の赤外線を受光可能とされている。複数の受光素子３ａ〜３ｊは、液晶ディスプレイ１を挟んで複数の発光素子２ｋ〜２ｔと平行に方向ｘに沿って配列されている。複数の受光素子３ａ〜３ｊは、その配列ピッチが複数の発光素子２ｋ〜２ｔの配列ピッチと同じである。複数の発光素子２ｋ〜２ｔと複数の受光素子３ａ〜３ｊとは、互いに対面するものどうしの方向ｘにおける位置が同一とされている。複数の受光素子３ｋ〜３ｔは、液晶ディスプレイ１を挟んで複数の発光素子２ａ〜２ｊと平行に方向ｙに沿って配列されている。複数の受光素子３ｋ〜３ｔは、その配列ピッチが複数の発光素子２ａ〜２ｊの配列ピッチと同じである。複数の発光素子２ａ〜２ｊと複数の受光素子３ｋ〜３ｔとは、互いに対面するものどうしの方向ｙにおける位置が同一とされている。
【００１５】
制御手段４は、発光素子ドライバ４１、受光素子ドライバ４２、およびＣＰＵ４３からなる。発光素子ドライバ４１は、ＣＰＵ４３からの指令に基づいて複数の発光素子２ａ〜２ｔのうち任意のものを発光可能に構成されている。受光素子ドライバ４２は、複数の受光素子３ａ〜３ｔのうち任意のものが受光したことをＣＰＵ４３に対して送信可能に構成されている。ＣＰＵ４３は、発光素子ドライバ４１および受光素子ドライバ４２を介して複数の発光素子２ａ〜２ｔおよび複数の発光素子２ａ〜２ｔを用いた位置検出処理を行うためのものである。
【００１６】
タッチパネルＡ１による位置検出処理は、以下のように行われる。ＣＰＵ４３から発光素子ドライバ４１に対して、複数の発光素子２ａ〜２ｔを所定の周波数にしたがって順次発光させる旨の指令を送る。この発光動作において、複数の発光素子２ａ〜２ｔのうち、たがいに隣り合う２つを同時に発光させる。すなわち、２つの発光素子２ａ，２ｂ、２つの発光素子２ｂ，２ｃ、２つの発光素子２ｃ、２ｄ、・・・、２つの発光素子２ｓ，２ｔを順次発光させる。ＣＰＵ４３は、発光素子ドライバ４１を介した発光動作と同期して、受光素子ドライバ４２を介した複数の受光素子３ａ〜３ｔの受光検出動作を行う。
【００１７】
図２は、これらの発光動作および受光検出動作のタイミングチャートの一部を示している。本図によく表れているように、たとえば、２つの発光素子２ｆ，２ｇの発光と、受光素子３ｑによる受光検出とが、同じタイミングで行われる。図１に示すように、受光素子３ｑは、２つの発光素子２ｆ，２ｇのうち発光素子２ｇと対面している。このとき、使用者の指Ｆｇが２つの発光素子２ｆ，２ｇと受光素子３ｑとの間に置かれると、受光素子３ｑは２つの発光素子２ｆ，２ｇからの光を受光しない。２つの発光素子２ｆ，２ｇが発光しているにもかかわらず、受光素子ドライバ４２から受光素子３ｑの受光検出信号が送信されない場合には、ＣＰＵ４３は、２つの発光素子２ｆ，２ｇと受光素子３ｑとの間に指Ｆｇが存在すると認識する。すなわち、方向ｙにおける指Ｆｇの位置を検出することができる。複数の発光素子２ａ〜２ｔと複数の受光素子３ａ〜３ｔとを、図２に示したタイミングチャートにしたがって駆動制御することにより、指Ｆｇなどの遮蔽物の方向ｘおよび方向ｙにおける位置検出処理を行うことができる。
【００１８】
次に、タッチパネルＡ１の作用について説明する。
【００１９】
本実施形態によれば、指Ｆｇなどの遮蔽物が存在しない場合、たとえば位置検出処理に用いられる１つの受光素子３ｑには、２つの発光素子２ｆ，２ｇからの光が到達する。２つの発光素子２ｆ，２ｇからの光を受光素子３ｑによって受光可能な距離は、発光素子２ｆ，２ｇのいずれか一方のみを発光させた場合に受光素子３ｑによって受光可能な距離の２倍程度である。このため、複数の発光素子２ａ〜２ｊと複数の受光素子３ｋ〜３ｔとの間の距離、および複数の発光素子２ｋ〜２ｔと複数の受光素子３ａ〜３ｊとの間の距離を、たとえば図５に示されたタッチパネルＸにおける距離の２倍程度とすることが可能である。したがって、タッチパネルＡ１における液晶ディスプレイ１の大型化を図ることができる。
【００２０】
図３および図４は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００２１】
図３は、本発明に係る光学式位置検出装置の第２実施形態を示している。本実施形態のタッチパネルＡ２は、位置検出処理において複数の発光素子２ａ〜２ｔのうち３つを同時に発光させる点が、上述した実施形態と異なる。本実施形態においては、たとえば、３つの発光素子２ｅ，２ｆ，２ｇを発光させたときに、受光素子３ｐによって受光されているか否かを判別することによって、指Ｆｇなどの遮蔽物の有無を認識する。受光素子３ｐは、３つの発光素子２ｅ，２ｆ，２ｇうち中央に位置する発光素子２ｆと方向ｙにおける位置が同一である。複数の発光素子２ａ〜２ｔおよび複数の受光素子３ａ〜３ｔのうち、３つの発光素子２ｅ，２ｆ，２ｇおよび受光素子３ｐ以外のものどうしの関係も同様である。
【００２２】
このような実施形態によれば、液晶ディスプレイ１の大型化をさらに促進することができる。また、受光素子３ｐは、３つの発光素子２ｅ，２ｆ，２ｇからの光をもっとも効率よく受光可能な位置に配置されている。したがって、遮蔽物の有無を検出する感度を高めることが可能であり、液晶ディスプレイ１の大型化に有利である。
【００２３】
図４は、本発明に係る光学式位置検出装置の第３実施形態を示している。本実施形態のタッチパネルＡ３は、複数の発光素子２ａ〜２ｔのうち２つずつを同時に発光させる点は、上述した第１実施形態と同様であるが、複数の発光素子２ａ〜２ｔと複数の受光素子３ａ〜３ｒとの相対的な位置関係が上述した第１実施形態と異なる。本実施形態においては、たとえば２つの発光素子２ｆ，２ｇからの光を受光すべき受光素子３ｏが、方向ｙにおいて発光素子２ｆ、２ｇの間に配置されている。すなわち、受光素子３ｏは、発光素子２ｆ、２ｇの方向ｙにおける位置を平均した位置とされている。これと同様に、複数の発光素子２ａ〜２ｊと複数の受光素子３ｊ〜３ｒ、あるいは複数の発光素子２ｋ〜２ｔと複数の受光素子３ａ〜３ｉは、互いに半ピッチずれた配置とされている。
【００２４】
このような実施形態によっても、液晶ディスプレイ１の大型化を図ることができる。また、複数の受光素子３ａ〜３ｒによって複数の発光素子３ａ〜３ｔからの光を効率よく受光することができる。
【００２５】
本発明に係る光学式位置検出装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る光学式位置検出装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る光学式位置検出装置の第１実施形態を示す全体概略図である。
【図２】本発明に係る光学式位置検出装置の第１実施形態による位置検出処理を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明に係る光学式位置検出装置の第２実施形態を示す全体概略図である。
【図４】本発明に係る光学式位置検出装置の第３実施形態を示す全体概略図である。
【図５】従来の光学式位置検出装置を示す全体概略図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ１，Ａ２，Ａ３  タッチパネル（光学式位置検出装置）
１      液晶ディスプレイ（表示領域）
２ａ〜２ｔ  発光素子
３ａ〜３ｔ  受光素子
４      制御手段
４１    発光素子ドライバ
４２    受光素子ドライバ
４３    ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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