JP3786767B2 - Optical scanning touch panel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、42インチなどの大型の表示装置用の光走査型タッチパネルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりタッチパネルの方式には、超音波方式、静電容量方式、光(赤外線)方式、歪み方式、抵抗膜方式が知られている。
【0003】
これらの方式において、タッチ耐久性では、超音波方式と静電容量方式が特に優れ、ついで抵抗膜方式が優れている。しかし、光(赤外線)方式と歪み方式では、問題があるか、まだ不明な点がある。
応答速度は、歪み方式が他の4方式よりもかなり劣っている。
耐傷性は、超音波方式、光(赤外線)方式、歪み方式が傷による影響がないか、非常に耐傷性を有するが、静電容量方式と抵抗膜方式は、傷の影響が大である。
分解能は、静電容量方式にやや問題がある。
その他、視差、設置スペース、耐環境性などにおいても、いずれにも一長一短がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
これらの他に、従来の最も問題となっていたことは、いずれも20インチ以上の大型化は困難で、仮りにできたとしても数百万円ものコストがかかり、実用化が困難であるという点である。
【0005】
本発明は、構造が簡単で、しかも安価な大画面の光走査型タッチパネルを得ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、角形基板10の何れか一辺の両隅に光走査ユニット15a、15bを設け、前記角型基板10の光走査ユニット15a、15bの取付け辺部を除く3方辺部に、再帰性反射体14をそれぞれ前記角型基板10の中心に向くように設けてなる光走査型タッチパネルにおいて、前記光走査ユニット15a、15bは、前記角型基板10に固定部30をもって固定したユニット支持板29の支持部31に、発光素子23、受光素子38、及び、回転するポリゴンミラー27からなる光走査部を具備したユニット本体22を、ばね36を介在してねじ35によりユニット本体22を高さ及び傾きを調整自在に取り付けてなることを特徴とする光走査型タッチパネルである。
【0007】
簡単な構成で、従来よりも大型の光走査型タッチパネルをきわめて安価に提供することができる。ユニット本体22の高さ及び傾きを自由に調整できる。
従来のPDPディスプレイユニットの構成をほとんど変えることなく、再帰性反射体14、光走査ユニット15a、15bなどを収納できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
光走査型タッチパネルは、図6に示すように、フラットディスプレイパネルなどの表示画面部の前面の基板10の何れか一辺の両隅に、発光素子、受光素子、ポリゴンミラーなどからなる光走査ユニット15a、15bを設け、また、表示画面部の上部辺を除く左右両側部と下部には再帰性反射体14を設けてなるものである。
【0009】
そして、ポリゴン制御回路40からの制御信号により、光走査ユニット15a、15b内のポリゴンミラーが回転すると、両光走査ユニット15a、15b内の発光素子からの光が基板10内に光走査され、再帰性反射体14で反射して再び光走査ユニット15a、15b内の受光素子で受光される。すると、基板10を指やペンでタッチすることにより、その位置が演算により求められてタッチした位置信号やその位置信号に対応する画像が出力されるものである。
【0010】
本発明は、このような光走査型タッチパネルのさらに具体的取付け構造に関するものであり、図1ないし図5により詳細に説明する。
12は、42インチまたはそれ以上の大型の表示画面部で、この表示画面部12の前面には、透明なガラス板に電磁波の通過を防止するようなフィルタ膜11を形成した光学フィルタなどの基板10が設けられている。
【0011】
図1において、前記基板10の一方の側面の上隅部分と下隅部分には、光走査ユニット15a、15bがそれぞれ配置されている。また、この基板10の前面には、前記光走査ユニット15a、15bの取付け側部を除く3方辺に、再帰性反射体14が取り付けられている。この再帰性反射体14は、図2に示すように、細長いフレーム13の一側面に貼付されていて、再帰性反射体14が前記基板10の中心に向くように取り付けられ、したがって、この再帰性反射体14は、前記光走査ユニット15a、15bに向いている。
【0012】
この再帰性反射体14の背部側は、リブ16を介してフロントベッセル17の上縁部18で被覆され、基板10とフロントベッセル17は、支柱19とホルダー20とねじ21とで互いに固定的に取り付けられる。したがって、図1における再帰性反射体14の左辺部分と下辺部分が一方の光走査ユニット15aに対向し、また、再帰性反射体14の左辺部分と上辺部分が他方の光走査ユニット15bに対向している。
【0013】
前記光走査ユニット15a、15bの構造を図3ないし図5により説明すると、ユニット支持板29の固定部30が前記基板10の角隅部分に接着などにより固定され、また、この固定部30と一体の略L字形の支持部31の上にユニット本体22が載せられて角度調整自在に取り付けられる。
【0014】
すなわち、ユニット本体22は、下面に、前記支持部31に遊嵌するような略L字形のL字溝37が形成され、また、内部に、半導体レーザ発生装置などの発光素子23と、戻ってきた光を受光する受光素子38が収納され、上面に、前記発光素子23の真上に屈折プリズム24が設けられ、前記受光素子38の真上にハーフミラー25を具備したプリズム26が設けられており、さらに、ユニット本体22の他端部には、ポリゴンミラー27がパルスモータ28により回転自在に設けられている。
【0015】
前記ユニット支持板29の支持部31には、3個所のばね受け孔32a、32b、32cが互いに直角になるように穿設され、このばね受け孔32a、32b、32cの中央には、ねじ孔33が形成されている。また、前記ユニット本体22のL字溝37部分にもばね受け孔32a、32b、32cと一致してねじ差し込み孔34a、34b、34cが穿設され、ばね36a、36b、36cを介在してねじ35a、35b、35cで取り付けられる。
【0016】
以上のような構成による取付け順序を説明する。
ユニット支持板29の固定部30を、図1における基板10の右辺両角隅の下面に接着などにより固定する。
固定されたこのユニット支持板29の支持部31に、ユニット本体22のL字溝37が一致するようにして上から載せる。このとき、ばね受け孔32a、32b、32c内にばね36a、36b、36cが嵌め込まれる。
【0017】
ユニット本体22のねじ差し込み孔34a、34b、34cに、それぞれねじ35a、35b、35cを差し込み、ねじ孔33に捩じ込む。このとき、3本のねじ35a、35b、35cのねじ込み程度によりユニット本体22の取付け角度を調整する。すなわち、先ず、3本のねじ35a、35b、35cのうちの中間に位置しているねじ35aを捩じ込み、ポリゴンミラー27の高さを再帰性反射体14の高さに一致させる。
ついで、残りの2本のねじ35b、35cのそれぞれの捩じ込み程度を調整することにより、ポリゴンミラー27からのレーザ光39が正しく再帰性反射体14に到達し、かつ再帰性反射体14からの反射光がポリゴンミラー27に届くように調整する。
【0018】
以上のような構成により、発光素子23からのレーザ光39が屈折プリズム24で屈折し、ハーフミラー25、プリズム26を透過してポリゴンミラー27で反射し再帰性反射体14へ発射する。この再帰性反射体14では、入射光と略同一光路を戻り、ポリゴンミラー27で反射し、プリズム26のハーフミラー25で反射屈折して受光素子38で受光される。
ポリゴンミラー27は、パルスモータ28により一定速度で回転するので、レーザ光39は、図1の角度θだけ走査される。これは、両光走査ユニット15a、15bでともに走査される。
この状態で、図6と同様にして指やペンにより基板10をタッチすると、タッチ部分の光が遮断される。この遮断時点での走査開始からの時間を監視することによって3角法を用いてその座標位置情報を検出する。
【0019】
前記実施例では、基板10の下面に表示画面部12を配置したため、基板10は、透明ガラス板に透明なフィルタ膜11を貼着したものからなるが、表示画面部12が、基板10とは別体に設けたものである場合などでは、基板10は、ガラス板にかぎられず、不透明な金属板やプラスチック板などであってもよい。ただし、基板10が曲がったり、歪んだりすると、レーザ光39の光走査面が正しく再帰性反射体14で反射できないので、そのようなことのない構成とすることが必要である。
【0020】
基板10への再帰性反射体14の取付けは、直接接着剤などにより取り付けてもよいし、また、他の物体を介在して取り付けるようにしてもよい。
【0021】
前記実施例では、再帰性反射体14を貼着したフレーム13を基板10の上面に直接取り付けたが、フロントベッセル17を容易にひずむことのないアルミダイキャスト製とし、このアルミダイキャスト製のフロントベッセル17の上縁部18の下面にフレーム13を固着し、このフレーム13に再帰性反射体14を貼着するようにしてもよいし、また、フレーム13もフロントベッセル17と一体にアルミダイキャスト製として、このフレーム13に再帰性反射体14を貼着するようにしてもよい。
【0022】
前記実施例では、再帰性反射体14を貼着したフレーム13を、基板10の上面に取り付けたが、表示画面部12が基板10そのものと考えられる場合には、この基板10としての表示画面部12の上面に、フレーム13に貼着した再帰性反射体14を取り付けるようにしてもよい。
【0023】
前記実施例では、図1に示すように、光走査ユニット15a、15bは、それぞれ基板10の短手辺側の側面端に取り付けたが、これに限られるものではなく、一方の光走査ユニット15aは、そのまま短手辺側の側面端に取り付け、他方の光走査ユニット15bは、長手辺側の側面端(図1の下辺側の右側面端)に取り付けるようにしてもよい。この場合、光走査ユニット15a、15bは、逆であってもよい。また、両方の光走査ユニット15a、15bを長手辺側の側面端(図1の上、下辺側の右側面端)に取り付けるようにしてもよい。このようにすると、再帰性反射体14の長さがやや短くなるが、実用上問題はない。
【0024】
【発明の効果】
本発明による光走査ユニット15a、15bは、基板10に固着したユニット支持板29に、発光素子23、受光素子38、ポリゴンミラー27を具備したユニット本体22を取り付けるようにしたので、簡単な構成で、従来よりも大型の光走査型タッチパネルをきわめて安価に提供することができる。
【0025】
前記ユニット支持板29は、基板10に取り付ける固定部30とユニット本体22を支持する支持部31とからなり、この支持部31にばね36a、36b、36cを介在してねじ35a、35b、35cによりユニット本体22を取り付けるようにしたので、ユニット本体22の高さ及び傾きを自由に調整できる。
【0026】
支持部31は、略L字形をなし、この支持部31に、3個のばね受け孔32a、32b、32cを略直角位置に配置するとともに、このばね受け孔32a、32b、32cと同心位置にねじ孔33を形成し、ユニット本体22の下面に、前記支持部31と遊嵌する略L字形のL字溝37を形成し、このL字溝37に、前記ねじ孔33と一致する3個のねじ差し込み孔34a、34b、34cを形成し、前記ねじ差し込み孔34a、34b、34cにばね36a、36b、36cを介在し、前記ねじ差し込み孔34a、34b、34cからねじ35a、35b、35cを捩じ込んで固定するようにしたので、先ず中間のねじ35a、35b、35cの捩じ込み程度で回転するポリゴンミラー27からなる光走査部の位置を決め、他のねじ35a、35b、35cで全体の傾きを簡単、かつ正確に調整できる。
【0027】
基板10は、PDPディスプレイパネルからなる表示画面部12の前面に設けられた光学フィルタからなり、この基板10の3方辺上に再帰性反射体14を取り付けるとともに、この再帰性反射体14の上面と外周面をリブ16で浮かせてフロントベッセル17で被覆したので、従来のPDPディスプレイユニットの構成をほとんど変えることなく、再帰性反射体14、光走査ユニット15a、15bなどを収納できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光走査型タッチパネルの一実施例を示す平面図である。
【図2】図1における再帰性反射体14部分のA−A線拡大断面図である。
【図3】図1における光走査ユニット15a、15b部分のB−B線拡大断面図である。
【図4】本発明による光走査ユニット15a、15bの取付け状態を示す分解斜視図である。
【図5】本発明による光走査ユニット15a、15bの取付け状態を示す側面図である。
【図6】光走査型タッチパネルの説明図である。
【符号の説明】
10…基板、11…フィルタ膜、12…表示画面部、13…フレーム、14…再帰性反射体、15、15a、15b…光走査ユニット、16…リブ、17…フロントベッセル、18…上縁部、19…支柱、20…ホルダー、21…ねじ、22…ユニット本体、23…発光素子、24…屈折プリズム、25…ハーフミラー、26…プリズム、27…光走査部としてのポリゴンミラー、28…パルスモータ、29…ユニット支持板、30…固定部、31…支持部、32、32a、32b、32c…ばね受け孔、33…ねじ孔、34、34a、34b、34c…ねじ差し込み孔、35、35a、35b、35c…ねじ、36、36a、36b、36c…ばね、37…L字溝、38…受光素子、39…レーザ光、40…ポリゴン制御回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning touch panel for a large display device such as 42 inches.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an ultrasonic method, a capacitance method, an optical (infrared) method, a strain method, and a resistive film method are known as touch panel methods.
[0003]
Among these methods, the ultrasonic method and the capacitance method are particularly excellent in touch durability, and then the resistive film method is excellent. However, the optical (infrared) system and the distortion system have problems or are still unclear.
As for the response speed, the distortion method is considerably inferior to the other four methods.
As for the scratch resistance, the ultrasonic method, the light (infrared ray) method, and the distortion method are not affected by scratches or have very scratch resistance, but the electrostatic capacitance method and the resistance film method are greatly affected by scratches.
The resolution is somewhat problematic in the capacitive method.
In addition, there are advantages and disadvantages in parallax, installation space, environment resistance, and the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In addition to these, the biggest problem in the past is that it is difficult to increase the size of 20 inches or more, and even if it can be made, it costs several million yen and is difficult to put into practical use. Is a point.
[0005]
An object of the present invention is to obtain a large-screen optical scanning touch panel that has a simple structure and is inexpensive.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the
[0007]
With a simple configuration, an optical scanning touch panel larger than the conventional one can be provided at a very low cost. The height and inclination of the
The
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 6, the optical scanning touch panel has an optical scanning unit 15a composed of a light emitting element, a light receiving element, a polygon mirror, etc. at both corners of one side of a
[0009]
When the polygon mirrors in the
[0010]
The present invention relates to a more specific mounting structure of such an optical scanning touch panel, and will be described in detail with reference to FIGS.
[0011]
In FIG. 1,
[0012]
The back side of the
[0013]
The optical scanning unit 15a, will be described with FIGS. 3 to 5 the structure of 15b, fixing
[0014]
That is, the unit
[0015]
The
[0016]
A mounting order according to the above configuration will be described.
The
The
[0017]
Screws 35 a, 35 b and 35 c are inserted into the screw insertion holes 34 a, 34 b and 34 c of the unit
Next, by adjusting the screwing degree of each of the remaining two screws 35b and 35c, the
[0018]
With the above configuration, the
Since the
In this state, when the
[0019]
In the said Example, since the
[0020]
The
[0021]
In the above embodiment, the
[0022]
In the above-described embodiment, the
[0023]
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the
[0024]
【The invention's effect】
In the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an optical scanning touch panel according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA of the
3 is an enlarged sectional view taken along line BB of the
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a mounting state of the
FIG. 5 is a side view showing an attached state of the
FIG. 6 is an explanatory diagram of an optical scanning touch panel.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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