JP2008186374A

JP2008186374A - Optical touch panel

Info

Publication number: JP2008186374A
Application number: JP2007021322A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Tanaka; 俊一田中; Fujio Matsu; 不二雄松; Teruo Ebihara; 照夫海老原; Naoyuki Hirayama; 尚幸平山
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To use a backlight of a liquid crystal cell as a light source for a touch panel instead of a light emission source mounted around a display face for reducing power consumption and simplifying wire routing. <P>SOLUTION: The optical touch panel includes a flat light source 2 installed on the back face of the liquid crystal cell 1 for radiating light to the liquid crystal cell 1, a reflection part 3a arranged along one side of the liquid crystal cell 1, and a light receipt part 4a arranged along another side of the liquid crystal cell 1. The light emitted from the flat light source 2 is incident on the reflection part 3a to be reflected in the direction parallel to the surface of the liquid crystal cell 1. The light receipt part 4a is an optical touch panel 10 receiving the light reflected by the reflection part 3a and transforming it into an electric signal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学式タッチパネルに関する。より詳しくは、液晶表示素子の下部に設けたバックライトの光を利用して位置検出を行う光学式タッチパネルに関する。 The present invention relates to an optical touch panel. More specifically, the present invention relates to an optical touch panel that performs position detection using light from a backlight provided at a lower portion of a liquid crystal display element.

図８は、光学式タッチパネルの上面図を表している（特許文献１を参照）。液晶表示素子等からなる表示画面１０１は四角形の形状を有している。表示画面１０１の隣り合う２辺１０１ａ及び１０１ｂには、複数の発光素子１０２が設けてある。これに対向する隣り合う２辺１０１ｃ及び１０１ｄには複数の受光素子１０３が設けてある。発光素子１０２は制御回路１０９により発光が制御される。受光素子１０３により検出された信号は処理回路１１０により処理される。左辺の最上部の発光素子１０２により発光された光Ｌ１１１は対向する右辺の最上部に位置する受光素子１０３により受光される。上辺の右端の発光素子１０２により発光された光Ｌ１１０は、下辺の右端の受光素子１０３により受光される。従って、表示画面１０１のいずれかの位置に指を触れることにより、左辺から右辺に向かういずれかの位置の光が遮られる。同様に、上辺から下辺に向かういずれかの位置の光が遮られる。受光素子１０３により、光が遮られた位置を特定することにより、その位置のｘｙ座標を特定する。 FIG. 8 shows a top view of the optical touch panel (see Patent Document 1). A display screen 101 made of a liquid crystal display element or the like has a rectangular shape. A plurality of light emitting elements 102 are provided on two adjacent sides 101 a and 101 b of the display screen 101. A plurality of light receiving elements 103 are provided on two adjacent sides 101c and 101d facing each other. Light emission of the light emitting element 102 is controlled by the control circuit 109. A signal detected by the light receiving element 103 is processed by the processing circuit 110. The light L111 emitted from the uppermost light emitting element 102 on the left side is received by the light receiving element 103 located at the uppermost part on the opposite right side. The light L110 emitted from the light emitting element 102 at the right end of the upper side is received by the light receiving element 103 at the right end of the lower side. Therefore, when a finger touches any position on the display screen 101, light at any position from the left side toward the right side is blocked. Similarly, light at any position from the upper side to the lower side is blocked. By specifying the position where the light is blocked by the light receiving element 103, the xy coordinates of the position are specified.

上記の例では、複数の受光素子１０３と複数の発光素子１０２とが１対１の関係にある。従って、発光素子１０２の数の受光素子１０３が設けられている。上記特許文献１では、受光素子１０３の数を減少させる方法が示されている。即ち、複数の受光素子１０３に変えて、受光素子を右辺１０１ｃと下辺１０１ｄの角部に設ける。そして、右辺１０１ｃの各受光素子１０３の位置、及び下辺１０１ｄの各受光素子１０３の位置に反射面を設ける。各反射面からは上記角部に設けた受光素子に向けて発光素子１０２から発光された光を反射する。そして、制御回路１０９により、各発光素子１０２を走査して発光させ、受光素子が受光したタイミングを検出することにより、光が遮られた位置を検出する。 In the above example, the plurality of light receiving elements 103 and the plurality of light emitting elements 102 have a one-to-one relationship. Therefore, the number of light receiving elements 103 equal to the number of light emitting elements 102 is provided. In Patent Document 1, a method for reducing the number of light receiving elements 103 is shown. That is, instead of the plurality of light receiving elements 103, the light receiving elements are provided at the corners of the right side 101c and the lower side 101d. A reflecting surface is provided at the position of each light receiving element 103 on the right side 101c and at the position of each light receiving element 103 on the lower side 101d. From each reflecting surface, the light emitted from the light emitting element 102 is reflected toward the light receiving element provided at the corner. Then, the control circuit 109 scans each light emitting element 102 to emit light, and detects the position where the light is blocked by detecting the timing at which the light receiving element receives light.

他の光学式タッチパネルとして、外来光と検出光とを区別するために、偏光を利用するものが知られている（特許文献２を参照）。この方式では、上記図８のように、複数の発光素子とこれに対応する複数の受光素子とを表示画面の周辺に設置する。更に、各発光素子の光出射部近傍に偏光板とファラデー素子等からなる偏光軸調整装置を設置する。対応する受光素子の受光部にも同様の偏光軸調整装置を設置する。そして、ファラデー素子に磁界を発生させて電気的に偏光軸を回転させて外来光と区別できるようにして、光が遮られた位置を検出する。
特開平０６−３０９１００号公報特開２００５−１３５３２９号公報 As another optical touch panel, one that uses polarized light is known in order to distinguish external light from detection light (see Patent Document 2). In this method, as shown in FIG. 8, a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements corresponding to the light emitting elements are installed around the display screen. Further, a polarization axis adjusting device including a polarizing plate and a Faraday element is installed in the vicinity of the light emitting portion of each light emitting element. A similar polarization axis adjusting device is also installed in the light receiving portion of the corresponding light receiving element. Then, a magnetic field is generated in the Faraday element, and the polarization axis is electrically rotated so that it can be distinguished from extraneous light, and the position where the light is blocked is detected.
Japanese Patent Laid-Open No. 06-309100 JP 2005-135329 A

しかしながら、上記の従来光学式タッチパネルにおいては、表示画面の周辺に多数の発光素子、たとえば多数の発光ダイオードを設置している。そのために、消費電流が増大し、また、配線の引き回し等が複雑となり組立工程数が増大する、という課題があった。 However, in the conventional optical touch panel described above, a large number of light emitting elements, for example, a large number of light emitting diodes, are provided around the display screen. For this reason, there are problems that current consumption increases, wiring is complicated, and the number of assembly steps increases.

本発明は、上記の課題を解決するために、表面が矩形状の液晶セルと、前記液晶セルの背面に設置され、前記液晶セルに光を照射するための平面型光源と、前記液晶セルの一辺に沿って設置される反射部と、前記液晶セルの他の一辺に沿って配置される受光部とを備え、前記反射部は、前記平面型光源から出射された光を入射して前記液晶セルの表面に平行な方向に反射し、前記受光部は、前記反射部から反射された光を受光して電気信号に変換する光学式タッチパネルとした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a liquid crystal cell having a rectangular surface, a flat light source installed on the back surface of the liquid crystal cell and for irradiating the liquid crystal cell with light, A reflection unit disposed along one side; and a light receiving unit disposed along the other side of the liquid crystal cell, wherein the reflection unit receives light emitted from the planar light source and receives the liquid crystal The light is reflected in a direction parallel to the surface of the cell, and the light receiving unit is an optical touch panel that receives light reflected from the reflecting unit and converts it into an electric signal.

また、前記反射部及び前記受光部は透光性基体の表面に形成されるようにした。 The reflection part and the light receiving part are formed on the surface of the translucent substrate.

また、前記受光部は、前記反射部から反射された光を更に反射する第２反射部と、前記第２反射部から反射された光を受光して電気信号に変換する複数の受光素子とを有し、前記反射部と前記第２反射部とは前記透光性基体の表面に形成され、前記受光素子は前記透光性基体の裏面に形成され、前記第２反射部から反射された光を、前記透光性基体を介して受光するようにした In addition, the light receiving unit includes a second reflecting unit that further reflects the light reflected from the reflecting unit, and a plurality of light receiving elements that receive the light reflected from the second reflecting unit and convert the light into electric signals. And the reflection part and the second reflection part are formed on the surface of the translucent substrate, and the light receiving element is formed on the back surface of the translucent substrate, and is reflected from the second reflection unit. Is received through the translucent substrate.

また、前記受光部は、前記反射部から反射された光を更に反射する第２反射部と、前記第２反射部から反射された光を受光して電気信号に変換する複数の受光素子とを有し、前記受光素子は前記液晶セルに形成されるようにした。 In addition, the light receiving unit includes a second reflecting unit that further reflects the light reflected from the reflecting unit, and a plurality of light receiving elements that receive the light reflected from the second reflecting unit and convert the light into electric signals. And the light receiving element is formed in the liquid crystal cell.

また、前記反射部及び前記第２反射部と前記液晶セルとの間にフィルター基板が挿入されており、前記フィルター基板は、前記平面型光源から前記反射部に光を導入するための第１のスリットと、前記第２反射部から前記受光素子に光を導入するための第２スリットとを有することとした。 In addition, a filter substrate is inserted between the reflection unit and the second reflection unit and the liquid crystal cell, and the filter substrate is a first unit for introducing light from the planar light source into the reflection unit. A slit and a second slit for introducing light from the second reflecting portion to the light receiving element are provided.

また、前記液晶セルは、一対の透光性基板と、前記透光性基板間に挟持された液晶層とから構成され、前記一対の透光性基板のうち、いずれか一方の透光性基板の液晶層側表面には、前記液晶層に印加する電圧を制御するための薄膜トランジスタと、前記第２反射部から反射された光を受光するための複数の受光素子とが形成されるようにした。 The liquid crystal cell includes a pair of translucent substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the translucent substrates, and one of the pair of translucent substrates. A thin film transistor for controlling a voltage applied to the liquid crystal layer and a plurality of light receiving elements for receiving the light reflected from the second reflecting portion are formed on the surface of the liquid crystal layer. .

また、前記受光部と前記平面型光源との間に、前記平面型光源からの光を遮蔽するための遮光膜が挿入されるようにした。 Further, a light shielding film for shielding light from the planar light source is inserted between the light receiving section and the planar light source.

また、前記平面型光源の発光を制御する発光制御回路と、前記受光部から電気信号を入力して、前記反射部から前記受光部に反射された光が遮蔽された位置を検出するための位置検出回路とを更に備え、前記発光制御回路は、商用電力の周波数、及び、前記液晶セルの走査周波数又はこれの整数倍の周波数を除いた所定の周波数成分を重畳して前記平面型光源を駆動するための変調回路を備えており、前記位置検出回路は、前記受光部から入力する電気信号から前記重畳された所定の周波数成分の電気信号を抽出するためのフィルター回路を備えるようにした。 A light emission control circuit for controlling the light emission of the planar light source; and a position for inputting an electric signal from the light receiving unit and detecting a position where the light reflected from the reflecting unit to the light receiving unit is shielded The light emission control circuit drives the planar light source by superimposing a predetermined frequency component excluding a frequency of commercial power and a scanning frequency of the liquid crystal cell or an integer multiple thereof. The position detection circuit includes a filter circuit for extracting the superimposed electric signal of the predetermined frequency component from the electric signal input from the light receiving unit.

本発明においては、液晶セルの一辺に沿って設置される反射部と、液晶セルの他の一辺に沿って配置される受光部とを備えている。そして、上記反射部は、液晶セルに光を照射するための平面型光源から出射された光を入射して液晶パネルの表面に平行な方向に反射し、受光部は、この反射部から反射された光を受光して電気信号に変換するようにした。これにより、タッチパネル用の光源を液晶表示用光源とは別に設ける必要がないので、消費電力を低減させることができると共に、表示面近傍において発光素子を形成する必要がないので、組み立て工程が簡単になる、という利点を有する。 In the present invention, a reflection part installed along one side of the liquid crystal cell and a light receiving part arranged along the other side of the liquid crystal cell are provided. The reflection unit receives light emitted from a planar light source for irradiating the liquid crystal cell with light and reflects the light in a direction parallel to the surface of the liquid crystal panel. The light receiving unit is reflected from the reflection unit. Received light and converted it into an electrical signal. As a result, it is not necessary to provide a light source for the touch panel separately from the light source for liquid crystal display, so that it is possible to reduce power consumption, and it is not necessary to form a light emitting element in the vicinity of the display surface. It has the advantage of becoming.

＜実施例１＞
図１は、本発明による光学式タッチパネル１０の実施例１を説明するための図であり、図１（ａ）は光学式タッチパネル１０の模式的断面図であり、図１（ｂ）は光学式タッチパネル１０の模式的上面図である。 <Example 1>
FIG. 1 is a view for explaining Example 1 of an optical touch panel 10 according to the present invention. FIG. 1 (a) is a schematic sectional view of the optical touch panel 10, and FIG. 1 (b) is an optical view. 3 is a schematic top view of the touch panel 10. FIG.

図１（ａ）において、液晶セル１の背面には平面型光源２が設置されている。液晶セル１の一辺には、反射部３ａが設置されている。液晶セル１の他の一辺には、受光部４ａが設置されている。平面型光源２の液晶セル１の一辺近傍から出射した出射光５ａは、反射部３ａにより反射される。この反射光は、液晶セル１の表面に平行な平行光６ａとして液晶セル１の他の一辺に設置された受光部４ａに向かって進む。受光部４ａは、反射部３ａにより反射された光を受光する。操作者が、液晶セル１の表面近傍に指等を置くと、反射部３ａにより反射された平行光６ａが遮られる。平行光６ａが遮られると、受光部４ａから出力される電気信号が変化する。この電気信号の変化により、タッチパネル上で操作が行われたことが検出される。 In FIG. 1A, a planar light source 2 is installed on the back surface of the liquid crystal cell 1. On one side of the liquid crystal cell 1, a reflecting portion 3a is installed. On the other side of the liquid crystal cell 1, a light receiving portion 4a is provided. The outgoing light 5a emitted from the vicinity of one side of the liquid crystal cell 1 of the planar light source 2 is reflected by the reflecting portion 3a. The reflected light travels toward the light receiving unit 4 a installed on the other side of the liquid crystal cell 1 as parallel light 6 a parallel to the surface of the liquid crystal cell 1. The light receiving unit 4a receives the light reflected by the reflecting unit 3a. When the operator places a finger or the like near the surface of the liquid crystal cell 1, the parallel light 6a reflected by the reflecting portion 3a is blocked. When the parallel light 6a is blocked, the electrical signal output from the light receiving unit 4a changes. It is detected that the operation is performed on the touch panel by the change of the electric signal.

このように構成することにより、光学式タッチパネル用に新たに発光素子を設置する必要がなくなる。その結果、発光素子用の配線等を設置したり接続したりする工程がなくなるので、組み立てが簡素化される。更に、光源として液晶表示セル用の平面型光源２により発光された光を利用するので、消費電力の増加がほとんどない、という利点を有する。 With this configuration, it is not necessary to newly install a light emitting element for the optical touch panel. As a result, there is no step of installing or connecting the wiring for the light emitting element, so that assembly is simplified. Furthermore, since the light emitted from the flat light source 2 for the liquid crystal display cell is used as the light source, there is an advantage that there is almost no increase in power consumption.

図１（ｂ）を参照して、より具体的に説明する。液晶セル１は上透光性基板８ａと下透光性基板８ｂと、この両基板に挟持された図示しない液晶層とから構成されている。下透光性基板８ｂの図中下方の下辺には、液晶セル１を駆動するためのドライバーＩＣ７が実装されている。また、液晶セル１は図示しない偏光板により挟持されて、液晶パネルが構成されている。液晶セル１の上透光性基板８ａの右辺及び上辺近傍には反射部３ｂ、３ａが設置されている。反射部３ａ、３ｂは、断面が直角三角形の形状を有する棒状の透明部材により形成されている。反射部３ａ、３ｂは平面型光源２から出射された出射光をその直角辺から入射し、その傾斜面において全反射して他の直角辺から平行光６ａ、６ｂとして出射する。 A more specific description will be given with reference to FIG. The liquid crystal cell 1 includes an upper light-transmitting substrate 8a, a lower light-transmitting substrate 8b, and a liquid crystal layer (not shown) sandwiched between the two substrates. A driver IC 7 for driving the liquid crystal cell 1 is mounted on the lower side of the lower translucent substrate 8b in the figure. The liquid crystal cell 1 is sandwiched between polarizing plates (not shown) to form a liquid crystal panel. Reflecting portions 3b and 3a are provided in the vicinity of the right side and the upper side of the upper transparent substrate 8a of the liquid crystal cell 1. The reflecting portions 3a and 3b are formed of a rod-like transparent member having a right triangle shape in cross section. The reflectors 3a and 3b receive the emitted light emitted from the planar light source 2 from its right side, totally reflect on the inclined surface, and emit as parallel light 6a and 6b from the other right side.

液晶セル１の上透光性基板８ａの左辺及び下辺近傍には受光部４ａ、４ｂが設置されている。受光部４ａ、４ｂは、それぞれ複数の受光素子１４ａ、１４ｂから構成されている。受光素子１４ａ、１４ｂとして、フォトダイオードやフォトトランジスタを使用することができる。図１（ｂ）においては、各１０個の受光素子１４ａ、１４ｂが配置されている。受光部４ａは反射部３ａから反射された平行光６ａを受光し、受光部４ｂは反射部３ｂから反射された平行光６ｂを受光する。操作者が、液晶セル１の表面近傍に指等を移動して平行光６ａ、６ｂを遮断すると、その遮断された平行光６ａ、６ｂに対応する受光素子１４ａ、１４ｂの出力に変化が生ずる。これを図示しない位置検出回路により検出して、遮断された位置の座標を特定する。このようにして、操作者は表示面上から情報を入力することができる。 In the vicinity of the left side and the lower side of the upper transparent substrate 8a of the liquid crystal cell 1, light receiving portions 4a and 4b are installed. The light receiving parts 4a and 4b are respectively composed of a plurality of light receiving elements 14a and 14b. As the light receiving elements 14a and 14b, photodiodes or phototransistors can be used. In FIG. 1B, ten light receiving elements 14a and 14b are arranged. The light receiving unit 4a receives the parallel light 6a reflected from the reflecting unit 3a, and the light receiving unit 4b receives the parallel light 6b reflected from the reflecting unit 3b. When the operator moves a finger or the like near the surface of the liquid crystal cell 1 to block the parallel light 6a, 6b, the output of the light receiving elements 14a, 14b corresponding to the blocked parallel light 6a, 6b changes. This is detected by a position detection circuit (not shown), and the coordinates of the blocked position are specified. In this way, the operator can input information from the display surface.

なお、反射部３ａ、３ｂとして断面が正三角形の棒状部材としたが、これを、対応する受光部４ａ、４ｂの各受光素子１４ａ、１４ｂに対応して分離して設置してもよい。また、反射部３ａ、３ｂの入射面又は出射面には、平行光６ａ、６ｂが拡散しないようにレンズを設けることができる。また、一般に平面型光源２から出射される出射光５ａは拡散光である。そこで、平面型光源２と反射部３ａとの間に棒状のコリメートレンズを設置して平行光に変換することが好ましい。反射部３ａ、３ｂは、アクリルやポリカーボネイトからなる透明合成樹脂を用いて射出成形により形成することができる。射出成形時に同時にレンズ機能を付与することができる。 Although the reflecting members 3a and 3b are rod-like members having a regular triangle cross section, they may be separately provided corresponding to the light receiving elements 14a and 14b of the corresponding light receiving portions 4a and 4b. Further, a lens can be provided on the incident surface or the exit surface of the reflecting portions 3a and 3b so that the parallel light 6a and 6b are not diffused. In general, the emitted light 5a emitted from the planar light source 2 is diffused light. Therefore, it is preferable to install a rod-shaped collimator lens between the planar light source 2 and the reflecting portion 3a to convert it into parallel light. The reflecting portions 3a and 3b can be formed by injection molding using a transparent synthetic resin made of acrylic or polycarbonate. A lens function can be imparted simultaneously with the injection molding.

＜実施例２＞
図２は、本発明による光学式タッチパネル１０の実施例２を表す模式的断面図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分は同一の符号を付した。 <Example 2>
FIG. 2 is a schematic sectional view showing Example 2 of the optical touch panel 10 according to the present invention. The same parts or parts having the same function are denoted by the same reference numerals.

実施例１と異なる部分は、反射部３ａと受光部４ａとが透光性基体１３の上に形成されている点である。その他の構成は、実施例１と同様である。液晶セル１の上方には透光性基体１３が設置されている。透光性基体１３の表面には、液晶セル１の一辺に沿って反射部３ａが設置されており、液晶セル１の他の一辺に沿って第２反射部９ａが設置されている。更に、第２反射部９ａ直下の透光性基体１３の裏面には複数の受光素子１４ａが形成され、第２反射部９ａ及び複数の受光素子１４ａにより受光部４ａが構成されている。第２反射部９ａは、反射部３ａと同様に断面が直角三角形を有する棒状部材から構成されている。複数の受光素子１４ａは、紙面垂直方向に複数配列している。 The difference from the first embodiment is that the reflecting portion 3 a and the light receiving portion 4 a are formed on the translucent substrate 13. Other configurations are the same as those of the first embodiment. A translucent substrate 13 is installed above the liquid crystal cell 1. On the surface of the translucent substrate 13, a reflective portion 3 a is installed along one side of the liquid crystal cell 1, and a second reflective portion 9 a is installed along the other side of the liquid crystal cell 1. Further, a plurality of light receiving elements 14a are formed on the back surface of the translucent substrate 13 immediately below the second reflecting section 9a, and the light receiving section 4a is constituted by the second reflecting section 9a and the plurality of light receiving elements 14a. The 2nd reflection part 9a is comprised from the rod-shaped member which a cross section has a right triangle like the reflection part 3a. A plurality of light receiving elements 14a are arranged in a direction perpendicular to the paper surface.

平面型光源２から出射した出射光５ａは、反射部３ａにより反射されて液晶セル１の表面に平行な平行光６ａとして受光部４ａに向けて進む。第２反射部９ａは平行光６ａを入射して、その直下の受光素子１４ａに反射光１５ａとして出射する。受光素子１４ａはこの反射光１５ａを受光して電気信号に変換する。動作については実施例１と同様なので省略する。 The outgoing light 5a emitted from the planar light source 2 is reflected by the reflecting portion 3a and travels toward the light receiving portion 4a as parallel light 6a parallel to the surface of the liquid crystal cell 1. The second reflecting portion 9a receives the parallel light 6a and emits the reflected light 15a to the light receiving element 14a immediately below the second reflecting portion 9a. The light receiving element 14a receives the reflected light 15a and converts it into an electrical signal. Since the operation is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.

液晶セル１の上部に透光性基体１３を設置することにより、操作者が指等を使用して入力する際に、液晶セル１や図示しない偏光板等に傷や汚れが付着しない。また、透光性基体１３の上に反射部３ａと受光部４ａとを一体的に形成したので、液晶セル１や平面型光源２とを一体的に組み込む組立工程が容易になる。 By installing the translucent substrate 13 on the upper part of the liquid crystal cell 1, when the operator inputs using a finger or the like, the liquid crystal cell 1 or a polarizing plate (not shown) is not damaged or soiled. In addition, since the reflecting portion 3a and the light receiving portion 4a are integrally formed on the translucent substrate 13, the assembly process for integrating the liquid crystal cell 1 and the planar light source 2 is facilitated.

なお、上記の構成では紙面垂直方向に分解能を有する１次元の座標位置を検出するタッチパネルであるが、図１（ｂ）に示すように表示面の２辺に反射部３ａ、３ｂを設置し、受光部４ａ、４ｂを他の２辺に設置することにより、２次元平面の座標位置を検出することができる。また、受光素子１４ａとしてフォトダイオードやフォトトランジスタを形成することができる。これらの受光素子１４ａと接続するための電極は、透光性基体１３の裏面に形成することができる。このために、配線の引き回し等の設計自由度を確保することができる。透光性基体１３として、ガラス等の透明基板や、アクリル、ポリカーボネイト等の合成樹脂を使用することができる。 In the above configuration, the touch panel detects a one-dimensional coordinate position having resolution in the direction perpendicular to the paper surface. However, as shown in FIG. 1B, the reflecting portions 3a and 3b are installed on two sides of the display surface. By installing the light receiving units 4a and 4b on the other two sides, the coordinate position of the two-dimensional plane can be detected. Further, a photodiode or a phototransistor can be formed as the light receiving element 14a. Electrodes for connecting to these light receiving elements 14 a can be formed on the back surface of the translucent substrate 13. For this reason, it is possible to ensure a degree of design freedom such as wiring routing. As the translucent substrate 13, a transparent substrate such as glass or a synthetic resin such as acrylic or polycarbonate can be used.

＜実施例３＞
図３は、本発明による光学式タッチパネル１０の実施例３を表す模式的断面図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分は同一の符号を付した。 <Example 3>
FIG. 3 is a schematic sectional view showing Example 3 of the optical touch panel 10 according to the present invention. The same parts or parts having the same function are denoted by the same reference numerals.

実施例２と異なる部分は、受光部４ａの受光素子１６ａを液晶セル１の上透光性基板８ａに設けた点である。その他の構成は、実施例２と同様である。透光性基体１３の表面には反射部３ａ、第２反射部９ａが設置されている。平面型光源２を出射した出射光５ａは、反射部３ａにより反射されて液晶セル１の表面に平行な平行光６ａとして第２反射部９ａに向かって進む。第２反射部９ａは、平行光６ａを入射して下方の受光素子１６ａに向けて反射光１５ａとして出射する。液晶セル１の上透光性基板８ａに形成された受光素子１６ａはこの反射光１５ａを入射して電気信号に変換する。タッチパネルとしての動作は実施例１で説明したと同様なので説明を省略する。受光素子１６ａを液晶セル１の上透光性基板８ａに形成することにより、電気的な配線を液晶セル１に集約的に形成することができる。 The difference from the second embodiment is that the light receiving element 16a of the light receiving portion 4a is provided on the upper transparent substrate 8a of the liquid crystal cell 1. Other configurations are the same as those of the second embodiment. On the surface of the translucent substrate 13, a reflecting portion 3a and a second reflecting portion 9a are installed. The outgoing light 5 a emitted from the planar light source 2 is reflected by the reflecting portion 3 a and travels toward the second reflecting portion 9 a as parallel light 6 a parallel to the surface of the liquid crystal cell 1. The second reflecting portion 9a receives the parallel light 6a and emits the reflected light 15a toward the lower light receiving element 16a. The light receiving element 16a formed on the upper transparent substrate 8a of the liquid crystal cell 1 receives the reflected light 15a and converts it into an electrical signal. Since the operation as a touch panel is the same as that described in the first embodiment, the description thereof is omitted. By forming the light receiving element 16 a on the upper light-transmitting substrate 8 a of the liquid crystal cell 1, electrical wiring can be collectively formed on the liquid crystal cell 1.

＜実施例４＞
図４は、本発明の光学式タッチパネルの実施例４を表す模式的断面図である。同一の部分及び同一の機能を有する部分は同一の符号を付した。 <Example 4>
FIG. 4 is a schematic sectional view showing Example 4 of the optical touch panel of the present invention. The same parts and the parts having the same functions are denoted by the same reference numerals.

液晶セル１と平面型光源２との間に、液晶セル１側から下偏光板１７ｂと、平面型光源２から出射される光の方向を調整するための光学フィルム２１が挿入されている。また、液晶セル１と反射部３ａ及び第２反射部９ａとの間には、フィルター基板１８と上偏光板１７ａとが挿入されている。受光素子１６ａは液晶セル１の上透光性基板８ａの表面に形成されている。フィルター基板１８には、平面型光源２からの反射部３ａへ出射される出射光５ａを通すための第１スリット１９ａと、第２反射部９ａからの反射光１５ａを通すための第２スリット１９ｂが形成されている。反射部３ａの出射側及び第２反射部９ａの入射側にはそれぞれコリメートレンズ２２、２３が設置されている。即ち、平面型光源２から出射された出射光５ａは、第１スリット１９ａを通過して反射部３ａに入射される。反射部３ａは出射光５ａを反射して平行光６ａとして出射する。第２反射部９ａは、平行光６ａを入射して、反射光１５ａとして出射する。反射光１５ａは、第２スリット１９ｂを通過して受光素子１６ａにより受光される。 Between the liquid crystal cell 1 and the planar light source 2, a lower polarizing plate 17b from the liquid crystal cell 1 side and an optical film 21 for adjusting the direction of light emitted from the planar light source 2 are inserted. Further, a filter substrate 18 and an upper polarizing plate 17a are inserted between the liquid crystal cell 1 and the reflecting portion 3a and the second reflecting portion 9a. The light receiving element 16a is formed on the surface of the upper transparent substrate 8a of the liquid crystal cell 1. The filter substrate 18 has a first slit 19a for passing the emitted light 5a emitted from the planar light source 2 to the reflecting portion 3a and a second slit 19b for passing the reflected light 15a from the second reflecting portion 9a. Is formed. Collimating lenses 22 and 23 are provided on the exit side of the reflecting portion 3a and the incident side of the second reflecting portion 9a, respectively. That is, the emitted light 5a emitted from the planar light source 2 passes through the first slit 19a and enters the reflecting portion 3a. The reflection part 3a reflects the emitted light 5a and emits it as parallel light 6a. The second reflecting portion 9a receives the parallel light 6a and emits it as reflected light 15a. The reflected light 15a passes through the second slit 19b and is received by the light receiving element 16a.

操作者の操作により、平行光６ａが遮られると、その遮られた平行光６ａを受光する受光素子１６ａから出力される電気信号に変化が生ずる。この変化を図示しない位置検出回路により検出することにより、遮られた平行光６ａの位置を特定することができる。図１（ｂ）に示すように、矩形状の液晶セル１の隣接する２辺に反射部３ａ、３ｂを設け、対向する他の２辺に受光部４ａ、４ｂを設置すれば、遮られた平行光６ａ、６ｂの平面座標を特定することができ、２次元情報を入力することができる。 When the parallel light 6a is blocked by the operation of the operator, a change occurs in the electrical signal output from the light receiving element 16a that receives the blocked parallel light 6a. By detecting this change by a position detection circuit (not shown), the position of the blocked parallel light 6a can be specified. As shown in FIG. 1 (b), if the reflecting portions 3a and 3b are provided on the two adjacent sides of the rectangular liquid crystal cell 1 and the light receiving portions 4a and 4b are provided on the other two opposite sides, they are blocked. The plane coordinates of the parallel lights 6a and 6b can be specified, and two-dimensional information can be input.

平面型光源２から出射された光は第１スリット１９ａにより制限され、第２反射部９ａから反射された反射光１５ａは第２スリット１９ｂにより制限される。これにより、平面型光源２や外部から入射するノイズ光を除去することができる。 The light emitted from the planar light source 2 is restricted by the first slit 19a, and the reflected light 15a reflected from the second reflecting portion 9a is restricted by the second slit 19b. Thereby, the noise light incident from the planar light source 2 or the outside can be removed.

フィルター基板１８として透明ガラスを使用している。フィルター基板１８上に形成した第１スリット１９ａ及び第２スリット１９ｂとして、黒色顔料等が混入されて光を遮断する高分子膜や金属膜を使用することができる。また、フィルター基板１８の表示領域にカラーフィルター層を形成し、液晶セル１に表示される画像をカラー化することができる。この場合、表示面である液晶層の表面とフィルター基板１８との間には上透光性基板８ａが介在する。上透光性基板８ａは通常０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さがある。このため、液晶層に表示される１画素とフィルター基板１８上のカラーフィルターの１画素とが、斜めから見る場合にずれが生じやすい。従って、画素の外形を比較的大きくすることが好ましい。 Transparent glass is used as the filter substrate 18. As the first slit 19 a and the second slit 19 b formed on the filter substrate 18, a polymer film or a metal film that blocks light by mixing a black pigment or the like can be used. Further, a color filter layer can be formed in the display area of the filter substrate 18 so that the image displayed on the liquid crystal cell 1 can be colored. In this case, the upper light-transmitting substrate 8a is interposed between the surface of the liquid crystal layer as the display surface and the filter substrate 18. The upper translucent substrate 8a usually has a thickness of 0.2 mm to 0.5 mm. For this reason, when one pixel displayed on the liquid crystal layer and one pixel of the color filter on the filter substrate 18 are viewed obliquely, a shift is likely to occur. Therefore, it is preferable to make the outer shape of the pixel relatively large.

＜実施例５＞
図５は、本発明の光学式タッチパネルの実施例５を表す模式的断面図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分は同一の符号を付している。 <Example 5>
FIG. 5 is a schematic sectional view showing Example 5 of the optical touch panel of the present invention. The same portions or portions having the same function are denoted by the same reference numerals.

図５において、液晶セル１の上透光性基板８ａの表面には受光素子１６ａが形成されている。液晶セル１と平面型光源２との間に、下偏光板１７ｂと光の散乱方向を制御するための光学フィルム２１が挿入されている。また、液晶セル１と反射部３ａ及び第２反射部９ａとの間に上偏光板１７ａとフィルター基板１８が挿入されている。平面型光源２、光学フィルム２１、下偏光板１７ｂ、液晶セル１、フィルター基板１８、上偏光板１７ａ、反射部３ａ及び第２反射部９ａは枠部２４ａ、２４ｂにより周囲が覆われている。反射部３ａ及び第２反射部９ａは、枠部２４ａ、２４ｂにそれぞれ設置されている。反射部３ａの出射側及び第２反射部９ａの入射側にはコリメートレンズ２２、２３がそれぞれ設置されている。平面型光源２から出射した出射光５ａは、液晶セル１、光学フィルム２１、下偏光板１７ｂ、フィルター基板１８及び上偏光板１７ａの各周辺の端部外側と、枠部２４ａとの間を通過し、直接反射部３ａに入射する。また、受光素子１６ａの下部の平面型光源２の表面には遮光膜２５が設置されている。 In FIG. 5, a light receiving element 16 a is formed on the surface of the upper transparent substrate 8 a of the liquid crystal cell 1. Between the liquid crystal cell 1 and the planar light source 2, a lower polarizing plate 17b and an optical film 21 for controlling the light scattering direction are inserted. Further, an upper polarizing plate 17a and a filter substrate 18 are inserted between the liquid crystal cell 1 and the reflecting portion 3a and the second reflecting portion 9a. The planar light source 2, the optical film 21, the lower polarizing plate 17b, the liquid crystal cell 1, the filter substrate 18, the upper polarizing plate 17a, the reflecting portion 3a, and the second reflecting portion 9a are covered with frame portions 24a and 24b. The reflecting portion 3a and the second reflecting portion 9a are installed on the frame portions 24a and 24b, respectively. Collimating lenses 22 and 23 are respectively installed on the exit side of the reflecting portion 3a and the incident side of the second reflecting portion 9a. The outgoing light 5a emitted from the planar light source 2 passes between the outer periphery of the liquid crystal cell 1, the optical film 21, the lower polarizing plate 17b, the filter substrate 18 and the upper polarizing plate 17a, and the frame portion 24a. Then, the light directly enters the reflecting portion 3a. A light shielding film 25 is provided on the surface of the planar light source 2 below the light receiving element 16a.

平面型光源２から出射した出射光５ａは、反射部３ａに直接入射する。反射部３ａから反射された光は平行光６ａとして第２反射部９ａに向かって進む。第２反射部９ａは、平行光６ａを反射して反射光１５ａとして出射する。反射光１５ａは第２スリット１９ｂを通過して受光素子１６ａにより受光される。 The outgoing light 5a emitted from the planar light source 2 is directly incident on the reflecting portion 3a. The light reflected from the reflecting portion 3a travels toward the second reflecting portion 9a as parallel light 6a. The second reflecting portion 9a reflects the parallel light 6a and emits it as reflected light 15a. The reflected light 15a passes through the second slit 19b and is received by the light receiving element 16a.

このように、反射部３ａは出射光５ａを直接入射するので、下偏光板１７ｂや上偏光板１７ａを通過することによる光強度の減衰を防止することができる。また、周囲に設置した枠部２４ａ、２４ｂを遮光性の材料、例えば黒色の合成樹脂により形成すれば、受光素子１６ａに外光が入射することを防止することができる。従って、外光ノイズによる位置検出エラーの発生を低減させることができる。また、受光素子１６ａ直下の平面型光源２の上に遮光膜２５を形成したので、平面型光源２から入射するバックグラウンド光を低減させることができる。これにより、受光素子１６ａの受光感度を向上させることができる。 Thus, since the reflection part 3a directly enters the outgoing light 5a, it is possible to prevent the light intensity from being attenuated by passing through the lower polarizing plate 17b and the upper polarizing plate 17a. Further, if the frame portions 24a and 24b installed around are formed of a light shielding material, for example, a black synthetic resin, it is possible to prevent external light from entering the light receiving element 16a. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of position detection errors due to external light noise. Further, since the light shielding film 25 is formed on the planar light source 2 directly below the light receiving element 16a, the background light incident from the planar light source 2 can be reduced. Thereby, the light receiving sensitivity of the light receiving element 16a can be improved.

なお、図５において、反射部３ａ及び第２反射部９ａを枠部２４ａ及び枠部２４ｂに設置しているが、これを、透光性基体１３に設置するようにしてもよい。また、出射光５ａが平面型光源２から反射部３ａに直接入射する構成であるが、これを、下偏光板１７ｂ、上偏光板１７ａの端部において隙間を形成し、液晶セル１等の構成要素を枠部２４ａまで延在するように構成してもよい。このように構成しても、出射光５ａが２枚の偏光板を通過することにより光強度が１／２以下に低下することを防止することができる。 In FIG. 5, the reflecting portion 3 a and the second reflecting portion 9 a are installed on the frame portion 24 a and the frame portion 24 b, but these may be installed on the translucent substrate 13. In addition, the emitted light 5a is directly incident on the reflecting portion 3a from the planar light source 2, but this is formed by forming a gap at the ends of the lower polarizing plate 17b and the upper polarizing plate 17a, and the configuration of the liquid crystal cell 1 and the like. You may comprise so that an element may be extended to the frame part 24a. Even if comprised in this way, it can prevent that the light intensity falls to 1/2 or less because the emitted light 5a passes two polarizing plates.

＜実施例６＞
図６は、本発明の光学式タッチパネルの実施例６を表し、図６（ａ）が光学式タッチパネル１０の模式的断面図であり、図６（ｂ）が、受光素子１６ａの形成部及び液晶パネル１２の中央部の模式的な部分断面図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分は同一の符号を付した。 <Example 6>
FIG. 6 shows Example 6 of the optical touch panel of the present invention, FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of the optical touch panel 10, and FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of a central portion of the panel 12. FIG. The same parts or parts having the same function are denoted by the same reference numerals.

図６（ａ）において、液晶セル１は、シール部３０により固定された上透光性基板８ａと下透光性基板８ｂと、両透光性基板の間隙に封入された液晶層３１とから構成されている。上透光性基板８ａの上面に上偏光板１７ａが貼り付けられ、下透光性基板８ｂの下面に下偏光板１７ｂが貼り付けられ、液晶パネル１２が構成されている。上透光性基板８ａの液晶層側には、赤色光を透過する赤カラーフィルターＲと、緑色光を透過する緑カラーフィルターＧと、青色光を透過する青カラーフィルターＢと、これらの各カラーフィルター間の遮光マスクＢＬとが形成されている。更に、上透光性基板８ａの周辺部には、出射光５ａを通過させるための第１スリット１９ａと、反射光１５ａを通過させるための第２スリット１９ｂが形成されている。これらのスリットは、遮光マスクＢＬに開口部を設けるようにして構成されている。 6A, the liquid crystal cell 1 includes an upper light-transmitting substrate 8a and a lower light-transmitting substrate 8b fixed by a seal portion 30, and a liquid crystal layer 31 sealed in a gap between both light-transmitting substrates. It is configured. The upper polarizing plate 17a is attached to the upper surface of the upper light transmitting substrate 8a, and the lower polarizing plate 17b is attached to the lower surface of the lower light transmitting substrate 8b, so that the liquid crystal panel 12 is configured. On the liquid crystal layer side of the upper light transmitting substrate 8a, a red color filter R that transmits red light, a green color filter G that transmits green light, a blue color filter B that transmits blue light, and each of these colors A light shielding mask BL between the filters is formed. Furthermore, the 1st slit 19a for allowing the emitted light 5a to pass through, and the 2nd slit 19b for allowing the reflected light 15a to pass through are formed in the peripheral part of the upper translucent board | substrate 8a. These slits are configured so as to provide openings in the light shielding mask BL.

平面型光源２は、ＬＥＤ等からなる光源部２ｂと、光源部２ｂからの光を上方に向けて出射させる導光部２ａとから構成されている。導光部２ａの、上部に受光素子１６ａが形成される領域には、遮光膜２５を形成して上方に光が照射されないようにしている。また、上偏光板１７ａ及び下偏光板１７ｂは、出射光５ａ及び反射光１５ａが通過する領域には形成されないようにしている。偏光板により通過する光の強度が低下しないようにするためである。 The planar light source 2 includes a light source unit 2b made of an LED or the like, and a light guide unit 2a that emits light from the light source unit 2b upward. A light shielding film 25 is formed in a region where the light receiving element 16a is formed on the upper portion of the light guide portion 2a so that light is not irradiated upward. Further, the upper polarizing plate 17a and the lower polarizing plate 17b are not formed in a region through which the outgoing light 5a and the reflected light 15a pass. This is to prevent the intensity of light passing through the polarizing plate from decreasing.

図６（ｂ）において、下透光性基板８ｂの液晶層側には、薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴという）３４と透光性の画素電極３３が形成されている。画素電極３３は上透光性基板８ａに形成された緑カラーフィルターＧに対応している。ＴＦＴ３４は、下透光性基板８ｂの表面から順に、金属膜からなるゲート電極３７、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜４０、アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉという）からなる半導体薄膜３９、金属膜からなるソース電極３６及びドレイン電極３８、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜からなる保護膜４１が積層して構成されている。インジウム・スズ酸化物等の透光性電極からなる画素電極３３は、ドレイン電極３８に接続する。ソース電極３６に与えられる画像信号をＴＦＴ３４により制御して画素電極３３に与え、共通電極３２と画素電極３３との間の液晶層３１の液晶分子配向を制御する。これにより、２つのシール部３０の内側の表示領域において画像を表示することができる。なお、図６（ａ）において、３つのＴＦＴ３４及び画素電極３３と、これに対応する３つのカラーフィルターＲ、Ｇ、Ｂを表しているが、実際の液晶パネルでは、数１０万個〜１００万個のＴＦＴや画素電極が形成されている。 In FIG. 6B, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) 34 and a translucent pixel electrode 33 are formed on the liquid crystal layer side of the lower translucent substrate 8b. The pixel electrode 33 corresponds to the green color filter G formed on the upper translucent substrate 8a. The TFT 34 includes, in order from the surface of the lower translucent substrate 8b, a gate electrode 37 made of a metal film, a gate insulating film 40 made of a silicon oxide film, a semiconductor thin film 39 made of amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si), and a metal film. A source electrode 36 and a drain electrode 38, and a protective film 41 made of a silicon oxide film or a silicon nitride film are laminated. The pixel electrode 33 made of a translucent electrode such as indium tin oxide is connected to the drain electrode 38. An image signal applied to the source electrode 36 is controlled by the TFT 34 and applied to the pixel electrode 33, and the liquid crystal molecule alignment of the liquid crystal layer 31 between the common electrode 32 and the pixel electrode 33 is controlled. Thereby, an image can be displayed in the display area inside the two seal portions 30. In FIG. 6A, three TFTs 34 and pixel electrodes 33 and corresponding three color filters R, G, and B are shown. In an actual liquid crystal panel, several hundred thousand to one million are shown. Individual TFTs and pixel electrodes are formed.

下透光性基板８ｂの周辺部の液晶層側の表面には、フォトトランジスタからなる受光素子１６ａが形成されている。下透光性基板８ｂの表面から順に、ゲート電極３７ｓ、ゲート絶縁膜４０ｓ、半導体薄膜３９ｓ、ソース電極３６ｓ及びドレイン電極３８ｓ、及び、保護膜４１が積層して構成されている。第２スリット１９ｂから入射する反射光１５ａは、ソース電極３６ｓとドレイン電極３８ｓ間の半導体薄膜３９ｓに照射される。ソース電極３６ｓとドレイン電極３８ｓ間、及び、ゲート電極３７ｓにそれぞれ所定の電圧を印加する。ソース電極３６ｓとドレイン電極３８ｓの間の半導体膜３９ｓに光が照射されると、ソース電極３６ｓとドレイン電極３８ｓ間に電流が流れる。この電流を図示しない位置検出回路により検出して、平行光６ａが遮られたか否かを判別する。 A light receiving element 16a made of a phototransistor is formed on the surface on the liquid crystal layer side in the peripheral portion of the lower light transmitting substrate 8b. A gate electrode 37s, a gate insulating film 40s, a semiconductor thin film 39s, a source electrode 36s and a drain electrode 38s, and a protective film 41 are laminated in order from the surface of the lower light transmitting substrate 8b. The reflected light 15a incident from the second slit 19b is applied to the semiconductor thin film 39s between the source electrode 36s and the drain electrode 38s. A predetermined voltage is applied between the source electrode 36s and the drain electrode 38s and to the gate electrode 37s. When the semiconductor film 39s between the source electrode 36s and the drain electrode 38s is irradiated with light, a current flows between the source electrode 36s and the drain electrode 38s. This current is detected by a position detection circuit (not shown) to determine whether or not the parallel light 6a is blocked.

表示領域に形成されたＴＦＴ３４と、液晶セル１の周辺部に形成される受光素子１６ａとは構造が類似するので、ほぼ同一の半導体プロセスにより形成することができる。なお、半導体薄膜３９及び３９ｓとしてａ−Ｓｉ膜を使用する場合には、ＴＦＴ３４の半導体薄膜３９の厚さよりも受光素子１６ａの厚さを厚くするのが好ましい。半導体薄膜３９ｓに入射する反射光１５ａの吸収効率を高めるためである。また、受光素子１６ａとして、フォトトランジスタに代えてＰＮ又はＰＩＮ構造を有するフォトダイオードを形成すことができる。 Since the TFT 34 formed in the display region and the light receiving element 16a formed in the peripheral portion of the liquid crystal cell 1 have similar structures, they can be formed by substantially the same semiconductor process. When an a-Si film is used as the semiconductor thin films 39 and 39s, it is preferable to make the thickness of the light receiving element 16a thicker than the thickness of the semiconductor thin film 39 of the TFT. This is to increase the absorption efficiency of the reflected light 15a incident on the semiconductor thin film 39s. Further, as the light receiving element 16a, a photodiode having a PN or PIN structure can be formed instead of the phototransistor.

このように、液晶層を駆動するためのＴＦＴ３４と操作者により指等が触れられた位置を検出するための受光素子１６ａとを同一の基板表面に形成することにより、製造プロセスを大幅に短くすることができる。また、受光素子１６ａ用の電極と、液晶駆動用の電極とを同一の基板表面に形成することができるので、配線の引き回しや、駆動回路等との接続が簡単になり、構成部材を減少させ、組立工程を簡素化することができる。また、受光素子１６ａを液晶セル１の液晶層側に形成したので、タッチパネル全体の厚さを薄くすることができる。加えて、外光を遮蔽するための第１スリット１９ａ及び第２スリット１９ｂを、カラーフィルター用の遮光マスクＢＬを形成する工程により同時に形成することができるので、スリットを形成するための新たな工程を必要としない。本実施例の動作については、他の実施例と同様なので、説明は省略する。また、図１（ｂ）に示すように、矩形状の液晶セル１の２つの周辺部に複数の受光素子１４ａ、１４ｂを形成し、他の周辺部に２つの反射部３ａ、３ｂを形成すれば、２次元の位置座標を検出することができることはいうまでもない。 As described above, the TFT 34 for driving the liquid crystal layer and the light receiving element 16a for detecting the position where the operator touches the finger or the like are formed on the same substrate surface, thereby greatly shortening the manufacturing process. be able to. In addition, since the electrode for the light receiving element 16a and the electrode for driving the liquid crystal can be formed on the same substrate surface, the wiring can be easily routed and connected to the drive circuit, etc., and the number of components can be reduced. The assembly process can be simplified. Further, since the light receiving element 16a is formed on the liquid crystal layer side of the liquid crystal cell 1, the thickness of the entire touch panel can be reduced. In addition, since the first slit 19a and the second slit 19b for shielding external light can be simultaneously formed by the process of forming the light-shielding mask BL for the color filter, a new process for forming the slit. Do not need. Since the operation of this embodiment is the same as that of the other embodiments, description thereof is omitted. Further, as shown in FIG. 1B, a plurality of light receiving elements 14a and 14b are formed on two peripheral portions of the rectangular liquid crystal cell 1, and two reflecting portions 3a and 3b are formed on the other peripheral portions. Needless to say, two-dimensional position coordinates can be detected.

＜実施例７＞
図７は、本発明による光学式タッチパネル１０の実施例７を表すブロック図である。特に、位置検出回路４８と発光制御回路４５を表している。液晶セル１、平面型発光源２、反射部３、受光部４等は、上記実施例１〜６に記載した構成を適用する。同一の部分又は同一の機能を有する部分は同一の符号を付した。 <Example 7>
FIG. 7 is a block diagram showing Example 7 of the optical touch panel 10 according to the present invention. In particular, the position detection circuit 48 and the light emission control circuit 45 are shown. The liquid crystal cell 1, the planar light source 2, the reflection unit 3, the light receiving unit 4 and the like apply the configurations described in the first to sixth embodiments. The same parts or parts having the same function are denoted by the same reference numerals.

図７において、発光制御回路４５は変調回路４６を備えている。変調回路４６は、電力源４７からの電力と、特定の周波数の信号とを入力し、この周波数により変調した駆動電力を光源部２ｂに出力する。特定の周波数とは、商用電力の周波数や液晶セル１の走査周波数又はこれの整数倍の周波数を除いた周波数である。位置検出回路４８は、受光素子１６ａから出力された電気信号を増幅する増幅回路５０と、上記特定の周波数の信号を抽出するフィルター回路４９とを備えている。これにより、位置検出回路４８は、外光からの光や、液晶パネル１２から出射される光を除外することが可能となり、ノイズ光による位置検出不良の発生を抑制することができる。 In FIG. 7, the light emission control circuit 45 includes a modulation circuit 46. The modulation circuit 46 receives power from the power source 47 and a signal having a specific frequency, and outputs drive power modulated by this frequency to the light source unit 2b. The specific frequency is a frequency excluding the frequency of commercial power, the scanning frequency of the liquid crystal cell 1 or an integer multiple thereof. The position detection circuit 48 includes an amplification circuit 50 that amplifies the electrical signal output from the light receiving element 16a, and a filter circuit 49 that extracts the signal having the specific frequency. Accordingly, the position detection circuit 48 can exclude light from outside light and light emitted from the liquid crystal panel 12, and can suppress occurrence of position detection failure due to noise light.

商用電力の周波数としては、５０Ｈｚ及び６０Ｈｚが考えられる。１００Ｖの商用電力により蛍光灯等が発光するので、タッチパネルに周囲光にはこれらの周波数成分が含まれている。また、液晶パネルは、数１０〜１０００本の走査電極が３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの周期で走査される。従って、信号電極に与えられる画像信号には１ＫＨｚ〜６０ＫＨｚ程度の周波数成分が含まれ、液晶パネルからこれらの周波数成分を含む光が出射されることが想定される。従って、変調回路４６では、これらの周波数を除いて、例えば１００ＫＨｚ以上の特定の周波数成分を含む電力を光源部２ｂに出力する。光源部２ｂは、この特定の周波数で強度が変化する光を出射する。受光素子１６ａはこの特定の周波数を含む光を受光し、電気信号に変換する。受光素子１６ａからの電気信号を増幅回路５０により増幅して、フィルター回路４９により、特定の周波数の信号を抽出する。この抽出された信号の強度変化により、平行光６ａが遮られた位置を検出する。 The frequency of commercial power can be 50 Hz and 60 Hz. Since a fluorescent lamp or the like emits light with commercial power of 100 V, these frequency components are included in the ambient light on the touch panel. In the liquid crystal panel, several 10 to 1000 scanning electrodes are scanned at a cycle of 30 Hz to 60 Hz. Therefore, it is assumed that the image signal applied to the signal electrode includes frequency components of about 1 KHz to 60 KHz, and light including these frequency components is emitted from the liquid crystal panel. Therefore, the modulation circuit 46 outputs power including a specific frequency component of, for example, 100 KHz or more to the light source unit 2b except for these frequencies. The light source unit 2b emits light whose intensity changes at this specific frequency. The light receiving element 16a receives light including this specific frequency and converts it into an electric signal. An electric signal from the light receiving element 16 a is amplified by the amplifier circuit 50, and a signal having a specific frequency is extracted by the filter circuit 49. The position where the parallel light 6a is blocked by the intensity change of the extracted signal is detected.

なお、変調回路４６により出力電力を変調する場合に、上記のような特定の周波数の変調を行うほかに、特定の論理信号により変調してもよい。要は、受光素子１６ａが受光した光と、周囲から入る外光とを区別することができればよい。 When the output power is modulated by the modulation circuit 46, in addition to the modulation at the specific frequency as described above, the output power may be modulated by a specific logic signal. In short, it is only necessary to distinguish light received by the light receiving element 16a from external light entering from the surroundings.

本発明に係る光学式タッチパネルを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical touch panel which concerns on this invention. 本発明に係る光学的タッチパネルの模式的断面図である。It is a typical sectional view of the optical touch panel concerning the present invention. 本発明に係る光学的タッチパネルの模式的断面図である。It is a typical sectional view of the optical touch panel concerning the present invention. 本発明に係る光学的タッチパネルの模式的断面図である。It is a typical sectional view of the optical touch panel concerning the present invention. 本発明に係る光学的タッチパネルの模式的断面図である。It is a typical sectional view of the optical touch panel concerning the present invention. 本発明に係る光学的タッチパネルの模式的断面図である。It is a typical sectional view of the optical touch panel concerning the present invention. 本発明に係る光学的タッチパネルのブロック図である。1 is a block diagram of an optical touch panel according to the present invention. 従来公知の個額的タッチパネルの上面図である。It is a top view of a conventionally well-known individual touch panel.

Explanation of symbols

１液晶セル
２平面型光源
３ａ、３ｂ反射部
４ａ、４ｂ受光部
５出射光
６ａ平行光
７ドライバーＩＣ
８ａ上透光性基板
８ｂ下透光性基板
９ａ第２反射部
１０光学式タッチパネル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal cell 2 Planar light source 3a, 3b Reflecting part 4a, 4b Light-receiving part 5 Outgoing light 6a Parallel light 7 Driver IC
8a Upper translucent substrate 8b Lower translucent substrate 9a Second reflective portion 10 Optical touch panel

Claims

A liquid crystal cell having a rectangular surface, a planar light source for irradiating the liquid crystal cell with light, a reflector disposed along one side of the liquid crystal cell, and the liquid crystal A light receiving portion disposed along the other side of the cell,
The reflecting unit receives light emitted from the planar light source and reflects the light in a direction parallel to the surface of the liquid crystal cell, and the light receiving unit receives light reflected from the reflecting unit and receives an electric signal. Optical touch panel to convert to

The optical touch panel according to claim 1, wherein the reflection portion and the light receiving portion are formed on a surface of a translucent substrate.

The light receiving unit includes a second reflecting unit that further reflects the light reflected from the reflecting unit, and a plurality of light receiving elements that receive the light reflected from the second reflecting unit and convert the light into electric signals. ,
The reflective portion and the second reflective portion are formed on the surface of the translucent substrate, the light receiving element is formed on the back surface of the translucent substrate, and the light reflected from the second reflective portion is 3. The optical touch panel according to claim 2, wherein the optical touch panel receives light through a translucent substrate.

The light receiving unit includes a second reflecting unit that further reflects the light reflected from the reflecting unit, and a plurality of light receiving elements that receive the light reflected from the second reflecting unit and convert the light into electric signals. ,
The optical touch panel according to claim 1, wherein the light receiving element is formed in the liquid crystal cell.

A filter substrate is inserted between the reflection unit and the second reflection unit and the liquid crystal cell, and the filter substrate includes a first slit for introducing light from the planar light source to the reflection unit. The optical touch panel according to claim 4, further comprising: a second slit for introducing light from the second reflecting portion to the light receiving element.

The liquid crystal cell is composed of a pair of translucent substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the translucent substrates,
The liquid crystal layer side surface of one of the pair of translucent substrates is reflected from the thin film transistor for controlling the voltage applied to the liquid crystal layer and the second reflecting portion. 6. The optical touch panel according to claim 4, wherein a plurality of light receiving elements for receiving light are formed.

The light-shielding film for shielding the light from the said planar light source is inserted between the said light-receiving part and the said planar light source, The any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. Optical touch panel.

A light emission control circuit that controls light emission of the planar light source, and a position detection circuit that receives an electrical signal from the light receiving unit and detects a position where light reflected from the reflecting unit to the light receiving unit is shielded And further comprising
The light emission control circuit includes a modulation circuit for driving the planar light source by superimposing a predetermined frequency component excluding a commercial power frequency and a scanning frequency of the liquid crystal cell or an integer multiple of the frequency. And
The said position detection circuit is provided with the filter circuit for extracting the electrical signal of the said predetermined | prescribed superimposed frequency component from the electrical signal input from the said light-receiving part, The one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. The optical touch panel according to item 1.