JP5987521B2 - 光学式操作装置、及び自動化機器。 - Google Patents

Description

本発明は、光学式操作装置、及び自動化機器に関するものである。

例えば、金融機関で利用されるＡＴＭ（Automatic teller machine；現金自動預け払い機）、及び駅や施設等で利用される券売機等においては、抵抗膜方式あるいは静電容量結合方式の入力装置と共に、接点が電気的に非接触でメンテナンスが容易な光学式入力装置（以下、光学式タッチパネルともいう）が利用されている。

光学式タッチパネルは、モニターや液晶表示装置等の表示装置の画面（以下、表示パネルともいう）上に設けられ、当該表示パネルの周辺に発光素子と受光素子をマトリクス状に配列し、表示パネル上の検知領域に赤外線等の光の交点を形成するものであり、表示パネルの画面の表示（絵模様やアイコン等）と連携して、ＡＴＭや券売機等の装置（以下、自動化機器ともいう）の操作を案内する光学式操作装置（以下、操作パネルともいう）として利用される。

光学式タッチパネルにおいて光の交点上に利用者の指や専用のペン等が置かれると光が遮光されるため、この遮光された部分の光の交点の位置（Ｘ，Ｙ方向の座標）を検出することができる。そして、検出した位置に対応する表示パネルの画面の表示内容に応じた処理が行われる。

なお、このような光学式タッチパネルは、例えば、特許文献１〜４等に開示されている。

特開２００９−２１７４６８号公報 特開２００９−２３０７６１号公報 特開２０１０−０２０１０３号公報 特開２０１２−０４３２２７号公報

このように、光学式タッチパネルでは、表示パネルの画面に表示された物理的なボタンを模したアイコン等の部分を、指等でタッチする動作により、赤外線ビーム等の光が遮光されることを検知して、タッチ動作されたことを検知している。

しかしながら、このような赤外線ビーム等の光は、タッチ面上の空間を通っているため、光を遮るものであれば、指以外のものでも検知される。

例えば、操作者のコート等の服の袖のようなものがタッチ面に触れただけでも入力操作されたものとして検知されてしまい、この場合、操作者の意図していない指示情報が入力されてしまう。

また、タッチ面上にホコリ等が溜まってしまった場合にも、溜まったホコリにより光が遮られると、指での遮光位置を正確に検知することができない状態が発生する。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、操作者の服の袖やホコリ等による光学式タッチパネルにおける誤検知を回避することを可能とし、品質及び性能を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光学式操作装置は、外力を受けない状態で入射された直線偏光を透過すると共に、外力を受けた場合に複屈折を起こし、複屈折を起こした部分で直線偏光の偏光方向を変更する光弾性体で構成された光透過板と、前記光透過板の側面に向けて光を照射するように配列された複数の発光素子を備えた発光素子列と、前記光透過板と前記複数の発光素子との間に配置され、前記複数の発光素子の各々から照射された光を直線偏光に変換する第１の偏光板と、前記光透過板の光出射側に配置され、前記直線偏光を透過し、かつ前記直線偏光以外の光を遮光する第２の偏光板と、各々が前記複数の発光素子の各々と対向する位置に配列され、かつ前記複数の発光素子の各々から照射され、前記第１の偏光板、前記光透過板、及び前記第２の偏光板を透過した光を受光可能な位置に配置された複数の受光素子を備えた受光素子列と、画像を表示する表示装置と、前記表示装置に表示された押圧検知ボタンに対応する部分を押下された場合の前記受光素子における出力の変化を検出し、前記検出した出力の変化に基づいて操作者の押下の強さを特定し、特定した押下力の強さに応じて前記発光素子からの光が前記光透過板を透過してきたのか遮光されたのかの判断の閾値を設定する制御手段と、を含む。

また、上記目的を達成するために、本発明の光学式操作装置は、外力を受けない状態で入射された直線偏光を透過すると共に、外力を受けた場合に複屈折を起こし、複屈折を起こした部分で直線偏光の偏光方向を変更する光弾性体で構成された光透過板と、前記光透過板の側面に向けて光を照射するように配列された複数の発光素子を備えた発光素子列と、前記光透過板と前記複数の発光素子との間に配置され、前記複数の発光素子の各々から照射された光を直線偏光に変換する第１の偏光板と、前記光透過板の光出射側に配置され、偏光方向が前記直線偏光の偏光方向に対して所定角度ずれた直線偏光を透過し、かつ前記所定角度ずれた直線偏光以外の光を遮光する第２の偏光板と、各々が前記複数の発光素子の各々と対向する位置に配列され、かつ前記複数の発光素子の各々から照射され、前記第１の偏光板、前記光透過板、及び前記第２の偏光板を透過した光を受光可能な位置に配置された複数の受光素子を備えた受光素子列と、画像を表示する表示装置と、前記表示装置に表示された押圧検知ボタンに対応する部分を押下された場合の前記受光素子における出力の変化を検出し、前記検出した出力の変化に基づいて操作者の押下の強さを特定し、特定した押下力の強さに応じて前記発光素子からの光が前記光透過板を透過してきたのか遮光されたのかの判断の閾値を設定する制御手段と、を含む。

また、本発明の光学式操作装置は、前記発光素子列、前記第１の偏光板、前記第２の偏光板、及び前記受光素子列の各々を複数個、前記光透過板の異なる側面に対応させて設けた。

一方、上記目的を達成するために、本発明の自動化機器は、前記光学式操作装置と、前記受光素子で受光する光量の変化に基づいて前記光透過板における外力を受けた部分の位置を検出する位置検出装置と、前記位置検出装置で検出された前記光透過板における外力を受けた部分に対応する前記光学式操作装置の前記表示装置が表示した画像に予め対応付けられた入力情報を入力する情報入力装置と、前記情報入力装置で入力された入力情報に対して予め定められた処理を実行する処理装置と、を備えている。

本発明によれば、操作面の光弾性体上で押下された押下点における圧力によって、発光素子から出射された光の偏光方向を変化させており、押下点が光路上にある受光素子の受光量を変化させることにより当該押下点の位置を検出することが可能であり、光学式タッチパネルの操作面に、服の袖が触れた程度またはホコリが溜まった程度のごく弱い応力では光の偏光方向は変化せず、光が遮られることもなく、誤入力を防止することができ、光学式タッチパネルの性能を向上させることができる。

実施の形態に係る光学式タッチパネルの構成を示す実体図である。 実施の形態に係る光学式タッチパネルを備えた操作パネルの構成を示す実体図である。 実施の形態に係る光学式タッチパネルを備えたＡＴＭの構成を示す外観斜視図である。 実施の形態に係る光学式タッチパネルを備えた他の操作パネルの構成を示す実体図である。 実施の形態に係る光学式タッチパネルの他の構成を示す実体図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態に係る光学式タッチパネル１１は、本発明に係る光学式入力装置に相当し、図１に示される構成からなり、図２に示されるように、表示パネル２０と組み合わされて、図３に示す本発明に係る自動化機器に相当するＡＴＭに、本発明に係る光学式操作装置に相当する操作パネル３０として備えられる。

図３に示すＡＴＭ３１は、箱形形状を有する装置本体３２の前面側に、接客操作面としての操作部３３を備えている。

この操作部３３は、垂直面に、図示しないカード挿入口、通帳挿入口、及び明細書排出口を備えており、また水平面には取引時の入力操作を案内し、入力された顧客の情報を確認するためのタッチパネル入力式の操作パネル３０が備えられ、その後方には紙幣の入出金口３４と硬貨の入出金口３５とが備えられている。

なお、装置本体３２の内部には、紙幣を入金または出金処理する紙幣取扱ユニット、硬貨を入金または出金処理する硬貨取扱ユニット、通帳の読取り、及び取引履歴の記帳を行う通帳取扱ユニット、暗証番号等の個人情報が記録されたカードの読取りを実行するカード取扱ユニット、及び取引終了後に利用明細書を発行する明細書取扱ユニットなどが実装されている。

操作パネル３０は、横方向に長い長方体の形状をしており、図２に示す画面を表示する表示パネル２０と、この表示パネル２０の表示面に配置された、本実施の形態に係る図１に構成を示す光学式タッチパネル１１を備えている。

図２に示す表示パネル２０は、操作パネル制御部２１ｃ及び出力制御部２１ｂによりその表示内容が変更される。

図２において、操作者は、光学式タッチパネル１１を介して入力操作を行う際には、表示パネル２０に表示された案内内容を確認しつつ、当該案内内容が表示された位置に対応する光学式タッチパネル１１の部分に触れ、ＡＴＭ３１を操作する。

例えば、図３の入出金口３４から紙幣を出し入れする際には、操作者が、表示パネル２０に表示された入出金の案内内容を確認しつつ、図２の光学式タッチパネル１１に触れて、入出金操作を行うと、図２の制御部２１により、当該入出金操作に応じて、入出金口３４及び紙幣取扱ユニットの動作が制御され、入出金口３４を介して、取引される紙幣が出し入れされる。

なお、図２に示す制御部２１は、コンピュータ機能を備えており、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）、ＣＰＵによる各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）、各種制御プログラムや各種パラメータ等が予め記憶された記録媒体であるＲＯＭ（Read Only Memory）、各種情報を記憶するために用いられる外部記憶装置、光学式タッチパネル１１とのデータの入力制御を行う入力制御部、表示パネル２０とのデータの入力制御を行なう出力制御部、ＬＡＮ（Local Area Network）等を用いてホストコンピュータとの通信を行う通信装置、及び、紙幣取扱ユニット及び硬貨取扱ユニット等を含むＡＴＭ３１に備えられた各ユニットとの間の各種情報の授受を司る入出力インタフェース部、等を含む構成となっている。

ＣＰＵは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び外部記憶装置に対するアクセス、入力制御部を介した各種情報の取得、出力制御部に対する各種情報の表示、通信装置を用いた各種情報の通信処理、及び入出力インタフェース部に接続された各ユニットとの情報の入出力等を、各々行うことができる。

ＣＰＵが、外部記憶装置に記憶された本実施形態に係る処理を制御するプログラムを、ＲＡＭに読み込み実行することにより、図２に示す入力制御部２１ａ、出力制御部２１ｂ、操作パネル制御部２１ｃ、及び主制御部２１ｄを含む制御部２１の、ＡＴＭ３１の動作を制御する各制御機能が実行される。

入力制御部２１ａは、本発明に係る位置検出装置としての機能を有し、操作者が指等で押下して指定した光学式タッチパネル１１上の位置を検出して、検出結果を操作パネル制御部２１ｃに出力する。

操作パネル制御部２１ｃは、出力制御部２１ｂを介して表示パネル２０上に、図３におけるＡＴＭ３１の操作手順を示す操作案内情報や、操作結果、及び処理結果等を表すアイコンやテキストを、適宜変更して表示する。

表示パネル２０で表示された表示内容に基づいて、操作者が、光学式タッチパネル１１上で指を移動・押下等して操作を行うと、操作パネル制御部２１ｃは、本発明に係る情報入力装置としての機能を有し、入力制御部２１ａで検出された光学式タッチパネル１１上の押下位置に対応する、出力制御部２１ｂで表示パネル２０上に表示された操作指示情報を特定し、特定した操作指示情報を主制御部２１ｄに出力する。

主制御部２１ｄは、図３におけるＡＴＭ３１に備えられた各ユニットの動作を制御すると共に、本発明に係る処理装置としての機能を有し、操作パネル制御部２１ｃから出力された操作指示情報に対応して、例えば、指示された金額の現金の払い出し、または、指示された金額の入金等を行う。

以下、本実施の形態の光学式タッチパネル１１の詳細を、図１を用いて説明する。

図１に示すように、本実施の形態の光学式タッチパネル１１は、光を出射する発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍ、受光した光の光量に応じた電気信号を出力する受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍ、第１の方向として縦方向に偏波した光以外を遮光する縦方向偏光板３ａ，３ｂ、第２の方向として横方向に偏波した光以外を遮光する横方向偏光板４ａ，４ｂ、及び光弾性体からなる光透過板としての透明ゴム５を備えている。なお、光透過板は、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍから出射された光を透過させる。

本実施の形態では、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍ、縦方向偏光板３ａ，３ｂ、横方向偏光板４ａ，４ｂ、及び受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍの各々は、透明ゴム５の異なる側面に対応させて配置され、また、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍ、受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍは各々対向してマトリクス状に設けられており、例えば、発光素子１ａ_１から出射された光は受光素子２ａ_１で受光され、発光素子１ｂ_１から出射された光は受光素子２ｂ_１で受光されるように配置されている。

ここでは、図１における横方向で対となるｎ対の発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎと受光素子２ａ_１〜２ａ_ｍを配置し、図１における縦方向で対となるｍ対の発光素子１ｂ_１〜１ｂ_ｍと受光素子２ｂ_１〜２ｂ_ｍを配置した構成としている。

また、横方向で対となるｎ対の発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ及び受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎの各々で形成される光路と、縦方向で対となるｍ対の発光素子１ｂ_１〜１ｂ_ｍ及び受光素子２ａ_１〜２ａ_ｍの各々で形成される光路とを、各々直交するように配置した構成としている。

なお、各々交差する光路は、同一の平面上にあっても良いし、各々異なる平面上にあっても良い。

また、本実施の形態では、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍから受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍに向けて出射される光は、赤外線ビームである。

また、本実施の形態では、縦方向偏光板３ａ，３ｂと横方向偏光板４ａ，４ｂとの各々の偏光方向が９０度で異なるものとするが、その偏光方向は、受光素子２ａ〜２ｉの感度に応じて適宜設定することができる。

このような構成により、本実施の形態の光学式タッチパネル１１では、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍから透明ゴム５の側面に向けて出射された赤外線ビームは、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍと透明ゴム５との間に配置された縦方向偏光板３ａ，３ｂにより縦方向に偏光され、偏光ビームとして透明ゴム５内を進行して受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍに向かうが、当該偏光ビームは、透明ゴム５の光出射側に配置された横方向偏光板４ａ，４ｂにより遮光されて受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍには入射しない構成となっている。

本実施の形態の透明ゴム５は、光弾性体としての高シスポリブタジエンからなり、応力歪みによって光の複屈折が生じる。すなわち、透明ゴム５上の例えば押下点７に、指６等で押されて外力（圧力）が加えられると、透明ゴム５の押下点７における密度の変化が生じる。このように、透明ゴム５は、外力を受けた場合に複屈折を起こし、複屈折を起こした部分で直線偏光の偏光方向を変更する。なお、透明ゴム５は、外力を受けない状態で入射された直線偏光を透過する。

これにより、押下点７の真下の透明ゴム５は複屈折が発生し、発光素子１ａ_２及び発光素子１ｂ_３から出射されて縦方向偏光板３ａ，３ｂにより縦方向に偏光された偏光ビームは、例えば横方向にねじれて透明ゴム５内を進行する。

その結果、偏光ビームは、横方向偏光板４ａ，４ｂを透過し、発光素子１ａ_２及び発光素子１ｂ_３から出射された赤外線ビームは、受光素子２ａ_２及び受光素子２ｂ_３に入射される。

このようにして、発光素子１ａ_２及び発光素子１ｂ_３から出射された赤外線ビームが受光素子２ａ_２及び受光素子２ｂ_３に入射されると、受光素子２ａ_２及び受光素子２ｂ_３における受光量が変化して出力される電気信号が変化する。この受光素子２ａ_２及び受光素子２ｂ_３の各々の出力の変化が、図２における制御部２１の入力制御部２１ａにおいて検知される。

図２において、入力制御部２１ａは、出力が変化した受光素子２ａ_２及び受光素子２ｂ_３の配列位置から、操作者が押下した光学式タッチパネル１１上の押下位置を検出して、検出結果を操作パネル制御部２１ｃに出力する。

操作パネル制御部２１ｃは、入力制御部２１ａで検出された光学式タッチパネル１１上の押下位置に対応し、かつ出力制御部２１ｂで表示パネル２０上に表示された操作指示情報を特定し、当該操作指示情報を主制御部２１ｄに出力する。主制御部２１ｄは、操作パネル制御部２１ｃから出力された操作指示情報に対応して、図３におけるＡＴＭ３１に備えられた当該ユニットの動作を制御し、例えば、指示された金額の現金の払い出し、または、指示された金額の入金等の処理動作を行わせる。

このように、図１に示す光学式タッチパネル１１では、操作指示がなされていない状態では、発光素子１ａ〜１ｉから受光素子２ａ〜２ｉに向けて出射される赤外線ビームは、縦方向偏光板３ａ，３ｂにより縦方向に偏光されて透明ゴム５内を進行するが、横方向偏光板４ａ，４ｂにより遮光されて、受光素子２ａ〜２ｉには入射されない。

しかしながら、本実施の形態では高シスポリブタジエンからなる透明ゴム５を用いており、操作者が、表示パネル２０上で表示された情報を確認しながら指等で透明ゴム５を押下すると、当該押下位置における透明ゴム５に複屈折が発生して赤外線ビームがさらに偏光される。

その結果、透明ゴム５内を進行した赤外線ビームは横方向偏光板４ａ，４ｂを透過することができ、入力制御部２１ａにおいて、光学式タッチパネル上での押下位置を特定することができる。

なお、図１に示す光学式タッチパネル１１では、操作指示がなされていない状態では、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍからから受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍに向けて出射され縦方向偏光板３ａ，３ｂにより縦方向に偏光されて透明ゴム５内を進行する赤外線ビームは、横方向偏光板４ａ，４ｂにより遮光されて、受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍには入射されない構成としているが、操作指示がなされていない状態では、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍから受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍに向けて出射され縦方向偏光板３ａ，３ｂにより縦方向に偏光されて透明ゴム５内を進行する赤外線ビームが、遮光されることなく、受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍに入射される構成としても良い。

すなわち、横方向偏光板４ａ，４ｂの代わりに、縦方向偏光板３ａ，３ｂと同じ偏光板を用いる、または、偏光方向が縦方向偏光板３ａ，３ｂで変換された直線偏光の偏光方向に対して所定角度ずれた直線偏光を透過し、かつ所定角度ずれた直線偏光以外の光を遮光する偏光板を用いることにより、操作指示がなされていない状態では、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍから受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍに向けて出射され縦方向偏光板３ａ，３ｂにより縦方向に偏光されて透明ゴム５内を進行する赤外線ビームが、横方向偏光板４ａ，４ｂの代わりに用いられた偏光板を通過するようにすることで、受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍに入射される構成としても良い。

このような構成とした場合、操作者が、表示パネル２０上で表示された情報を確認しながら指等で透明ゴム５を押下すると、当該押下位置における透明ゴム５に複屈折が発生して、赤外線ビームの偏光方向が変更される。

その結果、透明ゴム５内を進行した赤外線ビームは、縦方向偏光板３ａ，３ｂと同じ偏光板を通過することができず、受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍに入射されず、受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍの出力が変化する。この受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍの出力の変化に基づいて、入力制御部２１ａにおいて、光学式タッチパネル上での押下位置を特定することができる。

次に、図４により、本実施の形態の光学式タッチパネル１１を用いた他の操作パネル３０ａの構成を説明する。

図４に示す操作パネル３０ａにおいては、表示パネル２０ａには、図２における表示パネル２０の両側に、固定的に機能が定められた複数の操作ボタンＢ１〜Ｂ５が備えられた固定ボタンパネル２０ａ１，２０ａ２が表示されている。すなわち、表示パネル２０は、コンピュータ処理によりその表示内容が適宜変更されるが、表示パネル２０ａにおける固定ボタンパネル２０ａ１，２０ａ２に備えられた各操作ボタンＢ１〜Ｂ５は、常時、同じ場所に同じ内容が表示される。

このような操作パネル３０ａの構成とすることにより、従来のように、物理的な操作ボタンキーを設ける必要がなくなり、操作者は、表示パネル２０ａにおける他の操作ボタンと同様の操作感覚で操作を行うことができる。

また、表示パネル２０ａには、押圧検知ボタン２０ａ３が表示されており、操作者が、当該押圧検知ボタン２０ａ３に対応する光学式タッチパネル１１部分を押下すると、図２における入力制御部２１ａにおいて、押下された光路を形成する受光素子における出力の変化を検出し、検出した出力の値に基づいて、当該操作者の押下操作の力の強さを特定することができる。

このようにして特定した当該操作者の押下操作の力の強さに応じて、各受光素子の出力変化に基づいて、赤外線ビームが透過してきたのか遮光されたのかを判断する際に用いる受光素子の出力変化の閾値を設定するようにすることができる。

また、特定した当該操作者の押下操作の力の強さに基づいて、当該操作者の年齢や性別等の判別を行うように制御することができる。

次に、図５を用いて、本実施の形態の光学式タッチパネルの他の構成を説明する。

図５に示す光学式タッチパネル１１ａは、図１に示す光学式タッチパネル１１における縦方向で対となる発光素子１ｂ_１〜１ｂ_ｍ、受光素子２ｂ_１〜２ｂ_ｍ、縦方向変更板３ｂ、及び、横方向変更板４ｂを除いた構成となっている。

このような構成の光学式タッチパネル１１ａでは、表示パネル上における操作用の表示情報が縦一列に配置されている操作パネルに対応することができ、簡易な操作の装置に適している。

なお、図１に示す光学式タッチパネル１１における横方向で対となる発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ、受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ、縦方向変更板３ａ、及び、横方向変更板４ａを除き、縦方向で対となる発光素子１ｂ_１〜１ｂ_ｍ、受光素子２ｂ_１〜２ｂ_ｍ、縦方向変更板３ｂ、及び、横方向変更板４ｂのみからなる構成とすることにより、表示パネル上における操作用の表示情報が横一列に配置されている操作パネルに対応することができ、図５に示す光学式タッチパネル１１ａと同様に、簡易な操作の装置に適した構成とすることができる。

また、例えば、図１に示す光学式タッチパネル１１における発光素子１ａ_１と受光素子２ａ_１、縦方向変更板３ａ、及び、横方向変更板４ａのみを用いた構成とすることにより、透明ゴム５において操作者が押下を行ったか否かを判別する装置に適用することができる。

以上、各図を用いて説明したように、本実施の形態の光学式タッチパネル１１，１１ａによれば、押下点において押下される圧力によって、出射された光の偏光方向を変化させることにより、通常は遮光されていた光を受光素子で受光することが可能となる構成としているので、服の袖がタッチ面に触れた程度、またはタッチ面にホコリが溜まった程度のごく弱い応力では光の偏光方向は変化せず、光が遮られることもなく、誤入力を防止することができ、光学式タッチパネルの性能を向上させることができる。

なお、本発明は、上述した例に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、本実施の形態においては、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍから受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍに向けて照射される光は、赤外線ビームとしているが、本発明の光学式タッチパネル１１，１１ａは赤外線ビームに限るものでない。

また、本実施の形態においては、透明ゴムとして、高シスポリブタジエンを用いているが、他の光弾性体、すなわち、外力を受けた弾性体が複屈折を起こす性質を持つ物体で、赤外線ビーム等の光を透過するものであれば良い。

また、本実施の形態では、図１における横方向にｎ対の発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎと受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎを配置し、縦方向にｍ対の発光素子１ｂ_１〜１ｂ_ｍと受光素子２ｂ_１〜２ｂ_ｍを配置した構成としているが、発光素子と受光素子との対の数は、当該光学式タッチパネルを設ける装置に適宜にあわせて決められる。例えば、横方向と縦方向で同じ対の数としても良い。

この場合、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍ及び受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍの各々は適宜に設定される。例えば、本実施の形態のように、高シスポリブタジエンからなる透明ゴム５を用いた場合、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍ及び受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍの各々を、略６ｍｍ間隔で配置することができ、より多くの赤外発光素子及び受光素子を設けて、詳細な操作を行うことができる。

また、図１においては、横方向に配置したｎ対の発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎと受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ、及び、縦方向に配置したｍ対の発光素子１ｂ_１〜１ｂ_ｍと受光素子２ｂ_１〜２ｂ_ｍを、各々直交するように配置した構成としているが、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎの各々から出射される光、及び発光素子１ｂ_１〜１ｂ_ｍの各々から出射される光が平行で、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎの各々から出射される光と発光素子１ｂ_１〜１ｂ_ｍの各々から出射される光とが交差する部分を有する構成であれば良い。

また、発光素子１ａ_１〜１ａ_ｎの各々から出射される光と発光素子１ｂ_１〜１ｂ_ｍの各々から出射される光との交差に関しても、いずれか一方が上側で他方が下側となる等、同一平面上でなくても良い。

また、本実施の形態では、縦方向偏光板３ａ，３ｂと横方向偏光板４ａ，４ｂとの各々の偏光方向が９０度異なるものとしているが、例えば、受光素子２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍで受光する光の量に応じてオン・オフを決定する閾値を適宜に設定することで、９０度以外の偏光方向の組み合わせとしても良い。

また、本実施の形態では、光学式タッチパネル１１，１１ａをＡＴＭ３１に設けたことを例としているが、本発明に係る光学式タッチパネルは、例えば券売機等のＡＴＭ３１以外の自動化機器に設ける構成とすることができる。

また、本実施の形態では、光学式タッチパネルとして、複数の発光素子と受光素子とを図１に示すようにマトリクス状に、または、図５に示すように一列に配置する構成としているが、例えば、１対のみの発光素子と受光素子とで構成することにより、スイッチ機能を持たせた光学式タッチパネルの構成としても良い。

また、図２に示した制御部２１を構成するコンピュータ構成に関しても、プログラムにより各機能の実行が可能な構成するものとしているが、論理素子回路からなるハードウェア構成とすることでも良い。また、制御部２１を構成するコンピュータ構成に関しても適宜にその構成内容を変更しても良い。

このように、本発明を実施する形態例を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ａ_１〜１ａ_ｎ，１ｂ_１〜１ｂ_ｍ 発光素子
２ａ_１〜２ａ_ｎ，２ｂ_１〜２ｂ_ｍ 受光素子
３ａ,３ｂ 縦方向偏光板
４ａ,４ｂ 横方向偏光板
５ 透明ゴム
６ 指
７ 押下点
１１，１１ａ 光学式タッチパネル
２０，２０ａ 表示パネル
２０ａ１，２０ａ２ 固定ボタンパネル
２０ａ３ 押圧検知ボタン
２１ 制御部
２１ａ 入力制御部
２１ｂ 出力制御部
２１ｃ 操作パネル制御部
２１ｄ 主制御部
３０，３０ａ 操作パネル
３１ ＡＴＭ
３２ 装置本体
３３ 操作部
３４ 入出力金口（紙幣）
３５ 入出力金口（硬貨）
Ｂ１〜Ｂ５ 操作ボタン

Claims (4)

1. 外力を受けない状態で入射された直線偏光を透過すると共に、外力を受けた場合に複屈折を起こし、複屈折を起こした部分で直線偏光の偏光方向を変更する光弾性体で構成された光透過板と、
   前記光透過板の側面に向けて光を照射するように配列された複数の発光素子を備えた発光素子列と、
   前記光透過板と前記複数の発光素子との間に配置され、前記複数の発光素子の各々から照射された光を直線偏光に変換する第１の偏光板と、
   前記光透過板の光出射側に配置され、前記直線偏光を透過し、かつ前記直線偏光以外の光を遮光する第２の偏光板と、
   各々が前記複数の発光素子の各々と対向する位置に配列され、かつ前記複数の発光素子の各々から照射され、前記第１の偏光板、前記光透過板、及び前記第２の偏光板を透過した光を受光可能な位置に配置された複数の受光素子を備えた受光素子列と、
   画像を表示する表示装置と、
   前記表示装置に表示された押圧検知ボタンに対応する部分を押下された場合の前記受光素子における出力の変化を検出し、前記検出した出力の変化に基づいて操作者の押下の強さを特定し、特定した押下力の強さに応じて前記発光素子からの光が前記光透過板を透過してきたのか遮光されたのかの判断の閾値を設定する制御手段と、
   を含む光学式操作装置。
2. 外力を受けない状態で入射された直線偏光を透過すると共に、外力を受けた場合に複屈折を起こし、複屈折を起こした部分で直線偏光の偏光方向を変更する光弾性体で構成された光透過板と、
   前記光透過板の側面に向けて光を照射するように配列された複数の発光素子を備えた発光素子列と、
   前記光透過板と前記複数の発光素子との間に配置され、前記複数の発光素子の各々から照射された光を直線偏光に変換する第１の偏光板と、
   前記光透過板の光出射側に配置され、偏光方向が前記直線偏光の偏光方向に対して所定角度ずれた直線偏光を透過し、かつ前記所定角度ずれた直線偏光以外の光を遮光する第２の偏光板と、
   各々が前記複数の発光素子の各々と対向する位置に配列され、かつ前記複数の発光素子の各々から照射され、前記第１の偏光板、前記光透過板、及び前記第２の偏光板を透過した光を受光可能な位置に配置された複数の受光素子を備えた受光素子列と、
   画像を表示する表示装置と、
   前記表示装置に表示された押圧検知ボタンに対応する部分を押下された場合の前記受光素子における出力の変化を検出し、前記検出した出力の変化に基づいて操作者の押下の強さを特定し、特定した押下力の強さに応じて前記発光素子からの光が前記光透過板を透過してきたのか遮光されたのかの判断の閾値を設定する制御手段と、
   を含む光学式操作装置。
3. 前記発光素子列、前記第１の偏光板、前記第２の偏光板、及び前記受光素子列の各々を複数個、前記光透過板の異なる側面に対応させて設けた請求項１または請求項２記載の光学式操作装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項記載の光学式操作装置と、
   前記受光素子で受光する光量の変化に基づいて前記光透過板における外力を受けた部分の位置を検出する位置検出装置と、
   前記位置検出装置で検出された前記光透過板における外力を受けた部分に対応する前記光学式操作装置の前記表示装置が表示した画像に予め対応付けられた入力情報を入力する情報入力装置と、
   前記情報入力装置で入力された入力情報に対して予め定められた処理を実行する処理装置と、
   を備えた自動化機器。