JP5368731B2

JP5368731B2 - Touch panel

Info

Publication number: JP5368731B2
Application number: JP2008134654A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎山下; 道子ジョンソン; 真長谷川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: JP2009093616A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce influences of external light on sensitivity and accuracy in a touch panel. <P>SOLUTION: The touch panel includes a light guide plate 101 having a first surface for detecting a position of an object which is touched therewith and a second surface opposite to the first surface; and line sensors 103 and 104 receiving light emitted from a side surface of the light guide plate. The light guide plate guides part of light reflected by the object, among the light emitted from the second surface, toward the side surface. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はタッチパネルに関し、更に詳しくは光学式タッチパネルに関する。 The present invention relates to a touch panel, and more particularly to an optical touch panel.

ディスプレイ上に投影したインターフェース画像にタッチすることで装置に指示を与えることのできるタッチパネルが現在用いられている。具体的なタッチパネルの動作原理は様々あるが、機械的な強度が十分で、透過率の高いタッチパネルが求められている。そのような要求に対して、機械的な強度を持たせるために、光学的な検知機構を用いた様々な光学式タッチパネルが提案されている。また、光学式タッチパネルにおいて、検知機構の汚れの影響を低減するために、検知に用いられる発光面及び検知センサ受光面を表面に露出しない構造が提案されている。 A touch panel that can give an instruction to an apparatus by touching an interface image projected on a display is currently used. Although there are various specific operation principles of the touch panel, a touch panel with sufficient mechanical strength and high transmittance is required. In response to such demands, various optical touch panels using an optical detection mechanism have been proposed in order to provide mechanical strength. Further, in an optical touch panel, a structure in which a light emitting surface used for detection and a light receiving surface of a detection sensor are not exposed on the surface has been proposed in order to reduce the influence of dirt on the detection mechanism.

図１２は、特許文献１に開示された、発光面および受光面が表面に露出していない光学式タッチパネルを示す図である。特許文献１によれば、走査型ディスプレイ装置であるＣＲＴの前面に導光板で構成される検知面７０１を配置し、検知のための光を走査して導光板に入射する。そして、その反射光を受光素子７０２で検知し、光が返ってきた時刻から、そのとき光が走査線上のどこに位置していたかを逆算し、物体が接触していた場所を検知する。 FIG. 12 is a diagram showing an optical touch panel disclosed in Patent Document 1 in which the light emitting surface and the light receiving surface are not exposed on the surface. According to Patent Document 1, a detection surface 701 formed of a light guide plate is arranged on the front surface of a CRT that is a scanning display device, and light for detection is scanned and incident on the light guide plate. Then, the reflected light is detected by the light receiving element 702. From the time when the light returns, the position where the light is located on the scanning line is calculated backward to detect the place where the object is in contact.

図１３は、特許文献２に開示された、発光面および受光面が表面に露出していない光学式タッチパネルを示す図である。液晶ディスプレイパネルなど、フィールドシーケンシャルの表示装置の上に導光板を設け、導光板の側面に光源と検知用ラインセンサを配置する。そして、光８０１を導光体の側面の光源から供給し、検知対象の物体に光を吸収、もしくは物体側へ光が導光されるような物質で構成される被検知体８０２をタッチパネルの指示デバイスとして用いる。その指示デバイスが導光板表面に接触した際に側面から照射された光が吸収されることで変化する光信号を、検知用ラインセンサ８０３で検知する。 FIG. 13 is a diagram showing an optical touch panel disclosed in Patent Document 2 in which the light emitting surface and the light receiving surface are not exposed on the surface. A light guide plate is provided on a field sequential display device such as a liquid crystal display panel, and a light source and a detection line sensor are arranged on a side surface of the light guide plate. Then, the light 801 is supplied from the light source on the side surface of the light guide, and the object to be detected 802 made of a substance that absorbs light to the object to be detected or is guided to the object side is indicated on the touch panel. Used as a device. The detection line sensor 803 detects an optical signal that changes due to absorption of light emitted from the side surface when the pointing device contacts the surface of the light guide plate.

米国特許４８６８５５１号U.S. Pat. No. 4,868,551 特開２０００−２５９３４７号公報JP 2000-259347 A

しかしながら、特許文献１のタッチパネルでは、原理的に、パネル内を伝わっていく光すべての総和が検知用のフォトディテクターに集光する。従って、外来光が存在する環境下でそのようなタッチパネルを使うと、受光素子には、外来光が面全体にわたって合計された量の光が一点の受光素子に到達する。 However, in the touch panel of Patent Document 1, in principle, the sum of all the light transmitted through the panel is condensed on the photo detector for detection. Therefore, when such a touch panel is used in an environment where extraneous light is present, the amount of extraneous light totaling the entire surface reaches the single light receiving element.

つまり、タッチパネルを構成する面の幅と長さの積に比例した信号のバックグラウンド成分が現れ、検知すべき本信号とバックグラウンド成分の比（以降この指標を「コントラスト」と呼ぶ。）が著しく減少し、指示された位置の検知が困難となる。 That is, a background component of a signal proportional to the product of the width and length of the surface constituting the touch panel appears, and the ratio of this signal to be detected and the background component (hereinafter, this index is called “contrast”) is remarkable. It becomes difficult to detect the instructed position.

また、それ以前の本質的な課題として、パネル下に配置されるディスプレイが必ず走査式の動作をしなくてはならず、非走査型動作のディスプレイでは動作原理が成り立たず、動作しない。 Further, as an essential problem before that, the display arranged under the panel must always perform a scanning operation, and the display principle of the non-scanning operation does not hold and does not operate.

また、特許文献２のタッチパネルは、専用の指示デバイスではない、例えば指のような指示デバイスを用いることができない。指は理想的な光吸収体ではないため、表皮、真皮において大半の光を拡散反射してしまい、タッチパネルの導光板中へほとんどの光を戻してしまう。そのために原理的にコントラストが低くなってしまう。更に、外来光の存在によりその本質的に弱いコントラストがさらに弱まるので、指示された位置の検知は更に困難になる。 Further, the touch panel disclosed in Patent Document 2 cannot use an instruction device such as a finger, which is not a dedicated instruction device. Since the finger is not an ideal light absorber, most of the light is diffusely reflected in the epidermis and dermis, and most of the light is returned into the light guide plate of the touch panel. Therefore, the contrast is lowered in principle. In addition, the presence of extraneous light further weakens its inherently weak contrast, making detection of the indicated position more difficult.

しかし、屋外などの不特定な環境下で、かつ、指や手袋をした指などの不特定な指示デバイスで操作することが想定されるような、デジタルカメラや携帯電話などのモバイル機器向けのタッチパネルには、外来光に対する影響を軽減することが強く望まれている。また、指や手袋などの指示デバイスを用いても正確に動作することが強く望まれている。 However, touch panels for mobile devices such as digital cameras and mobile phones that are assumed to be operated in unspecified environments such as outdoors and with unspecified pointing devices such as fingers and gloves. Therefore, it is strongly desired to reduce the influence on external light. In addition, it is strongly desired to operate accurately even when using a pointing device such as a finger or a glove.

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、本発明のタッチパネルは、表示素子が配列されたディスプレイパネルの表示に用いられる可視光を照射する第１の光源と、接触した対象物の位置を検知するための第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを有し、前記第２の面が、前記ディスプレイパネルに隣接するように配置された導光手段と、前記第２の面の側から前記第１の面に向けて、前記第１の光源と異なる波長の非可視光を照射する第２の光源と、前記導光手段の側面から射出する光を受光する、前記導光手段の側面に配されたラインセンサと、前記ラインセンサの受光面と前記導光手段の側面との間にそれぞれ設けられた、可視光をカットする可視光カットフィルタとを有し、前記導光手段は、前記第２の面の側から照射される光の内、前記対象物により反射される光の一部を、前記側面に向けて導光する。 The present invention has been made in view of the above problems, and the touch panel of the present invention includes a first light source for irradiating visible light used for display on a display panel in which display elements are arranged, and an object in contact with the first light source . position a first surface for detecting said first have a second surface opposite to the surface, the second surface, arranged guiding means so as to be adjacent to the display panel And a second light source that emits invisible light having a wavelength different from that of the first light source from the second surface side toward the first surface, and light emitted from the side surface of the light guide means A line sensor disposed on a side surface of the light guide means, and a visible light cut filter for cutting visible light provided between a light receiving surface of the line sensor and a side surface of the light guide means, respectively. And the light guiding means is from the second surface side. Of Isa is light, a part of the light reflected by the object, light guide toward the side surface.

本発明によれば、タッチパネルにおいて、外来光による感度及び精度への影響を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the influence on the sensitivity and precision by external light can be reduced in a touch panel.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態におけるタッチパネルの構成の一例を示す図であり、図１の（ａ）は上面図、（ｂ）はａ−ａ’に沿った概略断面図（Ｘ断面）、（ｃ）はｂ−ｂ’に沿った概略断面図（Ｙ断面）である。図１において、１０１は検知のために配置された検知用導光板である。形状としては、平行平板形状のものが好適に用いられる。この導光板は接触した対象物の位置を検知するための第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを有する導光手段として機能する。 <First Embodiment>
1A and 1B are diagrams showing an example of a configuration of a touch panel according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a top view, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along aa ′ (X cross section). ), (C) are schematic cross-sectional views (Y cross-section) along bb ′. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a light guide plate for detection arranged for detection. As a shape, a parallel plate shape is preferably used. This light guide plate functions as a light guide means having a first surface for detecting the position of the contacted object and a second surface opposite to the first surface.

１０２は二次元状に表示素子が配列されたディスプレイパネルである。検知用導光板１０１は、ディスプレイパネル１０２に検知用導光板１０１の裏面（第２の面）が隣接するように配置することにより、ディスプレイパネル１０２のカバーを兼ねることができる。１０３、１０４はそれぞれＹ方向、Ｘ方向の一辺（第１の側面及び第２の側面）に配置された、光を検知して信号を得るためのラインセンサである。ディスプレイパネル１０２上には、任意の背景の中に、電子釦１０５がある程度の明るさで表示されている。 Reference numeral 102 denotes a display panel in which display elements are arranged two-dimensionally. By disposing the detection light guide plate 101 so that the back surface (second surface) of the detection light guide plate 101 is adjacent to the display panel 102, the detection light guide plate 101 can also serve as a cover for the display panel 102. Reference numerals 103 and 104 denote line sensors, which are arranged on one side (first side face and second side face) in the Y direction and X direction, respectively, for detecting light and obtaining signals. On the display panel 102, an electronic button 105 is displayed with a certain level of brightness in an arbitrary background.

検知用導光板１０１の材質としては、たとえばガラス、もしくはアクリルやプラスチックなど、様々な材質を採りうる。検知用導光板１０１は、その表面（第１の面）、裏面に（第２の面）配置される物質（本実施の形態の場合は空気）に比べてある程度大きな屈折率を有し、かつ透明度がある程度高い物質であれば、どのような物質でも良い。 As a material of the detection light guide plate 101, various materials such as glass, acrylic, plastic, and the like can be used. The light guide plate for detection 101 has a refractive index that is somewhat larger than a substance (air in the present embodiment) disposed on the front surface (first surface) and the back surface (second surface), and Any substance may be used as long as the substance has a certain degree of transparency.

次に、図１に示すタッチパネルの動作について詳しく説明する。まず図１（ｂ）のＸ断面について説明する。１０６で示したような、指などの指示デバイスで電子釦１０５上に触れると、電子釦１０５から射出した光が指示デバイス１０６に当たり、その光が反射、もしくは散乱されることで検知用導光板１０１に返ってくる。その中のある光線１０７は検知用導光板１０１内で全反射し、ラインセンサ１０４上のある画素に於いて光信号として検知される。 Next, the operation of the touch panel shown in FIG. 1 will be described in detail. First, the X cross section of FIG. When the electronic button 105 is touched with an instruction device such as a finger as shown by 106, the light emitted from the electronic button 105 hits the instruction device 106, and the light is reflected or scattered to detect the light guide plate 101 for detection. Return to. A certain light ray 107 is totally reflected in the light guide plate 101 for detection, and is detected as an optical signal in a certain pixel on the line sensor 104.

図１（ｃ）のＹ断面についても同様の原理で動作し、指示デバイス１０６からの反射もしくは散乱によって、光線１０８に代表されるような光が検知用導光板１０１内を全反射し、ラインセンサ１０３上のある画素において光信号として検知される。 1C also operates on the same principle, and light such as a light beam 108 is totally reflected in the light guide plate 101 for detection by reflection or scattering from the pointing device 106, and the line sensor. A certain pixel on 103 is detected as an optical signal.

図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１のような動作状況にあるタッチパネルのラインセンサ１０３及び１０４により検知され、出力される光信号の強度を示す図である。横軸がラインセンサ１０３または１０４の画素位置を示し、タッチパネルのＸ座標もしくはＹ座標に対応する。縦軸はラインセンサで検知され、出力された光信号値である。信号の強度は本来はＸ軸に対して離散的な値を取り得るが、ここでは模式的に連続的な曲線でデータを例示している。 FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the intensity of the optical signal detected and output by the line sensors 103 and 104 of the touch panel in the operation state as shown in FIG. The horizontal axis indicates the pixel position of the line sensor 103 or 104 and corresponds to the X coordinate or Y coordinate of the touch panel. The vertical axis represents the optical signal value detected and output by the line sensor. The signal intensity can originally take a discrete value with respect to the X axis, but here, the data is schematically illustrated by a continuous curve.

指示デバイス１０６で拡散、反射された光が検知用導光板１０１内を全反射していき、ラインセンサ１０３、１０４で検知されると、指示デバイス１０６が当たった位置が射影像として２０１、２０２のようなピークをもった波形を示す。このピークを画像処理で座標に変換することで、タッチされたＸ座標、Ｙ座標を認識し、タッチパネル上で指示デバイス１０６が触れた位置を特定することができる。なお、ラインセンサ１０３、１０４からの信号から指示デバイスが触れた位置を特定する構成（不図示）は、タッチパネルと一体的に構成しても、コンピュータなどによりソフトウエアで実現するようにしても構わない。 The light diffused and reflected by the pointing device 106 is totally reflected in the light guide plate 101 for detection, and when detected by the line sensors 103 and 104, the positions hit by the pointing device 106 are projected images 201 and 202. A waveform having such a peak is shown. By converting this peak into coordinates by image processing, the touched X coordinate and Y coordinate can be recognized, and the position touched by the pointing device 106 on the touch panel can be specified. Note that the configuration (not shown) for identifying the position touched by the pointing device from the signals from the line sensors 103 and 104 may be configured integrally with the touch panel or may be realized by software such as a computer. Absent.

上記の通り本第１の実施形態によれば、検知用の導光体の裏面側、つまり導光手段の検知面と対向する面から入射した光の反射光を複数のラインセンサで検知する。これにより、指示デバイス（例えば、指）が触れた所にピークを有するＸ射影データ、Ｙ射影データとして検知される。その一方で、指示デバイスが触れていないところの光信号、つまりバックグラウンド成分がほぼゼロになる。その結果、信号のコントラストが非常に大きくなる。 As described above, according to the first embodiment, reflected light of light incident from the back surface side of the light guide for detection, that is, the surface facing the detection surface of the light guide means is detected by the plurality of line sensors. Thereby, it detects as X projection data and Y projection data which have a peak in the place where the instruction | indication device (for example, finger | toe) touched. On the other hand, the optical signal that is not touched by the pointing device, that is, the background component becomes almost zero. As a result, the contrast of the signal becomes very large.

また、外来光が入射した場合でも、その外来光は、特許文献１のようにパネル全面で合計されることがない。ラインセンサへは、パネルの幅と長さの積ではなく、幅、もしくは長さそのもののみに比例した信号がバックグラウンド成分として現れるため、外来光の影響は本質的に特許文献１に示される構成よりも少ない。かつ、元々のコントラストが特許文献２に示す構成のタッチパネルと比べて非常に大きく、多少の外来光では影響を受けない。 Further, even when extraneous light is incident, the extraneous light is not summed over the entire panel as in Patent Document 1. In the line sensor, a signal proportional to only the width or length itself, not the product of the width and length of the panel, appears as a background component. Therefore, the influence of extraneous light is essentially shown in Patent Document 1. Less than. And the original contrast is very large compared with the touch panel of the structure shown in patent document 2, and it is not influenced by some external lights.

このように、外来光による感度及び精度への影響を低減したタッチパネルを提供することが可能になる。 In this way, it is possible to provide a touch panel in which the influence on the sensitivity and accuracy due to external light is reduced.

なお、本第１の実施形態ではラインセンサを長方形のパネルの直交する２辺に２つもうけたが、本発明のこの構成に限定されるものではない。例えばパネルの形状が長方形以外の多角形の時には、少なくとも対向しない２辺に配置すればよい。また、２辺よりも多い辺にラインセンサを配置することで得られるデータ数を増やし、感度や精度を向上させることも可能である。更には、導光板の側面に一対一で等倍で配置されたものを用いることができるが、これ以外に、レンズやピンホールなどを介して対象物によって反射され、側面に向けて導光された光の一部を検知するラインセンサでもよい。また用途によっては一軸上の位置のみ判別できればよい場合も考えられ、この場合にはラインセンサは、少なくとも１つの側面に配されていればよい。 The present first in the embodiment are provided two line sensors two sides Cartesian rectangular panels, but is not limited to this configuration of the present invention. For example, when the shape of the panel is a polygon other than a rectangle, it may be arranged on at least two sides that do not face each other. It is also possible to increase the number of data obtained by arranging line sensors on more than two sides, and improve sensitivity and accuracy. Furthermore, a light guide plate having a one-to-one magnification arranged on the side surface can be used, but besides this, it is reflected by the object through a lens or a pinhole and guided toward the side surface. A line sensor that detects a part of the light may be used. Depending on the application, it may be possible to determine only the position on one axis. In this case, the line sensor may be disposed on at least one side surface.

＜第２の実施形態＞
図３は本発明の第２の実施形態におけるタッチパネルの構成の一例を示す図であり、図３の（ａ）は上面図、（ｂ）はａ−ａ’に沿った概略断面図（Ｘ断面）、（ｃ）はｂ−ｂ’に沿った概略断面図（Ｙ断面）である。なお、図１と同様の構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。 <Second Embodiment>
3A and 3B are diagrams showing an example of the configuration of the touch panel according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3A is a top view, and FIG. 3B is a schematic cross-sectional view along the line aa ′ (X cross section). ), (C) are schematic cross-sectional views (Y cross-section) along bb ′. In addition, the same reference number is attached | subjected to the structure similar to FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.

図３において、３０１は本第２の実施形態における液晶ディスプレイパネルであり、偏光板３０２と液晶部３０３、及び偏光板３０４から構成されている。液晶ディスプレイパネル３０１はその裏面側に、可視光を発光する複数の発光素子を、液晶ディスプレイパネル３０１の全域に一定間隔で配置した表示用光源３０５（第１の光源）をバックライトとして備えている。液晶ディスプレイパネル３０１と表示用光源３０５とでディスプレイとして機能する。また、表示用光源３０５とは別に、非可視光である赤外領域の波長λ₀の光を主に発光する複数の発光素子を液晶ディスプレイパネル３０１の全域に一定間隔で配置した検知用光源３０６（第２の光源）を持つ。検知用光源３０６の発光波長は、表示用光源３０５の発光波長以外であることが好ましく、表示用光源３０５の発光波長の上限より長波長であることがより好ましい。 In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a liquid crystal display panel according to the second embodiment, which includes a polarizing plate 302, a liquid crystal unit 303, and a polarizing plate 304. The liquid crystal display panel 301 has a display light source 305 (first light source) as a backlight on the back side thereof, which includes a plurality of light emitting elements that emit visible light and are arranged at regular intervals throughout the liquid crystal display panel 301. . The liquid crystal display panel 301 and the display light source 305 function as a display. In addition to the display light source 305, a detection light source 306 in which a plurality of light-emitting elements that mainly emit light having a wavelength λ _{0 in} the infrared region, which is invisible light, is arranged at regular intervals throughout the liquid crystal display panel 301. (Second light source). The emission wavelength of the detection light source 306 is preferably other than the emission wavelength of the display light source 305, and more preferably longer than the upper limit of the emission wavelength of the display light source 305.

このように、本第２の実施形態では、検知用光源３０６を表示用光源３０５とは別に設けたことを特徴とする。 As described above, the second embodiment is characterized in that the detection light source 306 is provided separately from the display light source 305.

また、ラインセンサ１０３、１０４の前面には、検知用光源３０６の発光波長λ₀を主に選択的に透過し、可視光を透過しない可視光カットフィルタ３０７、３０８がそれぞれ備えられている。また、本第２の実施形態のタッチパネルでは、偏光板３０２と３０４は波長λ₀の非可視光に対して偏光能力をほとんど有さないように設計されている。また、液晶部３０３は表示中に取り得る液晶の状態すべてにおいて波長λ₀の非可視光をほとんど偏光しないように設計されている。 Further, visible light cut filters 307 and 308 that mainly selectively transmit the emission wavelength λ ₀ of the detection light source 306 and do not transmit visible light are provided on the front surfaces of the line sensors 103 and 104, respectively. Further, in the touch panel of the second embodiment, the polarizing plates 302 and 304 are designed so as to have little polarizing ability with respect to invisible light having the wavelength λ ₀ . The liquid crystal unit 303 is designed so as to hardly polarize invisible light having a wavelength λ ₀ in all the liquid crystal states that can be taken during display.

次に、図３に示すタッチパネルの動作について詳しく説明する。 Next, the operation of the touch panel shown in FIG. 3 will be described in detail.

液晶ディスプレイパネル３０１は、表示用光源３０５と組み合わせることで、可視光に対しては通常のディスプレイ用のパネルとして機能する。その一方、検知用光源３０６により波長λ₀の非可視光が常に照射されているため、指示デバイス１０６が検知用導光板１０１に触れると、非可視光のうち一部が指示デバイス１０６により反射される。そしてその反射光が、光線１０７、１０８として示すように、検知用導光板１０１内を全反射して伝わり、可視光カットフィルタ３０７、３０８を通過してラインセンサ１０３、１０４に到達する。ラインセンサ１０３、１０４到達した光は、第１の実施形態と同様に、指示デバイス１０６が触れたパネル上の位置のＸ座標、Ｙ座標を示すため、接触位置の検出が可能になる。 The liquid crystal display panel 301 functions as a normal display panel for visible light when combined with the display light source 305. On the other hand, since the invisible light having the wavelength λ ₀ is always irradiated by the detection light source 306, when the indication device 106 touches the detection light guide plate 101, a part of the invisible light is reflected by the indication device 106. The Then, as shown as light rays 107 and 108, the reflected light is totally reflected and transmitted through the detection light guide plate 101, passes through the visible light cut filters 307 and 308, and reaches the line sensors 103 and 104. The light reaching the line sensors 103 and 104 indicates the X and Y coordinates of the position on the panel touched by the pointing device 106 as in the first embodiment, so that the contact position can be detected.

なお、表示用光源３０５から照射された表示用の光も同様の原理で可視光カットフィルタ３０７、３０８の直前までは伝搬するが、可視光カットフィルタ３０７、３０８によってラインセンサ１０３、１０４までは到達しない。このために表示用の光は、接触位置の検出に影響を及ぼさない。 Note that the display light emitted from the display light source 305 propagates just before the visible light cut filters 307 and 308 on the same principle, but reaches the line sensors 103 and 104 by the visible light cut filters 307 and 308. do not do. For this reason, the display light does not affect the detection of the contact position.

上記の通り本第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、外来光による感度及び精度への影響が低減されたタッチパネルを提供することが可能になる。更に、ほぼ一定量の赤外光を導光板に供給し、その赤外光のみをラインセンサで検知するようにしことにより、表示に関係無く、正確な位置検出が可能なタッチパネルを提供することが可能になる。 As described above, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to provide a touch panel in which the influence on sensitivity and accuracy due to external light is reduced. Furthermore, it is possible to provide a touch panel capable of accurate position detection regardless of display by supplying a substantially constant amount of infrared light to the light guide plate and detecting only the infrared light with a line sensor. It becomes possible.

また、画面表示用の光とは違う波長の光を位置検知に用いるので、表示用の波長の光をラインセンサの前で選択的にカットすることができるため、表示用の光が位置検知の誤作動の原因になることを防ぐことが可能となった。 In addition, since light having a wavelength different from that for screen display is used for position detection, light having a wavelength for display can be selectively cut in front of the line sensor. It has become possible to prevent malfunctions.

なお、本第２の実施形態では、液晶ディスプレイパネル３０１を用いたが、たとえば有機ＥＬディスプレイパネルなど、自発光式の画素を基に構成したディスプレイパネルを用いることもできる。その場合、表示用光源は不要になり、また、ディスプレイパネルが検知に用いる赤外光に対して十分な透過特性を有するように、基板、および素子部の材料や構造を設計すればよい。 In the second embodiment, the liquid crystal display panel 301 is used. However, a display panel configured based on self-luminous pixels, such as an organic EL display panel, can also be used. In that case, a light source for display is not necessary, and the material and structure of the substrate and the element portion may be designed so that the display panel has sufficient transmission characteristics for infrared light used for detection.

＜第３の実施形態＞
図４は本発明の第３の実施形態におけるタッチパネルの構成の一例を示す図であり、図４の（ａ）は上面図、（ｂ）はａ−ａ’に沿った概略断面図（Ｘ断面）、（ｃ）はｂ−ｂ’に沿った概略断面図（Ｙ断面）である。なお、図１及び図３と同様の構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。本第３の実施形態は、上述した第２の実施形態と比較して表示用光源と検知用光源の構成が異なる。以下、表示用光源と検知用光源の構成について詳しく説明する。 <Third Embodiment>
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing an example of the configuration of the touch panel according to the third embodiment of the present invention. FIG. 4A is a top view, and FIG. ), (C) are schematic cross-sectional views (Y cross-section) along bb ′. In addition, the same reference number is attached | subjected to the structure similar to FIG.1 and FIG.3, and description is abbreviate | omitted. The third embodiment is different from the second embodiment described above in the configuration of the display light source and the detection light source. Hereinafter, the configuration of the display light source and the detection light source will be described in detail.

４０１はディスプレイの表示に用いる表示用発光素子（第１の発光素子）であり、近接して、非可視光である赤外領域の波長λ₀の光を主に発光する検知用発光素子４０２（第２の発光素子）を配置している。４０３は表示用発光素子４０１及び検知用発光素子４０２からの光をパネル全面へ供給するための面光源に変換する光源用導光板であり、４０４は光源用導光板４０３からの光を液晶ディスプレイパネル３０１へ向けて均等にする目的で設けられる拡散板である。本第３の実施形態によれば、表示用発光素子４０１と、光源用導光板４０３と、拡散板４０４により表示用光源（第１の光源）としての機能を達成している。また、検知用発光素子４０２と、光源用導光板４０３と、拡散板４０４により、検知用光源（第２の光源）としての機能を達成している。このように、光源用導光板４０３と拡散板４０４は、第１の光源及び第２の光源の一部として、共用される。なお、拡散板を用いずに導光板に直接、光を拡散するパターンを形成して用いても良い。 Reference numeral 401 denotes a display light-emitting element (first light-emitting element) used for display on the display, and a detection light-emitting element 402 (mainly emitting light having a wavelength λ _{0 in} the infrared region, which is invisible light). 2nd light emitting element) is arranged. Reference numeral 403 denotes a light source light guide plate for converting light from the display light emitting element 401 and the detection light emitting element 402 into a surface light source for supplying the entire surface of the panel. Reference numeral 404 denotes a liquid crystal display panel. It is a diffusion plate provided for the purpose of equalizing toward 301. According to the third embodiment, a function as a display light source (first light source) is achieved by the display light emitting element 401, the light source light guide plate 403, and the diffusion plate 404. Further, the function as a light source for detection (second light source) is achieved by the light emitting element for detection 402, the light guide plate for light source 403, and the diffusion plate 404. As described above, the light source light guide plate 403 and the diffusion plate 404 are shared as a part of the first light source and the second light source. Note that a light diffusing pattern may be formed directly on the light guide plate without using the diffusion plate.

なお、本第３の実施形態におけるタッチパネルの動作は、上述した第２の実施形態と同様であるため、説明を省略する。 Note that the operation of the touch panel in the third embodiment is the same as that in the second embodiment described above, and thus the description thereof is omitted.

上記の通り本第３の実施形態によれば、上述した第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、従来の液晶ディスプレイパネルで用いられている、光源用導光板と拡散板を共通利用して、局所的に配置された赤外線光源からの光をパネル全面に供給するため、検知用の赤外光光源の個数を減らすことができる。これにより、検知用光源のコストを低減することができる。 As described above, according to the third embodiment, the same effects as those of the second embodiment described above can be obtained. In addition, the light guide plate for light source and the diffuser plate used in the conventional liquid crystal display panel are used in common to supply light from the locally disposed infrared light source to the entire panel surface, so that the infrared for detection is used. The number of light sources can be reduced. Thereby, the cost of the light source for detection can be reduced.

＜第４の実施形態＞
図５は本発明の第４の実施形態におけるタッチパネルの構成の一例を示す図であり、図５の（ａ）は上面図、（ｂ）はａ−ａ’に沿った概略断面図（Ｘ断面）、（ｃ）はｂ−ｂ’に沿った概略断面図（Ｙ断面）である。なお、図４と同様の構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。第４の実施形態におけるタッチパネルの構成は、ディスプレイパネルの前面に配置される、検知用導光板５０１の構造が上述した第１〜第３の実施形態と異なる。以下、検知用導光板５０１について説明する。 <Fourth Embodiment>
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing an example of the configuration of the touch panel according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a top view, and FIG. ), (C) are schematic cross-sectional views (Y cross-section) along bb ′. In addition, the same reference number is attached | subjected to the structure similar to FIG. 4, and description is abbreviate | omitted. The configuration of the touch panel in the fourth embodiment is different from the first to third embodiments described above in the structure of the light guide plate for detection 501 disposed on the front surface of the display panel. Hereinafter, the detection light guide plate 501 will be described.

タッチ面の検知用導光板５０１は、図５に示すように一定間隔で配置された複数の検知用主導光体５０２（第１導光体）と、検知用主導光体５０２の間を網目状に埋める検知用副導光体５０３（第２導光体）とから構成されている。なお、検知用主導光体５０２は検知用副導光体５０３の屈折率（第２の屈折率）に対して、相対的に大きい屈折率（第１の屈折率）を有している。 As shown in FIG. 5, the detection light guide plate 501 on the touch surface has a mesh shape between a plurality of detection light guides 502 (first light guides) arranged at regular intervals and the detection light guides 502. It is comprised from the sublight-guide 503 for a detection (2nd light guide) buried in. Note that the detection lead light body 502 has a relatively large refractive index (first refractive index) with respect to the refractive index (second refractive index) of the detection sub light guide 503.

指示デバイス１０６に反射した光線５０４は、従来の実施例同様、Ｚ方向に全反射してラインセンサ１０３、１０４に向けて伝搬していく。更に、検知用主導光体５０２と検知用副導光体５０３との屈折率の大小関係により、光線５０４及び５０５に示すように、検知用導光板５０１のＸＹ平面でも検知用主導光体５０２と検知用副導光体５０３との界面で全反射する。そして、ラインセンサ１０３、１０４に到達する。 The light beam 504 reflected by the pointing device 106 is totally reflected in the Z direction and propagates toward the line sensors 103 and 104 as in the conventional embodiment. Furthermore, due to the magnitude relationship between the refractive indexes of the detection light guide body 502 and the detection sub light guide body 503, the detection light guide body 502 and the detection light guide body 502 are also shown on the XY plane of the detection light guide plate 501 as shown by the light beams 504 and 505. Total reflection is performed at the interface with the sub-light guide for detection 503. The line sensors 103 and 104 are reached.

このように、本第４の実施形態では、検知用導光板５０１自身がＸＹ平面上で指向性を持っており、指示デバイス１０６から反射した光がＸ方向およびＹ方向でも全反射しながらラインセンサに到達する。従って、ラインセンサ１０３、１０４上に信号のピークが明確に現れるようになり、検知感度を向上することができる。 As described above, in the fourth embodiment, the detection light guide plate 501 itself has directivity on the XY plane, and the light reflected from the pointing device 106 is totally reflected in the X direction and the Y direction. To reach. Therefore, the signal peaks clearly appear on the line sensors 103 and 104, and the detection sensitivity can be improved.

＜第５の実施形態＞
図６は本発明の第５の実施形態におけるタッチパネルの構成の一例を示す図であり、図６の（ａ）は上面図、（ｂ）はａ−ａ’に沿った概略断面図（Ｘ断面）、（ｃ）はｂ−ｂ’に沿った概略断面図（Ｙ断面）である。なお、図４と同様の構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。第３の実施形態との大きな違いは、ラインセンサ１０３、１０４と対向する検知用導光板１０１の端面に、鏡のような反射板６０１、６０２（反射部材）を設けた点である。以下、反射板６０１、６０２について説明する。 <Fifth Embodiment>
6A and 6B are diagrams showing an example of the configuration of the touch panel according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 6A is a top view, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view taken along aa ′ (X cross section). ), (C) are schematic cross-sectional views (Y cross-section) along bb ′. In addition, the same reference number is attached | subjected to the structure similar to FIG. 4, and description is abbreviate | omitted. A major difference from the third embodiment is that mirror-like reflection plates 601 and 602 (reflection members) are provided on the end face of the detection light guide plate 101 facing the line sensors 103 and 104. Hereinafter, the reflecting plates 601 and 602 will be described.

指示デバイス１０６で触れたことによって、図６（ｃ）のＹ断面の図では光線６０３、６０４で示すように反射光線が生じる。光線６０３（破線）は、上述した実施形態と同様に、ラインセンサ１０３へ向かっていく。一方、本第５の実施形態の特徴として、ラインセンサ１０３と逆の方向へ導光板を伝わって行く光線６０４（実線）が、反射板６０１にて反射され、ラインセンサ１０３の方へ伝えられる。 When touched by the pointing device 106, reflected light rays are generated as indicated by light rays 603 and 604 in the Y cross-sectional view of FIG. The light beam 603 (broken line) travels toward the line sensor 103 as in the above-described embodiment. On the other hand, as a feature of the fifth embodiment, a light beam 604 (solid line) traveling through the light guide plate in a direction opposite to that of the line sensor 103 is reflected by the reflection plate 601 and transmitted toward the line sensor 103.

Ｘ断面でも、Ｙ断面と同様に光線が伝搬される。 In the X section, the light beam propagates in the same manner as in the Y section.

上記の通り本第５の実施形態によれば、指示デバイスに反射した光線がラインセンサの反対側へ伝搬して行ったとしても、その光は失われることなく反射板６０１、６０２で反射されてラインセンサ側へ戻すことができ、無駄なく信号を検出することができる。そのための信号の光強度が第１〜第４の実施形態に比べてさらに増加し、ＳＮ比の高い信号をラインセンサ上にて得ることができるようになる。 As described above, according to the fifth embodiment, even if the light beam reflected by the pointing device propagates to the opposite side of the line sensor, the light is reflected by the reflecting plates 601 and 602 without being lost. The signal can be returned to the line sensor side, and the signal can be detected without waste. Therefore, the light intensity of the signal is further increased as compared with the first to fourth embodiments, and a signal with a high SN ratio can be obtained on the line sensor.

＜第６の実施形態＞
図７は本発明の第６の実施形態におけるタッチパネルの構成の一例を示す図である。 <Sixth Embodiment>
FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of a touch panel according to the sixth embodiment of the present invention.

本第６の実施形態は、上述した第１乃至第５の実施形態と比較して導光体の形状が異なる。具体的には、導光体の形状が曲面を有する点に特徴を有する。例えば、ＣＲＴのディスプレイ表面へのタッチパネル搭載の要望や、他製品との差別化が重要項目である機器のデザインの自由度を確保するために、機器のあらゆる面へのタッチパネル搭載の要望がある。従って、デザインを制約しないタッチパネルの開発が課題となっている。 The sixth embodiment is different from the first to fifth embodiments described above in the shape of the light guide. Specifically, it is characterized in that the shape of the light guide has a curved surface. For example, there is a request for mounting a touch panel on the display surface of a CRT, and there is a request for mounting a touch panel on all surfaces of the device in order to ensure the degree of freedom in designing the device, where differentiation from other products is an important item. Therefore, the development of a touch panel that does not restrict the design is an issue.

本第６の実施形態は様々な曲面にタッチパネルを搭載することができ、デザインの自由度を高くすることが可能となるタッチパネルを提供する。以下、曲面を有する導光体及び導光体によって導光される光を受光するラインセンサの構成について詳しく説明する。 In the sixth embodiment, a touch panel can be mounted on various curved surfaces, and a touch panel capable of increasing the degree of freedom in design is provided. Hereinafter, a configuration of a light guide having a curved surface and a line sensor that receives light guided by the light guide will be described in detail.

図７は、本第６の実施形態におけるタッチパネルの構成の一例を示す図であり、図７の（ａ）は上面図、（ｂ）はＸ−Ｘ’に沿った概略断面図（Ｘ断面）、（ｃ）はＹ−Ｙ’に沿った断面から、図７（ａ）の右方向を見た図である。図７において、９０１は検知のために配置された検知用導光体である。図に示されるように、検知用導光体９０１の一部である角部が湾曲しており、表面に曲面を有する。形状としては、平行平板形状の導光体を曲げて曲面を形成したものや、予め曲面に成形した導光体が好適に用いられる。この検知用導光体９０１は接触した対象物の位置を検知するための第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを有する導光手段として機能する。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the touch panel according to the sixth embodiment. FIG. 7A is a top view, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view along the line XX ′ (X cross-section). (C) is the figure which looked at the right direction of Fig.7 (a) from the cross section along YY '. In FIG. 7, reference numeral 901 denotes a light guide for detection arranged for detection. As shown in the figure, a corner portion which is a part of the light guide for detection 901 is curved and has a curved surface on the surface. As the shape, a curved plate formed by bending a parallel plate-shaped light guide or a light guide previously formed into a curved surface is preferably used. The light guide for detection 901 functions as a light guide having a first surface for detecting the position of the contacted object and a second surface opposite to the first surface.

９０２は二次元状に表示素子が配列されたディスプレイパネルである。検知用導光体９０１は、ディスプレイパネル９０２に検知用導光体９０１の裏面（第２の面）が隣接するように配置することにより、ディスプレイパネル９０２のカバーを兼ねることができる。ディスプレイパネル９０２上には、任意の背景の中に、電子釦７０５がある程度の明るさで表示されている。装置側面には釦アイコン７０９が印刷されており、釦アイコン７０９の検知用導光体９０１とは反対側に光源７０７が配置されている。７０３、７０４、７０３’、７０４’は電子釦７０５又は釦アイコン７０９が配置された面の対向する辺のそれぞれ（第１の側面及び第２の側面）に配置された、光を検知して信号を得るためのラインセンサである。 Reference numeral 902 denotes a display panel in which display elements are two-dimensionally arranged. The detection light guide 901 can also serve as a cover for the display panel 902 by disposing the detection light guide 901 so that the back surface (second surface) of the detection light guide 901 is adjacent to the display panel 902. On the display panel 902, an electronic button 705 is displayed with a certain level of brightness in an arbitrary background. A button icon 709 is printed on the side of the apparatus, and a light source 707 is disposed on the opposite side of the button icon 709 from the light guide for detection 901. 703, 704, 703 ′, and 704 ′ are signals that detect light and are arranged on each of the opposing sides (first side surface and second side surface) of the surface on which the electronic button 705 or the button icon 709 is disposed. It is a line sensor for obtaining.

検知用導光体９０１の材質としては、たとえばガラス、もしくはアクリルやプラスチックなど、様々な材質を採りうる。検知用導光体９０１は、その表面（第１の面）、裏面に（第２の面）配置される物質（本実施の形態の場合は空気）に比べてある程度大きな屈折率を有し、かつ透明度がある程度高い物質であれば、どのような物質でも良い。また上記のような物質が光学的に密着して構成してあれば、導光板は単一の物質でなくともよい。 As the material of the light guide for detection 901, various materials such as glass, acrylic, plastic, and the like can be used. The light guide for detection 901 has a refractive index that is somewhat larger than a substance (air in the present embodiment) disposed on the front surface (first surface) and the back surface (second surface), Any material may be used as long as the material has a certain degree of transparency. In addition, the light guide plate may not be a single material as long as the above-described materials are in close optical contact.

次に、図７に示すタッチパネルの動作について詳しく説明する。まず図７（ｂ）のＸ断面について説明する。７０６で示したような、指などの指示デバイスで電子釦７０５上に触れると、電子釦７０５から射出した光が指示デバイス７０６に当たり、その光が反射、もしくは散乱されることで検知用導光体９０１に返ってくる。その中のある光線７０８は検知用導光体９０１内で全反射し、ラインセンサ７０４上のある画素に於いて光信号として検知される。 Next, the operation of the touch panel shown in FIG. 7 will be described in detail. First, the X cross section of FIG. 7B will be described. When the electronic button 705 is touched with an indication device such as a finger as shown by 706, the light emitted from the electronic button 705 hits the indication device 706, and the light is reflected or scattered, thereby detecting the light guide. Return to 901. A light ray 708 among them is totally reflected in the light guide 901 for detection, and is detected as an optical signal in a certain pixel on the line sensor 704.

図７（ｃ）のＹ断面についても同様の原理で動作し、指示デバイス７０６からの反射もしくは散乱によって、光線７０８に代表されるような光が検知用導光体９０１内を全反射し、ラインセンサ７０３上のある画素において光信号として検知される。 7C operates on the same principle, and light such as a light beam 708 is totally reflected in the detection light guide 901 due to reflection or scattering from the pointing device 706, and the line. A certain pixel on the sensor 703 detects the light signal.

図８（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図７のような動作状況にあるタッチパネルのラインセンサ７０３及び７０４により検知され、出力される光信号の強度を示す図である。横軸がラインセンサ７０３または７０４の画素位置を示し、タッチパネルのＸ座標もしくはＹ座標に対応する。縦軸はラインセンサで検知され、出力された光信号値である。信号の強度は本来はＸ軸に対して離散的な値を取り得るが、ここでは模式的に連続的な曲線でデータを例示している。 FIGS. 8A and 8B are diagrams showing the intensities of optical signals detected and output by the line sensors 703 and 704 of the touch panel in the operation state as shown in FIG. The horizontal axis indicates the pixel position of the line sensor 703 or 704 and corresponds to the X coordinate or Y coordinate of the touch panel. The vertical axis represents the optical signal value detected and output by the line sensor. The signal intensity can originally take a discrete value with respect to the X axis, but here, the data is schematically illustrated by a continuous curve.

指示デバイス７０６で拡散、反射された光が検知用導光体９０１内を全反射していき、ラインセンサ７０３、７０４で検知されると、指示デバイス７０６が当たった位置が射影像として８１１、８１２のようなピークをもった波形を示す。このピークを画像処理で座標に変換することで、タッチされたＸ座標、Ｙ座標を認識し、タッチパネル上で指示デバイス７０６が触れた位置を特定することができる。なお、ラインセンサ７０３、７０４からの信号から指示デバイスが触れた位置を特定する構成（不図示）は、タッチパネルと一体的に構成しても、コンピュータなどによりソフトウエアで実現するようにしても構わない。そして、ラインセンサ７０３’、７０４’も同様な原理で指示デバイスが当たった位置を検出することができる。 The light diffused and reflected by the pointing device 706 is totally reflected inside the light guide 901 for detection, and when detected by the line sensors 703 and 704, the positions hit by the pointing device 706 are projected images 811 and 812. A waveform having such a peak is shown. By converting this peak into coordinates by image processing, the touched X coordinate and Y coordinate can be recognized, and the position touched by the pointing device 706 on the touch panel can be specified. Note that the configuration (not shown) for specifying the position touched by the pointing device from the signals from the line sensors 703 and 704 may be integrated with the touch panel or may be realized by software such as a computer. Absent. The line sensors 703 ′ and 704 ′ can also detect the position hit by the pointing device based on the same principle.

上記の通り本第６の実施形態によれば、曲面を有する検知用の導光体の裏面側、つまり導光手段の検知面と対向する面から入射した光の反射光を複数のラインセンサで検知する。これにより、指示デバイス（例えば、指）が触れた所にピークを有するＸ射影データ、Ｙ射影データとして検知される。その一方で、指示デバイスが触れていないところの光信号、つまりバックグラウンド成分がほぼゼロになる。その結果、信号のコントラストが非常に大きくなる。 As described above, according to the sixth embodiment, the reflected light of the light incident from the back side of the light guide for detection having a curved surface, that is, the surface facing the detection surface of the light guide means is reflected by a plurality of line sensors. Detect. Thereby, it detects as X projection data and Y projection data which have a peak in the place where the instruction | indication device (for example, finger | toe) touched. On the other hand, the optical signal that is not touched by the pointing device, that is, the background component becomes almost zero. As a result, the contrast of the signal becomes very large.

このように、外来光による感度及び精度への影響を低減した曲面を有するタッチパネルを提供することが可能になる。 In this manner, it is possible to provide a touch panel having a curved surface in which the influence on sensitivity and accuracy due to external light is reduced.

＜第７の実施形態＞
図９は本発明の第７の実施形態におけるタッチパネルの構成の一例を示す図である。 <Seventh Embodiment>
FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the touch panel according to the seventh embodiment of the present invention.

本第７の実施形態は、上述した第６の実施形態と比較してラインセンサの配置が異なる。具体的には、検知用導光体９０１の端部に、検知領域の中心とラインセンサ９０３、９０４のそれぞれの中心を結んだ直線に対してラインセンサの受光面がほぼ垂直になる角度で取り付けられている。 The seventh embodiment differs from the sixth embodiment described above in the arrangement of line sensors. Specifically, it is attached to the end of the detection light guide 901 at an angle at which the light receiving surface of the line sensor is substantially perpendicular to the straight line connecting the center of the detection area and the centers of the line sensors 903 and 904. It has been.

次に、図９に示すタッチパネルの動作について、図９（ａ）及び図９のＸ断面である図９（ｂ）を用いて詳しく説明する。７０６で示したような、指などの指示デバイスで釦アイコン７０９に対応する検知用導光体９０１の第１面に触れると、釦アイコン７０９から射出した光が指示デバイス７０６に当たり、その光が反射、もしくは散乱されることで検知用導光体９０１に返ってくる。その中のある光線９０８は検知用導光体９０１内で全反射し、ラインセンサ９０３、９０４上のある画素に於いて光信号として検知される。 Next, the operation of the touch panel shown in FIG. 9 will be described in detail with reference to FIG. 9A and FIG. 9B which is an X cross section of FIG. When the first surface of the light guide for detection 901 corresponding to the button icon 709 is touched with an pointing device such as a finger as shown by 706, the light emitted from the button icon 709 hits the pointing device 706 and the light is reflected. Or returned to the light guide for detection 901 by being scattered. A light ray 908 among them is totally reflected in the light guide 901 for detection, and is detected as an optical signal in a certain pixel on the line sensors 903 and 904.

図１０（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図９のような動作状況にあるタッチパネルのラインセンサ９０３及び９０４により検知され、出力される光信号の強度を示す図である。横軸がラインセンサ９０３または９０４の画素位置を示す。縦軸はラインセンサで検知され、出力された光信号値である。信号の強度は本来はラインセンサの画素の長手方向に対して離散的な値を取り得るが、ここでは模式的に連続的な曲線でデータを例示している。 FIGS. 10A and 10B are diagrams showing the intensities of the optical signals detected and output by the line sensors 903 and 904 of the touch panel in the operation state as shown in FIG. The horizontal axis indicates the pixel position of the line sensor 903 or 904. The vertical axis represents the optical signal value detected and output by the line sensor. The signal intensity can originally take a discrete value with respect to the longitudinal direction of the pixel of the line sensor, but here, the data is schematically illustrated by a continuous curve.

指示デバイスで拡散、反射された光が導光板内を全反射していき、ラインセンサ９０３、９０４で検知されると、指示デバイス７０６が当たった位置が射影像として１００１、１００２のようなピークをもった波形を示す。このピークを画像処理で座標に変換することで、タッチされた座標を認識し、三角測量法によってタッチパネル上で指示デバイスが触れた位置を特定することができる。なお、ラインセンサ９０３、９０４からの信号から指示デバイス７０６が触れた位置を特定する構成（不図示）は、タッチパネルと一体的に構成しても、コンピュータなどによりソフトウエアで実現するようにしても構わない。 When the light diffused and reflected by the pointing device is totally reflected in the light guide plate and detected by the line sensors 903 and 904, the positions hit by the pointing device 706 have peaks such as 1001 and 1002 as projected images. The waveform is shown. By converting this peak into coordinates by image processing, the touched coordinates can be recognized, and the position touched by the pointing device on the touch panel can be specified by the triangulation method. Note that the configuration (not shown) for identifying the position touched by the pointing device 706 from the signals from the line sensors 903 and 904 may be integrated with the touch panel, or may be realized by software such as a computer. I do not care.

同様に電子釦７０５に指示デバイス７０６で触れると、その光が反射、もしくは散乱されることで光が検知用導光体９０１に返ってき、検知用導光体９０１中を全反射しラインセンサ９０３及び９０４で検知される。そして、釦アイコン７０９に触れたときと同様な考え方により、配置したラインセンサ７０３、７０４において光信号として検知され、電子釦７０５に対応する機能が発現される。このように、曲面を有するタッチパネルを提供することが可能になる。 Similarly, when the electronic button 705 is touched with the pointing device 706, the light is reflected or scattered, so that the light returns to the detection light guide 901 and is totally reflected in the detection light guide 901, and the line sensor 903. And 904. Then, based on the same idea as when the button icon 709 is touched, the line sensors 703 and 704 arranged are detected as optical signals and a function corresponding to the electronic button 705 is exhibited. Thus, it becomes possible to provide a touch panel having a curved surface.

＜第８の実施形態＞
図１１は本発明の第８の実施形態におけるタッチパネルの構成の一例を示す図である。 <Eighth Embodiment>
FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of the touch panel in the eighth embodiment of the present invention.

上述した第７の実施形態と異なる点は、検知用光源１１０７が、常に専用の光源として検知用導光体１１０１の表面を照射していることである。また、可展面以外も専用光源を設けることでタッチパネル化できることが第７の実施形態と異なる。 The difference from the seventh embodiment described above is that the detection light source 1107 always irradiates the surface of the detection light guide 1101 as a dedicated light source. In addition to the developable surface, a touch panel can be formed by providing a dedicated light source, which is different from the seventh embodiment.

検知用導光体１１０１は半球状で端部２箇所にラインセンサ１１０３と１１０４が設けられている。 The light guide 1101 for detection is hemispherical, and line sensors 1103 and 1104 are provided at two end portions.

検知用導光体１１０１の表面を、７０６で示したような、指などの指示デバイスで触れると、検知用光源１１０７からの光が指示デバイス７０６に当たり、その光が反射、もしくは散乱されることで光が検知用導光体９０１に返ってくる。その中のある光線７０８は検知用導光体９０１中を全反射し、ラインセンサ１１０３及び１１０４に於いて光信号として検知される。 When the surface of the detection light guide 1101 is touched with an indication device such as a finger as indicated by reference numeral 706, the light from the detection light source 1107 strikes the indication device 706 and the light is reflected or scattered. The light returns to the detection light guide 901. A light ray 708 among them is totally reflected in the light guide 901 for detection, and is detected as an optical signal by the line sensors 1103 and 1104.

検知用導光体１１０１をタッチした位置の検出の仕方は第７の実施形態で説明したものと同様である。 The method of detecting the position where the detection light guide 1101 is touched is the same as that described in the seventh embodiment.

このように、曲面を有するタッチパネルを提供することが可能になる。 Thus, it becomes possible to provide a touch panel having a curved surface.

本発明の第１の実施形態におけるタッチセンサの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the touch sensor in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態における、ラインセンサで得られる光信号の波形の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the waveform of the optical signal obtained with a line sensor in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態におけるタッチセンサの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the touch sensor in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態におけるタッチセンサの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the touch sensor in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態におけるタッチセンサの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the touch sensor in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施形態におけるタッチセンサの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the touch sensor in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施形態におけるタッチセンサの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the touch sensor in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施形態における、ラインセンサで得られる光信号の波形の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the waveform of the optical signal obtained by the line sensor in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施形態におけるタッチセンサの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the touch sensor in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施形態における、ラインセンサで得られる光信号の波形の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the waveform of the optical signal obtained with a line sensor in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８の実施形態におけるタッチセンサの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the touch sensor in the 8th Embodiment of this invention. 従来のタッチセンサの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional touch sensor. 従来のタッチセンサの別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the conventional touch sensor.

符号の説明Explanation of symbols

１０１検知用導光板
１０２ディスプレイパネル
１０３、１０４ラインセンサ
１０５電子釦 101 Detection light guide plate 102 Display panel 103, 104 Line sensor 105 Electronic button

Claims

表示素子が配列されたディスプレイパネルの表示に用いられる可視光を照射する第１の光源と、
接触した対象物の位置を検知するための第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面とを有し、前記第２の面が、前記ディスプレイパネルに隣接するように配置された導光手段と、
前記第２の面の側から前記第１の面に向けて、前記第１の光源と異なる波長の非可視光を照射する第２の光源と、
前記導光手段の側面から射出する光を受光する、前記導光手段の側面に配されたラインセンサと、
前記ラインセンサの受光面と前記導光手段の側面との間にそれぞれ設けられた、可視光をカットする可視光カットフィルタとを有し、
前記導光手段は、前記第２の面の側から照射される光の内、前記対象物により反射される光の一部を、前記側面に向けて導光することを特徴とするタッチパネル。 A first light source that emits visible light used for display on a display panel in which display elements are arranged;
A first surface for detecting the position of the contacted object, have a second surface opposite the first surface, the second surface, disposed adjacent to the display panel and the light guide means, which is,
A second light source that emits invisible light having a wavelength different from that of the first light source from the second surface side toward the first surface;
A line sensor disposed on the side surface of the light guide unit that receives light emitted from the side surface of the light guide unit ;
A visible light cut filter provided between the light receiving surface of the line sensor and the side surface of the light guide means, for cutting visible light ;
The said light guide means guides a part of light reflected by the said object toward the said side among the light irradiated from the said 2nd surface side, The touch panel characterized by the above-mentioned.

前記側面は、対向していない第１の側面及び第２の側面を有し、それぞれの側面に対応したラインセンサを有することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。 The touch panel according to claim 1, wherein the side surface has a first side surface and a second side surface that are not opposed to each other, and has a line sensor corresponding to each side surface.

前記第１の光源及び第２の光源は、それぞれ前記ディスプレイパネルの全域に一定間隔で配置された複数の発光素子からなることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル。 3. The touch panel according to claim 1, wherein each of the first light source and the second light source includes a plurality of light emitting elements arranged at regular intervals over the entire area of the display panel.

前記第１の光源は、前記可視光を発光する少なくとも１つの第１の発光素子と、光源用導光手段とを含み、
前記第２の光源は、前記非可視光を発光する少なくとも１つの第２の発光素子と、前記光源用導光手段とを含み、
前記光源用導光手段は、前記第１及び第２の光源により共用され、前記第１及び第２の発光素子からの可視光及び非可視光を前記ディスプレイパネルの全域に導光することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル。 The first light source includes at least one first light emitting element that emits the visible light, and a light guide for light source,
The second light source includes at least one second light emitting element that emits the invisible light, and the light guide means for the light source,
The light source light guide means is shared by the first and second light sources, and guides visible light and invisible light from the first and second light emitting elements to the entire area of the display panel. The touch panel according to claim 1 or 2 .

前記非可視光は、赤外線であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタッチパネル。 The non-visible light, the touch panel according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an infrared.

前記導光手段は、
第１の屈折率を有し、一定間隔で配置された複数の第１導光体と、
前記第１の屈折率よりも低い第２の屈折率を有し、前記第１導光体の間を埋める第２導光体と
から構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタッチパネル。 The light guiding means includes
A plurality of first light guides having a first refractive index and arranged at regular intervals;
Has a second refractive index lower than the first refractive index, of claims 1 to 5, characterized in that it is composed of a second light guide body to fill between the first light guide body The touch panel according to any one of the above items.

前記導光手段の、前記ラインセンサが配された側面に対向する側面に設けられた反射部材を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のタッチパネル。 It said light guide means, a touch panel according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it has further a reflecting member in which the line sensor has been kicked set on the side surface you face the arranged the side.

前記ラインセンサからそれぞれ出力される信号の内、信号値がピークとなる各ラインセンサの位置から、前記導光手段に接触した物体の前記導光手段における位置を特定する特定手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のタッチパネル。 It further comprises a specifying means for specifying the position of the object in contact with the light guide means in the light guide means from the position of each line sensor having a peak signal value among the signals output from the line sensors. The touch panel according to any one of claims 1 to 7 , wherein the touch panel is characterized.

前記導光手段は、少なくとも一部が曲面を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のタッチパネル。 It said light guide means includes a touch panel according to any one of claims 1 to 8, characterized by having at least partially curved.