CN106164831B - 位置输入装置及触摸面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种位置输入装置及触摸面板，在FTIR方式的触摸面板(100)中，在导光板(11)上接合棱镜(14)。棱镜(14)具有与导光板(11)接合的接合部即侧面(14a)和插入光源(12)的槽部(141)。光源(12)的射出光从槽部(141)的壁面向棱镜(14)入射，并经由侧面(14a)从棱镜(14)向导光板(11)传播。棱镜(14)在除侧面(14a)和槽部(141)的壁面以外的表面上形成有镀层(200)。由此，可以提供位置检测精度优异的触摸面板。

Description

位置输入装置及触摸面板

技术领域

本发明涉及一种检测用户的接触操作(触摸操作)的接触位置的触摸面板。

背景技术

如专利文献1所示，作为一种检测用户的接触操作的接触位置的触摸面板，目前已知有如下方式(FTIR方式)的触摸面板，其具备与显示画面相对配置的导光板、向导光板入射光的光源、与导光板的侧端面相对配置的受光元件，通过由受光元件检测由于手指或笔等被检测体接触导光板而产生的散射光来检测被检测体的接触位置。

另外，在下述专利文献2～10中，提供了在FTIR方式的触摸面板中，使从光源射出的光经由与导光板接合的棱镜向导光板入射的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本国公开专利公报“特开2009－258967号公报”

专利文献2:日本国公开专利公报“特开2013－250812号公报”

专利文献3:日本国公开专利公报“特开2013－250813号公报”

专利文献4:日本国公开专利公报“特开2013－250814号公报”

专利文献5:日本国公开专利公报“特开2013－250815号公报”

专利文献6:日本国公开专利公报“特开2013－250816号公报”

专利文献7:日本国公开专利公报“特开2013－250817号公报”

专利文献8:日本国公开专利公报“特开2014－2476号公报”

专利文献9:日本国公开专利公报“特开2014－21789号公报”

专利文献10:日本国公开专利公报“特开2014－21790号公报”

发明内容

发明所要解决的课题

在经由与导光板接合的棱镜使光源的射出光向导光板入射的触摸面板中，由于棱镜的每个面中与导光板接合的接合部分以外的部位有极少的光泄漏，因此泄漏的光 (leaklight)会到达受光元件，引起位置检测的精度劣化。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供一种位置检测精度优异的位置输入装置及触摸面板。

用于解决课题的方案

为了实现以上目的，本发明的一方面提供一种位置输入装置，其包含于检测接触操作的接触位置的触摸面板中，其特征在于，具备：光源；导光板；棱镜，其具有与所述导光板接合的接合部和从所述光源入射光的入射部，使从所述入射部入射的光经由所述接合部向导光板入射；受光部，其接受通过所述接触操作产生的向所述导光板入射的光的散射光，输出表示受光结果的信息即用于检测所述接触位置的受光数据；非透光部，其覆盖至少除所述接合部和所述入射部以外的所述棱镜的表面，阻挡所述光透过。

发明效果

根据本发明的一方面，由于至少除所述接合部和所述入射部以外的所述棱镜的表面被所述非透光部覆盖，所以能够抑制所述散射光以外的光从所述棱镜的表面泄漏并到达所述受光部的不良情况。因此，产生能够抑制接触位置的检测精度劣化的效果。

附图说明

图1是示意性表示本实施方式的触摸面板的外观构成的图；

图2是示意性表示图1所示的触摸面板的功能构成的图；

图3是示意性表示图1所示的触摸面板所包含的位置输入装置的外观构成的剖面图；

图4是示意性表示比较例的触摸面板的光源的射出光的路径的图；

图5A是示意性表示图1所示的触摸面板上安装的棱镜的立体图；

图5B是示意性表示图1所示的触摸面板上安装的棱镜的立体图，是描绘与图5A 不同的部分的图；

图6是示意性表示在图1所示的触摸面板中，导光板、棱镜、光源的主轴方向的关系的图；

图7是示意性表示图1所示的触摸面板的受光部及导光板的构成的图；

图8是表示图1所示的触摸面板的被检测体的接触位置的检测方法的图；

图9是用于说明现有技术的问题点的图，是表示现有技术的触摸面板的主要部分的分解立体图；

图10A是表示现有技术的触摸面板的光源的射出光的路径的模拟结果的图；

图10B是表示图1所示的触摸面板的光源的射出光的路径的模拟结果的图；

图11是表示可以从棱镜装拆光源基板的触摸面板的图；

图12是表示用树脂将棱镜的槽部的壁面和光源的间隙充填后的触摸面板的图；

图13A是表示用于从棱镜装拆光源基板的装拆机构的第一实施例的图；

图13B是表示在图13A的装拆机构中从棱镜拆下光源基板的状态的图；

图14A是表示用于从棱镜装拆光源基板的装拆机构的第二实施例的图；

图14B是表示在图14A的装拆机构中从棱镜拆下光源基板的状态的图；

图15A是表示用于从棱镜装拆光源基板的装拆机构的第三实施例的图；

图15B是表示在图15A的装拆机构中从棱镜拆下光源基板的状态的图；

图16是表示用于从棱镜装拆光源基板的装拆机构的第四实施例的图；

图17是表示半值角为±15°的指向性的图；

图18是示出表示半值角为±15°的指向性的LED的图；

图19是表示最佳光源的配置范围的图；

图20是表示棱镜的变形例的图；

图21是表示触摸面板上所安装的受光部的变形例的图；

图22是表示将棱镜安装在导光板的边缘上的构成的图；

图23是表示棱镜的设置部位的第一图；

图24是表示棱镜的设置部位的第二图。

符号说明

10 位置输入装置

11 导光板

12 光源

13 受光部

14 棱镜

14a 侧面(接合部)

14b 侧面

14c 侧面

14d 底面(第一底面)

14e 底面(第二底面)

15 光源基板

22 接触位置特定部(位置检测部)

30 显示装置

100 触摸面板

141 槽部(凹部)

141a 底部(入射部，壁面)

141b 侧部(入射部，壁面)

160 透明树脂

200 镀层(非透光部，第一反射部)

280 反射部(第二反射部)

300a 罩(第一罩部件)

300b 罩(第二罩部件)

800～803 装拆机构

X 被检测体(接触体)

具体实施方式

〔实施方式1〕

对本发明的一实施方式进行说明。

图1是示意性表示本实施方式的FTIR(Frustrated Total Internal Reflection)方式的触摸面板100的外观构成的图，图2是示意性表示触摸面板100的功能构成的图。图3是示意性表示图1及图2所示的触摸面板中所包含的位置输入装置的外观构成的剖面图。

触摸面板100是检测用户的接触操作的接触位置的装置。在此，接触操作是指使用户的手指或笔等被检测体(接触体)接触触摸面板100的导光板11的表面(被接触面)的操作。

如图2所示，触摸面板100具备位置输入装置10和显示装置30。

显示装置30具备显示控制部31和显示面板32。

显示控制部31根据从与触摸面板100连接的主机装置240输入的图像数据控制显示面板32的显示状态。

显示面板32在显示画面上显示与显示控制部31的指示相对应的图像。此外，显示面板32只要具有显示与显示控制部31的指示相对应的图像的功能即可，没有特别限定，例如可使用液晶显示面板、等离子显示面板、有机EL显示面板等。

主机装置240具有向显示装置30输出图像数据的功能、和从位置输入装置10接收表示用户对与该图像数据相对应的图像的操作输入内容的信号的功能，例如可使用个人计算机、电视接收机、各种视频再现装置等。另外，主机装置240可以与触摸面板100一体地设置，也可以与触摸面板100分体设置，在其与触摸面板100之间进行通信。

位置输入装置10是用户进行信息输入的装置。具体而言，位置输入装置10通过使用户进行被检测体(手指或笔等)的位置指定(上述的接触操作)而进行信息输入。

如图2所示，位置输入装置10具备光源12、受光部13、存储部25、控制部20及位置信息输出部24。进而，如图1及图3所示，位置输入装置10具备导光板11、棱镜14、光源基板15。另外，如图2所示，控制部20具备发光控制部21、接触位置特定部22及接触坐标计算部23。此外，控制部20还可以兼备显示控制部31的功能。

导光板11以覆盖显示面板32的显示画面的方式与显示面板32相对配置，使从光源12经由棱镜14入射到该导光板11的光在该导光板11内传播。本实施方式中，使用由厚度为2mm的丙烯酸树脂构成的导光板11。但是，导光板11的材质及厚度没有特别限定，可以使用目前公知的各种导光板。

光源12是将多个发光元件沿一方向排列并组件化(阵列化)而成的光源(参照图 3及图5B)，被安装于光源基板15上。本实施方式中，作为构成光源12的发光元件，使用发射波长为850nm的红外光的LED(Light Emitting Diode)。

此外，如图1所示，导光板11从表面或背面的法线方向观察的形状(被检测体接触的面的形状)为矩形形状。而且，如图1及图3所示，光源12被插入位于导光板11 的构成上述矩形形状的周缘部的4个边中的1个边(称之为边缘11a)附近的棱镜14 的槽部141中。构成光源12的多个发光元件的排列方向为与边缘11a的长边方向平行的方向且与导光板11的背面或表面平行的方向。

在此，上述的“矩形形状”不仅是指严格意义上的矩形形状，而且还包含大致矩形形状。因此，例如可以是对矩形形状的角部进行了倒角加工的形状，也可以在矩形形状的边部分(矩形形状的边和显示区域之间的区域)设置凹凸或切口部。

另外，作为上述的“位于1个边(边缘11a)附近的棱镜14”的方式，包含：(a) 从导光板11的板面法线方向观察，在导光板11的边缘11a和显示面板32的显示区域 32a之间的范围G(参照图23)配置棱镜14的方式；(b)以从导光板11的板面法线方向观察时，边缘11a和棱镜14重叠的方式配置棱镜14的方式(参照图24)；(c) 相对于边缘11a接合有棱镜14的方式(参照图22)。此外，本实施方式中，棱镜14 以位于图23所示的范围G的方式被贴附于导光板11的背面。

图5A是示意性表示棱镜的立体图。图5B是示意性表示棱镜的立体图，描绘与图 5A不同的部分。

如图5A及图5B所示，棱镜14是底面形成为直角三角形的三棱柱形状(triangularprism)的光学部件。此外，本实施方式中，棱镜14为三棱柱形状，但也可以为三棱柱形状以外的多棱柱形状(polygonal prism)。作为棱镜14，优选使用与导光板11相同材质的棱镜。因此，本实施方式中，使用由透明丙烯酸树脂构成的棱镜14。

此外，上述的“直角三角形”不仅是指严格意义上的直角三角形，而且还包含大致直角三角形，上述的“三棱柱形状”不仅是指严格意义上的三棱柱形状，而且还包含大致三棱柱形状，上述的“多棱柱形状”不仅是指严格意义上的多棱柱形状，而且还包含大致多棱柱形状。因此，例如棱镜14可以是对上述的三棱柱形状的角部及棱部的至少一方进行了倒角加工的形状，也可以在三棱柱形状的各面设置槽部、凹凸或切口部。在这一点上，如图3、图5A及图5B所示，在本实施方式的棱镜14上形成有用于插入光源12的槽部141。

如图3所示，棱镜14具有互相垂直的侧面14a、14b，和相对于侧面14a、14b的倾角为锐角的侧面14c，以侧面14a与导光板11的背面呈平行、侧面14b与导光板11 的背面呈垂直、侧面14b配置于导光板11的中央侧、侧面14c配置于导光板11的周缘部侧(边缘11a侧)的方式，利用粘接剂或溶剂粘接于导光板11的背面上的该导光板11的端部附近。具体而言，如图1及图3所示，以棱镜14的底面与导光板11的背面或表面呈垂直，且与构成光源12的发光元件的排列方向垂直的方式，利用粘接剂将棱镜14的侧面14a和导光板11的背面接合。

此外，需要以粘接部位不会产生气泡的方式进行粘接。上述粘接剂只要是能透过从光源12射出的光的粘接剂即可，例如可以使用目前公知的光学用粘接剂或溶剂。但是，优选使用由接近导光板11的折射率及棱镜14的折射率的材料构成的粘接剂或溶剂(例如透明丙烯酸树脂系的粘接剂或溶剂)。另外，棱镜14也可以与导光板11一体形成。

上述槽部141形成于侧面14c，以光源12的光的射出方向和槽部141的底部交叉的方式插入光源12。

另外，如图6所示，确定导光板11、光源12、棱镜14的位置关系及形状，使与棱镜14的侧面14c平行的面501和导光板11的背面形成的角度为50°，且光源12的射出光的主轴方向550和面501垂直。

另外，本实施方式中，如图3所示，在除与导光板11接合的接合部即侧面14a、槽部141的两个侧部(图11的141b)和一个底部(图11的141a)以外的棱镜14的表面形成有镀层200，后面详述该镀层200。

在以上的构成中，如图3所示，从光源12射出的光从棱镜14的槽部141向棱镜 14的内部入射并在棱镜14的内部行进。在棱镜14的内部行进的光经由棱镜14的与导光板11接合的接合部即侧面14a向导光板11内入射，到达导光板11的表面。此时，在本实施方式中，从光源12沿主轴方向射出的光相对于导光板11的表面，以比导光板11的表面(导光板和空气的边界面)的临界角41.25°大的入射角50°入射。此外，本实施方式中，如上所述，使用由丙烯酸树脂(折射率1.49)构成的导光板11，根据菲涅尔定律计算导光板11和空气的边界面的临界角时，为42.15°。

以比临界角大的角度向导光板11入射的光(参照图3的a、b)在导光板11的表面全反射，一边在导光板11的表面和背面反复进行全反射，一边在导光板11内传播。另外，以临界角向导光板11入射的光(参照图3的c)沿着导光板11的表面传播。另外，以比临界角小的角度入射的光(参照图3的d)，其大部分(参照图3的 d1)从导光板11的表面朝向空气中行进，一部分(参照图3的d2)被导光板11的表面反射，从背面朝向导光板11的外部射出。

这样，本实施方式中，考虑作为光源12所使用的LED的射出光的指向性，以沿主轴方向(射出光的光强度为最大的方向；射出角0°)射出的光朝向导光板11的表面的入射角成为比临界角大的角度(50°)的方式确定导光板11、棱镜14及光源12的位置关系、形状、尺寸等。由此，本实施方式中，在被检测体(用户的手指或笔等)接触导光板11时(进行接触操作时)，在导光板11的表面产生光的散射，通过检测该散射，能够高精度地检测被检测体的接触位置。

参照图4所示的比较例对这一点进行详细说明。图4是将光源12’与导光板11’的端面(边缘部)相对配置的触摸面板，是表示以光源12’的射出光的主轴方向与导光板 11’的表面(或背面)平行的方式从导光板11’的端面入射光源12’的射出光时的光行进路径的图。图4所示的比较例中，从光源12’沿主轴方向射出的光(参照图4的m)不是在导光板11’内的与空气的界面进行反射(不沿导光板11’的表面及背面入射)，而是沿与导光板11’的表面或背面平行的方向直线传播，到达导光板11’的端部(与光源 12’相对的端部的相反侧的端部)。在该情况下，在导光板11’的表面传播的光的强度减弱，被检测体与导光板11’接触时，在导光板11’的表面产生的散射光的强度减小，因此，接触位置的检测精度会降低。

与之相对，本实施方式中，如图3所示，由于使从光源12向主轴方向(射出光的光强度为最大的方向；射出角0°)射出的光朝向导光板11表面的入射角度比临界角大，所以在被检测体与导光板11接触时，在导光板11的表面产生的散射光的强度增强，能够提高接触位置的检测精度。

图1所示的受光部13接受用户使手指或笔等被检测体接触导光板11时产生的散射光，生成与受光结果相对应的电气信号并将其传递给控制部20。在本实施方式中，如图1所示，设有3个受光部13。

图7是表示受光部13及导光板11的构成的图。

如图7所示，受光部13具备透镜16、带通滤波器17及拍摄元件18。另外，在导光板11上的与受光部13相对应的位置设有从导光板11的表面侧朝向背面侧成为圆锥状的凹部19。

由此，如图7所示，当用户通过使被检测体X(用户的手指或笔等)接触导光板 11的表面而进行位置输入时(进行接触操作时)，从光源12向导光板11入射并在导光板11内传播的光在导光板11与被检测体X的接触部发生散射。而且，散射的光的一部分再次在导光板11内传播并到达凹部19，在凹部19反射并朝受光部13入射。

入射到受光部(光检测用照相机)13的光经由透镜16及带通滤波器17聚光在拍摄元件18的拍摄面上，由拍摄元件18进行拍摄。由此，生成上述散射光的辉点信息 (图像数据、受光数据)。

此外，如图1所示，受光部13和棱镜14配置于导光板11的边缘11a的附近，相较于受光部13，棱镜14配置于更接近边缘11a的位置。这是因为受光部13的观测区域(检测范围)不包含棱镜14与导光板11接合的接合部(侧面14b)。

接着，对图2所示的控制部20所具备的发光控制部21、接触位置特定部22及接触坐标计算部23进行说明。

发光控制部21控制光源12的动作，将光源12切换为发光状态和熄灭状态。

接触位置特定部(位置检测部)22基于从受光部13输入的电信号(辉点信息)而特定被检测体相对于导光板11的接触位置。

图8是表示被检测体的接触位置(用户输入的位置)的检测方法的图。

当被检测体X与导光板11接触时，从光源12向导光板11入射并在导光板11内传播的光发生散射(参照图7)。通过该散射而产生的散射光入射到受光部13，被各个受光部13的拍摄元件18拍摄下来，检测接触位置相对于各个受光部13的角度信息。由此，根据由三个受光部13中所选出的至少两个受光部13检测出的角度信息，使用三角测量法检测接触位置。

例如，如图8所示，将接触位置的坐标设为P(Xp，Yp)，将三个受光部13中的两个设为受光部13a、13b，将散射光相对于受光部13a的入射角度设为α＝40°，将散射光相对于受光部13b的入射角度设为β＝50°，将受光部13a的拍摄面的中心部和受光部13b的拍摄面的中心部的间隔设为L＝560mm时，根据“L＝Yp/tanα+ Yp/tanβ”，

Yp＝L/(1/tanα+1/tanβ)

＝L·sinα·sinβ/sin(α+β)

＝560·sin40°·sin50°/sin(40°+50°)

＝275.74

Xp＝Yp/tanα

＝275.74/tan40°

＝328.61。

此外，也可以通过预先进行校准等，生成表示由各受光部13的拍摄元件18生成的拍摄数据中的散射光的入射角度，和导光板11上的坐标系中的位置及角度的对应关系的数据，使用该数据算出接触位置。

接触坐标计算部23基于表示预先存储于存储部25的导光板11的坐标系和显示画面的坐标系的对应关系的数据，将由接触位置特定部22检测出的导光板11上的接触位置的坐标变换(修正)为显示画面的坐标系。由此，检测被检测体X相对于显示画面的操作指示位置(接触位置)，即与被检测体相对于导光板11的接触位置相对应的显示画面的坐标系中的坐标位置。

位置信息输出部24向主机装置240输出接触坐标计算部23所特定的操作指示位置相对于显示画面的坐标的信息(指示信息)。由此，在主机装置240中，基于显示画面中所显示的图像和被检测体X相对于显示画面的接触位置，检测来自用户的指示内容。

此外，图2所示的控制部20没有必要设置于位置信息输入装置20中，其既可以设置于主机装置240中，也可以设置于显示装置30中。即，主机装置240或显示装置 30也可以接收受光部13的辉点信息，基于该辉点信息来检测被检测体X的接触位置。

但是，在现有技术的触摸面板中，因从棱镜的表面向棱镜外部泄漏的光、或从光源未向棱镜入射而泄漏的光而产生检测精度劣化的问题，但在本实施方式中该问题被抑制。以下，基于附图说明这一点。

图9是用于说明现有技术的问题点的图，是表示现有技术的触摸面板的主要部分的分解立体图。图9所示的棱镜600的各个面中，与导光板500的背面平行的侧面 600a与导光板500的背面接合(图中虽然分开显示，但实际上接合在一起)。另外，图9的棱镜600的各个面中，与导光板500的背面垂直的侧面600b和相对于该背面倾斜的侧面600c露出(exposed to air)，各个底面600d、600e也露出。

另外，在棱镜600上未形成用于插入光源650的槽部，安装光源650的光源基板 610与侧面600c隔开间隔相对配置，侧面600c成为入射光源650的光的入射部。

根据图9的构成，从光源650向棱镜600的内部入射并行进的光中，也有未透过与导光板500接合的接合部(侧面600a)而会在该接合部反射的光，这样的光会从底面600d、600e或侧面600b、600c向外部泄漏，发生该泄漏的光会到达受光部700的事态。另外，从光源650到达侧面600c的光中，也有不在棱镜600的内部行进而会反射到棱镜600的外部的光，也发生该光会到达受光部700的事态。

如果发生这些事态，受光部700就会接受被检测体与导光板500的接触产生的散射光以外的光，产生受光部700的检测精度劣化的问题。另外，在导光板500的内部传播的光的量会降低，发生光量损失的问题。

与之相对，在本实施方式中，为了抑制以上的问题，在直至导光板11为止的光路上进行了各种努力，以下对这一点进行说明。

如图3及图5A-5B 所示，本实施方式的棱镜14具有与导光板11的背面平行的侧面14a、与导光板11的背面垂直的侧面14b以及相对于导光板11的背面倾斜的侧面 14c。

如图3所示，棱镜14的侧面14a是与导光板11的背面接合的接合部。

另外，如图3、图5A、图5B及图6所示，在棱镜14的侧面14c形成有沿着构成光源12的多个发光元件的排列方向(与边缘11a平行的方向)被切口的凹形的槽部 (凹部)141。如图5B所示，该槽部141从一底面(第一底面)14d遍及另一底面 (第二底面)14e形成(底面14d、14e也被切口)。

进而，如图3所示，本实施方式的棱镜14在除与导光板11接合的接合部即侧面 14a和插入光源12的槽部141的壁面以外的表面形成有镀层200。即，在棱镜14的表面上图5A及图5B所示的侧面14a及槽部141的壁面未形成镀层，但在侧面14b， 14c、底面14d，14e形成有镀层200。此外，如图11所示，在槽部141的壁面包含底部141a和侧部141b，但底部141a、侧部141b双方均未形成镀层。

镀层200的与棱镜14的表面紧贴的一侧的面(与棱镜14的界面)成为反射光的反射面。作为镀层200的材料，可举出银、铝、三价铬。另外，作为对于棱镜14形成镀层的方法，可使用众所周知常用的方法。例如，通过蒸镀、化学镀、电镀、喷涂等形成镀层。

另外，如图3及图5B所示，在经过镀层加工的棱镜14的侧面14c安装有由具有遮光性的材质构成的光源基板15。具体而言，在槽部141插入光源12，以槽部141中形成于侧面14c侧的部分和侧面14c被光源基板15覆盖(密封)的方式将光源基板15 与侧面14c整体紧贴在一起。

进而，如图5A及图5B所示，对经过镀层加工的棱镜14的底面14d贴附罩(第一罩部件)300a，同样，向经过镀层加工的棱镜14的底面14e贴上罩(第二罩部件) 300b。具体而言，以覆盖(密封)底面14d的全区域及槽部141中形成于底面14d侧的部分(凹部)的方式，罩300a紧贴在底面14d上。同样，以覆盖(密封)底面14e 的全区域及槽部141中形成于底面14e侧的部分(凹部)的方式，罩300b紧贴在底面 14e上。此外，罩(罩部件)300a、300b是经过了镀层加工的丙烯酸板，具有反射光的性质。

如上加工的棱镜14中未进行镀层加工的侧面14a与导光板11的背面接合。如图1所示，在本实施方式的触摸面板100上设有两个如上所述的棱镜14。

另外，如图3所示，在导光板11的各周缘部中棱镜14附近的周缘部(边缘 11a)，形成有当入射在导光板11的内部传播的光时则将该光朝向导光板11的内部反射的反射部(第二反射部)280。

根据以上的构成，除与导光板11接合的接合部即侧面14a和入射来自光源12的光的槽部141以外，棱镜14的表面由镀层200覆盖。镀层200作为不透射光的非透光部(lightblock section)起作用，所以能够抑制导光板11的散射光以外的光从棱镜14 的表面到达受光部13的不良情况。因此，起到可抑制接触位置的检测精度劣化的效果。

特别是，本实施方式中，从棱镜14的内部到达镀层200的光通过镀层(第一反射部)200反射到棱镜14的内部，因此，不仅能够抑制光从棱镜14的泄漏，而且还能够抑制从棱镜14向导光板11传播的光量的降低，能够抑制光量损失。

进而，根据本实施方式，由于光源12被棱镜14的槽部141的壁面包围，所以能够高效地将光源12的照射光收入棱镜14。

另外，如图3及图11所示，槽部141的壁面由底部141a及侧部141b构成，光源 12的照射光的大部分经由底部141a在棱镜14的内部行进，在底部141a产生极少量的光的反射。但是，本实施方式中，如图11所示，由于形成有相对于底部141a垂直延伸的侧部141b，所以在底部141a反射的光到达侧部141b，经由侧部141b入射到棱镜 14的内部。即，即使在底部141a引起反射，也能够将该反射光从侧部141b收入棱镜 14的内部，所以能够抑制光量损失。

另外，如图3所示，槽部141中形成于侧面14c侧的部分被具有遮光性的光源基板15覆盖。因此，能够抑制光从槽部141中形成于侧面14c侧的部分泄漏。进而，如图5A及图5B所示，由于槽部141中形成于棱镜14的底面14d、14e侧的部分被罩 300a、300b覆盖，所以也能够抑制光从该部分泄漏。

进而，根据本实施方式，由于在导光板11的边缘11a设有反射部280(参照图3)，所以能够抑制光从导光板11泄漏，由此能够抑制光量损失。

图10A是对于现有技术的触摸面板上的光源的射出光，表示基于光路跟踪法的模拟结果的图，图10B是对于本实施方式的触摸面板100上的光源的射出光，表示基于光路跟踪法的模拟结果的图。此外，在图10A所示的现有技术中，在棱镜上没有形成镀层，棱镜的各个面(除其与导光板的接合面之外)露出。另外，在图10A所示的现有技术中，在棱镜上没有形成插入光源的槽部，光源基板和棱镜隔有间隔。另外，在图10A所示的现有技术中，也没有设置与本实施方式的反射部280相当的部件。

根据图10A和图10B可知，本实施方式的触摸面板100与现有技术相比，在导光板的内部传播的光的量多。因此表明，根据本实施方式的构成，与现有技术相比，更能够抑制光量损失。

此外，在以上所示的实施方式中，使用了由透明丙烯酸树脂构成的棱镜14，但当然也可以使用树脂以外的材质的棱镜。例如，也可以使用由抑制了氧化铁成分的高透过玻璃(例如硼硅酸玻璃(注册商标))构成的棱镜。但是，在本实施方式中，考虑到红外线的透射率、加工性、成本等条件，使用由透明丙烯酸树脂构成的棱镜。

另外，以上所示的实施方式中，棱镜14的表面由镀层200覆盖，但并不局限于镀层200。例如，也可以将棱镜14插入由铝薄板构成的壳体(反射部件)中，利用该壳体将从棱镜14的表面泄漏的光朝棱镜14的内部反射。但是，该情况下，需要在上述壳体上形成用于使槽部141及侧面14a(接合部)露出的开口。

进而，反射部件也可以不是由镀层200或铝薄板构成的壳体，总而言之，只要用不透射光的部件将除了槽部141及侧面14a(接合部)以外的棱镜14的表面覆盖即可。例如，也可以用黑色带之类的遮光部件(非透光部)将除了槽部141及侧面14a (接合部)以外的棱镜14的表面覆盖。即使是这样的构成，也能够将光源12的射出光经由棱镜14向导光板11入射，且能够抑制导光板11的散射光以外的光从棱镜14 的表面到达受光部13的事态(能够抑制接触位置的检测精度的劣化)。

另外，在以上所示的实施方式中，作为覆盖棱镜14的底面14d、14e的罩300a、300b，使用经过镀层加工的丙烯酸板，但不限于该丙烯酸板。即，也可以使用镀层之类的反射材料，只要是不透射光的材料即可(为了能抑制光的泄漏)。例如，也可以将涂装了黑色的丙烯酸板或黑色带之类的遮光部件作为罩300a、300b来使用。但是，具有反射性的镀层相较于以上那样的遮光部件在光量效率这一点上更优异，因此，在本实施方式中，使用由经过镀层加工的丙烯酸板构成的罩300a、300b。

另外，本实施方式的构成为在导光板11的背面接合棱镜14，但棱镜14的接合位置不限于在导光板11的背面，例如如图22所示，也可以将棱镜14安装于导光板11 的端部(边缘)。

但是，将棱镜14接合在导光板11的背面的构成(图1、图3)相较于图22所示的构成其优点更多，因此，在本实施方式中，采用将棱镜14接合在导光板11的背面的构成。此外，上述优点的实例如下。首先，根据图1的构成，也可以不在导光板的外侧配置光源及棱镜，因此，可以实现装置的小型化。另外，如图22，在导光板11的端部安装棱镜14的情况下，难以进行与导光板贴合的贴合加工(bonding process)，且由于棱镜14的锐角部露出，所以产生制造装配时的损伤或棱镜14自身破损的问题，但在图1的构成中，导光板11的加工变得容易，不易产生这种问题。另外，在图22的构成中，在导光板11产生了翘曲(warpage)或挠曲(deflection) 的情况下，容易产生光源12的错位，但在图1的构成中，即使导光板11产生翘曲或挠曲，也不会产生光源12的错位。

〔实施方式2〕

如图3所示，实施方式1中，在经过镀层加工的棱镜14的侧面14c紧贴由具有遮光性的材质构成的光源基板15。在此，关于棱镜14的侧面14c中与光源基板15紧贴的部分，由于光源基板15的存在，即使未形成镀层，也能够抑制光从该紧贴部分泄漏。

因此，在实施方式2中，在棱镜14中除与导光板11接合的接合部即侧面14a、插入光源12的槽部141的壁面、侧面14c上的与光源基板15的紧贴部分以外的表面形成镀层200。即使是这种构成，也能够抑制因被检测体接触导光板11而产生的导光板 11的散射光以外的光从棱镜14的表面泄漏并到达受光部13的不良情况，能够抑制位置检测精度的劣化。

〔实施方式3〕

当在槽部141的壁面产生光的散射时，就会产生向棱镜14入射的光量的降低。因此，优选对槽部141的壁面进行抛光。具体而言，如图11所示，槽部141的壁面具有底部141a及侧部141b，但优选对底部141a及侧部141b进行抛光。由此，能够抑制光在槽部141的壁面上产生散射，能够抑制向棱镜14入射的光量的降低。

〔实施方式4〕

如图12所示，也可以在槽部141的壁面和光源12的间隙充填透明树脂160。作为透明树脂160，可举出硅酮树脂(硅脂)、丙烯酸类粘接剂，但优选折射率接近棱镜 14的材料。

在图12所示的充填透明树脂160的构成的情况下，如实施方式3，即使不对槽部141的壁面进行抛光，也能够抑制光在槽部141的壁面上产生散射，能够抑制向棱镜 14入射的光量的降低。另外，不对槽部141的壁面进行抛光而充填透明树脂160的实施方式4相较于对槽部141的壁面进行抛光的实施方式3，具有能够简化棱镜的制造工序这一优点。

但是，在图12所示的充填透明树脂160的构成的情况下，由于光源12和棱镜14 会粘接在透明树脂160上，所以具有难以从棱镜14拆下光源基板15这一缺陷，但在图11所示的实施方式3的构成的情况下，可以容易地从棱镜14拆下光源基板15。

〔实施方式5〕

如图11所示，由于能够从棱镜14拆下光源基板15，所以需要具备相对于棱镜14 装拆光源基板15的装拆机构。本实施方式中，对该装拆机构进行说明。

图13A是表示从棱镜14装拆光源基板15的拆装机构的第一实施例的图，图13B 是表示在图13A的装拆机构中从棱镜14拆下了光源基板15的状态的图。

图13A及图13B所示的装拆机构800具备由丙烯酸树脂构成的固定部800A、用螺丝将导光板11紧固于固定部800A的螺钉800B、用螺丝将光源基板15紧固于固定部800A的螺钉800C。固定部800A用磨砂黑涂装。

根据图13A及图13B的构成，利用螺钉800B、800C能够容易地从棱镜14拆下安装有光源12的光源基板15。另外，由于固定部800A用磨砂黑涂装了，所以能够抑制光在固定部800A的反射。

图14A是表示用于从棱镜14装拆光源基板15的装拆机构的第二实施例的图，图14B是表示在图14A的装拆机构中从棱镜14拆下了光源基板15的状态的图。

图14A及图14B所示的装拆机构801具备板金801A、用螺丝将导光板11紧固于板金801A的螺钉801B、用螺丝将光源基板15紧固于板金801A的螺钉801C。板金 801A施有染黑处理。

根据图14A及图14B的构成，利用螺钉801B、801C能够容易地从棱镜14拆下安装了光源12的光源基板15。另外，由于板金801A被施有染黑处理，所以能够抑制光在板金801A的反射。此外，在板金801A为铝制的情况下，也可以不进行染黑处理而进行黑色氧化铝膜处理。

图15A是表示用于从棱镜14装拆光源基板15的装拆机构的第三实施例的图，图15B是表示在图15A的装拆机构中从棱镜14拆下了光源基板15的状态的图。

图15A及图15B所示的装拆机构802由实有染黑处理的板金构成。装拆机构802 具备通过将导光板11的一部分插入来保持该导光板11的槽部802A、载置光源基板15 的倾斜部802B以及相对于倾斜部802B竖立设置并支承光源基板15的承受部802C。

根据图15A及图15B的构成，能够容易地从棱镜14拆下安装有光源12的光源基板15。另外，也不需要如图13A及图14A那样用螺钉紧固。另外，在装拆机构802为铝制的情况下，不进行染黑处理而进行黑色氧化铝膜处理。

图16是表示用于从棱镜14装拆光源基板15的装拆机构的第四实施例的图。图16所示的装拆机构803具备由丙烯酸树脂构成的固定部803A、板金803B、用螺丝将导光板11紧固于固定部803A的螺钉803C、用螺丝将光源基板15紧固于板金803B的螺钉803D、以及用螺丝将板金803B紧固于固定部803A的螺钉803E。固定部803A 用磨砂黑涂装。板金803B施有染黑处理。此外，在板金803B为铝制的情况下，不进行染黑处理而进行黑色氧化铝膜处理。根据图16的构成，利用螺钉803C、803D可以容易地从棱镜14拆下安装有光源12的光源基板15。

如上所示，在具备图13A ～图16那样的装拆机构的情况下，能够简单地进行光源12及光源基板15的维护或更换。

〔变形例〕

如图3所示，在实施方式1中，光源12的光在导光板11上以50°的入射角入射，但入射角也可以适宜变更。以下说明这一点。

如图17及图18所示，在光源12的半值角(相对强度为50％以上的光的照射角度)为±15°的情况下，为了使半值角的范围的光高效地朝导光板11入射，优选将上述入射角设为57.15°。但是，如果将入射角设为57.15°，则需要设计更大的棱镜14，产生材料成本的问题。因此，实施方式1中大胆地将入射角抑制在50°，抑制棱镜14的尺寸。

即，由于考虑了棱镜14的尺寸，所以在实施方式1中将入射角设为50°，但如果从尽可能高效地入射半值角的范围的光的观点出发，优选将入射角设定在50°至57.15°的范围。另外，由于入射角只要比临界角大即可，所以在使用由丙烯酸树脂(折射率 1.49)构成的导光板11，且光源12的半值角为±15°的情况下，入射角为大于42.15°小于等于57.15°的值即可。

另外，光源12的可设置范围(物理上可设置的范围)中，不必使光源12的半值角的光在棱镜14的内部极力反射就能够到达导光板11的设置范围为图19的a～b的范围。因此，优选将光源12设置在图19的a～b的范围，由此，能够使光源12的光高效地朝导光板11入射。

另外，实施方式1中，使用了三棱柱形状的棱镜14，但棱镜14的形状不限于三棱柱形状。可以是各种各样的多棱柱形状，也可以是圆筒形状，还可以是半圆筒形状，还可以是半圆锥型。即，只要是众所周知的常用的棱镜即可，可以是任何形状。另外，如图20所示，也可以使用在柱透镜38上接合了棱镜14a的结构。柱透镜38和棱镜14a可以通过粘接剂或溶剂接合，也可以将柱透镜38与棱镜14a一体成型。

另外，也可以用具备具有线性传感器的受光部代替图7所示的受光部13。图21是表示变形例的触摸面板的图。图21的触摸面板100a具备受光部41用来代替受光部 13。受光部41具备基板42、检测元件(线性传感器)43、及透镜44，在导光板11的侧端面与导光板11相对配置。

〔总结〕

本发明的第1方面提供一种位置输入装置10，包含于检测接触操作的接触位置的触摸面板100，其特征在于，具备：光源12；导光板11；棱镜14，其具有与上述导光板11接合的侧面14a(接合部)，和从上述光源12入射光的槽部141的壁面(入射部)，使从槽部141的壁面入射的光经由上述侧面14a向导光板11入射；受光部13，其接受通过上述接触操作产生的向上述导光板11入射的光的散射光，输出表示受光结果的信息即用于检测上述接触位置的受光数据；镀层200(非透光部)，其覆盖至少除上述侧面14a和上述槽部141的壁面以外的上述棱镜14的表面，阻挡上述光的透过。

根据本发明的第1方面，由于上述镀层200覆盖至少除上述侧面14a和上述槽部141的壁面以外的上述棱镜14的表面，所以能够抑制上述散射光以外的光从上述棱镜 14的表面泄漏并到达上述受光部13这一不利情况。因此，起到能够抑制接触位置的检测精度的劣化这样的效果。

本发明的第2方面在第1方面的构成的基础上，其特征在于，上述非透光部为将从上述棱镜到达的光向上述棱镜反射的镀层200(第一反射部)。

根据本发明的第2方面，由于从上述棱镜14到达上述镀层200的光在上述棱镜14进行反射，因此，能够抑制从棱镜14向导光板11传播的光量的降低，起到能够抑制光量损失这样的效果。

本发明的第3方面在第1或第2方面的构成的基础上，其特征在于，在上述棱镜 14上形成有插入上述光源12的槽部(凹部)141，上述槽部141的壁面为上述入射部。

根据本发明的第3方面，由于上述光源12被上述棱镜14的槽部141的壁面包围，所以能够使从光源12射出的光高效地朝棱镜14入射。

本发明的第4方面在第3方面的构成的基础上，其特征在于，上述棱镜14为多棱柱形状，上述槽部141形成于上述棱镜14的侧面14c上，具有具备上述光源12的光源基板15，上述光源基板15由遮光性的材质构成，以上述光源12插入上述槽部141的方式覆盖上述槽部141。

根据本发明的第4方面，上述槽部141被具有遮光性的材质覆盖，能够抑制光从上述槽部141的泄漏。

本发明的第5方面在第4方面的构成的基础上，其特征在于，上述槽部141从上述棱镜14的一底面(第一底面)14d遍及另一底面(第二底面)14e而形成，在底面 14d安装有罩(第一罩部件)300a，其覆盖槽部141中形成于底面14d的部分在底面 14e安装有罩(第二罩部件)300b，其覆盖槽部141中形成于底面14e的部分。

根据本发明的第5方面，即使上述槽部141为从上述棱镜14的一底面14d遍及另一底面14e而形成的构成，由于覆盖上述槽部141中形成于底面14d的部分的罩部件 300a安装在底面14d上，覆盖上述槽部141中形成于底面14e的部分的罩部件300b安装于底面14e上，所以也能够抑制光从上述槽部141泄漏。

在本发明的第4或第5方面中，使具有遮光性的上述光源基板15紧贴于上述棱镜14的侧面14c的情况下，即使不在上述棱镜14的侧面14c中与上述光源基板15紧贴的紧贴部分设置镀层200，也能够抑制光从该紧贴部分泄漏。因此，在本发明的第6方面中，在第4或第5方面的基础上，其特征在于，上述光源基板15以覆盖上述槽部 141的方式紧贴于上述侧面14c，上述镀层200覆盖除上述侧面14a和上述槽部141的壁面、上述侧面14c上的上述光源基板15的紧贴部分以外的上述棱镜14的表面。

本发明的第7方面在第3～6方面中任一方面的构成的基础上，其特征在于，在上述槽部141的壁面和上述光源12之间充填有透明树脂160。

根据本发明的第7方面，即使不对上述槽部141的壁面进行抛光，也能够抑制光在上述槽部141的壁面上产生散射，因此，能够抑制向上述棱镜14入射的光的光量降低。另外，本发明的第4方面的构成相较于对上述槽部141的壁面抛光的构成，能够简化制造工序。

本发明的第8方面在第3～6方面中任一方面的构成的基础上，其特征在于，具备用于相对于上述棱镜14装拆上述光源基板15的装拆机构800～803。

根据本发明的第8方面，能够简单地进行上述光源12及上述光源基板15的维护或更换。

本发明的第9方面在第1～8方面中任一方面的构成的基础上，其特征在于，上述棱镜14接合于上述导光板11中与进行接触操作的面(被检测体X接触的面)相反侧的面(背面)。

根据本发明的第9方面，与将棱镜14接合于导光板11的侧面的构成相比，具有装置小型化、低成本等优点。

本发明的第10方面在第1～9方面中任一方面的构成的基础上，其特征在于，在上述导光板11的端部设有朝向上述导光板11的内部反射光的反射部(第二反射部) 280。

根据本发明的第10方面，由于能够抑制光从导光板11泄漏，所以能够抑制接触位置的检测精度的劣化和光量损失。

本发明的第11方面在第1～10方面中任一方面的构成的基础上，其特征在于，上述棱镜14的角部及棱部的至少一方被倒角。

根据本发明的第11方面，即使在制造位置输入装置10时或维护时作业员接触棱镜14的情况下，由于棱镜14的角部及棱部的至少一方被倒角，所以能够抑制制造装配时的损伤或棱镜自身的破损。

本发明的第12方面提供一种触摸面板100，其具备：显示装置30、与上述显示装置30的显示画面相对配置的第1～11方面的位置输入装置10、基于从上述受光部13 输出的受光数据来检测上述被检测体的接触位置的位置检测部22。

本发明不限于上述的实施方式，可以在权利要求书所示的范围内进行各种变更。即，将在权利要求书所示的范围内适宜变更的技术方案组合所得到的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

工业上的可利用性

本发明可适用于FTIR方式的触摸面板。

Claims (11)

1.一种位置输入装置，其包含于检测接触操作的接触位置的触摸面板中，其特征在于，具备：

光源；

导光板；

棱镜，其具有与所述导光板接合的接合部和从所述光源入射光的入射部，使从所述入射部入射的光经由所述接合部向导光板入射；

受光部，其接受通过所述接触操作产生的向所述导光板入射的光的散射光，输出表示受光结果的信息即用于检测所述接触位置的受光数据；

非透光部，其覆盖至少除所述接合部和所述入射部以外的所述棱镜的表面，阻挡所述光透过，

在所述棱镜上形成有插入所述光源的凹部，所述凹部的壁面为所述入射部。

2.根据权利要求1所述的位置输入装置，其特征在于，

所述非透光部是将从所述棱镜到达的光向所述棱镜反射的第一反射部。

3.根据权利要求1所述的位置输入装置，其特征在于，

所述棱镜为多棱柱形状，

所述凹部形成于所述棱镜的侧面上，

具有具备所述光源的光源基板，

所述光源基板由遮光性的材质构成，以所述光源插入所述凹部的方式覆盖所述凹部。

4.根据权利要求3所述的位置输入装置，其特征在于，

所述凹部从所述棱镜的第一底面遍及第二底面而形成，

在第一底面安装有第一罩部件，其覆盖所述凹部中形成于第一底面的部分，在第二底面安装有第二罩部件，其覆盖所述凹部中形成于第二底面的部分。

5.根据权利要求3所述的位置输入装置，其特征在于，

所述光源基板以覆盖所述凹部的方式紧贴于所述侧面，

所述非透光部覆盖将除所述接合部、所述入射部和所述侧面上的所述光源基板的紧贴部分以外的所述棱镜的表面。

6.根据权利要求1所述的位置输入装置，其特征在于，

在所述凹部的壁面和所述光源之间充填透明树脂。

7.根据权利要求3所述的位置输入装置，其特征在于，

具备用于相对于所述棱镜装拆所述光源基板的装拆机构。

8.根据权利要求1所述的位置输入装置，其特征在于，

所述棱镜接合于所述导光板中与进行所述接触操作的面相反侧的面。

9.根据权利要求1所述的位置输入装置，其特征在于，

在所述导光板的端部设有朝向所述导光板的内部反射光的第二反射部。

10.据权利要求1所述的位置输入装置，其特征在于，

所述棱镜的角部及棱部的至少一方被倒角。

11.一种触摸面板，其特征在于，具备：

显示装置；

权利要求1所述的位置输入装置，与所述显示装置的显示画面相对配置；

位置检测部，基于从所述受光部输出的受光数据来检测所述接触操作的接触位置。