JP2012027511A - 入力装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、多点入力を検出できる入力装置を提供することを目的とする。
【解決手段】入力用画像を表示する透明な表示パネル１０と、
該表示パネルより上方に設置され、前記入力用画像を透過表示するとともに、赤外線が伝搬可能な材質で構成された入力板２０と、
該入力板の側面に設置され、該入力板に側面から赤外線３５を入射する赤外線入射手段３０と、
前記入力板に、接触による入力があったときに発生する前記赤外線の拡散光を、前記入力板よりも下方で検出する赤外線検出手段６０と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力装置に関し、特に、入力用画像を表示する透明な表示パネルを含む入力装置に関する。
従来から、表示装置の分野においては、表示機能に加え、入力機能をも兼ね備えたタッチパネル等の表示装置が普及している。
かかる表示装置において、液晶表示パネルと、結像光学系を有する撮像部と、液晶表示パネルの観察者側へ、波長が赤外領域にある検出光を出射する検出光源部と、バックライト装置とを備え、バックライト装置は、光源と光学層とを備え、液晶表示パネルとの間に空間が存在するように配置された液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の液晶表示装置では、バックライト装置で液晶表示パネルに表示用の画像を表示するとともに、検出光源部と撮像部で入力時のタッチ位置を示す画像の取り込みを行う。つまり、検出光源部は、液晶表示パネルの表示領域の周辺に、表示領域のいずれかの辺に沿って、表示領域を囲むように配置されている。撮像部は、バックライト装置の内部に配置され、観察者側から液晶表示パネルと結像光学系を通過する検出光を受光して、液晶表示パネルの観察者側における状態を撮像する。また、光学層における撮像部に受光される検出光の光学的経路と重なる領域には、検出光を透過させる蛍光部材を設けておき、励起光を吸収して可視光を発する構成としている。このような構成により、撮像部の外部からの視認を抑制し、高画質な表示画像を得ることができるようにしている。
特開２００７−１８７７５３号公報
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、検出光源部が、液晶表示パネルの観察者側周囲から検出光を出射するため、検出光源部に対して同じ光学的軌道を有する内側の指等が、外側の同じ光学的軌道を有する指等により遮蔽されるという問題があった。つまり、複数の指等による多点入力を行う場合に、検出光を照射できない被写体が存在し、総ての操作点の画像を取り込めず、多点入力に対応できないという問題があった。
そこで、本発明は、多点入力を検出できる入力装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、第１の発明に係る入力装置は、入力用画像を表示する表示パネルと、
該表示パネルより上方に設置され、前記入力用画像を透過させるとともに、赤外線が伝搬可能な材質で構成された入力板と、
該入力板の側面に設置され、該入力板に側面から赤外線を入射する赤外線入射手段と、
前記入力板に、接触による入力があったときに発生する前記赤外線の拡散光を、前記入力板よりも下方で検出する赤外線検出手段と、を含むことを特徴とする。
これにより、入力板の内部に入射されて満たされた赤外線の拡散光を用いて、接触による入力があったことを認識することができ、影や遮蔽等のおそれなく入力板上の総ての入力を認識することができ、多点入力を可能とすることができる。
第２の発明は、第１の発明に係る入力装置において、
前記入力板は、アクリル板又はクリスタルガラスであることを特徴とする。
これにより、赤外線を伝搬する適切な材質を用いることができ、確実な入力操作の検出を行うことができる。
第３の発明は、第２の発明に係る入力装置において、
前記入力板はアクリル板であって、前記表示パネルよりも下方に支持ガラス板が備えられていることを特徴とする。
これにより、安価なアクリル板を用いて、安価に入力装置を構成できるとともに、柔軟な材質のアクリル板を下方から補強することができ、入力装置の強度も担保することができる。
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明に係る入力装置において、
前記赤外線入射手段は、前記入力板の側面に接着又は埋め込まれて複数個設置された赤外線発光ダイオードであることを特徴とする。
これにより、赤外線入射手段に設置容易な赤外線発光ダイオードを用いることができるとともに、入力板の側面と完全な光学的接触状態を得ることができる。また、赤外線発光ダイオードを複数設けることにより、入力板の内部に赤外線を十分に満たすことができ、確実に多点検出を行うことができる。
第５の発明は、第４の発明に係る入力装置において、
前記入力板の、前記赤外線入射手段が設置されていない箇所に、内側に反射面を向けたミラーを設けたことを特徴とする。
これにより、赤外線入射手段が設置されていない箇所においても、入射された赤外線が外部に逃げてゆかずに、入力板内に十分満たされる状態とすることができ、高感度な入力検出を行うことができる。
第６の発明は、第１〜５のいずれかの発明に係る入力装置において、
前記赤外線検出手段は、前記表示パネルの各画素を構成するセル内に設けられたことを特徴とする。
これにより、表示パネル内の各画素上で、光学的不均一等の影響を受けることなく入力を検出することができ、入力操作を高精度で検出することができる。また、入力検出のための手段が表示パネル内に収容されるため、薄型で入力装置を構成することができる。
第７の発明は、第１〜５のいずれかの発明に係る入力装置において、
前記赤外線検出手段は、前記表示パネルよりも下方に設けられた赤外線撮像手段であることを特徴とする。
これにより、入力操作状態を画像として取得することができ、簡素な構成で多点検出を確実に行うことができる。
第８の発明は、第７の発明に係る入力装置において、
前記赤外線撮像手段は、赤外線のみを透過するフィルタを備えた赤外線カメラであることを特徴とする。
これにより、可視光との干渉無く入力検出に必要な赤外線のみを検出することができ、画像表示機能と入力検出機能を干渉無く両立させることができる。
第９の発明は、第７又は第８の発明に係る入力装置において、
前記赤外線検出手段を、複数含むことを特徴とする。
これにより、入力検出の精度を高めることができるとともに、１つの赤外線検出手段が担う検出領域を狭めることができ、薄型に入力装置を構成することができる。
第１０の発明は、第１〜９のいずれかの発明に係る入力装置において、
前記表示パネルは、液晶パネルであることを特徴とする。
これにより、薄型で取り扱い容易な液晶パネルを用いて入力装置を構成することができる。
第１１の発明は、第７〜９のいずれかの発明に係る入力装置において、
前記表示パネルは液晶パネルであって、該液晶パネルよりも下方に該液晶パネルを照らすバックライトを更に備え、
前記赤外線撮像手段は、該バックライトに設けられたことを特徴とする。
これにより、液晶パネルを照らすバックライトのスペースを利用して、赤外線撮像手段を設置することができ、入力用画像を表示する装置に追加スペースを加えることなく入力装置を実現することができる。
第１２の発明は、第１１の発明に係る入力装置において、
前記バックライトは、表面に開口を有する拡散板を備え、
前記赤外線撮像手段は、前記開口から前記赤外線を検出可能に配置されたことを特徴とする。
これにより、拡散板により赤外線の拡散光の信号を減衰させることなく、直接的に検出することができ、十分な強度の赤外線信号に基づいて入力検出を行うことができる。
第１３の発明は、第１２の発明に係る入力装置において、
前記拡散板の表面に、前記開口に対応した開口を有する偏光フィルムが設けられており、前記液晶パネルの裏面には偏光フィルムが設けられていないことを特徴とする。
これにより、偏光フィルムにより赤外線信号を減衰させることなく直接的に検出することができ、高Ｓ／Ｎ信号を取得し、高精度で入力検出を行うことができる。
第１４の発明は、第１１〜１３のいずれかの発明に係る入力装置において、
前記バックライトが点灯しているときに前記赤外線入射手段を消灯させ、前記バックライトが消灯しているときに前記赤外線入射手段を点灯させるとともに、前記赤外線入射手段の点灯時に前記赤外線撮像手段による撮像を行う制御手段を更に有することを特徴とする。
これにより、バックライトに含まれている赤外線成分と赤外線入射手段により入射された赤外線の拡散光との干渉を防止することができ、より高精度で入力検出を行うことができる。
第１５の発明は、第１４の発明に係る入力装置において、
前記制御手段は、前記バックライト及び前記赤外線入射手段の点灯及び消灯が、パルス状に交互に行われるように撮像タイミングの制御を行うことを特徴とする。
これにより、入力用画像の表示と入力検出を、互いに干渉無く行うことができるとともに、入力用画像の表示輝度と入力検出の精度を適切なバランスとすることができる。
本発明によれば、多点入力を高精度に検出することができる。
本発明の実施例に係る入力装置１５０の概略構成を示した分解斜視図である。 本実施例に係る入力装置１５０の入力操作の検出原理説明図である。図２（Ａ）は、１本の赤外線３５の軌道を抜き出した原理説明図である。図２（Ｂ）は、赤外線３５の伝搬の様子を、図２（Ａ）よりも実際の状態に近付けた原理説明図である。 入力板２０の裏面側から撮像した画像の例を示した図である。 参考例として、従来の入力機能を備えた液晶表示装置の一例を示した図である。 本実施例に係る入力装置１５０の概略断面構成の一例を示した図である。 本実施例に係る入力装置１５０の側断面図の一例である。 赤外線発光ダイオード３０ａとアクリル板２０ａの関係説明図である。図７（Ａ）は、赤外線発光ダイオード３０ａが設けられた状態を示した図である。図７（Ｂ）は、赤外線発光ダイオード駆動回路３１上の赤外線発光ダイオード３０ａを示した図である。図７（Ｃ）は、光学的接触が得られない赤外線発光ダイオード３０ａを示した図である。 図７とは別の態様の赤外線発光ダイオード３０ｂの設置形態を示した図である。 赤外線カメラ６１とアクリル板２０ａの関係説明図である。図９（Ａ）は、赤外線カメラ６１を４個設けた状態を示した図である。図９（Ｂ）は、赤外線カメラ６１を１６個設けた状態を示した図である。 本実施例に係る入力装置１５０の入力板２０ｂの変形例を示した図である。 赤外線検出手段６０を表示パネル１０に設けた例を示した図である。 本実施例に係る入力装置１５０のシステム構成の一例を示した図である。 本実施例に係る入力装置１５０をテーブルインターフェース１７０として構成した例を示した図である。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
図１は、本発明の実施例に係る入力装置１５０の概略構成を示した分解斜視図である。図１において、本実施例に係る入力装置１５０は、表示パネル１０と、入力板２０と、赤外線入射手段３０と、赤外線検出手段６０とを備える。
表示パネル１０は、入力用画像を表示する手段である。表示パネル１０の画面に、種々の操作用のボタン等の入力用画像が表示され、操作者は、表示された入力用画像を指やペン等で接触することにより、種々の操作入力を行う。図１においては、操作者が、指１７０で入力用画像を接触することにより、入力操作が行われる例が示されている。
表示パネル１０は、種々の表示パネル１０を適用することができるが、例えば、液晶パネルが適用されてもよい。表示パネル１０に液晶パネルを適用した場合には、入力装置１５０は、更に、バックライト７０を備えてよい。バックライト７０は、シャーシ７１と、蛍光管７２と、拡散板７４とを備える。
入力板２０は、操作者が入力操作を行う板状の部材である。入力板２０は、表示パネル１０よりも上方に設けられ、表示パネル１０で表示された入力用画像を透過表示する。よって、入力板２０は、透過性を有する透明部材で構成される。入力板２０は、赤外線が伝搬可能な材質で構成される。入力板２０は、透過性を有するとともに、赤外線が伝搬可能であれば、種々の部材が適用されてよいが、例えば、アクリル板やクリスタルガラスが適用されてもよい。
赤外線入射手段３０は、入力板２０の側面から、入力板２０に赤外線を入射する手段である。本実施例に係る入力装置１５０においては、赤外線３５を入力板２０に側面から入射する。そして、入力板２０内を伝搬する赤外線３５の、入力操作により拡散される拡散光を検出することにより、入力操作があったことを認識して検出する。よって、そのような、赤外線３５を用いた入力操作の検出を行うため、赤外線３５を入力板２０に入射する赤外線源として、赤外線入射手段３０を備える。赤外線入射手段３０は、入力板２０に側面から赤外線３５を入射できる手段であれば、種々の手段を用いてよいが、例えば、赤外線発光ダイオードが用いられてもよい。
赤外線検出手段６０は、赤外線を検出する手段であり、入力板よりも下方に設置される。本実施例に係る入力装置１５０においては、指１９０等の接触により、入力板２０から拡散してくる赤外線３５の拡散光を検出する。そして、かかる赤外線３５の拡散光の検出により、入力板２０への操作者の入力位置を検出する。赤外線検出手段６０は、赤外線３５を検出できる種々の検出手段が適用されてよいが、例えば、赤外線カメラ６１等の赤外線撮像手段が適用されてもよい。入力板２０の画像を裏面から撮像することにより、指１９０が接触している画像を取得し、指１９０の位置を認識することができる。
なお、赤外線検出手段６０に赤外線カメラ６１が適用された場合には、赤外線カメラ６１は、赤外線３５のみを透過し、他の可視光等を透過しないフィルタ６２を備えていてよい。これにより、可視光等の赤外線以外の光との干渉無く、入力板２０に入射された赤外線３５の拡散光のみを検出して撮像することができ、高精度な入力位置の検出を行うことができる。
バックライト７０は、液晶パネル１０を裏面から可視光を照射し、液晶パネル１０の表面に画像を視認可能にする手段である。バックライト７０は、例えば、シャーシ７１と、蛍光管７２と、拡散板７４とを備えてよい。シャーシ７１上に備えられた蛍光管７２を点灯させて可視光を発射させ、拡散板７４で発射した可視光を均一化し、液晶パネル１０を裏面から照射する。これにより、液晶パネル１０上に、ムラの無い入力用画像を表示することが可能となる。
赤外線検出手段６０は、図１に示すように、バックライト７０の内部に設けられてもよい。表示パネル１０が液晶パネルであり、バックライト７０が設けられる場合には、赤外線検出手段６０を、バックライト７０内に設けることにより、赤外線検出手段６０を設けるスペースを節約することができる。
なお、表示パネル１０が、プラズマディスプレイパネルや、有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の自発光型の表示パネル１０の場合には、バックライト７０は不要である。この場合には、赤外線検出手段６０は、表示パネル１０の画素を構成するセル内に設けられたり、背面シャーシ等に設けられたりしてよい。
図２は、本実施例に係る入力装置１５０の入力操作の検出原理について説明するための図である。図２（Ａ）は、１本の赤外線３５の軌道を抜き出して示した原理説明図である。図２（Ａ）において、入力板２０の側面から、赤外線入射手段３０により、赤外線３５が入射されており、入力板２０の内部で、反射と透過を繰り返して伝搬してゆく状態が示されている。図２（Ａ）において、実線が反射光であり、破線が透過光を示している。指１９０のある位置は、透過光が指１９０により遮蔽され、下向きの透過光の強度が強くなって下方に透過している。このように、指１９０が置かれた場所では、赤外線３５の伝搬の仕方が、指１９０が置かれていない場所と異なる。よって、この赤外線３５の透過光の乱れ、つまり拡散光を検出することにより、指１９０の存在を検出することができる。
図２（Ｂ）は、赤外線３５の伝搬の様子を、図２（Ａ）よりも実際の状態に近付けて示した原理説明図である。図２（Ｂ）において、赤外線入射手段３０として、赤外線発光ダイオード３０ａが用いられ、入力板２０として、アクリル板２０ａが用いられている。アクリル板２０ａの側面に、赤外線発光ダイオード３０ａが取り付けられている。そして、アクリル板２０ａの側面から、赤外線３５が入射されている。アクリル板２０ａに入射された赤外線３５は、種々の方向に反射しながらアクリル板２０ａ内を進行してゆく。このとき、指１９０等がアクリル板に当たると、その箇所の赤外線３５が拡散され、アクリル板２０ａの下方面から見たとき、接触した部分だけが丸く見える状態となる。これを、例えば赤外線カメラ６１等の赤外線検出手段６０で撮影し、光って見える部分を認識させることで、指１９０の認識を行うことができる。
図３は、赤外線カメラ６１等の赤外線検出手段６０により、入力板２０の裏面側から撮像した画像の例を示した図である。実際には、赤外線入射手段３０は撮影されないが、理解の容易のために、併せて図示している。赤外線入射手段３０により、入力板２０内に赤外線３５が入射され、アクリル板２０ａ内をランダムに反射拡散して伝搬することでアクリル板２０ａ内は赤外線で十分に満たされて、アクリル板２０ａ内の赤外線は一様な状態となっている。このとき指１９０等の接触があった箇所では、赤外線３５の拡散／散乱が発生し、指１９０等の接触があった箇所の光が強くなり丸い形状として撮像される。図３において、指１９０は４本、つまり４個の丸い形状が撮像されているが、本実施例に係る入力装置１５０においては、このような多点の接触による入力を検出することができる。これは、入力板２０内のあらゆる場所が十分に赤外線３５で満たされ、入力板２０上で接触があった任意の箇所で、他の接触点からの影響を受けることなく拡散が発生し、完全に２次元上の点として、指１９０等の接触を撮像検出することができるからである。
図４は、比較参考例として、従来の入力機能を兼ね備えた液晶表示装置の一例を示した図である。液晶パネル２１０より上方の周囲に、赤外線発光手段２３０が設けられ、内側の表示領域に向けて赤外線を発光している。つまり、空気中を赤外線が伝搬している。この場合、指１９０が外側にあったときに、それよりも内側の指１９１は、影になってしまい、赤外線が照射されない状態となる。このような、赤外線が遮蔽される箇所があると、正確な多点検出を行うことができない。
一方、図１乃至図３において説明したように、本実施例に係る入力装置１５０は、影が生じるおそれのない入力板２０の内部を赤外線３５が伝搬するので、多点の接触による入力があっても、それらの総てを正確に検出することができる。
図５は、本実施例に係る入力装置１５０の概略断面構成の一例を示した図である。図５においては、表示パネル１０に液晶パネル１０ａが適用され、入力板２０にアクリル板２０ａが適用され、赤外線検出手段６０に赤外線カメラ６１が適用された例が示されている。
図５に係る入力装置１５０は、液晶パネル１０ａと、アクリル板２０ａと、赤外線発光ダイオード３０ａと、支持ガラス板４０と、偏光板５１、５２と、赤外線カメラ６１と、バックライト７０とを備える。
液晶パネル１０ａは、上面ガラス基板１１と、液晶層１２と、下面ガラス基板１３とを備える。上面ガラス基板１１と下面ガラス基板１３との間に、液晶層１２が支持されている。上面ガラス基板１１、下面ガラス基板１３は、例えば、０．７〔ｍｍ〕程度の厚さであってもよく、液晶パネル１０ａの全体としては、２〔ｍｍ〕程度の厚さであってもよい。
アクリル板２０ａは、液晶パネル１０ａよりも上方に設けられ、側面に赤外線発光ダイオード３０ａを備える。アクリル板２０ａは、透明であり、赤外線３５を伝搬する性質を有する。また、アクリル板２０ａは、安価に入手可能であるので、入力装置１５０のコスト低減にも寄与できる。
アクリル板２０ａは、例えば、３〜５〔ｍｍ〕程度の厚さで形成されてもよい。直方形形状の赤外線発光ダイオード３０ａの上面の長方形の辺の長さが、３〜５〔ｍｍ〕程度の場合が多いので、アクリル板２０ａは、赤外線発光ダイオード３０ａを側面に設置することが可能な、適切な厚さに設定されてよい。
アクリル板２０ａは、単独では非常に柔らかく、指１９０等の接触があり、圧力が加わったときに、下方に沈んで変形する状態となり得るので、支持ガラス板４０を下方に備えてよい。
赤外線発光ダイオード３０ａは、アクリル板２０ａの側面に設けられるが、光学的距離がゼロとなるように、光学的接触を保って設置されることが好ましい。また、赤外線発光ダイオード３０ａは、アクリル板２０ａの側面に、所定間隔を有して、複数個設けられてもよい。複数個設置することにより、アクリル板２０ａ内に均一に赤外線３５を入射させることができる。かかる観点から、赤外線発光ダイオード３０ａは、アクリル板２０ａの複数側面に設けることが好ましく、理想的には、４面総てに設けることが好ましい。
支持ガラス板４０は、上述のように、入力板２０に、アクリル板２０ａのような柔軟な素材が用いられた場合に、入力装置１５０の入力操作面としての強度が不足する場合が考えられるので、十分な強度を確保すべく設けられる。よって、支持ガラス板４０は、アクリル板２０ａを下方から支持する。図５においては、支持ガラス板４０は、液晶パネル１０を介して、下方からアクリル板２０ａを補強している。また、支持ガラス板４０は、下方からはバックライト７０からの光を透過し、上方からはアクリル板２０ａからの赤外線３５を透過する必要があるので、透明なガラスで構成される。
なお、最上面のアクリル板２０ａから最下面の支持ガラス板４０までは、一体的に構成される。
赤外線カメラ６１は、入力板２０であるアクリル板２０ａに接触により入力された指１９０等を撮像するための手段である。赤外線カメラ６１は、アクリル板２０ａより下方に配置されるが、上述のように、アクリル板２０ａから支持ガラス板４０までは一体形成されるので、支持ガラス板４０よりも更に下方に配置される。支持ガラス板４０と赤外線カメラ６１の間隔は、例えば、２０〜２５〔ｃｍ〕程度であってもよい。この距離は、赤外線カメラ６１が撮像できる範囲等を考慮して、定められてよい。赤外線カメラ６１は、アクリル板２０ａから液晶パネル１０ａ及び支持ガラス板４０を経て下方に出光された赤外線３５を受光し、アクリル板２０ａを裏面から撮像する。
赤外線カメラ６１は、１台だけ設置されてもよいし、複数台設置されてもよい。赤外線カメラ６１が複数台設置されることにより、１台の赤外線カメラ６１が担当する撮像領域を小さくすることができる。これにより、撮像精度を上げることができるとともに、支持ガラス板４０と赤外線カメラ６１との間隔を狭め、入力装置１５０を薄型に構成することが可能となる。よって、赤外線カメラ６１を、複数台設けるようにしてもよい。
バックライト７０は、液晶パネル１０ａを背面から照らし、液晶パネル１０ａに入力用画像が表示される明るさを保つ。
偏光板５１、５２は、一定方向の偏光成分の光のみを透過させる手段である。一般的に、偏光板５１、５２は、液晶パネル１０ａの表裏面に設けられるが、本実施例に係る入力装置１５０においては、一方の偏光板５１は液晶パネル１０ａの表面に設けられているが、他方の偏光板５２は、バックライト７０の表面に設けられている。そして、赤外線カメラのレンズ６２の部分には開口が形成され、レンズ６２を覆わない形状に構成されている。偏光板５２は、液晶パネル１０ａに画像を表示する際には必要となるが、アクリル板２０ａから発生する赤外線３５の拡散光を受光する際には、赤外線３５の信号量を減衰させてしまう。よって、バックライト７０から上方に発射される光については、偏光板５２を経由し、アクリル板２０ａから下方に拡散される赤外線３５については、偏光板５２を経由せずに直接受光ができるような構成となっている。
なお、赤外線線カメラ６１で取得された画像は、例えば、（マイクロ）コンピュータ等の演算手段に出力され、画像認識等の処理が行われ、入力検出の有無の判定が行われてよい。
次に、図６を用いて、より詳細な本実施例に係る入力装置１５０の構成の一例について説明する。図６は、本実施例に係る入力装置１５０の側断面図の一例である。図６においては、図５と同様に、表示パネル１０に液晶パネル１０ａ、入力板２０にアクリル板２０ａ、赤外線入射手段３０に赤外線発光ダイオード３０ａ、赤外線検出手段６０に赤外線カメラ６１が適用された例を挙げて説明する。
図６において、本実施例に係る入力装置１５０は、液晶パネル１０ａと、拡散フィルム１４と、アクリル板２０ａと、保護フィルム２１と、赤外線発光ダイオード３０ａと、赤外線発光ダイオード駆動基板３１と、支持ガラス板４０と、偏光板５０と、赤外線カメラ６１と、バックライト７０と、スペーサ８０と、反射板９０と、ケーシング１００とを備える。また、赤外線カメラ６１は、レンズ６２と、フィルタ６３と、固体撮像素子６４とを備える。バックライト７０は、シャーシ７１と、蛍光管７２と、反射板７３と、拡散板７４と、拡散フィルム７５と、フレーム７６とを備える。
なお、図６において、液晶パネル１０ａと、アクリル板２０ａと、赤外線発光ダイオード３０ａについては、図１乃至図５で説明済みであるので、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図６において、液晶パネル１０ａよりも上方に、アクリル板２０ａが配置されている点は、今までの構成と同様であるが、アクリル板２０ａの表面に、保護フィルム２１が設置されている点で、今までの構成と異なっている。
アクリル板２０ａは、非常に柔軟な素材で、表面に傷等が付きやすいので、図６に示すように、アクリル板２０ａの表面を、保護フィルム２１で覆うようにしてもよい。保護フィルム２１は、透過性を有し、アクリル板２０ａを保護できる強度を有する素材であれば、種々の材質を適用することができるが、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（Diamond-like Carbon）と呼ばれる、硬質炭素膜が適用されてもよい。
このように、アクリル板２０ａへの指１９０等による入力操作は、直接的にアクリル板２０ａに接触して行われず、保護フィルム２１を介して行われてもよい。アクリル板２０ａ内における接触入力による赤外線３５の拡散光の発生は、保護フィルム２１を介しても同様に発生するので、入力検出には何ら影響を与えないからである。なお、図６においては、入力板２０にアクリル板２０ａを適用した例を挙げて説明しているが、入力板２０に、クリスタルガラス等の他の材質が適用された場合も、保護フィルム２１を設けてよい点は、同様である。
また、保護フィルム２１は、操作入力を行う指１９０等とアクリル板２０ａとの密着度を高める機能を有してよい。例えば、操作者の手が乾燥している場合には、指１９０とアクリル板２０ａとの密着度が低下し、入力の反応が悪化するような場合も起こり得る。よって、保護フィルム２１は、ある程度の柔軟性又は親水性を有する種々のフィルムが適用され、入力反応を適切に保つ機能を有してよい。例えば、アクリル板２０ａの表面にオイルを塗布したり、ジェルを塗布したりして、保護フィルム２１を形成するようにしてもよい。また、上述のダイヤモンドライクカーボンも、オイルと類似した効果を有するので、指１９０とアクリル板２０ａとの密着度を高める観点からも、好適に保護フィルム２１に適用することができる。
液晶パネル１０ａの表面と、アクリル板２０ａの裏面の間に偏光板５１が設けられており、一定方向の偏光成分の光を透過させる点は、図５と同様である。
液晶パネル１０ａの裏面には、拡散フィルム１４が設けられている。拡散フィルム１４は、光を拡散又は散乱させる半透明のシートであり、液晶パネル１０ａの面全体を均一な明るさにする。また、拡散フィルム１４の下面には、支持ガラス板４０が設置されており、アクリル板２０ａ及び液晶パネル１０ａを下面から補強支持している。
このように、液晶パネル１０ａ及びアクリル板２０ａの表裏面には、種々の必要なフィルムやシート等が設けられていてよい。これにより、液晶パネル１０ａ及びアクリル板２０ａを適切に機能させることができる。
なお、偏光フィルム５１が、液晶パネル１０ａの表面側にのみ設けられ、裏面側に設けられていない点も、図５における説明と同様である。
赤外線発光ダイオード３０ａは、アクリル板２０ａの側面に設けられるが、赤外線発光ダイオード３０ａを駆動する赤外線発光ダイオード駆動基板３１も、同様にアクリル板２０ａの側面に設けられてよい。つまり、赤外線発光ダイオード３０ａは、赤外線発光ダイオード駆動基板３１に搭載され、その状態で、アクリル板２０ａの側面に設けられてもよい。なお、赤外線発光ダイオード駆動基板３１には、赤外線発光ダイオード３０ａを駆動する駆動回路が搭載される。
図７は、赤外線発光ダイオード３０ａとアクリル板２０ａとの関係について説明するための図である。図７（Ａ）は、赤外線発光ダイオード３０ａが、アクリル板２０ａに光学的に密着して設けられた状態を示した図である。図７（Ａ）に示すように、赤外線発光ダイオード３０ａは、直方体状の頂部が平坦な形状のものを利用するようにすれば、赤外線発光ダイオード３０ａの頂部をアクリル板２０ａの側面に透明ボンド３２等で接着することにより、光学的接触を有する構成とすることができる。このように、赤外線発光ダイオード３０ａを、アクリル板２０ａの側面に接触した状態で設けることにより、赤外線発光ダイオード３０ａと、アクリル板２０ａとの光学的接触を得ることができる。
図７（Ｂ）は、赤外線発光ダイオード駆動回路３１上に設けられた赤外線発光ダイオード３０ａを示した図である。赤外線発光ダイオード３０ａが、赤外線発光ダイオード駆動回路３１上に設けられている場合も、直方体形状の赤外線発光ダイオード３０ａを用い、頂部を透明ボンド３２等でアクリル板２０ａの側面に接着固定することにより、アクリル板２０ａと、赤外線発光ダイオード３０ａとの光学的接触を得ることができる。
図７（Ｃ）は、比較例として、光学的接触が得られない赤外線発光ダイオード３０ａの設置状態を示した図である。図７（Ｃ）に示すように、アクリル板２０ａと離間して赤外線発光ダイオード３０ａを設置すると、赤外線３５の一部がアクリル板２０ａの側面で反射され、効率的にアクリル板２０ａの内部に赤外線３５を入射することが困難になる。よって、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、赤外線発光ダイオード３０ａは、アクリル板２０ａの側面に密着した状態で設けるようにする。
図８は、図７とは別の態様の赤外線発光ダイオード３０ｂの設置形態を示した図である。図８において、赤外線発光ダイオード３０ｂは、頂部が平坦な直方体形状ではなく、頂部が丸い形状となっている。このような場合、赤外線発光ダイオード３０ｂを、アクリル板２０ａの側面に密着した状態で接着することは困難であるが、例えば、アクリル板２０ａに穴２２を開け、穴２２に赤外線発光ダイオード３０ｂを埋め込むようにすれば、光学的接触を得ることが可能となる。
例えば、このように、赤外線発光ダイオード３０ｂを埋め込むことにより、アクリル板２０ａの側面に設置してもよい。なお、赤外線発光ダイオード３０ｂの埋め込みについては、図７（Ａ）、（Ｂ）において説明した直方体形状の赤外線発光ダイオード３０ａを用いて埋め込みを行うことも可能であるし、赤外線発光ダイオード３０ａ、３０ｂの外部ケースを取り外し、発光素子を直接アクリル板２０ａの穴２２に埋め込むことも可能である。
このように、赤外線発光ダイオード３０ａのアクリル板２０ａの側面への設置は、赤外線発光ダイオード３０ａとアクリル板２０ａとの光学的接触が得られれば、種々の形態により実現されてよい。
図６に戻る。支持ガラス板４０より下方には、間隔を空けて、赤外線カメラ６１及びバックライト７０が設けられている。赤外線カメラ６１は、バックライト７０の内部に設けられてよい。
赤外線カメラ６１は、レンズ６２と、フィルタ６３と、固体撮像素子６４と、カメラケース６５とを備えている。レンズ６２は、アクリル板２０ａの裏面から出向される赤外線３５の拡散光を受光し、焦点合わせを行う手段である。フィルタ６３は、赤外線３５のみを透過させ、可視光等の影響を受けずに、アクリル板２０ａから出射される赤外線３５のみによる画像を取得するためのノイズ除去手段である。よって、フィルタ６３は、赤外線３５のみを透過する種々の赤外線透過フィルタが適用されてよい。
固体撮像素子６４は、光を受光して輝度に応じた電気信号を出力する撮像素子であり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）が適用されてよい。また、カメラケース６５は、レンズ６２、フィルタ６３及び固体撮像素子６４を収容する部材である。
このように、赤外線カメラ６１においては、赤外線３５のみを透過するフィルタ６３により、赤外線３５のみが固体撮像素子６４に受光され、撮像される構成となっている。これにより、バックライト７０から発光される赤外線３５以外の光や、外部から入光する赤外線３５以外の光の影響を除去することができ、アクリル板２０ａにあった接触による入力操作のみを確実に撮像できる。
なお、レンズ６２とフィルタ６３の配置は、逆であってもよく、フィルタ６３が最上部にあり、レンズ６２がフィルタ６３の下方にあってもよい。
また、図６においては、赤外線カメラ６１が１個の例が示されているが、赤外線カメラ６１は、必要に応じて、複数個設置されてもよい。この点については、後述する。
バックライト７０は、シャーシ７１と、蛍光管７２と、反射板７３と、拡散板７４と、拡散フィルム７５と、フレーム７６とを有する。シャーシ７１は、バックライト７０及び入力装置１５０全体を下方から支持する部材である。蛍光管７２は、液晶パネル１０ａを下方（裏面）から照らし、液晶パネル１０ａに入力用画像を表示させるための照明手段である。蛍光管７２は、バックライト７０内に複数備えられ、照明光が均一となる構成とされてよい。なお、本実施例においては、バックライト７０の光源として、蛍光管７２を用いた例を挙げているが、蛍光管７２の代わりに、発光ダイオードが用いられてもよい。反射板７３は、下方に漏れた光を反射し、上方へと向かわせる手段である。
拡散板７４は、蛍光管７２から発光された光を前面側（液晶パネル１０ａ側）に反射させてより多くの可視光を液晶パネル１０ａに照射するための手段である。拡散フィルム７５は、拡散板７４と同様に、光を均一化する機能を有し、拡散板７４を補助する役割を果たす。偏光板５２は、一定方向の偏光成分の光を透過させるための手段である。本実施例に係る入力装置１５０においては、液晶パネル１０ａの裏面に偏光板５２が設けられていない代わりに、バックライト７０の表面側に偏光板５２を設けている。フレーム７６は、バックライト７０の外形を構成し、バックライト７０を外側から支持するとともに、液晶パネル１０ａ等の上方への載置を可能にしている支持部材である。
ここで、バックライト７０は、拡散板７４、拡散フィルム７５及び偏光板５２に開口７７が形成され、開口７７のある位置に、赤外線カメラ６１が配置されている。これにより、拡散板７４、拡散フィルム７５及び偏光板５２は、バックライト７０が液晶パネル１０ａを背面から照らすときのみ機能し、赤外線カメラ６１が赤外線３５を受光して撮像するときには、機能しないようにすることができる。このため、赤外線カメラ６１は、アクリル板２０ａから、指１９０等の入力操作により発生する赤外線３５の拡散光を、液晶パネル１０ａや支持ガラス板等を介して直接的に受光することができ、バックライト７０側では、撮像に影響を与えない。また、蛍光管７２は、赤外線カメラ６１の配置されていない位置に配置されるので、赤外線カメラ６１が、蛍光管７２からの発光を妨げない。
このように、バックライト７０の拡散板７４、拡散フィルム７５及び偏光板７６に開口７７を設け、開口７７の位置に赤外線カメラ６１を設けることにより、入力検出を効率よく行うことができる。また、蛍光管７２を、赤外線カメラ６１が配置されていない箇所に設けることにより、液晶パネル１０ａの照明も、確実に行うことができる。
次に、図９を用いて、赤外線カメラ６１の配置と、上方のアクリル板２０ａとの距離の関係について説明する。図９は、赤外線カメラ６１とアクリル板２０ａの関係を説明するための図である。
図９（Ａ）は、赤外線カメラ６１を、全体で４個設けた状態を示した図である。図９（Ａ）に示すように、赤外線カメラ６１を全体で４個設けた場合には、１個の赤外線カメラ６１で、アクリル板２０ａの全体の１／４の領域を撮像する必要がある。よって、赤外線カメラ６１が、全体の１／４の領域を撮像できるように、赤外線カメラ６１とアクリル板２０ａとの間隔を離す必要がある。
図９（Ｂ）は、赤外線カメラ６１を、全体で１６個設けた状態を示した図である。図９（Ｂ）に示すように、赤外線カメラ６１を１６個設けた場合には、１個の赤外線カメラ６１は、全体の１／１６の領域を撮像できれば、アクリル板２０ａの全体領域を撮像できることになる。よって、１個の赤外線カメラ６１の撮像領域を小さく設定できるので、赤外線カメラ６１とアクリル板２０ａとの距離は、図９（Ａ）に示した場合よりも、狭い間隔とすることができる。つまり、入力装置１５０を、より薄型に構成できることになる。
このように、赤外線カメラ６１の個数を増加させることにより、赤外線カメラ６１とアクリル板２０ａとの距離を短くすることができ、入力装置１５０を薄型に構成できる。よって、入力装置１５０の用途に応じて、赤外線カメラ６１の個数は、適宜適切な個数に設定することができる。
なお、図９において、赤外線カメラ６１を複数設ける例について説明したが、１個の赤外線カメラ６１で、十分に撮像領域をカバーできる場合には、図６に示したように、１個の撮像カメラ６１を設けるようにしてもよいことは、言うまでもない。
図６に戻る。スペーサ８０は、上方の液晶パネル１０ａ等を支持するための部材である。図９において説明したように、入力装置１５０は、アクリル板２０ａと赤外線カメラ６１との距離を適切に保つ必要があるので、スペーサ８０は、液晶パネル１０ａ等を支持するとともに、バックライト７０のフレーム７６と協働して、両者の間隔を適切に保つ。
反射板９０は、外側に向かってきた光を、可視光、赤外線を問わず内側に反射して戻すための部材である。これにより、信号効率を向上させることができる。
ケーシング１００は、入力装置１５０の側方の外形を定め、上方の液晶パネル１０ａ等と、下方のバックライト７０等を支持固定するための部材である。
このように、本実施例に係る入力装置１５０は、液晶パネル１０ａへの入力用画像を適切に表示しつつ、入力用画像に対して行われた接触による多点の入力操作を、高精度に検出することができる。
次に、図１０及び図１１を用いて、本実施例に係る入力装置１５０の変形例について説明する。
図１０は、本実施例に係る入力装置１５０の入力板２０ｂの変形例を示した図である。図１０において、入力板２０ｂが示されており、入力板２０ｂの側面に、複数の赤外線入射手段３０が設置されている点では、今までの説明と同様である。図１０に係る変形例においては、入力板２０ｂの側面の、赤外線入射手段３０が設置されていない箇所に、入力板２０ｂの内側に反射面を向けたミラー２３が設置されている点が、今までの実施例と異なっている。このように、赤外線入射手段３０が設置されていない位置には、内側に反射面を有するミラー２３を設置するようにしてもよい。これにより、入力板２０ｂの内部を、赤外線３５で効率良く満たすことができ、高Ｓ／Ｎで赤外線３５の拡散光を受光することができる。
なお、図１０の変形例は、入力板２０ｂが、アクリル板２０ａ以外の入力板２０に適用してもよい。また、表示パネル１０及び赤外線入射手段３０も、種々の液晶パネル１０ａ及び赤外線発光ダイオード３０ａ以外であってもよい。
図１１は、赤外線検出手段６０を、表示パネル１０の各画素１５に設けた変形例を示した図である。今まで、赤外線検出手段６０には、赤外線カメラ６１を用いて、表示パネル１０よりも下方に設置した例を挙げて説明してきた。しかし、赤外線検出手段６０は、表示パネル１０内の画素１５を構成するセル内に設けられてもよい。図１１において、１画素を構成するセルが、赤表示セル１６、緑表示セル１７及び青表示セル１８以外に、第４のセル１９が設けられている。例えば、この第４のセル１９に赤外線センサ６６を設けるようにすれば、表示パネル１０の各画素毎に赤外線３５を検出し、入力を検出できることになる。この場合、赤外線センサ６６は、必ずしも撮像手段を備える必要は無く、赤外線の信号量のみを検出できる赤外線センサ６６であればよい。各画素に赤外線センサ６６が設けられているので、画素レベルで正確に入力を検出することができるとともに、表示パネル１０の下方に赤外線撮像手段を用意する必要が無くなるので、入力装置１５０を薄型に構成することができる。
また、この第４のセル１９は、表示パネル１０の総ての画素に設けられる必要はなく、例えば５画素毎、１０画素毎に設けられるようにしても良い。更に、赤外線検出手段６０は、図１１のように、第４のセル１９として、第１〜第３のセルに並べて配置される必要は無く、第１〜第３のセルの中に設けられるようにしても良い。例えば液晶表示パネルであれば、各セルに設けられているスイッチング素子（薄膜トランジスタなど）に積層させるように設けられていれば、表示パネル１０の光の透過を阻害することが無いため、表示パネル１０の画面の明るさを維持することができる。
このように、赤外線検出手段６０は、表示パネル１０の各画素１５に設けられた赤外線センサ６６であってもよい。なお、この変形例も、表示パネル１０が液晶パネル１０ａの場合のみでなく、他の種類の表示パネル１０に適用することができる。
図１２は、本実施例に係る入力装置１５０のシステム構成の一例を示した図である。図１２においても、表示パネル１０には、液晶パネル１０ａを適用した例を挙げて説明する。図１２において、本実施例に係る入力装置１５０は、液晶パネル１０ａと、バックライト７０と、赤外線入射手段３０と、赤外線カメラ６１の他、制御手段１１０と、反転手段１２０と、変調手段１３０とを備える。液晶パネル１０ａ、バックライト７０、赤外線入射手段３０及び赤外線カメラ６１は、今までの説明と同様の構成及び機能であるので、今までと同一の参照符号を付してその説明を省略する。
制御手段１１０は、入力装置１５０の全体制御を行う手段である。制御手段１１０は、液晶パネル１０ａには表示信号を出力し、バックライト７０、赤外線入射手段３０及び赤外線カメラ６１の駆動を同期制御し、赤外線カメラ６１で得られた画像を取得して、画像処理及び入力の有無の判定を行う。よって、制御手段１１０は、所定の電子回路を搭載したＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や、ソフトウェアにより動作するマイクロコンピュータ等の演算処理手段として構成されてよい。
変調手段１３０は、赤外線入射手段３０に供給される電圧を、所定周期でオンとオフするパルス信号に変換する手段である。変調手段１３０は、制御手段１１０から入力される入力信号に同期させて変調を行う。変調手段１３０からの出力信号は、赤外線入射手段３０及び赤外線カメラ６１に出力される。これにより、赤外線入射手段３０の赤外線発射タイミングと、赤外線カメラ６１の撮像タイミングとの同期がとられる。
反転手段１２０は、制御手段１１０から入力された駆動信号を、反転して変調手段に供給する手段である。例えば、オンとオフが所定周期で反転するパルスが入力された場合には、入力信号のオンとオフを反転して変調手段１３０に出力する。反転手段１２０は、例えば、ＣＭＯＳで構成されるインバータ等が適用されてもよい。バックライト７０には、反転手段１２０で反転される前の信号が出力される。
また、変調手段１３０から出力される駆動信号は、バックライト７０に出力される駆動信号と、オン・オフのタイミングが反転した信号であるので、バックライト７０と反対のタイミングで、赤外線入射手段３０と赤外線カメラ６１が駆動することになる。
このように、反転手段１２０と変調手段１３０を用いることにより、バックライト７０に印加する駆動信号と、赤外線入射手段３０及び赤外線カメラ６１に印加する駆動信号とを反転させることができる。これにより、バックライト７０が点灯しているときには、赤外線入射手段３０が消灯するとともに、赤外線カメラ６１が駆動せず、バックライト７０が消灯しているときには、赤外線入射手段３０が点灯するとともに、赤外線カメラ６１が駆動するようなタイミング制御を行うことができる。
つまり、バックライト７０の点灯時は、液晶パネル１０ａを照らす入力用画像の表示タイミングであり、赤外線入射手段３０の出射時及び赤外線カメラ６１の撮像時は、赤外線のみを検出したい入力操作検出タイミングである。よって、バックライト７０と赤外線入射手段３０及び赤外線カメラ６１とで、互いにオン・オフが反転するタイミング制御を行うことにより、バックライト７０の光が赤外線カメラ６１に受光される状態を防ぐことができ、更に高精度な入力検出を行うことができる。特に、バックライト７０に蛍光管７２が用いられた場合には、発光成分として、可視光のみでなく、赤外線３５も含まれているので、このようなタイミング制御を行うことにより、赤外線３５のみを確実に検出することができ、入力検出の精度を高めることができる。また、バックライト７０からの赤外線のみならず、液晶パネル１０ａの表側から入射してくる外部の光による外乱光の影響を抑えて入力検出を行うことができるので、明るい環境の中でも入力装置１５０を使用することができる。
また、このオン・オフのタイミングは表示パネル１０に表示される入力画像のフレーム周波数に合わせるようにすることができる。さらに、このオン・オフのデューティ比は適宜定めることが可能であり、バックライト７０の点灯時間を長く、赤外線入射手段３０の点灯時間を短くすることもできる。
なお、赤外線カメラ６１で撮像された画像は、制御部１１０に出力され、入力操作があったか否かの判定が行われ、判定結果に応じて入力検出が行われてよい。
また、別の実施例としては、バックライト７０および赤外線カメラ６１はオン・オフ変調しないで、連続して点灯および撮影を継続し、赤外線入射手段３０だけをオン・オフ変調するようにしてもよい。このような構成によれば、赤外線入射手段３０がオンのときの赤外線カメラ６１の画像と、赤外線入射手段３０がオフのときの赤外線カメラ６１の画像の差分を取ることで、赤外線入射手段３０がオフのときの外乱光（バックライト７０からの赤外線など）の影響を差し引いて赤外線入射手段３０からの赤外線のみを検出することができるため、入力検出の精度を高めることができる。
図１３は、本実施例に係る入力装置１５０を、テーブルインターフェース１７０として構成した例を示した図である。図１３に示すように、テーブル１７１の表面に、表示パネル１０が設けられ、入力用画像が表示される。そして、操作者が、指１９０又はペン１９１等を用いて、接触により入力操作を行うことにより、本実施例に係る入力装置１５０が入力検出を行い、入力操作に応じた処理を実行する。その際、入力点が複数点であっても、総ての入力点を検出することができる。更に、複雑な演算処理等を用いず、表示パネル１０全体で画像的に処理を行うので、大画面における入力操作が可能となる。例えば、静電容量等を利用した入力検出装置等が存在するが、そのような装置では、大画面上で操作があっても、容量変化が僅かであるので、大画面への適用が困難である。
このように、本実施例に係る入力装置１５０によれば、大画面上で、多点入力の検出を行うことができ、種々の応用が期待できる。例えば、表示パネル１０の入力画面として、ピアノの鍵盤のような多点入力用画面を表示して入力検出を行うことも可能であるし、ルーレットのようなゲームの入力用画面を表示し、入力を検出することも可能である。更に、本実施例に係る入力装置１５０は、大画面だけでなく、携帯端末等の小画面にも、同様に適用できるので、広い応用が期待できる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
特に、本実施例においては、入力装置１５０をテーブルのように横置きに寝かせて配置し、入力面を構成する表示パネル１０及び入力板２０を、略水平に横置きに設置した場合を例に挙げて説明した。よって、実施例及び特許請求の範囲における構成要素の配置関係は、「上方」、「下方」と、上下方向で表記している。しかしながら、本実施例に係る入力装置１５０は、入力面を構成する表示パネル１０及び入力板２０を略鉛直方向に縦置きに設置したり、傾斜を有して斜めに設置したり、入力面を下向きにして設置することも可能である。よって、明細書中の実施例及び特許請求の範囲における「上方」、「下方」の記載は、必ずしも物理的な上下を意味するのではなく、表示パネル１０に対して「表方向」、「裏方向」又は「前面方向」、「背面方向」を意味するものとする（画像表示面側又は入力面側が表側又は前面側）。従って、入力装置１５０の入力面が縦置きや下向き等で設置された場合は、上下方向を表裏方向又は前背面方向を示す表現及び意味に読み替えることが可能であり、このような設置形態の場合も、本願の特許請求の範囲に含まれるものとする。
本発明は、入力用画面を表示し、接触により操作するタッチパネル等の入力装置に利用することができ、多点入力が必要とされる入力装置にも利用することができる。
１０ 表示パネル
１０ａ 液晶パネル
１１、１３ ガラス基板
１２ 液晶層
１４、７５ 拡散フィルム
１５ 画素
１６、１７、１８、１９ セル
２０ 入力板
２０ａ アクリル板
２１ 保護フィルム
２２ 穴
３０ 赤外線入射手段
３０ａ 赤外線発光ダイオード
３１ 赤外線発光ダイオード駆動基板
３２ 透明ボンド
４０ 支持ガラス板
５０、５１、５２ 偏光板
６０ 赤外線検出手段
６１ 赤外線カメラ
６２ レンズ
６３ フィルタ
６４ 固体撮像素子
６５ カメラケース
６６ 赤外線センサ
７０ バックライト
７１ シャーシ
７２ 蛍光管
７３、９０ 反射板
７４ 拡散板
７６ フレーム
７７ 開口
８０ スペーサ
１００ ケーシング
１１０ 制御手段
１２０ 反転手段
１３０ 変調手段
１５０ 入力装置
１７０ テーブルインターフェース
１７１ テーブル
１９０ 指
１９１ ペン

Claims (15)

  1. 入力用画像を表示する表示パネルと、
    該表示パネルより上方に設置され、前記入力用画像を透過させるとともに、赤外線が伝搬可能な材質で構成された入力板と、
    該入力板の側面に設置され、該入力板に側面から赤外線を入射する赤外線入射手段と、
    前記入力板に、接触による入力があったときに発生する前記赤外線の拡散光を、前記入力板よりも下方で検出する赤外線検出手段と、を含むことを特徴とする入力装置。
  2. 前記入力板は、アクリル板又はクリスタルガラスであることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
  3. 前記入力板はアクリル板であって、前記表示パネルよりも下方に支持ガラス板が備えられていることを特徴とする請求項２に記載の入力装置。
  4. 前記赤外線入射手段は、前記入力板の側面に接着又は埋め込まれて複数個設置された赤外線発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の入力装置。
  5. 前記入力板の、前記赤外線入射手段が設置されていない箇所に、内側に反射面を向けたミラーを設けたことを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
  6. 前記赤外線検出手段は、前記表示パネルの各画素を構成するセル内に設けられたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の入力装置。
  7. 前記赤外線検出手段は、前記表示パネルよりも下方に設けられた赤外線撮像手段であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の入力装置。
  8. 前記赤外線撮像手段は、赤外線のみを透過するフィルタを備えた赤外線カメラであることを特徴とする請求項７に記載の入力装置。
  9. 前記赤外線検出手段を、複数含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の入力装置。
  10. 前記表示パネルは、液晶パネルであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の入力装置。
  11. 前記表示パネルは液晶パネルであって、該液晶パネルよりも下方に該液晶パネルを照らすバックライトを更に備え、
    前記赤外線撮像手段は、該バックライトに設けられたことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の入力装置。
  12. 前記バックライトは、表面に開口を有する拡散板を備え、
    前記赤外線撮像手段は、前記開口から前記赤外線を検出可能に配置されたことを特徴とする請求項１１に記載の入力装置。
  13. 前記拡散板の表面に、前記開口に対応した開口を有する偏光フィルムが設けられており、前記液晶パネルの裏面には偏光フィルムが設けられていないことを特徴とする請求項１２に記載の入力装置。
  14. 前記バックライトが点灯しているときに前記赤外線入射手段を消灯させ、前記バックライトが消灯しているときに前記赤外線入射手段を点灯させるとともに、前記赤外線入射手段の点灯時に前記赤外線撮像手段による撮像を行う制御手段を更に有することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の入力装置。
  15. 前記制御手段は、前記バックライト及び前記赤外線入射手段の点灯及び消灯が、パルス状に交互に行われるように撮像タイミングの制御を行うことを特徴とする請求項１４に記載の入力装置。
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