JP2012043099A

JP2012043099A - 光学式タッチパネル

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Publication number: JP2012043099A
Application number: JP2010182434A
Authority: JP
Inventors: Osamu Mizutani; 道水谷
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2012-03-01
Also published as: CN102375618A; US20120044212A1

Abstract

【課題】コストの上昇を招くことなく、精度の高い検出を実現できる光学式タッチパネルを提供する。
【解決手段】検知領域を挟んで対向するパネルＤの一側部と他側部とに、出光用の光導波路コア１と受光用の光導波路コア２とがそれぞれ配設され、パネルの一側部に沿って所定のピッチで配置された各出光用光導波路コア１から出射された光を、これらに対応する他側部側の各受光用光導波路コア２に入射させ、パネル上の検知領域に、触れ位置検出用の光の格子を形成する光学式タッチパネルにおいて、上記検知領域の所定部分における少なくとも受光用光導波路コア２のピッチＰ₂が、他の部位のピッチＰ₁より狭く設定され、その部分が高精細検知領域（Ｓ）となっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光導波路を用いた光学式タッチパネルに関するものである。

従来の抵抗膜方式あるいは静電容量結合方式のタッチパネルに代えて、近年、接点が電気的に非接触でメンテナンスの容易な、光導波路型の光学式タッチパネルが利用され始めている。この光導波路型の光学式タッチパネルは、モニターや液晶表示装置等の表示画面（表示パネル）の周縁部（額縁部）に配設された光導波路同士の間で、赤外線等の光（略平行光）を出光・受光して、パネル上の検知領域に光の格子を形成するものである。この光学式タッチパネルは、その表示画面の表示（絵模様やアイコン等）と連携して、機器の操作を案内する入力表示装置として利用されている（特許文献１〜３を参照）。

上記光導波路型の光学式タッチパネルにおける指や専用のペン等の触れ位置の検出手段（赤外線送受モジュール）は、図１１の概略構成図に示すように、四角形の液晶ディスプレイパネル（画面）Ｄの周縁部の基板１０に、出光用コア１１（一点鎖線で表示）を有する出光用光導波路Ａ１０と、受光用コア１２（二点鎖線で表示）を有する受光用光導波路Ｂ１０と、光源ＬＳおよび受光素子アレイＰＤ等を設置したものとなっている。

そして、上記パネル状の基板１０の一側部に一定のピッチ（リピートピッチ）Ｐ₀で設置された出光用コア１１の先端の各出光部１１ａ，１１ａ，・・・から、多数の光が、上記ディスプレイパネルＤと平行にかつ他側部に向かって出射され、それらの光が、上記各出光部１１ａに対応して他側部に設置された各受光用コア１２の受光部１２ａ，１２ａ，・・・に入射することにより、ディスプレイパネルＤの上に、光（点線矢印で表示）が横軸方向（ｘ方向）および縦軸方向（ｙ方向）の格子状に走っている状態にすることができる。なお、上記コアのピッチＰ₀は、この光格子の細かさ、すなわち、この光学式タッチパネルの「解像度」を表す。

この状態で、指や専用のペン等によりディスプレイパネルＤの検知領域に触れると、その指等が光の一部を遮断するため、この遮断された部分が、上記受光用コア１２を通じて受光素子アレイＰＤで感知され、上記指等が触れた部分の位置（ｘ，ｙ方向の座標）が検出される。

特開２００９−２１７４６８号公報特開２００９−２３０７６１号公報特開２０１０−２０１０３号公報

ところで、タッチパネルは、その用途により、指等の他に専用のペン（スタイラスペン）等を用いて、文字や細かな図形等を入力し、署名等の本人認証に利用する場合があり、このような用途向けの光学式タッチパネルは、上記文字や細かな図形等を正しく認識するために、高精細でかつ高解像度の検出能力が求められている。

この課題を解決するための方策として、従来の光学式タッチパネルにおける検知領域全体の光格子のピッチを細かく（すなわち、光導波路コアの形成ピッチを狭く）形成する方法が考えられる。

しかしながら、上記のような一定のピッチで光格子が形成された従来の光学式タッチパネルの全体の解像度を向上させようとすると、単位長さあたりの光導波路コアの本数、あるいは、単位面積あたりの出光部および受光部の数を増やさなければならず、光学式タッチパネル全体で見れば、光導波路が大形化や複雑化してしまう。さらに、光導波路コアの本数が大幅に増えるため、これらに光を供給する光源と受光する受光素子や、これらを制御（演算）する制御手段等にも、より大形で能力の高いものが必要となり、結果的に、光学式タッチパネル全体のコストが上昇してしまう。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、コストの上昇を招くことなく、精度の高い検出を実現できる光学式タッチパネルの提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の光学式タッチパネルは、検知領域を挟んで対向するパネルの一側部と他側部とに、出光用の複数の光導波路コアと受光用の複数の光導波路コアとがそれぞれ配設され、上記パネルの一側部に沿って所定のピッチで配置された上記各出光用光導波路コアから出射された光を、これら各出光用光導波路コアに対応する他側部側の各受光用光導波路コアに入射させ、上記パネル上の検知領域に、触れ位置検出用の光の格子を形成する光学式タッチパネルであって、上記検知領域の所定部分における少なくとも受光用光導波路コアの形成ピッチが、他の部位より狭く設定され、その部分が高精細検知領域となっているという構成をとる。

すなわち、本発明者は、前記課題を解決するため、前記光導波路型の光学式タッチパネルのコスト上昇を抑えつつ、その解像度を向上させる目的で、検知領域の解像度を必要な部分のみ変更することを着想した。そして、タッチパネルの検知領域について細かく分析すると、アイコン等を用いて数字や選択（Ｙｅｓ／Ｎｏ等）を入力する領域と、署名等の文字を入力する領域とは、要求される解像度に差があることを認識した。文字等は複雑な形状をしており、専用のペン等を用いて細かく入力されるため、文字入力用の領域は、上記アイコンの上を触れるだけの数字等の入力領域に比べ、より高い解像度が要求される。本発明者は、光学式タッチパネルにおいて、文字等を入力する所定部分の受光用光導波路コアの形成ピッチを、他の部位より狭く設定し、この所定部分のみを、他の部位より解像度の高い高精細検知領域とするという工夫により、光学式タッチパネルの高解像度化に伴うコストの上昇を抑えられることを見出し、本発明に到達した。

本発明の光学式タッチパネルは、検知領域の所定部分における少なくとも受光用光導波路コアの形成ピッチが、他の部位より狭く設定され、その部分が高解像度を要求される高精細検知領域となっていることから、この高精細検知領域以外の他の部分は、従来品と同等の解像度で足りる。そのため、検知領域全体を高解像度化する場合に比べ、光導波路の構成を大幅に簡略化できる。また、光導波路コアの本数の増大も抑えられるとともに、受光する受光素子等も、大形化や能力アップすることなく、従来使用のものや、ほぼ同等のものを利用することが可能になる。その結果、本発明の光学式タッチパネルは、上記高解像度化に伴うコスト上昇を最小限に抑えた状態で、利用者が必要とする精度の高い検出を実現することができる。

また、本発明の光学式タッチパネルのなかでも、上記出光用光導波路コアの先端部および受光用光導波路コアの先端部の少なくとも一方が、半円弧状のレンズ部に形成されているものは、別途集光用のレンズ等を設けることなく、より効率的に光を送受することができる。

さらに、上記出光用の光導波路コアとして、入射側の共通部から出射側の先端部にかけてコアが複数に分岐する分岐状光導波路コアを用いる場合には、光源から出る光を検知領域に導く光路をそれぞれ設けることなく、光源からの出光を一旦、上記共通部に導き、それから分岐させれば足りるようになり、材料等を節減することができる。そのため、この光学式タッチパネルは、高解像度化に伴うコスト上昇を、より低く抑えることができる。

また、上記出光用光導波路コアの先端部および受光用光導波路コアの先端部の少なくとも一方が、さらに複数に細分化され、これら細分化された各先端が、上記形成ピッチ幅内で幅方向に等間隔の一列状に配置され、上記各先端が、この形成ピッチ幅単位で同時に光を送受するようになっているものは、上記光導波路コアの本数を増やしたり、光源の能力を上げたりすることなく、低損失で光を送受することができる。

そして、本発明の光学式タッチパネルのなかでも、上記検知領域の高精細検知領域が、署名等の文字を入力するための文字入力領域となっているものは、署名等に利用する文字や細かな図形等を、光学式タッチパネル上の決められた位置から正確に入力することができる。

本発明の光学式タッチパネルの動作原理を説明する図である。本発明の第１実施形態の光学式タッチパネルに用いられている光導波路のコアパターンを模式的に示す図である。（ａ）は第１実施形態の光学式タッチパネルにおける出光用光導波路コアの先端出光部の形状を示す図であり、（ｂ）は受光用光導波路コアの先端受光部の形状を示す図である。（ａ）は出光用光導波路コアの先端出光部の変形例を示す図であり、（ｂ）は受光用光導波路コアの先端受光部の変形例を示す図である。本発明の第２実施形態の光学式タッチパネルに用いられている光導波路のコアパターンを模式的に示す図である。（ａ）は第２実施形態の光学式タッチパネルにおける出光用光導波路コアの先端出光部の形状を示す図であり、（ｂ）は受光用光導波路コアの先端受光部の形状を示す図である。本発明の第３実施形態の光学式タッチパネルに用いられている光導波路のコアパターンを模式的に示す図である。（ａ）は第３実施形態の光学式タッチパネルにおける出光用光導波路コアの先端出光部の形状を示す図であり、（ｂ）はその変形例を示す図である。（ａ）は第３実施形態の光学式タッチパネルにおける受光用光導波路コアの先端受光部の形状を示す図であり、（ｂ）はその変形例を示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、タッチパネル用の光導波路の製法を模式的に示す説明図である。従来の光学式タッチパネルの構成と、それに用いられている光導波路のコアパターンを模式的に示す図である。

つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。

図１は、本発明の光学式タッチパネルの原理図であり、そのタッチパネルを操作側（上方）から見た図である。なお、この図において、符号Ｄは表示画面と触れ位置の検知領域とを兼用するディスプレイパネル、Ｆはこのディスプレイパネルの周囲に配設された装飾用のフレーム（額縁）であり、赤外線送受モジュールを搭載する基板（１０）は隠れ線（点線）で表示する。

この光学式タッチパネルは、金融機関のＣＤ機やＡＴＭ機等、操作時に、案内表示にしたがって署名等の手書き文字の入力が必要とされる機器に使用される。上記光学式タッチパネルには、図１に示すように、縦横に走る多数の赤外線光（点線矢印で表示）により、不可視の光の格子が形成されている。ディスプレイパネルＤの右下（図１参照）には、上記光の格子の間隔（赤外線のピッチＰ₂）が、他の部位（赤外線のピッチＰ₁）より狭い領域（斜線で表示）が形成されており、この領域が、指やペン等の触れ位置を高解像度で識別することのできる高精細検知領域となっている。この点が、本実施形態の光学式タッチパネルの特徴である。なお、本実施形態においては、上記高精細検知領域が、上記ペン等を用いた文字や細かな図形等を高分解能で入力できる文字入力領域Ｓとなっている。

図２は、本発明の上記原理を具体的に実現した第１実施形態である。なお、この図は、その構造が分かり易いように、上記フレームＦやカバー等を取り払って、基板１０を露出させた状態を示している。また、実際は見えない光導波路の光路（コア）を、一点鎖線（出光側のコア）および二点鎖線（受光側のコア）として示しており、ディスプレイパネルＤの周縁部を含め、その太さや長さを誇張している。

まず、第１実施形態の光学式タッチパネルの構成について説明する。
この第１実施形態の光学式タッチパネルは、図２に示すように、入射側の共通部（根元部）１ｂから大きく２方向（ｘ，ｙ方向）に分岐した後、ディスプレイパネルＤの周縁で複数の出光部（先端部）１ａ，１ａ，・・・に分岐する出光用コア１を有する出光用光導波路Ａ１と、複数の受光用コア（二点鎖線で表示）２，２，・・・を有する受光用光導波路Ｂ１と、光源ＬＳおよび受光素子アレイＰＤ等からなる赤外線送受モジュールを備えている。

上記分岐状出光用コア１の先端の各出光部１ａは、上記ディスプレイパネルＤの周縁の隣接する二辺（図示では右側辺と下側辺）に沿って配置されており、図３（ａ）の模式図に示すように、それぞれの出光部１ａが各辺の近傍で１本のコアから分岐して、これらの間が等間隔（形成ピッチＰ₃）になるように形成されている。

また、これら各出光部１ａに対向する各受光用コア２の受光部２ａは、図３（ｂ）の模式図に示すように、文字入力領域Ｓに対応する所定の部分（図２では右下隅近傍）の複数本の受光用コア２同士の間隔（形成ピッチＰ₂）が、横方向（ｘ方向）および縦方向（ｙ方向）ともに、他の部位の受光用コア２同士の間隔（形成ピッチＰ₁）より狭く形成されている。そして、この構成により、図２のように、上記文字入力領域Ｓ（斜線の領域）に、ピッチの狭い赤外線（点線矢印）の格子が形成されている。

なお、通常、文字入力領域ＳのピッチＰ₂（狭い方）は０．１〜５ｍｍの範囲内に設定され、それ以外の部位のピッチＰ₁（広い方）は、上記ピッチＰ₂に対して１．５〜１０倍のピッチになるように設定されている。この実施形態においては、ピッチＰ₂は０．６７ｍｍ、ピッチＰ₁は２．６６ｍｍである。

上記光導波路についてより詳しく説明すると、これら出光用光導波路Ａ１と受光用光導波路Ｂ１とは、例えばポリマー系光導波路である場合、樹脂材料を用いて形成されたアンダークラッド層およびオーバークラッド層（ともに図示せず）の間に、フォトリソグラフィ法等を用いて所定形状にパターニングされた分岐状出光用コア１または複数の受光用コア２が形成されている。

上記出光用光導波路Ａ１における出光用コア１の出射側端部（出光部１ａ）は、図３（ａ）の模式図に示すように、その一つ一つの先端がレンズ状に形成されており、上記ピッチＰ₃で、ディスプレイパネルＤの周縁に沿って配設されている。また、出光用コア１の入射側端部（共通部１ｂ）は、図２のように、基板１０の角部に配設された光源ＬＳに接続（光結合）されており、この光源ＬＳから発せられた光が、長辺方向および短辺方向に二分岐した後、さらに細分岐して上記各出光部１ａに導かれるようになっている。なお、上記出光用コア１の出光部のレンズ形状は、図４（ａ）の変形例に示すように、上記ピッチＰ₃の全幅に大きく広がる形状（出光部１ｃ）としてもよい。

上記受光用光導波路Ｂ１における各受光用コア２の入射側端部（受光部２ａ）も、図３（ｂ）の模式図に示すように、その先端が上記出光部１ａと同様のレンズ状に形成されており、上記二種類のピッチＰ₁，Ｐ₂で、ディスプレイパネルＤの周縁の所定位置に配設されている。また、各受光用コア２の出射側端部２ｂは、図２に示すように、基板１０の角部に配設された受光素子アレイＰＤの各受光素子にそれぞれ接続（光結合）されており、上記受光部２ａに入射した光が、対応する受光素子に導かれるようになっている。なお、受光部も、上記出光部１ａからの光が多少ずれても対応できるように、そのレンズ形状を、図４（ｂ）の変形例に示すような、光の格子１ピッチ（Ｐ₁，Ｐ₂）の全幅に大きく広がる形状（広幅形状の２ｃ）としてもよい。

このような出光用光導波路Ａ１および受光用光導波路Ｂ１を備える、第１実施形態の光学式タッチパネルにおいて、上記文字入力領域Ｓ（斜線の領域）以外の部位は、赤外線のピッチおよびこれを受光する光導波路コアの形成ピッチを狭くする必要がない。そのため、ディスプレイパネルＤの検知領域全体を高解像度化する場合に比べ、受光用光導波路Ｂ１の構成を大幅に簡略化することができる。

しかも、上記出光用コア１から発せられる光を受光する受光素子アレイＰＤも、大形化や能力アップすることなく、従来使用のものや、ほぼ同等のものを利用することが可能になる。さらに、この光学式タッチパネルは、出光用コア１に、コアが複数に分岐する分岐状コアを用いていることから、光源ＬＳからの出光を一旦、上記共通部１ｂに導き、それから分岐させれば足りる。そのため、光源の小形化ならびにコア材料等を節減することができる。これらにより、本実施形態の光学式タッチパネルは、上記高解像度化に伴うコスト上昇を最小限に抑えることができる。

なお、上記高解像度の文字入力領域Ｓは、パネルの複数個所に設けてもよく、その配置位置も使用目的により適宜設定できる。また、上記高解像度の文字入力領域Ｓは、ディスプレイパネルＤの上の検知領域の１０〜６０％（面積比）とすることが好ましく、さらには１０〜４０％（面積比）とすることが好ましい。検知領域全体に対する文字入力領域Ｓの割合（面積比）が、１０％未満の場合は、ユーザー等が署名等の文字を入力するために必要な領域を充分に確保できない傾向がみられる。逆に、検知領域全体に対する文字入力領域Ｓの割合（面積比）が、６０％を越える場合は、上記高解像度化に伴うコスト上昇が大きくなってしまう傾向がみられる。

つぎに、本発明の第２実施形態の光学式タッチパネルの構成について説明する。
図５は、本発明の第２実施形態の光学式タッチパネルに用いられている光導波路のコアパターンを模式的に示す図であり、図６（ａ）は出光用光導波路コアの先端出光部の形状例を示す図、図６（ｂ）は受光用光導波路コアの先端受光部の形状例を示す図である。なお、出光用光導波路Ａ２と受光用光導波路Ｂ２の全体構成は、後記の出光部３ａおよび受光部４ａ以外、前記第１実施形態の光学式タッチパネルの構成（図２参照）と同様であるため、その概要の説明を省略する。

この実施形態における光学式タッチパネルが、第１実施形態の光学式タッチパネルと異なる点は、図６（ａ）の模式図に例示するように、文字入力領域Ｓに対応する出光用コア３の出射側端部の所定の部分（図２では右下隅近傍）の出光用コア３同士の間隔（形成ピッチＰ₂）が、横方向（ｘ方向）および縦方向（ｙ方向）ともに、他の部位の出光用コア３同士の間隔（形成ピッチＰ₁）より狭く形成されている点である。

また、これに対応する、受光用光導波路Ｂ２における受光用コア４の入射側端部も、図６（ｂ）の模式図に示すように、複数の受光部４ａ（本例では４個）に細分化され、これら細分岐した各受光部４ａが、光の格子１ピッチ（Ｐ₁，Ｐ₂）の間でピッチ幅方向に等配となるように配置されている。

この実施形態によっても、前記第１実施形態と同様、ディスプレイパネルＤの検知領域全体を高解像度化する場合に比べ、出光用光導波路Ａ２および受光用光導波路Ｂ２の構成が簡略化される。また、光導波路コアの本数の増大が抑えられることから、光源ＬＳや受光素子アレイＰＤも、従来使用のものや、ほぼ同等のものを利用することが可能になる。さらに、この実施形態における光学式タッチパネルの受光用光導波路Ｂ２は、一つのピッチの幅の全幅を有効に利用し、低損失で光を受信することができる。したがって、本実施形態における光学式タッチパネルは、高解像度化に伴うコスト上昇を最小限に抑えた状態で、利用者が必要とする高い検出精度を実現することができる。

なお、上記出光用コア３の先端出光部の細分岐構造は、前記図３（ａ），図４（ａ）のように等間隔（形成ピッチＰ₃）になるように形成してもよく、その細分岐の位置も、図３（ａ）のように出光部の近傍（先端近傍）で分岐する構造、あるいは、図６（ａ）のように入射側端部（根元部）近傍で分岐する構造のいずれでも差し支えない。

また、受光用コア４の先端（受光部）の配置および形状も、上記した図６（ｂ）のように、光の格子１ピッチ（Ｐ₁，Ｐ₂）の間に複数に細分化された受光部４ａを配置する場合の他、先に述べた図３（ｂ），図４（ｂ）のように各ピッチＰ₁，Ｐ₂内に一つずつ形成してもよく、広いピッチＰ₁の間と狭いピッチＰ₂との間で、配置される受光部４ａの個数を変えてもよい。このように各ピッチ（Ｐ₁，Ｐ₂）間に配置される受光部の個数を変更した場合でも、各受光部４ａの出射側（受光素子アレイＰＤ側）が、一つのコアに合流するように形成されていることから、これらは、光の格子１ピッチ（Ｐ₁，Ｐ₂）の間に一つの受光部を配置した場合〔図３（ｂ），図４（ｂ）〕と同等に機能する。

つぎに、本発明の第３実施形態の光学式タッチパネルの構成について説明する。
図７は、本発明の第３実施形態の光学式タッチパネルの構成と、それに用いられる光導波路のコアパターンを模式的に示す図である。なお、赤外線受光側の受光用光導波路Ｂ３は、前記１，第２実施形態における受光用光導波路Ｂ１，Ｂ２と同様の構成であるため、概要説明を省略する。

この第３実施形態の光学式タッチパネルも、第１，第２実施形態の光学式タッチパネル同様、出光用コア５（一点鎖線で表示）を有する出光用光導波路Ａ３と、受光用コア６（二点鎖線で表示）を有する受光用光導波路Ｂ３と、光源ＬＳおよび受光素子アレイＰＤ等からなる赤外線送受モジュールを備えている。

この実施形態における光学式タッチパネルが、第２実施形態の光学式タッチパネルと異なる点は、出光用光導波路Ａ３のコアが、共通部（根元部）を持たない複数の光導波路コア５，５，・・・で構成されている点である。また、各コア５の入射側端部５ｂには、第１，第２実施形態に記載の光源より発光部の幅が広いタイプの光源ＬＳが接続（光結合）されている。

上記出光用光導波路Ａ３における出光用コア５の出射側端部は、図８（ａ）の模式図に示すように、複数の出光部５ａに細分化され、これら細分岐した各出光部５ａが、光の格子１ピッチ（Ｐ₁，Ｐ₂）の間でピッチ幅方向に等配となるように配置されている。なお、出光部の配置および形状は、図８（ｂ）の変形例に示すように、広いピッチＰ₁の間と狭いピッチＰ₂との間で、配置される出光部５ｃの個数を同数としてもよい。もちろん、前記第１実施形態のように等間隔（形成ピッチＰ₃）で形成したり〔図３（ａ）参照〕、ピッチの全幅に大きく広がるレンズ形状〔図４（ａ）参照〕としてもよく、前記第２実施形態のように、各ピッチＰ₁，Ｐ₂あたり一つの出光部を形成する構成〔図６（ａ）参照〕としてもよい。

また、上記受光用光導波路Ｂ３における受光用コア６の入射側端部は、図９（ａ）の模式図に示すように、複数の受光部６ａに細分化され、上記出光部５ａ同様、細分岐した各受光部６ａが、光の格子１ピッチ（Ｐ₁，Ｐ₂）の間でピッチ幅方向に等配となるように配置されている。なお、光の格子１ピッチ（Ｐ₁，Ｐ₂）内での受光部の個数はさらに変更することができる〔図９（ｂ）の変形例を参照〕。さらに、前記第１実施形態のように各ピッチＰ₁，Ｐ₂あたり一つの受光部を形成する構成〔図３（ｂ）参照〕や、ピッチの全幅に大きく広がるレンズ形状〔図４（ｂ）参照〕としてもよく、前記第２実施形態のように、各ピッチＰ₁，Ｐ₂内で細分岐する受光部の個数を同じにする構成〔図６（ｂ）参照〕としてもよい。

この構成によっても、前記第１，第２実施形態の光学式タッチパネルと同様の効果を奏することができる。すなわち、図７に示す光学式タッチパネルは、文字入力領域Ｓ（斜線の領域）以外の領域が、従来品と同等の解像度で足りるため、この領域の赤外線のピッチ、および、これを送受する光導波路コアの形成ピッチ（Ｐ₁）を狭くする必要がない。そのため、ディスプレイパネルＤの検知領域全体を高解像度化する場合に比べ、出光用光導波路Ａ３および受光用光導波路Ｂ３の構成を大幅に簡略化することができる。したがって、本実施形態の光学式タッチパネルは、高解像度化に伴うコスト上昇を、より低く抑えることができる。

つぎに、本発明の光学式タッチパネルに用いる光導波路の作製方法を、上記受光用コア２を、紫外線樹脂を用いてフォトリソグラフィ法により作製した例にもとづいて説明する。なお、この説明において参照する図１０（ａ）〜（ｃ）は、複数の受光用コア２の先端（受光部２ａ）近傍での断面図を図示しており、図中の符号７はアンダークラッド層、８はオーバークラッド層である。

まず、平板状の基板１０を用意する。基板１０の材料としては、例えば、ガラス，石英，シリコン，樹脂，金属等があげられる。また、基板１０の厚さは、例えば、２０μｍ（フィルム状）〜５ｍｍ（板状）の範囲内に設定される。

ついで、図１０（ａ）に示すように、上記基板１０の所定領域に、アンダークラッド層７を形成する。このアンダークラッド層７の形成材料としては、熱硬化性樹脂または感光性樹脂があげられる。上記熱硬化性樹脂を用いる場合は、その熱硬化性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、それを加熱することにより、アンダークラッド層７を形成する。一方、上記感光性樹脂を用いる場合は、その感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、それを紫外線等の照射線で露光することにより、アンダークラッド層７を形成する。なお、上記露光後、光反応を完結させるために、加熱処理を行う場合もある。

つぎに、図１０（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層７の表面（上面）に、所定パターンのコア２を形成する。このコア２の形成材料としては、上記フォトリソグラフィ法でコア２を形成する場合、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，アクリル樹脂，メタクリル樹脂の他、オキセタン，シリコーン樹脂等の感光性樹脂（光重合性樹脂）が好適に用いられる。これらの樹脂のなかでも、コスト，膜厚制御性，損失等の観点から、エポキシ樹脂が最も好ましい。

なお、このコア２の形成材料には、上記アンダークラッド層７および後記のオーバークラッド層８の形成材料よりも、屈折率が大きい材料が用いられる。この屈折率の調整は、例えば、コア２および各クラッド層の形成材料の種類の選択や、組成比率を調整して行うことができる。

上記コア２のフォトリソグラフィについて詳しく述べると、コア２の形成は、上記感光性樹脂からなるワニスを、スピンコート法，ディッピング法，ダイ塗工，ロール塗工等により塗布した後、コアパターンに対応する開口を有するフォトマスクを介して紫外線等を照射し、上記ワニス層（感光性樹脂層）を所定パターンに露光することにより行う。

このとき使用するフォトマスクは、その開口パターンの文字入力領域Ｓに対応する部位の開口ピッチ（コア２の形成ピッチＰ₂に相当）が、その他の部位の開口ピッチ（コア２の形成ピッチＰ₁に相当）よりも狭く形成されている。また、受光部２ａに対応する先端側の端部が、外側に向かって反る（平面視）レンズ形状になっている開口パターン〔図３（ｂ）参照〕が、好適に採用される。

そして、上記露光の完了後、感光性樹脂のタイプに応じて、光反応を完結させるための加熱処理を行った後、現像液を用いて、浸漬法，スプレー法，パドル法等により現像を行い、上記感光性樹脂層における未露光部分を溶解させて除去する。これにより、図１０（ｂ）に示すようなコア２を作製する。

つぎに、図１０（ｃ）に示すように、コア２を被覆するように、上記アンダークラッド層７の表面に、オーバークラッド層８に形成される熱硬化性樹脂または感光性樹脂を塗布する。その後、これら熱硬化性樹脂層または感光性樹脂層の形成は、図１０（ａ）で説明したアンダークラッド層７の形成方法と同様にして行われる。

このようにして、本発明の光学式タッチパネルに用いる受光用光導波路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を得ることができる。なお、出光用の分岐状コア１，３を有する出光用光導波路Ａ１，Ａ２や、複数の出光用コア５を有する出光用光導波路Ａ３も、上記と同様にして作製することができる。

つぎに、実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

本実施例においては、上記実施形態と同様、フォトリソグラフィ法を用いて受光用光導波路および出光用光導波路を作製し、基板上で受光素子アレイおよび光源と組み合わせて、本発明の光学式タッチパネルを作製した。以下にその詳細を説明する。

〔アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料〕
成分Ａ：フルオレン誘導体であるビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル３５重量部
成分Ｂ：希釈剤として、脂環式エポキシ樹脂である３’，４’−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート（ダイセル化学社製，セロキサイド２０２１Ｐ）４０重量部
成分Ｃ：シクロヘキセンオキシド骨格を有する脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学社製，セロキサイド２０８１）２５重量部
成分Ｄ：４，４’−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０％プロピオンカーボネート溶液（光酸発生剤）２重量部
上記成分Ａ〜Ｄを混合することにより、アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料を調製した。

〔コアの形成材料〕
成分Ａ：フルオレン誘導体であるビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテル７０重量部
成分Ｅ：１，３，３−トリス｛４−〔２−（３−オキセタニル）〕ブトキシフェニル｝ブタン３０重量部
成分Ｄ：４，４’−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０％プロピオンカーボネート溶液（光酸発生剤）１重量部
上記成分Ａ，Ｅ，Ｄを乳酸エチル２８重量部に溶解することにより、コアの形成材料を調製した。

〔受光用光導波路の作製〕
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム〔１６０ｍｍ×１６０ｍｍ×１８８μｍ（厚さ）〕の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料をスピンコート法により塗布した後、２０００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線照射による露光を行った。つづいて、１００℃×１５分間の加熱処理を行うことにより、アンダークラッド層を形成した。

ついで、上記アンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料をスピンコート法により塗布した後、１００℃×１５分間の乾燥処理を行った。ついで、その上方に、コアのパターンと同形状の開口パターンが形成された合成石英系のクロムマスク（露光マスク）を配置した。そして、その上方から、コンタクト露光法にて４０００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線照射による露光を行った後、１２０℃×１５分間の加熱処理を行った。

つぎに、γ−ブチロラクトン水溶液を用いて現像することにより、未露光部分を溶解除去した後、１２０℃×３０分間の加熱処理を行うことにより、コアを形成した。このコアのパターン（受光側パターン）は、通常の解像度（広い方）の領域の光の格子のピッチＰ₁が、２．６６ｍｍに設定され、各ピッチＰ₁の中に８本の（８本に細分岐した）受光部が、幅方向等配となるように配置されている。また、高精細検知領域は、タッチパネルの長辺の右半分と短辺の下半分（図１参照）とを占めるように形成されており、この領域の光の格子のピッチＰ₂は、上記通常解像度の４倍の０．６７ｍｍに設定され、各ピッチＰ₂の中に２本の（２本に細分岐した）受光部が、幅方向等配となるように配置されている。

つぎに、上記コアを被覆するよう、上記アンダークラッド層の表面に、上記オーバークラッド層の形成材料をスピンコート法により塗布した後、２０００ｍＪ／ｃｍ₂の紫外線照射による露光を行った。つづいて、１５０℃×６０分間の加熱処理を行うことにより、上記コアを覆うオーバークラッド層を形成し、光導波路を得た。

ついで、露光に用いるクロムマスクのコアパターン（開口パターン）が異なること以外、上記「受光用光導波路の作製」と同様にして、出光用光導波路を作製した。

〔タッチパネル用赤外線送受モジュールの作製〕
このようにして得られた出光用光導波路および受光用光導波路を、光学式タッチパネルの基板上の所定位置に配置し、その後この基板の角部に光源と受光素子アレイを配設して、赤外線送受モジュールを作製した。

〔光源の取り付け〕
得られた出光用光導波路の共通部の端部に対面する所定位置（図２参照）に、出射強度（出力）が３ｍＷのＶＣＳＥＬ光源（Ｏｐｔｏｗｅｌｌ社製）を配設し、コアの光軸の延長上に上記光源の発光部（幅２５μｍ）の中心がくるように、調芯・位置合わせしてこの光源を固定した。なお、この光源から発せられる光は、波長８５０ｎｍの赤外線である。

〔受光素子アレイの取り付け〕
ついで、受光素子ユニット（Ｏｐｔｏｗｅｌｌ社製ＣＭＯＳリニアセンサアレイ）を準備し、上記受光用光導波路の各コアの出射側端部から出射される光（信号）が、このセンサアレイの各受光素子にそれぞれ入射するように（すなわち、コア１本に対して受光素子１個が対応するように）、上記受光素子ユニットを位置決めし、その状態で受光素子ユニットを固定した。

このようにして得られた光学式タッチパネルは、図１に示すように、その右下の領域に、文字入力領域となる高解像度領域（斜線の領域）が、検知領域全体に対して２５％（面積比）形成され、残りの部位７５％（面積比）が、指等のよるタッチ入力（アイコン入力）に対応する、通常解像度の領域となっている。

本発明の光学式タッチパネルは、手書きの文字や細かな図形等を入力する必要のある機器の入力表示装置に適する。

１出光用コア
２受光用コア
Ｄディスプレイパネル
Ｓ文字入力領域
Ｐ₁，Ｐ₂ 光の格子のピッチ

Claims

検知領域を挟んで対向するパネルの一側部と他側部とに、出光用の複数の光導波路コアと受光用の複数の光導波路コアとがそれぞれ配設され、上記パネルの一側部に沿って所定のピッチで配置された上記各出光用光導波路コアから出射された光を、これら各出光用光導波路コアに対応する他側部側の各受光用光導波路コアに入射させ、上記パネル上の検知領域に、触れ位置検出用の光の格子を形成する光学式タッチパネルであって、上記検知領域の所定部分における少なくとも受光用光導波路コアの形成ピッチが、他の部位より狭く設定され、その部分が高精細検知領域となっていることを特徴とする光学式タッチパネル。
上記出光用光導波路コアの先端部および受光用光導波路コアの先端部の少なくとも一方が、半円弧状のレンズ部に形成されている請求項１記載の光学式タッチパネル。
上記出光用の光導波路コアが、入射側の共通部から出射側の先端部にかけてコアが複数に分岐している分岐状光導波路コアである請求項１または２記載の光学式タッチパネル。
上記出光用光導波路コアの先端部および受光用光導波路コアの先端部の少なくとも一方が、さらに複数に細分化され、これら細分化された各先端が、上記形成ピッチ幅内で幅方向に等間隔の一列状に配置され、上記各先端が、この形成ピッチ幅単位で同時に光を送受するようになっている請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学式タッチパネル。
上記検知領域の高精細検知領域が、署名等の文字を入力するための文字入力領域となっている請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学式タッチパネル。