JP2016212458A - Input device and input system - Google Patents

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JP2016212458A JP2015092224A JP2015092224A JP2016212458A JP 2016212458 A JP2016212458 A JP 2016212458A JP 2015092224 A JP2015092224 A JP 2015092224A JP 2015092224 A JP2015092224 A JP 2015092224A JP 2016212458 A JP2016212458 A JP 2016212458A
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Makoto Abe
良 阿部
藤原 恒夫
Tsuneo Fujiwara
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input device capable of reducing the reflection of sunlight, illumination light, or the like and capable of preventing light in a light guide plate from being made incident on a sheet-like diffusion member and to provide an input system.SOLUTION: An input device (3A) includes a light guide plate (10) which propagates the light from the position of a light-emitting pen (50) on a surface inside, an optical member (40) which emits a part of the light propagated through the light guide plate (10) from the rear surface of the light guide plate (10), imaging units (20 and 30) which receive the light emitted through the optical member (40), and a detection part which detects the position of the light-emitting pen (50) on the surface of the light guide plate (10) on the basis of light reception by the imaging units (20 and 30). A diffusion sheet 11 having light diffusion is provided on the front surface side of the light guide plate (10) through an air layer (12) whose refractive index is lower than the refractive index of the light guide plate (10).SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、入力装置および該入力装置を具備する入力システムに関するものである。   The present invention relates to an input device and an input system including the input device.

従来、タッチペン若しくはスタイラスペン等の棒状の操作部材(以下、「ペン」と記載する)又は指等の被検出体による座標入力を受け付ける導光板を備えた光学式の入力装置(「位置検出装置」とも言われる)、及び入力装置と表示パネルとを組み合わせたタブレット、タッチパネル等の入力システムが知られている。   Conventionally, an optical input device (a “position detection device”) having a light guide plate that receives coordinate input by a detection object such as a stick-like operation member (hereinafter referred to as “pen”) or a finger, such as a touch pen or a stylus pen. Also known are input systems such as tablets and touch panels that combine an input device and a display panel.

上記入力システムでは、上記ペン又は指を入力装置の入力領域に接近又は接触させることにより、入力装置が該ペン若しくは指における接近又は接触した位置の座標を求める。求められた座標は、例えば入力装置とは別体の液晶ディスプレイ、又は該入力装置に一体的に積層されている液晶表示パネル等の表示画面に点画像又は直線画像等のオブジェクトを表示するため等に用いられる。   In the input system, the coordinates of the position where the input device approaches or contacts the pen or finger is obtained by bringing the pen or finger close to or in contact with the input area of the input device. The obtained coordinates are, for example, for displaying an object such as a point image or a straight line image on a display screen such as a liquid crystal display separate from the input device or a liquid crystal display panel laminated integrally with the input device. Used for.

この種の入力装置として、例えば特許文献1〜特許文献3に開示された入力装置が知られている。   As this type of input device, for example, input devices disclosed in Patent Documents 1 to 3 are known.

特許文献1に開示された入力装置としての座標入力装置100では、図13に示すように、図示しない蛍光染料が均一に添加された平板からなる導光板101の四隅101a・101b・101c・101dが凹面に形成され、この凹面に向かって受光器102a・102b・102c・102dが配置されている。受光器102a〜102dは、それぞれ検出回路部110に接続されている。   In the coordinate input device 100 as an input device disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 13, the four corners 101a, 101b, 101c, and 101d of a light guide plate 101 made of a flat plate to which a fluorescent dye (not shown) is uniformly added are provided. The light receivers 102a, 102b, 102c, and 102d are arranged toward the concave surface. The light receivers 102a to 102d are connected to the detection circuit unit 110, respectively.

これにより、図示しない光源を備えたペン120が導光板101にタッチされると、ペン120から射出されたスポット光は、導光板101の上面からその内部に入射される。その結果、導光板101の内部に添加された蛍光染料に入射光が当たり、該蛍光染料が励起されて蛍光を放射状に発光する。上記蛍光は、導光板101の内部を伝播して四隅101a〜101dの凹面に達し、各受光器102a〜102dに向けて出射される。これにより、受光器102a〜102dはこの蛍光を受光し、その結果、該蛍光染料が励起されて発光した位置を、三角測量法により演算して特定することができる。尚、導光板101の四辺に向かった蛍光は、該導光板101の四辺にそれぞれ配置された光吸収部材103a・103b・103c・103dにて吸収されるようになっている。   Thus, when the pen 120 having a light source (not shown) is touched on the light guide plate 101, the spot light emitted from the pen 120 enters the light guide plate 101 from the upper surface thereof. As a result, incident light hits the fluorescent dye added to the inside of the light guide plate 101, and the fluorescent dye is excited to emit fluorescence radially. The fluorescence propagates through the light guide plate 101, reaches the concave surfaces of the four corners 101a to 101d, and is emitted toward the light receivers 102a to 102d. As a result, the light receivers 102a to 102d receive this fluorescence, and as a result, the position where the fluorescent dye is excited to emit light can be calculated and specified by the triangulation method. The fluorescent light directed toward the four sides of the light guide plate 101 is absorbed by the light absorbing members 103a, 103b, 103c, and 103d disposed on the four sides of the light guide plate 101, respectively.

尚、同種の技術として、本出願人は、例えば特許文献2に開示された入力装置を提案している。   As the same type of technology, the present applicant has proposed an input device disclosed in Patent Document 2, for example.

次に、特許文献3に開示されたタッチパネル200は、図14の(a)(b)に示すように、導光板201と、導光板201に光を入射する光源202と、導光板201の側面の一部に配置された受光素子203・204と、結像手段205とを備えている。結像手段205は、導光板201と受光素子203・204との間に設けられており、被検出体210により散乱した光源202からの光を受光素子203・204に結像するものである。また、受光素子203・204が配設された導光板201の側面には光吸収手段206が配置され、受光素子203・204は、光源202の照射範囲207外に配置されている。   Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, the touch panel 200 disclosed in Patent Document 3 includes a light guide plate 201, a light source 202 that makes light incident on the light guide plate 201, and a side surface of the light guide plate 201. Are provided with light receiving elements 203 and 204 and an image forming unit 205. The imaging unit 205 is provided between the light guide plate 201 and the light receiving elements 203 and 204, and forms an image on the light receiving elements 203 and 204 from the light source 202 scattered by the detection target 210. Light absorbing means 206 is disposed on the side surface of the light guide plate 201 on which the light receiving elements 203 and 204 are disposed. The light receiving elements 203 and 204 are disposed outside the irradiation range 207 of the light source 202.

導光板201の角には、導光板201の表面と直角をなす面を有した切り欠き208が形成されており、この切り欠き208から出射した光を受光素子203・204が受光する構成となっている。   A notch 208 having a surface perpendicular to the surface of the light guide plate 201 is formed at a corner of the light guide plate 201, and the light receiving elements 203 and 204 receive light emitted from the notch 208. ing.

上記タッチパネル200の座標検出原理は、以下のとおりである。   The principle of coordinate detection of the touch panel 200 is as follows.

導光板201の側面に配置された光源202から照射された光は導光板201の内部で全反射を繰り返しながら伝播する。導光板201に指等の被検出体210がタッチされない状態では、受光素子203・204は光源202の照射範囲207外に配置されているため、導光板201の内部を伝搬する伝搬光を受光しない。一方、透明の導光板201上に指等の被検出体210がタッチされると、被検出体210のタッチ位置にて、導光板201内の伝搬光が乱され、散乱光が発生する。散乱光の一部は受光素子203・204の方向にも伝搬して、該受光素子203・204にて受光される。これにより、その方位角が測定され、三角測量法により散乱光が発生した点、つまり、指等の被検出体210がタッチされたポイントが特定される。   Light emitted from the light source 202 disposed on the side surface of the light guide plate 201 propagates while repeating total reflection inside the light guide plate 201. In a state where the detected object 210 such as a finger is not touched on the light guide plate 201, the light receiving elements 203 and 204 are disposed outside the irradiation range 207 of the light source 202, and thus do not receive the propagation light propagating inside the light guide plate 201. . On the other hand, when the detection object 210 such as a finger is touched on the transparent light guide plate 201, the propagation light in the light guide plate 201 is disturbed at the touch position of the detection object 210, and scattered light is generated. A part of the scattered light propagates in the direction of the light receiving elements 203 and 204 and is received by the light receiving elements 203 and 204. Thereby, the azimuth angle is measured, and the point where the scattered light is generated by the triangulation method, that is, the point where the detected object 210 such as a finger is touched is specified.

特開平11−327769号公報(1999年11月30日公開)Japanese Patent Laid-Open No. 11-327769 (published on November 30, 1999) 特開2013−182345号公報(2013年9月12日公開)JP 2013-182345 A (published on September 12, 2013) 特開2009−258967号公報(2009年11月5日公開)JP 2009-258967 A (published on November 5, 2009)

しかしながら、上記従来の特許文献1に開示された座標入力装置100、及び特許文献3に開示されたタッチパネル200などでは、日光や室内照明などの光が導光板101・201の表面で反射し、操作者が該反射光を視認してしまう映り込みが発生する。この映り込みにより、操作者が表示画面を見づらくなる。   However, in the conventional coordinate input device 100 disclosed in Patent Document 1 and the touch panel 200 disclosed in Patent Document 3, light such as sunlight and indoor lighting is reflected on the surfaces of the light guide plates 101 and 201, and the operation is performed. The reflection that the person visually recognizes the reflected light occurs. This reflection makes it difficult for the operator to see the display screen.

そこで、一般的に、液晶テレビやタブレット端末などにおける映り込みの解決策として、拡散性を有する拡散シートを表示画面もしくは導光板に張り付けるという対策が施される。拡散シートによって日光や室内照明などの光を拡散させることにより、映り込みを低減させている。   Therefore, in general, as a solution for reflection in a liquid crystal television, a tablet terminal, or the like, a measure of sticking a diffusive diffusion sheet to a display screen or a light guide plate is taken. Reflection is reduced by diffusing light such as sunlight and room lighting with a diffusion sheet.

しかし、上記従来の特許文献1に開示された座標入力装置100、及び特許文献3に開示されたタッチパネル200などの導光方式を利用した入力システムの場合、導光板101・201において全反射により光を伝搬している。そのため、導光部材101・201の表面に拡散シートを張り付けた場合、導光板の屈折率と拡散シートの屈折率との差が小さいために、全反射条件が崩れてしまう。その結果、導光板101・201内の殆どの光は、導光板と拡散シートとの界面において全反射せずに拡散シートに入射してしまい、導光板内において光を伝搬することができないという問題が生じる。   However, in the case of an input system using a light guide method such as the coordinate input device 100 disclosed in the above-described conventional Patent Document 1 and the touch panel 200 disclosed in Patent Document 3, light is transmitted by total reflection in the light guide plates 101 and 201. Is propagating. Therefore, when a diffusion sheet is attached to the surfaces of the light guide members 101 and 201, the total reflection condition is lost because the difference between the refractive index of the light guide plate and the refractive index of the diffusion sheet is small. As a result, most of the light in the light guide plates 101 and 201 is incident on the diffusion sheet without being totally reflected at the interface between the light guide plate and the diffusion sheet, and the light cannot be propagated in the light guide plate. Occurs.

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、日光や照明光などの映り込みを低減するとともに、導光板内の光がシート状の拡散部材に入射することを防止し得る入力装置および入力システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to reduce reflection of sunlight, illumination light, and the like, and to allow light in the light guide plate to enter the sheet-like diffusion member. An object of the present invention is to provide an input device and an input system that can be prevented.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様における入力装置は、 表面における被検出体の位置からの光を内部において伝搬する導光板と、上記導光板を伝搬した光の一部を上記導光板の裏面から出射させる光学部材と、上記光学部材を介して出射された光を受光する受光部と、上記受光部での受光に基づいて上記導光板の表面における上記被検出体の位置を検出する検出部とを備えた入力装置において、上記導光板の表面側には、該導光板の屈折率よりも屈折率の低い低屈折率層を介して光拡散性を有するシート状の拡散部材が設けられていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, an input device according to one embodiment of the present invention includes a light guide plate that propagates light from a position of a detection object on a surface inside, and a part of the light that propagates through the light guide plate. An optical member that is emitted from the back surface of the light guide plate, a light receiving portion that receives light emitted through the optical member, and a position of the detected object on the surface of the light guide plate based on light reception by the light receiving portion. In the input device including a detection unit for detection, a sheet-like diffusion member having light diffusibility is provided on the surface side of the light guide plate via a low refractive index layer having a refractive index lower than that of the light guide plate. It is characterized by being provided.

本発明の一態様における入力システムは、上記の課題を解決するために、前記記載の入力装置と、上記入力装置の裏面に設けられた画像表示モジュールとを備えていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, an input system according to an aspect of the present invention includes the input device described above and an image display module provided on the back surface of the input device.

本発明の一態様によれば、日光や照明光などの映り込みを低減するとともに、導光板内の光がシート状の拡散部材に入射することを防止し得る入力装置および入力システムを提供するという効果を奏する。   According to one aspect of the present invention, an input device and an input system capable of reducing reflection of sunlight, illumination light, and the like and preventing light in the light guide plate from entering the sheet-like diffusion member are provided. There is an effect.

本発明の実施形態1における入力装置を備えた入力システムの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the input system provided with the input device in Embodiment 1 of this invention. 上記入力装置の導光板と拡散シートとの界面を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the interface of the light-guide plate and diffusion sheet of the said input device. 上記入力装置の光学部材の構成を示すものであって、図1のA−A´線矢視断面図である。The structure of the optical member of the said input device is shown, Comprising: It is AA 'arrow sectional drawing of FIG. 上記入力装置の発光ペンの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the light emission pen of the said input device. 上記入力装置における光の伝搬の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the propagation of the light in the said input device. (a)は、上記入力装置の座標検出原理を説明する斜視図であり、(b)は、上記入力装置の撮像ユニットにおける撮像素子での検出光を示す平面図である。(A) is a perspective view explaining the coordinate detection principle of the said input device, (b) is a top view which shows the detection light in the image pick-up element in the imaging unit of the said input device. 本発明の比較例における入力装置を備えた入力システムを示すものであって、日光や照明光などの映り込みの原理を示す拡大断面図である。1 is an enlarged sectional view showing an input system including an input device according to a comparative example of the present invention and showing the principle of reflection of sunlight, illumination light, and the like. 本発明の他の比較例における入力装置を備えた入力システムを示すものであって、導光板の表面に直接拡散シートを設けた場合の問題点を示す拡大断面図である。The input system provided with the input device in the other comparative example of this invention is an expanded sectional view which shows the problem at the time of providing a diffusion sheet directly on the surface of a light-guide plate. 本発明の実施形態1における入力装置を備えた入力システムを示すものであって、日光や照明光などの映り込みを低減するとともに、導光板内の光がシート状の拡散部材に入射することを防止し得る入力装置および入力システムを示す拡大断面図である。1 illustrates an input system including an input device according to Embodiment 1 of the present invention, and reduces reflection of sunlight, illumination light, and the like, and allows light in a light guide plate to enter a sheet-like diffusion member. It is an expanded sectional view showing the input device and input system which can be prevented. 本発明の実施形態2における入力装置を備えた入力システムの導光板と拡散シートとの界面の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the interface of the light-guide plate and diffusion sheet of an input system provided with the input device in Embodiment 2 of the present invention. 発光ペンを上記入力装置に押圧した様子を示しており、導光板と拡散シートとの界面の拡大断面図である。It is a mode that the light-emitting pen is pressed against the input device, and is an enlarged sectional view of the interface between the light guide plate and the diffusion sheet. 本発明の実施形態3における入力装置を備えた入力システムの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the input system provided with the input device in Embodiment 3 of this invention. 従来の入力装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the conventional input device. (a)は従来の他の入力装置を備えた入力システムとしてのタッチパネルの構成を示す斜視図であり、(b)は上記入力装置の受光素子の構成を示す拡大斜視図である。(A) is a perspective view which shows the structure of the touchscreen as an input system provided with the other conventional input device, (b) is an expansion perspective view which shows the structure of the light receiving element of the said input device.

〔実施形態1〕
本発明の一実施形態について図1〜図9に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
Embodiment 1
One embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS.

(入力システムの構成)
本実施形態の入力装置を備えた入力システムの構成について、図1に基づいて説明する。図1は、本実施形態の入力システム1Aの構成を示す斜視図である。
(Configuration of input system)
A configuration of an input system including the input device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an input system 1A of the present embodiment.

本実施形態の入力システム1Aは、図1に示すように、画像表示モジュールとしての液晶表示モジュール2と、この液晶表示モジュール2の前面側に隙間を設けて配設された入力装置3Aとを備えている。   As shown in FIG. 1, the input system 1A of the present embodiment includes a liquid crystal display module 2 as an image display module, and an input device 3A provided with a gap on the front side of the liquid crystal display module 2. ing.

上記液晶表示モジュール2は、図示しない液晶表示パネルを備えている。液晶表示パネルは、一対の基板間に液晶層を挟持しており、各基板には、電圧印加によって当該液晶層の液晶分子の配向を変えるための各種電極が少なくとも設けられている。そして、電圧印加によって液晶分子の配向を変化させることによって、各画素の液晶層を透過する光の透過量を調整して所望の表示を行う。尚、液晶表示モジュール2の構成は、従来周知の液晶表示モジュールを用いることができる。   The liquid crystal display module 2 includes a liquid crystal display panel (not shown). The liquid crystal display panel sandwiches a liquid crystal layer between a pair of substrates, and each substrate is provided with at least various electrodes for changing the orientation of liquid crystal molecules of the liquid crystal layer by applying a voltage. Then, by changing the orientation of the liquid crystal molecules by applying a voltage, the amount of light transmitted through the liquid crystal layer of each pixel is adjusted to perform a desired display. Note that a conventionally known liquid crystal display module can be used as the configuration of the liquid crystal display module 2.

上記入力システム1Aでは、液晶表示モジュール2の液晶表示パネルに表示された画面を見ながら、液晶表示パネルの前側に設けられた入力装置3Aの拡散シート11上に例えば被検出体としての発光ペン50を接触させることにより、発光ペン50における接触位置の座標が特定され、所望のデータ入力ができるようになっている。   In the input system 1A, while looking at the screen displayed on the liquid crystal display panel of the liquid crystal display module 2, for example, a light emitting pen 50 as a detection object is placed on the diffusion sheet 11 of the input device 3A provided on the front side of the liquid crystal display panel. By making contact, the coordinates of the contact position on the light emitting pen 50 are specified, and desired data can be input.

(入力装置の構成)
次に、上記入力システム1Aに備えられた入力装置3Aの構成について、図1および図2に基づいて説明する。図2は、入力装置3Aの導光板10と拡散シート11との界面を示す拡大断面図である。
(Configuration of input device)
Next, the configuration of the input device 3A provided in the input system 1A will be described with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an interface between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11 of the input device 3A.

本実施形態の入力装置3Aは、図1に示すように、導光板10と、拡散部材としての拡散シート11と、受光部としての撮像ユニット20・30と、導光板10と撮像ユニット20・30との間それぞれにおいて、該導光板10の背面に密着固定された光学部材40と、検出部としての検出部4と、被検出体としての発光ペン50とを備えている。この構成により、拡散シート11の表面であるタッチ面に発光ペン50がタッチ(接触)すると、タッチ面でのタッチ位置座標を求めることができるようになっている。   As shown in FIG. 1, the input device 3 </ b> A of the present embodiment includes a light guide plate 10, a diffusion sheet 11 as a diffusion member, imaging units 20 and 30 as light receiving units, and a light guide plate 10 and imaging units 20 and 30. Are provided with an optical member 40 that is tightly fixed to the back surface of the light guide plate 10, a detection unit 4 as a detection unit, and a light-emitting pen 50 as a detection object. With this configuration, when the light emitting pen 50 touches (contacts) the touch surface that is the surface of the diffusion sheet 11, the touch position coordinates on the touch surface can be obtained.

導光板10は、透光性材料からなる例えば矩形の一枚の平板であり、図1に示すように、液晶表示モジュール2の表示面側に隙間を設けて配設されている。導光板10は、撮像ユニット20・30を配設する一辺側が液晶表示モジュール2よりも大きく構成されており、撮像ユニット20・30のそれぞれの少なくとも一部分を背面つまり下面側に配設している。これにより、入力装置3Aのタッチ面に沿って拡がる方向のサイズの大型化を抑制し、コンパクトサイズの実現に寄与している。   The light guide plate 10 is, for example, a rectangular flat plate made of a translucent material, and is disposed with a gap on the display surface side of the liquid crystal display module 2 as shown in FIG. The light guide plate 10 is configured such that one side where the imaging units 20 and 30 are disposed is larger than the liquid crystal display module 2, and at least a part of each of the imaging units 20 and 30 is disposed on the back surface, that is, the lower surface side. Thereby, the enlargement of the size of the direction which spreads along the touch surface of input device 3A is controlled, and it contributes to realization of a compact size.

導光板10は、例えばガラスから構成されている。これにより、プラスチックによって構成される場合と比較して、耐環境性に優れ、撓みが生じることがない。本実施形態では、導光板10の内部を伝搬する光の伝搬方向を検出し、それに基づいて、拡散シート11への光の入射位置、つまりタッチ位置の位置座標を検出する機構である。そのため、導光板10の撓みは検出精度を劣化させる。したがって、本実施形態のように、導光板10をガラスによって構成することによって、撓みがなく、高精度の位置座標検出の実現に寄与することができる。しかしながら、本発明は、導光板10の材料をガラスに限定するものではなく、プラスチック、又はこれら以外の導光材として従来周知の材料を用いて構成してもよい。   The light guide plate 10 is made of, for example, glass. Thereby, compared with the case where it is comprised with a plastic, it is excellent in environmental resistance, and a bending does not arise. In this embodiment, it is a mechanism which detects the propagation direction of the light which propagates the inside of the light-guide plate 10, and based on it detects the incident position of the light to the diffusion sheet 11, ie, the position coordinate of a touch position. Therefore, the bending of the light guide plate 10 deteriorates the detection accuracy. Therefore, as in the present embodiment, the light guide plate 10 is made of glass, which contributes to the realization of highly accurate position coordinate detection without bending. However, the present invention does not limit the material of the light guide plate 10 to glass, and may be configured using plastic or a conventionally known material as a light guide material other than these.

拡散シート11は、光拡散性を有するシート状にてなっており、導光板10の上面に設けられている。拡散シートの表面粗さは一般的な粗さであり、算術平均粗さ(Ra)で数μmである。拡散シート11は、拡散シート11に入射した日光や室内照明などの光を拡散する。拡散シート11を設けることにより、日光や室内照明などの光が導光板10の表面で反射し、操作者がその光を視認してしまう映り込みを防ぐことができる。また、拡散シート11は、可撓性を有しており、押圧されると撓むことができるように構成されている。   The diffusion sheet 11 has a light diffusive sheet shape and is provided on the upper surface of the light guide plate 10. The surface roughness of the diffusion sheet is a general roughness, and the arithmetic average roughness (Ra) is several μm. The diffusion sheet 11 diffuses light such as sunlight and indoor lighting incident on the diffusion sheet 11. By providing the diffusion sheet 11, it is possible to prevent reflection of light such as sunlight or room illumination reflected on the surface of the light guide plate 10 and the operator viewing the light. Moreover, the diffusion sheet 11 has flexibility and is configured to be able to bend when pressed.

ところで、一般的に、拡散シートを表示画面などに付着させる場合、接着剤などを用いて拡散シートの全面において表示画面に密着させる。接着剤を用いて付着させた場合、拡散シートと導光板とは、完全に密着した状態となる。   By the way, generally, when adhering a diffusion sheet to a display screen or the like, the entire surface of the diffusion sheet is adhered to the display screen using an adhesive or the like. When it is made to adhere using an adhesive agent, a diffusion sheet and a light guide plate will be in the state where it adhered completely.

しかし、本実施形態においては、拡散シート11は、外周部においてのみ導光板10に密着されており、その他の領域においては導光板10に密着していない。これにより、導光板10の中央に空気層12を確保することができる。   However, in this embodiment, the diffusion sheet 11 is in close contact with the light guide plate 10 only at the outer peripheral portion, and is not in close contact with the light guide plate 10 in other regions. Thereby, the air layer 12 can be secured in the center of the light guide plate 10.

また、本実施形態の入力装置3Aでは、拡散シート11は、図2に示すように、算術平均粗さ(Ra)で数μmの表面粗さを有している。この結果、拡散シート11は導光板10に全ての領域では密着しておらず、導光板10に複数の箇所において点で接触している。したがって、導光板10と拡散シート11との間には、数μmの低屈折率層としての空気層12が存在することになる。   Moreover, in the input device 3A of this embodiment, as shown in FIG. 2, the diffusion sheet 11 has a surface roughness of several μm in terms of arithmetic average roughness (Ra). As a result, the diffusion sheet 11 is not in close contact with the light guide plate 10 in all regions, but is in contact with the light guide plate 10 at a plurality of points. Therefore, an air layer 12 as a low refractive index layer of several μm exists between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11.

拡散シート11を導光板10に密着させる外周部は、上方から見た場合、本実施形態では、後述する光学部材40より外側にある。したがって、拡散シート11への光の入射位置と光学部材40との間の領域では、導光板10と拡散シート11とは密着しておらず、導光板10と拡散シート11との間に空気層12が存在する。また、外周部で密着固定させることにより、拡散シート11が撓んで皺寄りが発生することを防ぐことができる。   When viewed from above, the outer peripheral portion that closely attaches the diffusion sheet 11 to the light guide plate 10 is outside the optical member 40 described later in this embodiment. Therefore, in the region between the light incident position on the diffusion sheet 11 and the optical member 40, the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11 are not in close contact, and an air layer is formed between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11. There are 12. Moreover, it is possible to prevent the diffusion sheet 11 from being bent and causing wrinkles by being closely fixed at the outer peripheral portion.

光学部材40は、導光板10の背面と撮像ユニット20・30との間に配設された透光部材である。本実施形態の光学部材40の構成について、図3に基づいて説明する。図3は、上記光学部材40の外形を示すものであって、図1のA−A´線矢視断面図である。   The optical member 40 is a translucent member disposed between the back surface of the light guide plate 10 and the imaging units 20 and 30. The structure of the optical member 40 of this embodiment is demonstrated based on FIG. FIG. 3 shows the outer shape of the optical member 40, and is a cross-sectional view taken along line AA 'in FIG.

光学部材40は、図3に示すように、表面が平坦であり、導光板10の裏面に接着剤にて接着固定されている。光学部材40は、導光板10の内部を伝搬している光を導光板10の裏面から光を取り出し、該取り出した光を自身に入射させて内部にて結合させて内部を伝搬させる構成となっている。   As shown in FIG. 3, the optical member 40 has a flat surface and is bonded and fixed to the back surface of the light guide plate 10 with an adhesive. The optical member 40 has a configuration in which light propagating inside the light guide plate 10 is extracted from the back surface of the light guide plate 10, and the extracted light is incident on itself and coupled inside to propagate inside. ing.

光学部材40と導光板10との接着方法は特に限定されるものではないが、上述のように、光学部材40は導光板10から光を取り出して入射させるので、これを妨げない方法又は材料を用いて接着固定するのが好ましい。例えば、紫外線硬化性樹脂からなる接着剤を光学部材40の接着面に塗布し、光学部材40を導光板10へ貼付した後に、導光板10側および光学部材40側から紫外線を照射することにより硬化・接着固定させる。   The bonding method between the optical member 40 and the light guide plate 10 is not particularly limited. However, as described above, since the optical member 40 takes out light from the light guide plate 10 and makes it incident, a method or material that does not hinder this is used. It is preferable to use and fix the adhesive. For example, after an adhesive made of an ultraviolet curable resin is applied to the adhesive surface of the optical member 40 and the optical member 40 is affixed to the light guide plate 10, it is cured by irradiating ultraviolet rays from the light guide plate 10 side and the optical member 40 side. -Adhere and fix.

本実施形態では、導光板10がガラス、光学部材40がアクリルによって構成されているが、光学部材40の材料としては、例えば透光性を有するガラスやポリカーボネート等でもよい。   In this embodiment, the light guide plate 10 is made of glass and the optical member 40 is made of acrylic. However, the material of the optical member 40 may be, for example, translucent glass or polycarbonate.

また、導光板10の材料についても、例えばアクリル等の透光性を有する材料で代替可能である。   Also, the material of the light guide plate 10 can be replaced with a light-transmitting material such as acrylic.

光学部材40には、図1および図3に示すように、上面に隣接した端面における、導光板10の角部に近い領域に、凹部としての円錐面状の切り欠き44が設けられている。この切り欠き44の円錐面と光学部材40の背面とがなす角度(図3に示すγ)は、45度以下であり、30度や45度が選ばれる。円錐面状の切り欠き44にはミラーコーティングが施されていてもよい。   As shown in FIGS. 1 and 3, the optical member 40 is provided with a conical cutout 44 as a concave portion in a region near the corner of the light guide plate 10 on the end surface adjacent to the upper surface. The angle (γ shown in FIG. 3) formed by the conical surface of the notch 44 and the back surface of the optical member 40 is 45 degrees or less, and 30 degrees or 45 degrees is selected. The conical cutout 44 may be mirror-coated.

尚、本実施形態では、切り欠き44が円錐面状に構成されているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、切り欠き44が放物面状又は多角錐面状に構成されていてもよい。すなわち、切り欠き44には傾斜面が形成されていることが必要である。   In the present embodiment, the notch 44 is formed in a conical surface, but the present invention is not limited to this. For example, the notch 44 may be configured in a parabolic shape or a polygonal pyramid shape. That is, the notch 44 needs to have an inclined surface.

また、本実施形態では、光学部材40の形状が、図1に示すように、上面側からみると、円形となっているが、これに限定されるものではない。例えば、光学部材40を、多角柱又は断面が楕円の楕円柱とすることも可能である。   Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the shape of the optical member 40 is circular when viewed from the upper surface side, but is not limited thereto. For example, the optical member 40 may be a polygonal column or an elliptical column having an elliptical cross section.

また、光学部材40の製造方法は、特に限定されるものではないが、プラスチック成型やガラス成型を行うことにより、安価に製造することができる。   Moreover, the manufacturing method of the optical member 40 is not particularly limited, but can be manufactured at low cost by plastic molding or glass molding.

光学部材40は、図1に示すように、矩形の導光板10の四隅のうちの隣り合う二隅近傍の背面に配設されている。ただし、光学部材40の配設位置は、これに限定されるものではない。本実施形態では、後述する検出方法を実現するために2つの撮像ユニット20・30を互いに離して配設している。したがって、その撮像ユニット20・30の配設位置に対応させて、導光板10の内部を伝播した光が、最終的に撮像ユニット20・30のそれぞれに入射する光の経路の途中に光学部材40・40を配すればよい。   As shown in FIG. 1, the optical member 40 is disposed on the back surface in the vicinity of two adjacent corners of the four corners of the rectangular light guide plate 10. However, the arrangement position of the optical member 40 is not limited to this. In the present embodiment, the two imaging units 20 and 30 are arranged apart from each other in order to realize a detection method described later. Therefore, the optical member 40 is in the middle of the path of the light that has propagated through the light guide plate 10 and finally incident on each of the imaging units 20 and 30 in correspondence with the arrangement positions of the imaging units 20 and 30.・ You can arrange 40.

撮像ユニット20・30は、光学部材40の円錐面状の切り欠き44の直下に配置され、導光板10の端部における互いに離れた二箇所に配設されている。また、撮像ユニット20・30は、導光板10のタッチ面よりも上方には突出していない。   The imaging units 20 and 30 are disposed immediately below the conical cutout 44 of the optical member 40, and are disposed at two positions apart from each other at the end of the light guide plate 10. Further, the imaging units 20 and 30 do not protrude above the touch surface of the light guide plate 10.

上記撮像ユニット20は、レンズ21と、光フィルタ22と、撮像素子23とを有している。また、撮像ユニット30も同様に、レンズ31と、光フィルタ32と、撮像素子33とを有している。撮像ユニット20・30は、導光板10又は光学部材40の少なくとも一方に接続されており、導光板10を伝搬しない光は撮像素子23・33に結合しない構造になっている。   The imaging unit 20 includes a lens 21, an optical filter 22, and an imaging element 23. Similarly, the imaging unit 30 includes a lens 31, an optical filter 32, and an imaging element 33. The imaging units 20 and 30 are connected to at least one of the light guide plate 10 and the optical member 40, and have a structure in which light that does not propagate through the light guide plate 10 is not coupled to the imaging elements 23 and 33.

次に、入力装置3Aの発光ペン50の詳細について、図4に基づいて説明する。図4は、発光ペン50の構成を示す断面図である。   Next, details of the light emitting pen 50 of the input device 3A will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the light emitting pen 50.

本実施形態の発光ペン50は、いわゆるタッチペン又はスタイラスペンと呼ばれる操作部材である。上記発光ペン50には、図4に示すように、外形となる筐体51の内部に、光を出射する発光素子52a、及び光を発光ペン50の先端へと導く導光部材52bを有する発光部52と、電源装置53と、制御装置54とが格納されている。   The light emitting pen 50 of the present embodiment is an operation member called a so-called touch pen or stylus pen. As shown in FIG. 4, the light-emitting pen 50 has a light-emitting element 52 a that emits light and a light guide member 52 b that guides light to the tip of the light-emitting pen 50 inside a casing 51 that is an outer shape. The unit 52, the power supply device 53, and the control device 54 are stored.

本実施形態の発光ペン50の特徴的構成として、発光ペン50の先端に発光部52が配置され、さらにその光出射側に、光を拡散させる光拡散部材55を取り付けている点が挙げられる。   As a characteristic configuration of the light-emitting pen 50 of the present embodiment, a light-emitting unit 52 is disposed at the tip of the light-emitting pen 50, and a light diffusion member 55 that diffuses light is attached to the light-emitting side.

この光拡散部材55は、光拡散性および弾性を有する樹脂から構成されている。このような樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、又はシリコンラバーを挙げることができる。弾性を有することによって、入力装置3Aの拡散シート11に発光ペン50の先端つまり光拡散部材55を接触させて用いる場合に、拡散シート11表面を傷付けることがない。また、接触によって僅かに接触部分が変形して拡散シート11表面との接触面積を大きくすることができるので、拡散シート11表面にカップリングする光量を多くすることができる。   The light diffusing member 55 is made of a resin having light diffusibility and elasticity. Examples of such a resin include a fluororesin such as polytetrafluoroethylene, or silicon rubber. By having elasticity, the surface of the diffusion sheet 11 is not damaged when the tip of the light-emitting pen 50, that is, the light diffusion member 55 is used in contact with the diffusion sheet 11 of the input device 3A. Moreover, since the contact portion is slightly deformed by the contact and the contact area with the surface of the diffusion sheet 11 can be increased, the amount of light coupled to the surface of the diffusion sheet 11 can be increased.

光拡散部材55の光出射面は、図4に示すように、曲面を有している。すなわち、光拡散部材55は概ね半球体である。尚、この曲面は、均一な曲率によって構成されている必要はなく、発光ペン50の最も先端部となる領域とそれを囲む領域とで曲率を異ならせてもよい。尚、この曲面には、表面に微細な凹凸形状が設けられていてもよい。   The light exit surface of the light diffusing member 55 has a curved surface as shown in FIG. That is, the light diffusing member 55 is generally hemispherical. The curved surface does not need to be configured with a uniform curvature, and the curvature may be different between the region that is the most distal end portion of the light-emitting pen 50 and the region that surrounds it. The curved surface may have a fine uneven shape on the surface.

また、光拡散部材55の光出射面には、耐磨耗加工が施されていることが好ましい。   Further, the light exit surface of the light diffusing member 55 is preferably subjected to wear resistance processing.

さらに、この光拡散部材55は、発光ペン50に対して着脱可能に構成されている。光拡散部材55が経時劣化を含む何らかの理由で損傷した場合であっても、光拡散部材55を交換するだけで発光ペン50の使用を継続することができる。発光ペン50全体を交換する構成に比べて、低コストで使用を継続することができる。また、着脱可能であるために、光拡散部材55が取り付けられる側の部材である導光部材52bには、光拡散部材55と接触する部分に、図示しない溝構造、咬合構造、又は嵌め合う構造が設けられている。したがって、光拡散部材55には、その構造に合う図示しない構造が設けられている。   Further, the light diffusing member 55 is configured to be detachable from the light emitting pen 50. Even if the light diffusing member 55 is damaged for some reason including deterioration with time, it is possible to continue using the light emitting pen 50 only by replacing the light diffusing member 55. Compared with the configuration in which the entire light emitting pen 50 is replaced, the use can be continued at a low cost. In addition, since it is detachable, a groove structure, an occlusal structure, or a structure that fits into the light guide member 52b that is a member to which the light diffusing member 55 is attached, in a portion that contacts the light diffusing member 55. Is provided. Therefore, the light diffusion member 55 is provided with a structure (not shown) that matches the structure.

尚、本実施形態では、導光部材52bに光拡散部材55を取り付ける態様であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、筐体51に光拡散部材55を取り付ける態様であってもよく、他の態様であってもよい。   In the present embodiment, the light diffusion member 55 is attached to the light guide member 52b. However, the present invention is not limited to this, and the light diffusion member 55 may be attached to the housing 51. It may be other embodiments.

発光素子52aは、光を発するLED(light emitting diode)又はLD(laser diode)を用いることができる。尚、LED又はLDは、1つの発光ペン50に対して1つだけ設けられている構成に限らず、複数個を搭載してもよい。   As the light emitting element 52a, an LED (light emitting diode) or an LD (laser diode) emitting light can be used. The number of LEDs or LDs is not limited to one provided for one light-emitting pen 50, and a plurality of LEDs or LDs may be mounted.

上記電源装置53から電源を受けて発光した発光素子52aからの光は、上記導光部材52bを経て光拡散部材55に入射し、該光拡散部材55の光拡散材料及び微細凹凸によって乱反射する。そして、光拡散部材55の光出射面から拡散光となって出射される。   Light emitted from the light emitting element 52a that receives light from the power supply device 53 enters the light diffusing member 55 through the light guide member 52b, and is irregularly reflected by the light diffusing material and fine unevenness of the light diffusing member 55. Then, it is emitted as diffused light from the light emitting surface of the light diffusing member 55.

電源装置53は、例えば電池を内蔵する構成とすることができる外、充電式に構成されていてもよい。   The power supply device 53 may be configured to be rechargeable, for example, in addition to a configuration in which a battery is incorporated.

制御装置54は、発光素子52aの発光を制御する。例えば、発光素子52aが導光板10に接触したときにのみに発光する仕組み等が盛り込まれる。この仕組みは感圧スイッチ等を用いることにより構成され、発光時間を制御できるため、消費電力を低減し、電池寿命を延ばすことができる。   The control device 54 controls the light emission of the light emitting element 52a. For example, a mechanism for emitting light only when the light emitting element 52a comes into contact with the light guide plate 10 is included. This mechanism is configured by using a pressure-sensitive switch or the like, and can control the light emission time, thereby reducing power consumption and extending battery life.

以上のように、発光ペン50には、光を出射する光源が設けられており、ペン先から光が拡散放射される構成となっている。   As described above, the light-emitting pen 50 is provided with a light source that emits light, and is configured to diffuse and radiate light from the pen tip.

図1に示すように、導光板10の内部を伝搬する光(以下、「伝搬光5a・5b」と記載する)は、光学部材40を介して撮像ユニット20・30によってそれぞれ捕らえられる。そして、検出部4によって、撮像素子23・33から得られる各画像から、該接触の二次元の位置座標が求められる。尚、撮像素子23・33の受光面は、導光板10の表面と平行であるように配設されている。   As shown in FIG. 1, the light propagating through the light guide plate 10 (hereinafter referred to as “propagating light 5a and 5b”) is captured by the imaging units 20 and 30 via the optical member 40, respectively. Then, the detection unit 4 obtains the two-dimensional position coordinates of the contact from each image obtained from the imaging elements 23 and 33. The light receiving surfaces of the image sensors 23 and 33 are disposed so as to be parallel to the surface of the light guide plate 10.

(入力装置の座標検出原理)
上記構成を備えた入力装置3Aにおいてペン入力したときの座標検出原理について、図5及び図6の(a)(b)に基づいて詳述する。図5は、発光ペン50が拡散シート11に接触し、光が伝搬する様子を表す図である。図6の(a)は、入力装置3Aの検出原理を説明する斜視図であり、図6の(b)は、入力装置3Aの撮像ユニット20における撮像素子23での検出光を示す平面図である。
(Input device coordinate detection principle)
The principle of coordinate detection when pen input is performed in the input device 3A having the above configuration will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6A and 6B. FIG. 5 is a diagram illustrating a state where the light-emitting pen 50 contacts the diffusion sheet 11 and light propagates. 6A is a perspective view for explaining the detection principle of the input device 3A, and FIG. 6B is a plan view showing detection light from the image sensor 23 in the imaging unit 20 of the input device 3A. is there.

図5に示すように、発光ペン50のペン先が入力装置3Aのタッチ面である拡散シート11の表面に接触したとき、発光ペン50が拡散シート11を押圧する。この押圧により、可撓性を有する拡散シート11が撓み、拡散シート11の下面に存在する空気層12を押しつぶすことにより、拡散シート11と導光板10が接触する。空気層12の厚みは1〜2μmと薄いので、発光ペン50の押圧により、空気層12が押しつぶされ、拡散シート11と導光板10とを接触させることができる。   As shown in FIG. 5, when the pen tip of the light emitting pen 50 comes into contact with the surface of the diffusion sheet 11 that is the touch surface of the input device 3 </ b> A, the light emitting pen 50 presses the diffusion sheet 11. Due to this pressing, the flexible diffusion sheet 11 is bent, and the air layer 12 existing on the lower surface of the diffusion sheet 11 is crushed to bring the diffusion sheet 11 and the light guide plate 10 into contact. Since the thickness of the air layer 12 is as thin as 1 to 2 μm, the air layer 12 is crushed by the pressing of the light emitting pen 50, and the diffusion sheet 11 and the light guide plate 10 can be brought into contact with each other.

次に、拡散シート11と導光板10とが接触した状態で発光ペン50から光を出射する。発光ペン50には、光拡散部材55が備わっているので、発光ペン50から射出された光は、一方向ではなく、様々な方向へ向けて射出される。また、発光ペン50から射出された光は、拡散シート11を通過する際においても拡散されるので、発光ペン50から射出された光を高効率で利用することができる。   Next, light is emitted from the light-emitting pen 50 in a state where the diffusion sheet 11 and the light guide plate 10 are in contact with each other. Since the light emitting pen 50 is provided with the light diffusing member 55, the light emitted from the light emitting pen 50 is emitted in various directions, not in one direction. Moreover, since the light emitted from the light emitting pen 50 is diffused even when passing through the diffusion sheet 11, the light emitted from the light emitting pen 50 can be used with high efficiency.

ここで、拡散シート11の屈折率N11は1.5〜1.6であり、導光板10の屈折率N10は1.5〜1.6である。したがって、拡散シート11と導光板10の屈折率の差が殆どないため、発光ペン50から出射された光は拡散シート11と導光板10との界面において殆ど反射せず、導光板10の内部に入射する。 Here, the refractive index N 11 of the diffusion sheet 11 is 1.5 to 1.6, the refractive index N 10 of the light guide plate 10 is 1.5 to 1.6. Accordingly, since there is almost no difference in refractive index between the diffusion sheet 11 and the light guide plate 10, the light emitted from the light emitting pen 50 is hardly reflected at the interface between the diffusion sheet 11 and the light guide plate 10, and is not inside the light guide plate 10. Incident.

導光板10の下面においては、導光板10と液晶表示モジュール2との間には隙間が設けられているので空気の層が存在する。また、導光板10の上面においては、図2に示すように、導光板10と拡散シートとの間には、空気層12が存在する。従って、導光板10に入射した光のうち、導光板10内の伝搬角θが、
sin(90°−θ)>1/N10
に示す条件を満たす光束は、導光板10の上下両面の界面において反射し、導光板10内に閉じ込められ、導光板10の表面及び裏面での反射を繰り返し、導光板10内を進行することができる。
On the lower surface of the light guide plate 10, since a gap is provided between the light guide plate 10 and the liquid crystal display module 2, an air layer exists. On the upper surface of the light guide plate 10, an air layer 12 exists between the light guide plate 10 and the diffusion sheet, as shown in FIG. 2. Therefore, the propagation angle θ P in the light guide plate 10 out of the light incident on the light guide plate 10 is
sin (90 ° −θ P )> 1 / N 10
The light beam that satisfies the conditions shown in FIG. 5 is reflected at the interface between the upper and lower surfaces of the light guide plate 10, is confined in the light guide plate 10, is repeatedly reflected on the front and back surfaces of the light guide plate 10, and travels in the light guide plate 10. it can.

発光ペン50の押圧によって拡散シート11が撓む領域は、発光ペン50が拡散シート11を押圧している領域のみであり、その他の領域では、図2に示すように、拡散シート11と導光板10とは、複数の箇所において点で接触している。それゆえ、導光板10から拡散シート11に入射する光の量はごくわずかであり、座標検出に対して大きな影響を与えることがない。   The region where the diffusion sheet 11 bends when the light-emitting pen 50 is pressed is only the region where the light-emitting pen 50 presses the diffusion sheet 11, and in other regions, as shown in FIG. 2, the diffusion sheet 11 and the light guide plate 10 is in point contact at a plurality of locations. Therefore, the amount of light incident on the diffusion sheet 11 from the light guide plate 10 is very small and does not significantly affect the coordinate detection.

そして、導光板10内を伝搬していた光は、導光板10と光学部材40との界面に至ると、光学部材40に入射する。   The light propagating through the light guide plate 10 enters the optical member 40 when it reaches the interface between the light guide plate 10 and the optical member 40.

結果として、発光ペン50から発せられた光はペン先を中心にして放射状に拡散され、拡散シート11を通過し、導光板10に入射し、導光板10内を伝搬し、その光束のうちの一部の伝搬光5a・5b(図1参照)が、光学部材40の円錐面状の切り欠き44に導かれる。切り欠き44に至った光は、その光路を切り欠き44によって光学部材40の下方つまり光学部材40の背面に向けて変化させる。すなわち、導光板10の内部を伝搬した光は、導光板10の下面よりも下方に向かう。これにより、伝搬光5a・5bは、光学部材40の切り欠き44における該円錐面にて反射して、光学部材40の下方に導かれて撮像ユニット20・30にて受光される。   As a result, the light emitted from the light emitting pen 50 is diffused radially around the pen tip, passes through the diffusion sheet 11, enters the light guide plate 10, propagates in the light guide plate 10, A part of the propagating light 5a and 5b (see FIG. 1) is guided to the conical cutout 44 of the optical member 40. The light reaching the notch 44 changes its optical path toward the lower side of the optical member 40, that is, toward the back surface of the optical member 40 by the notch 44. That is, the light propagating through the light guide plate 10 travels downward from the lower surface of the light guide plate 10. Thereby, the propagating lights 5a and 5b are reflected by the conical surface of the notch 44 of the optical member 40, guided below the optical member 40, and received by the imaging units 20 and 30.

撮像ユニット20・30では、光学部材40からの出射光は、まず、レンズ21・31にて集光される。続いて、光フィルタ22・32を通って、最後に撮像素子23・33に受光される。光フィルタ22・32は、発光ペン50から放射される光を透過し、それ以外の波長帯の光を遮断する役割を果たす。光フィルタ22・32により、太陽光又は液晶表示パネルバックライト光等の迷光が遮断され、SN比を高くすることができる。   In the imaging units 20 and 30, the light emitted from the optical member 40 is first condensed by the lenses 21 and 31. Subsequently, the light passes through the optical filters 22 and 32 and is finally received by the image sensors 23 and 33. The optical filters 22 and 32 transmit light emitted from the light emitting pen 50 and play a role of blocking light in other wavelength bands. By the optical filters 22 and 32, stray light such as sunlight or liquid crystal display panel backlight light is blocked, and the SN ratio can be increased.

光フィルタ22・32としては、発光ペン50で使用している光源の中心波長付近の光のみを通過するバンドパスフィルタ、光源の中心波長付近の光よりも大きい波長の光をカットするショートパスフィルタ、又は光源の中心波長付近の光よりも小さい波長の光をカットするロングパスフィルタ等が使用される。   As the optical filters 22 and 32, a band-pass filter that passes only light near the center wavelength of the light source used in the light-emitting pen 50, and a short-pass filter that cuts light having a wavelength larger than light near the center wavelength of the light source. Alternatively, a long pass filter or the like that cuts light having a wavelength smaller than the light near the center wavelength of the light source is used.

次に、図6の(a)に示すように、発光ペン50から発せられ、拡散シート11を通過し、導光板10の内部及び光学部材40の内部を伝搬した後、出射された光は、レンズ21を経て、撮像ユニット20・30における撮像素子23・33に線状の像25を形成する。線状の像25の位置は発光ペン50の位置によって変化する。このため、撮像素子23・33の取得画像を分析することにより、伝搬光5a・5bと導光板10の一辺とがなす角度α・βがそれぞれ求められる。これにより、三角測量の原理を用いて発光源となるペン先が接した点の位置座標を求めることができる。例えば、図6の(a)において、発光ペン50が位置P1にあるとき、撮像ユニット20における撮像素子23では、線状像25が形成される。この発光ペン50が位置P2に移動したとき、図6の(b)に示すように、線状像27が形成される。   Next, as shown in FIG. 6A, the light emitted from the light emitting pen 50, passing through the diffusion sheet 11 and propagating through the light guide plate 10 and the optical member 40, the emitted light is A linear image 25 is formed on the imaging elements 23 and 33 in the imaging units 20 and 30 through the lens 21. The position of the linear image 25 varies depending on the position of the light emitting pen 50. Therefore, by analyzing the acquired images of the image sensors 23 and 33, angles α and β formed by the propagation lights 5a and 5b and one side of the light guide plate 10 are obtained. Thereby, the position coordinate of the point which the pen tip used as a light emission source touched can be calculated | required using the principle of triangulation. For example, in FIG. 6A, when the light-emitting pen 50 is at the position P1, the linear image 25 is formed on the imaging element 23 in the imaging unit 20. When the light emitting pen 50 moves to the position P2, a linear image 27 is formed as shown in FIG.

ここで、光を照射している状態にある発光ペン50のペン先が拡散シート11に接触していないとき、撮像素子23の取得画像には何も現れない。一方、光を照射している状態にある発光ペン50のペン先が拡散シート11に接触して光が導光板10に結合すると、図1に示すように、その光束のうちの一部の伝搬光5a・5bが光学部材40を経由して撮像素子23に導かれる。これにより、図6の(a)(b)に示すように、撮像素子23の撮像面に線状の像が形成され、取得画像上に線状像25が現れる。   Here, when the pen tip of the light emitting pen 50 in the state of irradiating light is not in contact with the diffusion sheet 11, nothing appears in the acquired image of the image sensor 23. On the other hand, when the pen tip of the light emitting pen 50 in the state of irradiating light comes into contact with the diffusion sheet 11 and the light is coupled to the light guide plate 10, as shown in FIG. Lights 5 a and 5 b are guided to the image sensor 23 via the optical member 40. Thereby, as shown in FIGS. 6A and 6B, a linear image is formed on the imaging surface of the imaging element 23, and the linear image 25 appears on the acquired image.

図6の(a)(b)に示す線状像25の位置は、発光ペン50のペン先の接触点の位置に依存して変化し、ペン先の接触点の位置を変えると、線状像25は破線で示した線状像27のように変化する。その線状像の軌跡は一点鎖線で示した扇形状26になる。その扇形状26の中心28と線状像を結ぶ線分の回転角度α1’(円弧の中心28を回転中心とする)は、発光ペン50と撮像素子23を結ぶ線分と導光板10の上記辺Aとがなす角度α1と同じ角度になる。撮像素子の取得画像から角度α1’が求められ、角度α1’から角度α1が求められる。同様にペンが位置P2に移動すると、線状像27が形成され、その線状像27の傾きの角度α2‘を求めることにより、角度α2が求められる。   The position of the linear image 25 shown in FIGS. 6A and 6B changes depending on the position of the contact point of the pen tip of the light-emitting pen 50. The image 25 changes like a linear image 27 indicated by a broken line. The locus of the linear image has a fan shape 26 indicated by a one-dot chain line. The rotation angle α1 ′ of the line segment connecting the center 28 of the fan shape 26 and the line image (with the center 28 of the arc as the rotation center) is the line segment connecting the light-emitting pen 50 and the image sensor 23 and the light guide plate 10 described above. The angle is the same as the angle α1 formed by the side A. The angle α1 ′ is obtained from the acquired image of the image sensor, and the angle α1 is obtained from the angle α1 ′. Similarly, when the pen moves to the position P2, a linear image 27 is formed, and the angle α2 ′ is obtained by obtaining the inclination angle α2 ′ of the linear image 27.

撮像ユニット30の撮像素子33についても同様に取得画像の分析から発光点の位置が特定され、発光ペン50と該撮像素子33とを結ぶ線分と辺Aとがなす角度βが求められる。   Similarly, for the image sensor 33 of the image pickup unit 30, the position of the light emitting point is specified from the analysis of the acquired image, and the angle β formed by the line segment connecting the light emitting pen 50 and the image sensor 33 and the side A is obtained.

そして、撮像素子23・33間の間隔をL、撮像素子23からの画像を読み取って求めた輝点の変位角度をαとし、撮像素子33からの取得画像を読み取って求めた輝点の変位角度をβとしたとき、輝点の座標(X、Y)は下記の関係式(1)(2)
Y=tanα・X …(1)
Y=tanβ・(L−X) …(2)
を満足する。
The distance between the image sensors 23 and 33 is L, the bright spot displacement angle obtained by reading the image from the image sensor 23 is α, and the bright spot displacement angle obtained by reading the acquired image from the image sensor 33. Where β is β, the coordinates (X, Y) of the bright spot are the following relational expressions (1) and (2)
Y = tan α · X (1)
Y = tan β · (L−X) (2)
Satisfied.

これを解くと、輝点の座標(X、Y)は、
X=tanβ・L/(tanα+tanβ) …(3)
Y=(tanα・tanβ)・L/(tanα+tanβ) …(4)
と表される。
Solving this, the coordinates (X, Y) of the bright spot are
X = tan β · L / (tan α + tan β) (3)
Y = (tan α · tan β) · L / (tan α + tan β) (4)
It is expressed.

上述のように求めた角度α・βと、予め求めることができる間隔Lとにより、ペン先が接触した地点の座標X・Yが求められる。このうち間隔Lは、撮像素子23と撮像素子33の間の間隔であり固定の値である。角度α・βを求めることにより、ペン入力座標X、Y(位置座標)を求めることができる。   Based on the angles α and β obtained as described above and the interval L that can be obtained in advance, the coordinates X and Y of the point where the pen tip contacts are obtained. Among these, the space | interval L is a space | interval between the image pick-up element 23 and the image pick-up element 33, and is a fixed value. By obtaining the angles α and β, the pen input coordinates X and Y (position coordinates) can be obtained.

尚、撮像素子23・33間の間隔Lとは、レンズ21の光軸中心とレンズ31の光軸中心との間の距離である。   Note that the distance L between the imaging elements 23 and 33 is a distance between the optical axis center of the lens 21 and the optical axis center of the lens 31.

発光ペン50の位置座標を以上の方法で求めるために、入力システム1Aには、図1に示すように、検出部4を設けている。検出部4は入力装置3Aに設けることができる。   In order to obtain the position coordinates of the light-emitting pen 50 by the above method, the input system 1A is provided with a detection unit 4 as shown in FIG. The detection unit 4 can be provided in the input device 3A.

また、以上の方法で求められた発光ペン50の位置座標に基づいて、液晶表示モジュール2の該位置座標に対応する位置にある画素を例えば光るように駆動して、ユーザが、発光ペン50のタッチ位置を視認することができるようにすることが可能である。そのためには、液晶表示モジュール2の駆動を制御する図示しない制御部が、検出部4にて求めた位置座標の情報を取得して、該情報に基づいて液晶表示モジュール2を駆動すればよい。   Further, based on the position coordinates of the light-emitting pen 50 obtained by the above method, the user drives the pixels at the position corresponding to the position coordinates of the liquid crystal display module 2 so as to shine, for example, and the user It is possible to make the touch position visible. For this purpose, a control unit (not shown) that controls driving of the liquid crystal display module 2 may acquire information on the position coordinates obtained by the detection unit 4 and drive the liquid crystal display module 2 based on the information.

(導光板内の光が拡散シートに入射することの防止策)
ところで、導光板内において光を伝搬させる入力装置においては、以下問題がある。
(Measures to prevent light in the light guide plate from entering the diffusion sheet)
By the way, the input device for propagating light in the light guide plate has the following problems.

すなわち、例えば、比較例1としての入力システム1Xでは、図7に示すように、日光や室内照明などの光が導光板10の表面で反射し、操作者が該反射光を視認してしまう映り込みが発生する。この映り込みにより、操作者が表示画面を見づらくなる。   That is, for example, in the input system 1X as the comparative example 1, as shown in FIG. 7, the light such as sunlight or room illumination is reflected on the surface of the light guide plate 10, and the operator sees the reflected light. Will occur. This reflection makes it difficult for the operator to see the display screen.

そこで、液晶テレビやタブレット端末などにおける映り込みの解決策として、比較例2としての入力システム1Yでは、図8に示すように、拡散性を有する拡散シート11を導光板10に密着させて張り付けるという対策が施される。この結果、拡散シート11によって日光や室内照明などの光を拡散させることにより、映り込みを低減させることが可能である。   Therefore, as a solution for reflection in a liquid crystal television, a tablet terminal, etc., in the input system 1Y as the comparative example 2, as shown in FIG. Measures are taken. As a result, it is possible to reduce the reflection by diffusing light such as sunlight and room lighting by the diffusion sheet 11.

しかし、拡散シート11を導光板10に密着させて張り付けた場合、導光板10の屈折率と拡散シート11の屈折率との差が小さい。その結果、図8に示すように、導光板10内を伝搬する殆どの光は、導光板10と拡散シート11との界面において反射が起こらずに拡散シート11に入射してしまう。そして、拡散シート11に入射した光は拡散してしまうため、全反射条件が崩れ、導光板10内において光を伝搬することができないという問題が生じる。   However, when the diffusion sheet 11 is adhered and adhered to the light guide plate 10, the difference between the refractive index of the light guide plate 10 and the refractive index of the diffusion sheet 11 is small. As a result, as shown in FIG. 8, most of the light propagating in the light guide plate 10 enters the diffusion sheet 11 without reflection at the interface between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11. And since the light which injected into the diffusion sheet 11 will be spread | diffused, the total reflection conditions will collapse | crumble and the problem that light cannot be propagated in the light-guide plate 10 arises.

そこで、本実施形態における入力システム1Aでは、図9に示すように、拡散シート11と導光板10との間に空気層12を設けている。その結果、拡散シートにより映り込みを低減するとともに、空気層12が設けられていることにより導光板10内を伝搬する光の一部が導光板10の上下両面において反射するので、光は導光板10内を伝搬することができる。   Therefore, in the input system 1A in the present embodiment, an air layer 12 is provided between the diffusion sheet 11 and the light guide plate 10 as shown in FIG. As a result, reflection of light is reduced by the diffusion sheet, and part of the light propagating in the light guide plate 10 is reflected on both the upper and lower surfaces of the light guide plate 10 due to the air layer 12 being provided. 10 can be propagated.

以上のように、本実施形態の入力システム1Aは、拡散シート11における互いに離れた少なくとも二箇所において、伝搬した光を捕らえることによって、発光ペン50の位置座標を求めることができる。   As described above, the input system 1 </ b> A of the present embodiment can obtain the position coordinates of the light-emitting pen 50 by capturing the propagated light at at least two locations on the diffusion sheet 11 that are separated from each other.

また、本実施形態の入力装置3Aの構成によれば、拡散シート11のタッチ面よりも上方に突出しない位置に撮像ユニット20・30が設けられている。このため、拡散シート11のタッチ面が入力装置3Aの最上面となり、タッチ面よりも上方に撮像ユニットが出っ張らない。したがって、本実施形態の入力システム1Aの入力装置3Aをテーブル型端末に適用した場合であっても、周囲が土手のように盛り上がることなく、テーブル面を完全にフラットにすることができる。   Further, according to the configuration of the input device 3 </ b> A of the present embodiment, the imaging units 20 and 30 are provided at positions that do not protrude upward from the touch surface of the diffusion sheet 11. For this reason, the touch surface of the diffusion sheet 11 becomes the uppermost surface of the input device 3A, and the imaging unit does not protrude above the touch surface. Therefore, even when the input device 3A of the input system 1A of the present embodiment is applied to a table type terminal, the table surface can be made completely flat without the surroundings rising like a bank.

また、本実施形態の入力システム1Aは、遮光方式ではなく、導光板10の内部を伝搬した光が撮像素子23・33によって受光される構成となっているので、太陽光を含む迷光によって誤認識が生じる虞がなく正確な位置検出を実現することができる。このため、照明装置の直下 、屋外、または窓際に装置を置くことも可能である。   In addition, the input system 1A according to the present embodiment is not a light shielding method, but has a configuration in which light propagating through the light guide plate 10 is received by the image sensors 23 and 33, so that erroneous recognition is caused by stray light including sunlight. Therefore, accurate position detection can be realized. For this reason, it is also possible to place the device directly under the lighting device, outdoors, or near a window.

尚、本実施形態では、撮像素子23・33の計2つの撮像素子を用いた構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導光板10の端部における各箇所からミラー及びシャッターを用いて1つの撮像素子に集めてもよい。   In the present embodiment, the configuration using a total of two image sensors, that is, the image sensors 23 and 33 has been described. However, the present invention is not limited to this, and mirrors are provided from various locations at the end of the light guide plate 10. In addition, the images may be collected in one image sensor using a shutter.

このように、本実施形態の入力装置3Aは、表面における被検出体としての発光ペン50の位置からの光を内部において伝搬する導光板10と、導光板10を伝搬した光の一部を導光板10の裏面から出射させる光学部材40と、光学部材40を介して出射された光を受光する受光部としての撮像ユニット20・30と、撮像ユニット20・30での受光に基づいて導光板10の表面における発光ペン50の位置を検出する検出部4とを備えている。そして、導光板10の表面側には、該導光板10の屈折率よりも屈折率の低い低屈折率層を介して、光拡散性を有するシート状の拡散部材としての拡散シート11が設けられている。   As described above, the input device 3A of the present embodiment guides the light guide plate 10 that propagates light from the position of the light-emitting pen 50 as the detection target on the surface, and part of the light propagated through the light guide plate 10. An optical member 40 that emits light from the back surface of the optical plate 10, imaging units 20 and 30 that receive light emitted through the optical member 40, and light guide plate 10 based on light reception by the imaging units 20 and 30. And a detection unit 4 for detecting the position of the light-emitting pen 50 on the surface. A diffusion sheet 11 as a sheet-like diffusion member having light diffusivity is provided on the surface side of the light guide plate 10 through a low refractive index layer having a refractive index lower than that of the light guide plate 10. ing.

上記の構成によれば、導光板10の表面側には、拡散シート11が設けられていることにより、日光や室内照明などの光が導光板10の表面で反射し、操作者が該反射光を検出してしまう映り込みを低減させることができる。   According to the above configuration, the diffusion sheet 11 is provided on the front surface side of the light guide plate 10, so that light such as sunlight and room lighting is reflected on the surface of the light guide plate 10, and the operator can reflect the reflected light. Can be reduced.

本実施形態では、さらに、導光板10と拡散シート11との間に、空気層12が設けられている。これにより、導光板10内を伝搬する光が、導光板10と拡散シート11との界面において反射せずに拡散シート11へ入射することを防ぐことができる。この結果、導光板10内に入射した光の一部は、導光板10内を全反射しながら伝搬することができる。   In the present embodiment, an air layer 12 is further provided between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11. Thereby, the light propagating through the light guide plate 10 can be prevented from entering the diffusion sheet 11 without being reflected at the interface between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11. As a result, a part of the light incident on the light guide plate 10 can propagate while totally reflecting the light guide plate 10.

したがって、日光や照明光などの映り込みを低減するとともに、導光板内の光が拡散シート11に入射することを防止し得る入力装置3Aを提供することができる。   Therefore, it is possible to provide an input device 3A that can reduce reflection of sunlight, illumination light, and the like and prevent light in the light guide plate from entering the diffusion sheet 11.

また、本実施形態における入力装置3Aでは、拡散シート11は、導光板10に接触可能な可撓性材料にてなっている。これにより、拡散シート11が可撓性であるので、発光ペン50の押圧により、拡散シート11が撓むことができる。これにより、空気層12を押しつぶし、導光板10と拡散シート11とを接触させることができる。したがって、発光ペン50から出射された光を確実に導光板10へ入射させることができる。   In the input device 3 </ b> A according to the present embodiment, the diffusion sheet 11 is made of a flexible material that can contact the light guide plate 10. Thereby, since the diffusion sheet 11 is flexible, the diffusion sheet 11 can be bent by the pressing of the light emitting pen 50. Thereby, the air layer 12 can be crushed and the light-guide plate 10 and the diffusion sheet 11 can be made to contact. Therefore, the light emitted from the light emitting pen 50 can be reliably incident on the light guide plate 10.

また、本実施形態における入力装置3Aでは、拡散シート11は、拡散シート11と導光板10と光学部材40とを平面視したときに、光学部材40が設けられている箇所よりも外周部にて導光板10と接着されている。これにより、導光板10の中央では拡散シート11が導光板10に接触していない状態となっているので、拡散シート11と導光板10との間に空気層12を確実に形成することができる。   Further, in the input device 3A according to the present embodiment, the diffusion sheet 11 has a more peripheral portion than the portion where the optical member 40 is provided when the diffusion sheet 11, the light guide plate 10, and the optical member 40 are viewed in plan view. The light guide plate 10 is bonded. Thereby, since the diffusion sheet 11 is not in contact with the light guide plate 10 at the center of the light guide plate 10, the air layer 12 can be reliably formed between the diffusion sheet 11 and the light guide plate 10. .

また、拡散シート11の導光板10への接着部分は、導光板10における光学部材40が設けられている箇所よりも外周部である。このため、接触位置から撮像ユニット20・30までの区間の拡散シート11側が空気層12であるため、導光板10の表面で全反射するので、光が確実に伝搬する。したがって、導光板10に発光ペン50を接触したときには、発光ペン50に基づく光を光学部材40を介して撮像ユニット20・30に導くことができる。   Moreover, the adhesion part to the light-guide plate 10 of the diffusion sheet 11 is an outer peripheral part rather than the location in which the optical member 40 in the light-guide plate 10 is provided. For this reason, since the diffusion sheet 11 side in the section from the contact position to the imaging units 20 and 30 is the air layer 12, the light is reliably transmitted because it is totally reflected on the surface of the light guide plate 10. Therefore, when the light emitting pen 50 is brought into contact with the light guide plate 10, the light based on the light emitting pen 50 can be guided to the imaging units 20 and 30 through the optical member 40.

さらに、拡散シート11の導光板10への接着部分を導光板10における外周部とすることにより、拡散シート11に皺寄りが発生することを防止することができる。   Furthermore, by making the adhesion part of the diffusion sheet 11 to the light guide plate 10 an outer peripheral portion of the light guide plate 10, it is possible to prevent the diffusion sheet 11 from being wrinkled.

また、本実施形態の入力システム1Aでは、入力装置3Aと、該入力装置3Aの裏面に設けられた画像表示モジュールとしての液晶表示モジュール2とが設けられている。   Further, in the input system 1A of the present embodiment, an input device 3A and a liquid crystal display module 2 as an image display module provided on the back surface of the input device 3A are provided.

このため、検出部4によって検知された位置座標に基づいて、液晶表示モジュール2における液晶表示パネルの複数の画素を駆動することができる。   Therefore, a plurality of pixels of the liquid crystal display panel in the liquid crystal display module 2 can be driven based on the position coordinates detected by the detection unit 4.

尚、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various change is possible within the scope of the present invention.

例えば、本実施形態では、空気層12を低屈折率層とした例を説明したが、低屈折率層は、導光板10よりも屈折率の低い層であればよく、空気層12に限られない。例えば、空気以外の気体や、導光板10よりも屈折率の低い液体を導光板10と拡散シート11との間に封入して、低屈折率層としてもよい。ただし、本実施形態のように、空気層12を低屈折率層とする構成が簡便であり好ましい。   For example, in the present embodiment, the example in which the air layer 12 is a low refractive index layer has been described. However, the low refractive index layer may be a layer having a refractive index lower than that of the light guide plate 10 and is limited to the air layer 12. Absent. For example, a gas other than air or a liquid having a refractive index lower than that of the light guide plate 10 may be sealed between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11 to form a low refractive index layer. However, the configuration in which the air layer 12 is a low refractive index layer as in the present embodiment is simple and preferable.

また、発光ペン50に使用する光源については、導光板10及び光学部材40が透過性を有し、撮像素子23・33で検出可能な波長であればよく、例えば、赤外光又は可視光のいずれでもよく、さらに〔背景技術〕に記載した特許文献1のように、蛍光塗料が発する光であってもよい。   The light source used in the light-emitting pen 50 may be any wavelength as long as the light guide plate 10 and the optical member 40 are transmissive and can be detected by the image sensors 23 and 33. For example, infrared light or visible light Either may be sufficient, and also the light which a fluorescent paint emits like patent document 1 described in [background art] may be sufficient.

また、本実施形態では、被検出体は、光を発する発光ペン50を例示して説明した。   Moreover, in this embodiment, the to-be-detected body demonstrated and demonstrated the light-emitting pen 50 which emits light.

しかしながら、本発明では、被検出体は、光を発する発光ペン50に限らず、指及び手を含む非発光被検出体に適用することも可能である。すなわち、非発光被検出体を用いる場合には、例えば、導光板10の縁部に該導光板10の内部を照明する照明光源を設けておく。これによって、入力装置3A及び入力システム1Aを、指及び手を含む非発光被検出体が接触した座標位置の検出に適用することが可能となる。   However, in the present invention, the detection target is not limited to the light emitting pen 50 that emits light, but can be applied to a non-light emission detection target including a finger and a hand. That is, when using a non-light-emitting detection target, for example, an illumination light source for illuminating the inside of the light guide plate 10 is provided at the edge of the light guide plate 10. Thereby, it becomes possible to apply the input device 3A and the input system 1A to the detection of the coordinate position where the non-light emitting detection object including the finger and the hand is in contact.

〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図10および図11に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. 10 and FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施形態における入力装置3Bを備えた入力システム1Bは、導光板10と拡散シート11との間に存在する空気層12の構成方法が、前記実施形態1の入力装置3Aを備えた入力システム1Aとは異なっている。   In the input system 1B including the input device 3B according to the present embodiment, the configuration method of the air layer 12 existing between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11 is the same as the input system 1A including the input device 3A according to the first embodiment. Is different.

本実施形態の入力装置3Bを備えた入力システム1Bの構成について、図10に基づいて説明する。図10は、本実施形態の入力システム1Bにおける入力装置3Bの導光板10と拡散シート11との界面を拡大した図である。図11は、本実施形態において、発光ペン50が拡散シート11に接触した時における、拡散シート11と導光板10との界面を拡大した図である。   A configuration of an input system 1B including the input device 3B of the present embodiment will be described based on FIG. FIG. 10 is an enlarged view of the interface between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11 of the input device 3B in the input system 1B of the present embodiment. FIG. 11 is an enlarged view of the interface between the diffusion sheet 11 and the light guide plate 10 when the light-emitting pen 50 contacts the diffusion sheet 11 in the present embodiment.

本実施形態の入力システム1Bにおける入力装置3Bは、図10に示すように、導光板10と拡散シート11との間にスペーサとしての複数のマイクロビーズ60が設けられている。マイクロビーズ60は、直径が数μmの球状のビーズにてなっている。   As shown in FIG. 10, the input device 3 </ b> B in the input system 1 </ b> B of the present embodiment is provided with a plurality of microbeads 60 as spacers between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11. The microbead 60 is a spherical bead having a diameter of several μm.

導光板10と拡散シート11との間にマイクロビーズ60を設けることにより、拡散シート11の表面粗さが小さい場合においても、導光板10と拡散シート11との間に厚みが数μmの空気層12を形成することができる。   By providing the microbeads 60 between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11, even when the surface roughness of the diffusion sheet 11 is small, an air layer having a thickness of several μm between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11. 12 can be formed.

上記構成の入力システム1Bにおける入力装置3Bでは、発光ペン50が拡散シート11に接触し、拡散シート11を押圧すると、図11に示すように、可撓性を有する拡散シート11が撓む。そして、拡散シート11の下面に存在する空気層12が押しつぶされることにより、拡散シート11と導光板10とが接触する。空気層12の厚みは数μmと薄いので、発光ペン50の押圧により、空気層12が押しつぶされ、拡散シート11と導光板10とを接触させることができる。   In the input device 3B in the input system 1B configured as described above, when the light-emitting pen 50 contacts the diffusion sheet 11 and presses the diffusion sheet 11, the flexible diffusion sheet 11 is bent as shown in FIG. And the diffusion sheet 11 and the light-guide plate 10 contact because the air layer 12 which exists in the lower surface of the diffusion sheet 11 is crushed. Since the thickness of the air layer 12 is as thin as several μm, the air layer 12 is crushed by pressing the light emitting pen 50, and the diffusion sheet 11 and the light guide plate 10 can be brought into contact with each other.

また、このとき、発光ペン50の押圧領域において、マイクロビーズ60が存在したとしても、マイクロビーズ60は数μmと小さいので、発光ペン50から射出された光のうち、マイクロビーズ60により反射される光の割合は小さいものとなる。また、発光ペン50の光拡散部材55は弾性を有していることから、光拡散部材55が撓み、接触面積を大きくすることができる。このため、押圧領域にマイクロビーズ60が存在しても、十分な量の光を導光板10に入射させることができる。   At this time, even if the microbead 60 is present in the pressing area of the light-emitting pen 50, the microbead 60 is as small as several μm, so that the light emitted from the light-emitting pen 50 is reflected by the microbead 60. The proportion of light is small. Further, since the light diffusing member 55 of the light emitting pen 50 has elasticity, the light diffusing member 55 can be bent and the contact area can be increased. For this reason, even if the microbeads 60 exist in the pressing region, a sufficient amount of light can be incident on the light guide plate 10.

さらに、発光ペン50の光拡散部材55は弾性を有していることから、発光ペン50を拡散シート11に押圧した際に、光拡散部材55は撓み、光拡散部材55と拡散シート11との接触面積が大きくなる。これにより、十分な量の光を導光板10に出射することができる。   Further, since the light diffusion member 55 of the light-emitting pen 50 has elasticity, when the light-emitting pen 50 is pressed against the diffusion sheet 11, the light diffusion member 55 bends and the light diffusion member 55 and the diffusion sheet 11 are not bent. The contact area increases. Thereby, a sufficient amount of light can be emitted to the light guide plate 10.

本実施の形態の入力システム1Bにおける入力装置3Bにおいても、前記実施形態1の入力システム1Aにおける入力装置3Aと同様に、導光板10の下面においては、導光板10と液晶表示モジュール2との間には隙間が設けられているので空気層が存在する。また、導光板10の上面においては、図11に示すように、導光板10と拡散シート11との間には、マイクロビーズ60が存在することにより、空気層12が存在する。したがって、導光板10に入射した光のうち、導光板10内の伝搬角θが、
sin(90°−θ)>1/N10
に示す条件を満たす光束は、導光板10の上下両面の界面において反射し、導光板10内に閉じ込められ、導光板10の表面及び裏面での反射を繰り返し、導光板10内を進行することができる。
Also in the input device 3B in the input system 1B of the present embodiment, the lower surface of the light guide plate 10 is located between the light guide plate 10 and the liquid crystal display module 2 in the same manner as the input device 3A in the input system 1A of the first embodiment. Since there is a gap, there is an air layer. Further, on the upper surface of the light guide plate 10, the air layer 12 exists between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11 due to the presence of the microbeads 60 as shown in FIG. 11. Therefore, of the light incident on the light guide plate 10, the propagation angle θ P in the light guide plate 10 is
sin (90 ° −θ P )> 1 / N 10
The light beam satisfying the condition shown in FIG. 5 is reflected at the interface between the upper and lower surfaces of the light guide plate 10, is confined in the light guide plate 10, is repeatedly reflected on the front and back surfaces of the light guide plate 10, and travels in the light guide plate 10. it can.

以上のように、本実施形態の入力システム1Bにおける入力装置3Bでは、導光板10と拡散シート11との間には、スペーサとしての複数のマイクロビーズ60を配設している。これにより、導光板10と拡散シート11との間において数μmの空気層12を形成することができる。その結果、導光板10に入射した光の一部は、導光板10の上下両面の界面において反射し、導光板10内に閉じ込められ、導光板10の表面及び裏面での反射を繰り返し、導光板10内を進行することができる。   As described above, in the input device 3B in the input system 1B of the present embodiment, a plurality of microbeads 60 as spacers are disposed between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11. Thereby, an air layer 12 of several μm can be formed between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11. As a result, part of the light incident on the light guide plate 10 is reflected at the upper and lower interfaces of the light guide plate 10 and confined in the light guide plate 10, and repeatedly reflected on the front and back surfaces of the light guide plate 10. You can proceed through 10.

〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、図12に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施形態1および実施形態2にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention is described below with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施形態における入力装置3Cを備えた入力システム1Cは、それぞれ波長の異なる光を射出する2つの発光ペン50a、50bの入力座標位置を検出できる点が、実施形態1・2における入力装置3A・3Bを備えた入力システム1A・1Bとは異なっている。   The input system 1C provided with the input device 3C in the present embodiment is capable of detecting the input coordinate positions of the two light emitting pens 50a and 50b that emit light having different wavelengths, respectively. This is different from the input systems 1A and 1B provided with 3B.

本実施形態の入力装置3Cを備えた入力システム1Cの構成について、図12に基づいて説明する。図12は、本実施形態の入力システム1Cの構成を示す平面図である。   A configuration of an input system 1C including the input device 3C according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a plan view showing the configuration of the input system 1C of the present embodiment.

本実施形態の入力システム1Cは、図12に示すように、画像表示モジュールとしての液晶表示モジュール2と、この液晶表示モジュール2の前面側に隙間を設けて配設された入力装置3Cとを備えている。   As shown in FIG. 12, the input system 1C of the present embodiment includes a liquid crystal display module 2 as an image display module, and an input device 3C disposed with a gap on the front side of the liquid crystal display module 2. ing.

本実施形態の入力装置3Cは、図示しない導光板10と、導光板10の表面側に設けられた拡散部材としての拡散シート11と、受光部としての撮像ユニット20a・30a・20b・30bと、導光板10と撮像ユニット20a・30a・20b・30bとの間それぞれにおいて、該導光板10の背面に密着固定された光学部材40と、図示しない検出部4と、被検出体としての発光ペン50a・50bとを備えている。この構成により、拡散シート11の表面であるタッチ面に2つの発光ペン50a・50bがタッチ(接触)すると、タッチ面でのタッチ位置座標を求めることができるようになっている。   The input device 3C of the present embodiment includes a light guide plate 10 (not shown), a diffusion sheet 11 as a diffusion member provided on the surface side of the light guide plate 10, imaging units 20a, 30a, 20b, and 30b as light receiving units, Between each of the light guide plate 10 and the imaging units 20a, 30a, 20b, and 30b, an optical member 40 that is closely fixed to the back surface of the light guide plate 10, a detection unit 4 (not shown), and a light emitting pen 50a as a detection target. -50b is provided. With this configuration, when the two light-emitting pens 50a and 50b touch (contact) the touch surface, which is the surface of the diffusion sheet 11, the touch position coordinates on the touch surface can be obtained.

導光板10は、透光性材料からなる矩形の一枚の平板であり、液晶表示モジュール2の表示面側に隙間を設けて配設されている。導光板10は、対向する一対の辺がそれぞれ液晶表示モジュール2より大きく構成されている。上方から見て液晶表示モジュール2と重なっていない領域に、撮像ユニット20a・30aのそれぞれの少なくとも一部分および撮像ユニット20b・30bのそれぞれの少なくとも一部分がそれぞれ、液晶表示モジュール2を挟んで、導光板10の背面つまり下面側に配設している。   The light guide plate 10 is a single rectangular flat plate made of a translucent material, and is arranged with a gap on the display surface side of the liquid crystal display module 2. The light guide plate 10 is configured such that a pair of opposing sides is larger than the liquid crystal display module 2. At least a part of each of the imaging units 20a and 30a and at least a part of each of the imaging units 20b and 30b are respectively sandwiched between the liquid crystal display modules 2 in a region that does not overlap with the liquid crystal display module 2 when viewed from above. It is arrange | positioned in the back surface, ie, the lower surface side.

拡散シート11は、導光板10の上面に設けられている。拡散シート11は、外周部においてのみ導光板10に密着されており、その他の領域においては導光板10に密着していない。拡散シート11は、導光板10に密着しておらず、導光板10に複数の箇所において点で接触している。したがって、導光板10と拡散シート11との間には、数μmの低屈折率層としての空気層12が存在することになる。   The diffusion sheet 11 is provided on the upper surface of the light guide plate 10. The diffusion sheet 11 is in close contact with the light guide plate 10 only at the outer peripheral portion, and is not in close contact with the light guide plate 10 in other regions. The diffusion sheet 11 is not in close contact with the light guide plate 10 and is in contact with the light guide plate 10 at a plurality of points. Therefore, an air layer 12 as a low refractive index layer of several μm exists between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11.

拡散シート11を導光板10に密着させる外周部は、上方から見た場合、後述する光学部材40より外側にある。したがって、拡散シート11への光の入射位置と光学部材40との間の領域では、導光板10と拡散シート11とは密着しておらず、導光板10と拡散シート11との間に空気層12が存在する。   The outer peripheral part which makes the diffusion sheet 11 adhere to the light guide plate 10 is outside the optical member 40 described later when viewed from above. Therefore, in the region between the light incident position on the diffusion sheet 11 and the optical member 40, the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11 are not in close contact, and an air layer is formed between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11. There are 12.

光学部材40は、導光板10の背面と撮像ユニット20a・30a・20b・30bとの間に配設されている。光学部材40には、上面に隣接した端面における、導光板10の角部に近い領域に、凹部としての円錐面状の切り欠き44(不図示)が設けられている。   The optical member 40 is disposed between the back surface of the light guide plate 10 and the imaging units 20a, 30a, 20b, and 30b. The optical member 40 is provided with a conical cutout 44 (not shown) as a recess in a region near the corner of the light guide plate 10 on the end surface adjacent to the upper surface.

撮像ユニット20a・30a・20b・30bは、光学部材40の円錐面状の切り欠き44の直下に配置される。撮像ユニット20a・30aは、導光板10の端部における互いに離れた二箇所に配設されており、撮像ユニット20b・30bは、撮像ユニット20a・30aが配設されている端部とは逆側の端部における互いに離れた二箇所に配設されている。   The imaging units 20 a, 30 a, 20 b, and 30 b are disposed immediately below the conical surface notch 44 of the optical member 40. The imaging units 20a and 30a are disposed at two positions apart from each other at the end of the light guide plate 10, and the imaging units 20b and 30b are opposite to the ends where the imaging units 20a and 30a are disposed. It is arrange | positioned in two places away from each other in the edge part.

撮像ユニット20aは、レンズ21aと、光フィルタ24aと、撮像素子23aとを有している。撮像ユニット30aは、レンズ31aと、光フィルタ34aと、撮像素子33aとを有している。撮像ユニット20bは、レンズ21bと、光フィルタ24bと、撮像素子23bとを有している。撮像ユニット30bは、レンズ31bと、光フィルタ34bと、撮像素子33bとを有している。光フィルタ24a・34aが遮蔽する光の波長は、光フィルタ24b・34bが遮蔽する光の波長とは異なっている。   The imaging unit 20a includes a lens 21a, an optical filter 24a, and an imaging element 23a. The imaging unit 30a includes a lens 31a, an optical filter 34a, and an imaging element 33a. The imaging unit 20b includes a lens 21b, an optical filter 24b, and an imaging element 23b. The imaging unit 30b includes a lens 31b, an optical filter 34b, and an imaging element 33b. The wavelengths of light shielded by the optical filters 24a and 34a are different from the wavelengths of light shielded by the optical filters 24b and 34b.

撮像ユニット20a・30a・20b・30bは、導光板10又は光学部材40の少なくとも一方に接続されており、導光板10を伝搬しない光は撮像素子23・33に結合しない構造になっている。   The imaging units 20a, 30a, 20b, and 30b are connected to at least one of the light guide plate 10 and the optical member 40, and have a structure in which light that does not propagate through the light guide plate 10 is not coupled to the imaging elements 23 and 33.

本実施形態では、波長の異なる光を射出する2つの発光ペン50a、50bを用いる。   In the present embodiment, two light emitting pens 50a and 50b that emit light having different wavelengths are used.

発光ペン50aから出射された光は、光フィルタ24a・34aを透過することはできるが、光フィルタ24b・34bを透過することができないようになっている。一方、発光ペン50bから出射された光は、光フィルタ24b・34bを透過することはできるが、光フィルタ24a・34aを透過することができないようになっている。   The light emitted from the light emitting pen 50a can pass through the optical filters 24a and 34a, but cannot pass through the optical filters 24b and 34b. On the other hand, the light emitted from the light emitting pen 50b can pass through the optical filters 24b and 34b, but cannot pass through the optical filters 24a and 34a.

これにより、撮像ユニット20a・30aにより、三角測量の原理を用いて、発光ペン50aの座標入力位置を検出するとともに、撮像ユニット20b・30bにより、三角測量の原理を用いて、発光ペン50bの座標入力位置を検出する。   Thereby, the imaging unit 20a / 30a detects the coordinate input position of the light emitting pen 50a using the principle of triangulation, and the imaging unit 20b / 30b detects the coordinate of the light emitting pen 50b using the principle of triangulation. Detect input position.

以上のように、本実施形態における入力装置3Cを備えた入力システム1Cは、2つの発光ペン50a・50bの座標位置をそれぞれ検出することが可能な構成となっている。   As described above, the input system 1C including the input device 3C according to the present embodiment is configured to be able to detect the coordinate positions of the two light emitting pens 50a and 50b.

また、拡散シート11は、各撮像ユニット20a・30a・20b・30bおよび光学部材40が設けられる位置よりも外周部において導光板10と密着している。これにより、それ以外の領域では、導光板10と拡散シート11との間に空気層12が存在する。空気層12が存在することにより、発光ペン50a・50bから出射され、拡散シート11を通過し、導光板10に入射した光の一部は、導光板10の上下両面において反射するため、導光板10内を伝搬することができる。   Further, the diffusion sheet 11 is in close contact with the light guide plate 10 at the outer peripheral portion rather than the position where the imaging units 20a, 30a, 20b, 30b and the optical member 40 are provided. Thereby, the air layer 12 exists between the light guide plate 10 and the diffusion sheet 11 in other regions. Since the air layer 12 is present, part of the light emitted from the light-emitting pens 50 a and 50 b, passing through the diffusion sheet 11 and entering the light guide plate 10 is reflected on both the upper and lower surfaces of the light guide plate 10. 10 can be propagated.

〔まとめ〕
本発明の態様1における入力装置3A〜3Cは、表面における被検出体(発光ペン50)の位置からの光を内部において伝搬する導光板10と、上記導光板10を伝搬した光の一部を上記導光板10の裏面から出射させる光学部材40と、上記光学部材40を介して出射された光を受光する受光部(撮像ユニット20・30)と、上記受光部(撮像ユニット20・30)での受光に基づいて上記導光板10の表面における上記被検出体(発光ペン50)の位置を検出する検出部4とを備えた入力装置において、上記導光板10の表面側には、該導光板10の屈折率よりも屈折率の低い低屈折率層を介して、光拡散性を有するシート状の拡散部材(拡散シート11)が設けられていることを特徴としている。尚、被検出体は、必ずしも発光ペンに限らず、非発光型の指等であってもよい。この場合には、導光板の周囲に光源を設けることによって、指等の位置を検出することができる。
[Summary]
The input devices 3A to 3C according to the first aspect of the present invention include a light guide plate 10 that propagates light from the position of the detection object (light emitting pen 50) on the surface, and a part of the light that propagates through the light guide plate 10. An optical member 40 that is emitted from the back surface of the light guide plate 10, a light receiving unit (imaging units 20 and 30) that receives light emitted through the optical member 40, and a light receiving unit (imaging units 20 and 30). In the input device including the detection unit 4 that detects the position of the detection target (light emitting pen 50) on the surface of the light guide plate 10 based on the received light, the light guide plate 10 has a light guide plate on the surface side of the light guide plate 10. A sheet-like diffusion member (diffusion sheet 11) having light diffusibility is provided through a low refractive index layer having a refractive index lower than the refractive index of 10. The detected object is not necessarily limited to the light-emitting pen, and may be a non-light-emitting finger or the like. In this case, the position of a finger or the like can be detected by providing a light source around the light guide plate.

上記の発明によれば、導光板の表面側には、拡散部材が設けられていることにより、日光や室内照明などの光が導光板の表面で反射し、操作者が該反射光を検出してしまう映り込みを低減させることができる。   According to the above invention, the diffusion member is provided on the surface side of the light guide plate, so that light such as sunlight and indoor lighting is reflected on the surface of the light guide plate, and the operator detects the reflected light. Reflection can be reduced.

本発明では、さらに、導光板と拡散部材との間に、低屈折率層が設けられている。これにより、導光板内を伝搬する光が、導光板と拡散部材との界面において反射せずに拡散部材へ入射することを防ぐことができる。この結果、導光板内に入射した光の一部は、導光板内を全反射しながら伝搬することができる。   In the present invention, a low refractive index layer is further provided between the light guide plate and the diffusing member. Thereby, it is possible to prevent light propagating in the light guide plate from entering the diffusion member without being reflected at the interface between the light guide plate and the diffusion member. As a result, part of the light incident on the light guide plate can propagate while totally reflecting inside the light guide plate.

したがって、日光や照明光などの映り込みを低減するとともに、導光板内の光がシート状の拡散部材に入射することを防止し得る入力装置を提供することができる。   Therefore, it is possible to provide an input device that can reduce reflection of sunlight, illumination light, and the like, and can prevent light in the light guide plate from entering the sheet-like diffusion member.

本発明の態様2における入力装置3A〜3Cは、上記態様1における入力装置において、前記拡散部材(拡散シート11)は、前記導光板10に接触可能な可撓性材料にてなっていることが好ましい。   In the input device 3A to 3C according to the second aspect of the present invention, in the input device according to the first aspect, the diffusion member (diffusion sheet 11) is made of a flexible material that can contact the light guide plate 10. preferable.

上記の構成によれば、拡散部材が導光板に接触可能な可撓性であるので、被検出体の押圧により、拡散部材が撓むことができる。これにより、低屈折率層を押しつぶし、導光板と拡散部材とを接触させることができる。したがって、被検出体から出射された光を確実に導光板へ入射させることができる。   According to said structure, since a diffusion member is the flexibility which can contact a light-guide plate, a diffusion member can be bent by the press of a to-be-detected body. Thereby, a low refractive index layer can be crushed and a light-guide plate and a diffusion member can be made to contact. Therefore, the light emitted from the detection object can be reliably incident on the light guide plate.

本発明の態様3における入力装置3Bは、上記態様1、2における入力装置において、前記導光板10と前記拡散部材(拡散シート11)との間には、スペーサ(マイクロビーズ60)が設けられていることが好ましい。   In the input device 3B according to the third aspect of the present invention, in the input device according to the first and second aspects, a spacer (microbead 60) is provided between the light guide plate 10 and the diffusion member (diffusion sheet 11). Preferably it is.

上記の構成によれば、スペーサにて拡散部材を支持することにより、導光板と拡散部材との間に低屈折率層を確実に形成することができる。   According to said structure, a low refractive index layer can be reliably formed between a light-guide plate and a diffusion member by supporting a diffusion member with a spacer.

本発明の態様4における入力装置3Bは、上記態様1、2または3における入力装置において、前記拡散部材(拡散シート11)は、該拡散部材(拡散シート11)と上記導光板10と光学部材40とを平面視したときに、前記光学部材40が設けられている箇所よりも外周部にて上記導光板10と接着されていることが好ましい。   The input device 3B according to the fourth aspect of the present invention is the input device according to the first, second, or third aspect, wherein the diffusion member (the diffusion sheet 11) is the diffusion member (the diffusion sheet 11), the light guide plate 10, and the optical member 40. When viewed from above, it is preferable that the light guide plate 10 is bonded to the outer peripheral portion rather than the portion where the optical member 40 is provided.

上記の構成によれば、導光板の中央では拡散部材が導光板に接触していない状態となっているので、拡散部材と導光板との間に低屈折率層を確実に形成することができる。   According to the above configuration, since the diffusion member is not in contact with the light guide plate at the center of the light guide plate, the low refractive index layer can be reliably formed between the diffusion member and the light guide plate. .

また、拡散部材の導光板への接着部分は、導光板における光学部材が設けられている箇所よりも外周部である。このため、導光板に被検出体を接触したときには、被検出体に基づく光を、光学部材を介して受光部に導くことができる。   Moreover, the adhesion part to the light-guide plate of a diffusion member is an outer peripheral part rather than the location in which the optical member in a light-guide plate is provided. For this reason, when the detected body is brought into contact with the light guide plate, light based on the detected body can be guided to the light receiving section via the optical member.

さらに、拡散部材の導光板への接着部分を導光板における外周部とすることにより、拡散部材に皺寄りが発生することを防止することができる。   Furthermore, it is possible to prevent wrinkles from occurring in the diffusing member by setting the bonding portion of the diffusing member to the light guide plate as the outer peripheral portion of the light guide plate.

本発明の態様5における入力システム1A〜1Cは、態様1〜4のいずれか1の入力装置3A〜3Cと、上記入力装置3A〜3Cの裏面に設けられた画像表示モジュール(液晶表示モジュール2)とを備えていることを特徴としている。尚、画像表示モジュールとは、液晶ディスプレイ、又は入力装置に一体的に積層されている液晶表示パネル等の表示画面に点画像又は直線画像等のオブジェクトを表示するため等に用いられるモジュールをいう。   The input systems 1A to 1C according to the fifth aspect of the present invention include the input devices 3A to 3C according to any one of the first to fourth aspects and an image display module (liquid crystal display module 2) provided on the back surface of the input devices 3A to 3C. It is characterized by having. The image display module refers to a module used for displaying an object such as a point image or a straight line image on a display screen such as a liquid crystal display or a liquid crystal display panel integrally laminated on an input device.

上記の発明によれば、入力装置の裏面には、画像表示モジュールが設けられているので、検知部によって検知された位置座標に基づいて、画像表示モジュールにおける画像表示パネルの複数の画素を駆動することができる。   According to the above invention, since the image display module is provided on the back surface of the input device, a plurality of pixels of the image display panel in the image display module are driven based on the position coordinates detected by the detection unit. be able to.

また、本発明では、日光や照明光などの映り込みを低減するとともに、導光板内の光がシート状の拡散部材に入射することを防止し得る入力装置を備えた入力システムを提供することができる。   Moreover, in this invention, while reducing reflection of sunlight, illumination light, etc., while providing the input system provided with the input device which can prevent that the light in a light-guide plate injects into a sheet-like diffusion member. it can.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

本発明は、発光ペン等の被検出体を用いて該被検出体の座標位置を求める入力装置及び入力システムに利用することができる。   The present invention can be used for an input device and an input system that obtain a coordinate position of a detected object using a detected object such as a light-emitting pen.

1A〜1C 入力システム
2 液晶表示モジュール(画像表示モジュール)
3A〜3C 入力装置
4 検出部
5a・5b 伝搬光
10 導光板
11 拡散シート(拡散部材)
20 撮像ユニット(受光部)
21 レンズ
22 光フィルタ
23 撮像素子
30 撮像ユニット(受光部)
31 レンズ
32 光フィルタ
33 撮像素子
40 光学部材
44 切り欠き
50 発光ペン(被検出体)
60 マイクロビーズ(スペーサ)
1A-1C input system 2 Liquid crystal display module (image display module)
3A to 3C Input device 4 Detector 5a / 5b Propagated light 10 Light guide plate 11 Diffusion sheet (diffusion member)
20 Imaging unit (light receiving unit)
21 Lens 22 Optical filter 23 Imaging device 30 Imaging unit (light receiving unit)
31 Lens 32 Optical Filter 33 Image Sensor 40 Optical Member 44 Notch 50 Light-Emitting Pen (Detected Object)
60 micro beads (spacer)

Claims (5)

表面における被検出体の位置からの光を内部において伝搬する導光板と、上記導光板を伝搬した光の一部を上記導光板の裏面から出射させる光学部材と、上記光学部材を介して出射された光を受光する受光部と、上記受光部での受光に基づいて上記導光板の表面における上記被検出体の位置を検出する検出部とを備えた入力装置において、
上記導光板の表面側には、該導光板の屈折率よりも屈折率の低い低屈折率層を介して、光拡散性を有するシート状の拡散部材が設けられていることを特徴とする入力装置。
A light guide plate that propagates light from the position of the detected object on the surface inside, an optical member that emits part of the light propagated through the light guide plate from the back surface of the light guide plate, and the light emitted through the optical member. In an input device comprising: a light receiving unit that receives the received light; and a detection unit that detects the position of the detected object on the surface of the light guide plate based on light reception by the light receiving unit.
An input characterized in that a sheet-like diffusion member having light diffusibility is provided on the surface side of the light guide plate through a low refractive index layer having a refractive index lower than that of the light guide plate. apparatus.
前記拡散部材は、前記導光板に接触可能な可撓性材料にてなっていることを特徴とする請求項1に記載の入力装置。   The input device according to claim 1, wherein the diffusion member is made of a flexible material that can contact the light guide plate. 前記導光板と前記拡散部材との間には、スペーサが設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の入力装置。   The input device according to claim 1, wherein a spacer is provided between the light guide plate and the diffusion member. 前記拡散部材は、該拡散部材と上記導光板と光学部材とを平面視したときに、前記光学部材が設けられている箇所よりも外周部にて上記導光板と接着されていることを特徴とする請求項1、2または3に記載の入力装置。   When the diffusion member, the light guide plate, and the optical member are viewed in plan, the diffusion member is bonded to the light guide plate at an outer peripheral portion rather than a portion where the optical member is provided. The input device according to claim 1, 2, or 3. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の入力装置と、
上記入力装置の裏面に設けられた画像表示モジュールとを備えていることを特徴とする入力システム。
The input device according to any one of claims 1 to 4,
An input system comprising: an image display module provided on a back surface of the input device.
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