JP4893583B2 - タッチセンサおよびタッチセンサ付き表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、タッチセンサおよびタッチセンサ付き表示装置に関するものである。

例えば、タッチペン等といった入力器具や人間の指等をタッチ面の任意の位置に接触させることにより、接触位置を特定して電子機器の各種操作、入力等を行うタッチセンサが知られている。このようなタッチセンサとしては、弾性表面波型、赤外線型、抵抗膜型など、様々なタイプが知られている。
特許文献１には、弾性表面波型のタッチセンサが開示されている。このタッチセンサは、弾性表面波が伝播するガラス基板と、弾性表面波を送受信するＸ方向トランスジューサおよびＹ方向トランスジューサと、これらトランスジューサが受信した弾性表面波の強度変化に基づきタッチ位置を検出する位置検出手段とを有していて、ガラス基板の表面を伝搬する弾性表面波の強度が、指等と接触した位置で減衰する性質を利用して、タッチ入力位置を検出するものである。
ここで、近年では、タッチセンサの利便性を向上させるために、複数の箇所を同時にタッチ入力できるマルチタッチ機能を備えたタッチセンサが望まれている。しかしながら、特許文献１のタッチセンサにおいては、構造の複雑化、装置の大型化などの点からマルチタッチ機能を搭載することが困難である。

特開２００４−３４８６８６号公報

本発明の目的は、小型化を図りつつ、簡単な構成で複数の箇所を同時にタッチ入力できるタッチセンサおよびタッチセンサ付き表示装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のタッチセンサは、光反射性を有する光反射部と、前記光反射部に向けて光を出射する光出射部とを有し、前記光反射部で反射した前記光を走査する光走査手段と、
シート状をなし、その一方の面が前記光反射部で反射された光が走査される光走査面、他方の面が押圧操作される入力面である可撓性を有するシート材と、
前記入力面の押圧による、前記光反射部と前記光走査面との間の前記光の光路長の変化に基づいて、前記入力面の押圧位置を検出する押圧位置検出手段とを有していることを特徴とする。
これにより、簡単な構成で複数の箇所を同時にタッチ入力できるタッチセンサを提供することができる。

本発明のタッチセンサでは、前記光走査手段は、前記光反射部を備え回動可能に設けられた可動板を有するアクチュエータを有し、前記可動板を回動させることにより、前記光反射部で反射した光を前記光走査面に走査することが好ましい。
これにより、タッチセンサの小型化を図ることができる。
本発明のタッチセンサでは、前記光走査手段は、前記アクチュエータを前記可動板の回動中心軸に対して直交する軸まわりに回転可能に支持する回転盤を有し、該回転盤を回転させつつ、前記可動板を回動させることにより、前記光反射部で反射した光を前記光走査面に２次元的に走査することが好ましい。
これにより、簡単な構成で、光走査面の全域に光を走査することができる。
本発明のタッチセンサでは、前記光反射部から出射してから、前記光走査面で反射し、再び前記光反射部に戻ってくるまでの時間に基づいて、前記光路長の変化を検知することが好ましい。
これにより、より正確に、光路長の変化を検知することができる。

本発明のタッチセンサでは、前記押圧位置検出手段は、前記光出射部と前記光反射部との間の光路の途中または分岐した位置に設けられ、前記光走査面で反射し再び前記光反射部に戻ってきた光を受光する受光部と、前記光出射部から光が出射されるタイミングとその光が前記受光部で受光されたタイミングとの時間差を算出する時間差算出部と、前記時間差算出部による算出結果に基づいて前記入力面の押圧位置を検出する検出部とを有していることが好ましい。
これにより、簡単な構成でかつ正確に、入力面の押圧位置を検出することができる。

本発明のタッチセンサでは、前記時間差算出部は、前記光走査面の所定箇所における前記時間差を所定の時間間隔毎に算出し、前記検出部は、前記時間差算出部がｎ回目に算出した前記時間差と、ｎ＋１回目に算出した前記時間差との差を求め、その差が所定の閾値を超えた場合に当該箇所を前記押圧位置として検出することが好ましい（ただし、ｎは自然数である）。
これにより、正確に、入力面の押圧位置を検出することができる。また、例えば、衝撃や長時間の使用によって、シート材が変形してしまった場合でも、その変形に影響されずに、押圧位置を検出することができる。また、閾値を設けることにより、例えば振動等によるシート材の微小変形を押圧と誤認識してしまうことを効果的に防止できる。

本発明のタッチセンサでは、前記検出部は、さらに、前記時間差算出部がｎ回目に算出した前記時間差と、ｎ＋１回目に算出した前記時間差との差から前記押圧の押圧速度を求めることが好ましい（ただし、ｎは自然数である）。
これにより、押圧位置が同じであっても、押圧速度の違いから異なる作動を行うことができ、タッチセンサの操作性、利便性およびアミューズメント性が向上する。
本発明のタッチセンサでは、前記光走査面は、略球面をなしていることが好ましい。
これにより、より正確に入力面の押圧位置を検出することができる。

本発明のタッチセンサ付き表示装置は、本発明のタッチセンサと画像を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
これにより、シート材を介して視認できる画像を見ながらタッチ入力を行うことができる。
本発明のタッチセンサ付き表示装置では、前記シート材は、光透過性および光拡散性を有し、前記光出射手段は、前記光出射部から出射された光を前記光走査面に走査することにより、前記光走査面に画像を描画し、前記入力面側から前記画像を視認することができることが好ましい。
これにより、タッチセンサ付き表示装置自体がシート材に画像を映し出すことができるため、このタッチセンサ付き表示装置のみで、シート材に映し出された画像を見ながらのタッチ入力を行うことができる。その結果、タッチセンサ付き表示装置全体の小型化を図ることができるとともに、部品点数を削減することができる。

以下、本発明のタッチセンサおよびタッチセンサ付き表示装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜タッチセンサ付き表示装置＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明のタッチセンサを適用したタッチセンサ付き表示装置（本発明のタッチセンサ付き表示装置）の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明のタッチセンサ付き表示装置の第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１中Ａ−Ａ線断面図、図３は、図２に示すアクチュエータの模式的拡大図、図４は、図３に示すアクチュエータの駆動を示す図、図５は、図１に示すタッチセンサ付き表示装置が備える制御系のブロック図、図６および図７は、それぞれ、図１に示すタッチセンサ付き表示装置が備える押圧位置検出手段の作動を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２、図４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図３中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、図１、図２に示すように、互いに直交する３軸をそれぞれ、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とする。

図１に示すように、タッチセンサ付き表示装置１（以下、単に「表示装置１」とも言う）は、ケーシング２と、タッチペン等の入力器具や人間の指等で押圧（タッチ）され得るタッチ入力面（入力面）３１を有するスクリーン（シート部材）３とを有している。
また、表示装置１は、ケーシング２内に、図２に示すような、スクリーン３に光を走査する光走査手段５と、図５に示すような、タッチ入力面３１の押圧位置を検出する押圧位置検出手段６とを有している。光走査手段５は、図５に示すように、作動制御装置７により、その作動が制御されている。
このような表示装置１は、光走査手段５によってスクリーン３に光を走査することでスクリーン３に画像を描画し（この画像は、スクリーン３の外側から視認できる）、タッチ入力面３１が押圧されると、その押圧された位置などに基づいて、スクリーン３に映し出された画像を動かしたり、変更したりする。

以下、これらについて順次説明する。
ケーシング２は、上部開口２１を有している。この上部開口２１は、ｘ−ｙ平面にて、略円状をなしている。ケーシング２の大きさとしては、特に限定されないが、長さ、幅、厚さが、それぞれ、５〜５０ｃｍ、５〜５０ｃｍ、１〜１０ｃｍであるのが好ましく、１０〜２０ｃｍ、１０〜２０ｃｍ、１〜５ｃｍであるのがより好ましい。また、上部開口２１の内径としては、特に限定されないが、１〜３０ｃｍであるのが好ましく、３〜１０ｃｍであるのがさらに好ましい。ケーシング２をこのような大きさとすることにより、スクリーン３に映し出された画像の視認性を確保しつつ、コンパクトで、持ち運び性、収納性などの利便性に優れた表示装置１を提供することができる。

このようなケーシング２の構成材料としては、スクリーン３を支持することができれば特に限定されず、例えば、各種ガラスや、Ａｌ、Ｆｅなどの各種金属材料や、アルミナ、チタニア等の酸化物セラミックスや、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックスや、グラファイト、タングステンカーバイト等の炭化物系セラミックスや、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

上部開口２１は、スクリーン３によって覆われている。スクリーン３は、ｘ−ｙ平面にて、上部開口２１と同心的な円状をなしている。また、ｘ−ｙ平面にて、スクリーン３の外径は、上部開口の２１の内径よりも若干大きく設計されている。このようなスクリーン３は、上部開口２１の縁部と重なる部分で、例えば接着剤を介してケーシング２の内壁に接着固定されている。なお、スクリーン３をケーシング２に固定する方法としては、特に限定されず、例えば、溶着、圧着、螺合、嵌合などにより固定してもよい。

スクリーン３は、光透過性および光拡散性を有していて、いわゆる背面投影型のスクリーンである。このようなスクリーン３の上部開口２１から露出する部分の上面は、前述したタッチ入力面３１を構成し、下面は、光走査手段５によって光が走査される光走査面３２を構成している。
本実施形態では、光走査面３２は、略半球面をなしている。すなわち、スクリーン３は、略半球体となっている。

スクリーン３は、さらに可撓性を有していて、タッチ入力面３１が押圧されると、押圧された部位が部分的に撓むようになっている。なお、スクリーン３は、タッチ入力面３１の押圧が終了すれば、速やかに元の状態に復帰する。
このようなスクリーン３の構成材料としては、上記特性を備えるものであれば、特に限定されず、例えば、軟質ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂や、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム、ラテックスゴム等の各種エラストマーのうちの、１種または２種以上を組み合わせて（例えば、積層体として）用いることができる。

次に、光走査手段５について説明する。
図２に示すように、光走査手段５は、ケーシング２の内側に設けられていて、スクリーン３の光走査面３２に光を走査するよう構成されている。このように、光走査手段５をケーシング２内に設けることにより、光走査面３２に光を確実に走査することができるとともに、表示装置１の小型化を図ることができる。
図２に示すように、光走査手段５は、ケーシング２に回転可能に支持された回転盤５１と、回転盤５１を回転させるモータ５２と、回転盤５１に固定されたアクチュエータ５３および光源ユニット（光出射部）５４とを有している。

回転盤５１は、円盤状をなしている。この回転盤５１の上面は、ｘ−ｙ平面とほぼ平行である。このような回転盤５１は、図２に示すように、ｘ−ｙ平面にて上部開口２１のほぼ中心と交わり、かつ、ｚ軸と平行な線分を回転軸（以下この軸を「回転軸Ｚ」と言う）として回転可能となっている。なお、回転盤５１の構成材料としては、前述したケーシング２の構成材料と同様の材料を用いることができる。
このような回転盤５１は、回転軸Ｚに沿って設けられた連結軸５１１を介してモータ５２に連結している。モータ５２としては、回転盤５１を回転させることができれば特に限定されず、例えばスピンドルモータなどを用いることができる。モータ５２は、作動制御装置７と接続されていて、この作動制御装置７によって作動が制御されている。
以上の回転盤５１の挙動は、作動制御装置７によって検知されている。

作動制御装置７は、図２に示すような、回転盤５１の下面に設けられ、下方へ向けてレーザ光を出射するレーザ光出射装置７１と、レーザ光出射装置７１と対向するよう設けられたフォトダイオード（受光素子）７２とを有している。
レーザ光出射装置７１は、回転盤５１の回転とともに回転し、レーザ光出射装置７１がフォトダイオード７２の上方を通過する（横切る）ときに、レーザ光出射装置７１からのレーザ光がフォトダイオード７２によって受光される。

作動制御装置７は、フォトダイオード７２の受光タイミングとモータ５２の回転数とに基づいて、回転盤５１の挙動を検知することができる。なお、作動制御装置７は、リアルタイムで回転盤５１の挙動を検知してもよいし、例えば、フォトダイオード７２がレーザ光出射装置７１からのレーザ光を一度受光した後は、その受光タイミングとモータ５２の回転数とから回転盤５１の挙動を予測してもよい。

次に、アクチュエータ５３について説明する。
図３に示すように、アクチュエータ５３は、回転盤５１の上面（すなわち、ｘ−ｙ平面）に対して傾斜するように傾斜台５１２を介して回転盤５１に固定されている。傾斜台５１２は、回転盤５１と一体的に形成されていてもよいし、別体として形成されていてもよい。また、アクチュエータ５３の形状などによっては省略してもよい。

アクチュエータ５３は、基体５３１と、基体５３１の下面に対向するよう設けられた対向基板５３３と、基体５３１と対向基板５３３との間に設けられたスペーサ部材５３２とを有している。
基体５３１は、可動板５３１ａと、可動板５３１ａを回動可能に支持する支持部５３１ｂと、可動板５３１ａと支持部５３１ｂとを連結する１対の連結部５３１ｃ、５３１ｄを有している。

可動板５３１ａは、その平面視にて、略長方形状をなしている。このような可動板５３１ａの上面には、光反射性を有する光反射部５３１ｅが設けられている。光反射部５３１ｅは、例えば、Ａｌ、Ｎｉ等の金属膜で構成されている。また、可動板５３１ａの下面には、永久磁石５３４が設けられている。
支持部５３１ｂは、可動板５３１ａの平面視にて、可動板５３１ａの外周を囲むように設けられている。すなわち、支持部５３１ｂは、枠状をなしていて、その内側に可動板５３１ａが位置している。
連結部５３１ｃは、可動板５３１ａの左側にて、可動板５３１ａと支持部５３１ｂとを連結し、連結部５３１ｄは、可動板５３１ａの右側にて、可動板５３１ａと支持部５３１ｂとを連結している。

連結部５３１ｃ、５３１ｄは、それぞれ、長手形状をなしている。また、連結部５３１ｃ、５３１ｄは、それぞれ、弾性変形可能である。このような１対の連結部５３１ｃ、５３１ｄは、互いに同軸的に設けられており、この軸（回動中心軸Ｊ）を中心として、可動板５３１ａが支持部５３１ｂに対して回動する。本実施形態では、回動中心軸Ｊは、ｘ−ｙ平面と平行である。すなわち、回動中心軸Ｊは、回転盤５１の回転軸Ｚと平行な線分に対して直交している。

このような基体５３１は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板５３１ａと支持部５３１ｂと連結部５３１ｃ、５３１ｄとが一体的に形成されている。このように、シリコンを主材料とすることにより、優れた回動特性を実現できるとともに、優れた耐久性を発揮することができる。また、微細な処理（加工）が可能であり、アクチュエータ５３の小型化を図ることができる。
なお、基体５３１は、ＳＯＩ基板等の積層構造を有する基板から、可動板５３１ａと支持部５３１ｂと連結部５３１ｃ、５３１ｄとを形成したものであってもよい。その際、可動板５３１ａと支持部５３１ｂと連結部５３１ｃ、５３１ｄとが一体的となるように、これらを積層構造基板の１つの層で構成するのが好ましい。

スペーサ部材５３２は、枠状をなしていて、その上面が基体５３１の下面と接合している。また、スペーサ部材５３２は、可動板５３１ａの平面視にて、支持部５３１ｂの形状とほぼ等しくなっている。このようなスペーサ部材５３２は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、シリコン、ＳｉＯ_２などで構成されている。
なお、スペーサ部材５３２と基体５３１との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤等の別部材を介して接合してもよいし、スペーサ部材５３２の構成材料などによっては陽極接合などを用いてもよい。
対向基板５３３は、スペーサ部材５３２と同様に、例えば、各種ガラス、シリコン、ＳｉＯ_２などで構成されている。このような対向基板５３３の上面であって、可動板５３１ａと対向する部位には、コイル５３５が設けられている。

永久磁石５３４は、板棒状をなしていて、可動板５３１ａの下面に沿って設けられている。このような永久磁石５３４は、可動板５３１ａの平面視にて、回動中心軸Ｊに対して直交する方向に磁化されている。すなわち、永久磁石５３４は、両極（Ｓ極、Ｎ極）を結んだ線分が、回動中心軸Ｊに対して直交するよう設けられている。図４に示すように、本実施形態では、回動中心軸Ｊの左側がＮ極、右側がＳ極となっている。
このような永久磁石５３４としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることができる。

コイル５３５は、可動板５３１ａの平面視にて、永久磁石５３４の外周を囲むように設けられている。すなわち、可動板５３１ａの平面視にて、コイル５３５の内側に、永久磁石５３４が位置している。このようなコイルには、作動制御装置７によって所定の電圧が印加される。
例えば、作動制御装置７によりコイル５３５に交番電圧を印加すると、可動板５３１ａの厚さ方向（図４中上下方向）の磁界が発生し、かつ、その磁界の向きが周期的に切り換わる。すなわち、コイル５３５の上側付近がＳ極、下側付近がＮ極となる状態Ａと、コイル５３５の上側付近がＮ極、下側付近がＳ極となる状態Ｂとが交互に切り換わる。

状態Ａでは、図４（ａ）に示すように、永久磁石５３４の右側が、コイル５３５への通電により発生する磁界との反発力により上側へ変位するとともに、永久磁石５３４の左側が、前記磁界との吸引力により下側へ変位する。これにより、可動板５３１ａが反時計回りに傾斜する。
反対に、状態Ｂでは、図４（ｂ）に示すように、永久磁石５３４の右側が下側へ変位するとともに、永久磁石５３４の左側が上側へ変位する。これにより、可動板５３１ａが時計回りに傾斜する。

このような状態Ａと状態Ｂとを交互に繰り返すことにより、連結部５３１ｃ、５３１ｄが捩り変形しながら、可動板５３１ａが回動中心軸Ｊまわりに回動する。このようなアクチュエータ５３を用いることで、表示装置１の小型化を図ることができるとともに、比較的簡単に光走査面３２に光を走査することができる。
なお、このようなアクチュエータ５３の構成としては、可動板５３１ａを回動させることができれば、特に限定されず、いわゆる２自由度振動系のアクチュエータであってもよいし、コイル５３５と永久磁石５３４とを用いた電磁駆動にかえて、圧電素子を用いた圧電駆動や静電引力を用いた静電駆動を用いてもよい。

このようなアクチュエータ５３は、前述したように回転盤５１に固定されているため、モータ５２の作動により、回転盤５１とともに回転軸Ｚまわりに回転する。さらに、アクチュエータ５３は、回動中心軸Ｊまわりに可動板５３１ａを回動させることができるため、これにより、光反射部５３１ｅで反射した光を光走査面３２の全域に走査することができる。
以上のようなアクチュエータ５３の挙動（可動板５３１ａの挙動）は、作動制御装置７によって検知されている。これにより、作動制御装置７は、可動板５３１ａの向き（回動角）を検知することができる。

図３に示すように、作動制御装置７は、連結部５３１ｃ上に設けられた圧電素子７３を有している。圧電素子７３は、可動板５３１ａの回動に伴って連結部５３１ｃが捩り変形すると、それに伴って変形する。圧電素子７３は、外力が付与されていない自然状態から変形すると、起電力を発生する性質を有していて、その起電力の大きさは、圧電素子７３の変形量と対応している。

作動制御装置７は、圧電素子７３から発生する起電力の大きさを検出することにより、連結部５３１ｃの捩れの程度を求め、その捩れの程度から、可動板５３１ａの挙動を検知する。
なお、作動制御装置７は、可動板５３１ａの挙動をリアルタイムで検知していてもよいし、例えば、所定のタイミングで可動板５３１ａの挙動を検知した後は、その検知タイミングと、コイル５３５に印加する交番電圧（波形や周波数）と基づいて予測してもよい。

また、可動板５３１ａの挙動を検知することができれば、本実施形態のように圧電素子を用いたものに限定されず、例えば、フォトダイオードを用いてもよい。この場合には、例えば、可動板５３１ａが所定の向き（回動角）となった時に、フォトダイオードが光を受光するよう構成されていて、このフォトダイオードでの受光タイミングから可動板５３１ａの挙動を検知するよう構成されている。

次に光源ユニット５４について説明する。
図５に示すように、光源ユニット５４は、各色のレーザ光源５４１ｒ、５４１ｇ、５４１ｂと、各レーザ光源５４１ｒ、５４１ｇ、５４１ｂに対応して設けられたコリメータレンズ５４２ｒ、５４２ｇ、５４２ｂおよびダイクロイックミラー５４３ｒ、５４３ｇ、５４３ｂとを備えている。

各色のレーザ光源５４１ｒ、５４１ｇ、５４１ｂは、それぞれ赤色、緑色、及び青色のレーザ光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射する。レーザ光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、作動制御装置７から送信される駆動信号に対応して変調された状態で出射され、コリメート光学素子であるコリメータレンズ５４２ｒ、５４２ｇ、５４２ｂによって平行化されて細いビームとされる。

ダイクロイックミラー５４３ｒ、５４３ｇ、５４３ｂは、それぞれ、赤色レーザ光ＲＲ、緑色レーザ光ＧＧ、青色レーザ光ＢＢを反射する特性を有し、各色のレーザ光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを結合して１つのレーザ光ＬＬを出射する。
なお、コリメータレンズ５４２ｒ、５４２ｇ、５４２ｂに代えてコリメータミラーを用いることができ、この場合も、平行光束の細いビームを形成することができる。また、各色のレーザ光源５４１ｒ、５４１ｇ、５４１ｂから平行光束が出射される場合、コリメータレンズ５４２ｒ、５４２ｇ、５４２ｂは省略することができる。さらに、レーザ光源５４１ｒ、５４１ｇ、５４１ｂについては、同様の光束を発生する発光ダイオード等の光源に置き換えることができる。

光源ユニット５４は、作動制御装置７と接続されていて、この作動制御装置７によって作動が制御されている。作動制御装置７は、前述したように回転盤５１および可動板５３１ａの挙動をそれぞれ検知しているため、光走査面３２の所望の位置に、所望の色のレーザ光ＬＬを走査するためには、どのタイミングで光源ユニット５４からレーザ光ＬＬを出射すればよいかを求めることができる。

作動制御装置７は、前記求められたタイミングで、レーザ光ＬＬを出射するよう光源ユニット５４の作動を制御する。これにより、光走査手段５によって、光走査面３２の所望の位置に、所望の色のレーザ光ＬＬを走査させる（照射する）ことができ、スクリーン３に所望の画像を描画することができる。
なお、光走査面３２に走査されたレーザ光ＬＬは、その一部が、光走査面３２で反射し、再び光反射部５３１ｅに戻ってくる戻りレーザ光ＬＬ’となる。表示装置１は、このような戻りレーザ光ＬＬ’を利用して、タッチ入力面３１の押圧位置を検出するよう構成されている。

本実施形態では、スクリーン３が半球状であるため、戻りレーザ光ＬＬ’をより効率的に得ることができる。その結果、戻りレーザ光ＬＬ’の光量を比較的大きくすることができ、より正確にタッチ入力面３１の押圧位置を検出することができる。
ここで、例えば、弾性表面波型のタッチセンサ（本願明細書の「従来技術」の欄参照）では、タッチセンサ自体に画像を表示する手段が備わっていないため、タッチセンサの下側に、別途、液晶表示装置などの画像表示装置を配置しなければ、画像を見ながらのタッチ入力を行うことができなかった。

これに対して、本発明のタッチセンサ付き表示装置では、タッチセンサ付き表示装置自体がスクリーンに画像を映し出すことができるため、タッチセンサ付き表示装置のみで、スクリーンに映し出された画像を見ながらのタッチ入力を行うことができる。これにより、タッチセンサ付き表示装置全体の小型化を図ることができるとともに、部品点数を削減することができる。

本実施形態では、光走査面３２上には、規則的に区切られた多数（例えば数１０万〜数１００万）の仮想領域（この各領域を便宜上「画素」とも言う）が予め設定されている。作動制御装置７は、１つの画素ごとに、所望の色のレーザ光ＬＬが照射されるように、光源ユニット５４からパルス状のレーザ光ＬＬを出射するよう光源ユニット５４の作動を制御する。
すなわち、光走査手段５による光走査面３２へのレーザ光ＬＬの走査が開始されると、各画素には、回転盤５１が１回転するごとに一度、レーザ光ＬＬが照射されることとなる。これにより、各画素には、モータ５２の回転数と対応した時間間隔で間欠的にレーザ光ＬＬが照射されることとなる。

次に、押圧位置検出手段６について説明する。
スクリーン３が押圧により内側へ撓むと、その撓んだ部分の光反射部５３１ｅと光走査面３２との間のレーザ光ＬＬの光路長（以下、単に「光路長Ｌ」と言う）が、自然状態のときと比べて短くなる。押圧位置検出手段６は、このような光路長Ｌの変化に基づいて、タッチ入力面３１の押圧位置を検出するよう構成されている。これにより、押圧位置をより正確に検出することができる。

また、押圧位置検出手段６は、レーザ光ＬＬが光反射部５３１ｅで反射されてから、光走査面３２で反射し、戻りレーザ光ＬＬ’として、再び光反射部５３１ｅに戻ってくるまでの時間に基づいて、光路長Ｌの変化（出射光と反射光との位相差）を検知する。これにより、より正確に、光路長Ｌの変化を検知することができる。
具体的には、図５に示すように、押圧位置検出手段６は、光源ユニット５４とアクチュエータ５３の光反射部５３１ｅとの間に設けられ、戻りレーザ光ＬＬ’を分岐するビームスプリッタ６１と、ビームスプリッタ６１で分岐された戻りレーザ光ＬＬ’を受光するフォトダイオード（受光部）６２と、フォトダイオード６２に接続された時間差算出部６３と、時間差算出部６３に接続された検出部６４とを有している。

時間差算出部６３は、フォトダイオード６２と接続されたタイミング記録部６３１と、タイミング記録部６３１に接続された算出部６３２とを有している。
タイミング記録部６３１は、１つの画素ごとに、レーザ光ＬＬが光源ユニット５４から出射されたタイミングＴ_１と、そのレーザ光ＬＬが戻りレーザ光ＬＬ’となってフォトダイオード６２に受光されたタイミングＴ_２とを記録する。また、タイミング記録部６３１は、各画素について、所定の時間間隔（例えば、モータ５２の周期）でタイミングＴ_１とタイミングＴ_２とを記録する。

タイミング記録部６３１は、作動制御装置７と接続されていて、作動制御装置から光源ユニット５４に送信される駆動信号を受信できるようになっている。タイミング記録部６３１は、この駆動信号に基づいて、タイミングＴ_１を記録する。なお、タイミング記録部６３１は、レーザ光源５４１ｒへの駆動信号に基づいてタイミングＴ_１を記録してもよいし、レーザ光源５４１ｂへの駆動信号に基づいてタイミングＴ_１を記録してもよいし、レーザ光源５４１ｇへの駆動信号に基づいてタイミングＴ_１を記録してもよい。

算出部６３２は、光源ユニット５４から１つの画素に対応するレーザ光ＬＬが出射される度に、そのレーザ光ＬＬにおけるタイミングＴ_１とタイミングＴ_２との時間差Ｓ（すなわち、レーザ光ＬＬが光源ユニット５４から出射されてからフォトダイオード６２に受光されるまでの時間）を算出する。
算出部６３２で算出された時間差Ｓは、検出部６４に送信される。

検出部６４は、１つの画素ごとに、時間差算出部６３がｎ回目（ただし、ｎは自然数である）に算出した時間差Ｓ_ｎと、ｎ＋１回目に算出した時間差Ｓ_ｎ＋１との差分を求め、その差分が所定の閾値を超えた場合に、その画素に対応するタッチ入力面３１の位置を押圧位置として検出する。
このように、時間差Ｓ_ｎと時間差Ｓ_ｎ＋１との差分によってタッチ入力面３１が押圧されたか否かを検出するよう構成することで、確実に、タッチ入力面３１のタッチ位置を検出することができる。また、例えば、衝撃や長時間の使用によって、スクリーン３が変形してしまった場合（へこんでしまった場合）でも、検出部６４は、その変形に影響されずに、押圧位置を検出することができる。

また、閾値を設けることにより、検出部６４が、例えば振動等によるスクリーン３の微小変形を押圧と誤認識してしまうことを効果的に防止できる。その結果、押圧位置をより正確かつ確実に検出することができる。
押圧位置検出手段６を以上のような構成とすることで、簡単な構成でかつ正確に、タッチ入力面３１の押圧位置や押圧速度を検出することができる。

以下、図６および図７に基づいて具体的例を挙げつつ説明する。
図６は、タッチペンによってタッチ入力面が押圧された場合における、その押圧位置での時間差Ｓの経時変化を示した図である。以下では、同図に基づいて、押圧位置検出手段６が、どのようにしてタッチ入力面３１の押圧位置を検出するかを説明する。
以下では、説明の便宜上、画素Ｐが押圧されている場合について代表して説明する。また、光反射部５３１ｅと画素Ｐとの間のレーザ光ＬＬの光路長を「光路長Ｌ_Ｐ」と言う。

［１］図６中（ａ）の状態では、タッチ入力面３１は、押圧されていない。そのため、（ａ）では、スクリーン３は、自然状態を維持しており、実質的に形状変化していない。
［２］図６中（ｂ）の状態でも、タッチ入力面３１は、押圧されておらず、スクリーン３の形状は、（ａ）−（ｂ）間で変化していない。すなわち、（ｂ）の状態での光路長Ｌ_Ｐは、（ａ）の状態での光路長Ｌ_Ｐと等しく、当然、時間差Ｓ_１と時間差Ｓ_２とが等しくなる。これにより、検出部６４は、（ｂ）の状態では、画素Ｐは、押圧されていないと判断する。

［３］図６中（ｃ）の状態では、画素Ｐが押圧され、その部分が下方へ向けて撓んでいる。そのため、（ｃ）の状態においては、（ｂ）の状態と比較して、光路長Ｌ_Ｐが短くなり、これに伴って、時間差Ｓ_３が時間差Ｓ_２よりも小さくなる。時間差Ｓ_３と時間差Ｓ_２との差が所定の閾値を超えているため、検出部６４は、（ｃ）の状態では、画素Ｐが押圧されていると判断する。
このとき、検出部６４は、さらに、押圧速度（平均速度）を求めることができる。具体的には、レーザ光ＬＬの速度と、Ｓ_２とＳ_３との差から（ｂ）−（ｃ）間での画素Ｐの変位量が求められ、この変位量と光走査の周期（モータ５２の回転数）とに基づいて、画素Ｐを押圧する際の（ｂ）−（ｃ）間での押圧速度を求めることができる。

［４］図６中（ｄ）の状態では、（ｃ）の状態よりもさらに画素Ｐが下方へ向けて撓んでいる。そのため、（ｄ）の状態においては、（ｃ）の状態と比較して、光路長Ｌ_Ｐが短くなり、これに伴い、時間差Ｓ_４が時間差Ｓ_３よりも小さくなる。これにより、検出部６４は、（ｄ）では、画素Ｐの押圧が（ｃ）のときから継続していると判断する。
［５］図６中（ｅ）の状態では、（ｄ）の状態と同じ状態を維持している。そのため、時間差Ｓ_５が時間差Ｓ_４と等しくなる。これにより、検出部６４は、（ｅ）の状態では、（ｄ）の押圧状態が維持されていると判断する。

［６］図６中（ｆ）の状態では、画素Ｐの押圧が終了し、スクリーン３が自然状態に復帰している。そのため、時間差Ｓ_６が時間差Ｓ_５よりも大きくなる。これにより、検出部６４は、（ｆ）の状態では、画素Ｐが押圧されていない（すなわち、押圧が終了した）と判断する。
なお、検出部６４は、前記［３］で説明した閾値と同様にして、時間差Ｓ_６と時間差Ｓ_５との差が、所定の閾値を超えている場合に、（ｆ）の状態では、押圧が終了したと判断するよう構成されていてもよい。これにより、より正確に押圧の終了を検出することができる。
このようにして押圧位置検出手段６は、画素Ｐが押圧されているか否かを判断するとともに、押圧速度を検出する。
以上、画素Ｐについて代表して説明したが、当然、画素Ｐ以外の位置においても、これと同様にして、その位置が押圧されたか否かを判断することができる。

ここで、タッチ入力面３１を押圧するときに、指の腹など比較的面積の大きいものによって押圧すると、タッチ入力面３１は、操作者が意図しない部分が比較的広い範囲にわたって撓んでしまう場合がある。
図７では、画素Ｐ５を押圧したときに、画素Ｐ３〜Ｐ８に対応する比較的広い範囲にわたってスクリーン３が撓んでしまった場合を示している。

このようなスクリーン３の撓みにより、画素Ｐ３〜Ｐ８に対応する部位では、それぞれ、時間差算出部６３が１回目（図７（ａ）に示すスクリーン３が自然状態のとき）に算出した時間差Ｓ_１に対して、２回目（図７（ｂ）に示すスクリーン３が押圧状態のとき）に算出した時間差Ｓ_２が小さくなっている。
画素Ｐ３〜Ｐ８における時間差Ｓ_１と時間差Ｓ_２との差分は、画素Ｐ５が最も大きく、画素Ｐ５から図７中左右方向へ向けて小さくなっている。

検出部６４は、前述したように、時間差Ｓ_ｎと時間差Ｓ_ｎ＋１との差分が、所定の閾値以上となっている部分のみを押圧位置として検出するよう構成されている。図７の場合では、閾値を超えているのは、画素Ｐ５のみであるため、検出部６４は、画素Ｐ５に対応する部位が押圧位置であると判断する。このように、閾値を設けることで、スクリーン３を押圧操作することによって、不本意に撓んでしまった部位を押圧位置として検出してしまうことを効果的に防止することができる。

なお、前記閾値を適宜調整することにより、検出部６４は、押圧された領域を検出することもできる。例えば、前記閾値が、画素Ｐ８での差分と画素Ｐ９での差分との間に位置するように設定されていた場合には、検出部は、画素Ｐ３〜８に対応する部分を押圧領域として検出することができる。また、検出部は、このように閾値を超える前記差分（時間差Ｓ_１と時間差Ｓ_２との差分）が発生している画素の数から、押圧領域の面積を算出することができる。

以上のようにして、検出部６４で検出された押圧位置や押圧速度などの情報は、作動制御装置７に送信される。
作動制御装置７は、検出部６４で検出された押圧位置や押圧速度などの情報に基づいて、図示を省略する制御部から送信される電気的信号を駆動信号に変換し、当該信号に応じて、光源ユニット５４を作動させる。この際、作動制御装置７によって光源ユニット５４、アクチュエータ５３およびモータ５２の動作が制御され、レーザ光ＬＬの強度、投射位置、照射タイミング等の調整が行われる。これにより、表示装置１は、タッチ入力操作に連動した画像をスクリーン３上に映し出すことができる。

以上のようなタッチセンサ付き表示装置１によれば、タッチ入力面３１の所定位置ごとに、時間差Ｓ_ｎと時間差Ｓ_ｎ＋１とを比較しているため、タッチ入力面３１の複数の箇所を同時に押圧（タッチ入力）しても、そのすべての押圧位置を検出することができる。これにより、表示装置１は、比較的簡単な構成で、マルチタッチ機能を発揮することができる。

さらには、タッチ入力面３１で指などをスライドさせた場合には、このスライドの軌跡およびスライド速度を検出することができる。これにより、スライド方向に沿って、スクリーン３に映し出された画像を回転させたり、スライド方向によって、スクリーン３に映し出される画像を異なるものとしたりでき、表示装置１は、優れた操作性、利便性およびアミューズメント性を発揮することができる。

また、表示装置１によれば、平均押圧速度を求めることができるため、例えば、平均押圧速度の違いによってスクリーン３に映し出される画像を変化させる（異なるものとする）ことができる。この点からも、表示装置１は、優れた操作性、利便性およびアミューズメント性を発揮することができる。
また、表示装置１によれば、押圧された領域の面積を求めることができるため、これらの違いによってスクリーン３に映し出される画像を変化させることができる。この点からも、表示装置１は、優れた操作性、利便性およびアミューズメント性を発揮することができる。
タッチセンサ付き表示装置１は、例えば、次のような地球儀として使用することができる。なお、言うまでもないが、以下に示す使用例は、一例であって、使用方法や装置の大きさなどは、これに限定されるものではない。

図８は、図１に示すタッチセンサ付き表示装置を地球儀として用いたときの模式的斜視図である。
この場合、タッチセンサ付き表示装置１の大きさとしては、ケーシング２の厚さ、長さ、幅が、それぞれ、３ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、上部開口２１の内径が約８ｃｍ程度である。

［１］操作者がタッチ入力面３１を押圧すると、作動制御装置７に電力が供給される。電力供給を受けた作動制御装置７は、モータ５２を所定の回転数（例えば、３０００回転／秒）で駆動させて回転盤５１を回転させるとともに、コイル５３５に所定の周波数（例えば、６０ＫＨｚ程度）の交番電圧を印加し、可動板５３１ａを所定の回動速度で回動させる。
［２］これと同時に、作動制御装置７は、光源ユニット５４を作動し、光走査面３２の各画素に、所定の色に合成したレーザ光ＬＬを走査し、地球の画像を描画する。スクリーン３は、半球をなしているため、スクリーン３には、例えば、北半球や南半球など、地球の半分が映し出される。

［３］この状態にて、例えば、タッチ入力面をなぞってやると、その方向に向かって地球が回転する。このときの地球の回転速度や回転量などは、なぞり速度（スライド速度）や、なぞり量（長さ）に比例する。
［４］また、例えば、タッチ入力面３１の日本列島に対応する部位を押圧すると、日本列島を中心として画像が拡大表示される。このとき、画像の拡大倍率は、押圧速度に比例させてもよいし、押し込み量（押圧部の変位量）に比例させてもよいし、押圧領域の面積に比例させてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、本発明のタッチセンサ付き表示装置の第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の第２実施形態にかかるタッチセンサ付き表示装置が備える光走査手段を示す図である。
以下、第２実施形態のタッチセンサ付き表示装置について、前述した実施形態のタッチセンサ付き表示装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかるタッチセンサ付き表示装置は、光源ユニットの構成が異なる以外は、第１実施形態のタッチセンサ付き表示装置とほぼ同様である。また、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。

図９に示すように、光源ユニット５４Ａは、３つのレーザ光源５４１ｒ、５４１ｂ、５４１ｖと、各レーザ光源５４１ｒ、５４１ｂ、５４１ｖに対応して設けられたコリメータレンズ５４２ｒ、５４２ｂ、５４２ｖおよびダイクロイックミラー５４３ｒ、５４３ｂ、５４３ｖとを備えている。各色のレーザ光源５４１ｒ、５４１ｂ、５４１ｖは、それぞれ赤色、青色、及び紫外のレーザ光ＲＲ、ＢＢ、ＶＶを出射する。

ダイクロイックミラー５４３ｒ、５４３ｂ、５４３ｖは、それぞれ、赤色レーザ光ＲＲ、青色レーザ光ＢＢ、紫外のレーザ光ＶＶを反射する特性を有し、各色のレーザ光ＲＲ、ＢＢ、ＶＶを結合して１つのレーザ光ＬＬを出射する。
このようなレーザ光ＬＬが走査されるスクリーン３には、紫外レーザＶＶが照射されることにより緑色の蛍光を発生する蛍光体が含まれている。

レーザ光ＬＬのうち赤色及び青色のレーザ光ＲＲ、ＢＢついては、光走査面３２で散乱されるだけであるが、紫外のレーザ光ＶＶについては、光走査面３２に含まれる蛍光体によって緑色の蛍光を発生する。結果的に、各色のレーザ光ＲＲ、ＢＢ、ＶＶに対応して赤色、青色、及び緑色の像光を発生させることができる。
もちろん、紫外のレーザ光と蛍光体との組み合わせではなく、紫等のレーザ光と蛍光体との組み合わせにより緑色の蛍光を発生させることによって、当初の目的を達することができる。

なお、以上の説明では、紫外レーザ光ＶＶから緑色の像光を得る場合について説明したが、紫外レーザ光ＶＶから赤色の像光や青色の像光を得ることもできる。さらに、複数種類の紫外レーザ光ＶＶから個別に各色の像光を得ることもできる。
以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

以上、本発明のタッチセンサおよびタッチセンサ付き表示装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明のタッチセンサおよびタッチセンサ付き表示装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。また、各実施形態を好適に組み合わせることもできる。

また、前述した実施形態では、スクリーンが半球状をなすものについて説明したが、これに限定されず、例えば、かまぼこ状をなしていてもよいし、平らな平面状をなしていてもよい。平面状をなしている場合には、広く一般に使用されている、銀行等の金融機関に設置されたＡＴＭなどのタッチセンサなどに用いることができる。
また、前述した実施形態では、光源ユニットが、光走査面に光を走査することにより画像を描画するものについて説明したが、これに限定されず、例えば、光源ユニットによって、光走査面に画像が描画されなくてもよい。すなわち、光源ユニットは、押圧位置を検出するためにのみ使用されるレーザ光を出射するものであってもよい。この場合には、前述した実施形態のように、異なる色のレーザ光を出射する複数のレーザ光源を設ける必要はなく、１つのレーザ光源を設ければよい。また、このレーザ光源からは、例えば、赤外光などが出射されてもよい。

また、前述した実施形態では、タイミング記録部は、１つの画素ごとに、タイミングＴ_１とタイミングＴ_２とを記録するよう構成されているが、これに限定されず、例えば、互いに隣接する複数の画素を１つの領域として、その領域ごとに、タイミングＴ_１とタイミングＴ_２とを記録するよう構成されていてもよい。
前述した実施形態では、タイミング記録部は、各画素について、その画素にレーザ光が走査されるたびに、タイミングＴ_１とタイミングＴ_２とを記録するよう構成されているが、これに限定されず、例えば、各画素について、その画素にレーザ光が複数回（例えば１０回）走査されるごとに一度、タイミングＴ_１とタイミングＴ_２とを記録するよう構成されていてもよい。

本発明のタッチセンサ付き表示装置の第１実施形態を示す斜視図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図２に示すアクチュエータの模式的拡大図である。 図３に示すアクチュエータの駆動を示す図である。 図１に示すタッチセンサ付き表示装置が備える制御系のブロック図である。 図１に示すタッチセンサ付き表示装置が備える押圧位置検出手段の作動を示す図である。 図１に示すタッチセンサ付き表示装置が備える押圧位置検出手段の作動を示す図である。 図１に示すタッチセンサ付き表示装置を地球儀として用いたときの模式的斜視図である。 本発明の第２実施形態にかかるタッチセンサ付き表示装置が備える光走査手段を示す図である。

符号の説明

１……タッチセンサ付き表示装置 ２……ケーシング ２１……上部開口 ３……スクリーン（シート材） ３１……タッチ入力面 ３２……光走査面 ５……光走査手段 ５１……回転盤 ５１１……連結軸 ５１２……傾斜台 ５２……モータ ５３……アクチュエータ ５３１……基体 ５３１ａ……可動板 ５３１ｂ……支持部 ５３１ｃ、５３１ｄ……連結部 ５３１ｅ……光反射部 ５３２……スペーサ部材 ５３３……対向基板 ５３４……永久磁石 ５３５……コイル ５４、５４Ａ……光源ユニット（光出射部） ５４１ｒ、５４１ｂ、５４１ｇ、５４１ｖ……レーザ光源 ５４２ｒ、５４２ｂ、５４２ｇ、５４２ｖ……コリメータレンズ ５４３ｒ、５４３ｂ、５４３ｇ、５４３ｖ……ダイクロイックミラー ６……押圧位置検出手段 ６１……ビームスプリッタ ６２……フォトダイオード ６３……時間差算出部 ６３１……タイミング記録部 ６３２……算出部 ６４……検出部 ７……作動制御装置 ７１……レーザ光出射装置 ７２……フォトダイオード ７３……圧電素子

Claims (9)

1. 光反射性を有する光反射部と、前記光反射部に向けて光を出射する光出射部とを有し、前記光反射部で反射した前記光を走査する光走査手段と、
   シート状をなし、その一方の面が前記光反射部で反射された光が走査される光走査面、他方の面が押圧操作される入力面である可撓性を有するシート材と、
   前記入力面の押圧による、前記光反射部と前記光走査面との間の前記光の光路長の変化に基づいて、前記入力面の押圧位置を検出する押圧位置検出手段とを有し、
   前記押圧位置検出手段は、前記光が前記光反射部から出射してから、前記光走査面で反射し、前記光反射部に戻ってくるまでの時間に基づいて、前記光路長の変化を検知することを特徴とするタッチセンサ。
2. 前記押圧位置検出手段は、前記光出射部と前記光反射部との間の光路の途中または分岐した位置に設けられ、前記光走査面で反射し再び前記光反射部に戻ってきた光を受光する受光部と、前記光出射部から光が出射されるタイミングとその光が前記受光部で受光されたタイミングとの時間差を算出する時間差算出部と、前記時間差算出部による算出結果に基づいて前記入力面の押圧位置を検出する検出部とを有している請求項１に記載のタッチセンサ。
3. 前記時間差算出部は、前記光走査面の所定箇所における前記時間差を所定の時間間隔毎に算出し、前記検出部は、前記時間差算出部がｎ回目に算出した前記時間差と、ｎ＋１回目に算出した前記時間差との差を求め、その差が所定の閾値を超えた場合に当該箇所を前記押圧位置として検出する請求項２に記載のタッチセンサ（ただし、ｎは自然数である）。
4. 前記検出部は、さらに、前記時間差算出部がｎ回目に算出した前記時間差と、ｎ＋１回目に算出した前記時間差との差から前記押圧の押圧速度を求める請求項３に記載のタッチセンサ（ただし、ｎは自然数である）。
5. 前記光走査手段は、前記光反射部を備え回動可能に設けられた可動板を有するアクチュエータを有し、前記可動板を回動させることにより、前記光反射部で反射した光を前記光走査面に走査する請求項１ないし４に記載のタッチセンサ。
6. 前記光走査手段は、前記アクチュエータを前記可動板の回動中心軸に対して直交する軸まわりに回転可能に支持する回転盤を有し、該回転盤を回転させつつ、前記可動板を回動させることにより、前記光反射部で反射した光を前記光走査面に２次元的に走査する請求項５に記載のタッチセンサ。
7. 前記光走査面は、略球面をなしている請求項１ないし６のいずれかに記載のタッチセンサ。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のタッチセンサと画像を表示する表示手段とを備えたことを特徴とするタッチセンサ付き表示装置。
9. 前記シート材は、光透過性および光拡散性を有し、前記光出射手段は、前記光出射部から出射された光を前記光走査面に走査することにより、前記光走査面に画像を描画し、前記入力面側から前記画像を視認することができる請求項８に記載のタッチセンサ付き表示装置。

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