WO2013047445A1

WO2013047445A1 - タッチパネルおよびタッチパネル付き表示装置

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Publication number: WO2013047445A1
Application number: PCT/JP2012/074413
Authority: WO
Inventors: 悠作味地
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2013-04-04
Also published as: JP2014238616A

Abstract

　光学方式のタッチパネルであって、位置検出精度に優れ、かつ、外光の影響を受けないタッチパネルの構成を得る。ここに開示するタッチパネル（１）は、板状で透明な導光体（１１）と、前記導光体（１１）の３つの側面（１１ａ），（１１ｂ），（１１ｃ）のそれぞれに沿って配置された検出素子（１３ａ），（１３ｂ），（１３ｃ）と、前記導光体（１１）において、前記検出素子（１３ａ），（１３ｂ），（１３ｃ）が配置された側面（１１ａ），（１１ｂ），（１１ｃ）以外の側面（１１ｄ）に配置された、少なくとも２つの検出用光源（１２）とを備える。

Description

タッチパネルおよびタッチパネル付き表示装置

　本発明は、タッチパネルおよびタッチパネル付き表示装置に関し、より詳しくは、光学方式のタッチパネルおよびタッチパネル付き表示装置に関する。

　タッチパネルとして、抵抗膜方式、静電容量方式、超音波方式、光学方式等、種々のものが知られている。光学方式のタッチパネルは、光透過性および耐久性に優れ、また、大型化が可能である等の利点を持つ。

　光学方式のタッチパネルの一般的な構成および原理は、次のとおりである。表示装置（例えば液晶ディスプレイ）の表示面の側面に、検出用光（例えば、赤外光）を照射する光源が配置されている。これと対向する側面に、検出用光を検出するセンサが配置されている。光源は網目状に検出用光を照射しており、表示面に指等が近づくと、その部分で検出用光が遮られる。センサは、検出用光の減衰を検出して、指等の位置を算出する（例えば、特開２００４－２９５６４４号公報を参照）。

　しかしながら、検出用光を遮る指等は有限の大きさを持つ。そのため上記の方式では、画面上に指等が接触した位置と、検出される位置とが、わずかにずれるという問題があった。また、表示装置の表示面に指等が直接触れることになるため、操作中に、表示装置を傷つけてしまう場合があった。

　Ｏｌａ　Ｗａｓｓｖｉｋ、他３名、「ＳＩＤ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ」（米国）、２０１１年、第４２号、ｐ．７２６―７２８および特開２００９－２５８８９３号公報には、導光体を備えたタッチパネル付き表示装置の構成が記載されている。

　Ｏｌａ　Ｗａｓｓｖｉｋ、他３名、「ＳＩＤ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ」（米国）、２０１１年、第４２号、ｐ．７２６―７２８には、表示装置の前面に配置された導光体と、この導光体に赤外光を照射する赤外光源と、センサとを備えたタッチパネル付き表示装置が記載されている。センサは、表示装置のバックライトの一部として形成されている。赤外光源から照射された赤外光は、導光体内を全反射して進む。指等が導光体に触れると、指等により赤外光が散乱されて、センサに入射する。センサは、これを検出して、指等の位置を算出する。

　特開２００９－２５８８９３号公報には、可視光とともに赤外光を照射するバックライトを有する表示装置と、表示装置の前面に配置された導光体と、導光体側面に配置されたセンサとを備えたタッチパネル付き表示装置が記載されている。導光体に指等が触れると、指等により、バックライトから照射された赤外光が散乱される。散乱された赤外光は、導光体内を全反射して進み、センサに入射する。センサは、これを検出して、指等の位置を算出する。

　Ｏｌａ　Ｗａｓｓｖｉｋ、他３名、「ＳＩＤ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｄｉｇｅｓｔ」（米国）、２０１１年、第４２号、ｐ．７２６―７２８に記載されたタッチパネル付き表示装置では、センサは、表示装置のバックライトの一部として形成されている。そのため、表示装置に外光が入射すると、外光に含まれる赤外線成分をセンサが検出し、誤作動を起こす場合がある。

　特開２００９－２５８８９３号公報に記載されたタッチパネルでは、指等により散乱された赤外光を、導光体を介してセンサで検出する。しかしながら、指等により散乱された光は、導光体内を規則正しく伝搬しないため、位置を正確に検出できない。

　また、これらの文献に記載のタッチパネルはどちらも、表示装置側に検出装置の構成要素（光源またはセンサ）を備える。そのため、タッチパネルと表示装置とを一体として設計する必要がある。いわゆる外付けタイプのタッチパネルとできない等、設計の自由度が制限される。

　本発明の目的は、光学方式のタッチパネルであって、位置検出精度に優れ、かつ、外光の影響を受けないタッチパネルの構成を得ることである。

　ここに開示するタッチパネルは、板状で透明な導光体と、前記導光体の３つの側面のそれぞれに沿って配置された検出素子と、前記導光体において、前記検出素子が配置された側面以外の側面に配置された、少なくとも２つの検出用光源とを備える。

　本発明によれば、光学方式のタッチパネルであって、位置検出精度に優れ、かつ、外光の影響を受けないタッチパネルが得られる。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの概略構成を示す斜視図である。図２Ａは、図１のＡ－Ａ’線に沿った断面図であって、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルによる位置検出方法を説明するための図である。図２Ｂは、図１のＡ－Ａ’線に沿った断面図であって、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルによる位置検出方法を説明するための図である。図３は、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの模式的な平面図であって、当該タッチパネルによる位置検出方法を説明するための図である。図４Ａは、タッチパネルに入力がない場合の、検出素子上の位置と赤外光強度との関係を表すグラフである。図４Ｂは、タッチパネルに入力がある場合の、検出素子上の位置と赤外光強度との関係を表すグラフである。図５は、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルによる位置検出方法を説明するための、機能ブロック図である。図６は、比較例にかかるタッチパネルの模式的な断面図であって、当該タッチパネルによる位置検出方法を説明するための図である。図７は、他の比較例にかかるタッチパネルの模式的な断面図であって、当該タッチパネルによる位置検出方法を説明するための図である。図８は、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの模式的な断面図であって、当該タッチパネルの効果を説明するための図である。図９は、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネルの概略構成を示す斜視図である。図１０は、本発明の第３の実施形態にかかるタッチパネルの概略構成を示す斜視図である。図１１は、本発明の第４の実施形態にかかるタッチパネルの概略構成を示す斜視図である。図１２は、図１１のＢ－Ｂ’線に沿った断面図である。図１３は、図１１のＣ－Ｃ’線に沿った断面図であって、赤外光の伝搬の仕方を説明するための図である。図１４Ａは、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの模式的な断面図であって、赤外光の伝搬の仕方を説明するための図である。図１４Ｂは、本発明の第４の実施形態にかかるタッチパネルの模式的な断面図であって、赤外光の伝搬の仕方を説明するための図である。

　本発明の一実施形態にかかるタッチパネルは、板状で透明な導光体と、前記導光体の３つの側面のそれぞれに沿って配置された検出素子と、前記導光体において、前記検出素子が配置された側面以外の側面に配置された、少なくとも２つの検出用光源とを備える（第１の構成）。

　上記の構成によれば、検出用光源から導光体に入射された検出用光は、導光体内を全反射しながら伝搬する。検出素子が、検出用光源が配置された側面以外の３つの側面に配置されているため、検出用光は、必ずいずれかの検出素子により検出される。

　このとき、導光体に指等が接触していると、検出用光は指等に吸収または散乱され、減衰する。２つの検出用光源によって、２方向から検出用光を入射させているため、減衰した検出用光は、検出素子上の２箇所で検出される。

　この結果を用いて、２つの検出用光源の位置と、減衰した検出用光を検出した検出素子上の２箇所とを結ぶ線分との交点から、導光体に接触した指等の位置を算出することができる。

　上記の構成によれば、指等が導光体に接触した位置で、検出用光が吸収または散乱される。これにより、側面から検出用光を入射する方式と比較して、位置検出精度が高くなる。

　上記の構成によれば、検出素子は、導光体の側面に配置される。そのため、外光の影響を受けない。

　上記第１の構成において、前記検出用光源は、前記導光体において、前記検出素子が配置された側面以外の側面の、両端に配置されていることが好ましい（第２の構成）。

　上記第１または第２の構成において、前記導光体は、強化ガラスで形成されていることが好ましい（第３の構成）。

　導光体が強化ガラスで形成されることによって、導光体に傷等がつきにくくなる。これにより、表示装置と重ねて使用する際、表示装置の表示品位を維持できる。また、表示装置の表示面を保護できる。

　上記第１～第３のいずれかの構成において、前記導光体の、前記検出用光源からの検出用光が入射する面に、導光体の主面と略平行な稜線を有するプリズム部が形成されていることが好ましい（第４の構成）。

　導光体の、検出用光が入射する面に、導光体の主面と略平行な稜線を有するプリズム部を形成することで、検出用光源からの検出用光の入射方向が変化する。これにより、検出用光の、導光体内を全反射しながら伝搬する成分が増加し、信号／ノイズ比を向上させることができる。さらに、全反射角度が大きくなるため、位置分解能も向上させることができる。

　上記第１～第４のいずれかの構成において、前記検出用素子が検出する検出用光源の強度分布に基づいて、導光体に触れた物の位置を算出する算出回路をさらに備えても良い（第５の構成）。

　本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置は、画像を表示可能な表示装置と、上記第１～第５のいずれかの構成のタッチパネルとを備える（タッチパネル付き表示装置の第１の構成）。

　［実施の形態］
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

　［第１の実施形態］
　図１は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル１の概略構成を示す斜視図である。タッチパネル１は、導光体１１と、赤外光源１２と、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃとを備えている。

　タッチパネル１は、表示装置９０と重ね合わされて使用される。表示装置９０は、例えば液晶表示装置である。板状の導光体１１の主面（最も面積の大きい面）の大きさは、表示装置９０の表示面の大きさと略同じに形成されている。導光体１１は、可視光と赤外光との、両方に対して透光性を有している。これにより、導光体１１を通して、表示装置９０に表示された画像を観察することができる。

　導光体１１は、隣接する媒体（例えば、空気）よりも高い屈折率を有している。そのため、光が導光体１１の内部から外部へ進む場合、臨界角以上の角度で入射した光はその界面で全反射される。

　導光体１１として、例えばガラス、またはアクリル等の透明樹脂を用いることができる。導光体１１として、強化ガラスを用いることが好ましい。導光体１１に傷が付きにくくなり、表示装置９０の表示品位を維持できるためである。また、表示装置９０の表示面を保護できる。

　導光体１１は、表裏の主面と、４つの側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとを有する。導光体１１の一つの側面１１ｄの両端に、赤外光源１２が配置されている。赤外光源１２は、側面１１ｄから、赤外光を入射できるように形成されている。

　赤外光源１２は、ある程度指向性を持っていても良い。ただし、赤外光源１２は、少なくとも前方に拡がる赤外光を照射するものが好ましい。また、赤外光源１２は、線光源や面光源であっても良い。ただし、後述する座標の計算を簡単にするため、赤外光源１２の発光面積は小さい方が好ましい。赤外光源１２は、例えば赤外線ＬＥＤである。

　また、本実施形態にかかるタッチパネル１のように、赤外光源１２は、導光体１１の一つの側面１１ｄの、両端に配置されていることが好ましい。前述のように、導光体１１は、隣接する媒体よりも高い屈折率を有している。赤外光源１２を側面１１ｄの両端以外に配置した場合、屈折により赤外光が照射されない領域ができる場合があるからである。

　赤外光源１２を側面１１ｄの両端以外に配置した場合であっても、導光体１１の入射面の形状を工夫するなどして、赤外光が照射されない領域をなくすことは可能である。もっとも、赤外光源１２を側面１１ｄの両端に配置すれば、導光体１１の入射面形状の加工等をする必要がなくなり、簡便である。

　導光体１１の、光源１２が形成された側面１１ｄ以外の３つの側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃにはそれぞれ、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃが配置されている。検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、赤外光源１２が照射する赤外光の強度を、位置分解して検出する。検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、例えばラインセンサ（ｌｉｎｅ　ｓｅｎｓｏｒ）またはセンサアレイ（ｓｅｎｓｏｒ　ａｒｒａｙ）である。

　図２Ａおよび図２Ｂは、図１のＡ－Ａ’線に沿った断面図であって、タッチパネル１による位置検出方法を説明するための図である。図２Ａに示すように、光源１２から照射され、側面１１ｄから導光体１１に入射した赤外光ＩＲは、導光体１１内を全反射しながら進む。そして、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃのいずれか（図２Ａでは検出素子１３ｂ）に入射する。

　図２Ｂに示すように、導光体１１の主面を指９９で触れると、赤外光は指９９に吸収され、減衰する。赤外光、特に近赤外光は、指９９内の血液に含まれるヘモグロビンに吸収される特性を有するからである。

　本実施形態では、指９９が導光体１１の主面に触れた場合を例として、タッチパネル１による位置検出方法を説明する。しかし、タッチパネル１は、指以外の物が導光体１１の主面に触れた場合でも、その位置を検出することができる。導光体１１に接触した物が、赤外光を吸収しない場合であっても、赤外光が散乱されることで、赤外光は減衰するからである。

　図３は、タッチパネル１の模式的な平面図であって、タッチパネル１による位置検出方法を説明するための図である。図４Ａは、タッチパネル１に入力がない場合の、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ上の位置と赤外光強度との関係を表すグラフである。図４Ｂは、タッチパネル１に入力がある場合の、検出装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃ上の位置と赤外光強度との関係を表すグラフである。なお、図４Ａおよび図４Ｂでは、３つの検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ上の位置を、一つの座標軸で表している。図３においてＰ０，Ｐ１，・・・Ｐ５の符号を付した位置と、図４Ａおよび図４Ｂにおける横軸の符号の位置とが対応している。

　図３に示すように、２つの赤外光源１２から入射した光は、図３中に実線の矢印で示したように、様々な方向で導光体１１内を進み、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃへ入射する。このとき、導光体１１の主面に指９９が触れている場合、この点を通る赤外光は減衰する。減衰した赤外光は、図３中に破線の矢印で示したように、赤外光源１２と指９９とを結ぶ線分の延長線上を進む。そして、位置Ｐａにおいて検出素子１３ｂに検出され、位置Ｐｂにおいて検出素子１３ｃに検出される。

　図４Ａに示すように、タッチパネル１に入力がない場合、すなわち指９９によって赤外光が吸収されていない場合には、二つの赤外光源１２からの赤外光が重ね合わされて、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃには、上向きに凸のカーブが計測される。

　図４Ｂに示すように、タッチパネル１に入力がある場合、すなわち指９９によって赤外光が吸収されている場合には、位置ＰａおよびＰｂに対応する位置において、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃに検出される赤外光の強度が減少する。

　タッチパネル１による位置検出方法は、これに限定されないが、例えば次のように行うことができる。図５は、タッチパネル１による位置検出方法を説明するための、機能ブロック図である。タッチパネル１は、算出回路９５をさらに備える。算出回路９５は、タッチパネル１にモジュールとして実装されていても良いし、外部機器に実装されていても良い。また、算出回路９５の全てがハードウェアとして実装されていなくても良い。すなわち、算出回路９５の一部は、コンピュータプログラムをプロセッサが実行することによって実現される仮想的な機能ブロックであっても良い。

　算出回路９５は、強度解析部９５１と、位置算出部９５２とを備える。算出回路９５はまず、タッチパネル１から、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃが検出する赤外光の強度情報を受け付ける。強度解析部９５１は、入力がない場合（図４Ａ）とある場合（図４Ｂ）との赤外光の強度の差分値から、位置ＰａおよびＰｂを算出し、位置算出部９５２へ出力する。位置算出部９５２は、位置ＰａおよびＰｂと、２つの赤外光源１２とを結ぶ線分の交点から、指９９の接触位置を算出し、算出結果を外部に出力する。

　［比較例１］
　以下、本実施形態にかかるタッチパネル１の効果を説明するため、仮想的な比較例について述べる。図６は、比較例１にかかるタッチパネル７の模式的な断面図であって、タッチパネル７による位置検出方法を説明するための図である。タッチパネル７は、表示装置９０と重ねて使用される。

　タッチパネル７は、赤外光源１２と検出素子１３とを備えている。タッチパネル７は、タッチパネル１と比較して、導光体１１を備えていない点が異なる。

　タッチパネル７では、赤外光源１２から照射される赤外光ＩＲを、直接検出素子１３で検出する。このとき、指９９が表示装置９０の表示面に近接すると、赤外光ＩＲが指９９によって遮られて減衰する。タッチパネル７は、検出素子１３によって検出される赤外光ＩＲの強度の減衰から、指９９の位置を算出する。

　しかしながら、タッチパネル７では、指９９が表示装置９０の表示面に触れている位置と、指９９が赤外光を遮る位置とが、図６に示すようにΔだけずれる。そのため、ユーザが意図した位置が認識されない不具合が生じる。

　また、タッチパネル７では、表示装置９０の表示面を指９９が直接触れるため、表示装置９０の表示面を傷つけたり、場合によっては破損してしまうことがある。

　本実施形態にかかるタッチパネル１によれば、図２Ｂに示すように、指９９は、導光体１１内を全反射しながら進む赤外光を吸収する。そのため、タッチパネル７のようなずれは生じない。

　また、指９９が表示装置９０の表示面に直接触れることはない。導光体１１の強度が十分であれば、表示装置９０を保護できる。

　［比較例２］
　図７は、比較例２にかかるタッチパネル８の模式的な断面図であって、タッチパネル８による位置検出方法を説明するための図である。

　タッチパネル８は、導光体１１と、導光体１１の側面に形成された赤外光源１２と、導光体１１に重ね合わされた表示装置９０と、表示装置９０の裏面側にマトリクス状に形成された検出素子８３とを備える。検出素子８３は、例えば表示装置９０のバックライトの一部として形成されているか、表示装置９０のアクティブマトリクス基板に内蔵されている。

　タッチパネル８では、赤外光源１２から、導光体１１へ、赤外光ＩＲが入射される。入射された赤外光ＩＲは、導光体１１内を全反射して進む。このとき、導光体１１に指９９が触れていると、導光体１１内を進んでいた赤外光ＩＲが散乱され、直下の検出素子８３に入射する。タッチパネル８は、検出素子８３に検出された赤外光ＩＲの強度から、指９９の位置を算出する。

　しかしながら、タッチパネル８に外光ＡＬが入射すると、検出素子１３は、外光ＡＬに含まれる赤外線成分を検出する。これにより、タッチパネル８が誤作動を起こす場合がある。

　また、タッチパネル８の構成は、検出素子８３を表示装置９０側に設ける必要がある。そのため、タッチパネル８と表示装置９０とを、一体的に設計する必要がある。タッチパネル８は、いわゆる外付けタイプのタッチパネルとできない等、設計の自由度が制限される。

　本実施形態にかかるタッチパネル１の構成によれば、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃはそれぞれ導光体１１の側面１１ａ，１１ｂ，１１ｃに形成されている。そのため、図８に示すように、タッチパネル１に外光ＡＬが入射しても、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃはその影響を受けない。

　また、タッチパネル１は、検出装置としての構成要素（赤外光源１２および検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）がすべてタッチパネル１に形成されている。そのため、表示装置９０とは分離して設計可能であり、設計の自由度が高い。

　以上、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネル１の構成と、比較例にかかる構成とについて説明した。本実施形態では、赤外光源１２の数を２つとしたが、赤外光源１２の数は２つ以上であれば任意である。赤外光源１２の数が多いほど、検出精度は向上する。一方、赤外光源１２の数が少ないほど、計算は簡単となり、また、コスト的にも有利である。

　［第２の実施形態］
　図９は、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネル２の概略構成を示す斜視図である。タッチパネル２は、導光体２１と、赤外光源１２と、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃとを備える。タッチパネル２は、タッチパネル１と、導光体の構成および赤外光源１２の配置が異なっている。

　導光体２１は、表裏の主面と、４つの側面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとを有する。導光体２１ではさらに、側面２１ｄの両端が切りかかれて、面２１ｅおよび２１ｆが顕出している。２つの赤外光源１２は、面２１ｅおよび２１ｆにそれぞれ配置されている。

　タッチパネル１のように、側面１１ｄと垂直に赤外光源１２を配置した場合、赤外光は、導光体１１に入射する際に屈折するため、２つの赤外光源１２の中間に、赤外光が届きにくい領域ができる場合がある。タッチパネル２の構成によれば、赤外光を導光体１１の主面の面内で傾けて入射させることにより、２つの赤外光源１２の中間にも赤外光が届き易くなる。そのため、感度を向上させることができる。また、この構成によれば赤外光源１２が導光体２１から突出しない。そのため、装置のレイアウトをスリムにできる。

　［第３の実施形態］
　図１０は、本発明の第３の実施形態にかかるタッチパネル３の概略構成を示す斜視図である。タッチパネル３は、導光体１１と、赤外光源１２と、検出素子１３ｂ，１３ｃ，１３ｄとを備える。タッチパネル３は、タッチパネル１と、赤外光源および検出素子の配置が異なっている。

　タッチパネル１では、赤外光源１２は、矩形に形成された導光体１１の主面の、短辺側の側面１１ｄの両端に形成されていた。タッチパネル３では、赤外光源１２は、導光体１１の主面の、長辺側の側面１１ａの両端に形成されている。また、検出素子１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、導光体１１の側面１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに配置されている。

　本実施形態にかかるタッチパネル３によれば、赤外光源および検出素子の配置のバリエーションが得られる。

　［第４の実施形態］
　図１１は、本発明の第４の実施形態にかかるタッチパネル４の概略構成を示す斜視図である。タッチパネル４は、導光体４１と、赤外光源１２と、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃとを備える。タッチパネル４は、タッチパネル１と、導光体の構成および赤外光源１２の配置が異なっている。

　導光体４１は、表裏の主面と、４つの側面４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄとを有する。第２の実施形態における導光体２１と同様に、導光体４１では、側面４１ｄの両端が切りかかれて、面４１ｅおよび４１ｆが顕出している。２つの赤外光源１２は、面４１ｅおよび４１ｆにそれぞれ配置されている。

　図１２は、図１１におけるＢ－Ｂ’線に沿った断面図である。図１２に示すように、導光体４１の、赤外光源１２が配置された面４１ｅには、導光体４１の主面と略平行な稜線を有するプリズム部が形成されている。図示しないが、面４１ｆにも同様に、導光体４１の主面と略平行な稜線を有するプリズム部が形成されている。

　図１３は、図１１のＣ－Ｃ’線に沿った断面図であって、赤外光の伝搬の仕方を説明するための図である。図１３では、図を見易くするため、導光体４１のハッチングを省略している。

　赤外光源１２から照射される光のうち、図１３で破線で示したように、導光体４１の主面に対して斜めに入射した赤外光ＩＲ１は、導光体４１の内部で全反射しながら進む。一方、図１３で実線で示したように、導光体４１の主面と平行に入射した赤外光ＩＲ２は、導光体４１内で反射されることなく、検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃのいずれか（図１３では検出素子１３ｂ）に入射する。赤外光源ＩＲ２は、導光体４１の主面に指が触れていても、触れていなくても、その影響を受けない。そのため、赤外光ＩＲ２は位置検出に寄与せず、常に一定レベルの信号を検出素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃに供給するノイズ源となる。

　本実施形態にかかるタッチパネル４の構成によれば、導光体４１の、赤外光源１２が配置された面４１ｅに、導光体４１の主面と略平行な稜線を有するプリズム部が形成されている。これにより、赤外光ＩＲ２のように導光体４１の主面と平行に入射する成分を減少させ、赤外光ＩＲ１のように導光体４１の主面に斜めに入射する成分を増加させることができる。したがって、信号強度が増え、ノイズが減少する。すなわち、信号／ノイズ比を向上させることができる。

　図１４Ａは、タッチパネル１の模式的な断面図であって、赤外光の伝搬の仕方を説明するための図である。図１４Ｂは、タッチパネル３の模式的な断面図であって、赤外光の伝搬の仕方を説明するための図である。図１４Ｂに示すように、タッチパネル４では、導光体４１の赤外光源１２が配置された面４１ｅに形成されたプリズム部によって、図１４Ａに示すタッチパネル１の場合と比較して、赤外光の入射角を大きくすることができる。これにより、全反射角度も大きくなり、反射回数も大きくなる。したがって、タッチパネル４の位置分解能も向上する。

　［その他の実施形態］
　以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。また、上述した各実施形態は、適宜組み合わせて実施が可能である。

　例えば、第２の実施形態で説明した切欠きを、第３の実施形態にかかるタッチパネル３の導光体１１に設けても良い。第４の実施形態で説明したプリズム部を、第３の実施形態にかかるタッチパネル３の導光体１１の側面１１ａに設けても良い。

　本発明は、光学方式のタッチパネルおよびタッチパネル付き表示装置として産業上の利用が可能である。

Claims

　板状で透明な導光体と、
　前記導光体の３つの側面のそれぞれに沿って配置された検出素子と、
　前記導光体において、前記検出素子が配置された側面以外の側面に配置された、少なくとも２つの検出用光源とを備える、タッチパネル。
　前記検出用光源は、前記導光体において、前記検出素子が配置された側面以外の側面の、両端に配置されている、請求項１に記載のタッチパネル。
　前記導光体は、強化ガラスで形成されている、請求項１または２に記載のタッチパネル。
　前記導光体の、前記検出用光源からの検出用光が入射する面に、導光体の主面と略平行な稜線を有するプリズム部が形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のタッチパネル。
　前記検出用素子が検出する検出用光源の強度分布に基づいて、導光体に触れた物の位置を算出する算出回路をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のタッチパネル。
　画像を表示可能な表示装置と、
　請求項１～５のいずれか一項に記載のタッチパネルとを備える、タッチパネル付き表示装置。