(57)【要約】      （修正有）【課題】薄型化が容易な座標検出装置を提供する。【解決手段】座標検出装置１００は、表示部１０Ａの表面１０Ｂよりも裏面側において、前記表示部の外周部に沿って配列される光出力部と、前記表示部の表面よりも裏面側において、前記表示部の外周部に沿って配列され、入射光量に応じた検出信号を出力する光検出部と、前記光出力部よりも前記表示部の表面側に配設され、前記光出力部が出力する光を前記表示部の表面に沿う方向に誘導して出射する第１誘導部１１０Ｘと、前記光検出部よりも前記表示部の表面側に配設され、前記第１誘導部から前記表示部の表面に沿って出射され、前記表示部の表面上を通過した光を、前記光検出部の方向に誘導する第２誘導部１２０Ｘとを含み、前記光検出部が出力する検出信号に基づいて、前記表示部の表面上において操作入力が行われた位置を検出する。【選択図】図１
2014044679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部の表面よりも裏面側において、前記表示部の外周部に沿って配列される光出力部と、
前記表示部の表面よりも裏面側において、前記表示部の外周部に沿って配列され、入射光量に応じた検出信号を出力する光検出部と、
前記光出力部よりも前記表示部の表面側に配設され、前記光出力部が出力する光を前記表示部の表面に沿う方向に誘導して出射する第１誘導部と、
前記光検出部よりも前記表示部の表面側に配設され、前記第１誘導部から前記表示部の表面に沿って出射され、前記表示部の表面上を通過した光を、前記光検出部の方向に誘導する第２誘導部と
を含み、前記光検出部が出力する検出信号に基づいて、前記表示部の表面上において操作入力が行われた位置を検出する、座標検出装置。
【請求項２】
前記第１誘導部は、前記表示部の表面に沿う方向に誘導した光を出射する出射端に、出射レンズを有し、前記第２誘導部は、前記第１誘導部の出射レンズから出射されて前記表示部の表面所を通過した光が入射する入射レンズを有する、請求項１記載の座標検出装置。
【請求項３】
前記出射レンズ及び前記入射レンズは、前記表示部の表面からの高さ方向の寸法が、幅方向の寸法よりも長いレンズである、請求項２記載の座標検出装置。
【請求項４】
前記入射レンズは、前記出射レンズよりも大きいレンズである、請求項２記載の座標検出装置。
【請求項５】
前記入射レンズの方が、前記出射レンズよりも前記表示部の表面からの高さ方向の寸法が長いレンズである、請求項２記載の座標検出装置。
【請求項６】
前記表示部の外周部に沿って配設され、前記第１誘導部と第２誘導部との間の光路に含まれ、前記第１誘導部から出射される光を前記第２誘導部に向けて反射する反射部をさらに含む、請求項１乃至５のいずれか一項記載の座標検出装置。
【請求項７】
前記第１誘導部は、前記光出力部が出力する光を別々に前記表示部の表面に沿う方向に誘導する第１導波路と、前記第１導波路に接続され、前記表示部の表面に沿って光を出射する出射端とを有し、
前記第２誘導部は、前記出射端から出射されて前記表示部の表面上を通過した光が入射する入射部と、前記入射部に入射した光を前記光検出部に誘導する第２導波路とを有し、
前記第１誘導部と前記第２誘導部は一体的に構成され、前記出射端と前記入射部は一つのレンズであるとともに、前記反射部は、前記出射端としての前記レンズと、前記入射部としての前記レンズとの間の光路に配設されており、
前記第１導波路及び前記第２導波路には、前記光出力部から出力された光を前記第１導波路内で透過して前記出射端に導くとともに、前記入射部から入射した光を反射して前記第２導波路に導くハーフミラーをさらに含む、請求項６記載の座標検出装置。
【請求項８】
前記第１誘導部は、複数の前記光出力部が出力する光を別々に前記表示部の表面に沿う方向に誘導する複数の第１導波路と、前記複数の第１導波路に接続され、前記表示部の表面に沿って光を出射し、前記表示部の表面からの高さ方向に配列される複数の出射端とを有し、
前記第２誘導部は、前記表示部の表面からの高さ方向に配列され、前記複数の出射端から出射されて前記表示部の表面上を通過した光が入射する複数の入射部と、前記複数の入射部に入射した光を別々に複数の前記光検出部に誘導する複数の第２導波路とを有し、
前記複数の光検出部がそれぞれ前記表示部の表面上において操作入力が行われた位置を検出する、請求項１乃至６のいずれか一項記載の座標検出装置。
【請求項９】
前記光出力部、前記第１誘導部、前記第２誘導部、及び前記光検出部によって構築される第１の光学検出系とは別に、前記光出力部、前記第１誘導部、前記第２誘導部、及び前記光検出部と同一の光出力部、第１誘導部、第２誘導部、及び光検出部によって構築される第２光学検出系をさらに含み、
前記第１光学検出系と前記第２項学検出系とは、平面視において、前記表示部の表面上を通過する光の方向が異なる、請求項１乃至８のいずれか一項記載の座標検出装置。
【請求項１０】
前記光出力部及び前記光検出部を保持する筐体をさらに含み、
前記第１誘導部及び前記第２誘導部は、前記筐体と一体化されている、請求項１乃至９のいずれか一項記載の座標検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、方形状のエリアにおける相対向する２辺の一方の辺に設けられた投光器、及び、該投光器と対面する他方の辺に設けられた受光器を備えるタッチパネル装置があった。投光器と受光器は、液晶表示装置の表示面の上に配設されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９９２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のタッチパネルに含まれる座標検出装置は、上述のように液晶表示装置の表示面の上に投光器と受光器が配設されているため、薄型化が困難であるという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、薄型化が容易な座標検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面の座標検出装置は、表示部の表面よりも裏面側において、前記表示部の外周部に沿って配列される光出力部と、前記表示部の表面よりも裏面側において、前記表示部の外周部に沿って配列され、入射光量に応じた検出信号を出力する光検出部と、前記光出力部よりも前記表示部の表面側に配設され、前記光出力部が出力する光を前記表示部の表面に沿う方向に誘導して出射する第１誘導部と、前記光検出部よりも前記表示部の表面側に配設され、前記第１誘導部から前記表示部の表面に沿って出射され、前記表示部の表面上を通過した光を、前記光検出部の方向に誘導する第２誘導部とを含み、前記光検出部が出力する検出信号に基づいて、前記表示部の表面上において操作入力が行われた位置を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
薄型化が容易な座標検出装置を提供できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態の座標検出装置１００を示す図である。
【図２】実施の形態の座標検出装置１００を示す図である。
【図３】実施の形態２の座標検出装置２００の構成を示す図である。
【図４】実施の形態３の座標検出装置３００の構成を示す図である。
【図５】実施の形態４の座標検出装置４００の構成を示す図である。
【図６】実施の形態５の座標検出装置５００の構成を示す図である。
【図７】実施の形態６の座標検出装置６００の構成を示す図である。
【図８】実施の形態７の座標検出装置７００の構成を示す図である。
【図９】実施の形態８の座標検出装置８００の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態９の座標検出装置９００の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態１０の光ガイド１１１０Ｘの構成を示す図である。
【図１２】実施の形態１１の座標検出装置１１００の構成を示す図である。
【図１３】実施の形態１３の光ガイドを示す図である。
【図１４】実施の形態１３の座標検出装置の構成を示す図である。
【図１５】実施の形態１４における光量データを示す図である。
【図１６】実施の形態１４における光量データを示す図である。
【図１７】実施の形態１４における光量データを示す図である。
【図１８】実施の形態１５の光ガイドを示す断面図である。
【図１９】実施の形態１５の座標検出装置における出射レンズ１１１Ｘ、１１１Ｙと入射レンズ１２１Ｘ、１２１Ｙの分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の座標検出装置を適用した実施の形態について説明する。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態の座標検出装置１００を示す図である。図１（Ａ）は平面図であり、図１（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面を示す図である。図１（Ａ）では、構成を理解しやすくするために、出射レンズを白い楕円で示し、入射レンズをグレーの楕円で示す。また、図１（Ａ），（Ｂ）では、光の光路を太い実線の矢印で示す。なお、図１（Ａ）、（Ｂ）では図示するように直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
【００１１】
図１（Ｂ）に示すように、座標検出装置１００は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１０に取り付けられる。ここでは、座標検出装置１００は、ＬＣＤ１０を構成要素として含まないものとして取り扱う。座標検出装置１００にＬＣＤ１０を加えたものをタッチパネルとして取り扱う。
【００１２】
座標検出装置１００は、光ガイド１１０Ｘ、１２０Ｘ、光源１３０Ｘ、受光素子１４０Ｘ、及び制御部１５０を含む。なお、ＬＣＤ１０は、直方体状の筐体として示す。ＬＣＤ１０は、Ｘ軸方向の長さがＹ軸方向の長さよりも長い液晶ディスプレイであり、表示部の一例である。
【００１３】
光ガイド１１０Ｘは、出射レンズ１１１Ｘ、入射端１１２Ｘ、及び導波路１１３Ｘを含む。光ガイド１１０Ｘは、ＬＣＤ１０のＸ軸負方向側においてＹ軸方向に伸びる端辺に沿って配設されている。光ガイド１１０Ｘは、第１誘導部の一例である。
【００１４】
出射レンズ１１１Ｘは、平面視では、図１（Ａ）に示すようにＬＣＤ１０のＸ軸負方向側においてＹ軸方向に伸びる端辺に沿って配列されている。
【００１５】
図１（Ａ）では、理解しやすさの観点から、出射レンズ１１１ＸをＬＣＤ１０の表示部１０Ａの脇に並べて示す。表示部１０Ａは、平面視において（ＸＹ平面において）ＬＣＤ１０よりも少し小さい。このため、図１（Ａ）では、出射レンズ１１１Ｘは、表示部１０Ａの外側に位置している。
【００１６】
光ガイド１１０Ｘは、図１（Ａ）に示すように複数の出射レンズ１１１Ｘを含み、入射端１１２Ｘ及び導波路１１３Ｘは、出射レンズ１１１Ｘと同一の数だけ配列されている。
【００１７】
入射端１１２Ｘは、光源１３０Ｘから光が入射される端部であり、導波路１１３Ｘの入り口である。入射端１１２Ｘには、出射レンズ１１１Ｘと同数の同様のレンズが形成されていてもよい。
【００１８】
導波路１１３Ｘは、入射端１１２Ｘから約９０度湾曲しており、光ガイド１１０Ｘの出射端に設けられる出射レンズ１１１Ｘに連通している。導波路１１３Ｘは、出射レンズ１１１Ｘと同じ数だけ、Ｘ軸方向に互いに平行に配列されている。
【００１９】
導波路１１３Ｘはコア材料で形成されており、導波路１１３Ｘを光の案内方向に沿って囲む光ガイド１１０Ｘの周囲の部分は、クラッド材料で形成されている。導波路１１３Ｘは、出射レンズ１１１Ｘと一体的に形成されており、出射レンズ１１１Ｘもコア材料で形成される。
【００２０】
このような光ガイド１１０Ｘは、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板で作製することができる。また、光ガイド１１０Ｘは、オレフィン系の樹脂で一体成形することによって作製してもよい。
【００２１】
光ガイド１２０Ｘは、複数の入射レンズ１２１Ｘ、出射端１２２Ｘ、及び導波路１２３Ｘを含む。光ガイド１２０Ｘは、ＬＣＤ１０のＸ軸正方向側においてＹ軸方向に伸びる端辺に沿って配設されている。光ガイド１２０Ｘは、第２誘導部の一例である。
【００２２】
入射レンズ１２１Ｘは、平面視では、図１（Ａ）に示すようにＬＣＤ１０のＸ軸正方向側においてＹ軸方向に伸びる端辺に沿って複数配列されている。入射レンズ１２１Ｘの数は、出射レンズ１１１Ｘ及び導波路１１３Ｘと同じ数である。なお、理解しやすさのために、図１（Ｂ）でも入射レンズ１２１Ｘをグレーで区別して示す。
【００２３】
図１（Ａ）では、理解しやすさの観点から、入射レンズ１２１ＸをＬＣＤ１０の表示部１０Ａの脇に並べて示す。表示部１０Ａは、平面視において（ＸＹ平面において）ＬＣＤ１０よりも少し小さい。このため、図１（Ａ）では、入射レンズ１２１Ｘは、表示部１０Ａの外側に位置している。
【００２４】
入射レンズ１２１Ｘは、光ガイド１１０Ｘの出射レンズ１１１Ｘから出射された光が、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上を通過して、光ガイド１２０Ｘに入射する入射端に配設されており、導波路１２３Ｘの入り口である。
【００２５】
導波路１２３Ｘは、入射レンズ１２１Ｘから出射端１２２Ｘにかけて約９０度湾曲しており、光ガイド１２０Ｘの出射端１２２Ｘまで連通している。導波路１２３Ｘは、入射レンズ１２１Ｘと同じ数だけＸ軸方向に互いに並列に配列されている。
【００２６】
導波路１２３Ｘはコア材料で形成されており、導波路１２３Ｘを光の案内方向に沿って囲む光ガイド１２０Ｘの周囲の部分は、クラッド材料で形成されている。導波路１２３Ｘは、入射レンズ１２１Ｘと一体的に形成されており、入射レンズ１２１Ｘもコア材料で形成される。
【００２７】
出射端１２２Ｘは、光ガイド１２０Ｘから光が出射する端部であり、導波路１２３Ｘの出射部でもある。出射端１２２Ｘには、入射レンズ１２１Ｘと同様のレンズが形成されていてもよい。
【００２８】
このような光ガイド１２０Ｘは、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板で作製することができる。また、光ガイド１２０Ｘは、オレフィン系の樹脂で一体成形することによって作製してもよい。
【００２９】
光源１３０Ｘは、光ガイド１１０Ｘの入射端１１２ＸのＺ軸負方向側に配設されている。光源１３０Ｘの出力部１３１Ｘは、光ガイド１１０Ｘの入射端１１２Ｘに対向して配置されている。なお、入射端１１２Ｘと出力部１３１Ｘとの間の距離は、例えば、３００μｍである。光源１３０Ｘは、光出力部の一例であり、光ガイド１１０Ｘの複数の出射レンズ１１１Ｘ、入射端１１２Ｘ、及び導波路１１３Ｘと同一の数だけ配列されている。
【００３０】
光源１３０Ｘとしては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）又はＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等の光源を用いることができる。なお、光源１３０Ｘは、これら以外の種類のものであってもよい。
【００３１】
光源１３０Ｘは、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも低い位置（Ｚ軸負方向側）、すなわち、表面１０Ｂよりも裏面１０Ｃ側に設けられている。これは、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも低い位置に光源１３０Ｘを配置することにより、座標検出装置１００の薄型化を図るためである。
【００３２】
なお、実施の形態１の座標検出装置１００では、光ガイド１１０Ｘの上部がＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも上側に位置するが、光源１３０ＸをＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上に配置するよりは、薄型化を図ることができる。
【００３３】
受光素子１４０Ｘは、光ガイド１２０Ｘの出射端１２２ＸのＺ軸負方向側に配設されている。受光素子１４０Ｘは、光ガイド１２０Ｘの出射端１２２Ｘに対向して配置されており、入射レンズ１２１Ｘ及び導波路１２３Ｘと同じ数だけ、Ｘ軸方向に配列されている。受光素子１４０Ｘは、光検出部の一例である。なお、出射端１２２Ｘと受光素子１４０Ｘとの間の距離は、例えば、３００μｍである。
【００３４】
受光素子１４０Ｘとしては、例えば、フォトトランジスタを用いることができるが、受光素子１４０Ｘは、フォトトランジスタ以外のものであってもよい。
【００３５】
制御部１５０は、光源１３０Ｘ及び受光素子１４０Ｘに接続されており、複数の光源１３０Ｘから順番に光を出射させ、複数の受光素子１４０Ｘで順番に光を受光する。
【００３６】
このような実施の形態１の座標検出装置１００において、光源１３０Ｘから出射される複数本の光は、光ガイド１１０Ｘによって案内され、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂに沿って出射レンズ１１１Ｘから出射され、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上の空気中を通過し、入射レンズ１２１Ｘから光ガイド１２０Ｘに入射する。光ガイド１２０Ｘによって光は受光素子１４０Ｘに案内される。
【００３７】
ここで、図１（Ａ）に示すように、利用者の指がＬＣＤ１０の表面１０Ｂに触れると、一部の出射レンズ１１１Ｘから出射した光が、受光素子１４０Ｘに到達しなくなる。図１（Ａ）では、６本の光のうちの１本が指によって遮断されて、受光素子１４０Ｘに到達しなくなる状態を示すが、実施には、もっと多くの本数の光がＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上を平行に通過するようになっている。
【００３８】
このような場合に、複数の受光素子１４０Ｘのうち、光を受光しなくなった受光素子１４０Ｘの位置を制御部１５０で特定することにより、Ｘ軸方向における操作入力の位置を検出することができる。
【００３９】
図２は、実施の形態の座標検出装置１００を示す図である。図２（Ａ）は平面図であり、図２（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面を示す図である。図２（Ａ）、（Ｂ）には、Ｙ軸方向における位置検出に関係する部分を示す。
【００４０】
図２（Ｂ）に示すように、座標検出装置１００は、光ガイド１１０Ｙ、１２０Ｙ、光源１３０Ｙ、受光素子１４０Ｙ、及び制御部１５０を含む。制御部１５０は、図１（Ｂ）に示す制御部１５０と同一のものである。
【００４１】
光ガイド１１０Ｙは、複数の出射レンズ１１１Ｙ、入射端１１２Ｙ、及び導波路１１３Ｙを含む。光ガイド１１０Ｙは、ＬＣＤ１０のＹ軸負方向側においてＸ軸方向に伸びる端辺に沿って配設されている。光ガイド１１０Ｙは、第１誘導部の一例である。
【００４２】
出射レンズ１１１Ｙは、平面視では、図２（Ａ）に示すようにＬＣＤ１０のＹ軸負方向側においてＸ軸方向に伸びる端辺に沿って配列されている。
【００４３】
図２（Ａ）では、理解しやすさの観点から、出射レンズ１１１ＹをＬＣＤ１０の表示部１０Ａの脇に並べて示す。表示部１０Ａは、平面視において（ＸＹ平面において）ＬＣＤ１０よりも少し小さい。このため、図２（Ａ）では、出射レンズ１１１Ｙは、表示部１０Ａの外側に位置している。
【００４４】
光ガイド１１０Ｙは、図２（Ａ）に示すように複数の出射レンズ１１１Ｙを含み、入射端１１２Ｙ及び導波路１１３Ｙは、出射レンズ１１１Ｙと同一の数だけ配列されている。
【００４５】
入射端１１２Ｙは、光源１３０Ｙから光が入射される端部であり、導波路１１３Ｙの入り口である。入射端１１２Ｙには、出射レンズ１１１Ｙと同数の同様のレンズが形成されていてもよい。
【００４６】
導波路１１３Ｙは、入射端１１２Ｙから約９０度湾曲しており、光ガイド１１０Ｙの出射端に設けられる出射レンズ１１１Ｙに連通している。導波路１１３Ｙは、出射レンズ１１１Ｙと同じ数だけ、Ｘ軸方向に互いに平行に配列されている。
【００４７】
導波路１１３Ｙはコア材料で形成されており、導波路１１３Ｙを光の案内方向に沿って囲む光ガイド１１０Ｙの周囲の部分は、クラッド材料で形成されている。導波路１１３Ｙは、出射レンズ１１１Ｙと一体的に形成されており、出射レンズ１１１Ｙもコア材料で形成される。
【００４８】
このような光ガイド１１０Ｙは、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板で作製することができる。また、光ガイド１１０Ｙは、オレフィン系の樹脂で一体成形することによって作製してもよい。
【００４９】
光ガイド１２０Ｙは、複数の入射レンズ１２１Ｙ、出射端１２２Ｙ、及び導波路１２３Ｙを含む。光ガイド１２０Ｙは、ＬＣＤ１０のＹ軸正方向側においてＸ軸方向に伸びる端辺に沿って配設されている。光ガイド１２０Ｙは、第２誘導部の一例である。
【００５０】
入射レンズ１２１Ｙは、平面視では、図２（Ａ）に示すようにＬＣＤ１０のＹ軸正方向側においてＸ軸方向に伸びる端辺に沿って複数配列されている。入射レンズ１２１Ｙの数は、出射レンズ１１１Ｙ及び導波路１１３Ｙと同じ数である。なお、理解しやすさのために、図２（Ｂ）でも入射レンズ１２１Ｙをグレーで区別して示す。
【００５１】
図２（Ａ）では、理解しやすさの観点から、入射レンズ１２１ＹをＬＣＤ１０の表示部１０Ａの脇に並べて示す。表示部１０Ａは、平面視において（ＸＹ平面において）ＬＣＤ１０よりも少し小さい。このため、図２（Ａ）では、入射レンズ１２１Ｙは、表示部１０Ａの外側に位置している。
【００５２】
入射レンズ１２１Ｙは、光ガイド１１０Ｙの出射レンズ１１１Ｙから出射された光が、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上を通過して、光ガイド１２０Ｙに入射する入射端に配設されており、導波路１２３Ｙの入り口である。
【００５３】
導波路１２３Ｙは、入射レンズ１２１Ｙから出射端１２２Ｙにかけて約９０度湾曲しており、光ガイド１２０Ｙの出射端１２２Ｙまで連通している。導波路１２３Ｙは、入射レンズ１２１Ｙと同じ数だけＹ軸方向に互いに並列に配列されている。
【００５４】
導波路１２３Ｙはコア材料で形成されており、導波路１２３Ｙを光の案内方向に沿って囲む光ガイド１２０Ｙの周囲の部分は、クラッド材料で形成されている。導波路１２３Ｙは、入射レンズ１２１Ｙと一体的に形成されており、入射レンズ１２１Ｙもコア材料で形成される。
【００５５】
出射端１２２Ｙは、光ガイド１２０Ｙから光が出射する端部であり、導波路１２３Ｙの出射部でもある。出射端１２２Ｙには、入射レンズ１２１Ｙと同様のレンズが形成されていてもよい。
【００５６】
このような光ガイド１２０Ｙは、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板で作製することができる。また、光ガイド１２０Ｙは、オレフィン系の樹脂で一体成形することによって作製してもよい。
【００５７】
光源１３０Ｙは、光ガイド１１０Ｙの入射端１１２ＹのＺ軸負方向側に配設されている。光源１３０Ｙの出力部１３１Ｙは、光ガイド１１０Ｙの入射端１１２Ｙに対向して配置されている。なお、入射端１１２Ｙと出力部１３１Ｙとの間の距離は、例えば、３００μｍである。光源１３０Ｙは、光出力部の一例であり、光ガイド１１０Ｙの複数の出射レンズ１１１Ｙ、入射端１１２Ｙ、及び導波路１１３Ｙと同一の数だけ配列されている。
【００５８】
光源１３０Ｙとしては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）又はＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等の光源を用いることができる。なお、光源１３０Ｙは、これら以外の種類のものであってもよい。
【００５９】
光源１３０Ｙは、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも低い位置（Ｚ軸負方向側）、すなわち、表面１０Ｂよりも裏面１０Ｃ側に設けられている。これは、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも低い位置に光源１３０Ｙを配置することにより、座標検出装置１００の薄型化を図るためである。
【００６０】
なお、実施の形態１の座標検出装置１００では、光ガイド１１０Ｙの上部がＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも上側に位置するが、光源１３０ＹをＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上に配置するよりは、薄型化を図ることができる。
【００６１】
受光素子１４０Ｙは、光ガイド１２０Ｙの出射端１２２ＹのＺ軸負方向側に配設されている。受光素子１４０Ｙは、光ガイド１２０Ｙの出射端１２２Ｙに対向して配置されており、入射レンズ１２１Ｙ及び導波路１２３Ｙと同じ数だけ、Ｘ軸方向に配列されている。受光素子１４０Ｙは、光検出部の一例である。なお、出射端１２２Ｙと受光素子１４０Ｙとの間の距離は、例えば、３００μｍである。
【００６２】
受光素子１４０Ｙとしては、例えば、フォトトランジスタを用いることができるが、受光素子１４０Ｙは、フォトトランジスタ以外のものであってもよい。
【００６３】
制御部１５０は、光源１３０Ｙ及び受光素子１４０Ｙに接続されており、複数の光源１３０Ｙから順番に光を出射させ、複数の受光素子１４０Ｙで順番に光を受光する。
【００６４】
このような実施の形態１の座標検出装置１００において、光源１３０Ｙから出射される複数本の光は、光ガイド１１０Ｙによって案内され、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂに沿って出射レンズ１１１Ｙから出射され、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上の空気中を通過し、入射レンズ１２１Ｙから光ガイド１２０Ｙに入射する。光ガイド１２０Ｙによって光は受光素子１４０Ｙに案内される。
【００６５】
ここで、図２（Ａ）に示すように、利用者の指がＬＣＤ１０の表面１０Ｂに触れると、一部の出射レンズ１１１Ｙから出射した光が、受光素子１４０Ｙに到達しなくなる。図２（Ａ）では、１０本の光のうちの１本が指によって遮断されて、受光素子１４０Ｙに到達しなくなる状態を示すが、実施には、もっと多くの本数の光がＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上を平行に通過するようになっている。
【００６６】
このような場合に、複数の受光素子１４０Ｙのうち、光を受光しなくなった受光素子１４０Ｙの位置を制御部１５０で特定することにより、Ｙ軸方向における操作入力の位置を検出することができる。
【００６７】
なお、以上では、説明の便宜上、Ｘ軸方向における座標を検出する構成要素を図１に示し、Ｙ軸方向における座標を検出する構成要素を図２に示した。
【００６８】
しかしながら、実施の形態１の座標検出装置１００は、Ｘ軸方向における座標を検出する構成要素と、Ｙ軸方向における座標を検出する構成要素とを含む。すなわち、座標検出装置１００は、光ガイド１１０Ｘ、１２０Ｘ、光源１３０Ｘ、及び受光素子１４０Ｘと、光ガイド１１０Ｙ、１２０Ｙ、光源１３０Ｙ、及び受光素子１４０Ｙとを含み、操作入力のあったＸＹ座標を検出するものである。
【００６９】
以上のように、実施の形態１の座標検出装置１００によれば、光源１３０Ｘ、１３０Ｙと、受光素子１４０Ｘ、１４０ＹとをＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも裏面側１０Ｃ側（すなわち、表面１０Ｂよりも低い位置）に配設したので、座標検出装置１００の薄型を図ることができる。これは、座標検出装置１００にＬＣＤ１０を加えたタッチパネルの薄型を図ることができることと同義である。
【００７０】
従来の座標検出装置は、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂ上に光源と受光素子とが配置されているため、薄型化が困難であったが、実施の形態１の座標検出装置１００によれば、光源１３０Ｘ、１３０Ｙと、受光素子１４０Ｘ、１４０ＹとをＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも裏面側１０Ｃ側に配置し、光ガイド１１０Ｘ、１２０Ｘ、１１０Ｙ、１２０Ｙを用いることにより、薄型化を可能にしている。
【００７１】
実施の形態１の座標検出装置１００は、光源１３０Ｘ、１３０Ｙから出射する光を光ガイド１１０Ｘ、１２０Ｘ、１１０Ｙ、１２０Ｙを介して、受光素子１４０Ｘ、１４０Ｙで受光することによって操作入力のあった座標位置を検出する、光学式の座標検出装置１００である。
【００７２】
このため、利用者の指は、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂに触れる必要はなく、光を遮りさえすればよい。このような点において、接触のあった位置を検出する抵抗膜式や静電容量式の座標検出装置とは異なるため、例えば、ペン先で光を遮っても、操作入力を完了することができる。
【００７３】
＜実施の形態２＞
図３は、実施の形態２の座標検出装置２００の構成を示す図である。実施の形態２の座標検出装置２００は、実施の形態１の座標検出装置１００を変形したものである。このため、実施の形態１の座標検出装置１００の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７４】
図３は、図１（Ｂ）に対応する断面を示す図である。
【００７５】
図３に示すように、座標検出装置２００は、ＬＣＤ１０に取り付けられる。ここでは、座標検出装置２００は、ＬＣＤ１０を構成要素として含まないものとして取り扱う。座標検出装置２００にＬＣＤ１０を加えたものをタッチパネルとして取り扱う。
【００７６】
座標検出装置２００は、光ガイド２１０Ｘ、２２０Ｘ、光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２、及び受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２を含む。なお、図３では、制御部１５０を省略するが、実施の形態１と同様に光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２及び受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２に接続されており、同様の制御を行うことにより、位置検出を行う。
【００７７】
光ガイド２１０Ｘは、複数の出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２、入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２、及び導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２を含む。出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２、入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２、及び導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２は、それぞれ、実施の形態１の出射レンズ１１１Ｘ、入射端１１２Ｘ、及び導波路１１３Ｘを２段に増設して、Ｚ軸方向に重ねたものである。
【００７８】
光ガイド２１０Ｘは、ＬＣＤ１０のＸ軸負方向側においてＹ軸方向に伸びる端辺に沿って配設されている。光ガイド２１０Ｘは、第１誘導部の一例である。
【００７９】
出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２は、平面視では、ＬＣＤ１０のＸ軸負方向側においてＹ軸方向に伸びる端辺に沿って配列されている。
【００８０】
入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２は、それぞれ、光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２から光が入射される端部であり、導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２の入り口である。入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２には、出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２と同数の同様のレンズが形成されていてもよい。
【００８１】
導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２は、それぞれ、入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２から約９０度湾曲しており、光ガイド２１０Ｘの出射端に設けられる出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２に連通している。導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２は、それぞれ、出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２と同じ数だけ、Ｘ軸方向に互いに平行に配列されている。
【００８２】
導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２はコア材料で形成されており、導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２を光の案内方向に沿って囲む光ガイド２１０Ｘの周囲の部分は、クラッド材料で形成されている。導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２は、出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２と一体的に形成されており、出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２もコア材料で形成される。
【００８３】
このような光ガイド２１０Ｘは、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板で作製することができる。また、光ガイド２１０Ｘは、オレフィン系の樹脂で一体成形することによって作製してもよい。
【００８４】
光ガイド２２０Ｘは、複数の入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２、出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２、及び導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２を含む。光ガイド２２０Ｘは、ＬＣＤ１０のＸ軸正方向側においてＹ軸方向に伸びる端辺に沿って配設されている。光ガイド２２０Ｘは、第２誘導部の一例である。
【００８５】
入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２は、平面視では、ＬＣＤ１０のＸ軸正方向側においてＹ軸方向に伸びる端辺に沿って複数配列されている。入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２の数は、出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２及び導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２と同じ数である。なお、理解しやすさのために、図３でも入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２をグレーで区別して示す。
【００８６】
入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２は、それぞれ、光ガイド２１０Ｘの出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２から出射された光が、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上を通過して、光ガイド２２０Ｘに入射する入射端に配設されており、導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２の入り口である。
【００８７】
導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２は、それぞれ、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２から出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２にかけて約９０度湾曲しており、光ガイド２２０Ｘの出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２まで連通している。導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２は、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２と同じ数だけＸ軸方向に互いに並列に配列されている。
【００８８】
導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２はコア材料で形成されており、導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２を光の案内方向に沿って囲む光ガイド２２０Ｘの周囲の部分は、クラッド材料で形成されている。導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２は、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２と一体的に形成されており、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２もコア材料で形成される。
【００８９】
出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２は、光ガイド２２０Ｘから光が出射する端部であり、導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２の出射部でもある。出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２には、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２と同様のレンズが形成されていてもよい。
【００９０】
このような光ガイド２２０Ｘは、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）基板で作製することができる。また、光ガイド２２０Ｘは、オレフィン系の樹脂で一体成形することによって作製してもよい。
【００９１】
光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２は、それぞれ、光ガイド２１０Ｘの入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２のＺ軸負方向側に配設されている。光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２の出力部２３１Ｘ１、２３１Ｘ２は、光ガイド２１０Ｘの入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２に対向して配置されている。なお、入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２と出力部２３１Ｘ１、２３１Ｘ２との間の距離は、例えば、３００μｍである。光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２は、光出力部の一例である。
【００９２】
光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）又はＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等の光源を用いることができる。なお、光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２は、これら以外の種類のものであってもよい。
【００９３】
光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２は、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも低い位置（Ｚ軸負方向側）、すなわち、表面１０Ｂよりも裏面１０Ｃ側に設けられている。これは、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも低い位置に光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２を配置することにより、座標検出装置２００の薄型化を図るためである。
【００９４】
なお、実施の形態２の座標検出装置２００では、光ガイド２１０Ｘの上部がＬＣＤ１０の表面１０Ｂよりも上側に位置するが、光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２をＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上に配置するよりは、薄型化を図ることができる。
【００９５】
受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２は、光ガイド２２０Ｘの出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２のＺ軸負方向側に配設されている。受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２は、光ガイド２２０Ｘの出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２に対向して配置されており、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２及び導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２と同じ数だけ、Ｘ軸方向に配列されている。受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２は、光検出部の一例である。なお、出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２と受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２との間の距離は、それぞれ、例えば、３００μｍである。
【００９６】
受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２としては、例えば、フォトトランジスタを用いることができるが、受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２は、フォトトランジスタ以外のものであってもよい。
【００９７】
なお、図３には、Ｘ軸方向の検出に関係する構成要素のみを示すが、Ｙ軸方向においても、同様に２段構成になっている。
【００９８】
このような実施の形態２の座標検出装置２００において、光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２から出射される複数本の光は、光ガイド２１０Ｘによって案内され、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂに沿って出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２から出射され、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂの上の空気中を通過し、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２から光ガイド２２０Ｘに入射する。光ガイド２２０Ｘによって光は受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２に案内される。
【００９９】
ここで、図３に示すように、利用者の指がＬＣＤ１０の表面１０Ｂに触れると、一部の出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２から出射した光が、受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２に到達しなくなる。
【０１００】
このような場合に、複数の受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２のうち、光を受光しなくなった受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２の位置を特定することにより、Ｘ軸方向における操作入力の位置を検出することができる。
【０１０１】
実施の形態２の座標検出装置２００は、Ｚ軸方向において高さの異なる位置において２本の光がＬＣＤ１０の表面１０Ｂ上を通過している。このため、実施の形態１の座標検出装置１００に比べて、２倍の本数の光線が、Ｚ軸方向に重ねられて二重に設けられている。
【０１０２】
このため、例えば、上側の光が遮られたことと、上側及び下側の両方の光が遮られたことを検出することができる。
【０１０３】
このため、段階的な検出を行うことができる。例えば、ペン先のように先端に向けて細くなる部材で操作入力が行われる場合は、上下の光が遮られる量が異なるので、上下の線で独立的に処理を行うようにしてもよい。例えば、上側の光が遮られるまでは、下側の光をすべてオフにしておき、上側の複数本の光のうちのいずれかが遮られたときに、下側の光をオンにする（出射する）ようにしてもよい。
【０１０４】
また、上下での検出を独立にせずに一緒にしてもよい。例えば、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂに小さな異物が付着し、下側の光の一部が遮られるような場合には、上側の光を用いれば、異物がある位置においても、操作入力を検出することができる。
【０１０５】
＜実施の形態３＞
図４は、実施の形態３の座標検出装置３００の構成を示す図である。実施の形態３の座標検出装置３００は、実施の形態１の座標検出装置１００を変形したものである。このため、実施の形態１の座標検出装置１００の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。なお、図４では、制御部１５０を省略するが、実施の形態１と同様に光源及び受光素子に接続されており、同様の制御を行うことにより、位置検出を行う。
【０１０６】
実施の形態３の座標検出装置３００は、実施の形態１の座標検出装置１００の出射レンズ１１１Ｘ、１１１Ｙ、入射レンズ１２１Ｘ、１２１ＹをＺ軸方向に引き延ばして縦長にしたものである。なお、図３には、Ｘ軸方向の検出に関係する構成要素のみを示す。
【０１０７】
このため、全ての構成要素には、実施の形態１の座標検出装置１００の各構成要素と同一符号を付して説明を行う。
【０１０８】
図４に示すように、縦長の出射レンズ１１１Ｘ及び入射レンズ１２１Ｘを用いると、縦長の光を出射することになる。このため、図４に示すように、利用者の指がＬＣＤ１０の表面１０Ｂに触れていないが、Ｚ軸方向において約半分ほど遮断している場合には、受光素子１４０で受光する光量が約半分になる。
【０１０９】
ここで、光量が約半分になったとしても、座標検出は同様に行うことができる。このため、このような光量の変化を利用すれば、位置検出に加えて、光量に応じた制御を行うことができる。
【０１１０】
＜実施の形態４＞
図５は、実施の形態４の座標検出装置４００の構成を示す図である。ここでは、実施の形態１乃至３における構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１１】
座標検出装置４００は、実施の形態１の座標検出装置１００とは、出射レンズ４１１Ｘ、４１１Ｙ、入射レンズ４２１Ｘ、４２１Ｙの個数が異なる。
【０１１２】
具体的には、出射レンズ４１１Ｘ、４１１Ｙの数が、図１（Ａ）に示す座標検出装置１００よりも少なくなっている。
【０１１３】
ある程度光が拡がりながら伝搬される場合は、このように、出射レンズ４１１Ｘ、４１１Ｙと、入射レンズ４２１Ｘ、４２１Ｙとの個数が異なる場合であっても、ＸＹ座標の検出を行うことができる。
【０１１４】
＜実施の形態５＞
図６は、実施の形態５の座標検出装置５００の構成を示す図である。ここでは、実施の形態１乃至４における構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１５】
座標検出装置５００は、実施の形態１の座標検出装置１００とは、出射レンズ５１１Ｘ１、５１１Ｘ２、５１１Ｙ１、５１１Ｙ２、入射レンズ５２１Ｘ１、５２１Ｘ２、５２１Ｙ１、５２１Ｙ２の配置が異なる。
【０１１６】
具体的には、出射レンズ５１１Ｘ１、５１１Ｙ１、入射レンズ５２１Ｘ１、５２１Ｙ１は、Ｘ軸又はＹ軸方向に沿って光を出射又は入射しているのに対し、出射レンズ５１１Ｘ２、５１１Ｙ２、入射レンズ５２１Ｘ２、５２１Ｙ２は、Ｘ軸及びＹ軸に対して斜めに光を出射又は入射している。
【０１１７】
このような構成は、実施の形態１における光ガイド１１０Ｘ、１２０Ｘ、１１０Ｙ、１２０Ｙ、光源１３０Ｘ、１３０Ｙ、受光素子１４０Ｘ、１４０Ｙ、出射レンズ１１１Ｘ、１１１Ｙの組を、もう一組用意し、Ｘ軸及びＹ軸に対して斜めに光を出射及び入射することによって実現できる。
【０１１８】
例えば、指を図６における位置Ａに位置させた場合には、Ｘ軸方向における負方向側から２番目の入射レンズ５２１Ｙ１と、Ｘ軸方向における負方向側から３番目の入射レンズ５２１Ｙ２と、Ｙ軸方向における負方向側から２番目の入射レンズ５２１Ｘ１との３つの入射レンズを介して、光の強度の低下を検出できる。
【０１１９】
また、例えば、指を図６における位置Ｂに位置させた場合には、Ｘ軸方向における負方向側から３番目の入射レンズ５２１Ｙ１と、Ｘ軸方向における負方向側から５番目の入射レンズ５２１Ｙ２と、Ｙ軸方向における負方向側から１番目の入射レンズ５２１Ｘ１との３つの入射レンズを介して、光の強度の低下を検出できる。
【０１２０】
すなわち、実施の形態５の座標検出装置５００によれば、実施の形態１の座標検出装置１００よりも、検出点が１点増えるため、例えば、２点での検出では、微妙な位置の変化を検出しにくいような場合には、検出点が増えることにより、より正確な座標検出が可能になる。
【０１２１】
＜実施の形態６＞
図７は、実施の形態６の座標検出装置６００の構成を示す図である。ここでは、実施の形態１乃至５における構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１２２】
実施の形態６の座標検出装置６００は、実施の形態１の座標検出装置１００の出射レンズ１１１Ｘ、１１１Ｙと、入射レンズ１２１Ｘ、１２１Ｙとを交互に配置したものである。
【０１２３】
座標検出装置６００は、出射レンズ６１１Ｘ１、６１１Ｘ２、６１１Ｙ１、６１１Ｙ２、入射レンズ６２１Ｘ１、６２１Ｘ２、６２１Ｙ１、６２１Ｙ２を含む。
【０１２４】
このように、出射レンズ６１１Ｘ１、６１１Ｘ２、６１１Ｙ１、６１１Ｙ２、入射レンズ６２１Ｘ１、６２１Ｘ２、６２１Ｙ１、６２１Ｙ２を光の伝搬方向が交互になるように配置してもよい。
【０１２５】
＜実施の形態７＞
図８は、実施の形態７の座標検出装置７００の構成を示す図である。ここでは、実施の形態１乃至６における構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１２６】
実施の形態７の座標検出装置７００は、実施の形態６の座標検出装置６００の出射レンズ６１１Ｘ２、６１１Ｙ２、入射レンズ６２１Ｘ２、６２１Ｙ２の代わりに、ミラー７２０Ｘ、７２０Ｙを用いたものである。
【０１２７】
このため、出射レンズ６１１Ｘ１から出射した光は、ミラー７０２Ｘで反射されて入射レンズ６２１Ｘ１に入射し、実施の形態１の受光素子１４０Ｘと同様の受光素子で検出される。また、出射レンズ６１１Ｙ１から出射した光は、ミラー７０２Ｙで反射されて入射レンズ６２１Ｙ１に入射し、実施の形態１の受光素子１４０Ｙと同様の受光素子で検出される。
【０１２８】
このようにミラー７２０Ｘ、７２０Ｙを用いるのは、光がある程度拡がりながら伝搬する場合に好適であり、太い実線の矢印で示すように、出射レンズ６１１Ｘ１、ミラー７０２Ｘ、入射レンズ６２１Ｘ１の間に光路が存在し、出射レンズ６１１Ｙ１、ミラー７０２Ｙ、入射レンズ６２１Ｙ１の間に光路が存在する場合に非常に有効的である。
【０１２９】
＜実施の形態８＞
図９は、実施の形態８の座標検出装置８００の構成を示す図である。ここでは、実施の形態１乃至７における構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１３０】
座標検出装置８００は、光ガイド８１０Ｘ、光源１３０Ｘ、受光素子１４０Ｘ、及びミラー７２０Ｘを含む。
【０１３１】
光ガイド８１０Ｘは、入出射レンズ８１１Ｘ１、８１１Ｘ２、入射端８１２Ｘ、導波路８１３Ｘ１、８１３Ｘ２、８２３Ｘ１、８２３Ｘ２、ハーフミラー８１４Ｘ１、８１４Ｘ２、及び出射端８２２Ｘを有する。
【０１３２】
入出射レンズ８１１Ｘ１、８１１Ｘ２は、光が入射及び出射するレンズである。入出射レンズ８１１Ｘ１は、導波路８１３Ｘ１及び８２３Ｘ１の一端側に連通している。入出射レンズ８１１Ｘ２は、導波路８１３Ｘ２及び８２３Ｘ２の一端側に連通している。
【０１３３】
入射端８１２Ｘは、光源１３０Ｘの出力部１３１Ｘと対向しており、光源１３０から出射される光が入射される端部である。
【０１３４】
導波路８１３Ｘ１は、入出力レンズ８１１Ｘ１と入射端８１２Ｘとの間を連通する導波路である。また、導波路８１３Ｘ２は、入出力レンズ８１１Ｘ１と出射端８２２Ｘとの間を連通する導波路である。導波路８１３Ｘ１と８１３Ｘ２は、ハーフミラー８１４Ｘ１よりも入出力レンズ８１１Ｘ１側では重複している。
【０１３５】
導波路８２３Ｘ１は、導波路８１３Ｘ１よりも、Ｙ軸方向において一列奥側（正方向側）に位置している。導波路８２３Ｘ１は、入出力レンズ８１１Ｘ２と入射端８１２Ｘ（図９に示す入射端８１２ＸよりもＹ軸方向に一つ奥の入射端８１２Ｘ）との間を連通する導波路である。また、導波路８２３Ｘ２は、入出力レンズ８１１Ｘ２と出射端８２２Ｘ（図９に示す出射端８２２ＸよりもＹ軸方向に一つ奥の出射端８２２Ｘ）との間を連通する導波路である。導波路８２３Ｘ１と８２３Ｘ２は、ハーフミラー８１４Ｘ２よりも入出力レンズ８１１Ｘ２側では重複している。
【０１３６】
ハーフミラー８１４Ｘ１は、図９に太い実線の矢印で示すように、光源１３０から導波路８１３Ｘ１に入射した光を全反射して入出力レンズ８１１Ｘ１に誘導し、ミラー７２０Ｘで反射されて入出力レンズ８１１Ｘ１を介して導波路８２３Ｘ１に入射した光を透過するレンズである。
【０１３７】
このため、光源１３０から導波路８１３Ｘ１に入射した光は、ハーフミラー８１４Ｘ１で全反射されて入出力レンズ８１１Ｘ１から出射し、ミラー７２０Ｘで反射されて入出力レンズ８１１Ｘ１に入射する。そして、この光は、導波路８２３Ｘ１に入射し、ハーフミラーを透過し、導波路８２３Ｘ１を伝搬して出射端８２２Ｘから出射し、受光素子１４０Ｘに入力する。
【０１３８】
同様に、ハーフミラー８１４Ｘ２は、光源１３０（図９に示す光源１３０よりもＹ軸方向に一つ奥の光源１３０）から導波路８１３Ｘ２に入射した光を全反射して入出力レンズ８１１Ｘ２に誘導し、ミラー７２０Ｘ（図９に示すミラー７２０ＸよりもＹ軸方向に一つ奥のミラー７２０Ｘ）で反射されて入出力レンズ８１１Ｘ２を介して導波路８２３Ｘ２に入射した光を透過するレンズである。
【０１３９】
このため、光源１３０から導波路８１３Ｘ２に入射した光は、ハーフミラー８１４Ｘ２で全反射されて入出力レンズ８１１Ｘ２から出射し、ミラー７２０Ｘで反射されて入出力レンズ８１１Ｘ２に入射する。そして、この光は、導波路８２３Ｘ２に入射し、ハーフミラーを透過し、導波路８２３Ｘ２を伝搬して出射端８２２Ｘから出射し、受光素子１４０Ｘに入力する。
【０１４０】
なお、このような構成及び光の経路は、Ｙ軸方向においても同様である。
【０１４１】
以上、実施の形態８によれば、ミラー７２０Ｘを用いつつ、ＬＣＤ１０の表面１０Ｂ上で、光路を二重に設けた座標検出装置８００を提供することができる。
【０１４２】
＜実施の形態９＞
図１０は、実施の形態９の座標検出装置９００の構成を示す図である。図１０（Ａ）は平面図であり、図１０（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ矢視断面を示す図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）には、Ｘ軸方向における位置検出に関係する部分を示す。
【０１４３】
座標検出装置９００は、ＬＣＤ１０に取り付けられる。ここでは、座標検出装置９００は、ＬＣＤ１０を構成要素として含まないものとして取り扱う。座標検出装置９００にＬＣＤ１０を加えたものをタッチパネルとして取り扱う。
【０１４４】
座標検出装置９００は、光ガイド２１０Ｘ、２２０Ｘ、光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２、受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２、及びミラー９２０Ｘ１、９２０Ｘ２を含む。なお、図１０では、制御部１５０を省略するが、実施の形態１と同様に光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２及び受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２に接続されており、同様の制御を行うことにより、位置検出を行う。
【０１４５】
光ガイド２１０Ｘ、２２０Ｘ、光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２、受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２は、実施の形態２（図３参照）のものと同様であるが、ミラー９２０Ｘ１、９２０Ｘ２を介して、光を受光するように構成されている。
【０１４６】
実施の形態９の座標検出装置９００は、実施の形態２の座標検出装置２００に、ミラー９２０Ｘ１、９２０Ｘ２を追加し、座標検出のための光の光路に、ミラー９２０Ｘ１、９２０Ｘ２を含ませたものである。
【０１４７】
図１０（Ａ）に示すように、Ｙ軸方向において最も負方向側にある出射レンズ２１１Ｘ２から出射された光は、ミラー９２０Ｘ２、９２０Ｘ１を順番に反射して、Ｙ軸方向の最も正方向側にある入射レンズ２２１Ｘ２に入射する。
【０１４８】
なお、このような光路は一例であり、実施の形態９では、実施の形態２の座標検出装置２００に、ミラー９２０Ｘ１、９２０Ｘ２を追加することにより、座標検出のための光路を増やすことにより、検出精度を向上させることができる。
【０１４９】
また、ミラー９２０Ｘ１、９２０Ｘ２を用いることにより、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２と出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２の数を減らすような配置を実現することもできる。
【０１５０】
＜実施の形態１０＞
図１１は、実施の形態１０の光ガイド１１１０Ｘの構成を示す図である。
【０１５１】
光ガイド１１１０Ｘは、複数の出射レンズ１１１１Ｘ、入射端１１１２Ｘ、導波路１１１３Ｘ、１１１４Ｘ、入射レンズ１１１５Ｘ、出射端１１１６Ｘ、ミラー１１１７Ｘ、１１１８Ｘ、光源１３０Ｘ、及び受光素子１４０Ｘを含む。
【０１５２】
出射レンズ１１１１Ｘは、導波路１１１３Ｘの出射端側に設けられている。導波路１１１３Ｘの入射端１１１２Ｘは、ＬＣＤ１０の裏面よりもＺ軸負方向側に位置している。
【０１５３】
導波路１１１３Ｘは、実施の形態２の導波路２１３ＸをＺ軸負方向側に延伸し、さらにＸ軸正方向側に折り曲げたコの字型の断面形状を有する。導波路１１１３Ｘの出射レンズ１１１１Ｘと入射端１１１２Ｘとの間には、ミラー１１１６Ｘが設けられている。このようなミラーは、ＦＰＣ基板で光ガイド１１１０Ｘを形成する際に、モールド成型等で一緒に成型すればよい。
【０１５４】
導波路１１１４Ｘは、導波路１１１３Ｘと同様の形状を有しており、入射端側には入射レンズ１１１５Ｘが形成されている。導波路１１１４の入射レンズ１１１５Ｘとしゅっｓｈたん１１１６Ｘとの間には、ミラー１１１８Ｘが設けられている。
【０１５５】
このような光ガイド１１１０Ｘには、光源１３０Ｘから出射された光が入射端１１１２ＸＣから入射し、導波路１１１３Ｘ内でミラー１１１６ＸでＺ軸正方向側に反射され、出射端側の出射レンズ１１１１Ｘから出射し、Ｘ軸正方向側に伝搬する。
【０１５６】
図示しないミラーで反射された光は、Ｘ軸負方向側に伝搬して入射レンズ１１１５Ｘから導波路１１１４Ｘに入射し、ミラー１１１８ＸでＸ軸正方向側に反射され、出射端１１１６Ｘから出射し、受光素子１４０Ｘで受光される。
【０１５７】
なお、光ガイド１１１０Ｘの各部の材料は、実施の形態１、２の光ガイド１１０Ｘ、２１０Ｘ等と同様である。
【０１５８】
なお、このような構成及び光の経路は、Ｙ軸方向においても同様である。
【０１５９】
以上、実施の形態１０によれば、光源１３０Ｘ、受光素子１４０ＸをＬＣＤ１０の裏面１０Ｃに配設することができる。また、光源１３０Ｘ、受光素子１４０ＸをＬＣＤ１０の裏面１０Ｃに配設することにより、実施の形態１、２のようにＬＣＤ１０の端部よりもＸ軸方向における外側に光源１３０Ｘ、受光素子１４０Ｘを配置する場合に比べて、Ｘ軸方向の長さを短くすることができる。
【０１６０】
＜実施の形態１１＞
図１２は、実施の形態１１の座標検出装置１１００の構成を示す図である。
【０１６１】
座標検出装置１１００は、実施の形態２の座標検出装置２００の入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２を大きくしたものである。このため、実施の形態２と同一符号を用いて説明を行う。
【０１６２】
入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２は、出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２に比べて、大きなレンズになっている。大きなレンズとは、図１２において、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の寸法が大きいことである。なお、Ｘ軸方向（レンズの厚さ）も大きくなっていてもよい。
【０１６３】
このように射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２を大きくすることにより、出射レンズ２１１Ｘ１、２２１Ｘ２から出射される光が拡がりながら伝搬する場合でも、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２に入射させることができ、受光素子１４０Ｘでの受光量を確保することができる。このため、光が拡がりながら伝搬する場合でも、検出精度を向上させることができる。
【０１６４】
＜実施の形態１２＞
図１３は、実施の形態１３の光ガイドを示す図である。
【０１６５】
実施の形態１３は、実施の形態２の光ガイド２２０Ｘ（図３参照）にフィルタを追加したものである。このため、図１３は、図３における光ガイド２２０Ｘ及びその周辺を抜き出して示す図である。ここでは、実施の形態２と同一符号を用いて説明する。
【０１６６】
光ガイド２２０Ｘには、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２の入射側（外側）、出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２の出射側（外側）、又は、導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２の途中に、フィルタ１２００が設けられている。
【０１６７】
実施の形態１３の座標検出装置は、光を用いて座標検出を行うため、座標検出装置が例えば屋外に設置される場合には、太陽光の下で利用される場合がある。このような場合に、太陽光や環境光が座標検出装置における光の検出に影響を及ぼす可能性がある場合には、フィルタ１２００を用いることが有効的である。
【０１６８】
例えば、入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２の入射側にフィルタ１２００を設ければ、フィルタ１２００で遮断する波長を適切に予め設定しておくことにより、光ガイド２２０Ｘへの入射光の波長を選択することができ、受光素子１４０Ｘでの検出に必要な波長だけを透過させることができる。
【０１６９】
また、これは、導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２の途中にフィルタ１２００を設ける場合と、出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２の出射側（外側）にフィルタ１２００を設ける場合においても同様である。
【０１７０】
以上、実施の形態１２によれば、太陽光や環境光による影響が生じる可能性がある場合に、フィルタ１２００を光ガイド２２０Ｘに設けることにより、検出精度を向上させることができる。なお、これは、Ｙ軸方向の検出においても同様である。
【０１７１】
＜実施の形態１３＞
図１４は、実施の形態１３の座標検出装置の構成を示す図である。実施の形態１３の座標検出装置１３００は、ＬＣＤ１０を保護する筐体と光ガイドを一体化したものである。
【０１７２】
座標検出装置１３００は、筐体１３１０、光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２、及び受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２を含む。なお、図１４では、制御部１５０を省略するが、実施の形態１と同様に光源２３０Ｘ１、２３０Ｘ２及び受光素子２４０Ｘ１、２４０Ｘ２に接続されており、同様の制御を行うことにより、位置検出を行う。
【０１７３】
筐体１３１０は、Ｘ軸負方向側に、複数の出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２、入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２、及び導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２を含む。出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２、入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２、及び導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２は、それぞれ、実施の形態２のものと同様である。
【０１７４】
また、筐体１３１０は、Ｘ軸正方向側に、複数の入射レンズ２２１Ｘ１、２２１Ｘ２、出射端２２２Ｘ１、２２２Ｘ２、及び導波路２２３Ｘ１、２２３Ｘ２を含む。これらは、それぞれ、実施の形態２のものと同様である。
【０１７５】
図１４に示すように、実施の形態２の光ガイド２１０Ｘ、２２０Ｘを筐体１３１０と一体化し、内蔵させた構成としてもよい。
【０１７６】
＜実施の形態１４＞
実施の形態１４では、実施の形態１の座標検出装置１００において、入射レンズ１２１Ｙを介して光ガイド１２０Ｙに入射し、受光素子１４０Ｙで受光した光の強度の検証結果について説明する。このため、ここでは、実施の形態１の座標検出装置１００と同様の符号を用いて説明する。
【０１７７】
図１５乃至図１７は、実施の形態１４における光量データを示す図である。図１５乃至１７では、１０個の入射レンズ１２１Ｙに、それぞれ、Ｘ軸負方向側から正方向側にかけて、１〜１０の番号を付して説明を行う。
【０１７８】
また、実際に座標検出を行う場合には、１０個の出射レンズ１１１Ｙから順番に光を出射する場、図１５乃至１７では、１０個の出射レンズ１１１Ｙのすべてから出射される光の分布を示す。
【０１７９】
図１５（Ａ）、図１６（Ａ）、図１７（Ａ）に示す分布は４段階のグレースケールで示し、濃い部分ほど光量が多いことを表し、白は光量が最も低い（光量なしに等しいレベル）を表す。
【０１８０】
また、図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）、図１７（Ｂ）には、１番から１０番の入射レンズ１２１Ｙを介して光ガイド１２０Ｙに入射し、受光素子１４０Ｙで受光した光の強度（光量）を示す。
【０１８１】
また、図１６（Ｃ）、図１７（Ｃ）には、１番から１０番の入射レンズ１２１Ｙを介して光ガイド１２０Ｙに入射し、受光素子１４０Ｙで受光した光の強度（光量）の変化量を示す。この変化量は、操作入力が行われていない状態の光量と、操作入力が行われている状態の光量との差である。
【０１８２】
図１５（Ａ）に示すように、１０個の出射レンズ１１１Ｙのすべてから出射される光の光量は、図１５（Ｂ）に示すように、２番から９番で均等であり、両端の１番と１０番は２番から９番に比べると少し低い値である。これは、操作入力が行われていない状態の光量の分布である。
【０１８３】
図１６（Ａ）に示すように、４番と５番にかかる位置Ａで操作入力が行われると、図１６（Ｂ）に示すように、３番は光量が５／６に減少し、４番の光量が略ゼロとなり、５番は光量が１／６程度に減少している。この結果、図１６（Ｃ）に示すように変化量は、３番が１／６、４番が６／６、５番が５／６となる。このため、３つの光量変化量の分布にフィットする近似曲線Ｂ１を引けば、入力座標は、近似曲線Ｂ１のピークが位置する場所である４番と５番の間の点Ｐ１となる。
【０１８４】
また、図１７（Ａ）に示すように、操作入力が行われる位置が、４番と５番にかかる位置Ａより少し５番よりの位置Ｂに変わると、図１７（Ｂ）に示すように、３番は光量が６／６に増大し、４番の光量は１／６に増大し、５番は光量が略ゼロになり、６番が５／６になっている。この結果、図１７（Ｃ）に示すように変化量は、４番が５／６、５番が６／６、６番が１／６となる。このため、３つの光量変化量の分布にフィットする近似曲線Ｂ２を引けば、入力座標は、近似曲線Ｂ２のピークが位置する場所である４番と５番の間の点Ｐ２となる。
【０１８５】
以上のように、座標検出装置１００では、Ｘ軸方向における操作入力が行われた位置を検出することができる。これは、Ｙ軸方向における位置検出においても同様である。
【０１８６】
＜実施の形態１５＞
図１８は、実施の形態１５の光ガイドを示す断面図である。
【０１８７】
光ガイド１５００は、実施の形態２の光ガイド２１０Ｘ、２１０Ｙと同様の構成を有する。このため、光ガイド２１０Ｘの構成要素と同一符号を付して説明を行う。
【０１８８】
光ガイド１５００は、複数の出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２、入射端２１２Ｘ１、２１２Ｘ２、及び導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２を含む。
【０１８９】
出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２と、導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２と、導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘの外側の部分２１５との屈折率については、外側の部分２１５の屈折率Ｒ１よりも、導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２の屈折率Ｒ２の方が大きいこと（Ｒ１＜Ｒ２）が必要であるが、出射レンズ２１１Ｘ１、２１１Ｘ２の屈折率Ｒ３については、屈折率Ｒ１、Ｒ２との関係では、大小関係は特に問わない。
【０１９０】
Ｒ１＜Ｒ２が成立するように屈折率を設定することにより、導波路２１３Ｘ１、２１３Ｘ２で、光を誘導することができる。
【０１９１】
図１９は、実施の形態１５の座標検出装置における出射レンズ１１１Ｘ、１１１Ｙと入射レンズ１２１Ｘ、１２１Ｙの分布を示す図である。実施の形態１５では、出射レンズ１１１Ｘ、１１１Ｙ、入射レンズ１２１Ｘ、１２１Ｙの隣り合う各々の間のピッチを１５ｍｍ以下に設定している。この程度のピッチに設定することにより、利用者が指で操作した場合に、正確に座標検出を行うことができる。
【０１９２】
以上、本発明の例示的な実施の形態の座標検出装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１９３】
１００  座標検出装置
１１０Ｘ、１２０Ｘ、１１０Ｙ、１２０Ｙ  光ガイド
１３０Ｘ、１３０Ｙ  光源
１４０Ｘ、１４０Ｙ  受光素子
１１１Ｘ、１１１Ｙ  出射レンズ
１１２Ｘ、１１２Ｙ  入射端
１１３Ｘ、１１３Ｙ  導波路
１２１Ｘ、１２１Ｙ  入射レンズ
１２２Ｘ、１２２Ｙ  出射端
１２３Ｘ、１２３Ｙ  導波路
１０  ＬＣＤ
１０Ａ  表示部
１０Ｂ  表面
１００  座標検出装置
２００  座標検出装置
２１０Ｘ、２２０Ｘ  光ガイド
２３０Ｘ１、２３０Ｘ２  光源
２４０Ｘ１、２４０Ｘ２  受光素子
２１１Ｘ１、２１１Ｘ２  出射レンズ
２１２Ｘ１、２１２Ｘ２  入射端
２１３Ｘ１、２１３Ｘ２  導波路
２２１Ｘ１、２２１Ｘ２  入射レンズ
２１１Ｘ１、２１１Ｘ２  出射レンズ
２２３Ｘ１、２２３Ｘ２  導波路
３００  座標検出装置
４００  座標検出装置
５００  座標検出装置
５１１Ｘ１、５１１Ｘ２、５１１Ｙ１、５１１Ｙ２  出射レンズ
５２１Ｘ１、５２１Ｘ２、５２１Ｙ１、５２１Ｙ２  入射レンズ
６００  座標検出装置
６１１Ｘ１、６１１Ｘ２、６１１Ｙ１、６１１Ｙ２  出射レンズ
６２１Ｘ１、６２１Ｘ２、６２１Ｙ１、６２１Ｙ２  入射レンズ
７００  座標検出装置
７２０Ｘ、７２０Ｙ  ミラー
８００  座標検出装置
８１０Ｘ  光ガイド
９００  座標検出装置
１１１０Ｘ  光ガイド
１１１１Ｘ  出射レンズ
１１１２Ｘ  入射端
１１１３Ｘ、１１１４Ｘ  導波路
１１１５Ｘ  入射レンズ
１１１６Ｘ  出射端
１１１７Ｘ、１１１８Ｘ  ミラー
１１００  座標検出装置
１２００  フィルタ
１３００  座標検出装置
１５００  光ガイド
【図１】
2014044679.tif 000003
【図２】
2014044679.tif 000004
【図３】
2014044679.tif 000005
【図４】
2014044679.tif 000006
【図５】
2014044679.tif 000007
【図６】
2014044679.tif 000008
【図７】
2014044679.tif 000009
【図８】
2014044679.tif 000010
【図９】
2014044679.tif 000011
【図１０】
2014044679.tif 000012
【図１１】
2014044679.tif 000013
【図１２】
2014044679.tif 000014
【図１３】
2014044679.tif 000015
【図１４】
2014044679.tif 000016
【図１５】
2014044679.tif 000017
【図１６】
2014044679.tif 000018
【図１７】
2014044679.tif 000019
【図１８】
2014044679.tif 000020
【図１９】
2014044679.tif 000021