(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射端から入射した光源からの光を他端に向けて導光する導光体の導光方向に沿って光拡散部を設け、該光拡散部で拡散した光を導光体の側面から射出させて検知領域を照明する照明手段と、
前記照明手段により前記検知領域に照明された光を受光する受光手段と、
前記受光手段の受光量の低下に基づいて前記検知領域内に存在する検知対象物の位置を算出する位置算出手段とを有する位置検知装置において、
前記光拡散部は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、当該箇所の導光体内部に到達する到達光量に対する当該箇所で拡散される拡散光量の比率である拡散量比率が所定の関係で連続的又は段階的に高まるように構成された拡散量比率変化領域と、前記導光体の入射端から所定距離までの光源近距離箇所へ前記拡散量比率変化領域を延長したとしたときの仮想の拡散量比率よりも低い拡散量比率となるように構成された光拡散抑制領域とを備え、
前記光拡散部は、少なくとも前記光拡散抑制領域では、複数の拡散部分を、導光方向に直交する方向の位置が導光方向に向けて互い違いになるように配置したことを特徴とする位置検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置検知装置において、
前記拡散量比率変化領域は、前記導光体の入射端からの距離に比例して前記拡散量比率が連続的又は段階的に高まるように構成されていることを特徴とする位置検知装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の位置検知装置において、
前記位置算出手段は、前記受光手段の受光量の低下に基づいて前記検知領域内に存在する非発光検知対象物の位置を算出するとともに、前記受光手段の受光量の増加に基づいて前記検知領域内に存在する発光検知対象物の位置を算出することを特徴とする位置検知装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置検知装置において、
前記拡散量比率変化領域は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、光拡散面積が連続的又は段階的に大きくなるように構成されており、
前記光拡散抑制領域は、光拡散面積を小さくすることで前記光源近距離箇所における光の拡散を抑制することを特徴とする位置検知装置。
【請求項５】
請求項４に記載の位置検知装置において、
前記光拡散部は、前記拡散量比率変化領域も、複数の拡散部分を、導光方向に直交する方向の位置が導光方向に向けて互い違いになるように配置したものであり、
前記拡散量比率変化領域は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、個々の拡散部分の面積が連続的又は段階的に大きくなるように構成されていることを特徴とする位置検知装置。
【請求項６】
請求項４に記載の位置検知装置において、
前記光拡散部は、前記拡散量比率変化領域も、複数の拡散部分を、導光方向に直交する方向の位置が導光方向に向けて互い違いになるように配置したものであり、
前記拡散量比率変化領域は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、単位面積当たりの拡散部分の個数が連続的又は段階的に増加するように構成されていることを特徴とする位置検知装置。
【請求項７】
請求項４に記載の位置検知装置において、
前記光拡散部は、前記拡散量比率変化領域にわたって連続した光拡散部分により構成されており、
前記拡散量比率変化領域は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、前記光拡散部分の幅が連続的又は段階的に拡がるように構成されていることを特徴とする位置検知装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位置検知装置において、
前記光拡散部は、前記導光体の側面に光拡散材を付着させたものであることを特徴とする位置検知装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位置検知装置において、
前記光拡散部は、前記導光体の側面を光拡散加工したものであることを特徴とする位置検知装置。
【請求項１０】
画像表示部材と、
前記画像表示部材の表示面上に存在する検知対象物の位置を検知する位置検知装置とを有する画像表示装置において、
前記位置検知装置として、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の位置検知装置を用いたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
入射端から入射した光源からの光を他端に向けて導光するとともに、導光方向に沿って設けられる光拡散部で拡散した光を側面から射出させる導光体において、
前記光拡散部は、前記入射端から遠い箇所ほど、当該箇所の導光体内部に到達する到達光量に対する当該箇所で拡散される拡散光量の比率である拡散量比率が所定の関係で連続的又は段階的に高まるように構成された拡散量比率変化領域と、前記入射端から所定距離までの光源近距離箇所へ前記拡散量比率変化領域を延長したとしたときの仮想の拡散量比率よりも低い拡散量比率となるように構成された光拡散抑制領域とを備え、
前記光拡散部は、少なくとも前記光拡散抑制領域では、複数の拡散部分を、導光方向に直交する方向の位置が導光方向に向けて互い違いになるように配置したことを特徴とする導光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検知装置、画像表示装置及び導光体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、導光体の側面から光を射出して検知領域を照明し、その照明光を受光する受光手段の受光量の低下に基づいて当該検知領域内に存在する検知対象物の位置を検知する位置検知装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光学式タッチパネル（画像表示装置）の表示面（検知領域）上にユーザーが指やスタイラス（検知対象物）で触れた位置を光学的に検知する位置検知装置が開示されている。この位置検知装置では、矩形状の表示面の外周縁に沿って長尺なライトガイド（導光体）が配置され、そのライトガイドの一端部から入射される光源からの光がライトガイドの内部をライトガイドの長手方向すなわち表示面の外周縁に沿って進む。ライトガイドの周面には、その周方向一部分にライトガイド長手方向に沿って多数の光錯乱体（光拡散部）が形成されている。ライトガイドに入射した光は、各光錯乱体で乱反射することでライトガイドの周面から漏れ出て、表示面に沿って進み、表示面の外縁隅部に配置されている２つの光検出器（受光手段）に入射する。ユーザーが指やスタイラスで表示面上に触れて光が遮られると、これによる受光量の低下が２つの光検出器によって検出され、その検出結果からユーザーの指示位置の二次元位置が検知される。また、特許文献１に開示の位置検知装置では、ライトガイドの周面から照射される光の均一性を得るために、多数の光錯乱体の分布密度が光源側から遠ざかるほど高密度になるように分布させている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
導光体の側面から光を射出して検知領域を照明し、検知領域を照明する光を受光する受光手段の受光量の低下に基づいて検知領域内に存在する検知対象物の位置を検知する位置検知装置では、検知領域を、より広範囲に均一な光で照明することが重要である。しかしながら、従来の位置検知装置では、導光体側面から射出される光の均一性が得られる導光体の有効範囲（導光方向長さ）が狭く、均一な光で広範囲の検知領域を照明することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、入射端から入射した光源からの光を他端に向けて導光する導光体の導光方向に沿って光拡散部を設け、該光拡散部で拡散した光を導光体の側面から射出させて検知領域を照明する照明手段と、前記照明手段により前記検知領域に照明された光を受光する受光手段と、前記受光手段の受光量の低下に基づいて前記検知領域内に存在する検知対象物の位置を算出する位置算出手段とを有する位置検知装置において、前記光拡散部は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、当該箇所の導光体内部に到達する到達光量に対する当該箇所で拡散される拡散光量の比率である拡散量比率が所定の関係で連続的又は段階的に高まるように構成された拡散量比率変化領域と、前記導光体の入射端から所定距離までの光源近距離箇所へ前記拡散量比率変化領域を延長したとしたときの仮想の拡散量比率よりも低い拡散量比率となるように構成された光拡散抑制領域とを備え、前記光拡散部は、少なくとも前記光拡散抑制領域では、複数の拡散部分を、導光方向に直交する方向の位置が導光方向に向けて互い違いになるように配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、導光体側面から射出される光の均一性が得られる導光体の有効範囲を拡げることができ、均一性のある光で広範囲の検知領域を照明することができるという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る電子情報ボードの外観を示す斜視図である。
【図２】同電子情報ボードのハードウェア構成を示す構成図である。
【図３】同電子情報ボードの構成を模式的に示す図である。
【図４】同電子情報ボードの制御系を示すブロック図である。
【図５】同電子情報ボードのコントローラの構成を示すブロック図である。
【図６】同電子情報ボードに使用されるタッチセンサ装置の構成を示す模式図である。
【図７】（ａ）は、ペン形入力装置と指が同時に表示面上に接しているときの同タッチセンサ装置の第一受光部における受光状態の一例を示すグラフである。（ｂ）は、ペン形入力装置と指が同時に表示面上に接しているときの同タッチセンサ装置の第二受光部における受光状態の一例を示すグラフである。
【図８】同タッチセンサ装置における第一発光部の構成を示す正面図である。
【図９】同第一発光部の構成を示す斜視図である。
【図１０】同第一発光部を構成する導光体の入射端側の拡大図である。
【図１１】同導光体の内部を進行する光の進路を示す説明図である。
【図１２】導光体の光射出面から射出される光の光量が不均一である構成における不具合の一例を説明するためのタッチセンサ装置を示す模式図である。
【図１３】図１２に対応する第一受光部の受光状態を示すグラフである。
【図１４】実施形態における第一発光部の光拡散部の構成を示す説明図である。
【図１５】変形例１における第一発光部の光拡散部の構成を示す説明図である。
【図１６】変形例２における第一発光部の光拡散部の構成を示す説明図である。
【図１７】変形例３における第一発光部の光拡散部の構成を示す説明図である。
【図１８】変形例３における第一発光部の光拡散部の他の構成を示す説明図である。
【図１９】変形例３における第一発光部の光拡散部の更に他の構成を示す説明図である。
【図２０】導光体の他の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る位置検知装置を、画像表示装置としての電子情報ボードに適用した一実施形態について説明する。
なお、本発明に係る位置検知装置は、本実施形態の画像表示装置のように、インタラクティブ・ホワイトボード（Interactive White board：ＩＷＢ）等の電子情報ボードに限られず、他の画像表示装置にも適用可能である。なお、画像表示装置には、画像情報に基づく画像が表示される表示面を備えたものに限らず、筆記具を用いて描かれる画像を表示する筆記面を備えたホワイトボードなども含まれる。また、本発明に係る位置検知装置は、画像表示装置以外の装置にも適用可能である。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る電子情報ボードの外観を示す斜視図である。
本実施形態に係る電子情報ボード１０は、図１に示すように、画像表示部材としてのディスプレイ２０と、このディスプレイ２０を立てた状態に保持する支持部材としてのスタンド４０と、ディスプレイ２０を駆動する機器などを収納する機器収納部５０とを備える。ディスプレイ２０は、液晶パネルやプラズマパネル等で構成される。また、ディスプレイ２０の筐体前面には画像を表示する表示面２２が形成され、表示面２２には位置検知装置であるタッチセンサ装置２４が配置されている。
【００１０】
電子情報ボード１０は、表示面２２上に接触又は近接するユーザーの指やスタイラス等のペン形入力装置１００などの検知対象物の位置をタッチセンサ装置２４により光学的に検知する。ディスプレイ２０は、タッチセンサ装置２４により検知された検知対象物の位置や、位置の時間変化（動き）等に応じて、表示面２２の表示制御を実行する。例えば、表示面２２上の指やペン形入力装置１００の位置に画像を表示して、その軌跡によって描かれる文字や図形等を表示面２２上に表示させる表示制御を行う。また、例えば、表示面２２上の指やペン形入力装置１００の位置や動きに応じて、表示面２２上に表示されている画像の移動、回転、切り替え、拡大や縮小などの表示制御を行う。
【００１１】
ペン形入力装置１００は、ペン先１００Ａに接触検知手段を備えている。また、ペン先１００Ａには、発光手段としての発光素子が設けられており、この発光素子は、接触検知手段によりペン先１００Ａが表示面２２に接触したことが検知されたときに発光し、検知されていないときには発光しないように制御される。ペン先１００Ａの発光素子から発せられる光がタッチセンサ装置２４の受光部に受光されることで、ペン先１００Ａが接している位置がタッチセンサ装置２４に検知される。
【００１２】
また、ペン形入力装置１００は、接触検知手段によりペン先１００Ａが表示面２２に接触したことが検知されたとき、筆記検知信号を無線信号として送信する。ディスプレイ２０は、ペン形入力装置１００から送信された筆記検知信号を受信したときに、タッチセンサ装置２４により検知されたペン形入力装置１００のペン先１００Ａの接触位置に応じて、文字や図形等を表示面２２上に表示させる表示制御などを実行する。
【００１３】
ペン先１００Ａに設けられる接触検知手段は、ペン先１００Ａが表示面２２に接触したか否かを検知できるものでもよいが、感圧センサのように接触圧力の大きさを複数段階で検知できるものであってもよい。後者の接触検知手段の場合、その検出値（接触圧力）に応じて、ペン先１００Ａの発光素子の発光量を変化させたり、異なる筆記検知信号を送信したりすることにより、当該検知位置に表示させる画像の大きさ（太さ）を変更するなどの表示制御を実行することが可能となる。この場合、ペン先１００Ａの接触圧力の違いによって、表示される文字や図形の線の太さを変化させることなどが可能となる。
【００１４】
また、ペン形入力装置１００は、ペン尻１００Ｂにも、発光手段としての発光素子及び接触検知手段が設けられており、この発光素子も、その接触検知手段によりペン尻１００Ｂが表示面２２に接触したことが検知されたときに発光し、検知されていないときには発光しないように制御される。ペン尻１００Ｂの発光素子から発せられる光がタッチセンサ装置２４の受光手段に受光されることで、ペン形入力装置１００のペン尻１００Ｂが接している位置が検知される。
【００１５】
また、ペン形入力装置１００は、接触検知手段によりペン尻１００Ｂが表示面２２に接触したことが検知されると、消去検知信号を無線信号として送信する。ディスプレイ２０は、ペン形入力装置１００から送信された消去検知信号を受信したときに、タッチセンサ装置２４により検知されたペン形入力装置１００のペン尻１００Ｂの接触位置に応じて、そこに表示されている文字や図形等（先にペン先１００Ａの接触位置に応じて表示した文字や図形等）を表示面２２から消去する表示制御を実行する。
【００１６】
また、ペン形入力装置１００は、駆動用の電池と発光素子との間に所定の昇圧回路を組み込む等により、その発光量を一定に維持しており、電池残量が既定値以下になった場合は発光しないようにしている。また、ペン先１００Ａやペン尻１００Ｂに配置される発光素子には、例えば赤外線ＬＥＤを用いることができる。
【００１７】
機器収納部５０には、例えば、コンピュータ等で構成されるコントローラ、画像形成装置であるプリンタ、映像再生機器などの各種機器が収納されている。また、機器収納部５０の上面には、ユーザーの入力操作を受け付ける操作受付手段としてのキーボード３０が搭載されている。
【００１８】
図２は、電子情報ボードのハードウェア構成を示す構成図である。
電子情報ボード１０は、図２に示すように、上述したディスプレイ２０、タッチセンサ装置２４、キーボード３０の他、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）７０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）７０３、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）７０４、ＨＤＣ(Hard Disk Controller)７０５、メディアドライブ７０７、インターフェース（I/F）７０８、マウス７０９、マイク７１０、スピーカ７１１、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)７１２を、拡張バスライン７２０で接続して構成される。
【００１９】
ＣＰＵ７０１は、電子情報ボード１０の全体動作を制御する。ＲＯＭ７０２は、ＩＰＬ等のＣＰＵ７０１の駆動に用いられるプログラムを記憶している。ＲＡＭ７０３は、ＣＰＵ７０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ７０４は、プログラムや各種データを記憶している。ＨＤＣ７０５は、ＣＰＵ７０１の制御に従ってＨＤＤ７０４に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。メディアドライブ７０７は、フラッシュメモリ等の記録メディア７０６に対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。Ｉ／Ｆ７０８は、通信ネットワークを介してデータの送受信を行う。ＧＰＵ７１２には、ＧＰＵ７１２の駆動に用いられるプログラムを記憶したＲＯＭ７１３、ＧＰＵ７１２のワークエリアとして使用されるＲＡＭ７１４が接続されている。拡張バスライン７２０は、上記各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等を備える。
【００２０】
図３は、電子情報ボード１０の構成を模式的に示す図である。
図４は、電子情報ボード１０の制御系を示すブロック図である。
ディスプレイ２０は、コントローラ６０により制御されており、入力操作される各種の画面操作部２６やユーザＰＣ（Personal Computer）９０から取り込まれた画像を表示面２２に表示する。また、コントローラ６０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル７０が接続されるＵＳＢソケット７２、ＶＧＡ（Video Graphics Array）ケーブル８０が接続される入力ソケット８２を備える。図３及び図４で示した例では、入力ソケット８２は、ＶＧＡケーブルに対応しているとしたが、入力ソケット８２は、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ等他の規格の入力ケーブルが接続するものとできる。
【００２１】
ユーザＰＣ９０は、磁気ディスク装置などからなるストレージ９４を有する。ストレージ９４には、各種コンテンツ及びコンテンツ表示用アプリケーションソフトウェアなどのプログラムが格納されている。そして、ユーザーは、ストレージ９４に格納されたコンテンツの中から所望のコンテンツを選択することで、モニター９２に当該コンテンツを表示させる。コントローラ６０は、ユーザＰＣ９０のモニター９２に表示された画像データがＵＳＢケーブル７０やＶＧＡケーブル８０を介して転送されると、ディスプレイ２０のユーザＰＣ画面２８に、モニター９２に表示された画像データと同じ画像を表示する。
【００２２】
また、コントローラ６０は、光ファイバなどの通信回線２０１及びネットワークソケット２０２を介してインターネット又はＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク２０４にも接続される。
【００２３】
図５は、電子情報ボード１０のコントローラ６０の構成を示すブロック図である。
電子情報ボード１０のコントローラ６０は、ペン信号受信部２１０と、コントローラオペレーションシステム部２２０と、アプリケーション部２３０と、映像入力デバイス部２４０と、ドライバ部２５０とを有する。また、アプリケーション部２３０は、イベント信号判断部２３１と、映像入力処理部２３２と、画像描画処理部２３４と、画面消去処理部２３６と、画面操作処理部２３８とを有する。
【００２４】
コントローラオペレーションシステム部２２０は、コントローラ６０で行う制御あるいは処理を管理、実行するメイン制御部である。アプリケーション部２３０は、ディスプレイ２０の表示面２２に画像を表示する表示制御や、ユーザＰＣ画面２８に画像を表示する表示制御を実行する。
【００２５】
アプリケーション部２３０のイベント信号判断部２３１は、コントローラオペレーションシステム部２２０から入力されるイベント信号を監視しており、入力されたイベント信号に応じた制御処理を行う。具体的には、コントローラオペレーションシステム部２２０は、ペン形入力装置１００のペン先１００Ａやペン尻１００Ｂが表示面２２に接触して筆記検知信号や消去検知信号を受信したとき、あるいは、ユーザーの指等の非発光体を検知したとき、その位置や動きに応じた図形や文字などの画像を表示面２２に重畳表示させるイベント信号をアプリケーション部２３０へ出力する。アプリケーション部２３０は、このイベント信号及びこれに関連づけられる各種データ（座標データ等）に従って、図形や文字などの画像を表示面２２に表示させる表示制御を実行する。
【００２６】
アプリケーション部２３０の映像入力処理部２３２は、ユーザＰＣ９０から入力される画像をディスプレイ２０の表示面２２のユーザＰＣ画面２８に表示するための表示制御を実行する。
【００２７】
アプリケーション部２３０の画像描画処理部２３４は、イベント信号判断部２３１を介してタッチセンサ装置２４から入力される座標データに基づいて画像（手書き画像）を生成する処理を行う。そして、既に表示されている画像に手書き画像を重畳してディスプレイ２０の表示面２２に表示させる表示制御を実行する。
【００２８】
アプリケーション部２３０の画面消去処理部２３６は、イベント信号判断部２３１を介してタッチセンサ装置２４から入力される座標データに基づいて、その座標データに対応する位置の画像を手書き画像に重畳される前の画像（背景色）に置き換えてディスプレイ２０の表示面２２に表示する表示制御を実行する。これにより、ディスプレイ２０に表示された手書き画像が表示面２２から消去される。
【００２９】
アプリケーション部２３０の画面操作処理部２３８は、コントローラオペレーションシステム部２２０から入力されるイベント信号がマウスイベントに係るものである場合、タッチセンサ装置２４から入力される座標データをポインティングデバイス信号に変換する。そして、ディスプレイ２０の表示面２２に表示される画面操作部２６のオン・オフ操作に対応した制御処理を実行する。
【００３０】
タッチセンサ装置２４の座標検出部３５０は、位置算出手段として機能し、ペン形入力装置１００やユーザーの指などが接する表示面２２上の位置座標を算出する。本実施形態の座標検出部３５０には、４つの受光部３１０，３２０，３３０，３４０が接続されている。座標検出部３５０は、４つの受光部３１０，３２０，３３０，３４０が受光する受光量の変化に基づいて、ペン形入力装置１００やユーザーの指等が表示面２２に接した位置座標を示す座標位置信号を出力する。
【００３１】
タッチセンサ装置２４の発光制御部３６０には、４つの発光部４１０，４２０，４３０，４４０が接続されている。発光制御部３６０は、各発光部４１０，４２０，４３０，４４０の駆動を制御する。
【００３２】
タッチセンサ装置２４のドライバ部２５０は、座標検出部３５０から入力される座標位置信号や、ペン信号受信部２１０から入力される筆記検知信号又は消去検知信号に基づき、イベント信号及びこれに関連づけられる各種データをコントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。例えば、ドライバ部２５０は、ペン信号受信部２１０でペン形入力装置１００より筆記検知信号又は消去検知信号が受信されると、その受信期間中に座標検出部３５０から入力されるペン形入力装置１００の座標位置信号の座標データと共に、筆記検知信号に対応する書込のイベント信号や消去検知信号に対応する消去のイベント信号を、コントローラオペレーションシステム部２２０に伝送する。
【００３３】
図６は、電子情報ボード１０に使用されるタッチセンサ装置２４の構成を示す模式図である。
本実施形態のタッチセンサ装置２４において、矩形状である表示面２２の四隅の角部近傍には、受光部３１０，３２０，３３０，３４０がそれぞれ配置されている。各受光部３１０，３２０，３３０，３４０は、ＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等からなる撮像素子と結像レンズとを備えて構成されている。
【００３４】
また、本実施形態のタッチセンサ装置２４において、表示面２２の四辺には、表示面２２の外縁に沿うように、長尺な発光部４１０，４２０，４３０，４４０がそれぞれ配置されている。各発光部４１０，４２０，４３０，４４０から照射される光によって、表示面２２の四辺から表示面が照明される。各発光部４１０，４２０，４３０，４４０から照射される光は、表示面２２に沿って進行し、４つの受光部３１０，３２０，３３０，３４０のうち、少なくとも、それぞれの対辺の両端に配置される２つの受光部に受光される。
【００３５】
次に、タッチセンサ装置２４における座標検出部３５０の座標検出処理について説明する。
本実施形態のタッチセンサ装置２４は、発光検知対象物であるペン形入力装置１００が接する表示面２２上の位置Ａと、非発光検知対象物であるユーザーの指２００が接する表示面２２上の位置Ｂとを、互いに区別して検知することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、複数のペン形入力装置１００が同時に表示面２２に接した場合や、複数の指２００が同時に表示面２２に接した場合にも、それぞれの位置を検知できるように、４つの受光部３１０，３２０，３３０，３４０を備えた構成である。ただし、単一のペン形入力装置１００及び単一の指２００を検知する場合、受光部が２つあれば足りるため、以下の説明では、簡略化のため、表示面２２の上辺両端に配置されている２つの受光部３１０，３２０の受光量から位置を検知する場合で説明する。
【００３７】
図７（ａ）は、ペン形入力装置１００と指２００が同時に表示面２２上に接しているときの第一受光部３１０の受光状態の一例を示すグラフである。図７（ｂ）は、ペン形入力装置１００と指２００が同時に表示面２２上に接しているときの第二受光部３２０の受光状態の一例を示すグラフである。
本実施形態においては、表示面２２の四辺から表示面２２の内方に向けて各発光部４１０，４２０，４３０，４４０からそれぞれ略均一な光が照射されている。これにより、ペン形入力装置１００や指２００等が表示面に接していない状態においては、第一受光部３１０及び第二受光部３２０の撮像素子の全域にわたって略一定の光量ＬＣの光が受光される。
【００３８】
ペン形入力装置１００が表示面２２に接すると、ペン形入力装置１００のペン先１００Ａ又はペン尻１００Ｂの発光素子から光が発せられ、その光は表示面２２に沿って放射状に照射される。これにより、第一受光部３１０及び第二受光部３２０は、ペン形入力装置１００が接する表示面２２上の位置Ａに対応する撮像素子上の撮像画素で、ペン先１００Ａ又はペン尻１００Ｂの発光素子から光を受光する。
【００３９】
ここで、ペン形入力装置１００からの光を受光する撮像素子上の撮像画素の位置と、受光部３１０，３２０が配置されている表示面２２の角部を中心とした、ペン形入力装置１００からの光が発せられる地点（ペン形入力装置１００が表示面２２に接している位置Ａ）の角度αＡ，βＡとの関係は、一義的に決まる。したがって、図７（ａ）及び（ｂ）に示すグラフでは、横軸に、対応する受光部３１０，３２０が配置される表示面２２の角部を中心とした角度をとり、縦軸に、その角度に対応する撮像画素位置で受光される光量をとっている。
【００４０】
本実施形態においては、ペン形入力装置１００の発光素子から発せられる光を第一受光部３１０及び第二受光部３２０が受光するときの受光量ＬＡは、各発光部４１０，４２０，４３０，４４０からの光を受光するときの受光量ＬＣよりも多くなるように、発光素子の発光量が設定されている。したがって、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ペン形入力装置１００の発光素子から発せられる光を受光する撮像画素の受光量ＬＡは、この光を受光していない撮像画素の受光量ＬＣ，ＬＢよりも多くなる。よって、受光量ＬＣと受光量ＬＡとの間で適切な閾値を設定することにより、ペン形入力装置１００からの光が発せられる地点（ペン形入力装置１００が表示面２２に接している位置Ａ）の角度αＡ，βＡを特定することができる。
【００４１】
具体的には、座標検出部３５０は、各受光部３１０，３２０から出力される受光信号（画像信号）に基づき、受光量ＬＣと受光量ＬＡとの間で設定される第一閾値ＬｔｈＡを超える受光量をもつ撮像画素の位置を抽出する。そして、抽出した撮像画素の位置に対応する角度αＡ，βＡを算定し、これらの角度αＡ，βＡから三角測量の手法により表示面２２上の位置座標を演算し、これをペン形入力装置１００が表示面２２に接している接触位置Ａの座標として検出する。このようにして検出される接触位置Ａの座標位置信号は、座標検出部３５０からドライバ部２５０を経由してコントローラオペレーションシステム部２２０へ送られる。
【００４２】
一方、ユーザーの指２００が表示面２２に接した場合、第一受光部３１０及び第二受光部３２０に入射する発光部４１０，４２０，４３０，４４０からの光がユーザーの指２００によって遮られる。これにより、ユーザーの指２００が接する表示面２２上の位置Ｂに対応する撮像素子上の撮像画素で受光されていた発光部４１０，４２０，４３０，４４０からの光量が減る。そのため、ユーザーの指２００によって遮られたときの受光量ＬＢは、各発光部４１０，４２０，４３０，４４０からの光を受光するときの受光量ＬＣよりも少なくなる。したがって、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ユーザーの指２００によって遮られた光を受光するはずだった撮像画素の受光量ＬＢは、ユーザーの指２００によって遮られずに光を受光している撮像画素の受光量ＬＣ，ＬＡよりも少なくなる。よって、受光量ＬＣと受光量ＬＢとの間で適切な閾値を設定することにより、ユーザーの指２００が表示面２２に接している位置の角度αＢ，βＢを特定することができる。
【００４３】
具体的には、座標検出部３５０は、各受光部３１０，３２０から出力される受光信号（画像信号）に基づき、受光量ＬＣと受光量ＬＢとの間で設定される第二閾値ＬｔｈＢを下回る受光量をもつ撮像画素の位置を抽出する。そして、抽出した撮像画素の位置に対応する角度αＢ，βＢを算定し、これらの角度αＢ，βＢから三角測量の手法により表示面２２上の位置座標を演算し、これをユーザーの指２００が表示面２２に接している接触位置Ｂの座標として検出する。このようにして検出される接触位置Ｂの座標位置信号は、座標検出部３５０からドライバ部２５０を経由してコントローラオペレーションシステム部２２０へ送られる。
【００４４】
なお、２つの受光部３１０，３２０の受光信号だけでは、複数のペン形入力装置１００が同時に表示面２２に接した場合や、複数の指２００が同時に表示面２２に接した場合には、それぞれの位置に対応する角度を特定することができず、それぞれの位置を検知できない場合がある。一方、３つ以上の受光部を用いることで、２つの受光部３１０，３２０の受光信号からは特定できない位置も、残りの受光部３３０，３４０の受光信号を用いることで特定することが可能である。したがって、本実施形態のように４つの受光部３１０，３２０，３３０，３４０を備えた構成であれば、複数のペン形入力装置１００が同時に表示面２２に接した場合でも、複数の指２００が同時に表示面２２に接した場合でも、それぞれの位置を検知することが可能である。
【００４５】
次に、本実施形態における各発光部４１０，４２０，４３０，４４０の構成について説明する。
図８は、第一発光部４１０の構成を示す正面図である。
図９は、第一発光部４１０の構成を示す斜視図である。
図１０は、第一発光部４１０を構成する導光体４１２の入射端側の拡大図である。
なお、各発光部４１０，４２０，４３０，４４０の構成はいずれも同様であるため、第一発光部４１０を例に挙げて説明する。
【００４６】
第一発光部４１０は、表示面２２の辺に沿って配置される長尺な導光体４１２と、その導光体の入射端に入射する光を発する光源４１１とから構成されている。光源４１１は、例えば赤外線ＬＥＤを用いることができる。本実施形態における導光体４１２は、直方体形状で、表示面２２の辺に沿って長尺な棒状部材である。導光体４１２の一端面が入射面４１２ａとなり、その入射面４１２ａに対向するように光源４１１が配置されている。光源４１１から発せられる光Ｌは、図８に示すように、導光体４１２の入射面から導光体内部へ入射し、導光体内部で全反射を繰り替えしながら、導光体の他端面（入射面４１２ａとは反対側の端面）に向けて、導光体内部を進行する。
【００４７】
図１１は、導光体内部を進行する光Ｌの進路を示す説明図である。
本実施形態の導光体４１２は、導光体４１２の長尺方向（導光体４１２の導光方向）に沿って、導光体の一側面が光拡散部となっている。具体的には、導光体４１２における４つの側面のうち、表示面２２に対向する側面（光射出面４１２ｂ）の反対側の側面が、複数の光拡散部分４１３が分布した光拡散部としての光拡散面４１２ｃとなっている。本実施形態における光拡散部分４１３は、導光体４１２の光拡散面４１２ｃとなる側面上に、光拡散材を印刷等により付着させて形成されるが、導光体４１２の光拡散面４１２ｃとなる側面を疎面化処理して光拡散部分４１３を形成するなど、他の形成方法であってもよい。
【００４８】
本実施形態の導光体４１２の内部を進行する光Ｌは、光拡散面４１２ｃ上の光拡散部分４１３を除く側面部分では全反射を繰り返して導光方向へ進むが、光拡散面４１２ｃ上の光拡散部分４１３では全反射されず、図１１に示すように拡散反射する。光拡散部分４１３で拡散反射した拡散光の一部は、光拡散面４１２ｃに対向する光射出面４１２ｂに入射し、その入射角が全反射角を超えている拡散光Ｌ’が光射出面４１２ｂを透過して導光体外部へ射出される。本実施形態では、このような光拡散部分４１３が表示面２２の下辺と対面している導光体４１２の光射出面４１２ｂの全域にわたって分布しているため、導光体４１２の光射出面４１２ｂは、表示面２２の下辺全域から表示面２２の内方に向けて照射される。
【００４９】
ここで、導光体内部を進行する光Ｌの光量は、導光体４１２の入射端（入射面４１２ａ）から遠くなるにつれて、導光体４１２の光伝送ロスによる減衰分に加えて、導光体４１２の光射出面４１２ｂから射出されて喪失される光Ｌ’の光量分も含め、徐々に減っていく。したがって、導光体４１２の光拡散部がその導光方向にわたって一様であると、すなわち、導光体４１２の光拡散面４１２ｃ上の光拡散部分４１３が一様に分布していると、導光体４１２の入射面４１２ａから遠い箇所ほど、光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ’の光量が少なくなってしまう。言い換えると、導光方向各箇所の導光体内部に到達する到達光量に対する当該箇所で拡散される拡散光量の比率（拡散量比率）が一定であると、導光体４１２の入射面４１２ａから遠い箇所ほど、光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ’の光量が少なくなってしまう。
【００５０】
このように、導光体４１２の光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ’の光量が不均一であると、例えば、表示面２２の大型化が困難となったり、ペン形入力装置１００の接触位置の検知ができなくなったりするといった種々の不具合が生じる。
【００５１】
図１２は、導光体４１２の光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ’の光量が不均一である構成における不具合の一例を説明するためのタッチセンサ装置２４を示す模式図である。
図１３は、図１２に対応する第一受光部３１０の受光状態を示すグラフである。
導光体４１２の入射面４１２ａから遠い箇所ほど光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ’の光量が少なくなる場合、第一受光部３１０における発光部４１０，４２０からの光Ｌ１’，Ｌ２’の受光量は、図１３に示すように、その受光位置（図１３の横軸で示される角度に対応する撮像画素の位置）に応じて異なるものとなる。
【００５２】
第一発光部４１０における光源４１１から発せられる光Ｌ１の光量は、通常、次のように設定される。すなわち、本構成においては、導光体４１２の光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’は、導光体４１２の入射面４１２ａから遠くなるほど光量が少なくなるため、最も光量が少なくなる地点すなわち入射面４１２ａとは反対側の導光体端面付近の光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’でも、ノイズと十分に区別できる程度の受光量で第一受光部３１０に受光される必要がある。そのため、図１３に示すように、第一発光部４１０からの光Ｌ１’に対応する受光量のうち最も少ない受光量でも、ノイズと十分に区別できる最低限の受光量ＬＣになるように、第一発光部４１０における光源４１１から発せられる光Ｌ１の光量が設定される。
【００５３】
ところが、このように第一発光部４１０の光源光量を設定すると、導光体４１２の入射面４１２ａ側の箇所において光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’の受光量が、第一受光部３１０で受光可能な上限受光量ＰＭＡＸを超えてしまう。この場合、上限受光量ＰＭＡＸを超える角度に対応する表示面２２上の位置にユーザーの指２００が接して第一受光部３１０からの光Ｌ１’が遮断されても、その指２００の近傍を通る光Ｌ１’の回り込み等によって、その位置に対応する撮像画素の受光量が第二閾値ＬｔｈＢを下回らず、指２００の接触位置を検知できないおそれがある。また、ペン形入力装置１００の接触位置の検知にいたっては、上限受光量ＰＭＡＸを超える角度に対応する表示面２２上の位置に対応する撮像画素の受光量が飽和状態であるため、ペン形入力装置１００の接触位置を検知することは不可能となる。
【００５４】
そして、このような指２００やペン形入力装置１００の不検知領域をなくすためには、
第一発光部４１０の導光体４１２のうち、その光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’の受光量が最低限の受光量ＬＣから上限受光量ＰＭＡＸまでに収まる範囲の部分しか有効に利用することができない。その結果、第一発光部４１０の導光体４１２の光Ｌ１によって照明可能な表示面２２の範囲は狭いものとなるので、広い表示面２２をもつ電子情報モードを実現することが難しい。
【００５５】
図１４は、本実施形態における第一発光部４１０の光拡散部の構成を示す説明図である。
本実施形態における第一発光部４１０では、導光体４１２の光拡散部に、導光体４１２の入射面４１２ａから遠い箇所ほど拡散量比率が所定の関係で連続的又は段階的に高まるように構成された拡散量比率変化領域４１２ｃ−２が設けられている。より詳しくは、導光体４１２の拡散量比率変化領域４１２ｃ−２は、光拡散面４１２ｃに分布している個々の光拡散部分４１３の面積が所定の関係で段階的に大きくなるように構成されている。本実施形態では、拡散量比率変化領域４１２ｃ−２を導光方向に３つの区分に分割し、入射面４１２ａから遠い区分ほど面積の大きな光拡散部分４１３が分布するように、光拡散面４１２ｃに分布している個々の光拡散部分４１３の面積を比例関係で段階的に大きくしている。なお、より多段階で個々の光拡散部分４１３の面積が大きくなるようにしてもよい。
【００５６】
これにより、導光体４１２の光伝送ロスによる減衰分や導光体の光射出面４１２ｂから射出されて喪失される光量分により、導光体内部を進行する光Ｌの量が入射面４１２ａから遠くなるにつれて徐々に減っていくのに合わせて、光拡散面４１２ｃ上の光拡散部分４１３での拡散量比率（導光方向各箇所の導光体内部に到達する到達光量に対する当該箇所で拡散される拡散光量の比率）が高まる。その結果、導光体４１２の導光方向各箇所の光拡散部分４１３で拡散されて導光体４１２の光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’の量が、導光体４１２の入射面４１２ａから遠いほど少なくなる度合いを抑制でき、あるいは、実質的に少なくならないようにすることができる。したがって、導光体４１２の拡散量比率変化領域４１２ｃ−２については、導光体４１２の光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ’の光量を均一化することができる。
【００５７】
ところが、このような拡散量比率変化領域４１２ｃ−２を光拡散部の導光方向全域（Ｄ１＋Ｄ２）にわたって形成すると、その全域（Ｄ１＋Ｄ２）にわたって導光体４１２の光射出面４１２ｂから射出される光量を均一化することができないことが判明した。詳しくは、導光体４１２の入射面４１２ａから所定距離までの光源近距離箇所Ｄ１では、その他の箇所Ｄ２と連続するように拡散量比率変化領域４１２ｃ−２にしてしまうと、当該他の箇所Ｄ２よりも導光体４１２の光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’の量が多くなってしまう。すなわち、光源近距離箇所Ｄ１よりも導光体の入射端から遠い箇所Ｄ２では光量を導光方向にわたって均一化できる拡散量比率変化領域４１２ｃ−２であっても、光源近距離箇所Ｄ１に対してそのまま採用すると、その光源近距離箇所Ｄ１における光射出面４１２ｂから射出される光量が多くなってしまい、光射出面４１２ｂから射出される光量を光源近距離箇所Ｄ１も含めて均一化することができない。
【００５８】
表示面２２へ均一性のある光Ｌ１’を照明しようとする場合、このような光源近距離箇所Ｄ１の光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’が表示面２２を照明しないように構成し、光源近距離箇所Ｄ１よりも導光体の入射端から遠い箇所Ｄ２（拡散量比率変化領域４１２ｃ−２）の光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’だけで表示面２２を照明するという方法も考えられる。しかしながら、この構成では、光源近距離箇所Ｄ１の光射出面４１２ｂから漏れ出る光Ｌ１’の光量分だけ、表示面２２を照明するための光量が少なくなるため、最低限必要な受光量ＬＣを確保できる距離（導光体４１２の入射面４１２ａからの導光方向長さ）が短くなってしまう。その結果、光射出面４１２ｂから射出される光の均一性が得られる導光体４１２の有効範囲が狭く、表示面２２を広範囲にわたって均一性のある光Ｌ１’で照明することが困難となる。
【００５９】
そこで、本実施形態においては、光源近距離箇所Ｄ１における光拡散部の領域については、光の拡散を抑制する光拡散抑制領域４１２ｃ−１とし、その光源近距離箇所Ｄ１における光射出面４１２ｂから射出される光量を抑制している。詳しくは、光源近距離箇所Ｄ１については、これよりも入射面４１２ａから遠い箇所Ｄ２の拡散量比率変化領域４１２ｃ−２を光源近距離箇所Ｄ１にもそのまま適用した場合よりも、光源近距離箇所Ｄ１の光射出面４１２ｂから射出される光量が少なくなるように、光拡散抑制領域４１２ｃ−１の拡散量比率が設定されている。より具体的には、光源近距離箇所Ｄ１の光拡散抑制領域４１２ｃ−１は、個々の光拡散部分４１３の面積が、これよりも入射面４１２ａから遠い箇所Ｄ２の拡散量比率変化領域４１２ｃ−２を延長して適用したときの面積よりも有意に小さい面積に設定されている。
【００６０】
本実施形態においては、光源近距離箇所Ｄ１よりも入射面４１２ａから遠い箇所Ｄ２に採用されている拡散量比率変化領域４１２ｃ−２を、その光源近距離箇所Ｄ１にもそのまま適用した構成と比較して、光源近距離箇所Ｄ１における光射出面４１２ｂから射出される光量が少なくなる。これにより、光源近距離箇所Ｄ１の光射出面４１２ｂから漏れ出る光量が減るので、光源近距離箇所Ｄ１よりも入射面４１２ａから遠い箇所Ｄ２へ伝送される光量が増える結果、拡散量比率変化領域４１２ｃ−２が採用されている箇所Ｄ２の有効範囲を拡げることができ、均一性のある光Ｌ１’で照明できる表示面２２の範囲を拡大することができる。
【００６１】
特に、本実施形態では、光源近距離箇所Ｄ１で採用している光拡散抑制領域４１２ｃ−１における個々の光拡散部分４１３の面積を調整して、光源近距離箇所Ｄ１の光射出面４１２ｂから射出される光の量が、他の箇所Ｄ２の光射出面４１２ｂから射出される光の量と略一致するようにしている。したがって、光源近距離箇所Ｄ１における光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’も、拡散量比率変化領域４１２ｃ−２の箇所Ｄ２における光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’とともに、表示面２２の照明に用いても、均一性のある光Ｌ１’で表示面２２を照明することができる。よって、均一性のある光Ｌ１’で照明できる表示面２２の範囲を更に拡大することができる。
【００６２】
しかも、本実施形態においては、光拡散部が形成されている導光体４１２の導光方向全域（Ｄ１＋Ｄ２）の光射出面４１２ｂから射出される光Ｌ１’の量が、最低限必要な受光量ＬＣと同じ又はその近傍となるように、光拡散抑制領域４１２ｃ−１及び拡散量比率変化領域４１２ｃ−２の光拡散部分４１３の面積が調整されている。したがって、導光体の光射出面４１２ｂから射出されて喪失される光量分の減少量を最小限に抑えることができ、導光体内部を進行する光Ｌの量が入射面４１２ａから遠くなるにつれて減る割合を抑制できる。よって、より遠い箇所まで、最低限必要な受光量ＬＣが得られる光Ｌ１’の量を光射出面４１２ｂから射出することができる。すなわち、拡散量比率変化領域４１２ｃ−２が採用されている箇所Ｄ２の有効範囲を更に拡げることができる。その結果、均一性のある光Ｌ１’で照明できる表示面２２の範囲を更に拡大することができる。
【００６３】
〔変形例１〕
次に、本実施形態における導光体の光拡散部についての一変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
図１５は、本変形例１における第一発光部４１０の光拡散部の構成を示す説明図である。
上述した実施形態における拡散量比率変化領域４１２ｃ−２は、導光体４１２の入射面４１２ａから遠い箇所ほど拡散量比率を比例関係で連続的又は段階的に高めるために、光拡散面４１２ｃに分布している個々の光拡散部分４１３の面積を段階的に大きくなるように構成している。本変形例１における拡散量比率変化領域４１２ｃ−２は、光拡散面４１２ｃに分布している個々の光拡散部分４１３の面積を変えずに、導光体導光方向の単位長さ当たりの光拡散部分４１３の数が段階的に増えるようにして、導光体４１２の入射面４１２ａから遠い箇所ほど拡散量比率が比例関係で段階的に高まるように構成している。
【００６４】
〔変形例２〕
次に、本実施形態における導光体の光拡散部についての他の変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
図１６は、本変形例２における第一発光部４１０の光拡散部の構成を示す説明図である。
上述した実施形態における拡散量比率変化領域４１２ｃ−２は、光拡散面４１２ｃに分布している個々の光拡散部分４１３の面積を段階的に大きくなるように構成している。本変形例２における拡散量比率変化領域４１２ｃ−２は、より連続的に拡散量比率が変化するように、拡散量比率変化領域４１２ｃ−２の導光体導光方向全域にわたって光拡散部分４１４を形成し、その光拡散部分４１４の幅（導光体導光方向に対して直交する方向の長さ）が導光体４１２の入射面４１２ａから遠い箇所ほど連続的に拡がるように構成している。
【００６５】
〔変形例３〕
次に、本実施形態における発光部についての一変形例（以下、本変形例を「変形例３」という。）について説明する。
図１７は、本変形例３における第一発光部４１０の光拡散部の構成を示す説明図である。
上述した実施形態においては、導光体４１２の一端から光源４１１の光Ｌ１を入射させる構成であったが、本変形例３では、導光体４１２の両端から光源４１１の光Ｌ１−１，Ｌ１−２を入射させる構成としている。すなわち、本変形例３における導光体４１２は、その両端が入射端（入射面）となる。この構成に合わせて、本変形例３では、導光体４１２の両端部におけるそれぞれ所定距離までの光源近距離箇所Ｄ１−２，Ｄ１−２の光拡散部の領域を、光の拡散を抑制する光拡散抑制領域４１２ｃ−１としている。そして、各光源近距離箇所Ｄ１−２，Ｄ１−２よりも導光体４１２の導光方向中央部に向かって、それぞれ拡散量比率変化領域４１２ｃ−２が設けられている。各拡散量比率変化領域４１２ｃ−２は、それぞれの導光体端部（入射面４１２ａ）から遠い箇所ほど拡散量比率が所定の関係で連続的又は段階的に高まるように、すなわち、導光方向中央部に向かって拡散量比率が所定の関係で連続的又は段階的に高まる構成されている。
【００６６】
本変形例３によれば、導光体４１２の一端から光源４１１の光Ｌ１を入射させる構成よりも、均一性のある光Ｌ１’で照明できる表示面２２の範囲を２倍に拡大することができる。
【００６７】
なお、本変形例３の各拡散量比率変化領域４１２ｃ−２は、光拡散面４１２ｃに分布している個々の光拡散部分４１３の面積を段階的に大きくする構成を採用しているが、図１８に示すように、上述した変形例１と同様、導光体導光方向の単位長さ当たりの光拡散部分４１３の数が段階的に増えるように構成してもよい。また、図１９に示すように、上述した変形例２と同様、各拡散量比率変化領域４１２ｃ−２の導光体導光方向全域にわたって光拡散部分４１４を形成し、その光拡散部分４１４の幅（導光体導光方向に対して直交する方向の長さ）が連続的に拡がるように構成してもよい。
【００６８】
以上、本実施形態においては、導光体４１２が直方体形状である例であったが、導光体４１２の形状には特に制限はなく、図２０に示すような円柱形状のものであってもよい。
また、本実施形態においては、発光検知対象物であるペン形入力装置１００の位置検知も行う位置検知装置の例であるが、指２００などの非発光検知対象物の位置検知さえ行える位置検知装置であればよい。
【００６９】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
入射面４１２ａ等の入射端から入射した光源４１１からの光Ｌ１を他端に向けて導光する導光体４１２の導光方向に沿って光拡散部分４１３，４１４等の光拡散部を設け、該光拡散部で拡散した光を導光体の側面（光射出面４１２ｂ）から射出させて表示面２２等の検知領域を照明する発光部４１０，４２０，４３０，４４０等の照明手段と、前記照明手段により前記検知領域に照明された光を受光する受光部３１０，３２０，３３０，３４０等の受光手段と、前記受光手段の受光量の低下に基づいて前記検知領域内に存在する指２００等の検知対象物の位置を算出する座標検出部３５０等の位置算出手段とを有するタッチセンサ装置２４等の位置検知装置において、前記光拡散部は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、当該箇所の導光体内部に到達する到達光量に対する当該箇所で拡散される拡散光量の比率である拡散量比率が所定の関係で連続的又は段階的に高まるように構成された拡散量比率変化領域４１２ｃ−２と、前記導光体の入射端から所定距離までの光源近距離箇所Ｄ１へ前記拡散量比率変化領域を延長したとしたときの仮想の拡散量比率よりも低い拡散量比率となるように構成された光拡散抑制領域４１２ｃ−１とを備えることを特徴とする。
本態様において、導光体の入射端から入射した光源からの光は、導光体内部を全反射しながら導光方向へ進行する。導光体内部を進行する光の一部は、導光体の導光方向に沿って設けられる光拡散部によって全反射せずに拡散され、その拡散光が導光体の側面を透過して射出される。そのため、導光体内部を進行する光の量は、導光体の入射端から遠くなるにつれて、光伝送ロスによる減衰分に加えて、導光体側面から射出されて喪失される光量分も含め、徐々に減っていく。したがって、導光体に設けられる光拡散部がその導光方向にわたって一様であると、すなわち、導光方向各箇所の導光体内部に到達する到達光量に対する当該箇所で拡散される拡散光量の比率（拡散量比率）が一定であると、導光体の入射端から遠い箇所ほど導光体の側面から射出される光量が少なくなる。よって、導光体の側面から射出される光量を導光方向にわたって均一化するためには、光拡散部を、導光体の入射端から遠い箇所ほど拡散量比率が高まるように構成することが必要となる。
ただし、光拡散部の導光方向全域にわたって、導光体の入射端から遠い箇所ほど拡散量比率が所定の関係で高まる構成にしても、導光体の側面から射出される光量を均一化できないことが判明した。詳しくは、導光体の入射端から所定距離までの光源近距離箇所では、その他の箇所と連続するように、導光体の入射端から遠い箇所ほど拡散量比率が所定の関係で高まるという構成にすると、当該他の箇所よりも導光体の側面から射出される光量が多くなってしまう。すなわち、光源近距離箇所よりも導光体の入射端から遠い箇所では光量を導光方向にわたって均一化できる拡散量比率の関係（拡散量比率の変化パターン）は、光源近距離箇所に対してそのまま採用しても、その光源近距離箇所における導光体側面から射出される光量が多くなってしまい、導光体側面から射出される光量を光源近距離箇所も含めて均一化することはできない。
検知領域へ均一性のある光を照明しようとする場合、このような光源近距離箇所の導光体側面から射出される光が検知領域を照明しないように構成し、光源近距離箇所よりも導光体の入射端から遠い箇所（拡散量比率変化領域）の導光体側面から射出される光だけで検知領域を照明するという方法も考えられる。しかしながら、この方法では、光源近距離箇所の導光体側面から漏れ出る光量分だけ、検知領域を照明するための光量が少なくなるため、最低限必要な光量を射出できる距離（導光体の入射端からの導光方向長さ）が短くなってしまう。その結果、導光体側面から射出される光の均一性が得られる導光体の有効範囲が狭く、広い検知領域を均一性のある光で照明することが困難となる。
そこで、本態様においては、光源近距離箇所における光拡散部の領域については、前記拡散量比率変化領域（導光体入射端から遠い箇所ほど拡散量比率が所定の関係で高まる領域）を光源近距離箇所へ延長したとしたときの仮想の拡散量比率よりも低い拡散量比率となるように構成し、光源近距離箇所における導光体側面から射出される光量を抑制する光拡散抑制領域としている。これにより、光源近距離箇所よりも導光体入射端から遠い拡散量比率変化領域を、その光源近距離箇所にもそのまま適用している従来の構成と比較して、光源近距離箇所における導光体側面から射出される光量が少なくなる。
その結果、光源近距離箇所の導光体側面から漏れ出る光量が減るので、光源近距離箇所よりも導光体入射端から遠い拡散量比率変化領域において、導光体側面から射出される光の均一性が得られる有効範囲を拡げることができる。
また、光源近距離箇所における光拡散部の光拡散抑制領域を調整することで、光源近距離箇所とその他の箇所との光量差を小さくでき又は実施的に無くすことも可能となる。したがって、光源近距離箇所における導光体側面から射出される光も、拡散量比率変化領域における導光体側面から射出される光と合わせて均一化されたものとなる。その結果、導光体側面から射出される光の均一性が得られる有効範囲を更に拡げることができる。
【００７０】
（態様Ｂ）
前記態様Ａにおいて、前記拡散量比率変化領域４１２ｃ−２は、前記導光体の入射端からの距離に比例して、前記拡散量比率が連続的又は段階的に高まるように構成されていることを特徴とする。
これによれば、拡散量比率変化領域４１２ｃ−２を光源近距離箇所Ｄ１にもそのまま適用している従来の構成と比較して、光源近距離箇所Ｄ１における導光体側面から射出される光量を少なくすることができる。
【００７１】
（態様Ｃ）
前記態様Ａ又はＢにおいて、前記位置算出手段は、前記受光手段の受光量の低下に基づいて前記検知領域内に存在する指２００等の非発光検知対象物の位置を算出するとともに、前記受光手段の受光量の増加に基づいて前記検知領域内に存在するペン形入力装置１００等の発光検知対象物の位置を算出することを特徴とする。
これによれば、非発光検知対象物の位置だけでなく、発光検知対象物の位置も、それぞれ区別して検知することができる。
【００７２】
（態様Ｄ）
前記態様Ａ〜Ｃのいずれかの態様において、前記拡散量比率変化領域は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、光拡散面積が連続的又は段階的に大きくなるように構成されており、前記光拡散抑制領域は、光拡散面積を小さくすることで前記光源近距離箇所における光の拡散を抑制することを特徴とする。
これによれば、拡散量比率変化領域も光拡散抑制領域も、光拡散面積を異ならせるという同じ方法で形成することが可能となり、光拡散部を導光体に形成する工程を簡素化することが可能である。
【００７３】
（態様Ｅ）
前記態様Ｄにおいて、前記光拡散部は、複数の拡散部分を分布させたものであり、前記拡散量比率変化領域は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、個々の拡散部分の面積が連続的又は段階的に大きくなるように構成されていることを特徴とする。
これによれば、上述した実施形態のように、導光体の入射端から遠い箇所ほど拡散量比率が連続的又は段階的に高まるように構成される拡散量比率変化領域を容易に形成できる。
【００７４】
（態様Ｆ）
前記態様Ｄにおいて、前記光拡散部は、複数の拡散部分を分布させたものであり、前記拡散量比率変化領域は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、単位面積当たりの拡散部分の個数が連続的又は段階的に増加するように構成されていることを特徴とする。
これによれば、上述した変形例１のように、導光体の入射端から遠い箇所ほど拡散量比率が連続的又は段階的に高まるように構成される拡散量比率変化領域を容易に形成できる。
【００７５】
（態様Ｇ）
前記態様Ｄにおいて、前記光拡散部は、少なくとも前記拡散量比率変化領域にわたって連続した光拡散部分により構成されており、前記拡散量比率変化領域は、前記導光体の入射端から遠い箇所ほど、前記光拡散部分の幅が連続的又は段階的に拡がるように構成されていることを特徴とする。
これによれば、上述した変形例２のように、導光体の入射端から遠い箇所ほど拡散量比率が連続的又は段階的に高まるように構成される拡散量比率変化領域を容易に形成できる。
【００７６】
（態様Ｈ）
前記態様Ａ〜Ｇのいずれかの態様において、前記光拡散部は、前記導光体の側面に光拡散材を付着させたものであることを特徴とする。
これによれば、印刷等の容易な方法で、光拡散部を導光体に形成することができる。
【００７７】
（態様Ｉ）
前記態様Ａ〜Ｇのいずれかの態様において、前記光拡散部は、前記導光体の側面を光拡散加工したものであることを特徴とする。
これによれば、簡易な加工処理で、光拡散部を導光体に形成することができる。
【００７８】
（態様Ｊ）
ディスプレイ２０等の画像表示部材と、前記画像表示部材の表示面上に存在する検知対象物の位置を検知するタッチセンサ装置２４等の位置検知装置とを有する電子情報ボード１０等の画像表示装置において、前記位置検知装置として、前記態様Ａ〜Ｉのいずれかの態様に係る位置検知装置を用いたことを特徴とする。
これによれば、画像表示部材の表示面上をユーザーが指やスタイラス等の部材を接触させ又は近接させた位置を検知可能な検知領域が広いため、より大きな表示面（検知領域）をもつ画像表示装置を実現することができる。
【００７９】
（態様Ｋ）
入射面４１２ａ等の入射端から入射した光源４１１からの光Ｌ１を他端に向けて導光するとともに、導光方向に沿って設けられる光拡散部分４１３，４１４等の光拡散部で拡散した光を光射出面４１２ｂ等の側面から射出させる導光体４１２において、前記光拡散部は、前記入射端から遠い箇所ほど、当該箇所の導光体内部に到達する到達光量に対する当該箇所で拡散される拡散光量の比率である拡散量比率が所定の関係で連続的又は段階的に高まるように構成された拡散量比率変化領域４１２ｃ−２と、前記入射端から所定距離までの光源近距離箇所Ｄ１へ前記拡散量比率変化領域を延長したとしたときの仮想の拡散量比率よりも低い拡散量比率となるように構成された光拡散抑制領域４１２ｃ−１とを備えることを特徴とする。
これによれば、光源近距離箇所Ｄ１よりも導光体入射端から遠い拡散量比率変化領域４１２ｃ−２を、その光源近距離箇所Ｄ１にもそのまま適用している従来の構成と比較して、光源近距離箇所Ｄ１における導光体側面から射出される光量が少なくなる。その結果、光源近距離箇所の導光体側面から漏れ出る光量が減るので、光源近距離箇所よりも導光体入射端から遠い拡散量比率変化領域において、導光体側面から射出される光の均一性が得られる有効範囲を拡げることができる。また、光源近距離箇所における光拡散部の光拡散抑制領域を調整することで、光源近距離箇所とその他の箇所との光量差を小さくでき又は実施的に無くすことも可能となる。したがって、光源近距離箇所における導光体側面から射出される光も、拡散量比率変化領域における導光体側面から射出される光と合わせて均一化されたものとなる。その結果、導光体側面から射出される光の均一性が得られる有効範囲を更に拡げることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０  電子情報ボード
２０  ディスプレイ
２２  表示面
２４  タッチセンサ装置
６０  コントローラ
１００  ペン形入力装置
２００  指
２１０  ペン信号受信部
２２０  コントローラオペレーションシステム部
２３０  アプリケーション部
２３１  イベント信号判断部
２３２  映像入力処理部
２３４  画像描画処理部
２３６  画面消去処理部
２３８  画面操作処理部
２４０  映像入力デバイス部
２５０  ドライバ部
３１０，３２０，３３０，３４０  受光部
３５０  座標検出部
３６０  発光制御部
４１０，４２０，４３０，４４０  発光部
４１１  光源
４１２  導光体
４１２ａ  入射面
４１２ｂ  光射出面
４１２ｃ  光拡散面
４１２ｃ−１  光拡散抑制領域
４１２ｃ−２  拡散量比率変化領域
４１３，４１４  光拡散部分
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８１】
【特許文献１】特許第５４１５９５４号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0006601730.tif 000017
【図１７】
0006601730.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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