(57)【要約】【課題】表示部の表示面上における光取出し部の近傍にある被検出体の検出精度を高めるとともに、光取出し部から離れた表示面の隅にある被検出体の検出精度を高める。【解決手段】平面視で、透明導光板（１）は長辺に沿って表示面よりも幅広な部分である拡幅部（５）を備えており、切り欠き（１ａ）は拡幅部（５）に設けられている。【選択図】図１
2016151988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面を有する表示部と、
前記表示面に対向して設けられ、長辺及び短辺を有する矩形状の導光部材と、
被検出体から出射されて前記導光部材の内部を伝搬した光を、前記導光部材の外部に取り出すための光取出し部と、
前記光取出し部が取り出した光に基づいて、前記導光部材の表面における前記被検出体の位置を検出する検出部と、を備えた入力システムであって、
平面視で、前記導光部材は少なくとも一方の長辺に沿って前記表示面よりも幅広な部分である拡幅部を備えており、前記光取出し部は前記拡幅部に設けられていることを特徴とする入力システム。
【請求項２】
少なくとも２つの前記光取出し部と、前記光取出し部のそれぞれに対応する検出部と、を備えており、
平面視で、前記導光部材は、一方の長辺に沿って前記拡幅部を備えており、
前記光取出し部は、前記拡幅部の両端部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の入力システム。
【請求項３】
少なくとも３つの前記光取出し部と、前記光取出し部のそれぞれに対応する検出部と、を備えており、
前記光取出し部は、前記拡幅部に所定の間隔で設けられていることを特徴とする請求項２に記載の入力システム。
【請求項４】
少なくとも２つの前記光取出し部と、前記光取出し部のそれぞれに対応する検出部と、を備えており、
平面視で、前記導光部材は、両方の長辺のそれぞれに沿って前記拡幅部を備えており、
前記光取出し部は、前記導光部材の短辺に沿って互いに対向するように、それぞれの前記拡幅部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の入力システム。
【請求項５】
少なくとも４つの前記光取出し部と、前記光取出し部のそれぞれに対応する検出部と、を備えており、
前記光取出し部は、前記導光部材の四隅に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の入力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出体の位置座標を検出する入力装置を具備する入力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチペン、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）による座標入力を受け付ける導光部材とからなる光学式の座標入力装置又は位置検出装置、並びに座標入力装置又は位置検出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。
【０００３】
上記入力システムでは、上記ペンを座標入力装置の座標入力領域に接近又は接触させることにより、座標入力装置又は位置検出装置が該ペン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、例えば座標入力装置とは別体の液晶ディスプレイ、又は該座標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。
【０００４】
上記光学式の座標入力装置として、発光部を有するタッチペンと、導光部材、受光部からなり、導光部材内部を伝搬する光の方向から入力座標を検出するものが知られている。
【０００５】
図１３は、特許文献１の入力システムの構成を示す斜視図である。
【０００６】
特許文献１の入力システム１５０は、液晶表示パネル１０２と、液晶表示パネル１０２の表示面側に重ねて配置され、端部に切り欠き１０１ａが設けられた導光部材１０１と、ペン１０３と、ペン１０３から導光部材１０１に入射して導光部材１０１の内部を伝搬する伝搬光を検知する２つの撮像ユニット１１０・１２０とを備えている。導光部材１０１の内部を伝搬した光は、切り欠き１０１ａによって反射されて検出手段１１０・１２０に入射し、撮像ユニット１１０・１２０は、伝搬光の進行方向を検知することにより、ペン１０３が導光部材１０１に接触した点の位置座標を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１４９２３１号公報（２０１３年８月１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の光学式の入力システムは、切り欠き１０１ａの近傍からの入力に対して、検出精度が低い。そのため、導光部材１０１から伝搬光を取り出す光取出し部としての切り欠き１０１ａと液晶表示パネル１０２との間の距離が短い場合、液晶表示パネル１０２の表示面上において光取出し部の近傍にある被検出体の検出精度が低くなるという課題がある。
【０００９】
そこで、この課題を回避するために、液晶表示パネルと光取出し部との間に十分な距離を設けることが考えられる。
【００１０】
しかしながら、この場合、導光部材を大型化する必要があり、入力装置全体が大型化してしまう。また、液晶表示パネルと導光部材の大きさが同等でなくなり、額縁が大きくなってしまうという課題がある。
【００１１】
さらに、光取出し部から離れた位置から入射した光については、導光部材内部を伝搬する間に損失が起こり、受光部に到達する光量が弱められるため、導光部材が大型化した場合、表示面の隅にある被検出体を検出することが困難になるといった課題があった。
【００１２】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであって、その目的は、表示部の表示面上において光取出し部の近傍にある被検出体の検出精度を高めるとともに、光取出し部から離れた表示面の隅にある被検出体の検出精度を高めた入力システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る入力システムは、表示面を有する表示部と、前記表示面に対向して設けられ、長辺及び短辺を有する矩形状の導光部材と、被検出体から出射されて前記導光部材の内部を伝搬した光を、前記導光部材の外部に取り出すための光取出し部と、前記光取出し部が取り出した光に基づいて、前記導光部材の表面における前記被検出体の位置を検出する検出部と、を備えた入力システムであって、平面視で、前記導光部材は少なくとも一方の長辺に沿って前記表示面よりも幅広な部分である拡幅部を備えており、前記光取出し部は前記拡幅部に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、表示部の表示面上において光取出し部の近傍にある被検出体の検出精度を高めるとともに、光取出し部から離れた表示面の隅にある被検出体の検出精度を高めた入力システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態の入力システムの構成を示す斜視図であり、（ｂ）はその上面図（平面図）である。
【図２】図１に示す切断線Ａ−Ａ´の矢視断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の入力システムのペンの構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の入力システムのペン入力装置に具備された撮像素子において取得される取得画像の図である。
【図５】本発明の一実施形態の入力システムにおける光の伝搬損失を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態の入力システムの構成を示す上面図（平面図）である。
【図７】本発明の他の実施形態の入力システムの一部の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態の入力システムの一部の概略構成を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態の入力システムの光学部材の構成の斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施形態の入力システムの一部の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す構成の変形例を示す上面図（平面図）である。
【図１２】平面視における光取り出し部と液晶表示パネルの角との間の距離を示す平面図である。
【図１３】特許文献１の入力システムの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る入力装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の入力装置および入力システムは、タブレットやタッチパネル等に適用される。なお、以下の実施形態は本発明が具現化された一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態が適宜変更され得ることは勿論ある。
【００１７】
〔実施形態１〕
本発明に係る入力システムの一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１８】
図１（ａ）は、本実施形態の入力システムの構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）はその上面図（平面図）である。図２は、図１に示す切断線Ａ−Ａ´の矢視断面図である。
【００１９】
＜入力システム５０の構成＞
本実施形態の入力システム５０は、図１（ａ）に示すように、ペン入力装置４０（座標入力装置）と、ペン３（操作部材）と、液晶表示パネル２（画像表示パネル、表示部）とを具備しており、ペン入力装置４０の表面であるタッチ面（上面）にペン３がタッチ（接触）すると、タッチ面におけるタッチ位置座標を求めることができる。
【００２０】
＜ペン入力装置４０＞
ペン入力装置４０は、図１の（ａ）に示すように、液晶表示パネル２の表示面に対向するようにして液晶表示パネル２に重ねて配置された四角形状（矩形状）の透明導光板１（導光部材）と、透明導光板１の或る一辺の両端付近にそれぞれ配置された撮像ユニット１０、２０（検出部）とを有している。
【００２１】
液晶表示パネル２は、図示しない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。液晶表示パネル２の構成は、従来周知の液晶表示パネルを用いることができる。周知の液晶表示パネルは、一般的に、４：３や１６：９といった比の長方形（２対の向かい合う辺の長さが異なる）であることが多く、本実施形態においても、長方形の液晶表示パネルを用いる。
【００２２】
透明導光板１は、透光性材料からなる一枚の平板からなっており、液晶表示パネル２の表示面側に重ねて配設されている。透明導光板１の大きさは、液晶表示パネル２と略同じに構成することができる。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、透明導光板１は、一方の長辺に沿って液晶表示パネル２の表示面よりも幅広な部分である拡幅部５を備えている。
【００２３】
これにより、撮像ユニット１０、２０の少なくとも一部分を、透明導光板１の拡幅部５の背面側に配設することができる。またこのとき、理由の詳細は後述するが、透明導光板１の厚みが厚いほど、撮像ユニット１０、２０と液晶表示パネルとの間の距離は長いことが好ましく、例えば透明導光板１の厚みが２ｍｍの場合、撮像ユニット１０、２０と液晶表示パネルとは５０ｍｍ以上離れていることが好ましい。これにより、撮像ユニット１０、２０近傍においても、タッチ位置を精度よく検出することが可能になる。さらに、撮像ユニット１０、２０は、液晶表示パネルの対角線を延長した延長線Ｂ、Ｂ´よりも内側の、一方の長辺の両端近傍に配設されている。これにより、撮像ユニット１０と、そこから最も遠い液晶表示パネルの角（Ｅ２）までの距離、および、撮像ユニット２０と、そこから最も遠い液晶表示パネルの角（Ｅ１）までの距離を短くすることができる。これにより、撮像ユニットから離れた部分においても、タッチ位置を精度よく検出することが可能になる。さらに、ペン入力装置４０における透明導光板１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、ペン入力装置４０のコンパクトサイズの実現に寄与している。
【００２４】
なお、透明導光板１の液晶表示パネル２とは反対側の表面が、ペン３によってタッチされるタッチ面である。
【００２５】
また、透明導光板１における撮像ユニット１０、２０を配設する２箇所の隅角部には、それぞれ凹型の円錐面状の切り欠き１ａ（光路変換部、光取出し部）が形成されている。平面視において（透明導光板１の上方から透明導光板１の上面を見たときに）、２つの切り欠き１ａは、透明導光板１の拡幅部５の両端部に設けられている。
【００２６】
この切り欠き１ａの円錐面と透明導光板１背面とがなす角度（図２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１ａにはミラーコーティング６が施されている。これにより、図２に示すように、透明導光板１の内部を伝搬して切り欠き１ａに至った光の光路を、切り欠き１ａによって透明導光板１の下方、つまり透明導光板１の背面に向けて変化させる。すなわち、切り欠き１ａは、透明導光板１の内部を伝搬した光を外部に取り出すための光取出し部として機能する。
【００２７】
なお、ミラーコーティング６が無くても、切り欠き１ａの円錐面によって、光路を透明導光板１の下方に変化させることが可能である。この場合、円錐面と透明導光板１背面とがなす角度は、２０度や３０度が選ばれる。このとき、切り欠き１ａに至った光の一部は、円錐面で全反射することにより、光路が変換される。（円錐面で全反射条件を満たさない光は、屈折されて円錐面を透過し、撮像ユニットには到達しない。）なお、透明導光板１は、完全な四角形である必要はなく、角が切り欠かれていたり、又は角が曲面加工されていたりする等の実質的な四角形であってよい。
【００２８】
本実施形態では、光路変換部を透明導光板１の切り欠き１ａとして設けているため、透明導光板１から光路変換部が突出するのを回避できている。
【００２９】
透明導光板１の厚さは１〜３ｍｍが主に用いられる。ただし、これより厚くてもよい。本実施形態では、例えば厚さ２ｍｍとなっている。透明導光板１の四角形の大きさは、例えば約１０００ｍｍ×７５０ｍｍとすることができるが、これに制限されるものではない。また透明導光板１の材料としては、例えばアクリルが用いられ、ポリカーボネートやガラスでもよい。光が内部を伝搬することができる材料であれば構わない。なお、透明導光板１の大きさが大きくなる程、透過率の高い材料であることが好ましい。ペン３（タッチペン、発光ペン）からの光を効率よく撮像ユニット１０、２０に到達させることができるからである。本実施形態では、例えば材質はアクリルとなっている。アクリルは切り欠き１ａを加工しやすく、また、透過率も高く、サイズが大きくても比較的安価で入手できるので、好ましい。
【００３０】
撮像ユニット１０、２０は、ペン３の発光部３０から透明導光板１に入射して透明導光板１の内部を伝搬する伝搬光を検知する手段であり、透明導光板１の円錐面状の切り欠き１ａの直下に配置されている。つまり、撮像ユニット１０、２０は、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１０、２０は、透明導光板１のタッチ面よりも上方には突出していない。撮像ユニット１０は、レンズ１１と、可視光カットフィルタ１２と、撮像素子１３とを有している。また撮像ユニット２０も同様に、レンズ２１と、可視光カットフィルタ２２、撮像素子２３とを有している。撮像素子１３・２３の受光面は、それぞれ、透明導光板１の表面と平行であるように配設されている。撮像素子１３・２３は、２次元のイメージセンサからなっている。撮像ユニット１０、２０は、透明導光板１に接続されていて、透明導光板１を伝搬しない光は撮像素子１３、２３に結合しない構造になっている。
【００３１】
なお、本実施形態では、切り欠き１ａ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く、多角面状に構成されていてもよい。
【００３２】
＜ペン３＞
一方、ペン入力装置４０に対応するペン３は、いわゆるタッチペン、スタイラスペンと呼ばれる操作部材である。ペン３の詳細について、図３を用いて説明する。
【００３３】
図３は、ペン３の構成を示す図であり、説明の便宜上、筐体の一部を取り外して、内部構造を露出させている。ペン３は、外形となる筐体３５の内部に、赤外光を出射する発光素子３１および当該赤外光をペン３の先端へと導く導光部材３２を有する発光部３０と、電源装置３３と、制御装置３４とが、格納されている。そして、本実施形態のペン３の構成として、ペン３の先端に発光部３０が配置された構成となっているとともに、発光部３０の光出射側に、光を拡散させる光拡散部材３６を取り付けている点がある。
【００３４】
この光拡散部材３６は、光拡散材料を含有する樹脂から構成されている。上記光拡散材料としては、ガラスビーズを用いることができる。また上記樹脂としては、フッ素樹脂（具体例としてはポリテトラフルオロエチレン）、シリコンラバーを用いることができ、弾性を有して構成されていることが好ましい。弾性材を用いることによって、ペン入力装置４０の透明導光板１にペン３の先端、すなわち光拡散部材３６を接触させて用いる場合に、透明導光板１表面を傷付けることなく、且つ、接触によって僅かに接触部分が変形して透明導光板１表面との接触面積を大きくすることができるので、透明導光板１表面にカップリングする光量を多くすることができる。すなわち、透明導光板１の内部における深さ方向に対して複数の放射状の方向に、ペン３からの光を入射させることができるようになっている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、他の態様であってもよい。
【００３５】
上記発光素子３１は、例えば赤外光等の光を発するＬＥＤ（light emitting diode）又はＬＤ（laser diode）を用いることができる。なお、ＬＥＤもしくはＬＤは、１つのペン３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。
【００３６】
上記電源装置３３から電源を受けて発光した発光素子３１からの赤外光は、上記導光部材３２を経てこの光拡散部材３６に入射し、当該光拡散部材３６の上記光拡散材料および上記微細凹凸によって乱反射する。そして、光拡散部材３６の光出射面から拡散光となって出射される。
【００３７】
電源装置３３は、例えば電池を内蔵する構成とすることができるほか、充電式に構成されていてもよい。
【００３８】
上記制御装置３４は、発光素子３１の発光を制御する。例えば、発光素子３１が透明導光板１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。
【００３９】
以上のように、ペン３には、赤外光を出射する光源（発光部３０）が設けられており、ペン先から赤外光が拡散放射される構成となっている。ペン３のペン先が透明導光板１に接触すると、ペン先から放射された赤外光の一部が、透明導光板１に結合して、透明導光板１内を伝搬する。ペン３は、ペン先から赤外光を拡散放射するため、透明導光板１に結合した光は、透明導光板１内を拡散放射しながら導光伝搬される。
【００４０】
そして、透明導光板１の内部を伝搬する赤外光（以下、伝搬光４ａ、４ｂと記載する）は、切り欠き１ａを介して撮像ユニット１０・２０にそれぞれ入射する。撮像ユニット１０・２０では、撮像素子１３から得られる各画像から、ペン３が接触した箇所における透明導光板１の二次元平面内での撮像ユニット１０・２０とのなす角度を求める。これにより、二次元平面内での当該接触の位置座標を精度よく求めることができる。以下に、ペン入力の検出原理について詳述する。
【００４１】
＜ペン入力の検出原理＞
本実施形態における、ペン入力座標の算出方法を、前記図１、図２、図４、および図５を用いて以下に説明する。
【００４２】
ペン３のペン先がペン入力装置のタッチ面（透明導光板表面）に接触したとき、図２に示すように、ペン３から放射される赤外光の一部が屈折率Ｎの透明導光板１内に入射する。この入射光のうち、透明導光板１内の伝搬角θＰが、式；
ｓｉｎ（９０°−θＰ）  ＞  １／Ｎ
に示す条件を満たす光束は、図２に示すように、透明導光板１内に閉じ込められ、透明導光板１の表面、および裏面での反射を繰り返し、透明導光板１内を進行する。
【００４３】
ここで、図１に示すように、ペン３から発せられた赤外光はペン先を中心にして透明導光板１の２次元平面に対して放射状に拡散され、透明導光板１内を伝搬し、その光束のうちの一部の伝搬光は、円錐面状の切り欠き１ａの端面にも導かれ、該端面の反射光が撮像ユニット１０、２０にて受光される。具体的には、切り欠き１ａの反射光は、レンズ１１、２１にて集光され、続いて、可視光カットフィルタ１２、２２を通って、最後に撮像素子１３、２３に受光される。可視光カットフィルタ１２、２２は、ペン３から放射される赤外光を透過し、それ以外の波長帯の光を遮断する役割を果たす。可視光カットフィルタ１２、２２により、太陽光や、液晶表示パネル用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。なお、本実施形態では、ペン３から赤外光が出射されるものとし、可視光カットフィルタ１２、２２は、赤外光をカットするものとしているが、本発明はこれに限らず、ペン３から可視光が出射され、可視光カットフィルタ１２、２２のかわりに、ペン３から出射される可視光の波長帯の光を透過し、それ以外の波長帯の光を遮断するフィルタ（例えばバンドパスフィルタ）を用いることもできる。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、ペン３から発せられ透明導光板１内を伝搬し、出射された光はレンズ１１を経て、撮像素子１３に線状の像１５を形成する。線状の像１５の位置はペン３の位置によって変化し、撮像ユニットの取得画像を分析することにより、図１の（ａ）に示す光束４ａ、４ｂと透明導光板の一辺とがなす角度α、βがそれぞれ求められ、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が求められる。図４（ａ）において、ペンが３ａの位置にあるとき、線状の像１５が形成される。このペンが３ｂの位置に移動したとき、線状の像１７が形成される。
【００４５】
図４（ｂ）に撮像素子１３の取得画像を示す。赤外線を照射している状態にあるペン３のペン先が透明導光板１に接触していないとき、撮像素子１３の取得画像には何も現れない。一方、発光部から赤外線を照射している状態にあるペン３のペン先が透明導光板１に接触して赤外光が透明導光板１に結合すると、図２に示すように、その光束のうちの一部の光束４ａが撮像素子１３に導かれ、撮像素子１３の撮像面に線状の像が形成され、取得画像上に線状の像１５が現れる。
【００４６】
図４（ｂ）に示す線状の像１５の位置は、ペン３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、線状像は破線で示した線状の像１７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１６になる。その扇形の中心１８と線状像を結ぶ線分の回転角度α１´（円弧の中心を回転中心とする）は、ペン３と撮像素子１３を結ぶ線分と透明導光板１の上記或る一辺とがなす角度α１と同じ角度になる。撮像素子の取得画像からα１´が求められ、α１´からα１が求められる。同様にペンが３ｂの位置に移動すると、線状の像１７が形成され、その線状の像１７の傾きα２´を求めることにより、α２が求められる。
【００４７】
撮像素子２３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、ペン３と撮像素子２３とを結ぶ線分と透明導光板１の上記或る一辺とがなす角度βが求められる。
そして、撮像素子間の間隔をＬ、撮像素子１３からの画像を読み取り求めた輝点の変位角度をα、撮像素子２３からの取得画像を読み取り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）および（２）；
Ｙ＝ｔａｎα・Ｘ    …（１）
Ｙ＝ｔａｎβ・（Ｌ−Ｘ）    …（２）
を満足する。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、上述のように求めたα、βと、予め求めることができるＬ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Ｌは撮像素子１３と撮像素子２３の間の間隔であり固定の値である。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。
【００４８】
なお、撮像素子間の間隔Ｌとは、レンズ１１の光軸中心とレンズ２１の光軸中心との間の距離である。
【００４９】
ペン３の位置座標を以上の方法で求めるために、入力システム５０には、図示しない位置座標検出部を設けている。位置座標検出部はペン入力装置４０に設けることができる。
【００５０】
また、以上の方法で求められたペン３の位置座標に基づいて、液晶表示パネル２の当該位置座標に対応する位置にある画素を駆動して、ユーザが、ペン３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、液晶表示パネル２の駆動を制御する制御部（不図示）が、位置座標検出部で求めた位置座標の情報を取得して、当該情報に基づいて液晶表示パネル２を駆動すればよい。
【００５１】
＜従来技術の課題とその解決方法＞
ここで、ペン３の透明導光板１上の接触点が、切り欠き１ａおよびそれに付随する撮像ユニット１０、２０の近傍（特に４０ｍｍ以内）である場合、撮像素子１３や２３で得られる線状の像が、図４（ｂ）の１５、１７に示すような１本のつながった線状にならずに、図４（ｃ）の１９のように太線状や、２０のように点線状になる場合がある。これは、ペン３と切り欠き１ａとの距離が短いために起こる現象であり、次のように解釈できる。
【００５２】
まず、太線状の像（１９）が得られるのは、次の理由からである。ペン３が切り欠き１ａから遠方にある場合、切り欠き１ａに到達する光のうち、撮像素子１３，２３に結像するのは、図１に示す直線の伝搬経路（光束４ａ、４ｂ）に沿ってすすむ光が主であり、その他の切り欠き１ａの円錐面の周辺部等に達する光は、円錐面で屈折されてレンズ１１，２１に入射しない。その結果、撮像素子上には、直線状の像（細い）が得られる（画角が狭いイメージ）。一方、ペン３が切り欠き１ａの直近にある場合、切り欠き１ａに到達する光は、直線の伝搬経路（光束４ａ、４ｂ）上でなくその周辺であっても、レンズ１１，２１に入射し、撮像素子１３，２３に結像する。この結果、撮像素子上には、太い直線状の像が得られる（画角が広いイメージ）。
【００５３】
次に、点線状の像（２０）が得られる理由について説明する。ペン３と切り欠き１ａとの距離が短いと、ペン３から透明導光板１に入射した光のうち、切り欠き１ａを介して撮像素子１３、２３に結像する光は、透明導光板１の液晶表示パネル側の面で１度も内部反射していない光か、１度ないし２度しか内部反射していない光が大部分を占める。つまり、伝搬距離が短く、十分に光が分散（ミキシング）していない状態で切り欠き１ａに到達する。この結果、撮像素子１３、２３にあらわれる像が、点線状になると考えられる。
【００５４】
このように、撮像素子１３や２３で得られる像が太線状や点線状になると、線状像の傾きα１やα２を正しく取得するのが困難になり、結果的にペン３の位置検出精度の低下を招いてしまう。このため、ペン３の位置を検出する必要がある位置範囲〜切り欠き１ａまでの距離は、一定距離離すことが望ましく、さらに好ましくは、５０ｍｍ以上離すことが望ましい。一般的に、ペン３の位置を検出したい位置範囲は、液晶表示パネル２と同じ大きさであるため、液晶表示パネル２の撮像ユニットを配設する一辺と撮像ユニット（それに付随する切り欠き１ａ）との距離は、５０ｍｍ以上離すことが好ましい。
【００５５】
一方、撮像素子１３あるいは２３から遠い位置、特に最も遠い液晶表示パネル２の隅Ｅ１やＥ２にあるペン３の位置を検出する際は、伝搬における損失により、十分な量の光が撮像素子１３や２３まで到達しないことがある。つまり、Ｅ１の位置にあるペン３から透明導光板１に入射した光は、例えば本実施形態では、液晶表示パネル２の対角線（１２５０ｍｍ）以上の距離を、内部反射を繰り返しながら伝搬される。この間、内部反射を繰り返すことによる損失や、透明導光板の吸収によって、光は徐々に弱められ、撮像素子２３に到達するのは微弱な光となる。すると、ペン３の位置を精度よく検出できなくなる。
【００５６】
これらの問題を解決するために、本実施形態では、切り欠き１ａおよびそれに付随する撮像ユニット１０、２０は、液晶表示パネル２の対角線の延長線Ｂ、Ｂ´よりも液晶表示パネル２の長辺寄りに設けられている。言い換えると、切り欠き１ａは透明導光板１の拡幅部５に設けられている。
【００５７】
以下、図１２を参照して、切り欠きと液晶表示パネル２の表示面の隅（角）との間の距離について説明する。図１２は、平面視における切り欠きと液晶表示パネルの角との間の距離を示す平面図である。
【００５８】
従来の入力装置では、液晶表示パネル２の表示面の対角線の延長線Ｂ、Ｂ´上に切り欠き１ｃが設けられている。このとき、平面視における、切り欠き１ｃと液晶表示パネル２の表示面の隅Ｅ１やＥ２との間の距離は、線分２ｃの長さで表される。
【００５９】
これに対して、本実施形態のペン入力装置４０では、切り欠き１ａは、透明導光板１の長辺に沿って設けられた拡幅部５の両端部に形成されている。このとき、切り欠き１ａと液晶表示パネル２の表示面の隅Ｅ１やＥ２との間の距離は、線分２ａの長さで表される。
【００６０】
図１２に示すように、切り欠き１ａの位置が、切り欠き１ｃの位置から透明導光板１の長辺に沿って平行移動させた位置である場合、線分２ａは線分２ｃよりも短い。そのため、本実施形態のペン入力装置４０によれば、従来の入力装置に比べて、透明導光板１における表示面の隅Ｅ１・Ｅ２に対向する部分から、切り欠き１ａを介して撮像ユニット１０・２０に到達するまでの経路における光の損失を抑制し、検出感度を向上することができる。
【００６１】
なお、液晶表示パネルと切り欠きとの間に十分な距離を設けるために、図１２に示すように、透明導光板１０１（導光部材）の短辺に沿って設けられた短辺側拡幅部１０５に切り欠き１ｂを設けた場合、切り欠き１ｂと液晶表示パネル２の表示面の隅Ｅ１やＥ２との間の距離は、線分２ｂの長さで表される。ここで、線分２ａは線分２ｂよりも短い。
【００６２】
そのため、本実施形態のペン入力装置４０のように透明導光板１の長辺に沿って設けられた拡幅部５に切り欠き１ａを設けることによって、透明導光板１０１の短辺に沿って設けられた拡幅部５ｂに切り欠き１ｂを設けた場合に比べて、切り欠きと液晶表示パネル２の表示面の隅Ｅ１やＥ２との間の距離を短くすることができる。その結果、透明導光板１における表示面の隅Ｅ１・Ｅ２に対向する部分から、切り欠き１ａを介して撮像ユニット１０・２０に到達するまでの経路における光の損失を抑制し、検出感度を向上することができる。
【００６３】
例えば図５に、伝搬距離（ペン入力位置〜切り欠きまでの距離）と、撮像素子に到達する光の強さとの関係を示す。これは、材料がガラスで厚みが５ｍｍの透明導光板と、発光波長が７３０ｎｍのペンを用いた場合の実験値である。図５より、伝搬距離が長くなると、撮像素子に到達する光の強さが減少することがわかる。例えば伝搬距離が６５０ｍｍから６００ｍｍに５０ｍｍ短縮される場合、撮像素子に到達する光の強度は、おおよそ１．３倍向上する。つまり、従来技術のように撮像ユニットを液晶表示パネル２のある辺の両端に配設するよりも、本実施形態のように、対角線上よりも長辺側に配設することにより、液晶表示パネル２の隅Ｅ１やＥ２からの伝搬光の伝搬損失を抑制することができ、ひいては、位置検出の精度を向上させることができる。
【００６４】
よって、本実施形態のように、撮像ユニットは、液晶表示パネル２の対角線の延長線Ｂ、Ｂ´よりも液晶表示パネル２の長辺寄りに設けられていることが好ましい。
【００６５】
さらに、本実施形態のように撮像ユニットが配設されることにより、撮像ユニットが配設される液晶表示パネル２の長辺以外の辺については、透明導光板１の大きさを液晶表示パネル２と略同じサイズにすることができ、タッチ面方向の透明導光板の拡大を抑制するとともに、狭額縁化を実現できる。
【００６６】
（本実施形態の作用効果）
以上のように本実施形態の入力システム５０は、透明導光板１の端部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、ペン３の位置座標を求めることができる。すなわち、撮像素子の総数は図１に示すように撮像素子１３および撮像素子２３の計２つでよい。よって、各導光領域に撮像素子を配置する必要がなく、装置を複雑化・大型化することなく、コストもかからない。
【００６７】
また上記の構成によれば、透明導光板は一枚の単純な板であり、複雑な導光体コストがかからない。
【００６８】
また本実施形態のペン入力装置４０の構成によれば、透明導光板１のタッチ面よりも上方に突出しない位置に撮像素子１３、２３が設けられているので、透明導光板１のタッチ面がペン入力装置４０の最上面となり、タッチ面よりも上方に撮像素子が出っ張らない。よって、本実施形態の入力システム５０のペン入力装置４０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。
【００６９】
また本実施形態の入力システム５０は、遮光方式ではなく、導光板の内部を伝搬した光が撮像素子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、故に、屋外や窓際に装置を置くことも可能である。
【００７０】
また、本実施形態の入力システム５０のペン入力装置４０は、ペン３先からの放射光を受光する撮像ユニット１０、２０が透明導光板１に接続されていて、透明導光板１を伝搬しない光は撮像素子１３、２３に結合しない構造になっている。よって、透明導光板１のタッチ面の法線方向から照明光が当てられても、その光は透明導光板１に結合しないため、迷光が撮像素子１３、２３に導かれることはない。このため、ペン入力装置４０は外光の影響を受けにくく、屋外や窓際に配置することが可能である。
【００７１】
以上のことから、上記の構成を具備する本発明は、フルフラットな座標入力装置を実現し、且つ、当該装置表面に手などが接触しても誤認識されない汎用性の高い入力システムを提供することができる。また、液晶表示パネルの隅からの信号も精度よく検出することが可能となる。さらにまた、撮像ユニットを配設しない辺の狭額縁化を実現できる。
【００７２】
なお、本実施形態では、撮像素子１３および撮像素子２３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、透明導光板１の端部における各箇所からミラーおよびシャッターを用いて１つの撮像素子に集めてもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、１つのペン３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、複数のペンを用いた場合であっても例えば各ペンの発光タイミングを異ならせるなどすれば、透明導光板１のタッチ面に同時に複数のペンが接触していてもそれぞれの位置座標を求めることができる。
【００７４】
また、本実施形態では、ペン３先から出射される光が、ペン３先に設けた光拡散部材３６によって拡散する構成となっている。これにより、ペン３の傾斜角度によることなく、十分な光量を透明導光板１にカップリングさせることができる。したがって、正確な位置検出を実現することができる。
【００７５】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記実施形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【００７６】
本発明の他の実施形態について図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００７７】
本実施形態のペン入力装置４１は、図６に示すように、透明導光板１に設けられる切り欠き１ａおよびそれに付随する撮像ユニット１０、２０の位置が実施形態１と異なる。
【００７８】
本実施形態２の切り欠き１ａは、液晶表示パネル２の向かい合う２つの長辺に沿って、それぞれ１つずつ配設され、その詳細な位置は、共に同一の短辺に近い長辺の端であり、さらに、その切り欠き１ａの中心が、液晶表示パネル２の２本の対角線Ｂ、Ｂ´よりも長辺寄りに設けられる。
【００７９】
言い換えると、透明導光板１は、両方の長辺のそれぞれに沿って拡幅部５ａと拡幅部５ｂとを備えている。そして、切り欠き１ａは、透明導光板１の短辺に沿って互いに対向するように、それぞれの拡幅部５ａ・５ｂに設けられている。
【００８０】
また、例えば透明導光板１の厚みが２ｍｍの場合、切り欠き１ａの中心は、上述した理由から、実施形態１と同様に、液晶表示パネルの長辺から５０ｍｍ程度離れていることが好ましい。これにより、切り欠き１ａの中心と、そこから最も遠い液晶表示パネルの角Ｅ１´、Ｅ２´とを結ぶ直線の長さが、実施形態１と同じとなり、切り欠き１ａからのとりだされる光の量も同等とすることができる。よって、切り欠き１ａから遠い位置においても、ペン３の位置を精度よく検出することができる。
【００８１】
また、本実施形態２のように切り欠き１ａおよび撮像ユニット１０、２０を配置することにより、ペン入力装置４１の透明導光板１が、液晶表示パネル２の長辺が伸びる方向に沿って拡大するのを抑制し、液晶表示パネル２の短辺側にはみだす透明導光板１のサイズを抑制できるため、狭額縁化できる。ひいては、ペン入力装置４１全体の大型化を抑制化することができる。
【００８２】
なお、本実施形態１と２は、同等の効果を有するが、これらは、入力システム５０、ペン入力装置４０、４１を設置する場所や用途に応じて、好ましい方を選ぶことが望ましい。例えば、本ペン入力装置４０、４１を机等に埋め込む場合、机のサイズや、該机を設置する部屋のサイズ、スペース等に合わせて、どちらが好ましいかを選べばよい。
【００８３】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記実施形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【００８４】
本発明の他の実施形態について図７から図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００８５】
本実施形態の入力システム５２のペン入力装置４２は、図７に示すように、透明導光板１´の背面に密着固定された光学部材９０（光路変換部、光取出し部）を備えている点、および、透明導光板１´の形状が異なる点で、実施形態１のペン入力装置４０とは異なる。そして、本実施形態のペン入力装置４２は、撮像ユニット１０、２０が、光学部材９０から光が出射する位置に配設されている。
【００８６】
また、本実施形態のペン入力装置４２は、透明導光板１´を伝播する伝搬光の一部を透明導光板１´の背面から後述する光学部材９０によって透明導光板１´の背面よりも下方に取り出す。すなわち、光学部材９０は、透明導光板１´の内部を伝搬した光を外部に取り出すための光取出し部として機能する。そのため、実施形態１のように導光板に切り欠きを設ける必要がない。すなわち、透明導光板１´は、内部に光を伝搬させることができる構成（構造）であるだけでよく、その他の加工は必要ない。
【００８７】
光学部材９０は、透明導光板１´の背面と、後述する撮像ユニット１０、２０との間に配設された透光材である。
【００８８】
図８は、図７に示す切断線Ａ−Ａ´の矢視断面図である。図９は、光学部材９０の外形を示す図であり、光学部材９０は、上面（隣接面）が平坦で、図８に示すように、透明導光板１´の背面に接着固定されている。光学部材９０は、透明導光板１´の内部を伝搬している光を透明導光板１´の背面から光を取り出して、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。光学部材９０と透明導光板１´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９０は透明導光板１´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あるいは材料を用いて接着固定する。
【００８９】
光学部材９０は、透明導光板１´よりも、屈折率が同じか高い材料から構成されている。これにより、透明導光板１´の内部を伝搬した光が光学部材９０と透明導光板１´との境界面で反射して再び透明導光板１´の内部に戻ることを防いで透明導光板１´からの光の取り出し効率を高めることができる。本実施形態では、透明導光板１´がガラスによって構成されているため、光学部材９０は、ガラスよりも屈折率の高い高屈折率ガラスやポリカーボネートから構成されている。これにより、透明導光板１´から効率的に光を取り出して、光学部材９０内部に入射させることができる。
【００９０】
なお、上述のように、本発明は透明導光板をガラス以外の材料から構成することができるので、例えば透明導光板がアクリルの場合には、同様に光学部材はアクリルや高屈折率ガラス、ポリカーボネートから構成することができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、光学部材９０は透明導光板１´よりも屈折率の高い材料によって構成されているが、透明導光板１´の内部を伝搬した光が光学部材９０と透明導光板１´との境界面で反射して再び透明導光板１´の内部に戻ることがないようにすればよく、光学部材９０は透明導光板１´と同じ屈折率を有する材料から構成されてもよい。
【００９２】
光学部材９０は、図８および図９に示すように、上面に隣接した端面の、透明導光板１´の角部に近い領域に、凹型の円錐面状の切り欠き９０ａが設けられている。この切り欠き９０ａの円錐面と光学部材９０の背面とがなす角度（図８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９０ａにはミラーコーティング（光路変換部）を施してあってもよい。
【００９３】
そして、図８に示すように光学部材９０の内部を伝搬して切り欠き９０ａに至った光は、その光路を切り欠き９０ａによって光学部材９０の下方、すなわち、光学部材９０の背面に向けて変化させる。すなわち、透明導光板１´の内部を伝搬した光は、透明導光板１´の下面よりも下方に向かう。
【００９４】
なお、本実施形態では、切り欠き９０ａ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く、双曲面状または多角面状に構成されていてもよい。
また、本実施形態では、光学部材９０の形状が、上面側からみると図９に示すように扇形に似た形状となっているが、これに限定されるものではない。
【００９５】
また、光学部材９０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と安価に製造できる。
【００９６】
光学部材９０は、図７に示すように矩形の透明導光板１´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。より具体的には、光学部材９０は、透明導光板１´の拡幅部の両端部に設けられている。光学部材９０の配設位置は、これに限定されるものではない。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１０、２０を互いに離して配設するので、その撮像ユニット１０、２０の配設位置に対応させて、透明導光板１´の内部を伝播した光が、最終的に撮像ユニットのそれぞれに入射する光の経路の途中に光学部材９０を配すればよい。
【００９７】
撮像ユニット１０、２０は、光学部材９０の円錐面状の切り欠き９０ａの直下に配置され、透明導光板１´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１０、２０は、透明導光板１´のタッチ面よりも上方には突出していない。撮像ユニット１０、２０は、透明導光板１´を伝搬しない光は撮像素子１３、２３に結合しない構造になっている。
【００９８】
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記実施形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【００９９】
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。
【０１００】
上記実施形態１の入力システムに具備されるペン入力装置４０は、検出部としての２つの撮像ユニット１０・２０が設けられているのに対して、本実施形態のペン入力装置４３では、図１０に示すように、３つの撮像ユニット１０・２０・７０（検出部）が設けられている点で相違する。なお、３つの撮像ユニット１０・２０・７０に対応して、透明導光板１の拡幅部には３つの切り欠き１ａが設けられている。
【０１０１】
この構成を具備することにより、図１０に示すように、被検出体としてのペン３Ａ・３Ｂ（操作部材）が２つである場合であっても、各ペンの位置座標を検出することができる。
【０１０２】
例えば、仮に、撮像ユニットを２つのみ具備し、２本のペン３Ａ・３Ｂのうちの一方のペンの伝播光の進行方向（撮像ユニットに向かう伝播光の光路）と他方のペンの伝播光の進行方向が重なる場合には、線状の像も重なるので、２本のペン３Ａ・３Ｂのうちのいずれが手前に存在するかを特定することができない。しかし、本実施形態では、図１０に示すように、受光手段としての撮像ユニット１０・２０・７０が３つ存在していれば、各ペン３Ａ・３Ｂについて、重ならない２つの光路による撮像ユニット１０・２０・７０を用いて各ペン３Ａ・３Ｂの接触位置を求めることが可能となる。なお、撮像ユニット７０は、撮像ユニット１０・２０と同一で、ユニットレンズ７１、可視光カットフィルタ７２、撮像素子７３から構成されている。
【０１０３】
詳細には、例えば、図１０において、ペン３Ｂが点Ｐ３ に存在する場合、撮像ユニット１０へのペン３Ａの光路とペン３Ｂの光路とが重なる。この場合、ペン３Ａの検出には、撮像ユニット２０・７０の２つを用いる一方、ペン３Ｂの検出には、撮像ユニット１０・７０を用いる。これにより、光路が重なることはない。
【０１０４】
したがって、２つのペン３Ａ・３Ｂが透明導光板１のいずれの場所に接触されても、ペン３Ａ・３Ｂの接触点の位置座標を確実に特定することが可能となる。
【０１０５】
尚、一般的に、被検出体としてのペン３がＭ個存在する場合には、必要な検出部の数Ｎは、
Ｎ＝Ｍ＋１
となる。
【０１０６】
また、検出部としての撮像ユニット１０・２０・７０を少なくとも３つ設けた場合には、以下に示すメリットも存在する。
【０１０７】
すなわち、撮像ユニットが２つである場合、２つの撮像ユニットが設けられた透明導光板１の辺の近傍にペンが接触されると死角になって、２つの撮像ユニットでは検知されない虞がある。この場合、撮像ユニットが３つ存在していれば、それを例えば三角形の頂点に配設しておけば、死角を発生することなく、ペンが透明導光板１のいずれの場所に接触されても、当該ペンの接触点の位置座標を確実に特定することが可能となる。
【０１０８】
このように、本実施形態では、撮像ユニットが３つ設けられている。これにより、２本のペンのそれぞれについて、重ならない２つの光路による撮像ユニット２０・撮像ユニット７０の組み合わせ、および、撮像ユニット１０・撮像ユニット７０の組み合わせを用いて各ペンの接触位置を求めることが可能となる。また、３つの撮像ユニットを三角形の頂点に配設してくことにより、死角を発生することなく、透明導光板１のいずれの場所にペンが接触しても、ペンの接触点の位置座標を確実に特定することが可能となる。
【０１０９】
（変形例）
本実施形態では、３つの撮像ユニットを具備した構成を説明したが、本発明は、４つ以上の撮像ユニットを具備したものであってもよい。
【０１１０】
４つの撮像ユニットを設けた場合には、例えば、図１１に示すように、透明導光板１の四隅に配設することが考えられる。すなわち、透明導光板１は、両方の長辺のそれぞれに沿って拡幅部５ａと拡幅部５ｂとを備えており、４つの切り欠き１ａは、透明導光板１の四隅であって、拡幅部５ａ・５ｂに設けられている。
【０１１１】
４つの撮像ユニットを具備する場合も、本実施形態と同様に、２本のペンからの入力を正確に検出することができる。
【０１１２】
そして、本変形例では、例えば１本のペンの検出に際しては４つの撮像ユニット１０・２０・７０・８０のうちのいずれか２つの撮像ユニットを使用することができる。これは、例えば、透明導光板１の一辺に沿って２つの撮像ユニットを配置しただけの場合、ペンの接触点がこれら撮像ユニットから遠い場合には、信号品質が劣化することも考えられるためである。そのため、本変形例のように透明導光板１の四隅に撮像ユニットを配設することで、ペン３の接触点が撮像ユニット１０・２０から遠い場合には、ペン３に近接する撮像ユニット７０・８０を用いてペン３の座標を検出することができる。
【０１１３】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。本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。
【０１１４】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る入力システムは、表示面を有する表示部（液晶表示パネル２）と、前記表示面に対向して設けられ、長辺及び短辺を有する矩形状の導光部材（透明導光板１）と、被検出体（ペン３）から出射されて前記導光部材の内部を伝搬した光を、前記導光部材の外部に取り出すための光取出し部（切り欠き１ａ、光学部材９０）と、前記光取出し部が取り出した光に基づいて、前記導光部材の表面における前記被検出体の位置を検出する検出部と、を備えた入力システムであって、平面視で、前記導光部材は少なくとも一方の長辺に沿って前記表示面よりも幅広な部分である拡幅部（５、５ａ、５ｂ）を備えており、前記光取出し部は前記拡幅部に設けられていることを特徴とする。
【０１１５】
上記の構成によれば、光取出し部は、表示面よりも幅広な部分である拡幅部に設けられているため、表示部と光取出し部との間に十分な距離を設けることができ、導光部材の表面（および表示面）における光取出し部の近傍にある被検出体の検出精度を高めることができる。
【０１１６】
また、光取出し部は、導光部材の長辺に沿って設けられた拡幅部に配置されているため、導光部材の短辺に沿って設けられた拡幅部に配置されている場合に比べて、光取出し部と表示面の隅との間の距離を短くすることができる。これにより、光取出し部から離れた導光部材の隅（および対応する表示面の隅）にある被検出体の検出精度を高めることができる。
【０１１７】
以上より、表示部の表示面上において光取出し部の近傍にある被検出体の検出精度を高めるとともに、光取出し部から離れた表示面の隅にある被検出体の検出精度を高めることができる。
【０１１８】
本発明の態様２に係る入力システムは、上記態様１において、少なくとも２つの前記光取出し部と、前記光取出し部のそれぞれに対応する検出部と、を備えており、平面視で、前記導光部材は、一方の長辺に沿って前記拡幅部を備えており、前記光取出し部は、前記拡幅部の両端部に設けられている構成であってもよい。
【０１１９】
上記の構成によれば、拡幅部の両端部に光取出し部を設けることによって、表示面に対する被検出体の位置座標を正確に検出することができる。
【０１２０】
また、１つの拡幅部を設け、当該拡幅部に複数の光取出し部を設けることによって、拡幅部を設けることによる導光部材の大型化を抑えることができる。
【０１２１】
本発明の態様３に係る入力システムは、上記態様２において、少なくとも３つの前記光取出し部と、前記光取出し部のそれぞれに対応する検出部と、を備えており、前記光取出し部は、前記拡幅部に所定の間隔で設けられている構成であってもよい。
【０１２２】
上記の構成によれば、２つ以上の被検出体が存在する場合であっても、導光部材の表面における各被検出体の位置を検出することができる。
【０１２３】
本発明の態様４に係る入力システムは、上記態様１において、少なくとも２つの前記光取出し部と、前記光取出し部のそれぞれに対応する検出部と、を備えており、平面視で、前記導光部材は、両方の長辺のそれぞれに沿って前記拡幅部を備えており、前記光取出し部は、前記導光部材の短辺に沿って互いに対向するように、それぞれの前記拡幅部に設けられている構成であってもよい。
【０１２４】
本発明の態様５に係る入力システムは、上記態様４において、少なくとも４つの前記光取出し部と、前記光取出し部のそれぞれに対応する検出部と、を備えており、前記光取出し部は、前記導光部材の四隅に設けられている構成であってもよい。
【０１２５】
上記の構成によれば、導光部材の四隅に設けられた光取出し部および検出部のうち、被検出体により近い２つの光取出し部および検出部を用いて被検出体の正確な位置座標を検出することができる。
【０１２６】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、発光ペンを用いてペンの位置座標を求めるあらゆる種類の入力システムに利用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１、１´、１０１  透明導光板（導光部材）
１ａ、１ａ´  切り欠き（光路変換部、光取出し部）
２  液晶表示パネル（表示部）
３、３Ａ、３Ｂ  ペン（発光部）
４ａ、４ｂ  光束
５、５ａ、５ｂ、１０５  拡幅部
６  ミラーコーティング（光路変換部）
１０、２０、１０´、２０´、７０、８０  撮像ユニット（検出部）
１１、２１、７１  レンズ
１２、２２、７２  可視光カットフィルタ
１３、２３、７３  撮像素子
１５、１７  線状の像
１６  扇形状
１８  扇形の中心
１９  太線状の像
２０  点線状の像
３０  発光部
３１  発光素子
３２  導光部材
３３  電源装置
３４  制御装置
３５  筐体
３６  光拡散部材
４０、４１、４２，４３  ペン入力装置（入力装置）
５０  入力システム
９０  光学部材（光路変換部、光取出し部）
９０ａ  切り欠き（光路変換部、光取出し部）
【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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