(57)【要約】【課題】複数の接触物の入力位置の特定を容易かつ確実に行うこと。【解決手段】制御部によるたとえば点灯走査の制御により、導光板２のタッチエリア２ａとは反対の面側のタッチエリア２ａに対応する領域全体に設けられた発光体３からの光が導光板２内に入射され、そのタッチエリア２ａへの指先等の接触物の接触に応じた散乱光が導光板２の一辺に沿って設けられた受光素子４により受光されると、制御部により、受光素子４によって散乱光が受光されたときの座標と、該受光素子４の受光時にたとえば点灯走査させたときの発光体３の座標とから、指先等の接触物によるタッチエリア２ａへの入力位置が特定されるようにした。【選択図】図３
2009193288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力装置であって、
一面側にタッチエリアを有し、該タッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板と、
一座標を判別するために、前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられ、該導光板内に光を入射する発光手段と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられ、前記散乱光を受光する受光手段と、
前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置を特定する
ことを特徴とする位置入力装置。
【請求項２】
前記発光手段は、前記導光板の前記受光手段が設けられている一辺と交差する一次元方向に点灯又は非点灯制御可能に形成された複数の発光部を有していることを特徴とする請求項１に記載の位置入力装置。
【請求項３】
前記発光手段は、二次元方向に点灯又は非点灯制御可能に形成された複数の発光部を有していることを特徴とする請求項１に記載の位置入力装置。
【請求項４】
前記発光手段は、面発光部材あるいは点灯又は非点灯制御可能に配置された複数の発光素子からなることを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の位置入力装置。
【請求項５】
前記発光手段は、透明部材よりなり、
該発光手段の、前記導光板に接する側と反対側には、前記制御手段により特定された前記入力位置に応じた内容を表示する表示手段が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の位置入力装置。
【請求項６】
前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側に表示面を向けて前記発光手段からの光を透過可能な表示手段が設けられ、該表示手段の表示面とは反対側の面に前記発光手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の位置入力装置。
【請求項７】
前記発光手段は、画像を表示可能な発光表示手段であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の位置入力装置。
【請求項８】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法であって、
一座標を判別するために、一面側に設けられたタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、該導光板内に光を入射する工程と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、前記散乱光を受光する工程と、
制御手段により、前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行わせる工程とを有し、
前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定される
ことを特徴とする位置入力方法。
【請求項９】
接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法をコンピュータに実行させるための位置入力プログラムであって、
一座標を判別するために、一面側に設けられたタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、該導光板内に光を入射する工程と、
他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、前記散乱光を受光する工程と、
制御手段により、前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行わせる工程とを有し、
前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定される
ことを特徴とする位置入力プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力位置を示す位置データを入力する位置入力装置、位置入力方法及び位置入力プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
位置入力装置として、指や専用のペン等で画面に触れることにより、パソコン、ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｅｌｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ゲーム機等の操作を行うことができるタッチパネルと呼ばれるものが知られている。このタッチパネルは、指や専用のペン等が触れた位置を検知してパネル面上の位置（縦方向座標位置と横方向座標位置）を特定し、その特定した位置を入力信号（位置データ）として上述の各種機器に与えるものである。また、パネル面への接触の感知には、圧力の変化を感知する感圧式、静電気による電気信号を感知する静電式、発光素子と受光素子とを組み合わせた光学式等がある。
【０００３】
ここで、光学式によるものとして、特許文献１では、たとえば図１７に示すように、表示面３０の各辺に、複数の発光素子３１，３２と複数の受光素子３３，３４とを対向させて設け、順次発光を行う発光素子３１，３２から出射され、対向する受光素子３３，３４に入射される光の遮断状態を検出することにより、表示面３０への入力位置を認識する際、隣接する発光素子３１，３２は連続して発光させないようにしたタッチパネルを提案している。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２０９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に示されている光学式のタッチパネルでは、受光素子３３，３４が対向する発光素子３１，３２から放射された光を受光する際、その発光素子３１，３２に隣接する発光素子３１，３２から出射された光を受光しないことから、光学的ノイズが多い場所でタッチパネルを使用したり、操作者が正確にタッチ入力しなくても、誤動作することなく、タッチ入力が確実に検出できるようになっている。
【０００６】
ところで、このようなタッチパネルでは、それぞれ対向関係にある発光素子３１，３２と受光素子３３，３４とを結ぶ同一線上に複数の接触物がある場合、あるいはその同一線上でそれぞれの接触物の一部が重なっている場合、複数の接触物の入力位置の特定を行うことができない場合があるという問題があった。
【０００７】
すなわち、図１７において、たとえばＡ点とＤ点、Ｂ点とＣ点のように、発光素子３１，３２と受光素子３３，３４とを結ぶ同一線上でない個所にそれぞれ２個所に指等の接触物がある場合、それぞれ２個所の接触物に発光素子３１，３２からの光が届くため、それぞれの接触物の有無の識別とそれぞれの接触物の入力位置の特定を行うことができる。
【０００８】
一方、Ａ点とＢ点、Ａ点とＣ点、Ｂ点とＤ点のように、発光素子３１，３２と受光素子３３，３４とを結ぶ同一線上にそれぞれ２個所に指等の接触物がある場合、それぞれ２個所の接触物に発光素子３１，３２からの光が届くため、それぞれの接触物の有無の識別を行うことができるが、受光素子３３，３４への光が遮られることで判別される座標は一座標（たとえばＸ座標）又は他座標（たとえばＹ座標）のいずれかとなり、それぞれの入力位置の特定を行うことができないことになる。
【０００９】
しかも、たとえばＡ点、Ｂ点、Ｄ点のように３個所に指等の接触物がある場合を見ると、Ｂ点には発光素子３１，３２のいずれかからも光が届かないため、Ｂ点での接触物の入力位置の特定を行うことができないことになる。
【００１０】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、複数の接触物の入力位置の特定を容易かつ確実に行うことができる位置入力装置、位置入力方法及び位置入力プログラム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】
【００１１】
本発明の位置入力装置は、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力装置であって、一面側にタッチエリアを有し、該タッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板と、一座標を判別するために、前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられ、該導光板内に光を入射する発光手段と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられ、前記散乱光を受光する受光手段と、前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置を特定することを特徴とする。
【００１２】
また、前記発光手段は、前記導光板の前記受光手段が設けられている一辺と交差する一次元方向に点灯又は非点灯制御可能に形成された複数の発光部を有しているようにしてもよい。
【００１３】
また、前記発光手段は、二次元方向に点灯又は非点灯制御可能に形成された複数の発光部を有しているようにしてもよい。
【００１４】
また、前記発光手段は、面発光部材あるいは点灯又は非点灯制御可能に配置された複数の発光素子からなるようにしてもよい。
【００１５】
また、前記発光手段は、透明部材よりなり、該発光手段の、前記導光板に接する側と反対側には、前記制御手段により特定された前記入力位置に応じた内容を表示する表示手段が設けられているようにしてもよい。
【００１６】
また、前記導光板の前記タッチエリアとは反対の面側に表示面を向けて前記発光手段からの光を透過可能な表示手段が設けられ、該表示手段の表示面とは反対側の面に前記発光手段が設けられているようにしてもよい。
【００１７】
また、前記発光手段は、画像を表示可能な発光表示手段であるようにしてもよい。
【００１８】
本発明の位置入力方法は、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法であって、一座標を判別するために、一面側に設けられたタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、該導光板内に光を入射する工程と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、前記散乱光を受光する工程と、制御手段により、前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行わせる工程とを有し、前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の位置入力プログラムは、接触物によっての入力位置を示す位置データを入力する位置入力方法をコンピュータに実行させるための位置入力プログラムであって、一座標を判別するために、一面側に設けられたタッチエリアへの前記接触物による接触に応じて散乱光を発生させる導光板の前記タッチエリアとは反対の面側の前記タッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段により、該導光板内に光を入射する工程と、他座標を判別するために、前記導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により、前記散乱光を受光する工程と、制御手段により、前記発光手段を部分的に点灯させる点灯走査又は部分的に非点灯させる非点灯走査を行わせる工程とを有し、前記制御手段により、前記受光手段によって前記散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に前記点灯走査又は非点灯走査させたときの前記発光手段の座標とから、前記接触物による前記タッチエリアへの入力位置が特定されることを特徴とする。
【００２０】
本発明の位置入力装置、位置入力方法及び位置入力プログラムでは、導光板のタッチエリアとは反対の面側のタッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段が制御手段によるたとえば点灯走査の制御により発光し、その光が導光板内に入射され、タッチエリアへの接触物の接触に応じてその入射された光が散乱し、その散乱光が導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により受光されると、制御手段により、受光手段によって散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に点灯走査又は非点灯走査させたときの発光手段の座標とから、接触物によるタッチエリアへの入力位置が特定される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の位置入力装置、位置入力方法及び位置入力プログラムによれば、制御手段により、受光手段によって散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時に点灯走査又は非点灯走査させたときの発光手段の座標とから、接触物によるタッチエリアへの入力位置が特定されるようにしたので、複数の接触物の入力位置の特定を容易かつ確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本実施形態では、制御手段によるたとえば点灯走査の制御により、導光板のタッチエリアとは反対の面側のタッチエリアに対応する領域全体に設けられた発光手段からの光が導光板内に入射され、そのタッチエリアへの接触物の接触に応じた散乱光が導光板の一辺に沿って設けられた受光手段により受光されると、制御手段により、受光手段によって散乱光が受光されたときの座標と、該受光手段の受光時にたとえば点灯走査させたときの発光手段の座標とから、接触物によるタッチエリアへの入力位置が特定されるようにした。
【００２３】
この場合、複数の接触物によるタッチエリアへの接触がある場合であっても、受光手段はたとえば点灯走査された発光手段からの光の散乱光を受光するため、それぞれの接触物の入力位置の特定が容易かつ確実に行われることになる。
【００２４】
ここで、発光手段を、受光手段が設けられている導光板の一辺と交差する一次元方向に点灯又は非点灯制御可能に形成された複数の発光部を有している構成とすることで、それぞれの発光部を一座標の方向に沿って点灯走査又は非点灯走査させることができる。この場合、一座標の方向に沿って点灯走査又は非点灯走査させることができるばかりか、飛び越し走査のような点灯走査又は非点灯走査が可能となり、さらには点灯走査又は非点灯走査させる領域が絞り込まれるため、受光手段による受光、すなわち読み取り精度が高められることになる。
【００２５】
また、発光手段を、受光手段が設けられている導光板の一辺と交差する二次元方向に点灯又は非点灯制御可能に形成された複数の発光部を有している構成とすることでも、それぞれの発光部を一座標の方向に沿って点灯走査又は非点灯走査させることができる。この場合も、上記同様に、飛び越し走査のような点灯走査又は非点灯走査が可能となり、さらには点灯走査又は非点灯走査させる領域が絞り込まれるため、受光手段による受光、すなわち読み取り精度が高められることになる。
【００２６】
また、この場合、発光手段を、面発光部材又は二次元方向に点灯又は非点灯制御可能に配置された複数の発光素子から構成することができる。特に、発光手段を、面発光部材からなるようにすることで、位置入力装置の薄型化が図れる。
【００２７】
また、発光手段を、透明部材よりなるようにし、該発光手段に接する側に制御手段により特定された入力位置に応じた内容を表示する表示手段が設けられている構成とすると、たとえばタッチエリアへの入力位置に応じた内容を表示するディスプレイ面の表面側に配置してもディスプレイ面に表示される内容に影響を及ぼすことがなくなる。
【００２８】
また、導光板のタッチエリアとは反対の面側に表示面を向けて透明性のある表示手段が設けられ、該表示手段の表示面とは反対側の面に発光手段が設けられている構成とした場合でも、ディスプレイ面に表示される内容に影響を及ぼすことがなくなる。
【００２９】
また、発光手段を、画像を表示可能な表示手段であるようにすると、発光手段が表示手段に組み込まれることから、位置入力装置のさらなる薄型化が図れる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の実施例の詳細について説明する。図１は本発明の位置入力装置の一実施例を示す図であり、図２は図１の位置入力装置がディスプレイ面上に取り付けられた状態を示す側面図であり、図３は図１の位置入力装置を示す斜視図であり、図４は図２及び図３の発光体の発光部を説明するための図である。
【００３１】
これらの図に示すように、位置入力装置１は、導光板２と、発光体３と、複数の受光素子４と、入力位置検出部５とを備えている。
【００３２】
導光板２は、発光体３からの光を導くものであり、たとえば四角形状をなし、その一面側がタッチエリア２ａとなっている。導光板２は、たとえばアクリル板で構成することができる。また、導光板２は、タッチエリア２ａに指先１０等の接触物が接触すると、その接触位置下の光を散乱させる。ここで、タッチエリア２ａに指先１０等が接触して生じる散乱は、そのタッチエリア２ａでの指先１０等の接触点における界面での屈折率が変化することによって生じるものである。また、その散乱による散乱光は、複数の受光素子４のいずれかで受光されるが、その詳細については後述する。
【００３３】
発光体３は、図２に示すように、導光板２と、たとえばタッチエリア２ａへの入力位置に応じた内容を表示するディスプレイ面６との間に設けられている。また、発光体３は、一座標方向の座標位置であるたとえばＸ座標位置を判別するために、導光板２の背面２ｂ全体に配置されている。ここで、図２では、発光体３が導光板２の背面２ｂ全体に配置されている場合で示しているが、必ずしも導光板２の背面２ｂ全体に配置されている必要はなく、導光板２のタッチエリア２ａに対応する領域全体に設けられていればよい。
【００３４】
ここで、発光体３としては、透明部材よりなる透明ＥＬ等の面発光部材を用いることができる。発光体３は、図４に示すように、複数の走査領域（発光又は消灯を行わせる領域）である発光部としての発色領域Ｅ１〜Ｅ９を有し、発光体３のいずれかの発色領域Ｅ１〜Ｅ９からの光が導光板２の背面２ｂ側から導光板２内に入射されると、図２に示すように、その光が導光板２の一面側（厚み方向）に進行する。
【００３５】
ここで、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９は、複数の受光素子４が並設される方向と平行となるように分割されている。そして、タッチエリア２ａに指先１０等が接触されると、その接触位置下で散乱する。なお、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９の数については、図示のように９つに限定されるものではなく、導光板２の大きさや検出精度に応じて適宜変更可能である。
【００３６】
複数の受光素子４は、他座標方向の座標位置であるたとえばＹ座標位置を判別するために設けられているものである。また、複数の受光素子４は、導光板２内からの光（散乱光）を受光できるように、導光板２の一辺側の側端面（図１では右辺側の側端面）に並設されている。
【００３７】
ここで、複数の受光素子４が並設される一辺側は、発光体３の複数の発色領域Ｅ１〜Ｅ９の走査方向に対して直交する辺側である。これにより、それぞれの受光素子４は、タッチエリア２ａでの指先１０等の接触点における散乱光のうち、発光体３からの光の進行方向に対してほぼ直交する方向に進む散乱光を受光することになる。このようなことから、導光板２の複数の受光素子４が並設される一辺側は、Ｙ座標方向に直線的となることが好ましいが、導光板２の残りの辺側にあってはＹ座標の位置検出に関係がないため、湾曲やジグザク状のように直線以外の形状であってもよい。
【００３８】
入力位置検出部５は、発光体駆動部５ａ、受光素子駆動部５ｂ、受光量計測部５ｃ、入力位置データ出力部５ｄ、制御部５ｅを有している。
【００３９】
発光体駆動部５ａは、制御部５ｅの制御により、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９をたとえば順次点灯（点灯走査）させる。ここで、発光体３の順次点灯（点灯走査）に際しては、図４中左端の発色領域Ｅ１〜Ｅ９から順に、又は図４中右端の発色領域Ｅ１〜Ｅ９から順に行わせることができる。また、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９の順次点灯（点灯走査）に際しては、複数の発色領域Ｅ１〜Ｅ９を飛び越し走査のようにしてに点灯させるようにしてもよい。また、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９を順次点灯（点灯走査）させるタイミングは、たとえば全ての発色領域Ｅ１〜Ｅ９を点灯させておいて、受光素子４のいずれかによって受光があった場合とすることができる。
【００４０】
ここで、図１に示すように、いずれかの発色領域Ｅ１〜Ｅ９の点灯時にたとえば受光素子４ａ又は受光素子４ｂによっての受光があれば、そのいずれかの発色領域Ｅ１〜Ｅ９によるＸ座標位置とその受光素子４ａ又は受光素子４ｂによるＹ座標位置とが判別され、これらの座標位置から指先１０等が接触したタッチエリア２ａにおける単一の接触点である単一の入力位置（Ａ点又はＢ点）等が特定されることになる。
【００４１】
また、図１に示すように、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９の順次点灯（点灯走査）によってたとえば受光素子４ａ及び受光素子４ｂによる受光があれば、それぞれの発色領域Ｅ１〜Ｅ９による複数のＸ座標位置とそれぞれの受光素子４ａ及び受光素子４ｂによる複数のＹ座標位置とが判別され、タッチエリア２ａにおける複数の接触点である複数の入力位置（Ａ点及びＢ点）等が特定されることになる。
【００４２】
これは、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９の順次点灯（点灯走査）に応じ、たとえば受光素子４ａ及び受光素子４ｂによって受光が順次行われることで、それぞれの接触点の入力位置が特定されることによるためである。
【００４３】
また、たとえば同じＹ座標位置において、Ｂ点とＣ点とに同時に指先１０等が接触された場合でも、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９の順次点灯（点灯走査）に応じ、たとえば受光素子４ｂによって受光が順次行われることで、それぞれの入力位置（Ｂ点及びＣ点）が特定されることになる。
【００４４】
また、たとえば同じＸ座標位置において、Ａ点とＣ点とに同時に指先１０等が接触された場合でも、それぞれの接触位置下で散乱光が生じるため、それぞれの入力位置（Ａ点及びＣ点）が特定されることになる。このようなことから、タッチエリア２ａのいずれの位置に複数の接触点があっても、それぞれの接触位置下で散乱光が生じるため、多点同時入力が可能となる。
【００４５】
なお、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９の走査にあっては順次点灯（点灯走査）に限らず、図４中左端の発色領域Ｅ１〜Ｅ９から順に、又は図４中右端の発色領域Ｅ１〜Ｅ９から順に順次消灯（消灯走査）させることでも、上記同様に、単一又は複数のＸ座標位置と単一又は複数のＹ座標位置とを判別してタッチエリア２ａにおける単一の入力位置（Ａ点、Ｂ点又はＣ点）又は複数の入力位置（Ａ点、Ｂ点及びＣ点）を特定することが可能である。
【００４６】
すなわち、このような順次消灯（消灯走査）にあっては、発光体３の全ての発色領域Ｅ１〜Ｅ９が一旦点灯しているため、いずれかの受光素子４によって上述した散乱光の受光が行われているとすると、いずれかの発色領域Ｅ１〜Ｅ９が消灯されたときに、散乱光を受光中のいずれかの受光素子４の受光量が低下すれば、その受光量が低下したときの発色領域Ｅ１〜Ｅ９と受光素子４とから単一又は複数のＸ座標位置と単一又は複数のＹ座標位置とを判別することができるためである。
【００４７】
受光素子駆動部５ｂは、制御部５ｅの制御により、全ての受光素子４による受光動作を行わせる。受光量計測部５ｃは、制御部５ｅの制御により、上述の散乱光を受光した受光素子４における受光量を計測する。なお、受光量の計測に際しては、たとえば所定のしきい値を設けておいて、その所定のしきい値を超えた場合の光量を計測するようにすることにより、受光量の計測をより確実に行うことができる。
【００４８】
入力位置データ出力部５ｄは、制御部５ｅの制御により、順次点灯（点灯走査）又は順次消灯（消灯走査）によって判別される単一又は複数のＸ座標位置と単一又は複数のＹ座標位置とに基づいて特定されたタッチエリア２ａにおける単一又は複数の入力位置を示す入力位置データをゲーム機等に出力する。
【００４９】
制御部５ｅは、タッチエリア２ａにおける単一又は複数の入力位置の特定の判定を行うために、上述した発光体駆動部５ａ、受光素子駆動部５ｂ及び受光量計測部５ｃを駆動させるとともに、その特定した単一又は複数の入力位置を示す入力位置データを入力位置データ出力部５ｄから出力させる。
【００５０】
なお、上述したそれぞれの発光体３及び受光素子４にあっては、Ｘ座標位置及びＹ座標位置を判別する必要性から、指向性があることが望ましい。また、それぞれの発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９及び受光素子４の数にあっては、位置入力装置１の用途に応じて適宜決定すればよく、それぞれの数を増やすことで、タッチエリア２ａにおける入力位置の特定を行う際の分解能を高めることが可能となる。
【００５１】
また、複数の受光素子４にあっては、一つのラインセンサやイメージセンサで置き換え、受光状況の解析結果からＹ座標位置の識別ができるようにしてもよい。
【００５２】
次に、図５を参照し、位置入力装置１の導光板２の基本原理について説明する。まず、図５（ａ）に示すように、導光板２の背面２ｂの全体を入射面として発光体３を配置すると、発光体３のそれぞれの発色領域Ｅ１〜Ｅ９から出射された光は、導光板２内に入射されて導光板２の一面側（厚み方向）に進行し、タッチエリア２ａに指先１０等による接触がなければその表面から外部に抜け出る。
【００５３】
これに対し、図５（ｂ）に示すように、たとえば発色領域Ｅ７が点灯しているときに導光板２のタッチエリア２ａに指先１０等が接触すると、その接触点下の導光板２の相対屈折率が変化し、入射された光がその接触点下で散乱を起こす。そして、導光板２に入射された光の進行方向に対し、直交方向（図１参照）に進んだ散乱光は導光板２内部で全反射を繰り返して受光素子４側に到達することで、その受光素子４により受光される。
【００５４】
ここで、発光体３は、導光板２の背面２ｂに密着させて配置され、それぞれの発色領域Ｅ１〜Ｅ９からの光が導光板２の背面２ｂに対して垂直に入射されるため、導光板２内に光を損失無く入射させることが可能となる。また、導光板２内に入射された光が導光板２の厚み分だけ進んで直ちに散乱光となるため、光利用効率が高められる。
【００５５】
次に、図６のフローチャートを参照し、タッチエリア２ａへの指先１０等による接触点の入力位置の特定について説明する。なお、以下の説明においては、タッチエリア２ａでの接触点の入力位置を特定する際、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９の順に順次点灯（点灯走査）が行われるものとする。
【００５６】
まず、発光体３による順次点灯（点灯走査）が行われるとき、左端の発色領域Ｅ１をＯＮし（ステップＳ１）、全ての受光素子４によって受光される散乱光を測定し（ステップＳ２）、ＯＮしている発色領域Ｅ１をＯＦＦする（ステップＳ３）。ここで、全ての発色領域Ｅ１〜Ｅ９による処理である順次点灯（点灯走査）が完了したかどうかが判別されるが、ここでは発色領域Ｅ２〜Ｅ９の処理である順次点灯（点灯走査）が完了していないため（ステップＳ４：ＮＯ）、次の発色領域Ｅ２をＯＮし（ステップＳ５）、ステップＳ２に戻り、以降、ステップＳ２〜ステップＳ５までの処理を繰り返す。
【００５７】
そして、全ての発色領域Ｅ１〜Ｅ９による処理である順次点灯（点灯走査）が完了した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、受光量計測部５ｃによって測定された発色領域Ｅ１〜Ｅ９の順次点灯（点灯走査）に応じた受光データが解析され（ステップＳ６）、タッチエリア２ａにおけるＸ座標位置とＹ座標位置とに基づく入力位置が特定される（ステップＳ７）。
【００５８】
このように、本実施例では、制御手段としての制御部５ｅによるたとえば点灯走査の制御により、導光板２のタッチエリア２ａとは反対の面側のタッチエリア２ａに対応する領域全体に設けられた発光手段としての発光体３からの光が導光板２内に入射され、そのタッチエリア２ａへの指先１０等の接触物の接触に応じた散乱光が導光板２の一辺に沿って設けられた受光手段としての受光素子４により受光されると、制御部５ｅにより、受光素子４によって散乱光が受光されたときの座標と、該受光素子４の受光時にたとえば点灯走査させたときの発光体３の座標とから、指先１０等の接触物によるタッチエリア２ａへの入力位置が特定されるようにした。
【００５９】
この場合、指先１０等の複数の接触物によるタッチエリア２ａへの接触がある場合であっても、受光素子４はたとえば点灯走査された発光体３からの光の散乱光を受光するため、それぞれの指先１０等の接触物の入力位置の特定を容易かつ確実に行うことができる。
【００６０】
また、本実施例では、発光体３を、受光素子４が設けられている導光板２の一辺と平行となるように分割された複数の発光部としての発色領域Ｅ１〜Ｅ９を設ける構成としたので、それぞれの発色領域Ｅ１〜Ｅ９を一座標の方向に沿って点灯走査又は非点灯走査させることができる。
【００６１】
また、本実施例では、発光体３を、面発光部材からなるようにしているので、位置入力装置１の薄型化を図ることができる。
【００６２】
また、本実施例では、発光体３を、透明部材よりなる透明ＥＬ等の面発光部材としているので、たとえばタッチエリア２ａへの入力位置に応じた内容を表示するディスプレイ面６の表面側に配置してもディスプレイ面６に表示される内容に影響を及ぼすことがなくなる。この場合、発光体３からの光を、非可視光であるたとえば赤外線光とすれば、ディスプレイ面６での映像に影響を及ぼすことがなくなる。
【００６３】
また、本実施例では、発色領域Ｅ１〜Ｅ９の発光位置や時間をディスプレイ面６での表示タイミングに無関係に自由に制御できることから、分解能と反応速度のどちらを優先するかの選択が可能となる。
【００６４】
また、本実施例では、位置入力装置１に汎用の表示手段を採用でき、大型の表示手段を用いても表示手段に特別な仕組みが不要となることから、軽薄・安価で済ますことができる。
【００６５】
なお、本実施例では、図２で説明したように、発光体３を導光板２とディスプレイ面６との間に設けた場合としているが、たとえば図７に示すように、発光体３をディスプレイ面６の背面側に設けることも可能である。この場合、上記同様に、発光体３からの光を、非可視光であるたとえば赤外線光とし、ディスプレイ面６を透明な液晶などの赤外線光の透過性があるものとすれば、ディスプレイ面６での映像に影響を及ぼすことがなくなる。
【００６６】
また、図８に示すように、発光体３を、画像を表示可能な発光表示体３ａであるようにすると、ディスプレイ面６が発光体３に組み込まれることになるから、位置入力装置のさらなる薄型化が図れる。すなわち、発光表示体３ａを画像表示も可能な有機ＥＬ、三原色ＬＥＤ等で構成し、有機ＥＬ、三原色ＬＥＤ等を点灯走査又は非点灯走査をさせることで、独立したディスプレイ面６を不要とすることができる。
【００６７】
さらに、表示するための可視光で点灯する有機ＥＬやＬＥＤ等の中に、非可視光であるたとえば赤外線光を発するデバイスを混在させ、赤外光で発光するデバイスのみを点灯走査又は非点灯走査をさせてもよく、この場合は映像に影響を及ぼすことなく、点灯走査又は非点灯走査を行うことができる。
【００６８】
また、本実施例では、図４で説明したように、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９が複数の受光素子４の並設される方向と平行となるように分割されている場合として説明したが、この例に限らず、たとえば図９に示すように、発光体３の発色領域Ｅ１〜Ｅ９を、導光板２の複数の受光素子４が設けられている一辺に対し傾け一座標方向に分割するようにしてもよい。
【００６９】
さらには、たとえば図１０に示すように、発色領域Ｅ１１〜Ｅ９８をマトリクス状となるように分割してもよい。この場合には、発光体駆動部５ｆを追加することで、発色領域Ｅ１１〜Ｅ９８を１個ずつ順にたとえば点灯させる順次点灯（点灯走査）が可能となる。つまり、発光体駆動部５ａからの駆動信号と、発光体駆動部５ｆからの駆動信号とを交差させることで、たとえば点灯させたい発色領域Ｅ１１〜Ｅ９８を選択することができるためである。
【００７０】
このように、発色領域Ｅ１１〜Ｅ９８をマトリクス状となるように分割した場合には、発色領域Ｅ１１〜Ｅ９８によって点灯される領域が絞り込まれるため、受光素子４による受光、すなわち読み取り精度を高めることができる。
【００７１】
また、このように、発色領域Ｅ１１〜Ｅ９８をマトリクス状となるように分割した場合には、点灯しているいずれかの発色領域Ｅ１１〜Ｅ９８に対応する受光素子４のみを駆動させることが可能となるため、受光素子４による受光、すなわち読み取り精度をさらに高めることができる。
【００７２】
ここで、発色領域Ｅ１１〜Ｅ９８は、マトリクス状となるように分割された場合としているが、必ずしもにマトリクス状となるようにする必要はなく、たとえば図１１に示すように、発色領域Ｅ１１〜Ｅ７７をハニカム形状（正六角形）で分割されていてもよいし、斜め格子状（菱形）で分割されていてもよいし、正三角メッシュ状（正三角形）で分割されていてもよい。
【００７３】
なお、図１０の発色領域Ｅ１１〜Ｅ９８や図１１の発色領域Ｅ１１〜Ｅ７７によるたとえば順次点灯（点灯走査）にあっては、発色領域Ｅ１１から順に行わせる必要が無く飛び越し走査のようにして順次点灯（点灯走査）させてもよいことは勿論である。また、図１０の発色領域Ｅ１１〜Ｅ９８や図１１の発色領域Ｅ１１〜Ｅ７７は、順次点灯（点灯走査）に限らず、上述したように、順次消灯（消灯走査）させるようにしてもよい。
【００７４】
また、本実施例では、発光体３を透明ＥＬ等の面発光部材として説明したが、この例に限らず、図１２〜図１４に示すように、複数の発光素子７をディスプレイ面６の背面側にマトリクス状に配置してもよい。
【００７５】
このように、複数の発光素子７をディスプレイ面６の背面側に配置することで、ディスプレイ面６によりそれぞれの発光素子７が隠されることになり、ディスプレイ面６での映像に影響を及ぼすことがなくなる。また、この場合、それぞれの発光素子７からの光を、上記同様に、非可視光であるたとえば赤外線光とすれば、ディスプレイ面６での映像に影響を及ぼすことがなくなる。
【００７６】
このような構成では、図１５に示すように、たとえば受光素子４と平行に並んだＬ１１〜Ｌ９８で示す発光素子７をそれぞれ１列毎にたとえば順次点灯（点灯走査）させ、全ての受光素子４での受光が行われるようにすればよい。
【００７７】
この場合、図１６に示すように、発光体駆動部５ｆを追加することで、Ｌ１１〜Ｌ９８で示す発光素子７を１個ずつ順次点灯（点灯走査）されるようにすることも可能である。
【００７８】
このようにするとことで、上述したように、Ｌ１１〜Ｌ９８で示す発光素子７によって点灯される領域が絞り込まれるため、上記同様に、受光素子４による受光、すなわち読み取り精度を高めることができる。
【００７９】
また、このように、発光素子７をマトリクス状となるように分割した場合には、上述したように、点灯しているいずれかの発光素子７に対応する受光素子４のみを駆動させることが可能となるため、上記同様に、受光素子４による受光、すなわち読み取り精度をさらに高めることができる。
【００８０】
なお、発光素子７によるたとえば順次点灯（点灯走査）にあっては、Ｌ１１で示す発光素子７から順に行わせる必要が無く飛び越し走査のようにして順次点灯（点灯走査）させてもよいことは勿論である。また、Ｌ１１〜Ｌ９８で示す発光素子７は、順次点灯（点灯走査）に限らず、上述したように、順次消灯（消灯走査）させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
ゲーム機に限らず、ＰＤＡ、携帯電話、ＡＴＭ、券売機等の入力装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の位置入力装置の一実施例を示す図である。
【図２】図１の位置入力装置がディスプレイ面上に取り付けられた状態を示す側面図である。
【図３】図１の位置入力装置を示す斜視図である。
【図４】図２及び図３の発光体の発色領域を説明するための図である。
【図５】図４の導光板の基本原理について説明するための図である。
【図６】図１の位置入力装置におけるタッチエリアへの指先等による接触点の入力位置の特定について説明するためのフローチャートである。
【図７】図２の位置入力装置の構成を変えた場合の他の実施例を説明するための図である。
【図８】図２の位置入力装置の構成を変えた場合のさらに他の実施例を説明するための図である。
【図９】図４の発光体の発色領域の構成を変えた場合の他の実施例を説明するための図である。
【図１０】図４の発光体の構成を変えた場合の他の実施例を説明するための図である。
【図１１】図１０の発光体の構成を変えた場合の他の実施例を説明するための図である。
【図１２】図１の位置入力装置の構成を変えた場合の他の実施例を説明するための図である。
【図１３】図１２の位置入力装置における発光素子を示す側面図である。
【図１４】図１２の位置入力装置における発光素子を示す斜視図である。
【図１５】図１２の位置入力装置における発光素子のたとえば点灯走査を説明するための図である。
【図１６】図１２の位置入力装置における発光素子のたとえば点灯走査の他の例を説明するための図である。
【図１７】従来の光学式によるタッチパネルを説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  位置入力装置
２  導光板
２ａ  タッチエリア
２ｂ  背面
３  発光体
３ａ  発光表示体
４  受光素子
５  入力位置検出部
５ａ  発光体駆動部
５ｂ  受光素子駆動部
５ｃ  受光量計測部
５ｄ  入力位置データ出力部
５ｅ  制御部
５ｆ  発光体駆動部
６  ディスプレイ面
７  発光素子
Ｅ１〜Ｅ９，Ｅ１１〜Ｅ９８  発色領域
【図１】
2009193288.tif 000003
【図２】
2009193288.tif 000004
【図３】
2009193288.tif 000005
【図４】
2009193288.tif 000006
【図５】
2009193288.tif 000007
【図６】
2009193288.tif 000008
【図７】
2009193288.tif 000009
【図８】
2009193288.tif 000010
【図９】
2009193288.tif 000011
【図１０】
2009193288.tif 000012
【図１１】
2009193288.tif 000013
【図１２】
2009193288.tif 000014
【図１３】
2009193288.tif 000015
【図１４】
2009193288.tif 000016
【図１５】
2009193288.tif 000017
【図１６】
2009193288.tif 000018
【図１７】
2009193288.tif 000019