輸入系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供具備全平面的坐標(biāo)輸入裝置和發(fā)光筆的、即使手等接近或者接觸裝置表面也不被誤識別的輸入系統(tǒng)。本發(fā)明的一方式的輸入系統(tǒng)(50)具備筆輸入裝置(40)和發(fā)光的筆(3)，筆輸入裝置(40)具有：透明導(dǎo)光板(1)，其能使筆(3)接觸表面，且能使筆(3)的光耦合并在內(nèi)部傳播；以及攝像單元(10、20)，其在相互不同的部位捕捉在透明導(dǎo)光板(1)內(nèi)傳播的光束的一部分光束。筆(3)的接觸坐標(biāo)位置基于各攝像單元拍攝的像而求得。
【專利說明】輸入系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用具有發(fā)光部的筆的輸入系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知將觸摸筆、手寫筆等棒狀的操作部件(以下記載為筆)和接收該筆的坐標(biāo)輸入的小平板、觸摸面板等坐標(biāo)輸入裝置(位置檢測裝置)組合的輸入系統(tǒng)。使筆接近或者接觸坐標(biāo)輸入裝置的坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域，坐標(biāo)輸入裝置求出筆接近或者接觸(以下記載為觸摸)的位置的坐標(biāo)。所求出的坐標(biāo)用于在例如與坐標(biāo)輸入裝置分體的液晶顯示器、或者與坐標(biāo)輸入裝置一體層疊的液晶面板等的顯示畫面上顯示點(diǎn)圖像、直線圖像等圖像等。
[0003]如圖13所示，專利文獻(xiàn)I所公開的位置檢測裝置配置有:板狀的導(dǎo)光體101，其相互隔開距離地平行配置有多個(gè)在內(nèi)部吸收光的多個(gè)板狀的光學(xué)吸收體或者遮蔽光的光學(xué)遮蔽體102 ;以及光檢測單元103，其在垂直于板狀的光學(xué)吸收體或者光學(xué)遮蔽體的導(dǎo)光體端面檢測光，在使發(fā)出光的被測定物104(例如筆)接觸上述導(dǎo)光體表面時(shí)，由上述光檢測單元接收在上述導(dǎo)光體內(nèi)在與板狀的光學(xué)吸收體或者光學(xué)遮蔽體平行的方向全反射傳播的光，檢測被檢測物的位置。
[0004]另外，專利文獻(xiàn)2記載的光學(xué)觸摸屏如圖14所示，顯示器130包含PSD1000 — 1、1000 - 2、光源1010、1020、導(dǎo)光部1030、1040。在圖14中如利用來自導(dǎo)光部1030的線所示的那樣，導(dǎo)光部1030使來自光源1010的光均勻分布，橫穿顯示器130引導(dǎo)到PSD1000 —
I。同樣，導(dǎo)光部1040在圖14中如利用來自導(dǎo)光部1040的線所示的那樣，使光均勻分布，可橫穿顯示器130引導(dǎo)到PSD1000 — 2。并且，當(dāng)用戶在圖14的點(diǎn)1050使觸針720接觸顯示器130的上表面時(shí)，如圖14所示，從導(dǎo)光部1030引導(dǎo)的光的一部分被妨礙到達(dá)PSD1000 —
I。同樣，來自導(dǎo)光部1040的光的一部分被妨礙到達(dá)PSD1000 — 2。并且，PSD1000 一 I和1000 - 2生成與顯示器130上的接觸點(diǎn)1050的X、Y坐標(biāo)對應(yīng)的值xl和yl。圖15示出圖14的顯示器130的側(cè)面。顯示器130包含背光源1110、反射鏡1120、1130、PSD1140、導(dǎo)光部1150、有源矩陣板1160、液晶1170以及濾光片1180。如圖15所示，來自光源1110的光通過與導(dǎo)光部1150同樣的、包含與導(dǎo)光部1150內(nèi)的外部耦合結(jié)構(gòu)1155同樣的一系列的外部率禹合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光部傳播。外部稱合結(jié)構(gòu)1155妨礙光的全內(nèi)部反射,將來自導(dǎo)光部1150的光引導(dǎo)到液晶1170或者耦合到液晶1170，并且為了朝向用于向I個(gè)以上的PSD反射的I個(gè)以上的反射鏡引導(dǎo)光的一部分而分布在導(dǎo)光部1150的長度方向上。
[0005]另外，專利文獻(xiàn)3記載的坐標(biāo)輸入裝置如圖16所示，在含有熒光染料的平板部件202的周圍的凹面200a?d配置有受光器203a?d，由各受光器接收在來自光源部205的光照射到平板部件時(shí)產(chǎn)生的熒光，根據(jù)由各受光器測定的熒光強(qiáng)度求得光的照射點(diǎn)的坐標(biāo)。此外，在平板部件202的周圍的凹面200a?d以外的邊配置有用于防止雜光的光吸收部件204a?d。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)_7] 專利文獻(xiàn)[0008]專利文獻(xiàn)1:特開2004 - 338168號公報(bào)(2004年12月2日公開)
[0009]專利文獻(xiàn)2:特表2011 — 522303號公報(bào)(2011年7月26日公表)
[0010]專利文獻(xiàn)3:特開平11 — 327769號公報(bào)(1999年11月30日公開)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問題
[0012]但是，在上述的專利文獻(xiàn)I的位置檢測裝置中，具備使光學(xué)吸收體或者光學(xué)遮蔽體102相互隔開距離地平行配置有多個(gè)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光體101，且相對于各個(gè)導(dǎo)光區(qū)域具備光檢測單元103。因此，裝置復(fù)雜化，增加成本。另外，在圖13中，僅僅能確定二維坐標(biāo)(X坐標(biāo)、y坐標(biāo))中的一個(gè)坐標(biāo)。如果要求得二維坐標(biāo)，則除了圖13的結(jié)構(gòu)之外，必須以導(dǎo)光方向成為正交的方向的方式配置與圖13結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。這樣裝置大型化，進(jìn)一步增加成本。
[0013]另外，上述的專利文獻(xiàn)2的光學(xué)觸摸屏通過阻斷擴(kuò)展到顯示器130的上表面的光而進(jìn)行位置檢測。因此，即使是筆以外的物體，但在檢測區(qū)域內(nèi)觸摸時(shí)，其附近的紅外光被阻斷，因此誤識別為筆輸入。特別是當(dāng)手掌偶爾接觸檢測區(qū)域時(shí)，不能識別被手掌遮光的光路上的筆觸摸。另外，在將專利文獻(xiàn)2的光學(xué)觸摸屏應(yīng)用到桌面型終端的情況下，假設(shè)書本、紙質(zhì)資料、盤子、杯子等放置在桌面上，在遮光方式下，由于上述的理由，難以應(yīng)對。即，有如下課題:在遮光方式下，當(dāng)一個(gè)筆以外的物體觸摸檢測區(qū)域時(shí)，容易產(chǎn)生誤識別。另外，在專利文獻(xiàn)2的光學(xué)觸摸屏中，沿著顯示器130的上表面使光傳播，因此如圖15所示，反射鏡1120、1130從上表面突出到上部而配置。因此，在應(yīng)用于桌面型終端的情況下，成為周圍如土堤那樣隆起的形狀，不能將桌面設(shè)為完全平坦。另外，有如下課題:在遮光方式中，在包含太陽光的雜光入射到光檢測器時(shí)，由于該雜光的影響，不能探測筆的接觸，難以在室外、窗口放置裝置。
[0014]另外，上述的專利文獻(xiàn)3的坐標(biāo)輸入裝置根據(jù)4個(gè)部位的測定點(diǎn)的熒光強(qiáng)度之差求得熒光的產(chǎn)生點(diǎn)的坐標(biāo)，但是容易受到外界光的影響，位置坐標(biāo)檢測的精度不充分。因此，例如在應(yīng)用于筆輸入裝置的情況下，產(chǎn)生不能畫細(xì)線等的課題。
[0015]用于解決問題的方案
[0016]本發(fā)明是鑒于上述的課題而完成的，其目的在于提供如下輸入系統(tǒng):其具備全平面的坐標(biāo)輸入裝置和發(fā)光筆，是簡易的結(jié)構(gòu)，且即使手等接近或者接觸該裝置表面也不誤識別。
[0017]因此，為了解決上述的課題，本發(fā)明的輸入系統(tǒng)的特征在于的特征在于，
[0018]具備:
[0019]導(dǎo)光部件；
[0020]操作部件，其具有通過接觸上述導(dǎo)光部件而使光入射到該導(dǎo)光部件中的發(fā)光部；
[0021]至少2個(gè)探測單元，其位于沒有突出到上述導(dǎo)光部件的上表面的上方的位置，且位于相互離開的部位，探測從上述發(fā)光部入射到上述導(dǎo)光部件并在該導(dǎo)光部件的內(nèi)部傳播的傳播光，
[0022]上述探測單元根據(jù)上述探測到的傳播光探測該傳播光的行進(jìn)方向，由此探測上述發(fā)光部接觸上述導(dǎo)光部件的點(diǎn)的位置坐標(biāo)。[0023]根據(jù)上述的構(gòu)成，在導(dǎo)光部件的相互離開的至少兩個(gè)部位捕捉傳播的光，由此求得位置坐標(biāo)。即，即使在各部位放置上述探測單元，探測單元的總數(shù)也只要是2個(gè)即可，根據(jù)情況，能從各部位利用反射鏡等聚集于I個(gè)探測單元，所以不必如專利文獻(xiàn)I那樣在各導(dǎo)光區(qū)域配置受光元件(攝像元件)。因此，不會使裝置復(fù)雜化、大型化，成本也不增加。
[0024]另外，根據(jù)上述的構(gòu)成，導(dǎo)光部件不需要復(fù)雜結(jié)構(gòu)，不增加成本。
[0025]另外，根據(jù)上述的構(gòu)成，是在沒有突出到導(dǎo)光部件的上表面的上方的位置設(shè)有探測單元，利用該探測單元在導(dǎo)光部件的端部的相互離開的多個(gè)部位分別捕捉在導(dǎo)光部件的內(nèi)部傳播的光的構(gòu)成，所以導(dǎo)光部件的上表面能設(shè)為坐標(biāo)輸入裝置的最上面，不會從導(dǎo)光部件突出到上部。因此，即使是將本輸入裝置應(yīng)用于桌面型終端的情況，周圍也不會如土堤那樣隆起，能將桌面設(shè)為完全平坦。
[0026]另外，根據(jù)上述的構(gòu)成，不必如專利文獻(xiàn)I那樣為了求得二維位置坐標(biāo)而需要準(zhǔn)備多片導(dǎo)光部件，能有助于裝置的小型化。
[0027]另外，根據(jù)上述的構(gòu)成，不是如上述的遮光方式，而使用在導(dǎo)光部件的內(nèi)部傳播的光，所以不擔(dān)心由于包含太陽光的雜光而發(fā)生誤識別，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的位置檢測，因此，也能
在室外、窗口放置裝置。
[0028]另外，根據(jù)上述的構(gòu)成，在如專利文獻(xiàn)3的坐標(biāo)輸入裝置中使用光強(qiáng)度變化進(jìn)行位置坐標(biāo)檢測，因此受到外界光的影響，檢測精度不充分，相對于此，能根據(jù)兩個(gè)部位以上的觀測點(diǎn)精度良好地得到傳播光的行進(jìn)方向，因此能準(zhǔn)確地求得傳播光產(chǎn)生的點(diǎn)、即發(fā)光部接觸導(dǎo)光部件的點(diǎn)。
[0029]因此，具備上述的構(gòu)成的本發(fā)明能提供全平面的且即使手等接觸該裝置表面也不被誤識別的通用性高的輸入裝置。
[0030]另外，本發(fā)明的輸入系統(tǒng)的一方式除了上述的構(gòu)成之外，
[0031]優(yōu)選上述發(fā)光部接觸上述導(dǎo)光部件而使光在上述導(dǎo)光部件中擴(kuò)散輻射。
[0032]根據(jù)上述的構(gòu)成，能與上述發(fā)光部的狀況無關(guān)地精度良好地求得傳播光產(chǎn)生的點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
[0033]另外，本發(fā)明的輸入系統(tǒng)的一方式除了上述的構(gòu)成之外，
[0034]優(yōu)選上述導(dǎo)光部件具有一邊，
[0035]上述探測單元至少設(shè)于上述導(dǎo)光部件的上述一邊的兩端。
[0036]根據(jù)上述的構(gòu)成，捕捉在導(dǎo)光部件的內(nèi)部傳播的光的位置是上述一邊的兩端，該捕捉的位置彼此比較分離，因此能精度良好地檢測位置坐標(biāo)。
[0037]另外，本發(fā)明的輸入系統(tǒng)的一方式除了上述的構(gòu)成之外，
[0038]優(yōu)選在上述導(dǎo)光部件的端部設(shè)有向上述探測單元引導(dǎo)上述傳播光的圓錐形的光路轉(zhuǎn)換部。
[0039]根據(jù)上述的構(gòu)成，通過設(shè)置上述光路轉(zhuǎn)換部，能將上述探測單元配置于期望的位置。
[0040]例如，在上述至少兩個(gè)部位設(shè)置上述光路轉(zhuǎn)換部(例如反射鏡)，上述探測單元利用光路轉(zhuǎn)換部接收被引導(dǎo)到上述導(dǎo)光部件的上述上表面的下方的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。關(guān)于該構(gòu)成和假設(shè)沒有光路轉(zhuǎn)換部的比較構(gòu)成，在沒有光路轉(zhuǎn)換部的構(gòu)成中，在導(dǎo)光板的內(nèi)部傳播的光具有從導(dǎo)光板的端部沿著擴(kuò)大導(dǎo)光板的上表面面積的方向的光軸，因此需要使攝像元件直接接收該光。在該情況下，必須在擴(kuò)大導(dǎo)光板的上表面面積的方向配設(shè)攝像元件，輸入裝置在擴(kuò)大導(dǎo)光板的上表面面積的方向大型化。另一方面，如果是如上所述具有光路轉(zhuǎn)換部的構(gòu)成，能將在導(dǎo)光部件的內(nèi)部傳播的光引導(dǎo)到導(dǎo)光部件的上表面的下方，所以能將受光部(探測單元)配設(shè)于該下方，能避免如上所述的大型化。
[0041]另外，本發(fā)明的輸入系統(tǒng)的一方式除了上述的構(gòu)成之外，
[0042]優(yōu)選還具備具有多個(gè)像素的圖像顯示面板，
[0043]基于利用上述探測單元探測到的上述位置坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)上述圖像顯示面板的上述像素。
[0044]根據(jù)上述的構(gòu)成，能構(gòu)成為:能驅(qū)動(dòng)并視覺識別圖像顯示面板的與上述位置坐標(biāo)對應(yīng)的像素。
[0045]發(fā)明效果
[0046]如上所述，通過本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)全平面的簡易的結(jié)構(gòu)，且能實(shí)現(xiàn)即使手等接近或者接觸該裝置表面也不被誤識別的輸入系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的構(gòu)成的立體圖。
[0048]圖2是圖1所示的切斷線A — A’的向視截面圖。
[0049]圖3是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的筆的構(gòu)成的圖。
[0050]圖4是在本發(fā)明的一實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的筆輸入裝置所具備的攝像元件中取得的取得圖像的圖。
[0051]圖5是示出本發(fā)明的其它實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的構(gòu)成的立體圖。
[0052]圖6是示出本發(fā)明的其它實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的一部分的構(gòu)成的俯視圖。
[0053]圖7是示出本發(fā)明的其它實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的一部分的概略構(gòu)成的立體圖。
[0054]圖8是示出本發(fā)明的其它實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的一部分的構(gòu)成的立體圖。
[0055]圖9是示出圖8所示的構(gòu)成的變形例的俯視圖。
[0056]圖10是示出本發(fā)明的其它實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的一部分構(gòu)成的俯視圖。
[0057]圖11是示出本發(fā)明的其它實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的一部分概略構(gòu)成的截面圖。
[0058]圖12是圖10和圖11所示的一部分構(gòu)成的立體圖。
[0059]圖13是現(xiàn)有構(gòu)成的圖。
[0060]圖14是現(xiàn)有構(gòu)成的圖。
[0061]圖15是現(xiàn)有構(gòu)成的圖。
[0062]圖16是現(xiàn)有構(gòu)成的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0063]〔實(shí)施方式I〕
[0064]參照圖1?圖4對本發(fā)明的輸入系統(tǒng)的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0065]圖1是示出本實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的構(gòu)成的立體圖，圖2是圖1所示的切斷線A —A’的向視截面圖。
[0066](輸入系統(tǒng)的構(gòu)成)[0067]如圖1所示，本實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)50具備筆輸入裝置40(坐標(biāo)輸入裝置)和筆3 (操作部件)，當(dāng)筆3觸摸(接觸)作為筆輸入裝置40的表面的觸摸面(上表面)時(shí)，能求得觸摸面的觸摸位置坐標(biāo)。
[0068]?筆輸入裝置40
[0069]如圖1所示，筆輸入裝置40具有:液晶顯示面板2 (圖像顯示面板)；四邊形的透明導(dǎo)光板I (導(dǎo)光部件)，其重疊配置于液晶顯示面板2的顯示面?zhèn)?；以及攝像單元10、20 (探測單元)，其分別配設(shè)于透明導(dǎo)光板I的某一邊的兩端。
[0070]液晶顯不面板2在一對基板間夾持液晶層,各基板至少設(shè)有用于通過電壓施加來改變該液晶層的液晶分子的取向的各種電極。并且，通過電壓施加使液晶分子的取向變化，由此調(diào)整透射過各像素的液晶層的光的透射量，進(jìn)行期望的顯示。液晶顯示面板2的構(gòu)成能使用現(xiàn)有公知的液晶顯示面板。
[0071]透明導(dǎo)光板I是包含透光性材料的一片平板。如圖1所示，重疊配設(shè)于液晶顯示面板2的顯示面?zhèn)?。透明?dǎo)光板I的大小能構(gòu)成為與液晶顯示面板大致相同。在本實(shí)施方式中，如圖1所示，配設(shè)攝像單元10、20的一邊側(cè)構(gòu)成為大于液晶顯示面板2。由此，能將攝像單元10、20的至少一部分配設(shè)于透明導(dǎo)光板I的背面?zhèn)取Ｓ纱?，抑制筆輸入裝置40的沿著觸摸面擴(kuò)展的方向的尺寸的大型化，有助于小型尺寸的實(shí)現(xiàn)。
[0072]透明導(dǎo)光板I的與液晶顯示面板2相反一側(cè)的表面是利用筆3觸摸的觸摸面。
[0073]另外，透明導(dǎo)光 板I中的配設(shè)攝像單元10、20的端部(角)分別設(shè)有凹型的圓錐面狀的切口 Ia(光路轉(zhuǎn)換部)。該切口 Ia的圓錐面和透明導(dǎo)光板I背面所成的角度(圖2所示的Y)是45度以下，可選擇30度、45度。對圓錐面狀的切口 Ia實(shí)施鏡面涂層6(光路轉(zhuǎn)換部)。由此，如圖2所示，利用切口 Ia使在透明導(dǎo)光板I的內(nèi)部傳播到達(dá)切口 Ia的光的光路朝向透明導(dǎo)光板I的下方、即透明導(dǎo)光板I的背面變化。此外，即使沒有鏡面涂層6，也能利用切口 Ia的圓錐面使光路向透明導(dǎo)光板I的下方變化。即，透明導(dǎo)光板I不必是完整的四邊形，如上所述，可以是角被切掉或者角被實(shí)施了 R加工等的實(shí)質(zhì)性四邊形。
[0074]透明導(dǎo)光板I的厚度主要使用I~3_。作為透明導(dǎo)光板I的材料可使用例如丙烯酸樹脂，也可以是聚碳酸酯、玻璃。另外，透明導(dǎo)光板I的厚度主要使用I~3mm，但是也可以比這厚。另外，透明導(dǎo)光板I的尺寸(觸摸面的尺寸)能設(shè)為約Im見方，但是并不限于此。
[0075]攝像單元10、20是對從筆3的發(fā)光部30入射到透明導(dǎo)光板I并在透明導(dǎo)光板I的內(nèi)部傳播的傳播光進(jìn)行探測的單元，配置于透明導(dǎo)光板I的圓錐面狀的切口 Ia的正下方。即，攝像單元10、20配設(shè)于透明導(dǎo)光板I的端部的相互分離的兩個(gè)部位。另外，攝像單元
10、20沒有比透明導(dǎo)光板I的觸摸面更向上方突出。攝像單元10具有透鏡11、可見光截止濾光片12以及攝像元件13。另外，攝像單元20也同樣，具有透鏡21和可見光截止濾光片
22、攝像元件23。攝像單元10、20連接到透明導(dǎo)光板1，成為在透明導(dǎo)光板I中傳播的光不耦合到攝像元件13、23的結(jié)構(gòu)。
[0076]此外，在本實(shí)施方式中，切口 Ia構(gòu)成為圓錐面狀，但是本發(fā)明并不限于此，也可以構(gòu)成為多棱面狀。
[0077]?筆 3
[0078]另一方面，與筆輸入裝置40對應(yīng)的筆3是被稱為所謂的觸摸筆、手寫筆的操作部件。關(guān)于筆3的詳情，使用圖3進(jìn)行說明。
[0079]圖3示出筆3的構(gòu)成的圖，為了說明便利，將殼體的一部分卸下，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)露出。筆3在成為外形的殼體35的內(nèi)部收納有:發(fā)光部30，其具有出射紅外光的發(fā)光元件31和將該紅外光向筆3的尖端引導(dǎo)的導(dǎo)光部件32 ;電源裝置33 ;以及控制裝置34。并且，作為本實(shí)施方式的筆3的特征性構(gòu)成有如下方面:成為在筆3的尖端配置有發(fā)光部30的構(gòu)成，并且在發(fā)光部30的光出射側(cè)安裝有使光擴(kuò)散的光擴(kuò)散部件36。
[0080]該光擴(kuò)散部件36包含樹脂，上述樹脂含有光擴(kuò)散材料。作為上述光擴(kuò)散材料能使用玻璃珠。另外，作為上述樹脂，能使用氟樹脂(作為具體例是聚四氟乙烯)、硅橡膠，優(yōu)選構(gòu)成為具有彈性。通過使用彈性材料，在使筆3的尖端、即光擴(kuò)散部件36接觸筆輸入裝置40的透明導(dǎo)光板I而使用的情況下，不會損傷透明導(dǎo)光板I表面，且由于接觸，接觸部分稍微變形，能增大與透明導(dǎo)光板I表面的接觸面積，所以能增多耦合到透明導(dǎo)光板I表面的光量。
[0081]如圖3所示，光擴(kuò)散部件36的光出射面具有錐形，更具體地具有曲面。即，光擴(kuò)散部件36是大致半球體，直徑為2.5?5.5_。當(dāng)直徑小于2.5時(shí)，有可能不能形成充分?jǐn)U散的光，且在用光擴(kuò)散部件36接觸筆輸入裝置40的透明導(dǎo)光板I的情況下，有可能能確保充分的接觸面積的光不充分地耦合到透明導(dǎo)光板I表面。另外，在直徑超過5.5mm的情況下，擴(kuò)散光過于分散，有可能難以進(jìn)行準(zhǔn)確的位置檢測，且在使光擴(kuò)散部件36接觸筆輸入裝置40的透明導(dǎo)光板I的情況下接觸面積過寬，摩擦阻力過大，有可能損壞操作性。因此，如果將直徑設(shè)為2.5?5.5mm,能使光擴(kuò)散，并且能精度良好地檢測位置坐標(biāo)，而且能實(shí)現(xiàn)順暢的書寫(觸感)。此外，該曲面不必包括均勻的曲率，可以在成為筆3的最尖端部的區(qū)域和包圍其的區(qū)域使曲率不同。
[0082]而且，可以在該曲面的表面設(shè)有微細(xì)的凹凸形狀。能利用該微細(xì)凹凸使光擴(kuò)散。另外，在使光擴(kuò)散部件36接觸筆輸入裝置40的透明導(dǎo)光板I使用的情況下，由于該微細(xì)凹凸，與透明導(dǎo)光板I的接觸面積減少，滑動(dòng)時(shí)的摩擦力減少，所以能實(shí)現(xiàn)順暢的書寫(觸覺)。此外，在這樣設(shè)置微細(xì)凹凸的狀態(tài)的情況下，光擴(kuò)散部件36不包含光擴(kuò)散材料，而包含樹脂單體，還通過在該樹脂中的與透明導(dǎo)光板I的相對區(qū)域設(shè)置微細(xì)凹凸，也能起到光擴(kuò)散效果。換言之，如果除了包含光擴(kuò)散材料之外還形成微細(xì)凹凸，能更加提高光擴(kuò)散效果。微細(xì)凹凸能利用模具成型來形成，但是并不限于該方法。此外，通過設(shè)置微細(xì)凹凸，與透明導(dǎo)光板I的接觸面積減少，但是由其引起的耦合光量的減少是5%程度，因此對位置坐標(biāo)的檢測不帶來大的影響。
[0083]另外，優(yōu)選對光擴(kuò)散部件36的光出射面實(shí)施耐磨耗加工。在光擴(kuò)散部件36包含聚四氟乙烯的情況下不需要，但是在光擴(kuò)散部件36自身包含耐磨耗不優(yōu)良的其他材料的情況下，對其光出射面實(shí)施耐磨耗加工是有效的。所謂耐磨耗加工沒有特別限制，可列舉例如將聚四氟乙烯涂敷于光擴(kuò)散部件36的光出射面的加工。
[0084]而且，該光擴(kuò)散部件36構(gòu)成為相對于筆3能裝卸。即使是光擴(kuò)散部件36出于某種原因損壞的情況(包含隨時(shí)間劣化)，也僅是更換光擴(kuò)散部件36，能繼續(xù)筆3的使用。與整個(gè)筆3更換的構(gòu)成相比，能以低成本繼續(xù)使用。為了能裝卸，安裝有光擴(kuò)散部件36的一側(cè)的部件(在本實(shí)施方式中為導(dǎo)光部件32)在與光擴(kuò)散部件36接觸的部分設(shè)有槽結(jié)構(gòu)、咬合的結(jié)構(gòu)、或者嵌合的結(jié)構(gòu)(未圖不)，光擴(kuò)散部件36設(shè)有與該結(jié)構(gòu)配合的結(jié)構(gòu)(未圖不)。此外，在本實(shí)施方式中，是導(dǎo)光部件32安裝有光擴(kuò)散部件36的方式，但是本發(fā)明并不限于此，可以是殼體35安裝有光擴(kuò)散部件36的方式，也可以是其他方式。
[0085]上述發(fā)光元件31能使用發(fā)出紅外光的LED (light emitting diode:發(fā)光二極管)或者LD(laser diode:激光二極管)。此外，LED或者LD不限于相對于I個(gè)筆3僅設(shè)有I個(gè)的構(gòu)成，也可以安裝多個(gè)。
[0086]來自從上述電源裝置33接受電源而發(fā)光的發(fā)光元件31的紅外光經(jīng)由上述導(dǎo)光部件32入射到該光擴(kuò)散部件36，利用該光擴(kuò)散部件36的上述光擴(kuò)散材料和上述微細(xì)凹凸進(jìn)行漫反射。并且，從光擴(kuò)散部件36的光出射面成為擴(kuò)散光出射。
[0087]電源裝置33除了能設(shè)為例如內(nèi)置電池的構(gòu)成之外，也可以構(gòu)成為充電式。
[0088]上述控制裝置34控制發(fā)光元件31的發(fā)光。例如，發(fā)光元件31采用僅在接觸透明導(dǎo)光板I時(shí)發(fā)光的機(jī)構(gòu)等。該機(jī)構(gòu)通過使用壓敏開關(guān)等而構(gòu)成，能控制發(fā)光時(shí)間，因此能減少消耗電力，能延長電池壽命。
[0089]如上所述，筆3設(shè)有出射紅外光的光源(發(fā)光部)，成為從筆尖擴(kuò)散輻射紅外光的構(gòu)成。當(dāng)筆3的筆尖接觸透明導(dǎo)光板I時(shí)，從筆尖輻射的紅外光的一部分耦合到透明導(dǎo)光板1，在透明導(dǎo)光板I內(nèi)傳播。筆3從筆尖擴(kuò)散輻射紅外光，因此耦合到透明導(dǎo)光板I的光在透明導(dǎo)光板I內(nèi)擴(kuò)散輻射。由此，能精度良好地求得位置坐標(biāo)。
[0090]并且，攝像單元10、20分別捕獲在透明導(dǎo)光板I的內(nèi)部傳播的紅外光(以下記載為傳播光4a、4b)，根據(jù)從攝像元件13得到的各圖像求得該接觸的二維位置坐標(biāo)。攝像元件13的受光面以與透明導(dǎo)光板I的表面平行的方式配設(shè)。以下對筆輸入的檢測原理詳述。
[0091](筆輸入的檢測原理)
[0092]在筆3的筆尖接觸筆輸入裝置的觸摸面(透明導(dǎo)光板表面)時(shí)，從光筆輻射的紅外光的一部分入射到折射率N的透明導(dǎo)光板I內(nèi)。該入射光中，透明導(dǎo)光板I內(nèi)的傳播角Θ P滿足式:
[0093]sin (90。一 θ p) > 1/N
[0094]所示的條件的光束如圖2所示，被封閉在透明導(dǎo)光板I內(nèi)，反復(fù)進(jìn)行透明導(dǎo)光板I的表面和里面的反射，在透明導(dǎo)光板I內(nèi)行進(jìn)。
[0095]從筆3發(fā)出的紅外光以筆尖為中心呈輻射狀擴(kuò)散，在透明導(dǎo)光板I內(nèi)傳播，該光束中的一部分光束4a、4b也被引導(dǎo)到圓錐面狀的切口 Ia的端面，該端面的反射光由攝像單元
10、20接收。具體地，該端面的反射光在透鏡11、21聚光，接著通過可見光截止濾光片12、22，最后被攝像元件13、23接收。可見光截止濾光片12、22起到使從筆輻射的紅外光透射并阻擋除此以外的波段的光的作用。利用可見光截止濾光片12、22，太陽光、液晶顯示面板背光源的光等的雜光被阻擋，能提高SN比。
[0096]如圖4(a)所示，從筆3發(fā)出并在透明導(dǎo)光板I內(nèi)傳播，出射的光經(jīng)由透鏡11在攝像元件13中形成線狀像15。線狀像15的位置根據(jù)筆3的位置而變化，通過分析攝像單元的取得圖像，分別求得光束4a、4b和透明導(dǎo)光板的一邊所成的角度α、β，使用三角測量的原理求得成為發(fā)光源的筆尖接觸的點(diǎn)的位置坐標(biāo)。在圖4(a)中，在筆位于3a的位置時(shí)，可形成線狀像15。在該筆移動(dòng)到3b的位置時(shí)，可形成線狀像17。
[0097]圖4(b)中示出攝像元件13的取得圖像。在處于照射紅外線的狀態(tài)的筆3的筆尖接觸透明導(dǎo)光板I時(shí)，攝像元件13的取得圖像上什么都沒有出現(xiàn)。另一方面，當(dāng)處于從發(fā)光部照射紅外線的狀態(tài)的筆3的筆尖接觸透明導(dǎo)光板1，紅外光耦合到透明導(dǎo)光板I時(shí)，如圖2所示，該光束中的一部分光束4a被引導(dǎo)到攝像元件13，在攝像元件13的攝像面上形成線狀像，在取得圖像上出現(xiàn)線狀像15。
[0098]圖4所示的線狀像15的位置根據(jù)筆3的筆尖的接觸點(diǎn)的位置而變化，當(dāng)改變筆尖的接觸點(diǎn)的位置時(shí)，線狀像如虛線所示的線狀像17那樣變化。該線狀像的軌跡成為單點(diǎn)劃線所示的扇形狀16。連接該扇形的中心和線狀像的線段的旋轉(zhuǎn)角度a/ (以圓弧的中心為旋轉(zhuǎn)中心)成為與連接筆3和攝像元件13的線段和透明導(dǎo)光板I的上述某一邊所成的角度h相同的角度。根據(jù)攝像元件的取得圖像求得a/，根據(jù)Ci1’求得αι。同樣，當(dāng)筆移動(dòng)到3b的位置時(shí)，可形成線狀像17，通過求得該線狀像17的傾角Ci2 ‘，可求得a2。
[0099]關(guān)于攝像元件23也同樣根據(jù)取得圖像的分析確定發(fā)光點(diǎn)的位置，求得連接筆3和攝像元件23的線段與透明導(dǎo)光板I的上述某一邊所成的角度β。
[0100]并且，當(dāng)將攝像元件間的間隔設(shè)為L，將從攝像元件13讀取圖像求得的亮點(diǎn)的移位角度設(shè)為a，將從攝像元件23讀取取得圖像求得的亮點(diǎn)的移位角度設(shè)為β時(shí)，亮點(diǎn)的坐標(biāo)(Χ、Υ)滿足下述關(guān)系公式⑴和⑵；
[0101]Y = tan α.Χ...(I)
[0102]Y = tan β.(L — X)...(2)
[0103]。當(dāng)對其求解時(shí)，亮點(diǎn)的坐標(biāo)(X、Y)表示為:
[0104]X = tan β.L/ (tan a +tan β )...(3)
[0105]Y= (tan α.tan β ).L/ (tan α +tan β )...(4)
[0106]，利用如上所述求得的α、β和能預(yù)先求得的L，可求得筆尖接觸的地點(diǎn)的坐標(biāo)X、Y。其中，L是攝像元件13與攝像元件23之間的間隔，是固定值。通過求得α、β，能求得筆輸入坐標(biāo)X、Y (位置坐標(biāo))。
[0107]此外，所謂攝像元件間的間隔L是指透鏡11的光軸中心與透鏡21的光軸中心之間的距離。
[0108]為了用以上的方法求得筆3的位置坐標(biāo)，輸入系統(tǒng)50設(shè)有未圖示的位置坐標(biāo)檢測部。位置坐標(biāo)檢測部能設(shè)于筆輸入裝置40。
[0109]另外，基于用以上的方法求得的筆3的位置坐標(biāo)，驅(qū)動(dòng)位于與液晶顯示面板2的該位置坐標(biāo)對應(yīng)的位置的像素，能使得用戶能視覺識別筆3的觸摸位置。因此，控制液晶顯示面板2的驅(qū)動(dòng)的控制部(未圖示)取得由位置坐標(biāo)檢測部求得的位置坐標(biāo)的信息，只要基于該信息驅(qū)動(dòng)液晶顯示面板2即可。
[0110](本實(shí)施方式的作用效果)
[0111]如上所述，本實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)50在透明導(dǎo)光板I的端部的相互離開的至少兩個(gè)部位捕捉傳播的光，由此能求得筆3的位置坐標(biāo)。即，攝像元件的總數(shù)如圖1所示，只要是攝像元件13和攝像元件23共2個(gè)即可。因此，不必如專利文獻(xiàn)I那樣在各導(dǎo)光區(qū)域配置攝像元件，不會使裝置復(fù)雜化、大型化，也不增加成本。
[0112]另外，根據(jù)上述的構(gòu)成，透明導(dǎo)光板是一片單純的板，不需要如專利文獻(xiàn)I那樣的復(fù)雜的導(dǎo)光體成本。
[0113]另外，根據(jù)本實(shí)施方式的筆輸入裝置40的構(gòu)成，在沒有突出到透明導(dǎo)光板I的觸摸面的上方的位置設(shè)有攝像元件13、23，所以透明導(dǎo)光板I的觸摸面成為筆輸入裝置40的最上面，攝像元件未突出到觸摸面的上方。因此，即使是將本實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)50的筆輸入裝置40應(yīng)用于桌面型終端的情況，周圍也不會如土堤那樣隆起，能將桌面設(shè)為完全平坦。
[0114]另外，本實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)50成為不是遮光方式而在導(dǎo)光板的內(nèi)部傳播的光由攝像元件接收的構(gòu)成，所以不會擔(dān)心由于包含太陽光的雜光而產(chǎn)生誤識別，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的位置檢測，因此，能在室外、窗口放置裝置。
[0115]另外，本實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)50的筆輸入裝置40的接收來自筆3的尖的輻射光的攝像單元10、20連接到透明導(dǎo)光板1，不在透明導(dǎo)光板I中傳播的光成為不耦合到攝像元件13、23的結(jié)構(gòu)。因此，即使從透明導(dǎo)光板I的觸摸面的法線方向照射照明光，該光也不耦合到透明導(dǎo)光板1，因此雜光不會被引導(dǎo)到攝像元件13、23。因此，筆輸入裝置40難以受到外界光的影響，能配置在室外、窗口。
[0116]另外，根據(jù)上述的構(gòu)成，能根據(jù)各圖像求得二維位置坐標(biāo)，所以不必如專利文獻(xiàn)I那樣為了求得二維位置坐標(biāo)而準(zhǔn)備多片導(dǎo)光板，能有助于裝置的小型化。
[0117]綜上所述，具備上述構(gòu)成的本發(fā)明能提供如下通用性高的輸入系統(tǒng):其實(shí)現(xiàn)全平面的坐標(biāo)輸入裝置，且即使手等接觸該裝置表面也不被誤識別。
[0118]此外，在本實(shí)施方式中，對使用攝像元件13和攝像元件23共2個(gè)攝像元件的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限于此，也可以從透明導(dǎo)光板I的端部的各部位使用反射鏡和快門匯集到I個(gè)攝像元件。
[0119]還需要注意的是，在本實(shí)施方式中，對使用了 I個(gè)筆3的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于此，即使是使用多個(gè)筆的情況，如果例如使各筆的發(fā)光時(shí)間不同等，則即使多個(gè)筆同時(shí)接觸透明導(dǎo)光板I的觸摸面，也能求得各個(gè)位置坐標(biāo)。
[0120]還需要注意的是，在本實(shí)施方式中，對從透明導(dǎo)光板I的一邊的兩端取得光的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于此，可以設(shè)為從該一邊上的不同的2個(gè)部位取得光的構(gòu)成。
[0121]還需要注意的是，在本實(shí)施方式中，對從透明導(dǎo)光板I的一邊的兩端取得光的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于此，也可以在透明導(dǎo)光板I的相鄰的兩邊分別設(shè)置取得光的部位，根據(jù)該部位之間的距離和從各該部位得到的圖像求得筆3的位置坐標(biāo)。
[0122]另外，在本實(shí)施方式中，成為從筆3的尖出射的光被設(shè)于筆3的尖的光擴(kuò)散部件36擴(kuò)散的構(gòu)成。由此，能與筆3的傾斜角度無關(guān)地使充分的光量耦合到透明導(dǎo)光板I。因此，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的位置檢測。
[0123]〔實(shí)施方式2〕
[0124]對本發(fā)明的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，在本實(shí)施方式中，對與上述實(shí)施方式I的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，因此為便于說明，對具有與在實(shí)施方式I中說明的部件相同的功能的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略其說明。
[0125]使用圖5對本發(fā)明的輸入系統(tǒng)的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖5是示出本實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)的構(gòu)成的立體圖。本實(shí)施方式和上述的實(shí)施方式I的不同點(diǎn)在于透明導(dǎo)光板I的某一邊的兩端部的構(gòu)成。
[0126]具體而言，在實(shí)施方式I中，對透明導(dǎo)光板I的切口 Ia的圓錐面實(shí)施鏡面涂層6。與此相對，在本實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)中在如下方面不同:筆輸入裝置40’(坐標(biāo)輸入裝置)的透明導(dǎo)光板I的切口 Ia構(gòu)成與透明導(dǎo)光板I的背面垂直或者大致呈直角的角度的圓柱面，不對該切口 la’的圓柱面實(shí)施鏡面涂層，取而代之，與切口 la’相鄰地配設(shè)有反射鏡元件 14、24。
[0127]S卩，透明導(dǎo)光板I的端面與實(shí)施方式I同樣以設(shè)置圓弧狀的切口的方式被加工，但是與實(shí)施方式I不同，具有垂直的面。
[0128]并且，攝像單元10’具有反射鏡元件14、透鏡11、可見光截止濾光片12、攝像元件
13。另外，攝像單元20’具有反射鏡元件24、透鏡21、可見光截止濾光片22、攝像元件23。
[0129]反射鏡元件14、24包含圓筒面14b、24b和圓錐面14a、24a，對圓錐面14a、24a實(shí)施鏡面涂層。
[0130]在透明導(dǎo)光板I內(nèi)傳播、被引導(dǎo)到導(dǎo)光板的四角的光束透射過透明導(dǎo)光板I的具有凹型圓筒面的切口 la’并從透明導(dǎo)光板I出射，被引導(dǎo)到反射鏡元件14、24的圓錐面14a、24a，由圓錐面14a、24a反射的光束被引導(dǎo)到透明導(dǎo)光板I的背面的方向。然后，在透鏡11、12處聚光，經(jīng)由可見光截止濾光片12、22，由攝像元件13、23接收，根據(jù)拍攝像的線狀像的傾斜角，以與上述的實(shí)施方式I相同的手法求得光束的方位角α、β。
[0131]假設(shè)透明導(dǎo)光板I的尺寸達(dá)到約Im見方的情況。在該情況下，如實(shí)施方式I那樣對透明導(dǎo)光板I的四角的圓錐面施行鏡面涂層在工序上困難，成為高成本。另一方面，如本實(shí)施方式那樣，通過另外設(shè)置反射鏡元件14、24，從而只要對與透明導(dǎo)光板I相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小型的反射鏡元件14、24的圓錐面實(shí)施鏡面涂層即可，操作容易，另外能一次對光學(xué)元件完成鏡面涂層，因此反射鏡元件的成本也能廉價(jià)。通過使用將圓錐面設(shè)為反射鏡的反射鏡元件，在圓錐面處折射并出射到導(dǎo)光板外部的光也反射，被引導(dǎo)到攝像單元側(cè)，由此能提高光利用效率。
[0132]〔實(shí)施方式3〕
[0133]對本發(fā)明的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，在本實(shí)施方式中，對與上述實(shí)施方式I的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，因此為便于說明，對具有與在實(shí)施方式I中說明的部件相同的功能的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略其說明。
[0134]基于圖6和圖7對本發(fā)明的輸入系統(tǒng)的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0135]圖6是示出設(shè)于本實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)所具備的筆輸入裝置40中的透明導(dǎo)光板I的其它方式的圖。另外，圖7是示意性示出設(shè)于該筆輸入裝置40的透明導(dǎo)光板I和攝像單元10的配置的立體圖。
[0136]本實(shí)施方式的透明導(dǎo)光板I的切口 la”設(shè)于比透明導(dǎo)光板I的端部更靠內(nèi)側(cè)的位置。如圖6所示，該切口 la”成為形成于透明導(dǎo)光板I的如漏斗的結(jié)構(gòu)。并且，切口 la”在圓錐狀的尖端形成貫通于透明導(dǎo)光板I的背面的孔lb。
[0137]而且，如圖7所示，該切口 la”與圓錐狀且在其尖端設(shè)有孔的遮光用部件60嵌合，構(gòu)成為外界光不侵入切口 la”。另外，該遮光用部件60的與切口 la”的相對面成為使光反射的構(gòu)成。
[0138]并且，成為如下構(gòu)成:在透明導(dǎo)光板I內(nèi)部傳播的光到達(dá)切口 la”而轉(zhuǎn)換光路，從孔Ib的附近被引導(dǎo)到比透明導(dǎo)光板I的背面更靠下方，入射到攝像單元10。此外，在本實(shí)施方式中，為便于說明，對在實(shí)施方式I中說明的另一個(gè)攝像單元20省略說明，但是攝像單兀20也能設(shè)為以與本實(shí)施方式相同的方式入射光的構(gòu)成。[0139]〔實(shí)施方式4〕
[0140]對本發(fā)明的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，在本實(shí)施方式中，對與上述實(shí)施方式I的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，為便于說明，對具有與在實(shí)施方式I中說明的部件相同的功能的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略其說明。
[0141]如果基于圖8和圖9對本發(fā)明的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明則如下。
[0142]上述實(shí)施方式I的輸入系統(tǒng)所具備的筆輸入裝置40設(shè)有作為探測單元的2個(gè)攝像單元10、20，與此相對，在本實(shí)施方式中，如圖8所示，在設(shè)有3個(gè)攝像單元10、20、70(探測單元)的方面不同。
[0143]通過具備該構(gòu)成，如圖8所示，即使是作為被檢測體的筆3A、3B(操作部件)是2個(gè)的情況，也能檢測各筆的坐標(biāo)位置。
[0144]例如，假設(shè)在僅具備2個(gè)攝像單元，2個(gè)筆3A、3B中的一個(gè)筆的傳播光的行進(jìn)方向(朝向攝像單元的傳播光的光路)和另一個(gè)筆的傳播光的行進(jìn)方向重疊的情況下，線狀像也重疊，所以不能確定2個(gè)筆3A、3B中的哪個(gè)是否存在于近前。但是，在本實(shí)施方式中，如圖8所示，如果存在3個(gè)作為受光單元的攝像單元10、20、70，則能對各筆3A、3B使用基于不重疊的2個(gè)光路的攝像單元10、20、70求得各筆3A、3B的接觸位置。此外，攝像單元70與攝像單元10、20相同，包括單元透鏡71、可見光截止濾光片72、攝像元件73。
[0145]詳細(xì)地，例如，在圖8中，在筆3B存在于點(diǎn)P3的情況下，通向攝像單元10的筆3A的光路和筆3B的光路重疊。在該情況下，筆3A的檢測使用攝像單元20、70兩者，而筆3B的檢測使用攝像單元10、70。由此，光路不會重疊。
[0146]因此，即使2個(gè)筆3A、3B接觸透明導(dǎo)光板I的任一場所，也能可靠地確定筆3A、3B的接觸點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
[0147]此外，一般在存在M個(gè)作為被檢測體的筆3的情況下，所需的探測單元的數(shù)量N成為:
[0148]N = M+lo
[0149]另外，在設(shè)有至少3個(gè)作為探測單元的攝像單元10、20、70的情況下，也存在以下所示的優(yōu)點(diǎn)。
[0150]S卩，在攝像單元是2個(gè)的情況下，當(dāng)筆接觸設(shè)有2個(gè)攝像單元的透明導(dǎo)光板I的邊的附近時(shí)成為死角，有可能在2個(gè)攝像單元中探測不到。在該情況下，如果存在3個(gè)攝像單元，將其配設(shè)于例如三角形的頂點(diǎn)，則不會產(chǎn)生死角，即使筆接觸透明導(dǎo)光板I的任一場所，也能可靠地確定該筆的接觸點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
[0151]這樣，在本實(shí)施方式中設(shè)有3個(gè)攝像單元。由此，關(guān)于2個(gè)筆各自，能使用不重疊的2個(gè)光路的攝像單元20、攝像單元70的組合、和攝像單元10、攝像單元70的組合求得各筆的接觸位置。另外，在三角形的頂點(diǎn)配設(shè)3個(gè)攝像單元，由此不會產(chǎn)生死角，即使筆接觸透明導(dǎo)光板I的任一場所，也能可靠地確定筆的接觸點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
[0152](變形例)
[0153]在本實(shí)施方式中，說明了具備3個(gè)攝像單元的構(gòu)成，但是本發(fā)明可以具備4個(gè)以上的攝像單元。
[0154]在設(shè)置4個(gè)攝像單元的情況下，例如，如圖9所示，考慮到配設(shè)于透明導(dǎo)光板I的四角。在具備4個(gè)攝像單元的情況下也與本實(shí)施方式同樣，能準(zhǔn)確地檢測來自2個(gè)筆的輸入。
[0155]并且，在本變形例中，例如當(dāng)進(jìn)行I個(gè)筆的檢測時(shí)，能使用4個(gè)攝像單元10、20、70、80中的任2個(gè)攝像單元。這是因?yàn)橐部紤]到如下:例如在沿著透明導(dǎo)光板I的一邊僅配置2個(gè)攝像單元的情況下，在筆的接觸點(diǎn)離這些攝像單元遠(yuǎn)的情況下，信號質(zhì)量劣化。因此，如本變形例那樣在透明導(dǎo)光板I的四角配設(shè)攝像單元，由此在筆3的接觸點(diǎn)離攝像單元10、20遠(yuǎn)的情況下，由接近筆3的攝像單元70、80檢測，從而能不會導(dǎo)致信號質(zhì)量劣化地進(jìn)行檢測。
[0156]此外，接近的判斷能根據(jù)信號衰減量大或者小來判斷。即，可以說信號衰減量越大越接近。
[0157]〔實(shí)施方式5〕
[0158]對本發(fā)明的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，在本實(shí)施方式中，對與上述實(shí)施方式I的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，因此為了便于說明，對與在實(shí)施方式I中說明的部件具有相同功能的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略其說明。
[0159]如果基于圖10至圖12對本發(fā)明的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明則如下。
[0160]設(shè)于本實(shí)施方式的輸入系統(tǒng)50’的筆輸入裝置40”如圖10所示，在具備緊貼固定于透明導(dǎo)光板I’的背面的光學(xué)部件90 (光路轉(zhuǎn)換部)的方面和透明導(dǎo)光板I’的形狀不同的方面與實(shí)施方式I的筆輸入裝置40不同。并且，本實(shí)施方式的筆輸入裝置40”的攝像單元10、20配設(shè)于光從光學(xué)部件90出射的位置。
[0161]另外，本實(shí)施方式的筆輸入裝置40”利用后述的光學(xué)部件90從透明導(dǎo)光板I’的背面向比透明導(dǎo)光板I’的背面更靠下方取出在透明導(dǎo)光板I’中傳播的傳播光的一部分。因此，不必如實(shí)施方式I那樣在導(dǎo)光板中設(shè)置切口。即，透明導(dǎo)光板I’只要是能使光在內(nèi)部傳播的構(gòu)成(結(jié)構(gòu))即可，不需要其他的加工。
[0162]光學(xué)部件90是配設(shè)于透明導(dǎo)光板I’的背面與后述的攝像單元10、20之間的透光材料。
[0163]圖11是圖10所示的切斷線A — A’的向視截面圖。圖12是示出光學(xué)部件90的外形的圖，
[0164]光學(xué)部件90的上表面(相鄰面)平坦，如圖11所示，粘接固定于透明導(dǎo)光板I’的背面。光學(xué)部件90為如下構(gòu)成:從透明導(dǎo)光板I’的背面取出在透明導(dǎo)光板I’的內(nèi)部傳播的光，使取出的光向自身入射，耦合到內(nèi)部而在內(nèi)部傳播。光學(xué)部件90和透明導(dǎo)光板I’的粘接方法沒有特別限定，但是如上所述，從透明導(dǎo)光板I’取出光而使其向光學(xué)部件90入射，所以使用不妨礙上述光的方法或者材料來粘接固定。
[0165]光學(xué)部件90包含折射率與透明導(dǎo)光板I’相同或者比透明導(dǎo)光板I’高的材料。由此，能防止在透明導(dǎo)光板I’的內(nèi)部傳播的光在光學(xué)部件90和透明導(dǎo)光板I’的邊界面反射而再次返回到透明導(dǎo)光板I’的內(nèi)部，能提高來自透明導(dǎo)光板I’的光的取出效率。在本實(shí)施方式中，透明導(dǎo)光板I’包含玻璃，因此光學(xué)部件60包含折射率比玻璃高的高折射率玻璃、聚碳酸酯。由此，能從透明導(dǎo)光板I’有效地取出光，能使其入射到光學(xué)部件90內(nèi)部。
[0166]此外，如上所述，本發(fā)明能由玻璃以外的材料構(gòu)成透明導(dǎo)光板，例如在透明導(dǎo)光板是丙烯酸樹脂的情況下，同樣光學(xué)部件能包含丙烯酸樹脂、高折射率玻璃、聚碳酸酯。
[0167]此外，在本實(shí)施方式中，光學(xué)部件90包含折射率比透明導(dǎo)光板I’高的材料，但是只要使得在透明導(dǎo)光板I’的內(nèi)部傳播的光不會在光學(xué)部件90和透明導(dǎo)光板I’的邊界面反射而再次返回到透明導(dǎo)光板I’的內(nèi)部即可，光學(xué)部件90可以包含具有與透明導(dǎo)光板I’相同的折射率的材料。
[0168]如圖2和圖3所示，光學(xué)部件90在與上表面相鄰的端面的、接近透明導(dǎo)光板I’的角部的區(qū)域設(shè)有凹型的圓錐面狀的切口 90a。該切口 90a的圓錐面和光學(xué)部件90的背面所成的角度(圖2所示的Y)是45度以下，可選擇30度、45度?？梢詫A錐面狀的切口 90a實(shí)施鏡面涂層(光路轉(zhuǎn)換部)。
[0169]并且，如圖11所示，在光學(xué)部件90的內(nèi)部傳播到達(dá)切口 90a的光利用切口 90a使其光路朝向光學(xué)部件90的下方、即光學(xué)部件90的背面變化。S卩，在透明導(dǎo)光板I’的內(nèi)部傳播的光朝向透明導(dǎo)光板I’的下表面的下方。
[0170]此外，在本實(shí)施方式中，切口 90a構(gòu)成為圓錐面狀，但是本發(fā)明并不限于此，也可以構(gòu)成為雙曲面狀或者多棱面狀。
[0171]另外，在本實(shí)施方式中，光學(xué)部件90的形狀從上表面?zhèn)扔^看時(shí)如圖12所示，成為近似扇形的形狀，但是并不限于此。
[0172]另外，光學(xué)部件90的制造方法并不特別限定，當(dāng)進(jìn)行塑料成型、玻璃成型時(shí)，能廉價(jià)地制造。
[0173]如圖10所示，光學(xué)部件90配設(shè)于矩形的透明導(dǎo)光板I’的四角中的相鄰的兩角附近的背面。光學(xué)部件90的配設(shè)位置并不限于此。為了實(shí)現(xiàn)后述的檢測方法，將2個(gè)攝像單元10、20相互分離地配設(shè)，所以只要與該攝像單元10、20的配設(shè)位置對應(yīng)地將光學(xué)部件90配置于在透明導(dǎo)光板I’的內(nèi)部傳播的光最終分別入射到攝像單元的光的路徑的中途即可。
[0174]攝像單元10、20配置于光學(xué)部件90的圓錐面狀的切口 90a的正下方，并配設(shè)于透明導(dǎo)光板I’的端部的相互分離的兩個(gè)部位。另外，攝像單元10、20沒有比透明導(dǎo)光板I’的觸摸面更向上方突出。攝像單元10、20成為在透明導(dǎo)光板I’中不傳播的光不耦合到攝像元件13、23的結(jié)構(gòu)。
[0175]以上對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式。在本權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)能進(jìn)行各種變更，使在不同的實(shí)施方式中分別公開的技術(shù)手段適當(dāng)組合而得到的實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
[0176]工業(yè)h的可利用件
[0177]本發(fā)明能提供給使用發(fā)光筆求得筆的坐標(biāo)位置的所有種類的輸入系統(tǒng)。
[0178]附圖標(biāo)記說明
[0179]1、1’ 透明導(dǎo)光板(導(dǎo)光部件)
[0180]la、la’、la” 切口(光路轉(zhuǎn)換部)
[0181]Ib 孔
[0182]2 液晶顯示面板(圖像顯示面板)
[0183]3、3A、3B 筆(發(fā)光部)
[0184]4a、4b 光束、
[0185]6 鏡面涂層(光路轉(zhuǎn)換部)
[0186]10、20、10’、20’、70、80 攝像單元(探測單元)
[0187]11,21 透鏡[0188]12、22 可見光截止濾光片
[0189]13,23 攝像元件
[0190]14、24 反射鏡元件
[0191]14a、24a 圓錐面
[0192]14b、24b 圓筒面
[0193]15 線狀像
[0194]16 扇形狀
[0195]17 線狀像
[0196]30 發(fā)光部
[0197]31 發(fā)光元件
[0198]32 導(dǎo)光部件
[0199]33 電源裝置
[0200]34 控制裝置
[0201]35 殼體
[0202]36 光擴(kuò)散部件
[0203]40、40 ’、40 ”筆輸入裝置(輸入裝置)
[0204]50 輸入系統(tǒng)
[0205]60 遮光用部件
[0206]90 光學(xué)部件
[0207]90a 切 口
【權(quán)利要求】
1.一種輸入系統(tǒng)，其特征在于， 具備: 導(dǎo)光部件； 操作部件，其具有通過接觸上述導(dǎo)光部件而使光入射到該導(dǎo)光部件中的發(fā)光部； 至少2個(gè)探測單元，其位于沒有突出到上述導(dǎo)光部件的上表面的上方的位置，且位于相互離開的部位，探測從上述發(fā)光部入射到上述導(dǎo)光部件并在該導(dǎo)光部件的內(nèi)部傳播的傳播光， 上述探測單元根據(jù)上述探測到的傳播光探測該傳播光的行進(jìn)方向，由此探測上述發(fā)光部接觸上述導(dǎo)光部件的點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入系統(tǒng)，其特征在于，上述發(fā)光部接觸上述導(dǎo)光部件而使光在上述導(dǎo)光部件中擴(kuò)散輻射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輸入系統(tǒng)，其特征在于，上述導(dǎo)光部件具有一邊， 上述探測單元至少設(shè)于上述導(dǎo)光部件的上述一邊的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的輸入系統(tǒng)，其特征在于，在上述導(dǎo)光部件的端部設(shè)有向上述探測單元弓I導(dǎo)上述傳播光的圓錐形的光路轉(zhuǎn)換部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的輸入系統(tǒng)，其特征在于， 還具備具有多個(gè)像素的圖像顯示面板， 基于利用上述探測單元探測到的上述位置坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)上述圖像顯示面板的上述像素。
【文檔編號】G06F3/042GK103959213SQ201280058289
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】岡田訓(xùn)明, 藤原恒夫, 三上謙一郎, 芝直樹 申請人:夏普株式會社