位置輸入裝置及觸摸面板的制作方法

本發明涉及一種檢測用戶的接觸操作(觸摸操作)的接觸位置的觸摸面板。

背景技術：

如專利文獻1所示，作為一種檢測用戶的接觸操作的接觸位置的觸摸面板，目前已知有如下方式(FTIR方式)的觸摸面板，其具備與顯示畫面相對配置的導光板、向導光板入射光的光源、與導光板的側端面相對配置的受光元件，通過由受光元件檢測由于手指或筆等被檢測體接觸導光板而產生的散射光來檢測被檢測體的接觸位置。

另外，在下述專利文獻2～10中，提供了在FTIR方式的觸摸面板中，使從光源射出的光經由與導光板接合的棱鏡向導光板入射的結構。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本國公開專利公報“特開2009－258967號公報”

專利文獻2:日本國公開專利公報“特開2013－250812號公報”

專利文獻3:日本國公開專利公報“特開2013－250813號公報”

專利文獻4:日本國公開專利公報“特開2013－250814號公報”

專利文獻5:日本國公開專利公報“特開2013－250815號公報”

專利文獻6:日本國公開專利公報“特開2013－250816號公報”

專利文獻7:日本國公開專利公報“特開2013－250817號公報”

專利文獻8:日本國公開專利公報“特開2014－2476號公報”

專利文獻9:日本國公開專利公報“特開2014－21789號公報”

專利文獻10:日本國公開專利公報“特開2014－21790號公報”

技術實現要素：

發明所要解決的課題

在經由與導光板接合的棱鏡使光源的射出光向導光板入射的觸摸面板中，由于棱鏡的每個面中與導光板接合的接合部分以外的部位有極少的光泄漏，因此泄漏的光(leak light)會到達受光元件，引起位置檢測的精度劣化。

本發明是鑒于上述問題點而完成的，其目的在于，提供一種位置檢測精度優異的位置輸入裝置及觸摸面板。

用于解決課題的方案

為了實現以上目的，本發明的一方面提供一種位置輸入裝置，其包含于檢測接觸操作的接觸位置的觸摸面板中，其特征在于，具備：光源；導光板；棱鏡，其具有與所述導光板接合的接合部和從所述光源入射光的入射部，使從所述入射部入射的光經由所述接合部向導光板入射；受光部，其接受通過所述接觸操作產生的向所述導光板入射的光的散射光，輸出表示受光結果的信息即用于檢測所述接觸位置的受光數據；非透光部，其覆蓋至少除所述接合部和所述入射部以外的所述棱鏡的表面，阻擋所述光透過。

發明效果

根據本發明的一方面，由于至少除所述接合部和所述入射部以外的所述棱鏡的表面被所述非透光部覆蓋，所以能夠抑制所述散射光以外的光從所述棱鏡的表面泄漏并到達所述受光部的不良情況。因此，產生能夠抑制接觸位置的檢測精度劣化的效果。

附圖說明

圖1是示意性表示本實施方式的觸摸面板的外觀構成的圖；

圖2是示意性表示圖1所示的觸摸面板的功能構成的圖；

圖3是示意性表示圖1所示的觸摸面板所包含的位置輸入裝置的外觀構成的剖面圖；

圖4是示意性表示比較例的觸摸面板的光源的射出光的路徑的圖；

圖5A是示意性表示圖1所示的觸摸面板上安裝的棱鏡的立體圖；

圖5B是示意性表示圖1所示的觸摸面板上安裝的棱鏡的立體圖，是描繪與圖5A不同的部分的圖；

圖6是示意性表示在圖1所示的觸摸面板中，導光板、棱鏡、光源的主軸方向的關系的圖；

圖7是示意性表示圖1所示的觸摸面板的受光部及導光板的構成的圖；

圖8是表示圖1所示的觸摸面板的被檢測體的接觸位置的檢測方法的圖；

圖9是用于說明現有技術的問題點的圖，是表示現有技術的觸摸面板的主要部分的分解立體圖；

圖10A是表示現有技術的觸摸面板的光源的射出光的路徑的模擬結果的圖；

圖10B是表示圖1所示的觸摸面板的光源的射出光的路徑的模擬結果的圖；

圖11是表示可以從棱鏡裝拆光源基板的觸摸面板的圖；

圖12是表示用樹脂將棱鏡的槽部的壁面和光源的間隙充填后的觸摸面板的圖；

圖13A是表示用于從棱鏡裝拆光源基板的裝拆機構的第一實施例的圖；

圖13B是表示在圖13A的裝拆機構中從棱鏡拆下光源基板的狀態的圖；

圖14A是表示用于從棱鏡裝拆光源基板的裝拆機構的第二實施例的圖；

圖14B是表示在圖14A的裝拆機構中從棱鏡拆下光源基板的狀態的圖；

圖15A是表示用于從棱鏡裝拆光源基板的裝拆機構的第三實施例的圖；

圖15B是表示在圖15A的裝拆機構中從棱鏡拆下光源基板的狀態的圖；

圖16是表示用于從棱鏡裝拆光源基板的裝拆機構的第四實施例的圖；

圖17是表示半值角為±15°的指向性的圖；

圖18是示出表示半值角為±15°的指向性的LED的圖；

圖19是表示最佳光源的配置范圍的圖；

圖20是表示棱鏡的變形例的圖；

圖21是表示觸摸面板上所安裝的受光部的變形例的圖；

圖22是表示將棱鏡安裝在導光板的邊緣上的構成的圖；

圖23是表示棱鏡的設置部位的第一圖；

圖24是表示棱鏡的設置部位的第二圖。

符號說明

10 位置輸入裝置

11 導光板

12 光源

13 受光部

14 棱鏡

14a 側面(接合部)

14b 側面

14c 側面

14d 底面(第一底面)

14e 底面(第二底面)

15 光源基板

22 接觸位置特定部(位置檢測部)

30 顯示裝置

100 觸摸面板

141 槽部(凹部)

141a 底部(入射部，壁面)

141b 側部(入射部，壁面)

160 透明樹脂

200 鍍層(非透光部，第一反射部)

280 反射部(第二反射部)

300a 罩(第一罩部件)

300b 罩(第二罩部件)

800～803 裝拆機構

X 被檢測體(接觸體)

具體實施方式

〔實施方式1〕

對本發明的一實施方式進行說明。

圖1是示意性表示本實施方式的FTIR(Frustrated Total Internal Reflection)方式的觸摸面板100的外觀構成的圖，圖2是示意性表示觸摸面板100的功能構成的圖。圖3是示意性表示圖1及圖2所示的觸摸面板中所包含的位置輸入裝置的外觀構成的剖面圖。

觸摸面板100是檢測用戶的接觸操作的接觸位置的裝置。在此，接觸操作是指使用戶的手指或筆等被檢測體(接觸體)接觸觸摸面板100的導光板11的表面(被接觸面)的操作。

如圖2所示，觸摸面板100具備位置輸入裝置10和顯示裝置30。

顯示裝置30具備顯示控制部31和顯示面板32。

顯示控制部31根據從與觸摸面板100連接的主機裝置240輸入的圖像數據控制顯示面板32的顯示狀態。

顯示面板32在顯示畫面上顯示與顯示控制部31的指示相對應的圖像。此外，顯示面板32只要具有顯示與顯示控制部31的指示相對應的圖像的功能即可，沒有特別限定，例如可使用液晶顯示面板、等離子顯示面板、有機EL顯示面板等。

主機裝置240具有向顯示裝置30輸出圖像數據的功能、和從位置輸入裝置10接收表示用戶對與該圖像數據相對應的圖像的操作輸入內容的信號的功能，例如可使用個人計算機、電視接收機、各種視頻再現裝置等。另外，主機裝置240可以與觸摸面板100一體地設置，也可以與觸摸面板100分體設置，在其與觸摸面板100之間進行通信。

位置輸入裝置10是用戶進行信息輸入的裝置。具體而言，位置輸入裝置10通過使用戶進行被檢測體(手指或筆等)的位置指定(上述的接觸操作)而進行信息輸入。

如圖2所示，位置輸入裝置10具備光源12、受光部13、存儲部25、控制部20及位置信息輸出部24。進而，如圖1及圖3所示，位置輸入裝置10具備導光板11、棱鏡14、光源基板15。另外，如圖2所示，控制部20具備發光控制部21、接觸位置特定部22及接觸坐標計算部23。此外，控制部20還可以兼備顯示控制部31的功能。

導光板11以覆蓋顯示面板32的顯示畫面的方式與顯示面板32相對配置，使從光源12經由棱鏡14入射到該導光板11的光在該導光板11內傳播。本實施方式中，使用由厚度為2mm的丙烯酸樹脂構成的導光板11。但是，導光板11的材質及厚度沒有特別限定，可以使用目前公知的各種導光板。

光源12是將多個發光元件沿一方向排列并組件化(陣列化)而成的光源(參照圖3及圖5B)，被安裝于光源基板15上。本實施方式中，作為構成光源12的發光元件，使用發射波長為850nm的紅外光的LED(Light Emitting Diode)。

此外，如圖1所示，導光板11從表面或背面的法線方向觀察的形狀(被檢測體接觸的面的形狀)為矩形形狀。而且，如圖1及圖3所示，光源12被插入位于導光板11的構成上述矩形形狀的周緣部的4個邊中的1個邊(稱之為邊緣11a)附近的棱鏡14的槽部141中。構成光源12的多個發光元件的排列方向為與邊緣11a的長邊方向平行的方向且與導光板11的背面或表面平行的方向。

在此，上述的“矩形形狀”不僅是指嚴格意義上的矩形形狀，而且還包含大致矩形形狀。因此，例如可以是對矩形形狀的角部進行了倒角加工的形狀，也可以在矩形形狀的邊部分(矩形形狀的邊和顯示區域之間的區域)設置凹凸或切口部。

另外，作為上述的“位于1個邊(邊緣11a)附近的棱鏡14”的方式，包含：(a)從導光板11的板面法線方向觀察，在導光板11的邊緣11a和顯示面板32的顯示區域32a之間的范圍G(參照圖23)配置棱鏡14的方式；(b)以從導光板11的板面法線方向觀察時，邊緣11a和棱鏡14重疊的方式配置棱鏡14的方式(參照圖24)；(c)相對于邊緣11a接合有棱鏡14的方式(參照圖22)。此外，本實施方式中，棱鏡14以位于圖23所示的范圍G的方式被貼附于導光板11的背面。

圖5A是示意性表示棱鏡的立體圖。圖5B是示意性表示棱鏡的立體圖，描繪與圖5A不同的部分。

如圖5A及圖5B所示，棱鏡14是底面形成為直角三角形的三棱柱形狀(triangular prism)的光學部件。此外，本實施方式中，棱鏡14為三棱柱形狀，但也可以為三棱柱形狀以外的多棱柱形狀(polygonal prism)。作為棱鏡14，優選使用與導光板11相同材質的棱鏡。因此，本實施方式中，使用由透明丙烯酸樹脂構成的棱鏡14。

此外，上述的“直角三角形”不僅是指嚴格意義上的直角三角形，而且還包含大致直角三角形，上述的“三棱柱形狀”不僅是指嚴格意義上的三棱柱形狀，而且還包含大致三棱柱形狀，上述的“多棱柱形狀”不僅是指嚴格意義上的多棱柱形狀，而且還包含大致多棱柱形狀。因此，例如棱鏡14可以是對上述的三棱柱形狀的角部及棱部的至少一方進行了倒角加工的形狀，也可以在三棱柱形狀的各面設置槽部、凹凸或切口部。在這一點上，如圖3、圖5A及圖5B所示，在本實施方式的棱鏡14上形成有用于插入光源12的槽部141。

如圖3所示，棱鏡14具有互相垂直的側面14a、14b，和相對于側面14a、14b的傾角為銳角的側面14c，以側面14a與導光板11的背面呈平行、側面14b與導光板11的背面呈垂直、側面14b配置于導光板11的中央側、側面14c配置于導光板11的周緣部側(邊緣11a側)的方式，利用粘接劑或溶劑粘接于導光板11的背面上的該導光板11的端部附近。具體而言，如圖1及圖3所示，以棱鏡14的底面與導光板11的背面或表面呈垂直，且與構成光源12的發光元件的排列方向垂直的方式，利用粘接劑將棱鏡14的側面14a和導光板11的背面接合。

此外，需要以粘接部位不會產生氣泡的方式進行粘接。上述粘接劑只要是能透過從光源12射出的光的粘接劑即可，例如可以使用目前公知的光學用粘接劑或溶劑。但是，優選使用由接近導光板11的折射率及棱鏡14的折射率的材料構成的粘接劑或溶劑(例如透明丙烯酸樹脂系的粘接劑或溶劑)。另外，棱鏡14也可以與導光板11一體形成。

上述槽部141形成于側面14c，以光源12的光的射出方向和槽部141的底部交叉的方式插入光源12。

另外，如圖6所示，確定導光板11、光源12、棱鏡14的位置關系及形狀，使與棱鏡14的側面14c平行的面501和導光板11的背面形成的角度為50°，且光源12的射出光的主軸方向550和面501垂直。

另外，本實施方式中，如圖3所示，在除與導光板11接合的接合部即側面14a、槽部141的兩個側部(圖11的141b)和一個底部(圖11的141a)以外的棱鏡14的表面形成有鍍層200，后面詳述該鍍層200。

在以上的構成中，如圖3所示，從光源12射出的光從棱鏡14的槽部141向棱鏡14的內部入射并在棱鏡14的內部行進。在棱鏡14的內部行進的光經由棱鏡14的與導光板11接合的接合部即側面14a向導光板11內入射，到達導光板11的表面。此時，在本實施方式中，從光源12沿主軸方向射出的光相對于導光板11的表面，以比導光板11的表面(導光板和空氣的邊界面)的臨界角41.25°大的入射角50°入射。此外，本實施方式中，如上所述，使用由丙烯酸樹脂(折射率1.49)構成的導光板11，根據菲涅爾定律計算導光板11和空氣的邊界面的臨界角時，為42.15°。

以比臨界角大的角度向導光板11入射的光(參照圖3的a、b)在導光板11的表面全反射，一邊在導光板11的表面和背面反復進行全反射，一邊在導光板11內傳播。另外，以臨界角向導光板11入射的光(參照圖3的c)沿著導光板11的表面傳播。另外，以比臨界角小的角度入射的光(參照圖3的d)，其大部分(參照圖3的d1)從導光板11的表面朝向空氣中行進，一部分(參照圖3的d2)被導光板11的表面反射，從背面朝向導光板11的外部射出。

這樣，本實施方式中，考慮作為光源12所使用的LED的射出光的指向性，以沿主軸方向(射出光的光強度為最大的方向；射出角0°)射出的光朝向導光板11的表面的入射角成為比臨界角大的角度(50°)的方式確定導光板11、棱鏡14及光源12的位置關系、形狀、尺寸等。由此，本實施方式中，在被檢測體(用戶的手指或筆等)接觸導光板11時(進行接觸操作時)，在導光板11的表面產生光的散射，通過檢測該散射，能夠高精度地檢測被檢測體的接觸位置。

參照圖4所示的比較例對這一點進行詳細說明。圖4是將光源12’與導光板11’的端面(邊緣部)相對配置的觸摸面板，是表示以光源12’的射出光的主軸方向與導光板11’的表面(或背面)平行的方式從導光板11’的端面入射光源12’的射出光時的光行進路徑的圖。圖4所示的比較例中，從光源12’沿主軸方向射出的光(參照圖4的m)不是在導光板11’內的與空氣的界面進行反射(不沿導光板11’的表面及背面入射)，而是沿與導光板11’的表面或背面平行的方向直線傳播，到達導光板11’的端部(與光源12’相對的端部的相反側的端部)。在該情況下，在導光板11’的表面傳播的光的強度減弱，被檢測體與導光板11’接觸時，在導光板11’的表面產生的散射光的強度減小，因此，接觸位置的檢測精度會降低。

與之相對，本實施方式中，如圖3所示，由于使從光源12向主軸方向(射出光的光強度為最大的方向；射出角0°)射出的光朝向導光板11表面的入射角度比臨界角大，所以在被檢測體與導光板11接觸時，在導光板11的表面產生的散射光的強度增強，能夠提高接觸位置的檢測精度。

圖1所示的受光部13接受用戶使手指或筆等被檢測體接觸導光板11時產生的散射光，生成與受光結果相對應的電氣信號并將其傳遞給控制部20。在本實施方式中，如圖1所示，設有3個受光部13。

圖7是表示受光部13及導光板11的構成的圖。

如圖7所示，受光部13具備透鏡16、帶通濾波器17及拍攝元件18。另外，在導光板11上的與受光部13相對應的位置設有從導光板11的表面側朝向背面側成為圓錐狀的凹部19。

由此，如圖7所示，當用戶通過使被檢測體X(用戶的手指或筆等)接觸導光板11的表面而進行位置輸入時(進行接觸操作時)，從光源12向導光板11入射并在導光板11內傳播的光在導光板11與被檢測體X的接觸部發生散射。而且，散射的光的一部分再次在導光板11內傳播并到達凹部19，在凹部19反射并朝受光部13入射。

入射到受光部(光檢測用照相機)13的光經由透鏡16及帶通濾波器17聚光在拍攝元件18的拍攝面上，由拍攝元件18進行拍攝。由此，生成上述散射光的輝點信息(圖像數據、受光數據)。

此外，如圖1所示，受光部13和棱鏡14配置于導光板11的邊緣11a的附近，相較于受光部13，棱鏡14配置于更接近邊緣11a的位置。這是因為受光部13的觀測區域(檢測范圍)不包含棱鏡14與導光板11接合的接合部(側面14b)。

接著，對圖2所示的控制部20所具備的發光控制部21、接觸位置特定部22及接觸坐標計算部23進行說明。

發光控制部21控制光源12的動作，將光源12切換為發光狀態和熄滅狀態。

接觸位置特定部(位置檢測部)22基于從受光部13輸入的電信號(輝點信息)而特定被檢測體相對于導光板11的接觸位置。

圖8是表示被檢測體的接觸位置(用戶輸入的位置)的檢測方法的圖。

當被檢測體X與導光板11接觸時，從光源12向導光板11入射并在導光板11內傳播的光發生散射(參照圖7)。通過該散射而產生的散射光入射到受光部13，被各個受光部13的拍攝元件18拍攝下來，檢測接觸位置相對于各個受光部13的角度信息。由此，根據由三個受光部13中所選出的至少兩個受光部13檢測出的角度信息，使用三角測量法檢測接觸位置。

例如，如圖8所示，將接觸位置的坐標設為P(Xp，Yp)，將三個受光部13中的兩個設為受光部13a、13b，將散射光相對于受光部13a的入射角度設為α＝40°，將散射光相對于受光部13b的入射角度設為β＝50°，將受光部13a的拍攝面的中心部和受光部13b的拍攝面的中心部的間隔設為L＝560mm時，根據“L＝Yp/tanα+Yp/tanβ”，

Yp＝L/(1/tanα+1/tanβ)

＝L·sinα·sinβ/sin(α+β)

＝560·sin40°·sin50°/sin(40°+50°)

＝275.74

Xp＝Yp/tanα

＝275.74/tan40°

＝328.61。

此外，也可以通過預先進行校準等，生成表示由各受光部13的拍攝元件18生成的拍攝數據中的散射光的入射角度，和導光板11上的坐標系中的位置及角度的對應關系的數據，使用該數據算出接觸位置。

接觸坐標計算部23基于表示預先存儲于存儲部25的導光板11的坐標系和顯示畫面的坐標系的對應關系的數據，將由接觸位置特定部22檢測出的導光板11上的接觸位置的坐標變換(修正)為顯示畫面的坐標系。由此，檢測被檢測體X相對于顯示畫面的操作指示位置(接觸位置)，即與被檢測體相對于導光板11的接觸位置相對應的顯示畫面的坐標系中的坐標位置。

位置信息輸出部24向主機裝置240輸出接觸坐標計算部23所特定的操作指示位置相對于顯示畫面的坐標的信息(指示信息)。由此，在主機裝置240中，基于顯示畫面中所顯示的圖像和被檢測體X相對于顯示畫面的接觸位置，檢測來自用戶的指示內容。

此外，圖2所示的控制部20沒有必要設置于位置信息輸入裝置20中，其既可以設置于主機裝置240中，也可以設置于顯示裝置30中。即，主機裝置240或顯示裝置30也可以接收受光部13的輝點信息，基于該輝點信息來檢測被檢測體X的接觸位置。

但是，在現有技術的觸摸面板中，因從棱鏡的表面向棱鏡外部泄漏的光、或從光源未向棱鏡入射而泄漏的光而產生檢測精度劣化的問題，但在本實施方式中該問題被抑制。以下，基于附圖說明這一點。

圖9是用于說明現有技術的問題點的圖，是表示現有技術的觸摸面板的主要部分的分解立體圖。圖9所示的棱鏡600的各個面中，與導光板500的背面平行的側面600a與導光板500的背面接合(圖中雖然分開顯示，但實際上接合在一起)。另外，圖9的棱鏡600的各個面中，與導光板500的背面垂直的側面600b和相對于該背面傾斜的側面600c露出(exposed to air)，各個底面600d、600e也露出。

另外，在棱鏡600上未形成用于插入光源650的槽部，安裝光源650的光源基板610與側面600c隔開間隔相對配置，側面600c成為入射光源650的光的入射部。

根據圖9的構成，從光源650向棱鏡600的內部入射并行進的光中，也有未透過與導光板500接合的接合部(側面600a)而會在該接合部反射的光，這樣的光會從底面600d、600e或側面600b、600c向外部泄漏，發生該泄漏的光會到達受光部700的事態。另外，從光源650到達側面600c的光中，也有不在棱鏡600的內部行進而會反射到棱鏡600的外部的光，也發生該光會到達受光部700的事態。

如果發生這些事態，受光部700就會接受被檢測體與導光板500的接觸產生的散射光以外的光，產生受光部700的檢測精度劣化的問題。另外，在導光板500的內部傳播的光的量會降低，發生光量損失的問題。

與之相對，在本實施方式中，為了抑制以上的問題，在直至導光板11為止的光路上進行了各種努力，以下對這一點進行說明。

如圖3及圖5所示，本實施方式的棱鏡14具有與導光板11的背面平行的側面14a、與導光板11的背面垂直的側面14b以及相對于導光板11的背面傾斜的側面14c。

如圖3所示，棱鏡14的側面14a是與導光板11的背面接合的接合部。

另外，如圖3、圖5A、圖5B及圖6所示，在棱鏡14的側面14c形成有沿著構成光源12的多個發光元件的排列方向(與邊緣11a平行的方向)被切口的凹形的槽部(凹部)141。如圖5B所示，該槽部141從一底面(第一底面)14d遍及另一底面(第二底面)14e形成(底面14d、14e也被切口)。

進而，如圖3所示，本實施方式的棱鏡14在除與導光板11接合的接合部即側面14a和插入光源12的槽部141的壁面以外的表面形成有鍍層200。即，在棱鏡14的表面上圖5A及圖5B所示的側面14a及槽部141的壁面未形成鍍層，但在側面14b，14c、底面14d，14e形成有鍍層200。此外，如圖11所示，在槽部141的壁面包含底部141a和側部141b，但底部141a、側部141b雙方均未形成鍍層。

鍍層200的與棱鏡14的表面緊貼的一側的面(與棱鏡14的界面)成為反射光的反射面。作為鍍層200的材料，可舉出銀、鋁、三價鉻。另外，作為對于棱鏡14形成鍍層的方法，可使用眾所周知常用的方法。例如，通過蒸鍍、化學鍍、電鍍、噴涂等形成鍍層。

另外，如圖3及圖5B所示，在經過鍍層加工的棱鏡14的側面14c安裝有由具有遮光性的材質構成的光源基板15。具體而言，在槽部141插入光源12，以槽部141中形成于側面14c側的部分和側面14c被光源基板15覆蓋(密封)的方式將光源基板15與側面14c整體緊貼在一起。

進而，如圖5A及圖5B所示，對經過鍍層加工的棱鏡14的底面14d貼附罩(第一罩部件)300a，同樣，向經過鍍層加工的棱鏡14的底面14e貼上罩(第二罩部件)300b。具體而言，以覆蓋(密封)底面14d的全區域及槽部141中形成于底面14d側的部分(凹部)的方式，罩300a緊貼在底面14d上。同樣，以覆蓋(密封)底面14e的全區域及槽部141中形成于底面14e側的部分(凹部)的方式，罩300b緊貼在底面14e上。此外，罩(罩部件)300a、300b是經過了鍍層加工的丙烯酸板，具有反射光的性質。

如上加工的棱鏡14中未進行鍍層加工的側面14a與導光板11的背面接合。如圖1所示，在本實施方式的觸摸面板100上設有兩個如上所述的棱鏡14。

另外，如圖3所示，在導光板11的各周緣部中棱鏡14附近的周緣部(邊緣11a)，形成有當入射在導光板11的內部傳播的光時則將該光朝向導光板11的內部反射的反射部(第二反射部)280。

根據以上的構成，除與導光板11接合的接合部即側面14a和入射來自光源12的光的槽部141以外，棱鏡14的表面由鍍層200覆蓋。鍍層200作為不透射光的非透光部(light block section)起作用，所以能夠抑制導光板11的散射光以外的光從棱鏡14的表面到達受光部13的不良情況。因此，起到可抑制接觸位置的檢測精度劣化的效果。

特別是，本實施方式中，從棱鏡14的內部到達鍍層200的光通過鍍層(第一反射部)200反射到棱鏡14的內部，因此，不僅能夠抑制光從棱鏡14的泄漏，而且還能夠抑制從棱鏡14向導光板11傳播的光量的降低，能夠抑制光量損失。

進而，根據本實施方式，由于光源12被棱鏡14的槽部141的壁面包圍，所以能夠高效地將光源12的照射光收入棱鏡14。

另外，如圖3及圖11所示，槽部141的壁面由底部141a及側部141b構成，光源12的照射光的大部分經由底部141a在棱鏡14的內部行進，在底部141a產生極少量的光的反射。但是，本實施方式中，如圖11所示，由于形成有相對于底部141a垂直延伸的側部141b，所以在底部141a反射的光到達側部141b，經由側部141b入射到棱鏡14的內部。即，即使在底部141a引起反射，也能夠將該反射光從側部141b收入棱鏡14的內部，所以能夠抑制光量損失。

另外，如圖3所示，槽部141中形成于側面14c側的部分被具有遮光性的光源基板15覆蓋。因此，能夠抑制光從槽部141中形成于側面14c側的部分泄漏。進而，如圖5A及圖5B所示，由于槽部141中形成于棱鏡14的底面14d、14e側的部分被罩300a、300b覆蓋，所以也能夠抑制光從該部分泄漏。

進而，根據本實施方式，由于在導光板11的邊緣11a設有反射部280(參照圖3)，所以能夠抑制光從導光板11泄漏，由此能夠抑制光量損失。

圖10A是對于現有技術的觸摸面板上的光源的射出光，表示基于光路跟蹤法的模擬結果的圖，圖10B是對于本實施方式的觸摸面板100上的光源的射出光，表示基于光路跟蹤法的模擬結果的圖。此外，在圖10A所示的現有技術中，在棱鏡上沒有形成鍍層，棱鏡的各個面(除其與導光板的接合面之外)露出。另外，在圖10A所示的現有技術中，在棱鏡上沒有形成插入光源的槽部，光源基板和棱鏡隔有間隔。另外，在圖10A所示的現有技術中，也沒有設置與本實施方式的反射部280相當的部件。

根據圖10A和圖10B可知，本實施方式的觸摸面板100與現有技術相比，在導光板的內部傳播的光的量多。因此表明，根據本實施方式的構成，與現有技術相比，更能夠抑制光量損失。

此外，在以上所示的實施方式中，使用了由透明丙烯酸樹脂構成的棱鏡14，但當然也可以使用樹脂以外的材質的棱鏡。例如，也可以使用由抑制了氧化鐵成分的高透過玻璃(例如硼硅酸玻璃(注冊商標))構成的棱鏡。但是，在本實施方式中，考慮到紅外線的透射率、加工性、成本等條件，使用由透明丙烯酸樹脂構成的棱鏡。

另外，以上所示的實施方式中，棱鏡14的表面由鍍層200覆蓋，但并不局限于鍍層200。例如，也可以將棱鏡14插入由鋁薄板構成的殼體(反射部件)中，利用該殼體將從棱鏡14的表面泄漏的光朝棱鏡14的內部反射。但是，該情況下，需要在上述殼體上形成用于使槽部141及側面14a(接合部)露出的開口。

進而，反射部件也可以不是由鍍層200或鋁薄板構成的殼體，總而言之，只要用不透射光的部件將除了槽部141及側面14a(接合部)以外的棱鏡14的表面覆蓋即可。例如，也可以用黑色帶之類的遮光部件(非透光部)將除了槽部141及側面14a(接合部)以外的棱鏡14的表面覆蓋。即使是這樣的構成，也能夠將光源12的射出光經由棱鏡14向導光板11入射，且能夠抑制導光板11的散射光以外的光從棱鏡14的表面到達受光部13的事態(能夠抑制接觸位置的檢測精度的劣化)。

另外，在以上所示的實施方式中，作為覆蓋棱鏡14的底面14d、14e的罩300a、300b，使用經過鍍層加工的丙烯酸板，但不限于該丙烯酸板。即，也可以使用鍍層之類的反射材料，只要是不透射光的材料即可(為了能抑制光的泄漏)。例如，也可以將涂裝了黑色的丙烯酸板或黑色帶之類的遮光部件作為罩300a、300b來使用。但是，具有反射性的鍍層相較于以上那樣的遮光部件在光量效率這一點上更優異，因此，在本實施方式中，使用由經過鍍層加工的丙烯酸板構成的罩300a、300b。

另外，本實施方式的構成為在導光板11的背面接合棱鏡14，但棱鏡14的接合位置不限于在導光板11的背面，例如如圖22所示，也可以將棱鏡14安裝于導光板11的端部(邊緣)。

但是，將棱鏡14接合在導光板11的背面的構成(圖1、圖3)相較于圖22所示的構成其優點更多，因此，在本實施方式中，采用將棱鏡14接合在導光板11的背面的構成。此外，上述優點的實例如下。首先，根據圖1的構成，也可以不在導光板的外側配置光源及棱鏡，因此，可以實現裝置的小型化。另外，如圖22，在導光板11的端部安裝棱鏡14的情況下，難以進行與導光板貼合的貼合加工(bonding process)，且由于棱鏡14的銳角部露出，所以產生制造裝配時的損傷或棱鏡14自身破損的問題，但在圖1的構成中，導光板11的加工變得容易，不易產生這種問題。另外，在圖22的構成中，在導光板11產生了翹曲(warpage)或撓曲(deflection)的情況下，容易產生光源12的錯位，但在圖1的構成中，即使導光板11產生翹曲或撓曲，也不會產生光源12的錯位。

〔實施方式2〕

如圖3所示，實施方式1中，在經過鍍層加工的棱鏡14的側面14c緊貼由具有遮光性的材質構成的光源基板15。在此，關于棱鏡14的側面14c中與光源基板15緊貼的部分，由于光源基板15的存在，即使未形成鍍層，也能夠抑制光從該緊貼部分泄漏。

因此，在實施方式2中，在棱鏡14中除與導光板11接合的接合部即側面14a、插入光源12的槽部141的壁面、側面14c上的與光源基板15的緊貼部分以外的表面形成鍍層200。即使是這種構成，也能夠抑制因被檢測體接觸導光板11而產生的導光板11的散射光以外的光從棱鏡14的表面泄漏并到達受光部13的不良情況，能夠抑制位置檢測精度的劣化。

〔實施方式3〕

當在槽部141的壁面產生光的散射時，就會產生向棱鏡14入射的光量的降低。因此，優選對槽部141的壁面進行拋光。具體而言，如圖11所示，槽部141的壁面具有底部141a及側部141b，但優選對底部141a及側部141b進行拋光。由此，能夠抑制光在槽部141的壁面上產生散射，能夠抑制向棱鏡14入射的光量的降低。

〔實施方式4〕

如圖12所示，也可以在槽部141的壁面和光源12的間隙充填透明樹脂160。作為透明樹脂160，可舉出硅酮樹脂(硅脂)、丙烯酸類粘接劑，但優選折射率接近棱鏡14的材料。

在圖12所示的充填透明樹脂160的構成的情況下，如實施方式3，即使不對槽部141的壁面進行拋光，也能夠抑制光在槽部141的壁面上產生散射，能夠抑制向棱鏡14入射的光量的降低。另外，不對槽部141的壁面進行拋光而充填透明樹脂160的實施方式4相較于對槽部141的壁面進行拋光的實施方式3，具有能夠簡化棱鏡的制造工序這一優點。

但是，在圖12所示的充填透明樹脂160的構成的情況下，由于光源12和棱鏡14會粘接在透明樹脂160上，所以具有難以從棱鏡14拆下光源基板15這一缺陷，但在圖11所示的實施方式3的構成的情況下，可以容易地從棱鏡14拆下光源基板15。

〔實施方式5〕

如圖11所示，由于能夠從棱鏡14拆下光源基板15，所以需要具備相對于棱鏡14裝拆光源基板15的裝拆機構。本實施方式中，對該裝拆機構進行說明。

圖13A是表示從棱鏡14裝拆光源基板15的拆裝機構的第一實施例的圖，圖13B是表示在圖13A的裝拆機構中從棱鏡14拆下了光源基板15的狀態的圖。

圖13A及圖13B所示的裝拆機構800具備由丙烯酸樹脂構成的固定部800A、用螺絲將導光板11緊固于固定部800A的螺釘800B、用螺絲將光源基板15緊固于固定部800A的螺釘800C。固定部800A用磨砂黑涂裝。

根據圖13A及圖13B的構成，利用螺釘800B、800C能夠容易地從棱鏡14拆下安裝有光源12的光源基板15。另外，由于固定部800A用磨砂黑涂裝了，所以能夠抑制光在固定部800A的反射。

圖14A是表示用于從棱鏡14裝拆光源基板15的裝拆機構的第二實施例的圖，圖14B是表示在圖14A的裝拆機構中從棱鏡14拆下了光源基板15的狀態的圖。

圖14A及圖14B所示的裝拆機構801具備板金801A、用螺絲將導光板11緊固于板金801A的螺釘801B、用螺絲將光源基板15緊固于板金801A的螺釘801C。板金801A施有染黑處理。

根據圖14A及圖14B的構成，利用螺釘801B、801C能夠容易地從棱鏡14拆下安裝了光源12的光源基板15。另外，由于板金801A被施有染黑處理，所以能夠抑制光在板金801A的反射。此外，在板金801A為鋁制的情況下，也可以不進行染黑處理而進行黑色氧化鋁膜處理。

圖15A是表示用于從棱鏡14裝拆光源基板15的裝拆機構的第三實施例的圖，圖15B是表示在圖15A的裝拆機構中從棱鏡14拆下了光源基板15的狀態的圖。

圖15A及圖15B所示的裝拆機構802由實有染黑處理的板金構成。裝拆機構802具備通過將導光板11的一部分插入來保持該導光板11的槽部802A、載置光源基板15的傾斜部802B以及相對于傾斜部802B豎立設置并支承光源基板15的承受部802C。

根據圖15A及圖15B的構成，能夠容易地從棱鏡14拆下安裝有光源12的光源基板15。另外，也不需要如圖13A及圖14A那樣用螺釘緊固。另外，在裝拆機構802為鋁制的情況下，不進行染黑處理而進行黑色氧化鋁膜處理。

圖16是表示用于從棱鏡14裝拆光源基板15的裝拆機構的第四實施例的圖。圖16所示的裝拆機構803具備由丙烯酸樹脂構成的固定部803A、板金803B、用螺絲將導光板11緊固于固定部803A的螺釘803C、用螺絲將光源基板15緊固于板金803B的螺釘803D、以及用螺絲將板金803B緊固于固定部803A的螺釘803E。固定部803A用磨砂黑涂裝。板金803B施有染黑處理。此外，在板金803B為鋁制的情況下，不進行染黑處理而進行黑色氧化鋁膜處理。根據圖16的構成，利用螺釘803C、803D可以容易地從棱鏡14拆下安裝有光源12的光源基板15。

如上所示，在具備圖13～圖16那樣的裝拆機構的情況下，能夠簡單地進行光源12及光源基板15的維護或更換。

〔變形例〕

如圖3所示，在實施方式1中，光源12的光在導光板11上以50°的入射角入射，但入射角也可以適宜變更。以下說明這一點。

如圖17及圖18所示，在光源12的半值角(相對強度為50％以上的光的照射角度)為±15°的情況下，為了使半值角的范圍的光高效地朝導光板11入射，優選將上述入射角設為57.15°。但是，如果將入射角設為57.15°，則需要設計更大的棱鏡14，產生材料成本的問題。因此，實施方式1中大膽地將入射角抑制在50°，抑制棱鏡14的尺寸。

即，由于考慮了棱鏡14的尺寸，所以在實施方式1中將入射角設為50°，但如果從盡可能高效地入射半值角的范圍的光的觀點出發，優選將入射角設定在50°至57.15°的范圍。另外，由于入射角只要比臨界角大即可，所以在使用由丙烯酸樹脂(折射率1.49)構成的導光板11，且光源12的半值角為±15°的情況下，入射角為大于42.15°小于等于57.15°的值即可。

另外，光源12的可設置范圍(物理上可設置的范圍)中，不必使光源12的半值角的光在棱鏡14的內部極力反射就能夠到達導光板11的設置范圍為圖19的a～b的范圍。因此，優選將光源12設置在圖19的a～b的范圍，由此，能夠使光源12的光高效地朝導光板11入射。

另外，實施方式1中，使用了三棱柱形狀的棱鏡14，但棱鏡14的形狀不限于三棱柱形狀。可以是各種各樣的多棱柱形狀，也可以是圓筒形狀，還可以是半圓筒形狀，還可以是半圓錐型。即，只要是眾所周知的常用的棱鏡即可，可以是任何形狀。另外，如圖20所示，也可以使用在柱透鏡38上接合了棱鏡14a的結構。柱透鏡38和棱鏡14a可以通過粘接劑或溶劑接合，也可以將柱透鏡38與棱鏡14a一體成型。

另外，也可以用具備具有線性傳感器的受光部代替圖7所示的受光部13。圖21是表示變形例的觸摸面板的圖。圖21的觸摸面板100a具備受光部41用來代替受光部13。受光部41具備基板42、檢測元件(線性傳感器)43、及透鏡44，在導光板11的側端面與導光板11相對配置。

〔總結〕

本發明的第1方面提供一種位置輸入裝置10，包含于檢測接觸操作的接觸位置的觸摸面板100，其特征在于，具備：光源12；導光板11；棱鏡14，其具有與上述導光板11接合的側面14a(接合部)，和從上述光源12入射光的槽部141的壁面(入射部)，使從槽部141的壁面入射的光經由上述側面14a向導光板11入射；受光部13，其接受通過上述接觸操作產生的向上述導光板11入射的光的散射光，輸出表示受光結果的信息即用于檢測上述接觸位置的受光數據；鍍層200(非透光部)，其覆蓋至少除上述側面14a和上述槽部141的壁面以外的上述棱鏡14的表面，阻擋上述光的透過。

根據本發明的第1方面，由于上述鍍層200覆蓋至少除上述側面14a和上述槽部141的壁面以外的上述棱鏡14的表面，所以能夠抑制上述散射光以外的光從上述棱鏡14的表面泄漏并到達上述受光部13這一不利情況。因此，起到能夠抑制接觸位置的檢測精度的劣化這樣的效果。

本發明的第2方面在第1方面的構成的基礎上，其特征在于，上述非透光部為將從上述棱鏡到達的光向上述棱鏡反射的鍍層200(第一反射部)。

根據本發明的第2方面，由于從上述棱鏡14到達上述鍍層200的光在上述棱鏡14進行反射，因此，能夠抑制從棱鏡14向導光板11傳播的光量的降低，起到能夠抑制光量損失這樣的效果。

本發明的第3方面在第1或第2方面的構成的基礎上，其特征在于，在上述棱鏡14上形成有插入上述光源12的槽部(凹部)141，上述槽部141的壁面為上述入射部。

根據本發明的第3方面，由于上述光源12被上述棱鏡14的槽部141的壁面包圍，所以能夠使從光源12射出的光高效地朝棱鏡14入射。

本發明的第4方面在第3方面的構成的基礎上，其特征在于，上述棱鏡14為多棱柱形狀，上述槽部141形成于上述棱鏡14的側面14c上，具有具備上述光源12的光源基板15，上述光源基板15由遮光性的材質構成，以上述光源12插入上述槽部141的方式覆蓋上述槽部141。

根據本發明的第4方面，上述槽部141被具有遮光性的材質覆蓋，能夠抑制光從上述槽部141的泄漏。

本發明的第5方面在第4方面的構成的基礎上，其特征在于，上述槽部141從上述棱鏡14的一底面(第一底面)14d遍及另一底面(第二底面)14e而形成，在底面14d安裝有罩(第一罩部件)300a，其覆蓋槽部141中形成于底面14d的部分在底面14e安裝有罩(第二罩部件)300b，其覆蓋槽部141中形成于底面14e的部分。

根據本發明的第5方面，即使上述槽部141為從上述棱鏡14的一底面14d遍及另一底面14e而形成的構成，由于覆蓋上述槽部141中形成于底面14d的部分的罩部件300a安裝在底面14d上，覆蓋上述槽部141中形成于底面14e的部分的罩部件300b安裝于底面14e上，所以也能夠抑制光從上述槽部141泄漏。

在本發明的第4或第5方面中，使具有遮光性的上述光源基板15緊貼于上述棱鏡14的側面14c的情況下，即使不在上述棱鏡14的側面14c中與上述光源基板15緊貼的緊貼部分設置鍍層200，也能夠抑制光從該緊貼部分泄漏。因此，在本發明的第6方面中，在第4或第5方面的基礎上，其特征在于，上述光源基板15以覆蓋上述槽部141的方式緊貼于上述側面14c，上述鍍層200覆蓋除上述側面14a和上述槽部141的壁面、上述側面14c上的上述光源基板15的緊貼部分以外的上述棱鏡14的表面。

本發明的第7方面在第3～6方面中任一方面的構成的基礎上，其特征在于，在上述槽部141的壁面和上述光源12之間充填有透明樹脂160。

根據本發明的第7方面，即使不對上述槽部141的壁面進行拋光，也能夠抑制光在上述槽部141的壁面上產生散射，因此，能夠抑制向上述棱鏡14入射的光的光量降低。另外，本發明的第4方面的構成相較于對上述槽部141的壁面拋光的構成，能夠簡化制造工序。

本發明的第8方面在第3～6方面中任一方面的構成的基礎上，其特征在于，具備用于相對于上述棱鏡14裝拆上述光源基板15的裝拆機構800～803。

根據本發明的第8方面，能夠簡單地進行上述光源12及上述光源基板15的維護或更換。

本發明的第9方面在第1～8方面中任一方面的構成的基礎上，其特征在于，上述棱鏡14接合于上述導光板11中與進行接觸操作的面(被檢測體X接觸的面)相反側的面(背面)。

根據本發明的第9方面，與將棱鏡14接合于導光板11的側面的構成相比，具有裝置小型化、低成本等優點。

本發明的第10方面在第1～9方面中任一方面的構成的基礎上，其特征在于，在上述導光板11的端部設有朝向上述導光板11的內部反射光的反射部(第二反射部)280。

根據本發明的第10方面，由于能夠抑制光從導光板11泄漏，所以能夠抑制接觸位置的檢測精度的劣化和光量損失。

本發明的第11方面在第1～10方面中任一方面的構成的基礎上，其特征在于，上述棱鏡14的角部及棱部的至少一方被倒角。

根據本發明的第11方面，即使在制造位置輸入裝置10時或維護時作業員接觸棱鏡14的情況下，由于棱鏡14的角部及棱部的至少一方被倒角，所以能夠抑制制造裝配時的損傷或棱鏡自身的破損。

本發明的第12方面提供一種觸摸面板100，其具備：顯示裝置30、與上述顯示裝置30的顯示畫面相對配置的第1～11方面的位置輸入裝置10、基于從上述受光部13輸出的受光數據來檢測上述被檢測體的接觸位置的位置檢測部22。

本發明不限于上述的實施方式，可以在權利要求書所示的范圍內進行各種變更。即，將在權利要求書所示的范圍內適宜變更的技術方案組合所得到的實施方式也包含于本發明的技術范圍內。

工業上的可利用性

本發明可適用于FTIR方式的觸摸面板。