[发明专利]光波导路装置及光学式触摸面板

说明书

技术领域

本发明涉及能够进行光学三维检测的光波导路装置和使用该光波导路装置的能够进行光学三维检测的光学式触摸面板。

背景技术

公知有使来自发光元件的光经由发光侧光波导路而引导向坐标输入区域、使通过了坐标输入区域的光经由受光侧光波导路而引导向受光元件的光学式触摸面板(例如专利文献1、2)。

在专利文献1(USER INPUT DEVICE FOR A COMPUTER SYSTEM：计算机系统的用户输入装置)的光学式触摸面板中，能够检测遮挡了坐标输入区域的光线的物体的二维坐标(xy坐标)。另外，在专利文献2(触摸面板用光波导路)的光学式触摸面板中，能够检测遮挡了坐标输入区域的光线的物体的二维坐标(xy坐标)。

图8是专利文献2的光学式触摸面板40。如图8的(a)所示，从发光元件41出射的光，通过发光侧光波导路42出射到坐标输入区域43。通过了坐标输入区域43的光线44，通过受光侧光波导路45进入受光元件46。如图8的(c)所示，在坐标输入区域43的下方设有图像显示装置47。

如图8的(c)、(d)所示，在发光侧光波导路42中，芯48埋设于包层49。另外，如图8的(b)、(c)所示，在受光侧光波导路45中，芯50埋设于包层51。光在芯48、50与包层49、51的交界面上全反射，同时在芯48、50中行进。为了使光在芯48、50与包层49、51的交界面上全反射，使芯48、50的折射率设定得比包层49、51的折射率高。

图9是专利文献2的光学式触摸面板40中所使用的发光侧光波导路装置的立体图。发光侧光波导路装置是指耦合了发光侧光波导路42与发光元件41而成的装置。从直线排列发光区域52而成的一维发光元件41出射的光53入射到发光侧光波导路42的芯48。通过了芯48的光作为光线44从芯48的端(出射口)出射到坐标输入区域43。在图9中，为了说明，相离开地绘制了发光侧光波导路42与发光元件41，但是实际上发光侧光波导路42与发光元件41紧密接触、光耦合在一起。

图10是专利文献2的光学式触摸面板40中所使用的受光侧光波导路装置的立体图。受光侧光波导路装置是指耦合了受光侧光波导路45与受光元件46而成的装置。通过了坐标输入区域43的光线44入射到受光侧光波导路45的芯50。通过了芯50的光从芯50的端出射，入射到直线排列受光区域54的一维受光元件46。在图10中，为了说明，相离开地绘制了受光侧光波导路45与受光元件46，但是实际上受光侧光波导路45与受光元件46紧密接触、光耦合在一起。

在图8所示的专利文献2的光学式触摸面板40中，没有检测物体的高度方向的坐标(z坐标；与坐标输入区域43的表面垂直的方向的坐标)的部件。因此，在专利文献2的光学式触摸面板40中，不能够检测坐标输入区域43的物体的高度方向的坐标(z坐标)。同样地在专利文献1的光学式触摸面板中，也不能够检测坐标输入区域的物体的高度方向的坐标(z坐标)。

若能够检测坐标输入区域的物体的三维坐标(xyz坐标)，则能够考虑各种各样的利用方法，因此公开有能够检测三维坐标的触摸面板(例如专利文献3～7)。

在专利文献3(三维位置识别型触摸面板装置)中，在坐标输入区域的周围，设有沿x方向、y方向、z方向排列的多个传感器(z方向为高度方向)。专利文献3的触摸面板为光学式触摸面板。使用该光学式触摸面板来检测遮挡坐标输入区域的光线的物体的z坐标。在专利文献3中，详细说明了所识别的三维位置数据的使用方法，但是关于传感器的构造却没有具体的记载。因此，在专利文献3中，用于检测物体的三维坐标(xyz坐标)的部件是不清楚的。

在专利文献4(电子笔及触摸面板装置)中，在坐标输入区域的周围，设有沿水平方向(x方向、y方向)排列的多个传感器。专利文献4的触摸面板为光学式触摸面板。但是，没有沿高度方向(z方向)排列的传感器。因而，在该触摸面板装置中，不能够光学检测z坐标。取而代之，检测施加在电子笔上的笔压、电子笔的倾斜，计算z方向的按压力，将z方向的按压力换算为z坐标，来检测电子笔的三维坐标(xyz坐标)。在专利文献4的触摸面板装置中，必须使用专用的电子笔。因此，该触摸面板装置不面向不特定的许多人所使用的触摸面板装置、例如ATM或自动售票机。