位置検出装置、入力機能付き表示システムおよび位置検出方法
【課題】検出光が対象物体以外の物体で反射して受光部に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することのできる位置検出装置、該位置検出装置を備えた入力機能付き表示システム、および位置検出方法を提供すること。
【解決手段】位置検出装置１０において、位置検出の際、受光部１３は、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を受光するとともに、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射した検出光（迷光Ｌ５）も受光する。ここで、迷光Ｌ５の強度は、検出光Ｌ２の強度に比例する。そこで、検出対象空間１０Ｒを介さずに受光部１３に入射する補償光Ｌ４を出射する補償用光源部１４を設け、検出光Ｌ２の強度を増大させたときには、補償光Ｌ４の強度を低減し、検出光Ｌ２の強度を低減させたときには、補償光Ｌ４の強度を増大させる。
【解決手段】位置検出装置１０において、位置検出の際、受光部１３は、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を受光するとともに、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射した検出光（迷光Ｌ５）も受光する。ここで、迷光Ｌ５の強度は、検出光Ｌ２の強度に比例する。そこで、検出対象空間１０Ｒを介さずに受光部１３に入射する補償光Ｌ４を出射する補償用光源部１４を設け、検出光Ｌ２の強度を増大させたときには、補償光Ｌ４の強度を低減し、検出光Ｌ２の強度を低減させたときには、補償光Ｌ４の強度を増大させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する位置検出装置、該位置検出装置を備えた入力機能付き表示システム、および位置検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物体を光学的に検出する位置検出装置としては、例えば、複数の点光源を互いに離間した位置に設け、複数の点光源の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射した際に、対象物体で反射した検出光が透光部材を透過して受光部で検出されるものが提案されている（特許文献１参照）。また、複数の点光源の各々から出射された検出光を、導光板を介して出射し、対象物体で反射した検出光を受光部で検出する方式の位置検出装置も提案されている（特許文献２、３参照）。
【０００３】
かかる位置検出装置では、複数の点光源のうちの一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度と、他の一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度との比較結果に基づいて対象物体の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７６７１号公報
【特許文献３】特開２００９−２９５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３に記載の位置検出装置において、複数の点光源のうち、第１期間において一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度と、第２期間において他の一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度とが等しくなるように、一部の点光源に供給する第１駆動電流値と、他の一部の点光源に供給する第２駆動電流値とを調整し、調整した後の第１駆動電流値と第２駆動電流値との比較結果に基づいて対象物体の位置を検出すれば、外光等の影響を排除することができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の構成では、点光源から出射された検出光が、周辺に置かれた備品等の対象物体以外の物体で反射して受光部に入射するような場合、検出誤差が大きいという問題点がある。
【０００７】
かかる問題点を、図１６を参照して説明する。まず、図１６に示す期間Ｔ１１において、対象物体が検出対象空間に存在しない状態で、第１期間に供給する第１駆動電流値と、第２期間に供給する第２駆動電流値とを等しくして一部の点光源と他の一部の点光源と第１期間と第２期間で順次点灯させると、対象物体で反射した検出光（反射光）の強度はゼロであるが、備品等の対象物体以外の物体で反射した検出光が迷光として受光部に入射する。次に、期間Ｔ１２において対象物体が検出対象空間に出現すると、受光部は、対象物体で反射した反射光と迷光とを受光する。ここで、受光部での受光強度が第１期間と第２期間とで等しい場合、対象物体が中心位置にあるとわかる。これに対して、期間Ｔ１３のように、受光部での受光強度が第１期間と第２期間とで異なる場合、期間Ｔ１４のように、受光部での受光強度が第１期間と第２期間とで等しくなるように、第１期間に供給する第１駆動電流値および第２期間に供給する第２駆動電流値を調整する。そして、受光部での受光強度が第１期間と第２期間とで等しくなったとき、第１駆動電流値に対する調整量ΔＩ11と第２駆動電流値に対する調整量ΔＩ12との差や比等を用いれば、対象物体の位置を検出できるはずである。
【０００８】
しかしながら、受光部は、対象物体で反射した検出光を受光するとともに、検出光が対象物体以外の物体で反射した迷光も受光する。ここで、迷光の強度は、検出光の出射強度に比例するため、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整すると、迷光の強度も変動してしまう。その結果、期間Ｔ１４に示すように、実際には第１期間と第２期間とにおいて対象物体で反射した検出光に対する受光強度が相違しているにもかかわらず、第１期間と第２期間とにおいて受光部での受光強度が等しくなってしまい、検出誤差が発生する。
【０００９】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、検出光が対象物体以外の物体で反射して受光部に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することのできる位置検出装置、該位置検出装置を備えた入力機能付き表示システム、および位置検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する位置検出装置であって、第１光強度分布を形成する第１検出光、および前記第１光強度分布と異なる第２光強度分布を形成する第２検出光を出射する検出用光源部と、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に位置する前記対象物体により反射してきた前記第１検出光および第２検出光の反射光を受光する受光部と、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間を介さずに前記受光部に入射する補償光を出射する補償用光源部と、前記第１検出光および前記補償光を出射する第１期間において前記検出用光源部に供給する第１駆動電流値、前記第２検出光および前記補償光を出射する第２期間において前記検出用光源部に供給する第２駆動電流値、および前記補償用光源部に供給する第３駆動電流値の増減を行う光源駆動部と、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、前記光源駆動部は、前記第１駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第１駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させ、前記第２駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第２駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、第１期間において、検出用光源部を第１駆動電流値で駆動して第１光強度分布を形成した第１期間における受光部の受光強度と、検出用光源部を第２駆動電流値で駆動して第２光強度分布を形成した第２期間における受光部の受光強度とが等しくなった時点での第１駆動電流値および第２駆動電流値に基づいて対象物体の位置を検出する。かかる位置検出の際、受光部は、対象物体で反射した検出光を受光するとともに、検出光が備品等で反射した検出光（迷光）も受光する。ここで、迷光の強度は、光源からの出射強度に比例するため、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整すると、迷光の強度も変動してしまうが、本発明では、第１光強度分布および第２光強度分布が形成された空間を介さずに受光部に入射する補償光を出射する補償用光源部を設け、第１駆動電流値を増大させるときには、補償用光源部に供給する第３駆動電流値を低減し、第１駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。また、第２駆動電流値を増大させるときには第３駆動電流値を低減し、第２駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。従って、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整した際の迷光の受光強度の強度変化を補償光の受光強度の強度変化で補正することができる。従って、検出光が対象物体以外の物体で反射して受光部に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる。
【００１２】
本発明において、前記光源駆動部は、前記第１駆動電流値と前記第２駆動電流値とを初期電流値に設定して前記第１検出光および前記第２検出光を出射させた後、前記受光部での受光結果に基づいて前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値の増減を行い、前記位置検出部は、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値と前記初期電流値との差、および前記第２駆動電流値と前記初期電流値との差に基づいて前記対象物体の位置を検出する構成を採用することができる。かかる構成によれば、外光等の環境光の影響を防止することができる。
【００１３】
本発明において、前記検出用光源部は、前記第１検出光を出射する第１検出用光源と、前記第２検出光を出射する第２検出用光源と、を備えていることが好ましい。
【００１４】
この場合、前記光源駆動部は、前記第１検出用光源および前記第２検出用光源を電圧振幅変調により駆動し、前記第１期間において、定電圧と前記第１検出用光源に供給される駆動電圧との差に相当する電圧が前記補償用光源部に印加され、前記第２期間において、定電圧と前記第２検出用光源に供給される駆動電圧との差に相当する電圧が前記補償用光源部に印加される構成を採用することができる。
【００１５】
また、本発明においては、前記光源駆動部は、前記第１検出用光源および前記第２検出用光源をパルス幅変調により駆動し、前記第１期間には前記第１検出用光源に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを前記補償用光源部に供給し、前記第２期間には前記第２検出用光源に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを前記補償用光源部に供給する構成を採用してもよい。
【００１６】
本発明において、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に前記対象物体が存在しない状態において、前記第１駆動電流値を初期電流値に設定して前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、前記第１駆動電流値を当該初期電流値から増減させて前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、が等しく、前記第２駆動電流値を初期電流値に設定して前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、前記第２駆動電流値を当該初期電流値から増減させて前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、が等しいことが好ましい。
【００１７】
かかる構成は、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に前記対象物体が存在しない状態において、前記受光部での前記第１検出光の受光強度と前記受光部での前記補償光の受光強度との和は、前記受光部での前記第２検出光の受光強度と前記受光部での前記補償光の受光強度との和に等しい構成を採用することにより実現することができる。
【００１８】
本発明に係る位置検出装置は、入力機能付き表示システム等、各種のシステムに利用することができる。例えば、本発明を適用した位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムとしては、画像が表示される表示面を備えた表示装置を備え、前記位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記表示装置において前記表示面に表示される画像が切り換えられる入力機能付き表示システムを例示することができる。また、本発明を適用した位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムとしては、画像を投射する画像投射装置を備え、前記位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記画像投射装置から投射される画像が切り換えられる入力機能付き表示システムを例示することができる。
【００１９】
また、本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する位置検出方法であって、第１期間に検出用光源部から第１検出光を出射させて第１光強度分布を形成するとともに補償用光源部から前記第１光強度分布が形成された空間を介さずに受光部に入射する補償光を出射する第１光出射工程と、第２期間に前記検出用光源部から第２検出光を出射させて第２光強度分布を形成するとともに前記補償用光源部から前記補償光を出射する第２光出射工程と、前記第１期間に前記検出用光源部に供給する第１駆動電流値、前記第２期間に前記検出用光源部に供給する第２駆動電流値、および前記補償用光源部に供給する第３駆動電流値の増減を行う電流増減工程と、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値に基づいて前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に位置する前記対象物体の位置を検出する位置検出工程と、を有し、前記電流増減工程では、前記第１駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第１駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させ、前記第２駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第２駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させることを特徴とする。
【００２０】
本発明では、第１期間において、検出用光源部を第１駆動電流値で駆動して第１光強度分布を形成した第１期間における受光部の受光強度と、検出用光源部を第２駆動電流値で駆動して第２光強度分布を形成した第２期間における受光部の受光強度とが等しくなった時点での第１駆動電流値および第２駆動電流値に基づいて対象物体の位置を検出する。かかる位置検出の際、受光部は、対象物体で反射した検出光を受光するとともに、検出光が備品等で反射した検出光（迷光）も受光する。ここで、迷光の強度は、光源からの出射強度に比例するため、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整すると、迷光の強度も変動してしまうが、本発明では、第１光強度分布および第２光強度分布が形成された空間を介さずに受光部に入射する補償光を出射する補償用光源部を設け、第１駆動電流値を増大させるときには、補償用光源部に供給する第３駆動電流値を低減し、第１駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。また、第２駆動電流値を増大させるときには第３駆動電流値を低減し、第２駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。従って、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整した際の迷光の受光強度の強度変化を補償光の受光強度の強度変化で補正することができる。従って、検出光が対象物体以外の物体で反射して受光部に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。
【図３】図２に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。
【図４】図３に示す受発光ユニットに構成した光源部の構成を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置の電気的構成等を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置における位置検出原理を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置において対象物体のＸＹ座標データを取得する原理を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置の光源駆動部に設けた光源回路の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置における迷光補償の原理を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る位置検出装置の光源駆動部に設けた光源回路の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。
【図１２】図１１に示す受発光ユニットにおける光源部の説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る位置検出装置の電気的構成等を示す説明図である。
【図１４】本発明を適用した位置検出システムの具体例１（入力機能付き表示システム）の説明図である。
【図１５】本発明を適用した位置検出システムの具体例２（入力機能付き表示システム／入力機能付き投射型表示システム）の説明図である。
【図１６】従来の位置検出装置の問題を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、互いに交差する方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に交差する方向をＺ軸方向とする。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側とし、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側として表してある。
【００２３】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、位置検出装置を検出光出射空間側の斜め方向からみたときの説明図、および位置検出装置を正面からみたときの説明図である。
【００２４】
図１において、本形態の位置検出システム１は、対象物体Ｏｂの位置を検出する位置検出装置１０を有しており、かかる位置検出装置１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向により規定される仮想のＸＹ平面（仮想面）に沿うように放射状に出射した検出光Ｌ２を利用して、対象物体Ｏｂの位置を検出する。本形態において、位置検出システム１は、ＸＹ平面に沿って広がる視認面４１をＺ軸方向の一方側Ｚ１に備えた視認面構成部材４０を有しており、位置検出装置１０は、視認面４１に沿って検出光Ｌ２を出射し、視認面構成部材４０に対して視認面４１側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する。従って、位置検出システム１の検出対象空間１０Ｒは、位置検出装置１０において検出光Ｌ２が出射される検出光出射空間であり、検出対象空間１０Ｒには、後述する検出光Ｌ２の光強度分布が形成される。かかる位置検出システム１は、位置検出装置１０によって、後述する電子黒板等の入力機能付き表示システムや入力機能付き投射型表示システム等として用いることができる。
【００２５】
本形態の位置検出システム１において、位置検出装置１０は、視認面４１（ＸＹ平面）に沿って検出光Ｌ２を放射状に出射する検出用光源部１２（線状光源部）と、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する受光部１３とを備えている。
【００２６】
本形態においては、検出用光源部１２として、視認面構成部材４０に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間する位置で検出対象空間１０Ｒに向く２つの検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）が用いられており、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。また、本形態においては、受光部１３として、視認面構成部材４０に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間する位置で検出対象空間１０Ｒに向く第１受光部１３Ａおよび第２受光部１３Ｂが用いられており、第１受光部１３Ａと第２受光部１３Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。
【００２７】
ここで、第１受光部１３Ａは、第１検出用光源部１２Ａから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）の放射中心位置に配置されており、第１受光部１３Ａと第１検出用光源部１２Ａとは第１受発光ユニット１５Ａとして一体化されている。また、第２受光部１３Ｂは、第２検出用光源部１２Ｂから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）の放射中心位置に配置されており、第２受光部１３Ｂと第２検出用光源部１２Ｂとは第２受発光ユニット１５Ｂとして一体化されている。
【００２８】
後述するように、２つの検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）は各々、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子からなる検出用光源（点光源）を備えており、かかる検出用光源は、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）を発散光として出射する。受光部１３（第１受光部１３Ａおよび第２受光部１３Ｂ）は各々、フォトダイオードやフォトトランジスター等の受光素子１３０を備えており、本形態において、受光素子１３０は赤外域に感度ピークを備えたフォトダイオードである。
【００２９】
第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。また、第１受発光ユニット１５Ａと第２受発光ユニット１５Ｂとは異なる期間において動作する。従って、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１検出用光源部１２Ａから検出光Ｌ２ａが出射された際、第１受光部１３Ａは、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａ（反射光Ｌ３）を受光する。かかる動作とは異なる期間において、第２受発光ユニット１５Ｂにおいて、第２検出用光源部１２Ｂから検出光Ｌ２ｂが出射された際、第２受光部１３Ｂは、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ｂ（反射光Ｌ３）を受光する。
【００３０】
本形態の位置検出装置１０において、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）から検出光Ｌ２が出射された際、備品等の対象物体以外の物体Ｓｂで反射した検出光が迷光Ｌ５として受光部１３（第１受光部１３Ａおよび第２受光部１３Ｂ）に入射する。そこで、詳しくは後述するように、第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂには、補償用光源部１４（第１補償用光源部１４Ａおよび第２補償用光源部１４Ｂ）が設けられている。
【００３１】
（検出用光源部１２の具体的構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。図３は、図２に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。図４は、図３に示す受発光ユニットに構成した検出用光源部１２の構成を模式的に示す説明図であり、第１期間の第１点灯動作時に検出光Ｌ２（第１検出光Ｌ２s）が出射される様子を示す説明図、および第２期間の第２点灯動作時に検出光Ｌ２（第２検出光Ｌ２t）が出射される様子を示す説明図である。
【００３２】
図２に示すように、本形態の位置検出装置１０において、第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは同一の構成を有しており、それ故、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂも同一の構成を有している。より具体的には、第１受発光ユニット１５Ａは、Ｚ軸方向からみたときに扇形形状あるいは半円形状を有する光源支持部材１５０を有している。かかる光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１および第２光源支持部材１５２は各々、扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａ、１５６ｂを備えている。鍔部１５６ａ、１５６ｂにより挟まれた部分は、第１検出用光源部１２Ａから検出光Ｌ２が出射される出射部になっており、鍔部１５６ａ、１５６ｂは、Ｚ軸方向における検出光Ｌ２の出射範囲を制限している。
【００３３】
第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１検出用光源部１２Ａは、検出光Ｌ２の出射部として、Ｚ軸方向に重ねて配置された第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とを備えている。第１検出用光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とによってＺ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部１２８になっており、かかる導光部１２８の奥に第１受光部１３Ａの受光素子１３０が配置されている。第２受発光ユニット１５Ｂも、第１受発光ユニット１５Ａと同様な構成を有しているため、説明を省略する。
【００３４】
図３に示すように、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる検出用光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。第２受発光ユニット１５Ｂにおいても、第１受発光ユニット１５Ａと同様、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる検出用光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。
【００３５】
図４に示すように、第１光源モジュール１２６は、検出用光源１２０として、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる第１検出用光源１２１を備えているとともに、円弧状のライトガイドＬＧを備えており、第１検出用光源１２１は、ライトガイドＬＧの一方の端部ＬＧ１に配置されている。また、第１光源モジュール１２６は、ライトガイドＬＧの円弧状の外周面ＬＧ３に沿って、光学シートＰＳおよびルーバーフィルムＬＦ等を備えた円弧状の照射方向設定部ＬＥを備え、ライトガイドＬＧの円弧状の内周面ＬＧ４に沿って、円弧状の反射シートＲＳを備えている。第２光源モジュール１２７も、第１光源モジュール１２６と同様、検出用光源１２０として、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる第２検出用光源１２２を備えているとともに、円弧状のライトガイドＬＧを備えており、第２検出用光源１２２は、ライトガイドＬＧの他方の端部ＬＧ２に配置されている。また、第２光源モジュール１２７も、第１光源モジュール１２６と同様、ライトガイドＬＧの円弧状の外周面ＬＧ３に沿って、光学シートＰＳおよびルーバーフィルムＬＦ等を備えた円弧状の照射方向設定部ＬＥを備え、ライトガイドＬＧの円弧状の内周面ＬＧ４に沿って、円弧状の反射シートＲＳを備えている。なお、ライトガイドＬＧの外周面ＬＧ３および内周面ＬＧ４のうちの少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの検出光Ｌ２の出射効率を調整するための加工が施されており、かかる加工手法としては、例えば反射ドットを印刷する方式や、スタンパーやインジェクションにより凹凸を付す成型方式や、溝加工方式を採用することができる。第２受発光ユニット１５Ｂも、第１受発光ユニット１５Ａと同様な構成を有しているため、説明を省略する。
【００３６】
（補償用光源部１４の構成）
このように構成した位置検出装置１０において、第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは各々、補償用光源部１４として、第１補償用光源部１４Ａおよび第２補償用光源部１４Ｂを備えている。補償用光源部１４は、例えば、受光部１３に対してＹ軸方向の他方側Ｙ２で一方側Ｙ１に出射光軸を向けた発光ダイオード等の点光源からなり、補償用光源部１４から出射された補償光Ｌ４は、検出対象空間１０Ｒを介さずに、受光部１３に入射する。
【００３７】
（位置検出部等の構成）
図５は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０の電気的構成等を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、制御用ＩＣの構成を示す説明図、および光源に供給される駆動信号の説明図である。
【００３８】
本形態の位置検出システム１に用いた位置検出装置１０において、図１〜図４等を参照して説明した第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、図５（ａ）に示す制御用ＩＣ７０に電気的に接続されている。ここで、制御用ＩＣ７０は、第１受発光ユニット１５Ａに電気的に接続された第１制御用ＩＣ７０Ａと、第２受発光ユニット１５Ｂに電気的に接続された第２制御用ＩＣ７０Ｂとからなり、第１受発光ユニット１５Ａの第１検出用光源部１２Ａおよび第１受光部１３Ａは、第１制御用ＩＣ７０Ａに電気的に接続されている。また、第２受発光ユニット１５Ｂの第２検出用光源部１２Ｂおよび第２受光部１３Ｂは、第２制御用ＩＣ７０Ｂに電気的に接続されている。
【００３９】
第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂは、同一構成を有しており、いずれも共通の制御装置６０に電気的に接続されている。まず、第１制御用ＩＣ７０Ａは、基準クロック、Ａ相基準パルス、Ｂ相基準パルス、タイミング制御パルス、同期クロック等を生成する複数の回路（図示せず）を有している。また、第１制御用ＩＣ７０Ａは、Ａ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ａと、Ｂ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ｂと、パルス発生器７５ａおよびパルス発生器７５ｂが生成した駆動パルスを第１検出用光源部１２Ａの第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２の何れに印加するかを制御するスイッチ部７６とを有している。かかるパルス発生器７５ａ、７５ｂ、およびスイッチ部７６は、図８を参照して後述する光源回路７８０とともに光源駆動部５１を構成しており、第１制御用ＩＣ７０Ａは、光源回路７８０を介して、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａ）の第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２に駆動電流を供給するとともに、補償用光源部１４（第１補償用光源部１４Ａ）にも駆動電流を供給する。
【００４０】
また、第１制御用ＩＣ７０Ａは、第１受光部１３Ａでの検出結果を増幅する増幅部等を備えた受光量測定部７３と、受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して第１検出用光源部１２Ａの検出用光源１２０（第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２）に供給する駆動パルスの駆動電流値（第１駆動電流値）を調整する調整量算出部７４とを備えている。かかる受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。なお、調整量算出部７４は、パルス発生器７５ａ、７５ｂに対する制御信号を出力するアナログ−デジタル変換部等を備えている。
【００４１】
第２制御用ＩＣ７０Ｂも、第１制御用ＩＣ７０Ａと同様、光源回路７８０とともに光源駆動部５１を構成するパルス発生器７５ａ、７５ｂ、およびスイッチ部７６を有している。また、第２制御用ＩＣ７０Ｂは、第１制御用ＩＣ７０Ａと同様、第２受光部１３Ｂでの検出結果を増幅する増幅部等を備えた受光量測定部７３や、受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して第２検出用光源部１２Ｂの検出用光源１２０（第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２）に供給する第２駆動電流値を調整する調整量算出部７４等を備えている。かかる受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。
【００４２】
第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂは、パーソナルコンピューター等の上位の制御装置６０の制御部６１によって制御されており、かかる制御装置６０は、受光量測定部７３および調整量算出部７４とともに位置検出部５０を構成する座標データ取得部５５を有している。従って、本形態において、位置検出部５０は、制御用ＩＣ７０（第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂ）の受光量測定部７３および調整量算出部７４と、上位の制御装置６０（パーソナルコンピューター）の座標データ取得部５５とによって構成されている。
【００４３】
本形態では、検出用光源部１２として、互いに離間した位置に配置された第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとを有している。従って、座標データ取得部５５は、第１検出用光源部１２Ａに対する駆動結果に基づいて、第１検出用光源部１２Ａの放射中心に対する対象物体Ｏｂの角度位置を検出する第１角度位置検出部５５１と、第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動結果に基づいて、第２検出用光源部１２Ｂの放射中心に対する対象物体Ｏｂの角度位置を検出する第２角度位置検出部５５２とを有している。また、座標データ取得部５５は、第１角度位置検出部５５１で得られた対象物体Ｏｂの角度位置と、第２角度位置検出部５５２で得られた対象物体Ｏｂの角度位置とに基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを確定する座標データ確定部５５３を備えている。
【００４４】
なお、本形態では、第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂに対して１対１の関係をもって２つの制御用ＩＣ７０（第１制御用ＩＣ７０Ａ、第２制御用ＩＣ７０Ｂ）を用いたが、制御用ＩＣ７０を多チャンネル化し、１つの制御用ＩＣ７０によって第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂを駆動してもよい。
【００４５】
このように構成した位置検出装置１０において、第１検出用光源部１２Ａに対して設けた光源駆動部５１は、図５（ｂ）に示すように、第１期間（第１点灯動作時）では、第１検出用光源部１２Ａの第１検出用光源１２１に駆動パルスを印加し、第２期間（第２点灯動作時）では、第１検出用光源部１２Ａの第２検出用光源１２２に第１検出用光源１２１に印加する駆動パルスと逆相の駆動パルスを印加する。その間、第１受光部１３Ａは、対象物体Ｏｂで反射してきた検出光Ｌ２ａ等を受光する。その後、第２検出用光源部１２Ｂに対して設けた光源駆動部５１は、第１期間（第１点灯動作時）では、第２検出用光源部１２Ｂの第１検出用光源１２１に駆動パルスを印加するとともに、第２期間（第２点灯動作時）では、第２検出用光源部１２Ｂの第２検出用光源１２２に第１検出用光源１２１に印加する駆動パルスと逆相の駆動パルスを印加する。その間、第２受光部１３Ｂは、対象物体Ｏｂで反射してきた検出光Ｌ２ｂ等を受光する。
【００４６】
本形態の位置検出装置１０において、検出用光源部１２に対する駆動電流値を制御するにあたっては電圧振幅変調が行われる。なお、実施の形態２で説明するように、検出用光源部１２に対する駆動電流値を制御するにあたってはパルス幅変調が行われることもある。
【００４７】
（座標検出原理）
図４に示すように、本形態の位置検出装置１０において、図５（ａ）を参照して説明した光源駆動部５１は、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）のいずれにおいても、検出光Ｌ２の出射強度が検出光Ｌ２の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少する第１点灯動作（第１期間）と、検出光Ｌ２の出射強度が検出光Ｌ２の放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少する第２点灯動作（第２期間）とを行わせる。
【００４８】
より具体的には、光源駆動部５１は、第１検出用光源部１２Ａに対して、第１点灯動作時（第１期間）には、第１光源モジュール１２６の第１検出用光源１２１を点灯させ、検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ／第１検出光Ｌ２s）を出射させる。その際、第２検出用光源１２２は消灯状態にある。その結果、検出対象空間１０Ｒには第１光強度分布ＬＩＤ１が形成される。かかる第１光強度分布ＬＩＤ１は、図４（ａ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向から他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００４９】
また、光源駆動部５１は、第１検出用光源部１２Ａに対して、第２点灯動作時（第２期間）には、第２光源モジュール１２７の第２検出用光源１２２を点灯させ、検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ／第２検出光Ｌ２t）を出射させる。その際、第１検出用光源１２１は消灯状態にある。その結果、検出対象空間１０Ｒには第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される。かかる第２光強度分布ＬＩＤ２は、図４（ｂ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向から一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００５０】
なお、第２検出用光源部１２Ｂにおいて、第１光源モジュール１２６の第１検出用光源１２１が点灯した第１点灯動作時、および第２光源モジュール１２７の第２検出用光源１２２が点灯した第２点灯動作時にも、第１検出用光源部１２Ａと同様、検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ／第１検出光Ｌ２s、第２検出光Ｌ２t）が出射され、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される。従って、後述するように、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２を利用すれば、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの中心ＰＥの距離ＤＳ（図７参照）が固定であるので、対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
【００５１】
（対象物体Ｏｂの角度位置の検出）
図６は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０における位置検出原理を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は光強度分布の説明図、および対象物体が存在する位置情報（方位情報）を取得する方法の説明図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０において対象物体ＯｂのＸＹ座標データを取得する原理を示す説明図である。
【００５２】
まず、第１検出用光源部１２Ａの第１光源モジュール１２６において、第１検出光Ｌ２sによって第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際、検出光Ｌ２の照射方向と、検出光Ｌ２の強度とは、図６（ａ）に線Ｅ１で示す直線関係にある。また、第１検出用光源部１２Ａの第２光源モジュール１２７において、第２検出光Ｌ２tによって第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際、検出光Ｌ２の照射方向と、検出光Ｌ２の強度とは、図６（ａ）に線Ｅ２で示す直線関係にある。ここで、図６（ｂ）および図７に示すように、第１検出用光源部１２Ａの中心ＰＥ（第１光源モジュール１２６の中心／検出光Ｌ２の放射中心位置）からみて角度θの方向に対象物体Ｏｂが存在するとする。この場合、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成したとき、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２（第１検出光Ｌ２s）の強度はＩＮＴsとなる。これに対して、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成したとき、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２（第２検出光Ｌ２t）の強度はＩＮＴtとなる。従って、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度と、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度とを比較して、強度ＩＮＴs、ＩＮＴtの関係を求めれば、図６（ｂ）および図７に示すように、第１検出用光源部１２Ａの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１／角度位置）を求めることができる。
【００５３】
かかる原理を利用して、対象物体Ｏｂの角度位置（角度θ１）を検出するにあたって、本形態では、第１検出用光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６によって第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度と、第２光源モジュール１２７によって第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度とが等しくなるように、第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値を調整する。ここで、第１検出用光源部１２Ａからの検出光Ｌ２の出射強度は、第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値に比例する。従って、第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値を調整した後の第１駆動電流値と第２検出用光源１２２との比や差、あるいは駆動電流値を調整した際の調整量の比や差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求めることができる。
【００５４】
より具体的には、まず、図５に示す第１制御用ＩＣ７０Ａの光源駆動部５１は、第１点灯動作として第１検出用光源１２１を点灯させて第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した後、第２点灯動作として第２検出用光源１２２を点灯させて第２光強度分布ＬＩＤ２を形成する。この際、第１光強度分布ＬＩＤ１と第２光強度分布ＬＩＤ２とは強度変化の向きは逆向きであるが、強度レベルは同一である。そして、図５に示す位置検出部５０の調整量算出部７４は、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴsと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴtとを比較する。その結果、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴsと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴtとが等しければ、対象物体Ｏｂの角度位置は０°である。
【００５５】
これに対して、受光強度ＩＮＴs、ＩＮＴtが相違している場合、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴsと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴtとが等しくなるように、第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値を調整する。そして、再度、第１点灯動作と第２点灯動作とを行った際に、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴsと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴtとが等しければ、図５に示す第１角度位置検出部５５１は、かかる調整を行った後の第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値の比や差、あるいは第１駆動電流値および第２検出用光源１２２に対する調整量の比や差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求めることができる。本形態では、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴsと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴtとが等しくなるように、第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値を調整した際の調整量の差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求める。
【００５６】
かかる検出動作を第２検出用光源部１２Ｂにおいても行えば、図５に示す第２角度位置検出部５５２は、第２検出用光源部１２Ｂの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ２／角度位置）を求めることができる。従って、図５に示す座標データ確定部５５３は、第１角度位置検出部５５１で検出した角度位置（角度θ１の方向）と、第２角度位置検出部５５２で検出した角度位置（角度θ２の方向）の交点に相当する位置を対象物体Ｏｂが位置するＸＹ座標データとして取得する。
【００５７】
（迷光補償用の光源回路７８０の構成）
図８は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０の光源駆動部５１に設けた光源回路７８０の説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、光源回路７８０の回路図、および検出用光源部１２に印加されるアノード電圧と補償用光源部１４に印加されるアノード電圧との関係を示す説明図である。
【００５８】
本形態の位置検出装置１０において、図５（ａ）に示す光源駆動部５１は、検出用光源部１２に対する駆動電流値を制御するにあたっては電圧振幅変調を行い、検出用光源部１２の第１検出用光源１２１に供給する第１駆動電流値、検出用光源部１２の第２検出用光源１２２に供給する第２駆動電流値の増減を行う。また、光源駆動部５１は、第１期間において第１検出用光源１２１に駆動電流を供給する際、補償用光源部１４にも駆動電流を供給し、第２期間において第２検出用光源１２２に駆動電流を供給する際、補償用光源部１４にも駆動電流を供給する。
【００５９】
また、光源駆動部５１は光源回路７８０を有しており、補償用光源部１４に供給する第３駆動電流値の増減も行う。ここで、光源回路７８０は、第１検出用光源１２１に供給する第１駆動電流値を増大させるときには、補償用光源部１４に供給する第３駆動電流値を低減し、第１駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。また、光源回路７８０は、第２検出用光源１２２に供給する第２駆動電流値を増大させるときには、補償用光源部１４に供給する第３駆動電流値を低減し、第２駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。
【００６０】
より具体的には、図８（ａ）に示すように、光源回路７８０では、制御用ＩＣ７０において駆動電流を出力する端子７０１、７０２は各々、第１検出用光源１２１のアノード端子、および第２検出用光源１２２のアノード端子に接続されている。また、補償用光源部１４のアノード端子は、駆動電圧VCCを供給する定電位線７８１に接続されている一方、カソード端子は、スイッチング回路７８２に接続されている。スイッチング回路７８２は、制御用ＩＣ７０の端子７０３から出力された信号に基づいて、第１期間においては補償用光源部１４のカソード端子と第１検出用光源１２１のアノード端子とを導通させ、第２期間においては補償用光源部１４のカソード端子と第２検出用光源１２２のアノード端子とを導通させる。なお、補償用光源部１４のアノード端子と定電位線７８１との間には、補償用光源部１４に供給される第３駆動電流値のレベルを調整する抵抗７８３が挿入されている。
【００６１】
かかる光源回路７８０によれば、光源駆動部５１が第１期間において第１検出用光源１２１に駆動電流を供給した際、補償用光源部１４にも駆動電流が供給される。また、図８（ｂ）に示すように、光源駆動部５１が第１検出用光源１２１への印加電圧を上昇させて第１駆動電流値を増大させた際、補償用光源部１４への印加電圧が低下し、第３駆動電流値が低減する。また、光源駆動部５１が第１検出用光源１２１への印加電圧を低下させて第１駆動電流値を低減させた際、補償用光源部１４への印加電圧が上昇し、第３駆動電流値が増大する。
【００６２】
同様に、光源駆動部５１が第２期間において第２検出用光源１２２に駆動電流を供給した際、補償用光源部１４にも駆動電流が供給される。また、図８（ｂ）に示すように、光源駆動部５１が第２検出用光源１２２への印加電圧を上昇させて第２駆動電流値を増大させた際、補償用光源部１４への印加電圧が低下し、第３駆動電流値が低減する。また、光源駆動部５１が第２検出用光源１２２への印加電圧を低下させて第１駆動電流値を低減させた際、補償用光源部１４への印加電圧が上昇し、第３駆動電流値が増大する。
【００６３】
ここで、補償用光源部１４に供給される第３駆動電流値のレベルは、補償用光源部１４のアノード端子と定電位線７８１との間に挿入された抵抗７８３によって設定されている。従って、第１駆動電流値と第３駆動電流値は逆比例あるいは略逆比例の関係にあり、第２駆動電流値と第３駆動電流値は逆比例あるいは略逆比例の関係にある。
【００６４】
（迷光に対する補償原理）
図９は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０における迷光補償の原理を示す説明図であり、上段から下段に向けて、第１検出用光源１２１への第１駆動電流値、第２検出用光源１２２への第１駆動電流値、補償用光源部１４への第３駆動電流値（右下がりの斜線を付した領域）、迷光Ｌ５の強度（右上がりの斜線を付した領域）、受光部１３での受光強度を示してある。ここで、第１期間に第１検出用光源１２１から出射される第１検出光Ｌ２sの強度は第１検出用光源１２１への第１駆動電流値に比例し、第２期間に第２検出用光源１２２から出射される第２検出光Ｌ２tの強度は第２検出用光源１２２への第２駆動電流値に比例し、補償用光源部１４から出射される補償光Ｌ４の強度は第３駆動電流値に比例する。なお、迷光Ｌ５は、検出光Ｌ２のうち、対象物体以外の物体Ｓｂで反射した光であるため、第１検出光Ｌ２sの強度（第１駆動電流値）、および第２検出光Ｌ２tの強度（第２駆動電流値）に比例することになる。
【００６５】
本形態では、図４、図６および図７等を参照して説明した原理によって対象物体Ｏｂの位置を検出するにあたって、光源駆動部５１には、図８を参照して説明した光源回路７８０が構成されているため、図９を参照して以下に説明するように、検出光Ｌ２（第１検出光Ｌ２s、第２検出光Ｌ２t）が対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した迷光Ｌ５が受光部１３に入射することに起因する検出誤差の発生を防止する。かかる迷光の補償は、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂのいずれかを動作した場合でも同様である。
【００６６】
まず、図９に示す期間Ｔ１において、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しないデフォルト状態で、第１駆動電流値および第３駆動電流値を各々、初期設定値にして第１検出用光源１２１および補償用光源部１４を第１期間で同時点灯させる（第１光出射工程）。次に、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しないデフォルト状態で、第２駆動電流値および第３駆動電流値を各々、初期設定値にして第２検出用光源１２２および補償用光源１４を第２期間で同時点灯させる（第２光出射工程）。その結果、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）の強度はゼロであるが、備品等の対象物体以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ２が迷光Ｌ５として受光部１３に入射する。また、補償用光源部１４からは補償光Ｌ４が出射される。従って、デフォルト状態での受光部１３での受光強度は、迷光Ｌ５の受光強度と補償光Ｌ４の受光強度との和である。
【００６７】
次に、期間Ｔ２において対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに出現すると、受光部１３は、対象物体Ｏｂで反射した反射光Ｌ３、迷光Ｌ５および補償光Ｌ４を受光する。ここで、受光部１３での受光強度が第１期間と第２期間とで等しい場合、対象物体Ｏｂが中心位置にあるとわかる。
【００６８】
これに対して、期間Ｔ３のように、受光部１３の受光強度が第１期間と第２期間とで異なる場合、期間Ｔ４のように、受光部１３での受光強度が第１期間と第２期間とで等しくなるように、第１期間に供給する第１駆動電流値および第２期間に供給する第２駆動電流値を調整する（電流増減工程）。そして、受光部１３での受光強度が第１期間と第２期間とで等しくなったとき、第１駆動電流値に対する調整量ΔＩ1と第２駆動電流値に対する調整量ΔＩ2との差を用いれば、対象物体Ｏｂの位置を検出できる。図９には、期間Ｔ４では、期間Ｔ３に比して、第１駆動電流値を増大させ、第２駆動電流値を減少させた場合を例示してある。
【００６９】
かかる電流増減工程の際、第１期間および第２期間における迷光Ｌ５の強度は、第１駆動電流値および第２駆動電流値に比例する。このため、本形態では、期間Ｔ４では、期間Ｔ３に比して、第１期間における迷光Ｌ５の強度が増大し、第２期間における迷光Ｌ５の強度が低下している。一方、駆動電流値の調整を行った際、第１期間および第２期間における補償光Ｌ４の強度は、図８を参照して説明した光源回路７８０によって、第１駆動電流値および第２駆動電流値とは逆方向に増減する。例えば、第１駆動電流値が１０％増大したときには、第３駆動電流値が１０％低減し、補償光Ｌ４の強度は１０％低減する。また、第２駆動電流値が１０％低減したときには、第３駆動電流値が１０％増大し、補償光Ｌ４の強度は１０％増大する。このため、本形態では、期間Ｔ４では、期間Ｔ３に比して、第１期間における補償光Ｌ４の強度が低下し、第２期間における補償光Ｌ４の強度が増大している。
【００７０】
従って、補償光Ｌ４の強度は、迷光Ｌ５の変化量と同量あるいは略同量変化する。また、第３駆動電流値の初期設定値は、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しないデフォルト状態での検出結果に基づいて、抵抗７８３の抵抗値を最適化する等の方法で最適な値に設定されている。それ故、いずれの期間においても、下式
補償光Ｌ４の受光強度＋迷光Ｌ５の受光強度＝一定あるいは略一定
に示すように、受光部１３における補償光Ｌ４の受光強度と迷光Ｌ５の受光強度との和は一定あるいは略一定である。
【００７１】
従って、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しない状態では、第１駆動電流値を増減させた前後において受光部１３での受光強度は一定あるいは略一定であり、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しない状態では、第２駆動電流値を増減させた前後において受光部１３での受光強度は一定あるいは略一定である。換言すれば、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しない状態では、第１駆動電流値を増減させた前後において受光部１３での第１検出光Ｌ２sの受光強度と補償光Ｌ４の受光強度との和は一定あるいは略一定であり、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しない状態では、第２駆動電流値を増減させた前後において受光部１３での第２検出光Ｌ２tの受光強度と補償光Ｌ４の受光強度との和は一定あるいは略一定である。
【００７２】
このため、期間Ｔ４のように、受光部１３での受光強度が第１期間と第２期間とで等しくなるように、第１期間に供給する第１駆動電流値および第２期間に供給する第２駆動電流値を調整した際、第１期間において対象物体Ｏｂで反射して受光部１３に入射した第１検出光Ｌ２sの強度と、第２期間において対象物体Ｏｂで反射して受光部１３に入射した第２検出光Ｌ２tの強度とが一定である。それ故、たとえ第１駆動電流値および第２駆動電流値の増減に伴って迷光Ｌ５の強度が変動する場合でも、かかる迷光Ｌ５の強度変化は補償光Ｌ４の増減によって吸収できる。よって、第１駆動電流値に対する調整量ΔＩ1と第２駆動電流値に対する調整量ΔＩ2との差を用いれば、対象物体Ｏｂの位置を正確に検出することできる（位置検出工程）。
【００７３】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の位置検出装置１０において、検出用光源部１２は、検出光Ｌ２を放射状に出射するとともに、検出光Ｌ２の放射角度範囲において一方側から他方側に向かって強度が変化する光強度分布（第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２）を形成し、受光部１３は、光強度分布が形成された検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を受光する。ここで、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２の強度は、光強度分布において対象物体Ｏｂが位置する箇所での強度に比例するので、受光部１３での受光強度は、対象物体Ｏｂの位置に対応する。従って、位置検出部５０は、受光部１３での受光強度に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。かかる方式によれば、検出用光源部１２から放射状に出射された検出光Ｌ２の光強度分布を利用するので、広い空間にわたって光強度分布を形成することができ、検出対象空間１０Ｒが広い。
【００７４】
また、位置検出部５０は、検出用光源部１２での第１点灯動作時（第１期間）および第２点灯動作時（第２期間）における受光部１３での受光強度が等しくなるように第１点灯動作時に検出用光源部１２に供給する第１駆動電流値と、第２点灯動作時に検出用光源部１２に供給する第２駆動電流値との比較結果に基づいて角度位置を検出する。従って、外光等の環境光の影響を吸収することができる。
【００７５】
かかる位置検出の際、受光部１３は、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を受光するとともに、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射した検出光（迷光Ｌ５）も受光する。ここで、迷光Ｌ５の強度は、検出光Ｌ２の強度に比例するため、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整すると、迷光Ｌ５の強度も変動してしまうが、本形態では、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される検出対象空間１０Ｒを介さずに受光部１３に入射する補償光Ｌ４を出射する補償用光源部１４を有している。また、光源駆動部５１は、第１期間において第１検出用光源１２１に駆動電流を供給する際、補償用光源部１４にも駆動電流を供給し、第２期間において第２検出用光源１２２に駆動電流を供給する際、補償用光源部１４にも駆動電流を供給する。また、光源駆動部５１は光源回路７８０を有しており、第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２に供給する第１駆動電流値および第２駆動電流値を増大させるときには、補償用光源部１４に供給する第３駆動電流値を低減し、第１駆動電流値および第２駆動電流値を低減させるときには、補償用光源部１４に供給する第３駆動電流値を増大させる。従って、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整した際の迷光Ｌ５の受光強度の強度変化を補償光Ｌ４の受光強度の強度変化で補正することができる。従って、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射して受光部１３に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる。
【００７６】
また、光源駆動部５１は光源回路７８０を有しており、かかる光源回路７８０は、第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２を電圧振幅変調により駆動する際、第１期間において、定電圧と第１検出用光源１２１に供給される駆動電圧との差に相当する電圧を補償用光源部１４に印加し、第２期間においては、定電圧と第２検出用光源１２２に供給される駆動電圧との差に相当する電圧を補償用光源部１４に印加する。かかる構成によれば、比較的簡素な回路構成により、第１駆動電流値および第２駆動電流値の増減に対して第３駆動電流値を逆比例させることができる。
【００７７】
また、検出光Ｌ２は赤外光であるため、視認されない。従って、視認面４１に情報が表示されている場合でも、検出光Ｌ２が情報の視認を妨げないという利点がある。
【００７８】
［実施の形態２］
図１０は、本発明の実施の形態２に係る位置検出装置１０の光源駆動部５１に設けた光源回路７８０の説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、光源回路７８０の回路図、および検出用光源部１２に印加されるアノード電圧と補償用光源部１４に印加されるアノード電圧との関係を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。
【００７９】
実施の形態１では、検出用光源部１２に対する駆動電流値を制御するにあたっては電圧振幅変調方式を採用したが、本形態のように、パルス幅変調方式により検出用光源部１２に対する駆動電流値を制御する場合に本発明を適用してもよい。
【００８０】
この場合、図５（ａ）に示す光源駆動部５１は、図１０（ａ）に示す光源回路７８０を有しており、かかる光源回路７８０は、第１期間には第１検出用光源１２１に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを補償用光源部１４に供給し、第２期間には第２検出用光源１２２に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを補償用光源部１４に供給する。より具体的には、光源回路７８０では、制御用ＩＣ７０において駆動電流を出力する端子７０１、７０２は各々、第１検出用光源１２１のアノード端子、および第２検出用光源１２２のアノード端子に接続されている。また、制御用ＩＣ７０の端子７０１は、インバーター７８６およびスイッチング回路７８２を介して補償用光源部１４のアノード端子に電気的に接続し、制御用ＩＣ７０の端子７０２は、インバーター７８７およびスイッチング回路７８２を介して補償用光源部１４のアノード端子に電気的に接続している。スイッチング回路７８２は、制御用ＩＣ７０の端子７０３から出力された信号に基づいて、第１期間においては、第１検出用光源１２１に供給する駆動パルスをインバーター７８６で反転させて補償用光源部１４に供給し、第２期間においては、第２検出用光源１２２に供給する駆動パルスをインバーター７８７を介して補償用光源部１４に供給する。なお、補償用光源部１４のカソード端子とグランド電位との間には、補償用光源部１４に供給される第３駆動電流値のレベルを調整する抵抗７８３が挿入されている。
【００８１】
かかる光源回路７８０によれば、図１０（ｂ）に示すように光源駆動部５１が第１期間において第１検出用光源１２１に駆動電流を供給した際、補償用光源部１４にも駆動電流が供給される。また、光源駆動部５１が第１検出用光源１２１に供給される駆動パルスのデューティ比を高めて第１駆動電流値を増大させた際、補償用光源部１４に供給される駆動パルスのデューティ比を低下させて第３駆動電流値を低減させる。また、第１検出用光源１２１に供給される駆動パルスのデューティ比を低下させて第１駆動電流値を低減させた際、補償用光源部１４に供給される駆動パルスのデューティ比を高めて第３駆動電流値を増大させる。なお、光源駆動部５１が第２検出用光源１２２を駆動する際も同様である。ここで、補償用光源部１４に供給される第３駆動電流値のレベルは、補償用光源部１４のアノード端子と定電位線７８１との間に挿入された抵抗７８３によって設定されている。従って、第１駆動電流値と第３駆動電流値は逆比例あるいは略逆比例の関係にあり、第２駆動電流値と第３駆動電流値は逆比例あるいは略逆比例の関係にある。
【００８２】
従って、本形態でも、実施の形態１と同様、いずれの期間においても、下式
補償光Ｌ４の受光強度＋迷光Ｌ５の受光強度＝一定あるいは略一定
に示すように、受光部１３における補償光Ｌ４の受光強度と迷光Ｌ５の受光強度との和は一定あるいは略一定である。それ故、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整した際の迷光Ｌ５の受光強度の強度変化を補償光Ｌ４の受光強度の強度変化で補正することができる。従って、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射して受光部１３に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる等、実施の形態１と略同様な効果を奏する。
【００８３】
［実施の形態３］
図１１は、本発明の実施の形態３に係る位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。図１２は、図１１に示す受発光ユニットにおける光源部の説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、第１期間の第１点灯動作時に第１検出光Ｌ２sが出射される様子を示す説明図、および第２期間の第２点灯動作時に第２検出光Ｌ２tが出射される様子を示す説明図である。図１３は、本発明の実施の形態３に係る位置検出装置１０の電気的構成等を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００８４】
実施の形態１等では、検出用光源部１２にライトガイドＬＧを用いたが、本形態では、ライトガイドを用いずに、実施の形態１と同様な原理で対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する。より具体的には、図１１に示すように、本形態の位置検出装置１０の検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）はいずれも、複数の検出用光源１２０（第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２）と、複数の検出用光源１２０が実装された帯状のフレキシブル基板１８０と、長さ方向（円周方向）で湾曲した形状をもって延在する凸曲面１５５を備えた扇形形状あるいは半円形状の光源支持部材１５０とを備えている。本形態において、凸曲面１５５は、その長さ方向（円周方向）で円弧形状に湾曲した形状を有している。
【００８５】
本形態においては、フレキシブル基板１８０として、帯状の第１フレキシブル基板１８１（第１光源モジュール）と、第１フレキシブル基板１８１に対して幅方向（Ｚ軸方向）で並列する帯状の第２フレキシブル基板１８２（第２光源モジュール）とが用いられている。第１フレキシブル基板１８１には、その長さ方向に、複数の検出用光源１２０として、複数の第１検出用光源１２１が実装されており、第２フレキシブル基板１８２には、その長さ方向に、複数の検出用光源１２０として、複数の第２検出用光源１２２が実装されている。検出用光源１２０にはいずれも、ＬＥＤが用いられている。
【００８６】
また、２つの検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）のいずれにおいても、光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とはＺ軸方向で互いに対称な構成を有している。第１光源支持部材１５１は、凸曲面１５５の下半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ａと、凸曲面１５５ａにおいて第２光源支持部材１５２が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ａから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａとを備えており、凸曲面１５５ａに第１フレキシブル基板１８１が重ねて配置されている。第２光源支持部材１５２は、凸曲面１５５の上半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ｂと、凸曲面１５５ｂにおいて第１光源支持部材１５１が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ｂから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ｂとを備えており、凸曲面１５５ｂに第２フレキシブル基板１８２が重ねて配置されている。ここで、第１フレキシブル基板１８１と第２フレキシブル基板１８２とによってＺ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部１２８になっており、かかる導光部１２８の奥に受光部１３の受光素子１３０が配置されている。
【００８７】
このように構成した位置検出装置１０において、検出対象空間１０Ｒにおける対象物体Ｏｂの位置を検出するには、第１フレキシブル基板１８１に実装されている複数の第１検出用光源１２１と、第２フレキシブル基板１８２に実装されている複数の第２検出用光源１２２とを異なる期間において点灯させる。その際、複数の第１検出用光源１２１を全て点灯させ、複数の第２検出用光源１２２を全て消灯させる第１点灯動作（第１期間）では、図１２（ａ）に出射強度の高低を矢印Ｐａで示すように、第１フレキシブル基板１８１の長さ方向の一方側の端部１８１ｆが位置する側から他方側の端部１８１ｅが位置する側に向かって第１検出用光源１２１の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第１光強度分布ＬＩＤ１では、第１フレキシブル基板１８１の長さ方向の一方側の端部１８１ｆが位置する角度方向では光強度が高く、そこから、他方側の端部１８１ｅが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。
【００８８】
これに対して、複数の第２検出用光源１２２を全て点灯させ、複数の第１検出用光源１２１を全て消灯させる第２点灯動作（第２期間）では、図１２（ｂ）に出射強度の高低を矢印Ｐｂで示すように、第２フレキシブル基板１８２の長さ方向の一方側の端部１８２ｆが位置する側から他方側の端部１８２ｅが位置する側に向かって第２検出用光源１２２の出射強度を増大させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第２光強度分布ＬＩＤ２では、第２フレキシブル基板１８２の長さ方向の他方側の端部１８２ｅが位置する角度方向では光強度が高く、そこから、一方側の端部１８２ｆが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。
【００８９】
それ故、第１点灯動作および第２点灯動作を第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの各々において実行すれば、実施の形態１と同様な原理で対象物体Ｏｂの位置（ＸＹ座標）を検出することができる。その際、複数の第１検出用光源１２１に供給する駆動電流の和（第１駆動電流値）、および複数の第２検出用光源１２２に供給する駆動電流の和（第２駆動電流値）に基づいて対象物体Ｏｂの角度位置を検出すればよい。
【００９０】
また、複数の検出用光源１２０毎の出射強度を変えるにあたっては、抵抗素子等により、駆動電流を検出用光源１２０毎に変えればよい。より具体的には、図１３に示すように、光源駆動部５１は、第１駆動電流バランス調整回路７９１、および第２駆動電流バランス調整回路７９２を備えており、第１駆動電流バランス調整回路７９１および第２駆動電流バランス調整回路７９２は、例えば、複数の検出用光源１２０の各々に１対１で対応する抵抗を備えた抵抗回路からなる。第１駆動電流バランス調整回路７９１は、第１期間において、図１２（ａ）を参照して説明した第１点灯動作を行うための回路であり、検出用光源１２０に対する駆動電流を一方側の端部１８１ｆの側から他方側の端部１８１ｅに向かって減少させる。第２駆動電流バランス調整回路７９２は、第２期間において、図１２（ｂ）を参照して説明した第２点灯動作を行うための回路であり、検出用光源１２０に対する駆動電流を他方側の端部１８１ｅの側から一方側の端部１８１ｆに向かって減少させる。
【００９１】
かかる構成の位置検出装置１０においても、光源駆動部５１に図８あるいは図１０を参照して説明した光源回路７８０を設ければ、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射して受光部１３に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる等、実施の形態１、２と略同様な効果を奏する。
【００９２】
［他の実施の形態の形態］
上記実施の形態１では、２つのライドガイドＬＧの各々に検出用光源１２０を設けたが、１つのライドガイドＬＧの両端に検出用光源１２０を設け、検出用光源１２０を交互に点灯させて、第１期間と第２期間とにおいて互いに逆向きの光強度分布を形成してもよい。また、上記実施の形態３では、２系統の検出用光源１２０を設けたが、１系統の検出用光源１２０を設け、第１期間と第２期間とにおいて、複数の検出用光源１２０に供給する駆動電流の大小関係を反転させて第１期間と第２期間とにおいて互いに逆向きの光強度分布を形成してもよい。このような構成の位置検出装置１０においても、検出対象空間１０Ｒを介さずに受光部１３に入射する補償光Ｌ４を出射する補償用光源部１４を設け、検出光Ｌ２の強度を増大させたときには、補償光Ｌ４の強度を低減し、検出光Ｌ２の強度を低減させたときには、補償光Ｌ４の強度を増大させれば、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射して受光部１３に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる。
【００９３】
上記実施の形態では、２つの検出用光源部１２を用いたが、１つの検出用光源部１２を用いて対象物体Ｏｂの位置を検出してもよい。
【００９４】
また、本発明は、上記実施の形態に記載された方式の位置検出装置に限らず、特表２００３−５３４５５４号公報、特開２０１０−１２７６７１号公報、特開２００９−２９５３１８号公報等に記載の方式を採用した位置検出装置に適用してもよい。
【００９５】
［位置検出システムの構成例］
（位置検出システム１の具体例１）
図１４は、本発明を適用した位置検出システム１の具体例１（入力機能付き表示システム）の説明図である。なお、本形態の入力機能付き表示システムにおいて、位置検出システム１および位置検出装置１０の構成は、図１〜図１３を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００９６】
上記実施の形態に係る位置検出システム１においては、図１４に示すように、視認面構成部材４０として表示装置１１０を用い、かかる表示装置１１０に、図１〜図１３を参照して説明した位置検出装置１０を設ければ、電子黒板やデジタルサイネージ等といった入力機能付き表示システム１００として用いることができる。ここで、表示装置１１０は、直視型表示装置や、視認面構成部材４０をスクリーンとする背面型投射型表示装置である。
【００９７】
かかる入力機能付き表示システム１００において、位置検出装置１０は、表示面１１０ａ（視認面４１）に沿って検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を検出する。このため、表示装置１１０で表示された画像の一部に対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
【００９８】
（位置検出システム１の具体例２）
図１５を参照して、視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、位置機能付き投射型表示システムを構成した例を説明する。図１５は、本発明を適用した位置検出システム１の具体例２（入力機能付き表示システム／入力機能付き投射型表示システム）の説明図である。なお、本形態の位置機能付き投射型表示システムにおいて、位置検出システム１および位置検出装置１０の構成は、図１〜図１３を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００９９】
図１５に示す入力機能付き投射型表示システム２００（入力機能付き表示システム）では、液晶プロジェクターあるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置２５０（画像生成装置）からスクリーン８０（視認面構成部材４０）に画像が投射される。かかる入力機能付き投射型表示システム２００において、画像投射装置２５０は、筐体２４０に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン８０に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。ここで、画像投射装置２５０は、Ｙ軸方向に対してわずかに傾いた方向から画像表示光Ｐｉをスクリーン８０に向けて投射する。従って、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８０ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
【０１００】
かかる入力機能付き投射型表示システム２００において、位置検出装置１０は、画像投射装置２５０に付加されて一体に構成されている。このため、位置検出装置１０は、投射レンズ系２１０とは異なる箇所から、スクリーン面８０ａに沿って検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した反射光Ｌ３を検出する。このため、スクリーン８０に投射された画像の一部に対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
【０１０１】
なお、位置検出装置１０とスクリーン８０とを一体化させれば、入力機能付きスクリーン装置を構成することができる。
【０１０２】
（位置検出システム１の他の具体例）
本発明において、視認面構成部材４０は、展示品を覆う透光部材である構成を採用することができ、この場合、視認面４１は、透光部材において展示品が配置される側とは反対側で展示品が視認される面である。かかる構成によれば、入力機能付きウインドウシステム等として構成することができる。
【０１０３】
また、視認面構成部材４０は、移動する遊技用媒体を支持する基盤である構成を採用することができ、この場合、視認面４１は、基盤において基盤と遊技用媒体との相対位置が視認される側の面である。かかる構成によれば、パチンコ台やコインゲーム等のアミューズメント機器を入力機能付きアミューズメントシステム等として構成することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１・・位置検出システム、１０・・位置検出装置、１０Ｒ・・検出対象空間、１２・・検出用光源部、１２Ａ・・第１検出用光源部、１２Ｂ・・・第２検出用光源部、１３・・受光部、１３Ａ・・第１受光部、１３Ｂ・・第２受光部、１４・・補償用光源部、１４Ａ・・第１補償用光源部、１４Ｂ・・第２補償用光源部、４０・・視認面構成部材、４１・・視認面、５０・・位置検出部、１００・・入力機能付き表示システム、１２０・・検出用光源、１２１・・第１検出用光源、１２２・・第２検出用光源、１３０・・受光素子、２００・・・・入力機能付き投射型表示システム、２５０・・画像投射装置、Ｏｂ・・対象物体、Ｓｂ・・対象物体以外の物体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する位置検出装置、該位置検出装置を備えた入力機能付き表示システム、および位置検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物体を光学的に検出する位置検出装置としては、例えば、複数の点光源を互いに離間した位置に設け、複数の点光源の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射した際に、対象物体で反射した検出光が透光部材を透過して受光部で検出されるものが提案されている（特許文献１参照）。また、複数の点光源の各々から出射された検出光を、導光板を介して出射し、対象物体で反射した検出光を受光部で検出する方式の位置検出装置も提案されている（特許文献２、３参照）。
【０００３】
かかる位置検出装置では、複数の点光源のうちの一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度と、他の一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度との比較結果に基づいて対象物体の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７６７１号公報
【特許文献３】特開２００９−２９５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３に記載の位置検出装置において、複数の点光源のうち、第１期間において一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度と、第２期間において他の一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度とが等しくなるように、一部の点光源に供給する第１駆動電流値と、他の一部の点光源に供給する第２駆動電流値とを調整し、調整した後の第１駆動電流値と第２駆動電流値との比較結果に基づいて対象物体の位置を検出すれば、外光等の影響を排除することができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の構成では、点光源から出射された検出光が、周辺に置かれた備品等の対象物体以外の物体で反射して受光部に入射するような場合、検出誤差が大きいという問題点がある。
【０００７】
かかる問題点を、図１６を参照して説明する。まず、図１６に示す期間Ｔ１１において、対象物体が検出対象空間に存在しない状態で、第１期間に供給する第１駆動電流値と、第２期間に供給する第２駆動電流値とを等しくして一部の点光源と他の一部の点光源と第１期間と第２期間で順次点灯させると、対象物体で反射した検出光（反射光）の強度はゼロであるが、備品等の対象物体以外の物体で反射した検出光が迷光として受光部に入射する。次に、期間Ｔ１２において対象物体が検出対象空間に出現すると、受光部は、対象物体で反射した反射光と迷光とを受光する。ここで、受光部での受光強度が第１期間と第２期間とで等しい場合、対象物体が中心位置にあるとわかる。これに対して、期間Ｔ１３のように、受光部での受光強度が第１期間と第２期間とで異なる場合、期間Ｔ１４のように、受光部での受光強度が第１期間と第２期間とで等しくなるように、第１期間に供給する第１駆動電流値および第２期間に供給する第２駆動電流値を調整する。そして、受光部での受光強度が第１期間と第２期間とで等しくなったとき、第１駆動電流値に対する調整量ΔＩ11と第２駆動電流値に対する調整量ΔＩ12との差や比等を用いれば、対象物体の位置を検出できるはずである。
【０００８】
しかしながら、受光部は、対象物体で反射した検出光を受光するとともに、検出光が対象物体以外の物体で反射した迷光も受光する。ここで、迷光の強度は、検出光の出射強度に比例するため、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整すると、迷光の強度も変動してしまう。その結果、期間Ｔ１４に示すように、実際には第１期間と第２期間とにおいて対象物体で反射した検出光に対する受光強度が相違しているにもかかわらず、第１期間と第２期間とにおいて受光部での受光強度が等しくなってしまい、検出誤差が発生する。
【０００９】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、検出光が対象物体以外の物体で反射して受光部に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することのできる位置検出装置、該位置検出装置を備えた入力機能付き表示システム、および位置検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する位置検出装置であって、第１光強度分布を形成する第１検出光、および前記第１光強度分布と異なる第２光強度分布を形成する第２検出光を出射する検出用光源部と、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に位置する前記対象物体により反射してきた前記第１検出光および第２検出光の反射光を受光する受光部と、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間を介さずに前記受光部に入射する補償光を出射する補償用光源部と、前記第１検出光および前記補償光を出射する第１期間において前記検出用光源部に供給する第１駆動電流値、前記第２検出光および前記補償光を出射する第２期間において前記検出用光源部に供給する第２駆動電流値、および前記補償用光源部に供給する第３駆動電流値の増減を行う光源駆動部と、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、前記光源駆動部は、前記第１駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第１駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させ、前記第２駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第２駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、第１期間において、検出用光源部を第１駆動電流値で駆動して第１光強度分布を形成した第１期間における受光部の受光強度と、検出用光源部を第２駆動電流値で駆動して第２光強度分布を形成した第２期間における受光部の受光強度とが等しくなった時点での第１駆動電流値および第２駆動電流値に基づいて対象物体の位置を検出する。かかる位置検出の際、受光部は、対象物体で反射した検出光を受光するとともに、検出光が備品等で反射した検出光（迷光）も受光する。ここで、迷光の強度は、光源からの出射強度に比例するため、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整すると、迷光の強度も変動してしまうが、本発明では、第１光強度分布および第２光強度分布が形成された空間を介さずに受光部に入射する補償光を出射する補償用光源部を設け、第１駆動電流値を増大させるときには、補償用光源部に供給する第３駆動電流値を低減し、第１駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。また、第２駆動電流値を増大させるときには第３駆動電流値を低減し、第２駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。従って、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整した際の迷光の受光強度の強度変化を補償光の受光強度の強度変化で補正することができる。従って、検出光が対象物体以外の物体で反射して受光部に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる。
【００１２】
本発明において、前記光源駆動部は、前記第１駆動電流値と前記第２駆動電流値とを初期電流値に設定して前記第１検出光および前記第２検出光を出射させた後、前記受光部での受光結果に基づいて前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値の増減を行い、前記位置検出部は、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値と前記初期電流値との差、および前記第２駆動電流値と前記初期電流値との差に基づいて前記対象物体の位置を検出する構成を採用することができる。かかる構成によれば、外光等の環境光の影響を防止することができる。
【００１３】
本発明において、前記検出用光源部は、前記第１検出光を出射する第１検出用光源と、前記第２検出光を出射する第２検出用光源と、を備えていることが好ましい。
【００１４】
この場合、前記光源駆動部は、前記第１検出用光源および前記第２検出用光源を電圧振幅変調により駆動し、前記第１期間において、定電圧と前記第１検出用光源に供給される駆動電圧との差に相当する電圧が前記補償用光源部に印加され、前記第２期間において、定電圧と前記第２検出用光源に供給される駆動電圧との差に相当する電圧が前記補償用光源部に印加される構成を採用することができる。
【００１５】
また、本発明においては、前記光源駆動部は、前記第１検出用光源および前記第２検出用光源をパルス幅変調により駆動し、前記第１期間には前記第１検出用光源に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを前記補償用光源部に供給し、前記第２期間には前記第２検出用光源に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを前記補償用光源部に供給する構成を採用してもよい。
【００１６】
本発明において、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に前記対象物体が存在しない状態において、前記第１駆動電流値を初期電流値に設定して前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、前記第１駆動電流値を当該初期電流値から増減させて前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、が等しく、前記第２駆動電流値を初期電流値に設定して前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、前記第２駆動電流値を当該初期電流値から増減させて前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、が等しいことが好ましい。
【００１７】
かかる構成は、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に前記対象物体が存在しない状態において、前記受光部での前記第１検出光の受光強度と前記受光部での前記補償光の受光強度との和は、前記受光部での前記第２検出光の受光強度と前記受光部での前記補償光の受光強度との和に等しい構成を採用することにより実現することができる。
【００１８】
本発明に係る位置検出装置は、入力機能付き表示システム等、各種のシステムに利用することができる。例えば、本発明を適用した位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムとしては、画像が表示される表示面を備えた表示装置を備え、前記位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記表示装置において前記表示面に表示される画像が切り換えられる入力機能付き表示システムを例示することができる。また、本発明を適用した位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムとしては、画像を投射する画像投射装置を備え、前記位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記画像投射装置から投射される画像が切り換えられる入力機能付き表示システムを例示することができる。
【００１９】
また、本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する位置検出方法であって、第１期間に検出用光源部から第１検出光を出射させて第１光強度分布を形成するとともに補償用光源部から前記第１光強度分布が形成された空間を介さずに受光部に入射する補償光を出射する第１光出射工程と、第２期間に前記検出用光源部から第２検出光を出射させて第２光強度分布を形成するとともに前記補償用光源部から前記補償光を出射する第２光出射工程と、前記第１期間に前記検出用光源部に供給する第１駆動電流値、前記第２期間に前記検出用光源部に供給する第２駆動電流値、および前記補償用光源部に供給する第３駆動電流値の増減を行う電流増減工程と、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値に基づいて前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に位置する前記対象物体の位置を検出する位置検出工程と、を有し、前記電流増減工程では、前記第１駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第１駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させ、前記第２駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第２駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させることを特徴とする。
【００２０】
本発明では、第１期間において、検出用光源部を第１駆動電流値で駆動して第１光強度分布を形成した第１期間における受光部の受光強度と、検出用光源部を第２駆動電流値で駆動して第２光強度分布を形成した第２期間における受光部の受光強度とが等しくなった時点での第１駆動電流値および第２駆動電流値に基づいて対象物体の位置を検出する。かかる位置検出の際、受光部は、対象物体で反射した検出光を受光するとともに、検出光が備品等で反射した検出光（迷光）も受光する。ここで、迷光の強度は、光源からの出射強度に比例するため、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整すると、迷光の強度も変動してしまうが、本発明では、第１光強度分布および第２光強度分布が形成された空間を介さずに受光部に入射する補償光を出射する補償用光源部を設け、第１駆動電流値を増大させるときには、補償用光源部に供給する第３駆動電流値を低減し、第１駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。また、第２駆動電流値を増大させるときには第３駆動電流値を低減し、第２駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。従って、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整した際の迷光の受光強度の強度変化を補償光の受光強度の強度変化で補正することができる。従って、検出光が対象物体以外の物体で反射して受光部に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。
【図３】図２に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。
【図４】図３に示す受発光ユニットに構成した光源部の構成を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置の電気的構成等を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置における位置検出原理を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置において対象物体のＸＹ座標データを取得する原理を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置の光源駆動部に設けた光源回路の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置における迷光補償の原理を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る位置検出装置の光源駆動部に設けた光源回路の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。
【図１２】図１１に示す受発光ユニットにおける光源部の説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る位置検出装置の電気的構成等を示す説明図である。
【図１４】本発明を適用した位置検出システムの具体例１（入力機能付き表示システム）の説明図である。
【図１５】本発明を適用した位置検出システムの具体例２（入力機能付き表示システム／入力機能付き投射型表示システム）の説明図である。
【図１６】従来の位置検出装置の問題を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、互いに交差する方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に交差する方向をＺ軸方向とする。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側とし、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側として表してある。
【００２３】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、位置検出装置を検出光出射空間側の斜め方向からみたときの説明図、および位置検出装置を正面からみたときの説明図である。
【００２４】
図１において、本形態の位置検出システム１は、対象物体Ｏｂの位置を検出する位置検出装置１０を有しており、かかる位置検出装置１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向により規定される仮想のＸＹ平面（仮想面）に沿うように放射状に出射した検出光Ｌ２を利用して、対象物体Ｏｂの位置を検出する。本形態において、位置検出システム１は、ＸＹ平面に沿って広がる視認面４１をＺ軸方向の一方側Ｚ１に備えた視認面構成部材４０を有しており、位置検出装置１０は、視認面４１に沿って検出光Ｌ２を出射し、視認面構成部材４０に対して視認面４１側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する。従って、位置検出システム１の検出対象空間１０Ｒは、位置検出装置１０において検出光Ｌ２が出射される検出光出射空間であり、検出対象空間１０Ｒには、後述する検出光Ｌ２の光強度分布が形成される。かかる位置検出システム１は、位置検出装置１０によって、後述する電子黒板等の入力機能付き表示システムや入力機能付き投射型表示システム等として用いることができる。
【００２５】
本形態の位置検出システム１において、位置検出装置１０は、視認面４１（ＸＹ平面）に沿って検出光Ｌ２を放射状に出射する検出用光源部１２（線状光源部）と、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する受光部１３とを備えている。
【００２６】
本形態においては、検出用光源部１２として、視認面構成部材４０に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間する位置で検出対象空間１０Ｒに向く２つの検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）が用いられており、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。また、本形態においては、受光部１３として、視認面構成部材４０に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間する位置で検出対象空間１０Ｒに向く第１受光部１３Ａおよび第２受光部１３Ｂが用いられており、第１受光部１３Ａと第２受光部１３Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。
【００２７】
ここで、第１受光部１３Ａは、第１検出用光源部１２Ａから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）の放射中心位置に配置されており、第１受光部１３Ａと第１検出用光源部１２Ａとは第１受発光ユニット１５Ａとして一体化されている。また、第２受光部１３Ｂは、第２検出用光源部１２Ｂから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）の放射中心位置に配置されており、第２受光部１３Ｂと第２検出用光源部１２Ｂとは第２受発光ユニット１５Ｂとして一体化されている。
【００２８】
後述するように、２つの検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）は各々、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子からなる検出用光源（点光源）を備えており、かかる検出用光源は、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）を発散光として出射する。受光部１３（第１受光部１３Ａおよび第２受光部１３Ｂ）は各々、フォトダイオードやフォトトランジスター等の受光素子１３０を備えており、本形態において、受光素子１３０は赤外域に感度ピークを備えたフォトダイオードである。
【００２９】
第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。また、第１受発光ユニット１５Ａと第２受発光ユニット１５Ｂとは異なる期間において動作する。従って、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１検出用光源部１２Ａから検出光Ｌ２ａが出射された際、第１受光部１３Ａは、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａ（反射光Ｌ３）を受光する。かかる動作とは異なる期間において、第２受発光ユニット１５Ｂにおいて、第２検出用光源部１２Ｂから検出光Ｌ２ｂが出射された際、第２受光部１３Ｂは、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ｂ（反射光Ｌ３）を受光する。
【００３０】
本形態の位置検出装置１０において、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）から検出光Ｌ２が出射された際、備品等の対象物体以外の物体Ｓｂで反射した検出光が迷光Ｌ５として受光部１３（第１受光部１３Ａおよび第２受光部１３Ｂ）に入射する。そこで、詳しくは後述するように、第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂには、補償用光源部１４（第１補償用光源部１４Ａおよび第２補償用光源部１４Ｂ）が設けられている。
【００３１】
（検出用光源部１２の具体的構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。図３は、図２に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。図４は、図３に示す受発光ユニットに構成した検出用光源部１２の構成を模式的に示す説明図であり、第１期間の第１点灯動作時に検出光Ｌ２（第１検出光Ｌ２s）が出射される様子を示す説明図、および第２期間の第２点灯動作時に検出光Ｌ２（第２検出光Ｌ２t）が出射される様子を示す説明図である。
【００３２】
図２に示すように、本形態の位置検出装置１０において、第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは同一の構成を有しており、それ故、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂも同一の構成を有している。より具体的には、第１受発光ユニット１５Ａは、Ｚ軸方向からみたときに扇形形状あるいは半円形状を有する光源支持部材１５０を有している。かかる光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１および第２光源支持部材１５２は各々、扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａ、１５６ｂを備えている。鍔部１５６ａ、１５６ｂにより挟まれた部分は、第１検出用光源部１２Ａから検出光Ｌ２が出射される出射部になっており、鍔部１５６ａ、１５６ｂは、Ｚ軸方向における検出光Ｌ２の出射範囲を制限している。
【００３３】
第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１検出用光源部１２Ａは、検出光Ｌ２の出射部として、Ｚ軸方向に重ねて配置された第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とを備えている。第１検出用光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とによってＺ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部１２８になっており、かかる導光部１２８の奥に第１受光部１３Ａの受光素子１３０が配置されている。第２受発光ユニット１５Ｂも、第１受発光ユニット１５Ａと同様な構成を有しているため、説明を省略する。
【００３４】
図３に示すように、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる検出用光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。第２受発光ユニット１５Ｂにおいても、第１受発光ユニット１５Ａと同様、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる検出用光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。
【００３５】
図４に示すように、第１光源モジュール１２６は、検出用光源１２０として、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる第１検出用光源１２１を備えているとともに、円弧状のライトガイドＬＧを備えており、第１検出用光源１２１は、ライトガイドＬＧの一方の端部ＬＧ１に配置されている。また、第１光源モジュール１２６は、ライトガイドＬＧの円弧状の外周面ＬＧ３に沿って、光学シートＰＳおよびルーバーフィルムＬＦ等を備えた円弧状の照射方向設定部ＬＥを備え、ライトガイドＬＧの円弧状の内周面ＬＧ４に沿って、円弧状の反射シートＲＳを備えている。第２光源モジュール１２７も、第１光源モジュール１２６と同様、検出用光源１２０として、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる第２検出用光源１２２を備えているとともに、円弧状のライトガイドＬＧを備えており、第２検出用光源１２２は、ライトガイドＬＧの他方の端部ＬＧ２に配置されている。また、第２光源モジュール１２７も、第１光源モジュール１２６と同様、ライトガイドＬＧの円弧状の外周面ＬＧ３に沿って、光学シートＰＳおよびルーバーフィルムＬＦ等を備えた円弧状の照射方向設定部ＬＥを備え、ライトガイドＬＧの円弧状の内周面ＬＧ４に沿って、円弧状の反射シートＲＳを備えている。なお、ライトガイドＬＧの外周面ＬＧ３および内周面ＬＧ４のうちの少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの検出光Ｌ２の出射効率を調整するための加工が施されており、かかる加工手法としては、例えば反射ドットを印刷する方式や、スタンパーやインジェクションにより凹凸を付す成型方式や、溝加工方式を採用することができる。第２受発光ユニット１５Ｂも、第１受発光ユニット１５Ａと同様な構成を有しているため、説明を省略する。
【００３６】
（補償用光源部１４の構成）
このように構成した位置検出装置１０において、第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは各々、補償用光源部１４として、第１補償用光源部１４Ａおよび第２補償用光源部１４Ｂを備えている。補償用光源部１４は、例えば、受光部１３に対してＹ軸方向の他方側Ｙ２で一方側Ｙ１に出射光軸を向けた発光ダイオード等の点光源からなり、補償用光源部１４から出射された補償光Ｌ４は、検出対象空間１０Ｒを介さずに、受光部１３に入射する。
【００３７】
（位置検出部等の構成）
図５は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０の電気的構成等を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、制御用ＩＣの構成を示す説明図、および光源に供給される駆動信号の説明図である。
【００３８】
本形態の位置検出システム１に用いた位置検出装置１０において、図１〜図４等を参照して説明した第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、図５（ａ）に示す制御用ＩＣ７０に電気的に接続されている。ここで、制御用ＩＣ７０は、第１受発光ユニット１５Ａに電気的に接続された第１制御用ＩＣ７０Ａと、第２受発光ユニット１５Ｂに電気的に接続された第２制御用ＩＣ７０Ｂとからなり、第１受発光ユニット１５Ａの第１検出用光源部１２Ａおよび第１受光部１３Ａは、第１制御用ＩＣ７０Ａに電気的に接続されている。また、第２受発光ユニット１５Ｂの第２検出用光源部１２Ｂおよび第２受光部１３Ｂは、第２制御用ＩＣ７０Ｂに電気的に接続されている。
【００３９】
第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂは、同一構成を有しており、いずれも共通の制御装置６０に電気的に接続されている。まず、第１制御用ＩＣ７０Ａは、基準クロック、Ａ相基準パルス、Ｂ相基準パルス、タイミング制御パルス、同期クロック等を生成する複数の回路（図示せず）を有している。また、第１制御用ＩＣ７０Ａは、Ａ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ａと、Ｂ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ｂと、パルス発生器７５ａおよびパルス発生器７５ｂが生成した駆動パルスを第１検出用光源部１２Ａの第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２の何れに印加するかを制御するスイッチ部７６とを有している。かかるパルス発生器７５ａ、７５ｂ、およびスイッチ部７６は、図８を参照して後述する光源回路７８０とともに光源駆動部５１を構成しており、第１制御用ＩＣ７０Ａは、光源回路７８０を介して、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａ）の第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２に駆動電流を供給するとともに、補償用光源部１４（第１補償用光源部１４Ａ）にも駆動電流を供給する。
【００４０】
また、第１制御用ＩＣ７０Ａは、第１受光部１３Ａでの検出結果を増幅する増幅部等を備えた受光量測定部７３と、受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して第１検出用光源部１２Ａの検出用光源１２０（第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２）に供給する駆動パルスの駆動電流値（第１駆動電流値）を調整する調整量算出部７４とを備えている。かかる受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。なお、調整量算出部７４は、パルス発生器７５ａ、７５ｂに対する制御信号を出力するアナログ−デジタル変換部等を備えている。
【００４１】
第２制御用ＩＣ７０Ｂも、第１制御用ＩＣ７０Ａと同様、光源回路７８０とともに光源駆動部５１を構成するパルス発生器７５ａ、７５ｂ、およびスイッチ部７６を有している。また、第２制御用ＩＣ７０Ｂは、第１制御用ＩＣ７０Ａと同様、第２受光部１３Ｂでの検出結果を増幅する増幅部等を備えた受光量測定部７３や、受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して第２検出用光源部１２Ｂの検出用光源１２０（第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２）に供給する第２駆動電流値を調整する調整量算出部７４等を備えている。かかる受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。
【００４２】
第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂは、パーソナルコンピューター等の上位の制御装置６０の制御部６１によって制御されており、かかる制御装置６０は、受光量測定部７３および調整量算出部７４とともに位置検出部５０を構成する座標データ取得部５５を有している。従って、本形態において、位置検出部５０は、制御用ＩＣ７０（第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂ）の受光量測定部７３および調整量算出部７４と、上位の制御装置６０（パーソナルコンピューター）の座標データ取得部５５とによって構成されている。
【００４３】
本形態では、検出用光源部１２として、互いに離間した位置に配置された第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとを有している。従って、座標データ取得部５５は、第１検出用光源部１２Ａに対する駆動結果に基づいて、第１検出用光源部１２Ａの放射中心に対する対象物体Ｏｂの角度位置を検出する第１角度位置検出部５５１と、第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動結果に基づいて、第２検出用光源部１２Ｂの放射中心に対する対象物体Ｏｂの角度位置を検出する第２角度位置検出部５５２とを有している。また、座標データ取得部５５は、第１角度位置検出部５５１で得られた対象物体Ｏｂの角度位置と、第２角度位置検出部５５２で得られた対象物体Ｏｂの角度位置とに基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを確定する座標データ確定部５５３を備えている。
【００４４】
なお、本形態では、第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂに対して１対１の関係をもって２つの制御用ＩＣ７０（第１制御用ＩＣ７０Ａ、第２制御用ＩＣ７０Ｂ）を用いたが、制御用ＩＣ７０を多チャンネル化し、１つの制御用ＩＣ７０によって第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂを駆動してもよい。
【００４５】
このように構成した位置検出装置１０において、第１検出用光源部１２Ａに対して設けた光源駆動部５１は、図５（ｂ）に示すように、第１期間（第１点灯動作時）では、第１検出用光源部１２Ａの第１検出用光源１２１に駆動パルスを印加し、第２期間（第２点灯動作時）では、第１検出用光源部１２Ａの第２検出用光源１２２に第１検出用光源１２１に印加する駆動パルスと逆相の駆動パルスを印加する。その間、第１受光部１３Ａは、対象物体Ｏｂで反射してきた検出光Ｌ２ａ等を受光する。その後、第２検出用光源部１２Ｂに対して設けた光源駆動部５１は、第１期間（第１点灯動作時）では、第２検出用光源部１２Ｂの第１検出用光源１２１に駆動パルスを印加するとともに、第２期間（第２点灯動作時）では、第２検出用光源部１２Ｂの第２検出用光源１２２に第１検出用光源１２１に印加する駆動パルスと逆相の駆動パルスを印加する。その間、第２受光部１３Ｂは、対象物体Ｏｂで反射してきた検出光Ｌ２ｂ等を受光する。
【００４６】
本形態の位置検出装置１０において、検出用光源部１２に対する駆動電流値を制御するにあたっては電圧振幅変調が行われる。なお、実施の形態２で説明するように、検出用光源部１２に対する駆動電流値を制御するにあたってはパルス幅変調が行われることもある。
【００４７】
（座標検出原理）
図４に示すように、本形態の位置検出装置１０において、図５（ａ）を参照して説明した光源駆動部５１は、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）のいずれにおいても、検出光Ｌ２の出射強度が検出光Ｌ２の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少する第１点灯動作（第１期間）と、検出光Ｌ２の出射強度が検出光Ｌ２の放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少する第２点灯動作（第２期間）とを行わせる。
【００４８】
より具体的には、光源駆動部５１は、第１検出用光源部１２Ａに対して、第１点灯動作時（第１期間）には、第１光源モジュール１２６の第１検出用光源１２１を点灯させ、検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ／第１検出光Ｌ２s）を出射させる。その際、第２検出用光源１２２は消灯状態にある。その結果、検出対象空間１０Ｒには第１光強度分布ＬＩＤ１が形成される。かかる第１光強度分布ＬＩＤ１は、図４（ａ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向から他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００４９】
また、光源駆動部５１は、第１検出用光源部１２Ａに対して、第２点灯動作時（第２期間）には、第２光源モジュール１２７の第２検出用光源１２２を点灯させ、検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ／第２検出光Ｌ２t）を出射させる。その際、第１検出用光源１２１は消灯状態にある。その結果、検出対象空間１０Ｒには第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される。かかる第２光強度分布ＬＩＤ２は、図４（ｂ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向から一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００５０】
なお、第２検出用光源部１２Ｂにおいて、第１光源モジュール１２６の第１検出用光源１２１が点灯した第１点灯動作時、および第２光源モジュール１２７の第２検出用光源１２２が点灯した第２点灯動作時にも、第１検出用光源部１２Ａと同様、検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ／第１検出光Ｌ２s、第２検出光Ｌ２t）が出射され、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される。従って、後述するように、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２を利用すれば、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの中心ＰＥの距離ＤＳ（図７参照）が固定であるので、対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
【００５１】
（対象物体Ｏｂの角度位置の検出）
図６は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０における位置検出原理を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は光強度分布の説明図、および対象物体が存在する位置情報（方位情報）を取得する方法の説明図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０において対象物体ＯｂのＸＹ座標データを取得する原理を示す説明図である。
【００５２】
まず、第１検出用光源部１２Ａの第１光源モジュール１２６において、第１検出光Ｌ２sによって第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際、検出光Ｌ２の照射方向と、検出光Ｌ２の強度とは、図６（ａ）に線Ｅ１で示す直線関係にある。また、第１検出用光源部１２Ａの第２光源モジュール１２７において、第２検出光Ｌ２tによって第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際、検出光Ｌ２の照射方向と、検出光Ｌ２の強度とは、図６（ａ）に線Ｅ２で示す直線関係にある。ここで、図６（ｂ）および図７に示すように、第１検出用光源部１２Ａの中心ＰＥ（第１光源モジュール１２６の中心／検出光Ｌ２の放射中心位置）からみて角度θの方向に対象物体Ｏｂが存在するとする。この場合、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成したとき、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２（第１検出光Ｌ２s）の強度はＩＮＴsとなる。これに対して、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成したとき、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２（第２検出光Ｌ２t）の強度はＩＮＴtとなる。従って、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度と、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度とを比較して、強度ＩＮＴs、ＩＮＴtの関係を求めれば、図６（ｂ）および図７に示すように、第１検出用光源部１２Ａの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１／角度位置）を求めることができる。
【００５３】
かかる原理を利用して、対象物体Ｏｂの角度位置（角度θ１）を検出するにあたって、本形態では、第１検出用光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６によって第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度と、第２光源モジュール１２７によって第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度とが等しくなるように、第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値を調整する。ここで、第１検出用光源部１２Ａからの検出光Ｌ２の出射強度は、第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値に比例する。従って、第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値を調整した後の第１駆動電流値と第２検出用光源１２２との比や差、あるいは駆動電流値を調整した際の調整量の比や差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求めることができる。
【００５４】
より具体的には、まず、図５に示す第１制御用ＩＣ７０Ａの光源駆動部５１は、第１点灯動作として第１検出用光源１２１を点灯させて第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した後、第２点灯動作として第２検出用光源１２２を点灯させて第２光強度分布ＬＩＤ２を形成する。この際、第１光強度分布ＬＩＤ１と第２光強度分布ＬＩＤ２とは強度変化の向きは逆向きであるが、強度レベルは同一である。そして、図５に示す位置検出部５０の調整量算出部７４は、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴsと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴtとを比較する。その結果、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴsと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴtとが等しければ、対象物体Ｏｂの角度位置は０°である。
【００５５】
これに対して、受光強度ＩＮＴs、ＩＮＴtが相違している場合、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴsと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴtとが等しくなるように、第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値を調整する。そして、再度、第１点灯動作と第２点灯動作とを行った際に、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴsと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴtとが等しければ、図５に示す第１角度位置検出部５５１は、かかる調整を行った後の第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値の比や差、あるいは第１駆動電流値および第２検出用光源１２２に対する調整量の比や差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求めることができる。本形態では、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴsと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴtとが等しくなるように、第１検出用光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２検出用光源１２２に対する第２駆動電流値を調整した際の調整量の差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求める。
【００５６】
かかる検出動作を第２検出用光源部１２Ｂにおいても行えば、図５に示す第２角度位置検出部５５２は、第２検出用光源部１２Ｂの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ２／角度位置）を求めることができる。従って、図５に示す座標データ確定部５５３は、第１角度位置検出部５５１で検出した角度位置（角度θ１の方向）と、第２角度位置検出部５５２で検出した角度位置（角度θ２の方向）の交点に相当する位置を対象物体Ｏｂが位置するＸＹ座標データとして取得する。
【００５７】
（迷光補償用の光源回路７８０の構成）
図８は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０の光源駆動部５１に設けた光源回路７８０の説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、光源回路７８０の回路図、および検出用光源部１２に印加されるアノード電圧と補償用光源部１４に印加されるアノード電圧との関係を示す説明図である。
【００５８】
本形態の位置検出装置１０において、図５（ａ）に示す光源駆動部５１は、検出用光源部１２に対する駆動電流値を制御するにあたっては電圧振幅変調を行い、検出用光源部１２の第１検出用光源１２１に供給する第１駆動電流値、検出用光源部１２の第２検出用光源１２２に供給する第２駆動電流値の増減を行う。また、光源駆動部５１は、第１期間において第１検出用光源１２１に駆動電流を供給する際、補償用光源部１４にも駆動電流を供給し、第２期間において第２検出用光源１２２に駆動電流を供給する際、補償用光源部１４にも駆動電流を供給する。
【００５９】
また、光源駆動部５１は光源回路７８０を有しており、補償用光源部１４に供給する第３駆動電流値の増減も行う。ここで、光源回路７８０は、第１検出用光源１２１に供給する第１駆動電流値を増大させるときには、補償用光源部１４に供給する第３駆動電流値を低減し、第１駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。また、光源回路７８０は、第２検出用光源１２２に供給する第２駆動電流値を増大させるときには、補償用光源部１４に供給する第３駆動電流値を低減し、第２駆動電流値を低減させるときには第３駆動電流値を増大させる。
【００６０】
より具体的には、図８（ａ）に示すように、光源回路７８０では、制御用ＩＣ７０において駆動電流を出力する端子７０１、７０２は各々、第１検出用光源１２１のアノード端子、および第２検出用光源１２２のアノード端子に接続されている。また、補償用光源部１４のアノード端子は、駆動電圧VCCを供給する定電位線７８１に接続されている一方、カソード端子は、スイッチング回路７８２に接続されている。スイッチング回路７８２は、制御用ＩＣ７０の端子７０３から出力された信号に基づいて、第１期間においては補償用光源部１４のカソード端子と第１検出用光源１２１のアノード端子とを導通させ、第２期間においては補償用光源部１４のカソード端子と第２検出用光源１２２のアノード端子とを導通させる。なお、補償用光源部１４のアノード端子と定電位線７８１との間には、補償用光源部１４に供給される第３駆動電流値のレベルを調整する抵抗７８３が挿入されている。
【００６１】
かかる光源回路７８０によれば、光源駆動部５１が第１期間において第１検出用光源１２１に駆動電流を供給した際、補償用光源部１４にも駆動電流が供給される。また、図８（ｂ）に示すように、光源駆動部５１が第１検出用光源１２１への印加電圧を上昇させて第１駆動電流値を増大させた際、補償用光源部１４への印加電圧が低下し、第３駆動電流値が低減する。また、光源駆動部５１が第１検出用光源１２１への印加電圧を低下させて第１駆動電流値を低減させた際、補償用光源部１４への印加電圧が上昇し、第３駆動電流値が増大する。
【００６２】
同様に、光源駆動部５１が第２期間において第２検出用光源１２２に駆動電流を供給した際、補償用光源部１４にも駆動電流が供給される。また、図８（ｂ）に示すように、光源駆動部５１が第２検出用光源１２２への印加電圧を上昇させて第２駆動電流値を増大させた際、補償用光源部１４への印加電圧が低下し、第３駆動電流値が低減する。また、光源駆動部５１が第２検出用光源１２２への印加電圧を低下させて第１駆動電流値を低減させた際、補償用光源部１４への印加電圧が上昇し、第３駆動電流値が増大する。
【００６３】
ここで、補償用光源部１４に供給される第３駆動電流値のレベルは、補償用光源部１４のアノード端子と定電位線７８１との間に挿入された抵抗７８３によって設定されている。従って、第１駆動電流値と第３駆動電流値は逆比例あるいは略逆比例の関係にあり、第２駆動電流値と第３駆動電流値は逆比例あるいは略逆比例の関係にある。
【００６４】
（迷光に対する補償原理）
図９は、本発明の実施の形態１に係る位置検出装置１０における迷光補償の原理を示す説明図であり、上段から下段に向けて、第１検出用光源１２１への第１駆動電流値、第２検出用光源１２２への第１駆動電流値、補償用光源部１４への第３駆動電流値（右下がりの斜線を付した領域）、迷光Ｌ５の強度（右上がりの斜線を付した領域）、受光部１３での受光強度を示してある。ここで、第１期間に第１検出用光源１２１から出射される第１検出光Ｌ２sの強度は第１検出用光源１２１への第１駆動電流値に比例し、第２期間に第２検出用光源１２２から出射される第２検出光Ｌ２tの強度は第２検出用光源１２２への第２駆動電流値に比例し、補償用光源部１４から出射される補償光Ｌ４の強度は第３駆動電流値に比例する。なお、迷光Ｌ５は、検出光Ｌ２のうち、対象物体以外の物体Ｓｂで反射した光であるため、第１検出光Ｌ２sの強度（第１駆動電流値）、および第２検出光Ｌ２tの強度（第２駆動電流値）に比例することになる。
【００６５】
本形態では、図４、図６および図７等を参照して説明した原理によって対象物体Ｏｂの位置を検出するにあたって、光源駆動部５１には、図８を参照して説明した光源回路７８０が構成されているため、図９を参照して以下に説明するように、検出光Ｌ２（第１検出光Ｌ２s、第２検出光Ｌ２t）が対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した迷光Ｌ５が受光部１３に入射することに起因する検出誤差の発生を防止する。かかる迷光の補償は、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂのいずれかを動作した場合でも同様である。
【００６６】
まず、図９に示す期間Ｔ１において、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しないデフォルト状態で、第１駆動電流値および第３駆動電流値を各々、初期設定値にして第１検出用光源１２１および補償用光源部１４を第１期間で同時点灯させる（第１光出射工程）。次に、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しないデフォルト状態で、第２駆動電流値および第３駆動電流値を各々、初期設定値にして第２検出用光源１２２および補償用光源１４を第２期間で同時点灯させる（第２光出射工程）。その結果、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）の強度はゼロであるが、備品等の対象物体以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ２が迷光Ｌ５として受光部１３に入射する。また、補償用光源部１４からは補償光Ｌ４が出射される。従って、デフォルト状態での受光部１３での受光強度は、迷光Ｌ５の受光強度と補償光Ｌ４の受光強度との和である。
【００６７】
次に、期間Ｔ２において対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに出現すると、受光部１３は、対象物体Ｏｂで反射した反射光Ｌ３、迷光Ｌ５および補償光Ｌ４を受光する。ここで、受光部１３での受光強度が第１期間と第２期間とで等しい場合、対象物体Ｏｂが中心位置にあるとわかる。
【００６８】
これに対して、期間Ｔ３のように、受光部１３の受光強度が第１期間と第２期間とで異なる場合、期間Ｔ４のように、受光部１３での受光強度が第１期間と第２期間とで等しくなるように、第１期間に供給する第１駆動電流値および第２期間に供給する第２駆動電流値を調整する（電流増減工程）。そして、受光部１３での受光強度が第１期間と第２期間とで等しくなったとき、第１駆動電流値に対する調整量ΔＩ1と第２駆動電流値に対する調整量ΔＩ2との差を用いれば、対象物体Ｏｂの位置を検出できる。図９には、期間Ｔ４では、期間Ｔ３に比して、第１駆動電流値を増大させ、第２駆動電流値を減少させた場合を例示してある。
【００６９】
かかる電流増減工程の際、第１期間および第２期間における迷光Ｌ５の強度は、第１駆動電流値および第２駆動電流値に比例する。このため、本形態では、期間Ｔ４では、期間Ｔ３に比して、第１期間における迷光Ｌ５の強度が増大し、第２期間における迷光Ｌ５の強度が低下している。一方、駆動電流値の調整を行った際、第１期間および第２期間における補償光Ｌ４の強度は、図８を参照して説明した光源回路７８０によって、第１駆動電流値および第２駆動電流値とは逆方向に増減する。例えば、第１駆動電流値が１０％増大したときには、第３駆動電流値が１０％低減し、補償光Ｌ４の強度は１０％低減する。また、第２駆動電流値が１０％低減したときには、第３駆動電流値が１０％増大し、補償光Ｌ４の強度は１０％増大する。このため、本形態では、期間Ｔ４では、期間Ｔ３に比して、第１期間における補償光Ｌ４の強度が低下し、第２期間における補償光Ｌ４の強度が増大している。
【００７０】
従って、補償光Ｌ４の強度は、迷光Ｌ５の変化量と同量あるいは略同量変化する。また、第３駆動電流値の初期設定値は、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しないデフォルト状態での検出結果に基づいて、抵抗７８３の抵抗値を最適化する等の方法で最適な値に設定されている。それ故、いずれの期間においても、下式
補償光Ｌ４の受光強度＋迷光Ｌ５の受光強度＝一定あるいは略一定
に示すように、受光部１３における補償光Ｌ４の受光強度と迷光Ｌ５の受光強度との和は一定あるいは略一定である。
【００７１】
従って、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しない状態では、第１駆動電流値を増減させた前後において受光部１３での受光強度は一定あるいは略一定であり、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しない状態では、第２駆動電流値を増減させた前後において受光部１３での受光強度は一定あるいは略一定である。換言すれば、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しない状態では、第１駆動電流値を増減させた前後において受光部１３での第１検出光Ｌ２sの受光強度と補償光Ｌ４の受光強度との和は一定あるいは略一定であり、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒに存在しない状態では、第２駆動電流値を増減させた前後において受光部１３での第２検出光Ｌ２tの受光強度と補償光Ｌ４の受光強度との和は一定あるいは略一定である。
【００７２】
このため、期間Ｔ４のように、受光部１３での受光強度が第１期間と第２期間とで等しくなるように、第１期間に供給する第１駆動電流値および第２期間に供給する第２駆動電流値を調整した際、第１期間において対象物体Ｏｂで反射して受光部１３に入射した第１検出光Ｌ２sの強度と、第２期間において対象物体Ｏｂで反射して受光部１３に入射した第２検出光Ｌ２tの強度とが一定である。それ故、たとえ第１駆動電流値および第２駆動電流値の増減に伴って迷光Ｌ５の強度が変動する場合でも、かかる迷光Ｌ５の強度変化は補償光Ｌ４の増減によって吸収できる。よって、第１駆動電流値に対する調整量ΔＩ1と第２駆動電流値に対する調整量ΔＩ2との差を用いれば、対象物体Ｏｂの位置を正確に検出することできる（位置検出工程）。
【００７３】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の位置検出装置１０において、検出用光源部１２は、検出光Ｌ２を放射状に出射するとともに、検出光Ｌ２の放射角度範囲において一方側から他方側に向かって強度が変化する光強度分布（第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２）を形成し、受光部１３は、光強度分布が形成された検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を受光する。ここで、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２の強度は、光強度分布において対象物体Ｏｂが位置する箇所での強度に比例するので、受光部１３での受光強度は、対象物体Ｏｂの位置に対応する。従って、位置検出部５０は、受光部１３での受光強度に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。かかる方式によれば、検出用光源部１２から放射状に出射された検出光Ｌ２の光強度分布を利用するので、広い空間にわたって光強度分布を形成することができ、検出対象空間１０Ｒが広い。
【００７４】
また、位置検出部５０は、検出用光源部１２での第１点灯動作時（第１期間）および第２点灯動作時（第２期間）における受光部１３での受光強度が等しくなるように第１点灯動作時に検出用光源部１２に供給する第１駆動電流値と、第２点灯動作時に検出用光源部１２に供給する第２駆動電流値との比較結果に基づいて角度位置を検出する。従って、外光等の環境光の影響を吸収することができる。
【００７５】
かかる位置検出の際、受光部１３は、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を受光するとともに、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射した検出光（迷光Ｌ５）も受光する。ここで、迷光Ｌ５の強度は、検出光Ｌ２の強度に比例するため、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整すると、迷光Ｌ５の強度も変動してしまうが、本形態では、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される検出対象空間１０Ｒを介さずに受光部１３に入射する補償光Ｌ４を出射する補償用光源部１４を有している。また、光源駆動部５１は、第１期間において第１検出用光源１２１に駆動電流を供給する際、補償用光源部１４にも駆動電流を供給し、第２期間において第２検出用光源１２２に駆動電流を供給する際、補償用光源部１４にも駆動電流を供給する。また、光源駆動部５１は光源回路７８０を有しており、第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２に供給する第１駆動電流値および第２駆動電流値を増大させるときには、補償用光源部１４に供給する第３駆動電流値を低減し、第１駆動電流値および第２駆動電流値を低減させるときには、補償用光源部１４に供給する第３駆動電流値を増大させる。従って、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整した際の迷光Ｌ５の受光強度の強度変化を補償光Ｌ４の受光強度の強度変化で補正することができる。従って、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射して受光部１３に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる。
【００７６】
また、光源駆動部５１は光源回路７８０を有しており、かかる光源回路７８０は、第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２を電圧振幅変調により駆動する際、第１期間において、定電圧と第１検出用光源１２１に供給される駆動電圧との差に相当する電圧を補償用光源部１４に印加し、第２期間においては、定電圧と第２検出用光源１２２に供給される駆動電圧との差に相当する電圧を補償用光源部１４に印加する。かかる構成によれば、比較的簡素な回路構成により、第１駆動電流値および第２駆動電流値の増減に対して第３駆動電流値を逆比例させることができる。
【００７７】
また、検出光Ｌ２は赤外光であるため、視認されない。従って、視認面４１に情報が表示されている場合でも、検出光Ｌ２が情報の視認を妨げないという利点がある。
【００７８】
［実施の形態２］
図１０は、本発明の実施の形態２に係る位置検出装置１０の光源駆動部５１に設けた光源回路７８０の説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、光源回路７８０の回路図、および検出用光源部１２に印加されるアノード電圧と補償用光源部１４に印加されるアノード電圧との関係を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。
【００７９】
実施の形態１では、検出用光源部１２に対する駆動電流値を制御するにあたっては電圧振幅変調方式を採用したが、本形態のように、パルス幅変調方式により検出用光源部１２に対する駆動電流値を制御する場合に本発明を適用してもよい。
【００８０】
この場合、図５（ａ）に示す光源駆動部５１は、図１０（ａ）に示す光源回路７８０を有しており、かかる光源回路７８０は、第１期間には第１検出用光源１２１に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを補償用光源部１４に供給し、第２期間には第２検出用光源１２２に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを補償用光源部１４に供給する。より具体的には、光源回路７８０では、制御用ＩＣ７０において駆動電流を出力する端子７０１、７０２は各々、第１検出用光源１２１のアノード端子、および第２検出用光源１２２のアノード端子に接続されている。また、制御用ＩＣ７０の端子７０１は、インバーター７８６およびスイッチング回路７８２を介して補償用光源部１４のアノード端子に電気的に接続し、制御用ＩＣ７０の端子７０２は、インバーター７８７およびスイッチング回路７８２を介して補償用光源部１４のアノード端子に電気的に接続している。スイッチング回路７８２は、制御用ＩＣ７０の端子７０３から出力された信号に基づいて、第１期間においては、第１検出用光源１２１に供給する駆動パルスをインバーター７８６で反転させて補償用光源部１４に供給し、第２期間においては、第２検出用光源１２２に供給する駆動パルスをインバーター７８７を介して補償用光源部１４に供給する。なお、補償用光源部１４のカソード端子とグランド電位との間には、補償用光源部１４に供給される第３駆動電流値のレベルを調整する抵抗７８３が挿入されている。
【００８１】
かかる光源回路７８０によれば、図１０（ｂ）に示すように光源駆動部５１が第１期間において第１検出用光源１２１に駆動電流を供給した際、補償用光源部１４にも駆動電流が供給される。また、光源駆動部５１が第１検出用光源１２１に供給される駆動パルスのデューティ比を高めて第１駆動電流値を増大させた際、補償用光源部１４に供給される駆動パルスのデューティ比を低下させて第３駆動電流値を低減させる。また、第１検出用光源１２１に供給される駆動パルスのデューティ比を低下させて第１駆動電流値を低減させた際、補償用光源部１４に供給される駆動パルスのデューティ比を高めて第３駆動電流値を増大させる。なお、光源駆動部５１が第２検出用光源１２２を駆動する際も同様である。ここで、補償用光源部１４に供給される第３駆動電流値のレベルは、補償用光源部１４のアノード端子と定電位線７８１との間に挿入された抵抗７８３によって設定されている。従って、第１駆動電流値と第３駆動電流値は逆比例あるいは略逆比例の関係にあり、第２駆動電流値と第３駆動電流値は逆比例あるいは略逆比例の関係にある。
【００８２】
従って、本形態でも、実施の形態１と同様、いずれの期間においても、下式
補償光Ｌ４の受光強度＋迷光Ｌ５の受光強度＝一定あるいは略一定
に示すように、受光部１３における補償光Ｌ４の受光強度と迷光Ｌ５の受光強度との和は一定あるいは略一定である。それ故、第１駆動電流値および第２駆動電流値を調整した際の迷光Ｌ５の受光強度の強度変化を補償光Ｌ４の受光強度の強度変化で補正することができる。従って、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射して受光部１３に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる等、実施の形態１と略同様な効果を奏する。
【００８３】
［実施の形態３］
図１１は、本発明の実施の形態３に係る位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。図１２は、図１１に示す受発光ユニットにおける光源部の説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、第１期間の第１点灯動作時に第１検出光Ｌ２sが出射される様子を示す説明図、および第２期間の第２点灯動作時に第２検出光Ｌ２tが出射される様子を示す説明図である。図１３は、本発明の実施の形態３に係る位置検出装置１０の電気的構成等を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００８４】
実施の形態１等では、検出用光源部１２にライトガイドＬＧを用いたが、本形態では、ライトガイドを用いずに、実施の形態１と同様な原理で対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する。より具体的には、図１１に示すように、本形態の位置検出装置１０の検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）はいずれも、複数の検出用光源１２０（第１検出用光源１２１および第２検出用光源１２２）と、複数の検出用光源１２０が実装された帯状のフレキシブル基板１８０と、長さ方向（円周方向）で湾曲した形状をもって延在する凸曲面１５５を備えた扇形形状あるいは半円形状の光源支持部材１５０とを備えている。本形態において、凸曲面１５５は、その長さ方向（円周方向）で円弧形状に湾曲した形状を有している。
【００８５】
本形態においては、フレキシブル基板１８０として、帯状の第１フレキシブル基板１８１（第１光源モジュール）と、第１フレキシブル基板１８１に対して幅方向（Ｚ軸方向）で並列する帯状の第２フレキシブル基板１８２（第２光源モジュール）とが用いられている。第１フレキシブル基板１８１には、その長さ方向に、複数の検出用光源１２０として、複数の第１検出用光源１２１が実装されており、第２フレキシブル基板１８２には、その長さ方向に、複数の検出用光源１２０として、複数の第２検出用光源１２２が実装されている。検出用光源１２０にはいずれも、ＬＥＤが用いられている。
【００８６】
また、２つの検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）のいずれにおいても、光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とはＺ軸方向で互いに対称な構成を有している。第１光源支持部材１５１は、凸曲面１５５の下半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ａと、凸曲面１５５ａにおいて第２光源支持部材１５２が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ａから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａとを備えており、凸曲面１５５ａに第１フレキシブル基板１８１が重ねて配置されている。第２光源支持部材１５２は、凸曲面１５５の上半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ｂと、凸曲面１５５ｂにおいて第１光源支持部材１５１が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ｂから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ｂとを備えており、凸曲面１５５ｂに第２フレキシブル基板１８２が重ねて配置されている。ここで、第１フレキシブル基板１８１と第２フレキシブル基板１８２とによってＺ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部１２８になっており、かかる導光部１２８の奥に受光部１３の受光素子１３０が配置されている。
【００８７】
このように構成した位置検出装置１０において、検出対象空間１０Ｒにおける対象物体Ｏｂの位置を検出するには、第１フレキシブル基板１８１に実装されている複数の第１検出用光源１２１と、第２フレキシブル基板１８２に実装されている複数の第２検出用光源１２２とを異なる期間において点灯させる。その際、複数の第１検出用光源１２１を全て点灯させ、複数の第２検出用光源１２２を全て消灯させる第１点灯動作（第１期間）では、図１２（ａ）に出射強度の高低を矢印Ｐａで示すように、第１フレキシブル基板１８１の長さ方向の一方側の端部１８１ｆが位置する側から他方側の端部１８１ｅが位置する側に向かって第１検出用光源１２１の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第１光強度分布ＬＩＤ１では、第１フレキシブル基板１８１の長さ方向の一方側の端部１８１ｆが位置する角度方向では光強度が高く、そこから、他方側の端部１８１ｅが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。
【００８８】
これに対して、複数の第２検出用光源１２２を全て点灯させ、複数の第１検出用光源１２１を全て消灯させる第２点灯動作（第２期間）では、図１２（ｂ）に出射強度の高低を矢印Ｐｂで示すように、第２フレキシブル基板１８２の長さ方向の一方側の端部１８２ｆが位置する側から他方側の端部１８２ｅが位置する側に向かって第２検出用光源１２２の出射強度を増大させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第２光強度分布ＬＩＤ２では、第２フレキシブル基板１８２の長さ方向の他方側の端部１８２ｅが位置する角度方向では光強度が高く、そこから、一方側の端部１８２ｆが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。
【００８９】
それ故、第１点灯動作および第２点灯動作を第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの各々において実行すれば、実施の形態１と同様な原理で対象物体Ｏｂの位置（ＸＹ座標）を検出することができる。その際、複数の第１検出用光源１２１に供給する駆動電流の和（第１駆動電流値）、および複数の第２検出用光源１２２に供給する駆動電流の和（第２駆動電流値）に基づいて対象物体Ｏｂの角度位置を検出すればよい。
【００９０】
また、複数の検出用光源１２０毎の出射強度を変えるにあたっては、抵抗素子等により、駆動電流を検出用光源１２０毎に変えればよい。より具体的には、図１３に示すように、光源駆動部５１は、第１駆動電流バランス調整回路７９１、および第２駆動電流バランス調整回路７９２を備えており、第１駆動電流バランス調整回路７９１および第２駆動電流バランス調整回路７９２は、例えば、複数の検出用光源１２０の各々に１対１で対応する抵抗を備えた抵抗回路からなる。第１駆動電流バランス調整回路７９１は、第１期間において、図１２（ａ）を参照して説明した第１点灯動作を行うための回路であり、検出用光源１２０に対する駆動電流を一方側の端部１８１ｆの側から他方側の端部１８１ｅに向かって減少させる。第２駆動電流バランス調整回路７９２は、第２期間において、図１２（ｂ）を参照して説明した第２点灯動作を行うための回路であり、検出用光源１２０に対する駆動電流を他方側の端部１８１ｅの側から一方側の端部１８１ｆに向かって減少させる。
【００９１】
かかる構成の位置検出装置１０においても、光源駆動部５１に図８あるいは図１０を参照して説明した光源回路７８０を設ければ、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射して受光部１３に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる等、実施の形態１、２と略同様な効果を奏する。
【００９２】
［他の実施の形態の形態］
上記実施の形態１では、２つのライドガイドＬＧの各々に検出用光源１２０を設けたが、１つのライドガイドＬＧの両端に検出用光源１２０を設け、検出用光源１２０を交互に点灯させて、第１期間と第２期間とにおいて互いに逆向きの光強度分布を形成してもよい。また、上記実施の形態３では、２系統の検出用光源１２０を設けたが、１系統の検出用光源１２０を設け、第１期間と第２期間とにおいて、複数の検出用光源１２０に供給する駆動電流の大小関係を反転させて第１期間と第２期間とにおいて互いに逆向きの光強度分布を形成してもよい。このような構成の位置検出装置１０においても、検出対象空間１０Ｒを介さずに受光部１３に入射する補償光Ｌ４を出射する補償用光源部１４を設け、検出光Ｌ２の強度を増大させたときには、補償光Ｌ４の強度を低減し、検出光Ｌ２の強度を低減させたときには、補償光Ｌ４の強度を増大させれば、検出光Ｌ２が対象物体以外の物体Ｓｂで反射して受光部１３に入射することに起因する検出誤差の発生を防止することができる。
【００９３】
上記実施の形態では、２つの検出用光源部１２を用いたが、１つの検出用光源部１２を用いて対象物体Ｏｂの位置を検出してもよい。
【００９４】
また、本発明は、上記実施の形態に記載された方式の位置検出装置に限らず、特表２００３−５３４５５４号公報、特開２０１０−１２７６７１号公報、特開２００９−２９５３１８号公報等に記載の方式を採用した位置検出装置に適用してもよい。
【００９５】
［位置検出システムの構成例］
（位置検出システム１の具体例１）
図１４は、本発明を適用した位置検出システム１の具体例１（入力機能付き表示システム）の説明図である。なお、本形態の入力機能付き表示システムにおいて、位置検出システム１および位置検出装置１０の構成は、図１〜図１３を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００９６】
上記実施の形態に係る位置検出システム１においては、図１４に示すように、視認面構成部材４０として表示装置１１０を用い、かかる表示装置１１０に、図１〜図１３を参照して説明した位置検出装置１０を設ければ、電子黒板やデジタルサイネージ等といった入力機能付き表示システム１００として用いることができる。ここで、表示装置１１０は、直視型表示装置や、視認面構成部材４０をスクリーンとする背面型投射型表示装置である。
【００９７】
かかる入力機能付き表示システム１００において、位置検出装置１０は、表示面１１０ａ（視認面４１）に沿って検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を検出する。このため、表示装置１１０で表示された画像の一部に対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
【００９８】
（位置検出システム１の具体例２）
図１５を参照して、視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、位置機能付き投射型表示システムを構成した例を説明する。図１５は、本発明を適用した位置検出システム１の具体例２（入力機能付き表示システム／入力機能付き投射型表示システム）の説明図である。なお、本形態の位置機能付き投射型表示システムにおいて、位置検出システム１および位置検出装置１０の構成は、図１〜図１３を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００９９】
図１５に示す入力機能付き投射型表示システム２００（入力機能付き表示システム）では、液晶プロジェクターあるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置２５０（画像生成装置）からスクリーン８０（視認面構成部材４０）に画像が投射される。かかる入力機能付き投射型表示システム２００において、画像投射装置２５０は、筐体２４０に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン８０に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。ここで、画像投射装置２５０は、Ｙ軸方向に対してわずかに傾いた方向から画像表示光Ｐｉをスクリーン８０に向けて投射する。従って、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８０ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
【０１００】
かかる入力機能付き投射型表示システム２００において、位置検出装置１０は、画像投射装置２５０に付加されて一体に構成されている。このため、位置検出装置１０は、投射レンズ系２１０とは異なる箇所から、スクリーン面８０ａに沿って検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した反射光Ｌ３を検出する。このため、スクリーン８０に投射された画像の一部に対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
【０１０１】
なお、位置検出装置１０とスクリーン８０とを一体化させれば、入力機能付きスクリーン装置を構成することができる。
【０１０２】
（位置検出システム１の他の具体例）
本発明において、視認面構成部材４０は、展示品を覆う透光部材である構成を採用することができ、この場合、視認面４１は、透光部材において展示品が配置される側とは反対側で展示品が視認される面である。かかる構成によれば、入力機能付きウインドウシステム等として構成することができる。
【０１０３】
また、視認面構成部材４０は、移動する遊技用媒体を支持する基盤である構成を採用することができ、この場合、視認面４１は、基盤において基盤と遊技用媒体との相対位置が視認される側の面である。かかる構成によれば、パチンコ台やコインゲーム等のアミューズメント機器を入力機能付きアミューズメントシステム等として構成することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１・・位置検出システム、１０・・位置検出装置、１０Ｒ・・検出対象空間、１２・・検出用光源部、１２Ａ・・第１検出用光源部、１２Ｂ・・・第２検出用光源部、１３・・受光部、１３Ａ・・第１受光部、１３Ｂ・・第２受光部、１４・・補償用光源部、１４Ａ・・第１補償用光源部、１４Ｂ・・第２補償用光源部、４０・・視認面構成部材、４１・・視認面、５０・・位置検出部、１００・・入力機能付き表示システム、１２０・・検出用光源、１２１・・第１検出用光源、１２２・・第２検出用光源、１３０・・受光素子、２００・・・・入力機能付き投射型表示システム、２５０・・画像投射装置、Ｏｂ・・対象物体、Ｓｂ・・対象物体以外の物体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体の位置を光学的に検出する位置検出装置であって、
第１光強度分布を形成する第１検出光、および前記第１光強度分布と異なる第２光強度分布を形成する第２検出光を出射する検出用光源部と、
前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に位置する前記対象物体により反射してきた前記第１検出光および第２検出光の反射光を受光する受光部と、
前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間を介さずに前記受光部に入射する補償光を出射する補償用光源部と、
前記第１検出光および前記補償光を出射する第１期間において前記検出用光源部に供給する第１駆動電流値、前記第２検出光および前記補償光を出射する第２期間において前記検出用光源部に供給する第２駆動電流値、および前記補償用光源部に供給する第３駆動電流値の増減を行う光源駆動部と、
前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、
を有し、
前記光源駆動部は、前記第１駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第１駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させ、前記第２駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第２駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記光源駆動部は、前記第１駆動電流値と前記第２駆動電流値とを初期電流値に設定して前記第１検出光および前記第２検出光を出射させた後、前記受光部での受光結果に基づいて前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値の増減を行い、
前記位置検出部は、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値と前記初期電流値との差、および前記第２駆動電流値と前記初期電流値との差に基づいて前記対象物体の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記検出用光源部は、前記第１検出光を出射する第１検出用光源と、前記第２検出光を出射する第２検出用光源と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記光源駆動部は、前記第１検出用光源および前記第２検出用光源を電圧振幅変調により駆動し、前記第１期間において、定電圧と前記第１検出用光源に供給される駆動電圧との差に相当する電圧が前記補償用光源部に印加され、前記第２期間において、定電圧と前記第２検出用光源に供給される駆動電圧との差に相当する電圧が前記補償用光源部に印加されることを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記光源駆動部は、前記第１検出用光源および前記第２検出用光源をパルス幅変調により駆動し、前記第１期間には前記第１検出用光源に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを前記補償用光源部に供給し、前記第２期間には前記第２検出用光源に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを前記補償用光源部に供給することを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に前記対象物体が存在しない状態において、
前記第１駆動電流値を初期電流値に設定して前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、前記第１駆動電流値を当該初期電流値から増減させて前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、が等しく、
前記第２駆動電流値を初期電流値に設定して前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、前記第２駆動電流値を当該初期電流値から増減させて前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、が等しいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に前記対象物体が存在しない状態において、
前記受光部での前記第１検出光の受光強度と前記受光部での前記補償光の受光強度との和は、前記受光部での前記第２検出光の受光強度と前記受光部での前記補償光の受光強度との和に等しいことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に規定する位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムであって、
画像が表示される表示面を備えた表示装置を備え、
前記位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記表示装置において前記表示面に表示される画像が切り換えられることを特徴とする入力機能付き表示システム。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れか一項に規定する位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムであって、
画像を投射する画像投射装置を備え、
前記位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記画像投射装置から投射される画像が切り換えられることを特徴とする入力機能付き表示システム。
【請求項１０】
対象物体の位置を光学的に検出する位置検出方法であって、
第１期間に検出用光源部から第１検出光を出射させて第１光強度分布を形成するとともに補償用光源部から前記第１光強度分布が形成された空間を介さずに受光部に入射する補償光を出射する第１光出射工程と、
第２期間に前記検出用光源部から第２検出光を出射させて第２光強度分布を形成するとともに前記補償用光源部から前記補償光を出射する第２光出射工程と、
前記第１期間に前記検出用光源部に供給する第１駆動電流値、前記第２期間に前記検出用光源部に供給する第２駆動電流値、および前記補償用光源部に供給する第３駆動電流値の増減を行う電流増減工程と、
前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値に基づいて前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に位置する前記対象物体の位置を検出する位置検出工程と、
を有し、
前記電流増減工程では、前記第１駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第１駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させ、前記第２駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第２駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させることを特徴とする位置検出方法。
【請求項１】
対象物体の位置を光学的に検出する位置検出装置であって、
第１光強度分布を形成する第１検出光、および前記第１光強度分布と異なる第２光強度分布を形成する第２検出光を出射する検出用光源部と、
前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に位置する前記対象物体により反射してきた前記第１検出光および第２検出光の反射光を受光する受光部と、
前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間を介さずに前記受光部に入射する補償光を出射する補償用光源部と、
前記第１検出光および前記補償光を出射する第１期間において前記検出用光源部に供給する第１駆動電流値、前記第２検出光および前記補償光を出射する第２期間において前記検出用光源部に供給する第２駆動電流値、および前記補償用光源部に供給する第３駆動電流値の増減を行う光源駆動部と、
前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、
を有し、
前記光源駆動部は、前記第１駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第１駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させ、前記第２駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第２駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記光源駆動部は、前記第１駆動電流値と前記第２駆動電流値とを初期電流値に設定して前記第１検出光および前記第２検出光を出射させた後、前記受光部での受光結果に基づいて前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値の増減を行い、
前記位置検出部は、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値と前記初期電流値との差、および前記第２駆動電流値と前記初期電流値との差に基づいて前記対象物体の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記検出用光源部は、前記第１検出光を出射する第１検出用光源と、前記第２検出光を出射する第２検出用光源と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記光源駆動部は、前記第１検出用光源および前記第２検出用光源を電圧振幅変調により駆動し、前記第１期間において、定電圧と前記第１検出用光源に供給される駆動電圧との差に相当する電圧が前記補償用光源部に印加され、前記第２期間において、定電圧と前記第２検出用光源に供給される駆動電圧との差に相当する電圧が前記補償用光源部に印加されることを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記光源駆動部は、前記第１検出用光源および前記第２検出用光源をパルス幅変調により駆動し、前記第１期間には前記第１検出用光源に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを前記補償用光源部に供給し、前記第２期間には前記第２検出用光源に供給する駆動パルスに対して相補関係にある駆動パルスを前記補償用光源部に供給することを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に前記対象物体が存在しない状態において、
前記第１駆動電流値を初期電流値に設定して前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、前記第１駆動電流値を当該初期電流値から増減させて前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、が等しく、
前記第２駆動電流値を初期電流値に設定して前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、前記第２駆動電流値を当該初期電流値から増減させて前記検出用光源部を駆動した際の前記受光部での受光強度と、が等しいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に前記対象物体が存在しない状態において、
前記受光部での前記第１検出光の受光強度と前記受光部での前記補償光の受光強度との和は、前記受光部での前記第２検出光の受光強度と前記受光部での前記補償光の受光強度との和に等しいことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に規定する位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムであって、
画像が表示される表示面を備えた表示装置を備え、
前記位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記表示装置において前記表示面に表示される画像が切り換えられることを特徴とする入力機能付き表示システム。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れか一項に規定する位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムであって、
画像を投射する画像投射装置を備え、
前記位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記画像投射装置から投射される画像が切り換えられることを特徴とする入力機能付き表示システム。
【請求項１０】
対象物体の位置を光学的に検出する位置検出方法であって、
第１期間に検出用光源部から第１検出光を出射させて第１光強度分布を形成するとともに補償用光源部から前記第１光強度分布が形成された空間を介さずに受光部に入射する補償光を出射する第１光出射工程と、
第２期間に前記検出用光源部から第２検出光を出射させて第２光強度分布を形成するとともに前記補償用光源部から前記補償光を出射する第２光出射工程と、
前記第１期間に前記検出用光源部に供給する第１駆動電流値、前記第２期間に前記検出用光源部に供給する第２駆動電流値、および前記補償用光源部に供給する第３駆動電流値の増減を行う電流増減工程と、
前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１駆動電流値および前記第２駆動電流値に基づいて前記第１光強度分布および前記第２光強度分布が形成された空間に位置する前記対象物体の位置を検出する位置検出工程と、
を有し、
前記電流増減工程では、前記第１駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第１駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させ、前記第２駆動電流値を増大させるときには前記第３駆動電流値を低減し、前記第２駆動電流値を低減させるときには前記第３駆動電流値を増大させることを特徴とする位置検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１９４９１４（Ｐ２０１２−１９４９１４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９８００（Ｐ２０１１−５９８００）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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