光学式位置検出装置および位置検出機能付き機器
【課題】湾曲したフレキシブル基板に実装された複数の発光素子から出射された検出光を利用して対象物体の位置を検出する方式を採用するにあたって、発光素子を所定の位置に設けることのできる光学式位置検出装置、および位置検出機能付き機器を提供すること。
【解決手段】光学式位置検出装置の光源部２０では、帯状のフレキシブル基板４０に複数の発光素子３０が実装されており、複数の発光素子３０は各々、検出光Ｌ２を出射する。フレキシブル基板４０は、基板支持部材５０の凸曲面５５に重ねて配置されているため、フレキシブル基板４０が長すぎた場合、フレキシブル基板４０の端部を切り欠き５１１ｂ、５２１ｂに差し込むことができる。このため、フレキシブル基板４０が浮き上がることがない。
【解決手段】光学式位置検出装置の光源部２０では、帯状のフレキシブル基板４０に複数の発光素子３０が実装されており、複数の発光素子３０は各々、検出光Ｌ２を出射する。フレキシブル基板４０は、基板支持部材５０の凸曲面５５に重ねて配置されているため、フレキシブル基板４０が長すぎた場合、フレキシブル基板４０の端部を切り欠き５１１ｂ、５２１ｂに差し込むことができる。このため、フレキシブル基板４０が浮き上がることがない。
【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光学式位置検出装置、および該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器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光学式位置検出装置としては、例えば、複数の検出用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、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。このような構成の光学式位置検出装置では、受光部での検出光の検出結果に基づいて対象物体の位置を検出する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、光学式位置検出装置に導光板を設け、複数の検出用光源の各々から出射された検出光を、導光板を介して対象物体に向けて出射し、対象物体で反射した検出光を受光部で検出する方式も提案されている（特許文献２、３参照）
【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】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の光学式位置検出装置では、対象物体の位置を検出可能な範囲が狭いため、投射型表示装置のスクリーン面、電子黒板のスクリーン面、デジタルサイネージ等、広い領域での対象物体の位置を検出するには解決すべき課題が多い。
【０００６】
ここに、本発明者は、複数の発光素子が実装された帯状のフレキシブル基板を湾曲させて発光素子を互いに異なる角度方向に向かせ、かかる発光素子から出射された検出光を用いて対象物体の位置を検出する方式を提案するものである。かかる構成によれば、フレキシブル基板が配置されている位置から広い角度範囲にわたって検出光を出射することができるので、広い領域での対象物体の位置検出が可能である。
【０００７】
しかしながら、この方式の場合、発光素子が所定の方向に向くように帯状のフレキシブル基板を正確に湾曲させるには多大な手間がかかるとともに、この状態のまま固定するのが困難である。そこで、凸曲面を備えた基板支持部材を準備し、基板支持部材の凸曲面にフレキシブル基板を重ねて配置する構成を検討しているが、フレキシブル基板の寸法にばらつきがあってフレキシブル基板の位置がばらつくと、発光素子の位置がばらつき、対象物体の位置を精度よく検出できなくなるという問題点がある。
【０００８】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、湾曲したフレキシブル基板に実装された複数の発光素子から出射された検出光を利用して対象物体の位置を検出する方式を採用するにあたって、発光素子を所定の位置に設けることのできる光学式位置検出装置、およびかかる光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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光学式位置検出装置であって、検出光を出射する光源部と、前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、前記受光部での受光結果に基づいて前記出射空間における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、前記光源部は、複数の発光素子と、該複数の発光素子が実装された帯状のフレキシブル基板と、長さ方向で湾曲した凸曲面を有し、当該凸曲面に前記フレキシブル基板が重ねて配置された基板支持部材と、を備え、当該基板支持部材には、前記フレキシブル基板の端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該フレキシブル基板の端部が差し込まれた切り欠きが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、帯状のフレキシブル基板に複数の発光素子が実装されており、複数の発光素子は各々、検出光を出射する。従って、検出光の出射空間に位置する対象物体で反射した検出光を受光部で受光した結果に基づいて出射空間における対象物体の位置を検出することができる。ここで、フレキシブル基板は、基板支持部材の凸曲面に重ねて配置されているため、フレキシブル基板は、凸曲面に沿って所定形状に湾曲している。従って、フレキシブル基板が配置されている位置から広い角度範囲にわたって検出光を出射することができるので、広い領域での対象物体の位置検出が可能である。また、フレキシブル基板を基板支持部材の凸曲面に沿って湾曲させればよいので、フレキシブル基板を正確に湾曲させるのに多大な手間を必要とせず、かつ、フレキシブル基板を湾曲した形状に保持するのも容易である。さらに、基板支持部材には、フレキシブル基板の端部と重なる位置に切り欠きが形成されているため、フレキシブル基板の一方の端部を位置合わせした際、他方の端部を切り欠きに差し込むことができる。このため、フレキシブル基板の寸法が大きすぎた場合でも、フレキシブル基板を基板支持部材の凸曲面に重ねた状態とすることができ、フレキシブル基板が浮き上がることがない。従って、複数の発光素子を各々、所定の方向に正確に向かせることができる。それ故、複数の発光素子は各々、検出光を所定の方向に出射することができるので、対象物体の位置を精度よく検出することができる。
【００１１】
本発明において、前記光源部から前記検出光が出射される際、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が単調変化している構成を採用することができる。かかる構成によれば、検出光の出射空間に光強度分布を形成することができるので、かかる強度分布を利用して、対象物体の位置を検出することができる。かかる方式の場合でも、本発明では、複数の発光素子が各々、所定の方向に正確に向いているので、検出光の出射空間に所定の光強度分布を形成することができる。それ故、対象物体の位置を精度よく検出することができる。
【００１２】
本発明において、前記フレキシブル基板として、帯状の第１フレキシブル基板と、該第１フレキシブル基板の幅方向で前記第１フレキシブル基板に並列する帯状の第２フレキシブル基板と、を有し、前記第１フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子と、前記第２フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子とは、互いに異なるタイミングで点灯し、前記第１フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子では、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が増大し、前記第２フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子では、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が減少している構成を採用することができる。かかる構成によれば、第１フレキシブル基板に実装されている複数の発光素子が形成する第１光強度分布と、第２フレキシブル基板に実装されている複数の発光素子が形成する第２光強度分布とでは、検出光の強度が逆方向に変化する。従って、第１光強度分布を形成した際の受光部での受光結果、および第２光強度分布を形成した際の受光部での受光結果に基づいて、対象物体の位置を検出することができる。かかる方式の場合でも、本発明では、複数の発光素子が各々、所定の方向に正確に向いているので、検出光の出射空間に所定の光強度分布を形成することができる。それ故、対象物体の位置を精度よく検出することができる。
【００１３】
本発明において、前記切り欠きは、前記フレキシブル基板の長さ方向の端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該実装基板の長さ方向の端部が差し込まれていることが好ましい。かかる構成によれば、フレキシブル基板の長さ寸法が大きすぎた場合でも、フレキシブル基板を基板支持部材の凸曲面に重ねた状態とすることができ、フレキシブル基板が浮き上がることがない。
【００１４】
この場合、前記切り欠きは、前記凸曲面の長さ方向の端部に設けられている構成を採用することができる。
【００１５】
また、前記フレキシブル基板は、複数枚が前記凸曲面の長さ方向で直列に配置されている構成の場合、前記切り欠きは、前記凸曲面の長さ方向の途中位置に設けられている構成を採用してもよい。
【００１６】
本発明において、前記切り欠きは、前記フレキシブル基板の幅方向の一方側端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該フレキシブル基板の前記一方側端部が差し込まれている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、フレキシブル基板の幅寸法が大きすぎた場合でも、フレキシブル基板を基板支持部材の凸曲面に重ねた状態とすることができ、フレキシブル基板が浮き上がることがない。
【００１７】
この場合、前記基板支持部材には、前記凸曲面から突出して前記フレキシブル基板の幅方向の他方側端部が当接する鍔部が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、フレキシブル基板の幅方向の他方側端部と鍔部との当接によってフレキシブル基板を幅方向の所定位置に配置することができる。
【００１８】
本発明を適用した光学式位置検出装置は、投射型表示装置のスクリーン面、電子黒板のスクリーン面、デジタルサイネージ、ショーウインドウ、アミューズメント機器等、各種の位置検出機能付き機器に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の全体構成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に係る光学式位置検出装置の光源部の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の光源部をさらに細かく分解した分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の光源部を上下に分解した様子を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光学式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６】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置において対象物体の位置を特定する方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の光源部の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の光源部をさらに細かく分解した分解斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置において第２基板支持部材にフレキシブル基板を取り付けた様子を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置の光源部の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置の光源部の詳細構成を示す説明図である。
【図１２】本発明を適用した位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図１３】本発明を適用した位置検出機能付き投射型表示装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、互いに交差する軸をＸ軸、Ｙ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に交差する軸をＺ軸として説明する。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側として示し、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側として示してある。
【００２１】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の全体構成を模式的に示す説明図である。
【００２２】
図１において、本形態の光学式位置検出装置１０は、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体ＯｂのＸ方向の位置（Ｘ座標）およびＹ方向の位置（Ｙ座標）を検出する装置であり、検出光Ｌ２を出射する光源部２０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Ｌ３を受光する受光部６０とを有している。また、光学式位置検出装置１０は、光源部２０を駆動するための光源駆動部７５と、受光部６０での受光結果に基づいて検出対象空間１０Ｒにおける対象物体Ｏｂの位置（Ｘ座標およびＹ座標）を検出する位置検出部７０とを有している。
【００２３】
本形態において、光源部２０は、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１に位置する第１光源部２０Ａと、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２に位置する第２光源部２０Ｂとからなり、第１光源部２０Ａと第２光源部２０Ｂとは、Ｙ軸方向およびＺ軸方向で同一の位置にある。
【００２４】
（光源部の詳細構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、光源部２０の斜視図および分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０をさらに細かく分解した分解斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０を上下に分解した様子を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、光源部２０の上半部の平面構成を示す説明図、および光源部２０の下半部の平面構成を示す説明図である。なお、図４（ａ）では、鍔部で全体が覆われているが、鍔部について一点鎖線で示し、鍔部で覆われている部分も実線で示してある。
【００２５】
図１に示す２つの光源部２０（第１光源部２０Ａおよび第２光源部２０Ｂ）は基本的な構成が同一であり、２つの光源部２０（第１光源部２０Ａおよび第２光源部２０Ｂ）はいずれも、複数の発光素子３０と、複数の発光素子３０が実装された帯状のフレキシブル基板４０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５５を備えた基板支持部材５０とを備えている。本形態において、凸曲面５５は、その長さ方向（円周方向）で半円弧形状に湾曲した形状を有している。
【００２６】
図１、図２、図３および図４に示すように、本形態においては、フレキシブル基板４０として、帯状の第１フレキシブル基板４１と、第１フレキシブル基板４１に対して幅方向で並列する帯状の第２フレキシブル基板４２とが用いられている。この状態で、第１フレキシブル基板４１と第２フレキシブル基板４２とは、幅方向の一方側端部４１ｇ、４２ｇが互いに隣り合い、他方側端部４１ｈ、４２ｈは互いに逆側に位置する。
【００２７】
第１フレキシブル基板４１には、その長さ方向に、複数の発光素子３０としての第１発光素子３１が複数、実装されており、第２フレキシブル基板４２には、その長さ方向に、複数の発光素子３０としての第２発光素子３２が複数、実装されている。発光素子３０（第１発光素子３１および第２発光素子３２）はいずれも、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、本形態において、発光素子３０はいずれも、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）を発散光として放出する。本形態では、対象物体Ｏｂが指先等であることが多いことから、検出光Ｌ２として、対象物体Ｏｂ（人体）での反射率が高い波長域の赤外光（８４０〜９２０ｎｍ程度の近赤外光）が用いられている。
【００２８】
基板支持部材５０は、第１基板支持部材５１と第２基板支持部材５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１基板支持部材５１と第２基板支持部材５２とはＺ軸方向で互いに対称な構成を有している。第１基板支持部材５１は、凸曲面５５の上半部を構成する半円弧状の凸曲面５１５と、凸曲面５１５において第２基板支持部材５２が位置する側とは反対側の端部で凸曲面５１５から突出する半円状の鍔部５１６とを備えており、凸曲面５１５に第１フレキシブル基板４１が重ねて配置されている。本形態では、第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｈが鍔部５１６に当接し、第１フレキシブル基板４１の幅方向の位置が規定されている。第２基板支持部材５２は、凸曲面５５の下半部を構成する半円弧状の凸曲面５２５と、凸曲面５２５において第１基板支持部材５１が位置する側とは反対側の端部で凸曲面５２５から突出する半円状の鍔部５２６とを備えており、凸曲面５２５に第２フレキシブル基板４２が重ねて配置されている。本形態では、第２フレキシブル基板４２の他方側端部４２ｈが鍔部５２６に当接し、第２フレキシブル基板４２の幅方向の位置が規定されている。なお、鍔部５１６、５２６には、角度方向を示す指標５９が等角度間隔に形成されている。
【００２９】
図４に示すように、第１基板支持部材５１では、凸曲面５１５の周方向の両端部に切り欠き５１１ａ、５１１ｂが形成されており、その結果、凸曲面５１５が形成されている角度範囲は、鍔部５１６が形成されている角度範囲よりも狭くなっている。第２基板支持部材５２でも、第１基板支持部材５１と同様、凸曲面５２５の周方向の両端部には切り欠き５２１ａ、５２１ｂが形成されており、その結果、凸曲面５２５が形成されている角度範囲は、鍔部５２６が形成されている角度範囲よりも狭くなっている。かかる切り欠き５１１ａ、５１１ｂ、５２１ａ、５２１ｂについては後述する。
【００３０】
図１に示す受光部６０は、検出対象空間１０Ｒに受光面を向けたフォトダイオードやフォトトランジスター等からなり、本形態において、受光部６０は赤外域の感度ピークを備えたフォトダイオードである。本形態において、受光部６０は、Ｘ軸方向において第１光源部２０Ａと第２光源部２０Ｂとの略中央位置に配置され、Ｙ軸方向およびＺ軸方向において第１光源部２０Ａおよび第２光源部２０Ｂと略同一位置に配置されている。
【００３１】
なお、光学式位置検出装置１０は、受光部６０に発光部を向けた参照用光源１２Ｒを備えていることもある。かかる参照用光源１２Ｒは、発光素子３０と同様、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子から構成され、参照用光源１２Ｒは、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる参照光Ｌｒを発散光として放出する。但し、参照用光源１２Ｒから出射される参照光Ｌｒは、参照用光源１２Ｒの向きや、参照用光源１２Ｒに設けられる遮光カバー（図示せず）等によって、検出対象空間１０Ｒに入射せずに受光部６０に入射するようになっている。
【００３２】
（位置検出方法）
図５は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における位置検出原理を示す説明図であり、図５（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６は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０において対象物体Ｏｂの位置を特定する方法を示す説明図である。
【００３３】
本形態の光学式位置検出装置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、光源部２０から検出光Ｌ２が出射される。その際、図１に示す光源駆動部７５は、フレキシブル基板４０の一方端から他方端側に向かって出射強度が単調変化するように発光素子３０を駆動する。また、第１フレキシブル基板４１に実装されている複数の第１発光素子３１と、第２フレキシブル基板４２に実装されている複数の第２発光素子３２とは異なるタイミングで点灯させ、かつ、第１フレキシブル基板４１に実装されている複数の第１発光素子３１と、第２フレキシブル基板４２に実装されている複数の第２発光素子３２とは、互いに逆方向に強度が単調変化する強度で検出光Ｌ２を出射する。
【００３４】
より具体的には、複数の第１発光素子３１が全て点灯し、第２発光素子３２が全て消灯する第１期間では、図４（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４１の長さ方向の一方側端部４１ｅから他方側端部４１ｆに向かって第１発光素子３１の出射強度を増大させる。従って、第１期間において、光源部２０から検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第１光強度分布Ｌ２Ｘａでは、第１フレキシブル基板４１の長さ方向の一方側端部４１ｅが位置する角度方向では光強度が低く、そこから、他方側端部４１ｆが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に高くなる。
【００３５】
これに対して、複数の第２発光素子３２が全て点灯し、第１発光素子３１が全て消灯する第２期間では、図４（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４２の長さ方向の一方側端部４２ｅ（第１フレキシブル基板４１の一方側端部４１ｅが位置する側）から他方側端部４２ｆ（第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｆが位置する側）に向かって第２発光素子３２の出射強度が減少する。従って、第２期間において、光源部２０から検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第２光強度分布Ｌ２Ｘｂでは、第２フレキシブル基板４２の長さ方向の一方側端部４２ｅが位置する角度方向では光強度が低く、そこから、他方側端部４２ｆ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。
【００３６】
かかる駆動を行うにあたっては、光源駆動部７５が複数の発光素子３０の各々に所定の駆動電流を供給する構成の他、フレキシブル基板４０において発光素子３０を並列に電気的接続しておき、複数の発光素子３０の各々に供給される電流値を抵抗によって制限する構成を採用してもよい。
【００３７】
本形態では、以下に説明するように、第１光強度分布Ｌ２Ｘａおよび第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを利用して、対象物体Ｏｂの位置を検出する。
【００３８】
まず、第１光源部２０Ａによって、第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際、検出光Ｌ２の照射方向（角度方向）と、検出光Ｌ２の強度とは、図５（ａ）に線Ｅ１で示す直線関係にある。また、第１光源部２０Ａによって、第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際、検出光Ｌ２の照射方向（角度方向）と、検出光Ｌ２の強度とは、図５（ａ）に線Ｅ２で示す直線関係にある。
【００３９】
ここで、図５（ｂ）および図６に示すように、第１光源部２０Ａの中心ＰＥからみて角度θの方向に対象物体Ｏｂが存在するとする。このような場合、第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した第１期間では、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２の強度はＩＮＴａとなる。これに対して、第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した第２期間では、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２の強度はＩＮＴｂとなる。従って、第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の受光部６０での検出強度と、第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の受光部６０での検出強度とを比較して、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めれば、第１光源部２０Ａ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）を求めることができる。
【００４０】
かかる動作を第２光源部２０Ｂにおいても行い、対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ２）を求めれば、第１光源部２０Ａおよび第２光源部２０Ｂの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂの位置を特定することができる。また、第１光源部２０Ａの中心ＰＥと第２光源部２０Ｂの中心ＰＥとの距離ＤＳが固定であるので、図１に示す位置検出部７０は、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を算出することができる。このようにして、受光部６０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの検出対象空間１０Ｒ内の位置情報を取得するにあたって、例えば、位置検出部７０としてマイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）を用い、これにより所定のソフトウェア（動作プログラム）を実行することに従って処理を行う構成を採用することができる。また、位置検出部７０については論理回路等のハードウェアを用いた構成を採用することもできる。
【００４１】
なお、光源部２０（第１光源部２０Ａおよび第２光源部２０Ｂ）において、第１発光素子３１によって第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の受光部６０での検出強度と、第２発光素子３２によって第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の受光部６０での検出強度とが等しくなるように、第１発光素子３１および第２発光素子３２を駆動した際の駆動電流や、駆動電流を調整した際の駆動電流の比や差等から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１、θ２）を求めてもよい。また、図１に示す参照用光源１２Ｒを設けた場合、第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の受光部６０での検出強度と、参照用光源１２Ｒから出射された参照光Ｌｒの受光部６０での検出強度との比較結果や、第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の受光部６０での検出強度と、参照用光源１２Ｒから出射された参照光Ｌｒの受光部６０での検出強度との比較結果を用いて、対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１、θ２）を求めてもよい。
【００４２】
（フレキシブル基板４０の位置決め）
本形態の光学式位置検出装置１０では、上記の方式で対象物体Ｏｂの位置を検出するため、発光素子３０の位置や向きに高い精度が求められる。そこで、本形態では、第１基板支持部材５１において、凸曲面５１５の周方向の両端部に形成された切り欠き５１１ａ、５１１ｂを利用して第１フレキシブル基板４１を配置し、第２基板支持部材５２において、凸曲面５２５の周方向の両端部に形成された切り欠き５２１ａ、５２１ｂを利用して第２フレキシブル基板４２を配置する。
【００４３】
より具体的には、第１基板支持部材５１の凸曲面５１５に第１フレキシブル基板４１を配置する際、図４（ａ）に示すように、第１基板支持部材５１の凸曲面５１５の端部と切り欠き５１１ａとの境界部分に第１フレキシブル基板４１の一方側端部４１ｅを位置合わせした後、第１フレキシブル基板４１を凸曲面５１５に重ね、第１フレキシブル基板４１と凸曲面５１５とを接着剤等で固定する。この状態で、第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｈは鍔部５１６に当接しており、第１フレキシブル基板４１は、幅方向において精度よく位置決めされている。ここで、第１フレキシブル基板４１の長さ寸法が、凸曲面５１５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｆを折り曲げて切り欠き５１１ｂに差し込む。このため、第１フレキシブル基板４１の一方側端部４１ｅおよび他方側端部４１ｆを凸曲面５１５に位置合わせする場合と違って、第１フレキシブル基板４１が部分的に凸曲面５１５から浮く等の不具合が発生しない。
【００４４】
また、図４（ｂ）に示すように、第２基板支持部材５２の凸曲面５２５の端部と切り欠き５２１ａとの境界部分に第２フレキシブル基板４２の一方側端部４２ｅを位置合わせした後、第２フレキシブル基板４２を凸曲面５２５に重ね、第２フレキシブル基板４２と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。この状態で、第２フレキシブル基板４２の他方側端部４２ｈは鍔部５２６に当接しており、第２フレキシブル基板４２は、幅方向において精度よく位置決めされている。ここで、第２フレキシブル基板４２の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、第２フレキシブル基板４２の他方側端部４２ｆを折り曲げて切り欠き５２１ｂに差し込む。このため、第２フレキシブル基板４２の一方側端部４２ｅおよび他方側端部４２ｆを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、第２フレキシブル基板４２が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。
【００４５】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学式位置検出装置１０では、帯状のフレキシブル基板４０に複数の発光素子３０が実装されており、複数の発光素子３０は各々、検出光Ｌ２を出射する。従って、検出光Ｌ２の出射空間に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を受光部６０で受光した結果に基づいて出射空間における対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。ここで、フレキシブル基板４０は、基板支持部材５０の凸曲面５５に重ねて配置されているため、フレキシブル基板４０は、凸曲面５５に沿って所定形状に湾曲している。従って、フレキシブル基板４０が配置されている位置から広い角度範囲にわたって検出光Ｌ２を出射することができるので、広い領域での対象物体Ｏｂの位置検出が可能である。また、フレキシブル基板４０を基板支持部材５０の凸曲面５５に沿って湾曲させればよいので、フレキシブル基板４０を正確に湾曲させるのに多大な手間を必要とせず、かつ、フレキシブル基板４０を湾曲した形状に保持するのも容易である。
【００４６】
さらに、基板支持部材５０には、フレキシブル基板４０の端部（第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｆおよび第２フレキシブル基板４２の他方側端部４２ｆ）と重なる位置に切り欠き（第１基板支持部材５１の切り欠き５１１ｂおよび第２基板支持部材５２の切り欠き５２１ｂ）が形成されている。このため、フレキシブル基板４０の一方の端部（第１フレキシブル基板４１の一方側端部４１ｅおよび第２フレキシブル基板４２の一方側端部４２ｅ）を位置合わせした際、他方の端部（第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｆおよび第２フレキシブル基板４２の他方側端部４２ｆ）を切り欠き５１１ｂ、５２１ｂに差し込むことができる。このため、フレキシブル基板４０の寸法が大きすぎた場合でも、フレキシブル基板４０を基板支持部材５０の凸曲面５５に重ねた状態とすることができ、フレキシブル基板４０が浮き上がることがない。従って、複数の発光素子３０を各々、所定の方向で所定の方向に正確に向かせることができる。それ故、複数の発光素子３０は各々、検出光Ｌ２を所定の方向に出射することができるので、対象物体Ｏｂの位置を精度よく検出することができる。
【００４７】
特に本形態のように、複数の発光素子３０の発光強度を相違させて出射強度を形成する方式の場合、複数の発光素子３０の位置や向きに高い精度が必要となるが、本形態によれば、切り欠き５１１ｂ、５２１ｂを利用してフレキシブル基板４０の寸法ばらつきを吸収することができるので、フレキシブル基板４０を適正に配置することができる。それ故、複数の発光素子３０の位置や向きに高い精度を得ることができるので、対象物体Ｏｂの位置を精度よく検出することができる。
【００４８】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、光源部２０の斜視図および分解斜視図である。図８は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０をさらに細かく分解した分解斜視図である。図９は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０において第２基板支持部材５２に第２フレキシブル基板４２を取り付けた様子を示す説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第２フレキシブル基板４２を様々な状態に位置決めした様子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それらの説明を省略する。
【００４９】
図７および図８に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０に用いた光源部２０も、実施の形態１と同様、光源部２０は、複数の発光素子３０と、複数の発光素子３０が実装された帯状のフレキシブル基板４０と、長さ方向で湾曲した形状をもって延在する凸曲面５５を備えた基板支持部材５０とを備えている。
【００５０】
本形態において、フレキシブル基板４０としては、帯状の第１フレキシブル基板４１と、第１フレキシブル基板４１に対して幅方向で並列する帯状の第２フレキシブル基板４２とが用いられている。ここで、第１フレキシブル基板４１は、長さ方向においてフレキシブル基板４１１とフレキシブル基板４１２とに２分割されており、フレキシブル基板４１１、４１２は長さ方向に直列（縦列）に配置されている。かかるフレキシブル基板４１１、４１２には長さ方向に複数の第１発光素子３１が実装されている。第２フレキシブル基板４２も、第１フレキシブル基板４１と同様に、長さ方向においてフレキシブル基板４２１とフレキシブル基板４２２とに２分割されており、フレキシブル基板４２１、４２２は長さ方向に直列（縦列）に配置されている。かかるフレキシブル基板４２１、４２２には長さ方向に複数の第２発光素子３２が実装されている。
【００５１】
このようなフレキシブル基板４０の構成に対応して、第１基板支持部材５１では、凸曲面５１５の周方向の両端部に切り欠き５１１ａ、５１１ｂが形成されているとともに、凸曲面５１５の長さ方向の中央にも切り欠き５１１ｃが形成されている。また、第２基板支持部材５２でも、第１基板支持部材５１と同様に、凸曲面５２５の周方向の両端部に切り欠き５２１ａ、５２１ｂが形成されているとともに、凸曲面５２５の長さ方向の中央にも切り欠き５２１ｃが形成されている。従って、本形態では、図９を参照して以下に説明するように、切り欠き５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび切り欠き５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃを利用して、第１フレキシブル基板４１（フレキシブル基板４１１、４１２）および第２フレキシブル基板４２（フレキシブル基板４２１、４２２）を長さ方向において適正に配置することができる。
【００５２】
まず、図９（ａ）に示す形態では、第２基板支持部材５２の凸曲面５２５に第２フレキシブル基板４２を配置する際、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅを凸曲面５２５の端部と切り欠き５２１ａとの境界部分に位置合わせした後、フレキシブル基板４２１を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２１と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２１の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法（端部から切り欠き５１１ｃまでの寸法）に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２１の他方側端部４２ａを折り曲げて切り欠き５２１ｃに差し込む。このため、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅおよび他方側端部４２ａを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２１が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。また、フレキシブル基板４２２については、他方側端部４２ｆを凸曲面５２５の端部と切り欠き５２１ｂとの境界部分に位置合わせした後、フレキシブル基板４２２を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２２と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２２の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法（端部から切り欠き５１１ｃまでの寸法）に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２２の一方側端部４２ｂを折り曲げて切り欠き５２１ｃに差し込む。このため、フレキシブル基板４２２の一方側端部４２ｂおよび他方側端部４２ｆを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２２が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。従って、第２発光素子３２を各々、所定の方向で所定の方向に正確に向かせることができる。なお、図示を省略するが、第１フレキシブル基板４１（フレキシブル基板４１１、４１２）を凸曲面５１５に設ける場合も同様である。
【００５３】
次に、図９（ｂ）に示す形態では、第２基板支持部材５２の凸曲面５２５に第２フレキシブル基板４２を配置する際、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅを凸曲面５２５の端部と切り欠き５２１ａとの境界部分に位置合わせした後、フレキシブル基板４２１を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２１と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２１の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２１の他方側端部４２ａを折り曲げて切り欠き５２１ｃに差し込む。このため、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅおよび他方側端部４２ａを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２１が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。また、フレキシブル基板４２２については、一方側端部４２ｂを凸曲面５２５の端部と切り欠き５２１ｃとの境界部分に位置合わせした後、フレキシブル基板４２２を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２２と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２２の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２２の他方側端部４２ｆを折り曲げて切り欠き５２１ｂに差し込む。このため、フレキシブル基板４２２の一方側端部４２ｂおよび他方側端部４２ｆを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２２が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。なお、図示を省略するが、第１フレキシブル基板４１（フレキシブル基板４１１、４１２）を凸曲面５１５に設ける場合も同様である。
【００５４】
次に、図９（ｃ）に示す形態では、第２基板支持部材５２の凸曲面５２５に第２フレキシブル基板４２を配置する際、フレキシブル基板４２１に実装されている発光素子３０の位置を基準にフレキシブル基板４２１を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２１と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２１の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅを折り曲げて切り欠き５２１ａに差し込むとともに、フレキシブル基板４２１の他方側端部４２ａを折り曲げて切り欠き５２１ｃに差し込む。このため、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅおよび他方側端部４２ａを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２１が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。また、フレキシブル基板４２２については、フレキシブル基板４２２に実装されている発光素子３０の位置を基準にフレキシブル基板４２２を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２２と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２２の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２２の一方側端部４２ｂを折り曲げて切り欠き５２１ｃに差し込むとともに、フレキシブル基板４２２の他方側端部４２ｆを折り曲げて切り欠き５２１ｂに差し込む。このため、フレキシブル基板４２２の一方側端部４２ｂおよび他方側端部４２ｆを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２２が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。なお、図示を省略するが、第１フレキシブル基板４１（フレキシブル基板４１１、４１２）を凸曲面５１５に設ける場合も同様である。
【００５５】
［実施の形態３］
図１０は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０の説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、光源部２０の斜視図および分解斜視図である。図１１は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０の詳細構成を示す説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）は、光源部２０をさらに細かく分解した分解斜視図、および要部の断面図である。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それらの説明を省略する。
【００５６】
図１０および図１１に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０に用いた光源部２０も、実施の形態１、２と同様、光源部２０は、複数の発光素子３０と、複数の発光素子３０が実装された帯状のフレキシブル基板４０と、長さ方向で湾曲した形状をもって延在する凸曲面５５を備えた基板支持部材５０とを備えている。本形態において、フレキシブル基板４０としては、帯状の第１フレキシブル基板４１と、第１フレキシブル基板４１に対して幅方向で並列する帯状の第２フレキシブル基板４２とが用いられている。ここで、第１フレキシブル基板４１は、長さ方向においてフレキシブル基板４１１とフレキシブル基板４１２とに２分割されており、フレキシブル基板４１１、４１２は長さ方向に直列（縦列）に配置されている。また、フレキシブル基板４１１、４１２には長さ方向に複数の第１発光素子３１が実装されている。第２フレキシブル基板４２も、第１フレキシブル基板４１と同様に、長さ方向においてフレキシブル基板４２１とフレキシブル基板４２２とに２分割されており、フレキシブル基板４２１、４２２は長さ方向に直列（縦列）に配置されている。また、フレキシブル基板４２１、４２２には長さ方向に複数の第２発光素子３２が実装されている。
【００５７】
かかる構成に対応して、第１基板支持部材５１では、凸曲面５１５の周方向の両端部に切り欠き５１１ａ、５１１ｂが形成されているとともに、凸曲面５１５の長さ方向の中央にも切り欠き５１１ｃが形成されている。また、第２基板支持部材５２でも、第１基板支持部材５１と同様に、凸曲面５２５の周方向の両端部に切り欠き５２１ａ、５２１ｂが形成されているとともに、凸曲面５２５の長さ方向の中央にも切り欠き５２１ｃが形成されている。従って、本形態では、実施の形態２において図９を参照して説明したように、第１フレキシブル基板４１（フレキシブル基板４１１、４１２）および第２フレキシブル基板４２（フレキシブル基板４２１、４２２）の長さ方向の寸法ばらつきを吸収することができる。
【００５８】
また、本形態では、第１基板支持部材５１において、第１フレキシブル基板４１の幅方向の一方側端部４１ｇと重なる位置に切り欠き５１１ｄが形成されており、第２基板支持部材５２において、第２フレキシブル基板４２の幅方向の一方側端部４２ｇと重なる位置に切り欠き５２１ｄが形成されている。このため、第１基板支持部材５１と第２基板支持部材５２とを重ねると、凸曲面５１５と凸曲面５２５との間には、切り欠き５２１ｄ、５２１ｄによってスリット状の凹部が形成される。
【００５９】
従って、本形態では、実施の形態２において図９を参照して説明したように、切り欠き５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、切り欠き５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃを利用して、第１フレキシブル基板４１および第２フレキシブル基板４２を長さ方向において適正に配置することができるとともに、以下に説明するように、切り欠き５１１ｄ、５２１ｄを利用して、第１フレキシブル基板４１および第２フレキシブル基板４２を幅方向において適正に配置することができる。すなわち、第１フレキシブル基板４１において、フレキシブル基板４２１、４２１の幅方向の他方側端部４２ｈを鍔部５２６に当接させてフレキシブル基板４２１、４２２の幅方向で位置決めした際、フレキシブル基板４２１、４２２の幅寸法が、凸曲面５２５の幅寸法に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２１、４２２の一方側端部４２ｇを折り曲げて切り欠き５２１ｄに差し込む。従って、本形態では、第２フレキシブル基板４２に幅方向の寸法ばらつきがあっても、フレキシブル基板４２２が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。それ故、第２発光素子３２を各々、所定の方向で所定の方向に正確に向かせることができる。説明を省略するが、第２フレキシブル基板４２でも同様である。
【００６０】
なお、本形態では、実施の形態２で説明した構成に切り欠き５１１ｄ、５２１ｄを追加したが、実施の形態１で説明した構成に切り欠き５１１ｄ、５２１ｄを追加してもよい。
【００６１】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、フレキシブル基板４０が２枚、並列に配置された構成であったが、１枚のフレキシブル基板４０に発光素子３０が２列に配置された場合に本発明を適用してもよい。また、上記実施の形態では、第１期間において第１発光素子３１が点灯し、第２期間において第２発光素子３２が点灯する構成であったが、第１期間および第２期間においても共通の発光素子３０が点灯する構成であってもよく、この場合、第１期間および第２期間において発光素子３０に供給する駆動電流を変化させれば、第１光強度分布Ｌ２Ｘａおよび第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成することは可能である。
【００６２】
［位置検出機能付き機器の構成］
図１〜図１１を参照して説明した光学式位置検出装置１０は、位置検出機能付き機器等を構成するのに用いることができ、視認面構成部材の視認面に沿って検出光Ｌ２を出射すれば、視認面側に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。かかる位置検出機能付き機器としては、図１２を参照して説明する位置検出機能付きスクリーン装置、図１３を参照して説明する位置検出機能付き投射型表示装置、さらには、位置検出機能付きデジタルサイネージ、位置検出機能付きアミューズメント機器等を挙げることができる。
【００６３】
（位置検出機能付き機器の構成例１）
図１２を参照して、位置検出機能付き機器として位置検出機能付きスクリーン装置を構成した例を説明する。図１２は、本発明を適用した位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器）の説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きスクリーン装置を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図１１を参照して説明した構成と同様であるため、それらの説明を省略する。
【００６４】
図１２（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きスクリーン装置８（位置検出機能付き機器１）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）から画像が投射されるスクリーン８０（視認面構成部材）と、図１〜図１１を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備えている。画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２４１に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン装置８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。従って、位置検出機能付きスクリーン装置８では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８ａによって、情報が視認される視認面が構成されている。ここで、光学式位置検出装置１０は、スクリーン８０（視認面構成部材）のスクリーン面８ａ（視認面）の側方に配置されており、スクリーン面８ａに沿って検出光Ｌ２を出射する。
【００６５】
このように構成した位置検出機能付きスクリーン装置８において、検出対象空間１０Ｒは、スクリーン８０に対する法線方向からみたとき、画像投射装置２５０によって画像が投射される領域（画像表示領域２００Ｒ）と重なっている。このため、本形態の位置検出機能付き投射型表示装置２００では、例えば、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体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。
【００６６】
なお、本形態では、位置検出機能付きスクリーン装置８として、画像投射装置２５０から画像が投射される投射型表示装置用のスクリーン装置を説明したが、電子黒板用のスクリーンに光学式位置検出装置１０を設けて電子黒板用の位置検出機能付きスクリーン装置を構成してもよい。
【００６７】
（位置検出機能付き機器の構成例２）
図１３を参照して、位置検出機能付き機器として位置検出機能付き投射型表示装置を構成した例を説明する。図１３は、本発明を適用した位置検出機能付き投射型表示装置（位置検出機能付き機器）の説明図であり、図１３（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き投射型表示装置を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付き投射型表示装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図１１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それらの説明を省略する。
【００６８】
図１３（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付き投射型表示装置２００（位置検出機能付き機器１）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）と、図１〜図１１を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備えている。画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２０１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。かかる位置検出機能付き投射型表示装置２００では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８ａによって、情報が視認される視認面が構成されている。
【００６９】
かかる位置検出機能付き投射型表示装置２００において、光学式位置検出装置１０は、スクリーン８０のスクリーン面８ａ（視認面）側に配置された画像投射装置２５０に搭載されている。このため、光学式位置検出装置１０は、画像投射装置２５０からスクリーン８０（視認面構成部材）のスクリーン面８ａ（視認面）に沿って検出光Ｌ２を出射する。また、光学式位置検出装置１０は、対象物体Ｏｂで反射してきた検出光Ｌ３を画像投射装置２５０において検出する。
【００７０】
このように構成した位置検出機能付きスクリーン装置８において、検出対象空間１０Ｒは、スクリーン８０に対する法線方向からみたとき、画像投射装置２５０によって画像が投射される領域（画像表示領域２００Ｒ）と重なっている。このため、本形態の位置検出機能付き投射型表示装置２００では、例えば、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体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。
【符号の説明】
【００７１】
１・・位置検出機能付き機器、８・・スクリーン装置（位置検出機能付き機器）、１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出対象空間（検出光出射空間）、２０・・光源部、２０Ａ・・第１光源部、２０Ｂ・・第２光源部、３０・・発光素子、３１・・第１発光素子、３２・・第２発光素子、４０・・フレキシブル基板、４１・・第１フレキシブル基板、４２・・第２フレキシブル基板、５０・・基板支持部材、５１・・第１基板支持部材、５２・・第２基板支持部材、５５、５１５、５２５・・凸曲面、６０・・受光部、７０・・位置検出部、２００・・位置検出機能付き投射型表示装置、５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ、５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄ・・切り欠き、５１６、５２６・・鍔部、Ｏｂ・・対象物体
【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光学式位置検出装置、および該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器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光学式位置検出装置としては、例えば、複数の検出用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、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。このような構成の光学式位置検出装置では、受光部での検出光の検出結果に基づいて対象物体の位置を検出する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、光学式位置検出装置に導光板を設け、複数の検出用光源の各々から出射された検出光を、導光板を介して対象物体に向けて出射し、対象物体で反射した検出光を受光部で検出する方式も提案されている（特許文献２、３参照）
【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】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の光学式位置検出装置では、対象物体の位置を検出可能な範囲が狭いため、投射型表示装置のスクリーン面、電子黒板のスクリーン面、デジタルサイネージ等、広い領域での対象物体の位置を検出するには解決すべき課題が多い。
【０００６】
ここに、本発明者は、複数の発光素子が実装された帯状のフレキシブル基板を湾曲させて発光素子を互いに異なる角度方向に向かせ、かかる発光素子から出射された検出光を用いて対象物体の位置を検出する方式を提案するものである。かかる構成によれば、フレキシブル基板が配置されている位置から広い角度範囲にわたって検出光を出射することができるので、広い領域での対象物体の位置検出が可能である。
【０００７】
しかしながら、この方式の場合、発光素子が所定の方向に向くように帯状のフレキシブル基板を正確に湾曲させるには多大な手間がかかるとともに、この状態のまま固定するのが困難である。そこで、凸曲面を備えた基板支持部材を準備し、基板支持部材の凸曲面にフレキシブル基板を重ねて配置する構成を検討しているが、フレキシブル基板の寸法にばらつきがあってフレキシブル基板の位置がばらつくと、発光素子の位置がばらつき、対象物体の位置を精度よく検出できなくなるという問題点がある。
【０００８】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、湾曲したフレキシブル基板に実装された複数の発光素子から出射された検出光を利用して対象物体の位置を検出する方式を採用するにあたって、発光素子を所定の位置に設けることのできる光学式位置検出装置、およびかかる光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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光学式位置検出装置であって、検出光を出射する光源部と、前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、前記受光部での受光結果に基づいて前記出射空間における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、前記光源部は、複数の発光素子と、該複数の発光素子が実装された帯状のフレキシブル基板と、長さ方向で湾曲した凸曲面を有し、当該凸曲面に前記フレキシブル基板が重ねて配置された基板支持部材と、を備え、当該基板支持部材には、前記フレキシブル基板の端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該フレキシブル基板の端部が差し込まれた切り欠きが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、帯状のフレキシブル基板に複数の発光素子が実装されており、複数の発光素子は各々、検出光を出射する。従って、検出光の出射空間に位置する対象物体で反射した検出光を受光部で受光した結果に基づいて出射空間における対象物体の位置を検出することができる。ここで、フレキシブル基板は、基板支持部材の凸曲面に重ねて配置されているため、フレキシブル基板は、凸曲面に沿って所定形状に湾曲している。従って、フレキシブル基板が配置されている位置から広い角度範囲にわたって検出光を出射することができるので、広い領域での対象物体の位置検出が可能である。また、フレキシブル基板を基板支持部材の凸曲面に沿って湾曲させればよいので、フレキシブル基板を正確に湾曲させるのに多大な手間を必要とせず、かつ、フレキシブル基板を湾曲した形状に保持するのも容易である。さらに、基板支持部材には、フレキシブル基板の端部と重なる位置に切り欠きが形成されているため、フレキシブル基板の一方の端部を位置合わせした際、他方の端部を切り欠きに差し込むことができる。このため、フレキシブル基板の寸法が大きすぎた場合でも、フレキシブル基板を基板支持部材の凸曲面に重ねた状態とすることができ、フレキシブル基板が浮き上がることがない。従って、複数の発光素子を各々、所定の方向に正確に向かせることができる。それ故、複数の発光素子は各々、検出光を所定の方向に出射することができるので、対象物体の位置を精度よく検出することができる。
【００１１】
本発明において、前記光源部から前記検出光が出射される際、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が単調変化している構成を採用することができる。かかる構成によれば、検出光の出射空間に光強度分布を形成することができるので、かかる強度分布を利用して、対象物体の位置を検出することができる。かかる方式の場合でも、本発明では、複数の発光素子が各々、所定の方向に正確に向いているので、検出光の出射空間に所定の光強度分布を形成することができる。それ故、対象物体の位置を精度よく検出することができる。
【００１２】
本発明において、前記フレキシブル基板として、帯状の第１フレキシブル基板と、該第１フレキシブル基板の幅方向で前記第１フレキシブル基板に並列する帯状の第２フレキシブル基板と、を有し、前記第１フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子と、前記第２フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子とは、互いに異なるタイミングで点灯し、前記第１フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子では、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が増大し、前記第２フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子では、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が減少している構成を採用することができる。かかる構成によれば、第１フレキシブル基板に実装されている複数の発光素子が形成する第１光強度分布と、第２フレキシブル基板に実装されている複数の発光素子が形成する第２光強度分布とでは、検出光の強度が逆方向に変化する。従って、第１光強度分布を形成した際の受光部での受光結果、および第２光強度分布を形成した際の受光部での受光結果に基づいて、対象物体の位置を検出することができる。かかる方式の場合でも、本発明では、複数の発光素子が各々、所定の方向に正確に向いているので、検出光の出射空間に所定の光強度分布を形成することができる。それ故、対象物体の位置を精度よく検出することができる。
【００１３】
本発明において、前記切り欠きは、前記フレキシブル基板の長さ方向の端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該実装基板の長さ方向の端部が差し込まれていることが好ましい。かかる構成によれば、フレキシブル基板の長さ寸法が大きすぎた場合でも、フレキシブル基板を基板支持部材の凸曲面に重ねた状態とすることができ、フレキシブル基板が浮き上がることがない。
【００１４】
この場合、前記切り欠きは、前記凸曲面の長さ方向の端部に設けられている構成を採用することができる。
【００１５】
また、前記フレキシブル基板は、複数枚が前記凸曲面の長さ方向で直列に配置されている構成の場合、前記切り欠きは、前記凸曲面の長さ方向の途中位置に設けられている構成を採用してもよい。
【００１６】
本発明において、前記切り欠きは、前記フレキシブル基板の幅方向の一方側端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該フレキシブル基板の前記一方側端部が差し込まれている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、フレキシブル基板の幅寸法が大きすぎた場合でも、フレキシブル基板を基板支持部材の凸曲面に重ねた状態とすることができ、フレキシブル基板が浮き上がることがない。
【００１７】
この場合、前記基板支持部材には、前記凸曲面から突出して前記フレキシブル基板の幅方向の他方側端部が当接する鍔部が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、フレキシブル基板の幅方向の他方側端部と鍔部との当接によってフレキシブル基板を幅方向の所定位置に配置することができる。
【００１８】
本発明を適用した光学式位置検出装置は、投射型表示装置のスクリーン面、電子黒板のスクリーン面、デジタルサイネージ、ショーウインドウ、アミューズメント機器等、各種の位置検出機能付き機器に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の全体構成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に係る光学式位置検出装置の光源部の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の光源部をさらに細かく分解した分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の光源部を上下に分解した様子を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光学式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６】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置において対象物体の位置を特定する方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の光源部の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の光源部をさらに細かく分解した分解斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置において第２基板支持部材にフレキシブル基板を取り付けた様子を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置の光源部の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置の光源部の詳細構成を示す説明図である。
【図１２】本発明を適用した位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図１３】本発明を適用した位置検出機能付き投射型表示装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、互いに交差する軸をＸ軸、Ｙ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に交差する軸をＺ軸として説明する。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側として示し、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側として示してある。
【００２１】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の全体構成を模式的に示す説明図である。
【００２２】
図１において、本形態の光学式位置検出装置１０は、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体ＯｂのＸ方向の位置（Ｘ座標）およびＹ方向の位置（Ｙ座標）を検出する装置であり、検出光Ｌ２を出射する光源部２０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Ｌ３を受光する受光部６０とを有している。また、光学式位置検出装置１０は、光源部２０を駆動するための光源駆動部７５と、受光部６０での受光結果に基づいて検出対象空間１０Ｒにおける対象物体Ｏｂの位置（Ｘ座標およびＹ座標）を検出する位置検出部７０とを有している。
【００２３】
本形態において、光源部２０は、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１に位置する第１光源部２０Ａと、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２に位置する第２光源部２０Ｂとからなり、第１光源部２０Ａと第２光源部２０Ｂとは、Ｙ軸方向およびＺ軸方向で同一の位置にある。
【００２４】
（光源部の詳細構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、光源部２０の斜視図および分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０をさらに細かく分解した分解斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０を上下に分解した様子を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、光源部２０の上半部の平面構成を示す説明図、および光源部２０の下半部の平面構成を示す説明図である。なお、図４（ａ）では、鍔部で全体が覆われているが、鍔部について一点鎖線で示し、鍔部で覆われている部分も実線で示してある。
【００２５】
図１に示す２つの光源部２０（第１光源部２０Ａおよび第２光源部２０Ｂ）は基本的な構成が同一であり、２つの光源部２０（第１光源部２０Ａおよび第２光源部２０Ｂ）はいずれも、複数の発光素子３０と、複数の発光素子３０が実装された帯状のフレキシブル基板４０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５５を備えた基板支持部材５０とを備えている。本形態において、凸曲面５５は、その長さ方向（円周方向）で半円弧形状に湾曲した形状を有している。
【００２６】
図１、図２、図３および図４に示すように、本形態においては、フレキシブル基板４０として、帯状の第１フレキシブル基板４１と、第１フレキシブル基板４１に対して幅方向で並列する帯状の第２フレキシブル基板４２とが用いられている。この状態で、第１フレキシブル基板４１と第２フレキシブル基板４２とは、幅方向の一方側端部４１ｇ、４２ｇが互いに隣り合い、他方側端部４１ｈ、４２ｈは互いに逆側に位置する。
【００２７】
第１フレキシブル基板４１には、その長さ方向に、複数の発光素子３０としての第１発光素子３１が複数、実装されており、第２フレキシブル基板４２には、その長さ方向に、複数の発光素子３０としての第２発光素子３２が複数、実装されている。発光素子３０（第１発光素子３１および第２発光素子３２）はいずれも、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、本形態において、発光素子３０はいずれも、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）を発散光として放出する。本形態では、対象物体Ｏｂが指先等であることが多いことから、検出光Ｌ２として、対象物体Ｏｂ（人体）での反射率が高い波長域の赤外光（８４０〜９２０ｎｍ程度の近赤外光）が用いられている。
【００２８】
基板支持部材５０は、第１基板支持部材５１と第２基板支持部材５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１基板支持部材５１と第２基板支持部材５２とはＺ軸方向で互いに対称な構成を有している。第１基板支持部材５１は、凸曲面５５の上半部を構成する半円弧状の凸曲面５１５と、凸曲面５１５において第２基板支持部材５２が位置する側とは反対側の端部で凸曲面５１５から突出する半円状の鍔部５１６とを備えており、凸曲面５１５に第１フレキシブル基板４１が重ねて配置されている。本形態では、第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｈが鍔部５１６に当接し、第１フレキシブル基板４１の幅方向の位置が規定されている。第２基板支持部材５２は、凸曲面５５の下半部を構成する半円弧状の凸曲面５２５と、凸曲面５２５において第１基板支持部材５１が位置する側とは反対側の端部で凸曲面５２５から突出する半円状の鍔部５２６とを備えており、凸曲面５２５に第２フレキシブル基板４２が重ねて配置されている。本形態では、第２フレキシブル基板４２の他方側端部４２ｈが鍔部５２６に当接し、第２フレキシブル基板４２の幅方向の位置が規定されている。なお、鍔部５１６、５２６には、角度方向を示す指標５９が等角度間隔に形成されている。
【００２９】
図４に示すように、第１基板支持部材５１では、凸曲面５１５の周方向の両端部に切り欠き５１１ａ、５１１ｂが形成されており、その結果、凸曲面５１５が形成されている角度範囲は、鍔部５１６が形成されている角度範囲よりも狭くなっている。第２基板支持部材５２でも、第１基板支持部材５１と同様、凸曲面５２５の周方向の両端部には切り欠き５２１ａ、５２１ｂが形成されており、その結果、凸曲面５２５が形成されている角度範囲は、鍔部５２６が形成されている角度範囲よりも狭くなっている。かかる切り欠き５１１ａ、５１１ｂ、５２１ａ、５２１ｂについては後述する。
【００３０】
図１に示す受光部６０は、検出対象空間１０Ｒに受光面を向けたフォトダイオードやフォトトランジスター等からなり、本形態において、受光部６０は赤外域の感度ピークを備えたフォトダイオードである。本形態において、受光部６０は、Ｘ軸方向において第１光源部２０Ａと第２光源部２０Ｂとの略中央位置に配置され、Ｙ軸方向およびＺ軸方向において第１光源部２０Ａおよび第２光源部２０Ｂと略同一位置に配置されている。
【００３１】
なお、光学式位置検出装置１０は、受光部６０に発光部を向けた参照用光源１２Ｒを備えていることもある。かかる参照用光源１２Ｒは、発光素子３０と同様、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子から構成され、参照用光源１２Ｒは、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる参照光Ｌｒを発散光として放出する。但し、参照用光源１２Ｒから出射される参照光Ｌｒは、参照用光源１２Ｒの向きや、参照用光源１２Ｒに設けられる遮光カバー（図示せず）等によって、検出対象空間１０Ｒに入射せずに受光部６０に入射するようになっている。
【００３２】
（位置検出方法）
図５は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における位置検出原理を示す説明図であり、図５（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６は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０において対象物体Ｏｂの位置を特定する方法を示す説明図である。
【００３３】
本形態の光学式位置検出装置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、光源部２０から検出光Ｌ２が出射される。その際、図１に示す光源駆動部７５は、フレキシブル基板４０の一方端から他方端側に向かって出射強度が単調変化するように発光素子３０を駆動する。また、第１フレキシブル基板４１に実装されている複数の第１発光素子３１と、第２フレキシブル基板４２に実装されている複数の第２発光素子３２とは異なるタイミングで点灯させ、かつ、第１フレキシブル基板４１に実装されている複数の第１発光素子３１と、第２フレキシブル基板４２に実装されている複数の第２発光素子３２とは、互いに逆方向に強度が単調変化する強度で検出光Ｌ２を出射する。
【００３４】
より具体的には、複数の第１発光素子３１が全て点灯し、第２発光素子３２が全て消灯する第１期間では、図４（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４１の長さ方向の一方側端部４１ｅから他方側端部４１ｆに向かって第１発光素子３１の出射強度を増大させる。従って、第１期間において、光源部２０から検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第１光強度分布Ｌ２Ｘａでは、第１フレキシブル基板４１の長さ方向の一方側端部４１ｅが位置する角度方向では光強度が低く、そこから、他方側端部４１ｆが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に高くなる。
【００３５】
これに対して、複数の第２発光素子３２が全て点灯し、第１発光素子３１が全て消灯する第２期間では、図４（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４２の長さ方向の一方側端部４２ｅ（第１フレキシブル基板４１の一方側端部４１ｅが位置する側）から他方側端部４２ｆ（第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｆが位置する側）に向かって第２発光素子３２の出射強度が減少する。従って、第２期間において、光源部２０から検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第２光強度分布Ｌ２Ｘｂでは、第２フレキシブル基板４２の長さ方向の一方側端部４２ｅが位置する角度方向では光強度が低く、そこから、他方側端部４２ｆ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。
【００３６】
かかる駆動を行うにあたっては、光源駆動部７５が複数の発光素子３０の各々に所定の駆動電流を供給する構成の他、フレキシブル基板４０において発光素子３０を並列に電気的接続しておき、複数の発光素子３０の各々に供給される電流値を抵抗によって制限する構成を採用してもよい。
【００３７】
本形態では、以下に説明するように、第１光強度分布Ｌ２Ｘａおよび第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを利用して、対象物体Ｏｂの位置を検出する。
【００３８】
まず、第１光源部２０Ａによって、第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際、検出光Ｌ２の照射方向（角度方向）と、検出光Ｌ２の強度とは、図５（ａ）に線Ｅ１で示す直線関係にある。また、第１光源部２０Ａによって、第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際、検出光Ｌ２の照射方向（角度方向）と、検出光Ｌ２の強度とは、図５（ａ）に線Ｅ２で示す直線関係にある。
【００３９】
ここで、図５（ｂ）および図６に示すように、第１光源部２０Ａの中心ＰＥからみて角度θの方向に対象物体Ｏｂが存在するとする。このような場合、第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した第１期間では、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２の強度はＩＮＴａとなる。これに対して、第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した第２期間では、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２の強度はＩＮＴｂとなる。従って、第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の受光部６０での検出強度と、第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の受光部６０での検出強度とを比較して、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めれば、第１光源部２０Ａ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）を求めることができる。
【００４０】
かかる動作を第２光源部２０Ｂにおいても行い、対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ２）を求めれば、第１光源部２０Ａおよび第２光源部２０Ｂの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂの位置を特定することができる。また、第１光源部２０Ａの中心ＰＥと第２光源部２０Ｂの中心ＰＥとの距離ＤＳが固定であるので、図１に示す位置検出部７０は、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を算出することができる。このようにして、受光部６０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの検出対象空間１０Ｒ内の位置情報を取得するにあたって、例えば、位置検出部７０としてマイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）を用い、これにより所定のソフトウェア（動作プログラム）を実行することに従って処理を行う構成を採用することができる。また、位置検出部７０については論理回路等のハードウェアを用いた構成を採用することもできる。
【００４１】
なお、光源部２０（第１光源部２０Ａおよび第２光源部２０Ｂ）において、第１発光素子３１によって第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の受光部６０での検出強度と、第２発光素子３２によって第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の受光部６０での検出強度とが等しくなるように、第１発光素子３１および第２発光素子３２を駆動した際の駆動電流や、駆動電流を調整した際の駆動電流の比や差等から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１、θ２）を求めてもよい。また、図１に示す参照用光源１２Ｒを設けた場合、第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の受光部６０での検出強度と、参照用光源１２Ｒから出射された参照光Ｌｒの受光部６０での検出強度との比較結果や、第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の受光部６０での検出強度と、参照用光源１２Ｒから出射された参照光Ｌｒの受光部６０での検出強度との比較結果を用いて、対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１、θ２）を求めてもよい。
【００４２】
（フレキシブル基板４０の位置決め）
本形態の光学式位置検出装置１０では、上記の方式で対象物体Ｏｂの位置を検出するため、発光素子３０の位置や向きに高い精度が求められる。そこで、本形態では、第１基板支持部材５１において、凸曲面５１５の周方向の両端部に形成された切り欠き５１１ａ、５１１ｂを利用して第１フレキシブル基板４１を配置し、第２基板支持部材５２において、凸曲面５２５の周方向の両端部に形成された切り欠き５２１ａ、５２１ｂを利用して第２フレキシブル基板４２を配置する。
【００４３】
より具体的には、第１基板支持部材５１の凸曲面５１５に第１フレキシブル基板４１を配置する際、図４（ａ）に示すように、第１基板支持部材５１の凸曲面５１５の端部と切り欠き５１１ａとの境界部分に第１フレキシブル基板４１の一方側端部４１ｅを位置合わせした後、第１フレキシブル基板４１を凸曲面５１５に重ね、第１フレキシブル基板４１と凸曲面５１５とを接着剤等で固定する。この状態で、第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｈは鍔部５１６に当接しており、第１フレキシブル基板４１は、幅方向において精度よく位置決めされている。ここで、第１フレキシブル基板４１の長さ寸法が、凸曲面５１５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｆを折り曲げて切り欠き５１１ｂに差し込む。このため、第１フレキシブル基板４１の一方側端部４１ｅおよび他方側端部４１ｆを凸曲面５１５に位置合わせする場合と違って、第１フレキシブル基板４１が部分的に凸曲面５１５から浮く等の不具合が発生しない。
【００４４】
また、図４（ｂ）に示すように、第２基板支持部材５２の凸曲面５２５の端部と切り欠き５２１ａとの境界部分に第２フレキシブル基板４２の一方側端部４２ｅを位置合わせした後、第２フレキシブル基板４２を凸曲面５２５に重ね、第２フレキシブル基板４２と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。この状態で、第２フレキシブル基板４２の他方側端部４２ｈは鍔部５２６に当接しており、第２フレキシブル基板４２は、幅方向において精度よく位置決めされている。ここで、第２フレキシブル基板４２の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、第２フレキシブル基板４２の他方側端部４２ｆを折り曲げて切り欠き５２１ｂに差し込む。このため、第２フレキシブル基板４２の一方側端部４２ｅおよび他方側端部４２ｆを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、第２フレキシブル基板４２が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。
【００４５】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学式位置検出装置１０では、帯状のフレキシブル基板４０に複数の発光素子３０が実装されており、複数の発光素子３０は各々、検出光Ｌ２を出射する。従って、検出光Ｌ２の出射空間に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を受光部６０で受光した結果に基づいて出射空間における対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。ここで、フレキシブル基板４０は、基板支持部材５０の凸曲面５５に重ねて配置されているため、フレキシブル基板４０は、凸曲面５５に沿って所定形状に湾曲している。従って、フレキシブル基板４０が配置されている位置から広い角度範囲にわたって検出光Ｌ２を出射することができるので、広い領域での対象物体Ｏｂの位置検出が可能である。また、フレキシブル基板４０を基板支持部材５０の凸曲面５５に沿って湾曲させればよいので、フレキシブル基板４０を正確に湾曲させるのに多大な手間を必要とせず、かつ、フレキシブル基板４０を湾曲した形状に保持するのも容易である。
【００４６】
さらに、基板支持部材５０には、フレキシブル基板４０の端部（第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｆおよび第２フレキシブル基板４２の他方側端部４２ｆ）と重なる位置に切り欠き（第１基板支持部材５１の切り欠き５１１ｂおよび第２基板支持部材５２の切り欠き５２１ｂ）が形成されている。このため、フレキシブル基板４０の一方の端部（第１フレキシブル基板４１の一方側端部４１ｅおよび第２フレキシブル基板４２の一方側端部４２ｅ）を位置合わせした際、他方の端部（第１フレキシブル基板４１の他方側端部４１ｆおよび第２フレキシブル基板４２の他方側端部４２ｆ）を切り欠き５１１ｂ、５２１ｂに差し込むことができる。このため、フレキシブル基板４０の寸法が大きすぎた場合でも、フレキシブル基板４０を基板支持部材５０の凸曲面５５に重ねた状態とすることができ、フレキシブル基板４０が浮き上がることがない。従って、複数の発光素子３０を各々、所定の方向で所定の方向に正確に向かせることができる。それ故、複数の発光素子３０は各々、検出光Ｌ２を所定の方向に出射することができるので、対象物体Ｏｂの位置を精度よく検出することができる。
【００４７】
特に本形態のように、複数の発光素子３０の発光強度を相違させて出射強度を形成する方式の場合、複数の発光素子３０の位置や向きに高い精度が必要となるが、本形態によれば、切り欠き５１１ｂ、５２１ｂを利用してフレキシブル基板４０の寸法ばらつきを吸収することができるので、フレキシブル基板４０を適正に配置することができる。それ故、複数の発光素子３０の位置や向きに高い精度を得ることができるので、対象物体Ｏｂの位置を精度よく検出することができる。
【００４８】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、光源部２０の斜視図および分解斜視図である。図８は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０をさらに細かく分解した分解斜視図である。図９は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０において第２基板支持部材５２に第２フレキシブル基板４２を取り付けた様子を示す説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第２フレキシブル基板４２を様々な状態に位置決めした様子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それらの説明を省略する。
【００４９】
図７および図８に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０に用いた光源部２０も、実施の形態１と同様、光源部２０は、複数の発光素子３０と、複数の発光素子３０が実装された帯状のフレキシブル基板４０と、長さ方向で湾曲した形状をもって延在する凸曲面５５を備えた基板支持部材５０とを備えている。
【００５０】
本形態において、フレキシブル基板４０としては、帯状の第１フレキシブル基板４１と、第１フレキシブル基板４１に対して幅方向で並列する帯状の第２フレキシブル基板４２とが用いられている。ここで、第１フレキシブル基板４１は、長さ方向においてフレキシブル基板４１１とフレキシブル基板４１２とに２分割されており、フレキシブル基板４１１、４１２は長さ方向に直列（縦列）に配置されている。かかるフレキシブル基板４１１、４１２には長さ方向に複数の第１発光素子３１が実装されている。第２フレキシブル基板４２も、第１フレキシブル基板４１と同様に、長さ方向においてフレキシブル基板４２１とフレキシブル基板４２２とに２分割されており、フレキシブル基板４２１、４２２は長さ方向に直列（縦列）に配置されている。かかるフレキシブル基板４２１、４２２には長さ方向に複数の第２発光素子３２が実装されている。
【００５１】
このようなフレキシブル基板４０の構成に対応して、第１基板支持部材５１では、凸曲面５１５の周方向の両端部に切り欠き５１１ａ、５１１ｂが形成されているとともに、凸曲面５１５の長さ方向の中央にも切り欠き５１１ｃが形成されている。また、第２基板支持部材５２でも、第１基板支持部材５１と同様に、凸曲面５２５の周方向の両端部に切り欠き５２１ａ、５２１ｂが形成されているとともに、凸曲面５２５の長さ方向の中央にも切り欠き５２１ｃが形成されている。従って、本形態では、図９を参照して以下に説明するように、切り欠き５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび切り欠き５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃを利用して、第１フレキシブル基板４１（フレキシブル基板４１１、４１２）および第２フレキシブル基板４２（フレキシブル基板４２１、４２２）を長さ方向において適正に配置することができる。
【００５２】
まず、図９（ａ）に示す形態では、第２基板支持部材５２の凸曲面５２５に第２フレキシブル基板４２を配置する際、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅを凸曲面５２５の端部と切り欠き５２１ａとの境界部分に位置合わせした後、フレキシブル基板４２１を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２１と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２１の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法（端部から切り欠き５１１ｃまでの寸法）に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２１の他方側端部４２ａを折り曲げて切り欠き５２１ｃに差し込む。このため、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅおよび他方側端部４２ａを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２１が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。また、フレキシブル基板４２２については、他方側端部４２ｆを凸曲面５２５の端部と切り欠き５２１ｂとの境界部分に位置合わせした後、フレキシブル基板４２２を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２２と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２２の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法（端部から切り欠き５１１ｃまでの寸法）に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２２の一方側端部４２ｂを折り曲げて切り欠き５２１ｃに差し込む。このため、フレキシブル基板４２２の一方側端部４２ｂおよび他方側端部４２ｆを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２２が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。従って、第２発光素子３２を各々、所定の方向で所定の方向に正確に向かせることができる。なお、図示を省略するが、第１フレキシブル基板４１（フレキシブル基板４１１、４１２）を凸曲面５１５に設ける場合も同様である。
【００５３】
次に、図９（ｂ）に示す形態では、第２基板支持部材５２の凸曲面５２５に第２フレキシブル基板４２を配置する際、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅを凸曲面５２５の端部と切り欠き５２１ａとの境界部分に位置合わせした後、フレキシブル基板４２１を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２１と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２１の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２１の他方側端部４２ａを折り曲げて切り欠き５２１ｃに差し込む。このため、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅおよび他方側端部４２ａを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２１が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。また、フレキシブル基板４２２については、一方側端部４２ｂを凸曲面５２５の端部と切り欠き５２１ｃとの境界部分に位置合わせした後、フレキシブル基板４２２を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２２と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２２の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２２の他方側端部４２ｆを折り曲げて切り欠き５２１ｂに差し込む。このため、フレキシブル基板４２２の一方側端部４２ｂおよび他方側端部４２ｆを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２２が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。なお、図示を省略するが、第１フレキシブル基板４１（フレキシブル基板４１１、４１２）を凸曲面５１５に設ける場合も同様である。
【００５４】
次に、図９（ｃ）に示す形態では、第２基板支持部材５２の凸曲面５２５に第２フレキシブル基板４２を配置する際、フレキシブル基板４２１に実装されている発光素子３０の位置を基準にフレキシブル基板４２１を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２１と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２１の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅを折り曲げて切り欠き５２１ａに差し込むとともに、フレキシブル基板４２１の他方側端部４２ａを折り曲げて切り欠き５２１ｃに差し込む。このため、フレキシブル基板４２１の一方側端部４２ｅおよび他方側端部４２ａを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２１が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。また、フレキシブル基板４２２については、フレキシブル基板４２２に実装されている発光素子３０の位置を基準にフレキシブル基板４２２を凸曲面５２５に重ね、フレキシブル基板４２２と凸曲面５２５とを接着剤等で固定する。その際、フレキシブル基板４２２の長さ寸法が、凸曲面５２５の長さ寸法に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２２の一方側端部４２ｂを折り曲げて切り欠き５２１ｃに差し込むとともに、フレキシブル基板４２２の他方側端部４２ｆを折り曲げて切り欠き５２１ｂに差し込む。このため、フレキシブル基板４２２の一方側端部４２ｂおよび他方側端部４２ｆを凸曲面５２５に位置合わせする場合と違って、フレキシブル基板４２２が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。なお、図示を省略するが、第１フレキシブル基板４１（フレキシブル基板４１１、４１２）を凸曲面５１５に設ける場合も同様である。
【００５５】
［実施の形態３］
図１０は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０の説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、光源部２０の斜視図および分解斜視図である。図１１は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置１０の光源部２０の詳細構成を示す説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）は、光源部２０をさらに細かく分解した分解斜視図、および要部の断面図である。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それらの説明を省略する。
【００５６】
図１０および図１１に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０に用いた光源部２０も、実施の形態１、２と同様、光源部２０は、複数の発光素子３０と、複数の発光素子３０が実装された帯状のフレキシブル基板４０と、長さ方向で湾曲した形状をもって延在する凸曲面５５を備えた基板支持部材５０とを備えている。本形態において、フレキシブル基板４０としては、帯状の第１フレキシブル基板４１と、第１フレキシブル基板４１に対して幅方向で並列する帯状の第２フレキシブル基板４２とが用いられている。ここで、第１フレキシブル基板４１は、長さ方向においてフレキシブル基板４１１とフレキシブル基板４１２とに２分割されており、フレキシブル基板４１１、４１２は長さ方向に直列（縦列）に配置されている。また、フレキシブル基板４１１、４１２には長さ方向に複数の第１発光素子３１が実装されている。第２フレキシブル基板４２も、第１フレキシブル基板４１と同様に、長さ方向においてフレキシブル基板４２１とフレキシブル基板４２２とに２分割されており、フレキシブル基板４２１、４２２は長さ方向に直列（縦列）に配置されている。また、フレキシブル基板４２１、４２２には長さ方向に複数の第２発光素子３２が実装されている。
【００５７】
かかる構成に対応して、第１基板支持部材５１では、凸曲面５１５の周方向の両端部に切り欠き５１１ａ、５１１ｂが形成されているとともに、凸曲面５１５の長さ方向の中央にも切り欠き５１１ｃが形成されている。また、第２基板支持部材５２でも、第１基板支持部材５１と同様に、凸曲面５２５の周方向の両端部に切り欠き５２１ａ、５２１ｂが形成されているとともに、凸曲面５２５の長さ方向の中央にも切り欠き５２１ｃが形成されている。従って、本形態では、実施の形態２において図９を参照して説明したように、第１フレキシブル基板４１（フレキシブル基板４１１、４１２）および第２フレキシブル基板４２（フレキシブル基板４２１、４２２）の長さ方向の寸法ばらつきを吸収することができる。
【００５８】
また、本形態では、第１基板支持部材５１において、第１フレキシブル基板４１の幅方向の一方側端部４１ｇと重なる位置に切り欠き５１１ｄが形成されており、第２基板支持部材５２において、第２フレキシブル基板４２の幅方向の一方側端部４２ｇと重なる位置に切り欠き５２１ｄが形成されている。このため、第１基板支持部材５１と第２基板支持部材５２とを重ねると、凸曲面５１５と凸曲面５２５との間には、切り欠き５２１ｄ、５２１ｄによってスリット状の凹部が形成される。
【００５９】
従って、本形態では、実施の形態２において図９を参照して説明したように、切り欠き５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、切り欠き５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃを利用して、第１フレキシブル基板４１および第２フレキシブル基板４２を長さ方向において適正に配置することができるとともに、以下に説明するように、切り欠き５１１ｄ、５２１ｄを利用して、第１フレキシブル基板４１および第２フレキシブル基板４２を幅方向において適正に配置することができる。すなわち、第１フレキシブル基板４１において、フレキシブル基板４２１、４２１の幅方向の他方側端部４２ｈを鍔部５２６に当接させてフレキシブル基板４２１、４２２の幅方向で位置決めした際、フレキシブル基板４２１、４２２の幅寸法が、凸曲面５２５の幅寸法に比して大きすぎる場合、フレキシブル基板４２１、４２２の一方側端部４２ｇを折り曲げて切り欠き５２１ｄに差し込む。従って、本形態では、第２フレキシブル基板４２に幅方向の寸法ばらつきがあっても、フレキシブル基板４２２が部分的に凸曲面５２５から浮く等の不具合が発生しない。それ故、第２発光素子３２を各々、所定の方向で所定の方向に正確に向かせることができる。説明を省略するが、第２フレキシブル基板４２でも同様である。
【００６０】
なお、本形態では、実施の形態２で説明した構成に切り欠き５１１ｄ、５２１ｄを追加したが、実施の形態１で説明した構成に切り欠き５１１ｄ、５２１ｄを追加してもよい。
【００６１】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、フレキシブル基板４０が２枚、並列に配置された構成であったが、１枚のフレキシブル基板４０に発光素子３０が２列に配置された場合に本発明を適用してもよい。また、上記実施の形態では、第１期間において第１発光素子３１が点灯し、第２期間において第２発光素子３２が点灯する構成であったが、第１期間および第２期間においても共通の発光素子３０が点灯する構成であってもよく、この場合、第１期間および第２期間において発光素子３０に供給する駆動電流を変化させれば、第１光強度分布Ｌ２Ｘａおよび第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成することは可能である。
【００６２】
［位置検出機能付き機器の構成］
図１〜図１１を参照して説明した光学式位置検出装置１０は、位置検出機能付き機器等を構成するのに用いることができ、視認面構成部材の視認面に沿って検出光Ｌ２を出射すれば、視認面側に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。かかる位置検出機能付き機器としては、図１２を参照して説明する位置検出機能付きスクリーン装置、図１３を参照して説明する位置検出機能付き投射型表示装置、さらには、位置検出機能付きデジタルサイネージ、位置検出機能付きアミューズメント機器等を挙げることができる。
【００６３】
（位置検出機能付き機器の構成例１）
図１２を参照して、位置検出機能付き機器として位置検出機能付きスクリーン装置を構成した例を説明する。図１２は、本発明を適用した位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器）の説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きスクリーン装置を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図１１を参照して説明した構成と同様であるため、それらの説明を省略する。
【００６４】
図１２（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きスクリーン装置８（位置検出機能付き機器１）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）から画像が投射されるスクリーン８０（視認面構成部材）と、図１〜図１１を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備えている。画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２４１に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン装置８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。従って、位置検出機能付きスクリーン装置８では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８ａによって、情報が視認される視認面が構成されている。ここで、光学式位置検出装置１０は、スクリーン８０（視認面構成部材）のスクリーン面８ａ（視認面）の側方に配置されており、スクリーン面８ａに沿って検出光Ｌ２を出射する。
【００６５】
このように構成した位置検出機能付きスクリーン装置８において、検出対象空間１０Ｒは、スクリーン８０に対する法線方向からみたとき、画像投射装置２５０によって画像が投射される領域（画像表示領域２００Ｒ）と重なっている。このため、本形態の位置検出機能付き投射型表示装置２００では、例えば、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体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。
【００６６】
なお、本形態では、位置検出機能付きスクリーン装置８として、画像投射装置２５０から画像が投射される投射型表示装置用のスクリーン装置を説明したが、電子黒板用のスクリーンに光学式位置検出装置１０を設けて電子黒板用の位置検出機能付きスクリーン装置を構成してもよい。
【００６７】
（位置検出機能付き機器の構成例２）
図１３を参照して、位置検出機能付き機器として位置検出機能付き投射型表示装置を構成した例を説明する。図１３は、本発明を適用した位置検出機能付き投射型表示装置（位置検出機能付き機器）の説明図であり、図１３（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き投射型表示装置を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付き投射型表示装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図１１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それらの説明を省略する。
【００６８】
図１３（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付き投射型表示装置２００（位置検出機能付き機器１）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）と、図１〜図１１を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備えている。画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２０１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。かかる位置検出機能付き投射型表示装置２００では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８ａによって、情報が視認される視認面が構成されている。
【００６９】
かかる位置検出機能付き投射型表示装置２００において、光学式位置検出装置１０は、スクリーン８０のスクリーン面８ａ（視認面）側に配置された画像投射装置２５０に搭載されている。このため、光学式位置検出装置１０は、画像投射装置２５０からスクリーン８０（視認面構成部材）のスクリーン面８ａ（視認面）に沿って検出光Ｌ２を出射する。また、光学式位置検出装置１０は、対象物体Ｏｂで反射してきた検出光Ｌ３を画像投射装置２５０において検出する。
【００７０】
このように構成した位置検出機能付きスクリーン装置８において、検出対象空間１０Ｒは、スクリーン８０に対する法線方向からみたとき、画像投射装置２５０によって画像が投射される領域（画像表示領域２００Ｒ）と重なっている。このため、本形態の位置検出機能付き投射型表示装置２００では、例えば、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体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。
【符号の説明】
【００７１】
１・・位置検出機能付き機器、８・・スクリーン装置（位置検出機能付き機器）、１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出対象空間（検出光出射空間）、２０・・光源部、２０Ａ・・第１光源部、２０Ｂ・・第２光源部、３０・・発光素子、３１・・第１発光素子、３２・・第２発光素子、４０・・フレキシブル基板、４１・・第１フレキシブル基板、４２・・第２フレキシブル基板、５０・・基板支持部材、５１・・第１基板支持部材、５２・・第２基板支持部材、５５、５１５、５２５・・凸曲面、６０・・受光部、７０・・位置検出部、２００・・位置検出機能付き投射型表示装置、５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ、５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃ、５２１ｄ・・切り欠き、５１６、５２６・・鍔部、Ｏｂ・・対象物体
【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光学式位置検出装置であって、
検出光を出射する光源部と、
前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、
前記受光部での受光結果に基づいて前記出射空間における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、
を有し、
前記光源部は、複数の発光素子と、該複数の発光素子が実装された帯状のフレキシブル基板と、長さ方向で湾曲した凸曲面を有し、当該凸曲面に前記フレキシブル基板が重ねて配置された基板支持部材と、を備え、
当該基板支持部材には、前記フレキシブル基板の端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該フレキシブル基板の端部が差し込まれた切り欠きが設けられていることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項２】
前記光源部から前記検出光が出射される際、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が単調変化していることを特徴とする請求項１に記載の光学式位置検出装置。
【請求項３】
前記フレキシブル基板として、帯状の第１フレキシブル基板と、該第１フレキシブル基板の幅方向で前記第１フレキシブル基板に並列する帯状の第２フレキシブル基板と、を有し、
前記第１フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子と、前記第２フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子とは、互いに異なるタイミングで点灯し、
前記第１フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子では、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が増大し、
前記第２フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子では、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が減少していることを特徴とする請求項２に記載の光学式位置検出装置。
【請求項４】
前記切り欠きは、前記フレキシブル基板の長さ方向の端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該実装基板の長さ方向の端部が差し込まれていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記切り欠きは、前記凸曲面の長さ方向の端部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光学式位置検出装置。
【請求項６】
前記フレキシブル基板は、複数枚が前記凸曲面の長さ方向で直列に配置されており、
前記切り欠きは、前記凸曲面の長さ方向の途中位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光学式位置検出装置。
【請求項７】
前記切り欠きは、前記フレキシブル基板の幅方向の一方側端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該フレキシブル基板の前記一方側端部が差し込まれていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項８】
前記基板支持部材には、前記凸曲面から突出して前記フレキシブル基板の幅方向の他方側端部が当接する鍔部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学式位置検出装置を備えていることを特徴とする位置検出機能付き機器。
【請求項１】
対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、
検出光を出射する光源部と、
前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、
前記受光部での受光結果に基づいて前記出射空間における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、
を有し、
前記光源部は、複数の発光素子と、該複数の発光素子が実装された帯状のフレキシブル基板と、長さ方向で湾曲した凸曲面を有し、当該凸曲面に前記フレキシブル基板が重ねて配置された基板支持部材と、を備え、
当該基板支持部材には、前記フレキシブル基板の端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該フレキシブル基板の端部が差し込まれた切り欠きが設けられていることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項２】
前記光源部から前記検出光が出射される際、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が単調変化していることを特徴とする請求項１に記載の光学式位置検出装置。
【請求項３】
前記フレキシブル基板として、帯状の第１フレキシブル基板と、該第１フレキシブル基板の幅方向で前記第１フレキシブル基板に並列する帯状の第２フレキシブル基板と、を有し、
前記第１フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子と、前記第２フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子とは、互いに異なるタイミングで点灯し、
前記第１フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子では、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が増大し、
前記第２フレキシブル基板に実装されている前記複数の発光素子では、前記凸曲面の長さ方向の一方端から他方端側に向かって出射強度が減少していることを特徴とする請求項２に記載の光学式位置検出装置。
【請求項４】
前記切り欠きは、前記フレキシブル基板の長さ方向の端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該実装基板の長さ方向の端部が差し込まれていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記切り欠きは、前記凸曲面の長さ方向の端部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光学式位置検出装置。
【請求項６】
前記フレキシブル基板は、複数枚が前記凸曲面の長さ方向で直列に配置されており、
前記切り欠きは、前記凸曲面の長さ方向の途中位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光学式位置検出装置。
【請求項７】
前記切り欠きは、前記フレキシブル基板の幅方向の一方側端部と重なる位置で前記凸曲面から凹んで当該フレキシブル基板の前記一方側端部が差し込まれていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項８】
前記基板支持部材には、前記凸曲面から突出して前記フレキシブル基板の幅方向の他方側端部が当接する鍔部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学式位置検出装置を備えていることを特徴とする位置検出機能付き機器。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１０８０２０（Ｐ２０１２−１０８０２０Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５７５６５（Ｐ２０１０−２５７５６５）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【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６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]