光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置
【課題】赤外光を用いて位置検出を行なう方式を採用した場合でも、赤外線通信が原因で対象物体の位置を誤検出することを防止することができる光学式位置装置および位置検出機能付き表示装置を提供すること。
【解決手段】光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００では、発光素子１２から出射された位置検出光Ｌ２によって検出領域１０Ｒに強度分布を形成し、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ２を光検出器３０で受光して対象物体Ｏｂの位置を検出する。光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００は、光検出器３０での受光結果に赤外線通信信号Ｌ５が含まれているか否かを検出する通信信号検出部５５を備えており、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止を指令する。
【解決手段】光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００では、発光素子１２から出射された位置検出光Ｌ２によって検出領域１０Ｒに強度分布を形成し、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ２を光検出器３０で受光して対象物体Ｏｂの位置を検出する。光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００は、光検出器３０での受光結果に赤外線通信信号Ｌ５が含まれているか否かを検出する通信信号検出部５５を備えており、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止を指令する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体の位置を赤外光を用いて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表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピューター、券売機、銀行の端末等の電子機器では、液晶装置等の画像生成装置の前面にタッチパネルが配置された位置検出機能付き表示装置が用いられ、かかる位置検出機能付き表示装置では、画像生成装置に表示された画像を参照しながら、情報の入力を行なう。このようなタッチパネルは、検出領域内において対象物体の位置を検出するための光学式位置検出装置として構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる特許文献１に記載の光学式位置検出装置では、液晶パネル等の直視型表示パネルに対して入力操作側に導光板を設け、導光板に対して入力操作側とは反対側に光源および受光素子等を配置する。そして、光源から出射された赤外光からなる位置検出光を導光板を介して入力操作側に出射し、対象物体で反射した位置検出光を受光素子で受光する。
【０００４】
一方、電子機器の操作をリモートコントロール装置で行なう場合には、赤外線を用いた通信が多用されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳＰａｔｅｎｔ Ｎｏ．６９２７３８４
【特許文献２】特開２００１−３０９４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、特許文献１等に記載された原理を応用して各種表示装置に位置検出機能を付加すること等を検討している。しかしながら、位置検出機能付き表示装置との間、あるいは位置検出機能付き表示装置を設置した室内に設置された他の電子機器との間において特許文献２等で提案されている赤外線通信を行なうと、位置検出のための光検出器に赤外線が入射してしまい、対象物体の位置を誤って出力してしまうという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、赤外光を用いて位置検出を行なう方式を採用した場合でも、赤外線通信が原因で対象物体の位置を誤検出することを防止することができる光学式位置装置および位置検出機能付き表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、検出領域内の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、前記検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射して当該検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源部と、前記検出領域で前記対象物体により反射した前記位置検出光を検出する光検出器と、前記光検出器の受光結果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、前記光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出する通信信号検出部と、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部および前記位置検出部による位置検出動作の停止あるいは位置検出条件の変更を指令する位置検出用指令部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、位置検出用光源部から検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射し、検出領域で対象物体により反射した位置検出光を光検出器によって検出する。ここで、位置検出用光源部から出射された位置検出光は、検出領域に強度分布を形成するため、検出領域内における位置と位置検出光の強度との関係を予め把握しておけば、位置検出部は、光検出器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。また、本発明では、光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出する通信信号検出部が設けられており、位置検出用指令部は、通信信号検出部により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部および位置検出部による位置検出動作の停止、あるいは、位置検出光を赤外線通信信号の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更する等といった位置検出条件の変更を指令する。このため、本発明を適用した光学式位置検出装置との間、本発明を適用した光学式位置検出装置を搭載した機器との間、あるいは他の機器との間において赤外線通信を行なった際、かかる赤外線通信信号が位置検出のための光検出器に入射したときでも、位置検出部から対象物体の位置が誤って出力されることがない。
【００１０】
本発明において、前記赤外線通信信号は、例えば、赤外線通信を利用したリモートコントロール装置から出射された通信信号である。
【００１１】
本発明において、前記通信信号検出部は、前記光検出器の受光結果から赤外線通信におけるリーダーコードに対応する強度レベルが一定期間継続して検出されたときには前記赤外線通信信号を受信している旨を検出し、前記光検出器の受光結果から赤外線通信におけるストップコードに対応する強度レベルが一定期間継続して検出されたときには前記赤外線通信信号の受信が終了した旨を検出する構成を採用することができる。赤外線通信の場合、リーダーコードの期間、およびストップコードの期間が規格化されているので、光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを容易かつ確実に検出することができる。
【００１２】
本発明において、前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部に前記位置検出光の出射を停止させる構成を採用することができる。このように構成すると、位置検出用指令部は、通信信号検出部により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出動作を停止するため、本発明を適用した光学式位置検出装置との間、本発明を適用した光学式位置検出装置を搭載した機器との間、あるいは他の機器との間において赤外線通信を行なった際、かかる赤外線通信用の信号が位置検出のための光検出器に入射したときでも、位置検出部から対象物体の位置が誤って出力されることがない。
【００１３】
本発明において、前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出部に前記対象物体の位置検出を停止させる構成を採用してもよい。このように構成すると、位置検出用指令部は、通信信号検出部により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出動作を停止する。このため、本発明を適用した光学式位置検出装置との間、本発明を適用した光学式位置検出装置を搭載した機器との間、あるいは他の機器との間において赤外線通信を行なった際、かかる赤外線通信用の信号が位置検出のための光検出器に入射したときでも、位置検出部から対象物体の位置が誤って出力されることがない。
【００１４】
本発明において、前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が連続して設定回数検出されたときには、当該赤外線通信信号の検出が停止するまで、前記位置検出用光源部に対して前記位置検出光を前記赤外線通信信号の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させて前記対象物体の位置検出を実施させることが好ましい。このように構成すると、赤外線通信が長い期間継続して行なわれているような状態にある場合には、赤外線通信中でも対象物体の位置検出を支障なく実施することができる。
【００１５】
本発明において、前記異なる帯域は、前記赤外線通信信号の周波数帯域より高周波帯域であり、前記位置検出部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が連続して設定回数検出された後、当該赤外線通信信号の検出が停止するまで、高域通過フィルターによって前記赤外線通信信号が除去された信号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。このように構成すると、高域通過フィルターを用いるという簡素な構成によって、赤外線通信中でも対象物体の位置検出を正確に検出することができる。
【００１６】
本発明において、前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部に対して前記位置検出光を前記赤外線通信信号の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させる構成を採用してもよい。このように構成すると、赤外線通信が実施されている期間中であっても、対象物体の位置検出を支障なく検出することができる。
【００１７】
この場合、前記異なる帯域は、前記赤外線通信信号の周波数帯域より高周波帯域であり、前記位置検出部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、高域通過フィルターによって前記赤外線通信信号が除去された信号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。このように構成すると、高域通過フィルターを用いるという簡素な構成によって、赤外線通信中でも対象物体の位置検出を正確に検出することができる。
【００１８】
本発明において、前記通信信号検出部は、前記光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出するとともに、前記赤外線通信信号を制御コマンドに変換することが好ましい。このように構成すると、位置検出用の光検出器を利用して赤外線通信を行なうことができる。
【００１９】
本発明の別の形態では、検出領域内の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、前記検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射して当該検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源部と、前記検出領域で前記対象物体により反射した前記位置検出光を検出する光検出器と、前記光検出器の受光結果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、前記光検出器の受光結果に含まれる赤外線通信信号を検出する通信信号検出部と、を有し、前記位置検出部は、前記光検出器の受光結果から前記赤外線通信信号を除去して位置検出用の信号を通過させる位置検出信号用フィルターを備え、前記通信信号検出部、前記光検出器の受光結果から前記位置検出用の信号を除去して前記赤外線通信信号を通過させる赤外線通信信号用フィルターを備えていることを特徴とする。
【００２０】
本発明では、位置検出用光源部から検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射し、検出領域で対象物体により反射した位置検出光を光検出器によって検出する。ここで、位置検出用光源部から出射された位置検出光は、検出領域に強度分布を形成するため、検出領域内における位置と位置検出光の強度との関係を予め把握しておけば、位置検出部は、光検出器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。また、位置検出用の光検出器を利用して赤外線通信を行なうことができる。さらに、位置検出部は、光検出器の受光結果から位置検出用の信号を通過させる位置検出信号用フィルターを備え、通信信号検出部は、光検出器の受光結果から赤外線通信信号を通過させる赤外線通信信号用フィルターを備えているため、本発明を適用した光学式位置検出装置との間、本発明を適用した光学式位置検出装置を搭載した機器との間、あるいは他の機器との間において赤外線通信を行なった際、かかる赤外線通信用の信号が位置検出のための光検出器に入射したときでも位置検出に支障が発生しない。
【００２１】
本発明において、前記位置検出用光源部は、前記位置検出光の強度分布として、第１方向で強度が変化する第１座標検出用強度分布と、前記第１方向と交差する第２方向で強度が変化する第２座標検出用強度分布と、を形成することが好ましい。このように構成すると、検出領域内の対象物体の二次元座標を検出することができる。
【００２２】
本発明を適用した光学式位置検出装置については位置検出機能付き表示装置に用いることができ、かかる位置検出機能付き表示装置は、前記検出領域に重なる領域に画像を形成する画像生成装置を有しているが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置の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および位置検出機能付き表示装置における検出領域と発光素子との位置関係等を示す説明図である。
【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信号処理部等の構成を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置において各々の発光素子から検出領域に出射される位置検出光の説明図である。
【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いて、発光素子１２から出射された位置検出光によって座標検出用の強度分布を形成した様子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で用いた位置検出光の強度分布および信号処理部での処理内容を示す説明図である。
【図７】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各信号の説明図である。
【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信号処理部等の構成を示す説明図である。
【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ける各信号の説明図である。
【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信号処理部等の構成を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置における各信号の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置の説明図である。
【図１４】本発明の変形例に係る光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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軸およびＺ軸とし、Ｚ軸に沿う方向に画像を投射するものとして説明する。また、以下に参照する図面では、説明の便宜上、Ｘ軸方向を横方向とし、Ｙ軸方向を縦方向として表してある。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側として示してある。
【００２５】
［実施の形態１］
（位置検出機能付き表示装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き表示装置の要部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。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および位置検出機能付き表示装置１００における検出領域１０Ｒと発光素子１２との位置関係等を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、発光素子１２から放出された位置検出光によって強度分布が形成される様子を示す説明図、および検出領域１０Ｒと発光素子１２の中心光軸との位置関係等を示す説明図である。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の信号処理部等の構成を示す説明図である。
【００２６】
図１および図２に示す位置検出機能付き表示装置１００は、投射型表示装置であり、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２００（画像生成装置）を備えている。かかる画像投射装置２００は、筐体２５０の前面部２０１に設けられた投射レンズ２１０からスクリーン部材２９０に向けて画像表示光Ｌ１を拡大投射する。従って、画像投射装置２００は、筐体２５０の内部にカラーの画像表示光を生成して投射レンズ２１０を介して出射する光学装置（図示せず）を備えている。本形態において、スクリーン部材２９０は横長の四角形である。
【００２７】
本形態の位置検出機能付き表示装置１００は、以下に説明するように、画像が投射される前方空間において、スクリーン部材２９０の前側に設定された検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を光学的に検出する光学式位置検出装置１０を備えている。従って、本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、かかる対象物体ＯｂのＸＹ座標を、投射された画像の一部等を指定する入力情報として扱い、かかる入力情報に基づいて画像の切り換え等を行なうことができる。本形態において、検出領域１０Ｒは、スクリーン部材２９０に対する法線方向からみたとき四角形の領域であり、スクリーン部材２９０において画像投射装置２００によって画像が投射される領域（画像表示領域２０Ｒ）と重なっている。
【００２８】
図１、図２および図３に示すように、光学式位置検出装置１０を構成するにあたって、本形態の位置検出機能付き表示装置１００には、検出領域１０Ｒに向けて赤外光からなる位置検出光Ｌ２を出射して検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布を形成する位置検出用光源部１１が設けられている。また、位置検出機能付き表示装置１００には、検出領域１０Ｒで対象物体Ｏｂにより反射した位置検出光Ｌ３を検出する光検出器３０と、光検出器３０の受光結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置検出等を行なう信号処理部５０とが設けられており、光学式位置検出装置１０は、位置検出用光源部１１、光検出器３０および信号処理部５０を備えている。
【００２９】
本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００において、位置検出用光源部１１は、赤外光を出射する複数の発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）と、これらの複数の発光素子１２を駆動する光源駆動部１４とを有しており、本形態において、位置検出用光源部１１（発光素子１２および光源駆動部１４）は、画像投射装置２００に設けられている。より具体的には、画像投射装置２００の前面部２０１には、Ｘ軸方向の略中央位置に投射レンズ２１０が設けられているとともに、前面部２０１において投射レンズ２１０をＸ軸方向の両側には複数の発光素子１２が設けられている。
【００３０】
本形態において、発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）はＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、赤外光からなる位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを発散光として放出する。位置検出光Ｌ２（位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ）は、指やタッチペン等の対象物体Ｏｂにより効率的に反射される波長域を有することが好ましい。従って、対象物体Ｏｂが指等の人体であれば、人体の表面で反射率の高い赤外線（特に可視光領域に近い近赤外線、例えば波長で８５０ｎｍ付近）、あるいは９５０ｎｍであることが望ましい。本形態では、いずれの発光素子１２もピーク波長が８５０ｎｍ付近の波長域にある赤外光を出射する。なお、発光素子１２の光出射面側には、散乱板やプリズムシート等の光学部材が配置されることもある。
【００３１】
図３に示すように、光源駆動部１４は、発光素子１２を駆動する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介して複数の発光素子１２の各々の点灯パターンを制御する光源制御部１４５とを備えている。光源駆動回路１４０は、第１発光素子１２Ａを駆動する第１光源駆動回路１４０ａと、第２発光素子１２Ｂを駆動する第２光源駆動回路１４０ｂと、第３発光素子１２Ｃを駆動する第３光源駆動回路１４０ｃと、第４発光素子１２Ｄを駆動する第４光源駆動回路１４０ｄとを備えている。光源制御部１４５は、第１光源駆動回路１４０ａ、第２光源駆動回路１４０ｂ、第３光源駆動回路１４０ｃおよび第４光源駆動回路１４０ｄの全てを制御する。
【００３２】
本形態においては、光検出器３０および信号処理部５０も、位置検出用光源部１１と同様、画像投射装置２００に設けられている。本形態において、信号処理部５０と光源駆動部１４とは、共通の半導体集積回路５００に構成されている。
【００３３】
光検出器３０は、画像投射装置２００の前面部２０１において、投射レンズ２１０に対してＹ軸方向の一方側に設けられている。かかる光検出器３０は、検出領域１０Ｒに受光部３１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、光検出器３０は、８５０〜９５０ｎｍの帯域に感度ピークを備えたフォトダイオードである。光検出器３０には信号処理部５０が電気的に接続されており、光検出器３０での検出結果は信号処理部５０に出力される。信号処理部５０は、フィードバック抵抗を備えた増幅器５９と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を検出する位置検出部５１とを備えている。位置検出部５１は、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去する高域通過フィルター５１６、Ａ／Ｄ変換回路５１７、および座標検出部５１０を備えており、高域通過フィルター５１６は、所定周波数をもつ光パルスからなる位置検出光Ｌ２を通過可能である。座標検出部５１０は、Ｘ座標算出部５１１、Ｙ座標算出部５１２、およびＺ座標算出部５１３からなる。光源駆動部１４と位置検出部５１とは連動して動作し、後述する位置検出を行なう。
【００３４】
このように構成した光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００に対する操作にはリモートコントロール装置１５０が用いられており、光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００を操作する際、リモートコントロール装置１５０から光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００に向けて出射された赤外線による赤外線通信が行なわれる。かかる赤外線通信では、８５０〜９５０ｎｍの帯域にピークを備えた赤外光が用いられており、光検出器３０は、リモートコントロール装置１５０から出射された赤外線も受光する。
【００３５】
このため、信号処理部５０は、光検出器３０での検出結果に基づいて赤外線通信信号Ｌ５を検出する通信信号検出部５５を備えており、通信信号検出部５５は、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去する高域通過フィルター５５６、Ａ／Ｄ変換回路５５８、およびコマンド変換部５５０を備えており、高域通過フィルター５５６は、赤外線通信信号Ｌ５を通過可能である。なお、高域通過フィルター５５６と高域通過フィルター５１６とについては共通のフィルターを用いてもよい。
【００３６】
さらに、本形態では、位置検出光Ｌ２および赤外線通信信号Ｌ５の双方が光検出器３０に入射すると、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤検出して出力してしまうことから、信号処理部５０には、通信信号検出部５５により赤外線通信信号Ｌ５が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止、あるいは位置検出条件の変更を指令する位置検出用指令部５８が構成されている。かかる信号処理部５０や位置検出用指令部５８の機能等については、図７を参照して後述する。
【００３７】
（位置検出光の強度分布）
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において各々の発光素子１２から検出領域１０Ｒに出射される位置検出光の説明図である。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において、発光素子１２から出射された位置検出光によって座標検出用の強度分布を形成した様子を示す説明図である。
【００３８】
図１（ａ）および図２に示すように、本形態において検出領域１０Ｒは横長四角形であり、画像投射装置２００において、４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）は仮想の四角形の角部分に相当する位置に配置されている。４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）はいずれも、検出領域１０Ｒ上の異なる位置に中心光軸を向けている。また、４つの発光素子１２はいずれも、検出領域１０Ｒの外周端部に中心光軸を向けている。より具体的には、第１発光素子１２Ａは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒａに中心光軸１２１ａを向けており、第２発光素子１２Ｂは、検出領域１０Ｒの中心位置１０Ｒｏを間に挟んで角部分１０Ｒａとは反対側の角部分１０Ｒｂに中心光軸１２１ｂを向けている。また、第３発光素子１２Ｃは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｃに中心光軸１２１ｃを向けており、第４発光素子１２Ｄは、検出領域１０Ｒの中心位置１０Ｒｏを間に挟んで角部分１０Ｒｃとは反対側の角部分１０Ｒｄに中心光軸１２１ｄを向けている。
【００３９】
本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、発光素子１２から出射された位置検出光Ｌ２によって検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布を形成して対象物体Ｏｂの位置を検出する。このため、検出領域１０Ｒに形成された強度分布の強度レベルは高いことが好ましい。そこで、本形態では、４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）の各々には、発光素子１２から放出された位置検出光Ｌ２のうち、検出領域１０Ｒの外側に向かおうとする位置検出光を検出領域１０Ｒ内に導く反射ミラー１８ａ〜１８ｄが設けられている。本形態において、反射ミラー１８ａ〜１８ｄは、発光素子１２の中心光軸が向かう検出領域１０Ｒ上の形状に対応する形状をもって発光素子１２の側方位置から位置検出光Ｌ２の放出方向に向けて延在している。より具体的には、反射ミラー１８ａ〜１８ｄは、発光素子１２の中心光軸を囲む４方向のうち、互いに直交する２方向に、中心光軸と平行な２つの反射面を備えている。
【００４０】
このように構成した光学式位置装置１０では、第１発光素子１２Ａが点灯すると、図４（ａ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒａを中心にした強度分布が形成される。また、第２発光素子１２Ｂが点灯すると、図４（ｂ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｂを中心にした強度分布が形成される。また、第３発光素子１２Ｃが点灯すると、図４（ｃ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｃを中心にした強度分布が形成される。また、第４発光素子１２Ｄが点灯すると、図４（ｄ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｄを中心にした強度分布が形成される。
【００４１】
従って、第１発光素子１２Ａおよび第４発光素子１２Ｄが点灯状態にあって他の発光素子１２が消灯状態にあると、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光の強度が単調減少するＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第１強度分布）が形成される。本形態において、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａでは、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｙ軸方向では、位置検出光Ｌ２の強度が一定である。これに対して、第２発光素子１２Ｂおよび第３発光素子１２Ｃが点灯状態にあって他方の発光素子１２が消灯状態にあると、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光の強度が単調減少するＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第２強度分布）が形成される。本形態において、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂでは、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｙ軸方向では、位置検出光Ｌ２の強度が一定である。
【００４２】
また、第２発光素子１２Ｂおよび第４発光素子１２Ｄが点灯状態にあって他方の発光素子１２が消灯状態にあると、図５（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光の強度が単調減少するＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第１強度分布）が形成される。本形態において、Ｙ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａでは、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｘ軸方向では、位置検出光Ｌ２の強度が一定である。これに対して、第１発光素子１２Ａおよび第３発光素子１２Ｃが点灯状態にあって他方の発光素子１２が消灯状態にあると、図５（ｄ）に示すように、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光の強度が単調減少するＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第２強度分布）が形成される。本形態において、Ｙ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂでは、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｘ軸方向では、位置検出光Ｌ２の強度が一定である。
【００４３】
さらに、４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）が全て点灯すると、Ｚ軸方向において、画像投射装置２００からスクリーン部材２９０に向かって位置検出光の強度が単調減少するＺ座標検出用強度分布が形成される。
【００４４】
（座標検出の基本原理）
本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においては、図５を参照して説明した位置検出光の強度分布を利用して、信号処理部５０の位置検出部５１は、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する。そこで、図６を参照して、光強度分布の構成および座標検出の原理を説明する。
【００４５】
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で用いた位置検出光の強度分布および信号処理部５０での処理内容を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、位置検出光のＸ軸方向の強度分布を示す説明図、対象物体で反射した位置検出光の強度を示す説明図、対象物体で反射した位置検出光の強度が等しくなるように位置検出光の強度分布を調整する様子を示す説明図である。
【００４６】
本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においては、位置検出用光源部１１から位置検出光Ｌ２を出射すると、位置検出用光源部１１の発光素子１２からの距離やその中心光軸の位置によって検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布が形成される。例えば、Ｘ座標を検出する際には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が単調減少していくＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した後、Ｘ座標検出用第２期間において、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって強度が単調減少していくＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。好ましくは、Ｘ座標検出用第１期間において、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が直線的に減少していくＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した後、Ｘ座標検出用第２期間において、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって強度が直線的に減少していくＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。従って、検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置されると、対象物体Ｏｂにより位置検出光Ｌ２が反射され、その反射光の一部が光検出器３０により検出される。ここで、Ｘ座標検出用第１期間に形成するＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ、およびＸ座標検出用第２期間に形成するＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを予め、設定した分布としておけば、以下の方法等により、光検出器３０での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。
【００４７】
例えば、第１の方法では、図６（ｂ）に示すＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａと、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂとの差を利用する。より具体的には、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ、およびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂは予め、設定した分布になっているので、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂとの差も予め、設定した関数になっている。従って、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとの差を求めれば、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、位置検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂの差を求める際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。なお、検出値ＬＸａ、ＬＸｂの比に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出することもできる
【００４８】
次に、第２の方法では、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整した際の調整量に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出する方法である。かかる方法は、図６（ｂ）に示すＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａおよびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２ＸｂがＸ座標に対して直線的に変化する場合に適用できる。
【００４９】
まず、図６（ｂ）に示すように、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを絶対値が等しく、Ｘ軸方向で逆向きに形成する。この状態で、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しければ、対象物体ＯｂがＸ軸方向の中央に位置することが分る。
【００５０】
これに対して、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが相違している場合、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整して、図６（ｃ）に示すように、再度、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成し、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。その結果、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなれば、Ｘ座標検出用第１期間での発光素子１２に対する制御量の調整量ΔＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間での発光素子１２に対する制御量の調整量ΔＬＸｂとの比あるいは差等により、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、位置検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように発光素子１２に対する制御量の調整を行なう際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。
【００５１】
次に、第３の方法でも、第２の方法と同様、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整した際の調整量に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出する方法である。かかる方法は、図６（ｂ）に示すＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａおよびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２ＸｂがＸ座標に対して直線的に変化する場合に適用できる。
【００５２】
まず、図６（ｂ）に示すように、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを絶対値が等しく、Ｘ軸方向で逆向きに形成する。この状態で、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しければ、対象物体ＯｂがＸ軸方向の中央に位置することが分る。
【００５３】
これに対して、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが相違している場合、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように、例えば、検出値が低い期間の方、あるいは検出値が高い期間の方の発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整して、再度、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成し、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。図６（ｃ）に示す例では、例えば、Ｘ座標検出用第１期間での発光素子１２に対する制御量を調整量ΔＬＸａ分だけ減少させる。あるいは、Ｘ座標検出用第２期間での発光素子１２に対する制御量を調整量ΔＬＸｂ分だけ増大させる。その結果、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなれば、制御量を調整した後のＸ座標検出用第１期間での発光素子１２に対する制御量と、制御量を調整した後のＸ座標検出用第２期間での発光素子１２に対する制御量との比あるいは差等により、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、位置検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように発光素子１２に対する制御量の調整を行なう際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。
【００５４】
上記の方法１〜３のいずれを採用する場合でも、同様に、Ｙ座標検出用第１期間において、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって強度が単調減少していくＹ座標検出用第１強度分布を形成した後、Ｙ座標検出用第２期間において、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって強度が単調減少していくＹ座標検出用第２強度分布を形成すれば、対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。また、Ｚ座標検出期間において、Ｚ軸方向の強度分布を形成すれば、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。
【００５５】
上記のように、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの検出領域１０Ｒ内の位置情報を取得するにあたって、例えば、信号処理部５０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、論理回路等のハードウェアを用いた信号処理部で処理を行う構成を採用することもできる。
【００５６】
（赤外線通信との関係）
図７は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における各信号の説明図である。本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においては、図７（ａ）に示すように、例えば、９０００μ秒の期間（周波数＝１１１Ｈｚ、オンデューティ比＝５０％）において位置検出用光源部１１の４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ〜第４発光素子１２Ｄ）を所定のパターンで点灯させ、その間、光検出器３０は、図７（ｂ）に示すように、位置検出光Ｌ２の検出を行なう。
【００５７】
また、リモートコントロール装置１５０と位置検出機能付き表示装置１００との間において赤外線通信が行なわれると、赤外線通信信号Ｌ５も光検出器３０で受光される。かかる赤外線通信で用いられる赤外線通信信号Ｌ５には、図７（ｃ）に示すように９０００μ秒以上のリーダーコード１５０ａに対応する強度レベル（ハイレベル）と、各種制御コマンドに対応するパルス幅が５６０μ秒のパルス列１５０ｂと、２３０００μ秒のストップコード１５０ｃに対応する強度レベル（ローレベル）とが含まれる。従って、図３に示す通信信号検出部５５は、赤外線通信信号Ｌ５からリーダーコード１５０ａ、パルス列１５０ｂ、およびストップコード１５０ｃを抽出し、コマンド変換部５５０は、パルス列１５０ｂを制御コマンドに変換する。従って、通信信号検出部５５は、光検出器３０での受光結果に赤外線通信信号Ｌ５が含まれているか否かを検出することができるとともに、赤外線通信信号Ｌ５を制御コマンドに変換することができる。
【００５８】
このように構成した光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００において、リモートコントロール装置１５０から位置検出機能付き表示装置１００に赤外線通信信号Ｌ５が出射されると、赤外線通信信号Ｌ５も位置検出光Ｌ２と同様、光検出器３０で受光されるため、位置検出部５１は、対象物体Ｏｂの位置を誤検出してしまう。そこで、本形態では、図３に示す信号処理部５０の位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５により赤外線通信信号Ｌ５が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止を指令する。より具体的には、図７（ｄ）に示すように、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５においてリーダーコーダ１５０ａが検出された時点からストップコード１５０ｃが検出されるまでの間、位置検出用光源部１１に対して位置検出光Ｌ２の出射を停止させるとともに、位置検出部５１での位置検出動作を停止させる。従って、図７（ｅ）に示すように、光検出器３０では、ストップコード１５０ｃが検出された以降、赤外線通信信号Ｌ５のみが検出されることになる。
【００５９】
そして、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５においてストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出された場合には、位置検出用光源部１１および位置検出部５１を指令し、位置検出動作を停止させた状態を継続させる。これに対して、通信信号検出部５５においてストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出されなくなると、位置検出用指令部５８は、位置検出用光源部１１に対して位置検出光Ｌ２の出射を再開させるとともに、位置検出部５１での位置検出動作を再開させる。
【００６０】
従って、本形態の位置検出機能付き表示装置１００とリモートコントロール装置１５０との間において赤外線通信を行なった際、かかる赤外線通信信号Ｌ５が光検出器３０に入射したときでも、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤って出力することはない。
【００６１】
（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および位置検出機能付き表示装置１００では、位置検出用光源部１１から検出領域１０Ｒに向けて赤外光からなる位置検出光Ｌ２を出射し、検出領域１０Ｒで対象物体Ｏｂにより反射した位置検出光Ｌ３を光検出器３０によって検出する。ここで、位置検出用光源部１１から出射された位置検出光Ｌ２は、検出領域１０Ｒに強度分布を形成するととともに、検出領域１０Ｒ内における位置と位置検出光Ｌ２の強度との間には一定の関係を成立する。このため、位置検出部５１は、光検出器３０の受光結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置（ＸＹＺ座標）を検出することができる。
【００６２】
また、位置検出用光源部１１は、強度分布として、Ｘ軸方向（第１方向）で強度が変化するＸ座標検出用強度分布（第１座標検出用強度分布）と、Ｙ軸方向（第２方向）で強度が変化するＸ座標検出用強度分布（第２座標検出用強度分布）とを異なるタイミングで形成するため、検出領域１０Ｒ内における対象物体Ｏｂの二次元座標を検出することができる。しかも、位置検出用光源部１１は、Ｘ座標検出用強度分布として互いに逆方向のＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成し、Ｙ座標検出用強度分布として互いに逆方向のＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＹａとＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂを形成する。従って、検出領域１０Ｒ内における対象物体Ｏｂの二次元座標を正確に検出することができる。
【００６３】
また、位置検出用光源部１１は画像投射装置２００に設けられており、画像投射装置２００から検出領域１０Ｒに向けて位置検出光を出射する。このため、検出領域１０Ｒの周りに発光素子１２を多数設ける必要がない。また、位置検出用光源部１１、光検出器３０、および信号処理部５０のいずれもが画像投射装置２００に設けられている。このため、位置検出に必要な要素が全て画像投射装置２００に設けられているので、持ち運びに便利であるとともに、画像投射装置２００の向きを調整すれば、位置検出用光源部１１および光検出器３０の光軸方向を調整することができる。
【００６４】
さらに、本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００は、光検出器３０の受光結果に赤外線通信信号Ｌ５が含まれているか否かを検出する通信信号検出部５５を備えており、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止を指令する。このため、本形態の位置検出機能付き表示装置１００とリモートコントロール装置１５０との間において赤外線通信が行なわれている期間中、赤外線通信信号Ｌ５が光検出器３０に入射したときでも、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤って出力することはない。
【００６５】
しかも、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部１１からの位置検出光Ｌ２の出射を停止させる。このため、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、無駄な電力の消費を防止することができるので、消費電力の低減を図ることができる。
【００６６】
また、本形態において、赤外線通信信号Ｌ５では、ストップコード１５０ｃに対応する強度レベルが継続する期間、およびストップコード１５０ｃに対応する強度レベルが継続する期間が規格化されており、かかる構成を利用して、光検出器３０の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出する。このため、光検出器３０の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを容易かつ確実に検出することができる。
【００６７】
［実施の形態１の変形例］
上記実施の形態１において、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５においてリーダーコーダ１５０ａが検出された時点からストップコード１５０ｃが検出されるまでの間、位置検出用光源部１１に対して位置検出光Ｌ２の出射を停止させるとともに、位置検出部５１での位置検出動作を停止させたが、位置検出部５１での位置検出動作の停止のみを指令してもよい。この場合、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部１１から位置検出光Ｌ２が出射させるが、位置検出部５１での位置検出動作が停止しているため、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤って出力することはない。
【００６８】
［実施の形態２］
（光学式位置検出装置１０の信号処理部５０の構成）
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の信号処理部５０等の構成を示す説明図である。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における各信号の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と略同様であるため、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。
【００６９】
本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、実施の形態１と同様、それらに対する操作にはリモートコントロール装置１５０が用いられている。このため、図８に示すように、信号処理部５０は、フィードバック抵抗を備えた増幅器５９と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を検出する位置検出部５１と、光検出器３０での検出結果に基づいて赤外線通信信号Ｌ５を検出する通信信号検出部５５とを備えている。
【００７０】
本形態において、通信信号検出部５５は、高域通過フィルター５５６、低域通過フィルター５５７、Ａ／Ｄ変換回路５５８、およびコマンド変換部５５０を備えている。高域通過フィルター５５６は、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去し、赤外線通信信号Ｌ５を通過可能である。高域通過フィルター５５６と高域通過フィルター５１６とについては共通のフィルターを用いてもよい。低域通過フィルター５５７は、赤外線通信信号Ｌ５を通過可能であり、後述する変更を行なった後の高周波の光パルス（位置検出光Ｌ２）に対応する信号を除去可能である。
【００７１】
このように構成した光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、位置検出光Ｌ２および赤外線通信信号Ｌ５の双方が光検出器３０に入射すると、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤検出して出力してしまうことから、信号処理部５０には、通信信号検出部５５により赤外線通信信号Ｌ５が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止あるいは位置検出条件の変更を指令する位置検出用指令部５８が構成されている。
【００７２】
また、本形態において、位置検出部５１は、遮断帯域が切り換えられる可変フィルター部５１５、Ａ／Ｄ変換回路５１７および座標検出部５１０を備えており、位置検出用指令部５８は、可変フィルター部５１５での遮断帯域および通過帯域を切り換えるようになっている。可変フィルター部５１５は、例えば、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去する高域通過フィルター５１６と、この高域通過フィルター５１６よりも高周波帯域の信号を通過させる高域通過フィルター５１８と、フィルター切り換え部５１９とを備えている。高域通過フィルター５１６は、通常時の周波数をもつ光パルスからなる位置検出光Ｌ２を通過可能である。高域通過フィルター５１８は、赤外線通信信号Ｌ５よりも高い周波数帯域の信号（後述する変更を行なった後の高周波の光パルス（位置検出光Ｌ２）に対応する信号）を通過可能であり、赤外線通信信号Ｌ５を除去可能である。
【００７３】
フィルター切り換え部５１９は、位置検出用指令部５８の制御の下、光検出器３０での検出結果を高域通過フィルター５１６を介してＡ／Ｄ変換回路５１７に出力するモードと、光検出器３０での検出結果を高域通過フィルター５１８を介してＡ／Ｄ変換回路５１７に出力するモードとに切り換わる。なお、通常時、フィルター切り換え部５１９は、光検出器３０での検出結果を高域通過フィルター５１６を介してＡ／Ｄ変換回路５１７に出力する状態にある。
【００７４】
このように構成した光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置１００においては、赤外線通信が行われていない通常時は、図９（ａ）に示すように、例えば、９０００μ秒の期間（周波数＝１１１Ｈｚ、オンデューティ比＝５０％）において位置検出用光源部１１の４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ〜第４発光素子１２Ｄ）を所定のパターンで点灯させ、その間、光検出器３０は、図９（ｂ）に示すように、位置検出光Ｌ２の検出を行なう。かかる構成は実施の形態１と同様である。
【００７５】
ここで、リモートコントロール装置１５０と位置検出機能付き表示装置１００との間において赤外線通信が行なわれると、赤外線通信信号Ｌ５も光検出器３０で受光される。かかる赤外線通信の際、光検出器３０での受光信号（赤外線通信信号）には、実施の形態１と同様、図９（ｃ）に示すように９０００μ秒以上のリーダーコード１５０ａに対応する強度レベル（ハイレベル）と、各種制御コマンドに対応するパルス幅が５６０μ秒のパルス列１５０ｂと、２３０００μ秒のストップコード１５０ｃに対応する強度レベル（ローレベル）とが含まれている。従って、図８に示す通信信号検出部５５において、赤外線通信信号Ｌ５からリーダーコード１５０ａ、パルス列１５０ｂ、およびストップコード１５０ｃを抽出し、コマンド変換部５５０は、パルス列１５０ｂを制御コマンドに変換する。従って、通信信号検出部５５は、光検出器３０での受光結果に赤外線通信信号Ｌ５が含まれているか否かを検出することができるとともに、赤外線通信信号Ｌ５を制御コマンドに変換することができる。
【００７６】
このような赤外線通信が行なわれた際、本形態では、図８に示す信号処理部５０の位置検出用指令部５８は、まず、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作を停止させる。より具体的には、図９（ｄ）に示すように、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５においてリーダーコーダ１５０ａが検出された時点からストップコード１５０ｃが検出されるまでの間、位置検出用光源部１１に対して位置検出光Ｌ２の出射を停止させるとともに、位置検出部５１での位置検出動作を停止させる。従って、図９（ｅ）に示すように、光検出器３０では、ストップコード１５０ｃが検出された以降、赤外線通信信号Ｌ５のみが検出されることになる。
【００７７】
そして、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５においてストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出された場合には、位置検出用光源部１１および位置検出部５１を指令し、位置検出動作を停止させた状態を継続させる。これに対して、通信信号検出部５５においてストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出されなくなると、位置検出用指令部５８は、位置検出用光源部１１に対して位置検出光Ｌ２の出射を再開させるとともに、位置検出部５１での位置検出動作を再開させる。
【００７８】
ここで、位置検出用指令部５８は、リーダーコーダ１５０ａが検出された後、ストップコード１５０ｃが検出されるまでを１回分の赤外線通信信号Ｌ５とし、赤外線通信信号Ｌ５の数をカウントする。そして、位置検出用指令部５８は、赤外線通信信号Ｌ５の数が５回、連続して検出されるまでは、位置検出用光源部１１および位置検出部５１を指令し、位置検出動作を停止させた状態を継続させる。
【００７９】
そして、位置検出用指令部５８は、６回目の赤外線通信信号Ｌ５が検出されたときには、位置検出用光源部１１および位置検出部５１に対して位置検出条件を変更して位置検出動作を再開するように指令する。より具体的には、位置検出用指令部５８は、位置検出用光源部１１に対して、位置検出光Ｌ２を赤外線通信信号Ｌ５の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させる。本形態において、位置検出用指令部５８は、位置検出用光源部１１に対して、図９（ｆ）に示すように、位置検出光Ｌ２を赤外線通信信号Ｌ５の周波数帯域よりも高周波帯域の光パルスに変更させる。例えば、位置検出用指令部５８は、位置検出光Ｌ２を５６２．５μ秒の周期（周波数＝１．７８ｋＨｚ、オンデューティ比＝５０％）の光パルスに変更させる。
【００８０】
また位置検出用指令部５８は、位置検出部５１のフィルター切り換え部５１９に指令して、光検出器３０での検出結果を高域通過フィルター５１８を介してＡ／Ｄ変換回路５１７に出力するモードに切り換え、座標検出部５１０は、位置検出光Ｌ２の検出値を平均した値に基づいて座標を算出する。
【００８１】
以降、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５において５回目のストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出された場合には、変更後の位置検出条件で位置検出動作を継続させる。そして、通信信号検出部５５において６回目のストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出されない場合には、位置検出用指令部５８は、位置検出用光源部１１および位置検出部５１に対して通常の位置検出条件での位置検出動作に復帰させる。
【００８２】
（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および位置検出機能付き表示装置１００でも、実施の形態１と同様、検出領域１０Ｒに形成された位置検出光Ｌ２の強度分布を利用して対象物体Ｏｂの位置（ＸＹＺ座標）を検出することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００８３】
また、本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００は、光検出器３０の受光結果に赤外線通信信号Ｌ５が含まれているか否かを検出する通信信号検出部５５を備えており、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止を指令する。このため、本形態の位置検出機能付き表示装置１００とリモートコントロール装置１５０との間において赤外線通信が行なわれている期間中、赤外線通信信号Ｌ５が光検出器３０に入射したときでも、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤って出力することはない。
【００８４】
さらに、本形態では、通信信号検出部５５において赤外線通信信号Ｌ５が連続して設定回数検出されたときには、位置検出用指令部５８が位置検出用光源部１１および位置検出部５１を指令して、位置検出光Ｌ２を赤外線通信信号Ｌ５の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させて対象物体Ｏｂの位置検出を実施させる、このため、赤外線通信が長い期間継続して行なわれているような状態にある場合には、赤外線通信中でも対象物体Ｏｂの位置検出を支障なく実施することができる。それ故、リモートコントロール装置１５０から誤って赤外線通信信号Ｌ５が出射され続けた場合でも、位置検出を自動的に再開することができる。
【００８５】
また、本形態では、通信信号検出部５５において赤外線通信信号Ｌ５が連続して設定回数検出されたときには、位置検出光Ｌ２を通常時より高周波帯域の周波数をもつ光パルスに変更するが、通常時は、周波数の低い位置検出光Ｌ２を用いる。このため、高周波帯域の周波数をもつ光パルスを利用することに起因する消費電力の増大は、赤外線通信信号Ｌ５が連続して設定回数検出されたときだけであり、通常時は、周波数の低い位置検出光Ｌ２を用いるため、消費電力を低く抑えることができる。
【００８６】
［実施の形態２の変形例］
上記実施の形態２では、通信信号検出部５５において赤外線通信信号Ｌ５が連続して２回検出されたときには、位置検出光Ｌ２を通常時より高周波帯域の周波数をもつ光パルスに変更したが、通信信号検出部５５において赤外線通信信号Ｌ５が１回検出されたときに、位置検出光Ｌ２を通常時より高周波帯域の周波数をもつ光パルスに変更してもよい。すなわち、赤外線通信が行なわれていない通常時は、周波数の低い位置検出光Ｌ２を用い、通信信号検出部５５において赤外線通信信号Ｌ５が検出されたときには、位置検出光Ｌ２を通常時より高周波帯域の周波数をもつ光パルスに変更してもよい。このように構成した場合には、赤外線通信が行なわれているか否かにかかわらず、位置検出を継続して行なうことができる。
【００８７】
［実施の形態３］
（光学式位置検出装置１０の信号処理部５０の構成）
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の信号処理部５０等の構成を示す説明図である。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における各信号の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１、２と略同様であるため、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。
【００８８】
本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、実施の形態１と同様、それらに対する操作にはリモートコントロール装置１５０から出射された赤外線通信信号Ｌ５による赤外線通信が用いられる。このため、図１０に示すように、信号処理部５０は、フィードバック抵抗を備えた増幅器５９と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を検出する位置検出部５１と、光検出器３０での検出結果に基づいて赤外線通信信号Ｌ５を検出する通信信号検出部５５とを備えている。
【００８９】
このように構成した光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、実施の形態１、２と同様、位置検出光Ｌ２および赤外線通信信号Ｌ５の双方が光検出器３０に入射する。
【００９０】
そこで、本形態では、図１１（ａ）に示すように、位置検出光Ｌ２として、赤外線通信信号Ｌ５の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスを利用する。本形態では、赤外線通信信号Ｌ５には、図１１（ｂ）に示すように、９０００μ秒以上のリーダーコード１５０ａに対応する強度レベル（ハイレベル）と、各種制御コマンドに対応するパルス幅が５６０μ秒のパルス列１５０ｂと、２３０００μ秒のストップコード１５０ｃに対応する強度レベル（ローレベル）とが含まれることから、位置検出光Ｌ２として、赤外線通信信号Ｌ５の周波数帯域よりも高周波帯域の光パルスを利用する。例えば、位置検出光Ｌ２として、５６２．５μ秒の周期（周波数＝１．７８ｋＨｚ、オンデューティ比＝５０％）の光パルスを利用する。
【００９１】
このため、位置検出部５１は、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去する高域通過フィルター５１８（位置検出信号用フィルター）、Ａ／Ｄ変換回路５１７および座標検出部５１０を備えており、高域通過フィルター５１８は、赤外線通信信号Ｌ５よりも高い周波数帯域の信号を通過可能であり、赤外線通信信号Ｌ５を除去可能である。
【００９２】
通信信号検出部５５は、高域通過フィルター５５６、低域通過フィルター５５７（赤外線通信信号用フィルター）、Ａ／Ｄ変換回路５５８、およびコマンド変換部５５０を備えており、高域通過フィルター５５６は、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去し、赤外線通信信号Ｌ５を通過可能である。低域通過フィルター５５７は、赤外線通信信号Ｌ５を通過可能であり、位置検出光Ｌ２に対応する信号を除去可能である。
【００９３】
（本形態の主な効果）
このように構成した光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、実施の１と同様、検出領域１０Ｒに形成された位置検出光Ｌ２の強度分布を利用して対象物体Ｏｂの位置（ＸＹＺ座標）を検出することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００９４】
また、本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００では、位置検出光Ｌ２として、赤外線通信信号Ｌ５と異なる周波数帯域の光パルスを用いるため、位置検出機能付き表示装置１００とリモートコントロール装置１５０との間において赤外線通信が行なわれている期間中、赤外線通信信号Ｌ５が光検出器３０に入射したときでも、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤って出力することはない。
【００９５】
［実施の形態４］
図１２は、本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００の構成を模式的に示す説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き表示装置の要部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。図１３は、本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置１０の説明図であり、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光学式位置検出装置１０の断面構成を模式的に示す説明図、光学式位置検出装置に用いた導光板等の構成を示す説明図、および導光板内での位置検出用赤外光の減衰状態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と略同様であるため、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。また、図１３では、Ｚ軸方向を上下方向として表してある。
【００９６】
図１２に示す位置検出機能付き表示装置１００も、実施の形態１〜３と同様、投射型表示装置であり、画像投射装置２００（画像生成装置）を備えている。かかる位置検出機能付き表示装置１００も、実施の形態１と同様、光学式位置検出装置１０を備えており、光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材２９０において画像が視認されるスクリーン面２９０ａ側（スクリーン部材２９０の前方）に設定された検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を光学的に検出する機能を備えている。本形態において、検出領域１０Ｒは、スクリーン部材２９０に対する法線方向からみたとき四角形の領域であり、スクリーン部材２９０において画像投射装置２００によって画像が投射される領域（画像表示領域２０Ｒ）と重なっている。
【００９７】
かかる光学式位置検出装置１０において、実施の形態１〜３では、位置検出用光源部１１および光検出器３０が画像投射装置２００に設けられていたが、本形態では、位置検出用光源部１１は、スクリーン部材２９０の裏面側２９０ｂに設けられた略長方形の平面形状を有する導光板１３と、導光板１３の周りに配置された４つの発光素子１２とを備えている。導光板１３は、スクリーン部材２９０の前方に設定された検出領域１０Ｒと略相似形を有しており、導光板１３の角部分１３ａ〜１３ｄは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄと略同一方向に位置している。
【００９８】
図１３に示すように、導光板１３において、検出領域１０Ｒに向いている面が光出射面１３ｓであり、角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄが発光素子１２から出射された位置検出光Ｌ２の光入射部として用いられている。より具体的には、発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）は、導光板１３の角部分１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに対峙する位置で角部分１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに光軸を向けている。なお、導光板１３の背面１３ｔあるいは光出射面１３ｓには、表面凹凸構造、プリズム構造、散乱層（図示せず）等が設けられており、このような光散乱構造によって、角部分１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄＤから入射して内部を伝播する光は、その伝播方向に進むに従って徐々に偏向されて光出射面１３ｓより出射される。なお、導光板１３の光出射側には、必要に応じて、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの均―化を図るために、プリズムシートや光散乱板等の光学シートが配置される場合もある。
【００９９】
光検出器３０は、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からなり、スクリーン部材２９０のスクリーン面２９０ａの側において、検出領域１０Ｒの外側でスクリーン面２９０ａに沿う方向に受光部３１を向けている。
【０１００】
このように構成した光学式位置検出装置１０では、発光素子１２から出射された位置検出光Ｌ２は、導光板１３の角部分１３ａ〜１３ｄから入射した後、導光板１３内部を伝播しながら光出射面１３ｓから出射され、スクリーン部材２９０を透過して検出領域１０Ｒに強度分布を形成する。従って、導光板１３の光出射面１３ｓから検出領域１０Ｒに出射された位置検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射すると、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ３は、光検出器３０で検出される。
【０１０１】
例えば、第１発光素子１２Ａから出射された位置検出光Ｌ２ａは、導光板１３の角部分１３ａから入射した後、導光板１３内部を伝播しながら光出射面１３ｓから出射される。その際、導光板１３から検出領域１０Ｒに出射される第１位置検出光Ｌ２ａの光量は、図１３（ｃ）に示すように、第１発光素子１２Ａからの距離に伴って直線的に減衰する。第２発光素子１２Ｂから出射された第２位置検出光Ｌ２ｂ、第３発光素子１２Ｃから出射された第３位置検出光Ｌ２ｃ、および第４発光素子１２Ｄから出射された第４位置検出光Ｌ２ｄも同様に減衰しながら光出射面１３ｓから出射される。従って、本形態でも、実施の形態１と同様、発光素子１２から出射された位置検出光Ｌ２は、図４および図５を参照して説明した強度分布を形成することになる。
【０１０２】
かかる構成の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、それらに対する操作にリモートコントロール装置１５０を用いられるが、実施の形態１〜３を参照して説明した構成を採用すれば、位置検出光Ｌ２および赤外線通信信号Ｌ５が共通の光検出器３０に入射した場合でも、対象物体Ｏｂの位置を誤検出することを防止することができる。
【０１０３】
［位置検出機能付き表示装置１００の変形例］
上記実施の形態１〜４では位置検出機能付き表示装置１００を投射型表示装置に適用した例であったが、図１４に示すように、直視型の表示装置を画像生成装置として採用してもよい。図１４は、本発明の変形例に係る光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００の分解斜視図である。なお、本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、光学式位置検出装置１０の構成は、上記実施の形態と同様であるため、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。
【０１０４】
図１２に示す位置検出機能付き表示装置１００は、光学式位置検出装置１０と直視型表示装置２０８（画像生成装置）とを備えており、光学式位置検出装置１０において、位置検出用光源部１１と、検出領域１０Ｒに受光部３１を向けた光検出器３０とを備えている。位置検出用光源部１１は、位置検出光Ｌ２を放出する発光素子１２と、導光板１３とを備えている。直視型表示装置２０８は、有機エレクトロルミネッセンス装置やプラズマ表示装置等であり、光学式位置検出装置１０に対して入力操作側とは反対に設けられている。直視型表示装置２０８は、導光板１３に対して平面視で重なる領域に画像表示領域２０Ｒを備えており、かかる画像表示領域２０Ｒは検出領域１０Ｒと平面視で重なっている。
【０１０５】
かかる構成の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、それらに対する操作にリモートコントロール装置１５０を用いられるが、実施の形態１〜３を参照して説明した構成を採用すれば、位置検出光Ｌ２および赤外線通信信号Ｌ５が共通の光検出器３０に入射した場合でも、対象物体Ｏｂの位置を誤検出することを防止することができる。
【０１０６】
［その他の実施の形態］
実施の形態１〜３では、複数の発光素子１２を画像投射装置２００に設け、実施の形態４では、複数の発光素子１２を導光板１３とともにスクリーン部材２９０の裏面側２９０ｂに設けたが、導光板１３を用いずに検出領域１０Ｒの周りに発光素子１２を配置してもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出領域、１１・・位置検出用光源部、１２・・発光素子、３０・・光検出器、５０・・信号処理部、５１・・位置検出部、５５・・通信信号検出部、１００・・位置検出機能付き表示装置、１５０・・リモートコントロール装置、２００・・画像投射装置、Ｏｂ・・対象物体、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体の位置を赤外光を用いて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表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピューター、券売機、銀行の端末等の電子機器では、液晶装置等の画像生成装置の前面にタッチパネルが配置された位置検出機能付き表示装置が用いられ、かかる位置検出機能付き表示装置では、画像生成装置に表示された画像を参照しながら、情報の入力を行なう。このようなタッチパネルは、検出領域内において対象物体の位置を検出するための光学式位置検出装置として構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる特許文献１に記載の光学式位置検出装置では、液晶パネル等の直視型表示パネルに対して入力操作側に導光板を設け、導光板に対して入力操作側とは反対側に光源および受光素子等を配置する。そして、光源から出射された赤外光からなる位置検出光を導光板を介して入力操作側に出射し、対象物体で反射した位置検出光を受光素子で受光する。
【０００４】
一方、電子機器の操作をリモートコントロール装置で行なう場合には、赤外線を用いた通信が多用されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳＰａｔｅｎｔ Ｎｏ．６９２７３８４
【特許文献２】特開２００１−３０９４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、特許文献１等に記載された原理を応用して各種表示装置に位置検出機能を付加すること等を検討している。しかしながら、位置検出機能付き表示装置との間、あるいは位置検出機能付き表示装置を設置した室内に設置された他の電子機器との間において特許文献２等で提案されている赤外線通信を行なうと、位置検出のための光検出器に赤外線が入射してしまい、対象物体の位置を誤って出力してしまうという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、赤外光を用いて位置検出を行なう方式を採用した場合でも、赤外線通信が原因で対象物体の位置を誤検出することを防止することができる光学式位置装置および位置検出機能付き表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、検出領域内の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、前記検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射して当該検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源部と、前記検出領域で前記対象物体により反射した前記位置検出光を検出する光検出器と、前記光検出器の受光結果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、前記光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出する通信信号検出部と、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部および前記位置検出部による位置検出動作の停止あるいは位置検出条件の変更を指令する位置検出用指令部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、位置検出用光源部から検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射し、検出領域で対象物体により反射した位置検出光を光検出器によって検出する。ここで、位置検出用光源部から出射された位置検出光は、検出領域に強度分布を形成するため、検出領域内における位置と位置検出光の強度との関係を予め把握しておけば、位置検出部は、光検出器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。また、本発明では、光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出する通信信号検出部が設けられており、位置検出用指令部は、通信信号検出部により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部および位置検出部による位置検出動作の停止、あるいは、位置検出光を赤外線通信信号の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更する等といった位置検出条件の変更を指令する。このため、本発明を適用した光学式位置検出装置との間、本発明を適用した光学式位置検出装置を搭載した機器との間、あるいは他の機器との間において赤外線通信を行なった際、かかる赤外線通信信号が位置検出のための光検出器に入射したときでも、位置検出部から対象物体の位置が誤って出力されることがない。
【００１０】
本発明において、前記赤外線通信信号は、例えば、赤外線通信を利用したリモートコントロール装置から出射された通信信号である。
【００１１】
本発明において、前記通信信号検出部は、前記光検出器の受光結果から赤外線通信におけるリーダーコードに対応する強度レベルが一定期間継続して検出されたときには前記赤外線通信信号を受信している旨を検出し、前記光検出器の受光結果から赤外線通信におけるストップコードに対応する強度レベルが一定期間継続して検出されたときには前記赤外線通信信号の受信が終了した旨を検出する構成を採用することができる。赤外線通信の場合、リーダーコードの期間、およびストップコードの期間が規格化されているので、光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを容易かつ確実に検出することができる。
【００１２】
本発明において、前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部に前記位置検出光の出射を停止させる構成を採用することができる。このように構成すると、位置検出用指令部は、通信信号検出部により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出動作を停止するため、本発明を適用した光学式位置検出装置との間、本発明を適用した光学式位置検出装置を搭載した機器との間、あるいは他の機器との間において赤外線通信を行なった際、かかる赤外線通信用の信号が位置検出のための光検出器に入射したときでも、位置検出部から対象物体の位置が誤って出力されることがない。
【００１３】
本発明において、前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出部に前記対象物体の位置検出を停止させる構成を採用してもよい。このように構成すると、位置検出用指令部は、通信信号検出部により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出動作を停止する。このため、本発明を適用した光学式位置検出装置との間、本発明を適用した光学式位置検出装置を搭載した機器との間、あるいは他の機器との間において赤外線通信を行なった際、かかる赤外線通信用の信号が位置検出のための光検出器に入射したときでも、位置検出部から対象物体の位置が誤って出力されることがない。
【００１４】
本発明において、前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が連続して設定回数検出されたときには、当該赤外線通信信号の検出が停止するまで、前記位置検出用光源部に対して前記位置検出光を前記赤外線通信信号の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させて前記対象物体の位置検出を実施させることが好ましい。このように構成すると、赤外線通信が長い期間継続して行なわれているような状態にある場合には、赤外線通信中でも対象物体の位置検出を支障なく実施することができる。
【００１５】
本発明において、前記異なる帯域は、前記赤外線通信信号の周波数帯域より高周波帯域であり、前記位置検出部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が連続して設定回数検出された後、当該赤外線通信信号の検出が停止するまで、高域通過フィルターによって前記赤外線通信信号が除去された信号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。このように構成すると、高域通過フィルターを用いるという簡素な構成によって、赤外線通信中でも対象物体の位置検出を正確に検出することができる。
【００１６】
本発明において、前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部に対して前記位置検出光を前記赤外線通信信号の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させる構成を採用してもよい。このように構成すると、赤外線通信が実施されている期間中であっても、対象物体の位置検出を支障なく検出することができる。
【００１７】
この場合、前記異なる帯域は、前記赤外線通信信号の周波数帯域より高周波帯域であり、前記位置検出部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、高域通過フィルターによって前記赤外線通信信号が除去された信号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。このように構成すると、高域通過フィルターを用いるという簡素な構成によって、赤外線通信中でも対象物体の位置検出を正確に検出することができる。
【００１８】
本発明において、前記通信信号検出部は、前記光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出するとともに、前記赤外線通信信号を制御コマンドに変換することが好ましい。このように構成すると、位置検出用の光検出器を利用して赤外線通信を行なうことができる。
【００１９】
本発明の別の形態では、検出領域内の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、前記検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射して当該検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源部と、前記検出領域で前記対象物体により反射した前記位置検出光を検出する光検出器と、前記光検出器の受光結果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、前記光検出器の受光結果に含まれる赤外線通信信号を検出する通信信号検出部と、を有し、前記位置検出部は、前記光検出器の受光結果から前記赤外線通信信号を除去して位置検出用の信号を通過させる位置検出信号用フィルターを備え、前記通信信号検出部、前記光検出器の受光結果から前記位置検出用の信号を除去して前記赤外線通信信号を通過させる赤外線通信信号用フィルターを備えていることを特徴とする。
【００２０】
本発明では、位置検出用光源部から検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射し、検出領域で対象物体により反射した位置検出光を光検出器によって検出する。ここで、位置検出用光源部から出射された位置検出光は、検出領域に強度分布を形成するため、検出領域内における位置と位置検出光の強度との関係を予め把握しておけば、位置検出部は、光検出器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。また、位置検出用の光検出器を利用して赤外線通信を行なうことができる。さらに、位置検出部は、光検出器の受光結果から位置検出用の信号を通過させる位置検出信号用フィルターを備え、通信信号検出部は、光検出器の受光結果から赤外線通信信号を通過させる赤外線通信信号用フィルターを備えているため、本発明を適用した光学式位置検出装置との間、本発明を適用した光学式位置検出装置を搭載した機器との間、あるいは他の機器との間において赤外線通信を行なった際、かかる赤外線通信用の信号が位置検出のための光検出器に入射したときでも位置検出に支障が発生しない。
【００２１】
本発明において、前記位置検出用光源部は、前記位置検出光の強度分布として、第１方向で強度が変化する第１座標検出用強度分布と、前記第１方向と交差する第２方向で強度が変化する第２座標検出用強度分布と、を形成することが好ましい。このように構成すると、検出領域内の対象物体の二次元座標を検出することができる。
【００２２】
本発明を適用した光学式位置検出装置については位置検出機能付き表示装置に用いることができ、かかる位置検出機能付き表示装置は、前記検出領域に重なる領域に画像を形成する画像生成装置を有しているが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置の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および位置検出機能付き表示装置における検出領域と発光素子との位置関係等を示す説明図である。
【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信号処理部等の構成を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置において各々の発光素子から検出領域に出射される位置検出光の説明図である。
【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いて、発光素子１２から出射された位置検出光によって座標検出用の強度分布を形成した様子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で用いた位置検出光の強度分布および信号処理部での処理内容を示す説明図である。
【図７】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各信号の説明図である。
【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信号処理部等の構成を示す説明図である。
【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ける各信号の説明図である。
【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信号処理部等の構成を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置における各信号の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置の説明図である。
【図１４】本発明の変形例に係る光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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軸およびＺ軸とし、Ｚ軸に沿う方向に画像を投射するものとして説明する。また、以下に参照する図面では、説明の便宜上、Ｘ軸方向を横方向とし、Ｙ軸方向を縦方向として表してある。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側として示してある。
【００２５】
［実施の形態１］
（位置検出機能付き表示装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き表示装置の要部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。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および位置検出機能付き表示装置１００における検出領域１０Ｒと発光素子１２との位置関係等を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、発光素子１２から放出された位置検出光によって強度分布が形成される様子を示す説明図、および検出領域１０Ｒと発光素子１２の中心光軸との位置関係等を示す説明図である。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の信号処理部等の構成を示す説明図である。
【００２６】
図１および図２に示す位置検出機能付き表示装置１００は、投射型表示装置であり、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２００（画像生成装置）を備えている。かかる画像投射装置２００は、筐体２５０の前面部２０１に設けられた投射レンズ２１０からスクリーン部材２９０に向けて画像表示光Ｌ１を拡大投射する。従って、画像投射装置２００は、筐体２５０の内部にカラーの画像表示光を生成して投射レンズ２１０を介して出射する光学装置（図示せず）を備えている。本形態において、スクリーン部材２９０は横長の四角形である。
【００２７】
本形態の位置検出機能付き表示装置１００は、以下に説明するように、画像が投射される前方空間において、スクリーン部材２９０の前側に設定された検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を光学的に検出する光学式位置検出装置１０を備えている。従って、本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、かかる対象物体ＯｂのＸＹ座標を、投射された画像の一部等を指定する入力情報として扱い、かかる入力情報に基づいて画像の切り換え等を行なうことができる。本形態において、検出領域１０Ｒは、スクリーン部材２９０に対する法線方向からみたとき四角形の領域であり、スクリーン部材２９０において画像投射装置２００によって画像が投射される領域（画像表示領域２０Ｒ）と重なっている。
【００２８】
図１、図２および図３に示すように、光学式位置検出装置１０を構成するにあたって、本形態の位置検出機能付き表示装置１００には、検出領域１０Ｒに向けて赤外光からなる位置検出光Ｌ２を出射して検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布を形成する位置検出用光源部１１が設けられている。また、位置検出機能付き表示装置１００には、検出領域１０Ｒで対象物体Ｏｂにより反射した位置検出光Ｌ３を検出する光検出器３０と、光検出器３０の受光結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置検出等を行なう信号処理部５０とが設けられており、光学式位置検出装置１０は、位置検出用光源部１１、光検出器３０および信号処理部５０を備えている。
【００２９】
本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００において、位置検出用光源部１１は、赤外光を出射する複数の発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）と、これらの複数の発光素子１２を駆動する光源駆動部１４とを有しており、本形態において、位置検出用光源部１１（発光素子１２および光源駆動部１４）は、画像投射装置２００に設けられている。より具体的には、画像投射装置２００の前面部２０１には、Ｘ軸方向の略中央位置に投射レンズ２１０が設けられているとともに、前面部２０１において投射レンズ２１０をＸ軸方向の両側には複数の発光素子１２が設けられている。
【００３０】
本形態において、発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）はＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、赤外光からなる位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを発散光として放出する。位置検出光Ｌ２（位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ）は、指やタッチペン等の対象物体Ｏｂにより効率的に反射される波長域を有することが好ましい。従って、対象物体Ｏｂが指等の人体であれば、人体の表面で反射率の高い赤外線（特に可視光領域に近い近赤外線、例えば波長で８５０ｎｍ付近）、あるいは９５０ｎｍであることが望ましい。本形態では、いずれの発光素子１２もピーク波長が８５０ｎｍ付近の波長域にある赤外光を出射する。なお、発光素子１２の光出射面側には、散乱板やプリズムシート等の光学部材が配置されることもある。
【００３１】
図３に示すように、光源駆動部１４は、発光素子１２を駆動する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介して複数の発光素子１２の各々の点灯パターンを制御する光源制御部１４５とを備えている。光源駆動回路１４０は、第１発光素子１２Ａを駆動する第１光源駆動回路１４０ａと、第２発光素子１２Ｂを駆動する第２光源駆動回路１４０ｂと、第３発光素子１２Ｃを駆動する第３光源駆動回路１４０ｃと、第４発光素子１２Ｄを駆動する第４光源駆動回路１４０ｄとを備えている。光源制御部１４５は、第１光源駆動回路１４０ａ、第２光源駆動回路１４０ｂ、第３光源駆動回路１４０ｃおよび第４光源駆動回路１４０ｄの全てを制御する。
【００３２】
本形態においては、光検出器３０および信号処理部５０も、位置検出用光源部１１と同様、画像投射装置２００に設けられている。本形態において、信号処理部５０と光源駆動部１４とは、共通の半導体集積回路５００に構成されている。
【００３３】
光検出器３０は、画像投射装置２００の前面部２０１において、投射レンズ２１０に対してＹ軸方向の一方側に設けられている。かかる光検出器３０は、検出領域１０Ｒに受光部３１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、光検出器３０は、８５０〜９５０ｎｍの帯域に感度ピークを備えたフォトダイオードである。光検出器３０には信号処理部５０が電気的に接続されており、光検出器３０での検出結果は信号処理部５０に出力される。信号処理部５０は、フィードバック抵抗を備えた増幅器５９と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を検出する位置検出部５１とを備えている。位置検出部５１は、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去する高域通過フィルター５１６、Ａ／Ｄ変換回路５１７、および座標検出部５１０を備えており、高域通過フィルター５１６は、所定周波数をもつ光パルスからなる位置検出光Ｌ２を通過可能である。座標検出部５１０は、Ｘ座標算出部５１１、Ｙ座標算出部５１２、およびＺ座標算出部５１３からなる。光源駆動部１４と位置検出部５１とは連動して動作し、後述する位置検出を行なう。
【００３４】
このように構成した光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００に対する操作にはリモートコントロール装置１５０が用いられており、光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００を操作する際、リモートコントロール装置１５０から光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００に向けて出射された赤外線による赤外線通信が行なわれる。かかる赤外線通信では、８５０〜９５０ｎｍの帯域にピークを備えた赤外光が用いられており、光検出器３０は、リモートコントロール装置１５０から出射された赤外線も受光する。
【００３５】
このため、信号処理部５０は、光検出器３０での検出結果に基づいて赤外線通信信号Ｌ５を検出する通信信号検出部５５を備えており、通信信号検出部５５は、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去する高域通過フィルター５５６、Ａ／Ｄ変換回路５５８、およびコマンド変換部５５０を備えており、高域通過フィルター５５６は、赤外線通信信号Ｌ５を通過可能である。なお、高域通過フィルター５５６と高域通過フィルター５１６とについては共通のフィルターを用いてもよい。
【００３６】
さらに、本形態では、位置検出光Ｌ２および赤外線通信信号Ｌ５の双方が光検出器３０に入射すると、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤検出して出力してしまうことから、信号処理部５０には、通信信号検出部５５により赤外線通信信号Ｌ５が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止、あるいは位置検出条件の変更を指令する位置検出用指令部５８が構成されている。かかる信号処理部５０や位置検出用指令部５８の機能等については、図７を参照して後述する。
【００３７】
（位置検出光の強度分布）
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において各々の発光素子１２から検出領域１０Ｒに出射される位置検出光の説明図である。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において、発光素子１２から出射された位置検出光によって座標検出用の強度分布を形成した様子を示す説明図である。
【００３８】
図１（ａ）および図２に示すように、本形態において検出領域１０Ｒは横長四角形であり、画像投射装置２００において、４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）は仮想の四角形の角部分に相当する位置に配置されている。４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）はいずれも、検出領域１０Ｒ上の異なる位置に中心光軸を向けている。また、４つの発光素子１２はいずれも、検出領域１０Ｒの外周端部に中心光軸を向けている。より具体的には、第１発光素子１２Ａは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒａに中心光軸１２１ａを向けており、第２発光素子１２Ｂは、検出領域１０Ｒの中心位置１０Ｒｏを間に挟んで角部分１０Ｒａとは反対側の角部分１０Ｒｂに中心光軸１２１ｂを向けている。また、第３発光素子１２Ｃは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｃに中心光軸１２１ｃを向けており、第４発光素子１２Ｄは、検出領域１０Ｒの中心位置１０Ｒｏを間に挟んで角部分１０Ｒｃとは反対側の角部分１０Ｒｄに中心光軸１２１ｄを向けている。
【００３９】
本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、発光素子１２から出射された位置検出光Ｌ２によって検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布を形成して対象物体Ｏｂの位置を検出する。このため、検出領域１０Ｒに形成された強度分布の強度レベルは高いことが好ましい。そこで、本形態では、４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）の各々には、発光素子１２から放出された位置検出光Ｌ２のうち、検出領域１０Ｒの外側に向かおうとする位置検出光を検出領域１０Ｒ内に導く反射ミラー１８ａ〜１８ｄが設けられている。本形態において、反射ミラー１８ａ〜１８ｄは、発光素子１２の中心光軸が向かう検出領域１０Ｒ上の形状に対応する形状をもって発光素子１２の側方位置から位置検出光Ｌ２の放出方向に向けて延在している。より具体的には、反射ミラー１８ａ〜１８ｄは、発光素子１２の中心光軸を囲む４方向のうち、互いに直交する２方向に、中心光軸と平行な２つの反射面を備えている。
【００４０】
このように構成した光学式位置装置１０では、第１発光素子１２Ａが点灯すると、図４（ａ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒａを中心にした強度分布が形成される。また、第２発光素子１２Ｂが点灯すると、図４（ｂ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｂを中心にした強度分布が形成される。また、第３発光素子１２Ｃが点灯すると、図４（ｃ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｃを中心にした強度分布が形成される。また、第４発光素子１２Ｄが点灯すると、図４（ｄ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｄを中心にした強度分布が形成される。
【００４１】
従って、第１発光素子１２Ａおよび第４発光素子１２Ｄが点灯状態にあって他の発光素子１２が消灯状態にあると、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光の強度が単調減少するＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第１強度分布）が形成される。本形態において、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａでは、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｙ軸方向では、位置検出光Ｌ２の強度が一定である。これに対して、第２発光素子１２Ｂおよび第３発光素子１２Ｃが点灯状態にあって他方の発光素子１２が消灯状態にあると、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光の強度が単調減少するＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第２強度分布）が形成される。本形態において、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂでは、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｙ軸方向では、位置検出光Ｌ２の強度が一定である。
【００４２】
また、第２発光素子１２Ｂおよび第４発光素子１２Ｄが点灯状態にあって他方の発光素子１２が消灯状態にあると、図５（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光の強度が単調減少するＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第１強度分布）が形成される。本形態において、Ｙ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａでは、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｘ軸方向では、位置検出光Ｌ２の強度が一定である。これに対して、第１発光素子１２Ａおよび第３発光素子１２Ｃが点灯状態にあって他方の発光素子１２が消灯状態にあると、図５（ｄ）に示すように、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光の強度が単調減少するＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第２強度分布）が形成される。本形態において、Ｙ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂでは、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｘ軸方向では、位置検出光Ｌ２の強度が一定である。
【００４３】
さらに、４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）が全て点灯すると、Ｚ軸方向において、画像投射装置２００からスクリーン部材２９０に向かって位置検出光の強度が単調減少するＺ座標検出用強度分布が形成される。
【００４４】
（座標検出の基本原理）
本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においては、図５を参照して説明した位置検出光の強度分布を利用して、信号処理部５０の位置検出部５１は、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する。そこで、図６を参照して、光強度分布の構成および座標検出の原理を説明する。
【００４５】
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で用いた位置検出光の強度分布および信号処理部５０での処理内容を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、位置検出光のＸ軸方向の強度分布を示す説明図、対象物体で反射した位置検出光の強度を示す説明図、対象物体で反射した位置検出光の強度が等しくなるように位置検出光の強度分布を調整する様子を示す説明図である。
【００４６】
本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においては、位置検出用光源部１１から位置検出光Ｌ２を出射すると、位置検出用光源部１１の発光素子１２からの距離やその中心光軸の位置によって検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布が形成される。例えば、Ｘ座標を検出する際には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が単調減少していくＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した後、Ｘ座標検出用第２期間において、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって強度が単調減少していくＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。好ましくは、Ｘ座標検出用第１期間において、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が直線的に減少していくＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した後、Ｘ座標検出用第２期間において、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって強度が直線的に減少していくＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。従って、検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置されると、対象物体Ｏｂにより位置検出光Ｌ２が反射され、その反射光の一部が光検出器３０により検出される。ここで、Ｘ座標検出用第１期間に形成するＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ、およびＸ座標検出用第２期間に形成するＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを予め、設定した分布としておけば、以下の方法等により、光検出器３０での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。
【００４７】
例えば、第１の方法では、図６（ｂ）に示すＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａと、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂとの差を利用する。より具体的には、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ、およびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂは予め、設定した分布になっているので、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂとの差も予め、設定した関数になっている。従って、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとの差を求めれば、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、位置検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂの差を求める際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。なお、検出値ＬＸａ、ＬＸｂの比に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出することもできる
【００４８】
次に、第２の方法では、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整した際の調整量に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出する方法である。かかる方法は、図６（ｂ）に示すＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａおよびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２ＸｂがＸ座標に対して直線的に変化する場合に適用できる。
【００４９】
まず、図６（ｂ）に示すように、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを絶対値が等しく、Ｘ軸方向で逆向きに形成する。この状態で、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しければ、対象物体ＯｂがＸ軸方向の中央に位置することが分る。
【００５０】
これに対して、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが相違している場合、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整して、図６（ｃ）に示すように、再度、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成し、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。その結果、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなれば、Ｘ座標検出用第１期間での発光素子１２に対する制御量の調整量ΔＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間での発光素子１２に対する制御量の調整量ΔＬＸｂとの比あるいは差等により、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、位置検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように発光素子１２に対する制御量の調整を行なう際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。
【００５１】
次に、第３の方法でも、第２の方法と同様、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整した際の調整量に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出する方法である。かかる方法は、図６（ｂ）に示すＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａおよびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２ＸｂがＸ座標に対して直線的に変化する場合に適用できる。
【００５２】
まず、図６（ｂ）に示すように、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを絶対値が等しく、Ｘ軸方向で逆向きに形成する。この状態で、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しければ、対象物体ＯｂがＸ軸方向の中央に位置することが分る。
【００５３】
これに対して、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが相違している場合、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように、例えば、検出値が低い期間の方、あるいは検出値が高い期間の方の発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整して、再度、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成し、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。図６（ｃ）に示す例では、例えば、Ｘ座標検出用第１期間での発光素子１２に対する制御量を調整量ΔＬＸａ分だけ減少させる。あるいは、Ｘ座標検出用第２期間での発光素子１２に対する制御量を調整量ΔＬＸｂ分だけ増大させる。その結果、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなれば、制御量を調整した後のＸ座標検出用第１期間での発光素子１２に対する制御量と、制御量を調整した後のＸ座標検出用第２期間での発光素子１２に対する制御量との比あるいは差等により、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、位置検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように発光素子１２に対する制御量の調整を行なう際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。
【００５４】
上記の方法１〜３のいずれを採用する場合でも、同様に、Ｙ座標検出用第１期間において、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって強度が単調減少していくＹ座標検出用第１強度分布を形成した後、Ｙ座標検出用第２期間において、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって強度が単調減少していくＹ座標検出用第２強度分布を形成すれば、対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。また、Ｚ座標検出期間において、Ｚ軸方向の強度分布を形成すれば、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。
【００５５】
上記のように、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの検出領域１０Ｒ内の位置情報を取得するにあたって、例えば、信号処理部５０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、論理回路等のハードウェアを用いた信号処理部で処理を行う構成を採用することもできる。
【００５６】
（赤外線通信との関係）
図７は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における各信号の説明図である。本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においては、図７（ａ）に示すように、例えば、９０００μ秒の期間（周波数＝１１１Ｈｚ、オンデューティ比＝５０％）において位置検出用光源部１１の４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ〜第４発光素子１２Ｄ）を所定のパターンで点灯させ、その間、光検出器３０は、図７（ｂ）に示すように、位置検出光Ｌ２の検出を行なう。
【００５７】
また、リモートコントロール装置１５０と位置検出機能付き表示装置１００との間において赤外線通信が行なわれると、赤外線通信信号Ｌ５も光検出器３０で受光される。かかる赤外線通信で用いられる赤外線通信信号Ｌ５には、図７（ｃ）に示すように９０００μ秒以上のリーダーコード１５０ａに対応する強度レベル（ハイレベル）と、各種制御コマンドに対応するパルス幅が５６０μ秒のパルス列１５０ｂと、２３０００μ秒のストップコード１５０ｃに対応する強度レベル（ローレベル）とが含まれる。従って、図３に示す通信信号検出部５５は、赤外線通信信号Ｌ５からリーダーコード１５０ａ、パルス列１５０ｂ、およびストップコード１５０ｃを抽出し、コマンド変換部５５０は、パルス列１５０ｂを制御コマンドに変換する。従って、通信信号検出部５５は、光検出器３０での受光結果に赤外線通信信号Ｌ５が含まれているか否かを検出することができるとともに、赤外線通信信号Ｌ５を制御コマンドに変換することができる。
【００５８】
このように構成した光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００において、リモートコントロール装置１５０から位置検出機能付き表示装置１００に赤外線通信信号Ｌ５が出射されると、赤外線通信信号Ｌ５も位置検出光Ｌ２と同様、光検出器３０で受光されるため、位置検出部５１は、対象物体Ｏｂの位置を誤検出してしまう。そこで、本形態では、図３に示す信号処理部５０の位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５により赤外線通信信号Ｌ５が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止を指令する。より具体的には、図７（ｄ）に示すように、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５においてリーダーコーダ１５０ａが検出された時点からストップコード１５０ｃが検出されるまでの間、位置検出用光源部１１に対して位置検出光Ｌ２の出射を停止させるとともに、位置検出部５１での位置検出動作を停止させる。従って、図７（ｅ）に示すように、光検出器３０では、ストップコード１５０ｃが検出された以降、赤外線通信信号Ｌ５のみが検出されることになる。
【００５９】
そして、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５においてストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出された場合には、位置検出用光源部１１および位置検出部５１を指令し、位置検出動作を停止させた状態を継続させる。これに対して、通信信号検出部５５においてストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出されなくなると、位置検出用指令部５８は、位置検出用光源部１１に対して位置検出光Ｌ２の出射を再開させるとともに、位置検出部５１での位置検出動作を再開させる。
【００６０】
従って、本形態の位置検出機能付き表示装置１００とリモートコントロール装置１５０との間において赤外線通信を行なった際、かかる赤外線通信信号Ｌ５が光検出器３０に入射したときでも、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤って出力することはない。
【００６１】
（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および位置検出機能付き表示装置１００では、位置検出用光源部１１から検出領域１０Ｒに向けて赤外光からなる位置検出光Ｌ２を出射し、検出領域１０Ｒで対象物体Ｏｂにより反射した位置検出光Ｌ３を光検出器３０によって検出する。ここで、位置検出用光源部１１から出射された位置検出光Ｌ２は、検出領域１０Ｒに強度分布を形成するととともに、検出領域１０Ｒ内における位置と位置検出光Ｌ２の強度との間には一定の関係を成立する。このため、位置検出部５１は、光検出器３０の受光結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置（ＸＹＺ座標）を検出することができる。
【００６２】
また、位置検出用光源部１１は、強度分布として、Ｘ軸方向（第１方向）で強度が変化するＸ座標検出用強度分布（第１座標検出用強度分布）と、Ｙ軸方向（第２方向）で強度が変化するＸ座標検出用強度分布（第２座標検出用強度分布）とを異なるタイミングで形成するため、検出領域１０Ｒ内における対象物体Ｏｂの二次元座標を検出することができる。しかも、位置検出用光源部１１は、Ｘ座標検出用強度分布として互いに逆方向のＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成し、Ｙ座標検出用強度分布として互いに逆方向のＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＹａとＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂを形成する。従って、検出領域１０Ｒ内における対象物体Ｏｂの二次元座標を正確に検出することができる。
【００６３】
また、位置検出用光源部１１は画像投射装置２００に設けられており、画像投射装置２００から検出領域１０Ｒに向けて位置検出光を出射する。このため、検出領域１０Ｒの周りに発光素子１２を多数設ける必要がない。また、位置検出用光源部１１、光検出器３０、および信号処理部５０のいずれもが画像投射装置２００に設けられている。このため、位置検出に必要な要素が全て画像投射装置２００に設けられているので、持ち運びに便利であるとともに、画像投射装置２００の向きを調整すれば、位置検出用光源部１１および光検出器３０の光軸方向を調整することができる。
【００６４】
さらに、本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００は、光検出器３０の受光結果に赤外線通信信号Ｌ５が含まれているか否かを検出する通信信号検出部５５を備えており、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止を指令する。このため、本形態の位置検出機能付き表示装置１００とリモートコントロール装置１５０との間において赤外線通信が行なわれている期間中、赤外線通信信号Ｌ５が光検出器３０に入射したときでも、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤って出力することはない。
【００６５】
しかも、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部１１からの位置検出光Ｌ２の出射を停止させる。このため、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、無駄な電力の消費を防止することができるので、消費電力の低減を図ることができる。
【００６６】
また、本形態において、赤外線通信信号Ｌ５では、ストップコード１５０ｃに対応する強度レベルが継続する期間、およびストップコード１５０ｃに対応する強度レベルが継続する期間が規格化されており、かかる構成を利用して、光検出器３０の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出する。このため、光検出器３０の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを容易かつ確実に検出することができる。
【００６７】
［実施の形態１の変形例］
上記実施の形態１において、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５においてリーダーコーダ１５０ａが検出された時点からストップコード１５０ｃが検出されるまでの間、位置検出用光源部１１に対して位置検出光Ｌ２の出射を停止させるとともに、位置検出部５１での位置検出動作を停止させたが、位置検出部５１での位置検出動作の停止のみを指令してもよい。この場合、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部１１から位置検出光Ｌ２が出射させるが、位置検出部５１での位置検出動作が停止しているため、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤って出力することはない。
【００６８】
［実施の形態２］
（光学式位置検出装置１０の信号処理部５０の構成）
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の信号処理部５０等の構成を示す説明図である。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における各信号の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と略同様であるため、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。
【００６９】
本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、実施の形態１と同様、それらに対する操作にはリモートコントロール装置１５０が用いられている。このため、図８に示すように、信号処理部５０は、フィードバック抵抗を備えた増幅器５９と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を検出する位置検出部５１と、光検出器３０での検出結果に基づいて赤外線通信信号Ｌ５を検出する通信信号検出部５５とを備えている。
【００７０】
本形態において、通信信号検出部５５は、高域通過フィルター５５６、低域通過フィルター５５７、Ａ／Ｄ変換回路５５８、およびコマンド変換部５５０を備えている。高域通過フィルター５５６は、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去し、赤外線通信信号Ｌ５を通過可能である。高域通過フィルター５５６と高域通過フィルター５１６とについては共通のフィルターを用いてもよい。低域通過フィルター５５７は、赤外線通信信号Ｌ５を通過可能であり、後述する変更を行なった後の高周波の光パルス（位置検出光Ｌ２）に対応する信号を除去可能である。
【００７１】
このように構成した光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、位置検出光Ｌ２および赤外線通信信号Ｌ５の双方が光検出器３０に入射すると、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤検出して出力してしまうことから、信号処理部５０には、通信信号検出部５５により赤外線通信信号Ｌ５が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止あるいは位置検出条件の変更を指令する位置検出用指令部５８が構成されている。
【００７２】
また、本形態において、位置検出部５１は、遮断帯域が切り換えられる可変フィルター部５１５、Ａ／Ｄ変換回路５１７および座標検出部５１０を備えており、位置検出用指令部５８は、可変フィルター部５１５での遮断帯域および通過帯域を切り換えるようになっている。可変フィルター部５１５は、例えば、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去する高域通過フィルター５１６と、この高域通過フィルター５１６よりも高周波帯域の信号を通過させる高域通過フィルター５１８と、フィルター切り換え部５１９とを備えている。高域通過フィルター５１６は、通常時の周波数をもつ光パルスからなる位置検出光Ｌ２を通過可能である。高域通過フィルター５１８は、赤外線通信信号Ｌ５よりも高い周波数帯域の信号（後述する変更を行なった後の高周波の光パルス（位置検出光Ｌ２）に対応する信号）を通過可能であり、赤外線通信信号Ｌ５を除去可能である。
【００７３】
フィルター切り換え部５１９は、位置検出用指令部５８の制御の下、光検出器３０での検出結果を高域通過フィルター５１６を介してＡ／Ｄ変換回路５１７に出力するモードと、光検出器３０での検出結果を高域通過フィルター５１８を介してＡ／Ｄ変換回路５１７に出力するモードとに切り換わる。なお、通常時、フィルター切り換え部５１９は、光検出器３０での検出結果を高域通過フィルター５１６を介してＡ／Ｄ変換回路５１７に出力する状態にある。
【００７４】
このように構成した光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置１００においては、赤外線通信が行われていない通常時は、図９（ａ）に示すように、例えば、９０００μ秒の期間（周波数＝１１１Ｈｚ、オンデューティ比＝５０％）において位置検出用光源部１１の４つの発光素子１２（第１発光素子１２Ａ〜第４発光素子１２Ｄ）を所定のパターンで点灯させ、その間、光検出器３０は、図９（ｂ）に示すように、位置検出光Ｌ２の検出を行なう。かかる構成は実施の形態１と同様である。
【００７５】
ここで、リモートコントロール装置１５０と位置検出機能付き表示装置１００との間において赤外線通信が行なわれると、赤外線通信信号Ｌ５も光検出器３０で受光される。かかる赤外線通信の際、光検出器３０での受光信号（赤外線通信信号）には、実施の形態１と同様、図９（ｃ）に示すように９０００μ秒以上のリーダーコード１５０ａに対応する強度レベル（ハイレベル）と、各種制御コマンドに対応するパルス幅が５６０μ秒のパルス列１５０ｂと、２３０００μ秒のストップコード１５０ｃに対応する強度レベル（ローレベル）とが含まれている。従って、図８に示す通信信号検出部５５において、赤外線通信信号Ｌ５からリーダーコード１５０ａ、パルス列１５０ｂ、およびストップコード１５０ｃを抽出し、コマンド変換部５５０は、パルス列１５０ｂを制御コマンドに変換する。従って、通信信号検出部５５は、光検出器３０での受光結果に赤外線通信信号Ｌ５が含まれているか否かを検出することができるとともに、赤外線通信信号Ｌ５を制御コマンドに変換することができる。
【００７６】
このような赤外線通信が行なわれた際、本形態では、図８に示す信号処理部５０の位置検出用指令部５８は、まず、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作を停止させる。より具体的には、図９（ｄ）に示すように、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５においてリーダーコーダ１５０ａが検出された時点からストップコード１５０ｃが検出されるまでの間、位置検出用光源部１１に対して位置検出光Ｌ２の出射を停止させるとともに、位置検出部５１での位置検出動作を停止させる。従って、図９（ｅ）に示すように、光検出器３０では、ストップコード１５０ｃが検出された以降、赤外線通信信号Ｌ５のみが検出されることになる。
【００７７】
そして、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５においてストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出された場合には、位置検出用光源部１１および位置検出部５１を指令し、位置検出動作を停止させた状態を継続させる。これに対して、通信信号検出部５５においてストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出されなくなると、位置検出用指令部５８は、位置検出用光源部１１に対して位置検出光Ｌ２の出射を再開させるとともに、位置検出部５１での位置検出動作を再開させる。
【００７８】
ここで、位置検出用指令部５８は、リーダーコーダ１５０ａが検出された後、ストップコード１５０ｃが検出されるまでを１回分の赤外線通信信号Ｌ５とし、赤外線通信信号Ｌ５の数をカウントする。そして、位置検出用指令部５８は、赤外線通信信号Ｌ５の数が５回、連続して検出されるまでは、位置検出用光源部１１および位置検出部５１を指令し、位置検出動作を停止させた状態を継続させる。
【００７９】
そして、位置検出用指令部５８は、６回目の赤外線通信信号Ｌ５が検出されたときには、位置検出用光源部１１および位置検出部５１に対して位置検出条件を変更して位置検出動作を再開するように指令する。より具体的には、位置検出用指令部５８は、位置検出用光源部１１に対して、位置検出光Ｌ２を赤外線通信信号Ｌ５の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させる。本形態において、位置検出用指令部５８は、位置検出用光源部１１に対して、図９（ｆ）に示すように、位置検出光Ｌ２を赤外線通信信号Ｌ５の周波数帯域よりも高周波帯域の光パルスに変更させる。例えば、位置検出用指令部５８は、位置検出光Ｌ２を５６２．５μ秒の周期（周波数＝１．７８ｋＨｚ、オンデューティ比＝５０％）の光パルスに変更させる。
【００８０】
また位置検出用指令部５８は、位置検出部５１のフィルター切り換え部５１９に指令して、光検出器３０での検出結果を高域通過フィルター５１８を介してＡ／Ｄ変換回路５１７に出力するモードに切り換え、座標検出部５１０は、位置検出光Ｌ２の検出値を平均した値に基づいて座標を算出する。
【００８１】
以降、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５において５回目のストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出された場合には、変更後の位置検出条件で位置検出動作を継続させる。そして、通信信号検出部５５において６回目のストップコード１５０ｃが検出された後、新たなリーダーコーダ１５０ａが検出されない場合には、位置検出用指令部５８は、位置検出用光源部１１および位置検出部５１に対して通常の位置検出条件での位置検出動作に復帰させる。
【００８２】
（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および位置検出機能付き表示装置１００でも、実施の形態１と同様、検出領域１０Ｒに形成された位置検出光Ｌ２の強度分布を利用して対象物体Ｏｂの位置（ＸＹＺ座標）を検出することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００８３】
また、本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００は、光検出器３０の受光結果に赤外線通信信号Ｌ５が含まれているか否かを検出する通信信号検出部５５を備えており、位置検出用指令部５８は、通信信号検出部５５により赤外線通信信号が検出されている期間中、位置検出用光源部１１および位置検出部５１による位置検出動作の停止を指令する。このため、本形態の位置検出機能付き表示装置１００とリモートコントロール装置１５０との間において赤外線通信が行なわれている期間中、赤外線通信信号Ｌ５が光検出器３０に入射したときでも、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤って出力することはない。
【００８４】
さらに、本形態では、通信信号検出部５５において赤外線通信信号Ｌ５が連続して設定回数検出されたときには、位置検出用指令部５８が位置検出用光源部１１および位置検出部５１を指令して、位置検出光Ｌ２を赤外線通信信号Ｌ５の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させて対象物体Ｏｂの位置検出を実施させる、このため、赤外線通信が長い期間継続して行なわれているような状態にある場合には、赤外線通信中でも対象物体Ｏｂの位置検出を支障なく実施することができる。それ故、リモートコントロール装置１５０から誤って赤外線通信信号Ｌ５が出射され続けた場合でも、位置検出を自動的に再開することができる。
【００８５】
また、本形態では、通信信号検出部５５において赤外線通信信号Ｌ５が連続して設定回数検出されたときには、位置検出光Ｌ２を通常時より高周波帯域の周波数をもつ光パルスに変更するが、通常時は、周波数の低い位置検出光Ｌ２を用いる。このため、高周波帯域の周波数をもつ光パルスを利用することに起因する消費電力の増大は、赤外線通信信号Ｌ５が連続して設定回数検出されたときだけであり、通常時は、周波数の低い位置検出光Ｌ２を用いるため、消費電力を低く抑えることができる。
【００８６】
［実施の形態２の変形例］
上記実施の形態２では、通信信号検出部５５において赤外線通信信号Ｌ５が連続して２回検出されたときには、位置検出光Ｌ２を通常時より高周波帯域の周波数をもつ光パルスに変更したが、通信信号検出部５５において赤外線通信信号Ｌ５が１回検出されたときに、位置検出光Ｌ２を通常時より高周波帯域の周波数をもつ光パルスに変更してもよい。すなわち、赤外線通信が行なわれていない通常時は、周波数の低い位置検出光Ｌ２を用い、通信信号検出部５５において赤外線通信信号Ｌ５が検出されたときには、位置検出光Ｌ２を通常時より高周波帯域の周波数をもつ光パルスに変更してもよい。このように構成した場合には、赤外線通信が行なわれているか否かにかかわらず、位置検出を継続して行なうことができる。
【００８７】
［実施の形態３］
（光学式位置検出装置１０の信号処理部５０の構成）
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の信号処理部５０等の構成を示す説明図である。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における各信号の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１、２と略同様であるため、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。
【００８８】
本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、実施の形態１と同様、それらに対する操作にはリモートコントロール装置１５０から出射された赤外線通信信号Ｌ５による赤外線通信が用いられる。このため、図１０に示すように、信号処理部５０は、フィードバック抵抗を備えた増幅器５９と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を検出する位置検出部５１と、光検出器３０での検出結果に基づいて赤外線通信信号Ｌ５を検出する通信信号検出部５５とを備えている。
【００８９】
このように構成した光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、実施の形態１、２と同様、位置検出光Ｌ２および赤外線通信信号Ｌ５の双方が光検出器３０に入射する。
【００９０】
そこで、本形態では、図１１（ａ）に示すように、位置検出光Ｌ２として、赤外線通信信号Ｌ５の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスを利用する。本形態では、赤外線通信信号Ｌ５には、図１１（ｂ）に示すように、９０００μ秒以上のリーダーコード１５０ａに対応する強度レベル（ハイレベル）と、各種制御コマンドに対応するパルス幅が５６０μ秒のパルス列１５０ｂと、２３０００μ秒のストップコード１５０ｃに対応する強度レベル（ローレベル）とが含まれることから、位置検出光Ｌ２として、赤外線通信信号Ｌ５の周波数帯域よりも高周波帯域の光パルスを利用する。例えば、位置検出光Ｌ２として、５６２．５μ秒の周期（周波数＝１．７８ｋＨｚ、オンデューティ比＝５０％）の光パルスを利用する。
【００９１】
このため、位置検出部５１は、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去する高域通過フィルター５１８（位置検出信号用フィルター）、Ａ／Ｄ変換回路５１７および座標検出部５１０を備えており、高域通過フィルター５１８は、赤外線通信信号Ｌ５よりも高い周波数帯域の信号を通過可能であり、赤外線通信信号Ｌ５を除去可能である。
【００９２】
通信信号検出部５５は、高域通過フィルター５５６、低域通過フィルター５５７（赤外線通信信号用フィルター）、Ａ／Ｄ変換回路５５８、およびコマンド変換部５５０を備えており、高域通過フィルター５５６は、環境光に含まれる赤外光に起因する低周波帯域の信号を除去し、赤外線通信信号Ｌ５を通過可能である。低域通過フィルター５５７は、赤外線通信信号Ｌ５を通過可能であり、位置検出光Ｌ２に対応する信号を除去可能である。
【００９３】
（本形態の主な効果）
このように構成した光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、実施の１と同様、検出領域１０Ｒに形成された位置検出光Ｌ２の強度分布を利用して対象物体Ｏｂの位置（ＸＹＺ座標）を検出することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００９４】
また、本形態の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００では、位置検出光Ｌ２として、赤外線通信信号Ｌ５と異なる周波数帯域の光パルスを用いるため、位置検出機能付き表示装置１００とリモートコントロール装置１５０との間において赤外線通信が行なわれている期間中、赤外線通信信号Ｌ５が光検出器３０に入射したときでも、位置検出部５１が対象物体Ｏｂの位置を誤って出力することはない。
【００９５】
［実施の形態４］
図１２は、本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００の構成を模式的に示す説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き表示装置の要部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。図１３は、本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置１０の説明図であり、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光学式位置検出装置１０の断面構成を模式的に示す説明図、光学式位置検出装置に用いた導光板等の構成を示す説明図、および導光板内での位置検出用赤外光の減衰状態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と略同様であるため、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。また、図１３では、Ｚ軸方向を上下方向として表してある。
【００９６】
図１２に示す位置検出機能付き表示装置１００も、実施の形態１〜３と同様、投射型表示装置であり、画像投射装置２００（画像生成装置）を備えている。かかる位置検出機能付き表示装置１００も、実施の形態１と同様、光学式位置検出装置１０を備えており、光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材２９０において画像が視認されるスクリーン面２９０ａ側（スクリーン部材２９０の前方）に設定された検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を光学的に検出する機能を備えている。本形態において、検出領域１０Ｒは、スクリーン部材２９０に対する法線方向からみたとき四角形の領域であり、スクリーン部材２９０において画像投射装置２００によって画像が投射される領域（画像表示領域２０Ｒ）と重なっている。
【００９７】
かかる光学式位置検出装置１０において、実施の形態１〜３では、位置検出用光源部１１および光検出器３０が画像投射装置２００に設けられていたが、本形態では、位置検出用光源部１１は、スクリーン部材２９０の裏面側２９０ｂに設けられた略長方形の平面形状を有する導光板１３と、導光板１３の周りに配置された４つの発光素子１２とを備えている。導光板１３は、スクリーン部材２９０の前方に設定された検出領域１０Ｒと略相似形を有しており、導光板１３の角部分１３ａ〜１３ｄは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄと略同一方向に位置している。
【００９８】
図１３に示すように、導光板１３において、検出領域１０Ｒに向いている面が光出射面１３ｓであり、角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄが発光素子１２から出射された位置検出光Ｌ２の光入射部として用いられている。より具体的には、発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、第２発光素子１２Ｂ、第３発光素子１２Ｃ、第４発光素子１２Ｄ）は、導光板１３の角部分１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに対峙する位置で角部分１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに光軸を向けている。なお、導光板１３の背面１３ｔあるいは光出射面１３ｓには、表面凹凸構造、プリズム構造、散乱層（図示せず）等が設けられており、このような光散乱構造によって、角部分１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄＤから入射して内部を伝播する光は、その伝播方向に進むに従って徐々に偏向されて光出射面１３ｓより出射される。なお、導光板１３の光出射側には、必要に応じて、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの均―化を図るために、プリズムシートや光散乱板等の光学シートが配置される場合もある。
【００９９】
光検出器３０は、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からなり、スクリーン部材２９０のスクリーン面２９０ａの側において、検出領域１０Ｒの外側でスクリーン面２９０ａに沿う方向に受光部３１を向けている。
【０１００】
このように構成した光学式位置検出装置１０では、発光素子１２から出射された位置検出光Ｌ２は、導光板１３の角部分１３ａ〜１３ｄから入射した後、導光板１３内部を伝播しながら光出射面１３ｓから出射され、スクリーン部材２９０を透過して検出領域１０Ｒに強度分布を形成する。従って、導光板１３の光出射面１３ｓから検出領域１０Ｒに出射された位置検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射すると、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ３は、光検出器３０で検出される。
【０１０１】
例えば、第１発光素子１２Ａから出射された位置検出光Ｌ２ａは、導光板１３の角部分１３ａから入射した後、導光板１３内部を伝播しながら光出射面１３ｓから出射される。その際、導光板１３から検出領域１０Ｒに出射される第１位置検出光Ｌ２ａの光量は、図１３（ｃ）に示すように、第１発光素子１２Ａからの距離に伴って直線的に減衰する。第２発光素子１２Ｂから出射された第２位置検出光Ｌ２ｂ、第３発光素子１２Ｃから出射された第３位置検出光Ｌ２ｃ、および第４発光素子１２Ｄから出射された第４位置検出光Ｌ２ｄも同様に減衰しながら光出射面１３ｓから出射される。従って、本形態でも、実施の形態１と同様、発光素子１２から出射された位置検出光Ｌ２は、図４および図５を参照して説明した強度分布を形成することになる。
【０１０２】
かかる構成の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、それらに対する操作にリモートコントロール装置１５０を用いられるが、実施の形態１〜３を参照して説明した構成を採用すれば、位置検出光Ｌ２および赤外線通信信号Ｌ５が共通の光検出器３０に入射した場合でも、対象物体Ｏｂの位置を誤検出することを防止することができる。
【０１０３】
［位置検出機能付き表示装置１００の変形例］
上記実施の形態１〜４では位置検出機能付き表示装置１００を投射型表示装置に適用した例であったが、図１４に示すように、直視型の表示装置を画像生成装置として採用してもよい。図１４は、本発明の変形例に係る光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００の分解斜視図である。なお、本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、光学式位置検出装置１０の構成は、上記実施の形態と同様であるため、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。
【０１０４】
図１２に示す位置検出機能付き表示装置１００は、光学式位置検出装置１０と直視型表示装置２０８（画像生成装置）とを備えており、光学式位置検出装置１０において、位置検出用光源部１１と、検出領域１０Ｒに受光部３１を向けた光検出器３０とを備えている。位置検出用光源部１１は、位置検出光Ｌ２を放出する発光素子１２と、導光板１３とを備えている。直視型表示装置２０８は、有機エレクトロルミネッセンス装置やプラズマ表示装置等であり、光学式位置検出装置１０に対して入力操作側とは反対に設けられている。直視型表示装置２０８は、導光板１３に対して平面視で重なる領域に画像表示領域２０Ｒを備えており、かかる画像表示領域２０Ｒは検出領域１０Ｒと平面視で重なっている。
【０１０５】
かかる構成の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００においても、それらに対する操作にリモートコントロール装置１５０を用いられるが、実施の形態１〜３を参照して説明した構成を採用すれば、位置検出光Ｌ２および赤外線通信信号Ｌ５が共通の光検出器３０に入射した場合でも、対象物体Ｏｂの位置を誤検出することを防止することができる。
【０１０６】
［その他の実施の形態］
実施の形態１〜３では、複数の発光素子１２を画像投射装置２００に設け、実施の形態４では、複数の発光素子１２を導光板１３とともにスクリーン部材２９０の裏面側２９０ｂに設けたが、導光板１３を用いずに検出領域１０Ｒの周りに発光素子１２を配置してもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出領域、１１・・位置検出用光源部、１２・・発光素子、３０・・光検出器、５０・・信号処理部、５１・・位置検出部、５５・・通信信号検出部、１００・・位置検出機能付き表示装置、１５０・・リモートコントロール装置、２００・・画像投射装置、Ｏｂ・・対象物体、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域内の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、
前記検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射して当該検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源部と、
前記検出領域で前記対象物体により反射した前記位置検出光を検出する光検出器と、
前記光検出器の受光結果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、
前記光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出する通信信号検出部と、
前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部および前記位置検出部による位置検出動作の停止あるいは位置検出条件の変更を指令する位置検出用指令部と、
を備えていることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項２】
前記赤外線通信信号は、赤外線通信を利用したリモートコントロール装置から出射された通信信号であ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】
前記通信信号検出部は、前記光検出器の受光結果から赤外線通信におけるリーダーコードに対応する強度レベルが一定期間継続して検出されたときには前記赤外線通信信号を受信している旨を検出し、前記光検出器の受光結果から赤外線通信におけるストップコードに対応する強度レベルが一定期間継続して検出されたときには前記赤外線通信信号の受信が終了した旨を検出す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】
前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部に前記位置検出光の出射を停止させ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】
前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出部に前記対象物体の位置検出を停止させ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６】
前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が連続して設定回数検出されたときには、当該赤外線通信信号の検出が停止するまで、前記位置検出用光源部に対して前記位置検出光を前記赤外線通信信号の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させて前記対象物体の位置検出を実施させることを特徴とする請求項４または５に記載の光学式位置検出装置。
【請求項７】
前記異なる帯域は、前記赤外線通信信号の周波数帯域より高周波帯域であり、
前記位置検出部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が連続して設定回数検出された後、当該赤外線通信信号の検出が停止するまで、高域通過フィルターによって前記赤外線通信信号が除去された信号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６に記載の光学式位置検出装置。
【請求項８】
前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部に対して前記位置検出光を前記赤外線通信信号の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させ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９】
前記異なる帯域は、前記赤外線通信信号の周波数帯域より高周波帯域であり、
前記位置検出部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、高域通過フィルターによって前記赤外線通信信号が除去された信号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８に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１０】
前記通信信号検出部は、前記光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出するとともに、前記赤外線通信信号を制御コマンドに変換することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１１】
検出領域内の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、
前記検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射して当該検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源部と、
前記検出領域で前記対象物体により反射した前記位置検出光を検出する光検出器と、
前記光検出器の受光結果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、
前記光検出器の受光結果に含まれる赤外線通信信号を検出する通信信号検出部と、
を有し、
前記位置検出部は、前記光検出器の受光結果から前記赤外線通信信号を除去して位置検出用の信号を通過させる位置検出信号用フィルターを備え、
前記通信信号検出部は、前記光検出器の受光結果から前記位置検出用の信号を除去して前記赤外線通信信号を通過させる赤外線通信信号用フィルターを備えていることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項１２】
前記位置検出用光源部は、前記位置検出光の強度分布として、第１方向で強度が変化する第１座標検出用強度分布と、前記第１方向と交差する第２方向で強度が変化する第２座標検出用強度分布と、を形成することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き表示装置であって、
前記検出領域に重なる領域に画像を形成する画像生成装置を有していることを特徴とする位置検出機能付き表示装置。
【請求項１】
検出領域内の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、
前記検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射して当該検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源部と、
前記検出領域で前記対象物体により反射した前記位置検出光を検出する光検出器と、
前記光検出器の受光結果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、
前記光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出する通信信号検出部と、
前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部および前記位置検出部による位置検出動作の停止あるいは位置検出条件の変更を指令する位置検出用指令部と、
を備えていることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項２】
前記赤外線通信信号は、赤外線通信を利用したリモートコントロール装置から出射された通信信号であ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】
前記通信信号検出部は、前記光検出器の受光結果から赤外線通信におけるリーダーコードに対応する強度レベルが一定期間継続して検出されたときには前記赤外線通信信号を受信している旨を検出し、前記光検出器の受光結果から赤外線通信におけるストップコードに対応する強度レベルが一定期間継続して検出されたときには前記赤外線通信信号の受信が終了した旨を検出す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】
前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部に前記位置検出光の出射を停止させ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】
前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出部に前記対象物体の位置検出を停止させ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６】
前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が連続して設定回数検出されたときには、当該赤外線通信信号の検出が停止するまで、前記位置検出用光源部に対して前記位置検出光を前記赤外線通信信号の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させて前記対象物体の位置検出を実施させることを特徴とする請求項４または５に記載の光学式位置検出装置。
【請求項７】
前記異なる帯域は、前記赤外線通信信号の周波数帯域より高周波帯域であり、
前記位置検出部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が連続して設定回数検出された後、当該赤外線通信信号の検出が停止するまで、高域通過フィルターによって前記赤外線通信信号が除去された信号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６に記載の光学式位置検出装置。
【請求項８】
前記位置検出用指令部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、前記位置検出用光源部に対して前記位置検出光を前記赤外線通信信号の周波数帯域と異なる帯域の周波数をもつ光パルスに変更させ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９】
前記異なる帯域は、前記赤外線通信信号の周波数帯域より高周波帯域であり、
前記位置検出部は、前記通信信号検出部により前記赤外線通信信号が検出されている期間中、高域通過フィルターによって前記赤外線通信信号が除去された信号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８に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１０】
前記通信信号検出部は、前記光検出器の受光結果に赤外線通信信号が含まれているか否かを検出するとともに、前記赤外線通信信号を制御コマンドに変換することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１１】
検出領域内の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、
前記検出領域に向けて赤外光からなる位置検出光を出射して当該検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源部と、
前記検出領域で前記対象物体により反射した前記位置検出光を検出する光検出器と、
前記光検出器の受光結果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、
前記光検出器の受光結果に含まれる赤外線通信信号を検出する通信信号検出部と、
を有し、
前記位置検出部は、前記光検出器の受光結果から前記赤外線通信信号を除去して位置検出用の信号を通過させる位置検出信号用フィルターを備え、
前記通信信号検出部は、前記光検出器の受光結果から前記位置検出用の信号を除去して前記赤外線通信信号を通過させる赤外線通信信号用フィルターを備えていることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項１２】
前記位置検出用光源部は、前記位置検出光の強度分布として、第１方向で強度が変化する第１座標検出用強度分布と、前記第１方向と交差する第２方向で強度が変化する第２座標検出用強度分布と、を形成することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き表示装置であって、
前記検出領域に重なる領域に画像を形成する画像生成装置を有していることを特徴とする位置検出機能付き表示装置。
【図１】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図１０】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１０６９０１（Ｐ２０１１−１０６９０１Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６０６７８（Ｐ２００９−２６０６７８）
【出願日】平成２１年１１月１６日（２００９．１１．１６）
【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２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１６日（２００９．１１．１６）
【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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