光学式位置検出装置および入力機能付き表示システム
【課題】広い範囲にわたって対象物体の三次元的な位置を光学的に検出することのできる光学式位置検出装置、および入力機能付き表示システムを提供すること。
【解決手段】光学式位置検出装置１０において、光源部１２が検出光Ｌ２をＸＹ面に沿って放射状に出射した際、第１受光部１３は、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射された検出光Ｌ２を受光し、第１受光部１３での受光強度に基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出する。第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置には第２受光部１４が設けられ、かかる第２受光部１４も、対象物体Ｏｂで反射された検出光Ｌ２を受光する。その際、第１受光部１３での受光強度と、第２受光部１４での受光強度との差や比等の比較結果は、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置によって変化するので、かかる比較結果に基づいて対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出する。
【解決手段】光学式位置検出装置１０において、光源部１２が検出光Ｌ２をＸＹ面に沿って放射状に出射した際、第１受光部１３は、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射された検出光Ｌ２を受光し、第１受光部１３での受光強度に基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出する。第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置には第２受光部１４が設けられ、かかる第２受光部１４も、対象物体Ｏｂで反射された検出光Ｌ２を受光する。その際、第１受光部１３での受光強度と、第２受光部１４での受光強度との差や比等の比較結果は、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置によって変化するので、かかる比較結果に基づいて対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた入力機能付き表示システム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、点光源からなる複数の光源部および受光部を互いに離間した位置に設け、複数の光源部の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射した際に、対象物体で反射した検出光が透光部材を透過して受光部で検出されるものが提案されている（特許文献１参照）。かかる光学式位置検出装置では、光源から対象物体を経て受光部に至る距離によって受光部での受光強度が変化することを利用して対象物体の位置を検出する。
【０００３】
また、点光源からなる複数の光源部の各々から出射された検出光を、導光板を介して出射することにより、導光板に対する一方面側に導光板の面内方向で強度が変化する光強度分布を形成し、かかる光強度分布が形成された空間に位置する対象物体で反射した検出光を受光部で検出する方式の光学式位置検出装置も提案されている（特許文献２、３参照）。かかる光学式位置検出装置では、対象物体の位置によって対象物体での反射光量が変化することを利用して導光板の面内方向での対象物体の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７６７１号公報
【特許文献３】特開２００９−２９５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２、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という問題点がある。すなわち、特許文献１に記載の光学式位置検出装置では、点光源から出射された検出光を利用するため、検出光の出射角度範囲自体が狭く、対象物体の位置を検出可能な範囲が狭い。また、特許文献２、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空間を拡張するには導光板を大型化する必要があり、かかる大型の導光板を用いると、検出光が導光板内部を伝播する際の減衰が大きい。このため、広い範囲にわたって所定の光強度分布を十分な強度レベルをもって形成することが困難であり、対象物体の位置を検出可能な範囲が狭い。
【０００６】
また、特許文献１に記載の光学式位置検出装置において対象物体の三次元的な位置を検出しようとすると、点光源からなる複数の光源部を三次元的に配置することになるが、この場合、光源部から出射される検出光の出射角度範囲自体が狭いため、対象物体の位置を検出可能な範囲が極端に狭くなってしまう。また、特許文献２、３に記載の光学式位置検出装置において対象物体の三次元的な位置を検出しようとすると、導光板に対する法線方向で変化する強度分布を形成する必要があり、かかる強度分布を大型の導光板で形成するのは困難である。それ故、対象物体の位置を検出可能な範囲が極端に狭い。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、広い範囲にわたって対象物体の三次元的な位置を光学的に検出す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入力機能付き表示システム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、本発明に係る光学式位置検出装置は、第１方向、該第１方向に直交する第２方向、および前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向のうち、前記第１方向および前記第２方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射する光源部と、該光源部から前記検出光が出射される検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、該第１受光部に対して前記第３方向において離間し、前記検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第２受光部と、少なくとも前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出し、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果に基づいて前記第３方向における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有していることを特徴とする。
【０００９】
なお、本発明において、「少なくとも前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出し」とは、前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出する構成の他、前記第１受光部での受光強度および前記第２受光部での受光強度の和に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出する構成を含む意味である。
【００１０】
本発明に係る光学式位置検出装置において、光源部は、第１方向および第２方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射し、第１受光部は、光源部からの検出光出射空間（検出対象空間）に位置する対象物体で反射した検出光を受光する。従って、位置検出部は、第１受光部での受光強度に基づいて第１方向および第２方向における対象物体の位置を検出することができる。その際、光源部から放射状に出射される検出光を利用するため、検出対象空間全体に十分な強度で検出光を出射することができる。それ故、本発明によれば、検出対象空間が広い。また、本発明に係る光学式位置検出装置では、第１受光部に対して第３方向で離間する位置に第２受光部が設けられ、かかる第２受光部も、光源部からの検出光出射空間に位置する対象物体で反射した検出光を受光する。その際、第１受光部での受光強度と、第２受光部での受光強度との差や比等の比較結果は、対象物体の第３方向の位置によって変化する。従って、位置検出部は、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との比較結果を利用すれば、広い検出対象空間全体にわたって、第３方向における対象物体の位置を検出することができる。
【００１１】
本発明において、前記位置検出部は、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果として、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差に基づいて、前記第３方向における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。第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との比較結果として、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との差を用いる構成であれば、回路構成等の簡素化を図ることができる。
【００１２】
本発明において、前記光源部では、第１期間中、前記検出光の出射強度が当該検出光の出射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少し、第２期間中、前記検出光の出射強度が当該検出光の出射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少し、前記位置検出部は、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部の受光強度との比較結果に基づいて、前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置として、前記光源部に対する前記対象物体の角度位置を検出する構成を採用することができる。かかる構成によれば、広い空間にわたって光強度分布を形成することができるので、検出対象空間が広い。
【００１３】
本発明において、前記位置検出部は、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部の受光強度との比較結果において、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１期間における前記光源部に対する第１駆動電流値と前記第２期間における前記光源部に対する第２駆動電流値との比較結果に基づいて、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。
【００１４】
本発明において、前記光源部として、第１光源部と、該第１光源部に対して前記第１方向で離間する位置に設けられた第２光源部と、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、第１光源部に対する対象物体の角度位置と、第２光源部に対する対象物体の角度位置との交点に相当する位置から、第１方向における位置および第２方向における位置として、対象物体の二次元座標データ（第１方向における座標データおよび第２方向における座標データ）を得ることができる。
【００１５】
本発明において、前記第１受光部および前記第２受光部は、前記第１方向において前記第１光源部と前記第２光源部との間に設けられ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、光源部（第１光源部および第２光源部）、第１受光部および第２受光部を全て共通のハウジング内に収容するのが容易である。
【００１６】
この場合、前記第１受光部と前記第２受光部は、前記第３方向において重なる位置に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との比較結果は、対象物体の第３方向における位置のみの影響を受け、対象物体の第１方向および第２方向における位置の影響を受けにくいという利点がある。
【００１７】
本発明において、前記第１受光部は、前記第１光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置、および前記第２光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置の各々に設けられ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光源部を第１受光部とともにユニット化とし、第２光源部についても第１受光部とともにユニット化するのに都合がよい。
【００１８】
この場合、前記第２受光部は、前記第１方向において前記第１光源部と前記第２光源部との間に設けられ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、光源部（第１光源部および第２光源部）、第１受光部および第２受光部を全て共通のハウジング内に収容するのが容易である。
【００１９】
また、前記第２受光部は、前記第１光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置および前記第２光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置の各々に設けられ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受光部と第２受光部は２対設けられることになるので、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との比較結果を２つ得ることができるので、第３方向における対象物体の位置検出精度高めることができる。また、第１受光部と第２受光部とは第３方向で重なることになるので、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との比較結果は、対象物体の第３方向における位置のみの影響を受け、対象物体の第１方向および第２方向における位置の影響を受けにくいという利点がある。
【００２０】
本発明に係る光学式位置検出装置は、入力機能付き表示システム等、各種のシステムに利用することができる。例えば、画像が表示される表示装置と、該表示装置に対して前記画像が表示される側の対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記表示装置により表示される画像が切り換えられる入力機能付き表示システムにおいて、本発明に係る光学式位置検出装置を用いることができる。また、画像が表示される表示装置と、該表示装置に対して前記画像が表示される側の対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記表示装置により表示される画像が切り換えられる入力機能付き表示システムにおいて、本発明に係る光学式位置検出装置を用いることができる。さらに、また、他のシステムとしては、電子ペーパーに対する入力システムや、入力機能付きウインドウシステムや、入力機能付きアミューズメントシステムに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の主要部を側方からみたときの説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置に用いた光源部の説明図である。
【図４】図３に示す光源部の主要部の構成を示す説明図である。
【図５】図４に示す光源部の詳細構成を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の電気的構成等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いて対象物体の角度位置を検出する原理を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置において対象物体のＸＹ座標データを取得する原理を示す説明図である。
【図９】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Ｚ座標データを検出する原理を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置に用いた光源部の説明図である。
【図１２】図１１に示す光源部の主要部の構成を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置に用いた光源部の説明図である。
【図１５】図１４に示す光源部の主要部の構成を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る光学式位置検出装置に用いた光源部の説明図である。
【図１７】図１６に示す光源部の詳細構成を模式的に示す説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態６に係る光学式位置検出装置に用いた光源部の説明図である。
【図１９】本発明を適用した位置検出システムの具体例１（入力機能付き表示システム）の説明図である。
【図２０】本発明を適用した位置検出システムの具体例２（入力機能付き表示システム／入力機能付き投射型表示システム）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、互いに交差する方向をＸ軸方向（第１方向）およびＹ軸方向（第２方向）とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に交差する方向をＺ軸方向（第３方向）とする。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側として表してある。
【００２３】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、光学式位置検出装置を検出光出射空間側の斜め方向からみたときの説明図、および光学式位置検出装置を正面からみたときの説明図である。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の主要部を側方からみたときの説明図である。
【００２４】
図１および図２において、本形態の位置検出システム１は、対象物体Ｏｂの位置を検出する光学式位置検出装置１０を有しており、かかる光学式位置検出装置１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向により規定される仮想のＸＹ平面（仮想面）に沿うように放射状に出射した検出光Ｌ２を利用して、対象物体Ｏｂの位置を検出する。本形態において、位置検出システム１は、ＸＹ平面に沿って広がる視認面４１をＺ軸方向の一方側Ｚ１に備えた視認面構成部材４０を有しており、光学式位置検出装置１０は、視認面４１に沿って検出光Ｌ２を出射し、視認面構成部材４０に対して視認面４１側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する。従って、位置検出システム１の検出対象空間１０Ｒは、光学式位置検出装置１０において検出光Ｌ２が出射される検出光出射空間である。かかる位置検出システム１は、光学式位置検出装置１０によって、後述する電子黒板等の入力機能付き表示システムや入力機能付き投射型表示システム等として用いることができる。
【００２５】
本形態の位置検出システム１において、光学式位置検出装置１０は、視認面４１（ＸＹ平面）に沿って検出光Ｌ２を放射状に出射する光源部１２（線状光源部）と、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する第１受光部１３とを備えている。
【００２６】
本形態においては、光源部１２として、視認面構成部材４０に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間する位置で検出対象空間１０Ｒに向く２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）が用いられており、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。後述するように、光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）は各々、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる光源を備えており、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）を放射状に出射する。
【００２７】
第１受光部１３は、Ｘ軸方向において２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）の間に配置されており、本形態において、第１受光部１３は、Ｘ軸方向において２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）の中間位置に配置されている。また、第１受光部１３は、Ｙ軸方向において第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂと同一位置にあり、Ｚ軸方向においても、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂと同一位置にある。
【００２８】
また、光学式位置検出装置１０は、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に第２受光部１４を有しており、本形態において、第２受光部１４は、第１受光部１３に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置されている。かかる第２受光部１４も、第１受光部１３と同様、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する。本形態において、第２受光部１４は、第２受光部１４に対してＺ軸方向で重なる位置に配置されている。従って、第１受光部１３および第２受光部１４は、Ｘ軸方向において２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）の中間位置に配置されている。
【００２９】
第１受光部１３および第２受光部１４は各々、受光素子として、フォトダイオードやフォトトランジスター等を備えており、本形態において、第１受光部１３および第２受光部１４は赤外域に感度ピークを備えたフォトダイオードを備えている。
【００３０】
このように構成した光学式位置検出装置１０において、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）、第１受光部１３および第２受光部１４は、検出対象空間１０Ｒに向く面が透光部になっている共通のハウジング１６に収容されており、ハウジング１６は、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。また、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）は異なる期間において動作する。従って、第１光源部１２Ａから検出光Ｌ２ａが出射された際、第１受光部１３および第２受光部１４は、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａ（反射光Ｌ３）を受光する。かかる動作とは異なる期間において、第２光源部１２Ｂから検出光Ｌ２ｂが出射された際、第１受光部１３Ｂおよび第２受光部１４は、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ｂ（反射光Ｌ３）を受光する。
【００３１】
（光源部１２の具体的構成）
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に用いた光源部１２の説明図である。図４は、図３に示す光源部１２の主要部の構成を示す説明図である。図５は、図４に示す光源部１２の詳細構成を模式的に示す説明図であり、第１点灯動作時（第１期間）に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図、および第２点灯動作時（第２期間）に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図である。
【００３２】
図３に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０において、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂは各々、Ｚ軸方向からみたときに扇形形状あるいは半円形状を有する光源支持部材１５０を有している。かかる光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１および第２光源支持部材１５２は各々、扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａ、１５６ｂを備えている。鍔部１５６ａ、１５６ｂにより挟まれた部分は、第１光源部１２Ａから検出光Ｌ２が出射される出射部になっており、鍔部１５６ａ、１５６ｂは、Ｚ軸方向における検出光Ｌ２の出射範囲を制限している。第１光源部１２Ａにおいて、光源支持部材１５０の中心角は概ね１８０°であり、第１光源部１２Ａは、概ね１８０°の角度範囲にわたって形成されている。第１光源部１２Ａは、検出光Ｌ２の出射部として、Ｚ軸方向に重ねて配置された第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とを備えている。
【００３３】
図４に示すように、第１光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。第２光源部１２Ｂも、第１光源部１２Ａと同様、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。
【００３４】
より具体的には、図５（ａ）に示すように、第１光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６は、光源１２０として、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる第１光源１２１を備えているとともに、円弧状のライトガイドＬＧを備えており、第１光源１２１は、ライトガイドＬＧの一方の端部ＬＧ１に配置されている。また、第１光源モジュール１２６は、ライトガイドＬＧの円弧状の外周面ＬＧ３に沿って、光学シートＰＳおよびルーバーフィルムＬＦ等を備えた円弧状の照射方向設定部ＬＥを備え、ライトガイドＬＧの円弧状の内周面ＬＧ４に沿って、円弧状の反射シートＲＳを備えている。図５（ｂ）に示すように、第２光源モジュール１２７も、第１光源モジュール１２６と同様、光源１２０として、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる第２光源１２２を備えているとともに、円弧状のライトガイドＬＧを備えており、第２光源１２２は、ライトガイドＬＧの他方の端部ＬＧ２に配置されている。また、第２光源モジュール１２７も、第１光源モジュール１２６と同様、ライトガイドＬＧの円弧状の外周面ＬＧ３に沿って、光学シートＰＳおよびルーバーフィルムＬＦ等を備えた円弧状の照射方向設定部ＬＥを備え、ライトガイドＬＧの円弧状の内周面ＬＧ４に沿って、円弧状の反射シートＲＳを備えている。なお、ライトガイドＬＧの外周面ＬＧ３および内周面ＬＧ４のうちの少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの検出光Ｌ２の出射効率を調整するための加工が施されており、かかる加工手法としては、例えば反射ドットを印刷する方式や、スタンパーやインジェクションにより凹凸を付す成型方式や、溝加工方式を採用することができる。第２光源部１２Ｂも、第１光源部１２Ａと同様な構成を有していため、説明を省略する。
【００３５】
（位置検出部等の構成）
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の電気的構成等を示す説明図である。本形態の光学式位置検出装置１０において、図１〜図５等を参照して説明した第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂ、第１受光部１３および第２受光部１４は、図５に示す制御用ＩＣ７０に電気的に接続されており、制御用ＩＣ７０は制御部６１を備えた制御装置６０に電気的接続されている。制御用ＩＣ７０は、基準クロック、Ａ相基準パルス、Ｂ相基準パルス、タイミング制御パルス、同期クロック等を生成する複数の回路、Ａ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ａ、およびＢ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ｂを有している。また、制御用ＩＣ７０は、パルス発生器７５ａおよびパルス発生器７５ｂが生成した駆動パルスを第１光源部１２Ａの第１光源１２１、第１光源部１２Ａの第２光源１２２、第２光源部１２Ｂの第１光源１２１、および第２光源部１２Ｂの第２光源１２２の何れに印加するかを制御するスイッチ部７６を有しており、パルス発生器７５ａ、７５ｂ、およびスイッチ部７６は光源駆動部５１を構成している。
【００３６】
また、制御用ＩＣ７０は、第１受光部１３での検出結果を増幅する増幅部等を備えた第１受光量測定部７３と、第１受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して第１光源部１２Ａの光源１２０（第１光源１２１および第２光源１２２）、および第２光源部１２Ｂの光源１２０（第１光源１２１および第２光源１２２）に供給する駆動パルスの駆動電流値（第１駆動電流値）を調整する調整量算出部７４とを備えている。かかる第１受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。
【００３７】
また、制御用ＩＣ７０は、第２受光部１４での検出結果を増幅する増幅部等を備えた第２受光量測定部７７と、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度とを比較する受光強度比較部７８とを備えている。かかる第２受光量測定部７７および受光強度比較部７８も、位置検出部５０の一部の機能を担っている。本形態において、受光強度比較部７８は、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果として、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との差を検出する。
【００３８】
制御装置６０は、第１受光量測定部７３、調整量算出部７４、第２受光量測定部７７および受光強度比較部７８とともに位置検出部５０を構成する座標データ取得部５５を有している。従って、位置検出部５０は、制御用ＩＣ７０の第１受光量測定部７３、調整量算出部７４、第２受光量測定部７７および受光強度比較部７８と、制御装置６０（パーソナルコンピューター）の座標データ取得部５５とによって構成されている。
【００３９】
ここで、座標データ取得部５５は、対象物体ＯｂのＸＹ座標を取得するＸＹ座標データ取得部５５６と、対象物体ＯｂのＺ座標を取得するＺ座標データ取得部５５２と、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標、およびＺ座標データ取得部５５２で取得されたＺ座標データに基づいて対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を取得するＸＹＺ座標データ取得部５５４とを備えている。また、ＸＹ座標データ取得部５５６は、第１光源部１２Ａに対する駆動結果に基づいて、第１光源部１２Ａの放射中心に対する対象物体Ｏｂの角度位置を検出する第１角度位置検出部５５７と、第２光源部１２Ｂに対する駆動結果に基づいて、第２光源部１２Ｂの放射中心に対する対象物体Ｏｂの角度位置を検出する第２角度位置検出部５５８とを有している。また、ＸＹ座標データ取得部５５６は、第１角度位置検出部５５７で得られた対象物体Ｏｂの角度位置と、第２角度位置検出部５５８で得られた対象物体Ｏｂの角度位置とに基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを確定するＸＹ座標データ確定部５５９を備えている。Ｚ座標データ取得部５５２は、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標データと、受光強度比較部７８で得られた第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果（第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との差）との関係により特定される対象物体ＯｂのＺ座標データが記憶された記憶部５５２ａを有している。かかるＺ座標データ取得部５５２は、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標データと、受光強度比較部７８で得られた第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果とが得られた際、記憶部５５２ａに記憶されている内容をルックアップテーブルとして利用して対象物体ＯｂのＺ座標データを取得する。
【００４０】
なお、本形態では、第１光源部１２Ａに対する駆動、および第２光源部１２Ｂに対する駆動等を１つの制御用ＩＣ７０で行ったが、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを各々別の制御用ＩＣで駆動してもよい。
【００４１】
（ＸＹ座標データ検出原理）
図５に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０において、図６を参照して説明した光源駆動部５１は、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）のいずれにおいても、検出光Ｌ２の出射強度が検出光Ｌ２の出射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少する第１点灯動作と、検出光Ｌ２の出射強度が検出光Ｌ２の出射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少する第２点灯動作とを行わせる。
【００４２】
より具体的には、光源駆動部５１は、第１光源部１２Ａに対して、第１点灯動作時（第１期間）には、第１光源モジュール１２６の第１光源１２１を点灯させ、検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２を出射させる。その際、第２光源１２２は消灯状態にある。その結果、検出対象空間１０Ｒには第１光強度分布ＬＩＤ１が形成される。かかる第１光強度分布ＬＩＤ１は、図５（ａ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向から他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００４３】
また、光源駆動部５１は、第１光源部１２Ａに対して、第２点灯動作時（第２期間）には、第２光源モジュール１２７の第２光源１２２を点灯させ、検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２を出射させる。その際、第１光源１２１は消灯状態にある。その結果、検出対象空間１０Ｒには第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される。かかる第２光強度分布ＬＩＤ２は、図５（ｂ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向から一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００４４】
なお、第２光源部１２Ｂにおいて、第１光源モジュール１２６の第１光源１２１が点灯した第１点灯動作時（第１期間）、および第２光源モジュール１２７の第２光源１２２が点灯した第２点灯動作時（第２期間）にも、第１光源部１２Ａと同様、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される。従って、後述するように、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２を利用すれば、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂの中心ＰＥの距離ＤＳ（図８参照）が固定であるので、対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出することができる。
【００４５】
（対象物体Ｏｂの角度位置の検出）
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において対象物体Ｏｂの角度位置を検出する原理を示す説明図であり、図７（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８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ＸＹ座標データを取得する原理を示す説明図である。
【００４６】
本形態では、第１光源部１２Ａの第１光源モジュール１２６において、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際、検出光Ｌ２の照射方向と、検出光Ｌ２の強度とは、図７（ａ）に線Ｅ１で示す直線関係にある。また、第１光源部１２Ａの第２光源モジュール１２７において、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際、検出光Ｌ２の照射方向と、検出光Ｌ２の強度とは、図７（ａ）に線Ｅ２で示す直線関係にある。ここで、図７（ｂ）および図８に示すように、第１光源部１２Ａの中心ＰＥ（第１光源モジュール１２６の中心／検出光Ｌ２の放射中心位置）からみて角度θの方向に対象物体Ｏｂが存在するとする。この場合、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成したとき、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２の強度はＩＮＴａとなる。これに対して、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成したとき、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２の強度はＩＮＴｂとなる。従って、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の第１受光部１３での受光強度と、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部１３Ｂでの受光強度とを比較して、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めれば、図７（ｂ）および図８に示すように、第１光源部１２Ａの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１／角度位置）を求めることができる。
【００４７】
かかる原理を利用して、対象物体Ｏｂの角度位置（角度θ１）を検出するにあたって、本形態では、第１光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６によって第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した第１動作時（第１期間）における第１受光部１３での受光強度と、第２光源モジュール１２７によって第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した第２動作時（第２期間）における第１受光部１３での受光強度とが等しくなるように、第１光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２光源１２２に対する第２駆動電流値を調整する。ここで、第１光源部１２Ａからの検出光Ｌ２の出射強度は、第１光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２光源１２２に対する第２駆動電流値に比例する。従って、第１光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２光源１２２に対する第２駆動電流値を調整した後の第１駆動電流値と第２駆動電流値との比や差や、あるいは駆動電流値を調整した際の調整量の比や差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求めることができる。
【００４８】
より具体的には、まず、図６に示す制御用ＩＣ７０の光源駆動部５１は、第１期間では第１点灯動作として第１光源１２１を点灯させて第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した後、第２期間では第２点灯動作として第２光源１２２を点灯させて第２光強度分布ＬＩＤ２を形成する。この際、第１光源１２１に対する第１駆動電流値と、第２光源１２２に対する第２駆動電流値とは等しいので、第１光強度分布ＬＩＤ１と第２光強度分布ＬＩＤ２とは強度変化の向きは逆向きであるが、強度レベルは同一である。
【００４９】
そして、図６に示す位置検出部５０の調整量算出部７４は、第１点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴｂとを比較する。その結果、受光強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂが一致している場合、対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θは、図７（ｂ）に示すθ＝０°の位置となる。これに対して、受光強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂが相違している場合、調整量算出部７４は、第１点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴｂとが等しくなるように、第１光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２光源１２２に対する第２駆動電流値を調整する。そして、再度、第１点灯動作と第２点灯動作とを行った際に、第１点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴｂとが等しければ、図６に示す第１角度位置検出部５５７は、かかる調整を行った後の第１光源１２１および第２光源１２２に対する駆動電流の比や差、あるいは駆動電流の調整量の比や差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求める。
【００５０】
かかる動作を第２光源部１２Ｂにおいても行えば、図６に示す第２角度位置検出部５５８は、第２光源部１２Ｂの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ２／角度位置）を求めることができる。従って、図６に示すＸＹ座標データ確定部５５９は、第１角度位置検出部５５７で検出した角度位置（角度θ１の方向）と、第２角度位置検出部５５８で検出した角度位置（角度θ２の方向）の交点に相当する位置を対象物体Ｏｂが位置するＸＹ座標データとして取得する。
【００５１】
（Ｚ座標データ検出原理）
図９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Ｚ座標データを検出する原理を示す説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、対象物体Ｏｂが視認面構成部材４０に接している状態での反射光Ｌ３の説明図、対象物体Ｏｂが視認面構成部材４０から離間している状態での反射光Ｌ３の説明図、およびＺ座標データと受光部での受光強度差との関係を示す説明図である。
【００５２】
本形態では、図９を参照して以下に説明するように、ＸＹ座標データの検出動作を利用して、対象物体ＯｂのＺ座標データを検出する。例えば、第１光源部１２Ａにおいて、第１光源１２１を第２光源１２２と等しい駆動電流値で駆動した際の第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果を利用して、対象物体ＯｂのＺ座標データを検出する。より具体的には、第１光源部１２Ａを駆動した際、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）のうち、実線で示す反射光Ｌ３ｅは第１受光部１３で検出され、点線で示す反射光Ｌ３ｆは第２受光部１４で検出される。その際、第１光源部１２Ａは、視認面４１に沿う方向に中心光軸を向けているとともに、第１光源１２１から出射される検出光Ｌ２は、Ｚ軸方向において発散する光である。このため、第１光源１２１から出射される検出光Ｌ２には視認面４１に対して斜め方向に進行する光成分が含まれている。従って、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）のうち、第１受光部１３に向かう反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｅ）の強度と、第２受光部１４に向かう反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｆ）の強度とが相違する。その結果、第１受光部１３で検出される反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｅ）の受光強度と、第２受光部１４で検出される反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｆ）の受光強度とは相違する。
【００５３】
ここで、第１受光部１３で検出される反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｅ）の受光強度と、第２受光部１４で検出される反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｆ）の受光強度との差や比は、図９（ａ）に示すように、対象物体Ｏｂが視認面構成部材４０に接している状態と、図９（ｂ）に示すように、対象物体Ｏｂが視認面構成部材４０から離間している状態とで相違する。すなわち、対象物体ＯｂのＸＹ座標データが同一であっても、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置が相違すれば、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度Ｄとの差や比が相違する。例えば、図９（ｃ）に示すように、第１受光部１３での受光強度Ｄ13と第２受光部１４での受光強度Ｄ14との差（ΔＤ）は、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置によって単調変化する。なお、図９（ｃ）に示す関係（対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置と差（ΔＤ）との関係）は、対象物体ＯｂのＸ軸方向における位置およびＹ軸方向における位置によって変動するが、いずれの場合でも、図９（ｃ）に示す関係と同様な関係を有している。
【００５４】
そこで、本形態では、図６を参照して説明したＺ座標データ取得部５５２において、記憶部５５２ａには、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標データ、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との差、および対象物体ＯｂのＺ座標データとの関係を示すデータが記憶されている。従って、Ｚ座標データ取得部５５２は、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標データと、受光強度比較部７８で得られた第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との差とが得られた際、記憶部５５２ａに記憶されている内容をルックアップテーブルとして利用して対象物体ＯｂのＺ座標データを取得することができる。それ故、ＸＹＺ座標データ取得部５５４は、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標、およびＺ座標データ取得部５５２で取得されたＺ座標データに基づいて対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を取得することができる。
【００５５】
なお、上記の説明では、第１光源部１２Ａを利用して対象物体ＯｂのＺ座標データを取得したが、第２光源部１２Ｂ、あるいは第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂの双方を利用して対象物体ＯｂのＺ座標データを取得してもよい。
【００５６】
（Ｚ座標データの利用例）
ここで、Ｚ座標データは、対象物体Ｏｂの傾き等の影響により、ＸＹ座標に比して検出精度が低い場合がある。この場合、ＸＹＺ座標データ取得部５５４は、Ｚ座標データに基づいて、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を２つの範囲として確定してもよい。
【００５７】
例えば、ＸＹＺ座標データ取得部５５４は、対象物体ＯｂのＺ座標データがある範囲である場合には、図９（ｂ）に示すように、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置として、視認面構成部材４０から離間している位置と判定し、対象物体ＯｂのＺ座標データが別の範囲である場合には、図９（ａ）に示すように、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置として、視認面構成部材４０に接している位置と判定してもよい。
【００５８】
このような利用例によれば、位置検出システム１を入力装置として利用する場合、対象物体Ｏｂが視認面構成部材４０から離間しているときには対象物体ＯｂのＸＹ座標データを入力予定位置として判定し、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置が視認面構成部材４０に接する位置となった時点で、対象物体ＯｂのＸＹ座標データ（入力位置）が確定したと判定することができる。
【００５９】
（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、光源部１２が検出光Ｌ２をＸＹ面に沿って放射状に出射した際、第１受光部１３は、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で反射された検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光し、位置検出部５０は、第１受光部１３での受光強度に基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出する。かかる構成によれば、光源部１２から放射状に出射される検出光Ｌ２を利用するため、検出対象空間１０Ｒ全体に十分な強度で検出光を出射することができる。それ故、本形態によれば、検出対象空間１０Ｒが広い。
【００６０】
また、本形態の光学式位置検出装置１０では、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に第２受光部１４が設けられ、かかる第２受光部１４も、光源部１２からの検出光出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射された検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する。その際、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との差（比較結果）は、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置によって変化する。従って、位置検出部５０は、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果に基づいて対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出することができ、かかる構成によれば、広い検出対象空間１０Ｒ全体にわたって、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出することができる。
【００６１】
また、本形態においては、光源部１２として、第１光源部１２Ａと、第１光源部１２Ａに対してＸ軸方向で離間する位置に設けられた第２光源部１２Ｂとを備えている。従って、第１光源部１２Ａに対する対象物体Ｏｂの角度位置（θ１）と、第２光源部１２Ｂに対する対象物体Ｏｂの角度位置（θ１）との交点に相当する位置から、Ｘ軸方向における位置およびＹ軸方向における位置として、対象物体のＸＹ座標データを得ることができる。
【００６２】
また、第１受光部１３および第２受光部１４は、Ｘ軸方向において第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に設けられているため、光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）、第１受光部１３および第２受光部１４を全て共通のハウジング１６内に収容するのが容易である。
【００６３】
また、第１受光部１３と第２受光部１４は、Ｚ軸方向において重なる位置に設けられているため、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果は、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置のみの影響を受け、対象物体ＯｂのＸ軸方向およびＹ軸方向における位置の影響を受けにくいという利点がある。
【００６４】
［実施の形態２］
図１０は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０の主要部を模式的に示す説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、光学式位置検出装置１０を検出光出射空間側の斜め方向からみたときの説明図、および光学式位置検出装置１０を正面からみたときの説明図である。図１１は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０に用いた光源部１２の説明図である。図１２は、図１１に示す光源部１２の主要部の構成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。
【００６５】
図１０に示す位置検出システム１においても、実施の形態１と同様、光学式位置検出装置１０は、視認面４１（ＸＹ平面）に沿って検出光Ｌ２を放射状に出射する光源部１２（線状光源部／第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）と、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する第１受光部１３とを備えている。また、光学式位置検出装置１０は、実施の形態１と同様、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に配置された第２受光部１４を有しており、かかる第２受光部１４も、第１受光部１３と同様、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する。本形態においても、実施の形態１と同様、第２受光部１４は、Ｘ軸方向において第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間のうち、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの中間位置に配置されている。
【００６６】
本形態においては、第１受光部１３として、視認面構成部材４０に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間する位置で検出対象空間１０Ｒに向く２つの受光部（第１受光部１３Ａ、１３Ｂ）を有している。また、２つの第１受光部１３（第１受光部１３Ａ、１３Ｂ）のうち、第１受光部１３Ａは、第１光源部１２Ａから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）の放射中心位置に配置されており、第１受光部１３Ａと第１光源部１２Ａとは第１受発光ユニット１５Ａとして一体化されている。また、第１受光部１３Ｂは、第２光源部１２Ｂから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）の放射中心位置に配置されており、第１受光部１３Ｂと第２光源部１２Ｂとは第２受発光ユニット１５Ｂとして一体化されている。このように構成された第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、第２受光部１４とともに共通のハウジング１６内に収容されている。
【００６７】
第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。また、第１受発光ユニット１５Ａと第２受発光ユニット１５Ｂとは異なるタイミングで動作する。より具体的には、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１光源部１２Ａから検出光Ｌ２ａが出射された際、第１受光部１３Ａは、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａ（反射光Ｌ３）を受光する。かかる動作とは異なる期間において、第２受発光ユニット１５Ｂにおいて、第２光源部１２Ｂから検出光Ｌ２ｂが出射された際、第１受光部１３Ｂは、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ｂ（反射光Ｌ３）を受光する。
【００６８】
図１１および図１２に示すように、第１受発光ユニット１５Ａは、Ｚ軸方向からみたときに扇形形状あるいは半円形状を有する光源支持部材１５０を有している。かかる光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１および第２光源支持部材１５２は各々、扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａ、１５６ｂを備えている。鍔部１５６ａ、１５６ｂにより挟まれた部分は、第１光源部１２Ａから検出光Ｌ２が出射される出射部になっており、鍔部１５６ａ、１５６ｂは、Ｚ軸方向における検出光Ｌ２の出射範囲を制限している。
【００６９】
また、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１光源部１２Ａは、検出光Ｌ２の出射部として、Ｚ軸方向に重ねて配置された第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とを備えている。第１光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とによってＺ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部１２８になっており、かかる導光部１２８の奥にフォトダイオードを備えた第１受光部１３Ａが配置されている。第２受発光ユニット１５Ｂも、第１受発光ユニット１５Ａと同様な構成を有していため、説明を省略する。
【００７０】
このように構成した光学式位置検出装置１０においても、実施の形態１と同様、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に第２受光部１４が設けられているため、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果に基づいて、広い検出対象空間１０Ｒ全体にわたって、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出することができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００７１】
また、本形態において、光源部１２は、検出光Ｌ２を放射状に出射する線状光源部であり、第１受光部１３は、検出光Ｌ２の放射中心位置（中心ＰＥ）に配置されている。このため、第１光源部１２Ａを第１受光部１３Ａとともにユニット化とし、第２光源部１２Ｂについても第１受光部１３Ｂとともにユニット化するのに都合がよい。また、第１受光部１３は、検出光Ｌ２の放射中心位置（中心ＰＥ）に配置されているため、第１光源部１２Ａから検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）が出射された際、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａを第１受光部１３Ａで効率よく検出することができ、第２光源部１２Ｂから検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）が出射された際、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ｂを第１受光部１３Ｂで効率よく検出することができる。
【００７２】
［実施の形態３］
図１３は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置１０の主要部を模式的に示す説明図であり、図１３（ａ）、（ｂ）は、光学式位置検出装置１０を検出光出射空間側の斜め方向からみたときの説明図、および光学式位置検出装置１０を正面からみたときの説明図である。
【００７３】
図１３に示す位置検出システム１においても、実施の形態１と同様、光学式位置検出装置１０は、視認面４１（ＸＹ平面）に沿って検出光Ｌ２を放射状に出射する光源部１２（線状光源部／第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）と、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する第１受光部１３とを備えている。また、光学式位置検出装置１０は、実施の形態１と同様、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に配置された第２受光部１４を有しており、かかる第２受光部１４も、第１受光部１３と同様、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する。また、本形態でも、実施の形態２と同様、第１受光部１３として、２つの第１受光部１３（第１受光部１３Ａ、１３Ｂ）が用いられている。第１受光部１３Ａは、第１光源部１２Ａから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）の放射中心位置に配置されており、第１受光部１３Ａと第１光源部１２Ａとは第１受発光ユニット１５Ａとして一体化されている。第１受光部１３Ｂは、第２光源部１２Ｂから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）の放射中心位置に配置されており、第１受光部１３Ｂと第２光源部１２Ｂとは第２受発光ユニット１５Ｂとして一体化されている。
【００７４】
本形態では、第２受光部１４についても、２つの第２受光部１４（第２受光部１４Ａ、１４Ｂ）が用いられている。第２受光部１４Ａは、第１光源部１２Ａから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）の放射中心位置に配置された第１受光部１３Ａに対してＺ軸方向で重なる位置に配置されており、第１受光部１３Ａ、第２受光部１４Ａおよび第１光源部１２Ａは第１受発光ユニット１５Ａとして一体化されている。第２受光部１４Ｂは、第２光源部１２Ｂから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）の放射中心位置に配置された第１受光部１３Ｂに対してＺ軸方向で重なる位置に配置されており、第１受光部１３Ｂ、第２受光部１４Ｂおよび第２光源部１２Ｂは第２受発光ユニット１５Ｂとして一体化されている。このように構成された第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、共通のハウジング１６内に収容されている。
【００７５】
このように構成した光学式位置検出装置１０においても、実施の形態１、２と同様、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に第２受光部１４が設けられているため、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果に基づいて、広い検出対象空間１０Ｒ全体にわたって、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出することができる。
【００７６】
また、第１受光部１３Ａ、１３Ｂに対してＺ軸方向で重なる位置の各々に第２受光部１４Ａ、１４Ｂが配置されている。このため、第１光源部１２Ａを点灯させた際の第１受光部１３Ａでの受光強度と第２受光部１４Ａでの受光強度との差、および第２光源部１２Ｂを点灯させた際の第１受光部１３Ｂでの受光強度と第２受光部１４Ｂでの受光強度との差の双方を用いて、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出することができる。また、第１受光部１３Ａと第２受光部１４Ａは、Ｚ軸方向において重なる位置に設けられ、第１受光部１３Ｂと第２受光部１４Ｂは、Ｚ軸方向において重なる位置に設けられている。このため、第１受光部１３Ａでの受光強度と第２受光部１４Ａでの受光強度との比較結果は、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置のみの影響を受け、対象物体ＯｂのＸ軸方向およびＹ軸方向における位置の影響を受けにくい。また、第１受光部１３Ｂでの受光強度と第２受光部１４Ｂでの受光強度との比較結果は、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置のみの影響を受け、対象物体ＯｂのＸ軸方向およびＹ軸方向における位置の影響を受けにくい。それ故、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を比較的高い精度で検出することができる。
【００７７】
また、本形態において、光源部１２は、検出光Ｌ２を放射状に出射する線状光源部であり、第１受光部１３は、検出光Ｌ２の放射中心位置（中心ＰＥ）に配置されている。また、第１受光部１３Ａ、１３Ｂに対してＺ軸方向で重なる位置の各々に第２受光部１４Ａ、１４Ｂが配置されている。このため、第１光源部１２Ａを第１受光部１３Ａおよび第２受光部１４Ａとともにユニット化とし、第２光源部１２Ｂについても第１受光部１３Ｂおよび第２受光部１４Ｂとともにユニット化するのに都合がよい。
【００７８】
［実施の形態４］
図１４は、本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置１０に用いた光源部１２の説明図である。図１５は、図１４に示す光源部の主要部の構成を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００７９】
実施の形態１〜３では、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）はいずれも、Ｚ軸方向に重ねて配置された第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とを備えている構成であったが、図１４および図１５に示すように、本形態では、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）はいずれも、１つの光源モジュールからなる。すなわち、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）のいずれにおいても、１つのライトガイドＬＧの一方の端部ＬＧ１および他方の端部ＬＧ２の各々に光源１２０（第１光源１２１および第２光源１２２）が配置されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００８０】
かかる構成でも、第１点灯動作時（第１期間）に第１光源１２１が点灯すると、図５（ａ）および図７（ａ）に示す第１光強度分布ＬＩＤ１を形成することができ、第２点灯動作時（第２期間）に第２光源１２２が点灯すると、図５（ｂ）および図７（ａ）に示す第２光強度分布ＬＩＤ２を形成することができる。
【００８１】
なお、図１４および図１５には、実施の形態２で説明したように、光源部１２と第１受光部１３とによって受発光ユニットが構成され、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第２受光部１４が配置されている例が示されている。かかる構成の場合、光源部１２の放射中心に第１受光部１３を設けると、第１受光部１３への検出光Ｌ２の入射が光源部１２によって妨げられることになる。従って、このような場合、光源部１２の放射中心位置に対してＺ軸方向に重なる位置に第１受光部１３を設ければよい。
【００８２】
また、図１４および図１５に示す構成の光源部１２は、実施の形態３のように、第１受光部１３に対してＺ軸方向で重なる位置（光源部１２の放射中心位置に対してＺ軸方向で重なる位置）に第２受光部１４が配置されている場合や、実施の形態１のように、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第１受光部１３および第２受光部１４が配置されている場合に採用してもよい。
【００８３】
［実施の形態５］
図１６は、本発明の実施の形態５に係る光学式位置検出装置１０に用いた光源部１２の説明図である。図１７は、図１６に示す光源部１２の詳細構成を模式的に示す説明図であり、第１点灯動作時（第１期間）に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図、および第２点灯動作時（第２期間）に検出光Ｌ２が出射される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図示し、それらの説明を省略する。
【００８４】
実施の形態１〜４では、光源部１２にライトガイドＬＧを用いたが、本形態では、ライトガイドを用いずに、実施の形態１と同様な原理で対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する。より具体的には、図１６に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０の光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）はいずれも、複数の光源１２０（第１光源１２１および第２光源１２２）が実装された帯状のフレキシブル基板１８０と、長さ方向（円周方向）で湾曲した形状をもって延在する凸曲面１５５を備えた扇形形状あるいは半円形状の光源支持部材１５０とを備えている。本形態において、凸曲面１５５は、その長さ方向（円周方向）で円弧形状に湾曲した形状を有している。
【００８５】
本形態においては、フレキシブル基板１８０として、帯状の第１フレキシブル基板１８１と、第１フレキシブル基板１８１に対して幅方向（Ｚ軸方向）で並列する帯状の第２フレキシブル基板１８２とが用いられている。第１フレキシブル基板１８１には、その長さ方向に、複数の光源１２０として、複数の第１光源１２１が実装されており、第２フレキシブル基板１８２には、その長さ方向に、複数の光源１２０として、複数の第２光源１２２が実装されている。光源１２０はいずれも、ＬＥＤが用いられている。
【００８６】
また、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）のいずれにおいても、光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とはＺ軸方向で互いに対称な構成を有している。第１光源支持部材１５１は、凸曲面１５５の上半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ａと、凸曲面１５５ａにおいて第２光源支持部材１５２が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ａから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａとを備えており、凸曲面１５５ａに第１フレキシブル基板１８１が重ねて配置されている。第２光源支持部材１５２は、凸曲面１５５の下半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ｂと、凸曲面１５５ｂにおいて第１光源支持部材１５１が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ｂから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ｂとを備えており、凸曲面１５５ｂに第２フレキシブル基板１８２が重ねて配置されている。ここで、第１フレキシブル基板１８１と第２フレキシブル基板１８２とによってＺ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部１２８になっており、かかる導光部１２８の奥にフォトダイオードを備えた第１受光部１３が配置されている。
【００８７】
このように構成した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、第１フレキシブル基板１８１に実装されている複数の第１光源１２１と、第２フレキシブル基板１８２に実装されている複数の第２光源１２２とを異なる期間において点灯させるとともに、複数の第１光源１２１の各々に供給する駆動電流を各々相違させ、複数の第２光源１２２の各々に供給する駆動電流を各々相違させる。そして、複数の第１光源１２１を全て点灯させ、複数の第２光源１２２を全て消灯させる第１点灯動作（第１期間）では、図１７（ａ）に出射強度の高低を矢印Ｐａで示すように、第１フレキシブル基板１８１の長さ方向の一方側の端部１８１ｆが位置する側から他方側の端部１８１ｅが位置する側に向かって第１光源１２１の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第１光強度分布ＬＩＤ１では、第１フレキシブル基板１８１の長さ方向の一方側の端部１８１ｆが位置する角度方向では光強度が高く、そこから、他方側の端部１８１ｅが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。
【００８８】
これに対して、複数の第２光源１２２を全て点灯させ、複数の第１光源１２１を全て消灯させる第２点灯動作（第２期間）では、図１７（ｂ）に出射強度の高低を矢印Ｐｂで示すように、第２フレキシブル基板１８２の長さ方向の一方側の端部１８２ｆが位置する側から他方側の端部１８２ｅが位置する側に向かって第２光源１２２の出射強度を増大させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第２光強度分布ＬＩＤ２では、第２フレキシブル基板１８２の長さ方向の他方側の端部１８２ｅが位置する角度方向では光強度が高く、そこから、一方側の端部１８２ｆが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。
【００８９】
それ故、第１点灯動作および第２点灯動作を第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂの各々において実行すれば、実施の形態１と同様な原理で対象物体Ｏｂの位置（ＸＹ座標）を検出することができる。その際、複数の第１光源１２１に供給する駆動電流の和（第１駆動電流値）、および複数の第２光源１２２に供給する駆動電流の和（第２駆動電流値）に基づいて対象物体Ｏｂの角度位置を検出すればよい。なお、複数の光源１２０の出射強度を変えるにあたっては、抵抗素子等により、駆動電流を光源１２０毎に変えればよい。かかる実施の形態によれば、光源部１２から離間した位置に対しても十分な強度をもって検出光を出射することができるという利点がある。
【００９０】
なお、図１６および図１７には、実施の形態２で説明したように、光源部１２と第１受光部１３とによって受発光ユニットが構成され、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第２受光部１４が配置されている例が示されている。但し、図１６および図１７に示す構成の光源部１２は、実施の形態３のように、第１受光部１３に対してＺ軸方向で重なる位置（光源部１２の放射中心位置に対してＺ軸方向で重なる位置）に第２受光部１４が配置されている場合や、実施の形態１のように、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第１受光部１３および第２受光部１４が配置されている場合に採用してもよい。
【００９１】
［実施の形態６］
図１８は、本発明の実施の形態６に係る光学式位置検出装置１０に用いた光源部１２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、５と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００９２】
実施の形態５では、第１点灯動作では第１光源１２１を点灯させ、第２点灯動作では第２光源１２２を点灯させたが、本形態では、図１８に示すように、１系統の光源１２０のみが用いられている。かかる構成でも、第１点灯動作時と第２点灯動作時において光源１２０に供給する駆動電流を変えれば、実施の形態１、２と同様な原理で対象物体Ｏｂの位置（ＸＹ座標データ）を検出することができる。すなわち、第１点灯動作（第１期間）では、図１７（ａ）に出射強度の高低を矢印Ｐａで示すように、フレキシブル基板１８０の長さ方向の一方側の端部が位置する側から他方側の端部が位置する側に向かって光源１２０の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第１光強度分布ＬＩＤ１では、フレキシブル基板１８０の長さ方向の一方側の端部が位置する角度方向では光強度が高く、そこから、他方側の端部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。また、第２点灯動作（第２期間）では、図１７（ｂ）に出射強度の高低を矢印Ｐｂで示すように、フレキシブル基板１８０の長さ方向の他方側の端部が位置する側から一方側の端部が位置する側に向かって光源１２０の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第２光強度分布ＬＩＤ２では、フレキシブル基板１８０の長さ方向の他方側の端部が位置する角度方向では光強度が高く、そこから、一方側の端部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。
【００９３】
それ故、第１点灯動作および第２点灯動作を第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂの各々において実行すれば、実施の形態１、５と同様な原理で対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出することができる。その際、第１点灯動作における光源１２０への駆動電流の和（第１駆動電流値）、および第２点灯動作における光源１２０への駆動電流の和（第１駆動電流値）に基づいて対象物体Ｏｂの角度位置を検出すればよい。
【００９４】
なお、図１８には、実施の形態２で説明したように、光源部１２と第１受光部１３とによって受発光ユニットが構成され、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第２受光部１４が配置されている例が示されている。かかる構成の場合、光源部１２の放射中心に第１受光部１３を設けると、第１受光部１３への検出光Ｌ２の入射が光源部１２によって妨げられることになる。従って、光源部１２の放射中心位置に対してＺ軸方向に重なる位置に第１受光部１３を設ければよい。
【００９５】
また、図１８に示す構成の光源部１２は、実施の形態３のように、第１受光部１３に対してＺ軸方向で重なる位置（光源部１２の放射中心位置に対してＺ軸方向で重なる位置）に第２受光部１４が配置されている場合や、実施の形態１のように、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第１受光部１３および第２受光部１４が配置されている場合に採用してもよい。
【００９６】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、２つの光源部１２を用いたが、１つの光源部１２を用いて対象物体ＯｂのＸＹ面内における位置を検出してもよい。
【００９７】
上記実施の形態では、第１受光部１３での受光強度に基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出したが、第１受光部１３での受光強度および第２受光部１４での受光強度の和に基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出してもよい。
【００９８】
上記実施の形態では、第１点灯動作時の第１受光部１３での受光強度と第２点灯動作時の第１受光部１３での受光強度とを直接、比較したが、検出対象空間１０Ｒを介さずに第１受光部１３に入射する参照光を出射する参照用光源を設けてもよい。かかる構成の場合、第１点灯動作時には、第１受光部１３での受光強度と第１受光部１３での参照光の受光強度とを比較し、第２点灯動作時にも、第１受光部１３での受光強度と第１受光部１３での参照光の受光強度とを比較する。従って、参照光の受光強度を基準に、第１点灯動作時の第１受光部１３での受光強度と第２点灯動作時の第１受光部１３での受光強度とを間接的に比較することができる。より具体的には、例えば、第１点灯動作時における第１受光部１３の検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）の受光強度と第１受光部１３の参照光の受光強度との差を、第１点灯動作時における第１受光部１３の受光強度として処理し、第２点灯動作時における第１受光部１３の検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）の受光強度と第１受光部１３の参照光の受光強度との差を、第２点灯動作時における第１受光部１３の受光強度として処理する。かかる構成によれば、外光等の影響を、参照光を受光した際の強度によって相殺することができるという利点がある。
【００９９】
［位置検出システムの構成例］
（位置検出システム１の具体例１）
図１９は、本発明を適用した位置検出システム１の具体例１（入力機能付き表示システム）の説明図である。なお、本形態の入力機能付き表示システムにおいて、位置検出システム１および光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図１８を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示しそれらの説明を省略する。
【０１００】
上記実施の形態に係る位置検出システム１において、図１９に示すように、視認面構成部材４０として表示装置１１０を用い、かかる表示装置１１０に、図１〜図１８を参照して説明した光学式位置検出装置１０を設ければ、電子黒板やデジタルサイネージ等といった入力機能付き表示システム１００として用いることができる。ここで、表示装置１１０は、直視型表示装置や、視認面構成部材４０をスクリーンとする背面型投射型表示装置である。
【０１０１】
かかる入力機能付き表示システム１００において、光学式位置検出装置１０は、表示面１１０ａ（視認面４１）に沿って検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を検出する。このため、表示装置１１０で表示された画像の一部に対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
【０１０２】
（位置検出システム１の具体例２）
図２０を参照して、視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、位置機能付き投射型表示システムを構成した例を説明する。図２０は、本発明を適用した位置検出システム１の具体例２（入力機能付き表示システム／入力機能付き投射型表示システム）の説明図である。なお、本形態の位置機能付き投射型表示システムにおいて、位置検出システム１および光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図１８を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示しそれらの説明を省略する。
【０１０３】
図２０に示す入力機能付き投射型表示システム２００（入力機能付き表示システム）では、液晶プロジェクターあるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置２５０（画像生成装置）からスクリーン８０（視認面構成部材４０）に画像が投射される。かかる入力機能付き投射型表示システム２００において、画像投射装置２５０は、筐体２４０に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン８０に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。ここで、画像投射装置２５０は、Ｙ軸方向に対してわずかに傾いた方向から画像表示光Ｐｉをスクリーン８０に向けて投射する。従って、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８０ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
【０１０４】
かかる入力機能付き投射型表示システム２００において、光学式位置検出装置１０は、画像投射装置２５０に付加されて一体に構成されている。このため、光学式位置検出装置１０は、投射レンズ系２１０とは異なる箇所から、スクリーン面８０ａに沿って検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した反射光Ｌ３を検出する。このため、スクリーン８０に投射された画像の一部に対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
【０１０５】
なお、光学式位置検出装置１０とスクリーン８０とを一体化させれば、入力機能付きスクリーン装置を構成することができる。
【０１０６】
（位置検出システム１の他の具体例）
本発明において、視認面構成部材４０は、展示品を覆う透光部材である構成を採用することができ、この場合、視認面４１は、透光部材において展示品が配置される側とは反対側で展示品が視認される面である。かかる構成によれば、入力機能付きウインドウシステム等として構成することができる。
【０１０７】
また、視認面構成部材４０は、移動する遊技用媒体を支持する基盤である構成を採用することができ、この場合、視認面４１は、基盤において基盤と遊技用媒体との相対位置が視認される側の面である。かかる構成によれば、パチンコ台やコインゲーム等のアミューズメント機器を入力機能付きアミューズメントシステム等として構成することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１・・位置検出システム、１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出対象空間、１２・・光源部、１２Ａ・・第１光源部、１２Ｂ・・・第２光源部、１３、１３Ａ、１３Ｂ・・第１受光部、１４、１４Ａ、１４Ｂ・・第２受光部、４０・・視認面構成部材、４１・・視認面、５０・・位置検出部、１００・・入力機能付き表示システム、１２０・・光源、１２１・・第１光源、１２２・・第２光源、２００・・・・入力機能付き投射型表示システム、２５０・・画像投射装置、Ｏｂ・・対象物体
【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、および当該光学式位置検出装置を備えた入力機能付き表示システム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、点光源からなる複数の光源部および受光部を互いに離間した位置に設け、複数の光源部の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射した際に、対象物体で反射した検出光が透光部材を透過して受光部で検出されるものが提案されている（特許文献１参照）。かかる光学式位置検出装置では、光源から対象物体を経て受光部に至る距離によって受光部での受光強度が変化することを利用して対象物体の位置を検出する。
【０００３】
また、点光源からなる複数の光源部の各々から出射された検出光を、導光板を介して出射することにより、導光板に対する一方面側に導光板の面内方向で強度が変化する光強度分布を形成し、かかる光強度分布が形成された空間に位置する対象物体で反射した検出光を受光部で検出する方式の光学式位置検出装置も提案されている（特許文献２、３参照）。かかる光学式位置検出装置では、対象物体の位置によって対象物体での反射光量が変化することを利用して導光板の面内方向での対象物体の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７６７１号公報
【特許文献３】特開２００９−２９５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２、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という問題点がある。すなわち、特許文献１に記載の光学式位置検出装置では、点光源から出射された検出光を利用するため、検出光の出射角度範囲自体が狭く、対象物体の位置を検出可能な範囲が狭い。また、特許文献２、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空間を拡張するには導光板を大型化する必要があり、かかる大型の導光板を用いると、検出光が導光板内部を伝播する際の減衰が大きい。このため、広い範囲にわたって所定の光強度分布を十分な強度レベルをもって形成することが困難であり、対象物体の位置を検出可能な範囲が狭い。
【０００６】
また、特許文献１に記載の光学式位置検出装置において対象物体の三次元的な位置を検出しようとすると、点光源からなる複数の光源部を三次元的に配置することになるが、この場合、光源部から出射される検出光の出射角度範囲自体が狭いため、対象物体の位置を検出可能な範囲が極端に狭くなってしまう。また、特許文献２、３に記載の光学式位置検出装置において対象物体の三次元的な位置を検出しようとすると、導光板に対する法線方向で変化する強度分布を形成する必要があり、かかる強度分布を大型の導光板で形成するのは困難である。それ故、対象物体の位置を検出可能な範囲が極端に狭い。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、広い範囲にわたって対象物体の三次元的な位置を光学的に検出す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入力機能付き表示システム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、本発明に係る光学式位置検出装置は、第１方向、該第１方向に直交する第２方向、および前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向のうち、前記第１方向および前記第２方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射する光源部と、該光源部から前記検出光が出射される検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、該第１受光部に対して前記第３方向において離間し、前記検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第２受光部と、少なくとも前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出し、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果に基づいて前記第３方向における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有していることを特徴とする。
【０００９】
なお、本発明において、「少なくとも前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出し」とは、前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出する構成の他、前記第１受光部での受光強度および前記第２受光部での受光強度の和に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出する構成を含む意味である。
【００１０】
本発明に係る光学式位置検出装置において、光源部は、第１方向および第２方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射し、第１受光部は、光源部からの検出光出射空間（検出対象空間）に位置する対象物体で反射した検出光を受光する。従って、位置検出部は、第１受光部での受光強度に基づいて第１方向および第２方向における対象物体の位置を検出することができる。その際、光源部から放射状に出射される検出光を利用するため、検出対象空間全体に十分な強度で検出光を出射することができる。それ故、本発明によれば、検出対象空間が広い。また、本発明に係る光学式位置検出装置では、第１受光部に対して第３方向で離間する位置に第２受光部が設けられ、かかる第２受光部も、光源部からの検出光出射空間に位置する対象物体で反射した検出光を受光する。その際、第１受光部での受光強度と、第２受光部での受光強度との差や比等の比較結果は、対象物体の第３方向の位置によって変化する。従って、位置検出部は、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との比較結果を利用すれば、広い検出対象空間全体にわたって、第３方向における対象物体の位置を検出することができる。
【００１１】
本発明において、前記位置検出部は、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果として、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差に基づいて、前記第３方向における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。第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との比較結果として、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との差を用いる構成であれば、回路構成等の簡素化を図ることができる。
【００１２】
本発明において、前記光源部では、第１期間中、前記検出光の出射強度が当該検出光の出射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少し、第２期間中、前記検出光の出射強度が当該検出光の出射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少し、前記位置検出部は、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部の受光強度との比較結果に基づいて、前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置として、前記光源部に対する前記対象物体の角度位置を検出する構成を採用することができる。かかる構成によれば、広い空間にわたって光強度分布を形成することができるので、検出対象空間が広い。
【００１３】
本発明において、前記位置検出部は、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部の受光強度との比較結果において、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１期間における前記光源部に対する第１駆動電流値と前記第２期間における前記光源部に対する第２駆動電流値との比較結果に基づいて、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。
【００１４】
本発明において、前記光源部として、第１光源部と、該第１光源部に対して前記第１方向で離間する位置に設けられた第２光源部と、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、第１光源部に対する対象物体の角度位置と、第２光源部に対する対象物体の角度位置との交点に相当する位置から、第１方向における位置および第２方向における位置として、対象物体の二次元座標データ（第１方向における座標データおよび第２方向における座標データ）を得ることができる。
【００１５】
本発明において、前記第１受光部および前記第２受光部は、前記第１方向において前記第１光源部と前記第２光源部との間に設けられ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、光源部（第１光源部および第２光源部）、第１受光部および第２受光部を全て共通のハウジング内に収容するのが容易である。
【００１６】
この場合、前記第１受光部と前記第２受光部は、前記第３方向において重なる位置に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との比較結果は、対象物体の第３方向における位置のみの影響を受け、対象物体の第１方向および第２方向における位置の影響を受けにくいという利点がある。
【００１７】
本発明において、前記第１受光部は、前記第１光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置、および前記第２光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置の各々に設けられ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光源部を第１受光部とともにユニット化とし、第２光源部についても第１受光部とともにユニット化するのに都合がよい。
【００１８】
この場合、前記第２受光部は、前記第１方向において前記第１光源部と前記第２光源部との間に設けられ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、光源部（第１光源部および第２光源部）、第１受光部および第２受光部を全て共通のハウジング内に収容するのが容易である。
【００１９】
また、前記第２受光部は、前記第１光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置および前記第２光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置の各々に設けられ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受光部と第２受光部は２対設けられることになるので、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との比較結果を２つ得ることができるので、第３方向における対象物体の位置検出精度高めることができる。また、第１受光部と第２受光部とは第３方向で重なることになるので、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との比較結果は、対象物体の第３方向における位置のみの影響を受け、対象物体の第１方向および第２方向における位置の影響を受けにくいという利点がある。
【００２０】
本発明に係る光学式位置検出装置は、入力機能付き表示システム等、各種のシステムに利用することができる。例えば、画像が表示される表示装置と、該表示装置に対して前記画像が表示される側の対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記表示装置により表示される画像が切り換えられる入力機能付き表示システムにおいて、本発明に係る光学式位置検出装置を用いることができる。また、画像が表示される表示装置と、該表示装置に対して前記画像が表示される側の対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記表示装置により表示される画像が切り換えられる入力機能付き表示システムにおいて、本発明に係る光学式位置検出装置を用いることができる。さらに、また、他のシステムとしては、電子ペーパーに対する入力システムや、入力機能付きウインドウシステムや、入力機能付きアミューズメントシステムに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の主要部を側方からみたときの説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置に用いた光源部の説明図である。
【図４】図３に示す光源部の主要部の構成を示す説明図である。
【図５】図４に示す光源部の詳細構成を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の電気的構成等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いて対象物体の角度位置を検出する原理を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置において対象物体のＸＹ座標データを取得する原理を示す説明図である。
【図９】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Ｚ座標データを検出する原理を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置に用いた光源部の説明図である。
【図１２】図１１に示す光源部の主要部の構成を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置に用いた光源部の説明図である。
【図１５】図１４に示す光源部の主要部の構成を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る光学式位置検出装置に用いた光源部の説明図である。
【図１７】図１６に示す光源部の詳細構成を模式的に示す説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態６に係る光学式位置検出装置に用いた光源部の説明図である。
【図１９】本発明を適用した位置検出システムの具体例１（入力機能付き表示システム）の説明図である。
【図２０】本発明を適用した位置検出システムの具体例２（入力機能付き表示システム／入力機能付き投射型表示システム）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、互いに交差する方向をＸ軸方向（第１方向）およびＹ軸方向（第２方向）とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に交差する方向をＺ軸方向（第３方向）とする。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側として表してある。
【００２３】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、光学式位置検出装置を検出光出射空間側の斜め方向からみたときの説明図、および光学式位置検出装置を正面からみたときの説明図である。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の主要部を側方からみたときの説明図である。
【００２４】
図１および図２において、本形態の位置検出システム１は、対象物体Ｏｂの位置を検出する光学式位置検出装置１０を有しており、かかる光学式位置検出装置１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向により規定される仮想のＸＹ平面（仮想面）に沿うように放射状に出射した検出光Ｌ２を利用して、対象物体Ｏｂの位置を検出する。本形態において、位置検出システム１は、ＸＹ平面に沿って広がる視認面４１をＺ軸方向の一方側Ｚ１に備えた視認面構成部材４０を有しており、光学式位置検出装置１０は、視認面４１に沿って検出光Ｌ２を出射し、視認面構成部材４０に対して視認面４１側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する。従って、位置検出システム１の検出対象空間１０Ｒは、光学式位置検出装置１０において検出光Ｌ２が出射される検出光出射空間である。かかる位置検出システム１は、光学式位置検出装置１０によって、後述する電子黒板等の入力機能付き表示システムや入力機能付き投射型表示システム等として用いることができる。
【００２５】
本形態の位置検出システム１において、光学式位置検出装置１０は、視認面４１（ＸＹ平面）に沿って検出光Ｌ２を放射状に出射する光源部１２（線状光源部）と、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する第１受光部１３とを備えている。
【００２６】
本形態においては、光源部１２として、視認面構成部材４０に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間する位置で検出対象空間１０Ｒに向く２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）が用いられており、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。後述するように、光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）は各々、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる光源を備えており、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）を放射状に出射する。
【００２７】
第１受光部１３は、Ｘ軸方向において２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）の間に配置されており、本形態において、第１受光部１３は、Ｘ軸方向において２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）の中間位置に配置されている。また、第１受光部１３は、Ｙ軸方向において第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂと同一位置にあり、Ｚ軸方向においても、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂと同一位置にある。
【００２８】
また、光学式位置検出装置１０は、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に第２受光部１４を有しており、本形態において、第２受光部１４は、第１受光部１３に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置されている。かかる第２受光部１４も、第１受光部１３と同様、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する。本形態において、第２受光部１４は、第２受光部１４に対してＺ軸方向で重なる位置に配置されている。従って、第１受光部１３および第２受光部１４は、Ｘ軸方向において２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）の中間位置に配置されている。
【００２９】
第１受光部１３および第２受光部１４は各々、受光素子として、フォトダイオードやフォトトランジスター等を備えており、本形態において、第１受光部１３および第２受光部１４は赤外域に感度ピークを備えたフォトダイオードを備えている。
【００３０】
このように構成した光学式位置検出装置１０において、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）、第１受光部１３および第２受光部１４は、検出対象空間１０Ｒに向く面が透光部になっている共通のハウジング１６に収容されており、ハウジング１６は、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。また、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）は異なる期間において動作する。従って、第１光源部１２Ａから検出光Ｌ２ａが出射された際、第１受光部１３および第２受光部１４は、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａ（反射光Ｌ３）を受光する。かかる動作とは異なる期間において、第２光源部１２Ｂから検出光Ｌ２ｂが出射された際、第１受光部１３Ｂおよび第２受光部１４は、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ｂ（反射光Ｌ３）を受光する。
【００３１】
（光源部１２の具体的構成）
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に用いた光源部１２の説明図である。図４は、図３に示す光源部１２の主要部の構成を示す説明図である。図５は、図４に示す光源部１２の詳細構成を模式的に示す説明図であり、第１点灯動作時（第１期間）に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図、および第２点灯動作時（第２期間）に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図である。
【００３２】
図３に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０において、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂは各々、Ｚ軸方向からみたときに扇形形状あるいは半円形状を有する光源支持部材１５０を有している。かかる光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１および第２光源支持部材１５２は各々、扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａ、１５６ｂを備えている。鍔部１５６ａ、１５６ｂにより挟まれた部分は、第１光源部１２Ａから検出光Ｌ２が出射される出射部になっており、鍔部１５６ａ、１５６ｂは、Ｚ軸方向における検出光Ｌ２の出射範囲を制限している。第１光源部１２Ａにおいて、光源支持部材１５０の中心角は概ね１８０°であり、第１光源部１２Ａは、概ね１８０°の角度範囲にわたって形成されている。第１光源部１２Ａは、検出光Ｌ２の出射部として、Ｚ軸方向に重ねて配置された第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とを備えている。
【００３３】
図４に示すように、第１光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。第２光源部１２Ｂも、第１光源部１２Ａと同様、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。
【００３４】
より具体的には、図５（ａ）に示すように、第１光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６は、光源１２０として、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる第１光源１２１を備えているとともに、円弧状のライトガイドＬＧを備えており、第１光源１２１は、ライトガイドＬＧの一方の端部ＬＧ１に配置されている。また、第１光源モジュール１２６は、ライトガイドＬＧの円弧状の外周面ＬＧ３に沿って、光学シートＰＳおよびルーバーフィルムＬＦ等を備えた円弧状の照射方向設定部ＬＥを備え、ライトガイドＬＧの円弧状の内周面ＬＧ４に沿って、円弧状の反射シートＲＳを備えている。図５（ｂ）に示すように、第２光源モジュール１２７も、第１光源モジュール１２６と同様、光源１２０として、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる第２光源１２２を備えているとともに、円弧状のライトガイドＬＧを備えており、第２光源１２２は、ライトガイドＬＧの他方の端部ＬＧ２に配置されている。また、第２光源モジュール１２７も、第１光源モジュール１２６と同様、ライトガイドＬＧの円弧状の外周面ＬＧ３に沿って、光学シートＰＳおよびルーバーフィルムＬＦ等を備えた円弧状の照射方向設定部ＬＥを備え、ライトガイドＬＧの円弧状の内周面ＬＧ４に沿って、円弧状の反射シートＲＳを備えている。なお、ライトガイドＬＧの外周面ＬＧ３および内周面ＬＧ４のうちの少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの検出光Ｌ２の出射効率を調整するための加工が施されており、かかる加工手法としては、例えば反射ドットを印刷する方式や、スタンパーやインジェクションにより凹凸を付す成型方式や、溝加工方式を採用することができる。第２光源部１２Ｂも、第１光源部１２Ａと同様な構成を有していため、説明を省略する。
【００３５】
（位置検出部等の構成）
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の電気的構成等を示す説明図である。本形態の光学式位置検出装置１０において、図１〜図５等を参照して説明した第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂ、第１受光部１３および第２受光部１４は、図５に示す制御用ＩＣ７０に電気的に接続されており、制御用ＩＣ７０は制御部６１を備えた制御装置６０に電気的接続されている。制御用ＩＣ７０は、基準クロック、Ａ相基準パルス、Ｂ相基準パルス、タイミング制御パルス、同期クロック等を生成する複数の回路、Ａ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ａ、およびＢ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ｂを有している。また、制御用ＩＣ７０は、パルス発生器７５ａおよびパルス発生器７５ｂが生成した駆動パルスを第１光源部１２Ａの第１光源１２１、第１光源部１２Ａの第２光源１２２、第２光源部１２Ｂの第１光源１２１、および第２光源部１２Ｂの第２光源１２２の何れに印加するかを制御するスイッチ部７６を有しており、パルス発生器７５ａ、７５ｂ、およびスイッチ部７６は光源駆動部５１を構成している。
【００３６】
また、制御用ＩＣ７０は、第１受光部１３での検出結果を増幅する増幅部等を備えた第１受光量測定部７３と、第１受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して第１光源部１２Ａの光源１２０（第１光源１２１および第２光源１２２）、および第２光源部１２Ｂの光源１２０（第１光源１２１および第２光源１２２）に供給する駆動パルスの駆動電流値（第１駆動電流値）を調整する調整量算出部７４とを備えている。かかる第１受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。
【００３７】
また、制御用ＩＣ７０は、第２受光部１４での検出結果を増幅する増幅部等を備えた第２受光量測定部７７と、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度とを比較する受光強度比較部７８とを備えている。かかる第２受光量測定部７７および受光強度比較部７８も、位置検出部５０の一部の機能を担っている。本形態において、受光強度比較部７８は、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果として、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との差を検出する。
【００３８】
制御装置６０は、第１受光量測定部７３、調整量算出部７４、第２受光量測定部７７および受光強度比較部７８とともに位置検出部５０を構成する座標データ取得部５５を有している。従って、位置検出部５０は、制御用ＩＣ７０の第１受光量測定部７３、調整量算出部７４、第２受光量測定部７７および受光強度比較部７８と、制御装置６０（パーソナルコンピューター）の座標データ取得部５５とによって構成されている。
【００３９】
ここで、座標データ取得部５５は、対象物体ＯｂのＸＹ座標を取得するＸＹ座標データ取得部５５６と、対象物体ＯｂのＺ座標を取得するＺ座標データ取得部５５２と、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標、およびＺ座標データ取得部５５２で取得されたＺ座標データに基づいて対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を取得するＸＹＺ座標データ取得部５５４とを備えている。また、ＸＹ座標データ取得部５５６は、第１光源部１２Ａに対する駆動結果に基づいて、第１光源部１２Ａの放射中心に対する対象物体Ｏｂの角度位置を検出する第１角度位置検出部５５７と、第２光源部１２Ｂに対する駆動結果に基づいて、第２光源部１２Ｂの放射中心に対する対象物体Ｏｂの角度位置を検出する第２角度位置検出部５５８とを有している。また、ＸＹ座標データ取得部５５６は、第１角度位置検出部５５７で得られた対象物体Ｏｂの角度位置と、第２角度位置検出部５５８で得られた対象物体Ｏｂの角度位置とに基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを確定するＸＹ座標データ確定部５５９を備えている。Ｚ座標データ取得部５５２は、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標データと、受光強度比較部７８で得られた第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果（第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との差）との関係により特定される対象物体ＯｂのＺ座標データが記憶された記憶部５５２ａを有している。かかるＺ座標データ取得部５５２は、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標データと、受光強度比較部７８で得られた第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果とが得られた際、記憶部５５２ａに記憶されている内容をルックアップテーブルとして利用して対象物体ＯｂのＺ座標データを取得する。
【００４０】
なお、本形態では、第１光源部１２Ａに対する駆動、および第２光源部１２Ｂに対する駆動等を１つの制御用ＩＣ７０で行ったが、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを各々別の制御用ＩＣで駆動してもよい。
【００４１】
（ＸＹ座標データ検出原理）
図５に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０において、図６を参照して説明した光源駆動部５１は、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）のいずれにおいても、検出光Ｌ２の出射強度が検出光Ｌ２の出射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少する第１点灯動作と、検出光Ｌ２の出射強度が検出光Ｌ２の出射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少する第２点灯動作とを行わせる。
【００４２】
より具体的には、光源駆動部５１は、第１光源部１２Ａに対して、第１点灯動作時（第１期間）には、第１光源モジュール１２６の第１光源１２１を点灯させ、検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２を出射させる。その際、第２光源１２２は消灯状態にある。その結果、検出対象空間１０Ｒには第１光強度分布ＬＩＤ１が形成される。かかる第１光強度分布ＬＩＤ１は、図５（ａ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向から他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００４３】
また、光源駆動部５１は、第１光源部１２Ａに対して、第２点灯動作時（第２期間）には、第２光源モジュール１２７の第２光源１２２を点灯させ、検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２を出射させる。その際、第１光源１２１は消灯状態にある。その結果、検出対象空間１０Ｒには第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される。かかる第２光強度分布ＬＩＤ２は、図５（ｂ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向から一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００４４】
なお、第２光源部１２Ｂにおいて、第１光源モジュール１２６の第１光源１２１が点灯した第１点灯動作時（第１期間）、および第２光源モジュール１２７の第２光源１２２が点灯した第２点灯動作時（第２期間）にも、第１光源部１２Ａと同様、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される。従って、後述するように、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２を利用すれば、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂの中心ＰＥの距離ＤＳ（図８参照）が固定であるので、対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出することができる。
【００４５】
（対象物体Ｏｂの角度位置の検出）
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において対象物体Ｏｂの角度位置を検出する原理を示す説明図であり、図７（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８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ＸＹ座標データを取得する原理を示す説明図である。
【００４６】
本形態では、第１光源部１２Ａの第１光源モジュール１２６において、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際、検出光Ｌ２の照射方向と、検出光Ｌ２の強度とは、図７（ａ）に線Ｅ１で示す直線関係にある。また、第１光源部１２Ａの第２光源モジュール１２７において、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際、検出光Ｌ２の照射方向と、検出光Ｌ２の強度とは、図７（ａ）に線Ｅ２で示す直線関係にある。ここで、図７（ｂ）および図８に示すように、第１光源部１２Ａの中心ＰＥ（第１光源モジュール１２６の中心／検出光Ｌ２の放射中心位置）からみて角度θの方向に対象物体Ｏｂが存在するとする。この場合、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成したとき、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２の強度はＩＮＴａとなる。これに対して、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成したとき、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２の強度はＩＮＴｂとなる。従って、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の第１受光部１３での受光強度と、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部１３Ｂでの受光強度とを比較して、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めれば、図７（ｂ）および図８に示すように、第１光源部１２Ａの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１／角度位置）を求めることができる。
【００４７】
かかる原理を利用して、対象物体Ｏｂの角度位置（角度θ１）を検出するにあたって、本形態では、第１光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６によって第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した第１動作時（第１期間）における第１受光部１３での受光強度と、第２光源モジュール１２７によって第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した第２動作時（第２期間）における第１受光部１３での受光強度とが等しくなるように、第１光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２光源１２２に対する第２駆動電流値を調整する。ここで、第１光源部１２Ａからの検出光Ｌ２の出射強度は、第１光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２光源１２２に対する第２駆動電流値に比例する。従って、第１光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２光源１２２に対する第２駆動電流値を調整した後の第１駆動電流値と第２駆動電流値との比や差や、あるいは駆動電流値を調整した際の調整量の比や差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求めることができる。
【００４８】
より具体的には、まず、図６に示す制御用ＩＣ７０の光源駆動部５１は、第１期間では第１点灯動作として第１光源１２１を点灯させて第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した後、第２期間では第２点灯動作として第２光源１２２を点灯させて第２光強度分布ＬＩＤ２を形成する。この際、第１光源１２１に対する第１駆動電流値と、第２光源１２２に対する第２駆動電流値とは等しいので、第１光強度分布ＬＩＤ１と第２光強度分布ＬＩＤ２とは強度変化の向きは逆向きであるが、強度レベルは同一である。
【００４９】
そして、図６に示す位置検出部５０の調整量算出部７４は、第１点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴｂとを比較する。その結果、受光強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂが一致している場合、対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θは、図７（ｂ）に示すθ＝０°の位置となる。これに対して、受光強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂが相違している場合、調整量算出部７４は、第１点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴｂとが等しくなるように、第１光源１２１に対する第１駆動電流値、および第２光源１２２に対する第２駆動電流値を調整する。そして、再度、第１点灯動作と第２点灯動作とを行った際に、第１点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３の受光強度ＩＮＴｂとが等しければ、図６に示す第１角度位置検出部５５７は、かかる調整を行った後の第１光源１２１および第２光源１２２に対する駆動電流の比や差、あるいは駆動電流の調整量の比や差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求める。
【００５０】
かかる動作を第２光源部１２Ｂにおいても行えば、図６に示す第２角度位置検出部５５８は、第２光源部１２Ｂの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ２／角度位置）を求めることができる。従って、図６に示すＸＹ座標データ確定部５５９は、第１角度位置検出部５５７で検出した角度位置（角度θ１の方向）と、第２角度位置検出部５５８で検出した角度位置（角度θ２の方向）の交点に相当する位置を対象物体Ｏｂが位置するＸＹ座標データとして取得する。
【００５１】
（Ｚ座標データ検出原理）
図９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Ｚ座標データを検出する原理を示す説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、対象物体Ｏｂが視認面構成部材４０に接している状態での反射光Ｌ３の説明図、対象物体Ｏｂが視認面構成部材４０から離間している状態での反射光Ｌ３の説明図、およびＺ座標データと受光部での受光強度差との関係を示す説明図である。
【００５２】
本形態では、図９を参照して以下に説明するように、ＸＹ座標データの検出動作を利用して、対象物体ＯｂのＺ座標データを検出する。例えば、第１光源部１２Ａにおいて、第１光源１２１を第２光源１２２と等しい駆動電流値で駆動した際の第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果を利用して、対象物体ＯｂのＺ座標データを検出する。より具体的には、第１光源部１２Ａを駆動した際、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）のうち、実線で示す反射光Ｌ３ｅは第１受光部１３で検出され、点線で示す反射光Ｌ３ｆは第２受光部１４で検出される。その際、第１光源部１２Ａは、視認面４１に沿う方向に中心光軸を向けているとともに、第１光源１２１から出射される検出光Ｌ２は、Ｚ軸方向において発散する光である。このため、第１光源１２１から出射される検出光Ｌ２には視認面４１に対して斜め方向に進行する光成分が含まれている。従って、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）のうち、第１受光部１３に向かう反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｅ）の強度と、第２受光部１４に向かう反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｆ）の強度とが相違する。その結果、第１受光部１３で検出される反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｅ）の受光強度と、第２受光部１４で検出される反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｆ）の受光強度とは相違する。
【００５３】
ここで、第１受光部１３で検出される反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｅ）の受光強度と、第２受光部１４で検出される反射光Ｌ３（反射光Ｌ３ｆ）の受光強度との差や比は、図９（ａ）に示すように、対象物体Ｏｂが視認面構成部材４０に接している状態と、図９（ｂ）に示すように、対象物体Ｏｂが視認面構成部材４０から離間している状態とで相違する。すなわち、対象物体ＯｂのＸＹ座標データが同一であっても、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置が相違すれば、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度Ｄとの差や比が相違する。例えば、図９（ｃ）に示すように、第１受光部１３での受光強度Ｄ13と第２受光部１４での受光強度Ｄ14との差（ΔＤ）は、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置によって単調変化する。なお、図９（ｃ）に示す関係（対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置と差（ΔＤ）との関係）は、対象物体ＯｂのＸ軸方向における位置およびＹ軸方向における位置によって変動するが、いずれの場合でも、図９（ｃ）に示す関係と同様な関係を有している。
【００５４】
そこで、本形態では、図６を参照して説明したＺ座標データ取得部５５２において、記憶部５５２ａには、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標データ、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との差、および対象物体ＯｂのＺ座標データとの関係を示すデータが記憶されている。従って、Ｚ座標データ取得部５５２は、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標データと、受光強度比較部７８で得られた第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との差とが得られた際、記憶部５５２ａに記憶されている内容をルックアップテーブルとして利用して対象物体ＯｂのＺ座標データを取得することができる。それ故、ＸＹＺ座標データ取得部５５４は、ＸＹ座標データ取得部５５６で取得されたＸＹ座標、およびＺ座標データ取得部５５２で取得されたＺ座標データに基づいて対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を取得することができる。
【００５５】
なお、上記の説明では、第１光源部１２Ａを利用して対象物体ＯｂのＺ座標データを取得したが、第２光源部１２Ｂ、あるいは第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂの双方を利用して対象物体ＯｂのＺ座標データを取得してもよい。
【００５６】
（Ｚ座標データの利用例）
ここで、Ｚ座標データは、対象物体Ｏｂの傾き等の影響により、ＸＹ座標に比して検出精度が低い場合がある。この場合、ＸＹＺ座標データ取得部５５４は、Ｚ座標データに基づいて、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を２つの範囲として確定してもよい。
【００５７】
例えば、ＸＹＺ座標データ取得部５５４は、対象物体ＯｂのＺ座標データがある範囲である場合には、図９（ｂ）に示すように、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置として、視認面構成部材４０から離間している位置と判定し、対象物体ＯｂのＺ座標データが別の範囲である場合には、図９（ａ）に示すように、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置として、視認面構成部材４０に接している位置と判定してもよい。
【００５８】
このような利用例によれば、位置検出システム１を入力装置として利用する場合、対象物体Ｏｂが視認面構成部材４０から離間しているときには対象物体ＯｂのＸＹ座標データを入力予定位置として判定し、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置が視認面構成部材４０に接する位置となった時点で、対象物体ＯｂのＸＹ座標データ（入力位置）が確定したと判定することができる。
【００５９】
（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、光源部１２が検出光Ｌ２をＸＹ面に沿って放射状に出射した際、第１受光部１３は、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で反射された検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光し、位置検出部５０は、第１受光部１３での受光強度に基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出する。かかる構成によれば、光源部１２から放射状に出射される検出光Ｌ２を利用するため、検出対象空間１０Ｒ全体に十分な強度で検出光を出射することができる。それ故、本形態によれば、検出対象空間１０Ｒが広い。
【００６０】
また、本形態の光学式位置検出装置１０では、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に第２受光部１４が設けられ、かかる第２受光部１４も、光源部１２からの検出光出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射された検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する。その際、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との差（比較結果）は、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置によって変化する。従って、位置検出部５０は、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果に基づいて対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出することができ、かかる構成によれば、広い検出対象空間１０Ｒ全体にわたって、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出することができる。
【００６１】
また、本形態においては、光源部１２として、第１光源部１２Ａと、第１光源部１２Ａに対してＸ軸方向で離間する位置に設けられた第２光源部１２Ｂとを備えている。従って、第１光源部１２Ａに対する対象物体Ｏｂの角度位置（θ１）と、第２光源部１２Ｂに対する対象物体Ｏｂの角度位置（θ１）との交点に相当する位置から、Ｘ軸方向における位置およびＹ軸方向における位置として、対象物体のＸＹ座標データを得ることができる。
【００６２】
また、第１受光部１３および第２受光部１４は、Ｘ軸方向において第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に設けられているため、光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）、第１受光部１３および第２受光部１４を全て共通のハウジング１６内に収容するのが容易である。
【００６３】
また、第１受光部１３と第２受光部１４は、Ｚ軸方向において重なる位置に設けられているため、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果は、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置のみの影響を受け、対象物体ＯｂのＸ軸方向およびＹ軸方向における位置の影響を受けにくいという利点がある。
【００６４】
［実施の形態２］
図１０は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０の主要部を模式的に示す説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、光学式位置検出装置１０を検出光出射空間側の斜め方向からみたときの説明図、および光学式位置検出装置１０を正面からみたときの説明図である。図１１は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０に用いた光源部１２の説明図である。図１２は、図１１に示す光源部１２の主要部の構成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。
【００６５】
図１０に示す位置検出システム１においても、実施の形態１と同様、光学式位置検出装置１０は、視認面４１（ＸＹ平面）に沿って検出光Ｌ２を放射状に出射する光源部１２（線状光源部／第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）と、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する第１受光部１３とを備えている。また、光学式位置検出装置１０は、実施の形態１と同様、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に配置された第２受光部１４を有しており、かかる第２受光部１４も、第１受光部１３と同様、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する。本形態においても、実施の形態１と同様、第２受光部１４は、Ｘ軸方向において第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間のうち、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの中間位置に配置されている。
【００６６】
本形態においては、第１受光部１３として、視認面構成部材４０に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間する位置で検出対象空間１０Ｒに向く２つの受光部（第１受光部１３Ａ、１３Ｂ）を有している。また、２つの第１受光部１３（第１受光部１３Ａ、１３Ｂ）のうち、第１受光部１３Ａは、第１光源部１２Ａから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）の放射中心位置に配置されており、第１受光部１３Ａと第１光源部１２Ａとは第１受発光ユニット１５Ａとして一体化されている。また、第１受光部１３Ｂは、第２光源部１２Ｂから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）の放射中心位置に配置されており、第１受光部１３Ｂと第２光源部１２Ｂとは第２受発光ユニット１５Ｂとして一体化されている。このように構成された第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、第２受光部１４とともに共通のハウジング１６内に収容されている。
【００６７】
第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。また、第１受発光ユニット１５Ａと第２受発光ユニット１５Ｂとは異なるタイミングで動作する。より具体的には、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１光源部１２Ａから検出光Ｌ２ａが出射された際、第１受光部１３Ａは、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａ（反射光Ｌ３）を受光する。かかる動作とは異なる期間において、第２受発光ユニット１５Ｂにおいて、第２光源部１２Ｂから検出光Ｌ２ｂが出射された際、第１受光部１３Ｂは、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ｂ（反射光Ｌ３）を受光する。
【００６８】
図１１および図１２に示すように、第１受発光ユニット１５Ａは、Ｚ軸方向からみたときに扇形形状あるいは半円形状を有する光源支持部材１５０を有している。かかる光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１および第２光源支持部材１５２は各々、扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａ、１５６ｂを備えている。鍔部１５６ａ、１５６ｂにより挟まれた部分は、第１光源部１２Ａから検出光Ｌ２が出射される出射部になっており、鍔部１５６ａ、１５６ｂは、Ｚ軸方向における検出光Ｌ２の出射範囲を制限している。
【００６９】
また、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１光源部１２Ａは、検出光Ｌ２の出射部として、Ｚ軸方向に重ねて配置された第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とを備えている。第１光源部１２Ａにおいて、第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とによってＺ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部１２８になっており、かかる導光部１２８の奥にフォトダイオードを備えた第１受光部１３Ａが配置されている。第２受発光ユニット１５Ｂも、第１受発光ユニット１５Ａと同様な構成を有していため、説明を省略する。
【００７０】
このように構成した光学式位置検出装置１０においても、実施の形態１と同様、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に第２受光部１４が設けられているため、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果に基づいて、広い検出対象空間１０Ｒ全体にわたって、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出することができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００７１】
また、本形態において、光源部１２は、検出光Ｌ２を放射状に出射する線状光源部であり、第１受光部１３は、検出光Ｌ２の放射中心位置（中心ＰＥ）に配置されている。このため、第１光源部１２Ａを第１受光部１３Ａとともにユニット化とし、第２光源部１２Ｂについても第１受光部１３Ｂとともにユニット化するのに都合がよい。また、第１受光部１３は、検出光Ｌ２の放射中心位置（中心ＰＥ）に配置されているため、第１光源部１２Ａから検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）が出射された際、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａを第１受光部１３Ａで効率よく検出することができ、第２光源部１２Ｂから検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）が出射された際、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ｂを第１受光部１３Ｂで効率よく検出することができる。
【００７２】
［実施の形態３］
図１３は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置１０の主要部を模式的に示す説明図であり、図１３（ａ）、（ｂ）は、光学式位置検出装置１０を検出光出射空間側の斜め方向からみたときの説明図、および光学式位置検出装置１０を正面からみたときの説明図である。
【００７３】
図１３に示す位置検出システム１においても、実施の形態１と同様、光学式位置検出装置１０は、視認面４１（ＸＹ平面）に沿って検出光Ｌ２を放射状に出射する光源部１２（線状光源部／第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）と、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する第１受光部１３とを備えている。また、光学式位置検出装置１０は、実施の形態１と同様、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に配置された第２受光部１４を有しており、かかる第２受光部１４も、第１受光部１３と同様、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を受光する。また、本形態でも、実施の形態２と同様、第１受光部１３として、２つの第１受光部１３（第１受光部１３Ａ、１３Ｂ）が用いられている。第１受光部１３Ａは、第１光源部１２Ａから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）の放射中心位置に配置されており、第１受光部１３Ａと第１光源部１２Ａとは第１受発光ユニット１５Ａとして一体化されている。第１受光部１３Ｂは、第２光源部１２Ｂから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）の放射中心位置に配置されており、第１受光部１３Ｂと第２光源部１２Ｂとは第２受発光ユニット１５Ｂとして一体化されている。
【００７４】
本形態では、第２受光部１４についても、２つの第２受光部１４（第２受光部１４Ａ、１４Ｂ）が用いられている。第２受光部１４Ａは、第１光源部１２Ａから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）の放射中心位置に配置された第１受光部１３Ａに対してＺ軸方向で重なる位置に配置されており、第１受光部１３Ａ、第２受光部１４Ａおよび第１光源部１２Ａは第１受発光ユニット１５Ａとして一体化されている。第２受光部１４Ｂは、第２光源部１２Ｂから放射状に出射される検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）の放射中心位置に配置された第１受光部１３Ｂに対してＺ軸方向で重なる位置に配置されており、第１受光部１３Ｂ、第２受光部１４Ｂおよび第２光源部１２Ｂは第２受発光ユニット１５Ｂとして一体化されている。このように構成された第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、共通のハウジング１６内に収容されている。
【００７５】
このように構成した光学式位置検出装置１０においても、実施の形態１、２と同様、第１受光部１３に対してＺ軸方向で離間する位置に第２受光部１４が設けられているため、第１受光部１３での受光強度と第２受光部１４での受光強度との比較結果に基づいて、広い検出対象空間１０Ｒ全体にわたって、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出することができる。
【００７６】
また、第１受光部１３Ａ、１３Ｂに対してＺ軸方向で重なる位置の各々に第２受光部１４Ａ、１４Ｂが配置されている。このため、第１光源部１２Ａを点灯させた際の第１受光部１３Ａでの受光強度と第２受光部１４Ａでの受光強度との差、および第２光源部１２Ｂを点灯させた際の第１受光部１３Ｂでの受光強度と第２受光部１４Ｂでの受光強度との差の双方を用いて、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出することができる。また、第１受光部１３Ａと第２受光部１４Ａは、Ｚ軸方向において重なる位置に設けられ、第１受光部１３Ｂと第２受光部１４Ｂは、Ｚ軸方向において重なる位置に設けられている。このため、第１受光部１３Ａでの受光強度と第２受光部１４Ａでの受光強度との比較結果は、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置のみの影響を受け、対象物体ＯｂのＸ軸方向およびＹ軸方向における位置の影響を受けにくい。また、第１受光部１３Ｂでの受光強度と第２受光部１４Ｂでの受光強度との比較結果は、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置のみの影響を受け、対象物体ＯｂのＸ軸方向およびＹ軸方向における位置の影響を受けにくい。それ故、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を比較的高い精度で検出することができる。
【００７７】
また、本形態において、光源部１２は、検出光Ｌ２を放射状に出射する線状光源部であり、第１受光部１３は、検出光Ｌ２の放射中心位置（中心ＰＥ）に配置されている。また、第１受光部１３Ａ、１３Ｂに対してＺ軸方向で重なる位置の各々に第２受光部１４Ａ、１４Ｂが配置されている。このため、第１光源部１２Ａを第１受光部１３Ａおよび第２受光部１４Ａとともにユニット化とし、第２光源部１２Ｂについても第１受光部１３Ｂおよび第２受光部１４Ｂとともにユニット化するのに都合がよい。
【００７８】
［実施の形態４］
図１４は、本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置１０に用いた光源部１２の説明図である。図１５は、図１４に示す光源部の主要部の構成を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００７９】
実施の形態１〜３では、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）はいずれも、Ｚ軸方向に重ねて配置された第１光源モジュール１２６と第２光源モジュール１２７とを備えている構成であったが、図１４および図１５に示すように、本形態では、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）はいずれも、１つの光源モジュールからなる。すなわち、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）のいずれにおいても、１つのライトガイドＬＧの一方の端部ＬＧ１および他方の端部ＬＧ２の各々に光源１２０（第１光源１２１および第２光源１２２）が配置されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００８０】
かかる構成でも、第１点灯動作時（第１期間）に第１光源１２１が点灯すると、図５（ａ）および図７（ａ）に示す第１光強度分布ＬＩＤ１を形成することができ、第２点灯動作時（第２期間）に第２光源１２２が点灯すると、図５（ｂ）および図７（ａ）に示す第２光強度分布ＬＩＤ２を形成することができる。
【００８１】
なお、図１４および図１５には、実施の形態２で説明したように、光源部１２と第１受光部１３とによって受発光ユニットが構成され、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第２受光部１４が配置されている例が示されている。かかる構成の場合、光源部１２の放射中心に第１受光部１３を設けると、第１受光部１３への検出光Ｌ２の入射が光源部１２によって妨げられることになる。従って、このような場合、光源部１２の放射中心位置に対してＺ軸方向に重なる位置に第１受光部１３を設ければよい。
【００８２】
また、図１４および図１５に示す構成の光源部１２は、実施の形態３のように、第１受光部１３に対してＺ軸方向で重なる位置（光源部１２の放射中心位置に対してＺ軸方向で重なる位置）に第２受光部１４が配置されている場合や、実施の形態１のように、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第１受光部１３および第２受光部１４が配置されている場合に採用してもよい。
【００８３】
［実施の形態５］
図１６は、本発明の実施の形態５に係る光学式位置検出装置１０に用いた光源部１２の説明図である。図１７は、図１６に示す光源部１２の詳細構成を模式的に示す説明図であり、第１点灯動作時（第１期間）に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図、および第２点灯動作時（第２期間）に検出光Ｌ２が出射される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図示し、それらの説明を省略する。
【００８４】
実施の形態１〜４では、光源部１２にライトガイドＬＧを用いたが、本形態では、ライトガイドを用いずに、実施の形態１と同様な原理で対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する。より具体的には、図１６に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０の光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）はいずれも、複数の光源１２０（第１光源１２１および第２光源１２２）が実装された帯状のフレキシブル基板１８０と、長さ方向（円周方向）で湾曲した形状をもって延在する凸曲面１５５を備えた扇形形状あるいは半円形状の光源支持部材１５０とを備えている。本形態において、凸曲面１５５は、その長さ方向（円周方向）で円弧形状に湾曲した形状を有している。
【００８５】
本形態においては、フレキシブル基板１８０として、帯状の第１フレキシブル基板１８１と、第１フレキシブル基板１８１に対して幅方向（Ｚ軸方向）で並列する帯状の第２フレキシブル基板１８２とが用いられている。第１フレキシブル基板１８１には、その長さ方向に、複数の光源１２０として、複数の第１光源１２１が実装されており、第２フレキシブル基板１８２には、その長さ方向に、複数の光源１２０として、複数の第２光源１２２が実装されている。光源１２０はいずれも、ＬＥＤが用いられている。
【００８６】
また、２つの光源部１２（第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂ）のいずれにおいても、光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とはＺ軸方向で互いに対称な構成を有している。第１光源支持部材１５１は、凸曲面１５５の上半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ａと、凸曲面１５５ａにおいて第２光源支持部材１５２が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ａから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａとを備えており、凸曲面１５５ａに第１フレキシブル基板１８１が重ねて配置されている。第２光源支持部材１５２は、凸曲面１５５の下半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ｂと、凸曲面１５５ｂにおいて第１光源支持部材１５１が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ｂから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ｂとを備えており、凸曲面１５５ｂに第２フレキシブル基板１８２が重ねて配置されている。ここで、第１フレキシブル基板１８１と第２フレキシブル基板１８２とによってＺ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部１２８になっており、かかる導光部１２８の奥にフォトダイオードを備えた第１受光部１３が配置されている。
【００８７】
このように構成した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、第１フレキシブル基板１８１に実装されている複数の第１光源１２１と、第２フレキシブル基板１８２に実装されている複数の第２光源１２２とを異なる期間において点灯させるとともに、複数の第１光源１２１の各々に供給する駆動電流を各々相違させ、複数の第２光源１２２の各々に供給する駆動電流を各々相違させる。そして、複数の第１光源１２１を全て点灯させ、複数の第２光源１２２を全て消灯させる第１点灯動作（第１期間）では、図１７（ａ）に出射強度の高低を矢印Ｐａで示すように、第１フレキシブル基板１８１の長さ方向の一方側の端部１８１ｆが位置する側から他方側の端部１８１ｅが位置する側に向かって第１光源１２１の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第１光強度分布ＬＩＤ１では、第１フレキシブル基板１８１の長さ方向の一方側の端部１８１ｆが位置する角度方向では光強度が高く、そこから、他方側の端部１８１ｅが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。
【００８８】
これに対して、複数の第２光源１２２を全て点灯させ、複数の第１光源１２１を全て消灯させる第２点灯動作（第２期間）では、図１７（ｂ）に出射強度の高低を矢印Ｐｂで示すように、第２フレキシブル基板１８２の長さ方向の一方側の端部１８２ｆが位置する側から他方側の端部１８２ｅが位置する側に向かって第２光源１２２の出射強度を増大させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第２光強度分布ＬＩＤ２では、第２フレキシブル基板１８２の長さ方向の他方側の端部１８２ｅが位置する角度方向では光強度が高く、そこから、一方側の端部１８２ｆが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。
【００８９】
それ故、第１点灯動作および第２点灯動作を第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂの各々において実行すれば、実施の形態１と同様な原理で対象物体Ｏｂの位置（ＸＹ座標）を検出することができる。その際、複数の第１光源１２１に供給する駆動電流の和（第１駆動電流値）、および複数の第２光源１２２に供給する駆動電流の和（第２駆動電流値）に基づいて対象物体Ｏｂの角度位置を検出すればよい。なお、複数の光源１２０の出射強度を変えるにあたっては、抵抗素子等により、駆動電流を光源１２０毎に変えればよい。かかる実施の形態によれば、光源部１２から離間した位置に対しても十分な強度をもって検出光を出射することができるという利点がある。
【００９０】
なお、図１６および図１７には、実施の形態２で説明したように、光源部１２と第１受光部１３とによって受発光ユニットが構成され、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第２受光部１４が配置されている例が示されている。但し、図１６および図１７に示す構成の光源部１２は、実施の形態３のように、第１受光部１３に対してＺ軸方向で重なる位置（光源部１２の放射中心位置に対してＺ軸方向で重なる位置）に第２受光部１４が配置されている場合や、実施の形態１のように、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第１受光部１３および第２受光部１４が配置されている場合に採用してもよい。
【００９１】
［実施の形態６］
図１８は、本発明の実施の形態６に係る光学式位置検出装置１０に用いた光源部１２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、５と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００９２】
実施の形態５では、第１点灯動作では第１光源１２１を点灯させ、第２点灯動作では第２光源１２２を点灯させたが、本形態では、図１８に示すように、１系統の光源１２０のみが用いられている。かかる構成でも、第１点灯動作時と第２点灯動作時において光源１２０に供給する駆動電流を変えれば、実施の形態１、２と同様な原理で対象物体Ｏｂの位置（ＸＹ座標データ）を検出することができる。すなわち、第１点灯動作（第１期間）では、図１７（ａ）に出射強度の高低を矢印Ｐａで示すように、フレキシブル基板１８０の長さ方向の一方側の端部が位置する側から他方側の端部が位置する側に向かって光源１２０の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第１光強度分布ＬＩＤ１では、フレキシブル基板１８０の長さ方向の一方側の端部が位置する角度方向では光強度が高く、そこから、他方側の端部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。また、第２点灯動作（第２期間）では、図１７（ｂ）に出射強度の高低を矢印Ｐｂで示すように、フレキシブル基板１８０の長さ方向の他方側の端部が位置する側から一方側の端部が位置する側に向かって光源１２０の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２の第２光強度分布ＬＩＤ２では、フレキシブル基板１８０の長さ方向の他方側の端部が位置する角度方向では光強度が高く、そこから、一方側の端部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。
【００９３】
それ故、第１点灯動作および第２点灯動作を第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂの各々において実行すれば、実施の形態１、５と同様な原理で対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出することができる。その際、第１点灯動作における光源１２０への駆動電流の和（第１駆動電流値）、および第２点灯動作における光源１２０への駆動電流の和（第１駆動電流値）に基づいて対象物体Ｏｂの角度位置を検出すればよい。
【００９４】
なお、図１８には、実施の形態２で説明したように、光源部１２と第１受光部１３とによって受発光ユニットが構成され、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第２受光部１４が配置されている例が示されている。かかる構成の場合、光源部１２の放射中心に第１受光部１３を設けると、第１受光部１３への検出光Ｌ２の入射が光源部１２によって妨げられることになる。従って、光源部１２の放射中心位置に対してＺ軸方向に重なる位置に第１受光部１３を設ければよい。
【００９５】
また、図１８に示す構成の光源部１２は、実施の形態３のように、第１受光部１３に対してＺ軸方向で重なる位置（光源部１２の放射中心位置に対してＺ軸方向で重なる位置）に第２受光部１４が配置されている場合や、実施の形態１のように、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの間に第１受光部１３および第２受光部１４が配置されている場合に採用してもよい。
【００９６】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、２つの光源部１２を用いたが、１つの光源部１２を用いて対象物体ＯｂのＸＹ面内における位置を検出してもよい。
【００９７】
上記実施の形態では、第１受光部１３での受光強度に基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出したが、第１受光部１３での受光強度および第２受光部１４での受光強度の和に基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを検出してもよい。
【００９８】
上記実施の形態では、第１点灯動作時の第１受光部１３での受光強度と第２点灯動作時の第１受光部１３での受光強度とを直接、比較したが、検出対象空間１０Ｒを介さずに第１受光部１３に入射する参照光を出射する参照用光源を設けてもよい。かかる構成の場合、第１点灯動作時には、第１受光部１３での受光強度と第１受光部１３での参照光の受光強度とを比較し、第２点灯動作時にも、第１受光部１３での受光強度と第１受光部１３での参照光の受光強度とを比較する。従って、参照光の受光強度を基準に、第１点灯動作時の第１受光部１３での受光強度と第２点灯動作時の第１受光部１３での受光強度とを間接的に比較することができる。より具体的には、例えば、第１点灯動作時における第１受光部１３の検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）の受光強度と第１受光部１３の参照光の受光強度との差を、第１点灯動作時における第１受光部１３の受光強度として処理し、第２点灯動作時における第１受光部１３の検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）の受光強度と第１受光部１３の参照光の受光強度との差を、第２点灯動作時における第１受光部１３の受光強度として処理する。かかる構成によれば、外光等の影響を、参照光を受光した際の強度によって相殺することができるという利点がある。
【００９９】
［位置検出システムの構成例］
（位置検出システム１の具体例１）
図１９は、本発明を適用した位置検出システム１の具体例１（入力機能付き表示システム）の説明図である。なお、本形態の入力機能付き表示システムにおいて、位置検出システム１および光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図１８を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示しそれらの説明を省略する。
【０１００】
上記実施の形態に係る位置検出システム１において、図１９に示すように、視認面構成部材４０として表示装置１１０を用い、かかる表示装置１１０に、図１〜図１８を参照して説明した光学式位置検出装置１０を設ければ、電子黒板やデジタルサイネージ等といった入力機能付き表示システム１００として用いることができる。ここで、表示装置１１０は、直視型表示装置や、視認面構成部材４０をスクリーンとする背面型投射型表示装置である。
【０１０１】
かかる入力機能付き表示システム１００において、光学式位置検出装置１０は、表示面１１０ａ（視認面４１）に沿って検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）を検出する。このため、表示装置１１０で表示された画像の一部に対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
【０１０２】
（位置検出システム１の具体例２）
図２０を参照して、視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、位置機能付き投射型表示システムを構成した例を説明する。図２０は、本発明を適用した位置検出システム１の具体例２（入力機能付き表示システム／入力機能付き投射型表示システム）の説明図である。なお、本形態の位置機能付き投射型表示システムにおいて、位置検出システム１および光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図１８を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示しそれらの説明を省略する。
【０１０３】
図２０に示す入力機能付き投射型表示システム２００（入力機能付き表示システム）では、液晶プロジェクターあるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置２５０（画像生成装置）からスクリーン８０（視認面構成部材４０）に画像が投射される。かかる入力機能付き投射型表示システム２００において、画像投射装置２５０は、筐体２４０に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン８０に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。ここで、画像投射装置２５０は、Ｙ軸方向に対してわずかに傾いた方向から画像表示光Ｐｉをスクリーン８０に向けて投射する。従って、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８０ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
【０１０４】
かかる入力機能付き投射型表示システム２００において、光学式位置検出装置１０は、画像投射装置２５０に付加されて一体に構成されている。このため、光学式位置検出装置１０は、投射レンズ系２１０とは異なる箇所から、スクリーン面８０ａに沿って検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した反射光Ｌ３を検出する。このため、スクリーン８０に投射された画像の一部に対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
【０１０５】
なお、光学式位置検出装置１０とスクリーン８０とを一体化させれば、入力機能付きスクリーン装置を構成することができる。
【０１０６】
（位置検出システム１の他の具体例）
本発明において、視認面構成部材４０は、展示品を覆う透光部材である構成を採用することができ、この場合、視認面４１は、透光部材において展示品が配置される側とは反対側で展示品が視認される面である。かかる構成によれば、入力機能付きウインドウシステム等として構成することができる。
【０１０７】
また、視認面構成部材４０は、移動する遊技用媒体を支持する基盤である構成を採用することができ、この場合、視認面４１は、基盤において基盤と遊技用媒体との相対位置が視認される側の面である。かかる構成によれば、パチンコ台やコインゲーム等のアミューズメント機器を入力機能付きアミューズメントシステム等として構成することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１・・位置検出システム、１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出対象空間、１２・・光源部、１２Ａ・・第１光源部、１２Ｂ・・・第２光源部、１３、１３Ａ、１３Ｂ・・第１受光部、１４、１４Ａ、１４Ｂ・・第２受光部、４０・・視認面構成部材、４１・・視認面、５０・・位置検出部、１００・・入力機能付き表示システム、１２０・・光源、１２１・・第１光源、１２２・・第２光源、２００・・・・入力機能付き投射型表示システム、２５０・・画像投射装置、Ｏｂ・・対象物体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向、該第１方向に直交する第２方向、および前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向のうち、前記第１方向および前記第２方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射する光源部と、
該光源部から前記検出光が出射される検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、
該第１受光部に対して前記第３方向において離間し、前記検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第２受光部と、
少なくとも前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出し、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果に基づいて前記第３方向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】
前記位置検出部は、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果として、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差に基づいて、前記第３方向における前記対象物体の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の光学式位置検出装置。
【請求項３】
前記光源部では、第１期間中、前記検出光の出射強度が当該検出光の出射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少し、第２期間中、前記検出光の出射強度が当該検出光の出射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少し、
前記位置検出部は、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部の受光強度との比較結果に基づいて、前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置として、前記光源部に対する前記対象物体の角度位置を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の光学式位置検出装置。
【請求項４】
前記位置検出部は、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部の受光強度との比較結果において、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１期間における前記光源部に対する第１駆動電流値と前記第２期間における前記光源部に対する第２駆動電流値との比較結果に基づいて、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３に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記光源部として、第１光源部と、該第１光源部に対して前記第１方向で離間する位置に設けられた第２光源部と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項６】
前記第１受光部および前記第２受光部は、前記第１方向において前記第１光源部と前記第２光源部との間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】
前記第１受光部と前記第２受光部は、前記第３方向において重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の光学式位置検出装置。
【請求項８】
前記第１受光部は、前記第１光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置、および前記第２光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置の各々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９】
前記第２受光部は、前記第１方向において前記第１光源部と前記第２光源部との間に設けられてい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】
前記第２受光部は、前記第１光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置および前記第２光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置の各々に設けられてい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１１】
画像が表示される表示装置と、該表示装置に対して前記画像が表示される側の対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記表示装置により表示される画像が切り換えられる入力機能付き表示システムであって、
前記光学式位置検出装置は、第１方向、該第１方向に直交する第２方向、および前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向のうち、前記第１方向および前記第２方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射する光源部と、該光源部から前記検出光が出射される検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、該第１受光部に対して前記第３方向に離間した位置に設けられ、前記検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第２受光部と、前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出し、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果に基づいて前記第３方向における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有していることを特徴とする入力機能付き表示システム。
【請求項１２】
画像を投射する画像投射装置と、該画像投射装置に対して前記画像が投射される側に位置する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と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記画像投射装置により投射される前記画像が切り換えられる入力機能付き表示システムであって、
前記光学式位置検出装置は、第１方向、該第１方向に直交する第２方向、および前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向のうち、前記第１方向および前記第２方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射する光源部と、該光源部から前記検出光が出射される検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、該第１受光部に対して前記第３方向に離間した位置に設けられ、前記検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第２受光部と、前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出し、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果に基づいて前記第３方向における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有していることを特徴とする入力機能付き表示システム。
【請求項１】
第１方向、該第１方向に直交する第２方向、および前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向のうち、前記第１方向および前記第２方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射する光源部と、
該光源部から前記検出光が出射される検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、
該第１受光部に対して前記第３方向において離間し、前記検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第２受光部と、
少なくとも前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出し、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果に基づいて前記第３方向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】
前記位置検出部は、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果として、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差に基づいて、前記第３方向における前記対象物体の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の光学式位置検出装置。
【請求項３】
前記光源部では、第１期間中、前記検出光の出射強度が当該検出光の出射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少し、第２期間中、前記検出光の出射強度が当該検出光の出射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少し、
前記位置検出部は、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部の受光強度との比較結果に基づいて、前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置として、前記光源部に対する前記対象物体の角度位置を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の光学式位置検出装置。
【請求項４】
前記位置検出部は、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部の受光強度との比較結果において、前記第１期間における前記第１受光部の受光強度と前記第２期間における前記第１受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１期間における前記光源部に対する第１駆動電流値と前記第２期間における前記光源部に対する第２駆動電流値との比較結果に基づいて、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３に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記光源部として、第１光源部と、該第１光源部に対して前記第１方向で離間する位置に設けられた第２光源部と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項６】
前記第１受光部および前記第２受光部は、前記第１方向において前記第１光源部と前記第２光源部との間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】
前記第１受光部と前記第２受光部は、前記第３方向において重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の光学式位置検出装置。
【請求項８】
前記第１受光部は、前記第１光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置、および前記第２光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置の各々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９】
前記第２受光部は、前記第１方向において前記第１光源部と前記第２光源部との間に設けられてい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】
前記第２受光部は、前記第１光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置および前記第２光源部における前記検出光の放射中心位置に対して前記第３方向で重なる位置の各々に設けられてい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１１】
画像が表示される表示装置と、該表示装置に対して前記画像が表示される側の対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記表示装置により表示される画像が切り換えられる入力機能付き表示システムであって、
前記光学式位置検出装置は、第１方向、該第１方向に直交する第２方向、および前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向のうち、前記第１方向および前記第２方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射する光源部と、該光源部から前記検出光が出射される検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、該第１受光部に対して前記第３方向に離間した位置に設けられ、前記検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第２受光部と、前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出し、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果に基づいて前記第３方向における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有していることを特徴とする入力機能付き表示システム。
【請求項１２】
画像を投射する画像投射装置と、該画像投射装置に対して前記画像が投射される側に位置する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と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記画像投射装置により投射される前記画像が切り換えられる入力機能付き表示システムであって、
前記光学式位置検出装置は、第１方向、該第１方向に直交する第２方向、および前記第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向のうち、前記第１方向および前記第２方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射する光源部と、該光源部から前記検出光が出射される検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、該第１受光部に対して前記第３方向に離間した位置に設けられ、前記検出光出射空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する第２受光部と、前記第１受光部での受光強度に基づいて前記第１方向および前記第２方向における前記対象物体の位置を検出し、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との比較結果に基づいて前記第３方向における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有していることを特徴とする入力機能付き表示システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−１９４１２７（Ｐ２０１２−１９４１２７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９７９１（Ｐ２０１１−５９７９１）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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