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】受光素子に対する電気ノイズに対する影響を阻止することにより、誤検出の発生を防止することのでき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を提供すること。
【解決手段】光学式位置検出装置において、受光部１３は、検出光が放射状に出射された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。受光部１３には、受光素子１３０の受光面１３１を部分的に覆うシールド部材１４が設けられている。シールド部材１４において、入射部１４０は、受光面１３１に対する法線方向から一方側および反対側に傾くに伴って幅広になっている。従って、受光素子１３０での受光強度は、受光面１３１に対する法線方向から入射した検出光と、受光面１３１に対する法線方向から傾いた斜め方向から入射した検出光とにおいて差が小さい。
【解決手段】光学式位置検出装置において、受光部１３は、検出光が放射状に出射された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。受光部１３には、受光素子１３０の受光面１３１を部分的に覆うシールド部材１４が設けられている。シールド部材１４において、入射部１４０は、受光面１３１に対する法線方向から一方側および反対側に傾くに伴って幅広になっている。従って、受光素子１３０での受光強度は、受光面１３１に対する法線方向から入射した検出光と、受光面１３１に対する法線方向から傾いた斜め方向から入射した検出光とにおいて差が小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置、および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、複数の点光源を互いに離間した位置に設け、複数の点光源の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射した際に、対象物体で反射した検出光が透光部材を透過して受光部で検出されるものが提案されている（特許文献１参照）。また、複数の点光源の各々から出射された検出光を、導光板を介して出射し、対象物体で反射した検出光を受光部で検出する方式の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）。
【０００３】
かかる光学式位置検出装置では、受光部として共通のものを用い、複数の点光源のうちの一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度と、他の一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度との比較結果に基づいて対象物体の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７６７１号公報
【特許文献３】特開２００９−２９５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の構成のままでは、点光源を高い周波数でパルス駆動すると、受光素子において、検出光を受光した際に出力する信号に電気ノイズの影響が及び、誤検出が発生しやすいという問題点がある。特に、受光部に用いた受光素子において、検出光を受光した際に出力する信号は、レベルの低い信号であるため、電気ノイズの影響を受けやすく、誤検出が発生しやすいという問題点がある。しかも、受光素子は、受光面に対する入射角度によって感度が変動するという感度指向性を有しており、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向から検出光が入射した場合には、信号のレベルが極めて低い。このため、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向に対象物体が位置する場合には特に、電気ノイズの影響によって、誤検出が発生しやすいという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、受光素子に対する電気ノイズに対する影響を阻止することにより、誤検出の発生を防止することのでき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を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の課題は、さらに、受光素子の受光面に対して法線方向から大きく傾いた方向から検出光が入射した場合でも、誤検出の発生を防止することのでき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、検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された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受光部と、前記受光部での受光強度に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光学式位置検出装置において、光源部は、検出光を出射するとともに、受光部は、検出光が出射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する。ここで、受光部での受光強度は、対象物体の位置に対応するので、位置検出部は、受光部での受光強度に基づいて対象物体の位置を検出することができる。ここで、受光部は、受光素子と、受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材とを備えているため、光源部をパルス駆動した場合でも、電気ノイズが受光素子に侵入することをシールド部材によって防止することができる。また、受光素子が検出光を受光した際に出力する信号のレベルが極めて低い場合でも、電気ノイズの影響を阻止することができる。それ故、本発明によれば、電気ノイズに起因する誤検出の発生を防止することができる。
【００１０】
本発明において、前記受光面において、該受光面に対する法線方向から一方側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量および前記法線方向から前記一方側とは反対側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量が、前記法線方向から前記入射部を介して入射する光量より大であることが好ましい。かかる構成によれば、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向からでも、検出光が十分な光量をもって受光面に到達する。このため、受光素子の感度指向性の影響で、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向から入射する検出光に対する感度が低い場合でも、信号のレベルが著しく低くなることを防止することができる。それ故、広い角度範囲にわたって、十分な精度で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、前記入射部は、前記一方側および前記反対側に対して直交する方向の幅寸法が、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大である構成を採用することができる。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、斜め方向から入射する検出光を十分な光量をもって受光面に到達させることができる。
【００１２】
本発明において、前記入射部は、前記一方側および前記反対側に向けて延在する第１入射部と、該第１入射部に対して前記一方側および前記反対側に直交する方向で隣り合う位置で前記一方側および前記反対側に向けて延在する第２入射部と、を備え、前記第１入射部を介して前記受光面に入射する光量と、前記第２入射部を介して前記受光面に入射する光量とが異なることが好ましい。かかる構成によれば、第１入射部と第２入射部とが並んでいる方向に傾いた斜め方向から受光素子に入射する検出光の受光バランスを調整することができる。
【００１３】
本発明において、前記入射部には、導電性のメッシュ層が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、入射部に相当する部分でもシールドを行うことができる。
【００１４】
この場合、前記メッシュ層の開口密度は、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大であることが好ましい。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、斜め方向から入射する検出光を十分な光量をもって受光面に到達させることができる。
【００１５】
本発明において、前記入射部には、導電性および前記検出光に対する透光性を有する透光層が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、入射部に相当する部分でもシールドを行うことができる。
【００１６】
この場合、前記透光層の厚さは、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で薄い構成を採用することができる。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、斜め方向から入射する検出光を十分な光量をもって受光面に到達させることができる。
【００１７】
本発明において、前記光源部は、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ことが好ましい。かかる構成によれば、広い空間にわたって検出光を出射することができるので、検出対象空間が広い。
【００１８】
本発明において、前記光源部は、第１期間中、前記検出光の出射強度を当該検出光の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少させ、第２期間中、前記検出光の出射強度を前記放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少させ、前記位置検出部は、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部の受光強度との比較結果において、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１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が好ましい。かかる構成によれば、受光素子に感度変化が発生しても、誤検出が発生しない等の利点がある。
【００１９】
本発明において、前記シールド部材には、グランド電位が印加されていることが好ましい。かかる構成によれば、シールド専用の電位を生成しなくても、シールド部材にシールド電位を印加することができる。
【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面を備えた表示装置と、前記表示面に沿う方向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、本発明を適用した光学式位置検出装置を入力装置として用いることができる。また、画像を投射する画像投射装置と、画像の投射方向と交差する方向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、本発明を適用した光学式位置検出装置を入力装置として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受発光ユニットの説明図である。
【図３】図２に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。
【図４】図３に示す受発光ユニットに構成した光源部の構成を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る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６】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における位置検出原理を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る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ける受光部の構成を示す説明図である。
【図９】図８に示すシールド部材の入射部の説明図である。
【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受光部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の受光部の構成を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置の受光部の構成を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る光学式位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。
【図１４】図１３に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態６に係る光学式位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。
【図１６】図１５に示す受発光ユニットの光源部の説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態７に係る光学式位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。
【図１８】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１９】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軸方向およびＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に交差する方向をＺ軸方向とする。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側、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。
【００２４】
図１において、本形態の位置検出システム１は、対象物体Ｏｂの位置を検出する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り、検出対象空間１０Ｒには、後述する検出光Ｌ２の光強度分布が形成される。かかる位置検出システム１は、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。また、本形態においては、受光部１３として、視認面構成部材４０に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間する位置で検出対象空間１０Ｒに向く第１受光部１３Ａおよび第２受光部１３Ｂが用いられており、第１受光部１３Ａと第２受光部１３Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。
【００２７】
ここで、第１受光部１３Ａは、第１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２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２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。
【００２８】
後述するように、２つの光源部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）等の発光素子からなる光源（点光源）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）を発散光として出射する。受光部１３（第１受光部１３Ａおよび第２受光部１３Ｂ）は各々、フォトダイオードやフォトトランジスター等の受光素子１３０を備えており、本形態において、受光素子１３０は赤外域に感度ピークを備えたフォトダイオードである。
【００２９】
第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。また、第１受発光ユニット１５Ａと第２受発光ユニット１５Ｂとは異なる期間において動作する。従って、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１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２受光部１３Ｂは、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ｂ（反射光Ｌ３）を受光する。
【００３０】
（光源部１２の具体的構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。図３は、図２に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。図４は、図３に示す受発光ユニットに構成した光源部１２の構成を模式的に示す説明図であり、第１期間の第１点灯動作時に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図、および第２期間の第２点灯動作時に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図である。なお、図２では、シールド部材の図示を省略してある。
【００３１】
図２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受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは同一の構成を有しており、それ故、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂも同一の構成を有している。より具体的には、第１受発光ユニット１５Ａは、Ｚ軸方向からみたときに扇形形状あるいは半円形状を有する光源支持部材１５０を有している。かかる光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１および第２光源支持部材１５２は各々、扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａ、１５６ｂを備えている。鍔部１５６ａ、１５６ｂにより挟まれた部分は、第１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。
【００３２】
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の奥に第１受光部１３Ａの受光素子１３０が配置されている。第２受発光ユニット１５Ｂも、第１受発光ユニット１５Ａと同様な構成を有しているため、説明を省略する。
【００３３】
図３に示すように、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。第２受発光ユニット１５Ｂにおいても、第１受発光ユニット１５Ａと同様、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。
【００３４】
図４に示すように、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。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受発光ユニット１５Ｂも、第１受発光ユニット１５Ａと同様な構成を有しているため、説明を省略する。
【００３５】
（位置検出部等の構成）
図５は、本発明の実施の形態１に係る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り、図５（ａ）、（ｂ）は、制御用ＩＣの構成を示す説明図、および光源に供給される駆動信号の説明図である。
【００３６】
本形態の位置検出システム１に用いた光学式位置検出装置１０において、図１〜図４等を参照して説明した第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、図５（ａ）に示す制御用ＩＣ７０に電気的に接続されている。ここで、制御用ＩＣ７０は、第１受発光ユニット１５Ａに電気的接続された第１制御用ＩＣ７０Ａと、第２受発光ユニット１５Ｂに電気的接続された第２制御用ＩＣ７０Ｂとからなり、第１受発光ユニット１５Ａの第１光源部１２Ａおよび第１受光部１３Ａは、第１制御用ＩＣ７０Ａに電気的接続されている。また、第２受発光ユニット１５Ｂの第２光源部１２Ｂおよび第２受光部１３Ｂは、第２制御用ＩＣ７０Ｂに電気的接続されている。
【００３７】
第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂは、同一構成を有しており、いずれも共通の制御装置６０に電気的接続されている。まず、第１制御用ＩＣ７０Ａは、基準クロック、Ａ相基準パルス、Ｂ相基準パルス、タイミング制御パルス、同期クロック等を生成する複数の回路（図示せず）を有している。また、第１制御用ＩＣ７０Ａは、Ａ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ａと、Ｂ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ｂと、パルス発生器７５ａおよびパルス発生器７５ｂが生成した駆動パルスを第１光源部１２Ａの第１光源１２１および第２光源１２２の何れに印加するかを制御するスイッチ部７６とを有している。かかるパルス発生器７５ａ、７５ｂ、およびスイッチ部７６は光源駆動部５１を構成している。
【００３８】
また、第１制御用ＩＣ７０Ａは、第１受光部１３Ａでの検出結果を増幅する増幅部等を備えた受光量測定部７３と、受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して第１光源部１２Ａ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。かかる受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。なお、調整量算出部７４は、パルス発生器７５ａ、７５ｂに対する制御信号を出力するアナログ−デジタル変換部等を備えている。
【００３９】
第２制御用ＩＣ７０Ｂも、第１制御用ＩＣ７０Ａと同様、第２受光部１３Ｂでの検出結果を増幅する増幅部等を備えた受光量測定部７３や、受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して第２光源部１２Ｂの光源１２０（第１光源１２１および第２光源１２２）に供給する第２駆動電流値を調整する調整量算出部７４等を備えている。かかる受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。
【００４０】
第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂは、パーソナルコンピューター等の上位の制御装置６０の制御部６１によって制御されており、かかる制御装置６０は、受光量測定部７３および調整量算出部７４とともに位置検出部５０を構成する座標データ取得部５５を有している。従って、本形態において、位置検出部５０は、制御用ＩＣ７０（第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂ）の受光量測定部７３および調整量算出部７４と、上位の制御装置６０（パーソナルコンピューター）の座標データ取得部５５とによって構成されている。
【００４１】
本形態では、光源部１２として、互いに離間した位置に配置された第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとを有している。従って、座標データ取得部５５は、第１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５５１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５５２とを有している。また、座標データ取得部５５は、第１角度位置検出部５５１で得られた対象物体Ｏｂの角度位置と、第２角度位置検出部５５２で得られた対象物体Ｏｂの角度位置とに基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを確定する座標データ確定部５５３を備えている。
【００４２】
なお、本形態では、第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂに対して１対１の関係をもって２つの制御用ＩＣ７０（第１制御用ＩＣ７０Ａ、第２制御用ＩＣ７０Ｂ）を用いたが、制御用ＩＣ７０を多チャンネル化し、１つの制御用ＩＣ７０によって第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂを駆動してもよい。
【００４３】
このように構成した光学式位置検出装置１０において、第１制御用ＩＣ７０Ａの光源駆動部５１は、図５（ｂ）に示すように、第１期間（第１点灯動作時）では、第１光源部１２Ａの第１光源１２１に高周波数の駆動パルスを印加し、第２期間（第２点灯動作時）では、第１光源部１２Ａの第２光源１２２に第１光源１２１に印加する駆動パルスと逆相の駆動パルスを印加する。その後、第２制御用ＩＣ７０Ｂの光源駆動部５１は、第１期間（第１点灯動作時）では、第２光源部１２Ｂの第１光源１２１に高周波数の駆動パルスを印加するとともに、第２期間（第２点灯動作時）では、第２光源部１２Ｂの第２光源１２２に第１光源１２１に印加する駆動パルスと逆相の駆動パルスを印加する。なお、光学式位置検出装置１０において、光源部１２に対する駆動電流値を制御するにあたっては、電圧変調やパルス幅変量が行われる。
【００４４】
（座標検出原理）
図４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５（ａ）を参照して説明した光源駆動部５１は、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の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少する第１点灯動作（第１期間）と、検出光Ｌ２の出射強度が検出光Ｌ２の放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少する第２点灯動作（第２期間）とを行わせる。
【００４５】
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４（ａ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向から他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００４６】
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４（ｂ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向から一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００４７】
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、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７参照）が固定であるので、対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
【００４８】
（対象物体Ｏｂの角度位置の検出）
図６は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における位置検出原理を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は光強度分布の説明図、および対象物体が存在する位置情報（方位情報）を取得する方法の説明図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る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。
【００４９】
まず、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６（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６（ａ）に線Ｅ２で示す直線関係にある。ここで、図６（ｂ）および図７に示すように、第１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１３Ａでの検出強度と、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第２受光部１３Ｂでの検出強度とを比較して、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めれば、図６（ｂ）および図７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。
【００５０】
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を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度と、第２光源モジュール１２７によって第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度とが等しくなるように、第１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光源１２２との比や差、あるいは駆動電流値を調整した際の調整量の比や差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求めることができる。
【００５１】
より具体的には、まず、図５に示す第１制御用ＩＣ７０Ａの光源駆動部５１は、第１点灯動作として第１光源１２１を点灯させて第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した後、第２点灯動作として第２光源１２２を点灯させて第２光強度分布ＬＩＤ２を形成する。この際、第１光強度分布ＬＩＤ１と第２光強度分布ＬＩＤ２とは強度変化の向きは逆向きであるが、強度レベルは同一である。そして、図５に示す位置検出部５０の調整量算出部７４は、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴｂとを比較する。その結果、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴｂとが等しければ、対象物体Ｏｂの角度位置は０°である。
【００５２】
これに対して、受光強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂが相違している場合、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａ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１３Ａの受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴｂとが等しければ、図５に示す第１角度位置検出部５５１は、かかる調整を行った後の第１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）を求めることができる。
【００５３】
かかる動作を第２光源部１２Ｂにおいても行えば、図５に示す第２角度位置検出部５５２は、第２光源部１２Ｂの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ２／角度位置）を求めることができる。従って、図５に示す座標データ確定部５５３は、第１角度位置検出部５５１で検出した角度位置（角度θ１の方向）と、第２角度位置検出部５５２で検出した角度位置（角度θ２の方向）の交点に相当する位置を対象物体Ｏｂが位置するＸＹ座標データとして取得する。
【００５４】
［受光部１３の詳細構成］
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における受光部１３の構成を示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、受光素子１３０の説明図、およびシールド部材の説明図である。図９は、図８に示すシールド部材の入射部の説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、受光素子の感度指向性を示すグラフ、入射部の形状を示す説明図、および受光素子の感度指向性と入射部の幅寸法との関係を示す説明図である。なお、図２、図３、図４、図７等においては、光源部１２が１８０°の放射角度範囲に検出光Ｌ２を出射する構成例を示したが、以下に説明するシールド部材については、光源部１２が１２０°の放射角度範囲に検出光Ｌ２を出射する構成例を説明する。
【００５５】
本形態の光学式位置検出装置１０において、受光部１３は、図８（ａ）に示す受光素子１３０と、図８（ｂ）に示すシールド部材１４と、受光素子１３０が実装された配線基板１３９とを備えている。受光素子１３０は、配線基板１３９のＹ軸方向の他方側Ｙ２の面に実装されており、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１（光源部１２が位置する側）に受光面１３１を向けている。受光素子１３０は、全体として直方体形状の素子本体１３５と、素子本体１３５のＸ軸方向の両端面から突出して配線基板１３９に電気的に接続された端子１３６、１３７とを備えている。
【００５６】
シールド部材１４は、受光素子１３０の受光面１３１に検出光Ｌ２を入射させる入射部１４０をもって受光面１３１を外周縁に沿って部分的に覆う天板部１４３と、端子１３６、１３７を含む受光素子１３０の側面全体を覆う側板部１４８とを備えた金属部品であり、シールド部材１４は、遮光性および導電性を有している。ここで、シールド部材１４は、配線基板１３９と重なる部分でハンダ等により電気的に接続されており、シールド部材１４には配線基板１３９を介してシールド電位が印加されている。本形態において、シールド電位としては、受光素子１３０に印加される逆バイアスの電圧値より低い定電位が採用されており、本形態では、シールド電位としてグランド電位がシールド部材１４に印加されている。従って、受光素子１３０は、配線基板１３９に形成されているグランドパターンと、グランド電位が印加されたシールド部材１４とによって囲まれており、電気ノイズが受光素子１３０に侵入することが防止されている。
【００５７】
ここで、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）、および法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）とは反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾いた斜め方向から入射部１４０を介して入射する光量が、法線方向から入射部１４０を介して入射する光量より大となっている。
【００５８】
かかる構成を実現するにあたって、本形態のシールド部材１４において、天板部１４３は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に突き出るようにＸ軸方向において円弧状に湾曲しており、かかる天板部１４３に形成されたスリット状の開口部１４０ａ（入射部１４０）の形状は、図９（ａ）に示す受光素子１３０の感度指向性に対応する構成になっている。すなわち、受光素子１３０（フォトダイオード）の受光感度は、図９（ａ）および図９（ｃ）の菱形および実線Ｃ１により示す入射角度依存性（感度指向性）を有しており、受光面１３１に対する法線方向に感度ピーク方向を有している。また、受光素子１３０は、検出光Ｌ２の入射角度が受光面１３１に対する法線方向から６０°以上傾くと、感度ピーク値に対して１／２未満の感度となり、感度が著しく低い。そこで、本形態では、受光素子１３０の感度における入射角度依存性を相殺するように、入射部１４０のＺ軸方向の幅寸法をＸ軸方向で相違させてある。
【００５９】
より具体的には、シールド部材１４において、天板部１４３に形成された入射部１４０は、図８（ｂ）、図９（ｂ）、および図９（ｃ）の四角および実線Ｃ２により示すように、Ｘ軸方向の中央部分では、幅寸法Ｗが狭く、中央からＸ軸方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に向かって幅寸法Ｗが広くなっている。また、シールド部材１４において、天板部１４３は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に突き出るようにＸ軸方向において湾曲している。しかも、本形態では、入射部１４０においてＺ軸方向で対向する２つの辺部分１４５、１４６については、辺部分１４５、１４６の双方を斜めに切り欠いた複数の部分により形成し、入射部１４０の幅寸法Ｗは、受光面１３１の中心位置からみて、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って徐々に広くなっている。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２への入射光量は、受光面１３１の中心位置からみて、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って大である。従って、受光素子１３０での受光強度は、受光面１３１に対する法線方向から入射した検出光Ｌ２と、受光面１３１に対する法線方向からＸ軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光Ｌ２とにおいて差が小さい。
【００６０】
（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において、光源部１２は、検出光Ｌ２を放射状に出射するとともに、検出光Ｌ２の放射角度範囲において一方側から他方側に向かって強度が変化する光強度分布（第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２）を形成し、受光部１３は、光強度分布が形成された検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を受光する。ここで、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２の強度は、光強度分布において対象物体Ｏｂが位置する箇所での強度に比例するので、受光部１３での受光強度は、対象物体Ｏｂの位置に対応する。従って、位置検出部５０は、受光部１３での受光強度に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。かかる方式によれば、光源部１２から放射状に出射された検出光Ｌ２の光強度分布を利用するので、広い空間にわたって光強度分布を形成することができ、検出対象空間１０Ｒが広い。
【００６１】
また、受光部１３には、受光素子１３０の受光面１３１を部分的に覆うシールド部材１４が設けられており、受光素子１３０は、シールド電位（グランド電位）が印加されたシールド部材１４と、配線基板１３９においてシールド電位が印加された導電パターンとによって囲まれている。このため、光源部１２を高周波数でパルス駆動した場合でも、電気ノイズが受光素子１３０に侵入することを防止することができる。また、受光素子１３０が検出光Ｌ２を受光した際に出力する信号のレベルが極めて低い場合でも、電気ノイズの影響を阻止することができる。それ故、本形態によれば、電気ノイズに起因する誤検出の発生を防止することができる。
【００６２】
また、シールド部材１４の入射部１４０は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って幅広になっている。このため、受光素子１３０の受光面１３１への入射光量は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って大である。従って、受光面１３１に対する法線方向から大きく傾いた方向からでも、検出光Ｌ２が十分な光量をもって受光面に到達する。それ故、受光素子１３０の感度指向性の影響で、受光面１３１に対する法線方向から大きく傾いた方向から入射する検出光Ｌ２に対する感度が低い場合でも、信号のレベルが著しく低くなることを防止することができる。よって、本形態によれば、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
【００６３】
また、位置検出部５０は、光源部１２での第１点灯動作時（第１期間）および第２点灯動作時（第２期間）における受光部１３での受光強度が等しくなるように第１点灯動作時に光源部１２に供給する第１駆動電流値と、第２点灯動作時に光源部１２に供給する第２駆動電流値との比較結果に基づいて角度位置を検出する。かかる構成によれば、対象物体Ｏｂの位置によって受光部１３での受光強度から直接、対象物体Ｏｂの角度位置を検出する場合と違って、受光部１３での受光強度が大であればある程、検出精度が向上するので、受光素子１３０の感度指向性をシールド部材１４の入射部１４０で吸収した効果が大きい。また、本形態によれば、受光部１３での受光強度から直接、対象物体Ｏｂの角度位置を検出する場合に比較して、外光の影響や受光部１３での感度変化等の影響を受けにくいという利点がある。
【００６４】
さらに、検出光Ｌ２は赤外光であるため、視認されない。従って、視認面４１に情報が表示されている場合でも、検出光Ｌ２が情報の視認を妨げないという利点がある。
【００６５】
［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の受光部１３の構成を示す説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、シールド部材１４の説明図、入射部の形状を示す説明図、およびデフォルト状態での点灯動作を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４については、光源部１２が１２０°の放射角度範囲に検出光Ｌ２を出射する構成例を説明する。
【００６６】
図１０（ａ）に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、受光部１３は、受光素子１３０、シールド部材１４、および配線基板１３９を備えており、シールド部材１４は、受光素子１３０の受光面１３１に検出光Ｌ２を入射させる入射部１４０をもって受光面１３１を部分的に覆っている。この状態で、受光素子１３０は、シールド電位（グランド電位）が印加されたシールド部材１４と、配線基板１３９においてシールド電位が印加された導電パターンとによって囲まれているため、電気ノイズが受光素子１３０に侵入することを防止することができる。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４において、入射部１４０が形成された天板部１４３は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に突き出るようにＸ軸方向において円弧状に湾曲しており、かかる天板部１４３のスリット状の開口部１４０ａによって入射部１４０が形成されている。
【００６７】
本形態において、入射部１４０は、天板部１４３において、Ｘ軸方向に向けて延在する第１入射部１４１と、第１入射部１４１に対してＺ軸方向で隣り合う位置でＸ軸方向に向けて延在する第２入射部１４２とからなる。ここで、第１入射部１４１の幅寸法Ｗ１、および第２入射部１４２の幅寸法Ｗ２はいずれも、受光面１３１の中心位置からみて、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って徐々に広くなっている。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２への入射光量は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って大である。従って、受光素子１３０での受光強度は、受光面１３１に対する法線方向から入射した検出光Ｌ２と、受光面１３１に対する法線方向からＸ軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光Ｌ２とにおいて差が小さいので、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Ｏｂの位置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。
【００６８】
また、本形態では、図１に示す視認面４１に近い第２入射部１４２の幅寸法Ｗ２が、視認面４１から遠い第１入射部１４１の幅寸法Ｗ１より小である。このため、光学式位置検出装置１０の形態や使用状況によって、第１入射部１４１と第２入射部１４２とが並んでいるＺ軸方向において傾いた斜め方向から受光素子１３０に入射する検出光Ｌ２の受光バランスを調整することができる。
【００６９】
より具体的には、本形態の光学式位置検出装置１０の初期条件を設定する際、図１０（ｃ）に示すように、検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在しないデフォルト状態で光源部１２から検出光Ｌ２を出射し、その際の受光素子１３０での受光強度に基づいて、光源部１２に対して初期的に供給する駆動電流の条件や、調整量算出部７４のアナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値等を設定する。その際、本形態では、図２等を参照して説明した２つの光源モジュール（第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７）を順次点灯させ、その際の受光素子１３０での受光強度に基づいて、第１光源モジュール１２６に対して初期的に供給する駆動電流の条件、第２光源モジュール１２７に対して初期的に供給する駆動電流の条件、アナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値等を設定する。この場合、視認面４１に近い第１光源モジュール１２６が点灯すると、視認面４１から遠い第２光源モジュール１２７が点灯した場合に比して、図１０（ｃ）に矢印Ｌ３１、Ｌ３２で示すように、視認面４１で散乱した光（図１０（ｃ）に矢印Ｌ３１で示す光）や、視認面４１近くに置かれた備品等で反射した光（図１０（ｃ）に矢印Ｌ３２で示す光）が受光素子１３０に入射しやすい。その結果、第１光源モジュール１２６が点灯した際の受光部１３での受光強度が、第２光源モジュール１２７が点灯した際の受光部１３での受光強度に比して大となる。その結果、第１光源モジュール１２６に対して初期的に供給する駆動電流の条件と、第２光源モジュール１２７に対して初期的に供給する駆動電流の条件とが大きく異なってしまうことになる。また、調整量算出部７４のアナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値が片方に偏ってしまう。
【００７０】
しかるに本形態によれば、視認面４１近くの第２入射部１４２の幅寸法Ｗ２が、視認面４１から遠い第１入射部１４１の幅寸法Ｗ１より小であるため、デフォルト状態で、第１光源モジュール１２６を点灯させた際の受光素子１３０での受光強度と、第２光源モジュール１２７を点灯させた際の受光素子１３０での受光強度との差が小さい。それ故、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７に対して初期的に供給する駆動電流の条件の適正化や、調整量算出部７４のアナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値の適正化等を図ることができる。
【００７１】
［実施の形態３］
図１１は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置１０の受光部１３の構成を示す説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、シールド部材１４の説明図、入射部を構成するメッシュの開口密度を示す説明図、およびシールド部材１４の別の構成例を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４については、光源部１２が１２０°の放射角度範囲に検出光Ｌ２を出射する構成例を説明する。
【００７２】
図１１（ａ）に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、受光部１３は、受光素子１３０、シールド部材１４、および配線基板１３９を備えており、シールド部材１４は、受光素子１３０の受光面１３１に検出光Ｌ２を入射させる入射部１４０をもって受光面１３１を部分的に覆っている。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４において、入射部１４０が形成された天板部１４３は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に突き出るようにＸ軸方向において湾曲している。
【００７３】
ここで、入射部１４０の幅寸法ＷはＸ軸方向において同等である。但し、入射部１４０は、開口部１４０ｄが分布するメッシュ部１４０ｃとして形成されており、かかるメッシュ部１４０ｃの開口密度は、受光素子１３０の感度指向性に対応して、Ｘ軸方向において変化している。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）に傾いた斜め方向からシールド部材１４の入射部１４０を介して入射する光量、および法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）とは反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾いた斜め方向から入射部１４０を介して入射する光量が、法線方向から入射部１４０を介して入射する光量より大となっている。
【００７４】
より具体的には、本形態のシールド部材１４において、入射部１４０に設けられたメッシュ部１４０ｃの開口部１４０ｄは、図１１（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の中央部分では、開口密度が低く、中央からＸ軸方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に向かって開口密度が高くなっている。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２への入射光量は、受光面１３１の中心位置からみて、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って大である。従って、受光素子１３０での受光強度は、受光面１３１に対する法線方向から入射した検出光Ｌ２と、受光面１３１に対する法線方向からＸ軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光Ｌ２とにおいて差が小さいので、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Ｏｂの位置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。
【００７５】
また、入射部１４０は、金属部品に開口部１４０ｄを形成したメッシュ部１４０ｃからなり、かかるメッシュ部１４０ｃは導電性を有している。このため、入射部１４０でもシールドを行うことができるという効果を奏する。
【００７６】
なお、図１１（ｃ）に示すように、入射部１４０の幅寸法Ｗが、実施の形態１、２のようにＸ軸方向において変化しているシールド部材１４に対して、Ｘ軸方向において開口密度が変化しているメッシュ部１４０ｃを設けてもよい。
【００７７】
［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の受光部１３の構成を示す説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、シールド部材１４の説明図、入射部を構成する透光層の厚さを示す説明図、およびシールド部材１４の別の構成例を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４については、光源部１２が１２０°の放射角度範囲に検出光Ｌ２を出射する構成例を説明する。
【００７８】
図１２（ａ）に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、受光部１３は、受光素子１３０、シールド部材１４、および配線基板１３９を備えており、シールド部材１４は、受光素子１３０の受光面１３１に検出光Ｌ２を入射させる入射部１４０をもって受光面１３１を部分的に覆っている。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４において、入射部１４０が形成された天板部１４３は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に突き出るようにＸ軸方向において湾曲しており、かかる天板部１４３のスリット状の開口部１４０ａによって入射部１４０が形成されている。
【００７９】
ここで、開口部１４０ａの幅寸法ＷはＸ軸方向において同等である。但し、入射部１４０を構成する開口部１４０ａには、導電性および検出光Ｌ２に対する透光性を備えた透光層１４０ｆが設けられており、かかる透光層１４０ｆの厚さは、受光素子１３０の感度指向性に対応して、Ｘ軸方向において厚さが変化している。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）に傾いた斜め方向からシールド部材１４の入射部１４０を介して入射する光量、および法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）とは反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾いた斜め方向から入射部１４０を介して入射する光量が、法線方向から入射部１４０を介して入射する光量より大となっている。
【００８０】
より具体的には、本形態のシールド部材１４において、入射部１４０に設けられた透光層１４０ｆの厚さは、図１２（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の中央部分では、厚さが厚く、中央からＸ軸方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に向かって厚さが薄くなっている。このため、透光層１４０ｆでは、Ｘ軸方向の中央部分では、検出光Ｌ２に対する吸収が大であり、中央からＸ軸方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に向かって検出光Ｌ２に対する吸収が小になっている。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２への入射光量は、受光面１３１の中心位置からみて、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って大である。従って、受光素子１３０での受光強度は、受光面１３１に対する法線方向から入射した検出光Ｌ２と、受光面１３１に対する法線方向からＸ軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光Ｌ２とにおいて差が小さいので、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Ｏｂの位置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。
【００８１】
また、透光層１４０ｆは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性導電膜が積層されたガラスや透光性樹脂からなるため、導電性を備えている。このため、入射部１４０でもシールドを行うことができるという効果を奏する。
【００８２】
なお、図１２（ｃ）に示すように、入射部１４０の幅寸法Ｗが、実施の形態１、２のようにＸ軸方向において変化しているシールド部材１４に対して、Ｘ軸方向において開口密度が変化している透光層１４０ｆを設けてもよい。
【００８３】
［実施の形態５］
図１３は、本発明の実施の形態５に係る光学式位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。図１４は、図１３に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。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１３および図１４に示す形態では、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。
【００８５】
かかる構成でも、第１点灯動作時に第１光源１２１が点灯すると、図４（ａ）および図６（ａ）に示す第１光強度分布ＬＩＤ１を形成することができ、第２点灯動作時に第２光源１２２が点灯すると、図４（ｂ）および図６に示す第２光強度分布ＬＩＤ２を形成することができる。
【００８６】
なお、図１３および図１４に示す形態では、光源部１２の中心ＰＥに受光部１３を設けると、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。このような構成でも、光源部１２の中心ＰＥに対してＺ軸方向に重なる位置（放射中心位置）に受光部１３を設ければ、検出光Ｌ２を受光部１３に入射させることができる。
【００８７】
［実施の形態６］
図１５は、本発明の実施の形態６に係る光学式位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。図１６は、図１５に示す受発光ユニットにおける光源部の説明図であり、図１６（ａ）、（ｂ）は、第１期間の第１点灯動作時に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図、および第２期間の第２点灯動作時に検出光Ｌ２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。なお、図１５では、シールド部材１４の図示を省略してある。
【００８８】
実施の形態１〜５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１５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）と、複数の光源１２０が実装された帯状のフレキシブル基板１８０と、長さ方向（円周方向）で湾曲した形状をもって延在する凸曲面１５５を備えた扇形形状あるいは半円形状の光源支持部材１５０とを備えている。本形態において、凸曲面１５５は、その長さ方向（円周方向）で円弧形状に湾曲した形状を有している。
【００８９】
本形態においては、フレキシブル基板１８０として、帯状の第１フレキシブル基板１８１（第１光源モジュール）と、第１フレキシブル基板１８１に対して幅方向（Ｚ軸方向）で並列する帯状の第２フレキシブル基板１８２（第２光源モジュール）とが用いられている。第１フレキシブル基板１８１には、その長さ方向に、複数の光源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。
【００９０】
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の下半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ａと、凸曲面１５５ａにおいて第２光源支持部材１５２が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ａから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａとを備えており、凸曲面１５５ａに第１フレキシブル基板１８１が重ねて配置されている。第２光源支持部材１５２は、凸曲面１５５の上半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ｂと、凸曲面１５５ｂにおいて第１光源支持部材１５１が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ｂから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ｂとを備えており、凸曲面１５５ｂに第２フレキシブル基板１８２が重ねて配置されている。ここで、第１フレキシブル基板１８１と第２フレキシブル基板１８２とによってＺ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部１２８になっており、かかる導光部１２８の奥に受光部１３の受光素子１３０が配置されている。
【００９１】
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。その際、複数の第１光源１２１が全て点灯させ、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１６（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。
【００９２】
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１６（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。
【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。また、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。
【００９４】
［実施の形態７］
図１７は、本発明の実施の形態７に係る光学式位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態２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。
【００９５】
実施の形態２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１７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、６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。すなわち、第１点灯動作（第１期間）では、図１６（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１６（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。
【００９６】
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、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。なお、本形態では、光源部１２の中心ＰＥに受光部１３を設けると、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。このような構成でも、光源部１２の中心ＰＥに対してＺ軸方向に重なる位置（放射中心位置）に受光部１３を設ければ、検出光Ｌ２を受光部１３に入射させることができる。
【００９７】
［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の位置を検出してもよい。
【００９８】
また、上記実施の形態６に係る光学式位置検出装置１０に実施の形態２で説明した構成を適用してもよい。また、実施の形態１〜７に係る光学式位置検出装置１０に実施の形態２で説明した構成を採用して、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出してもよい。すなわち、Ｚ軸方向で並列する２つの入射部１４０を設けると、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置によって受光部１３への入射光量が急激に変化する。従って、受光部１３への入射光量の変化に基づいて、対象物体Ｏｂが視認面４１から離間しているか、対象物体Ｏｂが視認面４１に接しているかを検出することができる。
【００９９】
上記実施の形態では、第１点灯動作時の受光結果と第２点灯動作時の受光結果とを直接、比較したが、検出対象空間１０Ｒを介さずに受光部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点灯動作時における受光結果と参照光の受光結果とを比較し、第２点灯動作時における受光結果と参照光の受光結果とを比較し、参照光の受光結果を基準に、第１点灯動作時の受光結果と第２点灯動作時の受光結果とを間接的に比較する。より具体的には、第１点灯動作時における受光部１３の検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）の検出強度と受光部１３の参照光の検出強度との差を、第１点灯動作時における受光部１３の検出強度として処理し、第２点灯動作時における受光部１３の検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）の検出強度と受光部１３の参照光の検出強度との差を、第２点灯動作時における受光部１３の検出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。
【０１００】
［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１８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１７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。
【０１０１】
上記実施の形態に係る位置検出システム１において、図１８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１７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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
（位置検出システム１の具体例２）
図１９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１９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１７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。
【０１０４】
図１９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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
（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。
【０１０８】
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】
【０１０９】
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・・受光部、１３Ａ・・第１受光部、１３Ｂ・・第２受光部、１４・・シールド部材、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、１３０・・受光素子、１３１・・受光面、１４０・・入射部、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、複数の点光源を互いに離間した位置に設け、複数の点光源の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射した際に、対象物体で反射した検出光が透光部材を透過して受光部で検出されるものが提案されている（特許文献１参照）。また、複数の点光源の各々から出射された検出光を、導光板を介して出射し、対象物体で反射した検出光を受光部で検出する方式の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）。
【０００３】
かかる光学式位置検出装置では、受光部として共通のものを用い、複数の点光源のうちの一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度と、他の一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度との比較結果に基づいて対象物体の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７６７１号公報
【特許文献３】特開２００９−２９５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の構成のままでは、点光源を高い周波数でパルス駆動すると、受光素子において、検出光を受光した際に出力する信号に電気ノイズの影響が及び、誤検出が発生しやすいという問題点がある。特に、受光部に用いた受光素子において、検出光を受光した際に出力する信号は、レベルの低い信号であるため、電気ノイズの影響を受けやすく、誤検出が発生しやすいという問題点がある。しかも、受光素子は、受光面に対する入射角度によって感度が変動するという感度指向性を有しており、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向から検出光が入射した場合には、信号のレベルが極めて低い。このため、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向に対象物体が位置する場合には特に、電気ノイズの影響によって、誤検出が発生しやすいという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、受光素子に対する電気ノイズに対する影響を阻止することにより、誤検出の発生を防止することのでき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を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の課題は、さらに、受光素子の受光面に対して法線方向から大きく傾いた方向から検出光が入射した場合でも、誤検出の発生を防止することのでき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、検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された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受光部と、前記受光部での受光強度に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光学式位置検出装置において、光源部は、検出光を出射するとともに、受光部は、検出光が出射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する。ここで、受光部での受光強度は、対象物体の位置に対応するので、位置検出部は、受光部での受光強度に基づいて対象物体の位置を検出することができる。ここで、受光部は、受光素子と、受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材とを備えているため、光源部をパルス駆動した場合でも、電気ノイズが受光素子に侵入することをシールド部材によって防止することができる。また、受光素子が検出光を受光した際に出力する信号のレベルが極めて低い場合でも、電気ノイズの影響を阻止することができる。それ故、本発明によれば、電気ノイズに起因する誤検出の発生を防止することができる。
【００１０】
本発明において、前記受光面において、該受光面に対する法線方向から一方側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量および前記法線方向から前記一方側とは反対側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量が、前記法線方向から前記入射部を介して入射する光量より大であることが好ましい。かかる構成によれば、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向からでも、検出光が十分な光量をもって受光面に到達する。このため、受光素子の感度指向性の影響で、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向から入射する検出光に対する感度が低い場合でも、信号のレベルが著しく低くなることを防止することができる。それ故、広い角度範囲にわたって、十分な精度で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、前記入射部は、前記一方側および前記反対側に対して直交する方向の幅寸法が、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大である構成を採用することができる。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、斜め方向から入射する検出光を十分な光量をもって受光面に到達させることができる。
【００１２】
本発明において、前記入射部は、前記一方側および前記反対側に向けて延在する第１入射部と、該第１入射部に対して前記一方側および前記反対側に直交する方向で隣り合う位置で前記一方側および前記反対側に向けて延在する第２入射部と、を備え、前記第１入射部を介して前記受光面に入射する光量と、前記第２入射部を介して前記受光面に入射する光量とが異なることが好ましい。かかる構成によれば、第１入射部と第２入射部とが並んでいる方向に傾いた斜め方向から受光素子に入射する検出光の受光バランスを調整することができる。
【００１３】
本発明において、前記入射部には、導電性のメッシュ層が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、入射部に相当する部分でもシールドを行うことができる。
【００１４】
この場合、前記メッシュ層の開口密度は、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大であることが好ましい。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、斜め方向から入射する検出光を十分な光量をもって受光面に到達させることができる。
【００１５】
本発明において、前記入射部には、導電性および前記検出光に対する透光性を有する透光層が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、入射部に相当する部分でもシールドを行うことができる。
【００１６】
この場合、前記透光層の厚さは、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で薄い構成を採用することができる。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、斜め方向から入射する検出光を十分な光量をもって受光面に到達させることができる。
【００１７】
本発明において、前記光源部は、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ことが好ましい。かかる構成によれば、広い空間にわたって検出光を出射することができるので、検出対象空間が広い。
【００１８】
本発明において、前記光源部は、第１期間中、前記検出光の出射強度を当該検出光の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少させ、第２期間中、前記検出光の出射強度を前記放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少させ、前記位置検出部は、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部の受光強度との比較結果において、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１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が好ましい。かかる構成によれば、受光素子に感度変化が発生しても、誤検出が発生しない等の利点がある。
【００１９】
本発明において、前記シールド部材には、グランド電位が印加されていることが好ましい。かかる構成によれば、シールド専用の電位を生成しなくても、シールド部材にシールド電位を印加することができる。
【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面を備えた表示装置と、前記表示面に沿う方向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、本発明を適用した光学式位置検出装置を入力装置として用いることができる。また、画像を投射する画像投射装置と、画像の投射方向と交差する方向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、本発明を適用した光学式位置検出装置を入力装置として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受発光ユニットの説明図である。
【図３】図２に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。
【図４】図３に示す受発光ユニットに構成した光源部の構成を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る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６】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における位置検出原理を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る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ける受光部の構成を示す説明図である。
【図９】図８に示すシールド部材の入射部の説明図である。
【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受光部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の受光部の構成を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る光学式位置検出装置の受光部の構成を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る光学式位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。
【図１４】図１３に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態６に係る光学式位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。
【図１６】図１５に示す受発光ユニットの光源部の説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態７に係る光学式位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。
【図１８】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１９】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軸方向およびＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に交差する方向をＺ軸方向とする。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側、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。
【００２４】
図１において、本形態の位置検出システム１は、対象物体Ｏｂの位置を検出する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り、検出対象空間１０Ｒには、後述する検出光Ｌ２の光強度分布が形成される。かかる位置検出システム１は、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。また、本形態においては、受光部１３として、視認面構成部材４０に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間する位置で検出対象空間１０Ｒに向く第１受光部１３Ａおよび第２受光部１３Ｂが用いられており、第１受光部１３Ａと第２受光部１３Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。
【００２７】
ここで、第１受光部１３Ａは、第１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２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２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。
【００２８】
後述するように、２つの光源部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）等の発光素子からなる光源（点光源）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）を発散光として出射する。受光部１３（第１受光部１３Ａおよび第２受光部１３Ｂ）は各々、フォトダイオードやフォトトランジスター等の受光素子１３０を備えており、本形態において、受光素子１３０は赤外域に感度ピークを備えたフォトダイオードである。
【００２９】
第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。また、第１受発光ユニット１５Ａと第２受発光ユニット１５Ｂとは異なる期間において動作する。従って、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１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２受光部１３Ｂは、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ｂ（反射光Ｌ３）を受光する。
【００３０】
（光源部１２の具体的構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。図３は、図２に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。図４は、図３に示す受発光ユニットに構成した光源部１２の構成を模式的に示す説明図であり、第１期間の第１点灯動作時に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図、および第２期間の第２点灯動作時に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図である。なお、図２では、シールド部材の図示を省略してある。
【００３１】
図２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受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは同一の構成を有しており、それ故、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂも同一の構成を有している。より具体的には、第１受発光ユニット１５Ａは、Ｚ軸方向からみたときに扇形形状あるいは半円形状を有する光源支持部材１５０を有している。かかる光源支持部材１５０は、第１光源支持部材１５１と第２光源支持部材１５２とがＺ軸方向で重ねられた構造になっており、第１光源支持部材１５１および第２光源支持部材１５２は各々、扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａ、１５６ｂを備えている。鍔部１５６ａ、１５６ｂにより挟まれた部分は、第１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。
【００３２】
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の奥に第１受光部１３Ａの受光素子１３０が配置されている。第２受発光ユニット１５Ｂも、第１受発光ユニット１５Ａと同様な構成を有しているため、説明を省略する。
【００３３】
図３に示すように、第１受発光ユニット１５Ａにおいて、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。第２受発光ユニット１５Ｂにおいても、第１受発光ユニット１５Ａと同様、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる光源１２０、および円弧状のライトガイドＬＧを備えている。
【００３４】
図４に示すように、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。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受発光ユニット１５Ｂも、第１受発光ユニット１５Ａと同様な構成を有しているため、説明を省略する。
【００３５】
（位置検出部等の構成）
図５は、本発明の実施の形態１に係る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り、図５（ａ）、（ｂ）は、制御用ＩＣの構成を示す説明図、および光源に供給される駆動信号の説明図である。
【００３６】
本形態の位置検出システム１に用いた光学式位置検出装置１０において、図１〜図４等を参照して説明した第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂは、図５（ａ）に示す制御用ＩＣ７０に電気的に接続されている。ここで、制御用ＩＣ７０は、第１受発光ユニット１５Ａに電気的接続された第１制御用ＩＣ７０Ａと、第２受発光ユニット１５Ｂに電気的接続された第２制御用ＩＣ７０Ｂとからなり、第１受発光ユニット１５Ａの第１光源部１２Ａおよび第１受光部１３Ａは、第１制御用ＩＣ７０Ａに電気的接続されている。また、第２受発光ユニット１５Ｂの第２光源部１２Ｂおよび第２受光部１３Ｂは、第２制御用ＩＣ７０Ｂに電気的接続されている。
【００３７】
第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂは、同一構成を有しており、いずれも共通の制御装置６０に電気的接続されている。まず、第１制御用ＩＣ７０Ａは、基準クロック、Ａ相基準パルス、Ｂ相基準パルス、タイミング制御パルス、同期クロック等を生成する複数の回路（図示せず）を有している。また、第１制御用ＩＣ７０Ａは、Ａ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ａと、Ｂ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ｂと、パルス発生器７５ａおよびパルス発生器７５ｂが生成した駆動パルスを第１光源部１２Ａの第１光源１２１および第２光源１２２の何れに印加するかを制御するスイッチ部７６とを有している。かかるパルス発生器７５ａ、７５ｂ、およびスイッチ部７６は光源駆動部５１を構成している。
【００３８】
また、第１制御用ＩＣ７０Ａは、第１受光部１３Ａでの検出結果を増幅する増幅部等を備えた受光量測定部７３と、受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して第１光源部１２Ａ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。かかる受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。なお、調整量算出部７４は、パルス発生器７５ａ、７５ｂに対する制御信号を出力するアナログ−デジタル変換部等を備えている。
【００３９】
第２制御用ＩＣ７０Ｂも、第１制御用ＩＣ７０Ａと同様、第２受光部１３Ｂでの検出結果を増幅する増幅部等を備えた受光量測定部７３や、受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して第２光源部１２Ｂの光源１２０（第１光源１２１および第２光源１２２）に供給する第２駆動電流値を調整する調整量算出部７４等を備えている。かかる受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。
【００４０】
第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂは、パーソナルコンピューター等の上位の制御装置６０の制御部６１によって制御されており、かかる制御装置６０は、受光量測定部７３および調整量算出部７４とともに位置検出部５０を構成する座標データ取得部５５を有している。従って、本形態において、位置検出部５０は、制御用ＩＣ７０（第１制御用ＩＣ７０Ａおよび第２制御用ＩＣ７０Ｂ）の受光量測定部７３および調整量算出部７４と、上位の制御装置６０（パーソナルコンピューター）の座標データ取得部５５とによって構成されている。
【００４１】
本形態では、光源部１２として、互いに離間した位置に配置された第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとを有している。従って、座標データ取得部５５は、第１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５５１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５５２とを有している。また、座標データ取得部５５は、第１角度位置検出部５５１で得られた対象物体Ｏｂの角度位置と、第２角度位置検出部５５２で得られた対象物体Ｏｂの角度位置とに基づいて対象物体ＯｂのＸＹ座標データを確定する座標データ確定部５５３を備えている。
【００４２】
なお、本形態では、第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂに対して１対１の関係をもって２つの制御用ＩＣ７０（第１制御用ＩＣ７０Ａ、第２制御用ＩＣ７０Ｂ）を用いたが、制御用ＩＣ７０を多チャンネル化し、１つの制御用ＩＣ７０によって第１受発光ユニット１５Ａおよび第２受発光ユニット１５Ｂを駆動してもよい。
【００４３】
このように構成した光学式位置検出装置１０において、第１制御用ＩＣ７０Ａの光源駆動部５１は、図５（ｂ）に示すように、第１期間（第１点灯動作時）では、第１光源部１２Ａの第１光源１２１に高周波数の駆動パルスを印加し、第２期間（第２点灯動作時）では、第１光源部１２Ａの第２光源１２２に第１光源１２１に印加する駆動パルスと逆相の駆動パルスを印加する。その後、第２制御用ＩＣ７０Ｂの光源駆動部５１は、第１期間（第１点灯動作時）では、第２光源部１２Ｂの第１光源１２１に高周波数の駆動パルスを印加するとともに、第２期間（第２点灯動作時）では、第２光源部１２Ｂの第２光源１２２に第１光源１２１に印加する駆動パルスと逆相の駆動パルスを印加する。なお、光学式位置検出装置１０において、光源部１２に対する駆動電流値を制御するにあたっては、電圧変調やパルス幅変量が行われる。
【００４４】
（座標検出原理）
図４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５（ａ）を参照して説明した光源駆動部５１は、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の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少する第１点灯動作（第１期間）と、検出光Ｌ２の出射強度が検出光Ｌ２の放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少する第２点灯動作（第２期間）とを行わせる。
【００４５】
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４（ａ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向から他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００４６】
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４（ｂ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、他方の端部ＬＧ２に対応する角度方向から一方の端部ＬＧ１に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
【００４７】
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、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７参照）が固定であるので、対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
【００４８】
（対象物体Ｏｂの角度位置の検出）
図６は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における位置検出原理を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は光強度分布の説明図、および対象物体が存在する位置情報（方位情報）を取得する方法の説明図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る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。
【００４９】
まず、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６（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６（ａ）に線Ｅ２で示す直線関係にある。ここで、図６（ｂ）および図７に示すように、第１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１３Ａでの検出強度と、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第２受光部１３Ｂでの検出強度とを比較して、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めれば、図６（ｂ）および図７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。
【００５０】
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を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度と、第２光源モジュール１２７によって第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部１３Ａでの検出強度とが等しくなるように、第１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光源１２２との比や差、あるいは駆動電流値を調整した際の調整量の比や差から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求めることができる。
【００５１】
より具体的には、まず、図５に示す第１制御用ＩＣ７０Ａの光源駆動部５１は、第１点灯動作として第１光源１２１を点灯させて第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した後、第２点灯動作として第２光源１２２を点灯させて第２光強度分布ＬＩＤ２を形成する。この際、第１光強度分布ＬＩＤ１と第２光強度分布ＬＩＤ２とは強度変化の向きは逆向きであるが、強度レベルは同一である。そして、図５に示す位置検出部５０の調整量算出部７４は、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴｂとを比較する。その結果、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴｂとが等しければ、対象物体Ｏｂの角度位置は０°である。
【００５２】
これに対して、受光強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂが相違している場合、第１点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａ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１３Ａの受光強度ＩＮＴａと、第２点灯動作時の第１受光部１３Ａの受光強度ＩＮＴｂとが等しければ、図５に示す第１角度位置検出部５５１は、かかる調整を行った後の第１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）を求めることができる。
【００５３】
かかる動作を第２光源部１２Ｂにおいても行えば、図５に示す第２角度位置検出部５５２は、第２光源部１２Ｂの中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ２／角度位置）を求めることができる。従って、図５に示す座標データ確定部５５３は、第１角度位置検出部５５１で検出した角度位置（角度θ１の方向）と、第２角度位置検出部５５２で検出した角度位置（角度θ２の方向）の交点に相当する位置を対象物体Ｏｂが位置するＸＹ座標データとして取得する。
【００５４】
［受光部１３の詳細構成］
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における受光部１３の構成を示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、受光素子１３０の説明図、およびシールド部材の説明図である。図９は、図８に示すシールド部材の入射部の説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、受光素子の感度指向性を示すグラフ、入射部の形状を示す説明図、および受光素子の感度指向性と入射部の幅寸法との関係を示す説明図である。なお、図２、図３、図４、図７等においては、光源部１２が１８０°の放射角度範囲に検出光Ｌ２を出射する構成例を示したが、以下に説明するシールド部材については、光源部１２が１２０°の放射角度範囲に検出光Ｌ２を出射する構成例を説明する。
【００５５】
本形態の光学式位置検出装置１０において、受光部１３は、図８（ａ）に示す受光素子１３０と、図８（ｂ）に示すシールド部材１４と、受光素子１３０が実装された配線基板１３９とを備えている。受光素子１３０は、配線基板１３９のＹ軸方向の他方側Ｙ２の面に実装されており、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１（光源部１２が位置する側）に受光面１３１を向けている。受光素子１３０は、全体として直方体形状の素子本体１３５と、素子本体１３５のＸ軸方向の両端面から突出して配線基板１３９に電気的に接続された端子１３６、１３７とを備えている。
【００５６】
シールド部材１４は、受光素子１３０の受光面１３１に検出光Ｌ２を入射させる入射部１４０をもって受光面１３１を外周縁に沿って部分的に覆う天板部１４３と、端子１３６、１３７を含む受光素子１３０の側面全体を覆う側板部１４８とを備えた金属部品であり、シールド部材１４は、遮光性および導電性を有している。ここで、シールド部材１４は、配線基板１３９と重なる部分でハンダ等により電気的に接続されており、シールド部材１４には配線基板１３９を介してシールド電位が印加されている。本形態において、シールド電位としては、受光素子１３０に印加される逆バイアスの電圧値より低い定電位が採用されており、本形態では、シールド電位としてグランド電位がシールド部材１４に印加されている。従って、受光素子１３０は、配線基板１３９に形成されているグランドパターンと、グランド電位が印加されたシールド部材１４とによって囲まれており、電気ノイズが受光素子１３０に侵入することが防止されている。
【００５７】
ここで、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）、および法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）とは反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾いた斜め方向から入射部１４０を介して入射する光量が、法線方向から入射部１４０を介して入射する光量より大となっている。
【００５８】
かかる構成を実現するにあたって、本形態のシールド部材１４において、天板部１４３は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に突き出るようにＸ軸方向において円弧状に湾曲しており、かかる天板部１４３に形成されたスリット状の開口部１４０ａ（入射部１４０）の形状は、図９（ａ）に示す受光素子１３０の感度指向性に対応する構成になっている。すなわち、受光素子１３０（フォトダイオード）の受光感度は、図９（ａ）および図９（ｃ）の菱形および実線Ｃ１により示す入射角度依存性（感度指向性）を有しており、受光面１３１に対する法線方向に感度ピーク方向を有している。また、受光素子１３０は、検出光Ｌ２の入射角度が受光面１３１に対する法線方向から６０°以上傾くと、感度ピーク値に対して１／２未満の感度となり、感度が著しく低い。そこで、本形態では、受光素子１３０の感度における入射角度依存性を相殺するように、入射部１４０のＺ軸方向の幅寸法をＸ軸方向で相違させてある。
【００５９】
より具体的には、シールド部材１４において、天板部１４３に形成された入射部１４０は、図８（ｂ）、図９（ｂ）、および図９（ｃ）の四角および実線Ｃ２により示すように、Ｘ軸方向の中央部分では、幅寸法Ｗが狭く、中央からＸ軸方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に向かって幅寸法Ｗが広くなっている。また、シールド部材１４において、天板部１４３は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に突き出るようにＸ軸方向において湾曲している。しかも、本形態では、入射部１４０においてＺ軸方向で対向する２つの辺部分１４５、１４６については、辺部分１４５、１４６の双方を斜めに切り欠いた複数の部分により形成し、入射部１４０の幅寸法Ｗは、受光面１３１の中心位置からみて、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って徐々に広くなっている。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２への入射光量は、受光面１３１の中心位置からみて、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って大である。従って、受光素子１３０での受光強度は、受光面１３１に対する法線方向から入射した検出光Ｌ２と、受光面１３１に対する法線方向からＸ軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光Ｌ２とにおいて差が小さい。
【００６０】
（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において、光源部１２は、検出光Ｌ２を放射状に出射するとともに、検出光Ｌ２の放射角度範囲において一方側から他方側に向かって強度が変化する光強度分布（第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２）を形成し、受光部１３は、光強度分布が形成された検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を受光する。ここで、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２の強度は、光強度分布において対象物体Ｏｂが位置する箇所での強度に比例するので、受光部１３での受光強度は、対象物体Ｏｂの位置に対応する。従って、位置検出部５０は、受光部１３での受光強度に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。かかる方式によれば、光源部１２から放射状に出射された検出光Ｌ２の光強度分布を利用するので、広い空間にわたって光強度分布を形成することができ、検出対象空間１０Ｒが広い。
【００６１】
また、受光部１３には、受光素子１３０の受光面１３１を部分的に覆うシールド部材１４が設けられており、受光素子１３０は、シールド電位（グランド電位）が印加されたシールド部材１４と、配線基板１３９においてシールド電位が印加された導電パターンとによって囲まれている。このため、光源部１２を高周波数でパルス駆動した場合でも、電気ノイズが受光素子１３０に侵入することを防止することができる。また、受光素子１３０が検出光Ｌ２を受光した際に出力する信号のレベルが極めて低い場合でも、電気ノイズの影響を阻止することができる。それ故、本形態によれば、電気ノイズに起因する誤検出の発生を防止することができる。
【００６２】
また、シールド部材１４の入射部１４０は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って幅広になっている。このため、受光素子１３０の受光面１３１への入射光量は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って大である。従って、受光面１３１に対する法線方向から大きく傾いた方向からでも、検出光Ｌ２が十分な光量をもって受光面に到達する。それ故、受光素子１３０の感度指向性の影響で、受光面１３１に対する法線方向から大きく傾いた方向から入射する検出光Ｌ２に対する感度が低い場合でも、信号のレベルが著しく低くなることを防止することができる。よって、本形態によれば、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
【００６３】
また、位置検出部５０は、光源部１２での第１点灯動作時（第１期間）および第２点灯動作時（第２期間）における受光部１３での受光強度が等しくなるように第１点灯動作時に光源部１２に供給する第１駆動電流値と、第２点灯動作時に光源部１２に供給する第２駆動電流値との比較結果に基づいて角度位置を検出する。かかる構成によれば、対象物体Ｏｂの位置によって受光部１３での受光強度から直接、対象物体Ｏｂの角度位置を検出する場合と違って、受光部１３での受光強度が大であればある程、検出精度が向上するので、受光素子１３０の感度指向性をシールド部材１４の入射部１４０で吸収した効果が大きい。また、本形態によれば、受光部１３での受光強度から直接、対象物体Ｏｂの角度位置を検出する場合に比較して、外光の影響や受光部１３での感度変化等の影響を受けにくいという利点がある。
【００６４】
さらに、検出光Ｌ２は赤外光であるため、視認されない。従って、視認面４１に情報が表示されている場合でも、検出光Ｌ２が情報の視認を妨げないという利点がある。
【００６５】
［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の受光部１３の構成を示す説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、シールド部材１４の説明図、入射部の形状を示す説明図、およびデフォルト状態での点灯動作を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４については、光源部１２が１２０°の放射角度範囲に検出光Ｌ２を出射する構成例を説明する。
【００６６】
図１０（ａ）に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、受光部１３は、受光素子１３０、シールド部材１４、および配線基板１３９を備えており、シールド部材１４は、受光素子１３０の受光面１３１に検出光Ｌ２を入射させる入射部１４０をもって受光面１３１を部分的に覆っている。この状態で、受光素子１３０は、シールド電位（グランド電位）が印加されたシールド部材１４と、配線基板１３９においてシールド電位が印加された導電パターンとによって囲まれているため、電気ノイズが受光素子１３０に侵入することを防止することができる。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４において、入射部１４０が形成された天板部１４３は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に突き出るようにＸ軸方向において円弧状に湾曲しており、かかる天板部１４３のスリット状の開口部１４０ａによって入射部１４０が形成されている。
【００６７】
本形態において、入射部１４０は、天板部１４３において、Ｘ軸方向に向けて延在する第１入射部１４１と、第１入射部１４１に対してＺ軸方向で隣り合う位置でＸ軸方向に向けて延在する第２入射部１４２とからなる。ここで、第１入射部１４１の幅寸法Ｗ１、および第２入射部１４２の幅寸法Ｗ２はいずれも、受光面１３１の中心位置からみて、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って徐々に広くなっている。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２への入射光量は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って大である。従って、受光素子１３０での受光強度は、受光面１３１に対する法線方向から入射した検出光Ｌ２と、受光面１３１に対する法線方向からＸ軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光Ｌ２とにおいて差が小さいので、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Ｏｂの位置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。
【００６８】
また、本形態では、図１に示す視認面４１に近い第２入射部１４２の幅寸法Ｗ２が、視認面４１から遠い第１入射部１４１の幅寸法Ｗ１より小である。このため、光学式位置検出装置１０の形態や使用状況によって、第１入射部１４１と第２入射部１４２とが並んでいるＺ軸方向において傾いた斜め方向から受光素子１３０に入射する検出光Ｌ２の受光バランスを調整することができる。
【００６９】
より具体的には、本形態の光学式位置検出装置１０の初期条件を設定する際、図１０（ｃ）に示すように、検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在しないデフォルト状態で光源部１２から検出光Ｌ２を出射し、その際の受光素子１３０での受光強度に基づいて、光源部１２に対して初期的に供給する駆動電流の条件や、調整量算出部７４のアナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値等を設定する。その際、本形態では、図２等を参照して説明した２つの光源モジュール（第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７）を順次点灯させ、その際の受光素子１３０での受光強度に基づいて、第１光源モジュール１２６に対して初期的に供給する駆動電流の条件、第２光源モジュール１２７に対して初期的に供給する駆動電流の条件、アナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値等を設定する。この場合、視認面４１に近い第１光源モジュール１２６が点灯すると、視認面４１から遠い第２光源モジュール１２７が点灯した場合に比して、図１０（ｃ）に矢印Ｌ３１、Ｌ３２で示すように、視認面４１で散乱した光（図１０（ｃ）に矢印Ｌ３１で示す光）や、視認面４１近くに置かれた備品等で反射した光（図１０（ｃ）に矢印Ｌ３２で示す光）が受光素子１３０に入射しやすい。その結果、第１光源モジュール１２６が点灯した際の受光部１３での受光強度が、第２光源モジュール１２７が点灯した際の受光部１３での受光強度に比して大となる。その結果、第１光源モジュール１２６に対して初期的に供給する駆動電流の条件と、第２光源モジュール１２７に対して初期的に供給する駆動電流の条件とが大きく異なってしまうことになる。また、調整量算出部７４のアナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値が片方に偏ってしまう。
【００７０】
しかるに本形態によれば、視認面４１近くの第２入射部１４２の幅寸法Ｗ２が、視認面４１から遠い第１入射部１４１の幅寸法Ｗ１より小であるため、デフォルト状態で、第１光源モジュール１２６を点灯させた際の受光素子１３０での受光強度と、第２光源モジュール１２７を点灯させた際の受光素子１３０での受光強度との差が小さい。それ故、第１光源モジュール１２６および第２光源モジュール１２７に対して初期的に供給する駆動電流の条件の適正化や、調整量算出部７４のアナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値の適正化等を図ることができる。
【００７１】
［実施の形態３］
図１１は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置１０の受光部１３の構成を示す説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、シールド部材１４の説明図、入射部を構成するメッシュの開口密度を示す説明図、およびシールド部材１４の別の構成例を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４については、光源部１２が１２０°の放射角度範囲に検出光Ｌ２を出射する構成例を説明する。
【００７２】
図１１（ａ）に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、受光部１３は、受光素子１３０、シールド部材１４、および配線基板１３９を備えており、シールド部材１４は、受光素子１３０の受光面１３１に検出光Ｌ２を入射させる入射部１４０をもって受光面１３１を部分的に覆っている。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４において、入射部１４０が形成された天板部１４３は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に突き出るようにＸ軸方向において湾曲している。
【００７３】
ここで、入射部１４０の幅寸法ＷはＸ軸方向において同等である。但し、入射部１４０は、開口部１４０ｄが分布するメッシュ部１４０ｃとして形成されており、かかるメッシュ部１４０ｃの開口密度は、受光素子１３０の感度指向性に対応して、Ｘ軸方向において変化している。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）に傾いた斜め方向からシールド部材１４の入射部１４０を介して入射する光量、および法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）とは反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾いた斜め方向から入射部１４０を介して入射する光量が、法線方向から入射部１４０を介して入射する光量より大となっている。
【００７４】
より具体的には、本形態のシールド部材１４において、入射部１４０に設けられたメッシュ部１４０ｃの開口部１４０ｄは、図１１（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の中央部分では、開口密度が低く、中央からＸ軸方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に向かって開口密度が高くなっている。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２への入射光量は、受光面１３１の中心位置からみて、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って大である。従って、受光素子１３０での受光強度は、受光面１３１に対する法線方向から入射した検出光Ｌ２と、受光面１３１に対する法線方向からＸ軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光Ｌ２とにおいて差が小さいので、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Ｏｂの位置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。
【００７５】
また、入射部１４０は、金属部品に開口部１４０ｄを形成したメッシュ部１４０ｃからなり、かかるメッシュ部１４０ｃは導電性を有している。このため、入射部１４０でもシールドを行うことができるという効果を奏する。
【００７６】
なお、図１１（ｃ）に示すように、入射部１４０の幅寸法Ｗが、実施の形態１、２のようにＸ軸方向において変化しているシールド部材１４に対して、Ｘ軸方向において開口密度が変化しているメッシュ部１４０ｃを設けてもよい。
【００７７】
［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の受光部１３の構成を示す説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、シールド部材１４の説明図、入射部を構成する透光層の厚さを示す説明図、およびシールド部材１４の別の構成例を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４については、光源部１２が１２０°の放射角度範囲に検出光Ｌ２を出射する構成例を説明する。
【００７８】
図１２（ａ）に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、受光部１３は、受光素子１３０、シールド部材１４、および配線基板１３９を備えており、シールド部材１４は、受光素子１３０の受光面１３１に検出光Ｌ２を入射させる入射部１４０をもって受光面１３１を部分的に覆っている。また、本形態でも、実施の形態１と同様、シールド部材１４において、入射部１４０が形成された天板部１４３は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に突き出るようにＸ軸方向において湾曲しており、かかる天板部１４３のスリット状の開口部１４０ａによって入射部１４０が形成されている。
【００７９】
ここで、開口部１４０ａの幅寸法ＷはＸ軸方向において同等である。但し、入射部１４０を構成する開口部１４０ａには、導電性および検出光Ｌ２に対する透光性を備えた透光層１４０ｆが設けられており、かかる透光層１４０ｆの厚さは、受光素子１３０の感度指向性に対応して、Ｘ軸方向において厚さが変化している。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２は、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）に傾いた斜め方向からシールド部材１４の入射部１４０を介して入射する光量、および法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）とは反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾いた斜め方向から入射部１４０を介して入射する光量が、法線方向から入射部１４０を介して入射する光量より大となっている。
【００８０】
より具体的には、本形態のシールド部材１４において、入射部１４０に設けられた透光層１４０ｆの厚さは、図１２（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の中央部分では、厚さが厚く、中央からＸ軸方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に向かって厚さが薄くなっている。このため、透光層１４０ｆでは、Ｘ軸方向の中央部分では、検出光Ｌ２に対する吸収が大であり、中央からＸ軸方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に向かって検出光Ｌ２に対する吸収が小になっている。このため、受光素子１３０の受光面１３１のうち、シールド部材１４から露出している部分１３２への入射光量は、受光面１３１の中心位置からみて、受光面１３１に対する法線方向（Ｙ軸方向）から一方側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）および反対側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に傾くに伴って大である。従って、受光素子１３０での受光強度は、受光面１３１に対する法線方向から入射した検出光Ｌ２と、受光面１３１に対する法線方向からＸ軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光Ｌ２とにおいて差が小さいので、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Ｏｂの位置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。
【００８１】
また、透光層１４０ｆは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性導電膜が積層されたガラスや透光性樹脂からなるため、導電性を備えている。このため、入射部１４０でもシールドを行うことができるという効果を奏する。
【００８２】
なお、図１２（ｃ）に示すように、入射部１４０の幅寸法Ｗが、実施の形態１、２のようにＸ軸方向において変化しているシールド部材１４に対して、Ｘ軸方向において開口密度が変化している透光層１４０ｆを設けてもよい。
【００８３】
［実施の形態５］
図１３は、本発明の実施の形態５に係る光学式位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。図１４は、図１３に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。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１３および図１４に示す形態では、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。
【００８５】
かかる構成でも、第１点灯動作時に第１光源１２１が点灯すると、図４（ａ）および図６（ａ）に示す第１光強度分布ＬＩＤ１を形成することができ、第２点灯動作時に第２光源１２２が点灯すると、図４（ｂ）および図６に示す第２光強度分布ＬＩＤ２を形成することができる。
【００８６】
なお、図１３および図１４に示す形態では、光源部１２の中心ＰＥに受光部１３を設けると、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。このような構成でも、光源部１２の中心ＰＥに対してＺ軸方向に重なる位置（放射中心位置）に受光部１３を設ければ、検出光Ｌ２を受光部１３に入射させることができる。
【００８７】
［実施の形態６］
図１５は、本発明の実施の形態６に係る光学式位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。図１６は、図１５に示す受発光ユニットにおける光源部の説明図であり、図１６（ａ）、（ｂ）は、第１期間の第１点灯動作時に検出光Ｌ２が出射される様子を示す説明図、および第２期間の第２点灯動作時に検出光Ｌ２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。なお、図１５では、シールド部材１４の図示を省略してある。
【００８８】
実施の形態１〜５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１５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）と、複数の光源１２０が実装された帯状のフレキシブル基板１８０と、長さ方向（円周方向）で湾曲した形状をもって延在する凸曲面１５５を備えた扇形形状あるいは半円形状の光源支持部材１５０とを備えている。本形態において、凸曲面１５５は、その長さ方向（円周方向）で円弧形状に湾曲した形状を有している。
【００８９】
本形態においては、フレキシブル基板１８０として、帯状の第１フレキシブル基板１８１（第１光源モジュール）と、第１フレキシブル基板１８１に対して幅方向（Ｚ軸方向）で並列する帯状の第２フレキシブル基板１８２（第２光源モジュール）とが用いられている。第１フレキシブル基板１８１には、その長さ方向に、複数の光源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。
【００９０】
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の下半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ａと、凸曲面１５５ａにおいて第２光源支持部材１５２が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ａから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ａとを備えており、凸曲面１５５ａに第１フレキシブル基板１８１が重ねて配置されている。第２光源支持部材１５２は、凸曲面１５５の上半部を構成する円弧状の凸曲面１５５ｂと、凸曲面１５５ｂにおいて第１光源支持部材１５１が位置する側とは反対側の端部で凸曲面１５５ｂから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部１５６ｂとを備えており、凸曲面１５５ｂに第２フレキシブル基板１８２が重ねて配置されている。ここで、第１フレキシブル基板１８１と第２フレキシブル基板１８２とによってＺ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部１２８になっており、かかる導光部１２８の奥に受光部１３の受光素子１３０が配置されている。
【００９１】
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。その際、複数の第１光源１２１が全て点灯させ、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１６（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。
【００９２】
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１６（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。
【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。また、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。
【００９４】
［実施の形態７］
図１７は、本発明の実施の形態７に係る光学式位置検出装置１０の受発光ユニットの説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態２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。
【００９５】
実施の形態２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１７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、６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。すなわち、第１点灯動作（第１期間）では、図１６（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１６（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。
【００９６】
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、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。なお、本形態では、光源部１２の中心ＰＥに受光部１３を設けると、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。このような構成でも、光源部１２の中心ＰＥに対してＺ軸方向に重なる位置（放射中心位置）に受光部１３を設ければ、検出光Ｌ２を受光部１３に入射させることができる。
【００９７】
［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の位置を検出してもよい。
【００９８】
また、上記実施の形態６に係る光学式位置検出装置１０に実施の形態２で説明した構成を適用してもよい。また、実施の形態１〜７に係る光学式位置検出装置１０に実施の形態２で説明した構成を採用して、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置を検出してもよい。すなわち、Ｚ軸方向で並列する２つの入射部１４０を設けると、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置によって受光部１３への入射光量が急激に変化する。従って、受光部１３への入射光量の変化に基づいて、対象物体Ｏｂが視認面４１から離間しているか、対象物体Ｏｂが視認面４１に接しているかを検出することができる。
【００９９】
上記実施の形態では、第１点灯動作時の受光結果と第２点灯動作時の受光結果とを直接、比較したが、検出対象空間１０Ｒを介さずに受光部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点灯動作時における受光結果と参照光の受光結果とを比較し、第２点灯動作時における受光結果と参照光の受光結果とを比較し、参照光の受光結果を基準に、第１点灯動作時の受光結果と第２点灯動作時の受光結果とを間接的に比較する。より具体的には、第１点灯動作時における受光部１３の検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）の検出強度と受光部１３の参照光の検出強度との差を、第１点灯動作時における受光部１３の検出強度として処理し、第２点灯動作時における受光部１３の検出光Ｌ２（反射光Ｌ３）の検出強度と受光部１３の参照光の検出強度との差を、第２点灯動作時における受光部１３の検出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。
【０１００】
［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１８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１７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。
【０１０１】
上記実施の形態に係る位置検出システム１において、図１８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１７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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
（位置検出システム１の具体例２）
図１９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１９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１７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。
【０１０４】
図１９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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
（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。
【０１０８】
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】
【０１０９】
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・・受光部、１３Ａ・・第１受光部、１３Ｂ・・第２受光部、１４・・シールド部材、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、１３０・・受光素子、１３１・・受光面、１４０・・入射部、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】
検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された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受光部と、前記受光部での受光強度に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、
前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、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】
前記受光面において、該受光面に対する法線方向から一方側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量および前記法線方向から前記一方側とは反対側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量が、前記法線方向から前記入射部を介して入射する光量より大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】
前記入射部は、前記一方側および前記反対側に対して直交する方向の幅寸法が、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大であ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】
前記入射部は、前記一方側および前記反対側に向けて延在する第１入射部と、該第１入射部に対して前記一方側および前記反対側に直交する方向で隣り合う位置で前記一方側および前記反対側に向けて延在する第２入射部と、を備え、
前記第１入射部を介して前記受光面に入射する光量と、前記第２入射部を介して前記受光面に入射する光量とが異なることを特徴とする請求項２または３の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記入射部には、導電性のメッシュ層が設けられていることを特徴とする請求項２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】
前記メッシュ層の開口密度は、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大であ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】
前記入射部には、導電性および前記検出光に対する透光性を有する透光層が設けられていることを特徴とする請求項２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８】
前記透光層の厚さは、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で薄いことを特徴とする請求項７に記載の光学式位置検出装置。
【請求項９】
前記光源部は、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ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１０】
前記光源部は、第１期間中、前記検出光の出射強度を当該検出光の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少させ、第２期間中、前記検出光の出射強度を前記放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少させ、
前記位置検出部は、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部の受光強度との比較結果において、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１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９に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１１】
前記シールド部材には、グランド電位が印加されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１２】
画像が表示される表示面を備えた表示装置と、前記表示面に沿う方向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、検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された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受光部と、前記受光部での受光強度に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、
前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、を備え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１３】
画像を投射する画像投射装置と、画像の投射方向と交差する方向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、検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された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受光部と、前記受光部での受光強度に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、
前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、を備え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】
検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された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受光部と、前記受光部での受光強度に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、
前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、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】
前記受光面において、該受光面に対する法線方向から一方側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量および前記法線方向から前記一方側とは反対側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量が、前記法線方向から前記入射部を介して入射する光量より大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】
前記入射部は、前記一方側および前記反対側に対して直交する方向の幅寸法が、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大であ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】
前記入射部は、前記一方側および前記反対側に向けて延在する第１入射部と、該第１入射部に対して前記一方側および前記反対側に直交する方向で隣り合う位置で前記一方側および前記反対側に向けて延在する第２入射部と、を備え、
前記第１入射部を介して前記受光面に入射する光量と、前記第２入射部を介して前記受光面に入射する光量とが異なることを特徴とする請求項２または３の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記入射部には、導電性のメッシュ層が設けられていることを特徴とする請求項２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】
前記メッシュ層の開口密度は、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大であ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】
前記入射部には、導電性および前記検出光に対する透光性を有する透光層が設けられていることを特徴とする請求項２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８】
前記透光層の厚さは、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で薄いことを特徴とする請求項７に記載の光学式位置検出装置。
【請求項９】
前記光源部は、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ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１０】
前記光源部は、第１期間中、前記検出光の出射強度を当該検出光の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少させ、第２期間中、前記検出光の出射強度を前記放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少させ、
前記位置検出部は、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部の受光強度との比較結果において、前記第１期間における前記受光部の受光強度と前記第２期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第１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９に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１１】
前記シールド部材には、グランド電位が印加されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１２】
画像が表示される表示面を備えた表示装置と、前記表示面に沿う方向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、検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された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受光部と、前記受光部での受光強度に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、
前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、を備え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１３】
画像を投射する画像投射装置と、画像の投射方向と交差する方向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、検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された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受光部と、前記受光部での受光強度に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、
前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、を備え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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１９４１２９（Ｐ２０１２−１９４１２９Ａ）
【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２０１１−５９７９３（Ｐ２０１１−５９７９３）
【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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