照射ユニット、光学式検出装置及び情報処理システム
【課題】従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することができる照射ユニット、光学式検出装置及び情報処理システム等を提供すること。
【解決手段】照射ユニットＥＵは、第１の光源光を出射する第１の光源部ＬＳ１と、第２の光源光を出射する第２の光源部ＬＳ２と、第１の光源光が入射される第１の入射部ＬＡ１と、第２の光源光が入射される第２の入射部ＬＡ２と、第１の入射部ＬＡ１と第２の入射部ＬＡ２との間に設けられる湾曲した出射部ＬＢとを有するライトガイドとを含む。出射部ＬＢは、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差する第１の仮想面ＳＦ１に第１の端縁ＡＲ１を有し、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差し、且つ、第１の仮想面ＳＦ１と交差する第２の仮想面ＳＦ２に第２の端縁ＡＲ２を有する。
【解決手段】照射ユニットＥＵは、第１の光源光を出射する第１の光源部ＬＳ１と、第２の光源光を出射する第２の光源部ＬＳ２と、第１の光源光が入射される第１の入射部ＬＡ１と、第２の光源光が入射される第２の入射部ＬＡ２と、第１の入射部ＬＡ１と第２の入射部ＬＡ２との間に設けられる湾曲した出射部ＬＢとを有するライトガイドとを含む。出射部ＬＢは、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差する第１の仮想面ＳＦ１に第１の端縁ＡＲ１を有し、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差し、且つ、第１の仮想面ＳＦ１と交差する第２の仮想面ＳＦ２に第２の端縁ＡＲ２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射ユニット、光学式検出装置及び情報処理システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、パーソナルコンピューター、カーナビゲーション装置、券売機、銀行の端末などの電子機器では、近年、表示部の前面にタッチパネルが配置された位置検出機能付きの表示装置が用いられる。この表示装置によれば、ユーザーは、表示部に表示された画像を参照しながら、表示画像のアイコン等をポインティングすることで、情報を入力することなどが可能になる。このような表示装置における位置検出方式としては、例えば、表示エリアに沿ってライトガイドを設け、複数の光源からライトガイドを介して照射光を照射し、対象物で反射した照射光を受光部で検出する方式が特許文献１に開示されている。このような構成の光学式位置検出装置では、受光部での受光結果に基づいて対象物の位置を検出する。
【０００３】
一方、上述の特許文献１に開示される方式では、表示エリアと同等の大きさのライトガイドが必要となる。従って、投写型表示装置（プロジェクター）やデジタルサイネージ用の表示装置では、携帯電話やパーソナルコンピューターの表示装置に比べて、その表示エリアが広いために、上述の特許文献１に開示される方式を用いた位置検出を実現することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】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】
本発明の幾つかの態様によれば、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することができる照射ユニット、光学式検出装置及び情報処理システム等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、第１の光源光を出射する第１の光源部と、第２の光源光を出射する第２の光源部と、前記第１の光源光が入射される第１の入射部と、前記第２の光源光が入射される第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部との間に設けられる湾曲した出射部とを有するライトガイドとを含み、前記出射部は、前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差する第１の仮想面に第１の端縁を有し、前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差し、且つ、前記第１の仮想面と交差する第２の仮想面に第２の端縁を有する照射ユニットに関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、第１の光源光及び第２の光源光に基づいて、第１の仮想面と第２の仮想面とに挟まれた領域に放射状に照射光を出射することができる。
【０００８】
また本発明の一態様では、第１の入射部の幅をＷ１とし、前記出射部の中央部における前記出射部の幅をＷＡとし、前記第２の入射部の幅をＷ２とした場合に、ＷＡ＞２×Ｗ１、且つ、ＷＡ＞２×Ｗ２であってもよい。
【０００９】
このようにすれば、出射部の中央部の幅を入射部の幅より十分に広くすることができるから、出射部の中央部から広い角度範囲で照射光を出射することができる。その結果、広い範囲で照射光強度分布を形成することが可能になる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記第１の光源部は、第１の発光素子を有し、前記第２の光源部は、第２の発光素子を有し、前記第１の発光素子の光軸方向である第１の光軸方向は、前記第１の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第１の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、前記第２の発光素子の光軸方向である第２の光軸方向は、前記第２の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第２の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定されてもよい。
【００１１】
このようにすれば、第１の発光素子から出射される光源光は、第１の仮想面に近い光軸方向に対して強度が高くなる。また第２の発光素子から出射される光源光は、第１の仮想面に近い光軸方向に対して強度が高くなる。その結果、第１の仮想面上では照射光の強度が高くなり、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって照射光の強度が低くなる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子の光軸方向である前記第１の光軸方向は、前記第１の仮想面に沿って設定され、前記第２の発光素子の光軸方向である前記第２の光軸方向は、前記第１の仮想面に沿って設定されてもよい。
【００１３】
このようにすれば、第１の発光素子から出射される光源光は、第１の仮想面に沿った方向に対して強度が高くなる。また第２の発光素子から出射される光源光は、第１の仮想面に沿った方向に対して強度が高くなる。その結果、第１の仮想面上では照射光の強度が高くなり、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって照射光の強度が低くなる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記ライトガイドは、前記第１の仮想面上では出光効率が高く、前記第１の仮想面から前記第２の仮想面に向かって前記出光効率が低くなる出光特性を有してもよい。
【００１５】
このようにすれば、ライトガイドの出光効率が高いほど出射される照射光の強度が高くなるから、第１の仮想面上では照射光の強度が高くなり、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって照射光の強度が低くなる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記ライトガイドから出射される前記照射光の照射方向を規定する照射方向設定部を含み、前記照射方向設定部は、前記第１の仮想面上では出光効率が高く、前記第１の仮想面から前記第２の仮想面に向かって前記出光効率が低くなる出光特性を有してもよい。
【００１７】
このようにすれば、照射方向設定部の出光効率が高いほど出射される照射光の強度が高くなるから、第１の仮想面上では照射光の強度が高くなり、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって照射光の強度が低くなる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記第１の光源部は、前記第１の光源部用の第１の発光素子及び前記第１の光源部用の第２の発光素子を有し、前記第２の光源部は、前記第２の光源部用の第３の発光素子及び前記第２の光源部用の第４の発光素子を有し、前記第１の発光素子の光軸方向である第１の光軸方向は、前記第１の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第１の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、前記第２の発光素子の光軸方向である第２の光軸方向は、前記第２の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度が、前記第２の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、前記第３の発光素子の光軸方向である第３の光軸方向は、前記第３の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第３の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、前記第４の発光素子の光軸方向である第４の光軸方向は、前記第４の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度が、前記第４の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定されてもよい。
【００１９】
このようにすれば、第１の発光素子又は第３の発光素子の光量に基づいて第１の仮想面上の照射光の強度が規定され、第２の発光素子又は第４の発光素子の光量に基づいて第２の仮想面上の照射光の強度が規定される。
【００２０】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子の光量は、前記第２の発光素子の光量より大きく設定され、前記第３の発光素子の光量は、前記第４の発光素子の光量より大きく設定されてもよい。
【００２１】
このようにすれば、光量が大きいほど照射光の強度が高くなるから、第１の仮想面上では照射光の強度が高くなり、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって照射光の強度が低くなる。
【００２２】
また本発明の一態様では、前記第１の光源部と前記第２の光源部とは、交互に発光してもよい。
【００２３】
このようにすれば、第１の光源部が発光することによる照射光の強度分布と、第２の光源部が発光することによる照射光の強度分布とを形成することができる。
【００２４】
また本発明の一態様では、前記第１の光源部が発光する期間に、前記第１の光源部が前記第１の光源光を出射することで、第１の照射光強度分布を形成し、前記第２の光源部が発光する期間に、前記第２の光源部が前記第２の光源光を出射することで、前記第１の照射強度分布とは強度分布が異なる第２の照射光強度分布を形成してもよい。
【００２５】
このようにすれば、強度分布が異なる２つの照射光強度分布を交互に形成することができる。
【００２６】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の照射ユニットと、前記照射ユニットから出射した照射光が検出エリアに存在する対象物により反射されることによる反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて、少なくとも前記対象物の位置する方向を検出する検出部とを含む光学式検出装置に関係する。
【００２７】
本発明の他の態様によれば、広い範囲で照射光強度分布を形成することができるから、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することなどが可能になる。
【００２８】
本発明の他の態様は、第１の光源光を出射する第１の光源部と、第２の光源光を出射する第２の光源部と、前記第１の光源光が入射される第１の入射部と、前記第２の光源光が入射される第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部との間に設けられる湾曲した出射部とを有するライトガイドと、前記出射部から出射した照射光が検出エリアに存在する対象物により反射されることによる反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて、少なくとも前記対象物の位置する方向を検出する検出部とを含み、前記出射部は、前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差する第１の仮想面に第１の端縁を有し、前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差し、且つ、前記第１の仮想面と交差する第２の仮想面に第２の端縁を有する光学式検出装置に関係する。
【００２９】
本発明の他の態様によれば、第１の光源光及び第２の光源光に基づいて、第１の仮想面と第２の仮想面とに挟まれた領域に放射状に照射光を出射することができるから、広い範囲に照射光強度分布を形成することができる。その結果、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することなどが可能になる。
【００３０】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の光学式検出装置と、前記光学式検出装置からの検出情報に基づいて処理を行う情報処理装置と、前記情報処理装置からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置とを含む情報処理システムに関係する。
【００３１】
本発明の他の態様によれば、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することができるから、例えば投射型表示装置やデジタルサイネージ用の表示装置のように表示エリアが広い場合であっても、従来よりも小型な構成でポインティング等による情報入力などが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、照射ユニットの基本的な構成例。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、照射ユニットによる照射光の強度分布を説明する図。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、照射ユニットの第１の構成例及びその変形例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、照射ユニットの第２の構成例。
【図５】照射ユニットの第３の構成例。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、照射ユニットの第４の構成例及びその変形例。
【図７】照射ユニットの詳細な構成例。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、照射ユニットを含む光学式検出装置の基本的な構成例。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、情報処理システムの構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３４】
１．照射ユニット
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットの基本的な構成例を示す。本実施形態の照射ユニットＥＵは、ライトガイドＬＧ及び第１、第２の光源部ＬＳ１、ＬＳ２を含む。本実施形態の照射ユニットＥＵは、後述する光学式検出装置の照射光を出射するための照射ユニットとして用いることができる。なお、本実施形態の照射ユニットＥＵは、図１（Ａ）、図１（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００３５】
第１の光源部ＬＳ１は、ライトガイドＬＧの第１の入射部ＬＡ１に第１の光源光を出射し、第２の光源部ＬＳ２は、ライトガイドＬＧの第２の入射部ＬＡ２に第２の光源光を出射する。第１、第２の光源部ＬＳ１、ＬＳ２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を有し、例えば赤外光（可視光領域に近い近赤外線）の光源光を放出する。第１の光源光に基づいて第１の照射光ＬＴ１が、また第２の光源光に基づいて第２の照射光ＬＴ２が照射ユニットＥＵからそれぞれ照射される。後述するように、これら２つの照射光ＬＴ１、ＬＴ２は異なる強度分布を有する。
【００３６】
ライトガイドＬＧ（導光部材）は、第１、第２の光源部ＬＳ１、ＬＳ２が出射した光源光を導光するものである。図１（Ａ）に示すように、ライトガイドＬＧは、第１の光源光が入射される第１の入射部ＬＡ１と、第２の光源光が入射される第２の入射部ＬＡ２と、第１の入射部ＬＡ１と第２の入射部ＬＡ２との間に設けられる湾曲した出射部ＬＢとを有する。
【００３７】
出射部ＬＢは、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差する第１の仮想面ＳＦ１に第１の端縁ＡＲ１を有する。また、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差し、且つ、第１の仮想面ＳＦ１と交差する第２の仮想面ＳＦ２に第２の端縁ＡＲ２を有する。
【００３８】
すなわち、出射部ＬＢは、第１の入射部ＬＡ１と第２の入射部ＬＡ２とを結ぶ第１の端縁ＡＲ１（第１の曲線、第１の円弧線）と、第１の入射部ＬＡ１と第２の入射部ＬＡ２とを結ぶ第２の端縁ＡＲ２（第２の曲線、第２の円弧線）と、により規定される曲面によって構成される。
【００３９】
ここで第１、第２の仮想面ＳＦ１、ＳＦ２は、出射部ＬＢの形状を規定するための仮想的な面であって、ライトガイドＬＧを構成する面（構成要素としての面）ではない。
【００４０】
さらに、出射部ＬＢの中央部における出射部ＬＢの幅は、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２の幅よりも広い。具体的には、第１の入射部ＬＡ１の幅をＷ１とし、出射部ＬＢの中央部における出射部ＬＢの幅をＷＡとし、第２の入射部ＬＡ２の幅をＷ２とした場合に、ＷＡ＞２×Ｗ１、且つ、ＷＡ＞２×Ｗ２であってもよい。
【００４１】
ここで出射部ＬＢの幅とは、第１の端縁ＡＲ１及び第２の端縁ＡＲ２に直交する直線において、その直線と第１の端縁ＡＲ１との交点をＰ１とし、その直線と第２の端縁ＡＲ２との交点をＰ２とした場合に、交点Ｐ１と交点Ｐ２との間の距離である。
【００４２】
図示していないが、本実施形態の照射ユニットＥＵは照射方向設定部ＬＥを含み、この照射方向設定部ＬＥによって、ライトガイドＬＧの内周側から外周側へと向かう方向に照射方向が設定される。こうすることで、ライトガイドＬＧにより導光された光源光が、ライトガイドＬＧの内周側から外周側に向かう方向に、照射光ＬＴとして放射状に出射される。なお、照射ユニットＥＵの詳細な構成例については、後述する。
【００４３】
以下の説明のために、図１（Ａ）に示すように、第１、第２、第３の座標軸方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を定義しておく。すなわち、第１の光源部ＬＳ１から第２の光源部ＬＳ２へ向かう方向を第２の座標軸方向Ｄ２とし、第２の座標軸方向Ｄ２に垂直で第１の端縁ＡＲ１を含む面（第１の仮想面）に沿ってライトガイドＬＧの内周側から外周側に向かう方向を第１の座標軸方向Ｄ１とする。そして第１、第２の座標軸方向Ｄ１、Ｄ２に垂直な方向を第３の座標軸方向Ｄ３とする。
【００４４】
第３の座標軸方向Ｄ３を上方向とした場合には、第１の端縁ＡＲ１は下端縁であり、第２の端縁ＡＲ２は上端縁となる。
【００４５】
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、本実施形態の照射ユニットＥＵによる照射光の強度分布を説明する図である。
【００４６】
図２（Ａ）は、照射ユニットＥＵを第３の座標軸方向Ｄ３から見た図である。図２（Ａ）には、第１の光源部ＬＳ１からの光源光により出射される照射光ＬＴ１と、第２の光源部ＬＳ２からの光源光により出射される照射光ＬＴ２を示す。
【００４７】
第１の光源部ＬＳ１による照射光ＬＴ１は、ライトガイドＬＧの一端側（第１の入射部ＬＡ１が設けられる側）で強度（放射強度、光度）が高くなり、他端側で強度が低くなる。一方、第２の光源部ＬＳ２による照射光ＬＴ２は、ライトガイドＬＧの他端側（第２の入射部ＬＡ２が設けられる側）で強度が高くなり、一端側で強度が低くなる。
【００４８】
このように、光源部ＬＳ１、ＬＳ２を交互に点灯させることで、２つの照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を交互に形成することができる。すなわち第１の光源部ＬＳ１が発光する期間には、ライトガイドＬＧの一端側の強度（放射強度、光度）が高くなる第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を形成し、第２の光源部ＬＳ２が発光する期間には、ライトガイドＬＧの他端側の強度が高くなる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を形成することができる。
【００４９】
図２（Ｂ）は、照射ユニットＥＵを第１の座標軸方向Ｄ１から見た図である。出射部ＬＢは、第１の仮想面ＳＦ１上で第１の光源部ＬＳ１と第２の光源部ＬＳ２とを結ぶ第１の端縁ＡＲ１と、第２の仮想面ＳＦ２上で第１の光源部ＬＳ１と第２の光源部ＬＳ２とを結ぶ第２の端縁ＡＲ２と、により規定される曲面によって構成される。
【００５０】
図２（Ｃ）は、照射ユニットＥＵを第２の座標軸方向Ｄ２から見た図である。第１の光源部ＬＳ１による照射光ＬＴ１は、第１の仮想面ＳＦ１上では強度が高くなり（図２（Ｃ）のＬＴ１−Ｓ１）、第２の仮想面ＳＦ２上では強度が低くなる（図２（Ｃ）のＬＴ１−Ｓ２）。また第２の光源部ＬＳ２による照射光ＬＴ２についても、同様である（図２（Ｃ）のＬＴ２−Ｓ１、ＬＴ２−Ｓ２）。
【００５１】
このように、本実施形態の照射ユニットＥＵによれば、光源部ＬＳ１、ＬＳ２を交互に点灯させることで、第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を交互に形成することができる。これらの照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２は、３次元的な強度分布である。例えば第１の照射光強度分布ＬＩＤ１は、ライトガイドＬＧの一端側の強度が高く、他端側の強度が低くなり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１上で強度が高く、第２の仮想面ＳＦ２上で強度が低くなる分布である。また、第２の照射光強度分布ＬＩＤ２は、ライトガイドＬＧの一端側の強度が低く、他端側の強度が高くなり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１上で強度が高く、第２の仮想面ＳＦ２上で強度が低くなる分布である。また第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との間の中間の領域における強度は、第１の強度（例えばＬＴ１−Ｓ１）と第２の強度（例えばＬＴ１−Ｓ２）との間の中間の強度である。
【００５２】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵの第１の構成例及びその変形例を示す。
【００５３】
図３（Ａ）の第１の構成例では、第１の光源部ＬＳ１は第１の発光素子ＬＤ１を有し、第２の光源部ＬＳ２は第２の発光素子ＬＤ２を有する。第１の発光素子ＬＤ１の光軸方向ＡＸ１は、第１の発光素子ＬＤ１の光軸方向ＡＸ１と第１の仮想面ＳＦ１との成す角（図３（Ａ）のθ１）が、第１の発光素子ＬＤ１の光軸方向ＡＸ１と第２の仮想面ＳＦ２との成す角（図３（Ａ）のθ２）より小さくなる方向に設定される。同様に、第２の発光素子ＬＤ２の光軸方向ＡＸ２は、第２の発光素子ＬＤ２の光軸方向ＡＸ２と第１の仮想面ＳＦ１との成す角が、第２の発光素子ＬＤ２の光軸方向ＡＸ２と第２の仮想面ＳＦ２との成す角より小さくなる方向に設定される。すなわち、第１、第２の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２の光軸方向ＡＸ１、ＡＸ２は、第１の仮想面ＳＦ１により近くなるようにそれぞれ設定される。
【００５４】
このようにすることで、第１、第２の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２から出射される光源光は、第１の仮想面ＳＦ１に近い光軸方向に対して強度（放射強度、光度）が高くなる。その結果、照射ユニットＥＵから出射される照射光ＬＴ１、ＬＴ２は、第１の仮想面ＳＦ１上での強度が高くなり、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる。
【００５５】
図３（Ｂ）の変形例では、図３（Ａ）の構成例と同じく、第１の光源部ＬＳ１は第１の発光素子ＬＤ１を有し、第２の光源部ＬＳ２は第２の発光素子ＬＤ２を有する。そして第１、第２の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２の光軸方向ＡＸ１、ＡＸ２は、第１の仮想面ＳＦ１に沿ってそれぞれ設定される。
【００５６】
このようにすることで、第１、第２の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２から出射される光源光は、第１の仮想面ＳＦ１上で強度（放射強度、光度）が高くなる。その結果、照射ユニットＥＵから出射される照射光ＬＴ１、ＬＴ２は、第１の仮想面ＳＦ１上での強度が高くなり、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる。
【００５７】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵの第２の構成例を示す。第２の構成例では、ライトガイドＬＧは、第１の仮想面ＳＦ１上（第１の端縁ＡＲ１側）では出光効率が高く、第１の仮想面ＳＦ１（第１の端縁ＡＲ１）から第２の仮想面ＳＦ２（第２の端縁ＡＲ２）に向かって出光効率が低くなる出光特性を有する。
【００５８】
ライトガイドＬＧの外周側及び内周側の少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの光源光の出光効率を調整するための加工が施されている。加工手法としては、例えば図４（Ａ）に示すように、スタンパーやインジェクションでドットパターンＤＰを形成する手法がある。ライトガイドＬＧにより導光された光源光は、ドットパターンＤＰにより反射・屈折されて、ライトガイドＬＧの外周方向に向かって出射する。このドットパターンＤＰの密度を変化させることで、ライトガイドＬＧの出光効率を変化させることができる。
【００５９】
具体的には、図４（Ｂ）に示すように、第１の端縁ＡＲ１に向かってドットパターンＤＰの密度を高くし、第２の端縁ＡＲ２に向かってドットパターンＤＰの密度を低くする。こうすることで、図４（Ａ）に示すように、第１の端縁ＡＲ１の近くでは、ドットパターンＤＰの密度が高いから、ドットパターンＤＰで反射・屈折してライトガイドＬＧから出射される出光効率が高くなる。逆に、第２の端縁ＡＲ２の近くでは、ドットパターンＤＰの密度が低いから、ライトガイドＬＧの出光効率は低くなる。その結果、照射ユニットＥＵから出射される照射光ＬＴ１、ＬＴ２は、第１の仮想面ＳＦ１（第１の端縁ＡＲ１に沿う側）での強度が高くなり（例えば図４（Ａ）のＬＴ１−Ｓ１）、第２の仮想面ＳＦ２（第２の端縁ＡＲ２に沿う側）での強度が低くなる（例えば図４（Ａ）のＬＴ１−Ｓ２）。また第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との間の中間の領域における強度は、第１の強度（例えばＬＴ１−Ｓ１）と第２の強度（例えばＬＴ１−Ｓ２）との間の中間の強度である。
【００６０】
なお、図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、ドットパターンＤＰを設ける手法を示しているが、他の手法、例えばライトガイドＬＧに溝（プリズムパターン）を設ける手法を用いることもできる。また、これらのパターンをライトガイドＬＧの外周側（照射光が出射される側）に設けてもよい。
【００６１】
図５に、本実施形態の照射ユニットＥＵの第３の構成例を示す。第３の構成例では、照射ユニットＥＵはライトガイドＬＧから出射される照射光ＬＴの照射方向を規定する照射方向設定部ＬＥを含み、照射方向設定部ＬＥは、第１の仮想面ＳＦ１上では出光効率が高く、第１の仮想面ＳＦ１から第２の仮想面ＳＦ２に向かって出光効率が低くなる出光特性を有する。
【００６２】
具体的には、例えば照射方向設定部ＬＥにグラデーションフィルムＧＦを設けることで、上記の出光特性を得ることができる。このグラデーションフィルムＧＦは、透過率の勾配を有するフィルムであって、第１の端縁ＡＲ１に沿う側では透過率が高く、第２の端縁ＡＲ２に沿う側に向かって透過率が低くなる。こうすることで、照射ユニットＥＵから出射される照射光ＬＴ１、ＬＴ２は、第１の仮想面ＳＦ１上での強度が高くなり、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる。
【００６３】
なお、グラデーションフィルムＧＦは、後述する照射方向設定部ＬＥ（図８）に含まれるプリズムシートＰＳとルーバーフィルムＬＦとの間に設けてもよいし、或いはルーバーフィルムＬＦの外周側に設けてもよい。
【００６４】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵの第４の構成例及びその変形例を示す。図６（Ａ）に示す第４の構成例では、第１の光源部ＬＳ１は、第１の光源部用の第１の発光素子ＬＤ１ＬＳ１及び第１の光源部用の第２の発光素子ＬＤ２ＬＳ１を含む。また、図示していないが、第２の光源部ＬＳ２は、第２の光源部用の第３の発光素子ＬＤ３ＬＳ２及び第２の光源部用の第４の発光素子ＬＤ４ＬＳ２を含む。
【００６５】
第１の発光素子ＬＤ１ＬＳ１の光軸方向である第１の光軸方向ＬＳＥ１は、第１の光軸方向ＬＳＥ１と第１の仮想面ＳＦ１との成す角度が、第１の光軸方向ＬＳＥ１と第２の仮想面ＳＦ２との成す角度よりも小さくなる方向に設定される。そして、第２の発光素子ＬＤ２ＬＳ１の光軸方向である第２の光軸方向ＬＳＥ２は、第２の光軸方向ＬＳＥ２と第２の仮想面ＳＦ２との成す角度が、第２の光軸方向ＬＳＥ２と第１の仮想面ＳＦ１との成す角度よりも小さくなる方向に設定される。また第１の発光素子ＬＤ１ＬＳ１の光量（明るさ、全光束）は、第２の発光素子ＬＤ２ＬＳ１の光量より大きく設定される。
【００６６】
図６（Ａ）では、例えば第１の発光素子ＬＤ１ＬＳ１の光軸方向及び光量をベクトルＬＳＥ１で示し、第２の発光素子ＬＤ２ＬＳ１の光軸方向及び光量をベクトルＬＳＥ２で示す。発光素子の光量（明るさ、全光束）は発光素子に流れる電流（発光電流）に比例するから、ＬＤ１ＬＳ１に流れる電流をＬＤ２ＬＳ１に流れる電流より大きく設定することで、上記のように光量を設定することができる。
【００６７】
同様に、第３の発光素子ＬＤ３ＬＳ２の光軸方向である第３の光軸方向は、第３の光軸方向と第１の仮想面ＳＦ１との成す角度が、第３の光軸方向と第２の仮想面ＳＦ２との成す角度よりも小さくなる方向に設定される。そして、第４の発光素子ＬＤ４ＬＳ２の光軸方向である第４の光軸方向は、第４の光軸方向と第２の仮想面ＳＦ２との成す角度が、第４の光軸方向と第１の仮想面ＳＦ１との成す角度よりも小さくなる方向に設定される。また、第３の発光素子ＬＤ３ＬＳ２の光量（明るさ、全光束）は、第４の発光素子ＬＤ４ＬＳ２の光量より大きく設定される。
【００６８】
このようにすることで、第１の仮想面ＳＦ１上で強度が高くなり、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる照射光強度分布を得ることができる。
【００６９】
図６（Ｂ）に示す変形例では、第１の光源部ＬＳ１は、第１の光源部用の第５の発光素子ＬＤ５ＬＳ１をさらに含む。第５の発光素子ＬＤ５ＬＳ１の光軸方向は、第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との中間の方向に設定される。また第５の発光素子ＬＤ５ＬＳ１の光量（明るさ、全光束）は、第１の発光素子ＬＤ１ＬＳ１の光量と第２の発光素子ＬＤ２ＬＳ１の光量との中間の光量に設定される。図６（Ｂ）では、例えば第５の発光素子ＬＤ５ＬＳ１の光軸方向及び光量をベクトルＬＳＥ５で示す。
【００７０】
同様に、第２の光源部ＬＳ２は、第２の光源部用の第６の発光素子ＬＤ６ＬＳ２をさらに含む。第６の発光素子ＬＤ６ＬＳ２の光軸方向は、第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との中間の方向に設定される。また第６の発光素子ＬＤ６ＬＳ２の光量（明るさ、全光束）は、第３の発光素子ＬＤ３ＬＳ２の光量と第４の発光素子ＬＤ４ＬＳ２の光量との中間の光量に設定される。
【００７１】
このようにすることで、第１の仮想面ＳＦ１上で強度が高くなり、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる照射光強度分布を得ることができる。さらにこの変形例では、各光源部に３個の発光素子を設けることで、第１の仮想面ＳＦ１から第２の仮想面ＳＦ２に向かって、照射光強度の滑らかな勾配を得ることが可能になる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態の照射ユニットＥＵによれば、光源部ＬＳ１、ＬＳ２を交互に点灯させることで、２つの異なる照射光強度分布（第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２）を交互に形成することができる。これらの照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２は、３次元的な強度分布であって、例えば第１の照射光強度分布ＬＩＤ１は、ライトガイドＬＧの一端側（第１の入射部ＬＡ１側）の強度が高く、他端側（第２の入射部ＬＡ２側）に向かって強度が低くなり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１上で強度が高く、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる分布である。
【００７３】
図７に、本実施形態の照射ユニットＥＵの詳細な構成例を示す。図７の構成例の照射ユニットＥＵは、光源部ＬＳ１、ＬＳ２と、ライトガイドＬＧと、照射方向設定部ＬＥを含む。また反射シートＲＳを含む。そして照射方向設定部ＬＥはプリズムシートＰＳ及びルーバーフィルムＬＦを含む。なお、本実施形態の照射ユニットＥＵは、図７の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００７４】
光源部ＬＳ１、ＬＳ２は、光源光を出射するものであり、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を有する。この光源部ＬＳ１、ＬＳ２は例えば赤外光（可視光領域に近い近赤外線）の光源光を放出する。即ち、光源部ＬＳ１、ＬＳ２が発光する光源光は、ユーザーの指やタッチペン等の対象物により効率的に反射される波長帯域の光や、外乱光となる環境光にあまり含まれない波長帯域の光であることが望ましい。具体的には、人体の表面での反射率が高い波長帯域の光である８５０ｎｍ付近の波長の赤外光や、環境光にあまり含まれない波長帯域の光である９５０ｎｍ付近の赤外光などである。
【００７５】
光源部ＬＳ１は、図７のＦ１に示すようライトガイドＬＧの一端側に設けられる。また第２の光源部ＬＳ２は、Ｆ２に示すようにライトガイドＬＧの他端側に設けられる。そして光源部ＬＳ１が、ライトガイドＬＧの一端側（Ｆ１）の光入射面に対して光源光を出射することで、照射光ＬＴ１を出射し、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を形成（設定）する。一方、光源部ＬＳ２が、ライトガイドＬＧの他端側（Ｆ２）の光入射面に対して第２の光源光を出射することで、第２の照射光ＬＴ２を出射し、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１とは強度分布が異なる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を形成する。このように照射ユニットＥＵは、強度分布が異なる照射光を出射することができる。
【００７６】
ライトガイドＬＧ（導光部材）は、光源部ＬＳ１、ＬＳ２が発光した光源光を導光するものである。例えばライトガイドＬＧは、光源部ＬＳ１、ＬＳ２からの光源光を曲線状の導光経路に沿って導光し、その形状は曲線形状になっている。具体的には図７ではライトガイドＬＧは円弧形状になっている。なお図７ではライトガイドＬＧはその中心角が１８０度の円弧形状になっているが、中心角が１８０度よりも小さい円弧形状であってもよい。ライトガイドＬＧは、例えばアクリル樹脂やポリカーボネートなどの透明な樹脂部材等により形成される。
【００７７】
ライトガイドＬＧの外周側及び内周側の少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの光源光の出光効率を調整するための加工が施されている。加工手法としては、例えば反射ドットを印刷するシルク印刷方式や、スタンパーやインジェクションで凹凸を付ける成型方式や、溝加工方式などの種々の手法を採用できる。
【００７８】
プリズムシートＰＳとルーバーフィルムＬＦにより実現される照射方向設定部ＬＥは、ライトガイドＬＧの外周側に設けられ、ライトガイドＬＧの外周側（外周面）から出射される光源光を受ける。そして曲線形状（円弧形状）のライトガイドＬＧの内周側から外周側へと向かう方向に照射方向が設定された照射光ＬＴ１、ＬＴ２を出射する。即ち、ライトガイドＬＧの外周側から出射される光源光の方向を、ライトガイドＬＧの例えば法線方向（半径方向）に沿った照射方向に設定（規制）する。これにより、ライトガイドＬＧの内周側から外周側に向かう方向に、照射光ＬＴ１、ＬＴ２が放射状に出射されるようになる。
【００７９】
このような照射光ＬＴ１、ＬＴ２の照射方向の設定は、照射方向設定部ＬＥのプリズムシートＰＳやルーバーフィルムＬＦなどにより実現される。例えばプリズムシートＰＳは、ライトガイドＬＧの外周側から低視角で出射される光源光の方向を、法線方向側に立ち上げて、出光特性のピークが法線方向になるように設定する。またルーバーフィルムＬＦは、法線方向以外の方向の光（低視角光）を遮光（カット）する。
【００８０】
このように本実施形態の照射ユニットＥＵによれば、ライトガイドＬＧの両端に光源部ＬＳ１、ＬＳ２を設け、これらの光源部ＬＳ１、ＬＳ２を交互に点灯させることで、２つの照射光強度分布を形成することができる。すなわちライトガイドＬＧの一端側の強度が高くなる照射光強度分布ＬＩＤ１と、ライトガイドＬＧの他端側の強度が高くなる照射光強度分布ＬＩＤ２を交互に形成することができる。
【００８１】
後述するように、本実施形態の照射ユニットＥＵを光学式検出装置に用いる場合には、これらの強度分布の異なる照射光による対象物の反射光を受光することで、環境光などの外乱光の影響を最小限に抑えた、より精度の高い対象物の検出が可能になる。即ち、外乱光に含まれる赤外成分を相殺することが可能になり、この赤外成分が対象物の検出に及ぼす悪影響を最小限に抑えることが可能になる。
【００８２】
２．光学式検出装置
図８（Ａ）、図８（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵを含む光学式検出装置の基本的な構成例を示す。本実施形態の光学式検出装置１００は、検出部１１０、処理部１２０、照射ユニットＥＵ及び受光部ＲＵを含む。なお、本実施形態の光学式検出装置は、図８（Ａ）、図８（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００８３】
照射ユニットＥＵは、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したように、第１の光源光を出射する第１の光源部ＬＳ１と、第２の光源光を出射する第２の光源部ＬＳ２と、ライトガイドＬＧとを含む。
【００８４】
ライトガイドＬＧは、第１の光源光が入射される第１の入射部ＬＡ１と、第２の光源光が入射される第２の入射部ＬＡ２と、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２の間に設けられる湾曲した出射部ＬＢとを有する。
【００８５】
出射部ＬＢは、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差する第１の仮想面ＳＦ１に第１の端縁ＡＲ１を有する。また、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差し、且つ、第１の仮想面ＳＦ１と交差する第２の仮想面ＳＦ２に第２の端縁ＡＲ２を有する。
【００８６】
図８（Ｂ）に示すように、照射ユニットＥＵは、検出エリアＲＤＥＴが設定される対象面ＳＯＢに対して斜め方向となる第１の仮想面ＳＦ１と、対象面ＳＯＢに対して斜め方向となり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１よりも対象面ＳＯＢとの成す角が大きい第２の仮想面ＳＦ２とにより規定される照射範囲で、照射光ＬＴを出射する。この照射光ＬＴの強度（放射強度、光度）は、第１の仮想面ＳＦ１上において第１の強度Ｓ１であり、第２の仮想面ＳＦ２上において第１の強度Ｓ１よりも強度が低い第２の強度Ｓ２である。また、第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との間の領域における強度は、第１の強度Ｓ１と第２の強度Ｓ２との中間の強度である。図８（Ｂ）に示すように、第１の仮想面ＳＦ１と対象面ＳＯＢとの成す角をφ１とし、第２の仮想面ＳＦ２と対象面ＳＯＢとの成す角をφ２とした場合に、φ１＜φ２である。
【００８７】
ここで第１の仮想面ＳＦ１は、照射ユニットＥＵの出射部ＬＢを構成する曲面を規定する第１の端縁ＡＲ１（図１（Ａ））を含む面であり、第２の仮想面ＳＦ２は、照射ユニットＥＵの出射部ＬＢを構成する曲面を規定する第２の端縁ＡＲ２（図１（Ａ））を含む面である。
【００８８】
受光部ＲＵは、検出エリアＲＤＥＴに存在する対象物ＯＢにより照射光ＬＴが反射することによる反射光ＬＲを受光する。受光部ＲＵは、後述するように、複数の受光ユニットを含んでもよい。受光ユニットは、例えばフォトダイオードやフォトトランジスターなどで構成することができる。
【００８９】
検出部１１０は、受光部ＲＵの受光結果に基づいて、少なくとも対象物ＯＢの位置する方向（広義には位置検出情報）を検出する。具体的には、例えば図８（Ｂ）に示すように、検出部１１０は、対象物ＯＢが検出されるエリアである検出エリアＲＤＥＴがＸ−Ｙ平面に沿った対象面ＳＯＢに対して設定される場合に、検出エリアＲＤＥＴに存在する対象物ＯＢの位置に関する情報（位置検出情報）を検出する。この位置検出情報は、例えば対象物ＯＢが存在する位置のＸ座標及びＹ座標に関する情報であり、或いは対象物が存在する方向に関する情報である。また、対象物ＯＢが存在する位置のＺ座標に関する情報を含んでもよい。
【００９０】
ここでＸ−Ｙ平面とは、例えばスクリーン（投射面）２０によって規定される対象面ＳＯＢに沿った平面である。対象面ＳＯＢとは、検出エリアＲＤＥＴの設定対象となる面であって、例えばディスプレイの表示面、或いは投射型表示装置の投射面、或いはデジタルサイネージにおけるディスプレイ面などである。
【００９１】
検出エリアＲＤＥＴとは、対象物ＯＢが検出されるエリア（領域）であって、具体的には、例えば照射光ＬＴが対象物ＯＢに反射されることによる反射光ＬＲを、受光部ＲＵが受光して、対象物ＯＢを検出することができるエリアである。より具体的には、受光部ＲＵが反射光ＬＲを受光して対象物ＯＢを検出することが可能であって、かつ、その検出精度について、許容できる範囲の精度が確保できるエリアである。
【００９２】
処理部１２０は、検出部１１０からの位置検出情報に基づいて処理を行う。この処理は、例えばコマンド処理及びホバリング処理等を含む。
【００９３】
本実施形態の照射ユニットＥＵは、上述したように、第１の仮想面ＳＦ１上において第１の強度Ｓ１であり、第２の仮想面ＳＦ２上において第１の強度Ｓ１よりも強度が低い第２の強度Ｓ２である照射光ＬＴを出射する。こうすることで、例えば図８（Ｂ）のＡ１に示す位置にある対象物ＯＢに照射される照射光ＬＴの強度（明るさ、照度）と、Ａ２に示す位置にある対象物ＯＢに照射される照射光ＬＴの強度（明るさ、照度）との差を低減することができる。或いは両者をほぼ等しくすることができる。
【００９４】
従って、本実施形態の照射ユニットＥＵを含む光学式検出装置によれば、対象物ＯＢの位置が照射ユニットＥＵから遠くなるほど、出射される照射光ＬＴの強度を強くすることができるから、図８（Ｂ）のＡ１の位置での照射光の強度（明るさ、照度）とＡ２の位置での照射光の強度（明るさ、照度）をほぼ同じにすることができる。その結果、対象物ＯＢの位置検出精度を、検出エリアＲＤＥＴ内において、ほぼ均一にすることが可能になる。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態の光学式検出装置によれば、広い範囲で照射光強度分布を形成することができるから、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することなどが可能になる。
【００９６】
３．情報処理システム
図９（Ａ）、図９（Ｂ）に、本実施形態の情報処理システムの構成例を示す。図９（Ａ）の構成例は、光学式検出装置１００、情報処理装置２００及び表示装置１０を含む。情報処理装置２００は、例えばパーソナルコンピューター（ＰＣ）などであって、光学式検出装置１００からの検出情報に基づいて処理を行う。光学式検出装置１００と情報処理装置２００とは、ＵＳＢケーブルＵＳＢＣを介して電気的に接続される。表示装置１０は、例えば投射型表示装置（プロジェクター）などであって、情報処理装置２００からの画像データに基づいて、表示部（スクリーン）２０に画像を表示する。ユーザーは、表示部２０に表示された画像を参照しながら、表示画像のアイコン等をポインティングすることで、情報処理装置２００に対して必要な情報を入力することができる。
【００９７】
なお、図９（Ａ）では、光学式検出装置１００が表示部２０に取り付けられているが、他の場所に取り付けることもできる。例えば、光学式検出装置１００を表示装置１０に取り付けてもよいし、天井や壁などに取り付けてもよい。また、表示装置１０としては、投射型表示装置（プロジェクター）に限定されるものではなく、例えばデジタルサイネージ用表示装置であってもよい。
【００９８】
上述したように、本実施形態の光学式検出装置によれば、広い範囲で照射光強度分布を形成することができるから、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することなどが可能になる。従って、投射型表示装置（プロジェクター）やデジタルサイネージ用の表示装置のように表示エリアが広い場合であっても、従来よりも小型な構成でポインティング等による情報入力などが可能になる。
【００９９】
図９（Ｂ）の構成例では、表示装置１０として情報処理装置２００（ＰＣ）に内蔵されたディスプレイ２２０が用いられる。光学式検出装置１００はディスプレイ２２０に着脱可能であって、ＵＳＢケーブルＵＳＢＣを介して情報処理装置２００と電気的に接続される。
【０１００】
上述したように、本実施形態の光学式検出装置によれば、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することができる。その結果、例えばタッチパネル機能を持たないディスプレイに本実施形態の光学式検出装置を後付けで装着することにより、ディスプレイに手を加えずにタッチパネル機能を付加することなどが可能になる。
【０１０１】
なお、上述した処理部１２０が行う処理（コマンド処理及びホバリング処理等）を、情報処理装置２００が行ってもよい。
【０１０２】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また照射ユニット、光学式検出装置及び情報処理システムの構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
ＥＵ 照射ユニット、ＲＵ 受光部、ＬＴ、ＬＴ１、ＬＴ２ 照射光、ＬＲ 反射光、
ＡＲ１、ＡＲ２ 第１、第２の端縁、
ＲＤＥＴ 検出エリア、ＳＯＢ 対象面、ＯＢ 対象物、ＳＦ１ 第１の仮想面、
ＳＦ２ 第２の仮想面、ＬＧ ライトガイド、ＬＡ１、ＬＡ２ 入射部、ＬＢ 出射部、
ＬＳ１、ＬＳ２ 光源部、ＬＤ１〜ＬＤ６ 発光素子、ＲＳ 反射シート、
ＰＳ プリズムシート、ＬＦ ルーバーフィルム、ＬＥ 照射方向設定部、
ＬＩＤ１ 第１の照射光強度分布、ＬＩＤ２ 第２の照射光強度分布、
１０ 表示装置、２０ 表示部、１００ 光学式検出装置、１１０ 検出部、
１２０ 処理部、２００ 情報処理装置、２２０ ディスプレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射ユニット、光学式検出装置及び情報処理システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、パーソナルコンピューター、カーナビゲーション装置、券売機、銀行の端末などの電子機器では、近年、表示部の前面にタッチパネルが配置された位置検出機能付きの表示装置が用いられる。この表示装置によれば、ユーザーは、表示部に表示された画像を参照しながら、表示画像のアイコン等をポインティングすることで、情報を入力することなどが可能になる。このような表示装置における位置検出方式としては、例えば、表示エリアに沿ってライトガイドを設け、複数の光源からライトガイドを介して照射光を照射し、対象物で反射した照射光を受光部で検出する方式が特許文献１に開示されている。このような構成の光学式位置検出装置では、受光部での受光結果に基づいて対象物の位置を検出する。
【０００３】
一方、上述の特許文献１に開示される方式では、表示エリアと同等の大きさのライトガイドが必要となる。従って、投写型表示装置（プロジェクター）やデジタルサイネージ用の表示装置では、携帯電話やパーソナルコンピューターの表示装置に比べて、その表示エリアが広いために、上述の特許文献１に開示される方式を用いた位置検出を実現することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】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】
本発明の幾つかの態様によれば、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することができる照射ユニット、光学式検出装置及び情報処理システム等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、第１の光源光を出射する第１の光源部と、第２の光源光を出射する第２の光源部と、前記第１の光源光が入射される第１の入射部と、前記第２の光源光が入射される第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部との間に設けられる湾曲した出射部とを有するライトガイドとを含み、前記出射部は、前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差する第１の仮想面に第１の端縁を有し、前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差し、且つ、前記第１の仮想面と交差する第２の仮想面に第２の端縁を有する照射ユニットに関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、第１の光源光及び第２の光源光に基づいて、第１の仮想面と第２の仮想面とに挟まれた領域に放射状に照射光を出射することができる。
【０００８】
また本発明の一態様では、第１の入射部の幅をＷ１とし、前記出射部の中央部における前記出射部の幅をＷＡとし、前記第２の入射部の幅をＷ２とした場合に、ＷＡ＞２×Ｗ１、且つ、ＷＡ＞２×Ｗ２であってもよい。
【０００９】
このようにすれば、出射部の中央部の幅を入射部の幅より十分に広くすることができるから、出射部の中央部から広い角度範囲で照射光を出射することができる。その結果、広い範囲で照射光強度分布を形成することが可能になる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記第１の光源部は、第１の発光素子を有し、前記第２の光源部は、第２の発光素子を有し、前記第１の発光素子の光軸方向である第１の光軸方向は、前記第１の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第１の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、前記第２の発光素子の光軸方向である第２の光軸方向は、前記第２の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第２の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定されてもよい。
【００１１】
このようにすれば、第１の発光素子から出射される光源光は、第１の仮想面に近い光軸方向に対して強度が高くなる。また第２の発光素子から出射される光源光は、第１の仮想面に近い光軸方向に対して強度が高くなる。その結果、第１の仮想面上では照射光の強度が高くなり、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって照射光の強度が低くなる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子の光軸方向である前記第１の光軸方向は、前記第１の仮想面に沿って設定され、前記第２の発光素子の光軸方向である前記第２の光軸方向は、前記第１の仮想面に沿って設定されてもよい。
【００１３】
このようにすれば、第１の発光素子から出射される光源光は、第１の仮想面に沿った方向に対して強度が高くなる。また第２の発光素子から出射される光源光は、第１の仮想面に沿った方向に対して強度が高くなる。その結果、第１の仮想面上では照射光の強度が高くなり、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって照射光の強度が低くなる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記ライトガイドは、前記第１の仮想面上では出光効率が高く、前記第１の仮想面から前記第２の仮想面に向かって前記出光効率が低くなる出光特性を有してもよい。
【００１５】
このようにすれば、ライトガイドの出光効率が高いほど出射される照射光の強度が高くなるから、第１の仮想面上では照射光の強度が高くなり、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって照射光の強度が低くなる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記ライトガイドから出射される前記照射光の照射方向を規定する照射方向設定部を含み、前記照射方向設定部は、前記第１の仮想面上では出光効率が高く、前記第１の仮想面から前記第２の仮想面に向かって前記出光効率が低くなる出光特性を有してもよい。
【００１７】
このようにすれば、照射方向設定部の出光効率が高いほど出射される照射光の強度が高くなるから、第１の仮想面上では照射光の強度が高くなり、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって照射光の強度が低くなる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記第１の光源部は、前記第１の光源部用の第１の発光素子及び前記第１の光源部用の第２の発光素子を有し、前記第２の光源部は、前記第２の光源部用の第３の発光素子及び前記第２の光源部用の第４の発光素子を有し、前記第１の発光素子の光軸方向である第１の光軸方向は、前記第１の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第１の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、前記第２の発光素子の光軸方向である第２の光軸方向は、前記第２の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度が、前記第２の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、前記第３の発光素子の光軸方向である第３の光軸方向は、前記第３の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第３の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、前記第４の発光素子の光軸方向である第４の光軸方向は、前記第４の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度が、前記第４の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定されてもよい。
【００１９】
このようにすれば、第１の発光素子又は第３の発光素子の光量に基づいて第１の仮想面上の照射光の強度が規定され、第２の発光素子又は第４の発光素子の光量に基づいて第２の仮想面上の照射光の強度が規定される。
【００２０】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子の光量は、前記第２の発光素子の光量より大きく設定され、前記第３の発光素子の光量は、前記第４の発光素子の光量より大きく設定されてもよい。
【００２１】
このようにすれば、光量が大きいほど照射光の強度が高くなるから、第１の仮想面上では照射光の強度が高くなり、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって照射光の強度が低くなる。
【００２２】
また本発明の一態様では、前記第１の光源部と前記第２の光源部とは、交互に発光してもよい。
【００２３】
このようにすれば、第１の光源部が発光することによる照射光の強度分布と、第２の光源部が発光することによる照射光の強度分布とを形成することができる。
【００２４】
また本発明の一態様では、前記第１の光源部が発光する期間に、前記第１の光源部が前記第１の光源光を出射することで、第１の照射光強度分布を形成し、前記第２の光源部が発光する期間に、前記第２の光源部が前記第２の光源光を出射することで、前記第１の照射強度分布とは強度分布が異なる第２の照射光強度分布を形成してもよい。
【００２５】
このようにすれば、強度分布が異なる２つの照射光強度分布を交互に形成することができる。
【００２６】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の照射ユニットと、前記照射ユニットから出射した照射光が検出エリアに存在する対象物により反射されることによる反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて、少なくとも前記対象物の位置する方向を検出する検出部とを含む光学式検出装置に関係する。
【００２７】
本発明の他の態様によれば、広い範囲で照射光強度分布を形成することができるから、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することなどが可能になる。
【００２８】
本発明の他の態様は、第１の光源光を出射する第１の光源部と、第２の光源光を出射する第２の光源部と、前記第１の光源光が入射される第１の入射部と、前記第２の光源光が入射される第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部との間に設けられる湾曲した出射部とを有するライトガイドと、前記出射部から出射した照射光が検出エリアに存在する対象物により反射されることによる反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて、少なくとも前記対象物の位置する方向を検出する検出部とを含み、前記出射部は、前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差する第１の仮想面に第１の端縁を有し、前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差し、且つ、前記第１の仮想面と交差する第２の仮想面に第２の端縁を有する光学式検出装置に関係する。
【００２９】
本発明の他の態様によれば、第１の光源光及び第２の光源光に基づいて、第１の仮想面と第２の仮想面とに挟まれた領域に放射状に照射光を出射することができるから、広い範囲に照射光強度分布を形成することができる。その結果、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することなどが可能になる。
【００３０】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の光学式検出装置と、前記光学式検出装置からの検出情報に基づいて処理を行う情報処理装置と、前記情報処理装置からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置とを含む情報処理システムに関係する。
【００３１】
本発明の他の態様によれば、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することができるから、例えば投射型表示装置やデジタルサイネージ用の表示装置のように表示エリアが広い場合であっても、従来よりも小型な構成でポインティング等による情報入力などが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、照射ユニットの基本的な構成例。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、照射ユニットによる照射光の強度分布を説明する図。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、照射ユニットの第１の構成例及びその変形例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、照射ユニットの第２の構成例。
【図５】照射ユニットの第３の構成例。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、照射ユニットの第４の構成例及びその変形例。
【図７】照射ユニットの詳細な構成例。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、照射ユニットを含む光学式検出装置の基本的な構成例。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、情報処理システムの構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３４】
１．照射ユニット
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットの基本的な構成例を示す。本実施形態の照射ユニットＥＵは、ライトガイドＬＧ及び第１、第２の光源部ＬＳ１、ＬＳ２を含む。本実施形態の照射ユニットＥＵは、後述する光学式検出装置の照射光を出射するための照射ユニットとして用いることができる。なお、本実施形態の照射ユニットＥＵは、図１（Ａ）、図１（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００３５】
第１の光源部ＬＳ１は、ライトガイドＬＧの第１の入射部ＬＡ１に第１の光源光を出射し、第２の光源部ＬＳ２は、ライトガイドＬＧの第２の入射部ＬＡ２に第２の光源光を出射する。第１、第２の光源部ＬＳ１、ＬＳ２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を有し、例えば赤外光（可視光領域に近い近赤外線）の光源光を放出する。第１の光源光に基づいて第１の照射光ＬＴ１が、また第２の光源光に基づいて第２の照射光ＬＴ２が照射ユニットＥＵからそれぞれ照射される。後述するように、これら２つの照射光ＬＴ１、ＬＴ２は異なる強度分布を有する。
【００３６】
ライトガイドＬＧ（導光部材）は、第１、第２の光源部ＬＳ１、ＬＳ２が出射した光源光を導光するものである。図１（Ａ）に示すように、ライトガイドＬＧは、第１の光源光が入射される第１の入射部ＬＡ１と、第２の光源光が入射される第２の入射部ＬＡ２と、第１の入射部ＬＡ１と第２の入射部ＬＡ２との間に設けられる湾曲した出射部ＬＢとを有する。
【００３７】
出射部ＬＢは、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差する第１の仮想面ＳＦ１に第１の端縁ＡＲ１を有する。また、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差し、且つ、第１の仮想面ＳＦ１と交差する第２の仮想面ＳＦ２に第２の端縁ＡＲ２を有する。
【００３８】
すなわち、出射部ＬＢは、第１の入射部ＬＡ１と第２の入射部ＬＡ２とを結ぶ第１の端縁ＡＲ１（第１の曲線、第１の円弧線）と、第１の入射部ＬＡ１と第２の入射部ＬＡ２とを結ぶ第２の端縁ＡＲ２（第２の曲線、第２の円弧線）と、により規定される曲面によって構成される。
【００３９】
ここで第１、第２の仮想面ＳＦ１、ＳＦ２は、出射部ＬＢの形状を規定するための仮想的な面であって、ライトガイドＬＧを構成する面（構成要素としての面）ではない。
【００４０】
さらに、出射部ＬＢの中央部における出射部ＬＢの幅は、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２の幅よりも広い。具体的には、第１の入射部ＬＡ１の幅をＷ１とし、出射部ＬＢの中央部における出射部ＬＢの幅をＷＡとし、第２の入射部ＬＡ２の幅をＷ２とした場合に、ＷＡ＞２×Ｗ１、且つ、ＷＡ＞２×Ｗ２であってもよい。
【００４１】
ここで出射部ＬＢの幅とは、第１の端縁ＡＲ１及び第２の端縁ＡＲ２に直交する直線において、その直線と第１の端縁ＡＲ１との交点をＰ１とし、その直線と第２の端縁ＡＲ２との交点をＰ２とした場合に、交点Ｐ１と交点Ｐ２との間の距離である。
【００４２】
図示していないが、本実施形態の照射ユニットＥＵは照射方向設定部ＬＥを含み、この照射方向設定部ＬＥによって、ライトガイドＬＧの内周側から外周側へと向かう方向に照射方向が設定される。こうすることで、ライトガイドＬＧにより導光された光源光が、ライトガイドＬＧの内周側から外周側に向かう方向に、照射光ＬＴとして放射状に出射される。なお、照射ユニットＥＵの詳細な構成例については、後述する。
【００４３】
以下の説明のために、図１（Ａ）に示すように、第１、第２、第３の座標軸方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を定義しておく。すなわち、第１の光源部ＬＳ１から第２の光源部ＬＳ２へ向かう方向を第２の座標軸方向Ｄ２とし、第２の座標軸方向Ｄ２に垂直で第１の端縁ＡＲ１を含む面（第１の仮想面）に沿ってライトガイドＬＧの内周側から外周側に向かう方向を第１の座標軸方向Ｄ１とする。そして第１、第２の座標軸方向Ｄ１、Ｄ２に垂直な方向を第３の座標軸方向Ｄ３とする。
【００４４】
第３の座標軸方向Ｄ３を上方向とした場合には、第１の端縁ＡＲ１は下端縁であり、第２の端縁ＡＲ２は上端縁となる。
【００４５】
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、本実施形態の照射ユニットＥＵによる照射光の強度分布を説明する図である。
【００４６】
図２（Ａ）は、照射ユニットＥＵを第３の座標軸方向Ｄ３から見た図である。図２（Ａ）には、第１の光源部ＬＳ１からの光源光により出射される照射光ＬＴ１と、第２の光源部ＬＳ２からの光源光により出射される照射光ＬＴ２を示す。
【００４７】
第１の光源部ＬＳ１による照射光ＬＴ１は、ライトガイドＬＧの一端側（第１の入射部ＬＡ１が設けられる側）で強度（放射強度、光度）が高くなり、他端側で強度が低くなる。一方、第２の光源部ＬＳ２による照射光ＬＴ２は、ライトガイドＬＧの他端側（第２の入射部ＬＡ２が設けられる側）で強度が高くなり、一端側で強度が低くなる。
【００４８】
このように、光源部ＬＳ１、ＬＳ２を交互に点灯させることで、２つの照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を交互に形成することができる。すなわち第１の光源部ＬＳ１が発光する期間には、ライトガイドＬＧの一端側の強度（放射強度、光度）が高くなる第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を形成し、第２の光源部ＬＳ２が発光する期間には、ライトガイドＬＧの他端側の強度が高くなる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を形成することができる。
【００４９】
図２（Ｂ）は、照射ユニットＥＵを第１の座標軸方向Ｄ１から見た図である。出射部ＬＢは、第１の仮想面ＳＦ１上で第１の光源部ＬＳ１と第２の光源部ＬＳ２とを結ぶ第１の端縁ＡＲ１と、第２の仮想面ＳＦ２上で第１の光源部ＬＳ１と第２の光源部ＬＳ２とを結ぶ第２の端縁ＡＲ２と、により規定される曲面によって構成される。
【００５０】
図２（Ｃ）は、照射ユニットＥＵを第２の座標軸方向Ｄ２から見た図である。第１の光源部ＬＳ１による照射光ＬＴ１は、第１の仮想面ＳＦ１上では強度が高くなり（図２（Ｃ）のＬＴ１−Ｓ１）、第２の仮想面ＳＦ２上では強度が低くなる（図２（Ｃ）のＬＴ１−Ｓ２）。また第２の光源部ＬＳ２による照射光ＬＴ２についても、同様である（図２（Ｃ）のＬＴ２−Ｓ１、ＬＴ２−Ｓ２）。
【００５１】
このように、本実施形態の照射ユニットＥＵによれば、光源部ＬＳ１、ＬＳ２を交互に点灯させることで、第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を交互に形成することができる。これらの照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２は、３次元的な強度分布である。例えば第１の照射光強度分布ＬＩＤ１は、ライトガイドＬＧの一端側の強度が高く、他端側の強度が低くなり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１上で強度が高く、第２の仮想面ＳＦ２上で強度が低くなる分布である。また、第２の照射光強度分布ＬＩＤ２は、ライトガイドＬＧの一端側の強度が低く、他端側の強度が高くなり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１上で強度が高く、第２の仮想面ＳＦ２上で強度が低くなる分布である。また第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との間の中間の領域における強度は、第１の強度（例えばＬＴ１−Ｓ１）と第２の強度（例えばＬＴ１−Ｓ２）との間の中間の強度である。
【００５２】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵの第１の構成例及びその変形例を示す。
【００５３】
図３（Ａ）の第１の構成例では、第１の光源部ＬＳ１は第１の発光素子ＬＤ１を有し、第２の光源部ＬＳ２は第２の発光素子ＬＤ２を有する。第１の発光素子ＬＤ１の光軸方向ＡＸ１は、第１の発光素子ＬＤ１の光軸方向ＡＸ１と第１の仮想面ＳＦ１との成す角（図３（Ａ）のθ１）が、第１の発光素子ＬＤ１の光軸方向ＡＸ１と第２の仮想面ＳＦ２との成す角（図３（Ａ）のθ２）より小さくなる方向に設定される。同様に、第２の発光素子ＬＤ２の光軸方向ＡＸ２は、第２の発光素子ＬＤ２の光軸方向ＡＸ２と第１の仮想面ＳＦ１との成す角が、第２の発光素子ＬＤ２の光軸方向ＡＸ２と第２の仮想面ＳＦ２との成す角より小さくなる方向に設定される。すなわち、第１、第２の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２の光軸方向ＡＸ１、ＡＸ２は、第１の仮想面ＳＦ１により近くなるようにそれぞれ設定される。
【００５４】
このようにすることで、第１、第２の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２から出射される光源光は、第１の仮想面ＳＦ１に近い光軸方向に対して強度（放射強度、光度）が高くなる。その結果、照射ユニットＥＵから出射される照射光ＬＴ１、ＬＴ２は、第１の仮想面ＳＦ１上での強度が高くなり、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる。
【００５５】
図３（Ｂ）の変形例では、図３（Ａ）の構成例と同じく、第１の光源部ＬＳ１は第１の発光素子ＬＤ１を有し、第２の光源部ＬＳ２は第２の発光素子ＬＤ２を有する。そして第１、第２の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２の光軸方向ＡＸ１、ＡＸ２は、第１の仮想面ＳＦ１に沿ってそれぞれ設定される。
【００５６】
このようにすることで、第１、第２の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２から出射される光源光は、第１の仮想面ＳＦ１上で強度（放射強度、光度）が高くなる。その結果、照射ユニットＥＵから出射される照射光ＬＴ１、ＬＴ２は、第１の仮想面ＳＦ１上での強度が高くなり、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる。
【００５７】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵの第２の構成例を示す。第２の構成例では、ライトガイドＬＧは、第１の仮想面ＳＦ１上（第１の端縁ＡＲ１側）では出光効率が高く、第１の仮想面ＳＦ１（第１の端縁ＡＲ１）から第２の仮想面ＳＦ２（第２の端縁ＡＲ２）に向かって出光効率が低くなる出光特性を有する。
【００５８】
ライトガイドＬＧの外周側及び内周側の少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの光源光の出光効率を調整するための加工が施されている。加工手法としては、例えば図４（Ａ）に示すように、スタンパーやインジェクションでドットパターンＤＰを形成する手法がある。ライトガイドＬＧにより導光された光源光は、ドットパターンＤＰにより反射・屈折されて、ライトガイドＬＧの外周方向に向かって出射する。このドットパターンＤＰの密度を変化させることで、ライトガイドＬＧの出光効率を変化させることができる。
【００５９】
具体的には、図４（Ｂ）に示すように、第１の端縁ＡＲ１に向かってドットパターンＤＰの密度を高くし、第２の端縁ＡＲ２に向かってドットパターンＤＰの密度を低くする。こうすることで、図４（Ａ）に示すように、第１の端縁ＡＲ１の近くでは、ドットパターンＤＰの密度が高いから、ドットパターンＤＰで反射・屈折してライトガイドＬＧから出射される出光効率が高くなる。逆に、第２の端縁ＡＲ２の近くでは、ドットパターンＤＰの密度が低いから、ライトガイドＬＧの出光効率は低くなる。その結果、照射ユニットＥＵから出射される照射光ＬＴ１、ＬＴ２は、第１の仮想面ＳＦ１（第１の端縁ＡＲ１に沿う側）での強度が高くなり（例えば図４（Ａ）のＬＴ１−Ｓ１）、第２の仮想面ＳＦ２（第２の端縁ＡＲ２に沿う側）での強度が低くなる（例えば図４（Ａ）のＬＴ１−Ｓ２）。また第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との間の中間の領域における強度は、第１の強度（例えばＬＴ１−Ｓ１）と第２の強度（例えばＬＴ１−Ｓ２）との間の中間の強度である。
【００６０】
なお、図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、ドットパターンＤＰを設ける手法を示しているが、他の手法、例えばライトガイドＬＧに溝（プリズムパターン）を設ける手法を用いることもできる。また、これらのパターンをライトガイドＬＧの外周側（照射光が出射される側）に設けてもよい。
【００６１】
図５に、本実施形態の照射ユニットＥＵの第３の構成例を示す。第３の構成例では、照射ユニットＥＵはライトガイドＬＧから出射される照射光ＬＴの照射方向を規定する照射方向設定部ＬＥを含み、照射方向設定部ＬＥは、第１の仮想面ＳＦ１上では出光効率が高く、第１の仮想面ＳＦ１から第２の仮想面ＳＦ２に向かって出光効率が低くなる出光特性を有する。
【００６２】
具体的には、例えば照射方向設定部ＬＥにグラデーションフィルムＧＦを設けることで、上記の出光特性を得ることができる。このグラデーションフィルムＧＦは、透過率の勾配を有するフィルムであって、第１の端縁ＡＲ１に沿う側では透過率が高く、第２の端縁ＡＲ２に沿う側に向かって透過率が低くなる。こうすることで、照射ユニットＥＵから出射される照射光ＬＴ１、ＬＴ２は、第１の仮想面ＳＦ１上での強度が高くなり、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる。
【００６３】
なお、グラデーションフィルムＧＦは、後述する照射方向設定部ＬＥ（図８）に含まれるプリズムシートＰＳとルーバーフィルムＬＦとの間に設けてもよいし、或いはルーバーフィルムＬＦの外周側に設けてもよい。
【００６４】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵの第４の構成例及びその変形例を示す。図６（Ａ）に示す第４の構成例では、第１の光源部ＬＳ１は、第１の光源部用の第１の発光素子ＬＤ１ＬＳ１及び第１の光源部用の第２の発光素子ＬＤ２ＬＳ１を含む。また、図示していないが、第２の光源部ＬＳ２は、第２の光源部用の第３の発光素子ＬＤ３ＬＳ２及び第２の光源部用の第４の発光素子ＬＤ４ＬＳ２を含む。
【００６５】
第１の発光素子ＬＤ１ＬＳ１の光軸方向である第１の光軸方向ＬＳＥ１は、第１の光軸方向ＬＳＥ１と第１の仮想面ＳＦ１との成す角度が、第１の光軸方向ＬＳＥ１と第２の仮想面ＳＦ２との成す角度よりも小さくなる方向に設定される。そして、第２の発光素子ＬＤ２ＬＳ１の光軸方向である第２の光軸方向ＬＳＥ２は、第２の光軸方向ＬＳＥ２と第２の仮想面ＳＦ２との成す角度が、第２の光軸方向ＬＳＥ２と第１の仮想面ＳＦ１との成す角度よりも小さくなる方向に設定される。また第１の発光素子ＬＤ１ＬＳ１の光量（明るさ、全光束）は、第２の発光素子ＬＤ２ＬＳ１の光量より大きく設定される。
【００６６】
図６（Ａ）では、例えば第１の発光素子ＬＤ１ＬＳ１の光軸方向及び光量をベクトルＬＳＥ１で示し、第２の発光素子ＬＤ２ＬＳ１の光軸方向及び光量をベクトルＬＳＥ２で示す。発光素子の光量（明るさ、全光束）は発光素子に流れる電流（発光電流）に比例するから、ＬＤ１ＬＳ１に流れる電流をＬＤ２ＬＳ１に流れる電流より大きく設定することで、上記のように光量を設定することができる。
【００６７】
同様に、第３の発光素子ＬＤ３ＬＳ２の光軸方向である第３の光軸方向は、第３の光軸方向と第１の仮想面ＳＦ１との成す角度が、第３の光軸方向と第２の仮想面ＳＦ２との成す角度よりも小さくなる方向に設定される。そして、第４の発光素子ＬＤ４ＬＳ２の光軸方向である第４の光軸方向は、第４の光軸方向と第２の仮想面ＳＦ２との成す角度が、第４の光軸方向と第１の仮想面ＳＦ１との成す角度よりも小さくなる方向に設定される。また、第３の発光素子ＬＤ３ＬＳ２の光量（明るさ、全光束）は、第４の発光素子ＬＤ４ＬＳ２の光量より大きく設定される。
【００６８】
このようにすることで、第１の仮想面ＳＦ１上で強度が高くなり、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる照射光強度分布を得ることができる。
【００６９】
図６（Ｂ）に示す変形例では、第１の光源部ＬＳ１は、第１の光源部用の第５の発光素子ＬＤ５ＬＳ１をさらに含む。第５の発光素子ＬＤ５ＬＳ１の光軸方向は、第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との中間の方向に設定される。また第５の発光素子ＬＤ５ＬＳ１の光量（明るさ、全光束）は、第１の発光素子ＬＤ１ＬＳ１の光量と第２の発光素子ＬＤ２ＬＳ１の光量との中間の光量に設定される。図６（Ｂ）では、例えば第５の発光素子ＬＤ５ＬＳ１の光軸方向及び光量をベクトルＬＳＥ５で示す。
【００７０】
同様に、第２の光源部ＬＳ２は、第２の光源部用の第６の発光素子ＬＤ６ＬＳ２をさらに含む。第６の発光素子ＬＤ６ＬＳ２の光軸方向は、第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との中間の方向に設定される。また第６の発光素子ＬＤ６ＬＳ２の光量（明るさ、全光束）は、第３の発光素子ＬＤ３ＬＳ２の光量と第４の発光素子ＬＤ４ＬＳ２の光量との中間の光量に設定される。
【００７１】
このようにすることで、第１の仮想面ＳＦ１上で強度が高くなり、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる照射光強度分布を得ることができる。さらにこの変形例では、各光源部に３個の発光素子を設けることで、第１の仮想面ＳＦ１から第２の仮想面ＳＦ２に向かって、照射光強度の滑らかな勾配を得ることが可能になる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態の照射ユニットＥＵによれば、光源部ＬＳ１、ＬＳ２を交互に点灯させることで、２つの異なる照射光強度分布（第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２）を交互に形成することができる。これらの照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２は、３次元的な強度分布であって、例えば第１の照射光強度分布ＬＩＤ１は、ライトガイドＬＧの一端側（第１の入射部ＬＡ１側）の強度が高く、他端側（第２の入射部ＬＡ２側）に向かって強度が低くなり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１上で強度が高く、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなる分布である。
【００７３】
図７に、本実施形態の照射ユニットＥＵの詳細な構成例を示す。図７の構成例の照射ユニットＥＵは、光源部ＬＳ１、ＬＳ２と、ライトガイドＬＧと、照射方向設定部ＬＥを含む。また反射シートＲＳを含む。そして照射方向設定部ＬＥはプリズムシートＰＳ及びルーバーフィルムＬＦを含む。なお、本実施形態の照射ユニットＥＵは、図７の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００７４】
光源部ＬＳ１、ＬＳ２は、光源光を出射するものであり、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を有する。この光源部ＬＳ１、ＬＳ２は例えば赤外光（可視光領域に近い近赤外線）の光源光を放出する。即ち、光源部ＬＳ１、ＬＳ２が発光する光源光は、ユーザーの指やタッチペン等の対象物により効率的に反射される波長帯域の光や、外乱光となる環境光にあまり含まれない波長帯域の光であることが望ましい。具体的には、人体の表面での反射率が高い波長帯域の光である８５０ｎｍ付近の波長の赤外光や、環境光にあまり含まれない波長帯域の光である９５０ｎｍ付近の赤外光などである。
【００７５】
光源部ＬＳ１は、図７のＦ１に示すようライトガイドＬＧの一端側に設けられる。また第２の光源部ＬＳ２は、Ｆ２に示すようにライトガイドＬＧの他端側に設けられる。そして光源部ＬＳ１が、ライトガイドＬＧの一端側（Ｆ１）の光入射面に対して光源光を出射することで、照射光ＬＴ１を出射し、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を形成（設定）する。一方、光源部ＬＳ２が、ライトガイドＬＧの他端側（Ｆ２）の光入射面に対して第２の光源光を出射することで、第２の照射光ＬＴ２を出射し、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１とは強度分布が異なる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を形成する。このように照射ユニットＥＵは、強度分布が異なる照射光を出射することができる。
【００７６】
ライトガイドＬＧ（導光部材）は、光源部ＬＳ１、ＬＳ２が発光した光源光を導光するものである。例えばライトガイドＬＧは、光源部ＬＳ１、ＬＳ２からの光源光を曲線状の導光経路に沿って導光し、その形状は曲線形状になっている。具体的には図７ではライトガイドＬＧは円弧形状になっている。なお図７ではライトガイドＬＧはその中心角が１８０度の円弧形状になっているが、中心角が１８０度よりも小さい円弧形状であってもよい。ライトガイドＬＧは、例えばアクリル樹脂やポリカーボネートなどの透明な樹脂部材等により形成される。
【００７７】
ライトガイドＬＧの外周側及び内周側の少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの光源光の出光効率を調整するための加工が施されている。加工手法としては、例えば反射ドットを印刷するシルク印刷方式や、スタンパーやインジェクションで凹凸を付ける成型方式や、溝加工方式などの種々の手法を採用できる。
【００７８】
プリズムシートＰＳとルーバーフィルムＬＦにより実現される照射方向設定部ＬＥは、ライトガイドＬＧの外周側に設けられ、ライトガイドＬＧの外周側（外周面）から出射される光源光を受ける。そして曲線形状（円弧形状）のライトガイドＬＧの内周側から外周側へと向かう方向に照射方向が設定された照射光ＬＴ１、ＬＴ２を出射する。即ち、ライトガイドＬＧの外周側から出射される光源光の方向を、ライトガイドＬＧの例えば法線方向（半径方向）に沿った照射方向に設定（規制）する。これにより、ライトガイドＬＧの内周側から外周側に向かう方向に、照射光ＬＴ１、ＬＴ２が放射状に出射されるようになる。
【００７９】
このような照射光ＬＴ１、ＬＴ２の照射方向の設定は、照射方向設定部ＬＥのプリズムシートＰＳやルーバーフィルムＬＦなどにより実現される。例えばプリズムシートＰＳは、ライトガイドＬＧの外周側から低視角で出射される光源光の方向を、法線方向側に立ち上げて、出光特性のピークが法線方向になるように設定する。またルーバーフィルムＬＦは、法線方向以外の方向の光（低視角光）を遮光（カット）する。
【００８０】
このように本実施形態の照射ユニットＥＵによれば、ライトガイドＬＧの両端に光源部ＬＳ１、ＬＳ２を設け、これらの光源部ＬＳ１、ＬＳ２を交互に点灯させることで、２つの照射光強度分布を形成することができる。すなわちライトガイドＬＧの一端側の強度が高くなる照射光強度分布ＬＩＤ１と、ライトガイドＬＧの他端側の強度が高くなる照射光強度分布ＬＩＤ２を交互に形成することができる。
【００８１】
後述するように、本実施形態の照射ユニットＥＵを光学式検出装置に用いる場合には、これらの強度分布の異なる照射光による対象物の反射光を受光することで、環境光などの外乱光の影響を最小限に抑えた、より精度の高い対象物の検出が可能になる。即ち、外乱光に含まれる赤外成分を相殺することが可能になり、この赤外成分が対象物の検出に及ぼす悪影響を最小限に抑えることが可能になる。
【００８２】
２．光学式検出装置
図８（Ａ）、図８（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵを含む光学式検出装置の基本的な構成例を示す。本実施形態の光学式検出装置１００は、検出部１１０、処理部１２０、照射ユニットＥＵ及び受光部ＲＵを含む。なお、本実施形態の光学式検出装置は、図８（Ａ）、図８（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００８３】
照射ユニットＥＵは、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したように、第１の光源光を出射する第１の光源部ＬＳ１と、第２の光源光を出射する第２の光源部ＬＳ２と、ライトガイドＬＧとを含む。
【００８４】
ライトガイドＬＧは、第１の光源光が入射される第１の入射部ＬＡ１と、第２の光源光が入射される第２の入射部ＬＡ２と、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２の間に設けられる湾曲した出射部ＬＢとを有する。
【００８５】
出射部ＬＢは、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差する第１の仮想面ＳＦ１に第１の端縁ＡＲ１を有する。また、第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２と交差し、且つ、第１の仮想面ＳＦ１と交差する第２の仮想面ＳＦ２に第２の端縁ＡＲ２を有する。
【００８６】
図８（Ｂ）に示すように、照射ユニットＥＵは、検出エリアＲＤＥＴが設定される対象面ＳＯＢに対して斜め方向となる第１の仮想面ＳＦ１と、対象面ＳＯＢに対して斜め方向となり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１よりも対象面ＳＯＢとの成す角が大きい第２の仮想面ＳＦ２とにより規定される照射範囲で、照射光ＬＴを出射する。この照射光ＬＴの強度（放射強度、光度）は、第１の仮想面ＳＦ１上において第１の強度Ｓ１であり、第２の仮想面ＳＦ２上において第１の強度Ｓ１よりも強度が低い第２の強度Ｓ２である。また、第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との間の領域における強度は、第１の強度Ｓ１と第２の強度Ｓ２との中間の強度である。図８（Ｂ）に示すように、第１の仮想面ＳＦ１と対象面ＳＯＢとの成す角をφ１とし、第２の仮想面ＳＦ２と対象面ＳＯＢとの成す角をφ２とした場合に、φ１＜φ２である。
【００８７】
ここで第１の仮想面ＳＦ１は、照射ユニットＥＵの出射部ＬＢを構成する曲面を規定する第１の端縁ＡＲ１（図１（Ａ））を含む面であり、第２の仮想面ＳＦ２は、照射ユニットＥＵの出射部ＬＢを構成する曲面を規定する第２の端縁ＡＲ２（図１（Ａ））を含む面である。
【００８８】
受光部ＲＵは、検出エリアＲＤＥＴに存在する対象物ＯＢにより照射光ＬＴが反射することによる反射光ＬＲを受光する。受光部ＲＵは、後述するように、複数の受光ユニットを含んでもよい。受光ユニットは、例えばフォトダイオードやフォトトランジスターなどで構成することができる。
【００８９】
検出部１１０は、受光部ＲＵの受光結果に基づいて、少なくとも対象物ＯＢの位置する方向（広義には位置検出情報）を検出する。具体的には、例えば図８（Ｂ）に示すように、検出部１１０は、対象物ＯＢが検出されるエリアである検出エリアＲＤＥＴがＸ−Ｙ平面に沿った対象面ＳＯＢに対して設定される場合に、検出エリアＲＤＥＴに存在する対象物ＯＢの位置に関する情報（位置検出情報）を検出する。この位置検出情報は、例えば対象物ＯＢが存在する位置のＸ座標及びＹ座標に関する情報であり、或いは対象物が存在する方向に関する情報である。また、対象物ＯＢが存在する位置のＺ座標に関する情報を含んでもよい。
【００９０】
ここでＸ−Ｙ平面とは、例えばスクリーン（投射面）２０によって規定される対象面ＳＯＢに沿った平面である。対象面ＳＯＢとは、検出エリアＲＤＥＴの設定対象となる面であって、例えばディスプレイの表示面、或いは投射型表示装置の投射面、或いはデジタルサイネージにおけるディスプレイ面などである。
【００９１】
検出エリアＲＤＥＴとは、対象物ＯＢが検出されるエリア（領域）であって、具体的には、例えば照射光ＬＴが対象物ＯＢに反射されることによる反射光ＬＲを、受光部ＲＵが受光して、対象物ＯＢを検出することができるエリアである。より具体的には、受光部ＲＵが反射光ＬＲを受光して対象物ＯＢを検出することが可能であって、かつ、その検出精度について、許容できる範囲の精度が確保できるエリアである。
【００９２】
処理部１２０は、検出部１１０からの位置検出情報に基づいて処理を行う。この処理は、例えばコマンド処理及びホバリング処理等を含む。
【００９３】
本実施形態の照射ユニットＥＵは、上述したように、第１の仮想面ＳＦ１上において第１の強度Ｓ１であり、第２の仮想面ＳＦ２上において第１の強度Ｓ１よりも強度が低い第２の強度Ｓ２である照射光ＬＴを出射する。こうすることで、例えば図８（Ｂ）のＡ１に示す位置にある対象物ＯＢに照射される照射光ＬＴの強度（明るさ、照度）と、Ａ２に示す位置にある対象物ＯＢに照射される照射光ＬＴの強度（明るさ、照度）との差を低減することができる。或いは両者をほぼ等しくすることができる。
【００９４】
従って、本実施形態の照射ユニットＥＵを含む光学式検出装置によれば、対象物ＯＢの位置が照射ユニットＥＵから遠くなるほど、出射される照射光ＬＴの強度を強くすることができるから、図８（Ｂ）のＡ１の位置での照射光の強度（明るさ、照度）とＡ２の位置での照射光の強度（明るさ、照度）をほぼ同じにすることができる。その結果、対象物ＯＢの位置検出精度を、検出エリアＲＤＥＴ内において、ほぼ均一にすることが可能になる。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態の光学式検出装置によれば、広い範囲で照射光強度分布を形成することができるから、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することなどが可能になる。
【００９６】
３．情報処理システム
図９（Ａ）、図９（Ｂ）に、本実施形態の情報処理システムの構成例を示す。図９（Ａ）の構成例は、光学式検出装置１００、情報処理装置２００及び表示装置１０を含む。情報処理装置２００は、例えばパーソナルコンピューター（ＰＣ）などであって、光学式検出装置１００からの検出情報に基づいて処理を行う。光学式検出装置１００と情報処理装置２００とは、ＵＳＢケーブルＵＳＢＣを介して電気的に接続される。表示装置１０は、例えば投射型表示装置（プロジェクター）などであって、情報処理装置２００からの画像データに基づいて、表示部（スクリーン）２０に画像を表示する。ユーザーは、表示部２０に表示された画像を参照しながら、表示画像のアイコン等をポインティングすることで、情報処理装置２００に対して必要な情報を入力することができる。
【００９７】
なお、図９（Ａ）では、光学式検出装置１００が表示部２０に取り付けられているが、他の場所に取り付けることもできる。例えば、光学式検出装置１００を表示装置１０に取り付けてもよいし、天井や壁などに取り付けてもよい。また、表示装置１０としては、投射型表示装置（プロジェクター）に限定されるものではなく、例えばデジタルサイネージ用表示装置であってもよい。
【００９８】
上述したように、本実施形態の光学式検出装置によれば、広い範囲で照射光強度分布を形成することができるから、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することなどが可能になる。従って、投射型表示装置（プロジェクター）やデジタルサイネージ用の表示装置のように表示エリアが広い場合であっても、従来よりも小型な構成でポインティング等による情報入力などが可能になる。
【００９９】
図９（Ｂ）の構成例では、表示装置１０として情報処理装置２００（ＰＣ）に内蔵されたディスプレイ２２０が用いられる。光学式検出装置１００はディスプレイ２２０に着脱可能であって、ＵＳＢケーブルＵＳＢＣを介して情報処理装置２００と電気的に接続される。
【０１００】
上述したように、本実施形態の光学式検出装置によれば、従来よりも小型な構成で対象物の位置を検出することができる。その結果、例えばタッチパネル機能を持たないディスプレイに本実施形態の光学式検出装置を後付けで装着することにより、ディスプレイに手を加えずにタッチパネル機能を付加することなどが可能になる。
【０１０１】
なお、上述した処理部１２０が行う処理（コマンド処理及びホバリング処理等）を、情報処理装置２００が行ってもよい。
【０１０２】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また照射ユニット、光学式検出装置及び情報処理システムの構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
ＥＵ 照射ユニット、ＲＵ 受光部、ＬＴ、ＬＴ１、ＬＴ２ 照射光、ＬＲ 反射光、
ＡＲ１、ＡＲ２ 第１、第２の端縁、
ＲＤＥＴ 検出エリア、ＳＯＢ 対象面、ＯＢ 対象物、ＳＦ１ 第１の仮想面、
ＳＦ２ 第２の仮想面、ＬＧ ライトガイド、ＬＡ１、ＬＡ２ 入射部、ＬＢ 出射部、
ＬＳ１、ＬＳ２ 光源部、ＬＤ１〜ＬＤ６ 発光素子、ＲＳ 反射シート、
ＰＳ プリズムシート、ＬＦ ルーバーフィルム、ＬＥ 照射方向設定部、
ＬＩＤ１ 第１の照射光強度分布、ＬＩＤ２ 第２の照射光強度分布、
１０ 表示装置、２０ 表示部、１００ 光学式検出装置、１１０ 検出部、
１２０ 処理部、２００ 情報処理装置、２２０ ディスプレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源光を出射する第１の光源部と、
第２の光源光を出射する第２の光源部と、
前記第１の光源光が入射される第１の入射部と、前記第２の光源光が入射される第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部との間に設けられる湾曲した出射部とを有するライトガイドとを含み、
前記出射部は、
前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差する第１の仮想面に第１の端縁を有し、
前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差し、且つ、前記第１の仮想面と交差する第２の仮想面に第２の端縁を有することを特徴とする照射ユニット。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の入射部の幅をＷ１とし、前記出射部の中央部における前記出射部の幅をＷＡとし、前記第２の入射部の幅をＷ２とした場合に、ＷＡ＞２×Ｗ１、且つ、ＷＡ＞２×Ｗ２であることを特徴とする照射ユニット。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の光源部は、第１の発光素子を有し、
前記第２の光源部は、第２の発光素子を有し、
前記第１の発光素子の光軸方向である第１の光軸方向は、前記第１の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第１の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、
前記第２の発光素子の光軸方向である第２の光軸方向は、前記第２の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第２の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１の発光素子の光軸方向である前記第１の光軸方向は、前記第１の仮想面に沿って設定され、
前記第２の発光素子の光軸方向である前記第２の光軸方向は、前記第１の仮想面に沿って設定されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項５】
請求項２において、
前記ライトガイドは、前記第１の仮想面上では出光効率が高く、前記第１の仮想面から前記第２の仮想面に向かって前記出光効率が低くなる出光特性を有することを特徴とする照射ユニット。
【請求項６】
請求項２において、
前記ライトガイドから出射される前記照射光の照射方向を規定する照射方向設定部を含み、
前記照射方向設定部は、前記第１の仮想面上では出光効率が高く、前記第１の仮想面から前記第２の仮想面に向かって前記出光効率が低くなる出光特性を有することを特徴とする照射ユニット。
【請求項７】
請求項２において、
前記第１の光源部は、前記第１の光源部用の第１の発光素子及び前記第１の光源部用の第２の発光素子を有し、
前記第２の光源部は、前記第２の光源部用の第３の発光素子及び前記第２の光源部用の第４の発光素子を有し、
前記第１の発光素子の光軸方向である第１の光軸方向は、前記第１の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第１の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、
前記第２の発光素子の光軸方向である第２の光軸方向は、前記第２の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度が、前記第２の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、
前記第３の発光素子の光軸方向である第３の光軸方向は、前記第３の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第３の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、
前記第４の発光素子の光軸方向である第４の光軸方向は、前記第４の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度が、前記第４の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項８】
請求項７において、
前記第１の発光素子の光量は、前記第２の発光素子の光量より大きく設定され、
前記第３の発光素子の光量は、前記第４の発光素子の光量より大きく設定されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記第１の光源部と前記第２の光源部とは、交互に発光することを特徴とする照射ユニット。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１の光源部が発光する期間に、
前記第１の光源部が前記第１の光源光を出射することで、第１の照射光強度分布を形成し、
前記第２の光源部が発光する期間に、
前記第２の光源部が前記第２の光源光を出射することで、前記第１の照射強度分布とは強度分布が異なる第２の照射光強度分布を形成することを特徴とする照射ユニット。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の照射ユニットと、
前記照射ユニットから出射した照射光が検出エリアに存在する対象物により反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて、少なくとも前記対象物の位置する方向を検出する検出部とを含むことを特徴とする光学式検出装置。
【請求項１２】
第１の光源光を出射する第１の光源部と、
第２の光源光を出射する第２の光源部と、
前記第１の光源光が入射される第１の入射部と、前記第２の光源光が入射される第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部との間に設けられる湾曲した出射部とを有するライトガイドと、
前記出射部から出射した照射光が検出エリアに存在する対象物により反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて、少なくとも前記対象物の位置する方向を検出する検出部とを含み、
前記出射部は、
前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差する第１の仮想面に第１の端縁を有し、
前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差し、且つ、前記第１の仮想面と交差する第２の仮想面に第２の端縁を有することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の光学式検出装置と、
前記光学式検出装置からの検出情報に基づいて処理を行う情報処理装置と、
前記情報処理装置からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置とを含むことを特徴とする情報処理システム。
【請求項１】
第１の光源光を出射する第１の光源部と、
第２の光源光を出射する第２の光源部と、
前記第１の光源光が入射される第１の入射部と、前記第２の光源光が入射される第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部との間に設けられる湾曲した出射部とを有するライトガイドとを含み、
前記出射部は、
前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差する第１の仮想面に第１の端縁を有し、
前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差し、且つ、前記第１の仮想面と交差する第２の仮想面に第２の端縁を有することを特徴とする照射ユニット。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の入射部の幅をＷ１とし、前記出射部の中央部における前記出射部の幅をＷＡとし、前記第２の入射部の幅をＷ２とした場合に、ＷＡ＞２×Ｗ１、且つ、ＷＡ＞２×Ｗ２であることを特徴とする照射ユニット。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の光源部は、第１の発光素子を有し、
前記第２の光源部は、第２の発光素子を有し、
前記第１の発光素子の光軸方向である第１の光軸方向は、前記第１の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第１の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、
前記第２の発光素子の光軸方向である第２の光軸方向は、前記第２の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第２の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１の発光素子の光軸方向である前記第１の光軸方向は、前記第１の仮想面に沿って設定され、
前記第２の発光素子の光軸方向である前記第２の光軸方向は、前記第１の仮想面に沿って設定されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項５】
請求項２において、
前記ライトガイドは、前記第１の仮想面上では出光効率が高く、前記第１の仮想面から前記第２の仮想面に向かって前記出光効率が低くなる出光特性を有することを特徴とする照射ユニット。
【請求項６】
請求項２において、
前記ライトガイドから出射される前記照射光の照射方向を規定する照射方向設定部を含み、
前記照射方向設定部は、前記第１の仮想面上では出光効率が高く、前記第１の仮想面から前記第２の仮想面に向かって前記出光効率が低くなる出光特性を有することを特徴とする照射ユニット。
【請求項７】
請求項２において、
前記第１の光源部は、前記第１の光源部用の第１の発光素子及び前記第１の光源部用の第２の発光素子を有し、
前記第２の光源部は、前記第２の光源部用の第３の発光素子及び前記第２の光源部用の第４の発光素子を有し、
前記第１の発光素子の光軸方向である第１の光軸方向は、前記第１の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第１の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、
前記第２の発光素子の光軸方向である第２の光軸方向は、前記第２の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度が、前記第２の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、
前記第３の発光素子の光軸方向である第３の光軸方向は、前記第３の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度が、前記第３の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定され、
前記第４の発光素子の光軸方向である第４の光軸方向は、前記第４の光軸方向と前記第２の仮想面との成す角度が、前記第４の光軸方向と前記第１の仮想面との成す角度よりも小さくなる方向に設定されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項８】
請求項７において、
前記第１の発光素子の光量は、前記第２の発光素子の光量より大きく設定され、
前記第３の発光素子の光量は、前記第４の発光素子の光量より大きく設定されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記第１の光源部と前記第２の光源部とは、交互に発光することを特徴とする照射ユニット。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１の光源部が発光する期間に、
前記第１の光源部が前記第１の光源光を出射することで、第１の照射光強度分布を形成し、
前記第２の光源部が発光する期間に、
前記第２の光源部が前記第２の光源光を出射することで、前記第１の照射強度分布とは強度分布が異なる第２の照射光強度分布を形成することを特徴とする照射ユニット。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の照射ユニットと、
前記照射ユニットから出射した照射光が検出エリアに存在する対象物により反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて、少なくとも前記対象物の位置する方向を検出する検出部とを含むことを特徴とする光学式検出装置。
【請求項１２】
第１の光源光を出射する第１の光源部と、
第２の光源光を出射する第２の光源部と、
前記第１の光源光が入射される第１の入射部と、前記第２の光源光が入射される第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部との間に設けられる湾曲した出射部とを有するライトガイドと、
前記出射部から出射した照射光が検出エリアに存在する対象物により反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて、少なくとも前記対象物の位置する方向を検出する検出部とを含み、
前記出射部は、
前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差する第１の仮想面に第１の端縁を有し、
前記第１の入射部及び前記第２の入射部と交差し、且つ、前記第１の仮想面と交差する第２の仮想面に第２の端縁を有することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の光学式検出装置と、
前記光学式検出装置からの検出情報に基づいて処理を行う情報処理装置と、
前記情報処理装置からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置とを含むことを特徴とする情報処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１６００４０（Ｐ２０１２−１６００４０Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５１３（Ｐ２０１１−１９５１３）
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【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８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【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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