(57)【要約】【課題】光学式位置検出手段を低コストかつ低消費電力に構成する。【解決手段】本発明の位置検出装置１０は、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを放出する位置検出用光源１２Ａ，１２Ｂと、該位置検出光を出射する検出平面領域１０Ｐを備えた表面３０ａと、該表面に沿った領域に配置され、前記検出平面領域において前記表面上に配置された検出対象物Ｏｂによる前記位置検出光の反射光の少なくとも一部を検出する光検出器１５と、前記反射光の前記光検出器による検出値に基づいて前記検出対象物の前記検出平面領域内の平面的な位置情報を求める制御手段と、を具備し、前記光検出器の前記表面と直交する方向の光検出方位角範囲は、前記表面に沿った方向の光検出方位角範囲よりも狭いことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出光を放出する位置検出用光源と、
該位置検出光を出射する検出平面領域を備えた表面と、
該表面に沿った領域に配置され、前記検出平面領域において前記表面上に配置された検出対象物による前記位置検出光の反射光の少なくとも一部を検出する光検出器と、
前記反射光の前記光検出器による検出値に基づいて前記検出対象物の前記検出平面領域内の前記表面上の位置情報を求める制御手段と、
を具備し、
前記光検出器の前記表面と直交する方向の光検出方位角範囲は、前記表面に沿った方向の光検出方位角範囲よりも狭いことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記光検出器は、前記反射光を検出する光検出部と、該光検出部へ前記反射光を導く受光部とを有し、該受光部には、前記光検出方位角範囲を前記表面と直交する方向に制限する検出方位限定手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記光検出器は、前記反射光を検出する光検出部と、該光検出部へ前記反射光を導く受光部とを有し、該受光部には、前記光検出方位角範囲を前記表面に沿った方向に拡大する検出方位拡大手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記光検出器は、前記反射光を検出する光検出部と、該光検出部へ前記反射光を導く受光部とを有し、該受光部には、前記光検出方位角範囲を前記表面と直交する方向に制限する検出方位限定手段と、前記光検出方位角範囲を前記表面に沿った方向に拡大する検出方位拡大手段とが設けられることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記検出方位制限手段は前記反射光を遮光する遮光材で構成されることを特徴とする請求項２又は４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記検出方位拡大手段は、前記反射光を偏向させることにより前記光検出方位角範囲を拡大する光偏向手段で構成されることを特徴とする請求項３又は４に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記光偏向手段は、前記光検出部とは反対側の面の前記表面に沿った断面が凸曲面状の透光材で構成されることを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記光偏向手段は、前記光検出部の側の面の前記表面に沿った断面が凹凸状に構成され、若しくは、当該面が粗面とされた透光材で構成されることを特徴とする請求項６又は７に記載の位置検出装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記位置検出光によって構成される第１の光出射分布と、これとは異なる第２の光出射分布を前記表面上の前記検出平面領域にそれぞれ形成するとともに、前記第１の光出射分布を構成する第１の前記位置検出光に起因する前記光検出器の出力成分と、前記第２の光出射分布を構成する第２の前記位置検出光に起因する前記光検出器の出力成分とに基づいて前記検出対象物の位置情報を求めることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
位置検出光を放出する位置検出用光源と、
該位置検出光を出射する検出平面領域を備えた表面と、
該表面に沿った領域に配置され、前記検出平面領域において前記表面上に配置された検出対象物による前記位置検出光の反射光の少なくとも一部を検出する光検出器と、
前記反射光の前記光検出器による検出値に基づいて前記検出対象物の前記検出平面領域内の平面的な位置情報を求める制御手段と、
前記検出平面領域に対し少なくとも一部が平面的に重なる表示領域を備え、前記表面を構成するか、或いは、前記表面の背後に配置された電気光学パネルと、
を具備し、
前記光検出器の前記表面と直交する方向の光検出方位角範囲は、前記表面に沿った方向の光検出方位角範囲よりも狭いことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
前記表面には前記表示領域を光学的に露出する表示画面領域と、該表示画面領域を包囲する縁領域とが設けられ、前記検出平面範囲は前記表示画面領域内に配置され、前記光検出器は前記縁領域に配置されることを特徴とする請求項９に記載の電気光学装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記位置検出光によって構成される第１の光出射分布と、これとは異なる第２の光出射分布を前記表面上の前記検出平面領域にそれぞれ形成するとともに、前記第１の光出射分布を構成する第１の前記位置検出光に起因する前記光検出器の出力成分と、前記第２の光出射分布を構成する第２の前記位置検出光に起因する前記光検出器の出力成分とに基づいて前記検出対象物の位置情報を求めることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明装置及び電気光学装置に係り、特に、光学式位置検出手段を備えた表示機器に用いる場合に好適な照明装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示体などの電気光学装置を備えた表示機器には、表示画面を視認可能とするために、或いは、その視認性を高めるために、バックライト等の照明装置が用いられる場合がある。また、上記表示機器には、表示画面にタッチパネル等の指示位置検出手段が設けられる場合もあり、この場合には、表示画面の特定箇所をペンや指などで指示することで、当該指示位置が検出され、情報処理装置等に入力される。
【０００３】
上記のタッチパネル等の指示位置検出手段（位置座標入力手段）としては、表示画面への接触状態を機械的・電気的に検出するための静電容量式若しくは抵抗膜式等のタッチパネルが知られている他、例えば、表示画面に沿って多数の赤外線を縦横に走らせるとともにこれらの赤外線を検出する光検出器を対応して設けることで、これらの赤外線を指等で遮断したときに当該指等の位置座標を検出可能とした光学式タッチパネルが知られている。一般に光学式タッチパネルといっても種々のものが知られているが、例えば、以下の特許文献１及び２に記載されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９５６４４号公報
【特許文献２】特開２００４−３０３１７２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、前述の光学式タッチパネルでは、表示画面の近傍に検出すべき位置座標の分解能に対応する多数の光源及び光検出器或いは光スイッチや導光構造などを配列させる必要があるので、光学素子の数が多くなるために高い製造コストを負担しなければならず、また、消費電力が増大するという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、光学式位置検出手段を低コストかつ低消費電力となるように構成できる照明装置、及び、これを用いた電気光学装置（表示装置）を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
斯かる実情に鑑み、本発明の位置検出装置は、位置検出光を放出する位置検出用光源と、該位置検出光を出射する検出平面領域を備えた表面と、該表面に沿った領域に配置され、前記検出平面領域において前記表面上に配置された検出対象物による前記位置検出光の反射光の少なくとも一部を検出する光検出器と、前記反射光の前記光検出器による検出値に基づいて前記検出対象物の前記検出平面領域内の平面的な位置情報を求める制御手段と、を具備し、前記光検出器の前記表面と直交する方向の光検出方位角範囲は、前記表面に沿った方向の光検出方位角範囲よりも狭いことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、位置検出用光源から放出される位置検出光が検出平面領域において表面上に配置される検出対象物により反射され、その反射光の少なくとも一部が表面に沿った領域に配置された光検出器によって検出され、この光検出器の検出値に基づいて制御部が検出対象物の検出平面領域内の平面的な位置情報を求める。このような位置検出装置では、従来のように表示画面の近傍に多数の素子や導光構造を設ける必要がないので、光学式位置検出手段を低コストかつ低消費電力となるように構成できる。特に、光検出器における表面と直交する方向の光検出方位角範囲が表面に沿った方向の光検出方位角範囲よりも狭いことにより、上記表面から検出予定高さ範囲よりも離間した物の位置を検出するなどの誤検出を防止することができるとともに、表面上の検出平面領域内のより広い範囲を光検出器によって検出することが可能になるので、検出漏れを低減でき、また、光検出器の数を低減することが可能になる。
【０００９】
本発明の一の態様においては、前記光検出器は、前記反射光を検出する光検出部と、該光検出部へ前記反射光を導く受光部とを有し、該受光部には、前記光検出方位角範囲を前記表面と直交する方向に制限する検出方位限定手段が設けられる。これによれば、受光部に設けた検出方位限定手段で光検出方位角範囲を表面と直交する方向に制限することにより、本発明の上記態様の光検出方位角範囲を容易に実現することができる。特に、表面と直交する方向の光検出方位角範囲を的確に設定することができるため、表面上の検出不要な高さ範囲からの反射光による誤検出を確実に防止することができる。
【００１０】
本発明の他の態様においては、前記光検出器は、前記反射光を検出する光検出部と、該光検出部へ前記反射光を導く受光部とを有し、該受光部には、前記光検出方位角範囲を前記表面に沿った方向に拡大する検出方位拡大手段が設けられる。これによれば、受光部に設けた検出方位拡大手段により光検出方位角範囲を表面に沿った方向に拡大することにより、本発明の上記態様の光検出方位角範囲を容易に実現することができる。特に、表面に沿った方向の光検出方位角範囲を検出平面領域の方位に応じて的確に設定することができるので、検出漏れの防止を確実に図ることができるとともに、光検出器の数をさらに容易に低減することが可能になる。
【００１１】
本発明の異なる態様においては、前記光検出器は、前記反射光を検出する光検出部と、該光検出部へ前記反射光を導く受光部とを有し、該受光部には、前記光検出方位角範囲を前記表面と直交する方向に制限する検出方位限定手段と、前記光検出方位角範囲を前記表面に沿った方向に拡大する検出方位拡大手段とが設けられる。これによれば、受光部に設けた検出方位限定手段と検出方向拡大手段とにより、光検出方位角範囲を前記表面と直交する方向に制限するとともに前記光検出方位角範囲を前記表面に沿った方向に拡大することにより、表面と直交する方向と表面に沿った方向についてそれぞれ範囲制限と範囲拡大とを行うので、上記態様の光検出方位角範囲をさらに容易に実現できる。
【００１２】
上記発明においては、前記検出方位制限手段は前記反射光を遮光する遮光材で構成される場合がある。これによれば、検出方位制限手段が反射光を遮光する遮光材で構成されることにより、光検出方位角範囲を容易に限定することができる。
【００１３】
また、前記検出方位拡大手段は、前記反射光を偏向させることにより前記光検出方位角範囲を拡大する光偏向手段で構成されることが好ましい。光偏向手段により、光の屈折や反射を利用して反射光の進行方向を変えることで、光検出方位角範囲を容易に拡大することができる。
【００１４】
この場合において、前記光偏向手段は、前記光検出部とは反対側の面の前記表面に沿った断面が凸曲面状の透光材で構成されることが好ましい。これによれば、光検出部とは反対側の面の表面に沿った断面が凸曲面状のレンズ材で構成されることにより、凸曲面状のレンズ面によって表面に沿った方向において広い方位角範囲内の反射光が狭い方位角範囲内に集光されるため、簡易な構成で確実に光検出方位角範囲を拡大できる。
【００１５】
また、前記光偏向手段は、前記光検出部の側の面の前記表面に沿った断面が凹凸状に構成され、若しくは、当該面が粗面とされた透光材で構成されることが好ましい。これによれば、表面に沿った方向において広い方位角範囲の端に近い方位からレンズ材に入射した反射光は、表面に沿った断面が凹凸状の上記光検出部の側の面により屈折されることにより、表面に沿った方向において狭い方位角範囲に偏向されて光検出部に導かれるので、簡易な構成で確実に光検出範囲を拡大できる。
【００１６】
なお、上記光偏向手段として、光検出部の側の面に上記の凹凸状の断面を有するとともに、光検出部とは反対側の面に上記の凸曲面状の断面を有するレンズ材を用いることがさらに望ましい。この場合には、凹凸状の断面を備えた光検出部の側の面と、凸曲面状の断面を備えた光検出部とは反対側の面とにより、表面に沿った方向において光検出方位角範囲を確実かつ大幅に拡大することができる。
【００１７】
本発明の或る態様においては、前記制御手段は、前記位置検出光によって構成される第１の光出射分布と、これとは異なる第２の光出射分布を前記表面上の前記検出平面領域にそれぞれ形成するとともに、前記第１の光出射分布を構成する第１の前記位置検出光に起因する前記光検出器の出力成分と、前記第２の光出射分布を構成する第２の前記位置検出光に起因する前記光検出器の出力成分とに基づいて前記検出対象物の位置情報を求める。これによれば、第１の光出射分布と第２の光出射分布の双方に基づく検出対象物の反射光を光検出器によって検出し、その双方にそれぞれ起因する出力成分に基づいて検出対象物の位置情報を求めることにより、外光や出射光量や反射光量のレベル変動に影響されにくくなるため、当該位置情報の精度や再現性を高めることができる。
【００１８】
ここで、両光出射分布にそれぞれ起因する光検出器の出力成分に基づいた検出対象物の位置情報の導出方法は特に限定されないが、両光出射分布にそれぞれ起因する光検出器の出力成分の比や差を用いて直接に位置情報を取得する方法だけでなく、たとえば、両光出射分布にそれぞれ起因する光検出器の出力成分同士が相互に一致するように一方の光出射分布のレベルを増減させたときの、当該レベルの増減量に基づいて検出対象物の位置情報を導出する場合なども含まれる。
【００１９】
また、上記第１の光出射分布と第２の光出射分布は相互に識別可能な態様で形成されればよく、たとえば、相互に識別可能な位置検出光で形成されるのであれば同時に形成されてもよく、また、相互に識別不可能な位置検出光で形成されるのであれば時間差をもってそれぞれが形成されるなど、光検出器の出力成分を相互にいずれの光出射分布に起因するものであるか特定できる方法で行う。また、これらの第１の光出射分布と第２の光出射分布は同じ位置検出用光源から放出される位置検出光で構成されるものであってもよく、異なる位置検出用光源から放出される位置検出用光源で構成されるものであっても構わない。
【００２０】
次に、本発明の電気光学装置は、位置検出光を放出する位置検出用光源と、該位置検出光を出射する検出平面領域を備えた表面と、該表面に沿った領域に配置され、前記検出平面領域において前記表面上に配置された検出対象物による前記位置検出光の反射光の少なくとも一部を検出する光検出器と、前記反射光の前記光検出器による検出値に基づいて前記検出対象物の前記検出平面領域内の平面的な位置情報を求める制御手段と、前記検出平面領域に対し少なくとも一部が平面的に重なる表示領域を備え、前記表面を構成するか、或いは、前記表面の背後に配置された電気光学パネルと、を具備し、前記光検出器の前記表面と直交する方向の光検出方位角範囲は、前記表面に沿った方向の光検出方位角範囲よりも狭いことを特徴とする。
【００２１】
本発明の一の態様においては、前記表面には前記表示領域を光学的に露出する表示画面領域と、該表示画面領域を包囲する縁領域とが設けられ、前記検出平面範囲は前記表示画面領域内に配置され、前記光検出器は前記縁領域に配置される。これによれば、表示画面領域には、電気光学パネルの表示領域が光学的に露出されるとともに、検出平面範囲が配置されるので、表示画面領域内の表示画像を視認しながら検出平面範囲内において指示や操作を行うことができる。
【００２２】
本発明の他の態様においては、前記制御手段は、前記位置検出光によって構成される第１の光出射分布と、これとは異なる第２の光出射分布を前記表面上の前記検出平面領域にそれぞれ形成するとともに、前記第１の光出射分布を構成する第１の前記位置検出光に起因する前記光検出器の出力成分と、前記第２の光出射分布を構成する第２の前記位置検出光に起因する前記光検出器の出力成分とに基づいて前記検出対象物の位置情報を求める。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】位置検出装置及び電気光学装置の第１実施形態の構成を模式的に示す概略断面図。
【図２】第１実施形態の表面側の構造を模式的に示す概略平面図。
【図３】第１実施形態の表面側の構成を模式的に示す概略部分断面図。
【図４】第１実施形態の光検出器の縦断面図（ａ）及び横断面図（ｂ）。
【図５】第２実施形態の光検出器の縦断面図（ａ）及び横断面図（ｂ）。
【図６】各実施形態に適用可能な構成例を示す光検出器の横断面図。
【図７】第３実施形態の光検出器の縦断面図（ａ）及び横断面図（ｂ）。
【図８】各実施形態に適用可能な構成例を示す光検出器の横断面図。
【図９】位置検出装置の制御系の全体構成を示す概略ブロック図。
【図１０】位置検出装置の検出時の各部の信号を示すタイミングチャート。
【図１１】制御部と各光源との接続関係を示すブロック図。
【図１２】位置検出装置の検出時の様子を示す概略部分断面図。
【図１３】位置検出装置の検出範囲の例を示す概略平面図（ａ）及び（ｂ）。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
[第１実施形態]
図１は本発明に係る第１実施形態の位置検出装置及び電気光学装置の構成を模式的に示す概略断面図、図２は位置検出装置及び電気光学装置を検出側（視認側）から見た様子を模式的に示す概略平面図である。
【００２６】
本実施形態の電気光学装置１００は、照明光Ｌ１を放出する照明用光源１１と、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを放出する位置検出用光源１２Ａ、１２Ｂと、照明光Ｌ１が入射する第１の導光板１３Ａと、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが入射する第２の導光板１３Ｂと、導光板１３Ａ及び１３Ｂの背後に配置される反射板１４と、上記位置検出光の出射側に配置された光検出器１５とを備えている。また、導光板１３Ａ、１３Ｂはアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明導光体からなる。第１の導光板１３Ａは、一方の辺の端面である第１の光入射面１３ａａと、この光入射面と隣接するとともに交差（図示例では直交）する光出射面１３ａｃと、この光出射面１３ａｃの反対側の背面１３ａｄとを有する。また、第２の導光板１３Ｂは、相互に対向する第２の光入射面１３ｂａ、１３ｂｂと、これらの光入射面と隣接するとともに交差（図示例では直交）する光出射面１３ｂｃと、この光出射面１３ｂｃの反対側の背面１３ｂｄとを有する。さらに、導光板１３Ａ、１３Ｂの光出射側には、必要に応じて、照明光の均一化を図るための光拡散板、照明光の指向性を高めるためのプリズムシート等の集光板などの光学シート１６が適宜に配置される。
【００２７】
上記電気光学装置１００内において、位置検出装置１０は、位置検出用光源１２Ａ、１２Ｂと、第２の導光板１３Ｂと、光検出器１５とによって構成される。この導光板１３Ｂの上記位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの光出射側には、透過型の液晶表示体等よりなる電気光学パネル２０が配置される。この電気光学パネル２０は、たとえば、透明な基板２１と２２をシール材２３で貼り合わせ、基板間に液晶２４を配置してなり、この液晶２４の配向状態を図示しない電極によりそれぞれ制御可能に構成した複数の画素を備えている。なお、必要に応じて基板２１及び２２の外面側には偏光板（図示せず）が配置される。各画素は、半導体ＩＣチップ等よりなる駆動回路２５が出力する駆動信号によって駆動され、画素ごとに所定の透過状態となるように制御される。
【００２８】
電気光学パネル２０は、上記複数の画素が配列されてなる表示領域を有し、この表示領域は、導光板１３Ａの光出射面１３ａｃの照明光Ｌ１が出射される範囲と平面的に重なるように配置される。また、導光板１３Ｂの光出射面１３ｂｃの位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが出射される範囲とも平面的に重なるように配置される。
【００２９】
電気光学パネル２０の位置検出用光源１２Ａ、１２Ｂ及び導光板１３Ｂとは反対側には光透過性を有する表装板３０が配置され、この表装板３０の外面（電気光学パネル２０とは反対側の面）上に光検出器１５が配置される。この光検出器１５はフォトダイオード等の受光素子であり、上記位置検出光の強度を検出可能となるように構成される。例えば、後述するように位置検出光が赤外線であれば、光検出器１５も赤外線に感度を有する受光素子で構成される。ここで、表装板３０の表面３０ａは位置検出装置１０において位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが出射される上述の本願発明の表面を構成するものであるが、この表面を構成する表装板３０自体は必須構成ではなく、たとえば、当該表面が電気光学パネル２０の視認側の面で構成されていてもよい。
【００３０】
照明用光源１１は例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子で構成され、図示しない駆動回路から出力される駆動信号に応じて例えば白色の照明光Ｌ１を放出する。通常、複数の照明用光源１１が第１の光入射面１３ａａに沿って（すなわち、導光板１３Ａの辺に沿って）配列された状態とされる。これによって、第１の導光板１３Ａの光出射面１３ａｃから出射される照明光Ｌ１の輝度の均一性を高めることができる。
【００３１】
位置検出用光源１２Ａ、１２Ｂは例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子で構成され、図示しない駆動回路から出力される駆動信号に応じて例えば赤外線である位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを放出する。位置検出光は特に限定されないが、後述する信号処理等によって上記照明光Ｌ１や外光と区別して検出可能なものが好ましく、上記照明光Ｌ１とは波長分布や発光態様が異なることが好ましい。
【００３２】
また、位置検出光は、本発明の対象物体Ｏｂにより効率的に反射される波長域を有することが好ましい。例えば対象物体Ｏｂが指等の人体であれば、人体の表面で反射率の高い赤外線（特に可視光領域に近い近赤外線）であることが望ましい。位置検出用光源１２Ａ、１２Ｂは相互に異なる位置から位置検出光を放出するように構成される。図示例では導光板１３Ｂの相互に対向する光入射面１３ｂａ、１３ｂｂへ向けて反対側に位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂを放出する。上記位置検出用光源１２Ａ、１２Ｂは、それぞれが光入射面１３ｂａと１３ｂｂにおいて導光板１３Ｂの辺に沿って複数配列されていることが好ましい。
【００３３】
本実施形態の第１の導光板１３Ａは本質的に第１の光入射面１３ａａ側から反対側の外縁部１３ａｂに向けた内部伝播光に対する光出射面１３ａｃからの出射光の光量比率が単調に増加する導光特性を有している。この導光特性は、例えば、第１の導光板１３Ａの光出射面１３ａｃ又は背面１３ａｄに形成された光偏向用若しくは光散乱用の微細な凹凸形状の屈折面の面積、印刷層の形成密度などで構成される光散乱構造の散乱率を上記内部伝播方向に向けて徐々に高めることで実現される。このような導光特性を設けることで、第１の光入射面１３ａａから入射した照明光Ｌ１は光出射面１３ａｃからほぼ均一に出射され、その結果、第１の導光板１３Ａが面状光源として作用するように構成される。この照明光Ｌ１は上記電気光学パネル２０を透過して表装板３０から視認側に出射される。
【００３４】
なお、本実施形態では、第１の光入射面１３ａａに隣接する光出射側の表面部分（光出射面１３ａｃの外周部）には傾斜面１３ａｇが設けられ、これにより第１の導光板１３Ａの外周部では第１の光入射面１３ａａに向けて第１の導光板１３Ａの厚みが徐々に増加するように構成される。この傾斜面１３ａｇを有する入光構造によって光出射面１３ａｃが設けられる部分の厚みの増加を抑制しつつ、第１の光入射面１３ａａの高さを大きくして照明用光源１１の光放出領域の高さと対応するように形成される。これは、近年の表示装置の薄型化の要請に応えるために第１の導光板１３Ａの厚みを小さくしつつ、小型化が進展していない発光素子（照明用光源１１）からの放出光の採り込み効率を高めて照明輝度を向上させるためである。
【００３５】
また、第２の導光板１３Ｂでは、位置検出光Ｌ２ａが第２の光入射面１３ｂａから入射して反対側に向けて内部を伝播するとともに光出射面１３ｂｃから徐々に出射し、また、位置検出光Ｌ２ｂが第２の光入射面１３ｂｂから入射して反対側に向けて内部を伝搬するとともに光出射面１３ｂｃから徐徐に出射するように構成される。この導光板１３Ｂの導光特性も、上記と同様の光散乱構造を適宜に設けることによって設定される。これらの位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂは上記電気光学パネル２０を透過して表装板３０から検出側（視認側）に出射される。
【００３６】
図２に示すように、表装板３０の検出側には電気光学装置１００の表示画面領域を確定する開口部１０１ａを備えた枠体１０１が配置され、この枠体１０１の上記表示画面領域に臨む開口縁（縁領域に相当する。）１０１ｂの一部には、光検出器１５が表示画面領域に臨むように露出している。この光検出器１５は、検出器本体１５Ａと、受光部材１５Ｂとを有している。検出器本体１５Ａは枠体１０１の内部に配置され、受光部材１５Ｂは、検出器本体１５Ａに対して上記反射光を導くように構成され、上記開口縁１０１ｂに露出した状態とされる。
【００３７】
上記開口部１０１ａによって光学的に露出してなる上記表示画面領域では、上述のように上記照明光Ｌ１が電気光学パネル２０を透過した後に出射することで、視認側から電気光学パネル２０の表示領域によって形成された所定の画像が視認できるようになっている。また、上記表示画面領域内には、上記位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが表面から出射する検出平面領域１０Ｐが設けられている。この検出平面領域１０Ｐは、上述のようにして上記位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが出射する領域であり、検出平面領域１０Ｐ内において表装板３０の表面３０ａ上に指やペン先などの検出対象物を配置すると、当該検出対象物の反射光を上記光検出器１５が検出することにより、後述するようにして検出平面領域１０Ｐ内の平面的な位置情報を得ることができるようになっている。なお、本願において、平面的な位置情報とは検出平面領域の平面内の少なくとも一方向に沿った位置情報を言う。
【００３８】
本実施形態では、図２に示すように、光検出器１５の光検出方位角範囲は、検出平面領域Ｐの表面３０ａ（図示例の場合には表装板３０の表面である。）に沿った方向については、検出器本体１５Ａの本来の範囲１０Ｓよりも広く、検出平面領域１０Ｐの全体を包含する広角の範囲１０Ｔとされている。また、図３に示すように、上記表面３０ａと直交する方向については、検出器本体１５Ａの本来の範囲１０Ｑよりも狭く、表面３０ａ上の限定された高さ範囲（例えば、０〜１５ｍｍ、特に、１〜１０ｍｍ程度）に対応する範囲１０Ｒとされている。
【００３９】
上記のようにして、本実施形態の光検出器１５の光検出方位角範囲は、表面３０ａに沿った方向よりも表面３０ａと直交する方向に狭く形成される。このような光検出方位角範囲を設ける理由は以下のとおりである。図１２に示すように、光検出器１５の表面３０ａと直交する方向の光検出方位角範囲１０Ｑが大きいと、本来は検出平面領域１０Ｐ内において表面３０ａ上に配置された検出対象物Ｏｂの位置Ｐ１を検出するための位置検出装置であるはずが、検出平面領域１０Ｐの外側に配置された、或いは、表面３０ａから離間した位置にある検出対象物Ｏｂ′の位置Ｐ２からの反射光を検出してしまい、検出対象物の誤検出を招く。一方、図１３（ａ）に示すように、光検出器１５が検出平面範囲１０Ｐに隣接して配置される場合、その表面３０ａに沿った方向の光検出方位角範囲１０Ｓが狭いと、検出平面領域１０Ｐを全てカバーすることができないので、検出平面領域１０Ｐ内に検出できない領域１０Ｐｘ，１０Ｐｙが生じてしまう。これでは、光検出器１５の数を増やすか、或いは、図１３（ｂ）に示すように光検出器１５を検出平面領域１０Ｐから図示の距離Ｌｘだけ離間させる必要があるので、前者の場合にはコスト増となり、後者の場合には感度の低下や装置の大型化を招く。
【００４０】
本実施形態では、上述の理由により光検出方位角範囲を表面３０ａと直交する方向において表面３０ａに沿った方向よりも狭くしている。そして、このようにするために、上記受光部材１５Ｂを検出器本体１５Ａの受光面側に設けている。図４（ａ）は光検出器１５の拡大縦断面図、図４（ｂ）は同拡大横断面図である。本実施形態では、検出器本体１５Ａは、ＰＩＮダイオードチップなどのフォトダイオード素子で構成される光検出部１５ａａと、この光検出部１５ａａが実装固定されたベース部１５ａｂと、光検出部１５ａａを覆い、封止する透明な封止材からなる窓部１５ａｃとによって構成される。ベース部１５ａｂは凹状に形成された収容部を有し、この収容部の底部に上記光検出部１５ａａが固定されている。
【００４１】
本実施形態では、上記検出器本体１５Ａの窓部１５ａｃ（受光面）上に受光部材１５Ｂが設けられ、この受光部材１５Ｂは、上記検出器本体１５Ａの受光面へ反射光を導くように構成される。受光部材１５Ｂは、表面３０ａと直交する方向（図４（ａ）における上下方向）の両側に遮光部１５ｂａと１５ｂｂを配し、その間に透光部１５ｂｃを配した構造を備えている。遮光部１５ｂａ、１５ｂｂは反射光を透過させない素材で構成されていればよいが、遮光部自体における反射を防止する上で黒色樹脂等の光吸収材（反射光を吸収する素材）で構成されることが好ましい。また、透光部１５ｂｃは反射光を透過させるアクリル樹脂等の透光性素材で構成されていればよいが、反射光に対する高い透過率（例えば８０％以上）を有する透明材で構成されることが望ましい。遮光部と透光部とは接着、一体成形（二色成形など）、溶接などの種々の方法で固定される。遮光部１５ｂａ、１５ｂｂは、光検出器１５の表面３０ａと直交する方向の光検出方位角範囲１０Ｒを検出本体１５Ａの本来の範囲１０Ｑよりも制限する検出方位限定手段を構成する。この検出方位限定手段は、本実施形態では、遮光部１５ｂａと１５ｂｂによりそれぞれ本来の範囲１０Ｑに対して表面３０ａと直交する方向の両側において方位角範囲を制限している。
【００４２】
また、上記受光部材１５Ｂは、図４（ｂ）に示すように光検出部１５ａａとは反対側の面が凸曲面状に構成された形状を有し、当該形状の平面形状を有する透光部１５ｂｃは外部より入射する上記反射光をより狭い入射角範囲に集光するレンズ材として機能する。なお、上記遮光部１５ｂａ、１５ｂｂもまた上記形状の平面形状を有し、透光部１５ｂｃの表面３０ａと直交する方向両側を完全に覆っている。本実施形態では、透光部１５ｂｃの光検出部１５ａａとは反対側の面が凸曲面状とされることに起因する受光部材１５Ｂの集光作用によって、表面３０ａに沿った方向（図４（ｂ）の上下方向）の広い範囲１０Ｔから入射した反射光が検出器本体１５Ａの本来の光検出方位角範囲１０Ｓ内に収められて検出可能とされる。したがって、透光部１５ｂｃは、光検出器１５の表面３０ａに沿った方向の光検出方位角範囲１０Ｔを本来の範囲１０Ｓよりも拡大する検出方位拡大手段を構成する。この検出方位拡大手段は、本実施形態では、透光部１５ｂｃの凸曲面状の外面によりそれぞれ本来の範囲１０Ｓに対して表面３０ａに沿った方向の両側において方位角範囲を拡大している。
【００４３】
なお、本実施形態において説明した上記構成では、第１の導光板１３Ａを電気光学パネル２０側に配置し、第２の導光板１３Ｂを反対側に配置して相互に平面的に重なるように構成しているが、これとは逆に、第２の導光板１３Ｂを電気光学パネル２０側に配置し、第１の導光板１３Ａを反対側に配置してもよい。また、上記構成では、第１の導光板１３Ａにおいて光入射面１３ａａ及び照明用光源１１が配置される側と、第２の導光板１３Ｂにおいて光入射面１３ｂａ及び位置検出用光源１２Ａが配置される側とを同じ側に配置しているが、相互に異なる側（反対側、或いは、相互に直交する側など）に配置しても構わない。
【００４４】
なお、本実施形態において、検出器本体１５Ａの窓部１５ａｃの表面と受光部材１５Ｂの透光部１５ｂｃの光検出部１５ａａ側の面は、透明な接着剤によって接着固定されていることが好ましいが、図示しない別の固定手段（接着テープ、保持具など）により単に当接した状態とされていたり、或いは、わずかな間隙を介して対向配置されていたりしてもよい。
【００４５】
上記のように構成された第１実施形態においては、照明光Ｌ１は、第１の光入射面１３ａａから第１の導光板１３Ａに入射した後に内部を伝播しながら徐々に光出射面１３ａｃの全体から面状に出射し、電気光学パネル２０を通過した後に表装板３０を透過して表示画面領域において視認側に出射する。この照明光Ｌ１は、電気光学パネル２０の各画素の光透過率がそれぞれ制御されることで形成される表示画像を視認可能に構成する。
【００４６】
第１の位置検出光Ｌ２ａは、第２の光入射面１３ｂａから第２の導光板１３Ａの内部を伝播しながら徐々に光出射面１３ａｃの全体から面状に出射し、電気光学パネル２０を通過して表装板３０を透過して検出平面領域１０Ｐにおいて出射する。このとき、表装板３０の表面３０ａ上に対象物体Ｏｂが存在すると、この対象物体Ｏｂによる反射光が表装板３０上に配置された光検出器１５で検出される。
【００４７】
また、位置検出光Ｌ２ｂも、第２の光入射面１３ｂａから第２の導光板１３Ｂに入射した後に内部を伝播しながら徐々に光出射面１３ｂｃの全体から面状に出射し、電気光学パネル２０及び表装板３０を透過して検出平面領域１０Ｐにおいて出射する。このとき、表装板３０の表面上に対象物体Ｏｂが存在すると、この対象物体Ｏｂによる反射光が表装板３０の表面３０ａに沿った位置であって、検出平面領域１０Ｐ以外の位置（図示例では当該領域１０Ｐに隣接する位置）に配置された光検出器１５で検出される。そして、光検出器１５で検出される反射光の光量には、上記の複数の位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの寄与が含まれる。
【００４８】
次に、上記光検出器１５での検出に基づいて対象物体Ｏｂの位置情報の取得方法について説明する。この位置情報の取得方法は種々のものが考えられるが、例えば、その一例として、光検出器１５における二つの位置検出光の検出光量の比率に基づいてそれらの減衰係数の比率を求め、この減衰係数の比率から両位置検出光の伝播距離を求めることにより、上記検出平面領域１０Ｐ内の検出対象物Ｏｂの所定方向の位置座標を求める方法が挙げられる。
【００４９】
より具体的には、１又は複数の第１の位置検出用光源１２Ａｎ（ｎ＝１〜ｋ；ｋは任意の自然数）によって表面３０ａから出射される第１の位置検出光Ｌ２ａの出射光量分布である第１の光出射分布Ｄ１が上記検出平面領域１０Ｐに形成され、１又は複数の第２の位置検出用光源１２Ｂｎ（ｎ＝１〜ｋ；ｋは任意の自然数）によって表面３０ａから出射される第２の位置検出光Ｌ２ｂの出射光量分布である第２の光出射分布Ｄ２が検出平面範囲１０Ｐに形成される場合を挙げて説明する。この場合、第１の光出射分布Ｄ１は、例えばＸ方向（図１参照）の一方側（図１の右側）に向けて徐々に出射光量が減少する分布であり、第２の光出射分布Ｄ２は、Ｘ方向の他方側（図１の左側）に向けて徐々に出射光量が減少する分布である。これらの分布Ｄ１、Ｄ２は、それぞれの位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが導光板１３Ｂ内を伝播する過程で減衰しつつ、上記光散乱構造によって適宜の出射態様が得られることで実現される。ここで、第１の位置検出用光源１２Ａｎの制御量（例えば電流量）、変換係数及び放出光量をＩａ、ｋａ及びＥａ、第２の位置検出用光源１２Ｂｎの制御量（電流量）、変換係数及び放出光量をＩｂ、ｋ及びＥｂとすれば、以下の式（１）及び（２）が成立する。
【００５０】
Ｅａ＝ｋ・Ｉａ…（１）
【００５１】
Ｅｂ＝ｋ・Ｉｂ…（２）
【００５２】
また、第１の位置検出光Ｌ２ａの減衰係数及び検出光量をｆａ及びＨａ、第２の位置検出光Ｌ２ｂの減衰係数及び検出光量をｆｂ及びＨｂとすれば、以下の式（３）及び（４）が成立する。
【００５３】
Ｈａ＝ｆａ・Ｅａ＝ｆａ・ｋ・Ｉａ…（３）
【００５４】
Ｈｂ＝ｆｂ・Ｅｂ＝ｆｂ・ｋ・Ｉｂ…（４）
【００５５】
したがって、両位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの検出光量の比であるＨａ／Ｈｂが両光出射分布Ｄ１、Ｄ２にそれぞれ起因する光検出器１５の出力成分の比で検出できるとすれば、Ｈａ／Ｈｂ＝（ｆａ・Ｅａ）／（ｆｂ・Ｅｂ）＝（ｆａ／ｆｂ）・（Ｉａ／Ｉｂ）となるから、放出光量の比Ｅａ／Ｅｂ又は制御量の比Ｉａ／Ｉｂに相当する値が分かれば、減衰係数の比ｆａ／ｆｂが以下の式（５）により判明する。
【００５６】
ｆａ／ｆｂ＝（Ｈａ／Ｈｂ）・（Ｉｂ／Ｉａ）…（５）
【００５７】
ここで、減衰係数ｆａ、ｆｂは、位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎから放出された位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの光量（放出光量）に対する光検出器１５によって検出された位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの光量（検出光量又は出力成分）の比であるから、検出対象物ＯｂのＸ座標上の位置によって、第１の光出射分布Ｄ１及び第２の光出射分布Ｄ２の傾斜態様に応じて変化する。ここで、Ｘ座標として、Ｘ方向のうち最も他方Ｘｂ側の原点をｘ＝０、最も一方Ｘａ側の最大値をｘ＝１とする相対的な座標系を用いることとすると、減衰係数の比ｆａ／ｆｂは、検出対象物ＯｂのＸ方向の座標ｘに関して（１−ｘ）／ｘと正の相関を有することとなる。いずれにしても、上記の相関関係を予め設定しておくことで、減衰係数の比ｆａ／ｆｂに基づいて、検出対象物Ｏｂの位置情報である座標ｘの値を得ることができる。
【００５８】
上記減衰係数の比ｆａ／ｆｂを求めるには、検出光量の比Ｈａ／Ｈｂを得るために位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂとを弁別する必要がある。このような方法としては、例えば、第１群の位置検出用光源１２Ａｎと第２群の位置検出用光源１２Ｂｎを別々に設けるとともに、位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂを識別して検出できるようにすればよい。ただし、位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂが識別して検出できない場合でも、第１群の位置検出用光源１２Ａｎと第２群の位置検出用光源１２Ｂｎを異なるタイミングで点灯し、それぞれのタイミングで検出光量を求めることで、上記の弁別が可能になる。たとえば、第１群の位置検出用光源１２Ａｎと第２群の位置検出用光源１２Ｂｎを逆相で点滅（例えば、矩形波状若しくは正弦波状の駆動信号を伝播距離の差に起因する位相差が無視できる周波数で相互に１８０度の位相差を持つように動作）させた上で、検出光量の波形を位相的に解析する方法がある。すなわち、位置検出用光源１２Ａｎ及び１２Ｂｎを制御することで上記の第１の光出射分布Ｄ１と、第２の光出射分布Ｄ２とを交互に形成し、これに応じて出力される光検出器１５の検出信号に基づいて一定の処理を行う。
【００５９】
図１０は、位置検出用光源１２Ａｎの制御信号Ｓ１及び位置検出用光源１２Ｂｎの制御信号Ｓ２と、光検出器１５の検出信号Ｅ０とを示すタイミングチャートである。上記制御信号Ｓ１とＳ２は図示例ではそれぞれ矩形波であり、相互に逆相の信号とされ、これに応じて位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂの発光タイミングも逆相とされる。そして、光検出器１５の検出信号Ｅ０は、上記制御信号Ｓ１、Ｓ２に対して適宜の時間遅れｔｄを有する応答である、位置検出光Ｌ２ａの検出成分（第１の光出射分布Ｄ１に起因する出力成分）Ｅ１と、位置検出光Ｌ２ｂの検出成分Ｅ２（第２の光出射分布Ｄ２に起因する出力成分）の和になる。
【００６０】
上記の検出信号Ｅ０は制御信号Ｓ１、Ｓ２を形成するクロック信号と同期して解析される。この場合、検出信号Ｅ０のうち、制御信号Ｓ１の位相と対応する位相において得られる検出成分Ｅ１の振幅と、制御信号Ｓ２の位相と対応する位相において得られる検出成分Ｅ２の振幅とをそれぞれ導出して上記の検出光量の比Ｈａ／Ｈｂを求めることができる。そして、上記式（５）から減衰係数の比ｆａ／ｆｂを算出し、これに基づいて検出対象物Ｏｂのｘ座標を求めることができる。この場合の回路構成は図９に示されている。
【００６１】
図９に示すように、クロック信号ＣＬＫに従って動作する制御部Ｓから上記制御信号Ｓ１、Ｓ２及び駆動設定信号Ｉ１、Ｉ２を駆動部ＩＡ、ＩＢに出力し、駆動部ＩＡ、ＩＢがこれらの信号に基づいて位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎを電流値Ｉａ、Ｉｂにて駆動する。光検出器１５は検出回路ＤＳにより検出信号Ｅ０を出力し、この検出信号Ｅ０は解析部Ｐにおいて解析される。解析部Ｐは制御部Ｓから出力される同期信号Ｓ０に基づいて検出信号Ｅ０を解析し、導出された比Ｈａ／Ｈｂ及び電流値Ｉａ、Ｉｂに基づいて最終的に上記減衰係数の比ｆａ／ｆｂ、或いは、座標ｘに相当する出力信号Ｐｓを出力する。ここで、制御部Ｓ及び解析部Ｐは上述の制御手段に相当する。
【００６２】
ただし、検出信号Ｅ０の解析後の上記式（５）に基づいた検出対象物Ｏｂのｘ座標の算出は上記方法に限られない。たとえば、一方の制御量Ｉａを一定値Ｉｍに固定し、検出波形の変化が観測できなくなるように（すなわち、検出光量の比Ｈａ／Ｈｂが１となるように）他方の制御量Ｉｂを制御し、このときの制御量Ｉｂ＝Ｉｍ・（ｆａ／ｆｂ）から上記減衰係数の比ｆａ／ｆｂを導出することも可能である。この場合、上記解析部Ｐから検出光量の比Ｈａ／Ｈｂに対応する帰還信号Ｆｓを制御部Ｓにフィードバックし、この帰還信号Ｆｓの値に応じて制御部Ｓから出力される駆動設定信号Ｉ２を変えることで、電流値ＩｂをＨａ／Ｈｂ＝１となるように制御する。
【００６３】
また、両制御量の和を常に一定値Ｉｍ＝Ｉａ＋Ｉｂに保ちつつ、Ｈａ／Ｈｂ＝１となるように制御してもよい。この場合には、式（５）によりＩｂ＝Ｉｍ・ｆｂ／（ｆａ＋ｆｂ）となるので、ｆｂ／（ｆａ＋ｆｂ）＝αとすると、ｆａ／ｆｂ＝（１−α）／αにより、減衰係数の比が求まる。
【００６４】
本実施形態の場合、上述のようにして検出平面領域１０Ｐ内における検出対象物ＯｂのＸ方向の位置情報については、上述のように第１の光出射分布Ｄ１と第２の光出射分布Ｄ２を用いてそれぞれ検出成分Ｅ１とＥ２を求めることにより、例えば第１群の位置検出用光源１２Ａｎと第２群の位置検出用光源１２Ｂｎを相互に逆相で駆動することで座標ｘを取得することができる。一方、検出平面領域１０Ｐ内における検出対象物ＯｂのＹ方向の位置情報については、Ｘ方向と同様に第３の光出射分布Ｄ３（Ｙ方向の一方側へ傾斜した出射光量分布を有するもの）及び第４の光出射分布Ｄ４（Ｙ方向の他方側へ傾斜した出射光量分布を有するもの）を用いてそれぞれ上記と同様に検出成分Ｅ１とＥ２を求めることにより座標ｙを取得することができる。
【００６５】
上記の各光出射分布Ｄ１〜Ｄ４を形成するための構成としては、例えば、図９に示す第１の位置検出用光源１２Ａｎと第２の複数の位置検出用光源１２Ｂｎをそれぞれ複数設けて制御部Ｓによって制御する。すなわち、図１１に示すように、位置検出用光源１２Ａｎ（ｎ＝１〜ｋ）のそれぞれ制御量である電流値Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３、・・・、Ｉａｋを、駆動設定信号Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３、・・・、Ｉａｋを制御部Ｓから駆動部ＩＡ１、ＩＡ２、ＩＡ３、・・・、ＩＡｋに与えることによって制御し、同様に、位置検出用光源１２Ｂｎ（ｎ＝１〜ｋ）のそれぞれ制御量である電流値Ｉｂ１、Ｉｂ２、Ｉｂ３、・・・、Ｉｂｋを、駆動設定信号Ｉｂ１、Ｉｂ２、Ｉｂ３、・・・、Ｉｂｋを制御部Ｓから駆動部ＩＢ１、ＩＢ２、ＩＢ３、・・・、ＩＢｋに与えることによって制御する。そして、例えば、第１の光出射分布Ｄ１を第１群の複数の位置検出用光源１２Ａｎで形成し、第２の光出射分布Ｄ２を第２群の複数の位置検出用光源１２Ｂｎによって形成することで座標ｘを求め、第３の光出射分布Ｄ３を第１群の複数の位置検出用光源１２Ａｎで形成し、第４の光出射分布Ｄ２を第２群の複数の位置検出用光源１２Ｂｎによって形成することで座標ｙを求める。
【００６６】
なお、上記の構成では、第１の位置検出用光源１２Ａｎと第２の位置検出用光源１２Ｂｎが別々の分布を形成するものとしているが、位置検出用光源が別々に用意されていなくても、位置検出光Ｌ２ａによる第１の光出射分布Ｄ１と位置検出光Ｌ２ｂによる第２の光出射分布Ｄ２を同じ複数の位置検出用光源１２により異なるタイミングで形成し、それぞれのタイミングで検出光量を求めることでも、上記の弁別が可能になる。たとえば、位置検出用光を導光板１３Ｂを介して出射する本実施形態とは異なり、表面３０ａの背後に、検出平面範囲１０Ｐ内に分散して配列された複数の位置検出用光源を配置し、これらの複数の位置検出用光源から放出された位置検出光が表面３０ａから直接に出射するように構成してもよい。この場合、複数の位置検出用光源の放出光量の分布を変えることによって上記の第１の光出射分布Ｄ１と第２の光出射分布Ｄ２とをそれぞれ形成することができる。そして、例えば、第１の光出射分布Ｄ１と第２の光出射分布Ｄ２とを交互に形成し、これに応じて出力される光検出器１５の検出信号に基づいて一定の処理を行う。
【００６７】
本実施形態によれば、特に画素ごとに光変調状態を制御するタイプの電気光学パネル２０を照明して表示を行いつつ、その表示画面上の検出対象物Ｏｂの平面的な位置情報を検出することができる。このとき、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを検出平面領域１０Ｐにおいて表面３０ａから所定の分布で出射させ、これらが検出対象物Ｏｂで反射されてなる反射光を光検出器１５で検出することで検出対象物Ｏｂの平面位置情報を得ることができるので、従来の表示画面上に多数の光源や光検出器、或いは、光スイッチ等を配列させる方法に比べると、位置検出用の素子数を大幅に低減することができ、大幅な構造の簡易化、製造コストの低減、及び消費電力の低減を図ることができる。
【００６８】
また、本実施形態では、相互に逆向きの傾斜を有する第１の光出射分布Ｄ１と第２の光出射分布Ｄ２、或いは、第３の光出射分布Ｄ３と第４の光出射分布Ｄ４を用いて、それぞれＸ方向とＹ方向の位置情報を求めるようにしているので、外光による光検出器１５の検出光量の絶対値レベルの変動、或いは、位置検出装置や電気光学装置の内部の光学的構造、たとえば、導光板１３Ｂの導光特性、光学シート１６、電気光学パネル２０、表装板３０などにおける光透過率の変動やばらつきに起因する、上記検出光量（出力成分）の個々の絶対値レベルの変動やばらつきによる影響を排除することができる。すなわち、Ｘ方向の位置情報を導出するに際しては、第１の光出射分布Ｄ１と第２の光出射分布Ｄ２に基づく検出光量の比（位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂの検出光量の比でもある。）Ｈａ／Ｈｂを用いることで、位置検出光の放出光量Ｅａ，Ｅｂ、出射光量、検出光量のそれぞれの絶対値レベルによる影響が抑制され、Ｙ方向の位置情報を導出するに際しては、第３の光出射分布Ｄ３と第４の光出射分布Ｄ４に基づく検出光量の比を用いることで、同様に絶対値レベルによる影響が抑制される。
【００６９】
また、本実施形態では上記複数の位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎとともに複数の照明用光源１１を設け、複数の照明用光源１１によって電気光学パネル２０を照明しているため、位置検出装置１０を照明ユニット付きの電気光学装置１００内にコンパクトに組み込むことができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、第１の光出射分布Ｄ１又は第３の光出射分布Ｄ３に起因する検出光量Ｈａと、第２の光出射分布Ｄ２又は第４の光出射分布Ｄ４に起因する検出光量Ｈｂの比に基づいて検出対象物Ｏｂの位置情報が導出されるが、本発明は検出光量ＨａとＨｂの比に基づいて位置情報を導出する場合に限らない。たとえば、検出対象物Ｏｂの座標ｘ、ｙと検出光量の差Ｈａ−Ｈｂとの間にも相関関係があるので、検出光量ＨａとＨｂの差に基づいて位置情報を導出することも可能である。いずれにしても、たとえば、二つの出力成分の任意の関数、例えば、Ｆ＝（Ｍａ・Ｈａ）／（Ｍｂ・Ｈｂ）やＦ＝Ｍａ・Ｈａ−Ｍｂ・Ｈｂ（ＭａとＭｂはそれぞれ結合係数）を用いるなど、両光出射分布にそれぞれ起因する出力成分である検出光量ＨａとＨｂの双方を用いて位置情報が導出されれば、位置情報の導出をより正確かつ安定的に行うことができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、本発明の検出方位制限手段と検出方位拡大手段のいずれも備えた構成について説明したが、本発明においては、表面３０ａと直交する方向の光検出方位角範囲が表面３０ａに沿った方向の範囲より狭くなっていればよく、このような構成としては、本実施形態や他の実施形態若しくは構成例において、検出方位制限手段と検出方位拡大手段のいずれかを備えていれば足りる。
【００７２】
［第２実施形態］
次に、図５を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図５（ａ）は本実施形態の光検出器の概略縦断面図、図５（ｂ）は同概略横断面図である。この第２実施形態では、光検出器１５′の構造以外は第１実施形態と同様に構成されるので、同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００７３】
本実施形態の光検出器１５′では、第１実施形態と同様の検出器本体１５Ａに異なる受光部材１７Ｂが接続されている。この受光部材１７Ｂは、検出器本体１５Ａの受光面上に配置された透光部１７ｂｃに遮光部１７ｂａｉ、１７ｂｂｉ、１７ｂａｏ、１７ｂｂｏが取り付けられ、これらの遮光部によって表面３０ａと直交する方向の光検出方位角範囲が制限されることで狭い範囲１０Ｒが実現される。ここで、遮光部１７ｂａｉ、１７ｂｂｉは検出器本体１５Ａと透光部１７ｂｃとの間に配置され、遮光部１７ｂａｏ、１７ｂｂｏは透光部１７ｂｃの検出器本体１５Ａとは反対側の外面上に配置される。また、遮光部１７ｂａｉ、１７ｂａｏは透光部１７ｂｃの上部側に配置され、表面３０ａから離れた側の光検出方位角範囲を制限し、遮光部１７ｂｂｉ、１７ｂｂｏは透光部１７ｂｃの下部側に配置され、表面３０ａの側の光検出方位角範囲を制限している。
【００７４】
なお、本実施形態においても、図５（ｂ）に示すように、透光部１７ｂｃの光検出部１５ａａとは反対側の面の表面３０ａに沿った断面形状が凸曲面状に構成され、これによって表面３０ａに沿った光検出方位角範囲１０Ｔが広角となるように構成されている。
【００７５】
なお、上記透光部や遮光部は第１実施形態と同様のものを用いることができ、相互間の取付態様も上記と同様にすることができる。
【００７６】
図６は本実施形態並びに他の実施形態に共通に適用できる構成例を示す光検出器１５′の横断面図である。この光検出器１５′においては、上記第２実施形態とほぼ同様の構造を有するが、上記透光部１７ｂｃの光検出部１５ａａ側の面に表面３０ａに沿った断面形状を表面３０ａに沿った方向（図６の上下方向）に凹凸状に構成する表面凹凸構造１７ｂｄが設けられている点で異なる。
【００７７】
上記表面凹凸構造１７ｂｄは、図示例の場合には表面３０ａに沿った断面が三角状の凹凸形状とされ、この断面形状が表面３０ａと直交する方向（図６の紙面と直交する方向）にそのまま延在した構造となっている。透光部１７ｂｃに入射した反射光は、この表面凹凸構造１７ｂｄによって屈折された後に検出器本体１５Ａに入射するので、表面３０ａに沿った方向の光検出方位角範囲１０Ｔの端部近傍側から入射した高入射角の反射光であっても、表面凹凸構造１７ｂｄによって偏向されることで、低入射角の反射光となって光検出部１５ａａにおいて検出可能となる。したがって、この表面凹凸構造１７ｂｄもまた、本発明の検出方位拡大手段に相当する。この表面凹凸構造１７ｂｄは図示例の三角状の凹凸形状に限らず、矩形状の凹凸構造、波型の凹凸構造などであってもよい。
【００７８】
なお、表面凹凸構造１７ｂｄは、屈折率の異なる界面を凹凸状に構成することによって反射光を屈折させるものであるので、検出器本体１５Ａの窓部１５ａｃの表面（受光面）と、透光部１７ｂｃの光検出部１５ａａ側の面との関係は、上記屈折率が異なる限り、相互に透明な接着剤で接着されていても、相互に当接していても、相互に間隙を介して対向配置されていてもよい。この点は後述する図８に示す構成例でも同様である。
【００７９】
本構成例では、透光部１７ｂｃの光検出部１５ａａとは反対側の面の表面３０ａに沿った断面形状が凸曲面状とされているので、当該面の上述の集光機能に基づく検出方位の拡大作用とともに表面凹凸構造１７ｂｄによる検出方位の拡大作用が果たされる。ただし、透光部１７ｂｃの光検出部１５ａａとは反対側の面を平坦とすることなどによって当該面の集光機能をなくした状態で、光検出部１５ａａ側の面に表面凹凸構造１７ｂｄを形成しただけでも、光検出方位角範囲を表面３０ａに沿った方向に拡大することができる。
【００８０】
［第３実施形態］
次に、図７を参照して本発明の第３実施形態について説明する。図７（ａ）は本実施形態の光検出器の概略縦断面図、図７（ｂ）は同概略横断面図である。この第３実施形態では、光検出器１５″の構造以外は第１実施形態と同様に構成されるので、同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００８１】
本実施形態の光検出器１５″は、上記と同様の検出器本体１５Ａと、受光部材１８Ｂとを備えている。受光部材１８Ｂは、遮光部１８ｂａ、１８ｂｂと透光部１８ｂｃとを有する。遮光部１８ｂａ、１８ｂｂは上記実施形態と同様の素材で同様に透光部１８ｂｃに取り付けられ、透光部１８ｂｃもまた上記実施形態と同様の素材で構成される。
【００８２】
透光部１８ｂｃは、光検出部１５ａａ側の面が平坦（一般的には検出器本体１５Ａの窓部１５ａｃの表面と対応した面形状）に構成されているのに対し、光検出部１５ａａとは反対側の面が表面３０ａと直交する方向と表面３０ａに沿った方向の双方において凸曲面状に（すなわち、凸レンズ状に）構成されている。これに対応して、遮光部１８ｂａ、１８ｂｂは、透光部１８ｂｃの光検出部１５ａａとは反対側の凸曲面状の面の周縁部分にまで回り込むように配置され、表面３０ａと直交する方向の光検出方位角範囲１０Ｒを両側から限定している。
【００８３】
図８は、本実施形態並びに他の実施形態に共通に適用できる構成例を示す光検出器１５″の横断面図である。この光検出器１５″においては、透光部１８ｂｃの光検出部１５ａａ側の面が粗面（微細な凹凸状に構成された面）１８ｂｄとなっている点で異なる。その粗面１８ｂｄは、サンドブラスト処理、研削加工、エッチング処理などによって形成することができる。
【００８４】
この構成例においては、透光部１８ｂｃに入射した反射光は透光部１８ｂｃから検出器本体１５Ａに向けて出射する際に粗面１８ｂｄによって散乱されるので、表面３０ａに沿った方向の光検出方位角範囲１０Ｔの端部近傍側から入射した高入射角の反射光であっても、粗面１８ｂｄによって散乱されることで、低入射角の反射光となって光検出部１５ａａにおいて検出可能となる。したがって、この粗面１８ｂｄもまた、本発明の検出方位拡大手段に相当する。
【００８５】
本構成例では、透光部１８ｂｃの光検出部１５ａａとは反対側の面の表面３０ａに沿った断面形状が凸曲面状とされているので、当該面の上述の集光機能に基づく検出方位の拡大作用とともに粗面１８ｂｄによる検出方位の拡大作用が果たされる。ただし、透光部１８ｂｃの光検出部１５ａａとは反対側の面を平坦とすることなどによって当該面の集光機能をなくした状態で、光検出部１５ａａ側の面を粗面１８ｂｄとしただけでも、光検出方位角範囲を表面３０ａに沿った方向に拡大することができる。
【００８６】
尚、本発明の照明装置及び電気光学装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、二つの導光板を隣接配置し、相互に所定の順序で平面的に重ねて用いているが、二つの導光板を逆の順序で重ねてもよく、また、場合によっては電気光学パネルを挟んだ両側に配置してもよい。例えば、電気光学パネルの背後に照明用導光板を配置し、電気光学パネルの視認側に位置検出用導光板を配置してもよい。さらに、導光板を用いた光出射構造に限らず、たとえば直下型の照明ユニットと同様に検出平面範囲内に配列された複数の位置検出光源を用いて直接に表面から位置検出光を出射させる構造とすることも可能である。
【００８７】
さらに、上記実施形態における位置検出方法としては二種の位置検出光の伝搬距離の差に応じて変化する光量の減衰率に対応する光量比に基づいて位置情報を求める方法を例示したが、本発明は、二種の位置検出光の伝搬距離の差に応じて変化する位相差によって位置情報を求めることもできるなど、上記の検出方法に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８８】
１０…照明装置、１１…照明用光源、１２Ａ、１２Ｂ…位置検出用光源、１３Ａ、１３Ｂ…導光板、１３ａａ…第１の光入射面、１３ａｇ…傾斜面、１３ｂａ…第２の光入射面、１３ａｃ、１３ｂｃ…光出射面、１３ａｄ、１３ｂｄ…背面、１４…反射板、１５…光検出器、１５Ａ…検出器本体、１５ａａ…光検出部、１５Ｂ…受光部材、１５ｂａ、１５ｂｂ…遮光部、１５ｂｃ…透光部、１６…光学シート、２０…電気光学パネル、３０…表装板、Ｌ１…照明光、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ…位置検出光、１００…電気光学装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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