(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、
第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第１光源部と、
前記第１方向に交差する第２方向において前記第１光源部から離間する位置で前記第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第２光源部と、
前記第１光源部および前記第２光源部から前記第１方向の一方側に離間する位置で当該第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第３光源部と、
前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、
前記第１光源部、前記第２光源部および前記第３光源部を駆動する光源駆動部と、
前記光源駆動部が前記第１光源部、前記第２光源部および前記第３光源部のうち、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させたときの前記受光部での受光結果、および前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させたときの前記受光部での受光結果に基づいて、前記出射空間における前記対象物体の前記第１方向の位置および前記第２方向の位置を検出する位置検出部と、
を有し、
前記第１光源部と前記第２光源部とは、前記第１方向で同一の位置に設けられ、
前記光源駆動部は、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させるにあたって、前記第１光源部と前記第２光源部とを順次点灯させ、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させるにあたって、前記第１光源部および前記第２光源部を同一輝度で同時点灯させるとともに、前記第３光源部と、前記第１光源部および前記第２光源部とを順次点灯させることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項２】
前記第１方向で前記第３光源部と同一の位置で当該第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第４光源部を有し、
前記光源駆動部は、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記第３光源部と同一輝度で前記第４光源部を同時点灯させ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】
対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、
第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第１光源部と、
前記第１方向に交差する第２方向において前記第１光源部から離間する位置で前記第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第２光源部と、
前記第１光源部および前記第２光源部から前記第１方向の一方側に離間する位置で当該第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第３光源部と、
前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、
前記第１光源部、前記第２光源部および前記第３光源部を駆動する光源駆動部と、
前記光源駆動部が前記第１光源部、前記第２光源部および前記第３光源部のうち、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させたときの前記受光部での受光結果、および前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させたときの前記受光部での受光結果に基づいて、前記出射空間における前記対象物体の前記第１方向の位置および前記第２方向の位置を検出する位置検出部と、
を有し、
前記光源駆動部は、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させるにあたって、前記第１光源部と前記第２光源部とを順次点灯させ、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させるにあたって、前記第１光源部と前記第３光源部とを順次点灯させ、
前記第１方向で前記第３光源部と同一の位置で当該第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第４光源部を有し、
前記光源駆動部は、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記第３光源部と同一輝度で前記第４光源部を同時点灯させることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項４】
対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、
第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第１光源部と、
前記第１方向に交差する第２方向において前記第１光源部から離間する位置で前記第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第２光源部と、
前記第１光源部および前記第２光源部から前記第１方向の一方側に離間する位置で当該第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第３光源部と、
前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、
前記第１光源部、前記第２光源部および前記第３光源部を駆動する光源駆動部と、
前記光源駆動部が前記第１光源部、前記第２光源部および前記第３光源部のうち、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させたときの前記受光部での受光結果、および前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させたときの前記受光部での受光結果に基づいて、前記出射空間における前記対象物体の前記第１方向の位置および前記第２方向の位置を検出する位置検出部と、
を有し、
前記光源駆動部は、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記受光部での受光強度が等しくなるように当該光源部同士を差動させ、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記受光部での受光強度が等しくなるように当該光源部同士を差動させることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項５】
対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、
第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第１光源部と、
前記第１方向に交差する第２方向において前記第１光源部から離間する位置で前記第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第２光源部と、
前記第１光源部および前記第２光源部から前記第１方向の一方側に離間する位置で当該第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第３光源部と、
前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、
前記第１光源部、前記第２光源部および前記第３光源部を駆動する光源駆動部と、
前記光源駆動部が前記第１光源部、前記第２光源部および前記第３光源部のうち、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させたときの前記受光部での受光結果、および前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させたときの前記受光部での受光結果に基づいて、前記出射空間における前記対象物体の前記第１方向の位置および前記第２方向の位置を検出する位置検出部と、
を有し、
前記出射空間を介さずに前記受光部に入射する参照光を出射する参照用光源を備え、
前記光源駆動部は、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記受光部での受光強度が等しくなるように当該光源部と前記参照用光源とを差動させ、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記受光部での受光強度が等しくなるように当該光源部と前記参照用光源とを差動させることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項６】
前記光源駆動部は、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させるにあたって、前記第１光源部と前記第２光源部とを順次点灯させ、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させるにあたって、前記第１光源部と前記第３光源部とを順次点灯させることを特徴とする請求項４または５に記載の光学式位置検出装置。
【請求項７】
前記第３光源部は、前記第１光源部および前記第２光源部を通って前記第１方向および前記第２方向に展開する平面内に位置することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学式位置検出装置と、視認面を備えた視認面構成部材とを備えた位置検出機能付き機器において、
前記検出光は、前記視認面に沿うように出射されることを特徴とする位置検出機能付き機器。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学式位置検出装置と、視認面を備えた視認面構成部材とを備えた位置検出機能付き機器において、
前記検出光は、前記視認面を透過するように出射されることを特徴とする位置検出機能付き機器。
【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、および該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器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、第１光源部および第２光源部の各々から対象物体に向けて検出光を出射し、対象物体で反射した検出光を受光部で検出するものが提案されている。かかる光学式位置検出装置において、第１光源部および第２光源部は、検出光が出射される第１方向において同一の位置において、検出光の出射方向（第１方向）に対して交差する第２方向で離間する位置に配置されている。従って、第１光源部および第２光源部が順次点灯した際の受光部での検出結果によれば、対象物体の第２方向における位置を検出することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、第１光源部および第２光源部が第１方向において同一の位置に設けられているため、対象物体の第１方向（検出光の出射方向）における位置を検出することができないという問題点がある。なお、特許文献１の図２には、２つの光源部からの検出光の出射方向に対して斜めの方向から検出光を出射する第３光源部を追加した構成が開示されているが、かかる構成でも、第１光源部および第２光源部からの検出光の出射方向における対象物体の位置を広い範囲にわたって検出することは困難である。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、検出光が出射される第１方向、および第１方向に交差する第２方向における対象物体の位置を同一の原理で広い範囲にわたって検出することができる光学式位置検出装置、および該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、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であって、第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第１光源部と、前記第１方向に交差する第２方向において前記第１光源部から離間する位置で前記第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第２光源部と、前記第１光源部および前記第２光源部から前記第１方向の一方側に離間する位置で当該第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第３光源部と、前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、前記第１光源部、前記第２光源部および前記第３光源部を駆動する光源駆動部と、前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、前記光源駆動部が前記第１光源部、前記第２光源部および前記第３光源部のうち、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させたときの前記受光部での受光結果、および前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させたときの前記受光部での受光結果に基づいて、前記出射空間における前記対象物体の前記第１方向の位置および前記第２方向の位置を検出する位置検出部と、を有していることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、第１光源部、第２光源部および第３光源部のうち、第２方向で離間する光源部を順次点灯させた際、受光部での受光結果は、光源部から対象物体を経て受光部に至るまでの距離に対応する。従って、受光部での検出結果を直接、あるいは受光部での受光結果に基づいて光源部同士を差動させたときの駆動電流を用いれば、対象物体の第２方向における位置情報を検出することができる。また、第１光源部、第２光源部および第３光源部のうち、第１方向で離間する光源部を順次点灯させた際、受光部での受光結果は、光源部から対象物体を経て受光部に至るまでの距離に対応する。従って、受光部での検出結果を直接、あるいは受光部での受光結果に基づいて光源部同士を差動させたときの駆動電流を用いれば、対象物体の第１方向における位置情報を検出することができる。すなわち、第１光源部、第２光源部および第３光源部から検出光が出射される方向（第１方向）における対象物体の位置情報を検出することができる。それ故、第２方向で離間する光源部を順次点灯させた際に得られた位置情報、および第１方向で離間する光源部を順次点灯させた際に得られた位置情報によれば、対象物体の第１方向の位置および第２方向の位置を検出することができるので、光学式位置検出装置を入力装置等として利用することができる。ここで、第１光源部、第２光源部および第３光源部はいずれも、検出光の出射方向が第１方向で同一である。このため、検出光の出射方向（第１方向）において広い範囲にわたって、対象物体の位置を検出することができる。
【０００８】
本発明において、前記第３光源部は、前記第１光源部および前記第２光源部を通って前記第１方向および前記第２方向に展開する平面内に位置することが好ましい。このように構成すると、第１方向および第２方向の双方に交差する第３方向における対象物体の位置の影響を受けずに対象物体の第１方向および第２方向における位置を検出することができる。
【０００９】
本発明において、前記光源駆動部は、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させるにあたって、前記第１光源部と前記第２光源部とを順次点灯させ、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させるにあたって、前記第１光源部と前記第３光源部とを順次点灯させる構成を採用することができる。
【００１０】
本発明において、前記第１光源部と前記第２光源部とは、前記第１方向で同一の位置に設けられ、前記光源駆動部は、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させるにあたって、前記第１光源部と前記第２光源部とを順次点灯させ、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させるにあたって、前記第１光源部および前記第２光源部を同一輝度で同時点灯させるとともに、前記第３光源部と、前記第１光源部および前記第２光源部とを順次点灯させる構成を採用してもよい。
【００１１】
本発明において、前記第１方向で前記第３光源部と同一の位置で当該第１方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射する第４光源部を有し、前記光源駆動部は、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記第３光源部と同一輝度で前記第４光源部を同時点灯させる構成を採用してもよい。
【００１２】
本発明において、前記光源駆動部は、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記受光部での受光強度が等しくなるように当該光源部同士を差動させ、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記受光部での受光強度が等しくなるように当該光源部同士を差動させることが好ましい。このような差動を用いれば、環境光等の影響を自動的に補正することができる。
【００１３】
本発明において、前記出射空間を介さずに前記受光部に入射する参照光を出射する参照用光源を備え、前記光源駆動部は、前記第２方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記受光部での受光強度が等しくなるように当該光源部と前記参照用光源とを差動させ、前記第１方向で離間する光源部を順次点灯させる際、前記受光部での受光強度が等しくなるように当該光源部と前記参照用光源とを差動させる構成を採用してもよい。このような差動を用いれば、環境光等の影響を自動的に補正することができる。
【００１４】
本発明を適用した光学式位置検出装置は、視認面を備えた視認面構成部材を備えた位置検出機能付き機器に用いることができる。この場合、前記検出光が前記視認面に沿うように出射される構成、あるいは前記検出光が前記視認面を透過するように出射される構成のいずれを採用してもよい。
【００１５】
本発明において、前記視認面構成部材としては、画像を表示する直視型画像生成装置を用いることができ、この場合、前記視認面は、前記直視型画像生成装置において前記画像が表示される画像表示面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器を位置検出機能付き直視型表示装置として構成することができる。
【００１６】
本発明において、前記視認面構成部材としては、情報が視認されるスクリーンを用いることができ、この場合、前記視認面は、前記スクリーンにおいて前記情報が視認されるスクリーン面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器を位置検出機能付きスクリーン装置として構成することができる。
【００１７】
本発明において、前記視認面構成部材としては、展示品を覆う透光部材を用いることができ、この場合、前記視認面は、前記視認面構成部材において前記展示品が配置される側とは反対側で当該展示品が視認される面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器を位置検出機能付きショーウインドウ等として構成することができる。
【００１８】
本発明において、前記視認面構成部材としては、移動する遊技用媒体を支持する基盤を備えている構成を採用でき、この場合、前記視認面は、前記基盤において前記遊技用媒体が視認される側の面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器をパチンコ台やコインゲーム等のアミューズメント機器として構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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全体構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の全体構成を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置の全体構成を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置において、検出光と参照用光源から出射される参照光との差動を利用して対象物体の位置を検出する原理を示す説明図である。
【図８】本発明を適用した光学式位置検出装置を用いた位置検出機能付き機器の説明図である。
【図９】本発明を適用した位置検出機能付き直視型表示装置（位置検出機能付き機器）の分解斜視図である。
【図１０】本発明を適用した位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図１１】本発明を適用した位置検出機能付き投射型表示装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図１２】本発明を適用した位置検出機能付きウインドウ（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図１３】本発明を適用した位置検出機能付きアミューズメント機器（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図１４】本発明を適用した光学式位置検出装置を用いた別の位置検出機能付き機器の説明図である。
【図１５】本発明を適用した別の位置検出機能付き直視型表示装置（位置検出機能付き機器）の分解斜視図である。
【図１６】本発明を適用した別の位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図１７】本発明を適用した別の位置検出機能付きウインドウ（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図１８】本発明を適用した別の位置検出機能付きアミューズメント機器（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、互いに交差する軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、検出光の出射方向をＺ軸方向として説明する。従って、本発明における「第１方向」はＺ軸方向であり、「第１方向」に交差する「第２方向」はＸ軸方向である。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側として示し、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側として示してある。
【００２１】
［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）、（ｃ）は、光学式位置検出装置における光源部などの立体的な配置を示す説明図、光源部などをＺ軸方向の他方側からみて説明図、および光源部などをＸ軸方向からみた説明図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の全体構成を示す説明図であり、光源部などについてはＹ軸方向からみた様子を示してある。
【００２２】
図１および図２において、本形態の光学式位置検出装置１０は、Ｚ軸方向（第１方向）の一方側Ｚ１から他方側に向けて検出光Ｌ２を出射する光出射面１１０を備えた光学ユニット１１を有している。光学ユニット１１は、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に向けて検出光Ｌ２を出射する複数の光源部１２と、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３を検出する受光部３０とを備えている。
【００２３】
光学ユニット１１は、複数の光源部１２として、３つ以上の光源部を備えている。本形態において、３つの光源部１２は、第１光源部１２Ａと、Ｚ軸方向に交差するＸ軸方向（第２方向）において第１光源部１２Ａから離間する位置に設けられた第２光源部１２Ｂと、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２ＢからＺ軸方向の一方側Ｚ１に離間する位置に設けられた第３光源部１２Ｃとからなる。かかる第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂ、および第３光源部１２Ｃは各々、検出光Ｌ２として、検出光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃを出射する。また、第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂ、および第３光源部１２Ｃはいずれも、発光部１２０ａ〜１２０ｃをＺ軸方向の他方側Ｚ２に向けており、第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂ、および第３光源部１２Ｃの光軸は互いに平行である。本形態では、かかる検出光Ｌ２の出射空間によって、対象物体Ｏｂの位置が検出される検出空間１０Ｒが構成されている。
【００２４】
ここで、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂは、Ｚ軸方向において同一の位置に配置されている。また、第３光源部１２Ｃは、第１光源部１２Ａに対してＺ軸方向の一方側Ｚ１においてＸ軸方向の他方側Ｘ２にずれた位置に配置されている。このため、第３光源部１２Ｃは、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂに比して光出射面１１０からみてＺ軸方向の一方側Ｚ１に位置する。また、第３光源部１２Ｃは、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを通ってＺ軸方向およびＸ軸方向に展開するＸＺ平面内に位置している。
【００２５】
本形態において、光源部１２（第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂおよび第３光源部１２Ｃ）はいずれも、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子により構成され、本形態において、光源部１２はいずれも、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〜Ｌ２ｃ）を発散光として放出する。本形態では、対象物体Ｏｂが指先等であることが多いことから、検出光Ｌ２として、対象物体Ｏｂ（人体）での反射率が高い波長域の赤外光（８４０〜９２０ｎｍ程度の近赤外光）が用いられている。
【００２６】
受光部３０は、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２に受光面３１を向けたフォトダイオードやフォトトランジスター等からなり、本形態において、受光部３０は赤外域の感度ピークを備えたフォトダイオードである。本形態において、受光部３０は、Ｘ軸方向において第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの略中央位置に配置され、Ｚ軸方向において第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂと第３光源部１２Ｃとの略中央位置に配置されている。このため、受光部３０は、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂに比して光出射面１１０からみてＺ軸方向の一方側Ｚ１に位置する。
【００２７】
（位置検出部等の構成）
図２に示すように、ユニット１１は複数の光源部１２を駆動する光源駆動部１４を備えている。光源駆動部１４は、光源部１２を駆動する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介して複数の光源部１２の各々の点灯を制御する光源制御部１４５とを備えている。光源駆動回路１４０は、第１光源部１２Ａ〜第３光源部１２Ｃを駆動する光源駆動回路１４０ａ〜１４０ｃを備えており、光源制御部１４５は、光源駆動回路１４０ａ〜１４０ｃの全てを制御する。
【００２８】
受光部３０には位置検出部５０が電気的に接続されており、受光部３０での検出結果は位置検出部５０に出力される。位置検出部５０は、受光部３０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出するための信号処理を行う信号処理部５５（信号処理回路）を備えており、かかる信号処理部５５は、増幅器や比較器等を備えている。また、位置検出部５０は、予め設定されたパターンで複数の光源部１２が順次点灯した際の受光部３０での受光結果に基づいて検出空間１０Ｒ（出射空間）における対象物体ＯｂのＸ軸方向の位置およびＺ軸方向の位置を検出するＸＺ座標検出部５１を備えている。
【００２９】
このように構成した位置検出部５０と光源駆動部１４とは連動して動作し、後述する位置検出を行なう。位置検出部５０において、ＸＺ座標検出部５１としてはマイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）を用い、これにより所定のソフトウェア（動作プログラム）を実行することに従って処理を行う構成を採用することができる。
【００３０】
（座標の基本的な検出原理）
本形態の光学式位置検出装置１０において、位置検出部５０は、複数の光源部１２（第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂおよび第３光源部１２Ｃ）のうち、Ｘ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させたときの受光部３０での受光結果、およびＺ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させたときの受光部３０での受光結果に基づいて、検出空間１０Ｒにおける対象物体ＯｂのＸ座標およびＺ座標を検出する。その際、２つの光源部１２のうちの一方の光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離と、他方の光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離の比を求め、かかる比に対応して２つの光源部１２を基準にして設定される等比線に基づいて、対象物体Ｏｂの位置を検出する。
【００３１】
より具体的には、光源駆動部１４は、Ｘ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａを点灯させる一方、第２光源部１２Ｂおよび第３光源部１２Ｃを消灯させる。また、光源駆動部１４は、第１光源部１２Ａおよび第３光源部１２Ｃを消灯させる一方、第２光源部１２Ｂを点灯させる。従って、検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置されると、対象物体Ｏｂにより検出光Ｌ２が反射され、その反射光の一部が受光部３０により検出される。その際、受光部３０での受光強度は、対象物体Ｏｂの位置に対応する値となる。それ故、第１光源部１２Ａを点灯させた際の受光部３０と、第２光源部１２Ｂを点灯させた際の受光部３０の受光強度が等しくなるように、第１光源部１２Ａに対する制御量（駆動電流）を調整した際の駆動電流と、第２光源部１２Ｂに対する制御量（駆動電流）を調整した際の駆動電流との比や調整量の比等を用いれば、ＸＺ平面内に第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとを基準にした等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
【００３２】
また、光源駆動部１４は、Ｚ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａを点灯させる一方、第２光源部１２Ｂおよび第３光源部１２Ｃを消灯させる。また、光源駆動部１４は、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを消灯させる一方、第３光源部１２Ｃを点灯させる。従って、検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置されると、対象物体Ｏｂにより検出光Ｌ２が反射され、その反射光の一部が受光部３０により検出される。その際、受光部３０での受光強度は、対象物体Ｏｂの位置に対応する値となる。それ故、第１光源部１２Ａを点灯させた際の受光部３０の受光強度と、第３光源部１２Ｃを点灯させた際の受光部３０の受光強度とが等しくなるように、第１光源部１２Ａに対する制御量（駆動電流）を調整した際の駆動電流と、第３光源部１２Ｃに対する制御量（駆動電流）を調整した際の駆動電流との比や調整量の比等を用いれば、ＸＺ平面内に第１光源部１２Ａと第３光源部１２Ｃとを基準にした等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
【００３３】
よって、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの差動により得た等比線と、第１光源部１２Ａと第３光源部１２Ｃとの差動により得た等比線との交点を求めれば、対象物体Ｏｂの位置（ＸＹ座標）を得ることができる。
【００３４】
かかる等比線は、光源部１２から出射された検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して受光部３０に到る距離関数に着目して取得することができ、かかる取得方法を以下に説明する。まず、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとを交互に点灯させる。その際の各パラメーターを以下
Ｔ＝対象物体Ｏｂの反射率
Ａt＝第１光源部１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａが対象物体Ｏｂで
反射して受光部３０に到る距離関数
Ａ＝検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で第１光源部１２Ａ
が点灯したときの受光部３０の検出強度
Ｂt＝第２光源部１２Ｂから出射された検出光Ｌ２ｂが対象物体Ｏｂで
反射して受光部３０に到る距離関数
Ｂ＝検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で第２光源部１２Ｂ
が点灯したときの受光部３０の検出強度
とする。なお、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂの発光強度は、駆動電流と発光係数との積で表されるが、以下の説明では、発光係数を１とする。また、上記の差動において、受光部３０での受光強度が等しくなったときの第１光源部１２Ａに対する駆動電流をＩAとし、第２光源部１２Ｂに対する駆動電流をＩBとする。
【００３５】
検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で、前記した差動を行なうと、
Ａ＝Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光    ・・式（１）
Ｂ＝Ｔ×Ｂt×ＩB＋環境光    ・・式（２）
の関係が得られる。
【００３６】
ここで、差動の際の受光部３０の検出強度は等しいことから、式（１）、（２）から下式
Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光＝Ｔ×Ｂt×ＩB＋環境光
Ｔ×Ａt×ＩA＝Ｔ×Ｂt×ＩB・・式（３）
が導かれる。
【００３７】
また、距離関数Ａt、Ｂtの比ＰABは、下式
ＰAB＝Ａt／Ｂt・・式（４）
で定義されることから、式（３）、（４）から、距離関数の比ＰABは
ＰAB＝ＩB／ＩA・・式（５）
で示すように表される。かかる式（５）では、環境光の項、および対象物体Ｏｂの反射率の項が存在しない。それ故、距離関数Ａt、Ｂtの比ＰABには、環境光、対象物体Ｏｂの反射率が影響しない。なお、上記の数理モデルについては、対象物体Ｏｂで反射せずに入射した検出光Ｌ２の影響等を相殺するための補正を行なってもよい。
【００３８】
ここで、光源部１２は点光源であり、ある地点での光強度は、光源からの距離の２乗に反比例する。従って、第１光源部１２Ａから対象物体Ｏｂを経て受光部３０に至る距離Ｐ１と、第２光源部１２Ｂから対象物体Ｏｂを経て受光部３０に至る距離Ｐ２との比は、
下式
ＰAB＝（Ｐ１）2：（Ｐ２）2
により求められる。それ故、ＸＺ平面内において第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂを基準にして比Ｐ１：Ｐ２に対応する等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
【００３９】
同様に、第１光源部１２Ａと第３光源部１２Ｃとを差動させて、第１光源部１２Ａから対象物体Ｏｂを経て受光部３０に至る距離と、第３光源部１２Ｃから対象物体Ｏｂを経て受光部３０に至る距離との比を求めれば、ＸＺ平面内において第１光源部１２Ａと第３光源部１２Ｃを基準にして等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
【００４０】
よって、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの差動により得た等比線と、第１光源部１２Ａと第３光源部１２Ｃとの差動により得た等比線との交点を求めれば、対象物体Ｏｂの位置（ＸＺ座標）を得ることができる。
【００４１】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学式位置検出装置１０では、第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂおよび第３光源部１２Ｃのうち、Ｘ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させた際、受光部３０での受光結果は、光源部１２から対象物体Ｏｂを経て受光部３０に至るまでの距離に対応する。従って、受光部３０での検出結果を直接、あるいは受光部３０での受光結果に基づいて光源部１２同士を差動させたときの駆動電流を用いれば、対象物体ＯｂのＸ軸方向における位置情報を検出することができる。また、第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂおよび第３光源部１２Ｃのうち、Ｚ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させた際、受光部３０での受光結果は、光源部１２から対象物体Ｏｂを経て受光部３０に至るまでの距離に対応する。従って、受光部３０での検出結果を直接、あるいは受光部３０での受光結果に基づいて光源部１２同士を差動させたときの駆動電流を用いれば、対象物体ＯｂのＺ軸方向における位置情報を検出することができる。すなわち、第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂおよび第３光源部１２Ｃから検出光Ｌ２が出射される方向（Ｚ軸方向）における対象物体Ｏｂの位置情報を検出することができる。それ故、Ｘ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させた際に得られた位置情報、およびＺ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させた際に得られた位置情報によれば、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置およびＸ軸方向の位置を検出することができるので、光学式位置検出装置１０を入力装置等として利用することができる。
【００４２】
ここで、第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂおよび第３光源部１２Ｃはいずれも、検出光Ｌ２の出射方向がＺ軸方向であり、同一である。このため、検出光Ｌの出射方向（Ｚ軸方向）において広い範囲にわたって、対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
【００４３】
また、第３光源部１２Ｃは、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを通ってＺ軸方向およびＸ軸方向に展開するＸＺ平面内に位置する。このため、Ｚ軸方向およびＸ軸方向の双方に交差するＹ軸方向における対象物体Ｏｂの位置の影響を受けずに対象物体ＯｂのＺ軸方向およびＸ軸方向における位置を検出することができる。
【００４４】
また、本形態では、２つの光源部１２での差動を利用しているため、環境光等の影響を自動的に補正することができる。
【００４５】
さらに、検出光Ｌ２は赤外光であるため、視認されない。このため、本形態の光学式位置検出装置１０を搭載した機器において情報を表示する場合でも、情報の視認を検出光が妨げないという利点がある。
【００４６】
［実施の形態１の変形例］
上記実施の形態１において、光源駆動部１４は、Ｘ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとを交互に点灯させ、Ｚ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａと第３光源部１２Ｃとを交互に点灯させた。
【００４７】
但し、本形態においては、Ｚ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂと、第３光源部１２Ｃとを交互に点灯させる。より具体的には、光源駆動部１４は、Ｚ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを同一輝度で同時点灯させる一方、第３光源部１２Ｃを消灯させる動作と、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを消灯させる一方、第３光源部１２Ｃを点灯させる動作とを繰り返す。なお、光源駆動部１４は、Ｘ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとを交互に点灯させる。
【００４８】
このように構成した場合、Ｚ軸方向における対象物体Ｏｂの位置情報を得る際に、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを同一輝度で同時点灯させる分、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の広い範囲にわたって検出光Ｌ２を出射することができる。従って、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の広い範囲にわたって、対象物体Ｏｂの位置を検出することができるという利点がある。
【００４９】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光学式位置検出装置における光源部などの立体的な配置を示す説明図、光源部などをＺ軸方向の他方側からみて説明図、および光源部などをＸ軸方向からみた説明図である。図４は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の全体構成を示す説明図であり、光源部などについてはＹ軸方向からみた様子を示してある。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。
【００５０】
図３および図４に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０は、実施の形態１と同様、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側に向けて検出光Ｌ２を出射する光学ユニット１１を備えており、光学ユニット１１は、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に向けて検出光Ｌ２を出射する複数の光源部１２と、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３を検出する受光部３０とを備えている。
【００５１】
本形態において、光学ユニット１１は、複数の光源部１２として、４つの光源部を備えている。本形態において、４つの光源部１２は、第１光源部１２Ａと、Ｘ軸方向において第１光源部１２Ａから離間する位置に設けられた第２光源部１２Ｂと、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２ＢからＺ軸方向の一方側Ｚ１に離間する位置に設けられた第３光源部１２Ｃと、Ｘ軸方向において第３光源部１２Ｃから離間してＺ軸方向において第３光源部１２Ｃと同一位置に設けられた第４光源部１２Ｄとからなる。従って、図４に示すように、光源駆動部１４において、光源駆動回路１４０は、第１光源部１２Ａ〜第４光源部１２Ｄを駆動する光源駆動回路１４０ａ〜１４０ｄを備えており、光源制御部１４５は、光源駆動回路１４０ａ〜１４０ｄの全てを制御する。
【００５２】
ここで、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂは、Ｚ軸方向において同一の位置に配置されている。また、第３光源部１２Ｃは、第１光源部１２Ａに対してＺ軸方向の一方側Ｚ１においてＸ軸方向の他方側Ｘ２にずれた位置に配置され、第４光源部１２Ｄは、第２光源部１２Ｂに対してＺ軸方向の一方側Ｚ１においてＸ軸方向の一方側Ｘ１にずれた位置に配置されている。また、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄは、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを通ってＺ軸方向およびＸ軸方向に展開するＸＺ平面内に位置しており、第１光源部１２Ａ〜第４光源部１２Ｄは、同一のＸＺ平面内に位置している。
【００５３】
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光源部１２Ａ〜第４光源部１２Ｄは各々、検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを出射する。また、第１光源部１２Ａ〜第４光源部１２Ｄはいずれも、発光部１２０ａ〜１２０ｄをＺ軸方向の他方側Ｚ２に向けており、第１光源部１２Ａ〜第４光源部１２Ｄの光軸は互いに平行である。なお、第４光源部１２Ｄも、第１光源部１２Ａ〜第３光源部１２Ｃと同様、赤外光を出射するＬＥＤからなる。
【００５４】
本形態の光学式位置検出装置１０において、位置検出部５０は、複数の光源部１２（第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂおよび第３光源部１２Ｃ）のうち、Ｘ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させたときの受光部３０での受光結果、およびＺ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させたときの受光部３０での受光結果に基づいて、検出空間１０Ｒにおける対象物体ＯｂのＸ座標およびＺ座標を検出する。その際、交互に点灯する光源部１２のうちの一方の光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離と、他方の光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離の比を求め、かかる比に対応して２つの光源部１２を基準にして設定される等比線に基づいて、対象物体Ｏｂの位置を検出する。かかる検出を行うにあたって、光源駆動部１４５は、第３光源部１２Ｃを点灯させる際、第３光源部１２Ｃと同一輝度で第４光源部１２Ｄを同時点灯させる。
【００５５】
より具体的には、光源駆動部１４は、まず、Ｘ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとを交互に消灯させる。
【００５６】
また、光源駆動部１４は、Ｚ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａと、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄとを交互に点灯させる。すなわち、光源駆動部１４は、Ｚ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａを点灯させる一方、第２光源部１２Ｂ、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄを消灯させる動作と、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを消灯させる一方、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄを同時点灯させる動作とを繰り返す。その際、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄについては同一輝度で同時点灯させる。
【００５７】
このように構成した場合、Ｚ軸方向における対象物体Ｏｂの位置情報を得る際に、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄを同一輝度で同時点灯させる分、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の広い範囲にわたって検出光Ｌ２を出射することができる。従って、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の広い範囲にわたって、対象物体Ｏｂの位置を検出することができるという利点がある。
【００５８】
［実施の形態２の変形例１］
上記実施の形態２において、光源駆動部１４は、Ｘ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとを交互に点灯させ、Ｚ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａと、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄとを交互に点灯させた。
【００５９】
但し、本形態において、光源駆動部１４は、Ｚ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂと、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄとを交互に点灯させる。すなわち、光源駆動部１４は、Ｚ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを同時点灯させる一方、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄを消灯させる動作と、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを消灯させる一方、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄを同時点灯させる動作とを繰り返す。その際、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂについては同一輝度で同時点灯させ、第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄについては同一輝度で同時点灯させる。
【００６０】
このように構成した場合、Ｚ軸方向における対象物体Ｏｂの位置情報を得る際に、第１光源部１２Ａおよび第２光源部１２Ｂを同一輝度で同時点灯させ，第３光源部１２Ｃおよび第４光源部１２Ｄを同一輝度で同時点灯させる分、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の広い範囲にわたって検出光Ｌ２を出射することができる。従って、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の広い範囲にわたって、対象物体Ｏｂの位置を検出することができるという利点がある。
【００６１】
［実施の形態２の変形例２］
上記実施の形態２、および実施の形態２の変形例１において、光源駆動部１４は、Ｘ軸方向で離間する光源部１２を順次点灯させるにあたって、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとを交互に点灯させたが、第１光源部１２Ａおよび第３光源部１２Ｃと、第２光源部１２Ｂおよび第４光源部１２Ｄとを交互に点灯させてもよい。
【００６２】
このように構成した場合、Ｘ軸方向における対象物体Ｏｂの位置情報を得る際に、２つの光源部１２を同時点灯させる分、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の広い範囲にわたって検出光Ｌ２を出射することができる。従って、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の広い範囲にわたって、対象物体Ｏｂの位置を検出することができるという利点がある。
【００６３】
［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光学式位置検出装置における光源部などの立体的な配置を示す説明図、光源部などをＺ軸方向の他方側からみて説明図、および光源部などをＸ軸方向からみた説明図である。図６は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置の全体構成を示す説明図であり、光源部などについてはＹ軸方向からみた様子を示してある。図７は、本発明の実施の形態３に係る光学式位置検出装置において、検出光Ｌ２と参照用光源から出射される参照光との差動を利用して対象物体Ｏｂの位置を検出する原理を示す説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、光源部１２から対象物体Ｏｂまでの距離と検出光Ｌ２等の受光強度との関係を示す説明図、および光源への駆動電流を調整した後の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それらの説明を省略する。
【００６４】
図５および図６に示すように、本形態の位置検出機能付き機器１も、実施の形態１と同様、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側に向けて検出光Ｌ２を出射する光学ユニット１１を備えており、光学ユニット１１は、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に向けて検出光Ｌ２を出射する複数の光源部１２と、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３を検出する受光部３０とを備えている。本形態において、光学ユニット１１は、複数の光源部１２として、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に向けて検出光Ｌ２を出射する３つ以上の光源部（第１光源部１２Ａ〜第３光源部１２Ｃ）を有している。
【００６５】
また、光学ユニット１１は、受光部３０に発光部１２０ｒを向けた参照用光源１２Ｒも備えている。このため、図６に示す光源駆動回路１４０は、参照用光源１２Ｒに対する駆動回路１４０ｒを備えている。
【００６６】
ここで、参照用光源１２Ｒは、光源部１２と同様、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、参照用光源１２Ｒは、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる参照光Ｌｒを発散光として放出する。但し、参照用光源１２Ｒから出射される参照光Ｌｒは、参照用光源１２Ｒの向きや、参照用光源１２Ｒに設けられる遮光カバー（図示せず）等によって、検出空間１０Ｒを介さずに受光部３０に入射するようになっている。
【００６７】
本形態の光学式位置検出装置１０においては、検出光同士の直接的な差動に代えて、検出光Ｌ２ａと参照光Ｌｒとの差動と、検出光Ｌ２ｃと参照光Ｌｒとの差動とを利用し、最終的に、検出光同士を直接、差動させた結果と同様な結果を導く。ここで、検出光Ｌ２ａと参照光Ｌｒとの差動、および検出光Ｌ２ｃと参照光Ｌｒとの差動は、以下のようにして実行される。
【００６８】
図７（ａ）に示すように、検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態においては、第１光源部１２Ａから対象物体Ｏｂまで距離と、受光部３０での検出光Ｌ２ａの受光強度Ｄaとは、実線ＳＡで示すように単調に変化する。これに対して、参照用光源１２Ｒから出射された参照光Ｌｒの受光部３０での検出強度は、実線ＳＲで示すように、対象物体Ｏｂの位置にかかわらず、一定である。従って、受光部３０での検出光Ｌ２ａの受光強度Ｄaと、受光部３０での参照光Ｌｒの検出強度Ｄrとは、相違している。
【００６９】
次に、図７（ｂ）に示すように、第１光源部１２Ａに対する駆動電流、および参照用光源１２Ｒに対する駆動電流のうちの少なくとも一方を調整し、受光部３０での検出光Ｌ２ａの受光強度Ｄaと、参照光Ｌｒの受光部３０での検出強度Ｄrとを一致させる。このような差動は、参照光Ｌｒと検出光Ｌ２ａとの間で行なわれるとともに、参照光Ｌｒと検出光Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃとの間でも行なわれる。従って、受光部３０での検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃの検出結果と、受光部３０での参照光Ｌｒの検出結果とが等しくなった時点での第１光源部１２Ａに対する駆動電流と、第２光源部１２Ｂに対する駆動電流との比や、第１光源部１２Ａに対する駆動電流と、第３光源部１２Ｃに対する駆動電流との比を求めることができる。
【００７０】
上記の検出原理を光路関数を用いて数理的に説明すると、以下のようになる。まず、第１光源部１２Ａと参照用光源１２Ｒとを交互に点灯させるとともに、第２光源部１２Ｂと参照用光源１２Ｒとを交互に点灯させる。その際の各パラメーターを以下
Ｔ＝対象物体Ｏｂの反射率
Ａt＝第１光源部１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａが対象物体Ｏｂで
反射して受光部３０に到る距離関数
Ａ＝検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で第１光源部１２Ａ
が点灯したときの受光部３０の検出強度
Ｂt＝第２光源部１２Ｂから出射された検出光Ｌ２ｂが対象物体Ｏｂで
反射して受光部３０に到る距離関数
Ｂ＝検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で第２光源部１２Ｂ
が点灯したときの受光部３０の検出強度
Ｒs＝参照用光源１２Ｒから受光部３０に到る距離関数
Ｒ＝参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの受光部３０の検出強度
とする。なお、第１光源部１２Ａ、第２光源部１２Ｂおよび参照用光源１２Ｒの発光強度は、駆動電流と発光係数との積で表されるが、以下の説明では、発光係数を１とする。また、上記の差動において、受光部３０での受光強度が等しくなったときの第１光源部１２Ａに対する駆動電流をＩAとし、第２光源部１２Ｂに対する駆動電流をＩBとし、参照用光源１２Ｒに対する駆動電流をＩRとする。また、差動の際、参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの受光部３０の検出強度については、第１光源部１２Ａとの差動、および第２光源部１２Ｂとの差動において同一と仮定する。
【００７１】
検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で、前記した差動を行なうと、
Ａ＝Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光    ・・式（６）
Ｂ＝Ｔ×Ｂt×ＩB＋環境光    ・・式（７）
Ｒ＝Ｒs×ＩR＋環境光        ・・式（８）
の関係が得られる。
【００７２】
ここで、差動の際の受光部３０の検出強度は等しいことから、式（６）、（８）から下式
Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光＝Ｒs×ＩR＋環境光
Ｔ×Ａt×ＩA＝Ｒs×ＩR
Ｔ×Ａt＝Ｒs×ＩR／ＩA・・式（９）
が導かれ、式（７）、（８）から下式
Ｔ×Ｂt×ＩB＋環境光＝Ｒs×ＩR＋環境光
Ｔ×Ｂt×ＩB＝Ｒs×ＩR
Ｔ×Ｂt＝Ｒs×ＩR／ＩB・・式（１０）
が導かれる。
【００７３】
また、距離関数Ａt、Ｂtの比ＰABは、下式
ＰAB＝Ａt／Ｂt・・式（１１）
で定義されることから、式（９）、（１０）から、距離関数の比ＰABは
ＰAB＝ＩB／ＩA・・式（１２）
で示すように表される。かかる式（１２）では、環境光の項が存在しない。なお、上記の数理モデルについては、対象物体Ｏｂで反射せずに入射した検出光Ｌ２の影響等を相殺するための補正等を行なってもよい。また、第１光源部１２Ａとの差動と、第２光源部１２Ｂとの差動とにおいて、参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの受光部３０の検出強度を異なる値に設定した場合でも、基本的には同様な原理が成り立つ。
【００７４】
ここで、光源部１２は点光源であり、ある地点での光強度は、光源からの距離の２乗に反比例する。従って、第１光源部１２Ａから対象物体Ｏｂを経て受光部３０に至る距離Ｐ１と、第２光源部１２Ｂから対象物体Ｏｂを経て受光部３０に至る距離Ｐ２との比は、下式
ＰAB＝（Ｐ１）2：（Ｐ２）2
により求められる。それ故、ＸＺ平面内において第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂを基準にして比Ｐ１：Ｐ２に対応する等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
【００７５】
同様に、第１光源部１２Ａと第３光源部１２Ｃとを差動させて、第１光源部１２Ａから対象物体Ｏｂを経て受光部３０に至る距離Ｐ１と、第３光源部１２Ｃから対象物体Ｏｂを経て受光部３０に至る距離との比を求めれば、ＸＺ平面内において第２光源部１２Ｂと第４光源部１２Ｄを基準にして等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
【００７６】
よって、第１光源部１２Ａと第２光源部１２Ｂとの差動により得た等比線と、第１光源部１２Ａと第３光源部１２Ｃとの差動により得た等比線との交点を求めれば、対象物体Ｏｂの位置（ＸＺ座標）を得ることができる。
【００７７】
このような構成によれば、光源部１２と参照用光源１２Ｒとの差動を利用しているため、環境光等の影響を自動的に補正することができる。
【００７８】
なお、図５および図６には、実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０に参照用光源１２Ｒを設けた例を示したが、実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０に参照用光源１２Ｒを設けてもよい。
【００７９】
［位置検出機能付き機器の構成例１］
図８は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０を用いた位置検出機能付き機器の説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、光学式位置検出装置の光学ユニット１１と視認面構成部材との位置関係を示す説明図、および光学ユニット１１をＸ軸方向からみた説明図である。
【００８０】
図８に示すように、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０は、視認面構成部材４０を備えた位置検出機能付き機器１を構成するのに用いることができる。視認面構成部材４０は、光源部１２および受光部３０を備えた光学ユニット１１に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に位置するシート状あるいは板状の透光部材からなる。
【００８１】
ここで、視認面構成部材４０は、情報などが視認される視認面４１がＸＺ平面に沿って展開するように配置されており、光学式位置検出装置１０の光学ユニット１１からは、検出光Ｌ２が視認面４１に沿うように出射される。従って、利用者は、視認面構成部材４０の視認面４１に表示された情報などを見ながら、指先などからなる対象物体Ｏｂを所定位置に移動させれば、対象物体Ｏｂの位置を入力情報として光学式位置検出装置１０での動作を切り換えることができる。
【００８２】
かかる位置検出機能付き機器１は、図９〜図１３を参照して説明するように、位置検出機能付き直視型表示装置、位置検出機能付きスクリーン装置、位置検出機能付き投射型表示装置、位置検出機能付きショーウインドウ、位置検出機能付きアミューズメント機器として構成することができる。
【００８３】
（位置検出機能付き直視型表示装置の構成例）
図９を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０として直視型画像生成装置を用いて、位置検出機能付き機器１を位置検出機能付き直視型表示装置として構成した例を説明する。
【００８４】
図９は、本発明を適用した位置検出機能付き直視型表示装置（位置検出機能付き機器１）の分解斜視図である。なお、本形態の位置検出機能付き直視型表示装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図７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それらの説明を省略する。
【００８５】
図９に示す位置検出機能付き直視型表示装置１００は、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０と、各種の直視型の画像生成装置２０（直視型表示装置／視認面構成部材４０）とを備えており、画像生成装置２０の一方の面によって情報が視認される視認面４１が構成されている。画像生成装置２０は、視認面４１に画像表示領域２０Ｒを備えており、かかる画像表示領域２０Ｒは、Ｙ軸方向からみたとき検出空間１０Ｒと重なっている。
【００８６】
画像生成装置２０は、画像生成パネル２９を備えている。画像生成パネル２９には、例えば、駆動回路等を構成する電子部品２５が実装されているとともに、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）等の配線部材２６が接続されている。
【００８７】
このように構成した位置検出機能付き直視型表示装置１００において、光学式位置検出装置１０は、画像生成装置２０の画像表示領域２０Ｒの側方に光学ユニット１１を備えている。従って、位置検出機能付き直視型表示装置１００では、対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、画像生成装置２０で表示された画像を指先等の対象物体Ｏｂで指示すると、所定の情報入力を行なうことができる。
【００８８】
（位置検出機能付きスクリーン装置の構成例）
図１０を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、位置検出機能付き機器１を位置検出機能付きスクリーン装置として構成した例を説明する。
【００８９】
図１０は、本発明を適用した位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きスクリーン装置を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図７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それらの説明を省略する。
【００９０】
図１０（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きスクリーン装置８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）から画像が投射されるスクリーン８０（視認面構成部材４０）と、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備えている。画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２４１に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン装置８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。従って、位置検出機能付きスクリーン装置８では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
【００９１】
かかる位置検出機能付きスクリーン装置８において、光学式位置検出装置１０は、スクリーン８０（視認面構成部材４０）のスクリーン面８ａ（視認面４１）の側方に光学ユニット１１を備えている。このため、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置８では、例えば、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体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。
【００９２】
なお、本形態では、位置検出機能付きスクリーン装置８として、画像投射装置２５０から画像が投射される投射型表示装置用のスクリーン装置を説明したが、電子黒板用のスクリーンに光学式位置検出装置１０を設けて電子黒板用の位置検出機能付きスクリーン装置を構成してもよい。
【００９３】
［位置検出機能付き投射型表示装置の構成例］
図１１を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、スクリーンと画像投射装置とによって位置検出機能付き投射型表示装置を構成した例を説明する。
【００９４】
図１１は、本発明を適用した位置検出機能付き投射型表示装置（位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き投射型表示装置を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付き投射型表示装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図７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それらの説明を省略する。
【００９５】
図１１（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付き投射型表示装置２００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）と、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備えている。画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２０１に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン装置８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。かかる投射型表示装置２００では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
【００９６】
かかる位置検出機能付き投射型表示装置２００において、光学式位置検出装置１０は、スクリーン８０のスクリーン面８ａ（視認面４１）側に配置された画像投射装置２５０に搭載されている。このため、光学式位置検出装置１０は、画像投射装置２５０からスクリーン８０（視認面構成部材４０）の視認面４１に沿って検出光Ｌ２を出射する。また、光学式位置検出装置１０は、対象物体Ｏｂで反射してきた検出光Ｌ３を画像投射装置２５０において検出する。
【００９７】
このように構成した位置検出機能付き投射型表示装置２００において、検出空間１０Ｒは、スクリーン８０に対する法線方向からみたとき四角形の領域であり、スクリーン８０において画像投射装置２５０によって画像が投射される領域（画像表示領域２０Ｒ）と重なっている。このため、本形態の位置検出機能付き投射型表示装置２００では、例えば、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体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。
【００９８】
（位置検出機能付きショーウインドウの構成例）
図１２を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０として、情報としての展示品を覆う透光部材を用いて、位置検出機能付き機器１を位置検出機能付きウインドウ（位置検出機能付きショーウインドウ）として構成した例を説明する。
【００９９】
図１２は、本発明を適用した位置検出機能付きウインドウ（位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きウインドウを外側（視認面側）からみた様子を模式的に示す説明図、およびその断面を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きウインドウにおいて、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図７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それらの説明を省略する。
【０１００】
図１２（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きウインドウ４００は、情報としての展示品４５０を覆う透光部材４４０（視認面構成部材４０）を備えており、透光部材４４０の外面４４１によって展示品４５０の視認面（視認面４１）が構成されている。また、位置検出機能付きウインドウ４００において、展示品４５０は、展示品４５０に前進や旋回等の動作を行なわせるアクチュエーター（図示せず）に保持されている。
【０１０１】
かかる位置検出機能付きウインドウ４００は、透光部材４４０の外面４４１の側に、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０の光学ユニット１１を備えており、光学ユニット１１は、透光部材４４０の外面４４１（視認面４１）に沿って検出光Ｌ２を出射する。また、光学ユニット１１は、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３を検出する。
【０１０２】
このように構成した位置検出機能付きウインドウ４００において、透光部材４４０の外面４４１側には光学式位置検出装置１０の検出空間１０Ｒが設定されている。従って、検出空間１０Ｒにおいて指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を展示品４５０の向きを切り換える指示等といった入力情報として利用することができる。例えば、指先等の対象物体Ｏｂの位置を下方にずらしていけば、展示品４５０を透光部材４４０に接近させ、指先等の対象物体Ｏｂの位置を右側にずらしていけば、展示品４５０を右回りに旋回させる等、展示品４５０の向きを変更することができる。
【０１０３】
（位置検出機能付きアミューズメント機器の構成例）
図１３を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０として、パチンコ台等のアミューズメント機器において遊技用媒体を支持する基盤を用い、アミューズメント機器を位置検出機能付きアミューズメント機器として構成した例を説明する。
【０１０４】
図１３は、本発明を適用した位置検出機能付きアミューズメント機器（位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図１３（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きアミューズメント機器を正面（視認面側）からみた様子を模式的に示す説明図、およびその断面を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きアミューズメント機器において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図７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それらの説明を省略する。
【０１０５】
図１３（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きアミューズメント機器５００は、パチンコ玉等の遊技媒体５０１を支持する板状の基盤５２０（視認面構成部材４０）、基盤５２０を保持する外枠５１０、遊技媒体５０１を基盤５２０上に送り出す位置等を設定するハンドル５７０、遊技媒体５０１を受ける受け皿５６０等を備えている。基盤５２０の表面５２１（視認面４１）は、ガラス板５３０で覆われており、基盤５２０の表面５２１において、ガラス板５３０の内側には、遊技媒体５０１に対するガイドレール５２５や、遊技媒体５０１の動きを変化させる釘５２８や、入賞口５８０、５９０等が設けられている。また、基盤５２０の表面５２１において、ガラス板５３０の内側には、遊技媒体５０１が入賞口５８０に入るたびに行われる抽選の結果等が表示される画像生成装置５４０が設けられている。
【０１０６】
かかる位置検出機能付きアミューズメント機器５００において、ガラス板５３０の外側には、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０の光学ユニット１１が設けられており、光学ユニット１１は、ガラス板５３０の外面に沿って検出光Ｌ２を出射する。また、光学ユニット１１、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３を検出する。
【０１０７】
このため、遊技者が画像生成装置５４０で表示されている内容や遊技に進行に合わせて検出空間１０Ｒに指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を、画像生成装置５４０で表示されている内容を切り換える指示等といった入力情報として利用することができる。
【０１０８】
［位置検出機能付き機器の構成例２］
図１４は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０を用いた別の位置検出機能付き機器の説明図であり、図１４（ａ）、（ｂ）は、光学式位置検出装置の光学ユニット１１と視認面構成部材との位置関係を示す説明図、および光学ユニット１１をＸ軸方向からみた説明図である。
【０１０９】
図１４に示すように、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０は、視認面構成部材４０を備えた位置検出機能付き機器１を構成するのに用いることができる。視認面構成部材４０は、光源部１２および受光部３０を備えた光学ユニット１１に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に位置するシート状あるいは板状の透光部材からなる。
【０１１０】
ここで、視認面構成部材４０は、情報などが視認される視認面４１がＸＹ平面に沿って展開するように配置されており、光学式位置検出装置１０の光学ユニット１１からは、検出光Ｌ２が視認面４１を透過するように出射される。従って、利用者は、視認面構成部材４０の視認面４１に表示された情報などを見ながら、指先などからなる対象物体Ｏｂを所定位置に移動させれば、対象物体Ｏｂの位置を入力情報として光学式位置検出装置１０での動作を切り換えることができる。
【０１１１】
かかる位置検出機能付き機器１は、図１５〜図１８を参照して説明するように、位置検出機能付き直視型表示装置、位置検出機能付きスクリーン装置、位置検出機能付きショーウインドウ、位置検出機能付きアミューズメント機器として構成することができる。
【０１１２】
（位置検出機能付き直視型表示装置の構成例）
図１５は、本発明を適用した別の位置検出機能付き直視型表示装置（位置検出機能付き機器１）の分解斜視図である。なお、本形態の位置検出機能付き直視型表示装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図７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それらの説明を省略する。
【０１１３】
図１５に示す位置検出機能付き直視型表示装置１００は、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０と、各種の直視型の画像生成装置２０（直視型表示装置／視認面構成部材４０）とを備えており、画像生成装置２０の一方の面によって情報が視認される視認面４１が構成されている。画像生成装置２０は、視認面４１に画像表示領域２０Ｒを備えており、かかる画像表示領域２０Ｒは、Ｙ軸方向からみたとき検出空間１０Ｒと重なっている。画像生成装置２０は、図９を参照して説明した画像生成装置２０と同一の構成を有していることから説明を省略するが、画像生成パネル２９などを備えている。
【０１１４】
ここで、光学式位置検出装置１０の光学ユニット１１は、画像生成パネル２９に対して表示光の出射側とは反対側に配置されている。このため、対象物体Ｏｂの位置を検出するためには、検出光Ｌ２を対象物体Ｏｂが位置する検出空間１０Ｒに出射させる必要がある。従って、画像生成パネル２９の画像表示領域２０Ｒは、検出光Ｌ２を透過可能に構成されている。
【０１１５】
このように構成した位置検出機能付き直視型表示装置１００において、光学ユニット１１は、画像生成装置２０（視認面構成部材４０）において視認面４１側とは反対側から視認面４１側に位置する検出空間１０Ｒに検出光Ｌ２を出射し、対象物体Ｏｂで反射して画像生成装置２０を透過してきた検出光Ｌ３を検出する。従って、位置検出機能付き直視型表示装置１００では、対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、画像生成装置２０で表示された画像を指先等の対象物体Ｏｂで指示すると、所定の情報入力を行なうことができる。
【０１１６】
（位置検出機能付きスクリーン装置の構成例）
図１６は、本発明を適用した別の位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図１６（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きスクリーン装置を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図７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それらの説明を省略する。
【０１１７】
図１６（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きスクリーン装置８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）から画像が投射されるスクリーン８０（視認面構成部材４０）と、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備えている。画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２４１に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン装置８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。従って、位置検出機能付きスクリーン装置８では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
【０１１８】
かかる位置検出機能付きスクリーン装置８において、光学式位置検出装置１０は、スクリーン８０（視認面構成部材４０）においてスクリーン面８ａ（視認面４１）の側とは反対側の裏面８ｂの側に光学ユニット１０を備えている。このため、光学ユニット１１は、スクリーン８０（視認面構成部材４０）において視認面４１側とは反対側から視認面４１側に設定された検出空間１０Ｒに検出光Ｌ２を出射することになる。また、光学ユニット１１は、対象物体Ｏｂで反射してスクリーン８０を透過してきた検出光Ｌ３を検出することになる。従って、スクリーン８０として、検出光Ｌ２に対する透光性を備えているものが用いられている。より具体的には、スクリーン８０は、スクリーン面８ａ側に白い塗料が塗ってある布地や、エンボス加工された白いビニール素材からなるホワイトスクリーンからなり、赤外光からなる検出光Ｌ２に対して透光を有している、スクリーン８０としては、光の反射率を高めるために高銀色としたシルバースクリーン、スクリーン面８ａ側を構成する布地表面に樹脂加工を行なって光の反射率を高めたパールスクリーン、スクリーン面８ａ側に細かいガラス粉末が塗布して光の反射率を高めたピーススクリーンを用いることができ、このような場合も、スクリーン８０は、赤外光からなる検出光Ｌ２に対して透光性を備えている。なお、スクリーン８０は、表示される画像の品位を高めることを目的に、裏面８ｂに黒色の遮光層が形成される場合があり、このような場合、遮光層には、穴からなる透光部を複数形成しておく。
【０１１９】
このように構成した位置検出機能付きスクリーン装置８において、例えば、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体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。
【０１２０】
なお、本形態では、位置検出機能付きスクリーン装置８として、画像投射装置２５０から画像が投射される投射型表示装置用のスクリーン装置を説明したが、電子黒板用のスクリーンに光学式位置検出装置１０を設けて電子黒板用の位置検出機能付きスクリーン装置を構成してもよい。
【０１２１】
（位置検出機能付きショーウインドウの構成例）
図１７は、本発明を適用した別の位置検出機能付きウインドウ（位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図１７（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きウインドウを外側（視認面側）からみた様子を模式的に示す説明図、およびその断面を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きウインドウにおいて、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図７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それらの説明を省略する。
【０１２２】
図１７（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きウインドウ４００は、情報としての展示品４５０を覆う透光部材４４０（視認面構成部材４０）を備えており、透光部材４４０の外面４４１によって展示品４５０の視認面（視認面４１）が構成されている。また、位置検出機能付きウインドウ４００において、展示品４５０は、展示品４５０に前進や旋回等の動作を行なわせるアクチュエーター（図示せず）に保持されている。
【０１２３】
かかる位置検出機能付きウインドウ４００は、透光部材４４０の内面４４２の側に、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０の光学ユニット１１を備えており、光学ユニットは、透光部材４４０の内側から外面４４１（視認面４１）の側に検出光Ｌ２を出射することになる。また、光学ユニット１１は、対象物体Ｏｂで反射して透光部材４４０を透過してきた検出光Ｌ３を検出することになる。
【０１２４】
このように構成した位置検出機能付きウインドウ４００において、透光部材４４０の外面４４１側には光学式位置検出装置１０の検出空間１０Ｒが設定されている。従って、検出空間１０Ｒにおいて指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を展示品４５０の向きを切り換える指示等といった入力情報として利用することができる。例えば、指先等の対象物体Ｏｂの位置を下方にずらしていけば、展示品４５０を透光部材４４０に接近させ、指先等の対象物体Ｏｂの位置を右側にずらしていけば、展示品４５０を右回りに旋回させる等、展示品４５０の向きを変更することができる。
【０１２５】
（位置検出機能付きアミューズメント機器の構成例）
図１８は、本発明を適用した別の位置検出機能付きアミューズメント機器（位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図１８（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きアミューズメント機器を正面（視認面側）からみた様子を模式的に示す説明図、およびその断面を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きアミューズメント機器において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図７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それらの説明を省略する。
【０１２６】
図１８（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きアミューズメント機器５００は、パチンコ玉等の遊技媒体５０１を支持する板状の基盤５２０（視認面構成部材４０）、基盤５２０を保持する外枠５１０、遊技媒体５０１を基盤５２０上に送り出す位置等を設定するハンドル５７０、遊技媒体５０１を受ける受け皿５６０等を備えている。基盤５２０の表面５２１（視認面４１）は、ガラス板５３０で覆われており、基盤５２０の表面５２１において、ガラス板５３０の内側には、遊技媒体５０１に対するガイドレール５２５や、遊技媒体５０１の動きを変化させる釘５２８や、入賞口５８０、５９０等が設けられている。また、基盤５２０の表面５２１において、ガラス板５３０の内側には、遊技媒体５０１が入賞口５８０に入るたびに行われる抽選の結果等が表示される直視型の画像生成装置５４０が設けられている。
【０１２７】
かかる位置検出機能付きアミューズメント機器５００において、基盤５２０の裏面５２２には、図１〜図７を参照して説明した光学式位置検出装置１０の光学ユニット１１が設けられており、光学ユニット１１は、基盤５２０の裏面５２２側から表面４５２（視認面４１）の側に設定された検出空間１０Ｒに検出光Ｌ２を出射する。また、光学ユニット１１は、対象物体Ｏｂで反射して透光部材４４０を透過してきた検出光Ｌ３を検出することになる。
【０１２８】
このように光学式位置検出装置１０を配置するにあたって、本形態では、画像生成装置５４０が、図１５を参照して説明した位置検出機能付き直視型表示装置１００として構成されている。すなわち、画像生成装置５４０の裏面側に光学ユニット１１が設けられている。このため、本形態の位置検出機能付きアミューズメント機器５００では、基盤５２０の表面４５２側（視認面４１側）のうち、画像生成装置５４０と重なる領域に検出空間１０Ｒが設定されている。また、本形態では、ガラス板５３０の外面側を検出空間１０Ｒとし、かかる検出空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する。
【０１２９】
このため、遊技者が画像生成装置５４０で表示されている内容や遊技に進行に合わせて検出空間１０Ｒに指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を、画像生成装置５４０で表示されている内容を切り換える指示等といった入力情報として利用することができる。
【０１３０】
なお、位置検出機能付きアミューズメント機器５００を構成するにあたって、基盤５２０を赤外光からなる検出光Ｌ２が透過可能な構成とすれば、基盤５２０と重なる領域を検出空間１０Ｒとすることができる。また、基盤５２０において光学ユニット１１の光源部１２および受光部３０と重なる領域を赤外光からなる検出光Ｌ２が透過可能な構成とすれば、基盤５２０と重なる領域を検出空間１０Ｒとすることができる。
【符号の説明】
【０１３１】
１・・位置検出機能付き機器、８・・スクリーン装置（位置検出機能付き機器）、１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出空間（検出光出射空間）、１１・・光学ユニット、１２・・光源部、１２Ａ・・第１光源部、１２Ｂ・・第２光源部、１２Ｃ・・第３光源部、１２Ｄ・・第４光源部、１２Ｒ・・参照用光源、２０・・画像生成装置（視認面構成部材）、３０・・受光部、４０・・視認面構成部材、４１・・視認面、５０・・位置検出部、５１・・ＸＺ座標検出部、８０・・スクリーン（視認面構成部材）、１００・・位置検出機能付き直視型表示装置（位置検出機能付き機器）、２００・・位置検出機能付き投射型表示装置、４００・・位置検出機能付きウインドウ（位置検出機能付き機器）、５００・・位置検出機能付きアミューズメント機器（位置検出機能付き機器）、Ｏｂ・・対象物体
【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図８】
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【図１４】
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