(57)【要約】【課題】対象物体の少なくとも二次元座標を検出することのできる光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き表示装置を提供する。【解決手段】光学式位置検出装置１０は、検出領域１０Ｒに対してＺ軸方向にずれた位置で互いに異なる方向および位置に光軸を向ける４つの光強度分布形成用の発光素子１２Ａ〜１２Ｄと、検出領域１０Ｒを経由せずに光検出器３０に入射する参照光Ｌｒを出射する参照用発光素子１２Ｒとを備えている。このため、発光素子１２Ａ〜１２Ｄ、および参照用発光素子１２Ｒを異なるタイミングで点灯させて、光検出器３０での検出光Ｌ２の検出結果と光検出器３０での参照光Ｌｒの検出結果とを比較すれば、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出することができる。【選択図】図２
2011122868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域内の対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置であって、
前記検出領域において互いに交差する方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向としたとき、
前記検出領域に対してＺ軸方向にずれた位置に配置され、互いに異なる光軸を有する３つ以上の光強度分布形成用光源と、
前記光強度分布形成用光源から前記検出領域に出射された後に前記対象物体で反射した検出光を受光する光検出器と、
前記検出領域を経由せずに前記光検出器に入射する参照光を出射する参照用光源と、
前記３つ以上の光強度分布形成用光源および前記参照用光源を異なるタイミングで点灯させる光源駆動部と、
前記光検出器での前記検出光の検出結果と前記光検出器での前記参照光の検出結果とを比較して前記対象物体のＸ座標およびＹ座標を検出する位置検出部と、
を有していることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項２】
前記３以上の光強度分布形成用光源として、第１検出光を出射する光強度分布形成用第１光源と、該光強度分布形成用第１光源の光軸に対してＸ軸方向にずれた位置および／または方向に光軸を向ける光強度分布形成用第２光源と、光強度分布形成用第３光源と、該光強度分布形成用第３光源の光軸に対してＹ軸方向にずれた位置および／または方向に光軸を向ける光強度分布形成用第４光源と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の光学式位置検出装置。
【請求項３】
前記位置検出部は、前記対象物体のＸ座標を検出するときには、前記３以上の光強度分布形成用光源のうち、光軸がＸ軸方向でずれている２つの光強度分布形成用光源の一方が前記検出光を出射したときの前記光検出器での検出結果と前記参照光を受光したときの前記光検出器での検出結果とのＸ座標検出用第１比較と、他方が前記検出光を出射したときの前記光検出器での検出結果と前記参照光を受光したときの前記光検出器での検出結果とのＸ座標検出用第２比較とを行ない、
前記位置検出部は、前記対象物体のＹ座標を検出するときには、前記３以上の光強度分布形成用光源のうち、光軸がＹ軸方向でずれている２つの光強度分布形成用光源の一方が前記検出光を出射したときの前記光検出器での検出結果と前記参照光を受光したときの前記光検出器での検出結果とのＹ座標検出用第１比較と、他方が前記検出光を出射したときの前記光検出器での検出結果と前記参照光を受光したときの前記光検出器での検出結果とのＹ座標検出用第２比較とを行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の光学式位置検出装置。
【請求項４】
前記位置検出部は、前記Ｘ座標検出用第１比較において前記光検出器での前記検出光の検出結果と前記参照光の検出結果とが等しくなるように前記光源駆動部が前記光強度分布形成用光源および前記参照用光源を制御したときの制御結果と、前記Ｘ座標検出用第２比較において前記光検出器での前記検出光の検出結果と前記参照光の検出結果とが等しくなるように前記光源駆動部が前記光強度分布形成用光源および前記参照用光源を制御したときの制御結果とに基づいて前記Ｘ座標を検出し、
前記位置検出部は、前記Ｙ座標検出用第１比較において前記光検出器での前記検出光の検出結果と前記参照光の検出結果とが等しくなるように前記光源駆動部が前記光強度分布形成用光源および前記参照用光源を制御したときの制御結果と、前記Ｙ座標検出用第２比較において前記光検出器での前記検出光の検出結果と前記参照光の検出結果とが等しくなるように前記光源駆動部が前記光強度分布形成用光源および前記参照用光源を制御したときの制御結果とに基づいて前記Ｙ座標を検出することを特徴とする請求項３に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記検出光および前記参照光は、赤外光であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項６】
前記光強度分布形成用光源および前記参照用光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項７】
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を備えた位置検出機能付き表示装置であって、
前記検出領域に対して重なる領域に画像を形成する画像生成装置を有していることを特徴とする位置検出機能付き表示装置。
【請求項８】
前記画像生成装置は、前記検出領域に対して重なる領域に画像を投射する画像投射装置であることを特徴とする請求項７に記載の位置検出機能付き表示装置。
【請求項９】
前記光強度分布形成用光源は、前記画像投射装置に搭載されていることを特徴とする請求項８に記載の位置検出機能付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出領域内の対象物体の位置を光学的に検出することのできる光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置としては、例えば、２つのビーム源の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射し、対象物体で反射して検出光が透光部材を透過してきた成分を共通の光検出器で受光するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる特許文献１に記載の構成では、２つのビーム源のうち、一方のビーム源から出射された検出光が対象物体で反射した際の光検出器の受光強度と、他方のビーム源から出射された検出光が対象物体で反射した際の光検出器の受光強度とが等しくなるように２つのビーム源を制御した際の出射強度の比に基づいて対象物体の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここに本発明者は、検出領域内の対象物体の２次元座標を検出可能な光学式位置検出装置を検討しているが、特許文献１に記載の構成では、２つのビーム源から出射された検出光の空間的関係を利用する方式であるため、一次元座標しか検出することができないという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、対象物体の少なくとも二次元座標を検出することのできる光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、検出領域内の対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置であって、前記検出領域において互いに交差する方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向としたとき、前記検出領域に対してＺ軸方向にずれた位置に配置され、互いに異なる光軸を有する３つ以上の光強度分布形成用光源と、前記光強度分布形成用光源から前記検出領域に出射された後に前記対象物体で反射した検出光を受光する光検出器と、前記検出領域を経由せずに前記光検出器に入射する参照光を出射する参照用光源と、前記３つ以上の光強度分布形成用光源および前記参照用光源を異なるタイミングで点灯させる光源駆動部と、前記光検出器での前記検出光の検出結果と前記光検出器での前記参照光の検出結果とを比較して前記対象物体のＸ座標およびＹ座標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。本発明において、「異なる光軸」とは、光軸の位置および／または方向がずれていることを意味する。
【０００８】
本発明においては、前記３以上の光強度分布形成用光源として、例えば、光強度分布形成用第１光源と、該光強度分布形成用第１光源の光軸に対してＸ軸方向にずれた方向および／または位置に光軸を向ける光強度分布形成用第２光源と、光強度分布形成用第３光源と、該光強度分布形成用第３光源の光軸に対してＹ軸方向にずれた方向および／または位置に光軸を向ける光強度分布形成用第４光源と、を備えている。
【０００９】
本発明において、前記位置検出部は、前記対象物体のＸ座標を検出するときには、前記３以上の光強度分布形成用光源のうち、光軸がＸ軸方向でずれている２つの光強度分布形成用光源の一方が前記検出光を出射したときの前記光検出器での検出結果と前記参照光を受光したときの前記光検出器での検出結果とのＸ座標検出用第１比較と、他方が前記検出光を出射したときの前記光検出器での検出結果と前記参照光を受光したときの前記光検出器での検出結果とのＸ座標検出用第２比較とを行ない、前記位置検出部は、前記対象物体のＹ座標を検出するときには、前記３以上の光強度分布形成用光源のうち、光軸がＹ軸方向でずれている２つの光強度分布形成用光源の一方が前記検出光を出射したときの前記光検出器での検出結果と前記参照光を受光したときの前記光検出器での検出結果とのＹ座標検出用第１比較と、他方が前記検出光を出射したときの前記光検出器での検出結果と前記参照光を受光したときの前記光検出器での検出結果とのＹ座標検出用第２比較と、を行なう構成を採用することができる。
【００１０】
本発明において、光源駆動部は、３つ以上の光強度分布形成用光源および参照用光源を異なるタイミングで点灯させ、光検出器は、３つ以上の光強度分布形成用光源から検出領域に出射された後に対象物体で反射した検出光を受光するとともに、参照光を受光する。ここで、３つ以上の光強度分布形成用光源は、互いに異なる方向および／または位置に光軸を向けており、検出領域に３つ以上の光強度分布を形成する。また、光検出器における検出光の受光結果は、光強度分布において対象物体が位置する個所での強度に対応する。このため、位置検出部は、３以上の光強度分布形成用光源のうち、光軸がＸ軸方向でずれている２つの光強度分布形成用光源の一方が検出光を出射したときの光検出器での検出結果と、他方が検出光を出射したときの光検出器での検出結果とを用いて対象物体のＸ座標に関する情報を得ることができる。また、位置検出部は、光軸がＹ軸方向でずれている２つの光強度分布形成用光源の一方が検出光を出射したときの光検出器での検出結果と、他方が検出光を出射したときの光検出器での検出結果とを用いて対象物体のＹ座標に関する情報を得ることができる。従って、位置検出部は、かかる情報から対象物体の二次元座標を検出することができる。さらに、本発明では、検出領域を経由せずに光検出器に入射する参照光を出射する参照用光源が設けられており、かかる参照光の光検出器での検出結果は、対象物体の位置にかかわらず、一定である。また、位置検出部は、光検出器での検出光の検出結果と光検出器での参照光の検出結果とを比較して対象物体のＸ座標およびＹ座標を検出する。このため、光検出器に環境光が入射している場合でも、位置検出部は、参照光の光検出器での検出結果を基準にして光検出器での検出光の検出結果を対象物体の座標検出を行なうので、環境光の影響を受けずに対象物体の座標を精度よく検出することができる。
【００１１】
本発明において、前記位置検出部は、前記Ｘ座標検出用第１比較において前記光検出器での前記検出光の検出結果と前記参照光の検出結果とが等しくなるように前記光源駆動部が前記光強度分布形成用光源および前記参照用光源を制御したときの制御結果と、前記Ｘ座標検出用第２比較において前記光検出器での前記検出光の検出結果と前記参照光の検出結果とが等しくなるように前記光源駆動部が前記光強度分布形成用光源および前記参照用光源を制御したときの制御結果とに基づいて前記Ｘ座標を検出し、前記位置検出部は、前記Ｙ座標検出用第１比較において前記光検出器での前記検出光の検出結果と前記参照光の検出結果とが等しくなるように前記光源駆動部が前記光強度分布形成用光源および前記参照用光源を制御したときの制御結果と、前記Ｙ座標検出用第２比較において前記光検出器での前記検出光の検出結果と前記参照光の検出結果とが等しくなるように前記光源駆動部が前記光強度分布形成用光源および前記参照用光源を制御したときの制御結果とに基づいて前記Ｙ座標を検出する構成を採用することができる。
【００１２】
本発明において、前記検出光および前記参照光は、赤外光であることが好ましい。かかる構成によれば、検出光が視認されないという利点がある。
【００１３】
本発明において、前記光強度分布形成用光源および前記参照用光源は、発光ダイオードであることが好ましい。かかる構成によれば、検出光が発散光として出射される。このため、光強度分布として強度が穏やかに変化する分布を形成することができる。
【００１４】
本発明を適用した光学式位置検出装置は、位置検出機能付き表示装置を構成するのに用いることができ、この場合、位置検出機能付き表示装置は、前記検出領域に対して重なる領域に画像を形成する画像生成装置を有している。
【００１５】
本発明において、前記位置検出機能付き表示装置として、位置検出機能付き表示装置を構成する場合、前記画像生成装置は、前記検出領域に対して重なる領域に画像を投射する画像投射装置を用いる。
【００１６】
この場合、前記光強度分布形成用光源は、前記画像投射装置に搭載されていることが好ましい。このように構成すれば、画像の投射方向を設定する際、検出光の出射方向を同時に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置の構成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に係る位置検出機能付き表示装置に用いた光学式位置検出装置の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の電気的構成を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置で利用される検出光の光強度分布の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の座標検出原理を模式的に示す説明図である。
【図６】図５に示す処理で得た位置情報から対象物体のＸＹ座標を特定する方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る位置検出機能付き表示装置の要部を後方の斜め上方からみた様子を模式的に示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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軸として説明する。また、以下に参照する図面では、説明の便宜上、Ｘ軸方向を横方向とし、Ｙ軸方向と縦方向として表してある。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側として示してある。また、以下の説明で参照する図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００１９】
［実施の形態１］
（位置検出機能付き表示装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き表示装置の要部を前方の斜め上方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。
【００２０】
図１に示す位置検出機能付き表示装置１００は、位置検出機能付投射型表示装置であり、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２００を備えている。かかる画像投射装置２００は、筐体２５０の前面部２０１に設けられた投射レンズ２１０からスクリーン部材２９０のスクリーン面２９０ｓに向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。従って、画像投射装置２００は、筐体２５０の内部にカラーの画像表示光を生成して投射レンズ２１０を介して出射する光学装置（図示せず）を備えている。本形態において、スクリーン部材２９０は横長の四角形である。
【００２１】
本形態の位置検出機能付き表示装置１００は、以下に説明するように、画像が投射される面としてのスクリーン部材２９０と、画像投射装置２００との間に設定された検出領域１０Ｒに対してＺ軸方向にずれた位置に、後述する光強度分布形成用光源を含む光学式位置検出装置１０とを備えており、かかる光学式位置検出装置１０は、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を光学的に検出する。
【００２２】
（光学式位置検出装置の構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置１００に用いた光学式位置検出装置の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、画像投射装置２００を前面側からみたときの説明図、および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は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の電気的構成を示す説明図である。
【００２３】
図２および図３に示すように、光学式位置検出装置１０は、画像投射装置２００に搭載された位置検出用光源部１１を備えており、かかる位置検出用光源部１１は、検出領域１０Ｒに向けて赤外光からなる検出光Ｌ２を出射する。また、光学式位置検出装置１０は、光検出器３０および位置検出部５０を備えており、光検出器３０は、検出領域１０Ｒで対象物体Ｏｂにより反射した検出光Ｌ３を検出する。位置検出部５０は、信号処理部５１とＸＹ座標検出部５２とを備えており、検出光Ｌ２の出射方向に対して交差する仮想面（ＸＹ平面）内における対象物体Ｏｂの位置（Ｘ座標およびＹ座標）を検出する。
【００２４】
位置検出用光源部１１は、検出領域１０Ｒに向けて検出光Ｌ２を出射する光強度分布形成用光源としての複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ、発光素子１２Ｂ、発光素子１２Ｃ、発光素子１２Ｄ）と、これらの発光素子１２を駆動する光源駆動部１４とを有している。本形態において、発光素子１２は、画像投射装置２００において投射レンズ２１０が設けられた前面部２０１の４つの角部分に設けられている。発光素子１２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、赤外光からなる検出光Ｌ２を発散光として放出する。検出光Ｌ２は、指やタッチペン等の対象物体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ことから、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、例えば波長で８５０ｎｍ付近）、あるいは９５０ｎｍであることが望ましい。本形態では、いずれの発光素子１２もピーク波長が８５０ｎｍ付近の波長域にある赤外光を出射する。
【００２５】
本形態においては、光検出器３０および位置検出部５０も、位置検出用光源部１１と同様、画像投射装置２００に設けられており、位置検出部５０は、画像投射装置２００の内部に配置されている。
【００２６】
光検出器３０は、画像投射装置２００の前面部２０１において、投射レンズ２１０に対してＹ軸方向の一方側に設けられており、受光部３１を検出領域１０Ｒに向けている。光検出器３０は、フォトダイオードやフォトトランジスター等からなり、本形態では、フォトダイオードが用いられている。光検出器３０は、位置検出部５０に電気的に接続されており、光検出器３０での検出結果は、位置検出部５０に出力される。
【００２７】
さらに、本形態の光学式位置検出装置１０は、画像投射装置２００に、発光ダイオードからなる参照用発光素子１２Ｒ（参照用光源）を備えており、かかる参照用発光素子１２Ｒは、検出領域１０Ｒを経由せずに光検出器３０に入射する参照光Ｌｒを出射する。かかる参照光Ｌｒも、検出光Ｌ２と同様、赤外光である。
【００２８】
光源駆動部１４は、光強度分布形成用の発光素子１２および参照用発光素子１２Ｒを駆動する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介して発光素子１２および参照用発光素子１２Ｒの各々の発光強度や点灯するタイミングを制御する光源制御部１４５とを備えている。ここで、光源駆動部１４は、光強度分布形成用の発光素子１２および参照用発光素子１２Ｒを異なるタイミングで点灯させる。このため、光源駆動回路１４０には、発光素子１２Ａ〜１２Ｄを駆動する光源駆動回路１４０ａ〜１４０ｄと、参照用発光素子１２Ｒを駆動する光源駆動回路１４０ｒとが設けられている。光源制御部１４５と位置検出部５０とは、信号線で接続されており、発光素子１２に対する駆動と位置検出部５０での検出動作とは、連動して行われる。
【００２９】
（検出光Ｌ２の光強度分布の構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置で利用される検出光の光強度分布の説明図である。
【００３０】
図２（ｂ）に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０の位置検出用光源部１１において、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）はいずれも、画像投射装置２００からみたときに四角形の検出領域１０Ｒが位置する側に光軸Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ、Ｌ１２ｃ、Ｌ１２ｄを向けている。ここで、光軸Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ、Ｌ１２ｃ、Ｌ１２ｄは、検出領域１０Ｒの端部に向けて延在し、かつ、互いに異なる方向および位置に向いている。より具体的には、発光素子１２Ａの光軸Ｌ１２ａは、検出領域１０Ｒの４つの角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄのうち、角部分１０Ｒａを通っており、発光素子１２Ｂの光軸Ｌ１２ｂは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｂを通っており、発光素子１２Ｃの光軸Ｌ１２ｃは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｃを通っており、発光素子１２Ｄの光軸Ｌ１２ｄは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｄを通っている。このため、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）は、互いに異なる光軸Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄを有している。
【００３１】
また、発光素子１２Ａ〜１２Ｄから出射される検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄはいずれも発散光であり、かかる発散光では、光軸Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ、Ｌ１２ｃ、Ｌ１２ｄ付近で最も強度が大で、光軸Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ、Ｌ１２ｃ、Ｌ１２ｄから離間するほど、強度が連続的に低下していく。
【００３２】
このため、発光素子１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａは、図４（ａ）に示す光強度分布Ｌ２ａ１を検出領域１０Ｒに形成する。かかる光強度分布Ｌ２ａ１においては、光軸Ｌ１２ａが通る角部分１０Ｒａが光強度分布Ｌ２ａ１の最大強度部分Ｌ２ａ０であり、最大強度部分Ｌ２ａ０から離間するに従って強度が単調減少している。本形態の光強度分布Ｌ２ａ１においては、最大強度部分Ｌ２ａ０から離間するに従って強度が略直線的に減少している。発光素子１２Ｂから出射された検出光Ｌ２ｂは、図４（ｂ）に示す光強度分布Ｌ２ｂ１を検出領域１０Ｒに形成する。かかる光強度分布Ｌ２ｂ１においては、光軸Ｌ１２ｂが通る角部分１０Ｒｂが光強度分布Ｌ２ｂ１の最大強度部分Ｌ２ｂ０であり、最大強度部分Ｌ２ｂ０から離間するに従って強度が単調減少している。本形態の光強度分布Ｌ２ｂ１においては、最大強度部分Ｌ２ｂ０から離間するに従って強度が略直線的に減少している。発光素子１２Ｃから出射された検出光Ｌ２ｃは、図４（ｃ）に示す光強度分布Ｌ２ｃ１を検出領域１０Ｒに形成する。かかる光強度分布Ｌ２ｃ１においては、光軸Ｌ１２ｃが通る角部分１０Ｒｃが光強度分布Ｌ２ｃ１の最大強度部分Ｌ２ｃ０であり、最大強度部分Ｌ２ｃ０から離間するに従って強度が単調減少している。本形態の光強度分布Ｌ２ｃ１においては、最大強度部分Ｌ２ｃ０から離間するに従って強度が略直線的に減少している。発光素子１２Ｄから出射された検出光Ｌ２ｄは、図４（ｄ）に示す光強度分布Ｌ２ｄ１を検出領域１０Ｒに形成する。かかる光強度分布Ｌ２ｄ１においては、光軸Ｌ１２ｄが通る角部分１０Ｒｄが光強度分布Ｌ２ｄ１の最大強度部分Ｌ２ｄ０であり、最大強度部分Ｌ２ｄ０から離間するに従って強度が単調減少している。本形態の光強度分布Ｌ２ｄ１においては、最大強度部分Ｌ２ｄ０から離間するに従って強度が略直線的に減少している。
【００３３】
このように構成した光強度分布Ｌ２ａ１〜Ｌ２ｄ１において、検出領域１０Ｒに形成された光強度分布の強度レベルは高いことが好ましい。そこで、本形態では、図２（ａ）に示すように、４つの発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）の各々には、発光素子１２から放出された検出光Ｌ２のうち、検出領域１０Ｒの外側に向かおうとする検出光を検出領域１０Ｒ内に導く反射ミラー１３ａ〜１３ｄが設けられている。本形態において、反射ミラー１３ａ〜１３ｄは、発光素子１２の光軸（発光素子１２Ａ〜１２Ｄの光軸Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄ）が向かう検出領域１０Ｒ上の形状に対応する形状をもって発光素子１２の側方位置から検出光Ｌ２の放出方向に向けて延在している。より具体的には、反射ミラー１３ａ〜１３ｄは、発光素子１２の光軸を囲む４方向のうち、互いに直交する２方向に、光軸と平行な２つの反射面を備えている。
【００３４】
このように構成した光学式位置検出装置１０において、発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）の光軸Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ、Ｌ１２ｃ、Ｌ１２ｄは、四角形の検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄに向いている。そこで、本形態では、発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）のうち、光軸がＸ方向でずれている発光素子１２Ａ、１２ＣをＸ座標の検出に用いる光強度分布形成用第１光源および光強度分布形成用第２光源として用い、光軸がＹ方向でずれている発光素子１２Ｂ、１２をＹ座標の検出に用いる光強度分布形成用第３光源および光強度分布形成用第４光源として用いる。
【００３５】
従って、本形態では、発光素子１２Ａ〜１２Ｄ、検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ、および光強度分布Ｌ２ａ１〜Ｌ２ｄ１は、以下の機能
光源
発光素子１２Ａ＝Ｘ座標検出用第１光源（光強度分布形成用第１光源）
発光素子１２Ｃ＝Ｘ座標検出用第２光源（光強度分布形成用第２光源）
発光素子１２Ｂ＝Ｙ座標検出用第１光源（光強度分布形成用第３光源）
発光素子１２Ｄ＝Ｙ座標検出用第２光源（光強度分布形成用第４光源）
検出光
検出光Ｌ２ａ＝Ｘ座標検出用第１検出光
検出光Ｌ２ｃ＝Ｘ座標検出用第２検出光
検出光Ｌ２ｂ＝Ｙ座標検出用第１検出光
検出光Ｌ２ｄ＝Ｙ座標検出用第２検出光
光強度分布
光強度分布Ｌ２ａ１＝Ｘ座標検出用第１光強度分布
光強度分布Ｌ２ｃ１＝Ｘ座標検出用第２光強度分布
光強度分布Ｌ２ｂ１＝Ｙ座標検出用第１光強度分布
光強度分布Ｌ２ｄ１＝Ｙ座標検出用第２光強度分布
を担うことになる。
【００３６】
（座標検出の基本原理）
本形態の位置検出機能付き表示装置１００においては、位置検出用光源部１１において、発光素子１２を点灯させて検出領域１０Ｒの検出光Ｌ２の光強度分布を形成するとともに、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を光検出器３０で検出し、かかる光検出器３０での検出結果に基づいて、位置検出部５０は、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する。その際、位置検出部５０は、光検出器３０での検出光Ｌ２の検出結果と、光検出器３０での参照光Ｌｒの検出結果とを比較し、かかる比較結果に基づいて、位置検出部５０は、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する。そこで、図５および図６を参照して、座標検出の原理を説明する。なお、位置検出部５０において、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの検出領域１０Ｒ内の位置情報を取得するにあたって、例えば、光源制御部１４５や位置検出部５０として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。また、論理回路などのハードウェアを用いた信号処理部で処理を行う構成を採用することもできる。
【００３７】
図５は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の座標検出原理を模式的に示す説明図である。図５（ａ）、（ｂ）は、光検出器３０での検出光Ｌ２ａの受光強度を示す説明図、および光検出器３０での検出光Ｌ２ａの受光強度と参照光Ｌｒの受光強度とが等しくなるように調整する様子を示す説明図である。図５（ｃ）、（ｄ）は、光検出器３０での検出光Ｌ２ｃの受光強度を示す説明図、および光検出器３０での検出光Ｌ２ｃの受光強度と参照光Ｌｒの受光強度とが等しくなるように調整する様子を示す説明図である。図６は、図５に示す処理で得た位置情報から対象物体ＯｂのＸＹ座標を特定する方法を示す説明図である。
【００３８】
（第１検出方法）
本形態の光学式位置検出装置１０においては、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、光源駆動部１４は、発光素子１２Ａを点灯させ、他の発光素子１２Ｂ〜１２Ｄおよび参照用発光素子１２Ｒを消灯させる。その結果、検出領域１０Ｒには、図４（ａ）および図５（ａ）に示す光強度分布Ｌ２ａ１が形成される。かかる光強度分布Ｌ２ａ１では、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって強度が単調減少している。この状態で、検出領域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Ｌ２ａが反射され、その反射光の一部が光検出器３０により検出される。その際の光検出器３０での検出値ＬＸａは、光強度分布Ｌ２ａ１において対象物体Ｏｂの位置に対応する強度に比例する。ここで、光強度分布Ｌ２ａ１では、光軸Ｌ１２ａの位置（角部分１０Ｒａに相当）からの離間距離に比例して強度が低下しているので、光検出器３０での検出値ＬＸａは、角部分１０Ｒａからの離間距離と相関性を有している。
【００３９】
次に、Ｘ座標検出用第２期間において、光源駆動部１４は、発光素子１２Ｃを点灯させ、他の発光素子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｄおよび参照用発光素子１２Ｒを消灯させる。その結果、検出領域１０Ｒには、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示す光強度分布Ｌ２ｃ１が形成される。かかる光強度分布Ｌ２ｃ１では、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が単調減少している。この状態で、検出領域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Ｌ２ｃが反射され、その反射光の一部が光検出器３０により検出される。その際の光検出器３０での検出値ＬＸｃは、光強度分布Ｌ２ｃ１において対象物体Ｏｂの位置に対応する強度に比例する。ここで、光強度分布Ｌ２ｃ１では、光軸Ｌ１２ｃの位置（角部分１０Ｒｃに相当）からの離間距離に比例して強度が低下しているので、光検出器３０での検出値ＬＸｃは、角部分１０Ｒｃからの離間距離と相関性を有している。
【００４０】
次に、参照光検出期間において、参照用発光素子１２Ｒを点灯させ、発光素子１２Ａ〜１２Ｄを消灯させる。この状態では、参照光Ｌｒが光検出器３０により検出される。その際の光検出器３０での検出値は、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、対象物体Ｏｂの位置にかかわらず一定値（検出値Ｌｒｓ）である。
【００４１】
そこで、位置検出部５０は、Ｘ座標検出用第１比較として、Ｘ座標検出用第１期間で得た検出値ＬＸａと参照光検出期間で得た検出値Ｌｒｓとを比較して差ΔＬＸａを求めるとともに、Ｘ座標検出用第２比較として、Ｘ座標検出用第２期間で得た検出値ＬＸｃと参照光検出期間で得た検出値Ｌｒｓとを比較して差ΔＬＸｃを求める。ここで、差ΔＬＸａと差ΔＬＸｃとの比は、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ａの位置（角部分１０Ｒａに相当）からの離間距離と、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｃの位置（角部分１０Ｒｃに相当）からの離間距離との比の逆数に対応する。それ故、位置検出部５０は、図６（ａ）に示すように、上記の比を満たす線ＬＸ上に対象物体Ｏｂが位置することが分る。かかる線ＬＸは、角部分１０Ｒａ、１０Ｒｃを結ぶ対角線に直交する線である。
【００４２】
次に、同様な方法で、位置検出部５０は、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｂの位置（角部分１０Ｒｂに相当）からの離間距離と、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｄの位置（角部分１０Ｒｄに相当）からの離間距離との比を求める。具体的には、Ｙ座標検出用第１期間において、光源駆動部１４は、発光素子１２Ｂを点灯させ、他の発光素子１２Ａ、１２Ｃ、１２Ｄおよび参照用発光素子１２Ｒを消灯させる。次に、光源駆動部１４は、Ｙ座標検出用第２期間において、光源駆動部１４は、発光素子１２Ｄを点灯させ、他の発光素子１２Ａ〜１２Ｃおよび参照用発光素子１２Ｒを消灯させる。次に、位置検出部５０は、Ｙ座標検出用第１比較として、Ｙ座標検出用第１期間での光検出器３０の検出光Ｌ２ｂの検出値と光検出器３０の参照光Ｌｒの検出値とを比較してその差を求め、Ｙ座標検出用第２比較として、Ｙ座標検出用第２期間の光検出器３０の検出光Ｌ２ｄの検出値と光検出器３０の参照光Ｌｒの検出値とを比較してその差を求める。これらの差の比は、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｂの位置（角部分１０Ｒｂに相当）からの離間距離と、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｄの位置（角部分１０Ｒｄに相当）からの離間距離との比の逆数に対応する。それ故、位置検出部５０は、図６（ｂ）に示すように、上記の比を満たす線ＬＹ上に対象物体Ｏｂが位置することが分る。かかる線ＬＹは、角部分１０Ｒｂ、１０Ｒｄを結ぶ対角線に直交する線である。よって、図６（ｃ）に示す線ＬＸと線ＬＹとの交点から対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を求めることができる。
【００４３】
（第２の検出方法）
上記の第１の検出方法では、光検出器３０での検出光Ｌ２の検出値と光検出器３０での参照光Ｌｒの検出値との差を求めたが、以下に説明するように、光検出器３０での検出光Ｌ２の検出値と光検出器３０での参照光Ｌｒの検出値とが等しくなるように光源駆動部１４が発光素子１２および参照用発光素子１２Ｒを制御したときの制御結果に基づいてＸＹ座標を検出してもよい。
【００４４】
かかる第２の検出方法では、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、光源駆動部１４は、発光素子１２Ａを点灯させ、他の発光素子１２Ｂ〜１２Ｄおよび参照用発光素子１２Ｒを消灯させる。その結果、検出領域１０Ｒには、図４（ａ）および図５（ａ）に示す光強度分布Ｌ２ａ１が形成され、対象物体Ｏｂで反射された検出光Ｌ２ａは光検出器３０により検出される。その際の光検出器３０での検出値ＬＸａは、角部分１０Ｒａからの離間距離と相関性を有している。
【００４５】
次に、参照光検出期間において、参照用発光素子１２Ｒを点灯させ、発光素子１２Ａ〜１２Ｄを消灯させる。この状態では、参照光Ｌｒが光検出器３０により検出される。その際の光検出器３０での検出値は、図５（ａ）に示すように、対象物体Ｏｂの位置にかかわらず一定値（検出値Ｌｒｓ）である。
【００４６】
次に、位置検出部５０は、Ｘ座標検出用第１比較として、Ｘ座標検出用第１期間で得た検出値ＬＸａと参照光検出期間で得た検出値Ｌｒｓとを比較する。かかるＸ座標検出用第１比較において、検出値ＬＸａと検出値Ｌｒｓとが相違している場合、光源駆動部１４は、図５（ｂ）に示すように、検出値ＬＸａと検出値Ｌｒｓとが等しくなるように、発光素子１２Ａに対する制御量（駆動電流値）を調整しながら、Ｘ座標検出用第１期間と参照光検出期間とを繰り返す。そして、位置検出部５０は、検出値ＬＸａと検出値Ｌｒｓとが等しくなった時点での発光素子１２Ａに対する駆動電流値の調整量ΔＩａを求める。このようにして求めた調整量ΔＩａは、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ａの位置（角部分１０Ｒａに相当）からの離間距離に対応する。
【００４７】
次に、Ｘ座標検出用第２期間において、光源駆動部１４は、発光素子１２Ｃを点灯させ、他の発光素子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｄおよび参照用発光素子１２Ｒを消灯させる。その結果、検出領域１０Ｒには、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示す光強度分布Ｌ２ｃ１が形成され、対象物体Ｏｂで反射された検出光Ｌ２ｃは光検出器３０により検出される。その際の光検出器３０での検出値ＬＸｃは、角部分１０Ｒｃからの離間距離と相関性を有している。
【００４８】
次に、参照光検出期間において、参照用発光素子１２Ｒを点灯させ、発光素子１２Ａ〜１２Ｄを消灯させる。この状態では、参照光Ｌｒが光検出器３０により検出される。その際の光検出器３０での検出値は、図５（ｃ）に示すように、対象物体Ｏｂの位置にかかわらず一定値（検出値Ｌｒｓ）である。
【００４９】
次に、位置検出部５０は、Ｘ座標検出用第２比較として、Ｘ座標検出用第２期間で得た検出値ＬＸｃと参照光検出期間で得た検出値Ｌｒｓとを比較する。かかるＸ座標検出用第２比較において、検出値ＬＸｃと検出値Ｌｒｓとが相違している場合、光源駆動部１４は、図５（ｄ）に示すように、検出値ＬＸｃと検出値Ｌｒｓとが等しくなるように、発光素子１２Ｃに対する制御量（駆動電流値）を調整しながら、Ｘ座標検出用第２期間と参照光検出期間とを繰り返す。そして、位置検出部５０は、検出値ＬＸｃと検出値Ｌｒｓとが等しくなった時点での発光素子１２Ｃに対する駆動電流値の調整量ΔＩｃを求める。このようにして求めた調整量ΔＩｃは、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｃの位置（角部分１０Ｒｃに相当）からの離間距離に対応する。
【００５０】
ここで、調整量ΔＩａと調整量ΔＩｃとの比は、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ａの位置（角部分１０Ｒａに相当）からの離間距離と、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｃの位置（角部分１０Ｒｃに相当）からの離間距離との比に対応する。それ故、位置検出部５０は、図６（ａ）に示すように、上記の比を満たす線ＬＸ上に対象物体Ｏｂが位置することが分る。
【００５１】
次に、同様な方法で、位置検出部５０は、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｂの位置（角部分１０Ｒｂに相当）からの離間距離と、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｄの位置（角部分１０Ｒｄに相当）からの離間距離との比を求める。具体的には、発光素子１２Ｂのみを点灯させたＹ座標検出用第１期間と、参照用発光素子１２Ｒのみを点灯させた参照光検出期間とを交互に行い、検出光Ｌ２ｂの検出値と参照光Ｌｒの検出値とのＹ座標検出用第１比較において検出光Ｌ２ｂの検出値と参照光Ｌｒの検出値とが等しくなるときの発光素子１２Ｂに対する制御量（駆動電流値）の調整量を求める。次に、発光素子１２Ｄのみを点灯させたＹ座標検出用第２期間と、参照用発光素子１２Ｒのみを点灯させた参照光検出期間とを交互に行い、検出光Ｌ２ｄの検出値と参照光Ｌｒの検出値とのＹ座標検出用第２比較において検出光Ｌ２ｂの検出値と参照光Ｌｒの検出値とが等しくなるときの発光素子１２Ｄに対する制御量（駆動電流値）の調整量を求める。このようにして求めた調整量の比は、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｂの位置（角部分１０Ｒｂに相当）からの離間距離と、対象物体Ｏｂの光軸Ｌ１２ｄの位置（角部分１０Ｒｄに相当）からの離間距離との比に対応する。それ故、位置検出部５０は、図６（ｂ）に示すように、上記の比を満たす線ＬＸ上に対象物体Ｏｂが位置することが分る。よって、図６（ｃ）に示す線ＬＸと線ＬＹとの交点から対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を求めることができる。
【００５２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学式位置検出装置１０において、光源駆動部１４は、光強度分布形成用の発光素子１２Ａ〜１２Ｂおよび参照用発光素子１２Ｒを異なるタイミングで点灯させ、光検出器３０は、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを受光するとともに、参照光Ｌｒを受光する。このため、位置検出部５０は、発光素子１２Ａ〜１２Ｂのうち、光軸がＸ軸方向でずれている２つの発光素子１２Ａ、１２Ｃの一方が検出光を出射したときの光検出器３０での検出結果と、他方が検出光を出射したときの光検出器３０での検出結果とを用いれば、対象物体ＯｂのＸ座標に関する情報を得ることができる。また、位置検出部５０は、発光素子１２Ａ〜１２Ｂのうち、光軸がＹ軸方向でずれている２つの発光素子１２Ｂ、１２Ｄの一方が検出光を出射したときの光検出器３０での検出結果と、他方が検出光を出射したときの光検出器３０とを用いれば、対象物体ＯｂのＹ座標に関する情報を得ることができる。それ故、本形態によれば、対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出することができる。
【００５３】
さらに、本形態の光学式位置検出装置１０は、検出領域１０Ｒを経由せずに光検出器３０に入射する参照光Ｌｒを出射する参照用発光素子１２Ｒを備えており、参照光の光検出器３０での検出結果は、対象物体Ｏｂの位置にかかわらず、一定である。また、位置検出部５０は、光検出器３０での検出光Ｌ２の検出結果と光検出器３０での参照光Ｌｒの検出結果とを比較して対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出する。このため、光検出器３０に環境光が入射している場合でも、位置検出部５０は、参照光Ｌｒの光検出器３０での検出結果を基準にして光検出器３０での検出光Ｌ２の検出結果を対象物体Ｏｂの座標検出を行なうので、環境光の影響を受けずに対象物体Ｏｂの座標を精度よく検出することができる。
【００５４】
また、検出光Ｌ２は、赤外光からなるため、検出光Ｌ２が画像の表示を妨げないという利点がある。また、発光素子１２Ａ〜１２Ｄは、発光ダイオードであり、発散光からなる赤外光を出射する。このため、光軸Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄに相当する位置が光強度分布の最大強度部分となり、かかる最大強度部分から離間するに伴って強度が単調減少する光強度分布を容易に形成することができる。
【００５５】
さらに、発光素子１２Ａ〜１２Ｄは、光軸Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄを検出領域１０Ｒの端部を通る方向に向けている。このため、検出領域１０Ｒ内の光強度分布Ｌ２ａ１〜Ｌ２ｄ１では、最大強度部分Ｌ２ａ０〜Ｌ２ｄ０の周りに強度が等しい個所が発生してしまう事態を回避することができるので、簡素な処理で対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
【００５６】
さらに、本形態では、位置検出用光源部１１、光検出器３０、および位置検出部５０のいずれもが画像投射装置２００に設けられている。このため、位置検出に必要な要素が全て画像投射装置２００に設けられているので、持ち運びに便利であるとともに、画像投射装置２００の向きを調整すれば、光検出器３０の光軸方向を調整することができる。
【００５７】
また、位置検出用光源部１１は、画像投射装置２００において画像を投射する投射レンズ２１０が位置する前面部２０１から前記検出光を出射する。このため、画像投射装置２００の前面部２０１が向く方向を調整するだけで、画像表示光Ｌ１および検出光Ｌ２の出射方向を調整することができる。また、光検出器３０も、位置検出用光源部１１と同様、画像投射装置２００の前面部２０１に設けられている。このため、画像表示用の光および検出光と同一方向に光検出器３０を確実に向けることができる。従って、画像投射装置２００の前面部２０１が向く方向を調整するだけで、画像表示用の光および検出光の出射方向、および光検出器３０の光軸中心が向く方向を調整することができる。
【００５８】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る位置検出機能付き表示装置の要部を後方の斜め上方からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の構成は、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）などが設けられている位置が異なる以外は、実施の形態１と同様な構成であるため、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。
【００５９】
図７に示す位置検出機能付き表示装置１００も、実施の形態１と同様、位置検出機能付投射型表示装置であり、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２００を備えている。かかる画像投射装置２００は、筐体２５０の前面部２０１に設けられた投射レンズ２１０からスクリーン部材２９０に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。かかる位置検出機能付き表示装置１００においても、実施の形態１と同様、スクリーン部材２９０と画像投射装置２００との間に設定された検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を光学的に検出する光学式位置検出装置１０を備えている。
【００６０】
本形態の光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材２９０に対して画像投射装置２００が位置する側とは反対側に、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）を有する位置検出用光源部１１を備えており、かかる位置検出用光源部１１は、スクリーン部材２９０の裏面２９０ｔの側からスクリーン部材２９０に向けて赤外光からなる検出光Ｌ２を出射する。
【００６１】
ここで、スクリーン部材２９０は、画像が視認されるスクリーン面側に白色のスクリーンを備えており、かかるスクリーンとしては、スクリーン面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を用いることができる。また、スクリーンとしては、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を用いることができる。さらに、スクリーンとしては、スクリーン面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や、スクリーン面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もできる。いずれの場合も、スクリーンは、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、スクリーン部材２９０は、スクリーンに表示される画像の品位を高めることを目的に、スクリーンの裏面２９０ｔ側に黒色の遮光層を備えている場合があり、このような場合には、遮光層には穴からなる透光部を複数形成しておけば、スクリーン部材２９０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構成となる。それ故、検出光Ｌ２は、スクリーン部材２９０を透過して検出領域１０Ｒに出射される。
【００６２】
また、光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材２９０に対して画像投射装置２００が位置する側とは反対側に光検出器３０を備えており、光検出器３０は、検出領域１０Ｒで対象物体Ｏｂにより反射した検出光Ｌ３のうち、スクリーン部材２９０を透過してきた光を検出する。なお、光学式位置検出装置１０は、図３を参照して説明した位置検出部を備えており、かかる位置検出部については画像投射装置２００に搭載された構成を採用できる他、画像投射装置２００の外部に構成してもよい。
【００６３】
また、光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材２９０の裏面２９０ｔの側に参照用発光素子１２Ｒを備えており、かかる参照用発光素子１２Ｒは、検出領域１０Ｒを経由せずに光検出器３０に入射する参照光Ｌｒを出射する。このため、位置検出用光源部１１は、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）および参照用発光素子１２Ｒを異なるタイミングで点灯させる光源駆動部（図３参照）を備えている。
【００６４】
このように構成した光学式位置検出装置１０においても、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）はいずれも、四角形の検出領域１０Ｒが位置する側に光軸Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ、Ｌ１２ｃ、Ｌ１２ｄを向けている。ここで、光軸Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ、Ｌ１２ｃ、Ｌ１２ｄは、検出領域１０Ｒの端部に向けて延在し、かつ、互いに異なる方向および位置に向いている。より具体的には、発光素子１２Ａの光軸Ｌ１２ａは、検出領域１０Ｒの４つの角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄのうち、角部分１０Ｒａを通っており、発光素子１２Ｂの光軸Ｌ１２ｂは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｂを通っており、発光素子１２Ｃの光軸Ｌ１２ｃは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｃを通っており、発光素子１２Ｄの光軸Ｌ１２ｄは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｄを通っている。このため、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）は、互いに異なる光軸Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄを有している。また、発光素子１２Ａ〜１２Ｄから出射される検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄはいずれも発散光である。従って、発光素子１２Ａ〜１２Ｄは、実施の形態１と同様、図４を参照して説明した光強度分布Ｌ２ａ１〜Ｌ２ｄを検出領域１０Ｒに形成する。それ故、実施の形態１と同様な方法で対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出することができる。
［実施の形態３］
図８は、本発明の実施の形態３に係る位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き表示装置の要部を前方の斜め上方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、本形態の構成は、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）などが設けられている位置等が異なる以外は、実施の形態１と同様な構成であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００６５】
図８に示す位置検出機能付き表示装置１００も、実施の形態１と同様、位置検出機能付投射型表示装置であり、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２００を備えている。かかる画像投射装置２００は、筐体２５０の前面部２０１に設けられた投射レンズ２１０からスクリーン部材２９０に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。かかる位置検出機能付き表示装置１００においても、実施の形態１と同様、スクリーン部材２９０と画像投射装置２００との間に設定された検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を光学的に検出する光学式位置検出装置１０を備えている。
【００６６】
本形態の光学式位置検出装置１０は、実施の形態２と同様、スクリーン部材２９０に対して画像投射装置２００が位置する側とは反対側に、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）を有する位置検出用光源部１１を備えており、かかる位置検出用光源部１１は、スクリーン部材２９０の裏面２９０ｔの側からスクリーン部材２９０に向けて赤外光からなる検出光Ｌ２を出射する。このため、スクリーン部材２９０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。
また、光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材２９０に対して画像投射装置２００が位置する側とは反対側に光検出器３０を備えており、光検出器３０は、検出領域１０Ｒで対象物体Ｏｂにより反射した検出光Ｌ３のうち、スクリーン部材２９０を透過してきた光を検出する。なお、光学式位置検出装置１０は、図３を参照して説明した位置検出部を備えており、かかる位置検出部については画像投射装置２００に搭載された構成を採用できる他、画像投射装置２００の外部に構成してもよい。
【００６７】
また、光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材２９０の裏面２９０ｔの側に参照用発光素子１２Ｒを備えており、かかる参照用発光素子１２Ｒは、検出領域１０Ｒを経由せずに光検出器３０に入射する参照光Ｌｒを出射する。このため、位置検出用光源部１１は、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）および参照用発光素子１２Ｒを異なるタイミングで点灯させる光源駆動部（図３参照）を備えている。
【００６８】
このように構成した光学式位置検出装置１０においても、実施の形態１、２と同様、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）はいずれも、四角形の検出領域１０Ｒが位置する側に光軸Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ、Ｌ１２ｃ、Ｌ１２ｄを向けている。ここで、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）は各々、四角形の検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄで互いに同一方向に光軸Ｌ１２ａ、Ｌ１２ｂ、Ｌ１２ｃ、Ｌ１２ｄを向けている。但し、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）の光軸Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄは、互いに異なる位置に向いている。より具体的には、発光素子１２Ａの光軸Ｌ１２ａは、検出領域１０Ｒの４つの角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄのうち、角部分１０Ｒａを通っており、発光素子１２Ｂの光軸Ｌ１２ｂは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｂを通っており、発光素子１２Ｃの光軸Ｌ１２ｃは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｃを通っており、発光素子１２Ｄの光軸Ｌ１２ｄは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｄを通っている。このため、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）は、互いに異なる光軸Ｌ１２ａ〜Ｌ１２ｄを有している。また、発光素子１２Ａ〜１２Ｄから出射される検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄはいずれも発散光である。従って、発光素子１２Ａ〜１２Ｄは、実施の形態１、２と同様、図４を参照して説明した光強度分布Ｌ２ａ１〜Ｌ２ｄを検出領域１０Ｒに形成する。それ故、実施の形態１、２と同様な方法で対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出することができる。
【００６９】
［その他の実施の形態］
上記実施の形態１、２では、光強度分布形成用の発光素子１２として、計４つの発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）を用いたが、複数の発光素子１２には、Ｘ軸方向で離間する方向および／または位置に光軸を向けた２つの発光素子と、Ｙ軸方向で離間する方向および／または位置に光軸を向けた２つの発光素子とが含まれていることから、少なくとも３つの発光素子１２を設ければよい。
【００７０】
また、上記実施の形態１、２では、Ｘ軸方向に対して斜め方向で離間する位置に光軸を向けた２つの発光素子１２Ａ、１２ＣによってＸ座標に関する情報を得る一方、Ｙ軸方向に対して斜め方向で離間する位置に光軸を向けた２つの発光素子１２Ｂ、１２ＤによってＸ座標に関する情報を得た。但し、Ｘ軸上で離間する２つの発光素子によってＸ座標に関する情報を得る一方、Ｙ軸上で離間する位置に光軸を向けた２つの発光素子によってＹ座標に関する情報を得てもよい。
【００７１】
上記実施の形態では、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標のみを検出したが、対象物体ＯｂのＺ座標も検出してもよい。例えば、発光素子１２Ａ〜１２Ｄの全てを点灯させると、図４に示す光強度分布Ｌ２ａ１〜Ｌ２ｄ１が合成される結果、検出光Ｌ２の出射方向（Ｚ軸方向）で強度が変化する検出光が出射されることになる。このようにして合成された検出光は、Ｚ軸方向で強度が単純に変化する一方、Ｘ軸方向およびＹ軸方向では強度が一定である。従って、対象物体Ｏｂで反射した検出光を光検出器３０で受光すれば、位置検出部５０は、光検出器３０の検出結果に基づいてＺ座標を検出することができる。それ故、比較的簡素な構成で、スクリーン部材２９０と画像投射装置２００との間の対象物体ＯｂのＸＹＺ座標を光学的に検出することができる。
【００７２】
かかるＺ座標の検出は、検出領域１０ＲにおいてＺ軸方向の所定範囲を検出有効領域として設定するのに利用することができる。例えば、スクリーン部材２９０の表面から５ｃｍ以内の範囲を検出有効領域と設定すれば、スクリーン部材２９０の表面から５ｃｍを超える位置で対象物体Ｏｂを検出した場合には、その検出結果を無効とすることができる。このため、スクリーン部材２９０の表面から５ｃｍ以内の範囲に対象物体Ｏｂを検出した場合のみ、対象物体ＯｂのＸＹ座標を入力とみなすなどの処理を行なうことができる。
【００７３】
また、スクリーン部材２９０においては、低いレベルでよいが、検出光Ｌ２に対する反射性を備えていることが好ましい。このような構成によれば、発光素子１２から検出光Ｌ２を出射して光検出器３０での受光結果に基づいて発光素子１２に対する駆動条件を設定する際、スクリーン部材２９０での反射光を利用することができる。すなわち、駆動条件を設定する際、発光素子１２から検出光Ｌ２を出射しても対象物体Ｏｂが存在しない場合、光検出器３０への光の入射がないが、スクリーン部材２９０が反射性を備えていれば、対象物体Ｏｂが存在しない場合でも、スクリーン部材２９０での反射光を光検出器３０によってモニターすることができる。
【００７４】
上記実施の形態では、光学式位置検出装置１０を位置検出機能付き表示装置１００に用いた例を説明したが、光学式位置検出装置１０について電子黒板における対象物体Ｏｂの位置検出用や、ロボットハンドなどにおいて対象物体Ｏｂ（ワーク）の位置を検出するセンサーとして用いてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１０Ｒ・・検出領域、１１・・位置検出用光源部、１２、１２Ａ〜１２Ｄ・・光強度分布形成用の発光素子（光強度分布形成用光源）、１２Ｒ・・参照用発光素子（参照用光源）、１４・・光源駆動部、３０・・光検出器、５０・・位置検出部、１００・・位置検出機能付き表示装置、２００・・画像投射装置、２９０・・スクリーン部材、Ｏｂ・・対象物体
【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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