(57)【要約】【課題】検出領域に位置検出光の強度分布を適正に形成することのできる光学式位置検出装置、およびかかる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。【解決手段】光学式位置検出装置１０では、線状光源体１３が位置検出光Ｌ２を検出領域１０Ｒに出射する。対象物体Ｏｂによって位置検出光Ｌ２が反射すると、かかる光は、光検出器３０によって検出される。線状光源体１３は、検出領域１０Ｒの両側に第１線状光源体１３Ａおよびに第２線状光源体１３Ｂとして配置されている。線状光源体１３は、検出領域１０Ｒの外周縁に沿って延在する第１導光部材６１および第２導光部材６２と、これらの導光部材６１、６２に位置検出光を出射する発光素子１２とを備えており、導光部材６１、６２は逆向きに配置されている。【選択図】図２
2011090603.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光学的に検出するための光学式位置検出装置であって、
前記検出領域に位置検出光を出射して当該検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源装置と、
前記対象物体で反射した前記位置検出光を受光する光検出器と、
前記光検出器での受光結果に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、
を有し、
前記位置検出用光源装置は、前記検出領域の外周縁に沿って延在して当該検出領域に向けて前記位置検出光を出射する光出射部を備えた線状光源体と、該線状光源体を駆動する光源駆動部と、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】
前記線状光源体は、前記検出領域の外周縁に沿って延在する第１導光部材と、該第１導光部材の延在方向の一方端に設けられた光入射部に前記位置検出光を出射する第１発光素子と、前記検出領域の外周縁に沿って延在する第２導光部材と、該第２導光部材の延在方向の一方端に設けられた光入射部に前記位置検出光を出射する第２発光素子と、を備え、
前記第１導光部材および前記第２導光部材は、前記光出射部と、該光出射部に対向する面側で当該光出射部に対して斜めに形成された傾斜反射面と、を備え、
前記第１導光部材と前記第２導光部材とは、前記線状光源体の延在方向において互いに逆向き、かつ、当該延在方向と直交する方向で並列するように配置され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】
前記線状光源体は、前記検出領域の外周縁に沿って延在する導光部材と、該導光部材に向けて前記位置検出光を出射する複数の発光素子と、を備え、
前記導光部材は、前記光出射部と、該光出射部に対向する面側において前記線状光源体の延在方向の複数個所に設けられたプリズム状突部と、を備え、
該プリズム状突部は、前記光出射部に対して斜めの傾斜反射面を構成する第１側面と、前記傾斜反射面に対して斜めの光入射部を構成する第２側面と、を備え、
前記プリズム状突部の前記光入射部に向けて前記発光素子が設けられ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４】
前記線状光源体は、前記検出領域を間に挟む両側に該検出領域の外周縁に沿って延在する第１線状光源体および第２線状光源体として設けられており、
前記第１線状光源体および前記第２線状光源体は、前記光源駆動部によって、延在方向の一方側から他方側に向かって出射光量が減少する第１モードと、延在方向の前記他方側から前記一方側に向かって出射光量が減少する第２モードと、延在方向の前記一方側から前記他方側において出射光量が同等の第３モードと、に切り換えられることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記光出射部の前方には、当該光出射部が向いている方向および前記延在方向の双方に対して直交する方向への前記位置検出光の出射を制限する第１遮光部、および前記延在方向の複数個所で前記光出射部が向いている方向から前記延在方向に向けて斜めに傾いた方向への前記位置検出光の出射を制限する第２遮光部のうちの少なくともが一方が設けられてい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】
前記第１遮光部および前記第２遮光部が共通の出射方向制限部材に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の光学式位置検出装置。
【請求項７】
前記位置検出光は赤外光からな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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピューター、券売機、銀行の端末等の電子機器では、近年、液晶装置等の画像生成装置の前面にタッチパネルが配置された位置検出機能付き表示装置が用いられ、かかる位置検出機能付き表示装置では、画像生成装置に表示された画像を参照しながら、情報の入力を行なう。このようなタッチパネルは、検出領域内において対象物体の位置を検出するための位置検出装置として構成されている。
【０００３】
かかる位置検出装置での検出方式としては、抵抗膜方式、超音波方式、静電容量方式、光学式等が知られている。抵抗膜方式は低コストであるが静電容量方式とともに透過率が低く、超音波方式や静電容量方式は高い応答速度を有するが、耐環境性が低い。これに対して、光学式は耐環境性、透過率、応答速度をそれぞれ高くすることができるという特徴がある（特許文献１、２参照）。
【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、特許文献１、２に記載の光学式位置検出装置では、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数の光源や光検出器等が必要であるので、コストが高いという問題点がある。
【０００６】
そこで、本願発明者は、図１５に模式的に示すように、導光板１０６０の角部分に位置検出用光源１０１２を設けた光学式位置検出装置を検討している。かかる光学式位置検出装置では、位置検出用光源１０１２を順次点灯させるとともに、導光板１０６０から出射された位置検出光Ｌ２が指等の対象物体Ｏｂに当たって反射した光を光検出器１０３０で検出する。その際、導光板１０６０から出射される位置検出光Ｌ２の強度と位置検出用光源１０１２からの距離との間に所定の関係が成立するので、指等の位置を検出することができる。従って、少ない数の位置検出用光源１０１２や光検出器１０３０で済むという利点がある。
【０００７】
しかしながら、このような方式の光学式位置検出装置においては、位置検出用光源１０１２から出射された位置検出光Ｌ２が発散しながら導光板１０６０内を各方向に伝搬するにもかかわらず、位置検出光Ｌ２の伝搬距離のみによって検出領域１０Ｒでの位置検出光Ｌ２の２次元方向の強度分布を制御する。このため、適正な強度分布を形成するのがかなり困難であるため、対象物体Ｏｂの位置を精度よく検出することができないという問題点がある。なお、図１５に示す構成は、本発明に対する参考例であり、従来技術ではない。
【０００８】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、検出領域に位置検出光の強度分布を適正に形成することのできる光学式位置検出装置、およびかかる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】
【０００９】
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光学的に検出するための光学式位置検出装置であって、前記検出領域に位置検出光を出射して当該検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源装置と、前記対象物体で反射した前記位置検出光を受光する光検出器と、前記光検出器での受光結果に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、前記位置検出用光源装置は、前記検出領域の外周縁に沿って延在して当該検出領域に向けて前記位置検出光を出射する光出射部を備えた線状光源体と、該線状光源体を駆動する光源駆動部と、を有していることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、線状光源体から検出領域に位置検出光に出射され、これが対象物体によって反射されると、この反射光が光検出器によって検出される。ここで、検出領域における位置検出光の強度と位置検出用光源からの距離とは所定の相関性を有しているので、光検出器を介して得られた受光結果から対象物体の位置を検出することができる。それ故、検出領域に沿って多数の光学素子を配置する必要がないので、低コストかつ低消費電力の位置検出装置を構成することができる。ここに本発明では、線状光源体を用いており、かかる線状光源体では、延在方向での位置検出光の出射強度を制御するのは容易である。また、線状光源体からの出射方向での位置検出光の強度は、線状光源体からの距離によって確実に規定される。このため、検出領域に位置検出光の適正な強度分布を確実に形成することができる。それ故、対象物体の位置を高い精度で検出することができる。
【００１１】
本発明において、前記線状光源体は、前記検出領域の外周縁に沿って延在する第１導光部材と、該第１導光部材の延在方向の一方端に設けられた光入射部に前記位置検出光を出射する第１発光素子と、前記検出領域の外周縁に沿って延在する第２導光部材と、該第２導光部材の延在方向の一方端に設けられた光入射部に前記位置検出光を出射する第２発光素子と、を備え、前記第１導光部材および前記第２導光部材は、前記光出射部と、該光出射部に対向する面側で当該光出射部に対して斜めに形成された傾斜反射面と、を備え、前記第１導光部材と前記第２導光部材とは、前記線状光源体の延在方向において互いに逆向き、かつ、当該延在方向と直交する方向において並列するように配置されている構成を採用することができる。かかる構成によれば、導光部材と発光素子とによって、線状光源体を構成することができるので、線状光源体を安価に構成することができる。また、導光部材から検出領域に出射される位置検出光の強度分布のうち、線状光源体の延在方向における強度分布は導光部材によって確実に制御することができ、線状光源体の延在方向に対して直交する方向における強度分布は導光部材からの距離によって確実に規定される。このため、線状光源体から出射される位置検出光の強度分布を確実に制御することができるので、対象物体の位置を精度よく検出することができる。また、線状光源は、導光部材として、線状光源体の延在方向において互いに逆向き、かつ、延在方向と直交する方向で並列するように配置されているため、第１発光素子を点灯させた場合、第２発光素子を点灯させた場合、第１発光素子および第２発光素子を点灯させた場合には、線状光源体の延在方向の一方側から他方側に向かって出射光量が減少する第１モードと、線状光源体の延在方向の他方側から一方側に向かって出射光量が減少する第２モードと、線状光源体の延在方向の一方側から他方側において出射光量が同等の第３モードとを実現することができる。それ故、３種類の強度分布を形成することができ、各々を対象物体の位置検出に用いることができる。
【００１２】
本発明において、前記線状光源体は、前記検出領域の外周縁に沿って延在する導光部材と、該導光部材に向けて前記位置検出光を出射する複数の発光素子と、を備え、前記導光部材は、前記光出射部と、該光出射部に対向する面側において前記線状光源体の延在方向の複数個所に設けられたプリズム状突部と、を備え、該プリズム状突部は、前記光出射部に対して斜めの傾斜反射面を構成する第１側面と、前記傾斜反射面に対して斜めの光入射部を構成する第２側面と、を備え、前記プリズム状突部の前記光入射部に向けて前記発光素子が設けられている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、導光部材と発光素子とによって、線状光源体を構成することができるので、線状光源体を安価に構成することができる。また、導光部材から検出領域に出射される位置検出光の強度分布のうち、線状光源体の延在方向における強度分布は導光部材および発光素子によって確実に制御することができ、線状光源体の延在方向に対して直交する方向における強度分布は導光部材からの距離によって確実に規定される。このため、線状光源体から出射される位置検出光の強度分布を確実に制御することができるので、対象物体の位置を精度よく検出することができる。また、線状光源は、延在方向に複数の発光素子を備えているため、複数の発光素子の発光量のバランスを変えることによって、線状光源体の延在方向の一方側から他方側に向かって出射光量が減少する第１モードと、線状光源体の延在方向の他方側から一方側に向かって出射光量が減少する第２モードと、線状光源体の延在方向の一方側から他方側において出射光量が同等の第３モードとを実現することができる。それ故、３種類の強度分布を形成することができ、各々を対象物体の位置検出に用いることができる。
【００１３】
本発明において、前記線状光源体は、前記検出領域を間に挟む両側に該検出領域の外周縁に沿って延在する第１線状光源体および第２線状光源体として設けられており、前記第１線状光源体および前記第２線状光源体は、前記光源駆動部によって、延在方向の一方側から他方側に向かって出射光量が減少する第１モードと、延在方向の前記他方側から前記一方側に向かって出射光量が減少する第２モードと、延在方向の前記一方側から前記他方側において出射光量が同等の第３モードと、に切り換えられることが好ましい。このように構成すると、第１方向で強度が変化する第１座標検出用強度分布と、この第１方向に交差する第２方向で強度が変化する第２座標検出用強度分布と、を異なるタインミングで形成することができる。また、第１座標検出用強度分布として、第１方向の一方側から他方側に向かって位置検出光の強度が低下する第１座標検出用第１強度分布と、第１方向の他方側から一方側に向かって位置検出光の強度が低下する第１座標検出用第２強度分布と、を異なるタイミングで形成することができる。さらに、第２座標検出用強度分布として、第２方向の一方側から他方側に向かって位置検出光の強度が低下する第２座標検出用第１強度分布と、第２方向の他方側から一方側に向かって位置検出用光源の強度が低下する第２座標検出用第２強度分布と、を異なるタイミングで形成することができる。従って、対象物体の２次元座標を高い精度で検出することができる。
【００１４】
本発明において、前記光出射部の前方には、当該光出射部が向いている方向および前記延在方向の双方に対して直交する方向への前記位置検出光の出射を制限する第１遮光部、および前記延在方向の複数個所で前記光出射部が向いている方向から前記延在方向に向けて斜めに傾いた方向への前記位置検出光の出射を制限する第２遮光部のうちの少なくともが一方が設けられていることが好ましい。このように構成すると、光出射部から検出領域に出射される位置検出光の発散角を狭めることができ、光出射部から検出領域に位置検出光を略平行光として出射することができる。このため、検出領域に位置検出光の強度分布を適正に形成することができるので、対象物体の位置を精度よく検出することができる。
【００１５】
本発明において、前記第１遮光部および前記第２遮光部が共通の出射方向制限部材に形成されていることが好ましい。このように構成すると、線状光源体の前側に出射方向制限部材を配置するだけで、検出領域に位置検出光の強度分布を適正に形成することができ、対象物体の位置を精度よく検出することができる。
【００１６】
本発明において、前記位置検出光は赤外光からなることが好ましい。このように構成すると、位置検出光の存在がみえないので、例えば、位置検出と画像表示とを重なった領域で行なう場合、画像の表示を位置検出光が妨げないという利点がある。
【００１７】
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る。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。前記画像生成装置としては、投射型表示装置や、液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置等といった直視型表示装置を用いることができる。かかる位置検出機能付き表示装置は、各種表示装置の他、携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピューター、券売機、銀行の端末等の電子機器に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置検出装置および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に係る光学式位置検出位置の構成を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出位置において、位置検出用光源装置に用いた各線状光源体から出射される位置検出光の強度分布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位置の電気的構成等を示す説明図である。
【図５】本発明を適用した光学式位置検出位置で用いた位置検出光の強度分布および位置検出部での基本的な動作内容を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出位置において、位置検出光の強度分布を形成する様子を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１の変形例１に係る光学式位置検出位置に用いた線状光源体の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１の変形例２に係る光学式位置検出位置に用いた線状光源体の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出位置の構成を模式的に示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の電気的構成等を示す説明図である。
【図１１】本発明を適用した光学式位置検出装置に用いられる出射方向制限部材の説明図である。
【図１２】本発明の別の投射型の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１３】本発明の変形例に係る位置検出機能付き表示装置の説明図である。
【図１４】本発明に係る位置検出機能付き表示装置を用いた電子機器の説明図である。
【図１５】本発明の参考例に係る光学式位置検出装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
【００２０】
［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に係る位置検出装置および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。
【００２１】
図１（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付き表示装置１００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２００（画像生成装置）と、スクリーン部材８とを備えた投射型表示装置として構成されている。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系２１０からスクリーン部材８に向けて画像表示光Ｌ１を拡大投射する。
【００２２】
本形態の位置検出機能付き表示装置１００は光学式位置検出装置１０を備えており、光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材８において画像が視認されるスクリーン面８ａ側（スクリーン部材８の前方）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機能を備えている。本形態において、検出領域１０Ｒは、スクリーン部材８に対する法線方向からみたとき四角形の領域であり、スクリーン部材８において画像投射装置２００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表示装置１００では、例えば、対象物体Ｏｂの座標検出結果を、投射された画像の一部等を指定する入力情報等として扱い、かかる入力情報に基づいて画像の切り換え等を行なうことができる。
【００２３】
光学式位置検出装置１０は、詳しくは後述するように、スクリーン部材８のスクリーン面８ａ側に設けられた位置検出用光源装置１１と、スクリーン面８ａ側で検出領域１０Ｒに受光部３１を向けた光検出器３０とを備えている。
【００２４】
位置検出用光源装置１１は、位置検出光Ｌ２として、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光を出射する。より具体的には、対象物体Ｏｂが指等の人体であれば、位置検出用光源装置１１は、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の位置検出光Ｌ２を出射する。本形態において、位置検出用光源装置１１は、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】
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の受光素子からなり、スクリーン部材８のスクリーン面８ａの側において、検出領域１０Ｒの外側でスクリーン面８ａに沿う方向に受光部３１を向けている。
【００２６】
このように構成した光学式位置検出装置１０では、位置検出用光源装置１１から検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２を出射すると、位置検出光Ｌ２は、検出領域１０Ｒに強度分布を形成する。また、光検出器３０は、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ３を検出する。
【００２７】
（光学式位置検出装置１０の構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出位置１０の構成を模式的に示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、位置検出用光源装置１１の平面的な構成を示す説明図、および位置検出用光源装置１１に用いた線状光源体の説明図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出位置１０において、位置検出用光源装置１１に用いた各線状光源体から出射される位置検出光の強度分布を示す説明図である。
【００２８】
図１および図２（ａ）に示すように、光学式位置検出位置１０において、検出領域１０Ｒは略四角形であり、位置検出用光源装置１１は、検出領域１０Ｒの外側に、検出領域１０Ｒの外周縁に沿って延在する線状光源体１３と、図４を参照して後述する光源駆動部１４とを備えている。線状光源体１３は、検出領域１０Ｒの外周縁に沿って延在する光出射部１３１を備えており、かかる光出射部１３１から位置検出光Ｌ２を検出領域１０Ｒに向けて出射する。本形態において、線状光源体１３は、Ｘ軸方向で検出領域１０Ｒを挟む両側２箇所に第１線状光源体１３Ａおよび第２線状光源体１３Ｂとして配置されている。
【００２９】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、２つの線状光源体１３（第１線状光源体１３Ａおよび第２線状光源体１３Ｂ）は同一の構成を有している。具体的には、第１線状光源体１３Ａは、まず、検出領域１０ＲにおいてＸ軸方向の一方側Ｘ１に位置する外周縁に沿ってＹ軸方向に延在する第１導光部材６１と、第１導光部材６１の延在方向の一方端に設けられた光入射部６１０に位置検出光Ｌ２を出射する発光素子１２（第１発光素子１２Ａ）とを備えている。また、第１線状光源体１３Ａは、検出領域１０ＲにおいてＸ軸方向の一方側Ｘ１に位置する外周縁に沿ってＹ軸方向に延在する第２導光部材６２と、第２導光部材６２の延在方向の一方端に設けられた光入射部６２０に位置検出光Ｌ２を出射する発光素子１２（第２発光素子１２Ｂ）とを備えている。第１導光部材６１および第２導光部材６２はポリカーボネートやアクリル樹脂等の透明な樹脂により構成されている。発光素子１２（第１発光素子１２Ａおよび第２発光素子１２Ｂ）は、赤外光を出射する発光ダイオードからなる。
【００３０】
ここで、第１導光部材６１と第２導光部材６２とは、第１線状光源体１３Ａの延在方向（Ｙ軸方向）において互いに逆向きに、延在方向と直交するＺ軸方向で重なるように並列に配置されている。このため、第１発光素子１２Ａは、第１導光部材６１に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１側に位置し、第２発光素子１２Ｂは、第１導光部材６１に対してＹ軸方向の他方側Ｙ２側に位置する。
【００３１】
第２線状光源体１３Ｂも、第１線状光源体１３Ａと略同様、検出領域１０ＲにおいてＸ軸方向の他方側Ｘ２に位置する外周縁に沿ってＹ軸方向に延在する第１導光部材６１と、第１導光部材６１の延在方向の一方端に設けられた光入射部６１０に位置検出光Ｌ２を出射する発光素子１２（第１発光素子１２Ｃ）とを備えている。また、第２線状光源体１３Ｂは、検出領域１０ＲにおいてＸ軸方向の他方側Ｘ２に位置する外周縁に沿ってＹ軸方向に延在する第２導光部材６２と、第２導光部材６２の延在方向の一方端に設けられた光入射部６２０に位置検出光Ｌ２を出射する発光素子１２（第２発光素子１２Ｄ）とを備えている。第１導光部材６１および第２導光部材６２はポリカーボネートやアクリル樹脂等の透明な樹脂により構成されている。発光素子１２（第１発光素子１２Ｃおよび第２発光素子１２Ｄ）は、赤外光を出射する発光ダイオードからなる。
【００３２】
第２線状光源体１３Ｂにおいても、第１線状光源体１３Ａと略同様、第１導光部材６１と第２導光部材６２とは、第２線状光源体１３Ｂの延在方向（Ｙ軸方向）において互いに逆向きに、延在方向と直交するＺ軸方向で重ねて配置されている。このため、第１発光素子１２Ｃは、第１導光部材６１に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１側に位置し、第２発光素子１２Ｄは、第２導光部材６２に対してＹ軸方向の他方側Ｙ２側に位置する。
【００３３】
このように構成した第１線状光源体１３Ａおよび第２線状光源体１３Ｂでは、第１導光部材６１において検出領域１０Ｒの側に向く面が光出射部６１１であり、かかる光出射部６１１は、検出領域１０Ｒの外周縁と平行である。また、第２導光部材６２において検出領域１０Ｒの側に向く面が光出射部６２１であり、かかる光出射部６２１は、検出領域１０Ｒの外周縁と平行である。本形態では、これらの光出射部６１１、６１２が線状光源体１３（第１線状光源体１３Ａおよび第２線状光源体１３Ｂ）の光出射部１３１を構成する。
【００３４】
また、第１線状光源体１３Ａおよび第２線状光源体１３Ｂのいずれにおいても、第１導光部材６１および第２導光部材６２は、Ｚ軸方向からみたとき楔形状に形成されている。より具体的には、第１導光部材６１において光出射部６１１に対向する面は、光出射部６１１に対して斜めに形成された傾斜反射面６１２として形成され、第２導光部材６２において光出射部６２１に対向する面は、光出射部６２１に対して斜めに形成された傾斜反射面６２２として形成されている。このため、第１導光部材６１および第２導光部材６２は、光入射部６１０、６２０の側から先端側に向かって幅寸法が狭まった楔形状に形成されている。
【００３５】
第１線状光源体１３Ａおよび第２線状光源体１３Ｂにおいて、発光素子１２（第１発光素子１２Ａ、１２Ｃ、および第２発光素子１２Ｂ、１２Ｄ）から出射された位置検出光Ｌ２が第１導光部材６１および第２導光部材６２に入射すると、位置検出光Ｌ２は、光出射部６１１、６２１および傾斜反射面６１２、６２２で反射しながら、第１導光部材６１内および第２導光部材６２内を進行する。その間に、位置検出光Ｌ２は、光出射部６１１、６２１から検出領域１０Ｒに出射される。その際、光出射部６１１、６２１から出射される位置検出光Ｌ２の強度は、光入射部６１０、６２０に近い側で大であり、光入射部６１０、６２０から離間するに伴って低下していく。
【００３６】
かかる様子は、図３に示すように表される。まず、第１線状光源体１３Ａにおいて第１発光素子１２Ａが点灯し、第２発光素子１２Ｂが消灯している第１モードでは、図３（ａ）に示すように、第１線状光源体１３Ａの第１導光部材６１から出射された位置検出光Ｌ２の強度は、第１導光部材６１の延在方向では、第１発光素子１２Ａが位置する側（Ｙ軸方向の一方側Ｙ１）で大であり、そこからＹ軸方向の他方側Ｙ２に離間するに伴って連続的に低下していく。また、第１線状光源体１３Ａの第１導光部材６１から出射された位置検出光Ｌ２の強度は、位置検出光Ｌ２の出射方向（第１導光部材６１の延在方向と直交する方向）では、第１導光部材６１が位置する側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）で大であり、そこからＸ軸方向の他方側Ｘ２に離間するに伴って連続的に低下していく。
【００３７】
次に、第１線状光源体１３Ａにおいて第１発光素子１２Ａが消灯し、第２発光素子１２Ｂが点灯している第２モードでは、図３（ｂ）に示すように、第１線状光源体１３Ａの第２導光部材６２から出射された位置検出光Ｌ２の強度は、第２導光部材６２の延在方向では、第２発光素子１２Ｂが位置する側（Ｙ軸方向の他方側Ｙ２）で大であり、そこからＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間するに伴って連続的に低下していく。また、第１線状光源体１３Ａの第２導光部材６２から出射された位置検出光Ｌ２の強度は、位置検出光Ｌ２の出射方向（第２導光部材６２の延在方向と直交する方向）では、第２導光部材６２が位置する側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）で大であり、そこからＸ軸方向の他方側Ｘ２に向けて離間するに伴って連続的に低下していく。
【００３８】
なお、第１線状光源体１３Ａにおいて第１発光素子１２Ａおよび第２発光素子１２Ｂの双方が点灯している第３モードでは、図３（ａ）に示す強度分布と図３（ｂ）に示す強度分布が加算される。従って、図３（ｃ）に示すように、第１線状光源体１３Ａから出射された位置検出光Ｌ２の強度は、第１線状光源体１３Ａの延在方向で同等であり、位置検出光Ｌ２の出射方向（第１導光部材６１の延在方向と直交する方向）では、第１線状光源体１３Ａが位置する側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）からＸ軸方向の他方側Ｘ２に向かって連続的に低下していく。
【００３９】
同様に、第２線状光源体１３Ｂにおいて第１発光素子１２Ｃが点灯し、第２発光素子１２Ｄが消灯している第１モードでは、図３（ｄ）に示すように、第２線状光源体１３Ｂの第１導光部材６１から出射された位置検出光Ｌ２の強度は、第１導光部材６１の延在方向では、第１発光素子１２Ａが位置する側（Ｙ軸方向の一方側Ｙ１）で大であり、そこからＹ軸方向の他方側Ｙ２に離間するに伴って連続的に低下していく。また、第２線状光源体１３Ｂの第１導光部材６１から出射された位置検出光Ｌ２の強度は、位置検出光Ｌ２の出射方向（第１導光部材６１の延在方向と直交する方向）では、第１導光部材６１が位置する側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）で大であり、そこからＸ軸方向の他方側Ｘ１に離間するに伴って連続的に低下していく。
【００４０】
次に、第２線状光源体１３Ｂにおいて第１発光素子１２Ｃが消灯し、第２発光素子１２Ｄが点灯している第２モードでは、図３（ｅ）に示すように、第２線状光源体１３Ｂの第２導光部材６２から出射された位置検出光Ｌ２の強度は、第２導光部材６２の延在方向では、第２発光素子１２Ｂが位置する側（Ｙ軸方向の他方側Ｙ２）で大であり、そこからＹ軸方向の一方側Ｙ１に向けて離間するに伴って連続的に低下していく。また、第２線状光源体１３Ｂの第２導光部材６２から出射された位置検出光Ｌ２の強度は、位置検出光Ｌ２の出射方向（第２導光部材６２の延在方向と直交する方向）では、第２導光部材６２が位置する側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）で大であり、そこからＸ軸方向の一方側Ｘ１に向けて離間するに伴って連続的に低下していく。
【００４１】
なお、第２線状光源体１３Ｂにおいて第１発光素子１２Ｃおよび第２発光素子１２Ｄの双方が点灯している第３モードでは、図３（ｄ）に示す強度分布と図３（ｅ）に示す強度分布が加算される。従って、図３（ｆ）に示すように、第２線状光源体１３Ｂから出射された位置検出光Ｌ２の強度は、第２線状光源体１３Ｂの延在方向で同等であり、位置検出光Ｌ２の出射方向（第１導光部材６１の延在方向と直交する方向）では、第２線状光源体１３Ｂが位置する側（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）からＸ軸方向の一方側Ｘ１に向かって連続的に低下していく。
【００４２】
（光学式位置検出装置１０の電気的構成）
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１０の電気的構成等を示す説明図である。図４に示すように、光学式位置検出装置１０は、複数の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）の各々を駆動する光源駆動部１４と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する位置検出部５０とを備えている。光源駆動部１４は、複数の発光素子１２の各々に対応する駆動回路１４０（駆動回路１４０ａ〜１４０ｄ）と、駆動回路１４０を介して複数の発光素子１２の各々における点灯を制御する光源制御部１４５とを備えている。位置検出部５０は、スクリーン部材８に平行な面内で直角に交差するＸ軸方向およびＹ軸方向のうち、対象物体ＯｂのＸ軸方向の位置（Ｘ座標）を検出するＸ座標検出部５１と、対象物体ＯｂのＹ軸方向の位置（Ｙ座標）を検出するＹ座標検出部５２とを備えている。さらに、位置検出部５０は、スクリーン８５に直交するＺ軸方向の対象物体Ｏｂの位置（Ｚ座標）を検出するＺ座標検出部５３を備えている。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。
【００４３】
（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、スクリーン面８ａ側に形成した位置検出光Ｌ２の強度分布を利用して、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を参照して、光強度分布の構成および座標検出の原理を説明する。
【００４４】
図５は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０で用いた位置検出光Ｌ２の強度分布および位置検出部５０での基本的な動作内容を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、位置検出光Ｌ２のＸ軸方向の強度分布を示す説明図、対象物体で反射した位置検出光Ｌ２の強度を示す説明図、対象物体で反射した位置検出光Ｌ２の強度が等しくなるように位置検出光Ｌ２の強度分布を調整する様子を示す説明図である。
【００４５】
図１〜図４に示す光学式位置検出装置１０において、発光素子１２から導光部材（第１導光部材６１および第２導光部材６２）に位置検出光Ｌ２を出射すると、位置検出光Ｌ２は、導光部材（第１導光部材６１および第２導光部材６２）内を伝搬しながら進行し、光出射部１３１（光出射部６１１、６２１）より検出領域１０Ｒに出射される。その際、位置検出光Ｌ２の出射強度は、光入射部６１０、６２０からの距離（導光部材内での伝搬距離）に応じて変化する。また、検出領域１０Ｒでの出位置検出光Ｌ２の強度は、導光部材（第１導光部材６１および第２導光部材６２）から距離に応じて変化するため、検出領域１０Ｒには、後述する位置検出光Ｌ２の強度分布が形成される。
【００４６】
そこで、Ｘ座標を検出する際には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、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くＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した後、Ｘ座標検出用第２期間において、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くＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。好ましくは、Ｘ座標検出用第１期間において、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が直線的に減少していくＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した後、Ｘ座標検出用第２期間において、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって強度が直線的に減少していくＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。従って、検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置されると、対象物体Ｏｂにより位置検出光Ｌ２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。ここで、Ｘ座標検出用第１期間に形成するＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ、およびＸ座標検出用第２期間に形成するＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを予め、設定した分布としておけば、以下の方法等により、光検出器３０での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。
【００４７】
例えば、第１の方法では、図５（ｂ）に示すＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａと、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂとの差を利用する。より具体的には、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ、およびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂは予め、設定した分布になっているので、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂとの差も予め、設定した関数になっている。従って、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとの差を求めれば、位置検出部５０のＸ座標検出部５１は、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、位置検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂの差を求める際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。なお、検出値ＬＸａと検出値ＬＸｂとの比によって対象物体ＯｂのＸ座標を検出することもできる。
【００４８】
次に、第２の方法では、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整した際の調整量に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出する方法である。かかる方法は、図５（ｂ）に示すＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａおよびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２ＸｂがＸ座標に対して直線的に変化する場合に適用できる。
【００４９】
まず、図５（ｂ）に示すように、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを絶対値が等しく、Ｘ軸方向で逆向きに形成する。この状態で、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しければ、対象物体ＯｂがＸ軸方向の中央に位置することが分る。
【００５０】
これに対して、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが相違している場合、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整する。そして、図５（ｃ）に示すように、再度、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成し、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。その結果、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなれば、Ｘ座標検出用第１期間での発光素子１２に対する制御量の調整量ΔＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間での発光素子１２に対する制御量の調整量ΔＬＸｂとの比あるいは差等により、位置検出部５０のＸ座標検出部５１は、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、位置検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように発光素子１２に対する制御量の調整を行なう際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。
【００５１】
次に、第３の方法でも、第２の方法と同様、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整した際の調整量に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出する方法である。かかる方法は、図５（ｂ）に示すＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａおよびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２ＸｂがＸ座標に対して直線的に変化する場合に適用できる。
【００５２】
まず、図５（ｂ）に示すように、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを絶対値が等しく、Ｘ軸方向で逆向きに形成する。この状態で、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しければ、対象物体ＯｂがＸ軸方向の中央に位置することが分る。
【００５３】
これに対して、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが相違している場合、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように、例えば、検出値が低い期間の方、あるいは検出値が高い期間の方の発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整して、再度、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成し、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。図５（ｃ）に示す例では、例えば、Ｘ座標検出用第１期間での発光素子１２に対する制御量を調整量ΔＬＸａ分だけ減少させる。あるいは、Ｘ座標検出用第２期間での発光素子１２に対する制御量を調整量ΔＬＸｂ分だけ増大させる。その結果、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなれば、制御量を調整した後のＸ座標検出用第１期間での発光素子１２に対する制御量と、制御量を調整した後のＸ座標検出用第２期間での発光素子１２に対する制御量との比あるいは差等により、位置検出部５０のＸ座標検出部５１は、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、位置検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように発光素子１２に対する制御量の調整を行なう際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。
【００５４】
上記の方法１〜３のいずれを採用する場合でも、同様に、Ｙ座標検出用第１期間において、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって強度が単調減少していくＹ座標検出用第１強度分布を形成した後、Ｙ座標検出用第２期間において、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって強度が単調減少していくＹ座標検出用第２強度分布を形成すれば、位置検出部５０のＹ座標検出部５２は、対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。
【００５５】
また、Ｚ座標検出期間において、Ｚ軸方向の強度分布を形成すれば、位置検出部５０のＺ座標検出部５３は、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。
【００５６】
上記のように、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、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、論理回路等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。
【００５７】
（Ｘ座標検出動作）
図６を参照して、本形態の光学式位置検出装置１０において、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する動作を説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０において位置検出光Ｌ２の強度分布を形成する様子を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、対象物体ＯｂのＸ座標を検出する際のＸ座標検出用強度分布の説明図であり、図６（ｃ）、（ｄ）は、対象物体ＯｂのＹ座標を検出する際のＹ座標検出用強度分布の説明図である。
【００５８】
本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出するには、以下に説明するＸ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間によってＸ座標を検出し、Ｙ座標検出用第１期間およびＹ座標検出用第２期間によってＹ座標を検出する。さらに、本形態の位置検出機能付き表示装置１００においては、Ｚ座標検出期間によってＺ座標を検出する。ここで、Ｘ座標検出用第１期間〜Ｚ座標検出期間の各時間は例えば数ｍｓｅｃ程度である。
【００５９】
より具体的には、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＸ座標を検出するには、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、図４に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が駆動回路１４０を介して発光素子１２を制御し、図２に示す第１線状光源体１３Ａの第１発光素子１２Ａおよび第２発光素子１２Ｂを点灯させる一方、第２線状光源体１３Ｂの第１発光素子１２Ｃおよび第２発光素子１２Ｄを消灯させる。その結果、図６（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第１強度分布）が形成される。本形態のＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａでは、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少している。かかるＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａでは、Ｘ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。また、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａでは、位置検出光Ｌ２の強度がＹ軸方向で一定である。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体ＯｂのＸ軸方向の位置によって規定される値である。
【００６０】
次に、Ｘ座標検出用第２期間においては、図４に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が駆動回路１４０を介して発光素子１２を制御し、図２に示す第１線状光源体１３Ａの第１発光素子１２Ａおよび第２発光素子１２Ｂを消灯させる一方、第２線状光源体１３Ｂの第１発光素子１２Ｃおよび第２発光素子１２Ｄを点灯させる。その結果、図６（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第２強度分布）が形成される。本形態のＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂでは、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少している。かかるＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂでは、Ｘ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。また、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂでは、位置検出光Ｌ２の強度がＹ軸方向で一定である。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体ＯｂのＸ軸方向の位置によって規定される値である。
【００６１】
従って、Ｘ座標検出用第１期間において光検出器３０で検出された光量と、Ｘ座標検出用第２期間において光検出器３０で検出された光量との差あるいは比は、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。それ故、位置検出部５０のＸ座標検出部５１は、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出結果、およびＸ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。
【００６２】
（Ｙ座標検出動作）
検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＹ座標を検出するには、まず、Ｙ座標検出用第１期間において、図４に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が駆動回路１４０を介して発光素子１２を制御し、図２に示す第１線状光源体１３Ａの第１発光素子１２Ａ、および第２線状光源体１３Ｂの第１発光素子１２Ｃを点灯させる一方、第１線状光源体１３Ａの第２発光素子１２Ｂ、および第２線状光源体１３Ｂの第２発光素子１２Ｄを消灯させる。その結果、図６（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第１強度分布）が形成される。本形態のＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａでは、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少している。かかるＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａでは、Ｙ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。また、Ｙ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａでは、位置検出光Ｌ２の強度がＸ軸方向で一定である。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｙ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体ＯｂのＹ軸方向の位置によって規定される値である。
【００６３】
次に、Ｙ座標検出用第２期間においては、図４に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が駆動回路１４０を介して発光素子１２を制御し、図２に示す第１線状光源体１３Ａの第１発光素子１２Ａ、および第２線状光源体１３Ｂの第１発光素子１２Ｃを消灯させる一方、第１線状光源体１３Ａの第２発光素子１２Ｂ、および第２線状光源体１３Ｂの第２発光素子１２Ｄを点灯させる。その結果、図６（ｄ）に示すように、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第２強度分布）が形成される。本形態のＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂでは、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少している。かかるＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂでは、Ｙ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。また、Ｙ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂでは、位置検出光Ｌ２の強度がＸ軸方向で一定である。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｙ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体ＯｂのＹ軸方向の位置によって規定される値である。
【００６４】
従って、Ｙ座標検出用第１期間において光検出器３０で検出された光量と、Ｙ座標検出用第２期間において光検出器３０で検出された光量との差あるいは比は、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。それ故、位置検出部５０のＹ座標検出部５２は、Ｙ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出結果、およびＹ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。
【００６５】
（Ｚ座標検出動作）
本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＺ座標を検出するには、図２に示す発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）を全て点灯させる。その結果、スクリーン部材８からＺ軸方向に離間する方向に向けて位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＺ座標検出用強度分布が形成される。かかるＺ座標検出用強度分布では、Ｚ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｚ座標検出用強度分布における位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置によって規定される値である。従って、位置検出部５０のＺ座標検出部５３は、Ｚ座標検出期間における光検出器３０の検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。
【００６６】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、発光素子１２が位置検出光Ｌ２を出射すると、スクリーン面８ａ側に位置検出光Ｌ２の強度分布を形成する。従って、スクリーン面８ａ側に設定された検出領域１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂによって位置検出光Ｌ２が反射すると、かかる光は、光検出器３０によって検出される。従って、検出領域１０Ｒ内での位置と位置検出光Ｌ２の強度との関係を予め把握しておけば、光検出器３０の受光結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。それ故、検出領域１０Ｒに沿って多数の光学素子を配置する必要がないので、低コストかつ低消費電力の光学式位置検出装置１０を構成することができる。また、位置検出光Ｌ２は赤外光からなるため、位置検出光Ｌ２が画像の表示を妨げないという利点がある。
【００６７】
また、本形態では、線状光源体１３を用いており、かかる線状光源体１３では、延在方向での位置検出光Ｌ２の出射強度を制御するのは容易である。また、線状光源体１３からの出射方向での位置検出光Ｌ２の強度は、線状光源体１３からの距離によって確実に規定される。このため、検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の適正な強度分布を確実に形成することができる。それ故、対象物体Ｏｂの位置を高い精度で検出することができる。
【００６８】
さらに、線状光源体１３は、位置検出光Ｌ２を出射する発光素子１２と、検出領域１０Ｒの外周縁に沿って延在する導光部材（第１導光部材６１および第２導光部材６２）とを備えている。このため、光源として発光素子１２を用いることができるので、安価である。また、線状光源体１３の延在方向での位置検出光Ｌ２の出射強度については、第１導光部材６１および第２導光部材６２によって確実に制御することができるという利点がある。
【００６９】
さらにまた、本形態において、線状光源体１３は、線状光源体１３の延在方向において互いに逆向きに、延在方向と直交する方向で重ねて配置された第１導光部材６１および第２導光部材６２を備えている。このため、線状光源体１３に設けた２つの発光素子１２の点灯、消灯を制御するだけで、線状光源体１３の延在方向の一方側から他方側に向かって出射光量が減少する第１モードと、線状光源体１３の延在方向の他方側から一方側に向かって出射光量が減少する第２モードと、線状光源体１３の延在方向の一方側から他方側において出射光量が同等の第３モードとを実現することができる。それ故、３種類の強度分布を形成することができ、各々を対象物体Ｏｂの位置検出に用いることができる。
【００７０】
しかも、線状光源体１３は、検出領域１０Ｒの両側に第１線状光源体１３Ａおよび第２線状光源体１３Ｂとして配置されている。このため、図６を参照して説明したように、Ｘ座標検出用強度第１分布、Ｘ座標検出用第２強度分布、Ｙ座標検出用第１強度分布、およびＹ座標検出用第２強度分布を異なるタイミングで形成することができる。従って、対象物体Ｏｂの２次元座標を高い精度で検出することができる。
【００７１】
また、本形態において、光検出器３０は、スクリーン面８ａに沿う方向に受光部３１を向けているので、対象物体Ｏｂを検出可能なスクリーン面８ａからの離間距離が制限される。従って、スクリーン面８ａに近い位置の対象物体Ｏｂの検出結果だけを情報として検出することができ、スクリーン面８ａから離れた位置の対象物体Ｏｂの検出結果については情報として検出しない。それ故、スクリーン面８ａから離れた状態での対象物体Ｏｂによって情報が誤入力されることがない。
【００７２】
［実施の形態１の変形例１］
図７は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る光学式位置検出位置１０に用いた線状光源体の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態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。
【００７３】
図２を参照して説明したように、実施の形態１では、第１導光部材６１と第２導光部材６２とは、延在方向（Ｙ軸方向）と直交するＺ軸方向において重なるように並列に配置されていたが、本形態では、図７に示すように、第１導光部材６１と第２導光部材６２とは、延在方向（Ｙ軸方向）と直交するＸ軸方向で重なるように並列に配置されている。また、本形態では、第２線状光源体１３Ｂにおいても、第１線状光源体１３Ａと略同様、第１導光部材６１と第２導光部材６２とは、延在方向（Ｙ軸方向）と直交するＸ軸方向で並列するように配置されている。このように構成した場合も、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００７４】
［実施の形態１の変形例２］
図８は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る光学式位置検出位置１０に用いた線状光源体の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態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。
【００７５】
図２を参照して説明したように、実施の形態１では、第１導光部材６１および第２導光部材６２では、傾斜反射面６２２が連続した平面として形成されていたが、本形態では、図８に示すように、傾斜反射面６１２、６２２は、その延在方向において複数の反射面６１２ａ、６２２ａとして分割されて鋸歯状に形成されている。このような構成を採用すれば、第１導光部材６１および第２導光部材６２における光入射部６１０、６２０のＸ軸方向の寸法を短縮することができるという利点がある。
【００７６】
［実施の形態２］
（光学式位置検出装置１０の構成）
図９は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出位置１０の構成を模式的に示す説明図である。図１０は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０の電気的構成等を示す説明図である。
【００７７】
図９に示す光学式位置検出位置１０も、実施の形態１と同様、図１に示すスクリーン部材８のスクリーン面８ａ側に設けられた位置検出用光源装置１１と、スクリーン面８ａ側で検出領域１０Ｒに受光部３１を向けた光検出器３０とを備えている。位置検出用光源装置１１は、位置検出光Ｌ２として、ピーク波長が８５０ｎｍ付近の波長域にある赤外光を出射する。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の受光素子からなる。このように構成した光学式位置検出装置１０では、位置検出用光源装置１１から検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２を出射すると、位置検出光Ｌ２は、検出領域１０Ｒに強度分布を形成する。また、光検出器３０は、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ３を検出する。
【００７８】
本形態の光学式位置検出位置１０においても、実施の形態１と同様、四角形の検出領域１０Ｒの外側に、検出領域１０Ｒの外周縁に沿って延在する線状光源体１３と、図１０を参照して後述する光源駆動部１４とを備えている。線状光源体１３は、検出領域１０Ｒの外周縁に沿って延在する光出射部１３１を備えており、かかる光出射部１３１から位置検出光Ｌ２を検出領域１０Ｒに向けて出射する。本形態において、線状光源体１３は、Ｘ軸方向で検出領域１０Ｒを挟む両側２箇所に第１線状光源体１３Ｃおよび第２線状光源体１３Ｄとして配置されている。２つの線状光源体１３（第１線状光源体１３Ｃおよび第２線状光源体１３Ｄ）は同一の構成を有している。
【００７９】
具体的には、第１線状光源体１３Ｃは、まず、検出領域１０ＲにおいてＸ軸方向の一方側Ｘ１に位置する外周縁に沿ってＹ軸方向に延在する導光部材６６と、複数の発光素子１２（発光素子１２Ｅ〜１２Ｊ）を有している。かかる導光部材６６はポリカーボネートやアクリル樹脂等の透明な樹脂により構成されている。発光素子１２（発光素子１２Ｅ〜１２Ｊ）は、赤外光を発散光として出射する発光ダイオードからなる。
【００８０】
導光部材６６は、光出射部１３１と、光出射部１３１に対向する面側において第１線状光源体１３Ｃの延在方向の複数個所に設けられたプリズム状突部６７とを備えている。ここで、プリズム状突部６７は、光出射部１３１に対して斜めの傾斜反射面６７１を構成する第１側面と、傾斜反射面６７１に対して斜めの光入射部６７２を構成する第２側面とを備えており、複数のプリズム状突部６７の光入射部６７２の各々に向けて発光素子１２（発光素子１２Ｅ〜１２Ｊ）が設けられている。本形態において、傾斜反射面６７１は、光出射部１３１に対して約３０°の角度を成している。光入射部６７２は、光出射部１３１に対して約９０°の角度を成しており、傾斜反射面６７１に対して約６０°の角度を成している。
【００８１】
第２線状光源体１３Ｄは、第１線状光源体１３Ｃと同様、検出領域１０ＲにおいてＸ軸方向の他方側Ｘ２に位置する外周縁に沿ってＹ軸方向に延在する導光部材６６と、複数の発光素子１２（発光素子１２Ｋ〜発光素子１２Ｐ）を有している。かかる導光部材６６はポリカーボネートやアクリル樹脂等の透明な樹脂により構成されている。発光素子１２（発光素子１２Ｋ〜１２Ｐ）は、赤外光を出射する発光ダイオードからなる。
【００８２】
導光部材６６は、光出射部１３１と、光出射部１３１に対向する面側において第１線状光源体１３Ｃの延在方向の複数個所に設けられたプリズム状突部６７とを備えている。ここで、プリズム状突部６７は、光出射部１３１に対して斜めの傾斜反射面６７１を構成する第１側面と、傾斜反射面６７１に対して斜めの光入射部６７２を構成する第２側面とを備えており、複数のプリズム状突部６７の光入射部６７２の各々に向けて発光素子１２（発光素子１２Ｋ〜１２Ｐ）が設けられている。本形態において、傾斜反射面６７１は、光出射部１３１に対して約３０°の角度を成している。光入射部６７２は、光出射部１３１に対して約９０°の角度を成しており、傾斜反射面６７１に対して約６０°の角度を成している。
【００８３】
このように構成した線状光源体１３（第１線状光源体１３Ｃおよび第２線状光源体１３Ｄ）において、導光部材６６は、本形態のように、複数の部材６６ａを組み合わせて構成する場合がある他、全体が一体の樹脂成形品で構成される場合がある。
【００８４】
図１０に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０では、複数の発光素子１２（発光素子１２Ｅ〜１２Ｐ）の各々を駆動する光源駆動部１４と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する位置検出部５０とを備えている。光源駆動部１４は、複数の発光素子１２の各々に対応する駆動回路１４０（駆動回路１４０ｅ〜１４０ｐ）と、駆動回路１４０を介して複数の発光素子１２の各々における点灯を制御する光源制御部１４５とを備えている。位置検出部５０は、スクリーン部材８に平行な面内で直角に交差するＸ軸方向およびＹ軸方向のうち、対象物体ＯｂのＸ軸方向の位置（Ｘ座標）を検出するＸ座標検出部５１と、対象物体ＯｂのＹ軸方向の位置（Ｙ座標）を検出するＹ座標検出部５２とを備えている。さらに、位置検出部５０は、スクリーン８５に直交するＺ軸方向の対象物体Ｏｂの位置（Ｚ座標）を検出するＺ座標検出部５３を備えている。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。
【００８５】
（Ｘ座標検出動作）
次に、本形態の光学式位置検出装置１０において、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する動作を説明する。なお、本形態の光学式位置検出装置１０でも、位置検出用光源装置１１は、実施の形態１と同様な強度分布を形成する。従って、検出動作を説明するにあたっては、実施の形態１と同様、図６を参照する。
【００８６】
本形態の光学式位置検出装置１０において、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＸ座標を検出するには、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、図１０に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が駆動回路１４０を介して発光素子１２を制御し、図９に示す発光素子１２の発光量のバランスを以下の条件
第１線状光源体１３Ａ
１２Ｅ＝１２Ｆ＝１２Ｇ＝１２Ｈ＝１２Ｉ＝１２Ｊ
第２線状光源体１３Ｂ
１２Ｋ、１２Ｌ、１２Ｍ、１２Ｎ、１２Ｏ、１２Ｐ＝消灯
とする。その結果、図６（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第１強度分布）が形成される。本形態のＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａでは、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少している。かかるＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａでは、Ｘ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。また、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａでは、位置検出光Ｌ２の強度がＹ軸方向で一定である。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体ＯｂのＸ軸方向の位置によって規定される値である。
【００８７】
次に、Ｘ座標検出用第２期間においては、図１０に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が駆動回路１４０を介して発光素子１２を制御し、図９に示す発光素子１２の発光量のバランスを以下の条件
第１線状光源体１３Ａ
１２Ｅ、１２Ｆ、１２Ｇ、１２Ｈ、１２Ｉ、１２Ｊ＝消灯
第２線状光源体１３Ｂ
１２Ｋ＝１２Ｌ＝１２Ｍ＝１２Ｎ＝１２Ｏ＝１２Ｐ
とする。その結果、図６（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第２強度分布）が形成される。本形態のＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂでは、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少している。かかるＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂでは、Ｘ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。また、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂでは、位置検出光Ｌ２の強度がＹ軸方向で一定である。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体ＯｂのＸ軸方向の位置によって規定される値である。
【００８８】
従って、Ｘ座標検出用第１期間において光検出器３０で検出された光量と、Ｘ座標検出用第２期間において光検出器３０で検出された光量との差あるいは比は、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。それ故、位置検出部５０のＸ座標検出部５１は、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出結果、およびＸ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。
【００８９】
（Ｙ座標検出動作）
検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＹ座標を検出するには、まず、Ｙ座標検出用第１期間において、図１０に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が駆動回路１４０を介して発光素子１２を制御し、図９に示す発光素子１２の発光量のバランスを以下の条件
第１線状光源体１３Ａ
１２Ｅ＞１２Ｆ＞１２Ｇ＞１２Ｈ＞１２Ｉ＞１２Ｊ
第２線状光源体１３Ｂ
１２Ｋ＞１２Ｌ＞１２Ｍ＞１２Ｎ＞１２Ｏ＞１２Ｐ
とする。その結果、図６（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第１強度分布）が形成される。本形態のＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａでは、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少している。かかるＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａでは、Ｙ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。また、Ｙ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａでは、位置検出光Ｌ２の強度がＸ軸方向で一定である。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｙ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体ＯｂのＹ軸方向の位置によって規定される値である。
【００９０】
次に、Ｙ座標検出用第２期間においては、図１０に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が駆動回路１４０を介して発光素子１２を制御し、図９に示す発光素子１２の発光量のバランスを以下の条件
第１線状光源体１３Ａ
１２Ｅ＜１２Ｆ＜１２Ｇ＜１２Ｈ＜１２Ｉ＜１２Ｊ
第２線状光源体１３Ｂ
１２Ｋ＜１２Ｌ＜１２Ｍ＜１２Ｎ＜１２Ｏ＜１２Ｐ
とする。その結果、図６（ｄ）に示すように、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第２強度分布）が形成される。本形態のＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂでは、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少している。かかるＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂでは、Ｙ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。また、Ｙ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂでは、位置検出光Ｌ２の強度がＸ軸方向で一定である。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｙ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体ＯｂのＹ軸方向の位置によって規定される値である。
【００９１】
従って、Ｙ座標検出用第１期間において光検出器３０で検出された光量と、Ｙ座標検出用第２期間において光検出器３０で検出された光量との差あるいは比は、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。それ故、位置検出部５０のＹ座標検出部５２は、Ｙ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出結果、およびＹ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。
【００９２】
（Ｚ座標検出動作）
本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＺ座標を検出するには、図９に示す発光素子１２（発光素子１２Ｅ〜１２Ｐ）を全て同一の発光量で点灯させる。その結果、スクリーン部材８からＺ軸方向に離間する方向に向けて位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＺ座標検出用強度分布が形成される。かかるＺ座標検出用強度分布では、Ｚ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｚ座標検出用強度分布における位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置によって規定される値である。従って、位置検出部５０のＺ座標検出部５３は、Ｚ座標検出期間における光検出器３０の検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。
【００９３】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の位置検出機能付き表示装置１００でも、実施の形態１と同様、発光素子１２が位置検出光Ｌ２を出射すると、スクリーン面８ａ側に位置検出光Ｌ２の強度分布を形成する。従って、スクリーン面８ａ側に設定された検出領域１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂによって位置検出光Ｌ２が反射すると、かかる光は、光検出器３０によって検出される。従って、検出領域１０Ｒ内での位置と位置検出光Ｌ２の強度との関係を予め把握しておけば、光検出器３０の受光結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。また、位置検出光Ｌ２は赤外光からなるため、位置検出光Ｌ２が画像の表示を妨げないという利点がある。
【００９４】
また、本形態では、複数の発光素子１２を用いているいが、光検出器３０は、１つで済む。しかも、検出領域１０Ｒに形成した強度分布を利用するため、発光素子１２の数が少なくてよい。このため、低コストかつ低消費電力の光学式位置検出装置１０を構成することができる。
【００９５】
また、本形態では、線状光源体１３を用いており、かかる線状光源体１３では、延在方向での位置検出光Ｌ２の出射強度を制御するのは容易である。また、線状光源体１３からの出射方向での位置検出光Ｌ２の強度は、線状光源体１３からの距離によって確実に規定される。このため、検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の適正な強度分布を確実に形成することができる。それ故、対象物体Ｏｂの位置を高い精度で検出することができる。
【００９６】
さらに、線状光源体１３は、位置検出光Ｌ２を出射する発光素子１２と、検出領域１０Ｒの外周縁に沿って延在する導光部材６６とを備えている。このため、光源として発光素子１２を用いることができるので、安価である。また、線状光源体１３の延在方向での位置検出光Ｌ２の出射強度については、導光部材６６および発光素子１２によって確実に制御することができるという利点がある。
【００９７】
しかも、線状光源体１３は、検出領域１０Ｒの両側に複数の発光素子１２を備えている。このため、図６を参照して説明したように、Ｘ座標検出用第１強度分布、Ｘ座標検出用第２強度分布、Ｙ座標検出用第１強度分布、およびＹ座標検出用第２強度分布を異なるタイミングで形成することができる。従って、対象物体Ｏｂの２次元座標を高い精度で検出することができる。
【００９８】
［別の実施の形態］
図１１は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０に用いられる出射方向制限部材の説明図である。上記実施の形態１、２では、線状光源体１３から検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２を直接、出射したが、本形態では、線状光源体１３の前方に出射方向制限部材７０が設けられている。かかる出射方向制限部材７０には、線状光源体１３の延在方向に沿って複数の角穴部７１が形成されており、かかる角穴部７１は、線状光源体１３からの位置検出光Ｌ２の出射方向で貫通している。このため、位置検出光Ｌ２は、角穴部７１を通って検出領域１０Ｒに出射されることになる。
【００９９】
このように構成した出射方向制限部材７０において、角穴部７１の上下の壁面７１１、７１２は、線状光源体１３の光出射部１３１が向いている方向（Ｘ軸方向）、および線状光源体１３の延在方向（Ｙ軸方向）の双方に対して直交する方向（Ｚ軸方向）への位置検出光Ｌ２の出射を制限する第１遮光部７２になっている。また、角穴部７１の左右の壁面７１３、７１４は、光出射部１３１が向いている方向（Ｘ軸方向）から線状光源体１３の延在方向（Ｙ軸方向）に向けて斜めに傾いた方向への位置検出光Ｌ２の出射を制限する第２遮光部７３になっている。
【０１００】
このため、光出射部１３１から検出領域１０Ｒに出射される位置検出光Ｌ２の発散角を狭めることができ、光出射部１３１から検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２を略平行光として出射することができる。このため、検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布を適正に形成することができるので、対象物体Ｏｂの位置を精度よく検出することができる。また、第１遮光部７２および第２遮光部７３が共通の出射方向制限部材７０に形成されているため、線状光源体１３の前側に出射方向制限部材７０を配置するだけで、検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布を適正に形成することができるという利点がある。
【０１０１】
なお、出射方向制限部材７０には、第１遮光部７２および第２遮光部７３の一方の遮光部のみを設けてもよい。この場合でも、遮光部を設けた側では、位置検出光Ｌ２の発散角を狭めることができる。
【０１０２】
［投射型の位置検出機能付き表示装置の変形例］
図１２は、本発明の別の投射型の位置検出機能付き表示装置１００の構成を模式的に示す説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き表示装置１００の要部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、本形態の基本的な構成は、上記実施の形態と同様であるため、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。
【０１０３】
上記実施の形態において、光検出器３０は、スクリーン部材８のスクリーン面８ａの側において、検出領域１０Ｒの外側でスクリーン面８ａに沿う方向に受光部３１を向けていたが、図１２に示すように、本形態では、光検出器３０は、スクリーン面８ａの面外方向からスクリーン面８ａに受光部３１を向けている。より具体的には、光検出器３０は、画像投射装置２００の筐体２５０の前面部２０１に設けられている。このため、光検出器３０は、位置検出光Ｌ２のうち、対象物体Ｏｂで画像投射装置２００に向けて反射した位置検出光Ｌ３を検出する。
【０１０４】
従って、本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、対象物体Ｏｂを検出可能なスクリーン面８ａからの離間距離を拡大することができる。また、画像投射装置２００とは別に光検出器３０を設置する必要がない。また、画像投射装置２００の側で対象物体Ｏｂの位置を検出するための処理を行なうことができる。さらに、対象物体Ｏｂの位置検出結果を画像投射装置２００から投射される画像に反映させるのが容易である。
【０１０５】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、検出領域１０ＲをＸ軸方向の両側に線状光源体１３を設けたが、検出領域１０ＲをＹ軸方向の両側に線状光源体１３を設けてもよい。
【０１０６】
上記実施の形態では、検出領域１０Ｒを挟む両側に線状光源体１３を設けたが、検出領域１０Ｒを囲む４方に線状光源体１３を配置してもよい。
【０１０７】
上記実施の形態では、線状光源体１３を発光素子１２と導光板によって構成したが、棒状に延在する赤外ランプを線状光源体１３として用いてもよい。
【０１０８】
本発明の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００は、上述の実施形態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。
【０１０９】
［位置検出機能付き表示装置１００の変形例］
上記実施の形態では、画像生成装置として画像投射装置２００を備えている構成であったが、図１３に示すように、直視型の表示装置を画像生成装置として採用すれば、図１４を参照して後述する電子機器に用いることができる。
【０１１０】
図１３は、本発明の変形例に係る位置検出機能付き表示装置１００の説明図である。なお、本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、光学式位置検出装置１０の構成は、上記実施の形態と同様であるため、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。
【０１１１】
図１３に示す位置検出機能付き表示装置１００は、光学式位置検出装置１０と、画像生成装置としての液晶装置、有機エレクトロルミネッセンス装置やプラズマ表示装置等といった直視型表示装置２０８を備えている。光学式位置検出装置１０は、上記実施の形態で説明した線状光源体１３と、検出領域１０Ｒに受光部３１を向けた光検出器３０とを備えている。直視型表示装置２０８は、検出領域１０Ｒに平面視で重なる領域に画像表示領域２０Ｒを備えており、かかる画像表示領域２０Ｒは検出領域１０Ｒと平面視で重なっている。
【０１１２】
（電子機器への搭載例）
図１４を参照しながら、図１３を参照して説明した位置検出機能付き表示装置１００を適用した電子機器について説明する。図１４は、本発明に係る位置検出機能付き表示装置を用いた電子機器の説明図である。図１４（ａ）に、位置検出機能付き表示装置１００を備えたモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す。パーソナルコンピューター２０００は、表示ユニットとしての位置検出機能付き表示装置１００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１、およびキーボード２００２が設けられている。図１４（ｂ）に、位置検出機能付き表示装置１００を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１、スクロールボタン３００２、および表示ユニットとしての位置検出機能付き表示装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、位置検出機能付き表示装置１００に表示される画面がスクロールされる。図１４（ｃ）に、位置検出機能付き表示装置１００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１、電源スイッチ４００２、および表示ユニットとしての位置検出機能付き表示装置１００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が位置検出機能付き表示装置１００に表示される。
【０１１３】
なお、位置検出機能付き表示装置１００が適用される電子機器としては、図１４に示すものの他、デジタルスチールカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型、モニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、銀行端末等の電子機器等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した位置検出機能付き表示装置１００が適用可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出領域、１１・・位置検出用光源装置、１２、１２Ａ〜１２Ｐ・・発光素子、１３・・線状光源体、１３Ａ、１３Ｃ・・第１線状光源体、１３Ｂ、１３Ｄ・・第２線状光源体、３０・・光検出器、５０・・位置検出部、６１・・第１導光部材、６２・・第２導光部材、６６・・導光部材、６７・・プリズム状突部、６１０、６２０、６７２・・光入射部、１３１、６１１、６２１・・光出射部、６１２、６２２、６７１・・傾斜反射面、７０・・出射方向制限部材、７２・・第１遮光部、７３・・第２遮光部、１００・・位置検出機能付き表示装置
【図１】
2011090603.tif 000003
【図２】
2011090603.tif 000004
【図４】
2011090603.tif 000005
【図５】
2011090603.tif 000006
【図７】
2011090603.tif 000007
【図８】
2011090603.tif 000008
【図９】
2011090603.tif 000009
【図１０】
2011090603.tif 000010
【図１１】
2011090603.tif 000011
【図１２】
2011090603.tif 000012
【図１３】
2011090603.tif 000013
【図１４】
2011090603.tif 000014
【図１５】
2011090603.tif 000015
【図３】
2011090603.tif 000016
【図６】
2011090603.tif 000017