(57)【要約】【課題】  より少ない部品数でより高い検出精度を実現可能な位置検出装置を提供する。【解決手段】  位置検出装置Ａ１は、ｘ方向に延びる読み取り領域を有し、上記読み取り領域において受光した光量に応じて信号を出力する受光手段４Ａと、ｘ方向と直交するｙ方向において検出基準面１を挟んで受光手段４Ａと対向するように設置されており、上記ｘ方向において上記読み取り領域の幅よりも長い領域を照明する帯状光束をｙ方向に向けて出射する光学ユニット３Ａと、光学ユニット３Ａに光を供給する光源手段２１，２２と、を備えており、受光手段４Ａが出力する信号の値の偏りから検出基準面１に近接する検出対象物のｘ方向における位置を検出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延びる読み取り領域を有し、上記読み取り領域において受光した光量に応じて信号を出力する受光手段と、
上記第１の方向と直交する第２の方向において検出基準面を挟んで上記受光手段と対向するように設置されており、上記第１の方向において上記読み取り領域よりも長い領域を照明する帯状光束を上記第２の方向に向けて出射する光学ユニットと、
上記光学ユニットに光を供給する光源手段と、
を備えており、
上記受光手段が出力する信号の値の偏りから上記検出基準面に近接する検出対象物の上記第１の方向における位置を検出することを特徴とする、位置検出装置。
【請求項２】
上記光学ユニットは、上記第１の方向に延び、上記第２の方向に向けて光を出射する棒状導光体を備えており、
上記光源手段は、上記第１の方向における上記棒状導光体の端部に配置されており、上記第１の方向に沿って進行する光を出射する、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
上記光学ユニットは、上記第１の方向に沿って配列された複数のレンズ部材からなるレンズアレイを具備しており、
上記各レンズ部材は、上記棒状導光体から出射された光を上記第２の方向に沿って進行する光束として出射し、
上記帯状光束は、上記複数のレンズ部材が出射する上記複数の光束によって構成されている、請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
上記光源手段は、上記第２の方向に沿って上記光学ユニットに向けて拡散光を出射する点光源であり、
上記光学ユニットは、上記拡散光を上記帯状光束として反射する凹面鏡を備えている、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項５】
上記第１の方向および上記第２の方向と直交する第３の方向における一方側に上記検出基準面を有する透明板を備えており、
上記光源手段は、上記第３の方向における上記透明板の他方側に配置されている、請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
上記光学ユニットは、上記拡散光を上記凹面鏡に向けて反射する反射鏡を備えており、
上記凹面鏡は、上記第３の方向において、上記透明板の一方側に配置されており、
上記反射鏡は、上記第３の方向において、上記透明板の他方側に配置されている、請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項７】
上記光学ユニットは、上記凹面鏡からの光を上記受光手段に向けて反射する反射鏡を備えており、
上記反射鏡は、上記第３の方向において、上記透明板の一方側に配置されており、
上記凹面鏡は、上記第３の方向において、上記透明板の他方側に配置されている、請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項８】
上記第１の方向および上記第２の方向と直交する第３の方向における一方側に上記検出基準面を有する導光透明板を備えており、
上記光源手段は、上記第３の方向において上記導光透明板と重なる位置に配置されており、
上記凹面鏡は、上記第３の方向において上記導光透明板の一方側に配置されている、請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項９】
上記導光透明板の上記第２の方向における一方側の端面は、上記第２の方向における一方側ほど上記第３の方向において上記検出基準面に近づく傾斜面となっており、
上記導光透明板の上記第２の方向における他方の端面は、上記光源手段の出射面と対向している、請求項８に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
上記第２の方向において、上記受光手段と上記光学ユニットとの間に、上記第１の方向に延びるスリットを有する遮光部材が設けられている、請求項１ないし９のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項１１】
第１の方向に延びる読み取り領域を有し、上記読み取り領域において受光した光量に応じて信号を出力する受光手段と、
上記第１の方向と直交する第２の方向において検出基準面を挟んで上記受光手段と対向するように設置されており、上記第１の方向において上記読み取り領域の幅よりも長い幅を有する黒色の壁部材と、
を備えており、
上記受光手段が出力する信号の値の偏りから上記検出基準面に近接する検出対象物の上記第１の方向における位置を検出することを特徴とする、位置検出装置。
【請求項１２】
上記第２の方向において、上記検出基準面の上記受光手段に近い側の端と上記受光手段との間に、上記検出基準面に対して平行でない光が上記受光手段に入射するのを防ぐ規制手段を備えている、請求項１１に記載の位置検出装置。
【請求項１３】
上記規制手段は、上記第１の方向に沿って複数のレンズ部材が配列されたレンズアレイである、請求項１２に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるタッチパネルとして用いられる位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来の位置検出装置の一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された位置検出装置Ｘは、表示装置９１の表示面の周囲に設置されている複数の発光素子９２と、表示装置９１の表示面の近傍の空間を挟んで複数の発光素子９２とｘ方向に対向するように設置された複数の受光素子９３とを備えている。発光素子９２としては、たとえば赤外線を出射するＬＥＤチップが用いられ、受光素子９３としては、たとえばフォトトランジスタが用いられる。さらに、位置検出装置Ｘは、複数の発光素子９２が出力した光を収束するためのレンズ９４と、複数の受光素子９３に複数の発光素子９２からの光を収束させるためのレンズ９５とを備えている。このような位置検出装置Ｘでは、表示装置９１の表示面に近接する指などの検出対象物のｙ方向における位置を検出することができる。ｙ方向に対向する複数の発光素子および複数の受光素子を設置することにより検出対象物のｘ方向における位置も検出可能である。
【０００３】
しかしながら、このような位置検出装置Ｘでは発光素子９２および受光素子９３を高密度で配列しようとすると、部品数が増加し、組み立て作業が煩雑化するため、検出精度の向上を図りにくい問題があった。さらに、多数の発光素子９２を配列する空間を確保する必要があるため小型化を図りにくくなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５２０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より少ない部品数でより高い検出精度を実現可能な位置検出装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によって提供される位置検出装置は、第１の方向に延びる読み取り領域を有し、上記読み取り領域において受光した光量に応じて信号を出力する受光手段と、上記第１の方向と直交する第２の方向において検出基準面を挟んで上記受光手段と対向するように設置されており、上記第１の方向において上記読み取り領域の幅よりも長い領域を照明する帯状光束を上記第２の方向に向けて出射する光学ユニットと、上記光学ユニットに光を供給する光源手段と、を備えており、上記受光手段が出力する信号の値の偏りから上記検出基準面に近接する検出対象物の上記第１の方向における位置を検出することを特徴とする。
【０００７】
好ましい実施の形態においては、上記光学ユニットは、上記第１の方向に延び、上記第２の方向に向けて光を出射する棒状導光体を備えており、上記光源手段は、上記第１の方向における上記棒状導光体の端部に配置されており、上記第１の方向に沿って進行する光を出射する。
【０００８】
より好ましい実施の形態においては、上記光学ユニットは、上記第１の方向に沿って配列された複数のレンズ部材からなるレンズアレイを具備しており、上記各レンズ部材は、上記棒状導光体から出射された光を上記第２の方向に沿って進行する光束として出射し、上記帯状光束は、上記複数のレンズ部材が出射する上記複数の光束によって構成されている。
【０００９】
別の好ましい実施の形態においては、上記光源手段は、上記第２の方向に沿って上記光学ユニットに向けて拡散光を出射する点光源であり、上記光学ユニットは、上記拡散光を上記帯状光束として反射する凹面鏡を備えている。
【００１０】
より好ましい実施の形態においては、上記第１の方向および上記第２の方向と直交する第３の方向における一方側に上記検出基準面を有する透明板を備えており、上記光源手段は、上記第３の方向における上記透明板の他方側に配置されている。
【００１１】
より好ましい実施の形態においては、上記光学ユニットは、上記拡散光を上記凹面鏡に向けて反射する反射鏡を備えており、上記凹面鏡は、上記第３の方向において、上記透明板の一方側に配置されており、上記反射鏡は、上記第３の方向において、上記透明板の他方側に配置されている。
【００１２】
別のより好ましい実施の形態においては、上記光学ユニットは、上記凹面鏡からの光を上記受光手段に向けて反射する反射鏡を備えており、上記反射鏡は、上記第３の方向において、上記透明板の一方側に配置されており、上記凹面鏡は、上記第３の方向において、上記透明板の他方側に配置されている。
【００１３】
別の好ましい実施の形態においては、上記第１の方向および上記第２の方向と直交する第３の方向における一方側に上記検出基準面を有する導光透明板を備えており、上記光源手段は、上記第３の方向において上記導光透明板と重なる位置に配置されており、上記凹面鏡は、上記第３の方向において上記導光透明板の一方側に配置されている。
【００１４】
より好ましい実施の形態においては、上記導光透明板の上記第２の方向における一方側の端面は、上記第２の方向における一方側ほど上記第３の方向において上記検出基準面に近づく傾斜面となっており、上記導光透明板の上記第２の方向における他方の端面は、上記光源手段の出射面と対向している。
【００１５】
好ましい実施の形態においては、上記第２の方向において、上記受光手段と上記光学ユニットとの間に、上記第１の方向に延びるスリットを有する遮光部材が設けられている。
【００１６】
このような構成によると、上記光学ユニットに光源手段からの光を上記第２の方向に延びる光とする機能を持たせているため、単一または少数の光源手段により上記読み取り領域を照明することが可能である。このため本発明の位置検出装置では、従来のように受光手段の精度を高めるために第１の方向に沿って多数の発光素子を並べる必要がなくなっている。従って、上記位置検出装置はより少ない部品数でより高い検出精度を実現可能となっている。
【００１７】
本発明の第２の側面によって提供される位置検出装置は、第１の方向に延びる読み取り領域を有し、上記読み取り領域において受光した光量に応じて信号を出力する受光手段と、上記第１の方向と直交する第２の方向において検出基準面を挟んで上記受光手段と対向するように設置されており、上記第１の方向において上記読み取り領域の幅よりも長い幅を有する黒色の壁部材と、を備えており、上記受光手段が出力する信号の値の偏りから上記検出基準面に近接する検出対象物の上記第１の方向における位置を検出することを特徴とする。
【００１８】
好ましい実施の形態においては、上記第２の方向において、上記検出基準面の上記受光手段に近い側の端と上記受光手段との間に、上記検出基準面に対して平行でない光が上記受光手段に入射するのを防ぐ規制手段を備えている。
【００１９】
好ましい実施の形態においては、上記規制手段は、上記第１の方向に沿って複数のレンズ部材が配列されたレンズアレイである。
【００２０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に基づく位置検出装置を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図２に示す棒状導光体の断面を示す図である。
【図４】図１に示す位置検出装置の動作例を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に基づく位置検出装置を示す平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に基づく位置検出装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に基づく位置検出装置を示す平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】従来の位置検出装置の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００２３】
図１〜図４は、本発明の第１実施形態に基づく位置検出装置を示している。図１〜図４に示す位置検出装置Ａ１は、たとえば液晶表示パネル１１および液晶表示パネル１１を収容するケース１２を備えた画像表示装置に組み込まれて用いられるものである。位置検出装置Ａ１は、液晶表示パネル１１と重なるように配置された透明板１３を備えている。さらに、位置検出装置Ａ１は、ケース１２に収容され、透明板１３の周縁部に配置されたＬＥＤユニット２１，２２，２３，２４、光学ユニット３Ａ，３Ｂ、受光手段４Ａ，４Ｂ、遮光部材５Ａ，５Ｂ、および、遮光ケース６を備えている。なお、図１および図４においては、受光手段４Ａ，４Ｂが表示されるように遮光部材５Ａ，５Ｂの一部および遮光ケース６を省略している。具体的には、図１および図４に示す遮光部材５Ａ，５Ｂの実線は、透明板１３に対して起立する部分である、また、諸侯ケース６の内側の輪郭を一点鎖線６０で示している。位置検出装置Ａ１は、透明板１３の表面を検出基準面１とし、この検出基準面１に近接する検出対象物Ｏｂを検出する。透明板１３は、たとえばアクリル樹脂製である。
【００２４】
液晶表示パネル１１は、たとえば平面視長矩形状のものである。図１に示すｘ方向は液晶表示パネル１１の長辺が延びる方向であり、ｙ方向は短辺が延びる方向である。図２に示すｚ方向は、液晶表示パネル１１と透明板１３とが重なる方向である。ケース１２のｚ方向上端付近には段差部１２ａが形成されており、位置検出装置Ａ１は、その段差部１２ａに嵌合するように設置されている。本実施形態では液晶表示パネル１１の表示領域１１ａは、段差部１２ａの内側であり、位置検出装置Ａ１の読み取り領域はこの表示領域１１ａと一致するように設定されている。透明板１３は、ｚ方向視において表示領域１１ａよりも広くなるように形成されており、その周縁部が段差部１２ａのｚ方向下面に支持されている。
【００２５】
ＬＥＤユニット２１，２２，２３，２４は、本発明における光源手段であり、たとえば赤外光を出射するＬＥＤチップを内蔵している。ＬＥＤユニット２１，２２は、互いにｘ方向に離間するように配置され、ｘ方向に沿う赤外光を光学ユニット３Ａに向けて出射する。ＬＥＤユニット２３，２４は、互いにｙ方向に離間するように配置されて、ｙ方向に沿う赤外光を光学ユニット３Ｂに向けて出射する。
【００２６】
光学ユニット３Ａは、ｘ方向に延びる細長の棒状導光体３１と、棒状導光体３１に沿うように配置されたレンズアレイ３２とを備えている。棒状導光体３１は、図３に示すように、ｘ方向においてＬＥＤユニット２１，２２に挟まれるように設置されており、ｘ方向両端部から入射した光を内部で反射させつつｘ方向に進行させる。棒状導光体３１は、たとえば断面略円形でｘ方向に長く延びる形状であり、ｙ方向の一方の端部には内方へ凹む複数の溝３１１が形成されている。複数の溝３１１は、ｘ方向に沿って配列されており、棒状導光体３１内を進行する光を散乱させ、その一部を棒状導光体３１のｙ方向の他方の端から出射させる。なお、溝３１１のかわりに白色塗料を塗布することで光を散乱させる構成としてもよい。
【００２７】
レンズアレイ３２は、ｘ方向に沿って配列された複数の凸レンズ３２１と、複数の凸レンズ３２１を保持する保持部材３２２とを備えている。棒状導光体３１から出射された光は複数の凸レンズ３２１により収束され、ｙ方向に沿って延びる光軸Ｌ（ｎ）に沿って進行する複数の光束Ｂ（ｎ）として出射される。なお、凸レンズ３２１がｙ方向に沿って合計Ｎ個配列されている場合、ｎは１以上Ｎ以下の整数を取り得る。光学ユニット３Ａは、Ｎ個の光束Ｂ（１）〜Ｂ（Ｎ）からなるｙ方向に沿って進行する帯状光束を出射する。
【００２８】
図１には複数の光束Ｂ（ｎ）の一つであり、光軸Ｌ（ｐ）に沿って進行する光束Ｂ（ｐ）と、光束Ｂ（ｐ）と隣接し、光軸Ｌ（ｐ−１），Ｌ（ｐ＋１）に沿って進行する光束Ｂ（ｐ−１），Ｂ（ｐ＋１）とを示している。光束Ｂ（ｐ），Ｂ（ｐ−１），Ｂ（ｐ＋１）は、図１に示すようにｘ方向に緩やかに広がる光となっている。このため、光軸Ｌ（ｐ）近傍の領域Ｔ１は主に光束Ｂ（ｐ）によってのみ照明され、領域Ｔ１に隣接する領域Ｔ２は光束Ｂ（ｐ）だけではなく光束Ｂ（ｐ−１）または光束Ｂ（ｐ＋１）からの光によって照明される。各光束Ｂ（ｎ）は光軸Ｌ（ｎ）近傍が最も明るく、光軸Ｌ（ｎ）から遠ざかるほど暗くなる傾向があるが、各光束Ｂ（ｎ）の光軸Ｌ（ｎ）から遠い部分には別の光束Ｂ（ｎ）が重なるため、光束Ｂ（１）〜Ｂ（Ｎ）からなる帯状光束はｘ方向に略均一な光量を有する光となる。
【００２９】
光学ユニット３Ｂは、ｙ方向に延びる細長の棒状導光体３３と、棒状導光体３３に沿うように配置されたレンズアレイ３４とを備えている。棒状導光体３３およびレンズアレイ３４はそれぞれ図示しない保持部材を用いて遮光ケース６の内部に固定されている。棒状導光体３３は、ｙ方向においてＬＥＤユニット２３，２４に挟まれるように設置されており、ｙ方向両端部から入射した光を内部で反射させつつｙ方向に進行させる。棒状導光体３３の断面構造は、棒状導光体３１と同様となっている。棒状導光体３３は、ｘ方向に向けてｙ方向に長く延びる光を出射する。レンズアレイ３４は、複数の凸レンズを備えており、その断面構造は、レンズアレイ３２と同様である。光学ユニット３Ｂは、ｘ方向に沿って進行する帯状光束を出射する。光学ユニット３Ｂが出射する帯状光束は、光学ユニット３Ａが出射する帯状光束と同様に複数の光束からなるものであり、ｙ方向に略均一な光量を有している。
【００３０】
受光手段４Ａは、ｘ方向に長く延びる板状の基板４１と、基板４１のｙ方向一方側に搭載された線状受光部材４２とを備えている。線状受光部材４２は、たとえば光電変換素子をｘ方向に沿って複数配列したものであり、受光した光量に応じて電気信号を出力するものである。本実施形態においては、線状受光部材４２は、表示領域１１ａのｘ方向における全幅が読み取り領域となるようにｘ方向に沿って少なくとも表示領域１１ａのｘ方向長さよりも長い範囲に配列されている。線状受光部材４２の読み取り領域のｘ方向長さは、光学ユニット３Ａが出射する帯状光束よりもやや短くなっている。線状受光部材４２は、具体的には、スキャナ等に用いられるコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）を複数組み合わせて構成されるものである。ＣＩＳはセンサＩＣを複数配列して構成されており、ｘ方向における同じ長さの内に配列されるセンサＩＣの光電変換素子数は、レンズアレイ３２における凸レンズ３２１の数よりも多くなっている。
【００３１】
受光手段４Ｂは、ｙ方向に長く延びる板状の基板４３と、基板４３のｘ方向一方側に搭載された線状受光部材４４とを備えている。線状受光部材４４は、たとえば光電変換素子をｙ方向に沿って複数配列したものであり、受光した光量に応じて電気信号を出力するものである。本実施形態においては、線状受光部材４４は、表示領域１１ａのｙ方向における全幅が読み取り領域となるようにｙ方向に沿って少なくとも表示領域１１ａのｙ方向長さよりも長い範囲に配列されている。線状受光部材４４の読み取り領域のｙ方向長さは、光学ユニット３Ｂが出射する帯状光束よりもやや短くなっている。線状受光部材４４は、具体的には、ＣＩＳを複数組み合わせて構成されるものである。ＣＩＳはセンサＩＣを複数配列して構成されており、ｙ方向における同じ長さの内に配列されるセンサＩＣの光電変換素子数は、レンズアレイ３４における凸レンズの数よりも多くなっている。
【００３２】
遮光部材５Ａは、基板４１のｙ方向における一方側を覆うように形成されており、ｘ方向において線状受光部材４２と同じ長さを有するスリット５１を有している。この遮光部材５Ａは、赤外光を遮断する材質で形成されている。
【００３３】
遮光部材５Ｂは、基板４３のｘ方向における一方側を覆うように形成されており、ｙ方向において線状受光部材４４と同じ長さを有するスリットを有している。この遮光部材５Ｂは、赤外光を遮断する材質で形成されている。
【００３４】
遮光ケース６は、可視光を遮断し、赤外光を透過させる樹脂製であり、光学ユニット３Ａ，３Ｂ、受光手段４Ａ，４Ｂ、および、遮光部材５Ａ，５Ｂを収容し、表示領域１１ａを囲む枠状に形成されている。遮光ケース６の内周は、ｚ方向視において、液晶表示パネル１１の表示領域１１ａの外周と重なっている。
【００３５】
次に、位置検出装置Ａ１の作用について説明する。
【００３６】
本実施形態によれば、ＬＥＤユニット２１，２２，２３，２４を点灯させると、光学ユニット３Ａからｙ方向に向けて帯状光束が出射され、光学ユニット３Ｂからｘ方向に向けて帯状光束が出射される。光学ユニット３Ａから出射された帯状光束は赤外光であるため遮光ケース６を透過し、スリット５１を通過して線状受光部材４２に到達する。帯状光束を受光した線状受光部材４２はｘ方向の各部において受光した光量に応じた所定の電気信号を出力する。図４に示すように、光束Ｂ（ｐ）の進路上に検出対象物Ｏｂがある場合には、検出対象物Ｏｂにより光束Ｂ（ｐ）の大部分が遮られて光が届かない領域Ｔｐが発生する。このとき、線状受光部材４２の領域Ｔｐに配置された光電変換素子が出力する電気信号が小さくなり、そのことから検出対象物Ｏｂのｘ方向位置を特定することが可能である。同様に、線状受光部材４４が出力する電気信号から、検出対象物Ｏｂのｙ方向位置を特定することが可能である。従って、位置検出装置Ａ１は、従来のように多数の発光素子を並べることなく、ＬＥＤユニット２１，２２，２３，２４を点灯させるだけで検出対象物Ｏｂの位置を正確に検出することが可能である。
【００３７】
さらに本実施形態によれば、光学ユニット３Ａ，３Ｂがｘ，ｙ方向に連続して延びる帯状光束を出射するため、線状受光部材４２，４４のｘ，ｙ方向における光電変換素子の数を増やすことができる。このため、位置検出装置Ａ１では、光源の数を少なく抑えつつ、高い検出精度を実現可能である。
【００３８】
さらに本実施形態によれば、受光手段４Ａの前にスリット５１を有する遮光部材５Ａを設置しているため、線状受光部材４２に想定外の方向から赤外光が入射しにくくなっており、検出精度を高めることができる。
【００３９】
図５〜図９は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００４０】
図５および図６は、本発明の第２実施形態に基づく位置検出装置を示している。本実施形態の位置検出装置Ａ２は、光源手段としてＬＥＤユニット２１，２２，２３，２４のかわりにＬＥＤユニット２５Ａ，２５Ｂを備えており、光学ユニット３Ａ，３Ｂの構成が位置検出装置Ａ１とは異なっている。さらに、光学ユニット３Ａ，３Ｂの構成にあわせて遮光ケース６の形状も位置検出装置Ａ１のものとは異なっている。位置検出装置Ａ２のその他の構成は位置検出装置Ａ１と同様である。
【００４１】
ＬＥＤユニット２５Ａは、光学ユニット３Ａに拡散光を供給する点光源であり、図５に示すように、ｙ方向において検出基準面１に対して受光手段４Ａと同じ側に配置されている。ＬＥＤユニット２５Ａのｘ方向における位置は受光手段４Ａの中央位置と一致している。さらに、ＬＥＤユニット２５Ａは、図６に示すように、その出射面２５ａが遮光ケース６の内周縁から露出するように遮光ケース６に嵌め込まれている。ＬＥＤユニット２５Ａのｚ方向における設置位置は透明板１３と液晶表示パネル１１との間である。このＬＥＤユニット２５Ａは、主にｙ方向に沿って進行しつつｘ方向に拡散する赤外光を出射するＬＥＤチップを内蔵している。
【００４２】
ＬＥＤユニット２５Ｂは、光学ユニット３Ｂに拡散光を供給する点光源であり、図５に示すように、ｘ方向において検出基準面１に対して受光手段４Ｂと同じ側に配置されている。ＬＥＤユニット２５Ｂのｙ方向における位置は受光手段４Ｂの中央位置と一致している。さらに、ＬＥＤユニット２５Ｂは、ＬＥＤユニット２５Ａと同様にその出射面が遮光ケース６の内周縁から露出するように遮光ケース６に嵌め込まれている。ＬＥＤユニット２５Ｂのｚ方向における設置位置は透明板１３と液晶表示パネル１１との間である。このＬＥＤユニット２５Ｂは、主にｘ方向に沿って進行しつつｙ方向に拡散する赤外光を出射するＬＥＤチップを内蔵している。
【００４３】
光学ユニット３Ａは、それぞれが遮光ケース６の内部に固定された凹面鏡３５および反射鏡３６を備えている。凹面鏡３５は、ｙ方向において検出基準面１を挟んだ受光手段４Ａの反対側に設置されている。凹面鏡３５のｚ方向における位置は、受光手段４Ａのｚ方向における位置と一致している。凹面鏡３５は、ｘ方向における中央が端部よりも薄くなるように形成されており、図５に示すようにｘ方向に拡散する光をｘ方向に一定幅を保ちｙ方向に沿って進行する帯状光束として反射する凹曲面３５ａを備えている。凹面鏡３５のｘ方向長さは線状受光部材４２の読み取り領域のｘ方向長さよりも長くなっている。凹面鏡３５のｘ方向における中心位置と受光手段４Ａのｘ方向における中心位置は一致している。
【００４４】
凹曲面３５ａは、図６に示すように斜め下方から入射してきた光をｙ方向に直進するように反射するために、ｙ，ｚ方向に対して傾斜するように形成されている。
【００４５】
反射鏡３６は、ｙ方向において検出基準面１を挟んだ受光手段４Ａの反対側に設置されており、ｚ方向における位置がＬＥＤユニット２５Ａと同じとなっている。反射鏡３６は、たとえば平面鏡であり、ＬＥＤユニット２５Ａから出射された拡散光を凹面鏡３５に向かって反射する。
【００４６】
光学ユニット３Ｂは、それぞれ遮光ケース６の内部に固定された凹面鏡３７、および、光学ユニット３Ｂからの拡散光を凹面鏡３７へ向けて反射する反射鏡とを備えている。凹面鏡３７は、ｘ方向において検出基準面１を挟んだ受光手段４Ｂの反対側に設置されている。凹面鏡３７のｚ方向における位置は、受光手段４Ｂのｚ方向における位置と一致している。凹面鏡３７は、ｘ方向における中央が端部よりも薄くなるように形成されており、図５に示すようにｙ方向に拡散する光をｙ方向に一定幅を保ちｘ方向に沿って進行する帯状光束として反射する凹曲面３７ａを備えている。凹面鏡３７のｙ方向長さは線状受光部材４４の読み取り領域のｙ方向長さよりも長くなっている。凹面鏡３７のｙ方向における中心位置と受光手段４Ｂのｙ方向における中心位置は一致している。
【００４７】
光学ユニット３Ｂにおける凹面鏡３７と反射鏡との位置関係は、光学ユニット３Ａにおける凹面鏡３５と反射鏡３６との位置関係と同様である。光学ユニット３Ｂにおける反射鏡は、たとえば平面鏡であり、ｘ方向において検出基準面１を挟んだ受光手段４Ｂの反対側に設置されており、ｚ方向における位置がＬＥＤユニット２５Ｂと同じとなっている。
【００４８】
このような位置検出装置Ａ２では、ＬＥＤユニット２５Ａ，２５Ｂを点灯させると、光学ユニット３Ａからｙ方向に向けて帯状光束が出射され、光学ユニット３Ｂからｘ方向に向けて帯状光束が出射される。ＬＥＤユニット２５Ａ，２５Ｂが出射するのは赤外光であるため、光学ユニット３Ａ，３Ｂが出射する帯状光束も赤外光である。光学ユニット３Ａ，３Ｂにおける凹綿鏡３５，３７は、それぞれ受光手段４Ａ，４Ｂの読み取り領域より長くなるように形成されているため、ｘ，ｙ方向に沿って進行する帯状光束は受光手段４Ａ，４Ｂの読み取り領域の全域を照明する。位置検出装置Ａ２においても位置検出装置Ａ１と同様に、検出対象物Ｏｂが検出基準面１に近づいたとき検出対象物Ｏｂによって帯状光束の一部が遮られ、受光手段４Ａ，４Ｂの特定区間が出力する電気信号が小さくなる。この電気信号の変化から検出対象物Ｏｂのｘ，ｙ方向における位置が特定される。従って、位置検出装置Ａ２は、従来のように多数の発光素子を並べることなく、ＬＥＤユニット２５Ａ，２５Ｂを点灯させるだけで検出対象物Ｏｂの位置を正確に検出することが可能である。
【００４９】
なお、本実施形態における発光ユニット３Ａでは、ＬＥＤユニット２５Ａからの光を反射鏡３６で反射させて凹面鏡３５に向かわせているが、反射鏡３６と凹面鏡３５の位置を入れ替え、凹面鏡３５に反射させて反射鏡３６に向かわせるようにしてもよい。
【００５０】
図７は、本発明の第３実施形態に基づく位置検出装置を示している。本実施形態の位置検出装置Ａ３は、ＬＥＤユニット２５Ａ，２５Ｂから出射される光を通す導光透明板１４と、導光透明板１４を支持する透明板１５とを備えている。図７に示すように導光透明板１４のｙ方向における一方の端には傾斜面１４ａが形成されており、他方の端はＬＥＤユニット２５Ａの出射面２５ａと対向している。同様に、導光透明板１４のｘ方向における一方の端には傾斜面が形成されており、他方の端はＬＥＤユニット２５Ｂの出射面と対向している。位置検出装置Ａ３における光学ユニット３Ａには、凹面鏡３５は設けられているが、位置検出装置Ａ２における反射鏡３６は設けられていない。光学ユニット３Ｂも反射鏡を備えず凹面鏡のみによって構成されている。位置検出装置Ａ３のその他の構成は位置検出装置Ａ２と同様である。
【００５１】
導光透明板１４は、赤外光を透過するアクリル樹脂製である。傾斜面１４ａは、ｚ方向において検出基準面１に近づくほど、ｙ方向にＬＥＤユニット２５Ａから遠ざかるように傾斜している。ＬＥＤユニット２５Ａから出射された光は導光透明板１４の他方の端から導光透明板１４内に入り、傾斜面１４ａから外部に出射される。傾斜面１４ａから出射される際には、ｚ方向上方に向けて屈曲され、図７に示すように斜め上方に設置された凹面鏡３５に向かって出射される。ＬＥＤユニット２５Ｂから出射された光も同様にして光学ユニット３Ｂ内の凹面鏡に向けて出射される。本実施形態では導光透明板１４の表面を検出基準面１とする。
【００５２】
透明板１５は、図７に示すように、その周縁部がケース１２の段差部１２ａのｚ方向下面に支持されており、その表面側に導光透明板１４およびＬＥＤユニット２５Ａ，２５Ｂを搭載している。
【００５３】
このような位置検出装置Ａ３は、位置検出装置Ａ２における反射鏡３６を省略することが可能であり、部品数を減らしやすい構成となっている。さらに、位置検出装置Ａ２では透明板１３と液晶表示パネル１１との間に光を通すための空間が生じていたが、位置検出装置Ａ３では導光透明板１４および透明板１５が透明板１３の役割を兼ねており、そのような空間を設ける必要がなくなっている。このため、位置検出装置Ａ３は位置検出装置Ａ２よりも薄型化を図りやすい利点を有している。
【００５４】
図８および図９は、本発明の第４実施形態に基づく位置検出装置を示している。本実施形態の位置検出装置Ａ４は、位置検出装置Ａ１〜Ａ３と同様に画像表示装置のケース１２の段差部１２ａに嵌合するように設置されている。位置検出装置Ａ４は、透明板１３と、受光手段４Ａ，４Ｂと、壁部材７Ａ，７Ｂと、規制手段８Ａ，８Ｂとを備えている。さらに、本実施形態では、段差部１２ａのｚ方向上方を覆う枠状の蓋部材１６が設けられている。なお、図８においては蓋部材１６を省略している。
【００５５】
本実施形態の透明板１３は、位置検出装置Ａ１における透明板１３と同様である。
【００５６】
本実施形態の受光手段４Ａ，４Ｂは、位置検出装置Ａ１〜Ａ３と同様の構成であるが、遮光部材５Ａ，５Ｂおよび遮光ケース６に収容されておらず、直接段差部１２ａに設置されている。
【００５７】
壁部材７Ａ，７Ｂは、たとえば黒色の樹脂で形成されている。壁部材７Ａは、ｙ方向において受光手段４Ａと対向するように段差部１２ａに設置されており、ｘ方向において受光手段４Ａの読み取り領域よりも長くなるように形成されている。壁部材７Ｂは、ｘ方向において受光手段４Ｂと対向するように段差部１２ａに設置されており、ｙ方向において受光手段４Ｂの読み取り領域よりも長くなるように形成されている。
【００５８】
規制手段８Ａは、たとえばｘ方向に沿って配列された複数の円柱状ロッドレンズを備えたロッドレンズアレイであり線状受光部材４２に入射する光を制限するものであり、受光手段４Ａに沿うように、たとえば透明板１３の端縁に設置されている。規制手段８Ａの各ロッドレンズは線状受光部材４２の位置にたとえば正立等倍の像を結ぶように構成されている。このため、検出対象物Ｏｂがない場合、線状受光部材４２には対向設置された黒色の壁部材７Ａの像が結ばれることになり、線状受光部材４２は光を感知せず電気信号を出力しない。一方、図９に示すように検出対象物Ｏｂが検出基準面１付近に存在する場合、液晶表示パネル１１からの光が検出対象物Ｏｂに当たり、その反射光の一部が線状受光部材４２に入射する。このとき、図８に示す範囲Ｔｘにおいて線状受光部材４２は電気信号を出力する。従って位置検出装置Ａ４は、検出対象物Ｏｂのｘ方向における位置を検出可能である。
【００５９】
規制手段８Ｂ、たとえばｙ方向に沿って配列された複数の円柱状ロッドレンズを備えたロッドレンズアレイであり線状受光部材４４に入射する光を制限するものであり、受光手段４Ｂに沿うように、たとえば透明板１３の端縁に設置されている。規制手段８Ｂの各ロッドレンズは線状受光部材４４の位置にたとえば正立等倍の像を結ぶように構成されている。このため、検出対象物Ｏｂがない場合、線状受光部材４４には対向設置された黒色の壁部材７Ｂの像が結ばれることになり、線状受光部材４４は光を感知せず電気信号を出力しない。一方、検出対象物Ｏｂが検出基準面１付近に存在する場合、液晶表示パネル１１からの光が検出対象物Ｏｂに当たり、その反射光の一部が線状受光部材４４に入射する。このとき、図８に示す範囲Ｔｙにおいて線状受光部材４４は電気信号を出力する。従って位置検出装置Ａ４は、検出対象物Ｏｂのｙ方向における位置も検出可能である。
【００６０】
このような位置検出装置Ａ４では、光源を必要としないため、製造の際に用意すべき部品数を減らしやすく、コストをより削減しやすくなっている。
【００６１】
なお、規制部材８Ａ，８Ｂは、円柱状のロッドレンズを並べたものに限定されず、たとえば六角柱などの多角柱状のレンズを並べたものであっても構わない。
【００６２】
本発明に係る位置検出装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る位置検出装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、位置検出装置Ａ１〜Ａ３では、可視光を遮断しつつ赤外光を透過させる遮光ケース６を設けているが、遮光ケース６を赤外光も通さない材質とし、かわりに適所にスリットを形成するようにしてもよい。また、遮光ケース６がケース１２と一体となっていても構わない。
【００６３】
上述した位置検出装置Ａ１〜Ａ４では、受光手段４Ａ，４Ｂの読み取り領域が表示領域１１ａと一致しているが、受光手段４Ａ，４Ｂの読み取り領域は必ずしも表示領域１１ａと一致していなくても構わない。たとえば、受光手段４Ａ，４Ｂの読み取り領域が表示領域１１ａよりも広くなるようにしてもよい。また、表示領域１１ａに表示される画像の周縁部の重要性が低い場合などには、受光手段４Ａ，４Ｂの読み取り領域が表示領域１１ａよりも狭くなっても構わない。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４  位置検出装置
Ｂ（ｎ）    光束
Ｌ（ｎ）    光軸
Ｏｂ        検出対象物
ｘ，ｙ，ｚ  方向
１          検出基準面
１１        液晶表示パネル
１１ａ      表示領域
１２        ケース
１２ａ      段差部
１３，１５  透明板
１４        導光透明板
１４ａ      傾斜面
２１，２２，２３，２４，２５Ａ，２５Ｂ  ＬＥＤユニット
３Ａ，３Ｂ  光学ユニット
３１，３３  棒状導光部材
３１１      溝
３２，３４  レンズアレイ
３２１      凸レンズ
３２２      保持部材
３５，３７  凹面鏡
３５ａ，３７ａ  凹曲面
３６        反射鏡
４Ａ，４Ｂ  受光手段
４１，４３  基板
４２，４４  線状受光部材
５Ａ，５Ｂ  遮光部材
５１        スリット
６          遮光ケース
７Ａ，７Ｂ  壁部材
８Ａ，８Ｂ  規制部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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