(57)【要約】【課題】少ない数の検出用光源部によって、対象物体の２次元座標を広い範囲にわたって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機器を提供すること。【解決手段】光学式位置検出装置１０では、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２ＢがＹ方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向けて検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを出射し、検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが出射される検出空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの一部を光検出部３０で受光する。第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向で同一位置にある。このため、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを順次点灯させた際の結果、および第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを同時点灯させた際の結果から対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出することができる。【選択図】図１
2011238156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向における対象物体の第１位置、および前記第１方向と交差する第２方向におけ
る前記対象物体の第２位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、
前記第２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検出用光源部と、
前記第１検出用光源部に対して前記第１方向で離間し、前記第２方向において前記第１
検出用光源部と同一の位置で前記第２方向の一方側から他方側に検出光を出射する第２検
出用光源部と、
前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体により反射された検出光を前記第２方向
の一方側で受光する光検出部と、
前記第１検出用光源部および前記第２検出用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検出用光源部および前記第２検出用光源部を順次点灯させた
際の前記光検出部の受光結果と、前記光源駆動部が前記第１検出用光源部および前記第２
検出用光源部を同時に点灯させた際の前記光検出部の受光結果、あるいは前記光源駆動部
が前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部を順次点灯させた際の前記光検出部
の受光結果を合成した結果と、に基づいて前記対象物体の前記第１位置および前記第２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光学式位置検出装置。
【請求項２】
前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部は各々、前記第１方向で同一直線上
に並ぶ複数の発光素子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】
前記光源駆動部は、前記複数の発光素子のうちの一部の発光素子を点灯させる第１モー
ドと、前記複数の発光素子のうちの少なくとも前記第１モードとは別の発光素子を点灯さ
せる第２モードと、を実行することを特徴とする請求項２に記載の光学式位置検出装置。
【請求項４】
前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部に対しては、前記第１方向および前
記第２方向に対して交差する第３方向における検出光の出射範囲を制限する遮光部材が設
けられてい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】
さらに、前記第１方向および前記第２方向に対して交差する第３方向において互いに離
間するとともに、前記第２方向において互いに同一位置に配置され、前記第２方向の一方
側から他方側に検出光を出射する第３検出用光源部および第４検出用光源部を備え、
前記位置検出部は、前記光源駆動部が前記第３検出用光源部および前記第４検出用光源
部を順次点灯させた際の前記光検出部の受光結果に基づいて前記対象物体の前記第３方向
における第３位置を検出す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６】
前記検出用光源部および前記光検出部は、ユニットとして一体化されていることを特徴
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】
前記検出光の出射空間を介さずに前記光検出部に入射する参照光を出射する参照用光源
を備え、
前記位置検出部は、前記光検出部の受光結果に基づいて、前記検出用光源部と前記参照
用光源とを差動させた結果に基づいて前記対象物体の位置を検出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】
前記検出光は赤外光であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学
式位置検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至８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機
器であって、
前記第１方向および前記第２方向に沿う視認面を備えた視認面構成部材を有しているこ
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、および当該光学式
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、２つの検出用光源
部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、対象物体で反射した検出光が
透光部材を透過して光検出部で検出されるものが提案されている。かかる光学式位置検出
装置では、例えば、光検出部での検出結果に基づいて２つの検出用光源部を差動させた結
果に基づいて、２つの検出用光源部のうちの一方の検出用光源部と対象物体との距離と、
他方の検出用光源部と対象物体との距離の比を求め、２つの検出用光源部が離間している
方向の１次元座標を検出する（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】
特許文献１に記載の構成を応用して、２つの検出用光源部が離間している方向と交差す
る方向に２つの検出用光源部を追加すれば、２次元座標を検出することができる。しかし
ながら、特許文献１に記載の構成を応用して２次元座標を検出するように構成した場合、
検出用光源部を４つも必要とするため、光学式位置検出装置のコストが嵩むとともに、大
型化してしまう。また、２次元座標を求めるにあたって、検出用光源部同士の差動を利用
した場合、検出用光源部で囲まれた領域内あるいはその周辺領域の対象物体の位置しか検
出できず、検出用光源部の数が多い割には検出範囲が狭いという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、少ない数の検出用光源部によって、対象物体
の２次元座標を広い範囲にわたって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、第１方向における対象物体の第１位置、および
前記第１方向と交差する第２方向における前記対象物体の第２位置を光学的に検出する光
学式位置検出装置であって、前記第２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検出用光源部と、前記第１検出用光源部に対して前記第１方向で離間し、前記第２方
向において前記第１検出用光源部と同一の位置で前記第２方向の一方側から他方側に検出
光を出射する第２検出用光源部と、前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体により
反射された検出光を前記第２方向の一方側で受光する光検出部と、前記第１検出用光源部
および前記第２検出用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検出用
光源部および前記第２検出用光源部を順次点灯させた際の前記光検出部の受光結果と、前
記光源駆動部が前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部を同時に点灯させた際
の前記光検出部の受光結果、あるいは前記光源駆動部が前記第１検出用光源部および前記
第２検出用光源部を順次点灯させた際の前記光検出部の受光結果を合成した結果と、に基
づいて前記対象物体の前記第１位置および前記第２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】
本発明において、「光検出部の受光結果」に基づいて対象物体の位置を検出するとは、
光検出部での受光強度自身を用いて対象物体の位置を検出する場合、および光検出部での
受光強度が所定の値になるように検出用光源部に供給する電流値を調整した場合の電流値
（制御量）に基づいて対象物体の位置を検出する場合の双方を含む意味である。また、本
発明において、光検出部の受光結果を合成した結果とは、光検出部での受光強度自身の和
、および光検出部での受光強度が所定の値になるように検出用光源部に供給する電流値を
調整した場合の電流値（制御量）の和の双方を含む意味である。
【０００８】
本発明を適用した光学式位置検出装置では、第１検出用光源部および第２検出用光源部
が第２方向の一方側から他方側に向けて検出光を出射し、検出光が出射される出射空間に
位置する対象物体で検出光が反射した光を光検出部で受光する。ここで、第１検出用光源
部および第２検出用光源部は、第１方向で離間している。このため、第１検出用光源部が
点灯した際の光検出部での受光強度と、第２検出用光源部が点灯した際の光検出部での受
光強度との比や差を求めれば、第１検出用光源部から対象物体までの第１方向における距
離と第２検出用光源部から対象物体までの第１方向における距離との比が分かる。あるい
は、第１検出用光源部が点灯した際の光検出部での受光強度と、第２検出用光源部が点灯
した際の光検出部での受光強度とが等しくなるように第１検出用光源部および第２検出用
光源部に供給する電流値を調整した後の電流値の比や差を用いても、第１検出用光源部か
ら対象物体までの第１方向における距離と第２検出用光源部から対象物体までの第１方向
における距離との比が分かる。また、第１検出用光源部および第２検出用光源部は、第２
方向で同一位置に配置されている。このため、第１検出用光源部および第２検出用光源部
が同時点灯した場合の光検出部での受光強度、あるいは第１検出用光源部および第２検出
用光源部が順次点灯した場合の光検出部での受光強度を合成した結果によれば、対象物体
の第２方向における位置が分かる。また、第１検出用光源部および第２検出用光源部が同
時点灯した場合の光検出部での受光強度が所定の値になるように第１検出用光源部および
第２検出用光源部を駆動した際の電流値の和や、第１検出用光源部および第２検出用光源
部が順次点灯した場合の光検出部での受光強度の和が所定の値になるように第１検出用光
源部および第２検出用光源部を駆動した際の電流値の和によっても、対象物体の第２方向
における位置が分かる。それ故、検出用光源部として、２つの検出用光源部（第１検出用
光源部および第２検出用光源部）を用いるだけで対象物体の第１位置および第２位置を検
出することができる。また、第２位置を検出するにあたっては、第１検出用光源部および
第２検出用光源部が同時点灯した際の光検出部の受光結果、あるいは第１検出用光源部お
よび第２検出用光源部を順次点灯させた際の光検出部の受光結果を合成した結果を用いる
ため、対象物体が第１検出用光源部および第２検出用光源部から離間している場合でも対
象物体の第２方向における位置を検出でき、第２位置の検出対象範囲が広い。
【０００９】
本発明において、前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部は各々、前記第１
方向で同一直線上に並ぶ複数の発光素子を備えていることが好ましい。
【００１０】
かかる構成によれば、前記光源駆動部は、前記複数の発光素子のうちの一部の発光素子
を点灯させる第１モードと、前記複数の発光素子のうちの少なくとも前記第１モードとは
別の発光素子を点灯させる第２モードと、を実行することができる。このため、複数の発
光素子のいずれを点灯させるかによって検出光の出射空間のサイズを変化させることがで
きる。従って、第２モードで対象物体の位置が概ね分かればそれ以降、第１モードにおい
て対象物体が位置する可能性がある空間のみに検出光を出射すればよいので、検出用光源
部を点灯させるのに消費される電力を削減することができる。
【００１１】
本発明において、前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部に対しては、前記
第１方向および前記第２方向に対して交差する第３方向における検出光の出射範囲を制限
する遮光部材が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、検出光の出射空間
を第３方向において制限することができるので、第３方向において所定の範囲内に位置す
る対象物体の位置のみを検出することができる。
【００１２】
本発明において、さらに、前記第１方向および前記第２方向に対して交差する第３方向
において互いに離間するとともに、前記第２方向において互いに同一位置に配置され、前
記第２方向の一方側から他方側に検出光を出射する第３検出用光源部および第４検出用光
源部を備え、前記位置検出部は、前記光源駆動部が前記第３検出用光源部および前記第４
検出用光源部を順次点灯させた際の前記光検出部の受光結果に基づいて前記対象物体の前
記第３方向における第３位置を検出することが好ましい。かかる構成によれば、対象物体
の３次元座標を検出することができる。
【００１３】
本発明において、前記検出用光源部および前記光検出部は、ユニットとして一体化され
ていることが好ましい。かかる構成によれば、各種機器に光学式位置検出装置を容易に付
加することができる等の利点がある。
【００１４】
本発明において、前記検出光の出射空間を介さずに前記光検出部に入射する参照光を出
射する参照用光源を備え、前記位置検出部は、前記光検出部の受光結果に基づいて、前記
検出用光源部と前記参照用光源とを差動させた結果に基づいて前記対象物体の位置を検出
することが好ましい。かかる構成によれば、環境光の影響を受けずに第２位置を検出する
ことができる。
【００１５】
本発明において、前記検出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ので、表示装置に光学式位置検出装置を設けた場合でも表示を妨げな
い等、光学式位置検出装置を各種機器に用いることができる。
【００１６】
本発明を適用した光学式位置検出装置は、例えば、前記第１方向および前記第２方向に
沿って広がる視認面を備えた視認面構成部材を有する位置検出機能付き機器に用いること
ができ、かかる位置検出機能付き機器は、例えば、以下の機器である。
【００１７】
まず、前記視認面構成部材は、情報としての画像を表示する直視型画像生成装置である
構成を採用でき、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。
【００１８】
本発明において、前記視認面構成部材はスクリーンである構成を採用でき、この場合、
前記視認面は、スクリーンにおいて情報が視認されるスクリーン面である。
【００１９】
本発明において、前記スクリーンに対して前記視認面側に、前記スクリーンに向けて画
像を投射する画像投射装置を備え、当該画像投射装置と一体に前記検出用光源および前記
光検出部が配置されている構成を採用することもできる。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投射型表示装置として構成することができる。
【００２０】
本発明において、前記視認面構成部材は、前記情報としての展示品を覆う透光部材であ
る構成を採用することができ、この場合、前記視認面は、前記透光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ウインドウ等として構成することができる。
【００２１】
本発明において、前記視認面構成部材は、移動する遊技用媒体を支持する基盤である構
成を採用することができ、この場合、前記視認面は、前記基盤において当該基盤と前記遊
技用媒体との相対位置が前記情報として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】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器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に係る位置検出機能付き機器に用いた光学式位置検出装置の光源装置等の構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器の光学式位置検出装置において差動により座標検出を行なう際の基本原理を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器の光学式位置検出装置において、参照光と検出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５】本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器の光学式位置検出装置において、位置検出部で行なわれる処理内容等を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る位置検出機能付き機器の主要部を模式的に示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る位置検出機能付き機器の主要部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機器に用いた光学式位置検出装置の光源装置等の構成を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る位置検出機能付き機器の主要部を模式的に示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る位置検出機能付き機器に用いた光学式位置検出装置の光源装置の電気構成を示す説明図である。
【図１１】本発明を適用した位置検出機能付き機器の具体例１（位置検出機能付き投射型表示装置）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機器の具体例２（位置検出機能付き直視型表示装置）の分解斜視図である。
【図１３】本発明を適用した位置検出機能付き機器の具体例３（位置検出機能付きウインドウ）の説明図である。
【図１４】本発明を適用した位置検出機能付き機器の具体例４（位置検出機能付きアミューズメント機器）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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３方向を各々、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向とし、
検出光の出射方向をＹ軸方向として説明する。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、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側として表してある。
【００２４】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器の主要部を模式的に示す説
明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、検出用光源部を検出光の出射空間側からみたときの
説明図、および検出用光源部を側方からみたときの説明図である。図２は、本発明の実施
の形態１に係る位置検出機能付き機器に用いた光学式位置検出装置の光源装置等の構成を
示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、検出用光源部を検出光の出射空間からみたと
きの平面図、および電気構成を示す説明図である。
【００２５】
図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）において、本形態の位置検出機能付き機器１は、
情報が視認される視認面４１を備えた視認面構成部材４０と、視認面構成部材４０に対し
て視認面４１側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する光学
式位置検出装置１０とを有しており、電子黒板用のスクリーン装置や投射型表示装置用の
スクリーン装置等として用いることができる。
【００２６】
光学式位置検出装置１０は、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向けて検出光Ｌ２
を出射する複数の検出用光源部１２を備えた光源装置１１と、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１にお
いて他方側Ｙ２に受光部３１を向けた光検出部３０とを備えている。視認面構成部材４０
は、シート状あるいは板状の透光部材等からなり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って広が
る視認面４１を備えている。
【００２７】
光源装置１１は、複数の検出用光源部１２として、視認面構成部材４０においてＹ軸方
向の一方側Ｙ１でＸ軸方向に延在する辺部分に沿って配置された第１検出用光源部１２Ａ
および第２検出用光源部１２Ｂを備えている。第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源
部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。
【００２８】
また、光学式位置検出装置１０は、視認面構成部材４０においてＹ軸方向の一方側Ｙ１
でＸ軸方向に延在する辺部分に光検出部３０を備えている。光検出部３０は、第１検出用
光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの間に配置されており、第１検出用光源部１２
Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの各々に対してＸ軸方向で離間し、かつ、Ｙ軸方向では
第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂと同一の位置にある。このため、
第１検出用光源部１２Ａ、光検出部３０および第２検出用光源部１２Ｂは、Ｘ軸方向にお
いて同一直線上にこの順で配列されている。また、光検出部３０、第１検出用光源部１２
Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突
出した位置にある。
【００２９】
ここで、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）
の中心光軸は、互いに平行である。また、検出用光源部１２の中心光軸は、視認面構成部
材４０の視認面４１に対しても平行である。このため、検出用光源部１２（第１検出用光
源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）は、視認面構成部材４０において視認面４１
側に沿うように検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）を出射する。従って、図１（ａ）、
（ｂ）に点線で示すように、本形態では、視認面構成部材４０において視認面４１が位置
する側の空間が、検出光Ｌ２の出射空間になっており、かかる出射空間によって、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。このように設定された検出
空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在すると、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａお
よび第２検出用光源部１２Ｂ）から出射された検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）の一
部は対象物体Ｏｂで反射し、反射光Ｌ３の一部が光検出部３０で受光される。
【００３０】
第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは各々、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）等により構成され、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる検
出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを発散光として放出する。また、光検出部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、本形態において、光検出部３０は赤外域に感度ピー
クを備えたフォトダイオードである。
【００３１】
光学式位置検出装置１０において、光源装置１１は、光検出部３０と第１検出用光源部
１２Ａとの間に、光検出部３０に発光部を向けた参照用光源１２Ｒを備えており、かかる
参照用光源１２Ｒも、光検出部３０、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１
２Ｂと同様、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。この
ため、第１検出用光源部１２Ａ、参照用光源１２Ｒ、光検出部３０および第２検出用光源
部１２Ｂは、Ｘ軸方向において同一直線上にこの順で配列されている。参照用光源１２Ｒ
は、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８
４０〜１０００ｎｍ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、視認面構成部材４０の視認面
４１側（検出空間１０Ｒ）に入射せず、検出空間１０Ｒを介さずに光検出部３０に入射す
るようになっている。
【００３２】
このように構成した光学式位置検出装置１０において、光検出部３０と、光源装置１１
（第１検出用光源部１２Ａ、第２検出用光源部１２Ｂおよび参照用光源１２Ｒ）とは、視
認面構成部材４０の１つの辺部分に沿って配置されている。そこで、本形態では、光検出
部３０と光源装置１１とは、二点鎖線で示す共通のハウジング１９に収納され、光学ユニ
ット１８として一体化されている。
【００３３】
（位置検出部等の構成）
図２（ｂ）に示すように、光源装置１１は複数の検出用光源部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、検出用光源部１２および参照用光源１２Ｒを駆
動する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介して複数の検出用光源部１２およ
び参照用光源１２Ｒの各々の点灯パターン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検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを駆動す
る光源駆動回路１４０ａ、１４０ｂと、参照用光源１２Ｒを駆動する光源駆動回路１４０
ｒとを備えている。なお、光源駆動回路１４０ａ、１４０ｂについては、スイッチング回
路等を用いることにより、複数の検出用光源部１２を共通の光源駆動回路１４０で駆動す
る構成を採用してもよい。
【００３４】
光検出部３０には位置検出部５０が電気的に接続されており、光検出部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、光検出部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部５５と、対象物体ＯｂのＸ座標（第
１方向における位置（第１位置））およびＹ座標（第２方向における位置（第２位置））
を検出するＸＹ座標検出部５２とを備えている。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。
【００３５】
(Ｘ座標情報の検出原理）
図３は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器１の光学式位置検出装置１
０において差動により座標検出を行なう際の基本原理を示す説明図であり、図３（ａ）、
（ｂ）は、対象物体Ｏｂの位置と光検出部３０での受光強度との関係を模式的に示す説明
図、および光検出部３０での受光強度が等しくなるように検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの出射強
度を調整する様子を模式的に示す説明図である。
【００３６】
本形態の光学式位置検出装置１０では、以下に説明するように、検出用光源部１２同士
の差動、あるいは検出用光源部１２と参照用光源１２Ｒとの差動により、２つの検出用光
源部１２のうちの一方の検出用光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離と、他方の検出用光源
部１２と対象物体Ｏｂとの距離の比を求め、かかる比に基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標
を検出する。以下、光検出部３０の受光結果に基づいて、第１検出用光源部１２Ａと第２
検出用光源部１２Ｂとを差動させた結果を利用して対象物体ＯｂのＸ座標を検出する際の
基本的な原理を説明する。
【００３７】
本形態の光学式位置検出装置１０において、視認面構成部材４０の視認面４１側（光源
装置１１からの検出光Ｌ２の出射側の空間）には検出空間１０Ｒが設定されている。また
、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２ＢはＸ軸方向で離間している。このた
め、第１検出用光源部１２Ａが点灯して検出光Ｌ２ａを出射すると、検出光Ｌ２ａは、図
３（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向けて強度が単調減少す
る第１光強度分布Ｌ２Ｇａを形成する。また、第２検出用光源部１２Ｂが点灯して検出光
Ｌ２ｂを出射すると、検出光Ｌ２ｂは、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向けて強
度が単調減少する第２光強度分布Ｌ２Ｇｂを形成する。
【００３８】
このような検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの差動を利用して対象物体Ｏｂの位置情報を得るには
、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを順次点灯させる。より具体的
には、図３（ａ）に示すように、まず、第１検出用光源部１２Ａを点灯させる一方、第２
検出用光源部１２Ｂを消灯させると、かかる期間では第１光強度分布Ｌ２Ｇａが形成され
る。また、第１検出用光源部１２Ａを消灯させる一方、第２検出用光源部１２Ｂを点灯さ
せると、かかる期間では第２光強度分布Ｌ２Ｇｂが形成される。このような期間中、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Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが
反射され、その反射光の一部が光検出部３０により検出される。その際、対象物体Ｏｂで
の反射強度は、対象物体Ｏｂが位置する個所での検出光Ｌ２の強度に比例し、光検出部３
０での受光強度は対象物体Ｏｂでの反射強度に比例する。従って、光検出部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。次に、図３（ｂ）に示すように、第１
光強度分布Ｌ２Ｇａを形成した際の光検出部３０での検出値ＬＧａと、第２光強度分布Ｌ
２Ｇｂを形成した際の光検出部３０での検出値ＬＧｂとが等しくなるように、第１検出用
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検出用光源部
１２Ｂに対する制御量（駆動電流）を調整した際の駆動電流とを調整する。そして、調整
した後の第１検出用光源部１２Ａに対する制御量（駆動電流）と、調整した後の第２検出
用光源部１２Ｂに対する制御量（駆動電流）との比や調整量の比等を用いれば、Ｘ軸方向
において対象物体Ｏｂがいずれの位置に存在するかを検出できることになる。
【００３９】
より具体的には、図３（ａ）に示すように、第１光強度分布Ｌ２Ｇａと第２光強度分布
Ｌ２Ｇｃとを光強度分布が逆向きとなるように形成する。この状態で、光検出部３０での
検出値ＬＧａ、ＬＧｂが等しければ、ＸＹ平面内において対象物体Ｏｂが第１検出用光源
部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの間の中央に位置することが分る。これに対して、
光検出部３０での検出値ＬＧａ、ＬＧｂが相違している場合、検出値ＬＧａ、ＬＧｂが等
しくなるように、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂに対する制御量
（駆動電流）を調整して、図３（ｂ）に示すように、再度、第１光強度分布Ｌ２Ｇａおよ
び第２光強度分布Ｌ２Ｇｂを順次形成する。その結果、光検出部３０での検出値ＬＧａ、
ＬＧｂが等しくなれば、その時点での第１検出用光源部１２Ａに対する駆動電流と、第２
検出用光源部１２Ｂに対する駆動電流との比を用いれば、Ｘ軸方向において対象物体Ｏｂ
が第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの間のいずれの位置に存在するか
を検出できることになる。
【００４０】
かかる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、上
記の差動において、光検出部３０での受光強度が等しくなったときの第１検出用光源部１
２Ａに対する駆動電流をＩAとし、第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動電流をＩbとし、
第１検出用光源部１２Ａから対象物体Ｏｂを経て光検出部３０に到る距離関数と第２検出
用光源部１２Ｂから対象物体Ｏｂを経て光検出部３０に到る距離関数との比をＰABとする
と、比ＰABは、基本的には下式
ＰAB＝Ｉb／ＩA
により求められる。従って、対象物体Ｏｂは、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源
部１２Ｂとを結ぶ線を所定の比で分割した位置を通る等比線上に対象物体Ｏｂが位置する
ことが分かる。
【００４１】
かかるモデルを数理的に説明する。まず、各パラメーターを以下
Ｔ＝対象物体Ｏｂの反射率
Ａt＝第１検出用光源部１２Ａから出射された
検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して光検出部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検出用光源部１２Ａ
が点灯したときの光検出部３０の受光強度
Ｂt＝第２検出用光源部１２Ｂから出射された
検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して光検出部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検出用光源部１２Ｂ
が点灯したときの光検出部３０の受光強度
とする。なお、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部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。
【００４２】
また、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。
【００４３】
ここで、差動の際の光検出部３０の受光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。
【００４４】
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、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。
【００４５】
ここで、検出用光源部１２で用いた光源は点光源であり、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検出用光源部１２Ａと対象物体Ｏとの離間
距離Ｐ１と、第２検出用光源部１２Ｂと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ２との比は、下式
ＰAB＝（Ｐ１）2：（Ｐ２）2
により求められる。それ故、対象物体Ｏｂは、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源
部１２Ｂとを結ぶ仮想線をＰ１：Ｐ２で分割した位置を通る等比線上に対象物体Ｏｂが存
在することがわかる。
【００４６】
（参照光Ｌｒと検出光Ｌ２との差動）
図４は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器１の光学式位置検出装置１
０において、参照光Ｌｒと検出光Ｌ２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４（ａ）、（ｂ）は、検出用光源部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。
【００４７】
本形態の光学式位置検出装置１０においては、検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ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Ｌ２ｂと参照光Ｌｒとの差動とを
利用し、最終的に検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを差動させた場合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Ｌ２ｂと参照光Ｌｒとの差動は、以下
のようにして実行される。
【００４８】
図４（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検出用光源部１２Ａから対象物体Ｏｂを経て光検出部３０まで距離と、光検出部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の光検出部３０での受光強度は、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、光検出部３
０での検出光Ｌ２ａの受光強度Ｄaと、光検出部３０での参照光Ｌｒの受光強度Ｄrとは、
相違している。
【００４９】
次に、図４（ｂ）に示すように、第１検出用光源部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、光検出部３０での検
出光Ｌ２ａの受光強度Ｄaと、参照光Ｌｒの光検出部３０での受光強度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Ｌ
ｒと検出光Ｌ２ｂとの間でも行なわれる。従って、光検出部３０での検出光Ｌ２ａ、Ｌ２
ｂの受光強度と光検出部３０での参照光Ｌｒの受光強度とが等しくなった時点での第１検
出用光源部１２Ａに対する駆動電流と、第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動電流との比
や差を求めることができる。かかる比や差を用いれば、Ｘ軸方向において第１検出用光源
部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの間のいずれの位置に対象物体Ｏｂが存在するかを
検出できることになる。
【００５０】
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、各
パラメータを以下
Ｔ＝対象物体Ｏｂの反射率
Ａt＝第１検出用光源部１２Ａから出射された
検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して光検出部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検出用光源部１２Ａ
が点灯したときの光検出部３０の受光強度
Ｂt＝第２検出用光源部１２Ｂから出射された
検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して光検出部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検出用光源部１２Ｂ
が点灯したときの光検出部３０の受光強度
Ｒs＝参照用光源１２Ｒから光検出部３０に到る光路係数
Ｒ＝参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの光検出部３０の受光強度
とする。なお、第１検出用光源部１２Ａ、第２検出用光源部１２Ｂおよび参照用光源１２
Ｒ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、光検出部３０での受光強度が等しくなったときの
第１検出用光源部１２Ａに対する駆動電流をＩAとし、第２検出用光源部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光検出部３０の受光強度については、第１検出用
光源部１２Ａとの差動と、第３検出用光源部１２Ｃとの差動とにおいて同一と仮定する。
【００５１】
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。
【００５２】
ここで、差動の際の光検出部３０の受光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。
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、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。また、第１検出用光源部１
２Ａとの差動と、第２検出用光源部１２Ｂとの差動とにおいて、参照用光源１２Ｒのみが
点灯したときの光検出部３０の受光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。
【００５３】
ここで、検出用光源部１２で用いた光源は点光源であり、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検出用光源部１２Ａと対象物体Ｏｂとの離
間距離Ｐ１と、第２検出用光源部１２Ｂと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ２との比は、下式
ＰAC＝（Ｐ１）2：（Ｐ２）2
により求められる。それ故、対象物体Ｏｂは、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源
部１２Ｂとを結ぶ仮想線をＰ１：Ｐ２で分割した位置を通る等比線上に対象物体Ｏｂが存
在することがわかる。
【００５４】
(Ｙ座標情報の検出原理およびＸＹ座標の確定）
次に、対象物体ＯｂのＹ座標に関する情報を検出する原理を示す説明する。本形態では
、図４を参照して説明した方法と同様な差動を利用して、対象物体ＯｂのＹ座標に関する
情報を検出する。その際、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂと、参
照用光源１２Ｒとを差動させた結果に基づいて、Ｙ座標情報を得る。より具体的には、検
出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態において、第１検出用光源部１２Ａおよび第
２検出用光源部１２Ｂの双方を点灯させた際、対象物体ＯｂのＹ軸方向の位置と、光検出
部３０での検出光Ｌ２ａの受光強度との間には、図４において実線ＳＡで示した関係と同
様、単調に変化する関係がある。そこで、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源
部１２Ｂ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、光検出部３０での検出光Ｌ２ａの受光強度と、参照光Ｌｒの光検出部３
０での受光強度とを一致させる。このような差動において、光検出部３０での検出光Ｌ２
ａ、Ｌ２ｂの受光強度と、光検出部３０での参照光Ｌｒの受光強度とが等しくなった時点
での第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動電流と、参照用
光源１２Ｒに対する駆動電流との差や比を求めれば、対象物体ＯｂがＹ軸方向のいずれの
位置に存在するかを検出できることになる。
【００５５】
それ故、先に説明した方法で求めたＸ座標情報とＹ座標情報とを用いれば、対象物体Ｏ
ｂのＸ座標とＹ座標とを確定することができる。より具体的には、Ｘ座標情報に相当する
線とＹ座標情報に相当する線との交点を求めれば、対象物体ＯｂのＸ座標とＹ座標とを確
定することができる。なお、交点という考え方は、対象物体Ｏｂの位置を幾何学的に説明
するものであり、実際には、演算によって対象物体ＯｂのＸ座標とＹ座標とを算出する。
【００５６】
（差動のための位置検出部５０の構成例）
図５は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器１の光学式位置検出装置１
０において、位置検出部で行なわれる処理内容等を示す説明図である。
【００５７】
上記の差動を実施するにあたっては、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、図６を参照して以下に説明す
るように、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。なお、図５には、図４を参照して説明した差動を示してあるが、参照用光源
１２Ｒを検出用光源部１２に置き換えれば、図３を参照して説明した差動に適用すること
ができる。
【００５８】
図５（ａ）に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０において、光源駆動回路１
４０は、可変抵抗１１１を介して第１検出用光源部１２Ａに所定電流値の駆動パルスを印
加する一方、可変抵抗１１２および反転回路１１３を介して参照用光源１２Ｒに所定電流
値の駆動パルスを印加する。このため、第１検出用光源部１２Ａと参照用光源１２Ｒには
逆相の駆動パルスが印加されるので、第１検出用光源部１２Ａと参照用光源１２Ｒとは交
互に点灯することになる。そして、第１検出用光源部１２Ａが点灯した時、検出光Ｌ２ａ
のうち、対象物体Ｏｂで反射した光は光検出部３０で受光され、参照用光源１２Ｒが点灯
した時、参照光Ｌｒが光検出部３０で受光される。光強度信号生成回路１５０において、
光検出部３０には、１ｋΩ程度の抵抗３０ｒが直列に電気的接続されており、それらの両
端にはバイアス電圧Ｖｂが印加されている。
【００５９】
かかる光強度信号生成回路１５０において、光検出部３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｑ１
には、位置検出部５０が電気的に接続されている。光検出部３０と抵抗３０ｒとの接続点
Ｑ１から出力される検出信号Ｖｃは、下式
Ｖｃ＝Ｖ30／（Ｖ30＋抵抗３０ｒの抵抗値）
Ｖ30：光検出部３０の等価抵抗
で表される。従って、環境光Ｌｃが光検出部３０に入射しない場合と、環境光Ｌｃが光検
出部３０に入射している場合とを比較すると、環境光Ｌｃが光検出部３０に入射している
場合には、検出信号Ｖｃのレベルおよび振幅が大きくなる。
【００６０】
位置検出部５０は概ね、位置検出用信号抽出回路１９０、位置検出用信号分離回路１７
０、および発光強度補償指令回路１８０を備えている。位置検出用信号抽出回路１９０は
、１ｎＦ程度のキャパシタからなるフィルター１９２を備えており、かかるフィルター１
９２は、光検出部３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｑ１から出力された信号から直流成分を除
去するハイパスフィルターとして機能する。このため、フィルター１９２によって、光検
出部３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｑ１から出力された検出信号Ｖｃからは、光検出部３０
による位置検出信号Ｖｄのみが抽出される。すなわち、検出光Ｌ２ａおよび参照光Ｌｒは
変調されているのに対して、環境光Ｌｃはある期間内において強度が一定であると見なす
ことができるので、環境光Ｌｃに起因する低周波成分あるいは直流成分はフィルター１９
２によって除去される。
【００６１】
また、位置検出用信号抽出回路１９０は、フィルター１９２の後段に、２２０ｋΩ程度
の帰還抵抗１９４を備えた加算回路１９３を有しており、フィルター１９２によって抽出
された位置検出信号Ｖｄは、バイアス電圧Ｖｂの１／２倍の電圧Ｖ／２に重畳された位置
検出信号Ｖｓとして位置検出用信号分離回路１７０に出力される。
【００６２】
位置検出用信号分離回路１７０は、第１検出用光源部１２Ａに印加される駆動パルスに
同期してスイッチング動作を行なうスイッチ１７１と、比較器１７２と、比較器１７２の
入力線に各々、電気的接続されたキャパシタ１７３とを備えている。このため、位置検出
信号Ｖｓが位置検出用信号分離回路１７０に入力されると、位置検出用信号分離回路１７
０から発光強度補償指令回路１８０には、第１検出用光源部１２Ａが点灯した時の位置検
出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａと、参照用光源１２Ｒが点灯した時の位置検出信号Ｖｓの実効
値Ｖｅｂとが交互に出力される。
【００６３】
発光強度補償指令回路１８０は、実効値Ｖｅａ、Ｖｅｂを比較して、図５（ｂ）に示す
処理を行ない、位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａと位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂとが
同一レベルとなるように光源駆動回路１４０に制御信号Ｖｆを出力する。すなわち、発光
強度補償指令回路１８０は、位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａと位置検出信号Ｖｓの実効
値Ｖｅｂとを比較して、それらが等しい場合、現状の駆動条件を維持させる。これに対し
て、位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａが位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂより低い場合、
発光強度補償指令回路１８０は、可変抵抗１１１の抵抗値を下げさせて第１検出用光源部
１２Ａからの出射光量を高める。また、位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂが位置検出信号
Ｖｓの実効値Ｖｅａより低い場合、発光強度補償指令回路１８０は、可変抵抗１１２の抵
抗値を下げさせて参照用光源１２Ｒからの出射光量を高める。
【００６４】
このようにして、光学式位置検出装置１０では位置検出部５０の発光強度補償指令回路
１８０によって、第１検出用光源部１２Ａの点灯動作中および参照用光源１２Ｒの点灯動
作中での光検出部３０による検出量が同一となるように、第１検出用光源部１２Ａおよび
参照用光源１２Ｒの制御量（駆動電流）を制御する。従って、発光強度補償指令回路１８
０には、第１検出用光源部１２Ａの点灯動作中と、参照用光源１２Ｒの点灯動作中とにお
いて光検出部３０による検出量が同一となるような第１検出用光源部１２Ａおよび参照用
光源１２Ｒに対する駆動電流に関する情報が存在し、かかる情報は、位置検出信号Ｖｇと
して位置検出部５０に出力される。同様な処理は、第２検出用光源部１２Ｂと参照用光源
１２Ｒとの間でも行なわれる。
【００６５】
（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検出用光源部１２Ａ
および第２検出用光源部１２ＢがＹ方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向けて検出光Ｌ２
ａ、Ｌ２ｂを出射し、検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが出射される検出空間１０Ｒに位置する対象
物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの一部を光検出部３０で受光する。ここで、第
１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、Ｘ軸方向で離間している。この
ため、第１検出用光源部１２Ａが点灯した際の光検出部３０での受光強度と、第２検出用
光源部１２Ｂが点灯した際の光検出部３０での受光強度と光検出部での受光強度とが等し
くなるように第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂに供給する電流値を
調整した後の電流値の比や差を用いれば、第１検出用光源部１２Ａから対象物体Ｏｂまで
のＸ軸方向における距離と第２検出用光源部１２Ｂから対象物体ＯｂまでのＸ軸方向にお
ける距離との比が分かる。
【００６６】
また、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、Ｙ軸方向で同一位置
に配置されている。このため、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂが
同時点灯した場合の光検出部３０での受光強度が所定の値になるように第１検出用光源部
１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを駆動した際の電流値の和によって、対象物体Ｏｂ
のＹ軸方向における位置が分かる。
【００６７】
それ故、検出用光源部１２として、２つの検出用光源部（第１検出用光源部１２Ａおよ
び第２検出用光源部１２Ｂ）を用いるだけで対象物体ＯｂのＸ座標（第１位置）およびＹ
座標（第２位置）を検出することができる。
【００６８】
また、本形態では、Ｙ座標を検出するにあたっては、第１検出用光源部１２Ａおよび第
２検出用光源部１２Ｂが同時点灯した場合の光検出部３０での受光強度が所定の値になる
ように第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを駆動した際の電流値の和
を利用する。このため、対象物体Ｏｂが第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部
１２Ｂから離間している場合でも対象物体ＯｂのＹ軸方向における位置を検出でき、Ｙ座
標の検出対象範囲が広い。
【００６９】
また、本形態では、検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの出射空間（検出空間１０Ｒ）を介さずに光
検出部に入射する参照光を出射する参照用光源１２Ｒを備え、位置検出部５０は、光検出
部３０の受光結果に基づいて、検出用光源部１２と参照用光源１２Ｒとを差動させた結果
に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する。このため、環境光の影響を受けずに対象物体
ＯｂのＹ座標を検出することができる。
【００７０】
また、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）と
光検出部３０は、光学ユニット１８として一体化されている。このため、各種機器に光学
式位置検出装置１０を容易に付加することができる等の利点がある。
【００７１】
また、検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）は赤外光であるため、検出光Ｌ２が視認さ
れない。従って、表示装置に光学式位置検出装置１０を設けた場合でも表示を妨げない等
、光学式位置検出装置１０を各種機器に用いることができる。
【００７２】
［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の形態２に係る位置検出機能付き機器１の主要部を模式的に示す
説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、検出用光源部１２および光検出部３０を備えた光
学ユニット１８に設けたハウジング１９（遮光部材）の斜視図、およびその側面図である
。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６（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の位置検出機能付き機器１に用いた光学式位
置検出装置１０も、実施の形態１と同様、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向けて
検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源部１２を備えた光源装置１１と、Ｙ軸方向の一方
側Ｙ１において他方側Ｙ２に受光部３１を向けた光検出部３０とを備えている。視認面構
成部材４０は、シート状あるいは板状の透光部材等からなり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に
沿って広がる視認面４１を備えている。
【００７４】
光源装置１１は、複数の検出用光源部１２として、視認面構成部材４０においてＹ軸方
向の一方側Ｙ１でＸ軸方向に延在する辺部分に沿って配置された第１検出用光源部１２Ａ
および第２検出用光源部１２Ｂを備えている。第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源
部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。
【００７５】
また、光学式位置検出装置１０は、視認面構成部材４０においてＹ軸方向の一方側Ｙ１
でＸ軸方向に延在する辺部分に光検出部３０を備えている。本形態において、光検出部３
０は、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの間に配置されており、第１
検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの各々に対してＸ軸方向で離間し、か
つ、Ｙ軸方向では第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂと同一の位置に
ある。このため、第１検出用光源部１２Ａ、参照用光源１２Ｒ、光検出部３０および第２
検出用光源部１２Ｂは、Ｘ軸方向において同一直線上にこの順で配列されている。また、
光検出部３０、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、視認面構成部
材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。
【００７６】
ここで、光検出部３０と光源装置１１とは遮光性のハウジング１９（遮光部材）に収納
され、光学ユニット１８として一体化されている。本形態において、ハウジング１９は、
Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に開口端を向けたＵ字状の断面を備えており、第１検出用光源部１
２Ａ、参照用光源１２Ｒ、光検出部３０および第２検出用光源部１２Ｂに対してＺ軸方向
の一方側Ｚ１および他方側Ｚ２には、遮光性の前板部１９ａおよび後板部１９ｂが位置す
る。
【００７７】
従って、本形態によれば、検出光Ｌ２の出射空間（検出空間１０Ｒ）をＺ軸方向におい
て制限することができる。それ故、Ｚ軸方向において所定の範囲内に位置する対象物体Ｏ
ｂの位置（Ｘ座標およびＹ座標）のみを検出することができる。
【００７８】
［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３に係る位置検出機能付き機器１の主要部を模式的に示す
説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、検出用光源部１２を検出光Ｌ２出射空間側からみ
たときの説明図、および検出用光源部を側方からみたときの説明図である。図８は、本発
明の実施の形態３に係る位置検出機能付き機器に用いた光学式位置検出装置の光源装置等
の構成を示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、検出用光源部を検出光の出射空間か
らみたときの平面図、および電気構成を示す説明図である。
【００７９】
図７（ａ）、（ｂ）および図８に示すように、本形態の位置検出機能付き機器１に用い
た光学式位置検出装置１０も、実施の形態１と同様、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ
２に向けて検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源部１２を備えた光源装置１１と、Ｙ軸
方向の一方側Ｙ１において他方側Ｙ２に受光部３１を向けた光検出部３０とを備えている
。視認面構成部材４０は、シート状あるいは板状の透光部材等からなり、Ｘ軸方向および
Ｙ軸方向に沿って広がる視認面４１を備えている。
【００８０】
光源装置１１は、複数の検出用光源部１２として、視認面構成部材４０においてＹ軸方
向の一方側Ｙ１でＸ軸方向に延在する辺部分に沿って配置された第１検出用光源部１２Ａ
および第２検出用光源部１２Ｂを備えている。第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源
部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。
【００８１】
また、光学式位置検出装置１０は、視認面構成部材４０においてＹ軸方向の一方側Ｙ１
でＸ軸方向に延在する辺部分に光検出部３０を備えている。本形態において、光検出部３
０は、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの間に配置されており、第１
検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの各々に対してＸ軸方向で離間し、か
つ、Ｙ軸方向では第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂと同一の位置に
ある。このため、第１検出用光源部１２Ａ、参照用光源１２Ｒ、光検出部３０および第２
検出用光源部１２Ｂは、Ｘ軸方向において同一直線上にこの順で配列されている。また、
光検出部３０、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、視認面構成部
材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。ここで、光検出部３０と光源装
置１１とはハウジング１９に収納され、光学ユニット１８として一体化されている。
【００８２】
本形態の光学式位置検出装置１０において、第１検出用光源部１２Ａは、Ｘ軸方向に配
列された複数の発光素子を備えている。より具体的には、第１検出用光源部１２Ａは、最
も内側の第１発光素子１２Ａ1と、第１発光素子１２Ａ1に対して光検出器３０が位置する
側とは反対側（外側）に位置する第２発光素子１２Ａ2と、第２発光素子１２Ａ2に対して
光検出器３０が位置する側とは反対側（外側）に位置する第３発光素子１２Ａ3とを備え
ている。ここで、第１発光素子１２Ａ1〜第３発光素子１２Ａ3および光検出器３０は同一
直線上に配置されている。また、第１発光素子１２Ａ1〜第３発光素子１２Ａ3の中心光軸
は、互いに並列しており、本形態において、第１発光素子１２Ａ1〜第３発光素子１２Ａ3
の中心光軸は、互いに平行である。第２検出用光源部１２Ｂも、第１検出用光源部１２Ａ
と同様、Ｘ軸方向に配列された複数の発光素子を備えている。より具体的には、第２検出
用光源部１２Ｂは、最も内側の第１発光素子１２Ｂ1と、第１発光素子１２Ｂ1に対して光
検出器３０が位置する側とは反対側（外側）に位置する第２発光素子１２Ｂ2と、第２発
光素子１２Ｂ2に対して光検出器３０が位置する側とは反対側（外側）に位置する第３発
光素子１２Ｂ3とを備えている。ここで、第１発光素子１２Ｂ1〜第３発光素子１２Ｂ3お
よび光検出器３０は同一直線上に配置されている。また、第１発光素子１２Ｂ1〜第３発
光素子１２Ｂ3の中心光軸は、互いに並列しており、本形態において、第１発光素子１２
Ｂ1〜第３発光素子１２Ｂ3の中心光軸は、互いに平行である。
【００８３】
第１発光素子１２Ａ1、１２Ｂ1、第２発光素子１２Ａ2、１２Ｂ2、および第３発光素子
１２Ａ3、１２Ｂ3はいずれも、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、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、Ｌ２ｂ）
を発散光として放出する。
【００８４】
図８（ｂ）に示すように、光源装置１１において、光源駆動部１４は、検出用光源部１
２および参照用光源１２Ｒを駆動する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介し
て複数の検出用光源部１２および参照用光源１２Ｒの各々の点灯パターンを制御する光源
制御部１４５とを備えている。光源駆動回路１４０は、第１検出用光源部１２Ａおよび第
２検出用光源部１２Ｂを駆動する光源駆動回路１４０ａ、１４０ｂと、参照用光源１２Ｒ
を駆動する光源駆動回路１４０ｒとを備えている。また、光源駆動回路１４０ａ、１４０
ｂは各々、第１発光素子１２Ａ1、１２Ｂ1、第２発光素子１２Ａ2、１２Ｂ2、および第３
発光素子１２Ａ3、１２Ｂ3を個別に駆動する。
【００８５】
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、第１検出用光源部１２
Ａにおいて、第１発光素子１２Ａ1のみを点灯させる第１モード、および複数の発光素子
のうちの少なくとも第１モードとは別の発光素子を点灯させる第２モードとを実行する。
本形態において、光源駆動部１４は、第２モードでは、第１発光素子１２Ａ1を含む複数
の発光素子を点灯させる。また、光源駆動部１４は、第２検出用光源部１２Ｂにおいて、
第１発光素子１２Ｂ1のみを点灯させる第１モード、および複数の発光素子のうちの少な
くとも第１モードとは別の発光素子を点灯させる第２モードとを実行する。本形態におい
て、光源駆動部１４は、第２モードでは、第１発光素子１２Ｂ1を含む複数の発光素子を
点灯させる。
【００８６】
そこで、本形態では、対象物体Ｏｂが狭い範囲に存在することがわかっている場合には
、第１モードを行い、検出空間１０Ｒを狭い範囲に設定する。これに対して、対象物体Ｏ
ｂが広い範囲に存在するような場合には、第２モードを行い、検出空間１０Ｒを拡張する
。より具体的には、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを用いて対象
物体ＯｂのＸ座標を検出する場合において、対象物体Ｏｂが狭い範囲に存在することがわ
かっているときには、図８（ａ）に示すように、光源駆動部１４は、第１発光素子１２Ａ
1、１２Ｂ1のみを点灯させ、第１発光素子１２Ａ1、１２Ｂ1から検出光Ｌ２として、検出
光Ｌ２ａ1（Ｌ２ａ）、Ｌ２ｂ1（Ｌ２ｂ）を出射させる（第１モード）。この状態におけ
る検出空間１０ＲのＸ軸方向におけるサイズは、図８（ａ）に右上がりの斜線を付した検
出空間１０Ｒ1である。
【００８７】
次に、対象物体Ｏｂがやや広い範囲に存在する可能性がある場合、光源駆動部１４は、
第１発光素子１２Ａ1、１２Ｂ1および第２発光素子１２Ａ2、１２Ｂ2を点灯させる（第２
モード）。その結果、第１発光素子１２Ａ1、１２Ｂ1は検出光Ｌ２ａ1、Ｌ２ｂ1を出射す
るとともに、第２発光素子１２Ａ2、１２Ｂ2は検出光Ｌ２ａ2、Ｌ２ｂ2を出射する。かか
る検出光Ｌ２ａ1、Ｌ２ａ2は、連続した一体の検出光Ｌ２ａとして出射され、検出光Ｌ２
ｂ1、Ｌ２ｂ2は、連続した一体の検出光Ｌ２ｂとして出射される。この状態における検出
空間１０ＲのＸ軸方向におけるサイズは、検出空間１０Ｒ2まで拡張される。
【００８８】
次に、対象物体Ｏｂがさらに広い範囲に存在する可能性がある場合、光源駆動部１４は
、第１発光素子１２Ａ1、１２Ｂ1、第２発光素子１２Ａ2、１２Ｂ2、および第３発光素子
１２Ａ3、１２Ｂ3を点灯させる（第２モード）。その結果、第１発光素子１２Ａ1、１２
Ｂ1は検出光Ｌ２ａ1、Ｌ２ｂ1を出射し、第２発光素子１２Ａ2、１２Ｂ2は検出光Ｌ２ａ2
、Ｌ２ｂ2を出射し、第３発光素子１２Ａ3、１２Ｂ3は検出光Ｌ２ａ3、Ｌ２ｂ3を出射す
る。かかる検出光Ｌ２ａ1、Ｌ２ａ2、Ｌ２ａ3は、連続した一体の検出光Ｌ２ａとして出
射され、検出光Ｌ２ｂ1、Ｌ２ｂ2、Ｌ２ｂ3は、連続した一体の検出光Ｌ２ｂとして出射
される。この状態における検出空間１０ＲのＸ軸方向におけるサイズは、検出空間１０Ｒ
3まで拡張される。
【００８９】
それ故、本形態の位置検出機能付き機器１の光学式位置検出装置１０では、対象物体Ｏ
ｂの検出空間１０Ｒを広く設定する場合には、点灯する発光素子の数を増やして出射空間
を広げる一方、対象物体Ｏｂの検出空間１０Ｒを狭く設定する場合には、点灯する発光素
子の数を減らして出射空間を狭めることができる。従って、光源を点灯させる電力を無駄
に消費することがないので、消費電力の削減を図ることができる。特に本形態では、光源
駆動部１４は、複数の発光素子のうち、１つの発光素子を点灯させる第１モードを実行可
能であるため、検出空間１０Ｒを最小限まで狭めることができるので、光源を点灯させる
のに消費する電力を大幅に削減することができる。また、検出光Ｌ２の出射空間（検出空
間１０Ｒ）が可変であるため、特定の狭い空間内の対象物体Ｏｂのみを検出することもで
きる。
【００９０】
［実施の形態４］
図９は、本発明の実施の形態４に係る位置検出機能付き機器１の主要部を模式的に示す
説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）は、検出用光源部１２を検出光Ｌ２の出射空間側から
みたときの説明図、および検出用光源部１２を側方からみたときの説明図である。図１０
は、本発明の実施の形態４に係る位置検出機能付き機器１に用いた光学式位置検出装置１
０の光源装置１１の電気構成を示す説明図である。
【００９１】
図９（ａ）、（ｂ）および図８に示すように、本形態の位置検出機能付き機器１に用い
た光学式位置検出装置１０も、実施の形態１と同様、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ
２に向けて検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源部１２を備えた光源装置１１と、Ｙ軸
方向の一方側Ｙ１において他方側Ｙ２に受光部３１を向けた光検出部３０とを備えている
。視認面構成部材４０は、シート状あるいは板状の透光部材等からなり、Ｘ軸方向および
Ｙ軸方向に沿って広がる視認面４１を備えている。
【００９２】
光源装置１１は、複数の検出用光源部１２として、視認面構成部材４０においてＹ軸方
向の一方側Ｙ１でＸ軸方向に延在する辺部分に沿って配置された第１検出用光源部１２Ａ
および第２検出用光源部１２Ｂを備えている。第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源
部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。
【００９３】
また、光学式位置検出装置１０は、視認面構成部材４０においてＹ軸方向の一方側Ｙ１
でＸ軸方向に延在する辺部分に光検出部３０を備えている。本形態において、光検出部３
０は、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの間に配置されており、第１
検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの各々に対してＸ軸方向で離間し、か
つ、Ｙ軸方向では第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂと同一の位置に
ある。このため、第１検出用光源部１２Ａ、参照用光源１２Ｒ、光検出部３０および第２
検出用光源部１２Ｂは、Ｘ軸方向において同一直線上にこの順で配列されている。
【００９４】
本形態の光学式位置検出装置１０において、光源装置１１は、Ｚ軸方向で互いに離間し
、Ｘ軸方向およびＹ軸方向で互いに同一位置に配置された第３検出用光源部１２Ｃおよび
第４検出用光源部１２Ｄを備えている。ここで、第３検出用光源部１２Ｃおよび第４検出
用光源部１２Ｄは、Ｘ軸方向において光検出部３０と同一位置にあり、Ｙ軸方向において
第１検出用光源部１２Ａ、参照用光源１２Ｒ、光検出部３０および第２検出用光源部１２
Ｂと同一位置にある。このため、第３検出用光源部１２Ｃ、光検出部３０および第４検出
用光源部１２Ｄは、Ｚ軸方向において同一直線上にこの順で配列されている。第３検出用
光源部１２Ｃおよび第４検出用光源部１２Ｄの中心光軸は、互いに並列しており、本形態
において、第３検出用光源部１２Ｃおよび第４検出用光源部１２Ｄの中心光軸は、第１検
出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの中心光軸と平行である。第３検出用光
源部１２Ｃおよび第４検出用光源部１２Ｄは、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用
光源部１２Ｂと同様、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、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Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄ）を発散光
として放出する。また、第１検出用光源部１２Ａ、第２検出用光源部１２Ｂ、第３検出用
光源部１２Ｃ、第４検出用光源部１２Ｄ、および参照用光源１２Ｒおよび光検出部３０は
、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。ここで、光検出
部３０と光源装置１１とはハウジング１９に収納され、光学ユニット１８として一体化さ
れている。
【００９５】
図１０に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０においては、光源駆動部１４は
、検出用光源部１２および参照用光源１２Ｒを駆動する光源駆動回路１４０と、光源駆動
回路１４０を介して複数の検出用光源部１２および参照用光源１２Ｒの各々の点灯パター
ン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検出用光源
部１２Ａ〜第４検出用光源部１２Ｄを駆動する光源駆動回路１４０ａ、１４０ｂ、１４０
ｃ、１４０ｄと、参照用光源１２Ｒを駆動する光源駆動回路１４０ｒとを備えている。光
検出部３０には位置検出部５０が電気的に接続されており、光検出部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、光検出部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部５５と、対象物体ＯｂのＸ座標（第１方
向における位置（第１位置））、Ｙ座標（第２方向における位置（第２位置））、および
Ｚ座標（第３方向における位置（第３位置））を検出するＸＹＺ座標検出部５３とを備え
ている。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、位置
検出を行なう。
【００９６】
このように構成した光学式位置検出装置１０においては、実施の形態１で説明したよう
に、第１検出用光源部１２Ａ、第２検出用光源部１２Ｂ、および参照用光源１２Ｒによっ
て対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出することができる。また、実施の形態１で説
明した原理と同様な原理によって、第３検出用光源部１２Ｃ、第４検出用光源部１２Ｄ、
および参照用光源１２Ｒの差動を利用すれば、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することがで
きる。
【００９７】
［位置検出機能付き機器１の具体例１］
図１１を参照して、視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、本発明を適用した位
置検出機能付き機器１を投射型表示装置として構成した例を説明する。図１１は、本発明
を適用した位置検出機能付き機器１の具体例１（位置検出機能付き投射型表示装置）の説
明図である。なお、本形態の位置検出機能付き機器１において、光学式位置検出装置１０
の構成は、図１〜図１０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図示しそれらの説明を省略する。
【００９８】
図１１に示す位置検出機能付き機器１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）からスクリーン
８０（視認面構成部材４０）に画像が投射される位置検出機能付き投射型表示装置２００
である。位置検出機能付き投射型表示装置２００において、画像投射装置２５０は、筐体
２４０に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン８０に向けて画像表示光Ｐｉを拡
大投射する。ここで、画像投射装置２５０は、Ｙ軸方向に対してわずかに傾いた方向から
画像表示光Ｐｉをスクリーン装置８に向けて投射する。従って、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。
【００９９】
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（光学ユ
ニット１８）は、画像投射装置２５０と一体に構成されている。このため、光学式位置検
出装置１０は、スクリーン面８ａに沿って検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂ
で反射した検出光Ｌ３を検出する。このため、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の位置を検出することができ
るので、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。
【０１００】
［位置検出機能付き機器１の具体例２］
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。図１２は、本発明を適用した位置検出機能付き機器１の具体例２（位
置検出機能付き直視型表示装置）の分解斜視図である。なお、本形態の位置検出機能付き
機器１（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１０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。
【０１０１】
図１２に示す位置検出機能付き直視型表示装置１００（位置検出機能付き機器１）は、
図１〜図１０を参照して説明した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２０（直視型表示装置／視認面構成部材４０）を備えており、液晶装置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。かかる位置検出機能付き直視
型表示装置１００において、液晶装置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、Ｚ軸方向からみたとき検出空間１０Ｒと重なってい
る。
【０１０２】
液晶装置２０は液晶パネル２９を備えている。液晶パネル２９は、透過型の液晶パネル
であり、２枚の透光性基板２１、２２をシール材で貼り合わせ、基板間に液晶層を充填し
た構造を有している。液晶パネル２９は、アクティブマトリクス型液晶パネルであり、２
枚の透光性基板２１、２２の一方側には透光性の画素電極、データ線、走査線、画素スイ
ッチング素子（図示せず）が形成され、他方側には透光性の共通電極（図示せず）が形成
されている。なお、画素電極および共通電極が同一の基板に形成されることもある。かか
る液晶パネル２９では、各画素に対して走査線を介して走査信号が出力され、データ線を
介して画像信号が出力されると、複数の画素の各々で液晶層の配向が制御される結果、画
像表示領域２０Ｒに画像が形成される。液晶パネル２９において、一方の透光性基板２１
には、他方の透光性基板２２の外形より周囲に張り出した基板張出部２１ｔが設けられて
いる。この基板張出部２１ｔの表面上には駆動回路等を構成する電子部品２５が実装され
ている。また、基板張出部２１ｔには、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）等の配線部材２
６が接続されている。なお、基板張出部２１ｔ上には配線部材２６のみが実装されていて
もよい。液晶パネル２９において、表示光の出射側とは反対側には第１偏光板１８８が重
ねて配置され、表示光の出射側には第２偏光板１８９が重ねて配置されている。
【０１０３】
液晶装置２０は、液晶パネル２９を照明するための照明装置７０を備えている。本形態
において、照明装置７０は、照明用光源７１と、この照明用光源７１から放出される照明
光を伝播させながら出射する照明用導光板７３とを備えており、照明用導光板７３は、矩
形の平面形状を備えている。照明用光源７１は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等の発
光素子で構成され、駆動回路（図示せず）から出力される駆動信号に応じて、例えば白色
の照明光Ｌ４を放出する。本形態において、照明用光源７１は、照明用導光板７３の辺部
分７３ａに沿って複数、配列されている。
【０１０４】
かかる照明装置７０において、照明用光源７１から出射された照明光は、照明用導光板
７３の辺部分７３ａから照明用導光板７３の内部に入射した後、照明用導光板７３の内部
を反対側の外縁部７３ｂに向けて伝播し、一方の表面である光出射部７３ｓから出射され
る。ここで、照明用導光板７３は、辺部分７３ａ側から反対側の外縁部７３ｂに向けて内
部伝播光に対する光出射部７３ｓからの出射光の光量比率が単調に増加する導光構造を有
している。かかる導光構造は、例えば、照明用導光板７３の光出射部７３ｓ、または背面
７３ｔに形成された光偏向用あるいは光散乱用の微細な凹凸形状の屈折面の面積、印刷さ
れた散乱層の形成密度等を上記内部伝播方向に向けて徐々に高めることで実現される。こ
のような導光構造を設けることで、辺部分７３ａから入射した照明光Ｌ４は光出射部７３
ｓからほぼ均一に出射される。
【０１０５】
液晶装置２０において、照明装置７０と液晶パネル２９との間には光学シート６０が配
置されている。本形態においては、光学シート６０として、第１プリズムシート６１と、
第２プリズムシート６２、および光散乱板６３が順に積層されている。なお、光学シート
６０には矩形枠状の遮光シート６７が配置されており、かかる遮光シート６７は検出光Ｌ
２が漏れるのを防止する。
【０１０６】
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、液晶装置２０（視認面構成部材４０）において視認面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で反射した光を検出する。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、液晶装置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。
【０１０７】
［位置検出機能付き機器１の具体例３］
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、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
ウとして構成した例を説明する。図１３は、本発明を適用した位置検出機能付き機器１の
具体例３（位置検出機能付きウインドウ）の説明図であり、図１３（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機器１（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１０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。
【０１０８】
図１３（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きウインドウ４００（位置検出機能付き機
器１）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。
【０１０９】
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１０を参照して説明した光学式位置検出装置１０を備えている。かかる光学式位置
検出装置１０は、透光部材４４０の外面４４１（視認面４１）に沿うように検出光Ｌ２を
出射し、対象物体Ｏｂで反射した光を検出する。従って、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。それ故、検出空間１０
Ｒにおいて指先等の対象物体Ｏｂを進入させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を展示品４
５０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（Ｙ軸方向の他方側Ｙ２）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（Ｘ軸方向の一
方側Ｘ１）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。
【０１１０】
［実施の形態１に係る位置検出機能付き機器１の具体例４］
図１４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。図１４は、
本発明を適用した位置検出機能付き機器１の具体例４（位置検出機能付きアミューズメン
ト機器）の説明図であり、図１４（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機器１（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１０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。
【０１１１】
図１４（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きアミューズメント機器５００（位置検出
機能付き機器１）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５１０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
る液晶装置５４０が設けられている。
【０１１２】
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の外面
５３１の上端側には、図１〜図１０を参照して説明した光学式位置検出装置１０が設けら
れており、かかる光学式位置検出装置１０は、ガラス板５３０の外面５３１および基盤５
２０の表面５２１（視認面４１）に沿うように検出光Ｌ２を出射し、対象物体Ｏｂで反射
した光を検出する。従って、ガラス板５３０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。それ故、遊技者が液晶装置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、液晶装置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。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・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
光の出射空間）、１１・・光源装置、１２・・検出用光源部、１２Ａ・・第１検出用光源
部、１２Ｂ・・・第２検出用光源部、１２Ｃ・・・第３検出用光源部、１２Ｄ・・第４検
出用光源部、１２Ｒ・・参照用光源、３０・・光検出部、４０・・視認面構成部材、４１
・・視認面、５０・・位置検出部、５２・・ＸＹ座標検出部、５３・・ＸＹＺ座標検出部
、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（位置検出機能付き機器）、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１】
2011238156.tif 000003
【図２】
2011238156.tif 000004
【図３】
2011238156.tif 000005
【図４】
2011238156.tif 000006
【図５】
2011238156.tif 000007
【図６】
2011238156.tif 000008
【図７】
2011238156.tif 000009
【図８】
2011238156.tif 000010
【図９】
2011238156.tif 000011
【図１０】
2011238156.tif 000012
【図１１】
2011238156.tif 000013
【図１２】
2011238156.tif 000014
【図１３】
2011238156.tif 000015
【図１４】
2011238156.tif 000016