(57)【要約】【課題】少ない数の発光ダイオードや受光素子によって対象物体の位置を高い分解能で検出することができるとともに、発光ダイオードの近傍に温度センサーを設けなくても発光ダイオードの温度を判定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は、赤外光からなる位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを放出する位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄと、検出領域１０Ｒに受光部を向けた第１受光素子１５とを備えている。また、光学式位置検出装置１０は、第１受光素子１５と異なる波長域に感度ピークを有する第２受光素子１６と、第１受光素子１５および第２受光素子１６に向けて赤外光からなる検査光Ｌ４を出射する検査用発光ダイオード１２Ｓとを有している。【選択図】図２
2011100374.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、
前記対象物体に位置検出光を出射して前記検出領域に当該位置検出光の強度分布を形成する位置検出用発光ダイオードと、
該位置検出用発光ダイオードを駆動する光源駆動部と、
前記対象物体で反射した前記位置検出光を受光する第１受光素子と、
前記第１受光素子による前記位置検出光の検出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、
前記第１受光素子と異なる波長域に感度ピークを有する第２受光素子と、
前記第１受光素子および前記第２受光素子に向けて検査光を出射する検査用発光ダイオードと、
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】
前記光源駆動部は、前記第１受光素子による前記検査光の検出結果、および前記第２受光素子による前記検査光の検出結果に基づいて前記位置検出用発光ダイオードの駆動電流値を変化させることを特徴とする請求項１に記載の光学式位置検出装置。
【請求項３】
前記光源駆動部は、温度ディレーティング用データを備え、前記第１受光素子による前記検査光の検出結果、前記第２受光素子による前記検査光の検出結果、および前記温度ディレーティング用データに基づいて前記位置検出用発光ダイオードの駆動電流値を変化させ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】
前記光源駆動部は、前記第１受光素子による前記検査光の検出結果を前記検査用発光ダイオードの温度特性と比較した第１比較結果、および前記第２受光素子による前記検査光の検出結果を前記検査用発光ダイオードの温度特性とを比較した第２比較結果に基づいて前記位置検出用発光ダイオードの駆動電流値を変化させ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】
前記光源駆動部は、前記第１比較結果に対応する温度判定結果と、前記第２比較結果に対応する温度判定結果とが相違するときには前記位置検出用発光ダイオードの駆動電流値を変化させないことを特徴とする請求項４に記載の光学式位置検出装置。
【請求項６】
前記光源駆動部は、前記第１比較結果に対応する温度判定結果と、前記第２比較結果に対応する温度判定結果との間に一定温度以上の相違があるときには、その旨の信号を発生させ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】
前記光源駆動部は、前記第１受光素子による前記検査光の検出結果と、前記第２受光素子による前記検査光の検出結果との差に基づいて前記位置検出用発光ダイオードの駆動電流値を変化させ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８】
前記位置検出用発光ダイオードは、前記強度分布として、第１方向で強度が変化する第１座標検出用強度分布と、前記第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、を異なるタイミングで形成す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】
前記位置検出光は、赤外光であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９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、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、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、銀行の端末などの電子機器では、近年、液晶装置など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、光学式などが知られている。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発光ダイオードや受光素子が必要であるので、コストが高いという問題点がある。
【０００６】
また、光学式位置検出装置では、光源として用いた発光ダイオードをハイパワーで駆動するため、発光ダイオードおよびその周辺は高温になりやすく、発光ダイオードの寿命が低下しやすいという問題点がある。ここで、発光ダイオードについては、一般的に温度ディレーティング条件が設定されており、発光ダイオードの温度や環境温度に応じて発光ダイオードに対する駆動電流値を低減することが提案されている。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においては、温度ディレーティングを行なうには多数の発光ダイオードの各々の近傍に温度センサーを追加する必要があるという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、少ない数の発光ダイオードや受光素子によって対象物体の位置を高い分解能で検出することができるとともに、発光ダイオードの近傍に温度センサーを設けなくても発光ダイオードの温度を判定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】
【０００８】
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、前記対象物体に位置検出光を出射して前記検出領域に当該位置検出光の強度分布を形成する位置検出用発光ダイオードと、該位置検出用発光ダイオードを駆動する光源駆動部と、前記対象物体で反射した前記位置検出光を受光する第１受光素子と、前記第１受光素子による前記位置検出光の検出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、前記第１受光素子と異なる波長域に感度ピークを有する第２受光素子と、前記第１受光素子および前記第２受光素子に向けて検査光を出射する検査用発光ダイオードと、を有していることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、位置検出用発光ダイオードから出射された位置検出光によって検出領域に位置検出光の強度分布を形成する。また、第１受光素子は、対象物体によって反射され位置検出を検出する。ここで、検出領域における位置と位置検出光の強度とは、所定の相関性を有しているので、位置検出部は、光検出器での受光結果に基づいて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しなくても高い分解能で対象物体の位置を検出することができるので、低コストかつ低消費電力の光学式位置検出装置を構成することができる。また、本発明では、第１受光素子と、第１受光素子と異なる波長域に感度ピークを有する第２受光素子と、第１受光素子および第２受光素子に向けて検査光を出射する検査用発光ダイオードとを有しているため、温度を判定することができる。例えば、発光ダイオードは、温度が上昇すると、出射光のピーク波長が長波長域にシフトするため、第１受光素子での検査光の受光結果および第２受光素子での検査光の受光結果が互いに異なる変化を示す。従って、第１受光素子での検査光の受光結果、および第２受光素子での検査光の受光結果の双方を監視すれば、検査用発光ダイオードの温度を正確に判定することができる。それ故、検査用発光ダイオードを位置検出用発光ダイオードと同様な条件で駆動した状態において、検査用発光ダイオードの温度を監視すれば位置検出用発光ダイオードの温度を判定することができる。よって、位置検出用発光ダイオードの近傍に温度センサーを設けなくても位置検出用発光ダイオードの温度を正確に判定することができる。
【００１０】
本発明において、前記光源駆動部は、前記第１受光素子による前記検査光の検出結果および前記第２受光素子による前記検査光の検出結果に基づいて前記位置検出用発光ダイオードの駆動電流値を変化させることが好ましい。かかる構成によれば、位置検出用発光ダイオードに対して温度ディレーティングを行なうことができる。
【００１１】
本発明において、前記光源駆動部は、温度ディレーティング用データを備え、前記第１受光素子による前記検査光の検出結果、前記第２受光素子による前記検査光の検出結果、および前記温度ディレーティング用データに基づいて前記位置検出用発光ダイオードの駆動電流値を変化させることが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記光源駆動部は、前記第１受光素子による前記検査光の検出結果を前記検査用発光ダイオードの温度特性と比較した第１比較結果、および前記第２受光素子による前記検査光の検出結果を前記検査用発光ダイオードの温度特性とを比較した第２比較結果に基づいて前記位置検出用発光ダイオードの駆動電流値を変化させる構成を採用することができる。
【００１３】
この場合、前記光源駆動部は、前記第１比較結果に対応する温度判定結果と、前記第２比較結果に対応する温度判定結果とが相違するときには前記位置検出用発光ダイオードの駆動電流値を変化させない構成を採用することが好ましい。
【００１４】
また、前記光源駆動部は、前記第１比較結果に対応する温度判定結果と、前記第２比較結果に対応する温度判定結果との間に一定温度以上の相違があるときには、その旨の信号を発生させることが好ましい。かかる構成によれば、例えば、前記第１比較結果に対応する温度判定結果と、前記第２比較結果に対応する温度判定結果との間に一定温度以上の相違があるときには、警報を発生させることができるので、不具合が発生したことが早期に報知することができる。また、前記第１比較結果に対応する温度判定結果と、前記第２比較結果に対応する温度判定結果との間に一定温度以上の相違があるときには、前記位置検出用発光ダイオードの基準温度における駆動電流値を設定し直してもよい。
【００１５】
本発明において、前記光源駆動部は、前記第１受光素子による前記検査光の検出結果と、前記第２受光素子による前記検査光の検出結果との差に基づいて前記位置検出用発光ダイオードの駆動電流値を変化させる構成を採用してもよい。
【００１６】
本発明において、前記位置検出用発光ダイオードは、前記強度分布として、第１方向で強度が変化する第１座標検出用強度分布と、前記第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、を異なるタイミングで形成することが好ましい。このように構成すると、検出領域内における対象物体の二次元座標を検出することができる。
【００１７】
本発明において、前記位置検出光は赤外光であることが好ましい。このように構成すると、位置検出光が視認されないという利点がある。
【００１８】
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、検出領域に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、画像投射装置や、液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置などといった直視型表示装置を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置および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装置の詳細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に係る位置検出機能付き表示装置１００で用いた位置検出の原理を示す説明図である。
【図５】発光ダイオードの温度ディレーティング条件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装置に用いた検査用発光ダイオードの温度特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置で行われる温度ディレーティングのための動作を示すフローチャートである。
【図８】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を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置で行われる温度ディレーティングのための動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の変形例１に係る光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置の分解斜視図である。
【図１１】本発明の変形例１に係る光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置の断面構成を示す説明図である。
【図１２】本発明の変形例２に係る光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置の分解斜視図である。
【図１３】本発明の変形例２に係る光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置の断面構成を示す説明図である。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
［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に係る光学式位置検出装置および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の構成を模式的に示す説明図である。図１に示す位置検出機能付き表示装置１００は、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（画像生成装置）と、スクリーン部材２９０とを有している。画像生成装置２００は、スクリーン部材２９０のスクリーン面２９０ａに向けて表示光Ｌ１を拡大投射し、画像を表示する。
【００２２】
また、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、かかる光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材２９０に対してスクリーン面２９０ａの側に設定された検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する。このため、光学式位置検出装置１０は、画像生成装置２００によって表示された画像に基づいて、指などの対象物体Ｏｂを検出領域１０Ｒに接近させた際、対象物体Ｏｂの平面的な位置を検出することができる。従って、対象物体Ｏｂの平面的な位置を入力情報として、例えば、画像生成装置２００によって表示される画像を切り換えることができる。詳しくは後述するように、光学式位置検出装置１０は、赤外光からなる位置検出光Ｌ２を放出する複数の光源（位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄ）と、検出領域１０Ｒに受光部１５ａを向けた第１受光素子１５とを備えている。かかる第１受光素子１５は、フォトダイオードあるいはフォトトランジスターであり、本形態では、第１受光素子１５としてフォトダイオードが用いられている。また、本形態の光学式位置検出装置１０は導光板１３も有しており、導光板１３は、スクリーン部材２９０においてスクリーン面２９０ａ側とは反対側の裏面側２９０ｂでスクリーン部材２９０に対向配置されている。
【００２３】
スクリーン部材２９０において、画像生成装置２００から画像が投射される画像表示領域２０Ｒは、画像投射装置２００からみて導光板１３と重なる領域である。また、検出領域１０Ｒは、画像投射装置２００から表示光Ｌ１が投射される前方空間に設定されており、画像投射装置２００からみたとき、導光板１３、画像表示領域２０Ｒおよび検出領域１０Ｒは重なっている。スクリーン部材２９０は、画像が視認されるスクリーン面２９０ａ側に白色のスクリーンを備えており、かかるスクリーンは、赤外光からなる位置検出光Ｌ２に対して透光性を備えている。なお、スクリーン部材２９０では、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、スクリーンの裏面側に黒色の遮光層が形成される場合があり、このような場合、遮光層に、微細な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、赤外光からなる位置検出光Ｌ２に対する透光性を備えることになる。
【００２４】
このように構成した光学式位置検出装置１０では、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄが点灯して位置検出光Ｌ２を出射すると、かかる位置検出光Ｌ２は導光板１３を介してスクリーン部材２９０に向けて出射される。そして、位置検出光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、検出領域１０Ｒに強度分布を形成する。従って、検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが位置すると、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ２の反射光Ｌ３は、第１受光素子１５で検出される。
【００２５】
（光学式位置検出装置１０の詳細構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の詳細構成を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光学式位置検出装置１０の断面構成を模式的に示す説明図、光学式位置検出装置１０の平面的な構成を示す説明図、および導光板内での位置検出用赤外光の減衰状態を示す説明図である。
【００２６】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０は、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを放出する４つの位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄと、検出領域１０Ｒに受光部１５ａを向けた第１受光素子１５と、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄが入射する４つの光入射部１３ａ〜１３ｄを周囲の外周側面１３ｍに備えた導光板１３とを備えている。導光板１３は、位置検出光Ｌ２を出射する光出射面１３ｓを一方の表面（図示上面）に備えており、かかる光出射面１３ｓと直交する外周側面１３ｍに光入射部１３ａ〜１３ｄを備えている。
【００２７】
本形態において、導光板１３は、四角形あるいは略四角形の平面形状を有しており、４つの位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄおよび４つの光入射部１３ａ〜１３ｄはいずれも、導光板１３の角１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈに相当する位置に設けられている。位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄは光入射部１３ａ〜１３ｄと対向するように配置され、好ましくは光入射部１３ａ〜１３ｄと密接するように配置されている。第１受光素子１５は、導光板１３の４つの辺部分１３ｉ、１３ｊ、１３ｋ、１３ｌのうち、辺部分１３ｌに対応する位置に設けられている。
【００２８】
本形態の光学式位置検出装置１０では、第１受光素子１５および位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに加えて、第２受光素子１６および検査用発光ダイオード１２Ｓを備えている。かかる第２受光素子１６および検査用発光ダイオード１２Ｓは、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対して、後述する温度ディレーティングを行なうための素子である。
【００２９】
導光板１３は、ポリカーボネートやアクリル樹脂などの透明な樹脂板で構成されている。導光板１３において、光出射面１３ｓ、または光出射面１３ｓの反対側の背面１３ｔには、表面凹凸構造、プリズム構造、散乱層（図示せず）などが設けられており、このような光散乱構造によって、光入射部１３ａ〜１３ｄから入射して内部を伝播する光は、その伝播方向に進むに従って徐々に偏向されて光出射面１３ｓより出射される。なお、導光板１３の光出射側には、必要に応じて、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの均―化を図るために、プリズムシートや光散乱板などの光学シートが配置される場合もある。
【００３０】
位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄは、後述する駆動回路（図示せず）から出力される駆動信号に応じて位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを発散光として放出する。位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの種類は、特に限定されないが、可視光とは波長分布が異なるか、点滅などの変調が加えられることで発光態様が異なることが好ましい。また、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄは、指やタッチペンなどの対象物体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。従って、対象物体Ｏｂが指などの人体であれば、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ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であることが望ましい。本形態において、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄはいずれも、温度が２５℃の条件下でピーク発光波長が９００ｎｍの発光ダイオードである。
【００３１】
このように構成した位置検出機能付き表示装置１００において、例えば、位置検出用発光ダイオード１２Ａから出射された位置検出光Ｌ２ａと、位置検出用発光ダイオード１２Ｂから出射された位置検出光Ｌ２ｂとは、導光板１３の内部では互いに逆向きに伝播しながら、光出射面１３ｓから出射される。また、位置検出用発光ダイオード１２Ｃから出射された位置検出光Ｌ２ｃと、位置検出用発光ダイオード１２Ｄから出射された位置検出光Ｌ２ｄは、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの伝播方向に対して交差する方向において互いに逆向きに伝播しながら光出射面１３ｓから検出領域１０Ｒに向けて出射される。
【００３２】
ここで、検出領域１０Ｒに出射される位置検出光Ｌ２ａの光量は、図２（ｃ）に実線で示すように、位置検出用発光ダイオード１２Ａからの距離に伴って直線的に減衰し、検出領域１０Ｒに出射される位置検出光Ｌ２ｂの光量は、図２（ｃ）に点線で示すように、位置検出用発光ダイオード１２Ｂからの距離に伴って直線的に減衰する。従って、位置検出光Ｌ２ｂは、検出領域１０Ｒに強度分布を形成する。
【００３３】
（位置検出機能付き表示装置１００の電気的構成）
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１０の電気的構成を示す説明図である。図３に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄを駆動する光源駆動部１４と、第１受光素子１５での検出結果に基づいて検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する位置検出部５０とを備えている。位置検出部５０は、第１受光素子１５での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を算出するＸ座標算出部５１と、第１受光素子１５での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＹ座標を算出するＹ座標算出部５２と、第１受光素子１５での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＺ座標を算出するＺ座標算出部５３とを備えている。第１受光素子１５と位置検出部５０との間には、第１受光素子１５での検出信号に信号処理を行う信号処理部１５０が設けられており、信号処理部１５０は、フィードバック抵抗１５１を備えた増幅器１５２と、増幅器１５２からの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１５３とを備えている。
【００３４】
光源駆動部１４は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄを駆動する駆動回路１４０ａ〜１４０ｄと、駆動回路１４０ａ〜１４０ｄを介して位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに供給する駆動電流を制御する電流制御部１８とを備えている。光源駆動部１４と位置検出部５０とは、同一の集積回路に構成されており、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄ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。
【００３５】
位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄは、アノードが共通配線１４１に電気的に接続されており、駆動回路１４０ａ〜１４０ｄは、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄのカソードに１対１で電気的に接続されている。なお、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄのカソードが共通配線に電気的に接続され、駆動回路１４０ａ〜１４０ｄが位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄのアノードに１対１で電気的に接続されている構成を採用することもできる。
【００３６】
（座標検出の基本原理）
図４を参照して、本形態の光学式位置検出装置１０における座標検出の原理を説明する。図４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で用いた位置検出の原理を示す説明図であり、図４（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Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ２の反射光Ｌ３の第１受光素子１５での検出値を示す説明図、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ２の反射光Ｌ３の第１受光素子１５での検出値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。
【００３７】
本形態の光学式位置検出装置１０においては、例えば、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄは、検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布を形成する。例えば、Ｘ座標を検出する際には、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、位置検出用発光ダイオード１２Ａ、１２Ｄを点灯させる一方、位置検出用発光ダイオード１２Ｂ、１２Ｃを消灯させ、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（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第１強度分布）を形成する。また、Ｘ座標検出用第２期間において、位置検出用発光ダイオード１２Ａ、１２Ｄを消灯させる一方、位置検出用発光ダイオード１２Ｂ、１２Ｃを点灯させ、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（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第２強度分布）を形成する。かかるＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂにおいて、Ｙ軸方向では強度が一定である。このような強度分布としては、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。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により位置検出光Ｌ２が反射され、その反射光Ｌ３の一部が第１受光素子１５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、以下の方法などにより、Ｘ座標算出部５１は、第１受光素子１５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。
【００３８】
例えば、第１の方法では、図４（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を形成した際の第１受光素子１５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を形成した際の第１受光素子１５での検出値ＬＸｂとの差を求めれば、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第１受光素子１５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、第１受光素子１５での検出値ＬＸａ、ＬＸｂとの比に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出することもできる。
【００３９】
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を形成した際の第１受光素子１５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を形成した際の第１受光素子１５での検出値ＬＸｂとが等しくなるように、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄ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４（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。
【００４０】
まず、図４（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期間における第１受光素子１５での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における第１受光素子１５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。
【００４１】
これに対して、Ｘ座標検出用第１期間における第１受光素子１５での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における第１受光素子１５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、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する制御量（駆動電流）を調整して、図４（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期間における第１受光素子１５での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における第１受光素子１５での検出値ＬＸｂとが等しくなれば、Ｘ座標検出用第１期間での位置検出用発光ダイオード１２Ａ、１２Ｄに対する制御量の調整量ΔＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間での位置検出用発光ダイオード１２Ｂ、１２Ｃに対する制御量の調整量ΔＬＸｂとの比あるいは差などにより、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第１受光素子１５に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄ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。
【００４２】
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を形成した際の第１受光素子１５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を形成した際の第１受光素子１５での検出値ＬＸｂとが等しくなるように、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄ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４（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。
【００４３】
まず、図４（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期間における第１受光素子１５での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における第１受光素子１５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。
【００４４】
これに対して、Ｘ座標検出用第１期間における第１受光素子１５での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における第１受光素子１５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位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄ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。例えば、Ｘ座標検出用第１期間での位置検出用発光ダイオード１２Ａ、１２Ｄ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期間での位置検出用発光ダイオード１２Ｂ、１２Ｃ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期間における第１受光素子１５での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における第１受光素子１５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期間での位置検出用発光ダイオード１２Ａ、１２Ｄ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期間での位置検出用発光ダイオード１２Ｂ、１２Ｃに対する制御量との比あるいは差などにより、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第１受光素子１５に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように位置検出用発光ダイオード１２Ｂ〜１２Ｄ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。
【００４５】
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、位置検出用発光ダイオード１２Ｂ、１２Ｄによって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（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第１強度分布）を形成する。また、Ｙ座標検出用第２期間において、位置検出用発光ダイオード１２Ａ、１２Ｃによって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（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第２強度分布）を形成する。従って、Ｙ座標算出部５２は、対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。
【００４６】
また、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの全てを点灯させると、スクリーン部材２９０からＺ軸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で反射して第１受光素子１５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の位置によって規定される値である。従って、Ｚ座標検出期間における第１受光素子１５の検出結果に基づいて、Ｚ座標算出部５３は、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。
【００４７】
上記のように、第１受光素子１５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、論理回路などのハードウェアを用いた位置検出部５０で処理を行う構成を採用することもできる。
【００４８】
［温度ディレーティングのための構成］
図５は、発光ダイオードの温度ディレーティング条件を示す説明図である。本形態の光学式位置検出装置１０では、光源として用いた位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄをハイパワーで駆動するため、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄが高温になりやすく、寿命が著しく低下するという問題点がある。そこで、本形態では、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの温度や環境温度に応じて、図５に示す温度ディレーティング条件に沿って位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する駆動電流値を低減する。
【００４９】
図５に示す温度ディレーティング条件は、発光ダイオードの典型的な条件であり、周囲温度が２５℃のときに発光ダイオードに供給する駆動電流値を１００としたとき、周囲温度が５０℃の場合には駆動電流値を７５とし、周囲温度が７５℃の場合には駆動電流値を５０とし、周囲温度が７５℃の場合には駆動電流値を２５とするように設定されている。
【００５０】
本形態では、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの温度ディレーティング条件として、周囲温度が２５℃のときの駆動電流値を１００としたとき、周囲温度が４０〜５０℃の場合には駆動電流値を２５％低減して７５とし、周囲温度が５０〜６０℃の場合には駆動電流値を３５％低減して６５とし、周囲温度が６０〜７０℃の場合には駆動電流値を４５％低減して５５とし、周囲温度が７０〜８０℃の場合には駆動電流値を５５％低減して４５とする条件が設定されている。
【００５１】
かかる温度ディレーティングを行なうにあたって、本形態では、まず、図１および図２（ｂ）に示すように、検出領域１０Ｒの周辺において第１受光素子１５と隣り合うように第２受光素子１６が設けられており、第２受光素子１６も、第１受光素子１５と同様、受光部１６ａを検出領域１０Ｒに向けている。第１受光素子１５と第２受光素子１６とは、互いに異なる波長域に感度ピークを備えたフォトダイオードである。本形態において、第１受光素子１５の感度ピークは約８５０ｎｍであるのに対して、第２受光素子１６の感度ピークは約９５０ｎｍである。
【００５２】
また、本形態の光学式位置検出装置１０には、第１受光素子１５および第２受光素子１６に向けて検査光Ｌ４を出射する検査用発光ダイオード１２Ｓが設けられている。検査用発光ダイオード１２Ｓは、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄと同様、温度が２５℃の条件下でピーク発光波長が９００ｎｍの発光ダイオードであり、赤外光からなる検査光Ｌ４を出射する。ここで、検査用発光ダイオード１２Ｓには遮光部材１２０ｓが設けられており、検査用発光ダイオード１２Ｓから出射された検査光Ｌ４は、検出領域１０Ｒには出射されない。
【００５３】
図３に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０には、検査用発光ダイオード１２Ｓを駆動する駆動回路１４０ｓと、第２受光素子１６での検出信号に対する信号処理部１６０とを備えており、信号処理部１６０は、フィードバック抵抗１６１を備えた増幅器１６２と、増幅器１６２からの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１６３とを備えている。検査用発光ダイオード１２Ｓは、カソードが共通配線１４１に電気的に接続され、駆動回路１４０ｓは検査用発光ダイオード１２Ｓのアノードに電気的に接続されている。
【００５４】
また、本形態の光学式位置検出装置１０は、検査用発光ダイオード１２Ｓの温度を判定する温度判定部１７を備えており、かかる温度判定部１７には、Ａ／Ｄ変換器１５３、１６３を介して第１受光素子１５および第２受光素子１６での検出結果が入力されるようになっている。温度判定部１７は、検査用発光ダイオード１２Ｓから出射された検査光Ｌ４の第１受光素子１５での検出強度の温度毎のデータ、および検査用発光ダイオード１２Ｓから出射された検査光Ｌ４の第２受光素子１６での検出強度の温度毎のデータを温度判定用データとしてメモリ１７１に記憶している。
【００５５】
電流制御部１８は、前記した温度ディレーティング用データが記憶されているメモリ１８１を備えており、電流制御部１８は、温度判定部１７が検査用発光ダイオード１２Ｓの温度を判定した結果に基づいて、温度ディレーティングした駆動電流を位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに供給するように駆動回路１４０ａ〜１４０ｄを制御する。電流制御部１８および温度判定部１７としては、マイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）を用い、これにより所定のソフトウェア（動作プログラム）を実行することに従って処理を行う構成を採用することができる。また、電流制御部１８および温度判定部１７は、論理回路などのハードウェアによって構成することもできる。
【００５６】
（温度判定部１７の構成）
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に用いた検査用発光ダイオード１２Ｓの温度特性を示すグラフであり、図６（ａ）、（ｂ）は各々、駆動電流を一定にした状態での発光出力（発光強度）と周囲温度との関係を示すグラフ、および駆動電流を一定にした状態でのピーク発光波長と周囲温度との関係を示すグラフである。なお、図６（ａ）では、温度が２５℃のときの発光出力を１００として示してある。
【００５７】
本形態において、図３に示す温度判定部１７は、図６（ａ）、（ｂ）を参照して以下に説明する発光ダイオードの特性に基づいて検査用発光ダイオード１２Ｓの温度を判定する。まず、図６（ａ）に示すように、検査用発光ダイオード１２Ｓは、周囲温度の上昇に伴って発光出力が低下する。また、図６（ｂ）に示すように、検査用発光ダイオード１２Ｓは、周囲温度の上昇に伴ってピーク発光波長が高波長化する。しかも、本形態では、感度ピークが約８５０ｎｍである第１受光素子１５と、感度ピークが約９５０ｎｍである第２受光素子１６とが用いられている。従って、検査用発光ダイオード１２Ｓでは、周囲温度の上昇に伴う発光出力の低下と、周囲温度の上昇に伴うピーク発光波長の高波長化とが生じる。このため、周囲温度が上昇すると、第１受光素子１５では、検査用発光ダイオード１２Ｓでの発光出力の低下に加えて、ピーク発光波長の高波長化も検出強度の低下として作用するため、第１受光素子１５の検出強度は、周囲温度の上昇に伴って急激に低下する。これに対して、第２受光素子１６では、周囲温度の上昇に伴う検査用発光ダイオード１２Ｓでの発光出力の低下が生じるが、周囲温度の上昇に伴うピーク発光波長の高波長化は検出強度の増大として作用するため、第２受光素子１６の検出強度は、第１受光素子１５ほど急激に低下することがない。
【００５８】
従って、温度判定部１７においてメモリ１７１に記憶されている温度判定用データは、第１受光素子１５および第２受光素子１６の検出強度の温度依存性が反映されたデータになっている。
【００５９】
（温度ディレーティングの具体的動作）
図７は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０で行われる温度ディレーティングのための動作を示すフローチャートである。本形態において、温度判定部１７は、図７を参照して以下に説明する処理を行なうことによって検査用発光ダイオード１２Ｓおよび検査用発光ダイオード１２Ｓの周囲温度を判定し、電流制御部１８は、温度判定部１７での判定結果、およびメモリ１８１に記憶されている温度ディレーティング用データに基づいて位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する温度ディレーティングを実行する。以下の説明では、図３に示すメモリ１７１に記憶されている温度判定用データにおいて、温度Ｔ℃のときに検査用発光ダイオード１２Ｓから出射された検査光の第１受光素子１５での検出強度をＤ（Ｔ）とし、温度Ｔ℃のときに検査用発光ダイオード１２Ｓから出射された検査光の第２受光素子１６での検出強度をＣ（Ｔ）とする。
【００６０】
図７に示すステップＳＴ１において、予め設定されたタイミングで温度判定処理が開始され、かかる温度判定処理を行っている期間中、検査用発光ダイオード１２Ｓは点灯し、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄは消灯状態にある。
【００６１】
かかる温度判定処理において、温度判定部１７は、ステップＳＴ２〜ＳＴ５において、第１受光素子１５による検査光Ｌ４の検出結果を検査用発光ダイオードの温度特性と比較した第１比較結果を得る一方、ステップＳＴ７、ＳＴ１０、ＳＴ１２、ＳＴ１４において、第２受光素子１６による検査光Ｌ４の検出結果を検査用発光ダイオードの温度特性とを比較した第２比較結果を得る。
【００６２】
まず、ステップＳＴ２〜ステップＳＴ５において、今回の第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄと、メモリ１７１に温度判定用データとして記憶されている検出強度Ｄ（Ｔ）との比較を行い、現在の周囲温度を判定する。
【００６３】
より具体的には、ステップＳＴ２において、今回の第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄが、温度が４０℃における第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄ（４０）以上かつ温度が５０℃における第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄ（５０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ２において「ＮＯＴ」という結果が得られたときには、ステップＳＴ３において、今回の第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄは、温度が５０℃における第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄ（５０）以上かつ温度が６０℃における第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄ（６０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ３において「ＮＯＴ」という結果が得られたときには、ステップＳＴ４において、今回の第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄは、温度が６０℃における第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄ（６０）以上かつ温度が７０℃における第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄ（７０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ４において「ＮＯＴ」という結果が得られたときには、ステップＳＴ５において、今回の第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄは、温度が７０℃における第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄ（７０）以上かつ温度が８０℃における第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄ（８０）未満であるか否かが判断される。
【００６４】
そして、ステップＳＴ５において「ＮＯＴ」という結果が得られたときには、周囲温度が４０℃以上に上昇していないとして、ステップＳＴ６において、電流制御部１８は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄにする駆動電流に対して温度ディレーティングを実施しない。
【００６５】
ステップＳＴ２において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、ステップＳＴ７において、今回の第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃは、温度が４０℃における第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃ（４０）以上かつ温度が５０℃における第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃ（５０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ７において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、周囲温度が４０℃以上かつ５０℃未満であると確定し、ステップＳＴ８において、電流制御部１８は位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する駆動電流値を２５％低減する。ステップＳＴ７において「ＮＯＴ」という結果が得られた場合、第１受光素子１５での検出結果と第２受光素子１６での検出結果が一致していないとして、ステップＳＴ９において、電流制御部１８は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄにする駆動電流に対して温度ディレーティングを実施しない。
【００６６】
ステップＳＴ３において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、ステップＳＴ１０において、今回の第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃは、温度が５０℃における第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃ（５０）以上かつ温度が６０℃における第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃ（６０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ１０において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、周囲温度が５０℃以上かつ６０℃未満であると確定し、ステップＳＴ１１において、電流制御部１８は位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する駆動電流値を３５％低減する。ステップＳＴ１０において「ＮＯＴ」という結果が得られた場合、第１受光素子１５での検出結果と第２受光素子１６での検出結果が一致していないとして、ステップＳＴ９において、電流制御部１８は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄにする駆動電流に対して温度ディレーティングを実施しない。
【００６７】
ステップＳＴ４において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、ステップＳＴ１２において、今回の第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃは、温度が６０℃における第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃ（６０）以上かつ温度が７０℃における第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃ（７０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ１２において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、周囲温度が６０℃以上かつ７０℃未満であると確定し、ステップＳＴ１３において、電流制御部１８は位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する駆動電流値４５％低減する。ステップＳＴ１２において「ＮＯＴ」という結果が得られた場合、第１受光素子１５での検出結果と第２受光素子１６での検出結果が一致していないとして、ステップＳＴ９において、電流制御部１８は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄにする駆動電流に対して温度ディレーティングを実施しない。
【００６８】
ステップＳＴ５において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、ステップＳＴ１４において、今回の第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃは、温度が７０℃における第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃ（７０）以上かつ温度が８０℃における第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃ（８０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ１４において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、周囲温度が７０℃以上かつ８０℃未満であると確定し、ステップＳＴ１５において、電流制御部１８は位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する駆動電流値５５％低減する。
【００６９】
ステップＳＴ１４において「ＮＯＴ」という結果が得られた場合、ステップＳＴ１６において、今回の第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃは、温度が５０℃における第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度Ｃ（５０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ１６において「ＮＯＴ」という結果が得られた場合、第１受光素子１５での検出結果と第２受光素子１６での検出結果が一致していないとして、ステップＳＴ９において、電流制御部１８は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄにする駆動電流に対して温度ディレーティングを実施しない。
【００７０】
これに対して、ステップＳＴ１６において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、第１受光素子１５での検出結果と第２受光素子１６での検出結果が大幅に相違しているとして、ステップＳＴ１７において、電流制御部１８は、その旨の出力を故障警告として発生させる。
【００７１】
（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および位置検出機能付き表示装置１００では、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄが導光板１３の光出射面１３ｓから検出領域１０Ｒに出射され、検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布が形成される。そして、位置検出光Ｌ２が検出領域１０Ｒの対象物体Ｏｂによって反射されると、この反射光Ｌ３が第１受光素子１５によって検出される。ここで、検出領域１０Ｒにおける位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの強度と位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄからの距離とは、所定の相関性を有しているので、位置検出部５０は、第１受光素子１５での検出結果から対象物体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は赤外光であるため、位置検出光Ｌ２が視認されない。それ故、位置検出光Ｌ２が画像の視認を妨げないという利点がある。
【００７２】
また、本形態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、第１受光素子１５と、第１受光素子１５と異なる波長域に感度ピークを有する第２受光素子１６と、第１受光素子１５および第２受光素子１６に向けて検査光Ｌ４を出射する検査用発光ダイオード１２Ｓとを有しているため、温度を判定することができる。例えば、発光ダイオードは、温度が上昇すると、出射光のピーク波長が長波長域にシフトするため、第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光結果および第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光結果が互いに異なる変化を示す。従って、第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光結果、および第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光結果の双方を監視すれば、光源駆動部１４の温度判定部１７は、検査用発光ダイオード１２Ｓの温度を正確に判定することができる。それ故、検査用発光ダイオード１２Ｓを位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄと同様な条件で駆動した状態において、温度判定部１７によって検査用発光ダイオード１２Ｓの温度を判定すれば位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの温度を判定することができる。よって、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの近傍に温度センサーを設けなくても位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの温度を判定することができる。
【００７３】
また、本形態では、光源駆動部１４において、温度判定部１７は、第１受光素子１５による検査光Ｌ４の検出結果および第２受光素子１６による検査光Ｌ４の検出結果に基づいて検査用発光ダイオード１２Ｓの温度（位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの温度）を判定し、かかる温度の判定結果に基づいて、電流制御部１８は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの駆動電流値を温度ディレーティングさせる。このため、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの寿命を延長することができる。
【００７４】
さらに、光源駆動部１４において、温度判定部１７は、第１受光素子１５による検査光Ｌ４の検出結果を検査用発光ダイオードの温度特性と比較した第１比較結果、および第２受光素子１６による検査光Ｌ４の検出結果を検査用発光ダイオードの温度特性とを比較した第２比較結果の双方に基づいて検査用発光ダイオード１２Ｓの温度（位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの温度）を判定する。このため、本形態によれば、温度ディレーティングを正確に行なうことができる。すなわち、光源駆動部１４の温度判定部１７および電流制御部１８は、第１受光素子１５での検出結果（第１比較結果）に対応する温度判定結果と、第２受光素子１６での検出結果（第２比較結果）に対応する温度判定結果とが相違するときには位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの駆動電流値を変化させない。それ故、本形態によれば、温度ディレーティングを正確に行なうことができる。
【００７５】
さらにまた、光源駆動部１４の温度判定部１７および電流制御部１８は、第１受光素子１５での検出結果（第１比較結果）に対応する温度判定結果と、第２受光素子１６での検出結果（第２比較結果）に対応する温度判定結果との間に一定温度以上の相違があるときには、その旨の信号を警報として発生させるので、不具合が発生したことを早期に報知することができる。また、第１受光素子１５での検出結果（第１比較結果）に対応する温度判定結果と、第２受光素子１６での検出結果（第２比較結果）に対応する温度判定結果との間に一定温度以上の相違があるときには、その旨の信号を出力するため、かかる信号が出力されたときには、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの基準温度における駆動電流値を自動的に設定し直すこともできる。
【００７６】
また、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄは、強度分布として、Ｘ軸方向（第１方向）で強度が変化するＸ座標検出用強度分布（第１座標検出用強度分布）と、Ｙ軸方向（第２方向）で強度が変化するＸ座標検出用強度分布（第２座標検出用強度分布）とを異なるタイミングで形成するため、検出領域１０Ｒ内における対象物体Ｏｂの二次元座標を検出することができる。しかも、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄは、Ｘ座標検出用強度分布として互いに逆方向のＸ座標検出用第１強度分布とＸ座標検出用第２強度分布を形成し、Ｙ座標検出用強度分布として互いに逆方向のＹ座標検出用第１強度分布とＹ座標検出用第２強度分布を形成する。従って、検出領域１０Ｒ内における対象物体Ｏｂの二次元座標を正確に検出することができる。
【００７７】
［実施の形態２］
図８および図９を参照して、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０を説明する。図８は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０の電気的構成を示す説明図である。図９は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置１０で行われる温度ディレーティングのための動作を示すフローチャートである。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、図８では、共通する部分には同一の符合を付してそれらの説明を省略する。また、図９に示すフローチャートにおいても、実施の形態１との対応関係が分りやすいように、図７と共通するステップには同一の符号を付して説明する。
【００７８】
実施の形態１では、図７に示す温度判定処理において、第１受光素子１５による検査光Ｌ４の検出結果を検査用発光ダイオードの温度特性と比較した第１比較結果を得る一方、第２受光素子１６による検査光Ｌ４の検出結果を検査用発光ダイオードの温度特性とを比較した第２比較結果を得た。これに対して、本形態では、以下に説明するように、第１受光素子１５による検査光Ｌ４の検出結果を検査用発光ダイオード１２Ｓの温度特性と比較した第１比較結果と、第１受光素子１５による検査光Ｌ４の検出結果と第２受光素子１６による検査光Ｌ４の検出結果との差とに基づいて温度を判定する。
【００７９】
このため、本形態では、第１受光素子１５に対する信号処理部１５０からの出力と、第２受光素子１６に対する信号処理部１６０からの出力とを比較する出力比較部１９が設けられている。また、温度判定部１７には、第１受光素子１５での検出強度と、出力比較部１９での比較結果とが入力されるようになっている。また、温度判定部１７では、検査光Ｌ４の第１受光素子１５での検出強度の温度毎のデータ、および検査光Ｌ４の第１受光素子１５での検出強度と検査光Ｌ４の第２受光素子１６での検出強度との差の温度毎のデータが温度判定用データとしてメモリ１７１に記憶している。すなわち、周囲温度が変化した際、第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光結果および第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光結果が互いに異なる変化を示すため、本形態では、第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光結果と、第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光結果との差を温度判定に利用する。以下、温度判定用データにおいて、温度Ｔ℃のときに検査用発光ダイオード１２Ｓから出射された検査光の第１受光素子１５での検出強度をＤ（Ｔ）とし、温度Ｔ℃のときに第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光結果と第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光結果との差（＝第２受光素子１６での検査光Ｌ４の検出強度−第１受光素子１５での検査光Ｌ４の検出強度）をＥ（Ｔ）とする。
【００８０】
図９に示すステップＳＴ１において、予め設定されたタイミングで温度判定処理が開始され、かかる温度判定処理を行っている期間中、検査用発光ダイオード１２Ｓは点灯し、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄを消灯状態にある。
【００８１】
かかる温度判定処理において、温度判定部１７は、ステップＳＴ２〜ＳＴ５において、第１受光素子１５による検査光Ｌ４の検出結果を検査用発光ダイオード１２Ｓの温度特性と比較した第１比較結果を得る一方、ステップＳＴ１０７、ＳＴ１１０、ＳＴ１１２、ＳＴ１１４においては、第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光結果と第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光結果との差を第２比較結果として得る。
【００８２】
かかる温度判定処理において、温度判定部１７は、まず、ステップＳＴ２〜ステップＳＴ５においては、実施の形態１と同様、今回の第１受光素子１５での検査光Ｌ４の受光強度Ｄと、メモリ１７１に温度判定用データとして記憶されている検出強度Ｄ（Ｔ）との比較を行い、現在の周囲温度を判定する。
【００８３】
そして、ステップＳＴ２において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、ステップＳＴ１０７において、今回の第１受光素子１５で検査光Ｌ４の受光強度と第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度との差Ｅが、温度が４０℃における差Ｅ（４０）以上かつ温度が５０℃における差Ｅ（５０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ１０７において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、周囲温度が４０℃以上かつ５０℃未満であると確定し、ステップＳＴ８において、電流制御部１８は位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する駆動電流値を２５％低減する。ステップＳＴ１０７において「ＮＯＴ」という結果が得られた場合、第１受光素子１５での検出結果と第２受光素子１６での検出結果が一致していないとして、ステップＳＴ９において、電流制御部１８は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄにする駆動電流に対して温度ディレーティングを実施しない。
【００８４】
ステップＳＴ３において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、ステップＳＴ１１０において、今回の第１受光素子１５で検査光Ｌ４の受光強度と第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度との差Ｅが、温度が５０℃における差Ｅ（５０）以上かつ温度が６０℃における差Ｅ（６０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ１１０において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、周囲温度が５０℃以上かつ６０℃未満であると確定し、ステップＳＴ８において、電流制御部１８は位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する駆動電流値を３５％低減する。ステップＳＴ１１０において「ＮＯＴ」という結果が得られた場合、第１受光素子１５での検出結果と第２受光素子１６での検出結果が一致していないとして、ステップＳＴ９において、電流制御部１８は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄにする駆動電流に対して温度ディレーティングを実施しない。
【００８５】
ステップＳＴ４において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、ステップＳＴ１１２において、今回の第１受光素子１５で検査光Ｌ４の受光強度と第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度との差Ｅが、温度が６０℃における差Ｅ（６０）以上かつ温度が７０℃における差Ｅ（７０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ１１２において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、周囲温度が６０℃以上かつ７０℃未満であると確定し、ステップＳＴ１３において、電流制御部１８は位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する駆動電流値を４５％低減する。ステップＳＴ１１２において「ＮＯＴ」という結果が得られた場合、第１受光素子１５での検出結果と第２受光素子１６での検出結果が一致していないとして、ステップＳＴ９において、電流制御部１８は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄにする駆動電流に対して温度ディレーティングを実施しない。
【００８６】
ステップＳＴ５において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、ステップＳＴ１１４において、今回の第１受光素子１５で検査光Ｌ４の受光強度と第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度との差Ｅが、温度が７０℃における差Ｅ（７０）以上かつ温度が８０℃における差Ｅ（８０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ１１４において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、周囲温度が７０℃以上かつ８０℃未満であると確定し、ステップＳＴ１５において、電流制御部１８は位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄに対する駆動電流値を５５％低減する。
【００８７】
ステップＳＴ１１４において「ＮＯＴ」という結果が得られた場合、ステップＳＴ１１６において、今回の第１受光素子１５で検査光Ｌ４の受光強度と第２受光素子１６での検査光Ｌ４の受光強度との差Ｅは、温度が５０℃における差Ｅ（５０）未満であるか否かが判断される。ステップＳＴ１１６において「ＮＯＴ」という結果が得られた場合、第１受光素子１５での検出結果と第２受光素子１６での検出結果が一致していないとして、ステップＳＴ９において、電流制御部１８は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄにする駆動電流に対して温度ディレーティングを実施しない。
【００８８】
これに対して、ステップＳＴ１１６において「ＹＥＳ」という結果が得られた場合、第１受光素子１５での検出結果と第２受光素子１６での検出結果が大幅に相違しているとして、ステップＳＴ１７において、電流制御部１８は、その旨の出力を故障警告として発生させる。
【００８９】
このように構成した場合も、実施の形態１と同様、検出領域１０Ｒに沿って多数の光学素子を配置しなくても対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、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などの効果を奏する。
【００９０】
また、本形態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、第１受光素子１５と、第１受光素子１５と異なる波長域に感度ピークを有する第２受光素子１６と、第１受光素子１５および第２受光素子１６に向けて検査光Ｌ４を出射する検査用発光ダイオード１２Ｓとを有しているため、温度を判定することができ、かかる温度の判定結果に基づいて、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの駆動電流値を温度ディレーティングさせることができる。
【００９１】
さらに、本形態では、光源駆動部１４において、温度判定部１７は、第１受光素子１５による検査光Ｌ４の検出結果を検査用発光ダイオードの温度特性と比較した第１比較結果、および第１受光素子１５と第２受光素子１６とによる検査光Ｌ４の検出結果の差（第２比較結果）の双方に基づいて検査用発光ダイオード１２Ｓの温度（位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの温度）を判定する。このため、本形態によれば、温度ディレーティングを正確に行なうことができる。すなわち、光源駆動部１４の温度判定部１７および電流制御部１８は、第１受光素子１５での検出結果（第１比較結果）に対応する温度判定結果と、第１受光素子１５と第２受光素子１６との検出結果の差（第２比較結果）に対応する温度判定結果とが相違するときには位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄの駆動電流値を変化させない。それ故、本形態によれば、温度ディレーティングを正確に行なうことができるなどの効果も奏する。
【００９２】
（他の実施の形態）
上記実施の形態１、２では、投射型の位置検出機能付き表示装置１００において、スクリーン部材２９０の裏面側２９０ｂに導光板１３および位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄを配置したが、導光板１３を用いずに、スクリーン部材２９０の裏面側２９０ｂから検出領域１０Ｒに向けて位置検出用発光ダイオード（位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄ）が位置検出光Ｌ２を出射するように構成してもよい。
【００９３】
上記実施の形態１、２では、スクリーン部材２９０の裏面側２９０ｂに位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄを設けたが、スクリーン部材２９０のスクリーン面２９０ａ側に位置検出用発光ダイオード（位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄ）を設けてもよい。
【００９４】
上記実施の形態１、２では、スクリーン部材２９０の近傍に位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄを設けたが、スクリーン部材２９０から離間した位置、例えば、画像投射装置２００に位置検出用発光ダイオード（位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄ）を設けてもよい。
【００９５】
上記実施の形態１、２では、スクリーン部材２９０の近傍に第１受光素子１５および第２受光素子１６を設けたが、スクリーン部材２９０から離間した位置、例えば、画像投射装置２００に第１受光素子１５および第２受光素子１６を設けてもよく、この場合、検査用発光ダイオード１２Ｓも画像投射装置２００に設ける。
【００９６】
［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１０〜図１３に示すように、直視型の表示装置を画像生成装置２００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。
【００９７】
（位置検出機能付き表示装置１００の変形例１）
図１０および図１１は、本発明の変形例１に係る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の分解斜視図、および断面構成を示す説明図である。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。
【００９８】
図１０および図１１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と直視型表示装置２０８とを備えており、光学式位置検出装置１０は、位置検出光を放出する位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄと、導光板１３と、検出領域１０Ｒに受光部１５ａを向けた第１受光素子１５とを備えている。直視型表示装置２０８は、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などであり、光学式位置検出装置１０に対して入力操作側とは反対に設けられている。直視型表示装置２０８は、導光板１３に対して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。
【００９９】
（位置検出機能付き表示装置１００の変形例２）
図１２および図１３は、本発明の変形例２に係る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の説明図であり、図１２および図１３は各々、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の分解斜視図、および断面構成を示す説明図である。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。
【０１００】
図１２および図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と液晶装置２０９（画像生成装置）とを備えており、光学式位置検出装置１０は、位置検出光を放出する位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄと、導光板１３と、検出領域１０Ｒに受光部１５ａを向けた第１受光素子１５とを備えている。液晶装置２０９は、導光板１３に対して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。
【０１０１】
本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、導光板１３の光出射側には、必要に応じて、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの均―化を図るための光学シート４６が配置されている。本形態においては、光学シート４６として、導光板１３の光出射面１３ｓに対向する第１プリズムシート４６１と、第１プリズムシート４６１に対して導光板１３が位置する側とは反対側で対向する第２プリズムシート４６２と、第２プリズムシート４６２に対して導光板１３が位置する側とは反対側で対向する光散乱板４６３とが用いられている。なお、光学シート４６に対して導光板１３が位置する側とは反対側には矩形枠状の遮光シート４７が光学シート４６の周囲に配置されている。かかる遮光シート４７は、位置検出用発光ダイオード１２Ａ〜１２Ｄから出射された位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄが漏れるのを防止する。
【０１０２】
液晶装置２０９は、光学シート４６（第１プリズムシート４６１、第２プリズムシート４６２および光散乱板４６３）に対して導光板１３が位置する側とは反対側に液晶パネル２０９ａと、透光性のカバー２０９ｂとを備えている。本形態において、液晶パネル２０９ａ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２３で貼り合わせ、基板間に液晶２４を充填した構造を有している。本形態において、液晶パネル２０９ａ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２０９ａ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２４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。
【０１０３】
液晶パネル２０９ａ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など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）などの配線部材２６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。なお、必要に応じて透光性基板２１、２２の外面側には偏光板（図示せず）が配置される。
【０１０４】
ここで、対象物体Ｏｂの平面位置を検出するためには、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを対象物体Ｏｂによる操作が行われる視認側へ出射させる必要があり、液晶パネル２０９ａは、導光板１３および光学シート４６よりも視認側（操作側）に配置されている。従って、液晶パネル２０９ａにおいて、画像表示領域２０Ｒは、位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを透過可能に構成される。なお、液晶パネル２０９ａが導光板１３の視認側とは反対側に配置される場合には、画像表示領域２０Ｒが位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを透過するように構成されている必要はないが、その代りに、画像表示領域２０Ｒが導光板１３を通して視認側より透視可能に構成される必要がある。
【０１０５】
液晶装置２０９は、液晶パネル２０９ａを照明するための照明装置４０を備えている。本形態において、照明装置４０は、導光板１３に対して液晶パネル２０９ａが位置する側とは反対側において導光板１３と反射板４４との間に配置されている。照明装置４０は、照明用光源４１と、この照明用光源４１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４３とを備えており、照明用導光板４３は、矩形の平面形状を備えている。照明用光源４１は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）など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Ｌ４０を放出する。本形態において、照明用光源４１は、照明用導光板４３の辺部分４３ａに沿って複数、配列されている。
【０１０６】
照明用導光板４３は、辺部分４３ａに隣接する光出射側の表面部分（光出射面４３ｓの辺部分４３ａ側の外周部）に傾斜面４３ｇが設けられ、照明用導光板４３は、辺部分４３ａに向けて厚みが徐々に増加している。かかる傾斜面４３ｇを有する入光構造によって、光出射面４３ｓが設けられる部分の厚みの増加を抑制しつつ、辺部分４３ａの高さを照明用光源４１の光放出面の高さに対応させてある。
【０１０７】
かかる照明装置４０において、照明用光源４１から出射された照明光は、照明用導光板４３の辺部分４３ａから照明用導光板４３の内部に入射した後、照明用導光板４３の内部を反対側の外縁部４３ｂに向けて伝播し、一方の表面である光出射面４３ｓから出射される。ここで、照明用導光板４３は、辺部分４３ａ側から反対側の外縁部４３ｂに向けて内部伝播光に対する光出射面４３ｓ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４３の光出射面４３ｓ、または背面４３ｔ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など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４３ａから入射した照明光Ｌ４０は光出射面４３ｓからほぼ均一に出射される。
【０１０８】
本形態において、照明用導光板４３は、液晶パネル２０９ａの視認側とは反対側で液晶パネル２０９ａの画像表示領域２０Ｒと平面的に重なるように配置され、いわゆるバックライトとして機能する。但し、照明用導光板４３を液晶パネル２０９ａの視認側に配置して、いわゆるフロントライトとして機能するように構成してもよい。また、本形態において、照明用導光板４３は導光板１３と反射板４４との間に配置されているが、照明用導光板４３を光学シート４６と導光板１３との間に配置してもよい。また、照明用導光板４３と導光板１３とは共通の導光板として構成してもよい。また、本形態では、光学シート４６を位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄと照明光Ｌ４０との間で共用としている。但し、照明用導光板４３の光出射側に、上記の光学シート４６とは別の専用の光学シートを配置してもよい。これは、照明用導光板４３においては光出射面４３ｓから出射される照明光Ｌ４０の平面輝度を均―化することを目的に、十分な光散乱作用を呈する光散乱板を用いることが多いが、位置検出用の導光板１３においては光出射面１３ｓから出射される位置検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄを大きく散乱させてしまうと位置検出の妨げとなる。このため、光散乱板を設けないか、あるいは比較的軽度の光散乱作用を呈する光散乱板を用いる必要があることから、光散乱板については照明用導光板４３の専用品とすることが好ましい。但し、プリズムシート（第１プリズムシート４６１や第２プリズムシート４６２）などの集光作用のある光学シートについては共用としても構わない。
【０１０９】
（電子機器への搭載例）
図１４を参照しながら、図１０〜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。
【０１１０】
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、銀行端末などの電子機器などが挙げられる。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】
【０１１１】
１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出領域、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ・・位置検出用発光ダイオード、１２Ｓ・・検査用発光ダイオード、１３・・導光板、１４・・光源駆動部、１５・・第１受光素子、１６・・第２受光素子、５０・・位置検出部、１００・・位置検出機能付き表示装置
【図１】
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【図２】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図３】
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【図８】
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