(57)【要約】【課題】従来よりも小型な構成で効率良く対象物の位置を検出することができる光学式検出装置、表示システム及び情報処理システム等を提供すること。【解決手段】光学式検出装置１００は、発光素子駆動用の電圧を出力する第１〜第ｋ（ｋは２以上の整数）の駆動電圧出力端子ＤＯ１〜ＤＯｋを有する制御装置１１０と、対象物の検出用の第１の照射光を出射する第１の照射ユニットＥＵ１と、対象物の検出用の第２の照射光を出射する第２の照射ユニットＥＵ２と、選択切換部ＳＥＬ１とを含む。第１の照射ユニットＥＵ１は、複数の発光素子と、複数の発光素子のうちの第１の発光素子ＬＤ１又は第１の発光素子群の一端側が接続される第１の入力端子ＤＩ１と、複数の発光素子のうちの第２の発光素子ＬＤ２又は第２の発光素子群の一端側が接続される第２の入力端子ＤＩ２とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子駆動用の電圧を出力する第１の駆動電圧出力端子〜第ｋ（ｋは２以上の整数）の駆動電圧出力端子を有する制御装置と、
対象物の検出用の第１の照射光を出射する第１の照射ユニットと、
前記対象物の検出用の第２の照射光を出射する第２の照射ユニットと、
選択切換部とを含み、
前記第１の照射ユニットは、
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のうちの第１の発光素子又は第１の発光素子群の一端側が接続される第１の入力端子と、
前記複数の発光素子のうちの第２の発光素子又は第２の発光素子群の一端側が接続される第２の入力端子とを有し、
前記第２の照射ユニットは、
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のうちの第３の発光素子又は第３の発光素子群の一端側が接続される第３の入力端子と、
前記複数の発光素子のうちの第４の発光素子又は第４の発光素子群の一端側が接続される第４の入力端子とを有し、
前記選択切換部は、
前記第１の照射光を用いて前記対象物の位置情報を検出する第１の検出期間では、
前記第１の駆動電圧出力端子〜前記第ｋの駆動電圧出力端子のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｋである整数）の駆動電圧出力端子を前記第１の入力端子に接続し、
前記第１の駆動電圧出力端子〜前記第ｋの駆動電圧出力端子のうちの第ｊ（ｊは１≦ｊ≦ｋ且つｉ≠ｊである整数）の駆動電圧出力端子を前記第２の入力端子に接続し、
前記第２の照射光を用いて前記対象物の位置情報を検出する第２の検出期間では、
前記第ｉの駆動電圧出力端子を前記第３の入力端子に接続し、
前記第ｊの駆動電圧出力端子を前記第４の入力端子に接続し、
前記第１の照射ユニットは、前記第１の検出期間では、第１の照射光強度分布と第２の照射光強度分布とを交互に形成し、
前記第２の照射ユニットは、前記第２の検出期間では、第３の照射光強度分布と第４の照射光強度分布とを交互に形成することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
第１の受光素子を有し、前記第１の照射光が前記対象物により反射されることによる第１の反射光を受光する第１の受光部と、
第２の受光素子を有し、前記第２の照射光が前記対象物により反射されることによる第２の反射光を受光する第２の受光部と、
第２の選択切換部とを含み、
前記制御装置は、
第１の受光信号検出端子及び第２の受光信号検出端子を有し、
前記第２の選択切換部は、
前記第１の検出期間では、前記第１の受光素子の一端側を前記第１の受光信号検出端子に接続し、他端側を前記第２の受光信号検出端子に接続し、
前記第２の検出期間では、前記第２の受光素子の一端側を前記第１の受光信号検出端子に接続し、他端側を前記第２の受光信号検出端子に接続することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第１の照射ユニットは、
前記第１の検出期間では、前記第ｉの駆動電圧出力端子からの駆動電圧に基づいて前記第１の照射光強度分布を形成し、前記第ｊの駆動電圧出力端子からの駆動電圧に基づいて前記第２の照射光強度分布を形成し、
前記第２の照射ユニットは、
前記第２の検出期間では、前記第ｉの駆動電圧出力端子からの駆動電圧に基づいて前記第３の照射光強度分布を形成し、前記第ｊの駆動電圧出力端子からの駆動電圧に基づいて前記第４の照射光強度分布を形成することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記第１の照射ユニットは、
前記第１の検出期間では、前記第１の照射ユニットの一端側から他端側に向かうにつれて前記照射光の強度が低くなる前記第１の照射光強度分布と、前記第１の照射ユニットの一端側から他端側に向かうにつれて前記照射光の強度が高くなる前記第２の照射光強度分布とを交互に形成し、
前記第２の照射ユニットは、
前記第２の検出期間では、前記第２の照射ユニットの一端側から他端側に向かうにつれて前記照射光の強度が低くなる前記第３の照射光強度分布と、前記第２の照射ユニットの一端側から他端側に向かうにつれて前記照射光の強度が高くなる前記第４の照射光強度分布とを交互に形成することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記第１の照射ユニットは、
前記第１の発光素子を有する第１の光源部と、
前記第２の発光素子を有する第２の光源部と、
前記第１の光源部又は前記第２の光源部からの光源光を曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状の第１のライトガイドと、
前記第１のライトガイドからの出射光を受け、曲線形状の前記第１のライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向、又は外周側から内周側へと向かう方向に前記第１の照射光の照射方向を設定する第１の照射方向設定部を含み、
前記第２の照射ユニットは、
前記第３の発光素子を有する第３の光源部と、
前記第４の発光素子を有する第４の光源部と、
前記第３の光源部又は前記第４の光源部からの光源光を曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状の第２のライトガイドと、
前記第２のライトガイドからの出射光を受け、曲線形状の前記第２のライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向、又は外周側から内周側へと向かう方向に前記第２の照射光の照射方向を設定する第２の照射方向設定部を含むことを特徴とする光学式検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記第１の照射ユニットは、
前記第１の照射ユニットの一端と他端との間の曲線に沿って配置される前記第１の発光素子群又は前記第２の発光素子群から出射される光源光に基づいて、前記第１の照射光を出射し、
前記第２の照射ユニットは、
前記第２の照射ユニットの一端と他端との間の曲線に沿って配置される前記第３の発光素子群又は前記第４の発光素子群から出射される光源光に基づいて、前記第２の照射光を出射することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の発光素子群は、前記第１の照射ユニットの一端と他端との間の第１の曲線に沿って配置される第１の発光素子〜第ｍ（ｍは２以上の整数）の発光素子を有し、
前記第２の発光素子群は、前記第１の曲線とは離れて位置する前記第１の照射ユニットの一端と他端との間の第２の曲線に沿って配置される第ｍ＋１の発光素子〜第ｎ（ｎはｎ＞ｍ＋１である整数）の発光素子を有し、
前記第３の発光素子群は、前記第２の照射ユニットの一端と他端との間の第３の曲線に沿って配置される第ｎ＋１の発光素子〜第ｐ（ｐはｐ＞ｎ＋１である整数）の発光素子を有し、
前記第４の発光素子群は、前記第３の曲線とは離れて位置する前記第２の照射ユニットの一端と他端との間の第４の曲線に沿って配置される第ｐ＋１の発光素子〜第ｑ（ｑはｑ＞ｐ＋１である整数）の発光素子を有することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項８】
請求項６において、
前記第１の発光素子群は、第１の発光素子〜第ｍ（ｍは２以上の整数）の発光素子を有し、
前記第２の発光素子群は、第ｍ＋１の発光素子〜第ｎ（ｎはｎ＞ｍ＋１である整数）の発光素子を有し、
前記第１の発光素子〜前記第ｍの発光素子の各発光素子と前記第ｍ＋１の発光素子〜前記第ｎの発光素子の各発光素子とは、前記第１の照射ユニットの一端と他端との間の前記曲線に沿って交互に配置され、
前記第３の発光素子群は、第ｎ＋１の発光素子〜第ｐ（ｐはｐ＞ｎ＋１である整数）の発光素子を有し、
前記第４の発光素子群は、第ｐ＋１の発光素子〜第ｑ（ｑはｑ＞ｐ＋１である整数）の発光素子を有し、
前記第ｎ＋１の発光素子〜前記第ｐの発光素子の各発光素子と前記第ｐ＋１の発光素子〜前記第ｑの発光素子の各発光素子とは、前記第２の照射ユニットの一端と他端との間の前記曲線に沿って交互に配置されることを特徴とする光学式検出装置。
【請求項９】
請求項７又は８において、
前記第１の照射ユニットは、
前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子に流れる電流の電流値を設定する第１の電流調整部〜第ｎの電流調整部を有し、
前記第２の照射ユニットは、
前記第ｎ＋１の発光素子〜前記第ｑの発光素子に流れる電流の電流値を設定する第ｎ＋１の電流調整部〜第ｑの電流調整部を有することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の光学式検出装置と、
画像を表示する表示装置とを含むことを特徴とする表示システム。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれかに記載の光学式検出装置と、
前記光学式検出装置からの検出情報に基づいて処理を行う情報処理装置と、
前記情報処理装置からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置とを含むことを特徴とする情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式検出装置、表示システム及び情報処理システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、パーソナルコンピューター、カーナビゲーション装置、券売機、銀行の端末などの電子機器では、近年、表示部の前面にタッチパネルが配置された位置検出機能付きの表示装置が用いられる。この表示装置によれば、ユーザーは、表示部に表示された画像を参照しながら、表示画像のアイコン等をポインティングすることで、情報を入力することなどが可能になる。このような表示装置における位置検出方式としては、例えば、表示エリアに沿ってライトガイドを設け、複数の光源からライトガイドを介して照射光を照射し、対象物で反射した照射光を受光部で検出する方式が特許文献１に開示されている。このような構成の光学式位置検出装置では、受光部での受光結果に基づいて対象物の位置を検出する。
【０００３】
一方、上述の特許文献１に開示される方式では、表示エリアと同等の大きさのライトガイドが必要となる。従って、投写型表示装置（プロジェクター）やデジタルサイネージ用の表示装置に適用した場合には、携帯電話やパーソナルコンピューターの表示装置に比べて、その表示エリアが広いために、位置検出装置の構成が大型になってしまう。そのために特許文献１に開示される方式を用いて位置検出をすることは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の幾つかの態様によれば、従来よりも小型な構成で効率良く対象物の位置を検出することができる光学式検出装置、表示システム及び情報処理システム等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、発光素子駆動用の電圧を出力する第１の駆動電圧出力端子〜第ｋ（ｋは２以上の整数）の駆動電圧出力端子を有する制御装置と、対象物の検出用の第１の照射光を出射する第１の照射ユニットと、前記対象物の検出用の第２の照射光を出射する第２の照射ユニットと、選択切換部とを含み、前記第１の照射ユニットは、複数の発光素子と、前記複数の発光素子のうちの第１の発光素子又は第１の発光素子群の一端側が接続される第１の入力端子と、前記複数の発光素子のうちの第２の発光素子又は第２の発光素子群の一端側が接続される第２の入力端子とを有し、前記第２の照射ユニットは、複数の発光素子と、前記複数の発光素子のうちの第３の発光素子又は第３の発光素子群の一端側が接続される第３の入力端子と、前記複数の発光素子のうちの第４の発光素子又は第４の発光素子群の一端側が接続される第４の入力端子とを有し、前記選択切換部は、前記第１の照射光を用いて前記対象物の位置情報を検出する第１の検出期間では、前記第１の駆動電圧出力端子〜前記第ｋの駆動電圧出力端子のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｋである整数）の駆動電圧出力端子を前記第１の入力端子に接続し、前記第１の駆動電圧出力端子〜前記第ｋの駆動電圧出力端子のうちの第ｊ（ｊは１≦ｊ≦ｋ且つｉ≠ｊである整数）の駆動電圧出力端子を前記第２の入力端子に接続し、前記第２の照射光を用いて前記対象物の位置情報を検出する第２の検出期間では、前記第ｉの駆動電圧出力端子を前記第３の入力端子に接続し、前記第ｊの駆動電圧出力端子を前記第４の入力端子に接続し、前記第１の照射ユニットは、前記第１の検出期間では、第１の照射光強度分布と第２の照射光強度分布とを交互に形成し、前記第２の照射ユニットは、前記第２の検出期間では、第３の照射光強度分布と第４の照射光強度分布とを交互に形成する光学式検出装置に関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、第ｉ、第ｊの駆動電圧出力端子を用いて、第１の検出期間では第１の照射ユニットを駆動し、第２の検出期間では第２の照射ユニットを駆動することができる。こうすることで、第１、第２の照射ユニットを駆動するための駆動電圧出力端子の個数を減らすことができるから、制御装置の構成を簡素にしたり、消費電力を低減することなどが可能になる。その結果、検出装置の小型化などが可能になり、効率の良い光学式検出装置を実現することなどが可能になる。
【０００８】
また本発明の一態様では、第１の受光素子を有し、前記第１の照射光が前記対象物により反射されることによる第１の反射光を受光する第１の受光部と、第２の受光素子を有し、前記第２の照射光が前記対象物により反射されることによる第２の反射光を受光する第２の受光部と、第２の選択切換部とを含み、前記制御装置は、第１の受光信号検出端子及び第２の受光信号検出端子を有し、前記第２の選択切換部は、前記第１の検出期間では、前記第１の受光素子の一端側を前記第１の受光信号検出端子に接続し、他端側を前記第２の受光信号検出端子に接続し、前記第２の検出期間では、前記第２の受光素子の一端側を前記第１の受光信号検出端子に接続し、他端側を前記第２の受光信号検出端子に接続してもよい。
【０００９】
このようにすれば、第１、第２の受光信号検出端子を用いて、第１の検出期間では、第１の受光素子からの受光信号を検出し、第２の検出期間では、第２の受光素子からの受光信号を検出することができるから、制御装置の構成を簡素にすることができる。その結果、検出装置の小型化などが可能になり、効率の良い光学式検出装置を実現することなどが可能になる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記第１の照射ユニットは、前記第１の検出期間では、前記第ｉの駆動電圧出力端子からの駆動電圧に基づいて前記第１の照射光強度分布を形成し、前記第ｊの駆動電圧出力端子からの駆動電圧に基づいて前記第２の照射光強度分布を形成し、前記第２の照射ユニットは、前記第２の検出期間では、前記第ｉの駆動電圧出力端子からの駆動電圧に基づいて前記第３の照射光強度分布を形成し、前記第ｊの駆動電圧出力端子からの駆動電圧に基づいて前記第４の照射光強度分布を形成してもよい。
【００１１】
このようにすれば、第ｉ、第ｊの駆動電圧出力端子を用いて、第１の検出期間では第１、第２の照射光強度分布を形成し、第２の検出期間では第３、第４の照射光強度分布を形成することができるから、制御装置の構成を簡素にし、且つ検出精度を高めることなどが可能になる。その結果、検出精度が高く且つ効率の良い光学式検出装置を実現することなどが可能になる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記第１の照射ユニットは、前記第１の検出期間では、前記第１の照射ユニットの一端側から他端側に向かうにつれて前記照射光の強度が低くなる前記第１の照射光強度分布と、前記第１の照射ユニットの一端側から他端側に向かうにつれて前記照射光の強度が高くなる前記第２の照射光強度分布とを交互に形成し、前記第２の照射ユニットは、前記第２の検出期間では、前記第２の照射ユニットの一端側から他端側に向かうにつれて前記照射光の強度が低くなる前記第３の照射光強度分布と、前記第２の照射ユニットの一端側から他端側に向かうにつれて前記照射光の強度が高くなる前記第４の照射光強度分布とを交互に形成してもよい。
【００１３】
このようにすれば、第１、第２の照射ユニットは、強度分布の異なる２つの照射光強度分布を交互に形成することができるから、環境光などの外乱光の影響を最小限に抑えた、より精度の高い対象物の検出などが可能になる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記第１の照射ユニットは、前記第１の発光素子を有する第１の光源部と、前記第２の発光素子を有する第２の光源部と、前記第１の光源部又は前記第２の光源部からの光源光を曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状の第１のライトガイドと、前記第１のライトガイドからの出射光を受け、曲線形状の前記第１のライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向、又は外周側から内周側へと向かう方向に前記第１の照射光の照射方向を設定する第１の照射方向設定部を含み、前記第２の照射ユニットは、前記第３の発光素子を有する第３の光源部と、前記第４の発光素子を有する第４の光源部と、前記第３の光源部又は前記第４の光源部からの光源光を曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状の第２のライトガイドと、前記第２のライトガイドからの出射光を受け、曲線形状の前記第２のライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向、又は外周側から内周側へと向かう方向に前記第２の照射光の照射方向を設定する第２の照射方向設定部を含んでもよい。
【００１５】
このようにすれば、第１、第２の照射ユニットは、２つの光源部からの光源光に基づいて、曲線形状のライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向、又は外周側から内周側へと向かう方向に照射光を出射することができる。その結果、コンパクトな構成の照射ユニットで、広いエリアに照射光を出射することができるから、小型な構成で対象物の位置情報を検出することなどが可能になる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記第１の照射ユニットは、前記第１の照射ユニットの一端と他端との間の曲線に沿って配置される前記第１の発光素子群又は前記第２の発光素子群から出射される光源光に基づいて、前記第１の照射光を出射し、前記第２の照射ユニットは、前記第２の照射ユニットの一端と他端との間の曲線に沿って配置される前記第３の発光素子群又は前記第４の発光素子群から出射される光源光に基づいて、前記第２の照射光を出射してもよい。
【００１７】
このようにすれば、第１、第２の照射ユニットは、照射ユニットの一端と他端との間の曲線に沿って配置される発光素子群から出射される光源光に基づいて、第１、第２の照射光をそれぞれ出射することができる。その結果、コンパクトな構成の照射ユニットで、広いエリアに照射光を出射することができるから、小型な構成で対象物の位置情報を検出することなどが可能になる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子群は、前記第１の照射ユニットの一端と他端との間の第１の曲線に沿って配置される第１の発光素子〜第ｍ（ｍは２以上の整数）の発光素子を有し、前記第２の発光素子群は、前記第１の曲線とは離れて位置する前記第１の照射ユニットの一端と他端との間の第２の曲線に沿って配置される第ｍ＋１の発光素子〜第ｎ（ｎはｎ＞ｍ＋１である整数）の発光素子を有し、前記第３の発光素子群は、前記第２の照射ユニットの一端と他端との間の第３の曲線に沿って配置される第ｎ＋１の発光素子〜第ｐ（ｐはｐ＞ｎ＋１である整数）の発光素子を有し、前記第４の発光素子群は、前記第３の曲線とは離れて位置する前記第２の照射ユニットの一端と他端との間の第４の曲線に沿って配置される第ｐ＋１の発光素子〜第ｑ（ｑはｑ＞ｐ＋１である整数）の発光素子を有してもよい。
【００１９】
このようにすれば、第１の照射ユニットは、第１の曲線に沿って配置される第１〜第ｍの発光素子と第２の曲線に沿って配置される第ｍ＋１〜第ｎの発光素子とから交互に出射される光源光に基づいて、第１の照射光を出射することができる。また、第２の照射ユニットは、第３の曲線に沿って配置される第ｎ＋１〜第ｐの発光素子と第４の曲線に沿って配置される第ｐ＋１〜第ｑの発光素子とから交互に出射される光源光に基づいて、第２の照射光を出射することができる。
【００２０】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子群は、第１の発光素子〜第ｍ（ｍは２以上の整数）の発光素子を有し、前記第２の発光素子群は、第ｍ＋１の発光素子〜第ｎ（ｎはｎ＞ｍ＋１である整数）の発光素子を有し、前記第１の発光素子〜前記第ｍの発光素子の各発光素子と前記第ｍ＋１の発光素子〜前記第ｎの発光素子の各発光素子とは、前記第１の照射ユニットの一端と他端との間の前記曲線に沿って交互に配置され、
前記第３の発光素子群は、第ｎ＋１の発光素子〜第ｐ（ｐはｐ＞ｎ＋１である整数）の発光素子を有し、前記第４の発光素子群は、第ｐ＋１の発光素子〜第ｑ（ｑはｑ＞ｐ＋１である整数）の発光素子を有し、前記第ｎ＋１の発光素子〜前記第ｐの発光素子の各発光素子と前記第ｐ＋１の発光素子〜前記第ｑの発光素子の各発光素子とは、前記第２の照射ユニットの一端と他端との間の前記曲線に沿って交互に配置されてもよい。
【００２１】
このようにすれば、第１の照射ユニットは、曲線に沿って交互に配置される第１〜第ｍの発光素子と第ｍ＋１〜第ｎの発光素子とから交互に出射される光源光に基づいて、第１の照射光を出射することができる。また、第２の照射ユニットは、曲線に沿って交互に配置される第ｎ＋１〜第ｐの発光素子と第ｐ＋１〜第ｑの発光素子とから交互に出射される光源光に基づいて、第２の照射光を出射することができる。
【００２２】
また本発明の一態様では、前記第１の照射ユニットは、前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子に流れる電流の電流値を設定する第１の電流調整部〜第ｎの電流調整部を有し、前記第２の照射ユニットは、前記第ｎ＋１の発光素子〜前記第ｑの発光素子に流れる電流の電流値を設定する第ｎ＋１の電流調整部〜第ｑの電流調整部を有してもよい。
【００２３】
このようにすれば、第１の照射ユニットは、第１〜第ｎの電流調整部により第１〜第ｎの発光素子に流れる電流の電流値を設定することで、照射光の強度分布が異なる第１、第２の照射光強度分布を交互に形成することができる。また、第２の照射ユニットは、第ｎ＋１〜第ｑの電流調整部により第ｎ＋１〜第ｑの発光素子に流れる電流の電流値を設定することで、照射光の強度分布が異なる第３、第４の照射光強度分布を交互に形成することができる。
【００２４】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の光学式検出装置と、画像を表示する表示装置とを含む表示システムに関係する。
【００２５】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の光学式検出装置と、前記光学式検出装置からの検出情報に基づいて処理を行う情報処理装置と、前記情報処理装置からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置とを含む情報処理システムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、光学式検出装置の第１の構成例。図１（Ｃ）は、光学式検出装置の第２の構成例。
【図２】光学式検出装置の第１の構成例の詳細。
【図３】光学式検出装置の第１の構成例の動作を説明するタイミングチャート。
【図４】光学式検出装置の第２の構成例。
【図５】光学式検出装置の第２の構成例の動作を説明するタイミングチャート。
【図６】照射ユニットの第１の構成例。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、照射ユニットの第２の構成例。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、照射ユニットの第３の構成例。
【図９】照射ユニットの第３の構成例の回路構成例。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、照射ユニットの第３の構成例による照射光を説明する図。
【図１１】図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、照射ユニットの第４の構成例。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、光学式検出装置による位置情報を検出する手法を説明する図。
【図１３】第１、第２の照射ユニットを用いて対象物の位置を検出する手法を説明する図。
【図１４】表示システム及び情報処理システムの構成例。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２８】
１．光学式検出装置
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に、本実施形態の光学式検出装置１００の第１の構成例を示す。本構成例の光学式検出装置１００は、制御装置１１０、第１、第２の照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２、第１、第２の受光部ＲＵ１、ＲＵ２及び第１、第２の選択切換部ＳＥＬ１、ＳＥＬ２を含む。なお、本実施形態の光学式検出装置は図１（Ａ）、図１（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００２９】
本実施形態の光学式検出装置１００は、図１（Ａ）に示すようにスクリーン２０（表示部）の前方側（Ｚ軸方向側）に設定された検出エリアＲＤＥＴにおいて、ユーザーの指やタッチペンなどの対象物ＯＢを光学的に検出する。
【００３０】
第１、第２の照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２は、複数の発光素子を含み、対象物ＯＢを検出するための第１、第２の照射光ＬＴ１、ＬＴ２をそれぞれ出射する。発光素子は例えば赤外光（可視光領域に近い近赤外線）を出射するＬＥＤ（発光ダイオード）等である。照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２は、複数の発光素子が出射する光源光に基づいて、照射方向に応じて強度が異なる照射光を放射状に出射する。その結果、検出エリアＲＤＥＴには、第１の照射ユニットＥＵ１により照射方向に応じて強度が異なる第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２が交互に形成される。また、第２の照射ユニットＥＵ２により照射方向に応じて強度が異なる第３、第４の照射光強度分布ＬＩＤ３、ＬＩＤ４が交互に形成される。
【００３１】
ここでＸ−Ｙ平面とは、例えば表示部２０によって規定される対象面（表示面）に沿った平面である。対象面とは、検出エリアＲＤＥＴの設定対象となる面であって、例えば情報処理装置のディスプレイの表示面、或いは投射型表示装置（プロジェクター）の投影面、或いはデジタルサイネージにおけるディスプレイ面などである。
【００３２】
検出エリアＲＤＥＴとは、対象物ＯＢが検出されるエリア（領域）であって、具体的には、例えば照射光が対象物ＯＢに反射されることによる反射光を、受光部ＲＵ１、ＲＵ２が受光して、対象物ＯＢを検出することができるエリアである。より具体的には、受光部ＲＵ１、ＲＵ２が反射光を受光して対象物ＯＢを検出することが可能であって、かつ、その検出精度について、許容できる範囲の精度が確保できるエリアである。
【００３３】
照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２の形状は、中心角が１８０度である半円形状に限定されるものではなく、中心角が１８０度より小さい扇形形状であってもよい。また、半円又は扇形の曲線部分（弧の部分）は、円弧（真円の一部）でなくてもよい。例えば楕円等の一部であってもよい。
【００３４】
第１、第２の受光部ＲＵ１、ＲＵ２は、照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２が出射した照射光ＬＴ１、ＬＴ２が検出エリアＲＤＥＴに存在する対象物ＯＢにより反射されることによる反射光ＬＲ１、ＬＲ２をそれぞれ受光する。受光部ＲＵ１、ＲＵ２は、照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２の半円形状の中心に配置されてもよい。この受光部ＲＵ１、ＲＵ２は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスターなどの受光素子により実現できる。
【００３５】
制御装置１１０は、照射光ＬＴ１、ＬＴ２が対象物ＯＢにより反射することによる反射光ＬＲ１、ＬＲ２の受光結果に基づいて、対象物ＯＢの位置情報を検出する。例えば制御装置１１０は、受光部ＲＵ１、ＲＵ２の受光素子が対象物からの反射光を受光することで発生した検出電流を、検出電圧に変換し、受光結果である検出電圧に基づいて、対象物の位置情報を検出する。また制御装置１１０は、光学式検出装置１００の各種の制御処理を行う。具体的には照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２が有する発光素子の発光制御などを行う。この制御装置１１０の機能は、アナログ回路等を有する集積回路装置や、マイクロコンピューター上で動作するソフトウェア（プログラム）などにより実現できる。
【００３６】
ここで対象物の位置情報（位置特定情報）とは、対象物の位置を特定する情報であればよく、対象物の位置座標には限定されず、例えば対象物の位置を特定するための角度等であってもよい。なお、第１の構成例による位置情報検出の詳細については後述する。
【００３７】
図１（Ｃ）は、光学式検出装置１００の第２の構成例をＸ軸に沿った方向から見た図である。第２の構成例の光学式検出装置１００は、第１〜第４の照射ユニットＥＵ１〜ＥＵ４を含む。具体的には、例えば図１（Ｃ）に示すように、ＥＵ１及びＥＵ２はＲＵ１をＺ軸方向において挟むように配置され、ＥＵ３及びＥＵ４はＲＵ２をＺ軸方向において挟むように配置される。なお、本実施形態の光学式検出装置は図１（Ｃ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００３８】
ＥＵ１から出射された照射光ＬＴ１は、検出エリアＲＤＥＴ１に存在する対象物ＯＢにより反射され、その反射光ＬＲ１がＲＵ１により受光される。また、ＥＵ２から出射された照射光ＬＴ２は、検出エリアＲＤＥＴ２に存在する対象物ＯＢにより反射され、その反射光ＬＲ２がＲＵ１により受光される。同様に、ＥＵ３から出射された照射光ＬＴ３は、検出エリアＲＤＥＴ１に存在する対象物ＯＢにより反射され、その反射光ＬＲ３がＲＵ２により受光される。また、ＥＵ４から出射された照射光ＬＴ４は、検出エリアＲＤＥＴ２に存在する対象物ＯＢにより反射され、その反射光ＬＲ４がＲＵ２により受光される。このようにすることで、対象物ＯＢが２つの検出エリアＲＤＥＴ１、ＲＤＥＴ２のどちらに存在するかを検出することができる。即ち、対象物ＯＢのＺ座標位置を検出することができる。なお、第２の構成例の詳細については後述する。
【００３９】
図２に、光学式検出装置１００の第１の構成例の詳細を示す。第１の構成例の光学式検出装置１００は、制御装置１１０、第１、第２の照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２、第１、第２の受光部ＲＵ１、ＲＵ２及び第１、第２の選択切換部ＳＥＬ１、ＳＥＬ２を含む。なお、本実施形態の光学式検出装置は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００４０】
制御装置１１０は、発光素子駆動用の電圧を出力する第１〜第ｋ（ｋは２以上の整数）の駆動電圧出力端子ＤＯ１〜ＤＯｋ及び受光素子からの受光信号が入力される第１、第２の受光信号検出端子ＤＳ１、ＤＳ２を有する。また制御装置１１０は、発光素子駆動用の電圧を生成する第１〜第ｋの駆動部ＤＲＶ１〜ＤＲＶｋ、発光素子の発光タイミング等を制御するタイミング制御部１１１、駆動電圧を出力する駆動部を選択する選択部１１２、発光素子を駆動する電流を制御する駆動電流制御部１１３、受光信号を比較し、比較結果を出力する比較部１１４、第１、第２の受光信号検出端子ＤＳ１、ＤＳ２から入力された受光信号を検出し増幅する受光信号検出部１１５を含む。
【００４１】
制御装置１１０は、駆動電流制御部１１３が出力する駆動電流制御情報ＬＣＮを、位置検出情報として、例えば情報処理装置（ＰＣなど）に対して出力する。なお、位置情報検出の手法については後述する。
【００４２】
第１の照射ユニットＥＵ１は、複数の発光素子と、複数の発光素子のうちの第１の発光素子又は第１の発光素子群の一端側が接続される第１の入力端子ＤＩ１と、複数の発光素子のうちの第２の発光素子又は第２の発光素子群の一端側が接続される第２の入力端子ＤＩ２とを含む。例えば図２では、ＥＵ１は、第１、第２の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２を含み、ＬＤ１の一端側が第１の入力端子ＤＩ１に接続され、ＬＤ２の一端側が第２の入力端子ＤＩ２に接続される。なお、第１の発光素子ＬＤ１を第１の発光素子群に、また第２の発光素子ＬＤ２を第２の発光素子群に置き換えてもよい。
【００４３】
発光素子が発光ダイオード（ＬＥＤ）である場合には、例えば発光素子の一端側とは発光ダイオードのアノード（陽極）側であり、他端側とはカソード（陰極）側である。
【００４４】
第２の照射ユニットＥＵ２は、複数の発光素子と、複数の発光素子のうちの第３の発光素子又は第３の発光素子群が接続される第３の入力端子ＤＩ３と、複数の発光素子のうちの第４の発光素子又は第４の発光素子群の一端側が接続される第４の入力端子ＤＩ４とを含む。例えば図２では、ＥＵ２は、第３、第４の発光素子ＬＤ３、ＬＤ４を含み、ＬＤ３の一端側が第３の入力端子ＤＩ３に接続され、ＬＤ４の一端側が第４の入力端子ＤＩ４に接続される。なお、第３の発光素子ＬＤ３を第３の発光素子群に、また第４の発光素子ＬＤ４を第４の発光素子群に置き換えてもよい。
【００４５】
第１の選択切換部ＳＥＬ１は、第１の照射光ＬＴ１を用いて対象物ＯＢの位置情報を検出する第１の検出期間では、第１〜第ｋの駆動電圧出力端子ＤＯ１〜ＤＯｋのうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｋである整数）の駆動電圧出力端子ＤＯｉを第１の入力端子ＤＩ１に接続する。また第１〜第ｋの駆動電圧出力端子ＤＯ１〜ＤＯｋのうちの第ｊ（ｊは１≦ｊ≦ｋ且つｉ≠ｊである整数）の駆動電圧出力端子ＤＯｊを第２の入力端子ＤＩ２に接続する。一方、第２の照射光ＬＴ２を用いて対象物ＯＢの位置情報を検出する第２の検出期間では、ＳＥＬ１は、第ｉの駆動電圧出力端子ＤＯｉを第３の入力端子ＤＩ３に接続し、第ｊの駆動電圧出力端子ＤＯｊを第４の入力端子ＤＩ４に接続する。
【００４６】
例えば図２では、ＳＥＬ１はスイッチ回路ＳＷ１１、ＳＷ１２を含み、第１の検出期間では、ＤＯ１（広義にはＤＯｉ）をＤＩ１に接続し、ＤＯ２（広義にはＤＯｊ）をＤＩ２に接続する。また第２の検出期間では、ＤＯ１をＤＩ３に接続し、ＤＯ２をＤＩ４に接続する。なお、ＤＯｉ及びＤＯｊは隣接する端子でなくてもよく、またｉ＜ｊであっても、ｉ＞ｊであってもよい。
【００４７】
第１の選択切換部ＳＥＬ１のスイッチ回路ＳＷ１１、ＳＷ１２は、例えば制御装置１１０のタイミング制御部１１１からの選択信号ＳＣ１により制御することができる。
【００４８】
第１の照射ユニットＥＵ１は、第１の検出期間では、第ｉの駆動電圧出力端子ＤＯｉからの駆動電圧に基づいて第１の照射光強度分布を形成し、第ｊの駆動電圧出力端子ＤＯｊからの駆動電圧に基づいて第１の照射光強度分布とは異なる第２の照射光強度分布を形成する。
【００４９】
また第２の照射ユニットＥＵ２は、第２の検出期間では、第ｉの駆動電圧出力端子ＤＯｉからの駆動電圧に基づいて第３の照射光強度分布を形成し、第ｊの駆動電圧出力端子ＤＯｊからの駆動電圧に基づいて第３の照射光強度分布とは異なる第４の照射光強度分布を形成する。
【００５０】
具体的には、例えば図２においてＤＯ１（広義にはＤＯｉ）及びＤＯ２（広義にはＤＯｊ）から駆動電圧が交互に出力されるから、第１の検出期間ではＬＤ１とＬＤ２とが交互に発光する。こうすることで、第１の照射ユニットＥＵ１は第１の照射光ＬＴ１を出射し、第１の照射光強度分布と第２の照射光強度分布とを交互に形成することができる。また第２の検出期間ではＬＤ３とＬＤ４とが交互に発光することで、第２の照射ユニットＥＵ２は第２の照射光ＬＴ２を出射し、第３の照射光強度分布と第４の照射光強度分布とを交互に形成することができる。なお、第１〜第４の照射光強度分布の詳細については、後述する。
【００５１】
図２では、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４の他端（カソード）は低電位電源ノードＶＳＳに接続されているが、これ以外の所定の電圧ノードに接続してもよい。或いは、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４の極性を逆にし、アノードを高電位電源ノードＶＤＤに接続してもよい。この場合には、駆動部ＤＲＶ１〜ＤＲＶｋは低電位レベルを出力することで各発光素子を駆動する。
【００５２】
第１の受光部ＲＵ１は、第１の受光素子ＰＤ１を有し、第１の照射光ＬＴ１が対象物ＯＢにより反射されることによる第１の反射光ＬＲ１を受光する。また第２の受光部ＲＵ２は、第１の受光素子ＰＤ２を有し、第２の照射光ＬＴ２が対象物ＯＢにより反射されることによる第２の反射光ＬＲ２を受光する。
【００５３】
第２の選択切換部ＳＥＬ２は、第１の検出期間では、第１の受光素子ＰＤ１の一端側を第１の受光信号検出端子ＤＳ１に接続し、他端側を第２の受光信号検出端子ＤＳ２に接続する。また第２の検出期間では、第２の受光素子ＰＤ２の一端側を第１の受光信号検出端子ＤＳ１に接続し、他端側を第２の受光信号検出端子ＤＳ２に接続する。このようにすることで、受光信号検出部１１５は、第１の検出期間では第１の受光部ＲＵ１からの受光信号を検出し、第２の検出期間では第２の受光部ＲＵ１からの受光信号を検出することができる。
【００５４】
受光素子がフォトダイオードである場合には、例えば受光素子の一端側とはフォトダイオードのアノード（陽極）側であり、他端側とはカソード（陰極）側である。
【００５５】
第２の選択切換部ＳＥＬ２のスイッチ回路ＳＷ２１、ＳＷ２２は、例えば制御装置１１０のタイミング制御部１１１からの選択信号ＳＣ２により制御することができる。
【００５６】
図３は、光学式検出装置１００の第１の構成例（図２）の動作を説明するタイミングチャートである。図３には、駆動部ＤＲＶ１、ＤＲＶ２から出力される駆動電圧波形、照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２、受光部ＲＵ１、ＲＵ２の各動作状態及び受光信号検出部１１５に入力される受光信号を示す。
【００５７】
第１の検出期間ＴＤ１では、上述したように、ＳＥＬ１は駆動電圧出力端子ＤＯ１を入力端子ＤＩ１に接続し、ＤＯ２をＤＩ２に接続する。従って、ＤＲＶ１及びＤＲＶ２から交互に出力される駆動電圧によって、第１の照射ユニットＥＵ１の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２が交互に発光し、ＥＵ１は第１の照射光ＬＴ１を出射する。そして第１の照射光ＬＴ１が対象物ＯＢにより反射されることによる第１の反射光ＬＲ１を第１の受光部ＲＵ１が受光する。第１の検出期間ＴＤ１では、上述したように、ＳＥＬ２は第１の受光素子ＰＤ１を第１、第２の受光信号検出端子ＤＳ１、ＤＳ２に接続する。従って、第１の受光部ＲＵ１が受光した第１の反射光ＬＲ１による受光信号が、受光信号検出部１１５に入力される。
【００５８】
一方、第２の検出期間ＴＤ２では、上述したように、ＳＥＬ１は駆動電圧出力端子ＤＯ１を入力端子ＤＩ３に接続し、ＤＯ２をＤＩ４に接続する。従って、ＤＲＶ１及びＤＲＶ２から交互に出力される駆動電圧によって、第２の照射ユニットＥＵ２の発光素子ＬＤ３、ＬＤ４が交互に発光し、ＥＵ２は第２の照射光ＬＴ２を出射する。そして第２の照射光ＬＴ２が対象物ＯＢにより反射されることによる第２の反射光ＬＲ２を第２の受光部ＲＵ２が受光する。第２の検出期間ＴＤ２では、上述したように、ＳＥＬ２は第２の受光素子ＰＤ２を第１、第２の受光信号検出端子ＤＳ１、ＤＳ２に接続する。従って、第２の受光部ＲＵ２が受光した第２の反射光ＬＲ２による受光信号が、受光信号検出部１１５に入力される。
【００５９】
このように本実施形態の光学式検出装置１００によれば、第１の検出期間ＴＤ１ではＥＵ１及びＲＵ１により対象物の位置情報を検出し、第２の検出期間ＴＤ２ではＥＵ２及びＲＵ２により対象物の位置情報を検出することができる。２組の照射ユニット及び受光部を用いることで、対象物の位置情報を精度良く検出することが可能になる。
【００６０】
また、本実施形態の光学式検出装置１００によれば、選択切換部ＳＥＬ１、ＳＥＬ２を設けることで、制御装置１１０の構成を簡素にすることができる。例えば図２に示したように、選択切換部ＳＥＬ１で切り換えることで、４個の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ４を駆動するためには２つの駆動部ＤＲＶ１、ＤＲＶ２で足りる。また選択切換部ＳＥＬ２で切り換えることで、２つの受光素子ＰＤ１、ＰＤ２からの受光信号を検出するためには１つの受光信号検出部１１５で足りる。このように駆動部及び受光信号検出部の個数を減らすことができるから、制御装置１１０の構成を簡素にすることができる。その結果、制御装置１１０の設計コスト及び製造コストの低減などが可能になる。また光学式検出装置の構成を小型にすることが可能になる。
【００６１】
さらに本実施形態の光学式検出装置１００によれば、駆動部の個数を減らすことにより、待機状態での消費電力を低減することができる。例えばＬＤ３、ＬＤ４を駆動するために、ＳＥＬ１を用いずに第３、第４の駆動部ＤＲＶ３、ＤＲＶ４を設ける構成では、第１の検出期間ＴＤ１ではＤＲＶ３、ＤＲＶ４が待機状態になり、第２の検出期間ＴＤ２ではＤＲＶ１、ＤＲＶ２が待機状態になる。一方、図２に示す本実施形態の制御装置１１０では、２個の駆動部ＤＲＶ１、ＤＲＶ２のみ設ける構成にすることができるから、第１、第２の検出期間ＴＤ１、ＴＤ２において待機状態になる駆動部がなくなり、待機状態での消費電力を低減することができる。
【００６２】
図４に、本実施形態の光学式検出装置１００の第２の構成例を示す。第２の構成例は、４つの照射ユニットＥＵ１〜ＥＵ４を含む。また選択切換部ＳＥＬ１は、４つのスイッチ回路ＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１４を含む。照射ユニットＥＵ１〜ＥＵ４及び受光部ＲＵ１、ＲＵ２の配置は、例えば図１（Ｃ）に示した配置とすることができる。
【００６３】
第１の検出期間では、選択切換部ＳＥＬ１は、ＤＯ１をＤＩ１に接続し、ＤＯ２をＤＩ２に接続し、ＤＯ３をＤＩ３に接続し、ＤＯ４をＤＩ４に接続する。こうすることで、第１の検出期間では、照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２が照射光ＬＴ１、ＬＴ２をそれぞれ出射する。そして受光部ＲＵ１が反射光ＬＲ１、ＬＲ２を受光して、ＲＵ１からの受光信号が受光信号検出部１１５により検出される。
【００６４】
また第２の検出期間では、選択切換部ＳＥＬ１は、ＤＯ１をＤＩ５に接続し、ＤＯ２をＤＩ６に接続し、ＤＯ３をＤＩ７に接続し、ＤＯ４をＤＩ８に接続する。こうすることで、第１の検出期間では、照射ユニットＥＵ３、ＥＵ４が照射光ＬＴ３、ＬＴ４をそれぞれ出射する。そして受光部ＲＵ２が反射光ＬＲ３、ＬＲ４を受光して、ＲＵ２からの受光信号が受光信号検出部１１５により検出される。
【００６５】
図５は、光学式検出装置１００の第２の構成例（図４）の動作を説明するタイミングチャートである。図５には、駆動部ＤＲＶ１〜ＤＲＶ４から出力される駆動電圧波形、照射ユニットＥＵ１〜ＥＵ４、受光部ＲＵ１、ＲＵ２の各動作状態及び受光信号検出部１１５に入力される受光信号を示す。
【００６６】
第１の検出期間ＴＤ１では、上述したように、ＳＥＬ１は駆動電圧出力端子ＤＯ１を入力端子ＤＩ１に接続し、ＤＯ２をＤＩ２に接続し、ＤＯ３をＤＩ３に接続し、ＤＯ４をＤＩ４に接続する。従って、第１の検出期間ＴＤ１の前半期間ＴＤ１１では、ＤＲＶ１及びＤＲＶ２から交互に出力される駆動電圧によって、第１の照射ユニットＥＵ１の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２が交互に発光し、ＥＵ１は第１の照射光ＬＴ１を出射する。そしてＬＴ１が対象物ＯＢにより反射されることによる第１の反射光ＬＲ１を第１の受光部ＲＵ１が受光する。第１の検出期間ＴＤ１では、上述したように、ＳＥＬ２は第１の受光素子ＰＤ１を第１、第２の受光信号検出端子ＤＳ１、ＤＳ２に接続する。従って、ＲＵ１が受光したＬＲ１による受光信号が受光信号検出部１１５に入力される。
【００６７】
また第１の検出期間ＴＤ１の後半期間ＴＤ１２では、ＤＲＶ３及びＤＲＶ４から交互に出力される駆動電圧によって、第２の照射ユニットＥＵ２の発光素子ＬＤ３、ＬＤ４が交互に発光し、ＥＵ２は第２の照射光ＬＴ２を出射する。そしてＬＴ２が対象物ＯＢにより反射されることによる第２の反射光ＬＲ２を第１の受光部ＲＵ１が受光する。ＲＵ１が受光したＬＲ２による受光信号が受光信号検出部１１５に入力される。
【００６８】
一方、第２の検出期間ＴＤ２では、上述したように、ＳＥＬ１は駆動電圧出力端子ＤＯ１を入力端子ＤＩ５に接続し、ＤＯ２をＤＩ６に接続し、ＤＯ３をＤＩ７に接続し、ＤＯ４をＤＩ８に接続する。従って、第２の検出期間ＴＤ２の前半期間ＴＤ２１では、ＤＲＶ１及びＤＲＶ２から交互に出力される駆動電圧によって、第３の照射ユニットＥＵ３の発光素子ＬＤ５、ＬＤ６が交互に発光し、ＥＵ３は第３の照射光ＬＴ３を出射する。そしてＬＴ３が対象物ＯＢにより反射されることによる第３の反射光ＬＲ３を第２の受光部ＲＵ２が受光する。第２の検出期間ＴＤ２では、上述したように、ＳＥＬ２は第２の受光素子ＰＤ２を第１、第２の受光信号検出端子ＤＳ１、ＤＳ２に接続する。従って、ＲＵ２が受光したＬＲ３による受光信号が受光信号検出部１１５に入力される。
【００６９】
また第２の検出期間ＴＤ２の後半期間ＴＤ２２では、ＤＲＶ３及びＤＲＶ４から交互に出力される駆動電圧によって、第４の照射ユニットＥＵ４の発光素子ＬＤ７、ＬＤ８が交互に発光し、ＥＵ４は第４の照射光ＬＴ４を出射する。そしてＬＴ４が対象物ＯＢにより反射されることによる第４の反射光ＬＲ４を第２の受光部ＲＵ２が受光する。ＲＵ２が受光したＬＲ４による受光信号が受光信号検出部１１５に入力される。
【００７０】
このように本実施形態の光学式検出装置１００の第２の構成例によれば、第１の検出期間ＴＤ１ではＥＵ１、ＥＵ２及びＲＵ１により対象物の位置情報を検出し、第２の検出期間ＴＤ２ではＥＵ３、ＥＵ４及びＲＵ２により対象物の位置情報を検出することができる。こうすることで、例えば図１（Ｃ）に示すような対象物のＺ座標位置の検出など、対象物の位置情報をより詳細に検出することが可能になる。
【００７１】
また第２の構成例によれば、選択切換部を設けることで、４個の照射ユニットを駆動するための駆動部の個数を８個から４個に減らすことができるから、制御装置１１０の構成を簡素にすることができ、また待機状態での消費電力を低減することができる。或いは、選択切換部を設けずに、４個の駆動部を含む制御装置を２個用いる構成と比較すると、本実施形態の第２の構成例では制御装置が１個で足りるから、光学式検出装置の構成を簡素にすることができ、コストの低減などが可能になる。また、制御装置が１個で足りるから、制御装置と情報処理装置（ＰＣなど）との通信処理が容易になる。
【００７２】
２．照射ユニット
図６に、本実施形態の照射ユニットＥＵ（ＥＵ１、ＥＵ２など）の第１の構成例を示す。照射ユニットＥＵの第１の構成例は、複数の発光素子として第１、第２の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２を含み、図示していないが第１の入力端子ＤＩ１及び第２の入力端子ＤＩ２をさらに含む。また照射ユニットＥＵは、照射ユニットＥＵの一端から他端に沿って設けられるライトガイドＬＧ、照射ユニットＥＵの一端に設けられる第１の光源部ＬＳＵ１、照射ユニットＥＵの他端に設けられる第２の光源部ＬＳＵ２及び照射光ＬＴの照射方向を設定する照射方向設定部ＬＥを含む。また、照射ユニットＥＵは、反射シートＲＳをさらに含んでもよい。なお、照射ユニットＥＵの一端或いは他端は、照射ユニットＥＵの厳密な端でなくてもよい。
【００７３】
なお、本実施形態の照射ユニットＥＵは図６の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。また、図６では、第１の照射ユニットＥＵ１を例として示すが、他の照射ユニットＥＵ２〜ＥＵ４なども同様の構成とすることができる。
【００７４】
ライトガイドＬＧは、第１の光源光が入射する第１の入射部ＬＡ１と、第２の光源光が入射する第２の入射部ＬＡ２と、第１の入射部ＬＡ１と第２の入射部ＬＡ２とに接続され、凸面を有する湾曲した導光路ＬＢとを含む。
【００７５】
第１、第２の光源部ＬＳＵ１、ＬＳＵ２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子ＬＤ１、ＬＤ２をそれぞれ有し、例えば赤外光（可視光領域に近い近赤外線）の第１、第２の光源光を第１、第２の入射部ＬＡ１、ＬＡ２にそれぞれ出射する。そして、第１、第２の光源光に基づいて、照射光ＬＴ１が出射される。光源部ＬＳＵ１、ＬＳＵ２が発光する光源光は、ユーザーの指やタッチペン等の対象物により効率的に反射される波長帯域の光や、外乱光となる環境光にあまり含まれない波長帯域の光であることが望ましい。具体的には、人体の表面での反射率が高い波長帯域の光である８５０ｎｍ付近の波長の赤外光や、環境光にあまり含まれない波長帯域の光である９５０ｎｍ付近の赤外光などである。
【００７６】
照射方向設定部ＬＥは、導光路ＬＢの凸面から出射される光源光の出射方向を、光源光の出射位置における凸面の法線方向に設定する。
【００７７】
ライトガイドＬＧは、光源部ＬＳＵ１、ＬＳＵ２からの光源光を曲線状の導光路ＬＢ（広義には導光経路）に沿って導光し、その形状は曲線形状になっている。具体的には図６ではライガイドＬＧは円弧形状になっている。なお、図６ではライトガイドＬＧはその中心角が１８０度の円弧形状になっているが、中心角が１８０度よりも小さい円弧形状であってもよい。ライトガイドＬＧは、例えばアクリル樹脂やポリカーボネートなどの透明な樹脂部材等により形成される。
【００７８】
ライトガイドＬＧの外周側及び内周側の少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの光源光の出光効率を調整するための加工が施されている。加工手法としては、例えば反射ドットを印刷するシルク印刷方式や、スタンパーやインジェクションで凹凸を付ける成型方式や、溝加工方式などの種々の手法を採用できる。
【００７９】
プリズムシートＰＳとルーバーフィルムＬＦにより実現される照射方向設定部ＬＥは、ライトガイドＬＧの外周側に設けられ、ライトガイドＬＧの外周側（外周面）から出射される光源光を受ける。そして曲線形状（円弧形状）のライトガイドＬＧの内周側から外周側へと向かう方向に照射光ＬＴ１の照射方向を設定する。即ち、ライトガイドＬＧの外周側から出射される光源光の方向を、ライトガイドＬＧの例えば法線方向（半径方向）に沿った照射方向に設定（規制）する。これにより、ライトガイドＬＧの内周側から外周側に向かう方向に、照射光ＬＴ１が出射される。
【００８０】
このような照射光ＬＴ１の照射方向の設定は、照射方向設定部ＬＥのプリズムシートＰＳやルーバーフィルムＬＦなどにより実現される。例えばプリズムシートＰＳは、ライトガイドＬＧの内周側から低視角で出射される光源光の方向を、法線方向側に立ち上げて、出光特性のピークが法線方向になるように設定する。またルーバーフィルムＬＦは、法線方向以外の方向の光（低視角光）を遮光（カット）する。
【００８１】
例えば図３に示したように、第１の検出期間ＴＤ１では駆動部ＤＲＶ１、ＤＲＶ２から駆動電圧が交互に出力され、発光素子ＬＤ１、ＬＤ２（即ち、光源部ＬＳＵ１、ＬＳＵ２）が交互に第１、第２の光源光を出射する。ＬＳＵ１が発光する期間には、第１の光源光に基づいて照射光ＬＴ１ａが出射される。この照射光ＬＴ１ａは、図６に示すように、照射ユニットＥＵの一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が低くなる第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を有する。またＬＳＵ２が発光する期間には、第２の光源光に基づいて照射光ＬＴ１ｂが出射される。この照射光ＬＴ１ｂは、図６に示すように、照射ユニットＥＵの一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が高くなる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を有する。このように、第１の検出期間ＴＤ１では、照射ユニットＥＵ１は強度分布が異なる第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を交互に形成する。
【００８２】
図示していないが、第２の照射ユニットＥＵ２についても、ＥＵ１と同様の構成とすることができる。例えば図３に示したように、第２の検出期間ＴＤ２では駆動部ＤＲＶ１、ＤＲＶ２から駆動電圧が交互に出力され、発光素子ＬＤ３、ＬＤ４（即ち、光源部ＬＳＵ３、ＬＳＵ４）が交互に第３、第４の光源光を出射する。ＬＳＵ３が発光する期間には、第３の光源光に基づいて照射光ＬＴ２ａが出射される。この照射光ＬＴ２ａは、照射ユニットＥＵの一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が低くなる第３の照射光強度分布ＬＩＤ３を有する。またＬＳＵ４が発光する期間には、第４の光源光に基づいて照射光ＬＴ２ｂが出射される。この照射光ＬＴ２ｂは、照射ユニットＥＵの一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が高くなる第４の照射光強度分布ＬＩＤ４を有する。このように、第２の検出期間ＴＤ２では、照射ユニットＥＵ２は強度分布が異なる第３、第４の照射光強度分布ＬＩＤ３、ＬＩＤ４を交互に形成する。
【００８３】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵ（ＥＵ１、ＥＵ２など）の第２の構成例を示す。照射ユニットＥＵの第２の構成例では、第１の構成例と異なり、ライトガイドＬＧは凹面を有する湾曲した導光路ＬＢを含む。そして照射方向設定部ＬＥは、導光路ＬＢの凹面から出射される光源光の出射方向を、光源光の出射位置における凹面の法線方向に設定する。
【００８４】
具体的には、照射方向設定部ＬＥは、ライトガイドＬＧの内周側に設けられ、ライトガイドＬＧの内周側（内周面）から出射される光源光を受ける。そして曲線形状（円弧形状）のライトガイドＬＧの外周側から内周側へと向かう方向に照射方向が設定された照射光ＬＴを出射する。即ち、ライトガイドＬＧの内周側から出射される光源光の方向を、ライトガイドＬＧの例えば法線方向（半径方向）に沿った照射方向に設定（規制）する。これにより、ライトガイドＬＧの外周側から内周側に向かう方向に、照射光ＬＴが出射される。
【００８５】
図７（Ａ）には、第１の光源部ＬＳＵ１（発光素子ＬＤ１）が発光する期間に出射される照射光ＬＴ１ａ及び第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を示す。
【００８６】
第１の検出期間ＴＤ１では駆動部ＤＲＶ１、ＤＲＶ２から駆動電圧が交互に出力され、発光素子ＬＤ１、ＬＤ２（光源部ＬＳＵ１、ＬＳＵ２）が交互に第１、第２の光源光を出射する。ＬＳＵ１が発光する期間には、第１の光源光に基づいて照射光ＬＴ１ａが出射される。この照射光ＬＴ１ａは、図７（Ａ）に示すように、照射ユニットＥＵの一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が低くなる第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を有する。
【００８７】
またＬＳＵ２が発光する期間には、第２の光源光に基づいて照射光ＬＴ１ｂが出射される。この照射光ＬＴ１ｂは、図７（Ｂ）に示すように、照射ユニットＥＵの一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が高くなる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を有する。このように、第１の検出期間ＴＤ１では、照射ユニットＥＵ１は強度分布が異なる第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を交互に形成する。
【００８８】
図示していないが、第２の照射ユニットＥＵ２についても同様に、第２の検出期間ＴＤ２において強度分布が異なる第３、第４の照射光強度分布ＬＩＤ３、ＬＩＤ４を交互に形成することができる。
【００８９】
照射ユニットＥＵの第２の構成例では、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、受光部ＲＵは照射ユニットＥＵと検出エリアＲＤＥＴとの間に配置され、より具体的には、照射光の照射基準面に垂直な方向において、照射ユニットＥＵとは異なる位置に配置される。このようにすれば、受光部ＲＵが照射ユニットＥＵから出射された照射光を遮ることがなくなる。さらに受光部ＲＵは、基準点ＰＥから照射基準面に垂直な方向に離れて配置されてもよい。このようにすれば、基準点ＰＥと検出エリアＲＤＥＴとの距離を短くすることができるから、光学式検出装置の取り付け位置などの制約を少なくすることが可能になる。
【００９０】
図８（Ａ）、図８（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵ１の第３の構成例を示す。照射ユニットＥＵ１の第３の構成例は、第１の照射ユニットＥＵ１の一端と他端との間の曲線に沿って配置される第１の発光素子群及び第２の発光素子群を含み、第１、第２の発光素子群から出射される光源光に基づいて、第１の照射光を出射する。また図示していないが、第１の入力端子ＤＩ１及び第２の入力端子ＤＩ２をさらに含み、第１の入力端子ＤＩ１には第１の発光素子群の一端側が接続され、第２の入力端子ＤＩ２には第２の発光素子群の一端側が接続される。
【００９１】
具体的には、第１の発光素子群は、第１の照射ユニットの一端と他端との間の第１の曲線ＣＵＲ１に沿って配置される第１の発光素子〜第ｍ（ｍは２以上の整数）の発光素子を有する。また第２の発光素子群は、第１の曲線ＣＵＲ１とは離れて位置する第１の照射ユニットの一端と他端との間の第２の曲線ＣＵＲ２に沿って配置される第ｍ＋１の発光素子〜第ｎ（ｎはｎ＞ｍ＋１である整数）の発光素子を有する。
【００９２】
なお、本実施形態の照射ユニットは図８（Ａ）、図８（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００９３】
図８（Ａ）に示すように、第３の構成例では、第１の発光素子群を構成する第１〜第ｍ（ｍは１＜ｍ＜ｎである整数）の発光素子ＬＤ１〜ＬＤｍは、照射ユニットＥＵの一端と他端との間の第１の曲線ＣＵＲ１に沿って配置される。また、第２の発光素子群を構成する第ｍ＋１〜第ｎの発光素子ＬＤｍ＋１〜ＬＤｎは、第１の曲線ＣＵＲ１とは離れて位置する第２の曲線ＣＵＲ２に沿って配置される。
【００９４】
第１の曲線ＣＵＲ１の一端に第１の発光素子ＬＤ１が配置され、他端に第ｍの発光素子ＬＤｍが配置される。また、第２の曲線ＣＵＲ２の一端に第ｍ＋１の発光素子ＬＤｍ＋１が配置され、他端に第ｎの発光素子ＬＤｎが配置される。なお、第１、第２の曲線ＣＵＲ１、ＣＵＲ２の一端或いは他端は、各曲線ＣＵＲ１、ＣＵＲ２の厳密な端でなくてもよい。
【００９５】
第１〜第ｎの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎは、例えば赤外光（可視光領域に近い近赤外線）を出射するＬＥＤ（発光ダイオード）等であって、曲線ＣＵＲ１、ＣＵＲ２に沿って配置され、光源光をそれぞれ出射する。照射ユニットＥＵは、第１〜第ｎの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎから出射される光源光に基づいて、照射光（第１の照射光ＬＴ１など）を出射する
曲線ＣＵＲ１、ＣＵＲ２は円弧線であってもよいし、曲率半径が変化する曲線であってもよい。また、各発光素子の配置間隔は等間隔であってもよいし、変化する間隔であってもよい。
【００９６】
以下の説明のために、図８（Ａ）に示すように、第１、第２、第３の方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を定義する。すなわち、曲線ＣＵＲ１、ＣＵＲ２の他端から一端へ向かう方向を第２の方向Ｄ２とし、第２の方向Ｄ２に垂直で曲線ＣＵＲ１、ＣＵＲ２の内側から外側に向かう方向を第１の方向Ｄ１とする。そして第１、第２の方向Ｄ１、Ｄ２に垂直な方向を第３の方向Ｄ３とする。
【００９７】
第１の曲線ＣＵＲ１と第２の曲線ＣＵＲ２とは、互いに交差せず、離れた位置に配置される。具体的には、例えば第１の曲線ＣＵＲ１と第２の曲線ＣＵＲ２とは、第３の方向Ｄ３において分離して配置される。第１の曲線ＣＵＲ１と第２の曲線ＣＵＲ２との第３の方向Ｄ３における距離（間隔）は、一定であってもよいし、変化してもよい。
【００９８】
図８（Ｂ）は、第３の構成例を第２の方向Ｄ２から見た図である。第１〜第ｍの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｍは、第１の照射基準面ＳＬ１に沿って光源光をそれぞれ出射する。また、第ｍ＋１〜第ｎの発光素子ＬＤｍ＋１〜ＬＤｎは、第２の照射基準面ＳＬ２に沿って光源光をそれぞれ出射する。第１、第２の照射基準面ＳＬ１、ＳＬ２は、照射ユニットＥＵが照射光を出射する方向を規定するための仮想的な面であって、これら照射基準面ＳＬ１、ＳＬ２に沿って照射光が出射される。
【００９９】
ただし、各発光素子からの光源光は一定の角度で広がりを持つから、その光源光に基づいて出射される照射光も、照射基準面ＳＬ１、ＳＬ２の面内に限定されず、照射基準面ＳＬ１、ＳＬ２を基準として第３の方向Ｄ３及びその反対方向に一定の広がりを持つ。
【０１００】
図９に、照射ユニットＥＵの第３の構成例の回路構成例を示す。図９では第１の照射ユニットＥＵ１を例として示すが、他の照射ユニット（ＥＵ２〜ＥＵ４など）も同様の構成とすることができる。第３の構成例のＥＵ１は、複数の発光素子として第１の発光素子群ＬＤ１〜ＬＤｍ、第２の発光素子群ＬＤｍ＋１〜ＬＤｎを含み、さらに第１〜第ｎの電流調整部ＡＪ１〜ＡＪｎ、第１、第２の入力端子ＤＩ１、ＤＩ２を含む。
【０１０１】
第１の発光素子群ＬＤ１〜ＬＤｍの各発光素子の一端側は第１の入力端子ＤＩ１に接続され、第２の発光素子群ＬＤｍ＋１〜ＬＤｎの各発光素子の一端側は第２の入力端子ＤＩ２に接続される。
【０１０２】
第１〜第ｎの電流調整部ＡＪ１〜ＡＪｎは、第１〜第ｎの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎとそれぞれ直列に接続され、ＬＤ１〜ＬＤｎに流れる電流の電流値を設定する。図９では、電流調整部ＡＪ１〜ＡＪｎは各発光素子の他端側、即ち各発光素子と低電位電源端子ＶＳＳとの間に設けられているが、各発光素子の一端側、即ち各発光素子と第１、第２の入力端子ＤＩ１、ＤＩ２との間に設けてもよい。
【０１０３】
電流調整部ＡＪ１〜ＡＪｎは、例えば抵抗素子であってもよいし、電流制限用ダイオードであってもよい。電流調整部ＡＪ１〜ＡＪｎが抵抗素子である場合には、例えば以下のように抵抗値が設定される。即ち、電流調整部ＡＪ１〜ＡＪｎの抵抗値をＲ１〜Ｒｎとした場合に、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜・・・＜Ｒｍ及びＲｍ＋１＞Ｒｍ＋２＞Ｒｍ＋３＞・・・＞Ｒｎとなるように設定される。このようにすることで、発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎに流れる電流の電流値をＩ１〜Ｉｎとした場合に、Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３＞・・・＜Ｉｍ及びＩｍ＋１＜Ｉｍ＋２＜Ｉｍ＋３＜・・・＜Ｉｎとなるように設定することができる。
【０１０４】
このように電流値を設定することで、第１の入力端子ＤＩ１に駆動電圧が入力される期間には、第１の発光素子群ＬＤ１〜ＬＤｍは、第１の曲線ＣＵＲ１の一端から他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が低くなる第１〜第ｍの光源光ＬＳ１〜ＬＳｍを出射する。また第２の入力端子ＤＩ２に駆動電圧が入力される期間には、第２の発光素子群ＬＤｍ＋１〜ＬＤｎは、第２の曲線ＣＵＲ２の一端から他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が高くなる第ｍ＋１〜第ｎの光源光ＬＳｍ＋１〜ＬＳｎを出射する。
【０１０５】
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、照射ユニットＥＵの第３の構成例による照射光を説明する図である。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）では、例えば第１の発光素子群として第１〜第１３の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ１３を含み、第２の発光素子群として第１４〜第２６の発光素子ＬＤ１４〜ＬＤ２６を含む構成例について示す。
【０１０６】
図１０（Ａ）に、第１の入力端子ＤＩ１に駆動電圧が入力される期間（第１の期間）に出射される照射光を示す。第１の期間では、第１の発光素子群（ＬＤ１〜ＬＤ１３）は、第１の曲線ＣＵＲ１の一端から他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が低くなる光源光ＬＳ１〜ＬＳ１３を出射する。例えば、ＬＤ１は光源光ＬＳ１を出射し、次のＬＤ２はＬＤ１よりも光量が低い光源光ＬＳ２を出射し、次のＬＤ３はＬＤ２よりも光量が低い光源光ＬＳ３を出射する。そして最後のＬＤ１３はＬＤ１２よりも光量の低い光源光ＬＳ１３を出射する。すなわち、第１の曲線ＣＵＲ１の一端からは最も光量の高い光源光が出射され、一端から他端に向かって徐々に光量が減少し、他端からは最も光量の低い光源光が出射される。
【０１０７】
このようにして、第１の期間では光源光ＬＳ１〜ＬＳ１３が出射され、これに基づいて照射ユニットＥＵの一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が低くなる第１の照射光強度分布ＬＩＤ１が形成される。
【０１０８】
図１０（Ｂ）に、第２の入力端子ＤＩ２に駆動電圧が入力される期間（第２の期間）に出射される照射光を示す。第２の期間では、第２の発光素子群（ＬＤ１４〜ＬＤ２６）は、第２の曲線ＣＵＲ２の一端から他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が高くなる光源光ＬＳ１４〜ＬＳ２６を出射する。例えば、ＬＤ１４は光源光ＬＳ１４を出射し、次のＬＤ１５はＬＤ１４よりも光量が高い光源光ＬＳ１５を出射し、次のＬＤ１６はＬＤ１５よりも光量が高い光源光ＬＳ１６を出射する。そして最後のＬＤ２６はＬＤ２５よりも光量の高い光源光ＬＳ２６を出射する。すなわち、第２の曲線ＣＵＲ２の一端からは最も光量の低い光源光が出射され、一端から他端に向かって徐々に光量が増加し、他端からは最も光量の高い光源光が出射される。
【０１０９】
このようにして、第２の期間では光源光ＬＳ１４〜ＬＳ２６が出射され、これに基づいて照射ユニットＥＵの一端から他端に向かうにつれて照射光の強度が高くなる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２が形成される。
【０１１０】
図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵ１の第４の構成例を示す。照射ユニットＥＵ１の第４の構成例は、第１の照射ユニットＥＵ１の一端と他端との間の曲線に沿って配置される第１の発光素子群及び第２の発光素子群を含み、第１、第２の発光素子群から出射される光源光に基づいて、第１の照射光を出射する。また図示していないが、第１の入力端子ＤＩ１及び第２の入力端子ＤＩ２をさらに含み、第１の入力端子ＤＩ１には第１の発光素子群の一端側が接続され、第２の入力端子ＤＩ２には第２の発光素子群の一端側が接続される。
【０１１１】
具体的には、第１の発光素子群は、第１〜第ｍ（ｍは２以上の整数）の発光素子を有し、第２の発光素子群は、第ｍ＋１〜第ｎ（ｎはｎ＞ｍ＋１である整数）の発光素子を有する。そして第１〜第ｍの発光素子の各発光素子と第ｍ＋１〜第ｎの発光素子の各発光素子とは、第１の照射ユニットＥＵ１の一端と他端との間の曲線ＣＵＲに沿って交互に配置される。
【０１１２】
照射ユニットＥＵ１の第４の構成例においても、上述した第３の構成例と同様に、第１の期間では、第１の発光素子群から光源光が出射され、これに基づいて照射ユニットＥＵ１の一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が低くなる第１の照射光強度分布ＬＩＤ１が形成される。また第２の期間では、第２の発光素子群から光源光が出射され、これに基づいて照射ユニットＥＵ１の一端から他端に向かうにつれて照射光の強度が高くなる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２が形成される。
【０１１３】
以上説明したように、本実施形態の照射ユニットＥＵによれば、第１の検出期間ＴＤ１では、第１の照射ユニットＥＵ１が第１の照射光強度分布ＬＩＤ１と第２の照射光強度分布ＬＩＤ２とを交互に形成することができる。第１の照射光強度分布ＬＩＤ１は、照射ユニットＥＵ１の一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が低くなる分布であり、第２の照射光強度分布ＬＩＤ２は、照射ユニットＥＵ１の一端から他端に向かうにつれて、照射光の強度が高くなる分布である。
【０１１４】
同様に、第２の検出期間ＴＤ２では、第２の照射ユニットＥＵ２が第３の照射光強度分布ＬＩＤ３と第４の照射光強度分布ＬＩＤ４とを交互に形成することができる。第３の照射光強度分布ＬＩＤ３は、照射ユニットＥＵ２の一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が低くなる分布であり、第４の照射光強度分布ＬＩＤ４は、照射ユニットＥＵ２の一端から他端に向かうにつれて、照射光の強度が高くなる分布である。
【０１１５】
なお、光学式検出装置１００の第２の構成例（図４）における第３、第４の照射ユニットについても、上述した照射ユニットの第１〜第３の構成例と同様の構成とすることができ、強度分布の異なる２つの照射光強度分布を交互に形成することができる。
【０１１６】
このように本実施形態の光学式検出装置１００では、照射ユニットＥＵ（ＥＵ１〜ＥＵ４など）が強度分布の異なる２つの照射光強度分布を交互に形成することができるから、環境光などの外乱光の影響を最小限に抑えた、より精度の高い対象物の検出が可能になる。
【０１１７】
３．位置情報検出の手法
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、本実施形態の光学式検出装置１００による位置情報を検出する手法を説明する図である。以下の説明では、例えば図３において駆動部ＤＲＶ１から駆動電圧が出力される期間を第１の期間とし、駆動部ＤＲＶ２から駆動電圧が出力される期間を第２の期間とする。例えば照射ユニットＥＵ１により、第１の期間に第１の照射光強度分布ＬＩＤ１が形成され、第２の期間に第２の照射光強度分布ＬＩＤ２が形成される。
【０１１８】
図１２（Ａ）のＥ１は、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１において、第１の期間の照射光の照射方向の角度と、その角度での照射光の強度（光度、放射強度）との関係を示す図である。図１２（Ａ）のＥ１では、照射方向が図１２（Ｂ）のＤＤ１の方向（左方向）である場合に強度が最も低くなる。一方、ＤＤ３の方向（右方向）である場合に強度が最も高くなり、ＤＤ２の方向ではその中間の強度になる。具体的には方向ＤＤ１から方向ＤＤ３への角度変化に対して照射光の強度は単調増加しており、例えばリニアー（直線的）に変化している。
【０１１９】
また図１２（Ａ）のＥ２は、第２の照射光強度分布ＬＩＤ２において、第２期間の照射光の照射方向の角度と、その角度での照射光の強度との関係を示す図である。図１２（Ａ）のＥ２では、照射方向が図１２（Ｂ）のＤＤ１の方向である場合に強度が最も高くなる。一方、ＤＤ３の方向である場合に強度が最も低くなり、ＤＤ２の方向ではその中間の強度になる。具体的には方向ＤＤ１から方向ＤＤ３への角度変化に対して照射光の強度は単調減少しており、例えばリニアーに変化している。なお図１２（Ａ）では照射方向の角度と強度の関係はリニアーな関係になっているが、本実施形態はこれに限定されず、例えば双曲線の関係等であってもよい。
【０１２０】
そして図１２（Ｂ）に示すように、角度θの方向ＤＤＢに対象物ＯＢが存在したとする。すると、第１の期間において第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を形成した場合（Ｅ１の場合）には、図１２（Ａ）に示すように、ＤＤＢ（角度θ）の方向に存在する対象物ＯＢの位置での強度はＩＮＴａになる。一方、第２の期間において第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を形成した場合（Ｅ２の場合）には、ＤＤＢの方向に存在する対象物ＯＢの位置での強度はＩＮＴｂになる。従って、これらの強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めることで、対象物ＯＢの位置する方向ＤＤＢ（角度θ）を特定できる。
【０１２１】
このような強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めるために、本実施形態では、受光部ＲＵが、照射光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の対象物ＯＢの反射光（第１の期間の反射光）を受光する。この時の反射光の検出受光量をＧａとした場合に、このＧａが強度ＩＮＴａに対応するようになる。また受光部ＲＵが、照射光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の対象物ＯＢの反射光（第２の期間の反射光）を受光する。この時の反射光の検出受光量をＧｂとした場合に、このＧｂが強度ＩＮＴｂに対応するようになる。従って、検出受光量ＧａとＧｂの関係が求まれば、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係が求まり、対象物ＯＢの位置する方向ＤＤＢを求めることができる。
【０１２２】
例えば光源部ＬＳＵ１の制御量（例えば電流量）、変換係数、放出光量を、各々、Ｉａ、ｋ、Ｅａとする。また光源部ＬＳＵ２の制御量（電流量）、変換係数、放出光量を、各々、Ｉｂ、ｋ、Ｅｂとする。すると下式（１）、（２）が成立する。
【０１２３】
Ｅａ＝ｋ・Ｉａ      （１）
Ｅｂ＝ｋ・Ｉｂ      （２）
また光源部ＬＳＵ１からの光源光に基づく照射光の減衰係数をｆａとし、この照射光に対応する反射光の検出受光量をＧａとする。また光源部ＬＳＵ２からの光源光に基づく照射光の減衰係数をｆｂとし、この照射光に対応する反射光の検出受光量をＧｂとする。すると下式（３）、（４）が成立する。
【０１２４】
Ｇａ＝ｆａ・Ｅａ＝ｆａ・ｋ・Ｉａ          （３）
Ｇｂ＝ｆｂ・Ｅｂ＝ｆｂ・ｋ・Ｉｂ          （４）
従って、検出受光量Ｇａ、Ｇｂの比は下式（５）のように表せる。
【０１２５】
Ｇａ／Ｇｂ＝（ｆａ／ｆｂ）・（Ｉａ／Ｉｂ）  （５）
ここでＧａ／Ｇｂは、受光部ＲＵでの受光結果から特定することができ、Ｉａ／Ｉｂは、照射ユニットＥＵの制御量から特定することができる。そして図１２（Ａ）の強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂと減衰係数ｆａ、ｆｂとは一意の関係にある。例えば減衰係数ｆａ、ｆｂが小さな値となり、減衰量が大きい場合は、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂが小さいことを意味する。一方、減衰係数ｆａ、ｆｂが大きな値となり、減衰量が小さい場合は、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂが大きいことを意味する。従って、上式（５）から減衰率の比ｆａ／ｆｂを求めることで、対象物の方向、位置等を求めることが可能になる。
【０１２６】
より具体的には、一方の制御量ＩａをＩｍに固定し、検出受光量の比Ｇａ／Ｇｂが１になるように、他方の制御量Ｉｂを制御する。例えば第１の期間の照射光と第２の期間の照射光を交互に出射する制御を行い、検出受光量の波形を解析し、検出波形が観測されなくなるように（Ｇａ／Ｇｂ＝１になるように）、他方の制御量Ｉｂを制御する。そして、この時の他方の制御量Ｉｂ＝Ｉｍ・（ｆａ／ｆｂ）から、減衰係数の比ｆａ／ｆｂを求めて、対象物の方向、位置等を求める。
【０１２７】
また下式（６）、（７）のように、Ｇａ／Ｇｂ＝１になると共に制御量ＩａとＩｂの和が一定になるように制御してもよい。
【０１２８】
Ｇａ／Ｇｂ＝１        （６）
Ｉｍ＝Ｉａ＋Ｉｂ      （７）
上式（６）、（７）を上式（５）に代入すると下式（８）が成立する。
【０１２９】
Ｇａ／Ｇｂ＝１＝（ｆａ／ｆｂ）・（Ｉａ／Ｉｂ）
＝（ｆａ／ｆｂ）・{（Ｉｍ−Ｉｂ）／Ｉｂ}    （８）
上式（８）より、Ｉｂは下式（９）のように表される。
【０１３０】
Ｉｂ＝{ｆａ／（ｆａ＋ｆｂ）}・Ｉｍ    （９）
ここでα＝ｆａ／（ｆａ＋ｆｂ）とおくと、上式（９）は下式（１０）のように表され、減衰係数の比ｆａ／ｆｂは、αを用いて下式（１１）のように表される。
【０１３１】
Ｉｂ＝α・Ｉｍ                （１０）
ｆａ／ｆｂ＝α／（１−α）    （１１）
従って、Ｇａ／Ｇｂ＝１になると共にＩａとＩｂの和が一定値Ｉｍになるように制御すれば、そのときのＩｂ、Ｉｍから下式（１０）によりαを求め、求められたαを上式（１１）に代入することで、減衰係数の比ｆａ／ｆｂを求めることができる。これにより、対象物の方向、位置等を求めることが可能になる。そしてＧａ／Ｇｂ＝１になると共にＩａとＩｂの和が一定になるように制御することで、外乱光の影響等を相殺することが可能になり、検出精度の向上を図れる。
【０１３２】
上記の説明では、照射ユニットＥＵの第１、第２の構成例（図６、図７（Ａ）、図７（Ｂ））を例として説明したが、第３の構成例（図８（Ａ）、図８（Ｂ））及び第４の構成例（図１１（Ａ）、図１１（Ｂ））についても同様な手法で対象物ＯＢの位置する方向（角度θ）を特定できる。第３、第４の構成例では、第１の発光素子群ＬＤ１〜ＬＤｍが上記の第１の光源部ＬＳＵ１に相当し、第２の発光素子群ＬＤｍ＋１〜ＬＤｎが上記の第２の光源部ＬＳＵ２に相当する。
【０１３３】
図１３は、本実施形態の第１、第２の照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２を用いて対象物の位置を検出する手法を説明する図である。図１３では、第１、第２の照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２は、対象物ＯＢの検出エリアＲＤＥＴの面に沿った方向において所与の距離ＤＳだけ離れて配置される。即ち図１（Ａ）、図１（Ｂ）のＸ軸方向に沿って距離ＤＳだけ離れて配置される。
【０１３４】
第１の照射ユニットＥＵ１は、照射方向に応じて強度が異なる第１の照射光ＬＴ１を出射する。第２の照射ユニットＥＵ２は、照射方向に応じて強度が異なる第２の照射光ＬＴ２を出射する。第１の受光部ＲＵ１は、第１の照射ユニットＥＵ１からの第１の照射光ＬＴ１が対象物ＯＢに反射されることによる第１の反射光ＬＲ１を受光する。第２の受光部ＲＵ２は、第２の照射ユニットＥＵ２からの第２の照射光ＬＴ２が対象物ＯＢに反射されることによる第２の反射光ＬＲ２を受光する。そして制御装置１１０は、受光部ＲＵ１、ＲＵ２での受光結果に基づいて、対象物ＯＢの位置ＰＯＢを検出する。
【０１３５】
具体的には、制御装置１１０は、第１の反射光ＬＲ１の受光結果に基づいて、第１の照射ユニットＥＵ１に対する対象物ＯＢの方向を第１の方向ＤＤＢ１（第１の角度θ１）として検出する。また第２の反射光ＬＲ２の受光結果に基づいて、第２の照射ユニットＥＵ２に対する対象物ＯＢの方向を第２の方向ＤＤＢ２（第２の角度θ２）として検出する。そして検出された第１の方向ＤＤＢ１（第１の角度θ１）及び第２の方向ＤＤＢ２（第２の角度θ２）と、第１、第２の照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２の間の距離ＤＳとに基づいて、対象物ＯＢの位置ＰＯＢを求める。
【０１３６】
４．表示システム及び情報処理システム
図１４に、本実施形態の表示システム及び情報処理システムの構成例を示す。図１４に示す表示システムの構成例は、光学式検出装置１００及び表示装置１０を含む。また、図１４に示す情報処理システムの構成例は、光学式検出装置１００、表示装置１０及び情報処理装置２００を含む。
【０１３７】
情報処理装置２００は、例えばパーソナルコンピューター（ＰＣ）などであって、光学式検出装置１００からの検出情報に基づいて処理を行う。光学式検出装置１００と情報処理装置２００とは、ＵＳＢケーブルＵＳＢＣを介して電気的に接続される。表示装置１０は、例えば投射型表示装置（プロジェクター）などであって、情報処理装置２００からの画像データに基づいて、表示部（スクリーン）２０に画像を表示する。ユーザーは、表示部２０に表示された画像を参照しながら、表示画像のアイコン等をポインティングすることで、情報処理装置２００に対して必要な情報を入力することができる。なお、情報処理装置２００は、例えばＦＰＧＡなどで構成する専用の情報処理装置であってもよい。
【０１３８】
なお、図１４では、光学式検出装置１００が表示部２０に取り付けられているが、他の場所に取り付けることもできる。例えば、光学式検出装置１００を表示装置１０に取り付けてもよいし、天井や壁などに取り付けてもよい。また、表示装置１０としては、投射型表示装置（プロジェクター）に限定されるものではなく、例えばデジタルサイネージ用表示装置であってもよい。
【０１３９】
上述したように、本実施形態の光学式検出装置１００によれば、複数の照射ユニット及び複数の受光部を用いることで、広い表示エリアに対しても対象物の位置情報を精度良く検出することが可能になる。また、照射ユニット及び受光部の個数を増やした場合でも、選択切換部を設けることで、制御装置１１０の構成を簡素にすることができるから、消費電力の低減及び検出装置の小型化などが可能になり、その結果、検出精度が高く且つ効率の良い光学式検出装置を実現することなどが可能になる。
【０１４０】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は全て本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また光学式検出装置、表示システム及び情報処理システムの構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１４１】
ＥＵ１、ＥＵ２  第１、第２の照射ユニット、ＲＵ１、ＲＵ２  第１、第２の受光部、
ＬＴ１、ＬＴ２  第１、第２の照射光、ＬＲ１、ＬＲ２  第１、第２の反射光、
ＬＤ１〜ＬＤｎ  第１〜第ｎの発光素子、ＬＳ１〜ＬＳｎ  第１〜第ｎの光源光、
ＬＩＤ１、ＬＩＤ２  第１、第２の照射光強度分布、ＲＤＥＴ  検出エリア、
ＯＢ  対象物、ＤＩ１〜ＤＩ４  第１〜第４の入力端子、
ＳＥＬ１、ＳＥＬ２  選択切換部、ＤＯ１〜ＤＯｋ  第１〜第ｋの駆動電圧出力端子、
ＤＳ１、ＤＳ２  第１、第２の受光信号検出端子、ＡＪ１〜ＡＪｎ  電流調整部、
１０  表示装置、２０  表示部、１００  光学式検出装置、１１０  制御装置、
２００  情報処理装置、２２０  ディスプレイ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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