(57)【要約】【課題】従来よりも小型な構成で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、照射光ＬＴを出射する照射部ＥＵと、照射光ＬＴが検出エリアＲＤＥＴに存在する対象物ＯＢに反射されることによる反射光ＬＲを受光する受光部ＲＵと、受光部ＲＵの受光結果に基づいて対象物ＯＢの位置情報を検出する検出部１１０とを含む。照射部ＥＵは、照射部ＥＵの一端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射される第１の照射光と、照射部ＥＵの他端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射される第２の照射光と、照射部ＥＵの一端と他端との中間部から検出エリアＲＤＥＴに対して出射される第３の照射光とがそれぞれに交差し、且つ、第１、第２、及び第３の照射光のそれぞれの強度が異なるように、照射光ＬＴを出射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射光を出射する照射部と、
前記照射光が検出エリアに存在する対象物に反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含み、
前記照射部は、
前記照射部の一端から前記検出エリアに対して出射される第１の照射光と、
前記照射部の他端から前記検出エリアに対して出射される第２の照射光と、
前記照射部の一端と他端との中間部から前記検出エリアに対して出射される第３の照射光とがそれぞれに交差し、
且つ、前記第１の照射光、前記第２の照射光、及び前記第３の照射光のそれぞれの強度が異なるように、前記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２】
請求項１において、
前記受光部は、前記照射部と前記検出エリアとの間に配置されることを特徴とする光学式検出装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記受光部は、前記照射光の照射基準面に垂直な方向において、前記照射部とは異なる位置に配置されることを特徴とする光学式検出装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記照射部は、
前記第１の照射光と前記第３の照射光とが、前記照射部と前記検出エリアとの間の基準点において交差するように、前記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５】
請求項４において、
前記受光部は、前記基準点から前記照射基準面に垂直な方向に離れて配置される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５のいずれかにおいて、
前記照射部は、
前記照射部の一端から他端に沿って設けられるライトガイドと、
前記照射部の一端に設けられる第１の光源部と、
前記照射部の他端に設けられる第２の光源部と、
前記照射光の照射方向を設定する照射方向設定部とを有し、
前記照射部は、
前記第１の光源部から出射される第１の光源光と、前記第２の光源部から出射される第２の光源光とに基づいて、前記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１乃至５のいずれかにおいて、
前記照射部は、
前記照射部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〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の発光素子を含み、
前記照射部は、
前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子から出射される第１の光源光〜第ｎの光源光に基づいて、前記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８】
請求項７において、
前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子のうちの前記第１の発光素子〜第ｍ（ｍは１＜ｍ＜ｎである整数）の発光素子は、第１の曲線に沿って配置され、
前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子のうちの第ｍ＋１の発光素子〜前記第ｎの発光素子は、前記第１の曲線とは離れて位置する第２の曲線に沿って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において、
前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子のうちの前記第１の発光素子〜第ｍ（ｍは１＜ｍ＜ｎである整数）の発光素子と、前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子のうちの第ｍ＋１の発光素子〜前記第ｎの発光素子とは、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１０】
請求項６乃至９のいずれかにおいて、
前記照射部は、
第１の期間では、前記照射部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第１期間用照射光を出射し、
第２の期間では、前記照射部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第２期間用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１１】
請求項１０において、
前記照射部は、
第１角度検出用照射光を出射する第１の照射ユニットと、
第２角度検出用照射光を出射する第２の照射ユニットとを有し、
前記検出部は、
前記第１角度検出用照射光が前記対象物に反射されることによる反射光を受光する前記受光部の受光結果に基づいて、前記対象物の前記位置情報として第１の角度を検出し、
前記第２角度検出用照射光が前記対象物に反射されることによる反射光を受光する前記受光部の受光結果に基づいて、前記対象物の前記位置情報として第２の角度を検出し、
前記第１の角度と前記第２の角度とに基づいて、前記対象物の位置を検出することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項１２】
第１の光源光を出射する第１の光源部と、
第２の光源光を出射する第２の光源部と、
前記第１の光源光が入射する第１の入射部と、前記第２の光源光が入射する第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部とに接続され、凹面を有する湾曲した導光路とを有するライトガイドと、
前記導光路の前記凹面から出射される光源光の出射方向を、前記光源光の出射位置における前記凹面の法線方向に設定する照射方向設定部と、
前記照射方向設定部から照射された照射光が対象物に反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含むことを特徴とする光学式検出装置。
【請求項１３】
凹面を有する湾曲した支持部と、
前記支持部の前記凹面に配置され、配置位置の前記凹面の法線方向に照射光を出射する第１の発光素子〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の発光素子と、
前記照射光が対象物に反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含むことを特徴とする光学式検出装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３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１５】
請求項１乃至１３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、照射光を出射する照射部と、前記照射光が検出エリアに存在する対象物に反射されることによる反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含み、前記照射部は、前記照射部の一端から前記検出エリアに対して出射される第１の照射光と、前記照射部の他端から前記検出エリアに対して出射される第２の照射光と、前記照射部の一端と他端との中間部から前記検出エリアに対して出射される第３の照射光とがそれぞれに交差し、且つ、前記第１の照射光、前記第２の照射光、及び前記第３の照射光のそれぞれの強度が異なるように、前記照射光を出射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、照射部は、照射光の強度が異なる第１〜第３の照射光を互いに交差するように出射することができるから、広い範囲に照射光強度分布を形成することができる。その結果、小型な構成で、広い検出エリアに対して対象物を検出することなどが可能になる。
【０００８】
また本発明の一態様では、前記受光部は、前記照射部と前記検出エリアとの間に配置されてもよい。
【０００９】
このようにすれば、受光部と検出エリアとの距離を短くすることができるから、受光部が受光する光量を増加させることができる。その結果、検出エリアを広くすることなどが可能になる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記受光部は、前記照射光の照射基準面に垂直な方向において、前記照射部とは異なる位置に配置されてもよい。
【００１１】
このようにすれば、受光部が、照射部から出射された照射光を遮ることがなくなるから、検出エリアを広くすることなどが可能になる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記照射部は、前記第１の照射光と前記第３の照射光とが、前記照射部と前記検出エリアとの間の基準点において交差するように、前記照射光を出射してもよい。
【００１３】
このようにすれば、第１、第３の照射光が基準点を中心として出射されるように見えるから、照射方向による強度の変化を滑らかにすることができる。その結果、検出精度の向上や検出エリアの拡大などが可能になる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記受光部は、前記基準点から前記照射基準面に垂直な方向に離れて配置されてもよい。
【００１５】
このようにすれば、受光部が、照射部から出射された照射光を遮ることがなくなり、また基準点と検出エリア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。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記照射部は、前記照射部の一端から他端に沿って設けられるライトガイドと、前記照射部の一端に設けられる第１の光源部と、前記照射部の他端に設けられる第２の光源部と、前記照射光の照射方向を設定する照射方向設定部とを有し、前記照射部は、前記第１の光源部から出射される第１の光源光と、前記第２の光源部から出射される第２の光源光とに基づいて、前記照射光を出射してもよい。
【００１７】
このようにすれば、照射部は、第１の光源光に基づいて第１の照射光強度分布を形成し、第２の光源光に基づいて第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ことができる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記照射部は、前記照射部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〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の発光素子を含み、前記照射部は、前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子から出射される第１の光源光〜第ｎの光源光に基づいて、前記照射光を出射してもよい。
【００１９】
このようにすれば、照射部は、第１〜第ｎの光源光に基づいて、照射光強度分布を形成することができる。
【００２０】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子のうちの前記第１の発光素子〜第ｍ（ｍは１＜ｍ＜ｎである整数）の発光素子は、第１の曲線に沿って配置され、前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子のうちの第ｍ＋１の発光素子〜前記第ｎの発光素子は、前記第１の曲線とは離れて位置する第２の曲線に沿って配置されてもよい。
【００２１】
このようにすれば、照射部は、第１〜第ｍの発光素子から出射される第１〜第ｍの光源光に基づいて、第１の照射光強度分布を形成し、また第ｍ＋１〜第ｎの発光素子から出射される第ｍ＋１〜第ｎの光源光に基づいて、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ことができる。
【００２２】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子のうちの前記第１の発光素子〜第ｍ（ｍは１＜ｍ＜ｎである整数）の発光素子と、前記第１の発光素子〜前記第ｎの発光素子のうちの第ｍ＋１の発光素子〜前記第ｎの発光素子とは、前記曲線に沿って交互に配置されてもよい。
【００２３】
このようにすれば、照射部は、第１〜第ｍの発光素子から出射される第１〜第ｍの光源光に基づいて、第１の照射光強度分布を形成し、また第ｍ＋１〜第ｎの発光素子から出射される第ｍ＋１〜第ｎの光源光に基づいて、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ことができる。
【００２４】
また本発明の一態様では、前記照射部は、第１の期間では、前記照射部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第１期間用照射光を出射し、第２の期間では、前記照射部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第２期間用照射光を出射してもよい。
【００２５】
このようにすれば、照射部は、第１の期間では、照射部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の照射光強度分布を形成し、第２の期間では、照射部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の照射光強度分布を形成することができる。こうすることで、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抑えて、より精度の高い対象物の検出などが可能になる。
【００２６】
また本発明の一態様では、前記照射部は、第１角度検出用照射光を出射する第１の照射ユニットと、第２角度検出用照射光を出射する第２の照射ユニットとを有し、前記検出部は、前記第１角度検出用照射光が前記対象物に反射されることによる反射光を受光する前記受光部の受光結果に基づいて、前記対象物の前記位置情報として第１の角度を検出し、前記第２角度検出用照射光が前記対象物に反射されることによる反射光を受光する前記受光部の受光結果に基づいて、前記対象物の前記位置情報として第２の角度を検出し、前記第１の角度と前記第２の角度とに基づいて、前記対象物の位置を検出してもよい。
【００２７】
このようにすれば、光学式検出装置と対象物との距離を検出しなくても、対象物の位置を特定することができる。その結果、小型な構成で、広い検出エリアに対して対象物の位置を検出することなどが可能になる。
【００２８】
本発明の他の態様は、第１の光源光を出射する第１の光源部と、第２の光源光を出射する第２の光源部と、前記第１の光源光が入射する第１の入射部と、前記第２の光源光が入射する第２の入射部と、前記第１の入射部と前記第２の入射部とに接続され、凹面を有する湾曲した導光路とを有するライトガイドと、前記導光路の前記凹面から出射される光源光の出射方向を、前記光源光の出射位置における前記凹面の法線方向に設定する照射方向設定部と、前記照射方向設定部から照射された照射光が対象物に反射されることによる反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含む光学式検出装置に関係する。
【００２９】
本発明の他の態様によれば、照射部は、第１の光源光に基づいて第１の照射光強度分布を形成し、第２の光源光に基づいて第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ことができる。また、照射方向設定部により、照射方向を凹面の法線方向に設定することができるから、広い範囲に照射光強度分布を形成することなどができる。その結果、小型な構成で、広い検出エリアに対して対象物を検出することなどが可能になる。
【００３０】
本発明の他の態様は、凹面を有する湾曲した支持部と、前記支持部の前記凹面に配置され、配置位置の前記凹面の法線方向に照射光を出射する第１の発光素子〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の発光素子と、前記照射光が対象物に反射されることによる反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含む光学式検出装置に関係する。
【００３１】
本発明の他の態様によれば、照射部は、第１〜第ｎの発光素子から出射される光源光に基づいて、第１、第２の照射光強度分布を形成することができる。また、照射方向を凹面の法線方向に設定することができるから、広い範囲に照射光強度分布を形成することなどができる。その結果、小型な構成で、広い検出エリアに対して対象物を検出することなどが可能になる。
【００３２】
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。
【００３３】
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】
【００３４】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、光学式検出装置の基本的な構成例。
【図２】図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、照射部の第１の構成例。
【図３】照射部の比較例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、照射部の第２及び第３の構成例。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、照射部の第２の構成例により出射される照射光を説明する図。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、照射部の第３の構成例により出射される照射光を説明する図。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、照射部の他の比較例及び角度と照射光強度の関係を説明する図。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、受光部の構成例。
【図９】図９（Ａ）、図９（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１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、光源部の発光制御についての信号波形例。
【図１１】照射部の変形例。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は、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】
【００３５】
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。
【００３６】
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の基本的な構成例を示す。光学式検出装置１００は、照射部ＥＵ、受光部ＲＵ、検出部１１０及び制御部１２０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。
【００３７】
本実施形態の光学式検出装置１００は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）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。
【００３８】
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。
【００３９】
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ＬＴが対象物ＯＢに反射されることによる反射光ＬＲを、受光部ＲＵ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ＲＵが反射光ＬＲ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。
【００４０】
照射部ＥＵは、対象物ＯＢを検出するための照射光ＬＴを出射する。具体的には、照射部ＥＵは、第１の期間では第１期間用照射光ＬＴ１を出射し、第２の期間では第２期間用照射光ＬＴ２を出射する。第１期間用照射光ＬＴ１と第２期間用照射光ＬＴ２とは、照射光の強度分布が異なる。照射光の強度分布については、後で詳細に説明する。
【００４１】
照射部ＥＵは、照射部ＥＵの一端から他端に沿って設けられるライトガイド、一端に設けられる第１の光源部及び他端に設けられる第２の光源部を含む。第１、第２の光源部は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を有し、例えば赤外光（可視光領域に近い近赤外線）の光源光を出射する。そしてこの光源光に基づいて、照射光ＬＴが出射される。
【００４２】
また、照射部ＥＵは、照射部ＥＵの一端と他端との間の曲線に沿って配置される第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の発光素子を含む構成であってもよい。第１〜第ｎの発光素子は、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）等であって、曲線に沿って配置され、第１〜第ｎの光源光を出射する。そして第１〜第ｎの光源光に基づいて、照射光ＬＴが出射される。なお、照射部ＥＵの詳細な構成については、後述する。
【００４３】
照射部ＥＵ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。
【００４４】
受光部ＲＵは、照射部ＥＵから出射した照射光ＬＴ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ＬＲを受光する。この受光部ＲＵ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。この受光部ＲＵには検出部１１０が例えば電気的に接続されている。
【００４５】
受光部ＲＵは、照射部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ＳＬに垂直な方向において、照射部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が照射部ＥＵから出射された照射光ＬＴ１、ＬＴ２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ＳＬ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。
【００４６】
例えば図１（Ｂ）では、照射基準面ＳＬはＸ−Ｙ平面（対象面）に平行な面であり、受光部ＲＵは、Ｚ軸方向の反対方向（広義には照射基準面ＳＬに垂直な方向）において、照射部ＥＵと異なる位置に配置される。
【００４７】
ここで基準点ＰＥは、後述するように照射ユニットＥＵから出射される少なくとも２つの照射光が交差する点である。
【００４８】
また照射基準面ＳＬ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、この照射基準面ＳＬに沿って照射光が出射される。ただし照射ユニットＥＵから出射される照射光は、照射基準面ＳＬの面内に限定されず、照射基準面ＳＬを基準としてそれに垂直な方向及びその反対方向に一定の広がりを持つ。
【００４９】
なお、図１（Ｂ）では、受光部ＲＵが照射基準面ＳＬに対してＺ軸方向の反対方向（−Ｚ方向）に配置されているが、照射基準面ＳＬに対してＺ軸方向（＋Ｚ方向）に配置されてもよい。また、照射基準面ＳＬは、Ｘ−Ｙ平面（対象面）に平行でなくてもよく、例えばＸ−Ｙ平面（対象面）と一定の角度で交差する面であってもよい。
【００５０】
検出部１１０は、照射光ＬＴが対象物ＯＢにより反射されることによる反射光ＬＲの受光結果に基づいて、対象物ＯＢの位置情報を検出する。この検出部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。例えば検出部１１０は、受光部ＲＵ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。なお、位置検出の手法については、後述する。
【００５１】
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。
【００５２】
制御部１２０は、光学式検出装置１００の各種の制御処理を行う。具体的には照射部ＥＵが有する発光素子の発光制御などを行う。この制御部１２０は照射部ＥＵ、検出部１１０に電気的に接続されている。制御部１２０の機能は、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などにより実現できる。
【００５３】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）に、本実施形態の照射部ＥＵの第１の構成例を示す。第１の構成例では、照射部ＥＵは、照射部ＥＵの一端から他端に沿って設けられるライトガイドＬＧ、照射部ＥＵの一端に設けられる第１の光源部ＬＳＵ１、照射部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、照射部ＥＵは、反射シートＲＳをさらに含んでもよい。なお、本実施形態の照射部ＥＵは図２（Ａ）、図２（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。
【００５４】
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、凹面を有する湾曲した導光路ＬＢとを含む。
【００５５】
第１、第２の光源部ＬＳＵ１、ＬＳＵ２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を有し、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ＬＴ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。
【００５６】
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。
【００５７】
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２（Ａ）、図２（Ｂ）ではライガイドＬＧは円弧形状になっている。なお、図２（Ａ）、図２（Ｂ）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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
このような照射光ＬＴ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。
【００６１】
図２（Ａ）には、第１の期間において出射される第１期間用照射光ＬＴ１の照射方向及び照射光強度を示す。第１の期間では、照射部ＥＵの一端に設けられた第１の光源部ＬＳＵ１が第１の光源光を出射し、第１の光源光に基づいて第１期間用照射光ＬＴ１が出射される。
【００６２】
具体的には、第１の照射光ＬＴ−１が照射部ＥＵの一端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第２の照射光ＬＴ−２が照射部ＥＵの他端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第３の照射光ＬＴ−３が照射部ＥＵの一端と他端との中間部から検出エリアＲＤＥＴに対して出射される。そして第１〜第３の照射光ＬＴ−１〜ＬＴ−３は、それぞれに交差し、且つ、照射光のそれぞれの強度が異なる。例えば、図２（Ａ）では、ＬＴ−１の強度が最も高く、ＬＴ−２の強度が最も低く、ＬＴ−３の強度は両者の中間である。なお、照射部ＥＵの一端或いは他端とは、照射部ＥＵの厳密な端でなくてもよい。
【００６３】
第１の照射光ＬＴ−１と第３の照射光ＬＴ−３とは、照射部ＥＵと検出エリアＲＤＥＴとの間の基準点ＰＥにおいて交差する。例えば、図２（Ａ）に示すように、ＬＴ−１とＬＴ−３とが基準点ＰＥにおいて交差し、さらに第２の照射光ＬＴ−２と第３の照射光ＬＴ−３とが基準点ＰＥにおいて交差してもよい。また、さらに照射部ＥＵの他の部分から出射される照射光が基準点ＰＥにおいて交差するようにしてもよい。
【００６４】
ここで第１、第３の照射光ＬＴ−１、ＬＴ−３、或いは第２、第３の照射光ＬＴ−２、ＬＴ−３が基準点ＰＥで交差するとは、照射光の強度分布が基準点ＰＥの１点に集中することを意味するのではなく、各照射光の強度のピークが基準点ＰＥで交差する、即ち、基準点ＰＥを通るという意味である。照射光の強度は、照射方向設定部ＬＥにより、凹面の法線方向に強度のピークを持つように設定されるが、その法線方向を中心として強度分布の広がりを持つからである。
【００６５】
このように照射部ＥＵは、第１の期間では、照射部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期間用照射光ＬＴ１を出射する。その結果、照射部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。
【００６６】
図２（Ｂ）には、第２の期間において出射される第２期間用照射光ＬＴ２の照射方向及び照射光強度を示す。第２の期間では、照射部ＥＵの他端に設けられた第２の光源部ＬＳＵ２が第２の光源光を出射し、第２の光源光に基づいて第２期間用照射光ＬＴ２が出射される。
【００６７】
具体的には、第１の照射光ＬＴ−１が照射部ＥＵの一端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第２の照射光ＬＴ−２が照射部ＥＵの他端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第３の照射光ＬＴ−３が照射部ＥＵの一端と他端との中間部から検出エリアＲＤＥＴに対して出射される。そして第１〜第３の照射光ＬＴ−１〜ＬＴ−３は、それぞれに交差し、且つ、照射光のそれぞれの強度が異なる。例えば、図２（Ｂ）では、ＬＴ−１の強度が最も低く、ＬＴ−２の強度が最も高く、ＬＴ−３の強度は両者の中間である。
【００６８】
第１の照射光ＬＴ−１と第３の照射光ＬＴ−３とは、照射部ＥＵと検出エリアＲＤＥＴとの間の基準点ＰＥにおいて交差する。例えば、図２（Ｂ）に示すように、ＬＴ−１とＬＴ−３とが基準点ＰＥにおいて交差し、さらに第２の照射光ＬＴ−２と第３の照射光ＬＴ−３とが基準点ＰＥにおいて交差してもよい。さらに照射部ＥＵの他の部分から出射される照射光が基準点ＰＥにおいて交差するようにしてもよい。
【００６９】
このように照射部ＥＵは、第２の期間では、照射部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期間用照射光ＬＴ２を出射する。その結果、照射部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が形成される。
【００７０】
上述したように、本実施形態の光学式検出装置１００では、第１の期間と第２の期間とが交互に設けられ、第１の期間では第１期間用照射光ＬＴ１を出射し、第２の期間では第２期間用照射光ＬＴ２を出射することができる。こうすることで、強度分布の異なる２つの照射光を交互に出射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。
【００７１】
受光部ＲＵは、照射部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ＳＬに垂直な方向において、照射部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が照射部ＥＵから出射された照射光ＬＴ１、ＬＴ２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ＳＬ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。
【００７２】
図３に、照射部ＥＵの比較例を示す。図３の比較例では、上述した第１の構成例と異なり、照射方向設定部ＬＥが、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方向が設定された照射光ＬＴを出射する。
【００７３】
この比較例では、反射シートＲＳがライトガイドＬＧの内周側に設けられるために、反射面の長さが短くなる。一方、第１の構成例では、反射シートＲＳがライトガイドＬＧの外周側に設けられるために、反射面の長さが長くなる。反射面の長さが長い方が、光の強度分布の制御が容易になるから、ライトガイドＬＧの半径が同一の場合には、第１の構成例の方が光の強度分布の制御が容易になる。また、反射シートＲＳの長さ（反射面の長さ）が同一の場合には、第１の構成例の方が照射部ＥＵのサイズを小さくすることができる。
【００７４】
また、この比較例では、受光部ＲＵと検出エリアＲＤＥＴとの間に照射部ＥＵが設けられるため、照射部ＥＵから出射される光の一部が直接に受光部ＲＵに入射するおそれがある。これを防止するために、受光部ＲＵに狭いスリットを設けて、入射する光の方向を限定する必要がある。一方、第１の構成例では、照射部ＥＵからの光が直接受光部ＲＵに入射するおそれがないから、スリットの幅を広くすることができる。その結果、受光部ＲＵが受光する光量が多くなるから、対象物ＯＢの検出精度を高くすることができ、また検出エリアＲＤＥＴを広くすることが可能になる。
【００７５】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に、本実施形態の照射部ＥＵの第２及び第３の構成例を示す。第２、第３の構成例では、照射部ＥＵは、照射部ＥＵの一端と他端との間の曲線ＣＵＲに沿って配置される第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎを含む。具体的には、照射部ＥＵは、凹面を有する湾曲した支持部ＳＵＰと、支持部ＳＵＰの凹面に配置され、配置位置の凹面の法線方向に照射光を照射する第１〜第ｎの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎとを含む。そして第１〜第ｎの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎから出射される第１〜第ｎの光源光に基づいて、照射光ＬＴを出射する。なお、本実施形態の照射部ＥＵは図４（Ａ）、図４（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。
【００７６】
図４（Ａ）に示す第２の構成例では、第１〜第ｎの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎのうちの第１〜第ｍ（ｍは１＜ｍ＜ｎである整数）の発光素子ＬＤ１〜ＬＤｍは、第１の曲線ＣＵＲ１に沿って配置される。また、第１〜第ｎの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎのうちの第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。
【００７７】
例えば図４（Ａ）では、照射部ＥＵは第１〜第１４の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ１４（広義には第１〜第ｎの発光素子）を含み、第１〜第７の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ７（広義には第１〜第ｍの発光素子）は、第１の曲線ＣＵＲ１に沿って配置され、第８〜第１４の発光素子ＬＤ８〜ＬＤ１４（広義には第ｍ＋１〜第ｎの発光素子）は第２の曲線ＣＵＲ２に沿って配置される。
【００７８】
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、光源光をそれぞれ出射する。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。
【００７９】
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。第１の曲線ＣＵＲ１と第２の曲線ＣＵＲ２との間隔は、一定であってもよいし、変化してもよい。
【００８０】
図４（Ｂ）に示す第３の構成例では、第１〜第ｎの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎのうちの第１〜第ｍ（ｍは１＜ｍ＜ｎである整数）の発光素子ＬＤ１〜ＬＤｍと、第１〜第ｎの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎのうちの第ｍ＋１〜第ｎの発光素子ＬＤｍ＋１〜ＬＤｎとは、曲線ＣＵＲに沿って交互に配置される。
【００８１】
例えば図４（Ｂ）では、照射部ＥＵは第１〜第１４（広義には第ｎ）の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ１４を含み、第１〜第７（広義には第ｍ）の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ７と、第８〜第１４の発光素子ＬＤ８〜ＬＤ１４とは、曲線ＣＵＲに沿って交互に配置される。即ち、曲線ＣＵＲの一端に第１の発光素子ＬＤ１が配置され、ＬＤ１に隣接して第８の発光素子ＬＤ８が配置され、ＬＤ８に隣接して第２の発光素子ＬＤ２が配置される。そして曲線ＣＵＲの他端に、第７の発光素子ＬＤ７と第１４の発光素子ＬＤ１４とが隣接して配置される。
【００８２】
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、光源光をそれぞれ出射する。曲線ＣＵＲ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、発光素子の配列は図４（Ｂ）に示すものに限定されない。例えば、曲線ＣＵＲの一端から他端に向かって、ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ８、ＬＤ９、ＬＤ３、ＬＤ４、ＬＤ１０、ＬＤ１１・・・のように、２個ずつ交互に配置してもよい。
【００８３】
なお、以降の説明において、第１〜第ｍの発光素子ＬＤ１〜ＬＤｍをまとめて第１の発光素子群と記載し、第ｍ＋１〜第ｎの発光素子ＬＤｍ＋１〜ＬＤｎをまとめて第２の発光素子群と記載する。例えば、図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、ＬＤ１〜ＬＤ７をまとめて第１の発光素子群とし、ＬＤ８〜ＬＤ１４をまとめて第２の発光素子群とする。
【００８４】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、照射部ＥＵの第２の構成例（図４（Ａ））により出射される照射光を説明する図である。
【００８５】
図５（Ａ）には、第１の期間に出射される第１期間用照射光ＬＴ１の照射方向及び照射光強度を示す。第１の期間では、第１の発光素子群（ＬＤ１〜ＬＤ７）は、照射部ＥＵ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７の光源光ＬＳ１〜ＬＳ７を出射する。
【００８６】
具体的には、例えば第１の光源光ＬＳ１（広義には第１の照射光）が照射部ＥＵの一端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第７の光源光ＬＳ７（広義には第２の照射光）が照射部ＥＵの他端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第４の光源光ＬＳ４（広義には第３の照射光）が照射部ＥＵの一端と他端との中間部から検出エリアＲＤＥＴに対して出射される。そして第１、第４、第７の光源光ＬＳ１、ＬＳ４、ＬＳ７は、それぞれに交差し、且つ、それぞれの強度が異なる。例えば、図５（Ａ）では、ＬＳ１の強度が最も高く、ＬＳ７の強度が最も低く、ＬＳ４の強度は両者の中間である。なお、照射部ＥＵの一端或いは他端とは、照射部ＥＵの厳密な端でなくてもよい。
【００８７】
第１の光源光ＬＳ１と第４の光源光ＬＳ４とは、照射部ＥＵと検出エリアＲＤＥＴとの間の基準点ＰＥにおいて交差する。例えば、図５（Ａ）に示すように、ＬＳ１とＬＳ４とが基準点ＰＥにおいて交差し、さらにＬＳ４とＬＳ７とが基準点ＰＥにおいて交差してもよい。また、さらに他の発光素子から出射される光源光が基準点ＰＥにおいて交差するようにしてもよい。
【００８８】
ここで各光源光が基準点ＰＥで交差するとは、光源光の強度分布が基準点ＰＥの１点に集中することを意味するのではなく、各光源光の強度のピークが基準点ＰＥで交差する、即ち、基準点ＰＥを通るという意味である。発光素子から出射される光源光の強度は、強度のピークを持つ方向を中心として強度分布の広がりを持つからである。
【００８９】
ＬＤ１は最も光量の高い光源光ＬＳ１を出射し、次のＬＤ２はＬＳ１よりも光量が低い光源光ＬＳ２を出射し、次のＬＤ３はＬＳ２よりも光量が低い光源光ＬＳ３を出射する。そして最後のＬＤ７はＬＳ６よりも光量の低い光源光ＬＳ７を出射する。すなわち、照射部ＥＵ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。
【００９０】
このようにして、第１の期間では第１〜第７の光源光ＬＳ１〜ＬＳ７が出射され、これに基づいて照射部ＥＵの一端から他端に向かうにつれて、照射光の強度が低くなる第１期間用照射光ＬＴ１が出射される。即ち、照射部ＥＵの一端から他端に向かうにつれて、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。第１期間用照射光ＬＴ１は、各発光素子から出射された第１〜第７の光源光ＬＳ１〜ＬＳ７が合成された光である。
【００９１】
発光素子ＬＤ１〜ＬＤ７の光量は、各発光素子を流れる電流（発光電流）に比例するから、この電流を制御することで、各発光素子の光量を上記のように設定することができる。発光電流は、例えば発光素子と直列に接続された抵抗素子の抵抗値により設定することができる。
【００９２】
図５（Ｂ）には、第２の期間に出射される第２期間用照射光ＬＴ２の照射方向及び照射光強度を示す。第２の期間では、第２の発光素子群（ＬＤ８〜ＬＤ１４）は、照射部ＥＵ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８〜第１４の光源光ＬＳ８〜ＬＳ１４を出射する。
【００９３】
具体的には、例えば第８の光源光ＬＳ８（広義には第１の照射光）が照射部ＥＵの一端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第１４の光源光ＬＳ１４（広義には第２の照射光）が照射部ＥＵの他端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第１１の光源光ＬＳ１１（広義には第３の照射光）が照射部ＥＵの一端と他端との中間部から検出エリアＲＤＥＴに対して出射される。そして第８、第１１、第１４の光源光ＬＳ８、ＬＳ１１、ＬＳ１４は、それぞれに交差し、且つ、それぞれの強度が異なる。例えば、図５（Ｂ）では、ＬＳ８の強度が最も低く、ＬＳ１４の強度が最も高く、ＬＳ１１の強度は両者の中間である。
【００９４】
第８の光源光ＬＳ８と第１１の光源光ＬＳ１１とは、照射部ＥＵと検出エリアＲＤＥＴとの間の基準点ＰＥにおいて交差する。例えば、図５（Ｂ）に示すように、ＬＳ８とＬＳ１１とが基準点ＰＥにおいて交差し、さらにＬＳ１１とＬＳ１４とが基準点ＰＥにおいて交差してもよい。また、さらに他の発光素子から出射される光源光が基準点ＰＥにおいて交差するようにしてもよい。
【００９５】
ＬＤ８は最も光量の低い光源光ＬＳ８を出射し、次のＬＤ９はＬＳ８よりも光量が高い光源光ＬＳ９を出射し、次のＬＤ１０はＬＳ９よりも光量が高い光源光ＬＳ１０を出射する。そして最後のＬＤ１４はＬＳ１３よりも光量の高い光源光ＬＳ１４を出射する。すなわち、照射部ＥＵ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。
【００９６】
このようにして、第２の期間では第８〜第１４の光源光ＬＳ８〜ＬＳ１４が出射され、これに基づいて照射部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期間用照射光ＬＴ２が出射される。即ち、照射部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。第２期間用照射光ＬＴ２は、各発光素子から出射された第８〜第１４の光源光ＬＳ８〜ＬＳ１４が合成された光である。
【００９７】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、照射部ＥＵの第３の構成例（図４（Ｂ））により出射される照射光を説明する図である。第３の構成例の照射部ＥＵによっても、上述した第１期間用照射光ＬＴ１及び第２期間用照射光ＬＴ２を出射することができる。
【００９８】
図６（Ａ）には、第１の期間に出射される第１期間用照射光ＬＴ１の照射方向及び照射光強度を示す。第１の期間では、第１の発光素子群（ＬＤ１〜ＬＤ７）は、照射部ＥＵ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７の光源光ＬＳ１〜ＬＳ７を出射する。
【００９９】
具体的には、例えば第１の光源光ＬＳ１（広義には第１の照射光）が照射部ＥＵの一端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第７の光源光ＬＳ７（広義には第２の照射光）が照射部ＥＵの他端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第４の光源光ＬＳ４（広義には第３の照射光）が照射部ＥＵの一端と他端との中間部から検出エリアＲＤＥＴに対して出射される。そして第１、第４、第７の光源光ＬＳ１、ＬＳ４、ＬＳ７は、それぞれに交差し、且つ、それぞれの強度が異なる。例えば、図６（Ａ）では、ＬＳ１の強度が最も高く、ＬＳ７の強度が最も低く、ＬＳ４の強度は両者の中間である。なお、照射部ＥＵの一端或いは他端とは、照射部ＥＵの厳密な端でなくてもよい。
【０１００】
第１の光源光ＬＳ１と第４の光源光ＬＳ４とは、照射部ＥＵと検出エリアＲＤＥＴとの間の基準点ＰＥにおいて交差する。例えば、図６（Ａ）に示すように、ＬＳ１とＬＳ４とが基準点ＰＥにおいて交差し、さらにＬＳ４とＬＳ７とが基準点ＰＥにおいて交差してもよい。また、さらに他の発光素子から出射される光源光が基準点ＰＥにおいて交差するようにしてもよい。
【０１０１】
ＬＤ１は最も光量の高い光源光ＬＳ１を出射し、次のＬＤ２はＬＳ１よりも光量が低い光源光ＬＳ２を出射し、次のＬＤ３はＬＳ２よりも光量が低い光源光ＬＳ３を出射する。そして最後のＬＤ７はＬＳ６よりも光量の低い光源光ＬＳ７を出射する。すなわち、照射部ＥＵ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。
【０１０２】
このようにして、第１の期間では第１〜第７の光源光ＬＳ１〜ＬＳ７が出射され、これに基づいて照射部ＥＵの一端から他端に向かうにつれて、照射光の強度が低くなる第１期間用照射光ＬＴ１が出射される。即ち、照射部ＥＵの一端から他端に向かうにつれて、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。第１期間用照射光ＬＴ１は、各発光素子から出射された第１〜第７の光源光ＬＳ１〜ＬＳ７が合成された光である。
【０１０３】
図６（Ｂ）には、第２の期間に出射される第２期間用照射光ＬＴ２の照射方向及び照射光強度を示す。第２の期間では、第２の発光素子群（ＬＤ８〜ＬＤ１４）は、照射部ＥＵ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８〜第１４の光源光ＬＳ８〜ＬＳ１４を出射する。
【０１０４】
具体的には、例えば第８の光源光ＬＳ８（広義には第１の照射光）が照射部ＥＵの一端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第１４の光源光ＬＳ１４（広義には第２の照射光）が照射部ＥＵの他端から検出エリアＲＤＥＴに対して出射され、第１１の光源光ＬＳ１１（広義には第３の照射光）が照射部ＥＵの一端と他端との中間部から検出エリアＲＤＥＴに対して出射される。そして第８、第１１、第１４の光源光ＬＳ８、ＬＳ１１、ＬＳ１４は、それぞれに交差し、且つ、それぞれの強度が異なる。例えば、図６（Ｂ）では、ＬＳ８の強度が最も低く、ＬＳ１４の強度が最も高く、ＬＳ１１の強度は両者の中間である。
【０１０５】
第８の光源光ＬＳ８と第１１の光源光ＬＳ１１とは、照射部ＥＵと検出エリアＲＤＥＴとの間の基準点ＰＥにおいて交差する。例えば、図６（Ｂ）に示すように、ＬＳ８とＬＳ１１とが基準点ＰＥにおいて交差し、さらにＬＳ１１とＬＳ１４とが基準点ＰＥにおいて交差してもよい。また、さらに他の発光素子から出射される光源光が基準点ＰＥにおいて交差するようにしてもよい。
【０１０６】
ＬＤ８は最も光量の低い光源光ＬＳ８を出射し、次のＬＤ９はＬＳ８よりも光量が高い光源光ＬＳ９を出射し、次のＬＤ１０はＬＳ９よりも光量が高い光源光ＬＳ１０を出射する。そして最後のＬＤ１４はＬＳ１３よりも光量の高い光源光ＬＳ１４を出射する。すなわち、照射部ＥＵ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。
【０１０７】
このようにして、第２の期間では第８〜第１４の光源光ＬＳ８〜ＬＳ１４が出射され、これに基づいて照射部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期間用照射光ＬＴ２が出射される。即ち、照射部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。第２期間用照射光ＬＴ２は、各発光素子から出射された第８〜第１４の光源光ＬＳ８〜ＬＳ１４が合成された光である。
【０１０８】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、照射部ＥＵの他の比較例及び角度と照射光強度の関係を説明する図である。図７（Ａ）に示す比較例では、上述した第２、第３の構成例と異なり、第１〜第ｎの発光素子が湾曲した支持部ＳＵＰの凸面に配置される。
【０１０９】
図７（Ａ）には、比較例により出射される第１期間用照射光ＬＴ１を示す。図７（Ｂ）には、比較例による第１期間用照射光ＬＴ１の角度に対する強度（実線）を示す。図７（Ｂ）に示すように、比較例では、光源光ＬＳ１〜ＬＳ７のそれぞれの強度のピークに対応する角度では強度が高くなるが（例えば図７（Ｂ）のＡ１）、ピークとピークとの中間に対応する角度では強度が低くなってしまう（例えば図７（Ｂ）のＡ２）。このような照射光強度の山と谷ができることで、対象物の検出精度が低下してしまう。
【０１１０】
一方、本実施形態の照射部ＥＵの第２、第３の構成例によれば、複数の光源光が基準点ＰＥを通ることで、強度分布の広がりを持った複数の光源光が基準点ＰＥを中心として出射されるように見える。こうすることで、例えば図７（Ｂ）のＡ３（一点鎖線）に示すように、ピークとピークとの中間で強度の低下を抑えることができる。その結果、滑らかな照射光強度分布を形成することができるから、対象物の検出精度を向上させることができる。
【０１１１】
図８（Ａ）、図８（Ｂ）に、本実施形態の受光部ＲＵの構成例を示す。図８（Ａ）に示すように、受光素子ＰＨＤの前面にスリットＳＬＴを設けて、入射する入射光を制限する。スリットＳＬＴはＸ−Ｙ平面に沿って設けられ、入射光が入射するＺ方向の角度を制限することができる。すなわち受光部ＲＵは、スリットＳＬＴのスリット幅で規定される所定の角度で入射する入射光を受光することができる。
【０１１２】
図８（Ｂ）は、スリットＳＬＴを有する受光ユニットの上から見た平面図である。例えばアルミニウム等の筐体（ケース）内に配線基板ＰＷＢが設けられ、この配線基板ＰＷＢ上に受光素子ＰＨＤが実装される。受光素子ＰＨＤ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であって、照射部ＥＵから出射した照射光ＬＴ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ＬＲを受光する。
【０１１３】
以上説明したように、本実施形態の光学式検出装置によれば、広い範囲で強度分布の異なる２つの照射光強度分布を形成することができる。また、検出装置と検出エリアとの距離を短くすることができるから、検出装置の取り付け位置の制約などを少なくすることができる。また、受光部ＲＵのスリット幅を広くすることができるから、受光する光量が多くなり、検出エリアを広くすることができる。さらに照射光強度のピークとピークとの中間で強度の低下を抑えることができるから、照射光強度分布を滑らかにすることができ、検出精度を向上させることができる。その結果、従来よりも小型な構成で、広い検出エリアに対して対象物の位置を検出することなどが可能になる。
【０１１４】
２．位置情報検出の手法
図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、本実施形態の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である。
【０１１５】
図９（Ａ）のＥ１は、図２（Ａ）、図５（Ａ）、図６（Ａ）に示した第１の照射光強度分布ＬＩＤ１において、第１期間用照射光ＬＴ１の照射方向の角度と、その角度での第１期間用照射光ＬＴ１の強度（光度、放射強度）との関係を示す図である。図９（Ａ）のＥ１では、照射方向が図９（Ｂ）のＤＤ１の方向（左方向）である場合に強度が最も高くなる。一方、ＤＤ３の方向（右方向）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（直線的）に変化している。
【０１１６】
また図９（Ａ）のＥ２は、図２（Ｂ）、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）に示した第２の照射光強度分布ＬＩＤ２において、第２期間用照射光ＬＴ２の照射方向の角度と、その角度での第２期間用照射光ＬＴ２の強度との関係を示す図である。図９（Ａ）のＥ２では、照射方向が図９（Ｂ）のＤＤ３の方向である場合に強度が最も高くなる。一方、ＤＤ１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ＤＤ３から方向ＤＤ１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９（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。
【０１１７】
そして図９（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９（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。
【０１１８】
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。そして例えば後述する図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）の手法により光学式検出装置の配置位置（基準点）ＰＥからの対象物ＯＢの距離を求めれば、求められた距離と方向ＤＤＢとに基づいて対象物ＯＢの位置を特定できる。或いは、後述する図１１に示すように、照射部ＥＵとして２個の照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２を設け、ＥＵ１、ＥＵ２の各照射ユニットに対する対象物ＯＢの方向ＤＤＢ１（θ１）、ＤＤＢ２（θ２）を求めれば、これらの方向ＤＤＢ１、ＤＤＢ２と照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２間の距離ＤＳとにより、対象物ＯＢの位置を特定できる。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
Ｅａ＝ｋ・Ｉａ      （１）
Ｅｂ＝ｋ・Ｉｂ      （２）
また光源部ＬＳＵ１からの光源光（第１の光源光）の減衰係数をｆａとし、この光源光に対応する反射光（第１の反射光）の検出受光量をＧａとする。また光源部ＬＳＵ２からの光源光（第２の光源光）の減衰係数をｆｂとし、この光源光に対応する反射光（第２の反射光）の検出受光量をＧｂとする。すると下式（３）、（４）が成立する。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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、照射部ＥＵの制御量から特定することができる。そして図９（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。
【０１２４】
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。例えば光源部ＬＳＵ１、ＬＳＵ２を逆相で交互に点灯させる制御を行い、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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
上記の説明では、照射部ＥＵの第１の構成例（図２（Ａ）、図２（Ｂ））を例として説明したが、第２、第３の構成例（図４（Ａ）、図４（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２、第３の構成例では、制御量として発光素子ＬＤ１〜ＬＤｎの電流（発光電流）を制御すればよい。
【０１３１】
次に本実施形態の光学式検出装置を用いて対象物の位置情報を検出する手法の一例について説明する。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、光源部ＬＳＵ１、ＬＳＵ２の発光制御についての信号波形例である。信号ＳＬＳ１は、光源部ＬＳＵ１の発光制御信号であり、信号ＳＬＳ２は、光源部ＬＳＵ２の発光制御信号であり、これらの信号ＳＬＳ１、ＳＬＳ２は逆相の信号になっている。また信号ＳＲＣは受光信号である。
【０１３２】
例えば光源部ＬＳＵ１は、信号ＳＬＳ１がＨレベルの場合に点灯（発光）し、Ｌレベルの場合に消灯する。また光源部ＬＳＵ２は、信号ＳＬＳ２がＨレベルの場合に点灯（発光）し、Ｌレベルの場合に消灯する。従って図１０（Ａ）の第１の期間Ｔ１では、光源部ＬＳＵ１と光源部ＬＳＵ２が交互に点灯するようになる。即ち光源部ＬＳＵ１が点灯している期間では、光源部ＬＳＵ２は消灯する。これにより例えば図２（Ａ）に示すような第１の照射光強度分布ＬＩＤ１が形成される。一方、光源部ＬＳＵ２が点灯している期間では、光源部ＬＳＵ１は消灯する。これにより例えば図２（Ｂ）に示すような第２の照射光強度分布ＬＩＤ２が形成される。
【０１３３】
このように検出部１１０は、第１の期間Ｔ１において、光源部ＬＳＵ１と光源部ＬＳＵ２を交互に発光（点灯）させる制御を行う。そしてこの第１の期間Ｔ１において、光学式検出装置（照射部）から見た対象物の位置する方向が検出される。具体的には、例えば上述した式（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な発光制御を、第１の期間Ｔ１において行う。そして図９（Ｂ）に示すように対象物ＯＢの位置する方向ＤＤＢを求める。例えば上式（１０）、（１１）から減衰係数の比ｆａ／ｆｂを求め、図９（Ａ）、図９（Ｂ）で説明した手法により対象物ＯＢの位置する方向ＤＤＢを求める。
【０１３４】
そして第１の期間Ｔ１に続く第２の期間Ｔ２では、受光部ＲＵでの受光結果に基づいて対象物ＯＢまでの距離（方向ＤＤＢに沿った方向での距離）を検出する。そして、検出された距離と、対象物ＯＢの方向ＤＤＢとに基づいて、対象物の位置を検出する。即ち図９（Ｂ）において、光学式検出装置の配置位置（基準点）ＰＥから対象物ＯＢまでの距離と、対象物ＯＢの位置する方向ＤＤＢを求めれば、対象物ＯＢのＸ、Ｙ座標位置を特定できる。このように、光源の点灯タイミングと受光タイミングの時間のずれから距離を求め、これと角度結果を併せることで、対象物ＯＢの位置を特定できる。
【０１３５】
具体的には図１０（Ａ）では、発光制御信号ＳＬＳ１、ＳＬＳ２による光源部ＬＳＵ１、ＬＳＵ２の発光タイミングから、受光信号ＳＲＣがアクティブになるタイミング（反射光を受光したタイミング）までの時間Δｔを検出する。即ち、光源部ＬＳＵ１、ＬＳＵ２からの光が対象物ＯＢに反射されて受光部ＲＵで受光されるまでの時間Δｔを検出する。この時間Δｔを検出することで、光の速度は既知であるため、対象物ＯＢまでの距離を検出できる。即ち、光の到達時間のずれ幅（時間）を測定し、光の速度から距離を求める。
【０１３６】
なお、光の速度はかなり速いため、電気信号だけでは単純な差分を求めて時間Δｔを検出することが難しいという問題もある。このような問題を解決するためには、図１０（Ｂ）に示すように発光制御信号の変調を行うことが望ましい。ここで図１０（Ｂ）は、制御信号ＳＬＳ１、ＳＬＳ２の振幅により光の強度（電流量）を模式的に表している模式的な信号波形例である。
【０１３７】
具体的には図１０（Ｂ）では、例えば公知の連続波変調のＴＯＦ（Time Of Flight）方式で距離を検出する。この連続波変調ＴＯＦ方式では、一定周期の連続波で強度変調した連続光を用いる。そして、強度変調された光を照射すると共に、反射光を、変調周期よりも短い時間間隔で複数回受光することで、反射光の波形を復調し、照射光と反射光との位相差を求めることで、距離を検出する。なお図１０（Ｂ）において制御信号ＳＬＳ１、ＳＬＳ２のいずれか一方に対応する光のみを強度変調してもよい。また図１０（Ｂ）のようなクロック波形ではなく、連続的な三角波やＳｉｎ波で変調した波形であってもよい。また、連続変調した光としてパルス光を用いるパルス変調のＴＯＦ方式で、距離を検出してもよい。距離検出手法の詳細については例えば特開２００９−８５３７号公報などに開示されている。
【０１３８】
なお、上記の説明では、照射部ＥＵの第１の構成例（図２（Ａ）、図２（Ｂ））を例として説明したが、第２、第３の構成例（図４（Ａ）、図４（Ｂ））についても同様な手法で対象物ＯＢまでの距離を検出することができる。第２、第３の構成例では、第１の光源部ＬＳＵ１に対応するものとして第１の発光素子群（例えばＬＤ１〜ＬＤ７）、第２の光源部ＬＳＵ２に対応するものとして第２の発光素子群（例えばＬＤ８〜ＬＤ１４）を制御すればよい。
【０１３９】
図１１に、本実施形態の照射部ＥＵの変形例を示す。図１１では、照射部ＥＵは、第１の照射ユニットＥＵ１及び第２の照射ユニットＥＵ２を有し、これらの第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。
【０１４０】
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角度検出用照射光を出射する。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角度検出用照射光を出射する。受光部ＲＵは、第１、第２の受光ユニットＲＵ１、ＲＵ２を含み、第１の受光ユニットＲＵ１は、第１の照射ユニットＥＵ１からの第１角度検出用照射光が対象物ＯＢに反射されることによる第１の反射光を受光する。第２の受光ユニットＲＵ２は、第２の照射ユニットＥＵ２からの第２角度検出用照射光が対象物ＯＢに反射されることによる第２の反射光を受光する。そして検出部１１０は、受光部ＲＵでの受光結果に基づいて、対象物ＯＢの位置ＰＯＢを検出する。
【０１４１】
具体的には検出部１１０は、第１の反射光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。
【０１４２】
図１１の変形例によれば、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）のように光学式検出装置と対象物ＯＢとの距離を求めなくても、対象物ＯＢの位置ＰＯＢを検出できるようになる。
【０１４３】
なお、受光部ＲＵとして、第１、第２の受光ユニットＲＵ１、ＲＵ２を設けることは、必須の要件ではない。例えば１つの受光部ＲＵを第１、第２の照射ユニットＥＵ１、ＥＵ２の中間の位置に設けてもよい。
【０１４４】
３．表示システム及び情報処理システム
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）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１２（Ａ）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１２（Ａ）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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
なお、図１２（Ａ）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。
【０１４７】
上述したように、本実施形態の光学式検出装置によれば、広い範囲で照射光強度分布を形成することができるから、従来よりも小型な構成で、広い範囲に存在する対象物の位置を検出することなどが可能になる。従って、投射型表示装置（プロジェクター）やデジタルサイネージ用の表示装置のように表示エリアが広い場合であっても、従来よりも小型な構成でポインティング等による情報入力などが可能になる。
【０１４８】
図１２（Ｂ）に示す情報処理システムの構成例では、表示装置１０として情報処理装置２００（ＰＣ）に内蔵されたディスプレイ２２０が用いられる。光学式検出装置１００はディスプレイ２２０に着脱可能であって、ＵＳＢケーブルＵＳＢＣを介して情報処理装置２００と電気的に接続される。
【０１４９】
上述したように、本実施形態の光学式検出装置によれば、従来よりも小型な構成で対象物の位置情報を検出することができる。その結果、例えばタッチパネル機能を持たないディスプレイに本実施形態の光学式検出装置を後付けで装着することにより、ディスプレイに手を加えずにタッチパネル機能を付加することなどが可能になる。
【０１５０】
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】
【０１５１】
ＥＵ  照射部、ＲＵ  受光部、ＬＳＵ１、ＬＳＵ２  第１、第２の光源部、
ＬＴ−１〜ＬＴ−３  第１〜第３の照射光、ＰＥ  基準点、ＳＬ  照射基準面、
ＬＴ１、ＬＴ２  第１、第２期間用照射光、ＣＵＲ  曲線、
ＬＤ１〜ＬＤｎ  第１〜第ｎの発光素子、ＬＳ１〜ＬＳｎ  第１〜第ｎの光源光、
ＬＧ  ライトガイド、ＲＳ  反射シート、ＰＳ  プリズムシート、
ＬＦ  ルーバーフィルム、ＬＥ  照射方向設定部、
ＬＩＤ１、ＬＩＤ２  第１、第２の照射光強度分布、ＲＤＥＴ  検出エリア、
ＯＢ  対象物、
１０  表示装置、２０  表示部、１００  光学式検出装置、１１０  検出部、
１２０  制御部、２００  情報処理装置、２２０  ディスプレイ
【図１】
2012194913.tif 000003
【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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