(57)【要約】      （修正有）【課題】検出用発光素子と受光素子との位置関係を適正化することにより、対象物体の位置を広い領域にわたって検出することのできる光学式位置検出装置を提供する。【解決手段】光学式位置検出装置１０において、Ｘ軸方向で離間する第１発光受光部１５Ａと第２発光受光部１５Ｂとを順次排他的に駆動した際の駆動結果と、Ｙ軸方向で離間する第３発光受光部１５Ｃと第４発光受光部１５Ｄとを順次駆動した際の駆動結果とに基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出する。複数の発光受光部１５のいずれにおいても、検出用発光素子１２と受光素子３０とが隣り合う位置に配置され、対象物体Ｏｂで反射して第１受光素子３０Ａに到達する光は、対象物体Ｏｂにおいて第１検出用発光素子１２Ａおよび第１受光素子３０Ａが位置する側に向けて反射した光である。このため、第１受光素子３０Ａの受光強度は、対象物体Ｏｂの位置によって単調に変化する。【選択図】図１
2012173139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出光が出射される検出光出射空間内における対象物体の位置を検出する光学式位置検
出装置であって、
第１方向の一方から当該第１方向の他方に向けて前記検出光を出射する検出用発光素子
、および該検出用発光素子と隣り合う位置で前記第１方向の他方に受光部を向けた受光素
子をもって前記第１方向と交差する方向で互いに離間する複数の発光受光部と、
前記複数の発光受光部を順次に駆動する駆動部と、
前記複数の発光受光部のうち、前記第１方向と交差する第２方向で離間する一方の発光
受光部と他方の発光受光部とを順次駆動した際の駆動結果と、前記第１方向および前記第
２方向と交差する第３方向で離間する一方の発光受光部と他方の発光受光部とを順次駆動
した際の駆動結果と、に基づいて、前記第２方向における前記対象物体の位置および前記
第３方向における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、
を有していることを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項２】
前記複数の発光受光部として、前記第２方向の一方に配置された第１発光受光部と、該
第１発光受光部に対して前記第２方向の他方に配置された第２発光受光部と、前記第１発
光受光部および前記第２発光受光部に対して前記第３方向の一方に配置された第３発光受
光部と、前記第１発光受光部および前記第２発光受光部に対して前記第３方向の他方に配
置された第４発光受光部と、が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学式
位置検出装置。
【請求項３】
前記第１方向からみたとき、前記複数の発光受光部によって囲まれた領域が前記対象物
体の位置を検出する検出領域であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学式位
置検出装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記一方の発光受光部と前記他方の発光受光部とを順次駆動する際、前
記一方の発光受光部と前記他方の発光受光部とにおいて前記受光素子での複数の受光強度
の差を減らすように前記検出用発光素子に供給する電流を調整することを特徴とする請求
項１乃至３の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記複数の発光受光部は各々、前記出射空間を介さずに前記受光素子に入射する参照光
を出射する参照用発光素子を備え、
前記駆動部は、前記一方の発光受光部と前記他方の発光受光部とを順次駆動する際、前
記一方の発光受光部および前記他方の発光受光部の各々において前記検出用発光素子が点
灯した際の前記受光素子での受光強度と前記参照用発光素子が点灯した際の前記受光素子
での複数の受光強度の差を減らすように前記検出用発光素子および前記参照用発光素子に
供給する電流を調整することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学式位
置検出装置。
【請求項６】
前記検出光は、赤外光であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光
学式位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置に関するものである
。
【背景技術】
【０００２】
対象物体を光学的に検出する光学式位置検出装置としては、例えば、図１０（ａ）、（
ｂ）に示すように、４つの検出用発光素子１２（第１検出用発光素子１２Ａ〜第４検出用
発光素子１２Ｄ）の各々から透光部材９０を介して対象物体Ｏｂに向けて検出光Ｌ２（検
出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ）を出射し、対象物体Ｏｂで反射した光Ｌ３が透光部材９０を透過し
て受光素子３０で検出されるものが提案されている。ここで、受光素子３０は、検出光Ｌ
２の出射空間としての検出領域１０Ｒからみたとき、４つの検出用発光素子１２の中心に
配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような構成の光学式位置検出装置において、例えば、第１検出用発光素子１２Ａが
点灯して検出光が出射されると、図１１（ａ）に示すように、検出光Ｌ２ａは、対象物体
Ｏｂで反射し、受光素子３０で受光される。その際、対象物体Ｏｂが第１検出用発光素子
１２Ａから離間する方向に位置するほど、第１検出用発光素子１２Ａから対象物体Ｏｂを
経て受光素子３０に到る距離が長くなるので、受光素子３０での受光強度は低下していく
。従って、第１検出用発光素子１２Ａが点灯した際の受光素子３０での受光強度と、第２
検出用発光素子１２Ｂが点灯した際の受光素子３０での受光強度とを比較すれば、第１検
出用発光素子１２Ａと第２検出用発光素子１２Ｂとの間のいずれの位置に対象物体Ｏｂが
位置するかが分かる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報の図８
【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に記載の構成では、図１１（ｂ）に示すように、対象物体Ｏ
ｂの位置と受光素子３０での受光強度との関係が単調に変化する関係にならず、図１１（
ａ）に矢印Ｍで示すように、対象物体Ｏｂが第１検出用発光素子１２Ａに近い位置から第
２検出用発光素子１２Ｂに近い位置に移動するまでの間にピークＰ０が出現する。このた
め、位置Ｐ１、Ｐ２では、対象物体Ｏｂの位置が相違するにもかかわらず、受光素子３０
での受光強度が等しくなってしまい、対象物体Ｏｂの位置を高い精度で検出できないとい
う問題点がある。
【０００６】
かかる理由について、本願発明者が追求した結果、図１１（ｃ）に示すように、対象物
体Ｏｂが第１検出用発光素子１２Ａと受光素子３０との略中間位置にあるときには、受光
素子３０での第１検出用発光素子１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａのうち、対象物体Ｏ
ｂの下面で反射した光においては中心光軸が受光素子３０を通るため、ピークＰ０が出現
するという知見を得た。その結果、位置Ｐ１、Ｐ２では、対象物体Ｏｂの位置が相違する
にもかかわらず、受光素子３０での受光強度が等しくなってしまい、対象物体Ｏｂの位置
を精度よく検出できない。それ故、対象物体Ｏｂの検出領域１０Ｒについては、図１０（
ｂ）に点線で示すように、ピークＰ０が出現する位置より内側の狭い範囲に限定せざるを
得ないことになる。
【０００７】
本発明は、上記の知見に基づいて達成されたものであり、本発明の課題は、検出用発光
素子と受光素子との位置関係を適正化することにより、対象物体の位置を広い領域にわた
って検出することのできる光学式位置検出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、検出光が出射される検出光出射空間内における
対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置であって、第１方向の一方側から当該第１
方向の他方側に向けて前記検出光を出射する検出用発光素子、および該検出用発光素子と
隣り合う位置で前記第１方向の他方側に受光部を向けた受光素子をもって前記第１方向と
交差する方向で互いに離間する複数の発光受光部と、前記複数の発光受光部を順次に駆動
する駆動部と、前記複数の発光受光部のうち、前記第１方向と交差する第２方向で離間す
る一方側の発光受光部と他方側の発光受光部とを順次駆動した際の駆動結果と、前記第１
方向および前記第２方向と交差する第３方向で離間する一方側の発光受光部と他方側の発
光受光部とを順次駆動した際の駆動結果と、に基づいて、前記第２方向における前記対象
物体の位置および前記第３方向における前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を
有していることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、「駆動結果」に基づいて対象物体の位置を検出するとは、発光受光部
の受光素子での受光強度自身を用いて対象物体の位置を検出する場合、および受光素子で
の受光強度が所定の値になるように検出用発光素子に供給する電流値を調整した場合の電
流値（制御量）に基づいて対象物体の位置を検出する場合の双方を含む意味である。
【００１０】
本発明では、検出用発光素子と受光素子とが隣り合う位置に配置された発光受光部を複
数、備えており、位置検出部は、第１方向と交差する第２方向で離間する２つの発光受光
部を順次排他的に駆動した際の駆動結果と、第３方向で離間する２つの発光受光部を順次
排他的に駆動した際の駆動結果と、に基づいて、第２方向における前記対象物体の位置、
および第３方向における対象物体の位置を検出する。ここで、複数の発光受光部のいずれ
においても、検出用発光素子と受光素子とが隣り合う位置に配置されており、検出用発光
素子から出射された検出光のうち、対象物体で反射して受光素子に到達する光は、対象物
体において検出用発光素子および受光素子が位置する側に向けて反射した光である。この
ため、対象物体が検出用発光素子に近い側と、検出用発光素子から離間する側との間の途
中位置にある場合には、検出用発光素子から出射されて対象物体の下面で反射した光の中
心光軸が受光素子を通ることがない。従って、対象物体の位置と受光素子での受光強度と
は、単調に変化するので、第２方向で離間する発光受光部を順次駆動した際の駆動結果と
、第３方向で離間する発光受光部を順次駆動した際の駆動結果とに基づいて、第２方向に
おける対象物体の位置および第３方向における対象物体の位置を検出した結果の精度が高
い。しかも、複数の発光受光部によって囲まれた領域を対象物体の位置を検出する検出領
域として利用でき、検出領域が広い。
【００１１】
本発明において、前記複数の発光受光部として、前記第２方向の一方側に配置された第
１発光受光部と、該第１発光受光部に対して前記第２方向の他方側に配置された第２発光
受光部と、前記第１発光受光部および前記第２発光受光部に対して前記第３方向の一方側
に配置された第３発光受光部と、前記第１発光受光部および前記第２発光受光部に対して
前記第３方向の他方側に配置された第４発光受光部と、が設けられている構成を採用する
ことができる。
【００１２】
本発明においては、前記第１方向からみたとき、前記複数の発光受光部によって囲まれ
た領域が前記対象物体の位置を検出する検出領域として利用される構成を採用することが
できる。
【００１３】
本発明において、前記駆動部は、前記一方側の発光受光部と前記他方側の発光受光部と
を順次駆動する際、前記一方側の発光受光部と前記他方側の発光受光部とにおいて前記受
光素子での受光強度が同一となるように前記検出用発光素子に供給する電流を調整するこ
とが好ましい。このように構成すると、位置検出部は、一方側の発光受光部と他方側の発
光受光部とにおいて受光素子での受光強度が同一となるように検出用発光素子を差動させ
た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。従って、環境光等の影響を受
けずに対象物体の位置を検出することができる。
【００１４】
本発明において、前記出射空間を介さずに前記受光素子に入射する参照光を出射する参
照用発光素子を備え、前記駆動部は、前記一方側の発光受光部と前記他方側の発光受光部
とを順次駆動する際、前記一方側の発光受光部および前記他方側の発光受光部の各々にお
いて前記検出用発光素子が点灯した際の前記受光素子での受光強度と前記参照用発光素子
が点灯した際の前記受光素子での受光強度とが同一となるように前記検出用発光素子およ
び前記参照用発光素子に供給する電流を調整する構成を採用してもよい。かかる構成によ
れば、位置検出部は、一方側の発光受光部および他方側の発光受光部において検出用発光
素子が点灯した際の受光素子での受光強度と参照用発光素子が点灯した際の前記受光素子
での受光強度とが同一となるように検出用発光素子および参照用発光素子を差動させた結
果に基づいて対象物体の位置を検出することができる。従って、環境光等の影響を受けず
に対象物体の位置を検出することができる。
【００１５】
本発明において、前記検出光は赤外光であることが好ましい。かかる構成によれば、検
出光が視認されないので、情報の視認を検出光が妨げないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器の主要部を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明を適用した光学式位置検出装置における座標検出の基本原理を示す説明図である。
【図３】本発明を適用した光学式位置検出装置の電気的構成等を示す説明図である。
【図４】本発明を適用した光学式位置検出装置において、発光受光部を駆動した結果から対象物体のＸ座標およびＹ座標を特定する方法を示す説明図である。
【図５】本発明を適用した光学式位置検出装置において、参照光と検出光との差動を利用して対象物体の位置を検出する原理を示す説明図である。
【図６】本発明を適用した位置検出機能付き直視型表示装置（位置検出機能付き機器）の分解斜視図である。
【図７】本発明を適用した位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図８】本発明を適用した位置検出機能付きウインドウ（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図９】本発明を適用した位置検出機能付きアミューズメント機器（位置検出機能付き機器）の説明図である。
【図１０】本発明の参考例に係る光学式位置検出装置の説明図である。
【図１１】本発明の参考例に係る光学式位置検出装置における座標検出の基本原理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説
明においては、互いに交差する３方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向として説明す
る。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側と
し、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側として示してある。また、以下の説
明で用いたＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、本発明の第１方向、第２方向および第
３方向と以下の関係
第１方向＝Ｚ軸方向
第２方向＝Ｘ軸方向
第３方向＝Ｙ軸方向
を有している。また、図１０および図１１を参照して説明した構成との対応が分かりやす
いように、共通する機能を有する部分には同一の符号を付してある。
【００１８】
［光学式位置検出装置の構成］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器の主要部
を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、光学式位置検出装置の立体的な配
置を示す説明図、および光学式位置検出装置の構成要素の平面的な配置を示す説明図であ
る。図２は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０における座標検出の基本原理を示
す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、検出用発光素子１２から出射された検
出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して受光素子３０で受光される様子を示す説明図、対象物
体Ｏｂの位置と受光素子３０での受光強度との関係を示す説明図、および対象物体Ｏｂの
下面で反射した光の説明図である。
【００１９】
図１および図２（ａ）において、本形態の位置検出機能付き機器１は、情報が視認され
る視認面４１を備えた視認面構成部材４０と、視認面構成部材４０に対して視認面４１側
（Ｚ軸方向の他方側Ｚ２）に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する光学式位置検出装置
１０とを有しており、後述する位置検出装置付き表示装置等として利用される。
【００２０】
光学式位置検出装置１０は、複数の発光受光部１５を備えており、かかる複数の発光受
光部１５は、図２（ａ）に示すように、視認面構成部材４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ
１に対向配置された基板１１１上に搭載されている。また、視認面構成部材４０と基板１
１１とは柱状のスペーサー１１２によって所定の間隔が空けられている。
【００２１】
再び図１において、複数の発光受光部１５は各々、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ
２に向けて検出光Ｌ２を出射する検出用発光素子１２と、検出用発光素子１２と隣り合う
位置でＺ軸方向の他方側Ｚ２に受光部を向けた受光素子３０とを備えている。より具体的
には、光学式位置検出装置１０では、複数の発光受光部１５として、まず、視認面構成部
材４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１に配置された第１発光受
光部１５Ａと、第１発光受光部１５Ａに対してＸ軸方向の他方側Ｘ２に配置された第２発
光受光部１５Ｂとが設けられている。第１発光受光部１５Ａと第２発光受光部１５Ｂとは
、Ｙ軸方向およびＺ軸方向において同一の位置に配置されている。第１発光受光部１５Ａ
は、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２に向けて検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ）を出射する第１検出用発
光素子１２Ａと、第１検出用発光素子１２Ａに対してＸ軸方向の他方側Ｘ２で隣り合う位
置でＺ軸方向の他方側Ｚ２に受光部を向けた第１受光素子３０Ａとを備えている。第２発
光受光部１５Ｂは、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２に向けて検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｂ）を出射す
る第２検出用発光素子１２Ｂと、第２検出用発光素子１２Ｂに対してＸ軸方向の一方側Ｘ
１で隣り合う位置でＺ軸方向の他方側Ｚ２に受光部を向けた第２受光素子３０Ｂとを備え
ている。
【００２２】
また、本形態の光学式位置検出装置１０では、複数の発光受光部１５として、視認面構
成部材４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に、第１発光受光部１５Ａおよび第２発光受光
部１５Ｂに対してＹ軸方向の一方側Ｙ１に配置された第３発光受光部１５Ｃと、第１発光
受光部１５Ａおよび第２発光受光部１５Ｂに対してＹ軸方向の他方側Ｙ２に配置された第
４発光受光部１５Ｄとが設けられている。第３発光受光部１５Ｃと第４発光受光部１５Ｄ
とは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向において同一の位置に配置され、第１発光受光部１５Ａと
第２発光受光部１５Ｂとは、Ｚ軸方向において同一の位置に配置されている。第３発光受
光部１５Ｃは、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２に向けて検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｃ）を出射する第
３検出用発光素子１２Ｃと、第３検出用発光素子１２Ｃに対してＹ軸方向の他方側Ｙ２で
隣り合う位置でＺ軸方向の他方側Ｚ２に受光部を向けた第３受光素子３０Ｃとを備えてい
る。第４発光受光部１５Ｄは、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２に向けて検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ｄ
）を出射する第４検出用発光素子１２Ｄと、第４検出用発光素子１２Ｄに対してＹ軸方向
の一方側Ｙ１で隣り合う位置でＺ軸方向の他方側Ｚ２に受光部を向けた第４受光素子３０
Ｄとを備えている。
【００２３】
視認面構成部材４０は、複数の発光受光部１５に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に位置す
るシート状あるいは板状の透光部材からなる。従って、複数の発光受光部１５の各検出用
発光素子１２から出射された検出光Ｌ２は、視認面構成部材４０を透過して、視認面４１
側（検出光Ｌ２の検出光出射空間）に出射され、本形態では、かかる検出光出射空間（視
認面４１側の空間）によって、対象物体Ｏｂの位置が検出される検出領域１０Ｒが構成さ
れている。
【００２４】
本形態において、検出用発光素子１２はいずれも、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光
素子により構成され、複数の発光受光部１５の各検出用発光素子１２の出射光軸は互いに
平行である。本形態において、検出用発光素子１２はいずれも、ピーク波長が８４０〜１
０００ｎｍに位置する赤外光からなる検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ）を発散光とし
て放出する。本形態では、対象物体Ｏｂが指先等であることが多いことから、検出光Ｌ２
として、対象物体Ｏｂ（人体）での反射率が高い波長域の赤外光（８４０〜９２０ｎｍ程
度の近赤外光）が用いられている。
【００２５】
受光素子３０は、視認面構成部材４０に受光部を向けたフォトダイオードやフォトトラ
ンジスター等からなり、本形態において、受光素子３０は赤外域の感度ピークを備えたフ
ォトダイオードである。
【００２６】
また、複数の発光受光部１５（第１発光受光部１５Ａ、第２発光受光部１５Ｂ、第３発
光受光部１５Ｃ、第４発光受光部１５Ｄ）は各々、受光素子３０に発光部を向けた参照用
発光素子１３（第１参照用発光素子１３Ａ〜第４参照用発光素子１３Ｄ）を備えている。
参照用発光素子１３も、検出用発光素子１２と同様、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により
構成され、参照用発光素子１３は、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光
からなる参照光Ｌｒを発散光として放出する。但し、参照用発光素子１３から出射される
参照光Ｌｒは、参照用発光素子１３の向きや、参照用発光素子１３に設けられる遮光カバ
ー（図示せず）等によって、視認面構成部材４０の視認面４１側（検出領域１０Ｒ）に入
射せず、検出領域１０Ｒを介さずに受光素子３０に入射するようになっている。
【００２７】
（位置検出部等の構成）
図３は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０の電気的構成等を示す説明図である
。図３に示すように、光学式位置検出装置１０は、複数の検出用発光素子１２を駆動する
駆動部１４を備えている。駆動部１４は、検出用発光素子１２および参照用発光素子１３
を駆動する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介して複数の検出用発光素子１
２および参照用発光素子１３の各々の点灯パターンを制御する光源制御部１４５とを備え
ている。光源駆動回路１４０は、複数の発光受光部１５（第１発光受光部１５Ａ、第２発
光受光部１５Ｂ、第３発光受光部１５Ｃ、第４発光受光部１５Ｄ）を駆動する光源駆動回
路１４０ａ〜１４０ｄからなり、複数の発光受光部１５の検出用発光素子１２および参照
用発光素子１３を交互に点灯させる。また、駆動部１４は、複数の発光受光部１５を順次
排他的に駆動する。より具体的には、駆動部１４は、複数の発光受光部１５のうちの１つ
において検出用発光素子１２および参照用発光素子１３を交互に点灯させるとともに、か
かる点灯を行う発光受光部１５を順次切り換える。なお、本形態では、複数の発光受光部
１５の各々に対して光源駆動回路１４０を設けたが、複数の発光受光部１５に対して共通
の光源駆動回路１４０を設け、スイッチ回路によって、光源駆動回路１４０によって駆動
される発光受光部１５を切り換えてもよい。
【００２８】
受光素子３０には位置検出部５０が電気的に接続されており、受光素子３０での検出結
果は位置検出部５０に出力される。位置検出部５０は、受光素子３０での検出結果に基づ
いて対象物体Ｏｂの位置を検出するための信号処理部５５を備えており、かかる信号処理
部５５は、増幅器や比較器等を備えている。また、位置検出部５０は、対象物体ＯｂのＸ
Ｙ座標（視認面４１に沿う方向の位置）を検出するＸＹ座標検出部５２を備えている。
【００２９】
このように構成した位置検出部５０と駆動部１４とは連動して動作し、後述する位置検
出を行なう。より具体的には、駆動部１４は、複数の発光受光部１５を順次排他的に駆動
して、検出用発光素子１２および参照用発光素子１３を交互に点灯させる発光受光部１５
を順次切り換えるとともに、検出用発光素子１２および参照用発光素子１３を点灯させた
発光受光部１５の受光素子３０での受光結果のみを位置検出部５０に入力させる。例えば
、駆動部１４は、複数の発光受光部１５のうち、第１発光受光部１５Ａのみを駆動して、
第１検出用発光素子１２Ａおよび第１参照用発光素子１３Ａを交互に点灯させる際、第１
発光受光部１５Ａの第１受光素子３０Ａでの受光結果のみを位置検出部５０に入力させる
。次に、駆動部１４は、第２発光受光部１５Ｂのみを駆動した後、第３発光受光部１５Ｃ
のみを駆動し、その後、第４検出用発光素子１２Ｄのみを駆動する。
【００３０】
(座標の基本的な検出原理）
図４は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０において、発光受光部を駆動した結
果から対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を特定する方法を示す説明図である。
【００３１】
図１および図２（ａ）を参照して説明した光学式位置検出装置１０では、複数の発光受
光部１５のうち、Ｘ軸方向で離間する第１発光受光部１５Ａと第２発光受光部１５Ｂとを
順次排他的に駆動した際の駆動結果と、Ｙ軸方向で離間する第３発光受光部１５Ｃと第４
発光受光部１５Ｄとを順次駆動した際の駆動結果とに基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標お
よびＹ座標を検出する。
【００３２】
より具体的には、まず、第１発光受光部１５Ａを駆動する第１期間では、第１発光受光
部１５Ａの第１検出用発光素子１２Ａおよび第１受光素子３０Ａをオン状態とするととも
に、他の発光受光部１５の検出用発光素子１２および受光素子３０をオフ状態とする。次
に、第２発光受光部１５Ｂを駆動する第２期間では、第２発光受光部１５Ｂの第２検出用
発光素子１２Ｂおよび第２受光素子３０Ｂをオン状態とするとともに、他の発光受光部１
５の検出用発光素子１２および受光素子３０をオフ状態とする。次に、第３発光受光部１
５Ｃを駆動する第３期間では、第３発光受光部１５Ｃの第３検出用発光素子１２Ｃおよび
第３受光素子３０Ｃをオン状態とするとともに、他の発光受光部１５の検出用発光素子１
２および受光素子３０をオフ状態とする。次に、第４発光受光部１５Ｄを駆動する第４期
間では、第４発光受光部１５Ｄの第４検出用発光素子１２Ｄおよび第４受光素子３０Ｄを
オン状態とするとともに、他の発光受光部１５の検出用発光素子１２および受光素子３０
をオフ状態とする。
【００３３】
かかる動作のうち、第１期間において、第１発光受光部１５Ａがオン状態になって、第
１検出用発光素子１２Ａから検出光Ｌ２ａが出射されると、図２（ａ）に示すように、検
出光Ｌ２ａは、対象物体Ｏｂで反射し、第１受光素子３０Ａで受光される。その際、対象
物体Ｏｂが第１検出用発光素子１２Ａから離間する方向に位置するほど、第１検出用発光
素子１２Ａから対象物体Ｏｂを経て第１受光素子３０Ａに到る距離が長くなるので、第１
受光素子３０Ａでの受光強度は低下していく。
【００３４】
一方、第２期間において、第２発光受光部１５Ｂがオン状態になって、第２検出用発光
素子１２Ｂから検出光Ｌ２ｂが出射されると、検出光Ｌ２ｂは、対象物体Ｏｂで反射し、
第２受光素子３０Ｂで受光される。その際、対象物体Ｏｂが第２検出用発光素子１２Ｂか
ら離間する方向に位置するほど、第２検出用発光素子１２Ｂから対象物体Ｏｂを経て第２
受光素子３０Ｂに到る距離が長くなるので、第２受光素子３０Ｂでの受光強度は低下して
いく。
【００３５】
従って、第１期間における第１受光素子３０Ａでの受光強度と、第２期間における第２
受光素子３０Ｂでの受光強度との比を求めれば、かかる比から、第１検出用発光素子１２
Ａと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ１と第２検出用発光素子１２Ｂと対象物体Ｏｂとの離間
距離Ｐ２との比が分かる。また、第１期間における第１受光素子３０Ａでの受光強度と、
第２期間における第２受光素子３０Ｂでの受光強度とが等しくなるように第１検出用発光
素子１２Ａおよび第２検出用発光素子１２Ｂに対する駆動電流を調整すれば、かかる駆動
電流の比から、第１検出用発光素子１２Ａと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ１と、第２検出
用発光素子１２Ｂと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ２との比が分かる。それ故、対象物体Ｏ
ｂは、図４に示すように、第１検出用発光素子１２Ａと第２検出用発光素子１２Ｂとを結
ぶ仮想線Ｑ１１を所定の比（Ｐ１：Ｐ２）で分割した位置を通る等比線Ｒ１１上に対象物
体Ｏｂが存在することがわかる。
【００３６】
同様に、第３期間における第３受光素子３０Ｃでの受光強度と、第４期間における第４
受光素子３０Ｄでの受光強度との比を求めれば、かかる比から、第３検出用発光素子１２
Ｃと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ３と第４検出用発光素子１２Ｄと対象物体Ｏｂとの離間
距離Ｐ４との比が分かる。また、第３期間における第３受光素子３０Ｃでの受光強度と、
第４期間における第４受光素子３０Ｄでの受光強度とが等しくなるように第３検出用発光
素子１２Ｃおよび第４検出用発光素子１２Ｄに対する駆動電流を調整すれば、かかる駆動
電流の比に基づいて、第３検出用発光素子１２Ｃと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ３と第４
検出用発光素子１２Ｄと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ４との比が分かる。それ故、対象物
体Ｏｂは、図４に示すように、第３検出用発光素子１２Ｃと第４検出用発光素子１２Ｄと
を結ぶ仮想線Ｑ１２を所定の比（Ｐ３：Ｐ４）で分割した位置を通る等比線Ｒ１２上に対
象物体Ｏｂが存在することがわかる。
【００３７】
よって、等比線Ｒ１１、Ｒ１２の交点を求めれば、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標
を求めることができる。さらに、第１発光受光部１５Ａと第３発光受光部１５Ｃおよび第
４発光受光部１５Ｄとを順次駆動した際の駆動結果や、第２発光受光部１５Ｂと第３発光
受光部１５Ｃおよび第４発光受光部１５Ｄとを順次駆動した際の駆動結果を平均化して対
象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を求めてもよい。なお、図４は、本形態で採用した原理
を幾何学的に示したものであり、実際には、得られたデータを用いて計算を行う。
【００３８】
このようにして対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を求める際、複数の発光受光部１５
のいずれにおいても、検出用発光素子１２と受光素子３０とが隣り合う位置に配置されて
おり、検出用発光素子１２から出射された検出光Ｌ２のうち、対象物体Ｏｂで反射して受
光素子３０に到達する光は、対象物体Ｏｂにおいて検出用発光素子１２および受光素子３
０が位置する側に向けて反射した光である。このため、例えば、第１発光受光部１５Ａに
着目した場合、図２（ｃ）に示す構造になる。即ち、第１検出用発光素子１２Ａに近い側
と、第１検出用発光素子１２Ａから離間する側との間の途中位置に対象物体Ｏｂがある場
合には、対象物体Ｏｂの下面で反射した光の中心光軸が第１受光素子３０Ａを通ることが
ない。但し、対象物体Ｏｂが第１検出用発光素子１２Ａに近い側にあるときには、第１検
出用発光素子１２Ａから出射されて対象物体Ｏｂの下面で反射した光の中心光軸が受光素
子３０Ａを通ることはある。従って、図２（ｂ）に示すように、対象物体Ｏｂの位置と第
１受光素子３０Ａの受光強度とは、単調に変化するので、Ｘ軸方向およびＹ軸方向で離間
する２つの発光受光部１５を順次駆動した際の駆動結果に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標
およびＹ座標を検出した結果の精度が高い。しかも、複数の発光受光部１５によって囲ま
れた領域全体を対象物体Ｏｂの位置を検出する検出領域１０Ｒとして利用でき、検出領域
１０Ｒが広い。例えば、複数の発光受光部１５において検出用発光素子１２と受光素子３
０との間が検出領域１０Ｒの外周縁になっている。
【００３９】
（参照光Ｌｒと検出光Ｌ２との差動）
図５は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０において、参照光Ｌｒと検出光Ｌ２
との差動を利用して対象物体Ｏｂの位置を検出する原理を示す説明図であり、図５（ａ）
、（ｂ）は、検出用発光素子１２から対象物体Ｏｂまでの距離と検出光Ｌ２等の受光強度
との関係を示す説明図、および光源への駆動電流を調整した後の様子を示す説明図である
。
【００４０】
本形態の光学式位置検出装置１０においては、検出光Ｌ２同士の直接的な差動に代えて
、検出光Ｌ２と参照光Ｌｒとの差動を利用し、図４を参照して説明した結果と同様な結果
を導く。ここで、検出光Ｌ２と参照光Ｌｒとの差動は、以下のようにして実行されるが、
この場合でも、Ｘ軸方向で離間する第１発光受光部１５Ａと第２発光受光部１５Ｂとを順
次排他的に駆動し、Ｙ軸方向で離間する第３発光受光部１５Ｃと第４発光受光部１５Ｄと
を順次駆動する。
【００４１】
図５（ａ）に示すように、検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態においては、
第１検出用発光素子１２Ａから対象物体Ｏｂまでの距離と、第１受光素子３０Ａでの検出
光Ｌ２ａの受光強度Ｄaとは、実線ＳＡで示すように単調に変化する。これに対して、参
照用発光素子１３から出射された参照光Ｌｒの第１受光素子３０Ａでの受光強度は、実線
ＳＲで示すように、対象物体Ｏｂの位置にかかわらず、一定である。従って、第１受光素
子３０Ａでの検出光Ｌ２ａの受光強度Ｄaと、受光素子３０での参照光Ｌｒの受光強度Ｄr
とは、相違している。
【００４２】
次に、図５（ｂ）に示すように、第１検出用発光素子１２Ａに対する駆動電流、および
第１参照用発光素子１３Ａに対する駆動電流のうちの少なくとも一方を調整し、第１受光
素子３０Ａでの検出光Ｌ２ａの受光強度Ｄaと、参照光Ｌｒの第１受光素子３０Ａでの受
光強度Ｄrとを一致させる。このような差動は、参照光Ｌｒと検出光Ｌ２ａとの間で行な
われるとともに、参照光Ｌｒと検出光Ｌ２ｂとの間でも行なわれる。従って、第１受光素
子３０Ａでの検出光Ｌ２ａの受光強度、および第２受光素子３０Ｂでの検出光Ｌ２ｂの受
光強度が、第１受光素子３０Ａおよび第２受光素子３０Ｂでの参照光Ｌｒの受光強度と等
しくなった時点での第１検出用発光素子１２Ａに対する駆動電流と第２検出用発光素子１
２Ｂに対する駆動電流との比を求めることができる。
【００４３】
上記の検出原理を光路関数を用いて数理的に説明すると、以下のようになる。まず、各
パラメータを以下
Ｔ＝対象物体Ｏｂの反射率
Ａt＝第１検出用発光素子１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａが対象物体Ｏｂで
反射して第１受光素子３０Ａに到る距離関数
Ａ＝検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で第１検出用発光素子１２Ａ
が点灯したときの第１受光素子３０Ａの受光強度
Ｂt＝第２検出用発光素子１２Ｂから出射された検出光Ｌ２ｂが対象物体Ｏｂで
反射して第２受光素子３０Ｂに到る距離関数
Ｂ＝検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で第２検出用発光素子１２Ｂ
が点灯したときの第２受光素子３０Ｂの受光強度
Ｒs＝第１参照用発光素子１３Ａから第１受光素子３０Ａに到る光路係数
＝第２参照用発光素子１３Ｂから第２受光素子３０Ｂに到る光路係数
Ｒ＝第１参照用発光素子１３Ａのみが点灯したときの第１受光素子３０Ａの
受光強度
＝第２参照用発光素子１３Ｂのみが点灯したときの第２受光素子３０Ｂの
受光強度
とする。なお、第１検出用発光素子１２Ａ、第２検出用発光素子１２Ｂ、第１参照用発光
素子１３Ａ、および第２参照用発光素子１３Ｂの発光強度は、駆動電流と発光係数との積
で表されるが、以下の説明では、発光係数を１とする。また、上記の差動において、第１
受光素子３０Ａでの受光強度が等しくなったときの第１検出用発光素子１２Ａに対する駆
動電流をＩAとし、第１参照用発光素子１３Ａに対する駆動電流をＩRとする。また、第２
受光素子３０Ｂでの受光強度が等しくなったときの第２検出用発光素子１２Ｂに対する駆
動電流をＩBとし、第２参照用発光素子１３Ｂに対する駆動電流をＩRとする。
【００４４】
検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で、前記した差動を行なうと、
Ａ＝Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光    ・・式（１）
Ｂ＝Ｔ×Ｂt×ＩB＋環境光    ・・式（２）
Ｒ＝Ｒs×ＩR＋環境光        ・・式（３）
の関係が得られる。
【００４５】
ここで、差動の際の第１受光素子３０Ａおよび第２受光素子３０Ｂでの受光強度は等し
いことから、式（１）、（３）から下式
Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光＝Ｒs×ＩR＋環境光
Ｔ×Ａt×ＩA＝Ｒs×ＩR
Ｔ×Ａt＝Ｒs×ＩR／ＩA・・式（４）
が導かれ、式（２）、（３）から下式
Ｔ×Ｂt×ＩB＋環境光＝Ｒs×ＩR＋環境光
Ｔ×Ｂt×ＩB＝Ｒs×ＩR
Ｔ×Ｂt＝Ｒs×ＩR／ＩB・・式（５）
が導かれる。
【００４６】
また、距離関数Ａt、Ｂtの比ＰABは、下式
ＰAB＝Ａt／Ｂt・・式（６）
で定義されることから、式（４）、（５）から、距離関数の比ＰABは
ＰAB＝ＩB／ＩA・・式（７）
で示すように表される。かかる式（７）では、環境光の項、対象物体Ｏｂの反射率の項が
存在しない。それ故、距離関数Ａt、Ｂtの比ＰABには、環境光、対象物体Ｏｂの反射率が
影響しない。なお、上記の数理モデルについては、対象物体Ｏｂで反射せずに入射した検
出光Ｌ２の影響等を相殺するための補正等を行なってもよい。また、第１検出用発光素子
１２Ａとの差動と、第２検出用発光素子１２Ｂとの差動とにおいて、参照用発光素子１３
のみが点灯したときの受光素子３０の受光強度を異なる値に設定した場合でも、基本的に
は同様な原理が成り立つ。
【００４７】
ここで、検出用発光素子１２は点光源であり、ある地点での光強度は、光源からの距離
の２乗に反比例する。従って、第１検出用発光素子１２Ａと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ
１と、第２検出用発光素子１２Ｂと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ２との比は、下式
ＰAB＝（Ｐ１）2：（Ｐ２）2
により求められる。それ故、対象物体Ｏｂは、図４に示すように、第１検出用発光素子１
２Ａと第２検出用発光素子１２Ｂとを結ぶ仮想線Ｑ１１をＰ１：Ｐ２で分割した位置を通
る等比線Ｒ１１上に対象物体Ｏｂが存在することがわかる。
【００４８】
そこで、本形態では、第３検出用発光素子１２Ｃと参照用発光素子１３との差動、第４
検出用発光素子１２Ｄと参照用発光素子１３との差動を順次行い、各距離関数の比を求め
る。従って、第１検出用発光素子１２Ａと対象物体Ｏｂとの離間距離、第２検出用発光素
子１２Ｂと対象物体Ｏｂとの離間距離、第３検出用発光素子１２Ｃと対象物体Ｏｂとの離
間距離、および第４検出用発光素子１２Ｄと対象物体Ｏｂとの離間距離の比がわかる。そ
れ故、図４を参照して説明した方法と同様な方法で対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を
検出することができる。
【００４９】
（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において、位置検出部５０は、
Ｘ軸方向で離間する第１発光受光部１５Ａと第２発光受光部１５Ｂとを順次排他的に駆動
した際の駆動結果と、Ｙ軸方向で離間する第３発光受光部１５Ｃと第４発光受光部１５Ｄ
とを順次駆動した際の駆動結果とに基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出
する。ここで、複数の発光受光部１５のいずれにおいても、検出用発光素子１２と受光素
子３０とが隣り合う位置に配置されており、検出用発光素子１２から出射された検出光Ｌ
２のうち、対象物体Ｏｂで反射して受光素子３０に到達する光は、対象物体Ｏｂにおいて
検出用発光素子１２および受光素子３０が位置する側に向けて反射した光である。このた
め、図２（ｂ）を参照して説明したように、受光素子３０の受光強度は、対象物体Ｏｂの
位置によって単調に変化する。従って、Ｘ軸方向およびＹ軸方向で離間する２つの発光受
光部１５を順次駆動した際の駆動結果に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検
出した結果の精度が高い。しかも、複数の発光受光部１５によって囲まれた領域全体を対
象物体Ｏｂの位置を検出する検出領域１０Ｒとして利用でき、検出領域１０Ｒが広い。
【００５０】
また、検出用発光素子１２は、視認面構成部材４０の視認面４１側に検出光Ｌ２を出射
するが、かかる検出光Ｌ２は赤外光である。このため、検出光Ｌ２が視認されないので、
情報の視認を検出光Ｌ２が妨げない。それ故、本形態の位置検出機能付き機器１は、情報
が視認される各種機器として構成することができる。
【００５１】
また、本形態では、２つの検出用発光素子１２での差動、あるいは検出用発光素子１２
と参照用発光素子１３との差動を利用しているため、環境光等の影響を自動的に補正する
ことができる。
【００５２】
さらに、複数の検出用発光素子１２と受光素子３０とは、視認面構成部材４０に対して
同一の側に配置されているので、光学式位置検出装置１０の小型化を図ることができる。
【００５３】
［他の実施形態］
上記実施の形態では、発光受光部１５が４つの例であったが、Ｘ軸方向で離間する２つ
の発光受光部１５と、Ｙ軸方向で離間する２つの発光受光部１５とが含まれていれば、発
光受光部１５の数は３つ、あるいは５つ以上であってもよい。
【００５４】
上記実施の形態では複数の発光受光部１５（第１発光受光部１５Ａ、第２発光受光部１
５Ｂ、第３発光受光部１５Ｃ、第４発光受光部１５Ｄ）の各々に参照用発光素子１３（第
１参照用発光素子１３Ａ〜第４参照用発光素子１３Ｄ）を設けたが、検出領域１０Ｒを介
さずに受光素子３０に参照光Ｌｒを出射できれば、複数の発光受光部１５（第１発光受光
部１５Ａ、第２発光受光部１５Ｂ、第３発光受光部１５Ｃ、第４発光受光部１５Ｄ）に対
して共通の参照用発光素子１３を設けてもよい。例えば、４つの発光受光部１５で囲まれ
た中央に共通の参照用発光素子１３を設けてもよい。
【００５５】
上記実施の形態では、発光受光部１５に参照用発光素子１３を設けたが、参照用発光素
子１３を設けずに、発光受光部１５の検出用発光素子１２同士の直接的な差動により、対
象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出してもよい。
【００５６】
［位置検出機能付き機器１の具体例１］
図６を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０として直視型画像生成
装置を用いて、位置検出機能付き機器１を位置検出機能付き直視型表示装置として構成し
た例を説明する。図６は、本発明を適用した位置検出機能付き直視型表示装置（位置検出
機能付き機器１）の分解斜視図である。なお、本形態の位置検出機能付き直視型表示装置
において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図５を参照して説明した構成と同様
であるため、共通する部分については同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また
、発光受光部１５については、検出用発光素子１２および受光素子３０のみを図示し、参
照用発光素子１３の図示を省略する。
【００５７】
図６に示す位置検出機能付き直視型表示装置１００は、図１〜図５を参照して説明した
光学式位置検出装置１０と、画像生成装置としての液晶装置２０（直視型表示装置／視認
面構成部材４０）を備えており、液晶装置２０の一方の面によって情報が視認される視認
面４１が構成されている。本形態でも、光学式位置検出装置１０は、対象物体Ｏｂの位置
を検出する検出領域１０Ｒに検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した光
Ｌ３を受光する発光受光部１５を有している。液晶装置２０は、視認面４１に画像表示領
域２０Ｒを備えており、かかる画像表示領域２０Ｒは、Ｚ軸方向からみたとき検出領域１
０Ｒと重なっている。
【００５８】
液晶装置２０は、発光受光部１５に対して検出光Ｌ２の出射側に液晶パネル２９を備え
ている。液晶パネル２９は、透過型の液晶パネルであり、２枚の透光性基板２１、２２を
シール材で貼り合わせ、基板間に液晶層を充填した構造を有している。液晶パネル２９は
、アクティブマトリクス型液晶パネルであり、２枚の透光性基板２１、２２の一方側には
透光性の画素電極、データ線、走査線、画素スイッチング素子（図示せず）が形成され、
他方側には透光性の共通電極（図示せず）が形成されている。なお、画素電極および共通
電極が同一の基板に形成されることもある。かかる液晶パネル２９では、各画素に対して
走査線を介して走査信号が出力され、データ線を介して画像信号が出力されると、複数の
画素の各々で液晶層の配向が制御される結果、画像表示領域２０Ｒに画像が形成される。
液晶パネル２９において、一方の透光性基板２１には、他方の透光性基板２２の外形より
周囲に張り出した基板張出部２１ｔが設けられている。この基板張出部２１ｔの表面上に
は駆動回路等を構成する電子部品２５が実装されている。また、基板張出部２１ｔには、
フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）等の配線部材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。
【００５９】
液晶パネル２９において、発光受光部１５が位置する側（検出光Ｌ２の入射側）には第
１偏光板１８８が重ねて配置され、発光受光部１５が位置する側とは反対側（検出光Ｌ２
の出射側）には第２偏光板１８９が重ねて配置されている。
【００６０】
このように構成した液晶装置２０において、対象物体Ｏｂの位置を検出するためには、
検出光Ｌ２を対象物体Ｏｂが位置する検出領域１０Ｒに出射させる必要がある。このため
、液晶パネル２９において、画像表示領域２０Ｒは、検出光Ｌ２を透過可能に構成されて
いる。
【００６１】
液晶装置２０は、液晶パネル２９を照明するための照明装置７０を備えている。本形態
において、照明装置７０は、発光受光部１５より検出光Ｌ２の出射側に配置されている。
照明装置７０は、照明用光源７１と、この照明用光源７１から放出される照明光を伝播さ
せながら出射する照明用導光板７３とを備えており、照明用導光板７３は、矩形の平面形
状を備えている。照明用光源７１は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子で構
成され、駆動回路（図示せず）から出力される駆動信号に応じて、例えば白色の照明光Ｌ
４を放出する。本形態において、照明用光源７１は、照明用導光板７３の辺部分７３ａに
沿って複数、配列されている。
【００６２】
かかる照明装置７０において、照明用光源７１から出射された照明光は、照明用導光板
７３の辺部分７３ａから照明用導光板７３の内部に入射した後、照明用導光板７３の内部
を反対側の外縁部７３ｂに向けて伝播し、一方の表面である光出射部７３ｓから出射され
る。ここで、照明用導光板７３は、辺部分７３ａ側から反対側の外縁部７３ｂに向けて内
部伝播光に対する光出射部７３ｓからの出射光の光量比率が単調に増加する導光構造を有
している。かかる導光構造は、例えば、照明用導光板７３の光出射部７３ｓ、または背面
７３ｔに形成された光偏向用あるいは光散乱用の微細な凹凸形状の屈折面の面積、印刷さ
れた散乱層の形成密度等を上記内部伝播方向に向けて徐々に高めることで実現される。こ
のような導光構造を設けることで、辺部分７３ａから入射した照明光Ｌ４は光出射部７３
ｓからほぼ均一に出射される。
【００６３】
液晶装置２０において、照明装置７０と液晶パネル２９との間には光学シート６０が配
置されている。本形態においては、光学シート６０として、第１プリズムシート６１と、
第２プリズムシート６２、および光散乱板６３が順に積層されている。なお、光学シート
６０には矩形枠状の遮光シート６７が配置されており、かかる遮光シート６７は検出光Ｌ
２や照明光Ｌ４が漏れるのを防止する。
【００６４】
このように構成した位置検出機能付き直視型表示装置１００では、検出用発光素子１２
は、液晶装置２０（視認面構成部材４０）において視認面４１側とは反対側から視認面４
１側に位置する検出領域１０Ｒに検出光Ｌ２を出射し、受光素子３０は、対象物体Ｏｂで
反射して液晶装置２０を透過してきた光Ｌ３を検出する。従って、位置検出機能付き直視
型表示装置１００では、対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、液晶装置２０
で表示された画像を指先等の対象物体Ｏｂで指示すると、所定の情報入力を行なうことが
できる。尚、図６で示した実施例では、バックライトを用いる透過型の液晶パネルを例に
説明したが、本願発明の位置検出装置は液晶パネルに限定するものではなく、光学式位置
検出装置１０の位置検出光を透過するパネルであれば、液晶パネルのような表示装置であ
る必要もなく、単なる透明パネル、もしくは半透明パネルを用いる照明装置であっても良
い。
【００６５】
［位置検出機能付き機器１の具体例２］
図７を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０としてスクリーンを用
い、位置検出機能付き機器１を位置検出機能付きスクリーン装置として構成した例を説明
する。図７は、本発明を適用した位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機
器１）の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きスクリーン装置を斜め
上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図
である。なお、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置において、光学式位置検出装置
１０の構成は、図１〜図５を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分につ
いては同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、発光受光部１５については、
検出用発光素子１２および受光素子３０のみを図示し、参照用発光素子１３の図示を省略
する。
【００６６】
図７（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きスクリーン装置８は、液晶プロジェクター
あるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置２５０（画像生
成装置）から画像が投射されるスクリーン８０（視認面構成部材４０）を備える。更に、
このスクリーン装置８は、図１〜図５を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備
えており、画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２４１に設けられた投射レンズ系
２１０からスクリーン装置８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。従って、位置検出
機能付きスクリーン装置８では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面
８ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
【００６７】
かかる位置検出機能付きスクリーン装置８において、光学式位置検出装置１０は、スク
リーン８０の裏面８ｂの側に、対象物体Ｏｂの位置を検出する検出領域１０Ｒに検出光Ｌ
２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した光Ｌ３を受光する発光受光部１５を有し
ている。このため、検出用発光素子１２は、スクリーン８０（視認面構成部材４０）にお
いて視認面４１側とは反対側から視認面４１側に設定された検出領域１０Ｒに検出光Ｌ２
を出射することになる。また、受光素子３０は、対象物体Ｏｂで反射してスクリーン８０
を透過してきた光Ｌ３を検出することになる。従って、スクリーン８０として、検出光Ｌ
２に対する透光性を備えているものが用いられている。より具体的には、スクリーン８０
は、スクリーン面８ａ側に白い塗料が塗ってある布地や、エンボス加工された白いビニー
ル素材からなるホワイトスクリーンからなり、赤外光からなる検出光Ｌ２に対して透光を
有している。スクリーン８０としては、光の反射率を高めるために高銀色としたシルバー
スクリーン、スクリーン面８ａ側を構成する布地表面に樹脂加工を行なって光の反射率を
高めたパールスクリーン、スクリーン面８ａ側に細かいガラス粉末が塗布して光の反射率
を高めたビーズスクリーンを用いることができ、このような場合も、スクリーン８０は、
赤外光からなる検出光Ｌ２に対して透光性を備えている。なお、スクリーン８０は、表示
される画像の品位を高めることを目的に、裏面８ｂ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、遮光層には、穴からなる透光部を複数形成しておく。
【００６８】
このように構成した位置検出機能付きスクリーン装置８において、検出領域１０Ｒは、
スクリーン装置８に対する法線方向からみたとき四角形の領域であり、スクリーン装置８
において画像投射装置２５０によって画像が投射される領域（画像表示領域２０Ｒ）と重
なっている。このため、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置８では、例えば、スク
リーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象
物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
【００６９】
なお、本形態では、位置検出機能付きスクリーン装置８として、画像投射装置２５０か
ら画像が投射される投射型表示装置用のスクリーン装置を説明したが、電子黒板用のスク
リーンに光学式位置検出装置１０を設けて電子黒板用の位置検出機能付きスクリーン装置
を構成してもよい。
【００７０】
［位置検出機能付き機器１の具体例３］
図８を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０として、情報としての
展示品を覆う透光部材を用いて、位置検出機能付き機器１を位置検出機能付きウインドウ
として構成した例を説明する。図８は、本発明を適用した位置検出機能付きウインドウ（
位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きウ
インドウを外側（視認面側）からみた様子を模式的に示す説明図、およびその断面を模式
的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きウインドウにおいて、光学式位
置検出装置１０の構成は、図１〜図５を参照して説明した構成と同様であるため、共通す
る部分については同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、発光受光部１５に
ついては、検出用発光素子１２および受光素子３０のみを図示し、参照用発光素子１３の
図示を省略する。
【００７１】
図８（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きウインドウ４００は、情報としての展示品
４５０を覆う透光部材４４０（視認面構成部材４０）を備えており、透光部材４４０の外
面４４１によって展示品４５０の視認面（視認面４１）が構成されている。また、位置検
出機能付きウインドウ４００において、展示品４５０は、展示品４５０に前進や旋回等の
動作を行なわせるアクチュエーター（図示せず）に保持されている。
【００７２】
かかる位置検出機能付きウインドウ４００は、透光部材４４０の内面４４２の側に、図
１〜図５を参照して説明した光学式位置検出装置１０の発光受光部１５が設けられており
、発光受光部１５の検出用発光素子１２は、透光部材４４０の内側から外面４４１（視認
面４１）の側に検出光Ｌ２を出射することになる。また、受光素子３０は、対象物体Ｏｂ
で反射して透光部材４４０を透過してきた光Ｌ３を検出することになる。
【００７３】
このように構成した位置検出機能付きウインドウ４００において、透光部材４４０の外
面４４１側には光学式位置検出装置１０の検出領域１０Ｒが設定されている。従って、検
出領域１０Ｒにおいて指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置
を展示品４５０の向きを切り換える指示等といった入力情報として利用することができる
。例えば、指先等の対象物体Ｏｂの位置を下方にずらしていけば、展示品４５０を透光部
材４４０に接近させ、指先等の対象物体Ｏｂの位置を右側にずらしていけば、展示品４５
０を右回りに旋回させる等、展示品４５０の向きを変更することができる。
【００７４】
［位置検出機能付き機器１の具体例４］
図９を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０として、パチンコ台等
のアミューズメント機器において遊技用媒体を支持する基盤を用い、アミューズメント機
器を位置検出機能付きアミューズメント機器として構成した例を説明する。図９は、本発
明を適用した位置検出機能付きアミューズメント機器（位置検出機能付き機器１）の説明
図であり、図９（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きアミューズメント機器を正面（視認
面側）からみた様子を模式的に示す説明図、およびその断面を模式的に示す説明図である
。なお、本形態の位置検出機能付きアミューズメント機器において、光学式位置検出装置
１０の構成は、図１〜図５を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分につ
いては同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、発光受光部１５については、
検出用発光素子１２および受光素子３０のみを図示し、参照用発光素子１３の図示を省略
する。
【００７５】
図９（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きアミューズメント機器５００は、パチンコ
玉等の遊技媒体５０１を支持する板状の基盤５２０（視認面構成部材４０）、基盤５２０
を保持する外枠５１０、遊技媒体５０１を基盤５２０上に送り出す位置等を設定するハン
ドル５７０、遊技媒体５０１を受ける受け皿５６０等を備えている。基盤５２０の表面５
２１（視認面４１）は、ガラス板５３０で覆われており、基盤５２０の表面５２１におい
て、ガラス板５３０の内側には、遊技媒体５０１に対するガイドレール５２５や、遊技媒
体５０１の動きを変化させる釘５２８や、入賞口５８０、５９０等が設けられている。ま
た、基盤５２０の表面５２１において、ガラス板５３０の内側には、遊技媒体５０１が入
賞口５８０に入るたびに行われる抽選の結果等が表示される液晶装置５４０が設けられて
いる。
【００７６】
かかる位置検出機能付きアミューズメント機器５００において、基盤５２０の裏面５２
２には、図１〜図５を参照して説明した光学式位置検出装置１０の発光受光部１５が設け
られており、発光受光部１５の検出用発光素子１２は、検出用発光素子１２は、基盤５２
０の裏面５２２側から表面４５２（視認面４１）の側に設定された検出領域１０Ｒに検出
光Ｌ２を出射する。また、受光素子３０は、対象物体Ｏｂで反射して透光部材４４０を透
過してきた光Ｌ３を検出することになる。
【００７７】
このように光学式位置検出装置１０を配置するにあたって、本形態では、液晶装置５４
０が、図６を参照して説明した位置検出機能付き直視型表示装置１００として構成されて
いる。すなわち、液晶装置５４０の裏面側に発光受光部１５が設けられている。このため
、本形態の位置検出機能付きアミューズメント機器５００では、基盤５２０の表面４５２
側（視認面４１側）のうち、液晶装置５４０と重なる領域に検出領域１０Ｒが設定されて
いる。また、本形態では、ガラス板５３０の外面側を検出領域１０Ｒとし、かかる検出領
域１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する。
【００７８】
このため、遊技者が液晶装置５４０で表示されている内容や遊技の進行に合わせて検出
領域１０Ｒに指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を、液晶
装置５４０で表示されている内容を切り換える指示等といった入力情報として利用するこ
とができる。
【符号の説明】
【００７９】
１・・位置検出機能付き機器、８・・スクリーン装置（位置検出機能付き機器）、１０・
・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出領域（検出光出射空間）、１２・・検出用発光素
子、１３・・参照用発光素子、１５・・発光受光部、２０・・液晶装置（視認面構成部材
）、３０・・受光素子、４０・・視認面構成部材、５０・・位置検出部、５２・・ＸＹ座
標検出部、８０・・スクリーン（視認面構成部材）、１００・・位置検出機能付き直視型
表示装置（位置検出機能付き機器）、４００・・位置検出機能付きウインドウ（位置検出
機能付き機器）、５００・・位置検出機能付きアミューズメント機器（位置検出機能付き
機器）、５２０・・基盤（視認面構成部材）、Ｏｂ・・対象物体
【図２】
2012173139.tif 000003
【図３】
2012173139.tif 000004
【図４】
2012173139.tif 000005
【図５】
2012173139.tif 000006
【図６】
2012173139.tif 000007
【図７】
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【図８】
2012173139.tif 000009
【図９】
2012173139.tif 000010
【図１１】
2012173139.tif 000011
【図１】
2012173139.tif 000012
【図１０】
2012173139.tif 000013