(57)【要約】【課題】少ない数の検出用光源部であっても、広い領域にわたって対象物体の位置を検出することのできる光学式位置検出装置、および位置検出機能付き機器を提供すること。【解決手段】光学式位置検出装置１０は、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂから検出光Ｌ２を出射し、検出対象空間１０Ｒの対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２の一部を光検出部３０で受光して対象物体Ｏｂの位置を検出する。第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、検出対象空間１０ＲからＸ軸方向で離間しており、光検出部３０は、検出対象空間１０Ｒから第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２ＢよりＹ軸方向で離間している。このため、検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで正反射して光検出部３０に入射するような対象物体Ｏｂの特異位置を、よりＸ軸方向の外側にシフトさせることができる。【選択図】図２
2012108019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象空間における対象物体の少なくとも第１方向の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、
前記第１方向に交差する第２方向および前記第１方向で前記検出対象空間から離間した位置において当該検出対象空間に向けて検出光を出射する第１検出用光源部と、
前記第１方向の反対方向および前記第２方向で前記検出対象空間から離間した位置において当該検出対象空間に向けて検出光を出射する第２検出用光源部と、
前記第１方向において前記第１検出用光源部と前記第２検出用光源部との間に位置し、前記第２方向で前記検出対象空間から離間した位置において前記検出対象空間内の前記対象物体により反射された前記検出光を受光する光検出部と、
前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部を駆動する光源駆動部と、
前記光源駆動部が前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部を順次点灯させた際の前記光検出部の受光結果に基づいて前記象物体の前記第１方向における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】
前記光検出部は、前記第２方向で前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部から離間した位置に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検出用光源部は、前記第１方向において前記光検出部および前記検出対象空間を中心に前記第２検出用光源部と対称に配置されてい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】
前記位置検出部は、前記光源駆動部が前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部を同時に点灯させた際の前記光検出部の受光結果、あるいは前記光源駆動部が前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部を順次点灯させた際の前記光検出部の受光結果を合成した結果に基づいて前記対象物体の前記第２方向における位置を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記検出光の出射空間を介さずに前記光検出部に入射する参照光を出射する参照用光源を備え、
前記位置検出部は、前記光検出部の受光結果に基づいて、前記第１検出用光源部と前記参照用光源とを差動させた結果、および前記第２検出用光源部と前記参照用光源とを差動させた結果に基づいて前記対象物体の位置を検出することを特徴とする請求項１乃至４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。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器であって、
前記第１方向および前記第２方向に沿う視認面を備えた視認面構成部材を有していることを特徴とする位置検出機能付き機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物体を光学的に検出する光学式位置検出装置としては、例えば、複数の検出用光源部の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射し、対象物体で反射した検出光が透光部材を透過して光検出部で検出されるものが提案されている。このような構成の光学式位置検出装置では、光検出部での検出光の検出結果に基づいて対象物体の位置を検出する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、光学式位置検出装置に導光板を設け、複数の検出用光源部の各々から出射された検出光を、導光板を介して対象物体に向けて出射し、対象物体で反射した検出光を光検出部で検出する方式も提案されている（特許文献２、３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７６７１号公報
【特許文献３】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】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の光学式位置検出装置では、対象物体の位置を検出可能な範囲が狭いため、投射型表示装置のスクリーン面側、電子黒板のスクリーン面側、デジタルサイネージの表示面側等、広い領域での対象物体の位置を検出する場合、検出用光源部や光検出部の数を増やさなければならないという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、少ない数の検出用光源部であっても、広い領域にわたって対象物体の位置を検出することのできる光学式位置検出装置、およびかかる光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、検出対象空間における対象物体の少なくとも第１方向の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、前記第１方向に交差する第２方向および前記第１方向で前記検出対象空間から離間した位置において当該検出対象空間に向けて検出光を出射する第１検出用光源部と、前記第１方向の反対方向および前記第２方向で前記検出対象空間から離間した位置において当該検出対象空間に向けて検出光を出射する第２検出用光源部と、前記第１方向において前記第１検出用光源部と前記第２検出用光源部との間に位置し、前記第２方向で前記検出対象空間から離間した位置において前記検出対象空間内の前記対象物体により反射された前記検出光を受光する光検出部と、前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部を駆動する光源駆動部と、前記光源駆動部が前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部を順次点灯させた際の前記光検出部の受光結果に基づいて前記象物体の前記第１方向における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。
【０００８】
本発明において、「光検出部の受光結果」に基づいて対象物体の位置を検出するとは、光検出部での受光強度自身を用いて対象物体の位置を検出する場合、および光検出部での受光強度が所定の値になるように検出用光源部に供給する電流値を調整した場合の電流値（制御量）に基づいて対象物体の位置を検出する場合の双方を含む意味である。
【０００９】
本発明を適用した光学式位置検出装置では、第１検出用光源部および第２検出用光源部が検出対象空間に向けて検出光を出射し、検出対象空間に位置する対象物体により反射した検出光を光検出部により受光する。ここで、第１検出用光源部および第２検出用光源部は、第１方向で離間している。このため、第１検出用光源部が点灯した際の光検出部での受光強度と、第２検出用光源部が点灯した際の光検出部での受光強度との比や差を求めれば、第１検出用光源部から対象物体までの第１方向における距離と第２検出用光源部から対象物体までの第１方向における距離との比が分かる。あるいは、第１検出用光源部が点灯した際の光検出部での受光強度と、第２検出用光源部が点灯した際の光検出部での受光強度とが等しくなるように第１検出用光源部および第２検出用光源部に供給する電流値を調整した後の電流値の比や差を用いても、第１検出用光源部から対象物体までの第１方向における距離と第２検出用光源部から対象物体までの第１方向における距離との比が分かる。従って、第１検出用光源部の位置と第２検出用光源部の位置を基準に等比線を求めれば、かかる等比線上に対象物体が位置することになるので、対象物体の第１方向における位置を求めることができる。ここで、第１検出用光源部および第２検出用光源部は、検出対象空間から第１方向および第１方向とは反対方向で離間している。このため、第１検出用光源部が検出対象空間に対して第１方向で離間していない場合と比較して、第１検出用光源部から出射された検出光が正反射して光検出部に入射するような対象物体の特異位置を第１方向において外側にシフトさせることができる。同様に、第２検出用光源部が検出対象空間に対して第２方向で離間していない場合と比較して、第２検出用光源部から出射された検出光が正反射して光検出部に入射するような対象物体の特異位置を、第１方向とは反対方向において外側にシフトさせることができる。それ故、第１検出用光源部および第２検出用光源部という少ない数の光源部によって対象物体の位置を検出する場合でも、検出対象空間を第１方向において広く設定することができる。
【００１０】
本発明において、前記光検出部は、前記第２方向で前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部から離間した位置に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、第１検出用光源部から出射された検出光が正反射して光検出部に入射するような対象物体の特異位置を第１方向において外側にシフトさせることができる。同様に、第２検出用光源部から出射された検出光が正反射して光検出部に入射するような対象物体の特異位置を第１方向とは反対方向において外側にシフトさせることができる。それ故、第１検出用光源部および第２検出用光源部という少ない数の光源部によって対象物体の位置を検出する場合でも、検出対象空間を第１方向においてより広く設定することができる。
【００１１】
本発明において、前記第１検出用光源部は、前記第１方向において前記光検出部および前記検出対象空間を中心に前記第２検出用光源部と対称に配置されている構成を採用することができる。かかる構成によれば、検出対象空間での検出精度を対称とすることができる。
【００１２】
本発明において、前記位置検出部は、前記光源駆動部が前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部を同時に点灯させた際の前記光検出部の受光結果、あるいは前記光源駆動部が前記第１検出用光源部および前記第２検出用光源部を順次点灯させた際の前記光検出部の受光結果を合成した結果に基づいて前記対象物体の前記第２方向における位置を検出することが好ましい。ここで、光検出部の受光結果を合成した結果とは、光検出部での受光強度自身の和、および光検出部での受光強度が所定の値になるように検出用光源部に供給する電流値を調整した場合の電流値（制御量）の和の双方を含む意味である。かかる構成によれば、第１検出用光源部および第２検出用光源部が同時点灯した場合の光検出部での受光強度、あるいは第１検出用光源部および第２検出用光源部が順次点灯した場合の光検出部での受光強度を合成した結果によれば、対象物体の第２方向における位置が分かる。また、第１検出用光源部および第２検出用光源部が同時点灯した場合の光検出部での受光強度が所定の値になるように第１検出用光源部および第２検出用光源部を駆動した際の電流値の和や、第１検出用光源部および第２検出用光源部が順次点灯した場合の光検出部での受光強度の和が所定の値になるように第１検出用光源部および第２検出用光源部を駆動した際の電流値の和によっても、対象物体の第２方向における位置が分かる。それ故、検出用光源部として、２つの検出用光源部（第１検出用光源部および第２検出用光源部）を用いるだけで対象物体の第１方向における位置、および第２方向における位置を検出することができる。また、第２位置を検出するにあたっては、第１検出用光源部および第２検出用光源部が同時点灯した際の光検出部の受光結果、あるいは第１検出用光源部および第２検出用光源部を順次点灯させた際の光検出部の受光結果を合成した結果を用いるため、対象物体が第１検出用光源部および第２検出用光源部から離間している場合でも対象物体の第２方向における位置を検出でき、第２位置の検出対象範囲が広い。
【００１３】
本発明において、前記検出光の出射空間を介さずに前記光検出部に入射する参照光を出射する参照用光源を備え、前記位置検出部は、前記光検出部の受光結果に基づいて、前記第１検出用光源部と前記参照用光源とを差動させた結果、および前記第２検出用光源部と前記参照用光源とを差動させた結果に基づいて前記対象物体の位置を検出することが好ましい。かかる構成によれば、環境光の影響を受けずに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、前記検出光は赤外光であることが好ましい。かかる構成によれば、検出光が視認されないので、表示装置に光学式位置検出装置を設けた場合でも表示を妨げない等、光学式位置検出装置を各種機器に用いることができる。
【００１５】
本発明を適用した光学式位置検出装置は、例えば、前記第１方向および前記第２方向に沿って広がる視認面を備えた視認面構成部材を有する位置検出機能付き機器に用いることができ、かかる位置検出機能付き機器は、例えば以下の機器を挙げることができる。
【００１６】
まず、前記視認面構成部材は、情報としての画像を表示する直視型画像生成装置である構成を採用でき、この場合、前記視認面は、前記直視型画像生成装置において前記画像が表示される画像表示面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器を位置検出機能付き直視型表示装置として構成することができる。
【００１７】
本発明において、前記視認面構成部材はスクリーンや表示板である構成を採用でき、この場合、前記視認面は、スクリーンや表示板において情報が視認される表示面である。
【００１８】
本発明において、前記スクリーンに対して前記視認面側に、前記スクリーンに向けて画像を投射する画像投射装置を備え、当該画像投射装置と一体に前記検出用光源部および前記光検出部が配置されている構成を採用することもできる。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器を位置検出機能付き投射型表示装置として構成することができる。
【００１９】
本発明において、前記視認面構成部材は、前記情報としての展示品を覆う透光部材である構成を採用することができ、この場合、前記視認面は、前記透光部材において前記展示品が配置される側とは反対側で当該展示品が視認される面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器を位置検出機能付きウインドウ等として構成することができる。
【００２０】
本発明において、前記視認面構成部材は、移動する遊技用媒体を支持する基盤である構成を採用することができ、この場合、前記視認面は、前記基盤において当該基盤と前記遊技用媒体との相対位置が前記情報として視認される側の面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器をパチンコ台やコインゲーム等のアミューズメント機器として構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器の主要部を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器に用いた光学式位置検出装置の光源装置等の構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における検出対象空間、検出用光源部および光検出部の位置関係を模式的に示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る位置検出機能付き機器の主要部を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る位置検出機能付き機器に用いた光学式位置検出装置の光源装置等の構成を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置における検出対象空間、検出用光源部および光検出部の位置関係を模式的に示す説明図である。
【図７】本発明を適用した位置検出機能付き機器の具体例１（位置検出機能付き投射型表示装置）の説明図である。
【図８】本発明を適用した位置検出機能付き機器の具体例２（位置検出機能付きウインドウ）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機器の具体例３（位置検出機能付きアミューズメント機器）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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、互いに交差する方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に交差する方向をＺ軸方向とし、検出光の出射方向をＹ軸方向として説明する。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側として表してあり、本発明における「第１方向」はＸ軸方向の一方側Ｘ１に相当し、本発明における「第２方向」はＹ軸方向の一方側Ｙ１に相当する。
【００２３】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器の主要部を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、検出用光源部を検出光の出射空間側からみたときの説明図、および検出用光源部を側方からみたときの説明図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き機器に用いた光学式位置検出装置の光源装置等の構成を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、検出用光源部を検出光の出射空間からみたときの平面図、および電気構成を示す説明図である。
【００２４】
図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）において、本形態の位置検出機能付き機器１は、情報が視認される視認面４１を備えた視認面構成部材４０と、視認面構成部材４０に対して視認面４１側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する光学式位置検出装置１０とを有しており、電子黒板用の位置検出機能付きスクリーン装置や投射型表示装置用の位置検出機能付きスクリーン装置等として用いることができる。
【００２５】
光学式位置検出装置１０は、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向けて検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源部１２を備えた光源装置１１と、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１において他方側Ｙ２に検出面３１を向けた光検出器３０とを備えている。視認面構成部材４０は、シート状あるいは板状の透光部材等からなり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って広がる視認面４１を備えている。
【００２６】
（光源装置１１の概略構成）
光源装置１１は、複数の検出用光源部１２として、視認面構成部材４０においてＹ軸方向の一方側Ｙ１でＸ軸方向に延在する辺部分に沿って配置された第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを備えている。第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。
【００２７】
また、光学式位置検出装置１０は、視認面構成部材４０においてＹ軸方向の一方側Ｙ１でＸ軸方向に延在する辺部分に光検出器３０を備えている。光検出器３０は、Ｘ軸方向において第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの間に配置されており、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの各々に対してＸ軸方向で離間している。本形態において、光検出器３０は、Ｙ軸方向では第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂと同一の位置にある。このため、第１検出用光源部１２Ａ、光検出器３０および第２検出用光源部１２Ｂは、Ｘ軸方向において同一直線上にこの順で配列されている。また、光検出器３０、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。
【００２８】
ここで、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）の中心光軸は、互いに平行である。また、検出用光源部１２の中心光軸は、視認面構成部材４０の視認面４１に対しても平行である。このため、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）は、視認面構成部材４０において視認面４１側に沿うように検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）を出射する。従って、図１（ａ）、（ｂ）に点線で示すように、本形態では、視認面構成部材４０において視認面４１が位置する側の空間全体が、検出光Ｌ２の出射空間になっており、かかる出射空間によって、対象物体Ｏｂの位置が検出される検出対象空間１０Ｒが構成されている。このように設定された検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在すると、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）から出射された検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）の一部は対象物体Ｏｂで反射し、反射光Ｌ３の一部が光検出器３０で受光される。
【００２９】
第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは各々、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを発散光として放出する。なお、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂでは、ＬＥＤの前面に散乱シート等の光学シート（図示せず）が配置されることが好ましい。また、光検出器３０は、フォトダイオードやフォトトランジスター等からなり、本形態において、光検出器３０は赤外域に感度ピークを備えたフォトダイオードである。かかる光検出器３０および検出用光源部１２は、例えば配線材１５によって、図２（ｂ）に示す光源駆動部１４や位置検出部５０に電気的に接続されている。
【００３０】
光学式位置検出装置１０において、光源装置１１は、光検出器３０と第１検出用光源部１２Ａとの間に、光検出器３０に発光部を向けた参照用光源１２Ｒを備えており、かかる参照用光源１２Ｒも、光検出器３０、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂと同様、視認面構成部材４０よりＺ軸方向の一方側Ｚ１に突出した位置にある。このため、第１検出用光源部１２Ａ、参照用光源１２Ｒ、光検出器３０および第２検出用光源部１２Ｂは、Ｘ軸方向において同一直線上にこの順で配列されている。参照用光源１２Ｒは、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、参照用光源１２Ｒは、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる参照光Ｌｒを発散光として出射する。但し、参照用光源１２Ｒから出射される参照光Ｌｒは、参照用光源１２Ｒの向きや、参照用光源１２Ｒに設けられる遮光カバー（図示せず）等によって、視認面構成部材４０の視認面４１側（検出対象空間１０Ｒ）に入射せず、検出対象空間１０Ｒを介さずに光検出器３０に入射するようになっている。
【００３１】
このように構成した光学式位置検出装置１０において、光検出器３０と、光源装置１１（第１検出用光源部１２Ａ、第２検出用光源部１２Ｂおよび参照用光源１２Ｒ）とは、視認面構成部材４０の１つの辺部分に沿って配置されている。そこで、本形態では、光検出器３０と光源装置１１とは、二点鎖線で示す共通のハウジング１９に収納され、光学ユニット１８として一体化されている。
【００３２】
（位置検出部等の構成）
図２（ｂ）に示すように、光源装置１１は複数の検出用光源部１２を駆動する光源駆動部１４を備えている。光源駆動部１４は、検出用光源部１２および参照用光源１２Ｒを駆動する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介して複数の検出用光源部１２および参照用光源１２Ｒの各々の点灯パターンを制御する光源制御部１４５とを備えている。光源駆動回路１４０は、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを駆動する光源駆動回路１４０ａ、１４０ｂと、参照用光源１２Ｒを駆動する光源駆動回路１４０ｒとを備えている。なお、光源駆動回路１４０ａ、１４０ｂについては、スイッチング回路等を用いることにより、複数の検出用光源部１２を共通の光源駆動回路１４０で駆動する構成を採用してもよい。
【００３３】
光検出器３０には位置検出部５０が電気的に接続されており、光検出器３０での検出結果は位置検出部５０に出力される。位置検出部５０は、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出するための信号処理部５５と、対象物体ＯｂのＸ座標（第１方向における位置（第１位置））およびＹ座標（第２方向における位置（第２位置））を検出するＸＹ座標検出部５２とを備えている。このように構成した位置検出部５０と光源駆動部１４とは連動して動作し、後述する位置検出を行なう。
【００３４】
(Ｘ座標情報の検出原理）
本形態の光学式位置検出装置１０では、以下に説明するように、検出用光源部１２同士の差動、あるいは検出用光源部１２と参照用光源１２Ｒとの差動により、２つの検出用光源部１２のうちの一方の検出用光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離と、他方の検出用光源部１２と対象物体Ｏｂとの距離の比を求め、かかる比に基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標情報を得る。以下、光検出器３０の受光結果に基づいて、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとを差動させた結果を利用して対象物体ＯｂのＸ座標情報を得る際の基本的な原理を説明する。
【００３５】
本形態の光学式位置検出装置１０において、第１検出用光源部１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａと、第２検出用光源部１２Ｂから出射された検出光Ｌ２ｂとの差動を利用して対象物体Ｏｂの位置情報を得るには、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを順次点灯させる。より具体的には、第１期間では第１検出用光源部１２Ａを点灯させる一方、第２検出用光源部１２Ｂを消灯させ、第２期間では第１検出用光源部１２Ａを消灯させる一方、第２検出用光源部１２Ｂを点灯させる。このような期間中、検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置されると、対象物体Ｏｂにより検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが反射され、その反射光Ｌ３の一部が光検出器３０により検出される。その際、第１期間における光検出器３０での検出値と、第２期間における光検出器３０での検出値とが等しくなるように、第１検出用光源部１２Ａに対する制御量（駆動電流）を調整した際の駆動電流と、第２検出用光源部１２Ｂに対する制御量（駆動電流）を調整した際の駆動電流とを調整する。そして、調整した後の第１検出用光源部１２Ａに対する制御量（駆動電流ＩA）と、調整した後の第２検出用光源部１２Ｂに対する制御量（駆動電流ＩB）との比や調整量の比等を用いれば、Ｘ軸方向において対象物体Ｏｂがいずれの位置に存在するかを検出できることになる。
【００３６】
ここで、光学式位置検出装置１０は参照用光源１２Ｒを有している。従って、本形態では、検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの直接的な差動に代えて、検出光Ｌ２ａと参照光Ｌｒとの差動と、検出光Ｌ２ｂと参照光Ｌｒとの差動とを利用し、最終的に検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを差動させた場合と同様な結果を導く。検出光Ｌ２ａと参照光Ｌｒとの差動、および検出光Ｌ２ｂと参照光Ｌｒとの差動は、以下のようにして実行される。
【００３７】
まず、参照用光源１２Ｒから出射された参照光Ｌｒの光検出器３０での受光強度は、対象物体Ｏｂの位置にかかわらず、一定である。従って、第１期間においては、光検出器３０での検出光Ｌ２ａの受光強度と、光検出器３０での参照光Ｌｒの受光強度とが等しくなった時点での第１検出用光源部１２Ａに対する駆動電流ＩAを求める。また、第２期間においては、光検出器３０での検出光Ｌ２ｂの受光強度と、光検出器３０での参照光Ｌｒの受光強度とが等しくなった時点での第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動電流ＩBを求める。そして、第１検出用光源部１２Ａに対する駆動電流ＩAと、第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動電流ＩBとの比や差を求め、かかる比や差を用いて、Ｘ軸方向において第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの間のいずれの位置に対象物体Ｏｂが存在するかを検出する。
【００３８】
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、各パラメーターを以下
Ｔ＝対象物体Ｏｂの反射率
Ａt＝第１検出用光源部１２Ａから出射された
検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０に到る距離関数
Ａ＝検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で第１検出用光源部１２Ａ
が点灯したときの光検出器３０の受光強度
Ｂt＝第２検出用光源部１２Ｂから出射された
検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０に到る距離関数
Ｂ＝検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で第２検出用光源部１２Ｂ
が点灯したときの光検出器３０の受光強度
Ｒs＝参照用光源１２Ｒから光検出器３０に到る光路係数
Ｒ＝参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの光検出器３０の受光強度
とする。なお、第１検出用光源部１２Ａ、第２検出用光源部１２Ｂおよび参照用光源１２Ｒの発光強度は、駆動電流と発光係数との積で表されるが、以下の説明では、発光係数を１とする。また、上記の差動において、光検出器３０での受光強度が等しくなったときの第１検出用光源部１２Ａに対する駆動電流をＩAとし、第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動電流をＩBとし、参照用光源１２Ｒに対する駆動電流をＩRとする。また、差動の際、参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの光検出器３０の受光強度については、第１検出用光源部１２Ａとの差動と、第２検出用光源部１２Ｂとの差動とにおいて同一と仮定する。
【００３９】
検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で、前記した差動を行なうと、
Ａ＝Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光    ・・式（１）
Ｂ＝Ｔ×Ｂt×ＩB＋環境光    ・・式（２）
Ｒ＝Ｒs×ＩR＋環境光        ・・式（３）
の関係が得られる。
【００４０】
ここで、差動の際の光検出器３０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。
【００４１】
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を行なってもよい。また、第１検出用光源部１２Ａとの差動と、第２検出用光源部１２Ｂとの差動とにおいて、参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの光検出器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。
【００４２】
ここで、検出用光源部１２で用いた光源は点光源であり、ある地点での光強度は、光源からの距離の２乗に反比例する。従って、第１検出用光源部１２Ａと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ１と、第２検出用光源部１２Ｂと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ２との比は、下式
ＰAC＝（Ｐ１）2：（Ｐ２）2
により求められる。それ故、対象物体Ｏｂは、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとを結ぶ仮想線をＰ１：Ｐ２で分割した位置を通る等比線上に対象物体Ｏｂが存在することがわかる。
【００４３】
(Ｙ座標情報の検出原理およびＸＹ座標の確定）
次に、対象物体ＯｂのＹ座標に関する情報を検出する原理を示す説明する。本形態では、Ｘ座標情報を求める際と同様な差動を利用して、対象物体ＯｂのＹ座標に関する情報を検出する。すなわち、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂと、参照用光源１２Ｒとを差動させた結果に基づいて、Ｙ座標情報を得る。より具体的には、検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態において、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの双方を点灯させた際、対象物体ＯｂのＹ軸方向の位置と、光検出器３０での検出光Ｌ２ａの受光強度との間には、単調に変化する関係がある。そこで、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動電流、および参照用光源１２Ｒに対する駆動電流のうちの少なくとも一方を調整し、光検出器３０での検出光Ｌ２ａの受光強度と、参照光Ｌｒの光検出器３０での受光強度とを一致させる。このような差動において、光検出器３０での検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの受光強度と、光検出器３０での参照光Ｌｒの受光強度とが等しくなった時点での第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動電流と、参照用光源１２Ｒに対する駆動電流との差や比を求めれば、対象物体ＯｂがＹ軸方向のいずれの位置に存在するかを示すＹ座標情報を得ることができる。なお、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを順次点灯させて、光検出器３０での検出光Ｌ２ａの受光強度と、参照光Ｌｒの光検出器３０での受光強度とを一致させた際の第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂに対する駆動電流を合成した値を用いても、対象物体ＯｂがＹ軸方向のいずれの位置に存在するかを示すＹ座標情報を得ることができる。
【００４４】
それ故、先に説明した方法で求めたＸ座標情報とＹ座標情報とを用いれば、対象物体ＯｂのＸ座標とＹ座標とを確定することができる。より具体的には、Ｘ座標情報に相当する線とＹ座標情報に相当する線との交点を求めれば、対象物体ＯｂのＸ座標とＹ座標とを確定することができる。なお、交点という考え方は、対象物体Ｏｂの位置を幾何学的に説明するものであり、実際には、演算によって対象物体ＯｂのＸ座標とＹ座標とを算出する。
【００４５】
（検出用光源部１２および光検出器３０のレイアウト）
図３は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における検出対象空間１０Ｒ、検出用光源部１２および光検出器３０の位置関係を模式的に示す説明図であり、図３（ａ）は、本発明の実施の形態１におけるレイアウトの説明図であり、図３（ｂ）は、本発明の実施の形態１に対する参考例におけるレイアウトの説明図である。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０において、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。より具体的には、第１検出用光源部１２Ａは、検出対象空間１０Ｒの端部に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１（第２方向）に向かって離間距離ｄy1をもって離間しているとともに、検出対象空間１０Ｒの端部に対してＸ軸方向の一方側Ｘ１（第１方向）に向かって離間距離ｄx1をもって離間している。また、第２検出用光源部１２Ｂは、検出対象空間１０Ｒの端部に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１（第２方向）に向かって離間距離ｄy1をもって離間しているとともに、検出対象空間１０Ｒの端部に対してＸ軸方向の他方側Ｘ２（第１方向と反対の方向）に向かって離間距離ｄx1をもって離間している。従って、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向において検出対象空間１０Ｒを中心に対称に配置されている。
【００４７】
また、光検出器３０は、Ｘ軸方向において第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの中間位置に配置されており、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの各々に対してＸ軸方向で等しい距離をもって離間している。従って、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向において光検出器３０を中心に対称に配置されている。また、光検出器３０は、Ｙ軸方向では第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂと同一の位置にあり、検出対象空間１０Ｒから検出対象空間１０Ｒの端部に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１（第２方向）に向かって離間距離ｄy1をもって離間している。
【００４８】
このようなレイアウトによれば、以下に説明するように、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂが検出対象空間１０ＲからＸ軸方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に向かって離間しているので、検出対象空間１０ＲをＸ軸方向において広く設定することができる。かかる作用を第２検出用光源部１２Ｂから出射された検出光Ｌ２ｂを例に説明する。なお、図３（ｂ）に示す参考例では、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、Ｘ軸方向において検出対象空間１０ＲのＸ軸方向の端部と重なる位置に配置されている。
【００４９】
図３（ｂ）に示す参考例では、対象物体ＯｂがＸ軸方向において検出対象空間１０Ｒの内側にある場合でも、対象物体ＯｂがＸ軸方向において第２検出用光源部１２Ｂと光検出器３０との中間位置にあると、対象物体Ｏｂへの検出光Ｌ２ｂの入射角Θ1と、対象物体Ｏｂからの反射光Ｌ３の出射角Θ2とが等しく、対象物体Ｏｂで正反射した反射光Ｌ３が光検出器３０に入射してしまう。このため、対象物体ＯｂがＸ軸方向において第２検出用光源部１２Ｂと光検出器３０との中間位置にある場合、かかる対象物体Ｏｂの位置は、位置検出の際の特異点となって、対象物体Ｏｂの位置検出精度が低い。このため、図３（ｂ）に示す参考例では、Ｘ軸方向において第２検出用光源部１２Ｂと光検出器３０との中間位置と、Ｘ軸方向において第１検出用光源部１２Ａと光検出器３０との中間位置とによって挟まれた領域１０Ｒ1しか、検出対象空間１０Ｒとして有効な領域として利用できないことになる。
【００５０】
これに対して、図３（ａ）に示す実施の形態１では、対象物体Ｏｂへの検出光Ｌ２ｂの入射角Θ11と、対象物体Ｏｂからの反射光Ｌ３の出射角Θ12とが等しくなって、対象物体Ｏｂで正反射した検出光Ｌ２ｂが光検出器３０に入射してしまうのは、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒ内のＸ軸方向の最も他方側Ｘ２、かつ、Ｙ軸方向の最も他方側に位置するときである。従って、対象物体Ｏｂが検出対象空間１０Ｒの他の位置にある場合、対象物体Ｏｂで正反射した検出光Ｌ２ｂが光検出器３０に入射してしまうことがない。それ故、図３（ａ）に示す実施の形態１では、検出対象空間１０ＲのＸ軸方向の全域が有効な領域として利用でき、図３（ｂ）に示す参考例に比較して、Ｘ軸方向で有効な検出対象空間１０Ｒが広いという利点がある。
【００５１】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学式位置検出装置１０では、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２ＢがＹ方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向けて検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを出射し、検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが出射される検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの一部を光検出器３０で受光する。ここで、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、Ｘ軸方向で離間している。このため、第１検出用光源部１２Ａが点灯した際の光検出器３０での受光強度と、第２検出用光源部１２Ｂが点灯した際の光検出器３０での受光強度と光検出部での受光強度とが等しくなるように第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂに供給する電流値を調整した後の電流値の比や差を用いれば、第１検出用光源部１２Ａから対象物体ＯｂまでのＸ軸方向における距離と第２検出用光源部１２Ｂから対象物体ＯｂまでのＸ軸方向における距離との比が分かる。
【００５２】
また、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂは、Ｙ軸方向で同一位置に配置されている。このため、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂが同時点灯した場合の光検出器３０での受光強度が所定の値になるように第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを駆動した際の電流値の和によって、対象物体ＯｂのＹ軸方向における位置が分かる。
【００５３】
それ故、検出用光源部１２として、２つの検出用光源部（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）を用いるだけで対象物体ＯｂのＸ座標（第１位置）およびＹ座標（第２位置）を検出することができる。
【００５４】
また、本形態では、Ｙ座標を検出するにあたっては、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂが同時点灯した場合の光検出器３０での受光強度が所定の値になるように第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂを駆動した際の電流値の和を利用する。このため、対象物体Ｏｂが第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂから離間している場合でも対象物体ＯｂのＹ軸方向における位置を検出でき、Ｙ座標の検出対象範囲が広い。
【００５５】
また、本形態では、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂが検出対象空間１０ＲからＸ軸方向で離間している。このため、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、第１検出用光源部Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂが検出対象空間１０Ｒに対してＸ軸方向で離間していない場合と比較して、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂから出射された検出光Ｌ２が正反射して光検出部に入射するような対象物体Ｏｂの特異位置を、よりＸ軸方向の外側にシフトさせることができる。それ故、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂという少ない数の光源部によって対象物体Ｏｂの位置を検出する場合でも、検出対象空間１０ＲをＸ軸方向において広く設定することができる。
【００５６】
また、本形態において、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとは、光検出器３０および検出対象空間１０Ｒを中心にＸ軸方向で対称に配置されているため、検出対象空間１０Ｒでの検出精度をＸ軸方向において対称とすることができる。
【００５７】
また、本形態では、検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの出射空間（検出対象空間１０Ｒ）を介さずに光検出部に入射する参照光を出射する参照用光源１２Ｒを備え、位置検出部５０は、光検出器３０の受光結果に基づいて、検出用光源部１２と参照用光源１２Ｒとを差動させた結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する。このため、環境光の影響を受けずに対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。
【００５８】
また、検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）は赤外光であるため、検出光Ｌ２が視認されない。従って、表示装置に光学式位置検出装置１０を設けた場合でも表示を妨げない等、光学式位置検出装置１０を各種機器に用いることができる。
【００５９】
また、検出用光源部１２（第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂ）と光検出器３０は、光学ユニット１８として一体化されている。このため、各種機器に光学式位置検出装置１０を容易に付加することができる等の利点がある。
【００６０】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係る位置検出機能付き機器の主要部を模式的に示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、検出用光源部を検出光の出射空間側からみたときの説明図、および検出用光源部を側方からみたときの説明図である。図５は、本発明の実施の形態２に係る位置検出機能付き機器に用いた光学式位置検出装置の光源装置等の構成を示す説明図であり、検出用光源部を検出光の出射空間からみたときの平面図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における検出対象空間１０Ｒ、検出用光源部１２および光検出器３０の位置関係を模式的に示す説明図であり、図６（ａ）は、本発明の実施の形態２におけるレイアウトの説明図であり、図６（ｂ）は、本発明の実施の形態１におけるレイアウトの説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と略同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示してそれらの説明を省略する。
【００６１】
図４（ａ）、（ｂ）および図５に示すように、本形態の位置検出機能付き機器１も、実施の形態１と同様、情報が視認される視認面４１を備えた視認面構成部材４０と、視認面構成部材４０に対して視認面４１側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する光学式位置検出装置１０とを有しており、電子黒板用の位置検出機能付きスクリーン装置や投射型表示装置用の位置検出機能付きスクリーン装置等として用いることができる。
【００６２】
かかる構成の光学式位置検出装置１０において、本形態では、検出用光源部１２および光検出器３０のレイアウトが、図４、図５および図６（ａ）を参照して以下に説明するようになっている。
【００６３】
まず、本形態の光学式位置検出装置１０において、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向で離間し、Ｙ軸方向では同一の位置にある。より具体的には、第１検出用光源部１２Ａは、検出対象空間１０Ｒの端部に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１（第２方向）に向かって離間距離ｄy1をもって離間しているとともに、検出対象空間１０Ｒの端部に対してＸ軸方向の一方側Ｘ１（第１方向）に向かって離間距離ｄx2（ｄx2＜ｄx1）をもって離間している。また、第２検出用光源部１２Ｂは、検出対象空間１０Ｒの端部に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１（第２方向）に向かって離間距離ｄy1をもって離間しているとともに、検出対象空間１０Ｒの端部に対してＸ軸方向の他方側Ｘ２（第１方向とは反対の方向）に向かって離間距離ｄx2（ｄx2＜ｄx1）をもって離間している。従って、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向において検出対象空間１０Ｒを中心に対称に配置されている。
【００６４】
また、光検出器３０は、Ｘ軸方向において第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとの中間位置に配置されており、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂの各々に対してＸ軸方向で等しい距離をもって離間している。従って、第１検出用光源部１２Ａと第２検出用光源部１２Ｂとは、Ｘ軸方向において光検出器３０を中心に対称に配置されている。
【００６５】
本形態では、実施の形態１と違って、光検出器３０は、Ｙ軸方向では第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂよりも検出対象空間１０Ｒから離間した位置にあり、検出対象空間１０Ｒの端部に対してＹ軸方向の一方側Ｙ１（第２方向）に向かって離間距離ｄy2（ｄy1＜ｄy2）をもって離間している。従って、本形態では、複数個所で折れ曲がった配線材１５や、複数の部材を接続した配線材１５が用いられている。
【００６６】
このようなレイアウトによれば、以下に説明するように、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂが検出対象空間１０ＲからＸ軸方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に向かって離間しているので、検出対象空間１０ＲをＸ軸方向において広く設定することができる。さらに、光検出器３０は、Ｙ軸方向では第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂよりも検出対象空間１０Ｒから離間した位置にあるため、検出対象空間１０ＲのＸ軸方向の広さを実施の形態１と同様なサイズに設定する場合、第１検出用光源部１２Ａと検出対象空間１０Ｒとの離間距離ｄx2、および第２検出用光源部１２Ｂと検出対象空間１０Ｒとの離間距離ｄx2を実施の形態１における離間距離ｄx1より狭めることができる。
【００６７】
より具体的には、図６（ｂ）に示す実施の形態１では、対象物体Ｏｂへの検出光Ｌ２ｂの入射角Θ11と、対象物体Ｏｂからの反射光Ｌ３の出射角Θ12とが等しくなって、対象物体Ｏｂで正反射した検出光Ｌ２ｂが光検出器３０に入射してしまうことを回避するのに、第１検出用光源部１２Ａと検出対象空間１０Ｒとの離間距離、および第２検出用光源部１２Ｂと検出対象空間１０Ｒとの離間距離を離間距離ｄx1に設定する必要があった。しかるに本形態では、光検出器３０がＹ軸方向で第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂよりも検出対象空間１０Ｒから離間した位置にある。このため、対象物体Ｏｂへの検出光Ｌ２ｂの入射角Θ21と、対象物体Ｏｂからの反射光Ｌ３の出射角Θ22とが等しくなって、対象物体Ｏｂで正反射した検出光Ｌ２ｂが光検出器３０に入射してしまうことを回避するのに、第１検出用光源部１２Ａと検出対象空間１０Ｒとの離間距離、および第２検出用光源部１２Ｂと検出対象空間１０Ｒとの離間距離を離間距離ｄx2（ｄx2＜ｄx1）に設定すればよい。
【００６８】
それ故、本形態によれば、第１検出用光源部１２Ａおよび第２検出用光源部１２Ｂという少ない数の光源部によって対象物体Ｏｂの位置を検出する場合でも、検出対象空間１０ＲをＸ軸方向においてより広く設定することができ、しかも、実施の形態１と比較して、第１検出用光源部１２Ａと検出対象空間１０Ｒとの離間距離ｄx2、および第２検出用光源部１２Ｂと検出対象空間１０Ｒとの離間距離ｄx2が狭くてよい。従って、光学式位置検出装置１０のＸ軸方向の寸法を短くできるという利点がある。
【００６９】
なお、本形態では、第１検出用光源部１２Ａと検出対象空間１０Ｒとの離間距離、および第２検出用光源部１２Ｂと検出対象空間１０Ｒとの離間距離を、実施の形態１と同様に離間距離ｄx1に設定すれば、実施の形態１に比較して、有効な検出対象空間１０ＲをＸ軸方向に拡張できるという利点がある。
【００７０】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、検出用光源部１２および光検出器３０がユニット化されていたが、本形態では、検出用光源部１２と光検出器３０とが離間していることから、検出用光源部１２および光検出器３０をユニット化せずに個別に配置してもよい。
【００７１】
［位置検出機能付き機器の構成］
図１〜図６を参照して説明した光学式位置検出装置１０は、例えば、視認面構成部材４０として、投射型表示装置のスクリーンや電子黒板のスクリーンを用いれば、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）を構成することができる。また、視認面構成部材４０として、直視型表示装置を用いれば、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）を構成することができる。また、視認面構成部材４０として、デジタルサイネージを用いれば、位置検出機能付きデジタルサイネージ（位置検出機能付き機器）を構成することができる。さらに、図１〜図６を参照して説明した光学式位置検出装置１０については、図７〜図９等に示す位置検出機能付き機器等を構成するのに用いることができる。
【００７２】
（位置検出機能付き機器１の具体例１）
図７を参照して、視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、本発明を適用した位置検出機能付き機器１を投射型表示装置として構成した例を説明する。図７は、本発明を適用した位置検出機能付き機器１の具体例１（位置検出機能付き投射型表示装置）の説明図である。なお、本形態の位置検出機能付き機器１において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図６を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示しそれらの説明を省略する。
【００７３】
図７に示す位置検出機能付き機器１は、液晶プロジェクターあるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置２５０（画像生成装置）からスクリーン８０（視認面構成部材４０）に画像が投射される位置検出機能付き投射型表示装置２００である。位置検出機能付き投射型表示装置２００において、画像投射装置２５０は、筐体２４０に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン８０に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。ここで、画像投射装置２５０は、Ｙ軸方向に対してわずかに傾いた方向から画像表示光Ｐｉをスクリーン８０に向けて投射する。従って、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８０ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
【００７４】
かかる位置検出機能付き投射型表示装置２００において、光学式位置検出装置１０（光学ユニット１８）は、画像投射装置２５０と一体に構成されている。このため、光学式位置検出装置１０は、スクリーン面８０ａに沿って検出光Ｌ２を出射するとともに、対象物体Ｏｂで反射した反射光Ｌ３を検出する。このため、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を検出することができるので、対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
【００７５】
（位置検出機能付き機器１の具体例２）
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機器１の具体例２（位置検出機能付きウインドウ）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機器１（位置検出機能付きウインドウ）において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図６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。
【００７６】
図８（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きウインドウ４００（位置検出機能付き機器１）は、情報としての展示品４５０を覆う透光部材４４０（視認面構成部材４０）を備えており、透光部材４４０の外面４４１によって展示品４５０の視認面（視認面４１）が構成されている。また、位置検出機能付きウインドウ４００において、展示品４５０は、展示品４５０に前進や旋回等の動作を行なわせるアクチュエーター（図示せず）に保持されている。
【００７７】
かかる位置検出機能付きウインドウ４００は、透光部材４４０の外面４４１の側に、図１〜図６を参照して説明した光学式位置検出装置１０を備えている。かかる光学式位置検出装置１０は、透光部材４４０の外面４４１（視認面４１）に沿うように検出光Ｌ２を出射し、対象物体Ｏｂで反射した光を検出する。従って、透光部材４４０の外面４４１側には光学式位置検出装置１０の検出対象空間１０Ｒが設定されている。それ故、検出対象空間１０Ｒにおいて指先等の対象物体Ｏｂを進入させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を展示品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（Ｙ軸方向の他方側Ｙ２）にずらしていけば、展示品４５０を透光部材４４０に接近させ、指先等の対象物体Ｏｂの位置を右側（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）にずらしていけば、展示品４５０を右回りに旋回させる等、展示品４５０の向きを変更することができる。
【００７８】
（位置検出機能付き機器１の具体例３）
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機器１の具体例３（位置検出機能付きアミューズメント機器）の説明図であり、図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機器１（位置検出機能付きアミューズメント機器）において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図６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。
【００７９】
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（位置検出機能付き機器１）は、パチンコ玉等の遊技媒体５０１を支持する板状の基盤５２０（視認面構成部材４０）、基盤５２０を保持する外枠５１０、遊技媒体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５２１（視認面４１）は、ガラス板５３０で覆われており、基盤５２０の表面５２１において、ガラス板５３０の内側には、遊技媒体５０１に対するガイドレール５２５や、遊技媒体５０１の動きを変化させる釘５２８や、入賞口５８０、５９０等が設けられている。また、基盤５２０の表面５２１において、ガラス板５３０の内側には、遊技媒体５０１が入賞口５８０に入るたびに行われる抽選の結果等が表示される液晶装置５４０が設けられている。
【００８０】
かかる位置検出機能付きアミューズメント機器５００において、ガラス板５３０の外面５３１の上端側には、図１〜図６を参照して説明した光学式位置検出装置１０が設けられており、かかる光学式位置検出装置１０は、ガラス板５３０の外面５３１および基盤５２０の表面５２１（視認面４１）に沿うように検出光Ｌ２を出射し、対象物体Ｏｂで反射した光を検出する。従って、ガラス板５３０の外面４４１側には光学式位置検出装置１０の検出対象空間１０Ｒが設定されている。それ故、遊技者が液晶装置５４０で表示されている内容や遊技に進行に合わせて検出対象空間１０Ｒに指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を、液晶装置５４０で表示されている内容を切り換える指示等といった入力情報として利用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１・・位置検出機能付き機器、１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出対象空間、１１・・光源装置、１２・・検出用光源部、１２Ａ・・第１検出用光源部、１２Ｂ・・・第２検出用光源部、１２Ｒ・・参照用光源、３０・・光検出部、４０・・視認面構成部材、４１・・視認面、５０・・位置検出部、５２・・ＸＹ座標検出部、２００・・位置検出機能付き投射型表示装置（位置検出機能付き機器）、４００・・位置検出機能付きウインドウ（位置検出機能付き機器）、５００・・位置検出機能付きアミューズメント機器（位置検出機能付き機器）、Ｏｂ・・対象物体
【図１】
2012108019.tif 000003
【図２】
2012108019.tif 000004
【図３】
2012108019.tif 000005
【図４】
2012108019.tif 000006
【図５】
2012108019.tif 000007
【図６】
2012108019.tif 000008
【図７】
2012108019.tif 000009
【図８】
2012108019.tif 000010
【図９】
2012108019.tif 000011