(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照射ユニット、光学式検出装置及び情報処理システム等を提供すること。【解決手段】照射ユニットＥＵは、複数の発光素子を含む。複数の発光素子のうちの第１の発光素子ＬＤ１は、第１の光源光を出射し、第２の発光素子ＬＤ２は、第２の光源光を出射し、第３の発光素子ＬＤ３は、第３の光源光を出射する。第１の光源光に基づいて、第１の照射光ＬＴ１を出射し、第２の光源光に基づいて、第１の照射光ＬＴ１よりも強度が低い第２の照射光ＬＴ２を、第１の照射光ＬＴ１と異なる方向に出射する。第３の光源光に基づいて、第２の照射光ＬＴ２よりも強度が低い第３の照射光ＬＴ３を、第１の照射光ＬＴ１と異なる方向であって、且つ、第２の照射光ＬＴ２と異なる方向に出射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を含み、
前記複数の発光素子のうちの第１の発光素子は、第１の光源光を出射し、
前記複数の発光素子のうちの第２の発光素子は、第２の光源光を出射し、
前記複数の発光素子のうちの第３の発光素子は、第３の光源光を出射し、
前記第１の光源光に基づいて、第１の照射光を出射し、
前記第２の光源光に基づいて、前記第１の照射光よりも強度が低い第２の照射光を、前記第１の照射光と異なる方向に出射し、
前記第３の光源光に基づいて、前記第２の照射光よりも強度が低い第３の照射光を、前記第１の照射光と異なる方向であって、且つ、前記第２の照射光と異なる方向に出射することを特徴とする照射ユニット。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の発光素子からの前記第１の光源光が一端側から入射され、入射された前記第１の光源光を導光する曲線形状の第１のライトガイドと、
前記第２の発光素子からの前記第２の光源光が一端側から入射され、入射された前記第２の光源光を導光する曲線形状の第２のライトガイドと、
前記第３の発光素子からの前記第３の光源光が一端側から入射され、入射された前記第３の光源光を導光する曲線形状の第３のライトガイドと、を含むことを特徴とする照射ユニット。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１のライトガイドの他端側に設けられる第４の発光素子と、
前記第２のライトガイドの他端側に設けられる第５の発光素子と、
前記第３のライトガイドの他端側に設けられる第６の発光素子と、を含むことを特徴とする照射ユニット。
【請求項４】
請求項３において、
第１の期間では、
前記第１の発光素子は、第１期間用第１の光源光を出射し、
前記第２の発光素子は、第１期間用第２の光源光を出射し、
前記第３の発光素子は、第１期間用第３の光源光を出射し、
第２の期間では、
前記第４の発光素子は、第２期間用第１の光源光を出射し、
前記第５の発光素子は、第２期間用第２の光源光を出射し、
前記第６の発光素子は、第２期間用第３の光源光を出射し、
前記第１の期間では、
前記第１期間用第１の光源光に基づいて、第１期間用第１の照射光を出射し、
前記第１期間用第２の光源光に基づいて、第１期間用第２の照射光を出射し、
前記第１期間用第３の光源光に基づいて、第１期間用第３の照射光を出射し、
前記第２の期間では、
前記第２期間用第１の光源光に基づいて、第２期間用第１の照射光を出射し、
前記第２期間用第２の光源光に基づいて、第２期間用第２の照射光を出射し、
前記第２期間用第３の光源光に基づいて、第２期間用第３の照射光を出射することを特徴とする照射ユニット。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１のライトガイドは、第１の仮想面に沿って配置され、
前記第３のライトガイドは、前記第１の仮想面に交差する第３の仮想面に沿って配置され、
前記第２のライトガイドは、前記第１の照射光〜前記第３の照射光が出射される領域において前記第１の仮想面と前記第３の仮想面に挟まれ、且つ、前記第１の仮想面及び前記第３の仮想面に交差する第２の仮想面に沿って配置されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項６】
請求項１において、
前記第１の発光素子を含む第１の発光素子群と、
前記第２の発光素子を含む第２の発光素子群と、
前記第３の発光素子を含む第３の発光素子群とを含み、
前記第１の発光素子群は、第１の曲線上に配置され、
前記第２の発光素子群は、第２の曲線上に配置され、
前記第３の発光素子群は、第３の曲線上に配置されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の発光素子群は、第１の仮想面に沿って配置され、
前記第３の発光素子群は、前記第１の仮想面に交差する第３の仮想面に沿って配置され、
前記第２の発光素子群は、前記第１の照射光〜前記第３の照射光が出射される領域において前記第１の仮想面と前記第３の仮想面に挟まれ、且つ、前記第１の仮想面及び前記第３の仮想面に交差する第２の仮想面に沿って配置されることを特徴とする照射ユニット。
【請求項８】
請求項７において、
前記第１の発光素子群は、前記第１の曲線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前記第１の光源光を出射し、
前記第２の発光素子群は、前記第２の曲線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前記第２の光源光を出射し、
前記第３の発光素子群は、前記第３の曲線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前記第３の光源光を出射することを特徴とする照射ユニット。
【請求項９】
請求項８において、
第１の期間では、
前記第１の発光素子群は、前記第１の曲線の前記一端から前記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期間用第１の光源光を出射し、
前記第２の発光素子群は、前記第２の曲線の前記一端から前記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期間用第２の光源光を出射し、
前記第３の発光素子群は、前記第３の曲線の前記一端から前記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期間用第３の光源光を出射し、
第２の期間では、
前記第１の発光素子群は、前記第１の曲線の前記一端から前記他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が高くなる第２期間用第１の光源光を出射し、
前記第２の発光素子群は、前記第２の曲線の前記一端から前記他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が高くなる第２期間用第２の光源光を出射し、
前記第３の発光素子群は、前記第３の曲線の前記一端から前記他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が高くなる第２期間用第３の光源光を出射し、
前記第１の期間では、
前記第１期間用第１の光源光に基づいて、第１期間用第１の照射光を出射し、
前記第１期間用第２の光源光に基づいて、第１期間用第２の照射光を出射し、
前記第１期間用第３の光源光に基づいて、第１期間用第３の照射光を出射し、
前記第２の期間では、
前記第２期間用第１の光源光に基づいて、第２期間用第１の照射光を出射し、
前記第２期間用第２の光源光に基づいて、第２期間用第２の照射光を出射し、
前記第２期間用第３の光源光に基づいて、第２期間用第３の照射光を出射することを特徴とする照射ユニット。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の照射ユニットと、
前記照射ユニットから出射した照射光が検出エリアに存在する対象物により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、少なくとも前記対象物の位置する方向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１１】
複数の発光素子を含み、照射光を出射する照射ユニットと、
前記照射光が検出エリアに存在する対象物により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、前記対象物を検出する検出部とを含み、
前記複数の発光素子のうちの第１の発光素子は、第１の光源光を出射し、
前記複数の発光素子のうちの第２の発光素子は、第２の光源光を出射し、
前記複数の発光素子のうちの第３の発光素子は、第３の光源光を出射し、
前記第１の光源光に基づいて、第１の照射光を出射し、
前記第２の光源光に基づいて、前記第１の照射光よりも強度が低い第２の照射光を、前記第１の照射光と異なる方向に出射し、
前記第３の光源光に基づいて、前記第２の照射光よりも強度が低い第３の照射光を、前記第１の照射光と異なる方向であって、且つ、前記第２の照射光と異なる方向に出射することを特徴とする光学式検出装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１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、照射ユニット、光学式検出装置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では、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、上述の特許文献１に開示される方式を用いた位置検出を実現することは難しい。
【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照射ユニット、光学式検出装置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、複数の発光素子を含み、前記複数の発光素子のうちの第１の発光素子は、第１の光源光を出射し、前記複数の発光素子のうちの第２の発光素子は、第２の光源光を出射し、前記複数の発光素子のうちの第３の発光素子は、第３の光源光を出射し、前記第１の光源光に基づいて、第１の照射光を出射し、前記第２の光源光に基づいて、前記第１の照射光よりも強度が低い第２の照射光を、前記第１の照射光と異なる方向に出射し、前記第３の光源光に基づいて、前記第２の照射光よりも強度が低い第３の照射光を、前記第１の照射光と異なる方向であって、且つ、前記第２の照射光と異なる方向に出射する照射ユニットに関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、照射ユニットは、強度が異なる第１〜第３の照射光をそれぞれ異なる方向に出射することができる。その結果、広い範囲で照射光強度分布を形成することが可能になる。
【０００８】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子からの前記第１の光源光が一端側から入射され、入射された前記第１の光源光を導光する曲線形状の第１のライトガイドと、前記第２の発光素子からの前記第２の光源光が一端側から入射され、入射された前記第２の光源光を導光する曲線形状の第２のライトガイドと、前記第３の発光素子からの前記第３の光源光が一端側から入射され、入射された前記第３の光源光を導光する曲線形状の第３のライトガイドと、を含んでもよい。
【０００９】
このようにすれば、第１〜第３のライトガイドの一端側に入射した第１〜第３の光源光を曲線形状の各ライトガイドによりそれぞれ導光することで、各ライトガイドの一端側で強度が高く、他端側で強度が低くなる第１〜第３の照射光をそれぞれ出射することができる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記第１のライトガイドの他端側に設けられる第４の発光素子と、前記第２のライトガイドの他端側に設けられる第５の発光素子と、前記第３のライトガイドの他端側に設けられる第６の発光素子と、を含んでもよい。
【００１１】
このようにすれば、第１〜第３のライトガイドの他端側に入射した光源光を曲線形状の各ライトガイドによりそれぞれ導光することで、各ライトガイドの他端側で強度が高く、一端側で強度が低くなる第１〜第３の照射光をそれぞれ出射することができる。
【００１２】
また本発明の一態様では、第１の期間では、前記第１の発光素子は、第１期間用第１の光源光を出射し、前記第２の発光素子は、第１期間用第２の光源光を出射し、前記第３の発光素子は、第１期間用第３の光源光を出射し、第２の期間では、前記第４の発光素子は、第２期間用第１の光源光を出射し、前記第５の発光素子は、第２期間用第２の光源光を出射し、前記第６の発光素子は、第２期間用第３の光源光を出射し、前記第１の期間では、前記第１期間用第１の光源光に基づいて、第１期間用第１の照射光を出射し、前記第１期間用第２の光源光に基づいて、第１期間用第２の照射光を出射し、前記第１期間用第３の光源光に基づいて、第１期間用第３の照射光を出射し、前記第２の期間では、前記第２期間用第１の光源光に基づいて、第２期間用第１の照射光を出射し、前記第２期間用第２の光源光に基づいて、第２期間用第２の照射光を出射し、前記第２期間用第３の光源光に基づいて、第２期間用第３の照射光を出射してもよい。
【００１３】
このようにすれば、第１の期間では、第１〜第３のライトガイドの一端側で強度が高く、他端側で強度が低くなる第１の照射光強度分布を形成し、第２の期間では、第１〜第３のライトガイドの他端側で強度が高くなり、一端側で強度が低くなる第２の照射光強度分布を形成することができる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記第１のライトガイドは、第１の仮想面に沿って配置され、前記第３のライトガイドは、前記第１の仮想面に交差する第３の仮想面に沿って配置され、前記第２のライトガイドは、前記第１の照射光〜前記第３の照射光が出射される領域において前記第１の仮想面と前記第３の仮想面に挟まれ、且つ、前記第１の仮想面及び前記第３の仮想面に交差する第２の仮想面に沿って配置されてもよい。
【００１５】
このようにすれば、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって強度が低くなり、第２の仮想面から第３の仮想面に向かってさらに強度が低くなる照射光強度分布を形成することができる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子を含む第１の発光素子群と、前記第２の発光素子を含む第２の発光素子群と、前記第３の発光素子を含む第３の発光素子群とを含み、前記第１の発光素子群は、第１の曲線上に配置され、前記第２の発光素子群は、第２の曲線上に配置され、前記第３の発光素子群は、第３の曲線上に配置されてもよい。
【００１７】
このようにすれば、第１〜第３の発光素子群から強度の異なる第１〜第３の照射光をそれぞれ放射状に出射することができる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記第１の発光素子群は、第１の仮想面に沿って配置され、前記第３の発光素子群は、前記第１の仮想面に交差する第３の仮想面に沿って配置され、前記第２の発光素子群は、前記第１の照射光〜前記第３の照射光が出射される領域において前記第１の仮想面と前記第３の仮想面に挟まれ、且つ、前記第１の仮想面及び前記第３の仮想面に交差する第２の仮想面に沿って配置されてもよい。
【００１９】
このようにすれば、第１の仮想面から第２の仮想面に向かって強度が低くなり、第２の仮想面から第３の仮想面に向かってさらに強度が低くなる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の発光素子群は、前記第１の曲線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前記第１の光源光を出射し、前記第２の発光素子群は、前記第２の曲線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前記第２の光源光を出射し、前記第３の発光素子群は、前記第３の曲線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前記第３の光源光を出射してもよい。
【００２１】
このようにすれば、第１〜第３の発光素子群が発光することで、第１〜第３の曲線の一端側で強度が高くなり、他端側で強度が低くなる第１〜第３の照射光をそれぞれ出射することができる。
【００２２】
また本発明の一態様では、第１の期間では、前記第１の発光素子群は、前記第１の曲線の前記一端から前記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期間用第１の光源光を出射し、前記第２の発光素子群は、前記第２の曲線の前記一端から前記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期間用第２の光源光を出射し、前記第３の発光素子群は、前記第３の曲線の前記一端から前記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期間用第３の光源光を出射し、第２の期間では、前記第１の発光素子群は、前記第１の曲線の前記一端から前記他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が高くなる第２期間用第１の光源光を出射し、前記第２の発光素子群は、前記第２の曲線の前記一端から前記他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が高くなる第２期間用第２の光源光を出射し、前記第３の発光素子群は、前記第３の曲線の前記一端から前記他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が高くなる第２期間用第３の光源光を出射し、前記第１の期間では、前記第１期間用第１の光源光に基づいて、第１期間用第１の照射光を出射し、前記第１期間用第２の光源光に基づいて、第１期間用第２の照射光を出射し、前記第１期間用第３の光源光に基づいて、第１期間用第３の照射光を出射し、前記第２の期間では、前記第２期間用第１の光源光に基づいて、第２期間用第１の照射光を出射し、前記第２期間用第２の光源光に基づいて、第２期間用第２の照射光を出射し、前記第２期間用第３の光源光に基づいて、第２期間用第３の照射光を出射してもよい。
【００２３】
このようにすれば、第１の期間では、第１〜第３の曲線の一端側で強度が高くなり、他端側で強度が低くなる第１の照射光強度分布を形成することができる。第２の期間では、第１〜第３の曲線の一端側で強度が低くなり、他端側で強度が高くなる第２の照射光強度分布を形成することができる。
【００２４】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の照射ユニットと、前記照射ユニットから出射した照射光が検出エリアに存在する対象物により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、少なくとも前記対象物の位置する方向を検出する検出部とを含む光学式検出装置に関係する。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、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対象物の位置を検出することなどが可能になる。
【００２６】
本発明の他の態様は、複数の発光素子を含み、照射光を出射する照射ユニットと、前記照射光が検出エリアに存在する対象物により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、前記対象物を検出する検出部とを含み、前記複数の発光素子のうちの第１の発光素子は、第１の光源光を出射し、前記複数の発光素子のうちの第２の発光素子は、第２の光源光を出射し、前記複数の発光素子のうちの第３の発光素子は、第３の光源光を出射し、前記第１の光源光に基づいて、第１の照射光を出射し、前記第２の光源光に基づいて、前記第１の照射光よりも強度が低い第２の照射光を、前記第１の照射光と異なる方向に出射し、前記第３の光源光に基づいて、前記第２の照射光よりも強度が低い第３の照射光を、前記第１の照射光と異なる方向であって、且つ、前記第２の照射光と異なる方向に出射する光学式検出装置に関係する。
【００２７】
本発明の他の態様によれば、コンパクトなユニットで広いエリアに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、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。
【００２９】
本発明の他の態様によれば、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から、例えば投射型表示装置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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、照射ユニットの第１の構成例。
【図２】図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、照射ユニット（第１の構成例）による照射光の強度分布を説明する図。
【図３】照射ユニット（第１の構成例）の詳細な構成例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、照射ユニットの第２の構成例。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、照射ユニット（第２の構成例）による照射光の強度分布を説明する図。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、光学式検出装置の基本的な構成例。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、情報処理システムの構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
１．照射ユニット
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットの第１の構成例を示す。本実施形態の照射ユニットＥＵは、第１〜第６の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ６（広義には複数の発光素子）、第１〜第３のライトガイドＬＧ１〜ＬＧ３を含む。本実施形態の照射ユニットＥＵは、後述する光学式検出装置の照射光を出射するための照射ユニットとして用いることができる。なお、本実施形態の照射ユニットＥＵ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。
【００３３】
第１の発光素子ＬＤ１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、第１のライトガイドＬＧ１の一端側に設けられ、第１の光源光ＬＬＳ１を出射する。同様に、第２、第３の発光素子ＬＤ２、ＬＤ３は、第２、第３のライトガイドＬＧ２、ＬＧ３の一端側にそれぞれ設けられ、第２、第３の光源光ＬＬＳ２、ＬＬＳ３をそれぞれ出射する。
【００３４】
第１のライトガイドＬＧ１は、曲線形状の導光部材であって、第１の発光素子ＬＤ１から出射された第１の光源光ＬＬＳ１を導光し、第１の光源光ＬＬＳ１に基づいて第１の照射光ＬＴ１を出射する。具体的には、第１のライトガイドＬＧ１は、第１の発光素子ＬＤ１が設けられる一端側から入射する第１の光源光ＬＬＳ１を、第１の曲線ＣＵＲ１に沿って導光し、導光された第１の光源光ＬＬＳ１を、第１のライトガイドＬＧ１の内周側から外周側に向かう方向に、第１の照射光ＬＴ１として放射状に出射する。
【００３５】
同様に、第２、第３のライトガイドＬＧ２、ＬＧ３は、曲線形状の導光部材であって、第２、第３の発光素子ＬＤ２、ＬＤ３から出射された第２、第３の光源光ＬＬＳ２、ＬＬＳ３を、第２、第３の曲線ＣＵＲ２、ＣＵＲ３に沿ってそれぞれ導光し、第２、第３の照射光ＬＴ２、ＬＴ３を放射状に出射する。
【００３６】
第２の照射光ＬＴ２は、第１の照射光ＬＴ１よりも強度が低く、第１の照射光ＬＴ１と異なる方向に出射される。また、第３の照射光ＬＴ３は、第２の照射光ＬＴ２よりも強度が低く、第１の照射光ＬＴ１と異なる方向であって、且つ、第２の照射光ＬＴ２と異なる方向に出射される。
【００３７】
図１（Ｂ）に示すように、第１のライトガイドＬＧ１は、第１の仮想面ＳＦ１に沿って配置される。第３のライトガイドＬＧ３は、第１の仮想面ＳＦ１に交差する第３の仮想面ＳＦ３に沿って配置される。第２のライトガイドＬＧ２は、第１〜第３の照射光ＬＴ１〜ＬＴ３が出射される領域において第１の仮想面ＳＦ１と第３の仮想面ＳＦ３に挟まれ、且つ、第１の仮想面ＳＦ１及び第３の仮想面ＳＦ３に交差する第２の仮想面ＳＦ２に沿って配置される。また第１〜第３の仮想面ＳＦ１〜ＳＦ３は、第１〜第３の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ３を結ぶ線とそれぞれ交差する。なお、これら第１〜第３の仮想面ＳＦ１〜ＳＦ３は、第１〜第３のライトガイドＬＧ１〜ＬＧ３の位置関係を規定するための仮想的な面である。
【００３８】
照射ユニットＥＵの第１の構成例は、さらに第４〜第６の発光素子ＬＤ４〜ＬＤ６を含んでもよい。第４の発光素子ＬＤ４は、第１のライトガイドＬＧ１の他端側に設けられる。同様に、第５、第６の発光素子ＬＤ５、ＬＤ６は、第２、第３のライトガイドＬＧ２、ＬＧ３にそれぞれ設けられる。
【００３９】
このようにすれば、例えば第１の発光素子ＬＤ１と第４の発光素子ＬＤ４とを交互に発光させることで、２つの異なる光源光を交互に出射することができる。すなわち、第１の期間Ｔ１では、第１の発光素子ＬＤ１が発光して第１期間用第１の光源光ＬＬＳ１―Ｔ１を出射し、第２の期間Ｔ２では、第４の発光素子ＬＤ４が発光して第２期間用第１の光源光ＬＬＳ１―Ｔ２を出射する。同様にして、第１の期間Ｔ１では、第２、第３の発光素子ＬＤ２、ＬＤ３が発光して第１期間用第２、第３の光源光ＬＬＳ２―Ｔ１、ＬＬＳ３―Ｔ１をそれぞれ出射する。また第２の期間Ｔ２では、第５、第６の発光素子ＬＤ５、ＬＤ６が発光して第２期間用第２、第３の光源光ＬＬＳ２―Ｔ２、ＬＬＳ３―Ｔ２をそれぞれ出射する。
【００４０】
以下の説明のために、図１（Ａ）に示すように、第１、第２、第３の座標軸方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を定義しておく。すなわち、第１の仮想面ＳＦ１に沿って第４の発光素子ＬＤ４から第１の発光素子ＬＤ１へ向かう方向を第２の座標軸方向Ｄ２とし、第２の座標軸方向Ｄ２に垂直で第１の仮想面ＳＦ１に沿って第１のライトガイドＬＧ１の内周側から外周側に向かう方向を第１の座標軸方向Ｄ１とする。そして第１、第２の座標軸方向Ｄ１、Ｄ２に垂直な方向を第３の座標軸方向Ｄ３とする。
【００４１】
なお、図示していないが、照射ユニットＥＵの第１の構成例は照射方向設定部ＬＥを含み、この照射方向設定部ＬＥによって、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る。こうすることで、ライトガイドＬＧにより導光された光源光が、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ＬＴとして放射状に出射される。なお、照射ユニットＥＵの詳細な構成例については、後述する。
【００４２】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、本実施形態の照射ユニットＥＵ（第１の構成例）による照射光の強度分布を説明する図である。
【００４３】
図２（Ａ）は、照射ユニットＥＵを第３の座標軸方向Ｄ３から見た図である。図２（Ａ）には、第１の期間Ｔ１において第１のライトガイドＬＧ１から出射される第１期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ１及び第２の期間Ｔ２において第１のライトガイドＬＧ１から出射される第２期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ２を示す。
【００４４】
第１の期間Ｔ１では、第１の発光素子ＬＤ１が発光して第１期間用第１の光源光ＬＬＳ１―Ｔ１を出射し、この第１期間用第１の光源光ＬＬＳ１―Ｔ１に基づいて、第１期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ１が出射される。図２（Ａ）に示すように、この第１期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ１は、第１のライトガイドＬＧ１の一端側（ＬＤ１が設けられる側）で強度（放射強度、光度）が高くなり、他端側で強度が低くなる。
【００４５】
第２の期間Ｔ２では、第４の発光素子ＬＤ４が発光して第２期間用第１の光源光ＬＬＳ１―Ｔ２を出射し、この第２期間用第１の光源光ＬＬＳ１―Ｔ２に基づいて、第２期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ２が出射される。図２（Ａ）に示すように、この第２期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ２は、第１のライトガイドＬＧ１の他端側（ＬＤ４が設けられる側）で強度（放射強度、光度）が高くなり、一端側で強度が低くなる。
【００４６】
図示していないが、第２のライトガイドＬＧ２からは、第１の期間Ｔ１には、第２の発光素子ＬＤ２が発光することによる第１期間用第２の光源光ＬＬＳ２―Ｔ１に基づいて、第１期間用第２の照射光ＬＴ２−Ｔ１が出射される。また、第２の期間Ｔ２には、第５の発光素子ＬＤ５が発光することによる第２期間用第２の光源光ＬＬＳ２―Ｔ２に基づいて、第２期間用第２の照射光ＬＴ２−Ｔ２が出射される。
【００４７】
さらに第３のライトガイドＬＧ３からは、第１の期間Ｔ１には、第３の発光素子ＬＤ３が発光することによる第１期間用第３の光源光ＬＬＳ３―Ｔ１に基づいて、第１期間用第３の照射光ＬＴ３−Ｔ１が出射される。また、第２の期間Ｔ２には、第６の発光素子ＬＤ６が発光することによる第２期間用第３の光源光ＬＬＳ３―Ｔ２に基づいて、第２期間用第３の照射光ＬＴ３−Ｔ２が出射される。
【００４８】
このようにして、第１の期間Ｔ１には、第１期間用第１〜第３の照射光ＬＴ１−Ｔ１〜ＬＴ３−Ｔ１がそれぞれ出射され、第２の期間Ｔ２には、第２期間用第１〜第３の照射光ＬＴ１−Ｔ２〜ＬＴ３−Ｔ２がそれぞれ出射される。そして第１期間用第１〜第３の照射光ＬＴ１−Ｔ１〜ＬＴ３−Ｔ１は、いずれも各ライトガイドの一端側で強度（放射強度、光度）が高くなり、他端側で強度が低くなる。一方、第２期間用第１〜第３の照射光ＬＴ１−Ｔ２〜ＬＴ３−Ｔ２は、いずれも各ライトガイドの他端側で強度（放射強度、光度）が高くなり、一端側で強度が低くなる。すなわち、第１の期間Ｔ１には、各ライトガイドの一端側で強度が高くなり、他端側で強度が低くなる第１の照射光強度分布ＬＩＤ１が形成され、第２の期間Ｔ２には、各ライトガイドの他端側で強度が高くなり、一端側で強度が低くなる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２が形成される。
【００４９】
図２（Ｂ）は、照射ユニットＥＵを第２の座標軸方向Ｄ２から見た図である。図２（Ｂ）には、第１期間用第１〜第３の照射光ＬＴ１−Ｔ１〜ＬＴ３−Ｔ１及び第２期間用第１〜第３の照射光ＬＴ１−Ｔ２〜ＬＴ３−Ｔ２のうち各ライトガイドの中央部から出射される（すなわち、第１、第３の座標軸方向Ｄ１、Ｄ３により規定される面に沿って出射される）部分を示す。なお、各照射光は各ライトガイドから第１〜第３の仮想面ＳＦ１〜ＳＦ３に沿ってそれぞれ放射状に出射される。
【００５０】
図２（Ｂ）に示すように、第２の照射光ＬＴ２−Ｔ１（ＬＴ２−Ｔ２）は、第１の照射光ＬＴ１−Ｔ１（ＬＴ１−Ｔ２）よりも強度が低く、第３の照射光ＬＴ３−Ｔ１（ＬＴ３−Ｔ２）は、第２の照射光ＬＴ２−Ｔ１（ＬＴ２−Ｔ２）よりも強度が低く設定される。このようにすることで、第１の仮想面ＳＦ１から第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなり、第２の仮想面ＳＦ２から第３の仮想面ＳＦ３に向かってさらに強度が低くなる第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を形成することができる。
【００５１】
第１〜第６の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ６の光量（明るさ、全光束）をそれぞれＬ１〜Ｌ６とした場合に、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３、且つ、Ｌ４＞Ｌ５＞Ｌ６となるように光量を設定することで、第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を形成することができる。また、発光素子の光量（明るさ、全光束）は発光素子に流れる電流（発光電流）に比例するから、第１〜第６の発光素子ＬＤ１〜ＬＤ６に流れる電流をＩ１〜Ｉ６とした場合に、Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３、且つ、Ｉ４＞Ｉ５＞Ｔ６となるように電流を設定することで、第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を形成することができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の照射ユニットＥＵ（第１の構成例）によれば、第１の期間Ｔ１において第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を形成し、第２の期間Ｔ２において第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を形成することができる。
【００５３】
これらの照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２は、３次元的な強度分布である。例えば第１の照射光強度分布ＬＩＤ１は、各ライトガイドの一端側の強度が高く、他端側の強度が低くなり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１に沿って強度が高く、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなり、第３の仮想面ＳＦ３に向かってさらに強度が低くなる分布である。また、第２の照射光強度分布ＬＩＤ２は、各ライトガイドの一端側の強度が低く、他端側の強度が高くなり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１に沿って強度が高く、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなり、第３の仮想面ＳＦ３に向かってさらに強度が低くなる分布である。
【００５４】
第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との間の中間の部分における強度は、第１の仮想面ＳＦ１での強度（ＬＧ１から出射される照射光の強度）と第２の仮想面ＳＦ１での強度（ＬＧ２から出射される照射光の強度）との間の中間の強度である。また、第２の仮想面ＳＦ２と第３の仮想面ＳＦ３との間の中間の部分における強度は、第２の仮想面ＳＦ２での強度（ＬＧ２から出射される照射光の強度）と第３の仮想面ＳＦ３での強度（ＬＧ３から出射される照射光の強度）との間の中間の強度である。
【００５５】
図３に、本実施形態の照射ユニットＥＵ（第１の構成例）の詳細な構成例を示す。図３には、照射ユニットＥＵの第１のライトガイドＬＧ１及びそれに関係する部分について示してあるが、第２、第３のライトガイドＬＧ２、ＬＧ３についても同様の構成とすることができる。
【００５６】
図３に示す照射ユニットＥＵは、第１、第４の発光素子ＬＤ１、ＬＤ４と、ライトガイドＬＧと、照射方向設定部ＬＥを含む。また反射シートＲＳを含む。そして照射方向設定部ＬＥはプリズムシートＰＳ及びルーバーフィルムＬＦを含む。なお、本実施形態の照射ユニットＥＵは、図３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。
【００５７】
第１、第４の発光素子ＬＤ１、ＬＤ４は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等であって、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。即ち、第１、第４の発光素子ＬＤ１、ＬＤ４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。
【００５８】
第１の発光素子ＬＤ１は、図３のＦ１に示すようライトガイドＬＧの一端側に設けられる。また第４の発光素子ＬＤ４は、Ｆ２に示すようにライトガイドＬＧの他端側に設けられる。そして第１の発光素子ＬＤ１が、ライトガイドＬＧの一端側（Ｆ１）の光入射面に対して光源光を出射することで、第１期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ１を出射し、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を形成（設定）する。一方、第４の発光素子ＬＤ４が、ライトガイドＬＧの他端側（Ｆ２）の光入射面に対して第２の光源光を出射することで、第２期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ２を出射し、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１とは強度分布が異なる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を形成する。このように照射ユニットＥＵは、強度分布が異なる照射光を出射することができる。
【００５９】
ライトガイドＬＧ（導光部材）は、第１、第４の発光素子ＬＤ１、ＬＤ４が発光した光源光を導光するものである。例えばライトガイドＬＧは、第１、第４の発光素子ＬＤ１、ＬＤ４からの光源光を曲線状の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３ではライトガイドＬＧは円弧形状になっている。なお図３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。
【００６０】
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。
【００６１】
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方向が設定された照射光ＬＴ１−Ｔ１、ＬＴ１−Ｔ２を出射する。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−Ｔ１、ＬＴ１−Ｔ２が放射状に出射されるようになる。
【００６２】
このような照射光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の外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。
【００６３】
後述するように、本実施形態の照射ユニットＥＵを光学式検出装置に用いる場合には、これらの強度分布の異なる照射光による対象物の反射光を受光することで、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。即ち、外乱光に含まれる赤外成分を相殺することが可能になり、この赤外成分が対象物の検出に及ぼす悪影響を最小限に抑えることが可能になる。
【００６４】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵの第２の構成例を示す。照射ユニットＥＵの第２の構成例は、複数の発光素子として、第１の発光素子ＬＤ１を含む第１の発光素子群ＬＤＧ１、第２の発光素子ＬＤ２を含む第２の発光素子群ＬＤＧ２及び第３の発光素子ＬＤ３を含む第３の発光素子群ＬＤＧ３を有する。なお、本実施形態の照射ユニット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。
【００６５】
図４（Ａ）に示すように、第１〜第３の発光素子群ＬＤＧ１〜ＬＤＧ３は、第１〜第３の曲線ＣＵＲ１〜ＣＵＲ３上にそれぞれ配置される。例えば、図４（Ａ）では、第１の発光素子群ＬＤＧ１は、１３個の発光素子ＬＤ１−１〜ＬＤ１−１３を含み、第１の曲線ＣＵＲ１上に配置される。第２の発光素子群ＬＤＧ２は、１３個の発光素子ＬＤ２−１〜ＬＤ２−１３を含み、第２の曲線ＣＵＲ２上に配置される。同様に、第３の発光素子群ＬＤＧ３は、１３個の発光素子ＬＤ３−１〜ＬＤ３−１３を含み、第３の曲線ＣＵＲ３上に配置される。なお、図４（Ａ）では、第８番目以降の発光素子ＬＤ１−８〜ＬＤ１−１３、ＬＤ２−８〜ＬＤ２−１３、ＬＤ３−８〜ＬＤ３−１３については、図示していない。
【００６６】
図４（Ｂ）に示すように、第１〜第３の発光素子群ＬＤＧ１〜ＬＤＧ３は、第１〜第３の仮想面ＳＦ１〜ＳＦ３に沿ってそれぞれ配置される。具体的には、第１の発光素子群ＬＤＧ１は、第１の仮想面ＳＦ１に沿って配置され、第３の発光素子群ＬＤＧ３は、第１の仮想面ＳＦ１に交差する第３の仮想面ＳＦ３に沿って配置される。そして第２の発光素子群ＬＤＧ２は、第１〜第３の照射光ＬＴ１〜ＬＴ３が出射される領域において第１の仮想面ＳＦ１と第３の仮想面ＳＦ３に挟まれ、且つ、第１の仮想面ＳＦ１及び第３の仮想面ＳＦ３に交差する第２の仮想面ＳＦ２に沿って配置される。こうすることで、第１の発光素子群ＬＤＧ１が発光することで、第１の仮想面ＳＦ１に沿って放射状に光源光が出射され、この光源光に基づいて第１の仮想面ＳＦ１に沿って放射状に照射光が出射される。同様にして、第２、第３の仮想面ＳＦ２、ＳＦ３に沿って放射状に照射光が出射される。
【００６７】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、本実施形態の照射ユニットＥＵ（第２の構成例）による照射光の強度分布を説明する図である。
【００６８】
図５（Ａ）は、照射ユニットＥＵを第３の座標軸方向Ｄ３から見た図である。図５（Ａ）には、第１の期間Ｔ１において第１の発光素子群ＬＤＧ１から出射される第１期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ１及び第２の期間Ｔ２において第１の発光素子群ＬＤＧ１から出射される第２期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ２を示す。
【００６９】
具体的には、第１の期間Ｔ１には、第１の発光素子群ＬＤＧ１は、第１の曲線ＣＵＲ１の一端（ＬＤ１−１が設けられる側）から他端（ＬＤ１−１３が設けられる側）に向かうにつれて、各発光素子の光量が低くなる第１期間用第１の光源光ＬＬＳ１−Ｔ１を出射し、この第１期間用第１の光源光ＬＬＳ１−Ｔ１に基づいて、第１期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ１を出射する。こうすることで、図５（Ａ）に示すように、第１の曲線ＣＵＲ１の一端側で強度が高くなり、他端側で強度が低くなる第１の照射光強度分布ＬＩＤ１が形成される。
【００７０】
一方、第２の期間には、第１の発光素子群ＬＤＧ１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高くなる第２期間用第１の光源光ＬＬＳ１−Ｔ２を出射し、この第２期間用第１の光源光ＬＬＳ１−Ｔ２に基づいて、第２期間用第１の照射光ＬＴ１−Ｔ２を出射する。こうすることで、図５（Ａ）に示すように、第１の曲線ＣＵＲ１の一端側で強度が低くなり、他端側で強度が高くなる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２が形成される。
【００７１】
より具体的には、第１の期間Ｔ１には、一端側の発光素子ＬＤ１−１から他端側の発光素子ＬＤ１−１３に向かうにつれて各発光素子の光量を徐々に低くし、第２の期間Ｔ２には、一端側の発光素子ＬＤ１−１から他端側の発光素子ＬＤ１−１３に向かうにつれて各発光素子の光量を徐々に高くすることで、第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を形成することができる。
【００７２】
図示していないが、同様にして、第２、第３の発光素子群ＬＳＧ２、ＬＳＧ３により、第１の期間Ｔ１には第２、第３の曲線ＣＵＲ２、ＣＵＲ３の一端側で強度が高くなり、他端側で強度が低くなる第１の照射光強度分布ＬＩＤ１が形成される。また第２の期間Ｔ２には、第２、第３の曲線ＣＵＲ２、ＣＵＲ３の一端側で強度が低くなり、他端側で強度が高くなる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２が形成される。
【００７３】
図５（Ｂ）は、照射ユニットＥＵを第２の座標軸方向Ｄ２から見た図である。図５（Ｂ）には、第１期間用第１〜第３の照射光ＬＴ１−Ｔ１〜ＬＴ３−Ｔ１及び第２期間用第１〜第３の照射光ＬＴ１−Ｔ２〜ＬＴ３−Ｔ２のうち、中央の発光素子ＬＤ１−７、ＬＤ２−７、ＬＤ３−７から出射される部分を示す。
【００７４】
図５（Ｂ）に示すように、第２の照射光ＬＴ２−Ｔ１（ＬＴ２−Ｔ２）は、第１の照射光ＬＴ１−Ｔ１（ＬＴ１−Ｔ２）よりも強度が低く、第３の照射光ＬＴ３−Ｔ１（ＬＴ３−Ｔ２）は、第２の照射光ＬＴ２−Ｔ１（ＬＴ２−Ｔ２）よりも強度が低く設定される。このようにすることで、第１の仮想面ＳＦ１から第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなり、第２の仮想面ＳＦ２から第３の仮想面ＳＦ３に向かってさらに強度が低くなる第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を形成することができる。
【００７５】
具体的には、例えば第１〜第３の発光素子群ＬＳＧ１〜ＬＳＧ３に含まれる発光素子ＬＤ１−ｉ〜ＬＤ３−ｉ（ｉは１≦ｉ≦ｎである整数、ｎは発光素子群に含まれる発光素子の個数）に流れる電流（発光電流）をＩ１〜Ｉ３とした場合に、Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３となるように電流を設定することで、第１、第２の照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を形成することができる。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態の照射ユニットＥＵ（第２の構成例）によれば、第１の期間Ｔ１において第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を形成し、第２の期間Ｔ２において第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を形成することができる。
【００７７】
これらの照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２は、３次元的な強度分布である。例えば第１の照射光強度分布ＬＩＤ１は、各発光素子群の一端側の強度が高く、他端側の強度が低くなり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１に沿って強度が高く、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなり、第３の仮想面ＳＦ３に向かってさらに強度が低くなる分布である。また、第２の照射光強度分布ＬＩＤ２は、各発光素子群の一端側の強度が低く、他端側の強度が高くなり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１に沿って強度が高く、第２の仮想面ＳＦ２に向かって強度が低くなり、第３の仮想面ＳＦ３に向かってさらに強度が低くなる分布である。
【００７８】
第１の仮想面ＳＦ１と第２の仮想面ＳＦ２との間の中間の部分における強度は、第１の仮想面ＳＦ１での強度（第１の発光素子群ＬＤＧ１から出射される照射光の強度）と第２の仮想面ＳＦ２での強度（第２の発光素子群ＬＤＧ２から出射される照射光の強度）との間の中間の強度である。また、第２の仮想面ＳＦ２と第３の仮想面ＳＦ３との間の中間の部分における強度は、第２の仮想面ＳＦ２での強度（第２の発光素子群ＬＤＧ２から出射される照射光の強度）と第３の仮想面ＳＦ３での強度（第３の発光素子群ＬＤＧ３から出射される照射光の強度）との間の中間の強度である。
【００７９】
なお、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）、図５（Ｂ）では、各発光素子群が１３個の発光素子を含む場合を示してあるが、発光素子の個数はこれに限定されるものではない。また、各発光素子群の発光素子数は同一でなくてもよい。例えば第２の発光素子群の発光素子数を第１の発光素子群の発光素子数より少なくしてもよいし、さらに第３の発光素子群の発光素子数を第２の発光素子群の発光素子数より少なくしてもよい。
【００８０】
２．光学式検出装置
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に、本実施形態の照射ユニットＥＵを含む光学式検出装置の基本的な構成例を示す。本実施形態の光学式検出装置１００は、検出部１１０、処理部１２０、照射ユニットＥＵ及び受光部ＲＵを含む。なお、本実施形態の光学式検出装置は、図６（Ａ）、図６（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。
【００８１】
図６（Ｂ）に示すように、照射ユニットＥＵは、検出エリアＲＤＥＴが設定される対象面ＳＯＢに対して斜め方向となる第１の仮想面ＳＦ１と、対象面ＳＯＢに対して斜め方向となり、且つ、第１の仮想面ＳＦ１よりも対象面ＳＯＢとの成す角が大きい第３の仮想面ＳＦ３とにより規定される照射範囲で、照射光ＬＴを出射する。この照射光ＬＴの強度（放射強度、光度）は、第１の仮想面ＳＦ１において第１の強度Ｓ１であり、第３の仮想面ＳＦ３において第１の強度Ｓ１よりも強度が低い第２の強度Ｓ２である。また、第１の仮想面ＳＦ１と第３の仮想面ＳＦ３に挟まれた領域における強度は、第１の強度Ｓ１と第２の強度Ｓ２との中間の強度である。図６（Ｂ）に示すように、第１の仮想面ＳＦ１と対象面ＳＯＢとの成す角をφ１とし、第３の仮想面ＳＦ３と対象面ＳＯＢとの成す角をφ２とした場合に、φ１＜φ２である。
【００８２】
照射ユニットＥＵの第１の構成例（図１（Ａ）、図１（Ｂ））を用いる場合には、第１の仮想面ＳＦ１は、第１のライトガイドＬＧ１が配置される面であり、第３の仮想面ＳＦ３は、第３のライトガイドＬＧ３が配置される面である。
【００８３】
照射ユニットＥＵの第２の構成例（図４（Ａ）、図４（Ｂ））を用いる場合には、第１の仮想面ＳＦ１は、第１の発光素子群ＬＤＧ１が配置される面であり、第３の仮想面ＳＦ３は、第３の発光素子群ＬＤＧ３が配置される面である。
【００８４】
受光部ＲＵは、検出エリアＲＤＥＴに存在する対象物ＯＢにより照射光ＬＴが反射することによる反射光ＬＲを受光する。受光部ＲＵは、後述するように、複数の受光ユニットを含んでもよい。受光ユニットは、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構成することができる。
【００８５】
検出部１１０は、受光部ＲＵの受光結果に基づいて、対象物ＯＢを検出する。具体的には、例えば図６（Ｂ）に示すように、検出部１１０は、対象物ＯＢが検出されるエリアである検出エリアＲＤＥＴがＸ−Ｙ平面に沿った対象面ＳＯＢに対して設定される場合に、検出エリアＲＤＥＴに存在する対象物ＯＢを検出する。
【００８６】
対象物の検出は、例えば対象物が存在するか否かの検出であったり、或いは対象物の位置検出用情報の検出である。この位置検出用情報は、具体的には、例えば対象物が位置するＸ座標及びＹ座標に関する情報であり、或いは対象物が位置する方向に関する情報である。また、対象物が位置するＺ座標に関する情報を含んでもよい。
【００８７】
ここでＸ−Ｙ平面とは、例えばスクリーン（投射面）２０によって規定される対象面ＳＯＢに沿った平面である。対象面ＳＯＢとは、検出エリアＲＤＥＴの設定対象となる面であって、例えばディスプレイの表示面、或いは投射型表示装置の投射面、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。
【００８８】
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。
【００８９】
処理部１２０は、検出部１１０からの位置検出情報に基づいて処理を行う。この処理は、例えばコマンド処理及びホバリング処理等を含む。
【００９０】
本実施形態の照射ユニットＥＵは、上述したように、第１の仮想面ＳＦ１に沿って強度が高く、第３の仮想面ＳＦ３に向かって強度が低くなる照射光ＬＴを出射する。こうすることで、例えば図６（Ｂ）のＡ１に示す位置にある対象物ＯＢに照射される照射光ＬＴの強度（明るさ、照度）と、Ａ２に示す位置にある対象物ＯＢに照射される照射光ＬＴの強度（明るさ、照度）との差を低減することができる。或いは両者をほぼ等しくすることができる。
【００９１】
従って、本実施形態の照射ユニットＥＵを含む光学式検出装置によれば、対象物ＯＢの位置が照射ユニットＥＵから遠くなるほど、出射される照射光ＬＴの強度を強くすることができるから、図６（Ｂ）のＡ１の位置での照射光の強度（明るさ、照度）とＡ２の位置での照射光の強度（明るさ、照度）をほぼ同じにすることができる。その結果、対象物ＯＢの位置検出精度を、検出エリアＲＤＥＴ内において、ほぼ均一にすることが可能になる。
【００９２】
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対象物の位置を検出することなどが可能になる。
【００９３】
３．情報処理システム
図７（Ａ）、図７（Ｂ）に、本実施形態の情報処理システムの構成例を示す。図７（Ａ）の構成例は、光学式検出装置１００、情報処理装置２００及び表示装置１０を含む。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。
【００９４】
なお、図７（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。
【００９５】
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。
【００９６】
図７（Ｂ）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。
【００９７】
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。
【００９８】
なお、上述した処理部１２０が行う処理（コマンド処理及びホバリング処理等）を、情報処理装置２００が行ってもよい。
【００９９】
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すべ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。また照射ユニット、光学式検出装置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】
【０１００】
ＥＵ  照射ユニット、ＲＵ  受光部、ＬＴ  照射光、ＬＲ  反射光、
ＣＵＲ１〜ＣＵＲ３  第１〜第３の曲線、ＳＦ１  第１の仮想面、
ＳＦ２  第２の仮想面、ＳＦ３  第３の仮想面、
ＬＧ１〜ＬＧ３  第１〜第３のライトガイド、
ＬＤ１〜ＬＤ６  第１〜第６の発光素子、
ＬＤＧ１〜ＬＤＧ３  第１〜第３の発光素子群、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  第１の照射光強度分布、ＬＩＤ２  第２の照射光強度分布、
ＲＤＥＴ  検出エリア、ＳＯＢ  対象面、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  処理部、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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