JP2010198083A - Position detector, electrooptical device, and electronic equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical position detector that has a simple constitution and operates with low power consumption. <P>SOLUTION: This position detector includes a first light source (12A) for position detection for emitting first position detection light to a detecting plane range (10R), a second light source (12B) for position detection that is arranged at a position different from the first light source for position detection in the view from the normal direction of the detecting plane range and emits second position detection light to the detecting plane range, a third light source (12C) for position detection that is arranged at a position shifted from the line passing the first and second light sources for position detection in the view from the normal direction of the detecting plane range and emits third position detection light to the detecting plane range, an photodetector (15) for detecting light produced by reflection of three, first, second and third position detection lights by an object in the detecting plane range, and a first position information acquiring means (251) for acquiring plane position information of the object based on three detected values detected by the photodetector. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば対象物体の位置を検出する位置検出装置、このような位置検出装置を備える液晶装置等の電気光学装置、及びこのような電気光学装置を備える電子機器の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of, for example, a position detection device that detects a position of a target object, an electro-optical device such as a liquid crystal device including such a position detection device, and an electronic apparatus including such an electro-optical device.

この種の位置検出装置として、例えば抵抗膜式、超音波式、静電容量式、光学式など、種々の方式のタッチパネルが知られている。例えば特許文献1及び2には、液晶装置等の電気光学装置の表示画面に重ねて使用される光学式タッチパネルに関して、表示画面の画質低下を招くことなく座標入力を可能ならしめると共に、装置全体の小型化を図るための技術が開示されている。   As this type of position detection device, various types of touch panels such as a resistive film type, an ultrasonic type, a capacitance type, and an optical type are known. For example, Patent Documents 1 and 2 relate to an optical touch panel that is used in an overlapping manner on a display screen of an electro-optical device such as a liquid crystal device, and enables coordinate input without degrading the image quality of the display screen. A technique for reducing the size is disclosed.

特開2004−295644号公報JP 2004-295644 A 特開2004−303172号公報JP 2004-303172 A

しかしながら、上述した光学式タッチパネルでは、表示画面の近傍に、検出すべき位置座標の分解能に対応する多数の光源及び光検出器或いは光スイッチや導光構造などを配列させる必要があり、構造が複雑になってしまうという技術的問題点がある。また、例えば光源の数が多いほど、消費電力が大きくなってしまうという技術的問題点もある。   However, in the optical touch panel described above, it is necessary to arrange a large number of light sources and photodetectors or optical switches or light guide structures corresponding to the resolution of position coordinates to be detected in the vicinity of the display screen, and the structure is complicated. There is a technical problem that it becomes. Further, for example, there is a technical problem that the power consumption increases as the number of light sources increases.

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、簡易な構成を有し、低消費電力で、対象物体の位置を検出可能な位置検出装置、このような位置検出装置を備える電気光学装置、及びこのような電気光学装置を備える電子機器を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of, for example, the above-described problems, has a simple configuration, can detect a position of a target object with low power consumption, and an electric device including such a position detection apparatus. An object is to provide an optical device and an electronic apparatus including such an electro-optical device.

本発明に係る第1の位置検出装置は上記課題を解決するために、検出平面範囲内における対象物体の位置を検出する位置検出装置であって、前記検出平面範囲に対して第1の位置検出光を出射する第1の位置検出用光源と、前記検出平面範囲の法線方向から見て、前記第1の位置検出用光源とは異なる位置に配置され、前記検出平面範囲に対して第2の位置検出光を出射する第2の位置検出用光源と、前記検出平面範囲の法線方向から見て、前記第1及び第2の位置検出用光源を通る直線からずれた位置に配置され、前記検出平面範囲に対して第3の位置検出光を出射する第3の位置検出用光源と、前記第1、第2及び第3の3つの位置検出光が前記検出平面範囲内で前記対象物体によって反射された光を検出する光検出器と、前記光検出器によって検出される3つの検出値に基づいて前記対象物体の平面位置情報を取得する第1の位置情報取得手段と、を備える。   In order to solve the above-described problem, a first position detection device according to the present invention is a position detection device that detects the position of a target object within a detection plane range, and the first position detection is performed with respect to the detection plane range. The first position detection light source that emits light and the first position detection light source are disposed at different positions when viewed from the normal direction of the detection plane range, and are second with respect to the detection plane range. A second position detection light source that emits the position detection light, and a position shifted from a straight line passing through the first and second position detection light sources when viewed from the normal direction of the detection plane range, A third position detection light source that emits third position detection light to the detection plane range; and the first, second, and third position detection lights are within the detection plane range and the target object A light detector for detecting light reflected by the light detector, and the light detector Therefore and a first position information obtaining means for obtaining a planar position information of the target object based on the three detection values detected.

本発明に係る第1の位置検出装置によれば、その動作時には、第1、第2及び第3の位置検出用光源から第1、第2及び第3の位置検出光が検出平面範囲に入射される。尚、第1、第2及び第3の位置検出光は、直接的に検出平面範囲に対して出射されてもよいし、例えば導光板を介して検出平面範囲に対して出射されるなど、間接的に検出平面範囲に対して出射されてもよい。例えば指やタッチペン等の対象物体が検出平面範囲内に配置された場合、検出平面範囲に入射された第1、第2及び第3の位置検出光が、対象物体によって反射され、この反射された光が光検出器によって検出される。対象物体によって反射される第1、第2及び第3の位置検出光の各々が、その位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離(即ち、第1の位置検出光が第1の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離、第2の位置検出光が第2の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離、及び第3の位置検出光が第3の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離)は、検出平面範囲内における対象物体の平面位置によって変化する。   According to the first position detection apparatus of the present invention, the first, second, and third position detection lights are incident on the detection plane range from the first, second, and third position detection light sources during the operation. Is done. The first, second, and third position detection lights may be emitted directly to the detection plane range, or indirectly, for example, emitted to the detection plane range via the light guide plate. Alternatively, the light may be emitted with respect to the detection plane range. For example, when a target object such as a finger or a touch pen is disposed within the detection plane range, the first, second, and third position detection lights incident on the detection plane range are reflected by the target object and reflected Light is detected by a photodetector. The distance that each of the first, second, and third position detection lights reflected by the target object propagates from the position detection light source to the target object (that is, the first position detection light is used for the first position detection). The distance that the light source propagates from the target object, the distance that the second position detection light propagates from the second position detection light source to the target object, and the third position detection light that travels from the third position detection light source to the target object The propagation distance) varies depending on the plane position of the target object within the detection plane range.

本発明では特に、光検出器によって検出される3つの検出値(例えば、各位置検出光の光量或いは強度)に基づいて対象物体の平面位置情報を取得する第1の位置情報取得手段を備える。第1の位置情報取得手段は、例えば、光検出器によって検出される検出値に基づいて、第1、第2及び第3の位置検出光のうち第1及び第3の位置検出光についての光量比、位相差などのデータを導出し、このデータから検出平面範囲内における第1の方向(例えば、第1の位置検出用光源から第3の位置検出用光源へ向かう方向)における位置情報を取得する。更に、第1の位置情報取得手段は、例えば、光検出器によって検出される検出値に基づいて、第1、第2及び第3の位置検出光のうち第2及び第3の位置検出光についての光量比、位相差などのデータを導出し、このデータから検出平面範囲内における第2の方向(例えば、第2の位置検出用光源から第3の位置検出用光源へ向かう方向)における位置情報を取得する。よって、検出平面範囲内における対象物体の平面位置を確実に検出することができる。尚、第1の位置情報取得手段は、例えばプロセッサ、メモリ等を備えて構成される。第1の位置情報取得手段は、位置検出装置自体に含まれる必要はなく、例えば、位置検出装置が搭載される電子機器内の例えばMPU(Micro Processing Unit)や電子回路を含む制御部によって構成されてもよい。但し、位置検出装置自体が第1の位置情報取得手段を備えることで、取得した平面位置情報をそのまま搭載されるべき電子機器に出力することができるというメリットもある。   In particular, the present invention includes first position information acquisition means for acquiring planar position information of the target object based on three detection values (for example, the light amount or intensity of each position detection light) detected by the photodetector. The first position information acquisition means, for example, the light quantity for the first and third position detection lights among the first, second and third position detection lights based on the detection value detected by the photodetector. Data such as a ratio and a phase difference is derived, and position information in a first direction (for example, a direction from the first position detection light source to the third position detection light source) within the detection plane range is obtained from this data. To do. Further, the first position information acquisition means, for example, for the second and third position detection lights among the first, second and third position detection lights based on the detection value detected by the photodetector. The position information in the second direction (for example, the direction from the second position detection light source to the third position detection light source) within the detection plane range is derived from this data. To get. Therefore, the plane position of the target object within the detection plane range can be reliably detected. Note that the first position information acquisition unit includes a processor, a memory, and the like, for example. The first position information acquisition unit does not need to be included in the position detection device itself, and is configured by, for example, a control unit including, for example, an MPU (Micro Processing Unit) or an electronic circuit in an electronic device in which the position detection device is mounted. May be. However, since the position detection device itself includes the first position information acquisition unit, there is also an advantage that the acquired planar position information can be output as it is to an electronic device to be mounted.

ここで、本発明では特に、第3の位置検出用光源は、第1及び第2の位置検出用光源を通る直線からずれた位置に配置される(言い換えれば、第1、第2及び第3の位置検出用光源は、一直線上にないように配置される)ので、検出平面範囲内における対象物体の平面位置を確実に検出することができる。即ち、例えば、光検出器によって検出された第1及び第3の位置検出光についての検出値(例えば、第1及び第3の位置検出光の光量或いは強度)に基づいて、例えば、第1及び第3の位置検出光の光量比や位相差等のデータを導出できる。よって、これらのデータと、第1の位置検出光が第1の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離及び第3の位置検出光が第3の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離とに基づいて、第1の位置検出用光源から第3の位置検出用光源へ向かう方向に沿った第1の方向における位置情報(言い換えれば、第1の方向における座標)を取得することができる。更に、光検出器によって検出された第2及び第3の位置検出光についての検出値(例えば、第2及び第3の位置検出光の光量或いは強度)に基づいて、例えば、第2及び第3の位置検出光の光量比や位相差等のデータを導出できる。よって、これらのデータと、第2の位置検出光が第2の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離及び第3の位置検出光が第3の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離とに基づいて、第2の位置検出用光源から第3の位置検出用光源へ向かう方向に沿った第2の方向における位置情報(言い換えれば、第1の方向に交差する第2の方向における座標)を取得することができる。   Here, particularly in the present invention, the third position detection light source is disposed at a position shifted from a straight line passing through the first and second position detection light sources (in other words, the first, second, and third light sources). The position detection light source is arranged so as not to be in a straight line), so that the plane position of the target object within the detection plane range can be reliably detected. That is, for example, based on the detection values (for example, the light amounts or the intensity of the first and third position detection lights) for the first and third position detection lights detected by the photodetector, Data such as the light amount ratio and phase difference of the third position detection light can be derived. Therefore, these data, the distance that the first position detection light propagates from the first position detection light source to the target object, and the distance that the third position detection light propagates from the third position detection light source to the target object. Based on the above, position information in the first direction (in other words, coordinates in the first direction) along the direction from the first position detection light source to the third position detection light source can be acquired. . Furthermore, based on the detection values (for example, the light amounts or the intensity of the second and third position detection lights) for the second and third position detection lights detected by the photodetector, for example, the second and third positions. It is possible to derive data such as the light amount ratio and phase difference of the position detection light. Therefore, these data, the distance that the second position detection light propagates from the second position detection light source to the target object, and the distance that the third position detection light propagates from the third position detection light source to the target object Based on the position information in the second direction along the direction from the second position detection light source to the third position detection light source (in other words, coordinates in the second direction intersecting the first direction). ) Can be obtained.

このように、本発明では特に、3つの位置検出用光源(即ち、第1、第2及び第3の位置検出用光源)から位置検出光を検出平面範囲に対して出射させ、対象物体によって反射された光を光検出器によって検出するという簡易な構成を有している。よって、仮に、検出平面範囲の周辺に、分解能に対応する多数の光源及び光検出器或いは光スイッチや導光構造などを配列させる場合と比較して、光源、光検出器等の数が少なく、消費電力を低減できる。更に、低コストで製造することも可能となる。   Thus, in the present invention, in particular, the position detection light is emitted from the three position detection light sources (that is, the first, second, and third position detection light sources) to the detection plane range and reflected by the target object. It has a simple configuration in which the detected light is detected by a photodetector. Therefore, compared to the case where a large number of light sources and photodetectors or optical switches or light guide structures corresponding to the resolution are arranged around the detection plane range, the number of light sources and photodetectors is small, Power consumption can be reduced. Further, it can be manufactured at a low cost.

以上説明したように、本発明に係る第1の位置検出装置によれば、簡易な構成を有し、低消費電力で、対象物体の位置を検出することができる。   As described above, according to the first position detection device of the present invention, the position of the target object can be detected with a simple configuration and low power consumption.

本発明に係る第1の位置検出装置の一態様では、前記第1、第2及び第3の位置検出光を、前記第1、第2及び第3の位置検出用光源から前記検出平面範囲へ導く矩形状の導光板を備え、前記第1、第2及び第3の位置検出用光源は、前記導光板の4つの辺のうち互いに隣接する2つの辺、及び該2つの辺間に位置する角部のいずれかに隣接して配置される。   In one aspect of the first position detection device according to the present invention, the first, second, and third position detection lights are transmitted from the first, second, and third position detection light sources to the detection plane range. A rectangular light guide plate is provided, and the first, second, and third position detection light sources are located between two sides adjacent to each other among the four sides of the light guide plate, and between the two sides. Arranged adjacent to one of the corners.

この態様によれば、第1、第2及び第3の位置検出用光源は、導光板の4つの辺のうち互いに隣接する2つの辺、及び該2つの辺間に位置する角部のいずれかに隣接して配置されており、導光板の4つの辺のうち他の2辺には配置されていない。よって、導光板の4つの辺のうち第1、第2及び第3の位置検出用光源が隣接して配置される2辺を除く他の2辺については、第1、第2及び第3の位置検出用光源を配置するためのスペースを導光板の周辺に設ける必要がない。従って、検出平面範囲の外側に広がる額縁領域を縮小することができ、当該位置検出装置の小型化を図ることも可能となる。   According to this aspect, the first, second, and third position detection light sources are any one of the two sides adjacent to each other among the four sides of the light guide plate, and the corner located between the two sides. It is arrange | positioned adjacent to and is not arrange | positioned at the other two sides among the four sides of a light-guide plate. Therefore, among the four sides of the light guide plate other than the two sides where the first, second, and third position detection light sources are adjacently disposed, the first, second, and third sides It is not necessary to provide a space for arranging the position detection light source around the light guide plate. Therefore, the frame area extending outside the detection plane range can be reduced, and the position detection device can be downsized.

上述した、第1、第2及び第3の位置検出用光源が、導光板の4つの辺のうち互いに隣接する2つの辺、及び該2つの辺間に位置する角部のいずれかに隣接して配置される態様では、前記光検出器は、前記検出平面範囲の法線方向から見て、前記導光板の4つの辺のうち、前記第1、第2及び第3の位置検出用光源のうち少なくとも一の位置検出用光源が隣接して配置された辺に隣接して配置される。   The first, second, and third position detection light sources described above are adjacent to one of the two sides adjacent to each other among the four sides of the light guide plate and the corner located between the two sides. In this aspect, the light detector includes the first, second, and third position detection light sources among the four sides of the light guide plate when viewed from the normal direction of the detection plane range. Of these, at least one position detection light source is arranged adjacent to the adjacent side.

この場合には、光検出器は、導光板の4つの辺のうち、第1、第2及び第3の位置検出用光源のうち少なくとも一の位置検出用光源が隣接して配置された辺に隣接して配置されており、導光板の4つの辺のうち他の2辺には配置されていない。よって、導光板の4つの辺のうち第1、第2及び第3の位置検出用光源が隣接して配置される2辺を除く他の2辺については、第1、第2及び第3の位置検出用光源並びに光検出器を配置するためのスペースを導光板の周辺に設ける必要がない。従って、検出平面範囲の外側に広がる額縁領域をより確実に縮小することができ、当該位置検出装置のより一層の小型化を図ることも可能となる。   In this case, the photodetector is arranged on a side where at least one position detection light source among the first, second and third position detection light sources is adjacent to the four sides of the light guide plate. They are arranged adjacent to each other and are not arranged on the other two sides of the four sides of the light guide plate. Therefore, among the four sides of the light guide plate other than the two sides where the first, second, and third position detection light sources are adjacently disposed, the first, second, and third sides It is not necessary to provide a space for arranging the position detection light source and the photodetector around the light guide plate. Therefore, the frame area extending outside the detection plane range can be more reliably reduced, and the position detection device can be further downsized.

本発明に係る第2の位置検出装置は上記課題を解決するために、検出空間内における対象物体の位置を検出する位置検出装置であって、前記検出空間に対して第1の位置検出光を出射する第1の位置検出用光源と、前記第1の位置検出用光源とは異なる位置に配置され、前記検出空間に対して第2の位置検出光を出射する第2の位置検出用光源と、前記第1及び第2の位置検出用光源を通る直線からずれた位置に配置され、前記検出空間に対して第3の位置検出光を出射する第3の位置検出用光源と、前記第1、第2及び第3の位置検出用光源を通る平面からずれた位置に配置され、前記検出空間に対して第4の位置検出光を出射する第4の位置検出用光源と、前記第1、第2、第3及び第4の位置検出光が前記検出空間内で前記対象物体によって反射された光を検出する光検出器と、を備える。   In order to solve the above-described problem, a second position detection device according to the present invention is a position detection device that detects the position of a target object in a detection space, and the first position detection light is emitted from the detection space. A first position detection light source that emits light and a second position detection light source that is disposed at a position different from the first position detection light source and emits second position detection light to the detection space; A third position detection light source disposed at a position deviated from a straight line passing through the first and second position detection light sources and emitting a third position detection light to the detection space; and the first A fourth position detection light source disposed at a position shifted from a plane passing through the second and third position detection light sources and emitting a fourth position detection light to the detection space; Second, third, and fourth position detection lights are applied to the target object in the detection space. And a photodetector for detecting light reflected me.

本発明に係る第2の位置検出装置によれば、その動作時には、第1、第2、第3及び第4の位置検出用光源から第1、第2、第3及び第4の位置検出光が、例えば直方体状の空間として規定される検出空間に入射される。尚、第1、第2、第3及び第4の位置検出光は、直接的に検出空間に対して出射されてもよいし、例えば導光板を介して検出空間に対して出射されるなど、間接的に検出空間に対して出射されてもよい。例えば指やタッチペン等の対象物体が検出空間内に配置された場合、検出空間に入射された第1、第2、第3及び第4の位置検出光が、対象物体によって反射され、この反射された光が光検出器によって検出される。対象物体によって反射される第1、第2、第3及び第4の位置検出光の各々が、その位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離(即ち、第1の位置検出光が第1の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離、第2の位置検出光が第2の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離、第3の位置検出光が第3の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離、及び第4の位置検出光が第4の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離)は、検出空間内における対象物体の位置によって変化する。従って、対象物体によって反射される第1、第2、第3及び第4の位置検出光を光検出器によって検出することにより、検出された検出値(例えば、各位置検出光の光量或いは強度)に基づいて、例えば、第1、第2、第3及び第4の位置検出光の光量比や位相差等のデータを導出でき、このデータから対象物体の空間位置情報を取得することができる(即ち、検出空間内における対象物体の位置を検出することができる)。   According to the second position detection device of the present invention, the first, second, third, and fourth position detection lights from the first, second, third, and fourth position detection light sources during the operation. Is incident on a detection space defined as a rectangular parallelepiped space, for example. The first, second, third, and fourth position detection lights may be emitted directly to the detection space, for example, emitted to the detection space via a light guide plate, etc. It may be emitted indirectly to the detection space. For example, when a target object such as a finger or a touch pen is arranged in the detection space, the first, second, third, and fourth position detection lights incident on the detection space are reflected by the target object and reflected. The detected light is detected by a photodetector. The distance that each of the first, second, third, and fourth position detection light reflected by the target object propagates from the position detection light source to the target object (that is, the first position detection light is the first The distance that the position detection light source propagates from the target object, the distance that the second position detection light propagates from the second position detection light source to the target object, and the third position detection light that is the target from the third position detection light source The distance propagated to the object and the distance by which the fourth position detection light propagates from the fourth position detection light source to the target object) vary depending on the position of the target object in the detection space. Accordingly, the first, second, third and fourth position detection lights reflected by the target object are detected by the photodetector, thereby detecting the detected value (for example, the light amount or intensity of each position detection light). For example, data such as the light amount ratio and phase difference of the first, second, third and fourth position detection lights can be derived, and the spatial position information of the target object can be obtained from this data ( That is, the position of the target object in the detection space can be detected).

ここで、本発明では特に、第3の位置検出用光源は、第1及び第2の位置検出用光源を通る直線からずれた位置に配置され(言い換えれば、第1、第2及び第3の位置検出用光源は、一直線上にないように配置され)、且つ、第4の位置検出用光源は、第1、第2及び第3の位置検出用光源を通る平面からずれた位置に配置される。言い換えれば、4つの位置検出用光源(即ち、第1、第2、第3及び第4の位置検出用光源)は、いずれの3つの位置検出用光源も一直線上にないように配置される。よって、検出空間内における対象物体の位置を確実に検出することができる。即ち、例えば、光検出器によって検出された第1及び第3の位置検出光についての検出値(例えば、第1及び第3の位置検出光の光量或いは強度)に基づいて、例えば、第1及び第3の位置検出光の光量比や位相差等のデータを導出できる。よって、これらのデータと、第1の位置検出光が第1の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離及び第3の位置検出光が第3の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離とに基づいて、第1の位置検出用光源から第3の位置検出用光源へ向かう方向に沿った第1の方向における位置情報(言い換えれば、第1の方向における座標)を取得することができる。更に、光検出器によって検出された第2及び第3の位置検出光についての検出値(例えば、第2及び第3の位置検出光の光量或いは強度)に基づいて、例えば、第2及び第3の位置検出光の光量比や位相差等のデータを導出できる。よって、これらのデータと、第2の位置検出光が第2の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離及び第3の位置検出光が第3の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離とに基づいて、第2の位置検出用光源から第3の位置検出用光源へ向かう方向に沿った第2の方向における位置情報(言い換えれば、第1の方向に交差する第2の方向における座標)を取得することができる。加えて、光検出器によって検出された第3及び第4の位置検出光についての検出値(例えば、第3及び第4の位置検出光の光量或いは強度)に基づいて、例えば、第3及び第4の位置検出光の光量比や位相差等のデータを導出できる。よって、これらのデータと、第3の位置検出光が第3の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離及び第4の位置検出光が第4の位置検出用光源から対象物体まで伝搬する距離とに基づいて、第3の位置検出用光源から第4の位置検出用光源へ向かう方向に沿った第3の方向における位置情報(言い換えれば、第1及び第2の方向に交差する第3の方向における座標)を取得することができる。   Here, in the present invention, in particular, the third position detection light source is arranged at a position shifted from a straight line passing through the first and second position detection light sources (in other words, the first, second, and third light sources). The position detection light source is arranged not to be in a straight line), and the fourth position detection light source is arranged at a position shifted from a plane passing through the first, second and third position detection light sources. The In other words, the four position detection light sources (that is, the first, second, third, and fourth position detection light sources) are arranged such that none of the three position detection light sources is on a straight line. Therefore, the position of the target object in the detection space can be reliably detected. That is, for example, based on the detection values (for example, the light amounts or the intensity of the first and third position detection lights) for the first and third position detection lights detected by the photodetector, Data such as the light amount ratio and phase difference of the third position detection light can be derived. Therefore, these data, the distance that the first position detection light propagates from the first position detection light source to the target object, and the distance that the third position detection light propagates from the third position detection light source to the target object. Based on the above, position information in the first direction (in other words, coordinates in the first direction) along the direction from the first position detection light source to the third position detection light source can be acquired. . Furthermore, based on the detection values (for example, the light amounts or the intensity of the second and third position detection lights) for the second and third position detection lights detected by the photodetector, for example, the second and third positions. It is possible to derive data such as the light amount ratio and phase difference of the position detection light. Therefore, these data, the distance that the second position detection light propagates from the second position detection light source to the target object, and the distance that the third position detection light propagates from the third position detection light source to the target object Based on the position information in the second direction along the direction from the second position detection light source to the third position detection light source (in other words, coordinates in the second direction intersecting the first direction). ) Can be obtained. In addition, based on detection values (for example, the light amounts or intensity of the third and fourth position detection lights) for the third and fourth position detection lights detected by the photodetector, for example, the third and fourth positions Thus, it is possible to derive data such as the light quantity ratio and phase difference of the position detection light 4. Therefore, these data, the distance that the third position detection light propagates from the third position detection light source to the target object, and the distance that the fourth position detection light propagates from the fourth position detection light source to the target object. Based on the position information in the third direction along the direction from the third position detection light source to the fourth position detection light source (in other words, the third information intersecting the first and second directions). Coordinate in the direction) can be acquired.

このように、本発明では特に、4つの位置検出用光源(即ち、第1、第2、第3及び第4の位置検出用光源)から位置検出光を検出空間に対して出射させ、対象物体によって反射された光を光検出器によって検出するという簡易な構成を有している。よって、仮に、検出空間の周辺に、分解能に対応する多数の光源及び光検出器或いは光スイッチや導光構造などを配列させる場合と比較して、光源、光検出器等の数が少なく、消費電力を低減できる。更に、低コストで製造することも可能となる。   Thus, in the present invention, in particular, the position detection light is emitted from the four position detection light sources (that is, the first, second, third, and fourth position detection light sources) to the detection space, and the target object is thus obtained. It has a simple configuration in which the light reflected by the light is detected by a photodetector. Therefore, the number of light sources, light detectors, etc. is small and consumed compared to the case where a large number of light sources and light detectors corresponding to the resolution or optical switches or light guide structures are arranged around the detection space. Electric power can be reduced. Further, it can be manufactured at a low cost.

以上説明したように、本発明に係る第2の位置検出装置によれば、簡易な構成を有し、低消費電力で、対象物体の位置を検出することができる。   As described above, according to the second position detection device of the present invention, the position of the target object can be detected with a simple configuration and low power consumption.

本発明に係る第2の位置検出装置の一態様では、前記光検出器によって検出される検出値に基づいて前記対象物体の空間位置情報を取得する第2の位置情報取得手段を備える。   One aspect of the second position detection apparatus according to the present invention includes a second position information acquisition unit that acquires the spatial position information of the target object based on a detection value detected by the photodetector.

この態様によれば、第2の位置情報取得手段は、例えば、光検出器によって検出される検出値に基づいて、第1、第2、第3及び第4の位置検出光のうち第1及び第3の位置検出光についての光量比、位相差などのデータを導出し、このデータから検出空間内における第1の方向(例えば、第1の位置検出用光源から第3の位置検出用光源へ向かう方向)における位置情報を取得する。更に、第2の位置情報取得手段は、例えば、光検出器によって検出される検出値に基づいて、第1、第2、第3及び第4の位置検出光のうち第2及び第3の位置検出光についての光量比、位相差などのデータを導出し、このデータから検出空間内における第2の方向(例えば、第2の位置検出用光源から第3の位置検出用光源へ向かう方向)における位置情報を取得する。加えて、第2の位置情報取得手段は、例えば、光検出器によって検出される検出値に基づいて、第1、第2、第3及び第4の位置検出光のうち第3及び第4の位置検出光についての光量比、位相差などのデータを導出し、このデータから検出空間内における第3の方向(例えば、第3の位置検出用光源から第4の位置検出用光源へ向かう方向)における位置情報を取得する。よって、検出空間内における対象物体の位置(即ち、互いに交わる3つの方向における座標)を確実に検出することができる。尚、第2の位置情報取得手段は、例えばプロセッサ、メモリ等を備えて構成される。第2の位置情報取得手段は、位置検出装置自体に含まれる必要はなく、例えば、位置検出装置が搭載される電子機器内の例えばMPUや電子回路を含む制御部によって構成されてもよい。但し、位置検出装置自体が第2の位置情報取得手段を備えることで、取得した平面位置情報をそのまま搭載されるべき電子機器に出力することができるというメリットもある。   According to this aspect, the second position information acquisition unit, for example, based on the detection value detected by the photodetector, the first and second of the first, second, third, and fourth position detection lights. Data such as a light amount ratio and a phase difference for the third position detection light is derived, and a first direction (for example, from the first position detection light source to the third position detection light source) in the detection space is derived from this data. Position information in the direction of heading). Further, the second position information acquisition means, for example, based on the detection value detected by the photodetector, the second and third positions of the first, second, third and fourth position detection lights. Data such as a light intensity ratio and a phase difference for the detection light is derived, and a second direction in the detection space (for example, a direction from the second position detection light source to the third position detection light source) is obtained from this data. Get location information. In addition, the second position information acquisition means, for example, the third and fourth of the first, second, third, and fourth position detection light based on the detection value detected by the photodetector. Data such as a light intensity ratio and a phase difference for the position detection light is derived, and a third direction in the detection space (for example, a direction from the third position detection light source to the fourth position detection light source) is obtained from this data. Get location information at. Therefore, the position of the target object in the detection space (that is, the coordinates in the three directions intersecting with each other) can be reliably detected. Note that the second position information acquisition unit includes, for example, a processor, a memory, and the like. The second position information acquisition unit does not need to be included in the position detection device itself, and may be configured by, for example, a control unit including, for example, an MPU or an electronic circuit in an electronic device in which the position detection device is mounted. However, since the position detection device itself includes the second position information acquisition unit, there is also an advantage that the acquired planar position information can be output as it is to an electronic device to be mounted.

尚、本発明に係る第2の位置検出装置においても、上述した本発明に係る第1の位置検出装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。   The second position detection device according to the present invention can also adopt various aspects similar to the various aspects of the first position detection apparatus according to the present invention described above.

本発明に係る第1の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明に係る第1の位置検出装置(但し、その各種態様も含む)と、前記検出平面範囲に少なくとも部分的に重なる表示領域を有する電気光学パネルとを備える。   In order to solve the above problems, a first electro-optical device according to the present invention includes at least a part of the above-described first position detection device according to the present invention (including various aspects thereof) and the detection plane range. And an electro-optical panel having a display area overlapping with the display area.

本発明に係る第1の電気光学装置によれば、上述した本発明に係る第1の位置検出装置を備えるので、低消費電力で、電気光学パネルの表示領域に重なる検出平面範囲における対象物体の平面位置を検出することが可能となる。   According to the first electro-optical device according to the present invention, since the first position detection device according to the present invention described above is provided, the target object in the detection plane range that overlaps the display area of the electro-optical panel with low power consumption can be obtained. The planar position can be detected.

本発明に係る第1の電気光学装置の一態様では、前記電気光学パネルは、一対の第1及び第2基板が互いに貼り合わされてなり、前記第1基板は、当該第1基板の少なくとも一辺において前記第2基板より張り出した張出部を有し、前記第1、第2及び第3の位置検出用光源は、前記第1基板の法線方向から見て前記張出部に重なるように配置される。   In one aspect of the first electro-optical device according to the present invention, the electro-optical panel is formed by bonding a pair of first and second substrates to each other, and the first substrate is on at least one side of the first substrate. An overhanging portion projecting from the second substrate; and the first, second, and third position detecting light sources are arranged so as to overlap the overhanging portion when viewed from the normal direction of the first substrate. Is done.

この態様によれば、表示領域及び検出平面範囲の外側に広がる額縁領域を縮小することができ、当該電気光学装置の小型化を図ることも可能となる。   According to this aspect, the frame area extending outside the display area and the detection plane range can be reduced, and the electro-optical device can be downsized.

本発明に係る第2の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明に係る第2の位置検出装置(但し、その各種態様も含む)と、前記検出空間に少なくとも部分的に重なる表示領域を有する電気光学パネルと、を備える。   In order to solve the above-described problems, a second electro-optical device according to the present invention includes at least a part of the above-described second position detection device according to the present invention (including various aspects thereof) and the detection space. An electro-optical panel having overlapping display areas.

本発明に係る第2の電気光学装置によれば、上述した本発明に係る第2の位置検出装置を備えるので、低消費電力で、電気光学パネルの表示領域上の検出空間における対象物体の位置を検出することが可能となる。   According to the second electro-optical device according to the present invention, since the second position detection device according to the present invention described above is provided, the position of the target object in the detection space on the display region of the electro-optical panel with low power consumption. Can be detected.

本発明に係る第2の電気光学装置の一態様では、前記電気光学パネルは、一対の第1及び第2基板が互いに貼り合わされてなり、前記第1基板は、当該第1基板の少なくとも一辺において前記第2基板より張り出した張出部を有し、前記第1、第2、第3及び第4の位置検出用光源は、前記第1基板の法線方向から見て前記張出部に重なるように配置される。   In one aspect of the second electro-optical device according to the present invention, the electro-optical panel includes a pair of first and second substrates bonded to each other, and the first substrate is located on at least one side of the first substrate. The first, second, third, and fourth position detection light sources overlap with the projecting portion when viewed from the normal direction of the first substrate. Are arranged as follows.

この態様によれば、表示領域及び検出空間範囲の外側に広がる額縁領域を縮小することができ、当該電気光学装置の小型化を図ることも可能となる。   According to this aspect, the frame area extending outside the display area and the detection space range can be reduced, and the electro-optical device can be downsized.

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明に係る第1又は第2の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を具備してなる。   In order to solve the above-described problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the first or second electro-optical device according to the present invention described above (including various aspects thereof).

本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る第1又は第2の電気光学装置を具備してなるので、低消費電力で、対象物体の位置を検出可能な、カーナビゲーションシステム、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置、電子放出装置(Field Emission Display及びConduction Electron-Emitter Display)、これら電気泳動装置、電子放出装置を用いた表示装置を実現することも可能である。   According to the electronic apparatus of the present invention, since the first or second electro-optical device according to the present invention described above is provided, the car navigation system and the television capable of detecting the position of the target object with low power consumption. Various electronic devices such as mobile phones, electronic notebooks, word processors, viewfinder type or monitor direct-view type video tape recorders, workstations, videophones, POS terminals, and touch panels can be realized. In addition, as an electronic apparatus of the present invention, for example, an electrophoretic device such as electronic paper, an electron emission device (Field Emission Display and Conduction Electron-Emitter Display), and a display device using these electrophoretic device and electron emission device Is also possible.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。   The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.

第1実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the whole structure of the liquid crystal device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る液晶装置の全体構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the whole structure of the liquid crystal device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る位置検出装置の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the position detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態における3つの位置検出用光源の配置を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating arrangement | positioning of the three position detection light sources in 1st Embodiment. 比較例に係る位置検出ユニットを示す平面図である。It is a top view which shows the position detection unit which concerns on a comparative example. 第2実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the whole structure of the liquid crystal device which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る位置検出装置の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the position detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態における4つの位置検出用光源の配置を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating arrangement | positioning of the four position detection light sources in 2nd Embodiment. 本発明に係る電気光学装置を適用した電子機器の一例たるカーナビゲーションシステムの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a configuration of a car navigation system as an example of an electronic apparatus to which an electro-optical device according to the invention is applied.

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。尚、以下の実施形態では、本発明の位置検出装置を備える電気光学装置として、液晶装置を例にとる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a liquid crystal device is taken as an example of an electro-optical device including the position detection device of the present invention.

<第1実施形態>
本発明の第1実施形態について、図1から図4を参照して説明する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図1から図3を参照して説明する。   First, the overall configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図1は、本実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す分解斜視図である。図2は、本実施形態に係る液晶装置の全体構成を模式的に示す断面図である。図3は、本実施形態に係る位置検出装置の構成を模式的に示す平面図である。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing the overall configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the overall configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment. FIG. 3 is a plan view schematically showing the configuration of the position detection apparatus according to the present embodiment.

図1及び図2において、本実施形態に係る液晶装置100は、液晶パネル20と、照明ユニット40と、位置検出ユニット10と、光反射板14と、光学シート16と、光検出器15とを備えている。尚、位置検出ユニット10及び光検出器15が、本発明に係る「位置検出装置」の一例を構成する。即ち、本実施形態に係る位置検出装置は、位置検出ユニット10と、光検出器15とを備えている。また、本実施形態に係る位置検出装置は、後述するように、液晶パネル20の表示領域20Rに一致する検出平面範囲10Rにおける対象物体Obの平面位置を検出することが可能に構成されている。但し、検出平面範囲10Rは、表示領域20Rの少なくとも一部に平面的に重なっていればよく、表示領域20Rに完全に一致していなくてもよい。   1 and 2, the liquid crystal device 100 according to the present embodiment includes a liquid crystal panel 20, an illumination unit 40, a position detection unit 10, a light reflection plate 14, an optical sheet 16, and a photodetector 15. I have. The position detection unit 10 and the light detector 15 constitute an example of the “position detection device” according to the present invention. That is, the position detection device according to the present embodiment includes a position detection unit 10 and a photodetector 15. Further, the position detection device according to the present embodiment is configured to be able to detect the plane position of the target object Ob in the detection plane range 10R that coincides with the display area 20R of the liquid crystal panel 20, as will be described later. However, the detection plane range 10R only needs to overlap with at least a part of the display region 20R in a plane, and may not completely coincide with the display region 20R.

液晶パネル20は、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子によって液晶素子を駆動するアクティブマトリクス駆動方式の表示パネルであり、表示領域20Rにおいて画像を表示することが可能に構成されている。尚、液晶パネル20は、本発明に係る「電気光学パネル」の一例である。   The liquid crystal panel 20 is an active matrix drive type display panel that drives a liquid crystal element by a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor), and is configured to display an image in the display region 20R. The liquid crystal panel 20 is an example of the “electro-optical panel” according to the present invention.

液晶パネル20は、例えばガラス等の透光性材料から夫々形成された第1基板21及び第2基板22間に液晶層24(図2参照)が挟持された構造を有する透過型の液晶パネルとして構成されている。第1基板21及び第2基板22は、枠状のシール材23(図2参照)によって互いに貼り合わされている。この枠状のシール材23によって規定される領域に液晶層24が設けられている。尚、本発明では、液晶パネル20は、特定の構成に限定されず、周知の種々の構成を採り得る。   The liquid crystal panel 20 is a transmissive liquid crystal panel having a structure in which a liquid crystal layer 24 (see FIG. 2) is sandwiched between a first substrate 21 and a second substrate 22 each formed of a light-transmitting material such as glass, for example. It is configured. The first substrate 21 and the second substrate 22 are bonded to each other by a frame-shaped sealing material 23 (see FIG. 2). A liquid crystal layer 24 is provided in a region defined by the frame-shaped sealing material 23. In the present invention, the liquid crystal panel 20 is not limited to a specific configuration, and may employ various known configurations.

より具体的には、液晶パネル20の第1基板21は、当該第1基板21の4辺21a、21b、21c及び21d(図3参照)のうち相隣接する2辺21a及び21bにおいて第2基板22より張り出した基板張出部21tを有している。基板張出部21t(より正確には、基板張出部21tにおける第2基板22側の表面)上には、例えば液晶パネル20を駆動するための駆動回路等を含む電子部品25や、例えばフレキシブル配線基板(FPC:Flexible Printed Circuit)等の配線部材26が実装されている。但し、基板張出部21t上には、電子部品25及び配線部材26のうち配線部材26のみが実装されていてもよいし、電子部品25及び配線部材26のいずれも実装されていなくてもよい。尚、第1基板21及び第2基板22の外面側には、必要に応じて、偏光板(図示省略)が配置されてもよい。   More specifically, the first substrate 21 of the liquid crystal panel 20 is a second substrate on two sides 21a and 21b adjacent to each other among the four sides 21a, 21b, 21c and 21d (see FIG. 3) of the first substrate 21. A substrate overhang part 21 t that projects from 22 is provided. An electronic component 25 including, for example, a drive circuit for driving the liquid crystal panel 20 or the like, for example, flexible, is provided on the substrate overhanging portion 21t (more precisely, the surface of the substrate overhanging portion 21t on the second substrate 22 side). A wiring member 26 such as a wiring board (FPC: Flexible Printed Circuit) is mounted. However, only the wiring member 26 of the electronic component 25 and the wiring member 26 may be mounted on the board extension portion 21t, or neither the electronic component 25 nor the wiring member 26 may be mounted. . A polarizing plate (not shown) may be disposed on the outer surface side of the first substrate 21 and the second substrate 22 as necessary.

図2に示すように、液晶パネル20の視認側(即ち、操作側)には透光性(或いは光透過性)を有する表装板30が配置されている。表装板30の外面(即ち、液晶パネル20とは反対側の面、つまり、視認側の面)上に後述する光検出器15が配置されている。また、表装板30の外面側には、液晶装置100を保持固定するための枠体や液晶装置100を搭載する電子機器の筐体などで構成される表面板31(図2中、二点鎖線で示す)が配置されている。この表面板31には、表装板30のうち液晶パネル20の表示領域20R(言い換えれば、本実施形態に係る位置検出装置の検出平面範囲10R)を露出させる開口部31aが設けられている。   As shown in FIG. 2, on the viewing side (that is, the operation side) of the liquid crystal panel 20, a surface mount plate 30 having a light transmitting property (or a light transmitting property) is disposed. The photodetector 15 described later is disposed on the outer surface of the front mounting plate 30 (that is, the surface opposite to the liquid crystal panel 20, that is, the surface on the viewing side). Further, on the outer surface side of the cover plate 30, a surface plate 31 (a two-dot chain line in FIG. Is shown). The surface plate 31 is provided with an opening 31 a that exposes the display area 20 </ b> R of the liquid crystal panel 20 (in other words, the detection plane range 10 </ b> R of the position detection device according to the present embodiment) of the front panel 30.

図1及び図2において、照明ユニット40は、照明用光源41と、照明用導光板43とを有しており、液晶パネル20に対して照射光L4を照射するバックライトとして機能することが可能に構成されている。   1 and 2, the illumination unit 40 includes an illumination light source 41 and an illumination light guide plate 43, and can function as a backlight that irradiates the liquid crystal panel 20 with the illumination light L4. It is configured.

照明用光源41は、例えばLED(Light Emitting Diode)等の発光素子で構成され、図示しない駆動回路から出力される駆動信号に応じて例えば白色の照射光L4を放出する。本実施形態では、複数の照明用光源41が、照明用導光板43の一側面である光入射面(或いは入光端面)43aに沿って配列されている。液晶装置100の動作時には、照明用光源41からの照射光L4が照明用導光板43の光入射面43aに入射される。   The illumination light source 41 is composed of a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and emits, for example, white irradiation light L4 in response to a drive signal output from a drive circuit (not shown). In the present embodiment, a plurality of illumination light sources 41 are arranged along a light incident surface (or light incident end surface) 43 a that is one side surface of the illumination light guide plate 43. During the operation of the liquid crystal device 100, the irradiation light L4 from the illumination light source 41 enters the light incident surface 43a of the illumination light guide plate 43.

照明用導光板43は、透光性材料から形成されており、光入射面43aに入射される照明用光源41からの照射光L4を、液晶パネル20が配置される側の光出射面43sから出射して、液晶パネル20へと導くライトガイドとして機能する。   The illumination light guide plate 43 is made of a translucent material, and irradiates light L4 from the illumination light source 41 incident on the light incident surface 43a from the light emitting surface 43s on the side where the liquid crystal panel 20 is disposed. It functions as a light guide that emits light and guides it to the liquid crystal panel 20.

位置検出ユニット10は、後述する光検出器15と共に、本実施形態に係る位置検出装置を構成している。   The position detection unit 10 constitutes a position detection apparatus according to the present embodiment together with a photodetector 15 described later.

図1から図3において、位置検出ユニット10は、3つの位置検出用光源12A、12B及び12C(即ち、第1の位置検出用光源12A、第2の位置検出用光源12B及び第3の位置検出用光源12C)と、導光板13とを備えている。   1 to 3, the position detection unit 10 includes three position detection light sources 12A, 12B, and 12C (that is, a first position detection light source 12A, a second position detection light source 12B, and a third position detection). Light source 12 </ b> C) and a light guide plate 13.

3つの位置検出用光源12A、12B及び12Cが夫々出射する位置検出光L2a、L2b及びL2cは、特に限定されないが、信号処理等によって外光と区別して検出可能なものが好ましく、可視光と波長分布が異なるか、或いは、点滅するなど変調が加えられることで発光態様が異なることが好ましい。また、例えば指やタッチペン等の対象物体Obにより効率的に反射される波長域を有することが好ましい。例えば、対象物体Obが指等の人体であれば、人体の表面で反射率の高い赤外線(特に可視光領域に近い近赤外線、例えば波長で850nm付近)であることが好ましい。   The position detection lights L2a, L2b, and L2c emitted from the three position detection light sources 12A, 12B, and 12C are not particularly limited, but are preferably those that can be detected separately from external light by signal processing or the like, and visible light and wavelength It is preferable that the light emission mode is different by applying a modulation such as different distribution or blinking. Moreover, it is preferable to have a wavelength range that is efficiently reflected by the target object Ob such as a finger or a touch pen. For example, if the target object Ob is a human body such as a finger, it is preferable to use infrared rays with high reflectivity on the surface of the human body (particularly near infrared rays close to the visible light region, for example, near 850 nm in wavelength).

第1の位置検出用光源12Aは、その発光面が導光板13の側面13aに対向するように配置されている。第2の位置検出用光源12Bは、その発光面が導光板13の側面13aに隣接する側面13bに対向するように配置されている。第3の位置検出用光源12Cは、その発光面が、導光板13の側面13aと側面13bとの間に位置する角部に形成された光入射面13vに対向するように配置されている。液晶装置100の動作時には、第1の位置検出用光源12Aからの第1の位置検出光L2aが導光板13の側面13aに入射され、第2の位置検出用光源12Bからの第2の位置検出光L2bが導光板13の側面13bに入射され、第3の位置検出用光源12Cからの第3の位置検出光L2cが導光板13の光入射面13vに入射される。よって、第1の位置検出光L2a、第2の位置検出光L2b及び第3の位置検出光L2cは、導光板13の内部を互いに異なる方向に伝搬しながら、それらの伝搬方向に沿って徐々に光出射面13sから出射される。   The first position detection light source 12 </ b> A is disposed so that the light emitting surface thereof faces the side surface 13 a of the light guide plate 13. The second position detection light source 12 </ b> B is disposed such that the light emitting surface thereof faces the side surface 13 b adjacent to the side surface 13 a of the light guide plate 13. The third position detection light source 12 </ b> C is disposed so that the light emitting surface thereof faces the light incident surface 13 v formed at the corner portion located between the side surface 13 a and the side surface 13 b of the light guide plate 13. During the operation of the liquid crystal device 100, the first position detection light L2a from the first position detection light source 12A is incident on the side surface 13a of the light guide plate 13, and the second position detection from the second position detection light source 12B. The light L2b is incident on the side surface 13b of the light guide plate 13, and the third position detection light L2c from the third position detection light source 12C is incident on the light incident surface 13v of the light guide plate 13. Therefore, the first position detection light L2a, the second position detection light L2b, and the third position detection light L2c gradually propagate along the propagation directions while propagating in the light guide plate 13 in different directions. The light exits from the light exit surface 13s.

導光板13は、例えばポリカーボネートやアクリル樹脂等の透光性材料から形成されている。本実施形態では、導光板13は、平面視矩形状で全体として平板状に構成されている。導光板13の4つの側面13a〜13dのうち互いに隣接する側面13a及び13bに上述した位置検出用光源12A及び12Bがそれぞれ配置され、側面13a及び13b間に位置する角部に形成された光入射面13vに上述した第3の位置検出用光源12Cが配置されている。   The light guide plate 13 is made of a translucent material such as polycarbonate or acrylic resin. In the present embodiment, the light guide plate 13 has a rectangular shape in plan view and is configured in a flat plate shape as a whole. The above-described position detection light sources 12A and 12B are arranged on the side surfaces 13a and 13b adjacent to each other among the four side surfaces 13a to 13d of the light guide plate 13, respectively, and light incident is formed at a corner located between the side surfaces 13a and 13b. The above-described third position detection light source 12C is disposed on the surface 13v.

導光板13の光出射面13s又はこの光出射面13の反対の背面である光反射面13tには、図示しない表面凹凸構造、プリズム構造、散乱層などが設けられ、このような光散乱構造によって、導光板13の側面13a、13b及び光入射面13vから入射して内部を伝搬する光は、その伝搬方向に進むに従って徐々に偏向されて光出射面13sから出射するように構成されている。この結果、位置検出光L2a〜L2cは並行して導光板13の光出射面13sから面状に放出される。例えば、位置検出光L2aは、側面13aから側面13bに向けて導光板13の内部を伝搬しながら徐々に光出射面13sから放出されていく。   The light emitting surface 13s of the light guide plate 13 or the light reflecting surface 13t opposite to the light emitting surface 13 is provided with a surface uneven structure, a prism structure, a scattering layer, etc. (not shown). The light propagating from the side surfaces 13a and 13b and the light incident surface 13v of the light guide plate 13 and propagating through the inside is gradually deflected and emitted from the light emitting surface 13s as it proceeds in the propagation direction. As a result, the position detection lights L2a to L2c are emitted in parallel from the light exit surface 13s of the light guide plate 13 in parallel. For example, the position detection light L2a is gradually emitted from the light emitting surface 13s while propagating through the light guide plate 13 from the side surface 13a toward the side surface 13b.

導光板13の光出射面13sから面状に放出された位置検出光L2a〜L2cは、照射用導光板43、光学シート16、液晶パネル20及び表装板30を透過して、表装板30の視認側(即ち、操作側、つまり、対象物体Obが配置される側)の検出平面範囲10R全体から出射される。表装板30の視認側に例えば指等の対象物体Obが配置されると、検出平面範囲10Rから出射された位置検出光L2a〜L2cが対象物体Obによって反射され、その反射光の一部が後述する光検出器15によって検出される。   The position detection lights L2a to L2c emitted in a planar shape from the light emitting surface 13s of the light guide plate 13 are transmitted through the light guide plate 43 for irradiation, the optical sheet 16, the liquid crystal panel 20, and the cover plate 30 to visually recognize the cover plate 30. The light is emitted from the entire detection plane range 10R on the side (that is, the operation side, that is, the side where the target object Ob is disposed). When the target object Ob such as a finger is arranged on the viewing side of the front panel 30, the position detection lights L2a to L2c emitted from the detection plane range 10R are reflected by the target object Ob, and a part of the reflected light is described later. Detected by the photo detector 15.

光反射板14は、例えば反射シートから構成されており、導光板13の光反射面13tに対向するように配置されている。光反射板14は、導光板13の光反射面13tから出射された光を反射して、導光板13の内部へ戻す。   The light reflection plate 14 is made of, for example, a reflection sheet, and is disposed so as to face the light reflection surface 13 t of the light guide plate 13. The light reflecting plate 14 reflects the light emitted from the light reflecting surface 13 t of the light guide plate 13 and returns it to the inside of the light guide plate 13.

光学シート16は、導光板13の光出射面13s側(本実施形態では、照明用導光板43の光出射面43s側)に配置されている。光学シート16は、位置検出光L2a〜L2cや照明光L4の均一化を図るための光拡散板、位置検出光L2a〜L2cや照明光L4の指向性を高めるためのプリズムシート等の集光板などの光学シートである。尚、光学シート16としては、導光板13の光出射面13sから出射される位置検出光L2a〜L2cの出射角(光出射面13sの法線方向との角度)が小さくなるように屈折させるための集光シートが用いられることが好ましい。これによって位置検出光L2a〜L2cが効率的に視認側(即ち、操作側)に出射され、高精度の、しかも安定した位置検出が可能となるように構成できる。   The optical sheet 16 is disposed on the light exit surface 13s side of the light guide plate 13 (in this embodiment, on the light exit surface 43s side of the illumination light guide plate 43). The optical sheet 16 is a light diffusing plate for uniformizing the position detection lights L2a to L2c and the illumination light L4, a light collecting plate such as a prism sheet for enhancing the directivity of the position detection lights L2a to L2c and the illumination light L4, and the like. This is an optical sheet. The optical sheet 16 is refracted so that the exit angles of the position detection lights L2a to L2c emitted from the light exit surface 13s of the light guide plate 13 (angle with respect to the normal direction of the light exit surface 13s) are reduced. It is preferable that the light condensing sheet is used. As a result, the position detection lights L2a to L2c are efficiently emitted to the viewing side (that is, the operation side), and can be configured to enable highly accurate and stable position detection.

光検出器15は、上述した表装板30の外面上に配置されている。光検出器15は、例えばフォトダイオード等の受光素子で構成され、上述した位置検出光L2a〜L2c(即ち、対象物体Obによって反射された位置検出光L2a〜L2c)の強度を検出可能となるように構成されている。例えば、位置検出光L2a〜L2cが赤外線であれば、光検出器15も赤外線に感度を有する受光素子で構成される。光検出器15の受光感度を位置検出光L2a〜L2cの波長域を選択的に検出できるように選定することにより、外光などの他の光による影響を低減できる。   The photodetector 15 is disposed on the outer surface of the above-described cover plate 30. The photodetector 15 is composed of a light receiving element such as a photodiode, for example, and can detect the intensity of the above-described position detection lights L2a to L2c (that is, position detection lights L2a to L2c reflected by the target object Ob). It is configured. For example, if the position detection lights L2a to L2c are infrared rays, the photodetector 15 is also composed of a light receiving element having sensitivity to infrared rays. By selecting the light receiving sensitivity of the photodetector 15 so that the wavelength regions of the position detection lights L2a to L2c can be selectively detected, the influence of other light such as external light can be reduced.

次に、光検出器15によって検出される検出値に基づいて検出平面範囲10Rにおける対象物体Obの平面位置情報(位置座標)を取得する取得方法について説明する。この平面位置情報を取得する方法としては種々のものが考えられるが、例えば、その一例として、2つの位置検出光の検出光量の比率に基づいてそれらの減衰係数の比率を求め、この減衰係数の比率から両位置検出光の伝播距離を求めることにより、対応する2つの光源を結ぶ方向の位置座標を求める方法が挙げられる。   Next, an acquisition method for acquiring the plane position information (position coordinates) of the target object Ob in the detection plane range 10R based on the detection value detected by the photodetector 15 will be described. There are various methods for obtaining the plane position information. For example, as an example, the ratio of the attenuation coefficients is obtained based on the ratio of the detected light amounts of the two position detection lights. There is a method of obtaining position coordinates in a direction connecting two corresponding light sources by obtaining the propagation distance of both position detection lights from the ratio.

より具体的には、2つの位置検出用光源として第1の位置検出用光源12A及び第3の位置検出用光源12Cを用いる場合を例に挙げて説明すると、第1の位置検出用光源12Aの制御量(例えば電流量)、変換係数及び放出光量をそれぞれIa、k及びEaとし、第3の位置検出用光源12Cの制御量(例えば電流量)、変換係数及び放出光量をそれぞれIc、k及びEcとすれば、Ea=k・Ia、Ec=k・Icとなる。また、第1の位置検出光L2aの減衰係数及び検出光量をそれぞれfa及びGaとし、第3の位置検出光L2cの減衰係数及び検出光量をそれぞれfc及びGcとすれば、Ga=fa・Ea=fa・k・Ia、Gc=fc・Ec=fc・k・Icとなる。   More specifically, a case where the first position detection light source 12A and the third position detection light source 12C are used as two position detection light sources will be described as an example. The control amount (for example, current amount), the conversion coefficient, and the emitted light amount are set to Ia, k, and Ea, respectively, and the control amount (for example, current amount), the conversion coefficient, and the emitted light amount for the third position detection light source 12C are respectively set to Ic, k, and Ea. Assuming Ec, Ea = k · Ia and Ec = k · Ic. Further, assuming that the attenuation coefficient and the detected light amount of the first position detection light L2a are fa and Ga, respectively, and the attenuation coefficient and the detected light amount of the third position detection light L2c are fc and Gc, respectively, Ga = fa · Ea = fa · k · Ia, Gc = fc · Ec = fc · k · Ic.

従って、光検出器15において両位置検出光の検出光量の比であるGa/Gcが検出できるとすれば、Ga/Gc=(fa・Ea)/(fc・Ec)=(fa/fc)・(Ia/Ic)となるから、放出光量の比Ea/Ec及び制御量の比Ia/Icに相当する値が分かれば、減衰係数の比fa/fcが判明する。この減衰係数の比と両位置検出光の伝播距離との比の間には正の相関があるので、この相関関係を予め設定しておくことで、対象物体Obの平面位置情報(第1の位置検出光源12Aから第3の位置検出光源12Cへ向かう方向、例えば図中でX方向の位置座標)を得ることができる。   Therefore, if Ga / Gc, which is the ratio of the detected light amounts of the two position detection lights, can be detected by the photodetector 15, Ga / Gc = (fa · Ea) / (fc · Ec) = (fa / fc) · Since (Ia / Ic) is obtained, if the values corresponding to the ratio Ea / Ec of the emitted light quantity and the ratio Ia / Ic of the control amount are known, the ratio fa / fc of the attenuation coefficient can be determined. Since there is a positive correlation between the ratio of the attenuation coefficient and the ratio of the propagation distances of the two position detection lights, by setting this correlation in advance, the plane position information (the first position of the target object Ob) A direction from the position detection light source 12A toward the third position detection light source 12C (for example, position coordinates in the X direction in the drawing) can be obtained.

上述した減衰係数の比fa/fcを求める方法としては、例えば、第1の位置検出用光源12Aと第3の位置検出用光源12Cとを逆相で点滅(例えば、矩形波状若しくは正弦波状の駆動信号を伝播距離の差に起因する位相差が無視できる周波数で相互に180度の位相差を持つように動作)させた上で、検出光量の波形を解析する。より現実的には、例えば、一方の制御量Iaを固定し(Ia=Im)、検出波形が観測できなくなるように(即ち、検出光量の比Ga/Gcが0となるように)他方の制御量Icを制御し、このときの制御量Ic=Im・(fa/fc)から上述した減衰係数の比(fa/fc)を導出する。   As a method for obtaining the above-described attenuation coefficient ratio fa / fc, for example, the first position detection light source 12A and the third position detection light source 12C are blinked in opposite phases (for example, rectangular wave or sine wave drive). The signal is operated so as to have a phase difference of 180 degrees between each other at a frequency at which the phase difference caused by the difference in propagation distance is negligible, and then the waveform of the detected light quantity is analyzed. More realistically, for example, one control amount Ia is fixed (Ia = Im), and the other control is performed so that the detected waveform cannot be observed (that is, the detected light quantity ratio Ga / Gc becomes 0). The amount Ic is controlled, and the damping coefficient ratio (fa / fc) described above is derived from the control amount Ic = Im · (fa / fc) at this time.

また、両制御量の和が常に一定Im=Ia+Icとなるように制御してもよい。この場合には、Ic=Im・Ic/(fa+fc)となるので、fc/(fa+fc)=αとすると、fa/fc=(1−α)/αにより、減衰係数の比が求まる。   Alternatively, control may be performed so that the sum of both control amounts is always constant Im = Ia + Ic. In this case, since Ic = Im · Ic / (fa + fc), when fc / (fa + fc) = α, the ratio of the attenuation coefficient is obtained by fa / fc = (1−α) / α.

本実施形態の場合、対象物体Obの図中X方向の位置情報は、第1の位置検出用光源12Aと第3の位置検出用光源12Cとを相互に逆相で駆動することで取得することができる。また、同様に、対象物体Obの図中Y方向の位置情報は、第2の位置検出用光源12Bと第3の位置検出用光源12Cとを相互に逆相で駆動することで取得することができる。従って、制御系において上記X方向及びY方向の検出動作を順次行うことにより、検出平面範囲10Rにおける対象物体Obの位置座標を取得できる。   In the case of the present embodiment, the position information of the target object Ob in the X direction in the drawing is acquired by driving the first position detection light source 12A and the third position detection light source 12C in mutually opposite phases. Can do. Similarly, the position information of the target object Ob in the Y direction in the drawing can be acquired by driving the second position detection light source 12B and the third position detection light source 12C in opposite phases. it can. Therefore, the position coordinates of the target object Ob in the detection plane range 10R can be acquired by sequentially performing the detection operations in the X direction and the Y direction in the control system.

図3において、上述した対象物体Obの平面位置情報の取得は、例えば電子部品25の一部として含まれるマイクロプロセッサ等から構成される位置情報取得部251によって行われる。尚、位置情報取得部251は、所定のソフトウエア(動作プログラム)を実行することによって平面位置情報を取得する構成としてもよいし、例えば論理回路等のハードウエアを用いて所定の処理を行うことで平面位置情報を取得する構成としてもよい。また、このような位置情報取得部251は、液晶装置100の一部として組み込まれていてもよいし、液晶装置100が搭載される電子機器の内部において構成されていてもよい。   In FIG. 3, the above-described acquisition of the planar position information of the target object Ob is performed by a position information acquisition unit 251 configured by, for example, a microprocessor included as a part of the electronic component 25. Note that the position information acquisition unit 251 may be configured to acquire planar position information by executing predetermined software (operation program), or to perform predetermined processing using hardware such as a logic circuit, for example. It is good also as a structure which acquires plane position information by. Further, such position information acquisition unit 251 may be incorporated as a part of the liquid crystal device 100 or may be configured inside an electronic device in which the liquid crystal device 100 is mounted.

尚、平面位置情報の取得方法としては、上述したような2つの位置検出光の伝搬距離に対応する光量比に基づく方法の他、例えば、2つの位置検出光の伝搬距離に対応する位相差に基づく方法も考えられる。この場合には、当該位相差の大小と上記伝搬距離の差との関係に応じて対象物体Obの平面位置情報を算出することができる。   In addition to the method based on the light amount ratio corresponding to the propagation distance of the two position detection lights as described above, for example, a phase difference corresponding to the propagation distance of the two position detection lights can be used as a method for acquiring the plane position information. A method based on this is also conceivable. In this case, the plane position information of the target object Ob can be calculated according to the relationship between the magnitude of the phase difference and the difference in the propagation distance.

次に、本実施形態に係る位置検出装置の構成について、図3及び図4を参照して説明を加える。   Next, the configuration of the position detection device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図4は、本実施形態における3つの位置検出用光源の配置を説明するための模式図である。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the three position detection light sources in the present embodiment.

図3及び図4において、本実施形態では特に、第3の位置検出用光源12Cは、第1の位置検出用光源12A及び第2の位置検出用光源12Bを通る直線910(図4参照)からずれた位置に配置されている(言い換えれば、3つの位置検出用光源12A、12B及び12Cは、一直線上にないように配置されている)ので、検出平面範囲10R内における対象物体Obの平面位置を確実に検出することができる。   3 and 4, in the present embodiment, in particular, the third position detection light source 12C is from a straight line 910 (see FIG. 4) passing through the first position detection light source 12A and the second position detection light source 12B. Since they are arranged at shifted positions (in other words, the three position detection light sources 12A, 12B, and 12C are arranged so as not to be in a straight line), the plane position of the target object Ob within the detection plane range 10R. Can be reliably detected.

即ち、第3の位置検出用光源12Cが、第1の位置検出用光源12A及び第2の位置検出用光源12Bを通る直線910からずれた位置に配置されているが故に、上述したように、検出平面範囲10Rにおける対象物体Obの位置座標を取得できる。つまり、光検出器15によって検出された第1の位置検出光L2a及び第3の位置検出光L2cについての検出値と、第1の位置検出光L2aが第1の位置検出用光源12Aから対象物体Obまで伝搬する距離及び第3の位置検出光L2cが第3の位置検出用光源12Cから対象物体Obまで伝搬する距離とに基づいて、第1の位置検出用光源12Aから第3の位置検出用光源12cへ向かう方向に沿った第1の方向(例えば図中X方向)における位置情報(例えば第1の方向における座標)を取得することができる。更に、光検出器15によって検出された第2の位置検出光L2b及び第3の位置検出光L2cについての検出値と、第2の位置検出光L2bが第2の位置検出用光源12Bから対象物体Obまで伝搬する距離及び第3の位置検出光L2cが第3の位置検出用光源12Cから対象物体Obまで伝搬する距離とに基づいて、第2の位置検出用光源L2bから第3の位置検出用光源L2cへ向かう方向に沿った第2の方向(例えば図中Y方向)における位置情報(言い換えれば、第1の方向に交差する第2の方向における座標)を取得することができる。   That is, since the third position detection light source 12C is arranged at a position shifted from the straight line 910 passing through the first position detection light source 12A and the second position detection light source 12B, as described above, The position coordinates of the target object Ob in the detection plane range 10R can be acquired. That is, the detection values for the first position detection light L2a and the third position detection light L2c detected by the light detector 15 and the first position detection light L2a are obtained from the first position detection light source 12A. Based on the distance propagating to Ob and the distance by which the third position detection light L2c propagates from the third position detection light source 12C to the target object Ob, the first position detection light source 12A to the third position detection Position information (for example, coordinates in the first direction) in a first direction (for example, the X direction in the figure) along the direction toward the light source 12c can be acquired. Further, the detection values of the second position detection light L2b and the third position detection light L2c detected by the light detector 15, and the second position detection light L2b are detected from the second position detection light source 12B. Based on the distance propagating to Ob and the distance by which the third position detection light L2c propagates from the third position detection light source 12C to the target object Ob, the second position detection light source L2b to the third position detection Position information (in other words, coordinates in the second direction intersecting the first direction) in the second direction (for example, the Y direction in the figure) along the direction toward the light source L2c can be acquired.

このように、本実施形態では特に、3つの位置検出用光源12A、12B及び12Cから位置検出光L2a、L2b及びL2cを検出平面範囲10Rに対して出射させ、対象物体Obによって反射された光を光検出器15によって検出するという簡易な構成を有している。よって、仮に、検出平面範囲10Rの周辺に、分解能に対応する多数の光源及び光検出器或いは光スイッチや導光構造などを配列させる場合と比較して、光源、光検出器等の数が少なく、消費電力を低減できる。更に、低コストで製造することも可能となる。   Thus, in the present embodiment, in particular, the position detection lights L2a, L2b, and L2c are emitted from the three position detection light sources 12A, 12B, and 12C to the detection plane range 10R, and the light reflected by the target object Ob is reflected. It has a simple configuration in which detection is performed by the photodetector 15. Therefore, the number of light sources, photodetectors, and the like is small compared to a case where a large number of light sources and photodetectors or optical switches or light guide structures corresponding to the resolution are arranged around the detection plane range 10R. , Power consumption can be reduced. Further, it can be manufactured at a low cost.

更に、図3において、本実施形態では特に、上述したように、第1の位置検出用光源12Aは、その発光面が導光板13の側面13aに対向するように配置され、第2の位置検出用光源12Bは、その発光面が導光板13の側面13aに隣接する側面13bに対向するように配置され、第3の位置検出用光源12Cは、その発光面が、導光板13の光入射面13vに対向するように配置されている。言い換えれば、3つの位置検出用光源12A、12B及び12Cは、導光板13の4つの辺のうち互いに隣接する2つの辺(即ち、側面13a及び13bが形成される辺)、及び該2つの辺間に位置する角部のいずれかに隣接して配置されており、導光板13の4つの辺のうち他の2辺(即ち、側面13c及び13dが形成される辺)には配置されていない。よって、導光板13の4つの辺のうち位置検出用光源12A及び12Bが隣接して配置される2辺を除く他の2辺(即ち、側面13c及び13dが形成される辺)については、位置検出用光源を配置するためのスペースを導光板13の周辺に設ける必要がない。従って、検出平面範囲10Rの外側に広がる、表示領域20Rの周囲を取り囲む額縁領域を縮小することができ、液晶装置100の小型化を図ることも可能となる。   Further, in FIG. 3, particularly in the present embodiment, as described above, the first position detection light source 12 </ b> A is disposed such that the light emitting surface thereof faces the side surface 13 a of the light guide plate 13, and the second position detection is performed. The light source 12B for light is disposed so that the light emitting surface thereof faces the side surface 13b adjacent to the side surface 13a of the light guide plate 13, and the light emitting surface of the third position detection light source 12C is the light incident surface of the light guide plate 13. It is arranged to face 13v. In other words, the three position detection light sources 12A, 12B, and 12C include two sides that are adjacent to each other among the four sides of the light guide plate 13 (that is, the sides on which the side surfaces 13a and 13b are formed), and the two sides. It is arranged adjacent to one of the corners located in between, and is not arranged on the other two sides (that is, the side on which the side surfaces 13c and 13d are formed) among the four sides of the light guide plate 13. . Therefore, among the four sides of the light guide plate 13, the other two sides (that is, the sides on which the side surfaces 13c and 13d are formed) other than the two sides where the position detection light sources 12A and 12B are adjacently arranged are positioned. It is not necessary to provide a space for arranging the light source for detection around the light guide plate 13. Accordingly, the frame area surrounding the display area 20R extending outside the detection plane range 10R can be reduced, and the liquid crystal device 100 can be downsized.

加えて、本実施形態では特に、3つの位置検出用光源12A、12B及び12Cは、第1基板21の法線方向から見て、基板張出部21tに重なるように配置されている。よって、検出平面範囲10Rの外側に広がる額縁領域をより確実に縮小することができる。   In addition, in the present embodiment, in particular, the three position detection light sources 12A, 12B, and 12C are disposed so as to overlap the substrate overhanging portion 21t when viewed from the normal direction of the first substrate 21. Therefore, the frame area extending outside the detection plane range 10R can be more reliably reduced.

更に加えて、本実施形態では特に、光検出器15は、導光板13の4つの辺のうち、第1の位置検出用光源12が隣接して配置された辺(即ち、側面13aが形成される辺)に隣接して配置されている。よって、導光板13の4つの辺のうち位置検出用光源12A、12B及び12Cが隣接して配置されない他の2辺(即ち、側面13c及び13dが形成される辺)については、光検出器15を配置するためのスペースも導光板13の周辺に設ける必要がない。従って、検出平面範囲10Rの外側に広がる額縁領域をより確実に縮小することができ、液晶装置100のより一層の小型化を図ることも可能となる。   In addition, in the present embodiment, in particular, the photodetector 15 is formed with a side (that is, a side surface 13a) in which the first position detection light source 12 is adjacently disposed among the four sides of the light guide plate 13. (Adjacent side). Therefore, among the four sides of the light guide plate 13, the other two sides where the position detection light sources 12A, 12B and 12C are not disposed adjacent to each other (that is, the sides where the side surfaces 13c and 13d are formed) are detected by the photodetector 15. It is not necessary to provide a space for arranging the light guide plate 13 around the light guide plate 13. Therefore, the frame area extending outside the detection plane range 10R can be more reliably reduced, and the liquid crystal device 100 can be further downsized.

次に、比較例に係る位置検出装置について、図5を参照して説明する。   Next, a position detection apparatus according to a comparative example will be described with reference to FIG.

図5は、比較例に係る位置検出ユニットを示す平面図である。   FIG. 5 is a plan view showing a position detection unit according to a comparative example.

図5において、比較例に係る位置検出装置は、上述した本実施形態に係る位置検出ユニット10に代えて位置検出ユニット800を備える点で、上述した本実施形態に係る位置検出装置と異なり、その他の点については、上述した本実施形態に係る位置検出装置と概ね同様に構成されている。   In FIG. 5, the position detection device according to the comparative example includes a position detection unit 800 instead of the position detection unit 10 according to this embodiment described above, and is different from the position detection device according to this embodiment described above. About this point, it is comprised in substantially the same manner as the position detection apparatus which concerns on this embodiment mentioned above.

図5に示すように、比較例に係る位置検出ユニット800では、4つの位置検出用光源912A、912B、912C及び912Dが、導光板13の4つの角部に1つずつ、各々の発光面が導光板13の中央を向くように配置されている。比較例に係る位置検出装置では、位置検出ユニット800の4つの位置検出用光源912A、912B、912C及び912Dの各々からの位置検出光が検出平面範囲10R内で対象物体Obによって反射された光を光検出器15によって検出することにより、検出平面範囲10Rにおける対象物体Obの平面位置を検出するように構成されている。このように構成された比較例に係る位置検出装置では、本実施形態に係る位置検出装置と比べて、位置検出用光源が1つ多い分だけ消費電力が大きくなってしまいやすい。しかるに、本実施形態によれば、検出平面範囲10Rにおける平面位置を取得するのに、理論上最小限必要な、一直線上にない3つの位置検出用光源12A、12B及び12Cだけが設けられているので、上述した比較例と比較して、消費電力を確実に低減することができる。   As shown in FIG. 5, in the position detection unit 800 according to the comparative example, four position detection light sources 912 </ b> A, 912 </ b> B, 912 </ b> C and 912 </ b> D are provided, one on each of the four corners of the light guide plate 13. It arrange | positions so that the center of the light-guide plate 13 may be faced. In the position detection device according to the comparative example, the position detection light from each of the four position detection light sources 912A, 912B, 912C, and 912D of the position detection unit 800 is reflected by the target object Ob within the detection plane range 10R. By detecting with the photodetector 15, the plane position of the target object Ob in the detection plane range 10R is detected. In the position detection device according to the comparative example configured as described above, the power consumption is likely to increase by one more position detection light source as compared with the position detection device according to the present embodiment. However, according to the present embodiment, only the three position detection light sources 12A, 12B, and 12C that are not in a straight line and that are theoretically minimum are provided to obtain the plane position in the detection plane range 10R. Therefore, power consumption can be reliably reduced as compared with the comparative example described above.

以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置100によれば、位置検出ユニット10及び光検出器15を備えるので、低消費電力で、液晶パネル20の表示領域20Rに一致する検出平面範囲10Rにおける対象物体Obの平面位置を検出することが可能となる。   As described above, according to the liquid crystal device 100 according to the present embodiment, since the position detection unit 10 and the photodetector 15 are provided, the detection plane range 10R that coincides with the display region 20R of the liquid crystal panel 20 with low power consumption. It is possible to detect the planar position of the target object Ob.

<第2実施形態>
本発明の第2実施形態について、図6から図8を参照して説明する。尚、図6から図8において、図1から図4に示した第1実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8, the same reference numerals are given to the same components as those according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4, and description thereof will be omitted as appropriate.

先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図6及び図7を参照して説明する。   First, the overall configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

図6は、本実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す分解斜視図である。図7は、本実施形態に係る位置検出装置の構成を模式的に示す平面図である。   FIG. 6 is an exploded perspective view showing the overall configuration of the liquid crystal device according to the present embodiment. FIG. 7 is a plan view schematically showing the configuration of the position detection apparatus according to the present embodiment.

図6において、本実施形態に係る液晶装置200は、液晶パネル20と、位置検出ユニット10bと、光検出器15bとを備えている。尚、位置検出ユニット10b及び光検出器15bが、本発明に係る「位置検出装置」の一例を構成する。即ち、本実施形態に係る位置検出装置は、位置検出ユニット10bと、光検出器15とを備えている。また、本実施形態に係る位置検出装置は、後述するように、液晶パネル20の表示領域20R上に例えば直方体状の空間として規定される検出空間10Sにおける対象物体Obの位置(3次元座標)を検出することが可能に構成されている。   In FIG. 6, a liquid crystal device 200 according to the present embodiment includes a liquid crystal panel 20, a position detection unit 10b, and a photodetector 15b. The position detection unit 10b and the light detector 15b constitute an example of the “position detection device” according to the present invention. That is, the position detection device according to the present embodiment includes a position detection unit 10 b and a photodetector 15. In addition, as described later, the position detection device according to the present embodiment indicates the position (three-dimensional coordinates) of the target object Ob in the detection space 10S defined as a rectangular parallelepiped space on the display region 20R of the liquid crystal panel 20, for example. It can be detected.

尚、本実施形態に係る液晶装置200は、図1を参照して上述した第1実施形態に係る液晶装置100と概ね同様に、照明ユニット40、光反射板14や光学シート16を備えていてもよい。   Note that the liquid crystal device 200 according to the present embodiment includes the illumination unit 40, the light reflecting plate 14, and the optical sheet 16 in substantially the same manner as the liquid crystal device 100 according to the first embodiment described above with reference to FIG. Also good.

図6及び図7において、位置検出ユニット10bは、4つの位置検出用光源12bA、12bB、12bC及び12bD(即ち、第1の位置検出用光源12bA、第2の位置検出用光源12bB、第3の位置検出用光源12bC及び第4の位置検出用光源12bD)を備えている。   6 and 7, the position detection unit 10b includes four position detection light sources 12bA, 12bB, 12bC, and 12bD (that is, the first position detection light source 12bA, the second position detection light source 12bB, and the third A position detecting light source 12bC and a fourth position detecting light source 12bD).

4つの位置検出用光源12bA、12bB、12bC及び12bDは、例えばLED等の発光素子で構成され、図示しない駆動回路から出力される駆動信号に応じて例えば赤外線である位置検出光L3a、L3b、L3c及びL3d(即ち、第1の位置検出光L3a、第2の位置検出光L3b、第3の位置検出光L3c及び第4の位置検出光L3d)を検出空間10Sに対して出射する。   The four position detection light sources 12bA, 12bB, 12bC, and 12bD are configured by light emitting elements such as LEDs, for example, and position detection lights L3a, L3b, and L3c that are, for example, infrared rays according to a drive signal output from a drive circuit (not shown). And L3d (that is, the first position detection light L3a, the second position detection light L3b, the third position detection light L3c, and the fourth position detection light L3d) are emitted to the detection space 10S.

第1の位置検出用光源12bAは、液晶パネル20のパネル面の法線方向(図中Z方向)から見て、液晶パネル20の矩形状の表示領域20Rの一辺に隣接して配置されている。   The first position detection light source 12bA is disposed adjacent to one side of the rectangular display region 20R of the liquid crystal panel 20 when viewed from the normal direction (Z direction in the drawing) of the panel surface of the liquid crystal panel 20. .

第2の位置検出用光源12bBは、液晶パネル20のパネル面の法線方向(図中Z方向)から見て、液晶パネル20の矩形状の表示領域20Rの、第1の位置検出用光源12bAが隣接して配置された辺に隣接する辺に隣接して配置されている。   The second position detection light source 12bB is a first position detection light source 12bA in the rectangular display region 20R of the liquid crystal panel 20 as viewed from the normal direction (Z direction in the drawing) of the panel surface of the liquid crystal panel 20. Are arranged adjacent to the sides adjacent to the sides arranged adjacent to each other.

第3の位置検出用光源12bCは、液晶パネル20のパネル面の法線方向(図中Z方向)から見て、液晶パネル20の矩形状の表示領域20Rの、第1の位置検出用光源12bAが隣接して配置された辺と第1の位置検出用光源12bAが隣接して配置された辺の間に位置する角部に配置されている。   The third position detection light source 12bC is a first position detection light source 12bA in the rectangular display region 20R of the liquid crystal panel 20 as viewed from the normal direction (Z direction in the drawing) of the panel surface of the liquid crystal panel 20. Are arranged at the corners located between the adjacent side and the first position detection light source 12bA.

第4の位置検出用光源12bDは、液晶パネル20のパネル面の法線方向(図中Z方向)から見て、第3の位置検出用光源12bCに重なるように配置されている。第4の位置検出用光源12bDは、第3の位置検出用光源12bCよりも液晶パネル20に近い側に配置されている。   The fourth position detection light source 12bD is disposed so as to overlap the third position detection light source 12bC when viewed from the normal direction of the panel surface of the liquid crystal panel 20 (Z direction in the figure). The fourth position detection light source 12bD is disposed closer to the liquid crystal panel 20 than the third position detection light source 12bC.

光検出器15bは、例えばフォトダイオード等の受光素子で構成され、検出空間10Sにおいて対象物体Obによって反射された位置検出光L2a〜L2dの強度を検出可能となるように構成されている。例えば、位置検出光L2a〜L2dが赤外線であれば、光検出器15bも赤外線に感度を有する受光素子で構成される。光検出器15bの受光感度を位置検出光L2a〜L2dの波長域を選択的に検出できるように選定することにより、外光などの他の光による影響を低減できる。   The photodetector 15b is composed of a light receiving element such as a photodiode, for example, and is configured to be able to detect the intensities of the position detection lights L2a to L2d reflected by the target object Ob in the detection space 10S. For example, if the position detection lights L2a to L2d are infrared rays, the photodetector 15b is also composed of a light receiving element having sensitivity to infrared rays. By selecting the light receiving sensitivity of the photodetector 15b so that the wavelength regions of the position detection lights L2a to L2d can be selectively detected, the influence of other light such as external light can be reduced.

このように構成された本実施形態に係る位置検出装置によれば、上述した第1実施形態に係る位置検出装置による検出平面範囲10Rにおける対象物体Obの平面位置情報(例えばX方向及びY方向における座標)の取得方法と同様の取得方法を例えばZ方向にも適用することができ、検出空間10Sにおける対象物体Obの空間位置情報を取得することができる。   According to the position detection device according to the present embodiment configured as described above, plane position information (for example, in the X direction and the Y direction) of the target object Ob in the detection plane range 10R by the position detection device according to the first embodiment described above. The acquisition method similar to the (coordinate) acquisition method can be applied to the Z direction, for example, and the spatial position information of the target object Ob in the detection space 10S can be acquired.

つまり、本実施形態の場合、対象物体Obの図中X方向の位置情報は、第1の位置検出用光源12bAと第3の位置検出用光源12bCとを相互に逆相で駆動することで取得することができる。また、同様に、対象物体Obの図中Y方向の位置情報は、第2の位置検出用光源12bBと第3の位置検出用光源12bCとを相互に逆相で駆動することで取得することができる。また、同様に、対象物体Obの図中Y方向の位置情報は、第4の位置検出用光源12bDと第3の位置検出用光源12bCとを相互に逆相で駆動することで取得することができる。従って、制御系において上記X方向、Y方向及びZ方向の検出動作を順次行うことにより、検出空間10Sにおける対象物体Obの空間位置情報(即ち、X方向、Y方向及びZ方向の各々における位置座標)を取得できる。   That is, in the case of the present embodiment, the position information of the target object Ob in the X direction in the drawing is acquired by driving the first position detection light source 12bA and the third position detection light source 12bC in mutually opposite phases. can do. Similarly, the position information of the target object Ob in the Y direction in the drawing can be acquired by driving the second position detection light source 12bB and the third position detection light source 12bC in mutually opposite phases. it can. Similarly, the position information of the target object Ob in the Y direction in the drawing can be acquired by driving the fourth position detection light source 12bD and the third position detection light source 12bC in mutually opposite phases. it can. Therefore, by sequentially performing the detection operations in the X direction, Y direction, and Z direction in the control system, the spatial position information of the target object Ob in the detection space 10S (that is, the position coordinates in each of the X direction, Y direction, and Z direction). ) Can be obtained.

図7において、上述した対象物体Obの空間位置情報の取得は、例えば電子部品25の一部として含まれるマイクロプロセッサ等から構成される位置情報取得部251bによって行われる。   In FIG. 7, the above-described acquisition of the spatial position information of the target object Ob is performed by a position information acquisition unit 251 b configured by, for example, a microprocessor included as a part of the electronic component 25.

次に、本実施形態に係る位置検出装置の構成について、図7及び図8を参照して説明を加える。   Next, the configuration of the position detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図8は、本実施形態における4つの位置検出用光源の配置を説明するための模式図である。   FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the four position detection light sources in the present embodiment.

図7及び図8において、本実施形態では特に、第3の位置検出用光源12bCは、第1の位置検出用光源12bA及び第2の位置検出用光源12bBを通る直線920からずれた位置に配置され(言い換えれば、3つの位置検出用光源12bA、12bB及び12bCは、一直線上にないように配置され)、且つ、第4の位置検出用光源12bDは、第1の位置検出用光源12bA、第2の位置検出用光源12bB及び第3の位置検出用光源12bCを通る平面950から、この平面950の法線方向N1に距離d1だけ、ずれた位置に配置されている。言い換えれば、4つの位置検出用光源12bA、12bB、12bC及び12bDは、いずれの3つの位置検出用光源も一直線上にないように配置されている。よって、検出空間10S内における対象物体Obの位置を確実に検出することができる。   7 and 8, particularly in the present embodiment, the third position detection light source 12bC is disposed at a position shifted from a straight line 920 passing through the first position detection light source 12bA and the second position detection light source 12bB. (In other words, the three position detection light sources 12bA, 12bB, and 12bC are arranged so as not to be in a straight line), and the fourth position detection light source 12bD includes the first position detection light source 12bA, the first The second position detection light source 12bB and the third position detection light source 12bC are arranged at a position shifted by a distance d1 in the normal direction N1 of the plane 950. In other words, the four position detection light sources 12bA, 12bB, 12bC, and 12bD are arranged such that none of the three position detection light sources is on a straight line. Therefore, the position of the target object Ob in the detection space 10S can be reliably detected.

即ち、第4の位置検出用光源12bDが、一直線上にない第1の位置検出用光源12bA、第2の位置検出用光源12bB及び第3の位置検出用光源12bCを通る面950からずれた位置に配置されているが故に、上述したように、検出空間10Sにおける対象物体Obの位置座標を取得できる。つまり、光検出器15bによって検出された第1の位置検出光L3a及び第3の位置検出光L3cについての検出値と、第1の位置検出光L3aが第1の位置検出用光源12bAから対象物体Obまで伝搬する距離及び第3の位置検出光L3cが第3の位置検出用光源12bCから対象物体まで伝搬する距離とに基づいて、第1の位置検出用光源12bAから第3の位置検出用光源12bCへ向かう方向に沿った第1の方向(例えば図中X方向)における位置情報(言い換えれば、第1の方向における座標)を取得することができる。更に、光検出器15bによって検出された第2の位置検出光L3b及び第3の位置検出光L3cについての検出値と、第2の位置検出光L3bが第2の位置検出用光源12bBから対象物体Obまで伝搬する距離及び第3の位置検出光L3cが第3の位置検出用光源12bCから対象物体Obまで伝搬する距離とに基づいて、第2の位置検出用光源12bBから第3の位置検出用光源12bCへ向かう方向に沿った第2の方向(例えば図中Y方向)における位置情報(言い換えれば、第1の方向に交差する第2の方向における座標)を取得することができる。加えて、光検出器15bによって検出された第3の位置検出光L3c及び第4の位置検出光L3dについての検出値と、第3の位置検出光L3cが第3の位置検出用光源12bCから対象物体Obまで伝搬する距離及び第4の位置検出光L3dが第4の位置検出用光源12bDから対象物体Obまで伝搬する距離とに基づいて、第3の位置検出用光源12bCから第4の位置検出用光源12bDへ向かう方向に沿った第3の方向(例えば図中Z方向)における位置情報(言い換えれば、第1及び第2の方向に交差する第3の方向における座標)を取得することができる。   That is, the position where the fourth position detection light source 12bD is shifted from the plane 950 passing through the first position detection light source 12bA, the second position detection light source 12bB, and the third position detection light source 12bC which are not in a straight line. Therefore, as described above, the position coordinates of the target object Ob in the detection space 10S can be acquired. That is, the detection values for the first position detection light L3a and the third position detection light L3c detected by the light detector 15b and the first position detection light L3a from the first position detection light source 12bA are the target object. Based on the distance propagating to Ob and the distance by which the third position detection light L3c propagates from the third position detection light source 12bC to the target object, the first position detection light source 12bA to the third position detection light source. Position information (in other words, coordinates in the first direction) in the first direction (for example, the X direction in the figure) along the direction toward 12bC can be acquired. Further, the detection values of the second position detection light L3b and the third position detection light L3c detected by the light detector 15b, and the second position detection light L3b are transmitted from the second position detection light source 12bB to the target object. Based on the distance propagating to Ob and the distance by which the third position detection light L3c propagates from the third position detection light source 12bC to the target object Ob, the second position detection light source 12bB to the third position detection light. Position information (in other words, coordinates in the second direction intersecting the first direction) in the second direction (for example, the Y direction in the drawing) along the direction toward the light source 12bC can be acquired. In addition, the detection values for the third position detection light L3c and the fourth position detection light L3d detected by the light detector 15b and the third position detection light L3c are the targets from the third position detection light source 12bC. Based on the distance propagating to the object Ob and the distance by which the fourth position detection light L3d propagates from the fourth position detection light source 12bD to the target object Ob, the fourth position detection from the third position detection light source 12bC. Position information (in other words, coordinates in the third direction intersecting the first and second directions) in a third direction (for example, the Z direction in the figure) along the direction toward the light source 12bD can be acquired. .

このように、本実施形態では特に、4つの位置検出用光源12bA、12bB、12bC及び12bDから位置検出光L3a、L3b、L3c及びL3dを検出空間10Sに対して出射させ、対象物体Obによって反射された光を光検出器15bによって検出するという簡易な構成を有している。よって、仮に、検出空間10Sの周辺に、分解能に対応する多数の光源及び光検出器或いは光スイッチや導光構造などを配列させる場合と比較して、光源、光検出器等の数が少なく、消費電力を低減できる。更に、低コストで製造することも可能となる。   Thus, in the present embodiment, in particular, the position detection lights L3a, L3b, L3c, and L3d are emitted from the four position detection light sources 12bA, 12bB, 12bC, and 12bD to the detection space 10S and reflected by the target object Ob. It has a simple configuration in which the detected light is detected by the photodetector 15b. Therefore, the number of light sources, photodetectors, etc. is small compared to the case where a large number of light sources and photodetectors or optical switches or light guide structures corresponding to the resolution are arranged around the detection space 10S. Power consumption can be reduced. Further, it can be manufactured at a low cost.

更に、図7において、本実施形態では特に、4つの位置検出用光源12bA、12bB、12bC及び12bDは、第1基板21の法線方向(即ち、図中Z方向)から見て基板張出部21tに重なるように配置されている。よって、表示領域20Rの外側に広がる、表示領域20Rの周囲を取り囲む額縁領域を縮小することができ、液晶装置200の小型化を図ることも可能となる。   Further, in FIG. 7, particularly in the present embodiment, the four position detection light sources 12bA, 12bB, 12bC, and 12bD are substrate overhang portions as viewed from the normal direction of the first substrate 21 (that is, the Z direction in the drawing). It is arranged so as to overlap 21t. Therefore, the frame area surrounding the display area 20R extending outside the display area 20R can be reduced, and the liquid crystal device 200 can be downsized.

<電子機器>
次に、上述した実施形態に係る液晶装置を適用可能な電子機器の具体例について、図9を参照して説明する。
<Electronic equipment>
Next, a specific example of an electronic apparatus to which the liquid crystal device according to the above-described embodiment can be applied will be described with reference to FIG.

ここでは、上述した実施形態に係る位置検出装置を備えた液晶装置を、車載用のカーナビゲーションシステムの表示部に適用した例について説明する。図9は、カーナビゲーションシステムの構成を示す斜視図である。   Here, an example in which the liquid crystal device including the position detection device according to the above-described embodiment is applied to a display unit of an in-vehicle car navigation system will be described. FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of the car navigation system.

図9に示すように、カーナビゲーションシステム1200は、本体1210と、この本体1210に接続された表示部1220とを備えている。本体1210には、操作ボタン等を配設した操作面1211が設けられると共に、DVD等の記録媒体の導入口1212が設けられている。表示部1220の内部には、上述した実施形態に係る液晶装置100が格納されており液晶装置100の表示領域20Rに形成される画像、即ち、ナビゲーション画像の表示が表示部1220の表示画面1220aにて視認されるように構成されている。また、表示画面1220a上に例えば指やタッチペン等の対象物体を配置することで、上述した位置検出光L2a〜L2dが反射され、光検出器15によって検出されることにより、表示画面1220a上の対象物体Obの位置情報を入力することができるように構成されている。   As shown in FIG. 9, the car navigation system 1200 includes a main body 1210 and a display unit 1220 connected to the main body 1210. The main body 1210 is provided with an operation surface 1211 provided with operation buttons and the like, and an inlet 1212 for a recording medium such as a DVD. The display unit 1220 stores the liquid crystal device 100 according to the above-described embodiment, and an image formed in the display area 20R of the liquid crystal device 100, that is, a display of a navigation image, is displayed on the display screen 1220a of the display unit 1220. It is comprised so that it may be visually recognized. In addition, by arranging a target object such as a finger or a touch pen on the display screen 1220a, the position detection lights L2a to L2d described above are reflected and detected by the photodetector 15, so that the target on the display screen 1220a is detected. The position information of the object Ob can be input.

尚、図9を参照して説明した電子機器の他にも、可搬型のパーソナルコンピュータ、携帯電話、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。   In addition to the electronic device described with reference to FIG. 9, a portable personal computer, a mobile phone, a television, a viewfinder type, a monitor direct view type video tape recorder, a pager, an electronic notebook, a calculator, a word processor, a work A station, a video phone, a POS terminal, etc. are mentioned. Needless to say, the present invention can be applied to these various electronic devices.

また本発明は、上述の実施形態で説明した液晶装置以外にも、シリコン基板上に素子を形成する反射型液晶装置(LCOS)、プラズマディスプレイ(PDP)、電界放出型ディスプレイ(FED、SED)、有機ELディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、電気泳動装置等にも適用可能である。   In addition to the liquid crystal device described in the above embodiment, the present invention also includes a reflective liquid crystal device (LCOS) in which elements are formed on a silicon substrate, a plasma display (PDP), a field emission display (FED, SED), The present invention can also be applied to an organic EL display, a digital micromirror device (DMD), an electrophoresis apparatus, and the like.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う位置検出装置、電気光学装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within a scope not departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a position detection device with such a change. Electro-optical devices and electronic devices are also included in the technical scope of the present invention.

10、10b…位置検出ユニット、10R…検出平面範囲、10S…検出空間、12A、12B、12C…位置検出用光源、12bA、12bB、12bC、12bD…位置検出用光源、13…導光板、15、15b…光検出器、20…液晶パネル、20R…表示領域、100、200…液晶装置、251、251b…位置情報取得部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10b ... Position detection unit, 10R ... Detection plane range, 10S ... Detection space, 12A, 12B, 12C ... Light source for position detection, 12bA, 12bB, 12bC, 12bD ... Light source for position detection, 13 ... Light guide plate, 15, 15b: photodetector, 20 ... liquid crystal panel, 20R ... display area, 100, 200 ... liquid crystal device, 251, 251b ... position information acquisition unit

Claims (10)

検出平面範囲内における対象物体の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出平面範囲に対して第1の位置検出光を出射する第1の位置検出用光源と、
前記検出平面範囲の法線方向から見て、前記第1の位置検出用光源とは異なる位置に配置され、前記検出平面範囲に対して第2の位置検出光を出射する第2の位置検出用光源と、
前記検出平面範囲の法線方向から見て、前記第1及び第2の位置検出用光源を通る直線からずれた位置に配置され、前記検出平面範囲に対して第3の位置検出光を出射する第3の位置検出用光源と、
前記第1、第2及び第3の3つの位置検出光が前記検出平面範囲内で前記対象物体によって反射された光を検出する光検出器と、
前記光検出器によって検出される3つの検出値に基づいて前記対象物体の平面位置情報を取得する第1の位置情報取得手段と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
A position detection device for detecting the position of a target object within a detection plane range,
A first position detection light source that emits first position detection light with respect to the detection plane range;
A second position detection light is disposed at a position different from the first position detection light source when viewed from the normal direction of the detection plane range, and emits a second position detection light to the detection plane range. A light source;
As viewed from the normal direction of the detection plane range, the third position detection light is emitted to the detection plane range, arranged at a position shifted from a straight line passing through the first and second position detection light sources. A third position detection light source;
A photodetector that detects light reflected by the target object within the detection plane range, the first, second, and third position detection lights;
First position information acquisition means for acquiring plane position information of the target object based on three detection values detected by the photodetector;
A position detection device comprising:
前記第1、第2及び第3の位置検出光を、前記第1、第2及び第3の位置検出用光源から前記検出平面範囲へ導く矩形状の導光板を備え、
前記第1、第2及び第3の位置検出用光源は、前記導光板の4つの辺のうち互いに隣接する2つの辺、及び該2つの辺間に位置する角部のいずれかに隣接して配置される
こと特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
A rectangular light guide plate that guides the first, second, and third position detection light beams from the first, second, and third position detection light sources to the detection plane range;
The first, second and third light sources for position detection are adjacent to one of two sides adjacent to each other among the four sides of the light guide plate and a corner located between the two sides. The position detection device according to claim 1, wherein the position detection device is arranged.
前記光検出器は、前記検出平面範囲の法線方向から見て、前記導光板の4つの辺のうち、前記第1、第2及び第3の位置検出用光源のうち少なくとも一の位置検出用光源が隣接して配置された辺に隣接して配置されること特徴とすることを特徴とする請求項2に記載の位置検出装置。   The light detector is for detecting the position of at least one of the first, second and third light sources for position detection among the four sides of the light guide plate when viewed from the normal direction of the detection plane range. The position detection device according to claim 2, wherein the light source is disposed adjacent to a side disposed adjacent to the light source. 検出空間内における対象物体の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出空間に対して第1の位置検出光を出射する第1の位置検出用光源と、
前記第1の位置検出用光源とは異なる位置に配置され、前記検出空間に対して第2の位置検出光を出射する第2の位置検出用光源と、
前記第1及び第2の位置検出用光源を通る直線からずれた位置に配置され、前記検出空間に対して第3の位置検出光を出射する第3の位置検出用光源と、
前記第1、第2及び第3の位置検出用光源を通る平面からずれた位置に配置され、前記検出空間に対して第4の位置検出光を出射する第4の位置検出用光源と、
前記第1、第2、第3及び第4の位置検出光が前記検出空間内で前記対象物体によって反射された光を検出する光検出器と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
A position detection device for detecting the position of a target object in a detection space,
A first position detection light source for emitting a first position detection light to the detection space;
A second position detection light source arranged at a position different from the first position detection light source and emitting a second position detection light to the detection space;
A third position detection light source arranged at a position deviated from a straight line passing through the first and second position detection light sources and emitting a third position detection light to the detection space;
A fourth position detection light source arranged at a position shifted from a plane passing through the first, second and third position detection light sources and emitting a fourth position detection light to the detection space;
A photodetector for detecting the light reflected by the target object in the detection space, the first, second, third and fourth position detection lights;
A position detection device comprising:
前記光検出器によって検出される検出値に基づいて前記対象物体の空間位置情報を取得する第2の位置情報取得手段を備えることを特徴とする請求項4に記載の位置検出装置。   The position detection apparatus according to claim 4, further comprising a second position information acquisition unit configured to acquire spatial position information of the target object based on a detection value detected by the photodetector. 請求項1から3のいずれか一項に記載の位置検出装置と、
前記検出平面範囲に少なくとも部分的に重なる表示領域を有する電気光学パネルと、
を備えることを特徴とする電気光学装置。
The position detection device according to any one of claims 1 to 3,
An electro-optic panel having a display area at least partially overlapping the detection plane range;
An electro-optical device comprising:
前記電気光学パネルは、一対の第1及び第2基板が互いに貼り合わされてなり、
前記第1基板は、当該第1基板の少なくとも一辺において前記第2基板より張り出した張出部を有し、
前記第1、第2及び第3の位置検出用光源は、前記第1基板の法線方向から見て前記張出部に重なるように配置される
ことを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置。
The electro-optical panel is formed by bonding a pair of first and second substrates to each other.
The first substrate has a protruding portion that protrudes from the second substrate on at least one side of the first substrate;
The electricity according to claim 6, wherein the first, second, and third light sources for position detection are arranged so as to overlap the overhanging portion when viewed from the normal direction of the first substrate. Optical device.
請求項4又は5に記載の位置検出装置と、
前記検出空間に少なくとも部分的に重なる表示領域を有する電気光学パネルと、
を備えることを特徴とする電気光学装置。
The position detection device according to claim 4 or 5,
An electro-optic panel having a display area at least partially overlapping the detection space;
An electro-optical device comprising:
前記電気光学パネルは、一対の第1及び第2基板が互いに貼り合わされてなり、
前記第1基板は、当該第1基板の少なくとも一辺において前記第2基板より張り出した張出部を有し、
前記第1、第2、第3及び第4の位置検出用光源は、前記第1基板の法線方向から見て前記張出部に重なるように配置される
ことを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置。
The electro-optical panel is formed by bonding a pair of first and second substrates to each other.
The first substrate has a protruding portion that protrudes from the second substrate on at least one side of the first substrate;
The first, second, third, and fourth light sources for position detection are arranged so as to overlap the overhanging portion when viewed from the normal direction of the first substrate. The electro-optical device described.
請求項6から9のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 6.
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