JP2010231503A - 位置検出装置及び電気光学装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光学式位置検出手段を低コストかつ低消費電力で構成する。
【解決手段】本発明の位置検出装置は、導光板１３と、複数の位置検出用光源１２Ａｎ、
１２Ｂｎと、光検出器１５と、複数の位置検出用光源の配列方向の一方側に向けて複数の
位置検出用光源の放出光量を漸減させ、前記光出射面から出射する位置検出光の出射光量
が前記配列方向の一方側に傾斜した第１の光出射分布をなす第１の駆動態様と、配列方向
の一方側とは逆の他方側に向けて複数の位置検出用光源の放出光量を漸減させ、前記光出
射面から出射する位置検出光の出射光量が前記配列方向の他方側に傾斜した第２の光出射
分布をなす第２の駆動態様とを切り替える光源制御手段と、第１の光出射分布及び第２の
光出射分布にそれぞれ起因する光検出器の出力成分に基づいて検出対象物の配列方向に沿
った位置情報を導出する位置情報導出手段と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は位置検出装置及び電気光学装置に係り、特に、光学的に検出された値に基づい
て検出対象物の位置情報を取得する装置の構成に関する。
一般に、液晶表示体などの電気光学装置を備えた表示機器には、表示画面を視認可能と
するために、或いは、その視認性を高めるために、バックライト等の照明装置が用いられ
る場合がある。また、上記表示機器には、表示画面にタッチパネル等の指示位置検出手段
が設けられる場合もあり、この場合には、表示画面の特定箇所をペンや指などで指示する
ことで、当該指示位置が検出され、情報処理装置等に入力される。
上記のタッチパネル等の指示位置検出手段（位置座標入力手段）としては、表示画面へ
の接触状態を機械的・電気的に検出するための静電容量式若しくは抵抗膜式等のタッチパ
ネルが知られている他、例えば、表示画面に沿って多数の赤外線を縦横に走らせるととも
にこれらの赤外線を検出する光検出器を対応して設けることで、これらの赤外線を指等で
遮断したときに当該指等の位置座標を検出可能とした光学式タッチパネルが知られている
。一般に光学式タッチパネルといっても種々のものが知られているが、例えば、以下の特
許文献１及び２に記載されているものがある。
特開２００４−２９５６４４号公報 特開２００４−３０３１７２号公報
しかしながら、前述の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
る必要があるので、光学素子の数が多くなるために高い製造コストを負担しなければなら
ず、また、消費電力が増大するという問題点がある。
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、光学式位置検出手段を低コストか
つ低消費電力となるように構成できる位置検出装置及び電気光学装置（表示装置）を実現
することにある。
斯かる実情に鑑み、本発明の位置検出装置は、光入射面から入射した光を内部で伝播さ
せ前記光入射面と交差する光出射面から出射するように構成された導光板と、前記光入射
面に沿って配列され、前記光入射面に向けて位置検出光を放出する複数の位置検出用光源
と、前記光出射面から出射された前記位置検出光の検出物体による反射光を検出する光検
出器と、前記複数の位置検出用光源の配列方向の一方側に向けて前記複数の位置検出用光
源の放出光量を漸減させ、前記光出射面から出射する位置検出光の出射光量が前記配列方
向の一方側に傾斜した第１の光出射分布をなす第１の駆動態様と、前記配列方向の前記一
方側とは逆の他方側に向けて前記複数の位置検出用光源の放出光量を漸減させ、前記光出
射面から出射する位置検出光の出射光量が前記配列方向の他方側に傾斜した第２の光出射
分布をなす第２の駆動態様とを切り替える光源制御手段と、前記第１の光出射分布及び前
記第２の光出射分布にそれぞれ起因する前記光検出器の出力成分に基づいて前記検出対象
物の前記配列方向に沿った位置情報を導出する位置情報導出手段と、を具備することを特
徴とする。
本発明によれば、光源制御手段が複数の位置検出用光源を制御することで、導光板の光
出射面から出射する位置検出光の光量分布として、導光板の光入射面に沿った複数の位置
検出用光源の配列方向の一方側と他方側に傾斜した第１の光出射分布と第２の光出射分布
が形成され、両光出射分布の形成時における検出対象物による反射光の少なくとも一部が
それぞれ光検出器で検出され、その検出された光量に対応する値が出力される。そして、
この光検出器の出力は、上記両光出射分布に存在する配列方向に沿った出射光量の傾斜に
よって検出対象物の配列方向の位置に応じて変化する。したがって、両光出射分布にそれ
ぞれ起因する光検出器の出力成分に基づいて検出対象物の配列方向の位置情報を求めるこ
とが可能になる。特に、第１の光出射分布と第２の光出射分布の双方に基づく検出対象物
の反射光を光検出器によって検出し、その双方にそれぞれ起因する出力成分に基づいて検
出対象物の配列方向の位置情報を求めることにより、外光や出射光量や反射光量のレベル
変動に影響されにくくなるため、当該位置情報の精度や再現性を高めることができる。
本発明では、上記のように導光板の光入射面に位置検出光を放出する複数の位置検出用
光源を配列し、これらを光源制御手段により駆動して相互に逆側に傾斜した第１の光出射
分布及び第２の光出射分布を形成し、両光出射分布の検出対象物による反射光を光検出器
によって検出するようにしたので、位置検出用光源及び光検出器を分解能に対応する数だ
け用意する必要がないため、素子数を抑制できるとともに消費電力も低減できることから
、光学式位置検出を低コストかつ低消費電力となるように構成することができる。
ここで、両光出射分布にそれぞれ起因する光検出器の出力成分に基づいた検出対象物の
位置情報の導出方法は特に限定されないが、両光出射分布にそれぞれ起因する光検出器の
出力成分の比や差を用いて直接に位置情報を取得する方法だけでなく、両光出射分布にそ
れぞれ起因する光検出器の出力成分同士が相互に一致するように一方の光出射分布のレベ
ルを増減させたときの、当該レベルの増減量に基づいて検出対象物の位置情報を導出する
場合なども含まれる。
本発明の一の態様においては、前記光源制御手段は前記第１の光出射分布と前記第２の
光出射分布とを交互に形成する。これによって、第１の光出射分布に基づく光検出器によ
る反射光の検出と、第２の光出射分布に基づく光検出器による反射光の検出とを順次に行
うことができるので、両検出を時間的に近接して実施することができる。特に、第１の光
出射分布を形成するための位置検出用光源の駆動と、第２の光出射分布を形成するための
位置検出用光源の駆動とを所定の駆動周期に基づいて逆相で実施するようにすることで、
光検出器の検出信号の位相解析により、両光出射分布にそれぞれ起因する出力成分を容易
に弁別することが可能になる。
本発明の他の態様においては、前記導光板には前記光出射面を挟んで相互に対向する二
つの前記光入射面が設けられ、前記複数の位置検出用光源は前記二つの光入射面に沿って
それぞれ配列され、前記光源制御手段は、前記二つの光入射面に沿って配列された前記位
置検出用光源の放出光量を同時に前記配列方向の同じ側に向けて漸減させることで、前記
第１の光出射分布及び前記第２の光出射分布をそれぞれ形成する。この場合には、上記配
列方向と交差する方向の位置検出光の光出射分布を平坦化することができるので、検出対
象物の配列方向の位置情報をより正確に得ることが可能になる。
この場合に、前記光源制御手段は、前記二つの光入射面に沿ってそれぞれ配列された二
組の前記複数の位置検出用光源を交互に駆動することで、前記配列方向と交差する方向の
一方側に傾斜した第３の光出射分布と、前記配列方向と交差する方向の前記一方側とは逆
の他方側に傾斜した第４の光出射分布とを交互に形成し、前記位置情報導出手段は、前記
第３の光出射分布及び前記第４の光出射分布にそれぞれ起因する前記光検出器の出力成分
に基づいて前記検出対象物の前記配列方向と交差する方向に沿った位置情報を導出するこ
とが好ましい。これによれば、同じ位置検出用光源を用いることで、位置検出用光源の配
列方向に沿った検出対象物の位置情報と、この配列方向と交差する方向に沿った検出対象
物の位置情報とをそれぞれ取得することが可能になる。すなわち、検出対象物の平面位置
情報の取得が実現可能となる。
なお、前記光源制御手段は、前記複数の位置検出用光源のうち前記配列方向に分散配置
された複数の第１群の前記位置検出用光源により前記第１の光出射分布を形成し、前記複
数の位置検出用光源のうち前記配列方向に分散配置され、前記第１群の位置検出用光源と
は異なる複数の第２群の前記位置検出用光源により前記第２の光出射分布を形成する場合
がある。また、前記光源制御手段は、前記複数の位置検出用光源を全て用いることにより
前記第１の光強度分布と前記第２の光強度分布をそれぞれ形成する場合もある。前者の場
合には、第１の光出射分布と第２の光出射分布が互いに異なる位置検出用光源を用いて形
成されるので、光源の制御が容易になる。後者の場合には、全ての位置検出用光源を用い
て両光出射分布をそれぞれ形成できるので、両光出射分布の傾斜態様をより精密に実現す
ることが可能になる。
次に、本発明の電気光学装置は、光入射面から入射した光を内部で伝播させ前記光入射
面と交差する光出射面から出射するように構成された導光板と、前記光入射面に沿って配
列され、前記光入射面に向けて位置検出光を放出する複数の位置検出用光源と、前記光出
射面から出射された前記位置検出光の検出対象物による反射光の少なくとも一部を検出す
る光検出器と、前記複数の位置検出用光源の配列方向の一方側に向けて前記複数の位置検
出用光源の放出光量を漸減させ、前記光出射面から出射する位置検出光の出射光量が前記
配列方向の一方側に傾斜した第１の光出射分布をなす第１の駆動態様と、前記配列方向の
前記一方側とは逆の他方側に向けて前記複数の位置検出用光源の放出光量を漸減させ、前
記光出射面から出射する位置検出光の出射光量が前記配列方向の他方側に傾斜した第２の
光出射分布をなす第２の駆動態様とを切り替える光源制御手段と、前記第１の光出射分布
及び前記第２の光出射分布にそれぞれ起因する前記光検出器の出力成分に基づいて前記検
出対象物の前記配列方向に沿った位置情報を導出する前記位置情報導出手段と、前記導光
板の前記光出射面と平面的に重なるように配置された表示領域を有する電気光学パネルと
、を具備することを特徴とする。
本発明の一の態様においては、前記表示領域は前記導光板に対し前記光出射面の光出射
側に配置され、前記導光板の前記光入射面に向けて照明光を放出する複数の照明用光源を
さらに具備し、該複数の照明用光源は前記複数の位置検出用光源とともに前記光入射面に
沿って分散して配置される。これによれば、複数の照明用光源が光入射面に沿って分散し
て配置されることで、光出射面からは照明光も並行して出射されるため、導光板の光出射
側に配置された電気光学装置の表示領域を照明することができる。したがって、共通の導
光板を用いて位置検出機能と照明機能の双方を実現できることから、電気光学装置の小型
化や部品点数の低減を図ることができる。
この場合において、前記導光板は前記光入射面が設けられる複数の辺を有する平面形状
を備え、前記位置検出光が入射する前記光入射面と前記照明光が入射する前記光入射面と
が相互に異なる辺に設けられる。この場合には、共通の導光板を用いて位置検出機能と照
明機能の双方を実現できることから、電気光学装置の小型化や部品点数の低減を図ること
ができる点は上記一の態様と同様であるが、位置検出光が入射する光入射面と、照明光が
入射する光入射面とが導光板の異なる辺に設けられることから、位置検出用光源と照明用
光源のそれぞれを、それぞれに要求される配光特性に合わせてより自由に配置することが
可能になる。特に、導光板の平面形状が矩形状である場合には、複数の位置検出用光源が
配列される光入射面と、複数の照明用光源が配列される光入射面とが相互に隣接する辺に
それぞれ設けられることが好ましい。この場合には照明光と位置検出光とが導光板内を異
なる方向に伝搬するので、導光板の照明光と位置検出光に対する導光特性を別々に設計す
ることが可能になる。特に、後述するように、複数の位置検出用光源が短辺に沿って配列
され、複数の照明用光源が長辺に沿って配列されることが望ましい。
本発明の他の態様においては、前記表示領域は前記導光板に対し前記光出射面の光出射
側に配置され、前記導光板の前記光出射面とは反対側の面に向けて照明光を放出する複数
の前記照明用光源をさらに具備し、該複数の照明用光源は前記光出射面と平面的に重なる
領域に分散して配置される。これによれば、いわゆる直下型の照明構造が設けられること
となり、光出射面と平面的に重なる領域に分散して配置される照明用光源から放出された
照明光が導光板を通過して電気光学パネルの表示領域に照射される。
本発明によれば、光学式位置検出手段を低コストかつ低消費電力となるように構成でき
る位置検出装置及び電気光学装置（表示装置）を実現することができるという優れた効果
を奏し得る。
第１実施形態の位置検出装置及び電気光学装置の概略構成を模式的に示す概略断面図。 第１実施形態の導光板、位置検出用光源及び照明用光源の配置を示す概略背面図。 第１実施形態の第３光出射分布及び第４光出射分布を示す説明図。 第１実施形態の第３光出射分布を形成するための位置検出用光源の発光態様を示す背面図（ａ）及び第４光出射分布を形成するための位置検出用光源の発光態様を示す背面図（ｂ）。 第１実施形態の第１光出射分布及び第２光出射分布を示す説明図。 第１実施形態の第１光出射分布を形成するための位置検出用光源の発光態様を示す背面図（ａ）及び第２光出射分布を形成するための位置検出用光源の発光態様を示す背面図（ｂ）。 第１実施形態の第１実施形態の第１光出射分布を形成するための位置検出用光源の別の発光態様を示す背面図（ａ）及び第２光出射分布を形成するための位置検出用光源の別の発光態様を示す背面図（ｂ）。 第２実施形態の照明用導光板、位置検出用導光板、位置検出用光源及び照明用光源の配置を示す概略背面図。 第３実施形態の位置検出装置及び電気光学装置の概略構成を模式的に示す概略断面図。 第３実施形態の照明用導光板及び位置検出用導光板、位置検出用光源、並びに、照明用光源の配置を示す概略背面図。 第４実施形態の位置検出装置及び電気光学装置の概略構成を模式的に示す概略断面図。 第５実施形態の位置検出装置及び電気光学装置の概略構成を模式的に示す概略断面図。 各実施形態の位置検出用光源の発光態様及び光検出器の検出態様を示すタイミングチャート。 各実施形態の複数の位置検出用光源の配列に沿った二つの発光態様を示すグラフ（ａ）及び（ｂ）。 各実施形態の位置情報の検出原理を示す概略構成ブロック図。 各実施形態の複数の位置検出用光源の駆動構成を示す概略構成ブロック図。
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
[第１実施形態]
図１は本発明に係る第１実施形態の照明装置及び電気光学装置（位置検出装置）の構成
を模式的に示す概略断面図、図２は照明装置の光源及び導光板を背面側から見た様子を模
式的に示す背面図である。
本実施形態の照明装置１０は、照明光Ｌ１を放出する照明用光源１１と、位置検出光Ｌ
２ａ、Ｌ２ｂを放出する位置検出用光源１２Ａ１、１２Ａ２、１２Ａ３、１２Ａ４（以下
、これらをまとめて単に位置検出用光源１２Ａｎ（ｎ＝１，・・・ｋ；ｋは２以上の自然
数）という。）、１２Ｂ１、１２Ｂ２、１２Ｂ３、１２Ｂ４（以下、これらをまとめて単
に位置検出用光源１２Ｂｎ（ｎ＝１，・・・ｋ；ｋは２以上の自然数）という。）と、こ
れらの照明光Ｌ１及び位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが入射する導光板１３と、導光板１３の
背後に配置される反射板１４と、上記位置検出光の出射側に配置された光検出器１５とを
備え、照明装置１０とで位置検出装置を形成している。また、導光板１３はアクリル樹脂
やポリカーボネート樹脂等の透明導光体からなる。導光板１３は、一方の辺の端面である
第１の光入射面１３ａａと、この光入射面１３ａａと対向する他方の辺の端面である第２
の光入射面１３ａｂと、光入射面１３ａａと１３ａｂとの間の辺の端面１３ａｃ，１３ａ
ｄと、これらの各端面と隣接するとともに交差（図示例では直交）する光出射面１３ｂと
、この光出射面１３ｂの反対側の背面１３ｄとを有する。さらに、導光板１３の光出射側
には、必要に応じて、照明光の均一化を図るための光拡散板、照明光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１６が適宜に配置される。
上記照明装置１０の光出射側には、透過型の液晶表示体等よりなる電気光学パネル２０
が配置される。この電気光学パネル２０は、たとえば、透明な基板２１と２２をシール材
２３で貼り合わせ、基板間に液晶２４を配置してなり、この液晶２４の配向状態を図示し
ない電極によりそれぞれ制御可能に構成した複数の画素を備えている。なお、必要に応じ
て基板２１及び２２の外面側には偏光板（図示せず）が配置される。各画素は、半導体Ｉ
Ｃチップ等よりなる駆動回路２５が出力する駆動信号によって駆動され、画素ごとに所定
の透過状態となるように制御される。
電気光学パネル２０の導光板１３とは反対側には光透過性を有する表装板３０が配置さ
れ、この表装板３０の外面（電気光学パネル２０とは反対側の面）上に光検出器１５が配
置される。この光検出器１５はフォトダイオード等の受光素子であり、上記位置検出光の
強度を検出可能となるように構成される。例えば、後述するように位置検出光が赤外線で
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。なお、光検出器１
５は少なくとも一つ設けられていれば良いが、複数設けても構わない。また、図示例のよ
うに表層板３０上などの最表面上に配置する場合に限定されず、例えば、電気光学パネル
２０の内部に光検出器１５′を設けてもよい。要は、光検出器は、後述する検出対象物Ｏ
ｂからの位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの反射光の少なくとも一部を検出できる構成で設置さ
れていればよい。
照明用光源１１は例えばＬＥＤ（発光ダイオード）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明光Ｌ１を放出する。図２に
示すように、複数の照明用光源１１が導光板１３の光出射面１３ｂを挟んで相互に対向す
る二つの光入射面１３ａａ、１３ａｂに沿ってそれぞれ配列される。
位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎは、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）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Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを放出する。位置検出光は特に限定されないが、後述する信号処
理等によって上記照明光Ｌ１や外光と区別して検出可能なものが好ましく、上記照明光Ｌ
１とは波長分布や発光態様が異なることが好ましい。また、本発明の検出対象物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。例えば検出対象物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）である
ことが望ましい。位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎは本質的にそれぞれ複数設けられ、
相互に異なる位置から位置検出光を放出するように構成される。
図２に示すように、導光板１３は平面視矩形状に構成される。そして、その互いに対向
する辺にそれぞれ上記第１の光入射面１３ａａと第２の光入射面１３ａｂが設けられる。
第１の光入射面１３ａａにはその辺に沿って配列方向Ｆに複数の照明用光源１１と複数の
位置検出用光源１２Ａｎが配列される。そして、照明光Ｌ１及び位置検出光Ｌ２ａは第１
の光入射面１３ａａから内部に採り込まれ、その内部を反対側の第２の光入射面１３ａｂ
へ向けて伝播していく。ここで、複数の照明用光源１１と複数の位置検出用光源１２Ａｎ
はいずれもそれぞれが光入射面１３ａａに沿って分散配置される。図示例では、光入射面
１３ａａに沿って照明用光源１１と位置検出用光源１２Ａｎが交互に配列されているが、
照明用光源１１の数と位置検出用光源１２Ａｎの数とが大きく異なる場合には、数の多い
光源の複数個置きに数の少ない光源が一つといった態様で配列されていてもよい。
また、第２の光入射面１３ａｂにも、その辺に沿って配列方向Ｆに複数の照明用光源１
１と複数の位置検出用光源１２Ｂｎが配列される。そして、照明光Ｌ１及び位置検出光Ｌ
２ｂは第２の光入射面１３ａｂから内部に採り込まれ、その内部を反対側の第１の光入射
面１３ａａへ向けて伝播していく。ここで、複数の照明用光源１１と複数の位置検出用光
源１２Ｂｎはいずれもそれぞれが光入射面１３ａｂに沿って分散配置される。図示例では
、光入射面１３ａｂに沿って照明用光源１１と位置検出用光源１２Ｂｎが交互に配列され
ているが、照明用光源１１の数と位置検出用光源１２Ｂｎの数とが大きく異なる場合には
、数の多い光源の複数個置きに数の少ない光源が一つといった態様で配列されていてもよ
い。なお、光入射面１３ａａに沿った照明用光源１１及び位置検出用光源１２Ａｎの配列
態様と、光入射面１３ａｂに沿った照明用光源１１及び位置検出用光源１２Ｂｎの配列態
様とは、相互に対称に構成されることが好ましい。
本実施形態の照明装置１０では、照明用光源１１から光入射面１３ａａ、１３ａｂに向
けて放出される照明光Ｌ１は導光板１３の内部に入射し、導光板１３の内部を光出射面１
３ｂに沿って配列方向Ｆと直交する方向Ｇの一方側Ｇａ及び他方側Ｇｂへ伝搬しながら、
徐々に光出射面１３ｂから出射されていく。このように光入射面１３ａａ、１３ａｂから
入射した光が内部を伝搬しながら光出射面１３ｂから徐々に出射するように構成するため
に、導光板１３には、光出射面１３ｂ又は背面１３ｄに形成された微細な凹凸形状や印刷
層などの光散乱構造が設けられる。そして、この光散乱構造の形状分布や分布密度は、光
出射面１３ｂ内において照明光Ｌ１の輝度がほぼ均一とされる平坦な光出射分布が得られ
るように適宜に形成される。例えば、図示例の場合には光入射面１３ａａ，１３ａｂから
これらの中間点に向けて徐々に上記の光散乱構造による光の散乱度合が増大するように形
成される。
上記のように光出射面１３ｂから出射される照明光Ｌ１は、光学シート１６を透過して
電気光学パネル２０の表示領域を照明するので、当該表示領域による光変調によって所定
の画像が形成され、この画像が視認側（図１の上側）から視認できるようになる。
一方、位置検出用光源１２Ａｎから光入射面１３ａａに放出される位置検出光Ｌ２ａも
導光板１３の内部に入射し、導光板１３の内部を光出射面１３ｂに沿って配列方向Ｆと直
交する方向Ｇの一方側Ｇａに伝搬しながら、徐々に光出射面１３ｂから出射されていく。
このとき、光出射面１３ｂから出射する位置検出光Ｌ２ａの光出射分布は、第１の光入射
面１３ａａから離れるに従って出射光量が漸減し、上記直交方向Ｇの一方側Ｇａへ傾斜し
た分布となる。この光出射面１３ｂより出射される位置検出光Ｌ２ａの分布は、図３に示
す第３の光出射分布Ｄ３である。
また、位置検出用光源１２Ｂｎから光入射面１３ａｂに放出される位置検出光Ｌ２ｂも
導光板１３の内部に入射し、導光板１３の内部を光出射面１３ｂに沿って直交方向Ｇの一
方側Ｇａとは逆の他方側Ｇｂへ伝搬しながら、徐々に光出射面１３ｂから出射されていく
。このとき、光出射面１３ｂから出射する位置検出光Ｌ２ｂの光出射分布は、第２の光入
射面１３ａｂから離れるに従って出射光量が漸減し、上記直交方向Ｇの他方側Ｇｂへ傾斜
した分布となる。この光出射面１３ｂより出射される位置検出光Ｌ２ｂの分布は、図３に
示す第４の光出射分布Ｄ４である。
ここで、導光板１３は前述のように光出射面１３ｂから出射する照明光Ｌ１の光出射分
布を平坦化するために所定の光散乱構造を有しているが、この光散乱構造は、相互に対向
する二つの光出射面１３ａａ，１３ａｂからそれぞれ照明光Ｌ１が導光板１３内に入射す
ることで上記光出射分布が平坦化されるように構成されたものであるため、一方の光入射
面１３ａａ又は１３ａｂから入射する位置検出光Ｌ２ａ又はＬ２ｂのそれぞれについては
、光入射面１３ａａ又は１３ａｂから離れるに従って光出射面１３ｂから出射する光量が
漸減する。この出射光量の減少は、導光板１３の光出射面１３ｂからの光の出射による内
部伝搬光の減少だけでなく、導光板１３内の伝搬途中において位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ
そのものが減衰することによっても生ずる。ただし、照明光Ｌ１は基本的に可視光（白色
光）であるが、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが赤外光である場合、上記光散乱構造による光
の散乱率は波長によって異なる（波長が長くなるほど散乱しにくくなる）ため、通常は位
置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの上記光散乱構造による散乱度合は照明光Ｌ１よりも低い。すな
わち、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂは光出射面１３ｂから出射しにくくなり、その結果、光
入射面１３ａａ又は１３ａｂから離れる方向の出射光量の減少の程度も小さくなる。
本実施形態では、図４（ａ）に示すように光入射面１３ａａに沿って配列方向Ｆに配列
された複数の位置検出用光源１２Ａｎが点灯する（図中にＨで示す。）ことによって第３
の光出射分布Ｄ３が形成され、図４（ｂ）に示すように光入射面１３ａｂに沿って配列方
向Ｆに配列された複数の位置検出用光源１２Ｂｎが点灯する（図中にＨで示す。）ことに
よって第４の光出射分布Ｄ４が形成される。第３の光出射分布Ｄ３は直交方向Ｇの一方側
Ｇａに傾斜した分布であるため、検出対象物Ｏｂの図示のＸ方向の位置に応じて位置検出
光Ｌ２ａの反射光量が変化し、光検出器１５の出力成分も検出対象物ＯｂのＸ方向の位置
に応じて変化する。同様に、第４の光出射分布Ｄ４は直交方向Ｇの他方側Ｇｂに傾斜した
分布であるため、検出対象物Ｏｂの図示のＸ方向の位置に応じて位置検出光Ｌ２ｂの反射
光量が変化し、光検出器１５の出力成分も検出対象物Ｏｂの位置に応じて変化する。
次に、上記光検出器１５による位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの検出に基づいて検出対象物
Ｏｂの位置情報を取得する方法について説明する。この位置情報の取得方法は種々のもの
が考えられるが、例えば、その一例として、二つの位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂ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、対応する二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。
相互に対向する光入射面１３ａａ，１３ａｂに沿って配置された第１組の位置検出用光
源１２Ａｎと、第２組の位置検出用光源１２Ｂｎを用いて検出対象物ＯｂのＸ方向（直交
方向Ｇと一致する。）の位置座標を求める場合について具体的に説明する。第１組の位置
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Ｉａ、ｋａ及びＥ
ａ、第２組の位置検出用光源１２Ｂの制御量（電流量）、変換係数及び放出光量をＩｂ、
ｋ及びＥｂとすれば、以下の式（１）及び（２）が成立する。
Ｅａ＝ｋ・Ｉａ…（１）
Ｅｂ＝ｋ・Ｉｂ…（２）
また、第１組の位置検出光Ｌ２ａの減衰係数及び検出光量をｆａ及びＨａ、第２組の位
置検出光Ｌ２ｂの減衰係数及び検出光量をｆｂ及びＨｂとすれば、以下の式（３）及び（
４）が成立する。
Ｈａ＝ｆａ・Ｅａ＝ｆａ・ｋ・Ｉａ…（３）
Ｈｂ＝ｆｂ・Ｅｂ＝ｆｂ・ｋ・Ｉｂ…（４）
したがって、両位置検出光の検出光量の比であるＨａ／Ｈｂが両光出射分布Ｄ３、Ｄ４
にそれぞれ起因する光検出器１５の出力成分の比で検出できるとすれば、Ｈａ／Ｈｂ＝（
ｆａ・Ｅａ）／（ｆｂ・Ｅｂ）＝（ｆａ／ｆｂ）・（Ｉａ／Ｉｂ）となるから、放出光量
の比Ｅａ／Ｅｂ又は制御量の比Ｉａ／Ｉｂに相当する値が分かれば、減衰係数の比ｆａ／
ｆｂが以下の式（５）により判明する。
ｆａ／ｆｂ＝（Ｈａ／Ｈｂ）・（Ｉｂ／Ｉａ）…（５）
ここで、減衰係数ｆａ、ｆｂは、位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎから放出された位
置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの光量（放出光量）に対する光検出器１５によって検出された位
置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの光量（検出光量又は出力成分）の比であるから、検出対象物Ｏ
ｂのＸ座標上の位置によって図３に示す第３の光出射分布Ｄ３及び第４の光出射分布Ｄ４
の傾斜態様に応じて変化する。ここで、光出射面１３ｂ上におけるＸ座標として、光入射
面１３ａａ側の原点をｘ＝０、光入射面１３ａｂ側の最大値をｘ＝１とする相対的な座標
系を用いることとすると、減衰係数の比ｆａ／ｆｂは、検出対象物ＯｂのＸ方向の座標ｘ
に関して（１−ｘ）／ｘと正の相関を有することとなる。いずれにしても、上記の相関関
係を予め設定しておくことで、減衰係数の比ｆａ／ｆｂに基づいて、検出対象物Ｏｂの位
置情報である座標（第１組の位置検出用光源Ｌ２ａから第２組の位置検出用光源Ｌ２ｂへ
向かう方向の位置座標）ｘの値を得ることができる。
上記減衰係数の比ｆａ／ｆｂを求めるには、検出光量の比Ｈａ／Ｈｂを得るために位置
検出光Ｌ２ａとＬ２ｂとを弁別する必要がある。このような方法としては、例えば、第１
組の位置検出用光源１２Ａｎと第２組の位置検出用光源１２Ｂｎ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、検出光量の波形を位相的に
解析する方法がある。すなわち、位置検出用光源１２Ａｎ及び１２Ｂｎを制御することで
上記の第３の光出射分布Ｄ３と、第４の光出射分布Ｄ４とを交互に形成し、これに応じて
出力される光検出器１５の検出信号に基づいて一定の処理を行う。
図１３は、位置検出用光源１２Ａｎの制御信号Ｓ１及び位置検出用光源１２Ｂｎの制御
信号Ｓ２と、光検出器１５の検出信号Ｅ０とを示すタイミングチャートである。上記制御
信号Ｓ１とＳ２は図示例ではそれぞれ矩形波であり、相互に逆相の信号とされ、これに応
じて位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂの発光タイミングも逆相とされる。そして、光検出器１５
の検出信号Ｅ０は、上記制御信号Ｓ１、Ｓ２に対して適宜の時間遅れｔｄを有する応答で
ある、位置検出光Ｌ２ａの検出成分（第３の光出射分布Ｄ３に起因する出力成分）Ｅ１と
、位置検出光Ｌ２ｂの検出成分Ｅ２（第４の光出射分布Ｄ４に起因する出力成分）の和に
なる。
上記の検出信号Ｅ０は制御信号Ｓ１、Ｓ２を形成するクロック信号と同期して解析され
る。この場合、検出信号Ｅ０のうち、制御信号Ｓ１の位相と対応する位相において得られ
る検出成分Ｅ１の振幅と、制御信号Ｓ２の位相と対応する位相において得られる検出成分
Ｅ２の振幅とをそれぞれ導出して上記の検出光量の比Ｈａ／Ｈｂを求めることができる。
そして、上記式（５）から減衰係数の比ｆａ／ｆｂを算出し、これに基づいて検出対象物
Ｏｂのｘ座標を求めることができる。この場合の回路構成は図１５に示されている。
図１５に示すように、クロック信号ＣＬＫに従って動作する制御部Ｓから上記制御信号
Ｓ１、Ｓ２及び駆動設定信号Ｉ１、Ｉ２を駆動部ＩＡ、ＩＢに出力し、駆動部ＩＡ、ＩＢ
がこれらの信号に基づいて位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎを電流値Ｉａ、Ｉｂにて駆
動する。光検出器１５は検出回路ＤＳにより検出信号Ｅ０を出力し、この検出信号Ｅ０は
解析部Ｐにおいて解析される。解析部Ｐは制御部Ｓから出力される同期信号Ｓ０に基づい
て検出信号Ｅ０を解析し、導出された比Ｈａ／Ｈｂ及び電流値Ｉａ、Ｉｂに基づいて最終
的に上記減衰係数の比ｆａ／ｆｂ、或いは、座標ｘに相当する出力信号Ｐｓを出力する。
ただし、検出信号Ｅ０の解析後の上記式（５）に基づいた検出対象物Ｏｂのｘ座標の算
出は上記方法に限られない。たとえば、一方の制御量Ｉａを一定値Ｉｍに固定し、検出波
形の変化が観測できなくなるように（すなわち、検出光量の比Ｈａ／Ｈｂが１となるよう
に）他方の制御量Ｉｂを制御し、このときの制御量Ｉｂ＝Ｉｍ・（ｆａ／ｆｂ）から上記
減衰係数の比ｆａ／ｆｂを導出することも可能である。この場合、上記解析部Ｐから検出
光量の比Ｈａ／Ｈｂに対応する帰還信号Ｆｓを制御部Ｓにフィードバックし、この帰還信
号Ｆｓの値に応じて制御部Ｓから出力される駆動設定信号Ｉ２を変えることで、電流値Ｉ
ｂをＨａ／Ｈｂ＝１となるように制御する。
また、両制御量の和が常に一定値Ｉｍ＝Ｉａ＋Ｉｂに保ち、Ｈａ／Ｈｂ＝１となるよう
に制御してもよい。この場合には、式（５）によりＩｂ＝Ｉｍ・ｆｂ／（ｆａ＋ｆｂ）と
なるので、ｆｂ／（ｆａ＋ｆｂ）＝αとすると、ｆａ／ｆｂ＝（１−α）／αにより、減
衰係数の比が求まる。
本実施形態の場合、上述のようにして検出対象物Ｏｂの図示Ｘ方向の位置情報は、第１
組の位置検出用光源１２Ａｎと第２組の位置検出用光源１２Ｂｎを相互に逆相で駆動する
ことで取得することができるが、検出対象物Ｏｂの平面位置を検出するには、上記Ｘ方向
と直交するＹ方向の位置情報もさらに取得する必要がある。検出対象物ＯｂのＹ方向の位
置情報は、上記複数の位置検出用光源１２Ａｎ及び１２Ｂｎの放出光量Ｅａ，Ｅｂを配列
方向Ｆに沿って単調に変化させることで、図５に示す第１の光出射分布Ｄ１及び第２の光
出射分布Ｄ２を形成し、これらの光出射分布によって得られる光検出器１５の検出信号に
基づいて取得される。ここで、図５においては、Ｙ方向の位置座標として、端面１３ａｃ
側の原点をｙ＝０とし、端面１３ａｄ側の最大値をｙ＝１とする相対座標系を導入してい
る。
本実施形態において第１の光出射分布Ｄ１及び第２の光出射分布Ｄ２を形成する態様の
一例は図６（ａ）及び（ｂ）に示される。図６（ａ）では、位置検出用光源１２Ａｎ及び
１２Ｂｎがそれぞれ６個配列されており、これらの位置検出用光源１２Ａ１〜１２Ａ６及
び１２Ｂ１〜１２Ｂ６のうち、配列方向Ｆに沿った配列中の一つ置きの第１群の位置検出
用光源１２Ａ１、１２Ａ３、１２Ａ５及び１２Ｂ１、１２Ｂ３、１２Ｂ５を配列方向Ｆの
一方側Ｆａに向けて放出光量Ｅａ、Ｅｂが漸減する（図中では放出光量の高い側から順に
Ｈ、Ｍ、Ｌと示してある。）ように駆動する。すなわち、図１４（ａ）に示すように、第
１群に属する複数の位置検出用光源１２Ａ１、１２Ａ３、１２Ａ５を、配列方向Ｆの一方
側Ｆａに向けて順次に放出光量Ｅａが小さくなる態様で発光させる。ここで、位置検出用
光源１２Ａｎの放出光量Ｅａについてのみ図示しているが、位置検出用光源１２Ｂｎの放
出光量Ｅｂについても同様である。これによって、導光板１３の光出射面１３ｂから出射
される位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの出射光量は、配列方向Ｆの一方側Ｆａに向けて漸減す
るので、Ｙ方向のマイナス側に傾斜した第１の光出射分布Ｄ１が形成される。
一方、図６（ｂ）では、位置検出用光源１２Ａ１〜１２Ａ６及び１２Ｂ１〜１２Ｂ６の
うち、配列方向Ｆに沿った配列中の上記第１群の位置検出用光源以外の第２群の位置検出
用光源１２Ａ２、１２Ａ４、１２Ａ６及び１２Ｂ２、１２Ｂ４、１２Ｂ６を配列方向Ｆの
一方側Ｆａとは逆の他方側Ｆｂに向けて放出光量Ｅａ、Ｅｂが漸減する（図中では放出光
量の高い側から順にＨ、Ｍ、Ｌと示してある。）ように駆動する。すなわち、図１４（ｂ
）に示すように、第２群に属する複数の位置検出用光源１２Ａ２、１２Ａ４、１２Ａ６を
、配列方向Ｆの他方側Ｆｂに向けて順次に放出光量Ｅａが小さくなる態様で発光させる。
ここで、位置検出用光源１２Ａｎの放出光量Ｅａについてのみ図示しているが、位置検出
用光源１２Ｂｎの放出光量Ｅｂについても同様である。これによって、導光板１３の光出
射面１３ｂから出射される位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの出射光量は、配列方向Ｆの他方側
Ｆｂに向けて漸減するので、Ｙ方向のプラス側に傾斜した第２の光出射分布Ｄ２が形成さ
れる。
そして、図１３及び図１５を参照して説明した先のＸ方向の位置情報の取得方法と同様
に、上記第１群の位置検出用光源１２Ａ１、１２Ａ３、１２Ａ５及び１２Ｂ１、１２Ｂ３
、１２Ｂ５と、上記第２群の位置検出用光源１２Ａ２、１２Ａ４、１２Ａ６及び１２Ｂ２
、１２Ｂ４、１２Ｂ６を交互に点灯させることで、第１の光出射分布Ｄ１と第２の光出射
分布Ｄ２とを交互に形成し、光検出器１５の検出信号を位相的に解析することにより、そ
れぞれの光出射分布Ｄ１、Ｄ２に基づく検出光量の比を求める。その後の処理も上記方法
と同様であり、最終的に検出対象物ＯｂのＹ方向の座標ｙを導出することができる。
検出対象物ＯｂのＹ方向の座標ｙを導出するには、上述のように第１群と第２群の複数
の位置検出用光源の放出光量Ｅａ、Ｅｂをそれぞれ配列方向Ｆの一方側Ｆａと他方側Ｆｂ
に向けて漸減させる必要があるので、図１６に示すように、位置検出用光源１２Ａｎ（ｎ
＝１〜ｋ；図４に示す場合はｋ＝６）のそれぞれ制御量である電流値Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉ
ａ３、・・・、Ｉａｋを上記駆動設定信号Ｉ１と同様の駆動設定信号Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ
１３、・・・、Ｉ１ｋに基づいて上記駆動部ＩＡと同様の駆動部ＩＡ１、ＩＡ２、ＩＡ３
、・・・、ＩＡｋによって異なる値に設定できるように構成する。また、各位置検出用光
源１２Ａｎの駆動態様は上記制御信号Ｓ１と同様の制御信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、・
・・Ｓ１ｋによって決定される。ここで、図１６では位置検出用光源１２Ａｎについての
み図示しているが、位置検出用光源１２Ｂｎについても同様であり、上記制御信号Ｓ２と
同様の制御信号及び上記駆動設定信号Ｉ２と同様の駆動設定信号によりそれぞれ制御され
る。
ここで、図１５に示す回路の駆動部ＩＡ及び位置検出用光源１２Ａｎを図１６に示す駆
動部ＩＡ１〜ＩＡｋによって複数の位置検出用光源１２Ａｎをそれぞれ別々の電流値Ｉ１
１〜Ｉ１ｋに設定することができるとともに別々の制御信号Ｓ１１〜Ｓ１ｋで駆動できる
ように構成し、駆動部ＩＢ及び位置検出用光源１２Ｂｎについても同様に構成することで
、図１５に示す回路によって本実施形態のＸ方向及びＹ方向の位置情報の導出を全て実行
できる。
この場合に、上述のＸ方向の位置情報の導出において説明した、Ｈａ／Ｈｂ＝１となる
ようにＩｂを制御する方法は、Ｙ方向の位置情報の導出においては、第２の光出射分布Ｄ
２の傾斜分布の光強度を全体的に上下にシフトさせる制御を行うことに相当する。すなわ
ち、図５に点線で示すように、検出対象物ＯｂのＹ方向の位置に応じて第２の光出射分布
Ｄ２の光強度を全体的にシフト量δだけ上下にシフトさせることで、第１の光出射分布Ｄ
１と第２の光出射分布Ｄ２の交点位置（Ｈａ／Ｈｂ＝１が成立する位置に相当する。）を
Ｙ方向に移動させることができる。したがって、Ｈａ／Ｈｂ＝１が成立するように上記シ
フト量δを変化させることで、上記交点位置が検出対象物ＯｂのＹ方向の位置と一致する
ように制御することができる。そして、このときのシフト量δに基づいて検出対象物Ｏｂ
の座標ｙを導出することができる。
図７は、第１の光出射分布Ｄ１及び第２の光出射分布Ｄ２を形成する他の方法を示す背
面図（ａ）及び（ｂ）である。この方法では、上記実施形態のように位置検出用光源を第
１群と第２群に分けるといったことを行わずに、図７に示すように、第１の光出射分布Ｄ
１と第２の光出射分布Ｄ２のそれぞれを、位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎの全てを用
いて形成している。ここで、図中では放出光量の高い側から順にＨ、ＨＭ、Ｍ、ＭＬ、Ｌ
、ＬＬと示してある。この場合には、図１４（ａ）及び（ｂ）において図示点線の部分も
含めた形で全ての位置検出用光源の放出光量を設定する。このようにすると、駆動周期内
において各位置検出用光源の輝度を切り替える必要があるために制御が複雑になるものの
、より多数の光源を用いて第１の光出射分布Ｄ１及び第２の光出射分布Ｄ２を形成するた
めに、各光出射分布の傾斜態様の均一性の向上が可能となり、位置情報の精度を高めるこ
とができるという利点がある。
以上のように、本実施形態では、検出対象物ＯｂのＸ方向の位置情報については、第１
組の位置検出用光源１２Ａｎから放出される位置検出光Ｌ２ａと第２組の位置検出用光源
１２Ｂｎから放出される位置検出光Ｌ２ｂのそれぞれが導光板１３の伝搬方向に沿って伝
搬していく方向である直交方向Ｇの一方側Ｇａと他方側Ｇｂにそれぞれ傾斜した第３の光
出射分布Ｄ３と第４の光出射分布Ｄ４を形成することによって座標ｘが導出される。一方
、Ｙ方向の位置情報については、複数の位置検出用光源１２Ａｎと１２Ｂｎの放出光量Ｅ
ａ，Ｅｂを配列方向Ｆの一方側Ｆａと他方側Ｆｂにそれぞれ順次に低減させていくことに
よって一方側Ｆａに傾斜した第１の光出射分布Ｄ１と他方側Ｆｂに傾斜した第２の光出射
分布Ｄ４を形成し、これらに基づいて得られる検出光量（出力成分）の比から座標ｙが導
出される。そして、上記の座標ｘの導出と、座標ｙの導出とを交互に行うことで上記の検
出対象物Ｏｂの平面位置を求めることができる。
本実施形態によれば、特に画素ごとに光変調状態を制御するタイプの電気光学パネル２
０を照明して表示を行いつつ、その表示画面上の検出対象物Ｏｂの位置情報を検出するこ
とができる。このとき、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを導光板１３の光入射面１３ａａ、１
３ａｂから入射させ、光入射面と交差（図示例では直交）する光出射面１３ｂから出射さ
せ、これらが検出対象物Ｏｂで反射されてなる反射光を光検出器１５で検出することで検
出対象物Ｏｂの平面位置情報を得ることができるので、従来の表示画面上に多数の光源や
光検出器、或いは、光スイッチ等を配列させる方法に比べると、位置検出用の素子数を大
幅に低減することができ、大幅な構造の簡易化、製造コストの低減、及び消費電力の低減
を図ることができる。
特に、本実施形態では、配列された複数の位置検出用光源を用いることで、傾斜した光
出射分布を厳密に形成することができるため、位置情報の精度を高めることができる。ま
た、Ｘ方向に対向配置される二組の複数の位置検出用光源１２Ａｎと１２ＢｎによってＸ
方向とＹ方向の双方の位置情報を取得することができるので、素子数の増加を抑制しつつ
位置情報の精度を向上できるという利点もある。
また、本実施形態では、相互に逆向きの傾斜を有する第１の光出射分布Ｄ１と第２の光
出射分布Ｄ２、或いは、第３の光出射分布Ｄ３と第４の光出射分布Ｄ４を用いて、それぞ
れＸ方向とＹ方向の位置情報を求めるようにしているので、外光による光検出器１５の検
出光量の絶対値レベルの変動、或いは、位置検出装置や電気光学装置の内部の光学的構造
、たとえば、導光板１３、反射板１４、光学シート１６、電気光学パネル２０、表装板３
０などにおける光透過率の変動やばらつきに起因する、上記検出光量（出力成分）の個々
の絶対値レベルの変動やばらつきによる影響を排除することができる。すなわち、Ｘ方向
の位置情報を導出するに際しては、第３の光出射分布Ｄ３と第４の光出射分布Ｄ４に基づ
く検出光量の比（位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂの検出光量の比でもある。）Ｈａ／Ｈｂを用
いることで、位置検出光の放出光量Ｅａ，Ｅｂ、出射光量、検出光量のそれぞれの絶対値
レベルによる影響が抑制され、Ｙ方向の位置情報を導出するに際しては、第１の光出射分
布Ｄ１と第２の光出射分布Ｄ２に基づく検出光量の比を用いることで、同様に絶対値レベ
ルによる影響が抑制される。
さらに、本実施形態では、光入射面１３ａａ、１３ａｂに沿ってそれぞれ配列された複
数の位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎの放出光量Ｅａ、Ｅｂを配列方向Ｆに沿って変化
させることで当該配列方向Ｆに沿った傾斜を有する第１の光出射分布Ｄ１と第２の光出射
分布Ｄ２を形成し、上記配列方向Ｆに沿ったＹ方向の位置情報を得るようにしているので
、位置情報の導出に用いる光出射分布Ｄ１、Ｄ２の傾斜態様が導光板１３の導光特性（例
えば、上記の光散乱構造）によって影響されにくくなる。すなわち、第１の光出射分布Ｄ
１及び第２の光出射分布Ｄ２の傾斜態様は、当該傾斜方向に配列された複数の位置検出用
光源１２Ａｎ、１２Ｂｎの放出光量Ｅａ、Ｅｂを設定することによって形成されるもので
あるから、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの導光板１３内における伝搬態様にはほとんど依存
しない。したがって、導光板１３の導光特性を位置検出機能に制約されずに容易に設定す
ることができ、たとえば、本実施形態のように照明光Ｌ１の導光板として兼用することも
可能になる。
なお、本実施形態ではＹ方向の位置情報を取得する場合についてのみ光出射分布Ｄ１及
びＤ２を利用しているが、位置検出機能が導光板１３の導光特性に影響されにくいという
観点から見ると、Ｘ方向の位置情報を取得する場合についても同様の構成を用いることも
考えられる。すなわち、導光板１３の端面１３ａｃと１３ａｄに沿ってそれぞれ別の複数
の位置検出用光源の配列を形成し、これらの配列によってＸ方向の相互に逆側に傾斜した
二つの光出射分布を形成し、これらの光出射分布によってＸ方向の位置情報を導出するよ
うにしてもよい。
また、本実施形態では、導光板１３の相互に対向する光入射面１３ａａ、１３ａｂに沿
ってそれぞれ複数の位置検出用光源１２Ａｎと１２Ｂｎを配列させ、これらの放出光量Ｅ
ａ、Ｅｂをそれぞれ上述のように設定することにより光出射分布Ｄ１、Ｄ２を形成してい
るが、光入射面１３ａａ又は１３ａｂに沿った複数の位置検出用光源１２Ａｎと１２Ｂｎ
のうちいずれか一方のみでも、傾斜した光出射分布Ｄ１、Ｄ２を形成することができる。
この場合、たとえば、複数の位置検出用光源１２Ａｎのみを設け、上記位置検出用光源１
２Ｂｎを設けないときには、光入射面１３ａａから直交方向Ｇ（Ｘ方向）に離れるに従っ
て光出射光量が漸減するものの、検出対象物ＯｂのＹ方向の位置座標ｙは、第１の光出射
分布に起因する検出光量Ｈａと、第２の光出射分布に起因する検出光量Ｈｂの比に基づい
て導出されるため、得られる位置情報は直交方向Ｇに沿った出射光量の変動にはほとんど
影響されない。
さらに、上記実施形態では、第１の光出射分布に起因する検出光量Ｈａと、第２の光出
射分布に起因する検出光量Ｈｂの比に基づいて検出対象物Ｏｂの位置情報が導出されるが
、本発明は検出光量ＨａとＨｂの比に基づいて位置情報を導出する場合に限らない。たと
えば、検出対象物Ｏｂの座標ｙと検出光量の差Ｈａ−Ｈｂとの間にも相関関係があるので
、検出光量ＨａとＨｂの差に基づいて位置情報を導出することも可能である。いずれにし
ても、たとえば、二つの出力成分の任意の関数、例えば、Ｆ＝（Ｍａ・Ｈａ）／（Ｍｂ・
Ｈｂ）やＦ＝Ｍａ・Ｈａ−Ｍｂ・Ｈｂ（ＭａとＭｂはそれぞれ結合係数）を用いるなど、
両光出射分布にそれぞれ起因する出力成分である検出光量ＨａとＨｂの双方を用いて位置
情報が導出されれば、位置情報の導出をより正確かつ安定的に行うことができる。
本実施形態では、平面視矩形状の導光板１３のＸ方向に対向する辺に設けられた光入射
面１３ａａ、１３ａｂに複数の照明用光源１１と位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎが共
に配列されているので、導光板１３のＸ方向の照明光Ｌ１の光出射分布を均一化するため
の光散乱構造が設けられるから、位置検出用光源１２Ａｎと１２ＢｎによってＹ方向に傾
斜した第１の光出射分布Ｄ１と第２の光出射分布Ｄ２を形成する場合に、両光出射分布Ｄ
１、Ｄ２のＸ方向の平坦性を得やすくなり、その結果、検出対象物ＯｂのＸ方向の位置情
報をより精度よく取得することができるという利点もある。
［第２実施形態］
次に、図８を参照して本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では
、位置検出用光源の配置以外は第１実施形態と同様に構成されるので、同一部分には同一
符号を付し、それらの説明は省略する。
本実施形態において、導光板１３の四つの端面はそれぞれ光入射面１３ａａ、１３ａｂ
、１３ａｃ、１３ａｄとなっており、一対の対向する光入射面１３ａａと１３ａｂに沿っ
てそれぞれ複数の照明用光源１１が配列され、他の一対の対向する光入射面１３ａｃと１
３ａｄに沿ってそれぞれ複数の位置検出用光源１２Ｃｎ（ｎ＝１，・・・ｋ；ｋは二以上
の自然数）、１２Ｄｎ（ｎ＝１，・・・ｋ；ｋは二以上の自然数）が配列されている。
本実施形態では、上述のように照明用光源１１と位置検出用光源１２Ｃｎ、１２Ｄｎが
異なる辺に設けられた光入射面に沿って配列されており、したがって、光入射面１３ａａ
、１３ａｂにおいて照明用光源１１のみを配列でき、光入射面１３ａｃ、１３ａｄにおい
て位置検出用光源１２Ｃｎ、１２Ｄｎのみを配列できるため、各光源の配置に関する制約
を低減することができる。特に、照明用光源１１と位置検出用光源１２Ｃｎ、１２Ｄｎが
平面視矩形状の導光板１３の隣接する辺に設けられた光入射面にそれぞれ配列されるので
、導光板１３内における照明光Ｌ１の伝搬方向と、位置検出光Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄの伝搬方向
とが異なる方向（各光源の主軸方向が異なる方向）、図示例では直交方向、となるように
構成される。これによって、導光板１３の上記光散乱構造の分布態様をＸ方向とＹ方向で
変えることで、照明光に対する導光特性と、位置検出光Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄに対する導光特性
とを実質的に独立に設定することも可能になる。したがって、それぞれの光の導光特性を
最適化することができる。
また、本実施形態では、導光板１３の長辺に設けられた光入射面１３ａａ，１３ａｂに
照明用光源１１が配列され、短辺に設けられた光入射面１３ａｃ，１３ａｄに位置検出用
光源１２Ｃｎ、１２Ｄｎが配列されている。これは、長辺に沿って照明用光源１１を配列
させることで照明光の光出射分布の均一化を図るうえで有利である。また、位置検出光の
伝搬方向に傾斜した第３の光出射分布Ｄ３及び第４の光出射分布Ｄ４を形成する際に、当
該伝搬方向の導光距離、すなわち、光出射分布Ｄ３、Ｄ４によって取得する方向の座標範
囲が長くなるため、光出射分布Ｄ１、Ｄ２の傾斜を形成する方向の距離は短くなることか
ら、位置検出用光源１２Ｃｎ、１２Ｄｎの数を低減することができるうえでも有利である
。
［第３実施形態］
次に、次に、図９及び図１０を参照して本発明の第３実施形態について説明する。この
第３実施形態では、導光板の構成と、これに対応する照明用光源及び位置検出用光源の配
置以外は第１実施形態と同様に構成されるので、同一部分には同一符号を付し、それらの
説明は省略する。
本実施形態においては、照明用光源１１から放出される照明光Ｌ１が一方側の光入射面
１３Ａａから内部に入射して内部を伝播し、光出射面１３Ａｃより出射する照明用導光板
１３Ａと、位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎが相互に対向する光入射面１３Ｂａ、１３
Ｂｂから内部に入射して内部を伝播し、光出射面１３Ｂｃより出射する位置検出用導光板
１３Ｂとを有する。そして、照明用導光板１３Ａと位置検出用導光板１３Ｂは光出射面同
士が平面的に重なるように配置され、いずれの光出射面も電気光学パネル２０の表示領域
と平面的に重なるように配置される。なお、図示例では照明用導光板１３Ａが視認側に配
置され、位置検出用導光板１３Ｂが視認側とは反対側に配置されているが、これとは逆に
配置されていてもよい。また、位置検出用導光板１３Ｂを電気光学パネル２０より視認側
に配置してもよい。
本実施形態の照明用導光板１３Ａは、光入射面１３Ａａに沿って複数の照明用光源１１
が配列され、この光入射面１３Ａａからのみ照明光Ｌ１が導光板１３の内部に入射し、内
部伝播光が反対側の外縁部１３Ａｂに向けてＸ方向にのみ進むので、光出射面１３ａｃか
らの出射光の分布を平坦化するために、上記の光散乱構造による散乱、偏向作用がＸ方向
に向けて単調に増加するように構成される。このような光散乱構造を設けることで、光入
射面１３Ａａから入射した照明光Ｌ１は光出射面１３ａｃからほぼ均一に出射される。
また、照明用導光板１３Ａには、光入射面１３Ａａに隣接する光出射面１３Ａｃの端部
に外縁部１３Ａｂ側に向けて傾斜してなる傾斜部１３Ａｇが設けられ、この傾斜部１３Ａ
ｇを設けることで、光入射面１３Ａａの厚み（図示上下方向の幅）が傾斜部１３Ａｇより
も外縁部１３Ａｂ側の光出射面１３Ａｃの領域である主体部分よりも厚く形成されている
。このようにすると、導光板１３Ａの主体部分を薄く構成しつつ、この主体部分よりも厚
みの大きな発光面を備えたＬＥＤ等の発光素子を照明用光源１１として用いることが可能
になり、しかも、上記発光面から放出される照明光Ｌ１を傾斜部１３Ａｇの表面で閉じ込
めて主体部分へ導くことができるため、照明用光源１１の放出光量を増大させることがで
きるとともにそれを効率的に照明若しくは表示に利用できる。
一方、位置検出用導光板１３Ｂにおいては、光入射面１３Ｂａに沿って複数の位置検出
用光源１２Ａｎが配列され、光入射面１３Ｂｂに沿って複数の位置検出用光源１２Ｂｎが
配列される。したがって、この位置検出用導光板１３Ｂ及び位置検出用光源１２Ａｎ、１
２Ｂｎの配置態様は、上記第１実施形態と同様の構成を有している。したがって、位置検
出用光源１２Ａｎ、１２Ｂｎ及び位置検出用導光板１３Ｂと、光検出器１５を用いた位置
検出の方法は第１実施形態と何ら変わりない。
本実施形態では、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを導光するための専用の位置検出用導光板
１３Ｂを設けたので、照明光Ｌ１を導光するための導光特性に影響を受けずに、導光板１
３Ｂの導光特性を位置検出専用に設計することができる。
［第４実施形態］
次に、図１１を参照して本発明に係る第４実施形態について説明する。図１１は本発明
に係る第４実施形態の位置検出装置及び電気光学装置の構成を模式的に示す概略断面図で
ある。なお、本実施形態においても、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、それ
らの説明は省略する。
本実施形態では、複数の照明用光源１１がケース状の基体１４′の底部上に平面的に（
すなわち縦横に）配列されている。照明用光源１１は、図示例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、
Ｂ（青）の発光色を備えた三つの発光素子（ＬＥＤ）１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂが一体に構
成されたものであるが、特に限定されるものではない。また、上記の複数の照明用光源１
１と離間して、その視認側に導光板１３が配置されている。導光板１３は基本的に第１実
施形態の導光板１３や第３実施形態の位置検出用導光板１３Ｂと同様に構成されたもので
、光入射面１３ａａ，１３ａｂに沿ってそれぞれ複数の位置検出用光源１２Ａｎ、１２Ｂ
ｎが配列される。また、光拡散板１６が導光板１３と電気光学パネル２０の間に配置され
る。なお、光拡散板１６は複数の照明用光源１１から或る程度離間して配置されていれば
、例えば、照明用光源１１と導光板１３との間に配置されていても構わない。
図示例では、ケース状の基体１４′が上記照明用光源１１、位置検出用光源１２Ａｎ、
１２Ｂｎ、導光板１３、光拡散板１６を収容保持し、一体の照明ユニットを構成している
。なお、基体１４′の底部や側部の内面は反射面とされ、照明光Ｌ１を効率的に出射する
ように構成される。
本実施形態では、照明光Ｌ１は基体１４′の底部上の複数の照明用光源１１から導光板
１３及び光拡散板１６を通過して電気光学パネル２０へ照射され、視認側に出射される。
すなわち、本実施形態の照明構造は、いわゆる直下型のバックライト構造となっている。
本実施形態でも、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂは導光板１３の光出射面１３ｂより出射さ
れ、検出対象物Ｏｂで反射された光が光検出器１５、１５′にて検出されるので、上記第
１実施形態と同様に検出対象物Ｏｂの平面位置の情報を取得することができる。
［第５実施形態］
次に、図１２を参照して本発明に係る第５実施形態について説明する。なお、本実施形
態において、第４実施形態と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
本実施形態では、上記第４実施形態と基本的に同一の構造を有するが、複数の光検出器
１５″が基体１４′の底部内面上に配置されている点で異なる。位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２
ｂが視認側へ出射され、検出対象物Ｏｂに反射されると、その反射光の一部は視認側とは
反対側に戻り、電気光学パネル２０、光拡散板１６、導光板１３を透過して基体１４′の
底部上の光検出器１５″で検出される。この場合、図示例では複数の光検出器１５″が平
面的に分散して配置されているため、上記反射光を確実に検出することができるように構
成されているが、必要な平面範囲全体から上記反射光を受光できる位置に配置されるなら
ば、単一の光検出器１５″のみが設けられていてもよい。
尚、本発明の照明装置及び電気光学装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１０…照明装置、１１…照明用光源、１２Ａｎ、１２Ｂｎ、１２Ｃｎ、１２Ｄｎ…位置検
出用光源、１３…導光板、１３ａａ、１３ａｂ…光入射面、１３ｂ…光出射面、１３Ａ…
照明用導光板、１３Ｂ…位置検出用導光板、１４…反射層、１４′…基体、１５、１５′
、１５″…光検出器、１６…光学シート、光拡散板、２０…電気光学パネル、３０…表装
板、Ｄ１…第１の光出射分布、Ｄ２…第２の光出射分布、Ｄ３…第３の光出射分布、Ｄ４
…第４の光出射分布、Ｅａ，Ｅｂ…放出光量、ｆａ，ｆｂ…減衰係数、Ｈａ，Ｈｂ…検出
光量（出力成分）

Claims (8)

  1. 光入射面から入射した光を内部で伝播させ前記光入射面と交差する光出射面から出射す
    るように構成された導光板と、
    前記光入射面に沿って配列され、前記光入射面に向けて位置検出光を放出する複数の位
    置検出用光源と、
    前記光出射面から出射された前記位置検出光の検出対象物による反射光の少なくとも一
    部を検出する光検出器と、
    前記複数の位置検出用光源の配列方向の一方側に向けて前記複数の位置検出用光源の放
    出光量を漸減させ、前記光出射面から出射する位置検出光の出射光量が前記配列方向の一
    方側に傾斜した第１の光出射分布をなす第１の駆動態様と、前記配列方向の前記一方側と
    は逆の他方側に向けて前記複数の位置検出用光源の放出光量を漸減させ、前記光出射面か
    ら出射する位置検出光の出射光量が前記配列方向の他方側に傾斜した第２の光出射分布を
    なす第２の駆動態様とを切り替える光源制御手段と、
    前記第１の光出射分布及び前記第２の光出射分布にそれぞれ起因する前記光検出器の出
    力成分に基づいて前記検出対象物の前記配列方向に沿った位置情報を導出する位置情報導
    出手段と、
    を具備することを特徴とする位置検出装置。
  2. 前記光源制御手段は前記第１の光出射分布と前記第２の光出射分布とを交互に形成する
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  3. 前記導光板には相互に対向する二つの前記光入射面が設けられ、前記複数の位置検出用
    光源は前記二つの光入射面に沿ってそれぞれ配列され、前記光源制御手段は、前記二つの
    光入射面に沿って配列された前記位置検出用光源の放出光量を同時に前記配列方向の同じ
    側に向けて漸減させることで、前記第１の光出射分布及び前記第２の光出射分布をそれぞ
    れ形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
  4. 前記光源制御手段は、前記二つの光入射面に沿ってそれぞれ配列された二組の前記複数
    の位置検出用光源を交互に駆動することで、前記配列方向と交差する方向の一方側に傾斜
    した第３の光出射分布と、前記配列方向と交差する方向の前記一方側とは逆の他方側に傾
    斜した第４の光出射分布とを交互に形成し、
    前記位置情報導出手段は、前記第３の光出射分布及び前記第４の光出射分布にそれぞれ
    起因する前記光検出器の出力成分に基づいて前記検出対象物の前記配列方向と交差する方
    向に沿った位置情報を導出することを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
  5. 光入射面から入射した光を内部で伝播させ前記光入射面と交差する光出射面から出射す
    るように構成された導光板と、
    前記光入射面に沿って配列され、前記光入射面に向けて位置検出光を放出する複数の位
    置検出用光源と、
    前記光出射面から出射された前記位置検出光の検出対象物による反射光の少なくとも一
    部を検出する光検出器と、
    前記複数の位置検出用光源の配列方向の一方側に向けて前記複数の位置検出用光源の放
    出光量を漸減させ、前記光出射面から出射する位置検出光の出射光量が前記配列方向の一
    方側に傾斜した第１の光出射分布をなす第１の駆動態様と、前記配列方向の前記一方側と
    は逆の他方側に向けて前記複数の位置検出用光源の放出光量を漸減させ、前記光出射面か
    ら出射する位置検出光の出射光量が前記配列方向の他方側に傾斜した第２の光出射分布を
    なす第２の駆動態様とを切り替える光源制御手段と、
    前記第１の光出射分布及び前記第２の光出射分布にそれぞれ起因する前記光検出器の出
    力成分に基づいて前記検出対象物の前記配列方向に沿った位置情報を導出する前記位置情
    報導出手段と、
    前記導光板の前記光出射面と平面的に重なるように配置された表示領域を有する電気光
    学パネルと、
    を具備することを特徴とする電気光学装置。
  6. 前記表示領域は前記導光板に対し前記光出射面の光出射側に配置され、
    前記導光板の前記光入射面に向けて照明光を放出する複数の照明用光源をさらに具備し
    、該複数の照明用光源は前記複数の位置検出用光源とともに前記光入射面に沿って分散し
    て配置されることを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
  7. 前記導光板は前記光入射面が設けられる複数の辺を有する平面形状を備え、前記位置検
    出光が入射する前記光入射面と前記照明光が入射する前記光入射面とが相互に異なる辺に
    設けられることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
  8. 前記表示領域は前記導光板に対し前記光出射面の光出射側に配置され、
    前記導光板の前記光出射面とは反対側の面に向けて照明光を放出する複数の前記照明用
    光源をさらに具備し、該複数の照明用光源は前記光出射面と平面的に重なる領域に分散し
    て配置されることを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
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