JP2010231504A - 位置検出装置及び電気光学装置 - Google Patents

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、位置検出光を放出する複数の位置検出用光源１２
と、位置検出光の検出対象物Ｏｂによる反射光を検出する光検出器１５と、複数の位置検
出用光源の配列面に沿った検出方向の一方側と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、配列面に沿って位置検出光の出射光量が前記一方側と他方側に傾斜し
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検出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、基体上に平面的行列状に配列され、その
配列面と交差する方向に位置検出光を放出する複数の位置検出用光源と、該複数の位置検
出用光源から放出される前記位置検出光の検出対象物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前記配列面に沿った検出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、前記配列面に沿って前記位置検出光の出射光量が
前記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、前記検出方向の前記一
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、前記配列
面に沿って前記位置検出光の出射光量が前記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検出
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、その配列面
と交差する方向に出射する位置検出光の光量分布として、複数の位置検出用光源の配列面
に沿った検出方向の一方側と他方側にそれぞれ傾斜した第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検出方向に沿った出射光量の傾
斜によって検出対象物の上記検出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検出方向に沿った位置
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。なお、平面的行列状とは、位置検出用光源の配列が線状ではなく平面状に広
がっていることを言い、行列（マトリックス）のような格子状の配列態様そのものに限定
する趣旨ではない。

本発明では、上記のように位置検出光を放出する複数の位置検出用光源を平面的に配列
し、これらを光源制御手段により駆動して配列面に沿った検出方向に向けて相互に逆側に
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、光学式位置検出装置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、たとえば、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、前記光源制御手段は、前記検出方向と交差し前記配列面
に沿った第２の検出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、前記配列面に沿って前記位置検出光の出射光量が前記第２の検出方向の一方側に傾斜
した第３の光出射分布をなす第３の駆動態様と、前記第２の検出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、前記配列面に沿って
前記位置検出光の出射光量が前記第２の検出方向の前記他方側に傾斜した第４の光出射分
布をなす第４の駆動態様と切り替え、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。この場合には、上記
検出方向と交差する第２の検出方向に沿った位置情報を得ることができるので、検出対象
物の平面位置情報を取得することが可能になる。

この場合に、前記光源制御手段は、前記第１の光出射分布、前記第２の光出射分布、第
３の光出射分布及び前記第４の光出射分布を順次に形成しつつ、各光出射分布の形成時に
おいて前記光検出器の出力成分を取得することが好ましい。これによれば、検出方向と第
２の検出方向に沿った位置情報が順次に得られるので、検出対象物の平面位置情報を迅速
に取得することができる。この場合に、上記の四つの光出射分布の形成順序は特に限定さ
れない。

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面に分散配置さ
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の光出射分布若しくは前記第３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面に分散配置され、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
光出射分布若しくは前記第４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の光出射分布と前記第
２の光出射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。

本発明の別の態様においては、前記光検出器は前記複数の位置検出用光源の配列面に配
置されている。本来、光検出器は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
を検出可能とされていればよいので、そうである限り特に配置については限定されるもの
ではないが、位置検出用光源が配列される配列面に光検出器も配置されることで、位置検
出装置の主要構成を基体上にまとめて設置することができるので、装置のコンパクト化や
製造の容易化を図ることができる。

次に、本発明の電気光学装置は、基体上に平面的行列状に配列され、その配列面と交差
する方向に位置検出光を放出する複数の位置検出用光源と、該複数の位置検出用光源から
放出される前記位置検出光の検出対象物による反射光を検出する光検出器と、前記複数の
位置検出用光源の前記配列面に沿った検出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、前記配列面に沿って前記位置検出光の出射光量が前記一方側に
傾斜した第１の光出射分布をなす第１の駆動態様と、前記検出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、前記配列面に沿って前
記位置検出光の出射光量が前記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検出方向に沿った
位置情報を導出する位置情報導出手段と、表示領域が前記配列面に対して前記配列面と重
なるように配置された電気光学パネルと、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配列面に対し前記位置検出光の光出
射側に配置され、前記基体上には前記位置検出光と並行して照明光を放出する複数の前記
照明用光源が平面的に配列される。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、基体上に配列された複数の照明用光源から放出された照明光が電気光学パ
ネルの表示領域に照射されるため、電気光学パネルに対する照明機能を付加することがで
きるとともに、別途照明装置（バックライト等）を用いる場合に比べて電気光学装置の小
型化や部品点数の低減を図ることができる。

本発明の他の態様においては、前記電気光学パネルは前記配列面に対し前記位置検出光
の光出射側に配置され、前記位置検出光は前記電気光学パネルを透過して前記配列面とは
反対側に出射するように構成され、前記光検出器は前記電気光学パネルの内部に配置され
る。これによれば、位置検出光が電気光学パネルを透過して反対側に出射するので、電気
光学パネルに対して配列面とは反対側にある検出対象物による反射光を電気光学パネル内
に配置された光検出器で検出することが可能になる。ここで、電気光学パネル内に単一の
光検出器が設けられていても良く、複数の光検出器が設けられていてもよい。この場合、
光検出器は、電気光学パネルを構成する基板の内面上に形成されることが望ましい。また
、前記光検出器は前記複数の位置検出用光源の配列面に配置されてもよい。この場合には
、光検出器が位置検出用光源や場合によっては照明用光源とともに同じ基体上に配置され
るので、装置の構造を簡易に構成でき、装置のコンパクト化も可能になる。

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実施形態の基体上の位置検出用光源及び照明用光源の配置を示す概略平面図。 第１実施形態の第１の光出射分布及び第２の光出射分布を示す説明図。 第１実施形態の第１の光出射分布における位置検出用光源の発光態様を模式的に示す概略斜視図（ａ）及び第２の光出射分布における位置検出用光源の発光態様を模式的に示す概略斜視図（ｂ）。 第１実施形態の第３の光出射分布及び第４の光出射分布を示す説明図。 第１実施形態の第３の光出射分布における位置検出用光源の発光態様を模式的に示す概略斜視図（ａ）及び第４の光出射分布における位置検出用光源の発光態様を模式的に示す概略斜視図（ｂ）。 第２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示す概略断面図。 第２実施形態の電気光学パネル内の光検出器の配置を示す概略平面図。 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示す概略断面図。 第３実施形態の基体上の光検出器の配置を位置検出用光源及び照明用光源の配置とともに示す概略平面図。 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方向の発光態様を示すグラフ（ａ）及び（ｂ）。 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。 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。 実施形態の複数の位置検出用光源の別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。

図１に示すように、本実施形態の照明装置１０は、照明光Ｌ１を放出する複数の照明用
光源１１と、位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂを放出する位置検出用光源１２とを有し、これら
は基体１３上においてそれぞれ平面的に配列されている。また、照明用光源１１及び位置
検出用光源１２から照明光Ｌ１及び位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの出射側に離間して光拡散
板１６が配置されている。基体１３は上記照明用光源１１、位置検出用光源１２及び光拡
散板１６を収容するケース状に構成され、基体１３の内面１３ａは白色ポリエチレンや鏡
面などの照明光Ｌ１を反射させる反射面として形成されている。また、照明用光源１１及
び位置検出用光源１２は基体１３の底部１３ｂ上に配置されている。図示しないが、たと
えば、照明用光源１１及び位置検出用光源１２は配線基板上に実装される。さらに、基体
１３の外側において上記位置検出光の出射側には光検出器１５が配置され、照明装置１０
とで位置検出装置を形成している。

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。複数の画素は表示
領域内に平面的に配列され、この表示領域は上記配列面１３と平面的に重なるように配置
される。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ＩＣ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）上に上記光検出器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１５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、後述するように電気
光学パネル２０の内部や基体１３の内部に配置してもよい。要は、光検出器は、後述する
検出対象物Ｏｂ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は基体１３上に平面的に（すなわち、縦横に）分散し
て配置される。照明用光源１１は基本的に基体１３の底部表面に沿って設定された配列面
１３Ｐ（図示一点鎖線）内において周期的に配列されている。図示例では照明用光源１１
は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の三色の発光チップ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを一体
化してなる発光素子で構成されるが、たとえば、青色発光ダイオードと蛍光材料との群み
合わせによって白色発光ダイオードとして構成されたものなど、照明光として用いること
のできる光を放出するものであれば特に限定されるものではない。

位置検出用光源１２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Ｌ１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
。図２に示すように、位置検出用光源１２は、基体１３上に平面的に（すなわち、縦横に
）分散して配置される。また、位置検出用光源１２は、上記照明用光源１１と同様に、基
本的に基体１３の底部１３ｂの表面に沿って設定された配列面１３Ｐ（図示一点鎖線）内
において周期的に配列されている。ここで、本明細書では、複数の位置検出用光源１２が
配列されてなる配列領域に限定される面範囲を有し、位置検出用光源１２の配列位置に沿
った面を上記配列面１３Ｐという。配列面１３Ｐは図示例では平面であるが、特に平面に
限定されるものではない。

本実施形態において、上記配列面１３Ｐは平面視矩形状に構成される。そして、図示例
では、照明用光源１１が配列面１３Ｐの縦横の辺に沿ってマトリクス状に配列されている
。すなわち、当該辺に沿ったＸ方向及びＹ方向に向けてそれぞれ照明用光源１１が格子状
に配列されている。一方、位置検出用光源１２は配列面１３Ｐの縦横の辺に沿った複数の
列及び行があるが、それらの隣接する列又は行内における位置検出用光源が斜めに配置さ
れ、複数の位置検出用光源１２は配列面１３Ｐの辺に対して斜め方向に沿って縦横に配列
されている。すなわち、当該辺に沿ったＸ方向及びＹ方向に向けてそれぞれ位置検出用光
源１２が配列されているが、その配列態様はＸ方向及びＹ方向に沿った格子状ではなく、
Ｘ方向とＹ方向に対して傾斜した斜め方向の格子状とされている。ただし、照明用光源１
１及び位置検出用光源１２の配列態様は上記構成に限定されるものではない。たとえば、
位置検出用光源１２が配列面１３Ｐの辺に沿ったＸ方向及びＹ方向に向けて縦横に格子状
に配列されていてもよい。

また、図示例では、照明用光源１１と位置検出用光源１２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１２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、照明
用光源１１及び位置検出用光源１２の配列態様は、配列面１３Ｐ内に沿ったいずれの方向
に見ても分布密度が一定であることが好ましい。また、図示例では照明用光源１１と位置
検出用光源１２のいずれについても配列範囲が共通の配列面１３Ｐ内に設定されているが
、相互に異なる範囲内で配列されていてもよい。

本実施形態の照明装置１０では、照明用光源１１から配列面１３Ｐと交差する方向（図
示例では直交する方向）に照明光Ｌ１が放出され、この照明光Ｌ１は光拡散板１６を通過
して均一化され、電気光学パネル２０の表示領域に照射される。電気光学パネル２０の表
示領域は透光性とされているので、表示領域内の各画素の光透過率に応じて上記照明光Ｌ
１が変調されて形成された画像は、表装板３０を通して視認側（図示上側）から視認する
ことができる。

一方、位置検出用光源１２から配列面１３Ｐと交差する方向（図示例では直交する方向
）に位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが放出され、この位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂは光拡散板１
６及び電気光学パネル２０の表示領域を透過し、表装板３０から出射する。そして、表装
板３０の表面上に指などの検出対象物Ｏｂが配置されると、この検出対象物Ｏｂによって
位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが反射され、その反射光の少なくとも一部が光検出器１５にお
いて検出される。

本実施形態においては、位置検出用光源１２によって、表装板３０から出射される位置
検出光Ｌ２ａの第１の光出射分布Ｄ１と、表装板３０から出射される位置検出光Ｌ２ｂの
第２の光出射分布Ｄ２がそれぞれ形成される。第１の光出射分布Ｄ１は、上述のように配
列された複数の位置検出用光源１２から放出される放出光量がＸ方向の一方Ｘａ側に向け
て漸次減少するように制御されることによって、位置検出光Ｌ２ａの出射光量がＸ方向の
一方Ｘａ側へ傾斜した分布とされる。この第１の光出射分布Ｄ１は図３に示す光強度分布
のグラフ中に実線で示されたものであり、図４（ａ）の概略斜視図に模式的に図示してあ
る。このとき、図示例の第１の光出射分布Ｄ１は、Ｙ方向に平坦な光強度分布を有する。
ただし、本発明では、第１の光出射分布Ｄ１においてＹ方向の光強度分布は平坦である必
要はなく図示例に限定されない。

一方、第２の光出射分布Ｄ２は、上述のように配列された複数の位置検出用光源１２か
ら放出される放出光量がＸ方向の上記一方Ｘａ側とは反対側の他方Ｘｂ側に向けて漸次減
少するように制御されることによって、位置検出光Ｌ２ｂの出射光量がＸ方向の他方Ｘｂ
側へ傾斜した分布とされる。この第２の光出射分布Ｄ２は図３に示す光強度分布のグラフ
中に破線で示されたものであり、図４（ｂ）の概略斜視図に模式的に図示してある。この
とき、図示例の第２の光出射分布Ｄ２は、Ｙ方向に平坦な光強度分布を有する。ただし、
本発明では、第２の光出射分布Ｄ２においてＹ方向の光強度分布は平坦である必要はなく
図示例に限定されない。ここで、図３においては、Ｘ方向の位置座標として、他方Ｘｂ側
の原点をｘ＝０とし、一方Ｘａ側の最大値をｘ＝１とする相対座標系を導入している。

上記のように、位置検出光Ｌ２ａにより構成される上記第１の光出射分布Ｄ１はＸ方向
の一方Ｘａ側に傾斜した分布であるため、検出対象物ＯｂがＸ方向の一方Ｘａ側に移動す
ると位置検出光Ｌ２ａの反射光量が減少し、この位置検出光Ｌ２ａの反射光量に対応する
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減少する。一方、位置
検出光Ｌ２ｂにより構成される上記第２の光出射分布Ｄ２はＸ方向の他方Ｘｂ側に傾斜し
た分布であるため、検出対象物ＯｂがＸ方向の一方Ｘａ側に移動すると位置検出光Ｌ２ｂ
の反射光量が増加し、この位置検出光Ｌ２ｂの反射光量に対応する光検出器１５の出力成
分も検出対象物Ｏｂの位置に応じて増加する。

さらに、本実施形態では、位置検出用光源１２によって、表装板３０から出射される位
置検出光Ｌ２ａの第３の光出射分布Ｄ１と、表装板３０から出射される位置検出光Ｌ２ｂ
の第４の光出射分布Ｄ２がそれぞれ形成される。第３の光出射分布Ｄ３は、上述のように
配列された複数の位置検出用光源１２から放出される放出光量がＹ方向の一方Ｙａ側に向
けて漸次減少するように制御されることによって、位置検出光Ｌ２ａの出射光量がＹ方向
の一方Ｙａ側へ傾斜した分布とされる。この第３の光出射分布Ｄ３は図５に示す光強度分
布のグラフ中に実線で示されたものであり、図６（ａ）の概略斜視図に模式的に図示して
ある。このとき、図示例の第３の光出射分布Ｄ３は、Ｘ方向に平坦な光強度分布を有する
。ただし、本発明では、第３の光出射分布Ｄ３においてＸ方向の光強度分布は平坦である
必要はなく図示例に限定されない。ここで、図５においては、Ｙ方向の位置座標として、
他方Ｙｂ側の原点をｙ＝０とし、一方Ｙａ側の最大値をｙ＝１とする相対座標系を導入し
ている。

一方、第４の光出射分布Ｄ４は、上述のように配列された複数の位置検出用光源１２か
ら放出される放出光量がＹ方向の上記一方Ｙａ側とは反対側の他方Ｙｂ側に向けて漸次減
少するように制御されることによって、位置検出光Ｌ２ｂの出射光量がＹ方向の他方Ｙｂ
側へ傾斜した分布とされる。この第４の光出射分布Ｄ４は図５に示す光強度分布のグラフ
中に破線で示されたものであり、図６（ｂ）の概略斜視図に模式的に図示してある。この
とき、図示例の第４の光出射分布Ｄ４は、Ｘ方向に平坦な光強度分布を有する。ただし、
本発明では、第４の光出射分布Ｄ１においてＸ方向の光強度分布は平坦である必要はなく
図示例に限定されない。

上記のように、位置検出光Ｌ２ａにより構成される上記第３の光出射分布Ｄ３はＹ方向
の一方Ｙａ側に傾斜した分布であるため、検出対象物ＯｂがＹ方向の一方Ｙａ側に移動す
ると位置検出光Ｌ２ａの反射光量が減少し、この位置検出光Ｌ２ａの反射光量に対応する
光検出器１５の出力成分も検出対象物ＯｂのＹ方向の位置に応じて減少する。一方、位置
検出光Ｌ２ｂにより構成される上記第４の光出射分布Ｄ４はＹ方向の他方Ｙｂ側に傾斜し
た分布であるため、検出対象物ＯｂがＹ方向の一方Ｙａ側に移動すると位置検出光Ｌ２ｂ
の反射光量が増加し、この位置検出光Ｌ２ｂの反射光量に対応する光検出器１５の出力成
分も検出対象物Ｏｂの位置に応じて増加する。

なお、本実施形態において、上述のように位置検出光として二つの符号Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ
を示しているのは、後述する位置情報の取得方法においては、第１の光出射分布Ｄ１と第
２の光出射分布Ｄ２を用いてＸ方向の位置情報を取得し、第３の光出射分布Ｄ３と第４の
光出射分布Ｄ４を用いてＹ方向の位置情報を取得するようにしているが、それぞれの方向
の位置情報の取得に際して用いる二つの光出射分布に基づく位置検出光を互いに区別する
ための便宜上のものである。したがって、位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂは相互に識別可能な
異なる波長分布を有していても、或いは、相互に識別不能で異なる波長分布を有していな
くてもよい。また、相互に異なる群の位置検出用光源１２から放出されたものであっても
、同じ群の位置検出用光源１２から放出されたものであってもよい。

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。

ここで、位置検出光Ｌ２ａを放出する第１群の位置検出用光源１２Ａｎ（ｎ＝１、２、
・・・、ｋ；ｋは２以上の自然数）によって第１の光出射分布Ｄ１が形成され、位置検出
光Ｌ２ｂを放出する第２群の位置検出用光源１２Ｂｎ（ｎ＝１、２、・・・、ｋ；ｋは２
以上の自然数）によって第２の光出射分布が形成されるとした場合において、検出対象物
ＯｂのＸ方向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群の位置検出用光
源１２Ａｎ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Ｅａ、第
２群の位置検出用光源１２Ｂｎ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群の位置検出光Ｌ２ａの減衰係数及び検出光量をｆａ及びＨａ、第２群の位
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Ｄ１、Ｄ２
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１の光出射分布Ｄ１及び第２の光出射分布Ｄ２
の傾斜態様に応じて変化する。ここで、Ｘ座標として、Ｘ方向のうち最も他方Ｘｂ側の原
点をｘ＝０、最も一方Ｘａ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
群の位置検出用光源１２Ａｎと第２群の位置検出用光源１２Ｂｎを別々に設けるとともに
、位置検出光Ｌ２ａとＬ２ｂを識別して検出できるようにすればよい。ただし、位置検出
光Ｌ２ａとＬ２ｂが識別して検出できない場合でも、第１群の位置検出用光源１２Ａｎと
第２群の位置検出用光源１２Ｂｎを異なるタイミングで点灯し、それぞれのタイミングで
検出光量を求めることで、上記の弁別が可能になる。たとえば、第１群の位置検出用光源
１２Ａｎと第２群の位置検出用光源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、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。

また、第１群の位置検出用光源１２Ａｎと第２群の位置検出用光源１２Ｂｎが別々に用
意されていなくても、位置検出光Ｌ２ａによる第１の光出射分布Ｄ１と位置検出光Ｌ２ｂ
による第２の光出射分布Ｄ２を同じ複数の位置検出用光源１２により異なるタイミングで
形成し、それぞれのタイミングで検出光量を求めることでも、上記の弁別が可能になる。
たとえば、同じ複数の位置検出用光源１２の放出光量の分布を変えることによって上記の
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、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１１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１又は第３の光出射分布Ｄ１又は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２又は第４の光出射分布Ｄ２又
は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１３に示されている。

図１３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、両制御量の和を常に一定値Ｉｍ＝Ｉａ＋Ｉｂに保ちつつ、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Ｘ方向の位置情報については、
上述のように第１の光出射分布Ｄ１と第２の光出射分布Ｄ２を用いてそれぞれ検出成分Ｅ
１とＥ２を求めることにより、例えば第１群の位置検出用光源１２Ａｎと第２群の位置検
出用光源１２Ｂｎを相互に逆相で駆動することで座標ｘを取得することができる。一方、
検出対象物ＯｂのＹ方向の位置情報については、図５に示す第３の光出射分布Ｄ３及び第
４の光出射分布Ｄ４を用いてそれぞれ上記と同様に検出成分Ｅ１とＥ２を求めることによ
り、図５に示す座標ｙを取得することができる。

本実施形態においては、複数の位置検出用光源１２が配列面１３Ｐ内において平面的に
配列されているが、一例として、Ｘ方向に位置検出用光源１２が６列、Ｙ方向に位置検出
用光源１２が６列それぞれマトリクス状に配列された場合を考える。すなわち、位置検出
用光源として、それぞれＸ方向に配列された６つの行である、第１行１２Ａ１、１２Ａ２
、・・・、１２Ａ６と、第２行１２Ｂ１、１２Ｂ２、１２Ｂ３、１２Ｂ４、１２Ｂ５、１
２Ｂ６と、第３行１２Ｃ１、１２Ｃ２、１２Ｃ３、１２Ｃ４、１２Ｃ５、１２Ｃ６と、第
４行１２Ｄ１、１２Ｄ２、１２Ｄ３、１２Ｄ４、１２Ｄ５、１２Ｄ６と、第５行１２Ｅ１
、１２Ｅ２、１２Ｅ３、１２Ｅ４、１２Ｅ５、１２Ｅ６と、第６行１２Ｆ１、１２Ｆ２、
１２Ｆ３、１２Ｆ４、１２Ｆ５、１２Ｆ６とが設けられた場合である。この場合、各光出
射分布Ｄ１〜Ｄ４を形成する態様の一例は図１２（ａ）及び（ｂ）に示される。図１２（
ａ）では、Ｘ方向に配列された複数の位置検出用光源の行に属する１２Ａ１〜１２Ａ６の
放出光量Ｅａ、Ｅｂを各光源において左右の実線及び二点鎖線と中央の点線でそれぞれ示
している。図１２（ｂ）ではＹ方向に配列された複数の位置検出用光源の列に属する１２
Ａ１〜１２Ｆ１の放出光量Ｅａ，Ｅｂを各光源において左右の実線及び二点鎖線と中央の
点線でそれぞれ示している。

上記第１の光出射分布Ｄ１は、図１２（ａ）において実線で示すようにＸ方向の一方Ｘ
ａ側に放出光量Ｅａを漸次低減させていくことで形成される。同様に、上記第２の光出射
分布Ｄ２は、図１２（ａ）において二点鎖線で示すようにＸ方向の他方Ｘｂ側に漸次放出
光量Ｅｂを低減させていくことで形成される。これらの光出射分布Ｄ１、Ｄ２においては
、図１２（ｂ）において実線で示すように各光源はＹ方向には一定の放出光量Ｅａ、Ｅｂ
を有するように設定される。

一方、第３の光出射分布Ｄ３は、図１２（ｂ）において二点鎖線で示すようにＹ方向の
一方Ｙａ側に放出光量Ｅａを漸次低減させていくことで形成される。また、第４の光出射
分布Ｄ４は、図１２（ｂ）において点線で示すようにＹ方向の他方Ｙｂ側に放出光量Ｅｂ
を漸次低減させていくことで形成される。これらの場合、図１２（ａ）において点線で示
すように各光源はＸ方向には一定の放出光量Ｅａ，Ｅｂを有するように設定される。

上記の各光出射分布Ｄ１〜Ｄ４を形成するための構成としては、図１３に示す第１群の
位置検出用光源１２Ａｎと、第２群の複数の位置検出用光源１２Ｂｎをそれぞれ平面的に
配列し、これらを制御部Ｓによって制御する。すなわち、図１４に示すように、位置検出
用光源１２Ａｎ（ｎ＝１〜ｋ）のそれぞれ制御量である電流値Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３、
・・・、Ｉａｋを、駆動設定信号Ｉａ１、Ｉａ２、Ｉａ３、・・・、Ｉａｋを制御部Ｓか
ら駆動部ＩＡ１、ＩＡ２、ＩＡ３、・・・、ＩＡｋに与えることによって制御し、同様に
、位置検出用光源１２Ｂｎ（ｎ＝１〜ｋ）のそれぞれ制御量である電流値Ｉｂ１、Ｉｂ２
、Ｉｂ３、・・・、Ｉｂｋを、駆動設定信号Ｉｂ１、Ｉｂ２、Ｉｂ３、・・・、Ｉｂｋを
制御部Ｓから駆動部ＩＢ１、ＩＢ２、ＩＢ３、・・・、ＩＢｋに与えることによって制御
する。そして、第１の光出射分布Ｄ１を第１群の複数の位置検出用光源１２Ａｎで形成し
、第２の光出射分布Ｄ２を第２群の複数の位置検出用光源１２Ｂｎによって形成すること
で座標ｘを求め、第３の光出射分布Ｄ３を第１群の複数の位置検出用光源１２Ａｎで形成
し、第４の光出射分布Ｄ２を第２群の複数の位置検出用光源１２Ｂｎによって形成するこ
とで座標ｙを求める。

また、図１３に示す回路の駆動部ＩＡ及び位置検出用光源１２Ａｎ並びに駆動部ＩＢ及
び位置検出用光源１２Ｂｎを図１４に示す駆動部ＩＡ１〜ＩＡｋ及び位置検出用光源１２
Ａ１〜１２Ａｋ並びに駆動部ＩＢ１〜１Ｂｋ及び位置検出用光源１２Ｂ１〜１２Ｂｋによ
って構成されるものとし、各駆動部ＩＡ１〜ＩＡｋ及びＩＢ１〜１Ｂｋを制御信号Ｓａ１
〜Ｓａｋ及びＳｂ１〜Ｓｂｋにより、位置検出用光源１２Ａ１〜１２Ａｋと、位置検出用
光源１２Ｂ１〜１２Ｂｋを逆相で駆動することで、図１３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、各光出射分布Ｄ１とＤ２又はＤ３とＤ４を用いてＸ又はＹ方向の位置情報
を導出する場合においては、上述のＨａ／Ｈｂ＝１となるようにＩｂを制御する方法は、
第２の光出射分布Ｄ２又はＤ４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３又は図５に破線で示す第２の光出射分布Ｄ２又は第
４の光出射分布Ｄ４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Ｄ１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Ｘ方向又は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Ｘ方向又は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ｘ又はｙを導出することができる。

図１５は、図１２を参照して説明したように、制御部Ｓによって縦６行横６列のマトリ
ックス状の複数の位置検出用光源１２を制御する態様を示す構成図である。この場合、こ
れらの複数の位置検出用光源１２を上述のように第１群と第２群に分けて制御してもよい
が、これらの光源を全て用いて各光出射分布Ｄ１〜Ｄ４を形成してもよい。このように全
ての位置検出用光源１２によって各光出射分布Ｄ１〜Ｄ４を形成することで、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光出射分布を形成するために、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方向の位置情報とＹ方向の位置情
報をそれぞれ第１の光出射分布Ｄ１及び第２の光出射分布Ｄ２並びに第３の光出射分布及
び第４の光出射分布Ｄ４を用いて取得するが、さらに、第１の光出射分布Ｄ１及び第２の
光出射分布Ｄ２の形成とこれに基づく座標ｘの導出と、第３の光出射分布及び第４の光出
射分布Ｄ４の形成とこれに基づく座標Ｙの導出とを交互に行うことで上記の検出対象物Ｏ
ｂの平面位置を求めることができる。実際には、複数の位置検出用光源１２を用いて第１
乃至第４の光出射分布Ｄ１〜Ｄ４を順次に形成し、これらの各分布の形成時に対応する光
検出器の出力成分から座標ｘ、ｙを導出する。ここで、各分布の形成順序は特に限定され
るものではない。また、四つの分布Ｄ１〜Ｄ４の形成を周期的に繰り返し行うことで、当
該周期に対応する出力成分の解析も容易になる。

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を配列面１３Ｐと交差（図示例では直
交）する方向に放出させ、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１
５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１２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、位置検出用光源１２が平面的に配列されていることで、Ｘ方向、Ｙ方向のいずれ
の方向にも傾斜した適宜の光出射分布を形成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、基体１３の内面１３ａの形状、光拡散板１６、電気光学パネル２０、表装板
３０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（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、平面的に配列された複数の位置検出用光源１２の放出光量Ｅ
ａ、ＥｂをＸ方向及びＹ方向に沿って変化させることで当該方向に沿った傾斜を有する各
光出射分布Ｄ１〜Ｄ４を形成し、上記方向に沿った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〜Ｄ４の傾斜態様が光源１２の放出光量の分布に
よって直接決定されるため、導光特性などのばらつきにはほとんど影響されにくくなる。

なお、本実施形態では上記複数の位置検出用光源１２とともに複数の照明用光源１１を
基体１３上に平面的に配列し、複数の照明用光源１１によって電気光学パネル２０を照明
しているため、照明装置１０を電気光学装置１００内にコンパクトに組み込むことができ
る。

また、本実施形態では、第１の光出射分布Ｄ１又は第３の光出射分布Ｄ３に起因する検
出光量Ｈａと、第２の光出射分布Ｄ２又は第４の光出射分布Ｄ４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ｘ
、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。

［第２実施形態］
次に、図７及び図８を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図７は本実施
形態の概略縦断面図、図８は本実施形態の電気光学パネル２０の平面構造を示す平面透視
図である。この第２実施形態では、光検出器１５′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、光検出器１５′は電気光学パネル２０の内部に配置される。図８
に示すように、電気光学パネル２０には、基板２１及び２２の内面（他方の基板に対向す
る面）上に設けられた構造によって構成される画素２０Ｇが平面的に（縦横に）配列され
ており、これらの各画素２０Ｇにおいては、その内部に形成された電極により与えられる
電界で液晶２４を制御することにより、それぞれ透過率を独立して制御できるように構成
される。画素２０Ｇの間にはブラックマトリクスや金属層などで遮光された画素間領域２
０Ｈが設けられ、画素２０Ｇを通過する光以外の光を射光することにより、画像の品位を
高めるようにしている。

本実施形態では、上記光検出器１５′は画素間領域２０Ｈに配置されることにより画素
２０Ｇに影響を与えないように構成されているが、電気光学パネル２０の視認側から受け
る反射光を検出可能となるように、画素間領域２０Ｈを構成するための遮光膜よりも視認
側に形成される。たとえば、視認側の基板２２の内面上に遮光膜が形成される場合には、
光検出器１５′は基板２２の内面上の当該遮光膜よりも下層に形成される。また、視認側
とは反対側の基板２１の内面上に遮光膜が形成される場合には、光検出器１５′は基板２
２の任意の階層に形成されるか、或いは、基板２１の内面上の当該遮光膜よりも上層に形
成される。

なお、本実施形態では、単一の光検出器１５′が表示領域とほぼ対応する検出平面範囲
のすべての位置からの反射光を検出することができる位置に、例えば図示の表示領域の中
央領域に配置されている。ただし、光検出器１５′は複数設けられていてもよく、この場
合には、表示領域内において複数の光検出器１５′が分散して配置されていることが好ま
しく、表示領域内において複数の光検出器１５′が周期的に配列されていることがより望
ましい。

［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。図９
は本実施形態の概略縦断面図、図１０は本実施形態の基体１３の底部の平面構造を示す平
面図である。この第３実施形態では、光検出器１５″の配置以外は、上記第１実施形態及
び第２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、光検出器１５″が基体１３上に照明用光源１１や位置検出用光
源１２とともに配置されている。図示例では、複数の光検出器１５″が、照明用光源１１
や位置検出用光源１２が配置されている場所から離間し、照明光Ｌ１や位置検出光Ｌ２ａ
、Ｌ２ｂが直接に入射しない位置に分散して配置されている。

本実施形態において、検出対象物Ｏｂで反射された位置検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの反射光
は、電気光学パネル２０及び光拡散板１６を逆に透過して基体１３の内部に戻り、基体１
３上の光検出器１５″で検出される。図示例では複数の光検出器１５″が分散して配置さ
れているが、単一の光検出器１５″のみが配置されていてもよい。ただし、この場合には
、光検出器１５″は、位置検出範囲の全ての位置から入射する反射光を検出することがで
きる位置、たとえば、図示のように配列面１３Ｐの中央領域に配置されることが好ましい
。

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、１２、１２Ａｎ、１２Ｂｎ…位置検出用光源、１３
…基体、１３ａ…内面、１３ｂ…底部、１５、１５′、１５″…光検出器、１６…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、ｆ
ａ，ｆｂ…減衰係数、Ｈａ，Ｈｂ…検出光量（出力成分）

Claims (9)

1. 平面的行列状に配列され、その配列面と交差する方向に位置検出光を放出する複数の位
   置検出用光源と、
   該複数の位置検出用光源から放出される前記位置検出光の検出対象物による反射光を検
   出する光検出器と、
   前記複数の位置検出用光源の前記配列面に沿った検出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、前記配列面に沿って前記位置検出光の出射光量が
   前記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、前記検出方向の前記一
   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、前記配列
   面に沿って前記位置検出光の出射光量が前記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検出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. 前記光源制御手段は、前記検出方向と交差し前記配列面に沿った第２の検出方向の一方
   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、前記配列面に沿って前記位
   置検出光の出射光量が前記第２の検出方向の一方側に傾斜した第３の光出射分布をなす第
   ３の駆動態様と、前記第２の検出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、前記配列面に沿って前記位置検出光の出射光量が前
   記第２の検出方向の他方側に傾斜した第４の光出射分布をなす第４の駆動態様とを切り替
   え、
   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、前記第１の光出射分布、前記第２の光出射分布、第３の光出射分
   布及び前記第４の光出射分布を順次に形成しつつ、各光出射分布の形成時において前記光
   検出器の出力成分を取得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. 前記光検出器は前記複数の位置検出用光源の配列面に配置されていることを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の位置検出装置。
6. 平面的行列状に配列され、その配列面と交差する方向に位置検出光を放出する複数の位
   置検出用光源と、
   該複数の位置検出用光源から放出される前記位置検出光の検出対象物による反射光を検
   出する光検出器と、
   前記複数の位置検出用光源の前記配列面に沿った検出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、前記配列面に沿って前記位置検出光の出射光量が
   前記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、前記検出方向の前記一
   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、前記配列
   面に沿って前記位置検出光の出射光量が前記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検出方向に沿った位置情報を導出する位置情報導
   出手段と、
   表示領域が前記配列面に対して重なるように配置された電気光学パネルと、
   を具備することを特徴とする電気光学装置。
7. 前記表示領域は前記配列面に対し前記位置検出光の光出射側に配置され、前記基体上に
   は前記位置検出光と並行して照明光を放出する複数の前記照明用光源が平面的に配列され
   ることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
8. 前記電気光学パネルは前記配列面に対し前記位置検出光の光出射側に配置され、前記位
   置検出光は前記電気光学パネルを透過して前記配列面とは反対側に出射するように構成さ
   れ、前記光検出器は前記電気光学パネルの内部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。
9. 前記光検出器は前記複数の位置検出用光源の配列面に配置されることを特徴とする請求
   項６乃至８のいずれか一項に記載の電気光学装置。

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