JP2011122871A - 光学式位置検出装置及び投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の検出対象物の位置をそれぞれ検出することのできる光学式位置検出装置を提供する。
【解決手段】本発明の光学式位置検出装置は、位置検出光Ｌ２を出射して基準面２００Ｐに沿って変化する光強度分布を形成する光源１４０と、位置検出光に対する反射能を変更可能な反射部３０１と、反射部の反射能の変更態様を制御する反射能制御部３０２とをそれぞれ有し、反射部が相互に異なる反射選択期間ｔａ〜ｔｄにおいて位置検出光を反射する複数の前記検出対象物３１０〜３４０と、検出空間Ｓで検出対象物により反射された位置検出光を検出する光検出器４１０と、複数の反射選択期間にそれぞれ対応する検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄにおける光検出器の光検出値に基づいて複数の検出対象物の位置をそれぞれ検出する位置検出部４００と、を具備する。
【選択図】図７

Description

本発明は光学式位置検出装置及び投射型表示装置に係り、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、各種の表示装置においては、表示画面を指やペンなどでタッチすることで入力指示を行うことを可能にするタッチパネル機能を備えたものが多くなっている。このようなタッチパネル機能は、表示画面上にタッチパネルを設置することで設けられる。

上記のようなタッチパネル機能は、光の検出により検出対象物の位置を求める光学式位置検出装置で実現することも可能である（例えば、以下の特許文献１及び２参照）。このような光学式位置検出装置においては、発光素子から位置検出光を出射させ、表示画面上の検出対象物で反射される位置検出光を受光素子で検出し、その光検出値を用いることによって検出対象物の位置を求めるようにしている。

米国特許明細書第５６６６０３７号 米国特許明細書第６９２７３８４号

しかしながら、前述の光学式位置検出装置では、表示画面上に複数の検出対象物が存在する場合、複数の検出対象物を別々に認識することができないので、複数の検出対象物からの反射の寄与が合成された光検出値が得られることから、例えば複数の検出対象物の中間にある位置が求められ、実際の検出対象物の位置を求めることができない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、複数の検出対象物の位置をそれぞれ検出することのできる光学式位置検出手段を提供することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の光学式位置検出装置は、物体表面の少なくとも一部で構成される基準面の上方位置に設定された検出空間に配置される検出対象物を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、位置検出光を出射して前記基準面に沿った位置に応じて変化する前記位置検出光の光強度分布を形成する光源と、前記位置検出光に対する反射能を変更可能な反射部と、該反射部の前記反射能の変更態様を制御する反射能制御部とをそれぞれ有し、前記反射部が相互に異なる反射選択期間において前記位置検出光を反射する複数の前記検出対象物と、前記検出空間で前記検出対象物により反射された前記位置検出光を検出する光検出器と、複数の前記反射選択期間にそれぞれ対応する検出選択期間における前記光検出器の光検出値に基づいて前記複数の検出対象物の位置をそれぞれ検出する位置検出部と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、複数の検出対象物に反射部及び反射制御部を設けてそれぞれ反射能を変更可能に構成したうえで、複数の検出対象物の反射部が相互に異なる反射選択期間においてで位置検出光を反射するように構成するとともに、位置検出部が反射選択期間に対応する検出選択期間の光検出値に基づいて複数の検出対象物の位置をそれぞれ検出する。したがって、複数の検出対象物の位置をそれぞれの反射選択期間に対応する光検出値に基づいて独立して検出することができる。

本発明においては、上述のように前記位置検出部が個々の前記反射部において反射された前記位置検出光の光検出値を用いて位置を検出するように構成されていればよいが、特に、以下の同期制御手段を具備することが好ましい。すなわち、本発明の一の態様においては、前記反射部における前記反射選択期間と前記位置検出部の前記検出選択期間とを同期させるための制御信号（後述する制御信号Ｓｃ又は同期信号Ｓｓ及びチャネル選択信号Ｓａ〜Ｓｄ）を生成する同期制御手段をさらに具備する。これによれば、同期制御手段の生成する制御信号により、反射部の反射選択期間と位置検出部の検出選択期間とが互いに時間的に対応するように反射部と位置検出部とを同期して制御することができるので、所定の検出対象物の反射部が反射する位置検出光の光検出値を位置検出部において確実に取得することができる。

本発明の他の態様においては、前記反射選択期間及び前記検出選択期間に対応する複数の検出チャネルが設けられ、前記複数の検出対象物が所定の対応関係で前記複数の検出チャネルに割り当て可能に構成される。これによれば、複数の検出対象物が所定の対応関係で複数の検出チャネルに割り当て可能に構成されるので、各検出対象物を検出チャネルによって相互に識別することが可能になる。したがって、複数の検出対象物と複数の検出チャネルとの対応関係が一旦決定されると、この対応関係が維持される限り、単に複数の位置が検出されるだけではなく、複数の検出対象物を相互に区別した状態でそれぞれの位置を知ることができる。

本発明において、前記位置検出部は、前記複数の検出対象物の位置情報をそれぞれ対応する前記検出対象物の識別情報と関連付けて出力することが好ましい。これによれば、位置検出部の出力には検出対象物の位置情報とともにこれに関連付けられた検出対象物の識別情報が含まれるため、外部装置において複数の検出対象物を相互に識別することが可能になる。したがって、外部装置において複数の検出対象物を相互に区別可能な態様で表示したり、各検出対象物の移動軌跡を表示したりすることが可能になる。

上記光学式位置検出装置は、種々の表示装置その他の装置に搭載できる。特に、光学式位置検出装置の前記基準面に画像を投射する画像投射部を備えた投射型表示装置に適用することが可能である。この場合、前記位置検出用光源を画像投射部に設けてもよく、画像投射部とは別に設けてもよい。

本発明の光学式位置検出装置によれば複数の検出対象物の位置をそれぞれ検出することができる。

本発明に係る実施形態の投射型表示装置を視認側から見た状態を模式的に示す概略斜視図。 本実施形態を側方から見た状態を模式的に示す概略側面図。 本実施形態の位置検出範囲を模式的に示す概略正面図。 本実施形態の画像投射装置を光出射側から見た外観を模式的に示す概略斜視図。 本実施形態の画像投射装置の構成を模式的に示す構成説明図。 本実施形態の検出対象物の内部構成を示す概略構成ブロック図。 本実施形態の位置検出部の構成を示す概略構成ブロック図。 本実施形態の制御信号とチャネル選択信号の関係を示すタイミングチャート。 本実施形態のチャネル選択信号と反射部制御信号との関係を示すタイミングチャート。 本実施形態のチャネル選択信号と検出部制御信号との関係を示すタイミングチャート。 本実施形態の検出部制御信号と、光検出信号、光検出値及び位置情報との関係を示すタイミングチャート。 本実施形態の検出対象物の反射部の構成を示す概略構成断面図。 本実施形態の位置検出方法を説明するための光強度分布の例を示す分布図（ａ）、光強度分布と光検出値の関係を示す説明図（ｂ）及び（ｃ）。 本実施形態の位置検出部の回路構成を示す概略構成図 本実施形態の出力データの構成及び出力タイミングを示す説明図。 本実施形態の他の出力データの構成及び出力タイミングを示す説明図。

次に、添付図面を参照して本発明に係る光学式位置検出装置の実施形態について説明する。なお、以下に示す本実施形態は光学式位置検出装置を投射型表示装置に適用したものであるが、本発明は投射型表示装置に限らず、種々の表示装置、その他の各種の操作装置などに適用できる。

（投射型表示装置の全体構成）
図１は本発明に係る実施形態の投射型表示装置を視認側から見た状態を模式的に示す概略斜視図であり、図２は本実施形態の投射型表示装置を側方から見た状態を模式的に示す概略側面図であり、図３は本実施形態の投射型表示装置を視認側から見た状態を模式的に示す概略正面図である。図１から図３までに示すように、本発明に係る光学式位置検出装置を備えた投射型表示装置１０００は、画像投射装置１００と、画像投射装置１００から出射する光が照射されるスクリーン２００と、このスクリーン２００上で使用される複数の検出対象物３００と、この複数の検出対象物３００のそれぞれの反射光（第１反射光Ｒ１および第２反射光Ｒ２）を受光する検出装置４００とを有している。

なお、これら図１から図３までは説明の便宜上、横方向をＸ軸とし、縦方向をＹ軸とし、画像投射装置１００の光がスクリーン２００に向かって出射する方向をＺ軸として表示されており、これらＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸は互いに交差している。

画像投射装置１００は液晶プロジェクタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｒｏｊｅｃｔｅｒ）又はデジタル・マイクロミラー・デバイス（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）であり、その筺体１１０の前面部１０１に設けられた投射レンズ１２０からスクリーン２００の背面２００Ｂに向けて画像表示光Ｌ１を拡大照射するように構成されている。したがって、図５に示すように、画像投射装置１００は筺体１１０の内部にカラーの画像表示光Ｌ１を生成して投射レンズ１２０を介して出射する光学装置１３０を備えている。

また、図１及び図４に示すように、この画像投射装置１００には赤外光からなる位置検出光Ｌ２をスクリーン２００に向けて照射する位置検出光源部１４０（位置検出用光源）が設けられている。この位置検出光源部１４０は後述する検出空間Ｓ内に位置検出光Ｌ２の強度分布を形成する。

図４及び図５に示すように、この画像投射装置１００の位置検出光源部１４０は、赤外光を出射する複数の発光素子１４１と、この複数の発光素子１４１を駆動する光源駆動部１４２とを有している。

図１及び図４に示すように、この複数の発光素子１４１は例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏde，発光ダイオード）であり、画像投射装置１００の前面部１０１における投射レンズ１２０の両側にそれぞれ設けられている。この複数の発光素子１４１は位置検出光Ｌ２を出射する。この位置検出光Ｌ２は例えば赤外光であり、約８００ｎｍから１，０００ｎｍまでの波長域を備えた波長分布を備えている。

図５に示すように、光源駆動部１４２は複数の発光素子１４１を駆動する光源駆動回路１５０と、この光源駆動回路１５０を介して複数の発光素子１４１の発光強度をそれぞれ制御する光源制御部１６０とを備えている。このうち光源駆動回路１５０は例えば第１光源駆動回路１５１、第２光源駆動回路１５２、第３光源駆動回路１５３及び第４光源駆動回路１５４からなり、これらはそれぞれ上記位置検出用光源部１４０内に構成された１個の発光素子１４１若しくは複数の発光素子１４１からなる発光素子群にそれぞれ電気的に接続されている。このように各光源駆動回路１５１〜１５４によって位置検出用光源部１４０内の複数の発光素子１４１若しくは発光素子群を駆動することで、位置検出用光源部１４０から出射される位置検出光Ｌ２の強度分布を適宜に設定し、或いは、当該強度分布を適宜に変更することができるようになっている。

また、図１から図３までに示すように、スクリーン２００は横長の四角形であり、透光性を備えたアクリル等の合成樹脂から形成されており、その裏面２００Ｂから入射した画像表示光Ｌ１をその表面２００Ａに画像として表示するように構成されている。さらに、このスクリーン２００はその裏面２００Ｂから入射した位置検出光Ｌ２をその表面２００Ａから出射させて、この表面２００Ａ上に検出空間Ｓが形成されるように構成されている。このスクリーン２００の表面２００Ａの少なくとも一部は本発明に係る基準面２００Ｐとなっている。

検出装置４００はスクリーン２００の上端中央部に取り付けられている。この検出装置４００は、基準面２００Ｐ上に設けられた検出空間Ｓの側方において検出空間Ｓに光検出面を向けて配置された光検出器４１０を備えている。検出装置４００には光検出器４１０と、位置検出部を構成する後述する各種の回路部とが設けられている。光検出器４１０は上記位置検出光Ｌ２が検出対象物３００の反射部３０１によって反射された反射光Ｒ１、Ｒ２を検出して後述する光検出信号を出力する。

光検出器４１０は検出装置４００におけるスクリーン２００に対向する側の底面部４０１に設けられている。これは、検出空間Ｓから出射する反射光Ｒ１、Ｒ２を光検出面に入射し易くするためである。光検出器４１０はフォトダイオ−ド（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）やフォトトランジスター（ｐｈｏｔｏｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等で構成することができ、本実施形態ではフォトダイオードが用いられている。

次に、複数の検出対象物３００は、例えば、図１乃至図３において示されるように基準面２００Ｐ上の任意の位置を指示するための指示部材（ペン）として用いられ、第１検出対象物３１０、第２検出対象物３２０として示される。この複数の検出対象物３００の先端には反射能を変更可能に構成された反射部３０１がそれぞれ設けられているとともに、複数の検出対象物３００の先端部以外の軸部分は、例えばその表面に赤外光を吸収する表面素材を有し、位置検出光Ｌ２を反射しないように構成されている。したがって、複数の検出対象物３００の先端のみが位置検出光Ｌ２を反射するようになっている。これにより、位置検出光Ｌ２の反射箇所を２つの検出対象物３００の特定部位（指示部位）に限定できる。

図６は検出対象物３００である指示部材３１０、３２０、３３０、３４０の概略構成を示す概略構成ブロック図である。本実施形態では、以下、４つの検出対象物を用いる場合について説明するが、検出対象物の数は２以上の任意の数に設定することが可能である。指示部材３１０〜３４０は図６で示す概念レベルにおいては全て同じ構成を有するので、以下、検出対象物３００の構成として説明する。検出対象物３００は、上記位置検出光Ｌ２に対する反射能を変更可能に構成された反射部３０１と、この反射部３０１の反射能を制御する反射能制御部３０２とを備えている。

反射部３０１は図示例ではＬＣＤ（液晶デバイス）で構成され、詳細な構造例は図１２に示される。図１２は検出対象物の先端に設けられた反射部３０１の内部構造を示す拡大縦断面図である。なお、複数の検出対象物３００の各反射部３０１は同一の構成を有するので、以下は検出対象物３１０の構造について説明する。反射部３０１には、円錐筒状若しくは円筒状の位置検出光Ｌ２に対し透過性を有する外壁３１１と、この外壁３１１の内側に配置され外壁３１１と相似状に設けられた偏光板３１２と、この偏光板３１２の内側に配置され偏光板３１２と相似状に設けられた透明電極３１３と、透明電極３１３の内側に封入された液晶３１４と、液晶３１４の内側に配置された円錐状若しくは円筒状の表面を備えた反射電極３１５と、液晶３１４を軸線方向両側で封止する合成樹脂等よりなる封止材３１６とを備えている。なお、反射電極３１５を反射材とその表面側に積層された透明電極により構成してもよい。

液晶３１４は図示しない配向膜などにより所定の初期配向状態を付与され、透明電極３１３と反射電極３１５の間に所定の電圧を印加すると液晶３１４の配向状態が変化することによって、位置検出光Ｌ２に対する反射能を少なくとも高低二段階に切り替えることができるように構成される。例えば、電圧無印加状態では位置検出光Ｌ２に対する反射率が低く（反射率が実質的に３０％以下に、より好ましくは２０％以下に）なり、電圧印加状態では位置検出光Ｌ２に対する反射率が高く（反射率が実質的に７０％以上に、より好ましくは８０％以上に）なるように構成することが好ましい。なお、印加電圧によって反射能の階調制御が可能になるように構成してもよい。

反射部３０１は、後述する反射選択期間における位置検出光の反射率と、それ以外の非選択期間における反射率とが光検出器１４１の光検出値で識別可能な程度の反射能の変化態様を有していればよい。また、この反射部３０１は検出対象物３００である指示部材３１０〜３４０の指示部位である先端に設けられているが、他の部位（例えば軸部）については上記の非選択期間における反射率以下であることが好ましい。

図６に示すように、反射能制御部３０２には、制御回路３０７と、この制御回路３０７に接続された入力回路３０８と、制御回路３０７に接続された受信回路３０９とが設けられている。制御回路３０７は駆動回路３０７ａを制御することにより上記反射部（ＬＣＤ）３０１を動作させる。入力回路３０８には検出対象物３００の外面に露出する操作部（図示せず）を備えた電源スイッチ３０８ａが接続され、この電源スイッチ３０８ａを操作することで、制御回路３０７、入力回路３０８及び受信回路３０９で用いられる電力の供給状態と遮断状態を切り替えることができる。また、入力回路３０８には図示点線で示す選択スイッチ３０８ｂが接続され、この選択スイッチ３０８ｂを操作することで、検出対象物３００を後述する検出チャネルｃｈＡ、ｃｈＢ、ｃｈＣ、ｃｈＤのいずれかに設定することが可能になっている。ただし、例えば、指示部材３１０〜３４０のそれぞれに予め検出チャネルｃｈＡ〜ｃｈＤが既定の対向関係にてそれぞれ設定されている場合には、検出対象物３００に選択スイッチ５８ｂを設ける必要はない。受信回路３０９はアンテナ３０９ａを介して上記通信データを受信して復調し、後述する制御信号Ｓｃを制御回路５７に出力する。

（位置検出部の構成）
図７は本実施形態の位置検出部の機能的構成を示す概略構成図である。本実施形態の位置検出部は基本的には上記検出装置４００内に構成される。ただし、後述する位置検出の方法によっては、位置検出部において発光素子１４１（光源）に駆動信号を与える光源駆動回路１５０を制御する上記光源制御部１６０が含まれることとなるため、図７には検出装置４００内の構成とともに画像投射装置１００内の構成をも示してある。

位置検出部は、マイクロプロセッサユニットや制御コントローラ等で構成される主制御部４０１と、この主制御部４０１及び光源制御回路１６０に接続されるとともに光検出器４１０の光検出信号を受ける検出回路４０３と、主制御部４０１に接続されるとともに検出対象物である指示部材（指示ペン、ポインタ等）３１０、３２０、３３０、３４０の位置情報を含む出力信号ＯＡ、ＯＢ、ＯＣ、ＯＤを出力する出力回路４０４と、主制御部４０１に接続されるとともにアンテナ４０５ａを介して制御信号Ｓｃを無線送信する送信回路４０５と、を備えている。

主制御部４０１は光源制御部１６０、検出回路４０３、出力回路４０４及び送信回路４０５を制御するとともに、出力回路４０４に上記出力信号ＯＡ〜ＯＤに対応する出力データを出力し、送信回路４０５に制御信号Ｓｃに対応する送信データを出力する。制御信号Ｓｃは後述するように図８に示されるが、主制御部４０１内に構成される、公知のタイミングジェネレータ及びカウンタ回路等からなる制御信号形成回路（上述の同期制御手段を構成する。）により形成される。送信回路４０５は送信データを変調して形成された通信データをアンテナ４０５ａを介して無線（電波）等により送信する。なお、送信回路４０５と受信回路３０９は電波による無線通信（例えば「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）」など）に限らず、赤外線による通信機能などを有するものであってもよい。

制御信号Ｓｃの例は図８に示されている。図８は制御信号Ｓｃと、この制御信号Ｓｃに含まれるとともに、制御信号Ｓｃから個々にとりだされる同期信号Ｓｓ、及び、チャネル選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄとを示すタイミングチャートである。上記の反射能制御部３０２に設けられた制御回路３０７は、上記制御信号Ｓｃ中に含まれる矩形波信号である同期信号Ｓｓとチャネル選択信号Ｓａ〜Ｓｄをそれぞれ分離する。同期信号Ｓｓは各チャネル選択信号Ｓａ〜Ｓｄの位相（期間）の基準となる信号であり、この同期信号Ｓｓを共通に用いることにより反射能制御部３０２と位置検出部の同期制御を実行することが可能になる。同期信号Ｓｓを基準とする各チャネル選択信号Ｓａ〜Ｓｄの位相は、複数の検出チャネルｃｈＡ〜ｃｈＤのそれぞれに対応する後述する各期間のタイミングを示す。同期信号Ｓｓと、チャネル選択信号Ｓａ〜Ｓｄのいずれか一つとが各検出チャネルｃｈＡ〜ｃｈＤのいずれか一つに設定された検出対象物である指示部材３１０〜３４０においてそれぞれ用いられ、同期信号を基準とする各チャネル選択信号が示すタイミングで指示部材３１０〜３４０が動作する。

図９は、上記チャネル選択信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて制御回路３０７によって形成される反射部制御信号Ｃａ〜Ｃｄを示すタイミングチャートである。反射部制御信号Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄはそれぞれチャネル選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの立ち上がり時を基準として反転し、既定の反射選択期間ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄが経過した後に元に戻る波形（矩形波）を備えている。これらの反射選択期間ｔａ〜ｔｄは異なる検出チャネルｃｈＡ〜ｃｈＤ間で相互に時間的に重ならないように時間をずらして設定される。図示例では反射選択期間ｔａ〜ｔｄのそれぞれの隣接する期間の間に既定の期間が存在するように構成されている。なお、各検出チャネルｃｈＡ〜ｃｈＤにおいて、それぞれ対応する反射選択期間ｔａ〜ｔｄ以外の期間は全て非選択期間となっている。

上記の反射部制御信号Ｃａ〜Ｃｄは駆動回路３０７ａに入力されて反射部駆動信号とされ、上記反射選択期間ｔａ〜ｔｄにおいてのみ反射部３０１が高反射率となるように駆動される。これによって、複数の検出対象物３００は、各検出チャネルｃｈＡ〜ｃｈＤに対応する指示部材３１０〜３４０のいずれか一つのみが一時に高反射率となるように動作する。したがって、或る時点において位置検出光Ｌ２はいずれか一つの指示部材３１０〜３４０にのみ反射されるので、指示部材で反射された位置検出光Ｌ２の反射光Ｒ１〜Ｒ４のいずれか一つのみが光検出器１４１にて検出される。

一方、上記位置検出部の主制御部４０１においては、自身が形成したチャネル選択信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて図１０に示す検出部制御信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを形成する。図１０はチャネル選択信号Ｓａ〜Ｓｄと検出部制御信号Ｄａ〜Ｄｄの関係を示すタイミングチャートである。検出部制御信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄは、それぞれチャネル選択信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄに基づいて、チャネル選択信号の立ち上がり時を基準として反転及び復帰し、上記反射選択期間ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄと時間的に重なる検出選択期間Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが得られるように形成される。図示例の場合、検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄは、反射選択期間ｔａ〜ｔｄが開始された後に開始され、反射選択期間ｔａ〜ｔｄが終了する前に終了する。すなわち、検出選択期間はそれぞれ対応する反射選択期間内に含まれるように構成される。図示例では、反射選択期間の開始時及び終了時の前後における光検出値の遷移（不安定）期間を回避して検出を行うために、検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄの前後においてそれぞれ反射選択期間ｔａ〜ｔｄの一部期間が存在するように設定されている。

上記のようにして、制御信号Ｓｃに基づいて検出対象物３００と位置検出部は相互に同期した状態でそれぞれ動作する。なお、図示例では位置検出部を制御主体とし、この制御主体が検出対象物３００を位置検出部と同期して制御するように構成しているが、検出対象物３００と位置検出部以外の制御主体を設けてこの制御主体が両者を同期制御するようにしてもよく、或いは、検出対象物３００を制御主体としてもよいなど、結果として検出対象物３００の反射部３０１と位置検出部の検出回路４０３とが同期して動作するように構成されていればよい。ただし、本実施形態では、反射部３０１と検出回路４０３とを共に制御信号Ｓｃにより制御することで両者を同期して動作させているので、光検出値に基づいて確実に対応する検出対象物３００の位置情報を獲得することができる。

（位置検出の基本原理）
次に、本実施形態において用いられる位置検出の基本原理、すなわち、上述の位置検出部で行われる位置情報の導出方法について説明する。本実施形態の位置検出部は複数の検出対象物の位置情報を検出するものであるが、ここでは、一つの検出対象物３００の位置情報を求める方法として説明する。

図１３は上記位置検出の基本原理を説明するための説明図であり、図１３（ａ）は位置検出光Ｌ２の光強度分布の一例を示す説明図、図１３（ｂ）は二つの光強度分布における検出対象物３００の位置座標と当該検出対象物３００により反射された位置検出光Ｌ２の反射光Ｒ１、Ｒ２の光強度との関係を示す説明図、図１３（ｃ）は二つの光強度分布における反射光Ｒ１、Ｒ２の光強度が等しくなるように当該二つの光強度分布を調整する様子を示す説明図である。

本実施形態の光学式位置検出装置においては、位置検出光源部１４０の複数の発光素子１４１から位置検出光Ｌ２が出射すると、複数の発光素子１４１の発光強度の組み合わせ（発光パターン）により、スクリーン２００の表面２００Ａ内に設定された基準面２００Ｐ上の検出空間Ｓに位置検出光Ｌ２の強度分布が形成される。例えば、Ｘ座標を検出する際には、図１３（ａ）に示すように、まず、第１期間においてＸ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が漸次減少していくＸ座標検出用の第１光強度分布Ｌ２Ｘａが形成される。ここで、図示例では第１光強度分布Ｌ２ＸａはＹ軸方向には一定の光強度分布を備えている。また、その後の第２期間においてＸ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって強度が漸次減少していくＸ座標検出用の第２光強度分布Ｌ２Ｘｂが形成される。この第２光強度分布Ｌ２ＸｂについてもＹ軸方向には一定の光強度分布を備えている。

ここで、上記の光強度分布はＸ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって光強度が直線的に変化するように構成することが好ましい。すなわち、第１期間における第１光強度分布Ｌ２ＸａではＸ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって光強度が直線的に減少し、第２期間における第２光強度分布Ｌ２ＸｂではＸ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって光強度が直線的に減少する。

この状態において検出対象物３００を検出空間Ｓに配置すると、位置検出光Ｌ２が検出対象物３００によって反射され、その反射光の一部が光検出器４１０によって検出される。このとき第１光強度分布Ｌ２Ｘａと第２強度分布Ｌ２Ｘｂとを予め既定の分布態様に設定しておけば以下のいずれかの方法により検出対象物３００のＸ座標を検出することができる。

第１の位置検出方法は、図１３（ｂ）に示すように、第１光強度分布Ｌ２Ｘａと第２光強度分布Ｌ２Ｘｂの差を利用する方法である。具体的には、第１光強度分布Ｌ２Ｘａと第２光強度分布Ｌ２Ｘｂは予め上述のように既定の分布態様になるように構成されているので、第１光強度分布Ｌ２Ｘａと第２光強度分布Ｌ２Ｘｂの差も予め設定した態様のＸ座標の関数になっている。したがって、第１期間において第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器４１０の光検出値ＬＸａと、第２期間において第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器４１０の光検出値ＬＸｂとの差を求めれば、検出対象物３００のＸ座標を検出することができる。なお、光検出値ＬＸａとＬＸｂの比もＸ座標の関数となるため、当該比を求めてＸ座標を検出することも可能である。

次に、第２の位置検出方法は、第１光強度分布Ｌ２Ｘａにおいて検出される光検出値ＬＸａと第２光強度分布Ｌ２Ｘｂにおいて検出される光検出値ＬＸｂとが等しくなるように複数の発光素子１４１の駆動電流を調整する際の調整量を利用する方法である。なお、この第２の方法は図１３（ｂ）に示す第１光強度分布Ｌ２Ｘａと第２光強度分布Ｌ２ＸｂとがＸ座標に対して直線的に変化する場合に適用できる。

図１３（ｂ）に示すように、まず、第１期間および第２期間において第１光強度分布Ｌ２Ｘａと第２光強度分布Ｌ２Ｘｂとを例えば絶対値が等しくかつＸ軸方向に逆向きに形成する。この状態で、第１光強度分布Ｌ２Ｘａにおける光検出値ＬＸａと、第２光強度分布Ｌ２Ｘｂにおける光検出値ＬＸｂとが等しければ、検出対象物３００がＸ軸方向の中央に位置することが分かる。

これに対して、図１３（ｃ）に示すように、光検出値ＬＸａと光検出値ＬＸｂが相違している場合には、両者が等しくなるように第１期間と第２期間の両方又はいずれか一方の期間における複数の発光素子１４１に対する駆動電流を調整して、再度、第１期間において第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成するとともに第２期間において第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。その結果、光検出値ＬＸａと光検出値ＬＸｂが等しくなれば、第１期間における調整量ΔＬＸａと、第２期間における調整量ΔＬＸｂとの比や差などにより、又は、調整した後の第１期間での複数の発光素子１４１に対する制御量と、調整した後の第２期間での複数の発光素子１４１に対する制御量との比や差などにより、検出対象物３００のＸ座標を検出することができる。

上記の第１の方法と第２の方法とのいずれの方法を採用する場合でも、上述のＸ座標を検出する方法と同様に、第３期間においてＹ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって光強度が漸次減少するＹ座標検出用の第１光強度分布（Ｘ軸方向には強度が一定である。）を形成した後、第４期間においてＹ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって光強度が漸次減少するＹ座標検出用の第２光強度分布（Ｘ軸方向には強度が一定である。）を形成すれば、検出対象物３００のＹ座標を検出することができる。さらに、第５期間においてＺ軸方向の光強度分布を形成すれば、検出対象物３００のＺ座標を検出することができる。なお、この第５期間においては、例えば位置検出用光源部１４０の全ての発光素子１４１を全て同じ発光量となるように駆動し、これによってＸ軸及びＹ軸方向には強度がほぼ一定であるが、Ｚ軸方向には強度が変化する強度分布を形成することができる。

なお、上記の第１の方法と第２の方法のいずれの方法でも、環境光に含まれる赤外成分が光検出器４１０に入射しても、光検出値ＬＸａ、ＬＸｂの差を求める際に、又は、光検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように調整する際に環境光の強度が相殺されるので、環境光が検出精度に影響を及ぼすことがない。

上記のように位置検出部において光検出器４１０の出力に基づいて検出空間Ｓにおける検出対象物３００の位置情報を取得するにあたっては、例えば、位置検出部としてマイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）を用い、ここで所定のソフトウェア（動作プログラム）を実行することに従って処理を行う構成を採用することができる。また、図１４を参照して以下に説明するように、検出回路４０３として論理回路などのハードウェアを用いた信号処理部で処理を行う構成を採用することもできる。

本実施形態では基本的に上記の第１の方法で位置検出を行う。以下においては、上記の原理に基づいて位置検出を行う本実施形態の構成について説明する。図７に示す位置検出部において、上記検出部制御信号Ｄａ〜Ｄｄは主制御部４０１から検出回路４０３に出力され、検出回路４０３は光検出器４１０から出力される光検出信号ＳＬに基づいて図１０に示す検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄにおける光検出値を取得し、この光検出値に基づいて位置情報ＰＤを出力する。

図１１は、本実施形態において、検出部制御選択信号Ｄａ〜Ｄｄと、これに対応する光検出信号ＳＬ、光検出値ＬＤ及び位置情報ＰＤとの関係を模式的に示すタイミングチャートである。なお、図示例の光検出信号ＳＬ、光検出値ＬＤ及び位置情報ＰＤは相互の関係を概念的に示すものに過ぎないため、後述する検出回路４０３において実際に生成される各信号とは整合していない。

上記検出回路４０３においては、検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄのそれぞれの各期間において得られる二つの光検出値ＬＸａ、ＬＸｂから各検出対象物の位置情報ＰＤである位置座標のＸ座標Ｐａｘ、Ｐｂｘ、Ｐｃｘ、Ｐｄｘを求め、次の周期の上記各期間において得られる二つの光検出値ＬＹａ、ＬＹｂからＹ座標Ｐａｙ、Ｐｂｙ、Ｐｃｙ、Ｐｄｙを求める。このようにすると、これらの位置情報ＰＤに基づいて、各検出対象物３００（３１０〜３４０）の二次元の位置座標Ｐａ＝（Ｐａｘ，Ｐａｙ）、Ｐｂ＝（Ｐｂｘ，Ｐｂｙ）、Ｐｃ＝（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ）、Ｐｄ＝（Ｐｄｘ，Ｐｄｙ）を得ることができる。なお、さらに次の周期において上記各期間において一つの光検出値ＬＺを得てＺ座標Ｐａｚ、Ｐｂｚ、Ｐｃｚ、Ｐｄｚを求め、各検出対象物３００の３次元の位置座標を得るようにしてもよい。

図１４は本実施形態に係る光源駆動回路１５０及び検出回路４０３に相当する信号処理回路の例を示す概略回路図である。ここに示す信号処理回路の作用効果については、検出対象物３００のＸ座標Ｐａｘ〜Ｐｄｘを検出する場合と、Ｙ座標Ｐａｙ〜Ｐｄｙを検出する場合とで基本的に同じであるため、以下の説明では検出対象物３００のＸ座標を求める場合のみについて説明する。

図１４に示すように、光源駆動回路１５０は、光源制御部１６０から出力される基準となるパルス信号に基づいて、第１期間では可変抵抗１１１を介して複数の発光素子１４１の各々に所定電流値の駆動パルスを印加し、第２期間では可変抵抗１１２および反転回路１１３を介して複数の発光素子１４１の各々に所定電流値の駆動パルスを印加するものとして表される。したがって、光源駆動回路１５０は第１期間と第２期間とでは発光素子１４１に対して逆相の駆動パルスを印加することになる。そして、第１期間において第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の位置検出光Ｌ２が検出対象物３００で反射され、この反射光の一部が光検出器４１０のフォトダイオード等の受光素子４１０ｄで検出される。同様に、第２期間において第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の反射光が光検出器４１０で検出される。

なお、光検出器４１０において受光素子４１０ｄは１ｋΩ程度の抵抗４１０ｒが直列に電気的に接続され、それらの両端にはバイアス電圧Ｖｂが印加されている。受光素子４１０ｄと抵抗４１０ｒとの接続点には信号抽出回路４０３ａが電気的に接続されている。この接続点から出力される検出信号Ｖｃは受光素子４１０ｄの受光強度を反映したレベル及び振幅を備えた、上記パルス信号に対応する交流信号となる。

検出回路４０３は、光検出器４１０の出力に接続され、上記検出信号Ｖｃから光検出信号を取り出す信号抽出回路４０３ａと、この信号抽出回路４０３ａの出力に接続され、光源制御部１６０のパルス信号と同期して光検出値を分離する信号分離回路４０３ｂと、信号分離回路４０３ｂの出力に接続され、位置データＰＤに対応する信号を形成する信号処理回路４０３ｃと、信号処理回路４０３ｃの出力する信号を変換して主制御部４０１へ位置情報ＰＤを出力する信号変換回路４０３ｄとを備えている。

信号抽出回路４０３ｂは、１ｎＦ程度のキャパシタからなるフィルター１９２を備えており、このフィルター１９２は光検出器４１０から出力された電圧Ｖｃから直流成分を除去するハイパスフィルターとして機能する。このため、フィルター１９２によって電圧Ｖｃの交流成分である電圧Ｖｄが抽出される。すなわち、位置検出光Ｌ２はパルス変調されているのに対して、環境光はある期間内において強度が一定であると見なすことができるので、環境光に起因する低周波成分あるいは直流成分はフィルター１９２によって除去される。

また、信号抽出回路４０３ａは、フィルター１９２の後段に２２０ｋΩ程度の帰還抵抗１９４を備えた加算回路１９３を有しており、フィルター１９２によって抽出された電圧Ｖｄは、バイアス電圧Ｖｂの１／２倍の電圧Ｖ／２に重畳された位置検出信号Ｖｓ（光検出信号ＳＬに対応する。）として信号分離回路４０３ｂに出力される。

この信号分離回路４０３ｂは、第１期間において発光素子１４１に印加される駆動パルスに同期してスイッチング動作を行うスイッチ１７１と、比較器１７２と、比較器１７２の入力線にそれぞれ電気的に接続されたキャパシタ１７３とを備えている。このため、位置検出信号Ｖｓが信号分離回路４０３ｂに入力されると、信号分離回路４０３ｂから第１期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａ（光検出値ＬＸａに対応する。）と、第２期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂ（光検出値ＬＸｂに対応する。）とが交互に信号処理回路４０３ｃに出力される。

この信号処理回路４０３ｃは実効値Ｖｅａと実効値Ｖｅｂを比較して所定の処理（第１の方法では実効値の差若しくは比の演算）を行い、第１期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａと、第２期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂとに基づいて位置情報信号Ｖｔ（位置データＰＤに対応する。）を信号変換回路４０３ｄへ出力する。

なお、本実施形態において、第１期間と第２期間は各検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄのそれぞれの期間内に表れるように上記制御信号Ｓｃの或る一つの周期（すなわち同期信号Ｓｓの１周期、以下同様。）において繰り返し切り替えられ、第３期間と第４期間は各検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄのそれぞれの期間内に表れるように上記制御信号Ｓｃの次の周期において繰り返し切り替えられ、さらに、第５期間を設ける場合にはさらに次の周期において各検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄのそれぞれの期間内に表れるように設けられる。ただし、上記制御信号Ｓｃの或る一つの周期において第１期間が設けられ、次の周期において第２期間が設けられ、さらに次の周期において第３期間が設けられ、その次の周期に第４期間が設けられ、最後の周期に第５期間が設けられるといったように、第１期間から第５期間までを制御信号Ｓｃの周期ごとに対応させて形成してもよい。また、各検出選択期間に十分な時間を確保すれば、第１期間乃至第５期間を各検出選択期間内に順次に形成することにより、制御信号Ｓｃの一つの周期内で位置情報の１回の検出が完了するように構成することも可能である。

信号変換回路４０３ｄは内部にサンプル・ホールド部及びＡ／Ｄ変換部を備える。上記の位置情報信号Ｖｔは信号変換回路４０３ｄ内において上記検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄに対応してサンプリングされ、そのホールド値がＡ／Ｄ変換によりディジタル値として出力される。すなわち、位置情報信号Ｖｔの電位が検出チャネル順に検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄ内においてそれぞれサンプリングされ同順でディジタル化される。そして、例えば８ビットのディジタル値の位置情報ＰＤとして、前述の図１１に示すように、Ｐａｘ、Ｐｂｘ、Ｐｃｘ、Ｐｄｘ、Ｐａｙ、Ｐｂｙ、Ｐｃｙ、Ｐｄｙ、Ｐａｚ、Ｐｂｚ、Ｐｃｚ、Ｐｄｚの順のシリアル信号として主制御部４０１に送られる。

なお、上記の検出回路４０３において上記第２の方法を実施する場合には、図示点線で示すように、実効値ＶｅａとＶｅｂとが同一レベルとなるように光源駆動回路１５０に制御信号Ｖｆを出力し、信号処理回路４０３ｃが調整値を出力するようにしてもよい。この場合には、第１期間の実効値Ｖｅａと第２期間の実効値Ｖｅｂとを比較して、それらが等しい場合には現状の駆動条件を維持させる。これに対して、第１期間の実効値Ｖｅａが第２期間の実効値Ｖｅｂより低い場合には可変抵抗１１１の抵抗値を下げさせて第１期間での発光素子１４１からの出射光量を高める。また、第２期間の実効値Ｖｅｂが第１期間の実効値Ｖｅａより低い場合には可変抵抗１１２の抵抗値を下げさせて第２期間の出射光量を高める。そして、最終的に実効値ＶｅａとＶｅｂとが同一レベルになったときの上記調整量を位置情報の算出に用いる。このような手順は、本実施形態においては各検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄのそれぞれの期間内において完了するようにしてもよく、或いは、制御信号Ｓｃの複数周期に相当する過程において順次に実行されるようにしてもよい。

上述のようにして検出回路４０３から出力された上記位置情報ＰＤは主制御部４０１内に一時的に記録されるとともに、主制御部４０１ではこれらの位置情報ＰＤを検出対象物３００別に処理することで前述の位置座標Ｐａ〜Ｐｄをそれぞれ求める。図７に示す構成例では、主制御部４０１で作成された位置座標Ｐａ〜Ｐｄを含む出力データＯＡ〜ＯＤは出力回路４０４へ送出され、出力回路４０４で複数の検出対象物３００（指示部材３１０〜３４０）に対応する並列の出力形式でパラレルデータに変換される。これらの出力データＯＡ〜ＯＤは、対応する検出対象物３００について時間的に順次得られた光検出値ＬＤに基づいて繰り返し出力される。なお、図７に示す出力回路４０４などの出力段の構成は単なる一例であり本発明は上記構成に限られない。例えば、複数の検出対象物に関する出力データを適宜の順序で配列させてシリアル信号として出力してもよい。

図１５は主制御部４０１で形成される位置座標Ｐａ〜Ｐｄの出力態様を示す説明図である。主制御部４０１では、上記のようにして与えられた位置座標Ｐａ〜Ｐｄに対して、対応する検出対象物３００の識別コードＥａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄを付す（関連付ける）ことにより、位置情報の出力データＯＡ、ＯＢ、ＯＣ、ＯＤを作成する。これらの出力データＯＡ〜ＯＤは本実施形態の光学式位置検出装置外にある外部装置、例えば本実施形態の光学式位置検出装置が搭載された投射型表示装置の制御部に出力される。

上記のように位置座標Ｐａ〜Ｐｄに識別コードＥａ〜Ｅｄをそれぞれ付して位置情報の出力データＯＡ〜ＯＤとすることにより、或る検出対象物３００に関する出力データについては必ず検出対象物３００に対応する識別コードが付随しているため、複数の検出対象物３００が存在しても相互に識別された状態で個々の対象物の位置を知ることができる。また、この場合には、図７に示す出力段の構成のように検出対象物毎に別々の出力端子を設ける必要もない。例えば、本実施形態の光学式位置検出装置が搭載された投射型表示装置のような電子機器の制御部において複数の検出対象物３００の位置を表示画面に表示する場合、単に複数の位置を表示できるだけでなく、各検出対象物３００の位置表示の形状や色などを上記識別コードＥａ〜Ｅｄに応じて区別できる態様で表示することができる。各検出対象物３００の表示態様は識別コードＥａ〜Ｅｄによって決定されるので、或る検出対象物３００については常に同じ表示態様が得られる。

図１６は、上記位置座標Ｐａ〜Ｐｄに対する上記とは別の識別コードＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４の付与方法を示す説明図である。この方法において、位置検出回路４０３ｄでは、上記光検出値ＬＤが所定の閾値を越えた場合にのみ当該光検出値ＳＤに基づいて上記位置座標Ｐａ〜Ｐｄを求めて出力するが、光検出値ＬＤ（上記のように複数の光検出値ＬＸａ、ＬＸｂが検出される場合にはそれらのいずれも）が上記閾値以下の場合には位置座標の導出を行わず、上記位置座標の代わりに非検出状態を示す非検出符号（図示せず）を主制御部４０１に出力する。当該閾値は検出対象物３００が上記検出空間Ｓに存在しないときの光検出器４１０の光検出信号の最大値よりも大きく、検出対象物３００が上記検出空間Ｓに存在するときの光検出信号の最小値よりも小さい値に設定される。この場合において、主制御部４０１は、或る検出対象物３００について非検出符号が出力される場合には位置情報データを形成しない。

また、最初に検出された或る検出対象物３００の位置座標には識別コードＥ１を付し、次に検出された検出対象物３００の位置座標には識別コードＥ２を付すといった方法で検出順に既定の識別コードＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を順次に付与する。図示例では最初に検出チャネルｃｈＢに設定された検出対象物３００である指示部材３２０が検出されてその位置座標Ｐｂが送られてくるので、主制御部４０１は位置座標Ｐｂに識別コードＥ１を付して位置情報の出力データＯＢとして出力する。その後、検出チャネルｃｈＡに設定された検出対象物３００である指示部材３１０が検出された場合には、その位置座標Ｐａに識別コードＥ２を付して位置情報の出力データＯＡとして出力する。このようにして、以下同様に他の検出対象物３００である指示部材３３０、３４０についても光検出値ＬＤ（上記のように複数の光検出値ＬＸａ、ＬＸｂが検出される場合にはそれらのいずれか一方）が上記閾値を上回ったときに識別コードを付して出力していく。この場合の出力データもまた同じ検出対象物３００については常に同じ識別コードが付された状態で時間的に順次得られた光検出値ＬＤに基づいて繰り返し位置情報の出力データが出力される。ただし、或る検出対象物３００が検出空間Ｓに存在しなくなり、その光検出値ＬＤが上記閾値以下になると非検出符号が与えられるので、当該検出対象物３００については位置情報データが出力されなくなる。

図１６に示すこの出力態様でも、図１５に示す方法と同様に複数の検出対象物３００を相互に識別することが可能である。また、この出力態様では、検出空間Ｓに配置された検出対象物３００の上記位置情報データだけが出力されるので、位置検出回路４０３ｄでの位置座標Ｐａ〜Ｐｄの算出処理や主制御部４０１での位置情報データの形成処理の無駄を回避し、効率的に処理を行うことができるとともに、当該位置情報データに基づいて前述のように検出対象物３００の位置表示を行う場合には、無駄な位置表示を回避して必要な位置表示のみを行うことができる。

（本実施形態の効果）
以上説明した本実施形態によれば、位置検出光Ｌ２を用いて複数の検出対象物３００の位置情報をそれぞれ検出することができる。特に、複数の検出対象物３００の反射部３０１が相互に異なる反射選択期間ｔａ〜ｔｄにおいて位置検出光Ｌ２を反射するとともに、複数の反射選択期間に対応する検出選択期間において光検出器４１０の光検出値ＬＤを抽出するようにしているので、位置検出用光源部１４０や光検出器４１０の構成を変えることなく、複数の検出対象物の位置を確実に検出できる。

また、本実施形態では、反射選択期間と検出選択期間とが同期するように、反射能制御部３０２と検出回路４０３を同期制御するための制御信号を供給する同期制御手段である主制御部４０１を設けることにより、検出対象物による位置検出光の反射能の変化と、これに対応する光検出値の抽出タイミングとを確実に同期させることができる。

さらに、本実施形態では、複数の検出チャネルｃｈＡ〜ｃｈＤを設定し、これらの検出チャネルに対応する複数の反射選択期間ｔａ〜ｔｄと、これらの反射選択期間に対応する検出選択期間Ｐａ〜Ｐｄとを設けるとともに、複数の検出対象物３１０〜３４０を上記複数の検出チャネルｃｈＡ〜ｃｈＤに所定の対応関係となるように割り当て可能に構成されている。このため、検出チャネルによって複数の検出対象物を相互に識別することができる。すなわち、単に時分割で複数の検出対象物の位置を検出するだけであれば、複数の検出対象物の位置情報がそれぞれ得られるだけで、それぞれ得られる複数の位置情報がどの検出対象物に対応しているか、或いは、それぞれの位置情報が時間経過によりどのように変化していくかを知ることはできないが、各検出チャネルに検出対象物を所定の対応関係となるように設定しておくことにより、複数の検出対象物の位置情報を識別することができる。

その上、本実施形態では、位置検出部によって複数の位置情報ＰＤがそれぞれ対応する識別情報Ｅａ〜Ｅｄ又はＥ１〜Ｅ４と関連付けられて出力される。したがって、出力データ自体によって複数の検出対象物３１０〜３４０を識別することが可能になる。これにより、例えば、外部装置などにおいて複数の位置情報を表示する場合などにおいては、複数の位置情報を相互に区別可能な態様で表示することができる。

尚、本発明の光学式位置検出装置及び投射型表示装置は、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。例えば、上記実施形態では、位置検出用光源部１４０が画像投射装置１００内に構成され、位置検出部が検出装置４００内に構成されているが、本発明は、このような実施形態の物理的な構成に限定されるものではない。例えば、位置検出用光源部と位置検出部が一体の装置内に構成されていてもよい。この場合に、両者が上記スクリーンなどの基準面に対して固定されていることが好ましい。

１０００…投射型表示装置、１００…画像投射装置、１４０…位置検出用光源部、１４１…発光素子、１５０…光源駆動回路、１６０…光源制御回路、２００…スクリーン、２００Ａ…表面、２００Ｐ…基準面、３００（３１０〜３４０）…検出対象物（指示部材）、３０１…反射部、３０２…反射能制御部、４００…検出装置、４０１…主制御部、４０３…検出回路、４０４…出力回路、４０５…送信回路、４１０…光検出器

Claims (5)

1. 物体表面の少なくとも一部で構成される基準面の上方位置に設定された検出空間に配置される検出対象物を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、
   位置検出光を出射して前記基準面に沿った位置に応じて変化する前記位置検出光の光強度分布を形成する光源と、
   前記位置検出光に対する反射能を変更可能な反射部と、該反射部の前記反射能の変更態様を制御する反射能制御部とをそれぞれ有し、前記反射部が相互に異なる反射選択期間において前記位置検出光を反射する複数の前記検出対象物と、
   前記検出空間で前記検出対象物により反射された前記位置検出光を検出する光検出器と、
   複数の前記反射選択期間にそれぞれ対応する検出選択期間における前記光検出器の光検出値に基づいて前記複数の検出対象物の位置をそれぞれ検出する位置検出部と、
   を具備することを特徴とする光学式位置検出装置。
2. 前記反射部における前記反射選択期間と前記位置検出部の前記検出選択期間とを同期させるための制御信号を生成する同期制御手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の光学式位置検出装置。
3. 前記反射選択期間及び前記検出選択期間に対応する複数の検出チャネルが設けられ、前記複数の検出対象物が所定の対応関係で前記複数の検出チャネルに割り当て可能に構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学式位置検出装置。
4. 前記位置検出部は、前記複数の検出対象物の位置情報をそれぞれ対応する前記検出対象物の識別情報と関連付けて出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学式位置検出装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学式位置検出装置と、前記基準面に画像を投射する画像照射装置とを具備することを特徴とする投射型表示装置。

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