JP2011123584A - 光学式位置検出装置および位置検出機能付き表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パワーが比較的小さな光源を少ない数、用いた場合でも、対象物体の少なくとも二次元座標を検出することのできる光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き表示装置を提供すること。
【解決手段】光学式位置検出装置１０において、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂで反射した検出光を受光して対象物体Ｏｂの位置を検出するにあたって、検出領域１０Ｒの辺に沿って延在する第１乃至第４線状光源体Ｌ１〜Ｌ４と、検出領域１０Ｒを分割した領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２を受光対象領域とする第１乃至第４受光素子Ｄ１〜Ｄ４と用いる。このため、線状光源体は、検出領域１０Ｒ全体に光強度分布を形成しなくてもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、検出領域内の対象物体の位置を光学的に検出することのできる光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き表示装置に関するものである。

対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置としては、例えば、２つのビーム源の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射し、対象物体で反射して検出光が透光部材を透過してきた成分を共通の光検出器で受光するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

かかる特許文献１に記載の構成では、２つのビーム源のうち、一方のビーム源から出射された検出光が対象物体で反射した際の光検出器の受光強度と、他方のビーム源から出射された検出光が対象物体で反射した際の光検出器の受光強度とが等しくなるように２つのビーム源を制御した際の出射強度の比に基づいて対象物体の位置を検出する。

特表２００３−５３４５５４号公報

ここに本発明者は、検出領域内の対象物体の２次元座標を検出可能な光学式位置検出装置を検討しているが、特許文献１に記載の構成では、２つのビーム源から出射された検出光の空間的関係を利用する方式であるため、対象物体の２次元座標を求めることが困難である。また、特許文献１に記載の構成を応用して対象物体の２次元座標を求めようとすると、分解能に対応する数のビーム光源を必要とするとともに、検出対象範囲（検出領域）が広い場合には、パワーがかなり大きなビーム源を必要とするという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、パワーが比較的小さな光源を少ない数、用いた場合でも、対象物体の少なくとも二次元座標を検出することのできる光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、検出領域に検出光を出射して当該検出光の光強度分布を形成し、前記検出領域内の対象物体で反射した前記検出光を受光して当該対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置であって、前記検出領域において第１方向で対向する第１辺および第２辺のうち、第１辺に沿って延在し、当該第１辺側から前記検出光を出射する第１線状光源体と、前記第２辺に沿って延在し、当該第２辺側から前記検出光を出射する第２線状光源体と、前記検出領域において前記第１方向と交差する第２方向で対向する第３辺および第４辺のうち、第３辺に沿って延在し、当該第３辺側から前記検出光を出射する第３線状光源体と、前記検出領域を前記第１方向で分割した第１分割領域および第２分割領域のうち、第１分割領域を受光対象領域とする第１受光素子と、前記第２分割領域を受光対象領域とする第２受光素子と、前記第１受光素子の受光結果および前記第２受光素子の受光結果に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有していることを特徴とする。

本発明では、第１分割領域に対象物体が位置する場合、第１線状光源体から第１分割領域に出射した検出光と、第３線状光源体から第１分割領域に出射した検出光と、第１受光素子とを用いて対象物体の第１方向および第２方向における位置を検出し、第２分割領域に対象物体が位置する場合、第２線状光源体から第２分割領域に出射した検出光と、第３線状光源体から第２分割領域に出射した検出光と、第２受光素子とを用いて対象物体の第１方向および第２方向における位置を検出する。このため、計３つの線状光源体と、計２つの受光素子とによって、対象物体の第１方向および第２方向における位置（二次元座標）を検出することができ、光源の数が少なくて済む。また、検出領域を分割し、各々の領域において対象物体の位置を検出するため、第１線状光源体から出射した検出光は第２分割領域に光強度分布を形成しなくてもよく、第２線状光源体から出射した検出光は第１分割領域に光強度分布を形成しなくてもよい。従って、第１線状光源体および第２線状光源体についてはパワーが小さな光源でよいという利点がある。

本発明において、前記第１受光素子は、前記第１辺と前記第３辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光し、前記第２受光素子は、前記第２辺と前記第３辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光することが好ましい。このように構成すると、第１受光素子を第１辺において第３辺が位置する側とは反対側に配置し、第２受光素子を第２辺において第３辺が位置する側とは反対側に配置した場合と比較して、第１受光素子および第２受光素子を配置するスペースが狭く済む。また、検出領域の第４辺の側が空きスペースとなるので、同様な構成を第４辺側に追加することもできる。

本発明において、前記第１線状光源体、前記第２線状光源体および前記第３線状光源体は順次点灯し、前記第１受光素子および前記第２受光素子のうちの少なくとも一方の受光素子は、当該受光素子の受光対象領域に前記検査光が出射されていない期間において環境光を検出することが好ましい。このように構成すると、対象物体の位置を検出する際、環境光の影響を補正することができる。

本発明において、前記第４辺に沿って延在し、当該第４辺側から前記検出光を出射する第４線状光源体と、前記第１分割領域のうち、前記第４辺が位置する側の領域を受光対象領域とする第３受光素子と、前記第２分割領域のうち、前記第４辺が位置する側の領域を受光対象領域とする第４受光素子と、を有し、前記第１受光素子は、前記第１分割領域のうち、前記第３辺が位置する側の領域を受光対象領域とし、前記第２受光素子は、前記第２分割領域のうち、前記第３辺が位置する側の領域を受光対象領域とし、前記位置検出部は、前記第１受光素子の受光結果、前記第２受光素子の受光結果、前記第３受光素子の受光結果、および前記第４受光素子の受光結果に基づいて前記対象物体の位置を検出することが好ましい。このように構成すると、検出領域を４分割し、各々の領域において対象物体の位置を検出することになる。このため、第３線状光源体は、検出領域において第２辺から第４辺に到る領域全体に光強度分布を形成しなくてもよく、第４線状光源体は、検出領域において第４辺から第２辺に到る領域全体に光強度分布を形成しなくてもよい。従って、第３線状光源および第４線状光源としてパワーが大きなものを用いる必要がない。

本発明において、前記第１受光素子は、前記第１辺と前記第３辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光し、前記第２受光素子は、前記第２辺と前記第３辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光し、前記第３受光素子は、前記第１辺と前記第４辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光し、前記第４受光素子は、前記第２辺と前記第４辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光することが好ましい。このように構成すると、検出領域の角部の周辺を利用して受光素子を配置することができる。

本発明において、前記第１線状光源体、前記第２線状光源体、前記第３線状光源体、および前記第４線状光源体は順次点灯し、前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第３受光素子および前記第４受光素子うちの少なくとも一つの受光素子は、当該受光素子の受光対象領域に前記検査光が出射されていない期間において環境光を検出することが好ましい。このように構成すると、対象物体の位置を検出する際、環境光の影響を補正することができる。

本発明において、前記第１線状光源体、前記第２線状光源体、前記第３線状光源体、および前記第４線状光源体が一定順序で点灯する第１モードと、前記第１モードでの点灯順序を変更して、前記対象物体の存在が予測される領域への前記検出光の出射を優先して行なう第２モードと、が実行されることが好ましい。このような構成によれば、対象物体の位置を素早く検出することができる。

本発明において、前記位置検出部は、前記第１方向の光強度分布を形成した際に前記対象物体で反射した前記検出光の受光強度に基づいて前記対象物体の前記第１方向における位置を検出し、前記第２方向の光強度分布を形成した際に前記対象物体で反射した前記検出光の受光強度に基づいて前記対象物体の前記第２方向における位置を検出する構成を採用することができる。

本発明において、前記位置検出部は、前記第１方向の光強度分布を形成した際に前記対象物体で反射した前記検出光の受光強度と、前記第２方向の光強度分布を形成した際に前記対象物体で反射した前記検出光の受光強度とが等しくなるように前記第１方向の光強度分布と前記第２方向の光強度分布とのバランスを調整した際の前記検出光の出射強度調整量に基づいて、前記対象物体の前記第１方向における位置および前記対象物体の前記第２方向における位置を検出する構成を採用してもよい。

本発明を適用した光学式位置検出装置は位置検出機能付き表示装置を構成するのに用いることができる。この場合、位置検出機能付き表示装置は、前記検出領域に対して重なる領域に画像を形成する画像生成装置を有している。前記画像生成装置としては、投射型表示装置や、液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置等といった直視型表示装置を用いることができる。かかる位置検出機能付き表示装置は、各種表示装置の他、携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピューター、券売機、銀行の端末等の電子機器に用いられる。

本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出位置の構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の電気的構成等を示す説明図である。 本発明を適用した光学式位置検出装置において対象物体の位置を検出する際に線状光源体を順次点灯させる様子を示す説明図である。 本発明を適用した光学式位置検出装置で用いた検出光の光強度分布および位置検出部での基本的な動作内容を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における動作を示すタイミングチャートである。 図６に示す動作に連動して光強度分布を形成する様子を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置において対象物体のＸＹ座標を検出する別の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２に係るおよび位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の構成を模式的に示す説明図である。

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。なお、以下の説明においては、互いに交差する軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。また、以下に参照する図面では、説明の便宜上、Ｘ軸方向（第１方向）を横方向とし、Ｙ軸方向（第２方向）と縦方向として表してある。また、以下の説明で参照する図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

［実施の形態１］
（位置検出機能付き表示装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き表示装置の要部を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付き表示装置１００は、液晶プロジェクター、あるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置２００（画像生成装置）と、スクリーン部材８とを備えた投射型表示装置として構成されている。画像投射装置２００は、筐体２５０の前面部２０１に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン部材８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。

本形態の位置検出機能付き表示装置１００は光学式位置検出装置１０を備えており、光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材８において画像が視認されるスクリーン面８ａ側（スクリーン部材８の前方）に設定された検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を光学的に検出する機能を備えている。本形態において、検出領域１０Ｒは、スクリーン部材８に対する法線方向からみたとき四角形の領域であり、スクリーン部材８において画像投射装置２００によって画像が投射される領域（画像表示領域２０Ｒ）と重なっている。このため、本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、例えば、対象物体Ｏｂの座標検出結果を、投射された画像の一部等を指定する入力情報等として扱い、かかる入力情報に基づいて画像の切り換え等を行なうことができる。

光学式位置検出装置１０は、詳しくは後述するように、スクリーン部材８のスクリーン面８ａ側に設けられた複数の線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）と、スクリーン面８ａ側で検出領域１０Ｒに受光部を向けた複数の受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）とを備えている。

線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）は、検出光として、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光を出射する。より具体的には、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）、あるいは９５０ｎｍの検出光を出射する。本形態において、検出光は、ピーク波長が８５０ｎｍ付近の波長域にある赤外光である。かかる線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）は、赤外線ランプからなる線状光源体、複数の発光ダイオードが延在方向に沿って配置された線状光源体からなる。また、線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）は、導光部材と発光ダイオードとを用いた線状光源体からなる。

受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）は、フォトダイオードやフォトトランジスター等の受光素子からなり、スクリーン部材８のスクリーン面８ａの側において、検出領域１０Ｒの外側でスクリーン面８ａに沿う方向に受光部を向けている。

このように構成した光学式位置検出装置１０では、線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）から検出領域１０Ｒに検出光を出射すると、検出光は、検出領域１０Ｒに光強度分布を形成する。また、受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）は、対象物体Ｏｂで反射した検出光を検出する。

（光学式位置検出装置１０の構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出位置１０の構成を模式的に示す説明図である。なお、図２（ａ）は、光学式位置検出装置１０の平面的な構成を示す説明図であり、図２（ｂ）〜（ｅ）は、線状光源体が形成する光強度分布の説明図である。

図２（ａ）に示すように、本形態の光学式位置検出位置１０は、検出領域１０Ｒの周りに４つの線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）を備えている。また、本形態の光学式位置検出位置１０は、検出領域１０Ｒの角部１０Ｒａ〜１０Ｒｄに対応する位置に４つの受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）を備えている。

第１線状光源体Ｌ１は、検出領域１０ＲにおいてＸ軸方向（第１方向）で対向する第１辺１０Ｒ１および第２辺１０Ｒ２のうち、第１辺１０Ｒ１に沿って延在しており、第１辺１０Ｒ１側から検出光Ｌ１０を出射する。第２線状光源体Ｌ２は、検出領域１０Ｒの第２辺１０Ｒ２に沿って延在しており、第２辺１０Ｒ２側から検出光Ｌ２０を出射する。第３線状光源体Ｌ３は、検出領域１０ＲにおいてＹ軸方向（第２方向）で対向する第１辺１０Ｒ１および第２辺１０Ｒ２のうち、第３辺１０Ｒ３に沿って延在しており、第３辺１０Ｒ３側から検出光Ｌ３０を出射する。第４線状光源体Ｌ４は、検出領域１０Ｒの第４辺１０Ｒ４に沿って延在しており、第４辺１０Ｒ４側から検出光Ｌ４０を出射する。

第１受光素子Ｄ１は、第１辺１０Ｒ１と第３辺１０Ｒ３とが成す角部１０Ｒｃに対応する位置に配置され、かかる角部１０Ｒｃにおいて受光部を検出領域１０Ｒに向けている。第２受光素子Ｄ２は、第２辺１０Ｒ２と第３辺１０Ｒ３とが成す角部１０Ｒｄに対応する位置に配置され、かかる角部１０Ｒｄにおいて受光部を検出領域１０Ｒに向けている。第３受光素子Ｄ３は、第１辺１０Ｒ１と第４辺１０Ｒ４とが成す角部１０Ｒｂに対応する位置に配置され、かかる角部１０Ｒｂにおいて受光部を検出領域１０Ｒに向けている。第４受光素子Ｄ４は、第２辺１０Ｒ２と第４辺１０Ｒ４とが成す角部１０Ｒａに対応する位置に配置され、かかる角部１０Ｒａにおいて受光部を検出領域１０Ｒに向けている。

ここで、検出領域１０Ｒは、Ｘ軸方向において第１分割領域Ｒ１および第２分割領域Ｒ２からなる２つの領域に分割されており、第１受光素子Ｄ１および第３受光素子Ｄ３は、第１分割領域Ｒ１を受光対象領域としている。また、第１受光素子Ｄ１は、第１分割領域Ｒ１のうち、第３辺１０Ｒ３が位置する側の領域Ｒ１１を受光対象領域とし、第３受光素子Ｄ３は、第１分割領域Ｒ１のうち、第４辺１０Ｒ４が位置する側の領域Ｒ１２を受光対象領域としている。これに対して、第２受光素子Ｄ２および第４受光素子Ｄ４は、第２分割領域Ｒ２を受光対象領域としている。また、第２受光素子Ｄ２は、第２分割領域Ｒ２のうち、第３辺１０Ｒ３が位置する側の領域Ｒ２１を受光対象領域とし、第４受光素子Ｄ４は、第２分割領域Ｒ２のうち、第４辺１０Ｒ４が位置する側の領域Ｒ２２を受光対象領域としている。

このように構成した光学式位置検出装置１０において、４つの線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）としては比較的パワーの小さなものが用いられており、図２（ｂ）に示すように、第１線状光源体Ｌ１は、第１分割領域Ｒ１（領域Ｒ１１、Ｒ１２）に検出光Ｌ１０を出射し、かかる検出光Ｌ１０は、Ｘ軸方向において第１辺１０Ｒ１（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）から第２辺１０Ｒ２（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に向けて強度が単調減少する光強度分布Ｌ１１を形成する。ここで、検出光Ｌ１０は、第２分割領域Ｒ２（領域Ｒ２１、Ｒ２２）に到達する光量は小さく無視できるレベルである。

他の線状光源体でも略同様である。例えば、図２（ｃ）に示すように、第３線状光源体Ｌ３は、第１分割領域Ｒ１の領域Ｒ１１、および第２分割領域Ｒ２の領域Ｒ２１に検出光Ｌ３０を出射し、かかる検出光Ｌ３０は、Ｙ軸方向において第３辺１０Ｒ３（Ｙ軸方向の他方側Ｙ２）から第４辺１０Ｒ４（Ｙ軸方向の一方側Ｙ１）に向けて強度が単調減少する光強度分布Ｌ３１を形成する。ここで、検出光Ｌ３０は、第１分割領域Ｒ１の領域Ｒ１２、および第２分割領域Ｒ２の領域Ｒ２２に到達する光量は小さく無視できるレベルである。図２（ｄ）に示すように、第２線状光源体Ｌ２は、第２分割領域Ｒ２（領域Ｒ２１、Ｒ２２）に検出光Ｌ２０を出射し、かかる検出光Ｌ２０は、Ｘ軸方向において第２辺１０Ｒ２（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）から第１辺１０Ｒ１（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）に向けて強度が単調減少する光強度分布Ｌ２１を形成する。ここで、検出光Ｌ２０は、第１分割領域Ｒ１（領域Ｒ１１、Ｒ１２）に到達する光量は小さく無視できるレベルである。図２（ｅ）に示すように、第４線状光源体Ｌ４は、第１分割領域Ｒ１の領域Ｒ１２、および第２分割領域Ｒ２の領域Ｒ２２に検出光Ｌ４０を出射し、かかる検出光Ｌ４０は、Ｙ軸方向において第４辺１０Ｒ４（Ｙ軸方向の一方側Ｙ１）から第３辺１０Ｒ３（Ｙ軸方向の他方側Ｙ２）に向けて強度が単調減少する光強度分布Ｌ４１を形成する。ここで、検出光Ｌ４０は、第１分割領域Ｒ１の領域Ｒ１１、および第２分割領域Ｒ２の領域Ｒ２１に到達する光量は小さく無視できるレベルである。

（光学式位置検出装置１０の電気的構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の電気的構成等を示す説明図である。図３に示すように、光学式位置検出装置１０は、４つの線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）の各々を駆動する光源駆動部１４と、４つの受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する位置検出部５０とを備えている。光源駆動部１４は、４つの線状光源体の各々に対応する駆動回路１４０（駆動回路１４０ａ〜１４０ｄ）と、駆動回路１４０を介して複数の線状光源体の各々における点灯を制御する光源制御部１４５とを備えている。位置検出部５０は、スクリーン部材８に平行な面内で直角に交差するＸ軸方向およびＹ軸方向のうち、対象物体ＯｂのＸ軸方向の位置（Ｘ座標）を検出するＸ座標検出部５１と、対象物体ＯｂのＹ軸方向の位置（Ｙ座標）を検出するＹ座標検出部５２とを備えている。さらに、位置検出部５０は、スクリーン部材８に直交するＺ軸方向の対象物体Ｏｂの位置（Ｚ座標）を検出するＺ座標検出部５３を備えている。光源制御部１４５と位置検出部５０とは、信号線で接続されており、４つの線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）に対する駆動と、位置検出部５０での検出動作とは、連動して行われる。

（座標検出の基本原理）
本形態の位置検出機能付き表示装置１００においては、スクリーン面８ａ側（検出領域１０Ｒ）に形成した検出光の光強度分布Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ３１、Ｌ４１）を利用して、位置検出部５０は、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する。そこで、図４および図５を参照して、光強度分布の構成および座標検出の原理を説明する。

図４は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０において対象物体Ｏｂの位置を検出する際に線状光源体を順次点灯させる様子を示す説明図である。図５は、本発明を適用した光学式位置検出装置１０で用いた検出光の光強度分布および位置検出部５０での基本的な動作内容を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、光強度分布Ｌ１１、Ｌ３１を形成した際に対象物体Ｏｂで反射した検出光の強度を示す説明図、対象物体で反射した検出光の強度が等しくなるように光強度分布を調整する様子を示す説明図である。

図１〜図３に示す光学式位置検出装置１０において、図４（ａ）に示すように第１線状光源体Ｌ１が点灯すると、図２（ｂ）および図５（ａ）に示す光強度分布Ｌ１１が形成され、かかる光強度分布Ｌ１１では、Ｘ軸方向において第１線状光源体Ｌ１からの距離に応じて強度が単調減少し、検出領域１０Ｒという範囲内であれば、直線的に減少しているとみなすことができる。しかも、光強度分布Ｌ１１では、Ｙ軸方向で強度が一定である。

また、図４（ｂ）に示すように、第３線状光源体Ｌ３が点灯すると、図２（ｃ）および図５（ａ）に示す光強度分布Ｌ３１が形成され、かかる光強度分布Ｌ３１では、Ｙ軸方向において第３線状光源体Ｌ３からの距離に応じて強度が単調減少し、検出領域１０Ｒという範囲内であれば、直線的に減少しているとみなすことができる。しかも、光強度分布Ｌ３１では、Ｘ軸方向で強度が一定である。

さらに、光強度分布Ｌ１１、Ｌ３１における位置と強度との関係は予め把握しておくことができる。従って、検出領域１０Ｒのうち、領域Ｒ１１に対象物体Ｏｂが存在すれば、図３に示すＸ座標検出部５１は、第１受光素子Ｄ１での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。

例えば、第１検出方法では、第１線状光源体Ｌ１と第３線状光源体Ｌ３とを順次点灯させ、図５（ａ）に示すように光強度分布Ｌ１１を形成した際の第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＸに基づいて、Ｘ座標検出部５１は、対象物体ＯｂのＸ座標を検出する。また、図５（ａ）に示すように光強度分布Ｌ３１を形成した際の第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＹに基づいて、Ｙ座標検出部５２は、対象物体ＯｂのＹ座標を検出する。

その際、第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＸ、ＬＹには、検出光以外の環境光、例えば、外光の赤外成分が含まれる。但し、かかる環境光の影響は、環境光を検出することにより補正することができる。より具体的には、第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３および第４受光素子Ｄ４のうち、受光対象領域に検出光が出射されていない受光素子、例えば、第４受光素子Ｄ４によって環境光を外乱として測定すれば、かかる環境光（外乱）の影響を補正することができる。

次に、第２検出方法では、第１線状光源体Ｌ１と第３線状光源体Ｌ３とを逆相で交互に点灯させ、図５（ａ）に示すように光強度分布Ｌ１１を形成した際の第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＸと、図５（ａ）に示すように光強度分布Ｌ３１を形成した際の第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＹとを比較する。そして、光強度分布Ｌ１１を形成した際の第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＸと、光強度分布Ｌ３１を形成した際の第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＹとが等しければ、それに対応する位置を対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標とする。これに対して、光強度分布Ｌ１１を形成した際の第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＸと、光強度分布Ｌ３１を形成した際の第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＹとが相違すれば、第１線状光源体Ｌ１に対する制御量（駆動電流）、および第３線状光源体Ｌ３に対する制御量（駆動電流）を調整し、光強度分布Ｌ１１を形成した際の第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＸと、光強度分布Ｌ３１を形成した際の第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＹとを一致させる。そして、Ｘ座標検出部５１は、第１線状光源体Ｌ１に対する制御量の調整量ΔＬＸと、第３線状光源体Ｌ３に対する制御量の調整量ΔＬＹの比あるいは差等により、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出する。

かかる方法においても、第１受光素子Ｄ１での検出結果ＬＸ、ＬＹには、検出光以外の環境光、例えば、外光の赤外成分が含まれる。但し、かかる環境光の影響は、環境光を検出することにより補正することができる。より具体的には、第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３および第４受光素子Ｄ４のうち、受光対象領域に検出光が出射されていない受光素子、例えば、第４受光素子Ｄ４によって環境光を外乱として測定すれば、かかる環境光（外乱）の影響を補正することができる。

以下、後述するように、第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、および第４線状光源体Ｌ４を順次点灯させながら、上記の検出を行なえば、対象物体Ｏｂが領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２のいずれの位置にあっても、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出することができる。

なお、第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、および第４線状光源体Ｌ４を同時点灯させれば、Ｚ軸方向で強度が変化する光強度分布が形成される。従って、この状態での第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３および第４受光素子Ｄ４での検出光量の合計値を用いれば、図３に示すＺ座標検出部５３は、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。なお、Ｚ座標検出用の光強度分布では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向でも光量が変化している。従って、第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３および第４受光素子Ｄ４での検出光量の合計値に対して、ＸＹ座標に対応する補正を行なえば、対象物体ＯｂのＺ座標を高い精度で検出することができる。なお、第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、および第４線状光源体Ｌ４を同時点灯させる代わりに、第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、および第４線状光源体Ｌ４を順次点灯させた際の第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３および第４受光素子Ｄ４での検出光量の合計値を用いて、対象物体ＯｂのＺ座標を検出してもよい。

上記のように、対象物体Ｏｂの検出領域１０Ｒ内の位置情報を取得するにあたって、例えば、位置検出部５０としてマイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）を用い、これにより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、論理回路等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。

（動作）
図６および図７を参照して、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０において対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する動作を説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における動作を示すタイミングチャートである。図７は、図６に示す動作に連動して光強度分布を形成する様子を模式的に示す説明図である。なお、以下に示す動作は、前記した第１検出方法および第２検出方法のうち、第１方法を採用した場合の例である。

図６に示すように、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０では、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４において４つの線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）を所定の順序で点灯させ、各領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２に対象物体Ｏｂが存在するとか否かを検出するとともに、対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する。

まず、期間Ｔ１では、第１線状光源体Ｌ１のみを点灯させた後、第３線状光源体Ｌ３のみを点灯させる。その結果、図７（ａ）に示すように、検出領域１０Ｒの領域Ｒ１１、Ｒ１２に光強度分布Ｌ１１が形成された後、図７（ｂ）に示すように、検出領域１０Ｒの領域Ｒ１１、Ｒ２１に光強度分布Ｌ３１が形成される。従って、領域Ｒ１１に対象物体Ｏｂが存在すれば、第１受光素子Ｄ１での検出結果により、対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出することができる。かかる期間Ｔ１では、第４受光素子Ｄ４の受光対象領域（領域Ｒ２２）には検出光が出射されていない。従って、第４受光素子Ｄ４によって環境光の強度ＢＧを検出でき、かかる検出結果を用いてＸＹ座標結果に補正を施せば、正確なＸＹ座標を出力することができる。

次に、期間Ｔ２では、第３線状光源体Ｌ３のみを点灯させた後、第２線状光源体Ｌ２のみを点灯させる。その結果、図７（ｃ）に示すように、検出領域１０Ｒの領域Ｒ１１、Ｒ２１に光強度分布Ｌ３１が形成された後、図７（ｄ）に示すように、検出領域１０Ｒの領域Ｒ２１、Ｒ２２に光強度分布Ｌ２１が形成される。従って、領域Ｒ２１に対象物体Ｏｂが存在すれば、第２受光素子Ｄ２での検出結果により、対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出することができる。かかる期間Ｔ２では、第３受光素子Ｄ３の受光対象領域（領域Ｒ１２）には検出光が出射されていない。従って、第３受光素子Ｄ３によって環境光の強度ＢＧを検出でき、かかる検出結果を用いてＸＹ座標結果に補正を施せば、正確なＸＹ座標を出力することができる。

次に、期間Ｔ３１では、第２線状光源体Ｌ２のみを点灯させた後、第４線状光源体Ｌ４のみを点灯させる。その結果、図７（ｅ）に示すように、検出領域１０Ｒの領域Ｒ２１、Ｒ２２に光強度分布Ｌ２１が形成された後、図７（ｆ）に示すように、検出領域１０Ｒの領域Ｒ１２、Ｒ２２に光強度分布Ｌ４１が形成される。従って、領域Ｒ２２に対象物体Ｏｂが存在すれば、第４受光素子Ｄ４での検出結果により、対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出することができる。かかる期間Ｔ３では、第１受光素子Ｄ１の受光対象領域（領域Ｒ１１）には検出光が出射されていない。従って、第１受光素子Ｄ１によって環境光の強度ＢＧを検出でき、かかる検出結果を用いてＸＹ座標結果に補正を施せば、正確なＸＹ座標を出力することができる。

次に、期間Ｔ４では、第４線状光源体Ｌ４のみを点灯させた後、第１線状光源体Ｌ１のみを点灯させる。その結果、図７（ｇ）に示すように、検出領域１０Ｒの領域Ｒ１２、Ｒ２２に光強度分布Ｌ４１が形成された後、図７（ｈ）に示すように、検出領域１０Ｒの領域Ｒ１１、Ｒ１２に光強度分布Ｌ１１が形成される。従って、領域Ｒ１２に対象物体Ｏｂが存在すれば、第３受光素子Ｄ３での検出結果により、対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出することができる。かかる期間Ｔ４では、第２受光素子Ｄ２の受光対象領域（領域Ｒ２１）には検出光が出射されていない。従って、第２受光素子Ｄ２によって環境光の強度ＢＧを検出でき、かかる検出結果を用いてＸＹ座標結果に補正を施せば、正確なＸＹ座標を出力することができる。

以降、同様な動作を繰り返す（第１モード）。ここで、対象物体Ｏｂが４つの領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２のうちのいずれかに存在するかが予測される場合がある。例えば、領域Ｒ１１において対象物体Ｏｂが領域Ｒ１２に向けて移動している場合には、対象物体Ｏｂは領域Ｒ１１あるいは領域Ｒ１２に存在することになる。このような場合には、図６および図７を参照して説明した順序を変更し、領域Ｒ１１に対する位置検出（期間Ｔ１）を行なった後、領域Ｒ１２に対する位置検出（期間Ｔ４）を行なってもよい。

（別の動作）
図８を参照して対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する別の動作を説明する。図８は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０において対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する別の動作を示すタイミングチャートである。図６を参照して説明した動作は、前記した第１検出方法および第２検出方法のうち、第１方法を採用した場合の例であるが、図８に示す動作は、第２検出方法である。なお、本例の基本的な構成は、図６を参照して説明した構成と略同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図６を参照して説明した例では、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４において２つの線状光源体を順次点灯させたが、図７に示すように、本例では、２つの線状光源体を逆相で点灯させる。より具体的には、期間Ｔ１では、第１線状光源体Ｌ１と第３線状光源体Ｌ３とを逆相で点灯させ、第１線状光源体Ｌ１を点灯させたときの第１受光素子Ｄ１での検出結果と、第３線状光源体Ｌ３を点灯させたときの第１受光素子Ｄ１での検出結果とが等しくなるように、第１線状光源体Ｌ１および第３線状光源体Ｌ３に対する制御量を調整する。かかる方法でも、対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出することができる。また、第４受光素子Ｄ４によって環境光の強度ＢＧを検出でき、かかる検出結果を用いてＸＹ座標結果に補正を施せば、正確なＸＹ座標を出力することができる。

また、期間Ｔ２〜期間Ｔ４でも、同様に、２つの線状光源体を逆相で点灯させ、一方の線状光源体を点灯させたときの受光素子での検出結果と、他方の線状光源体を点灯させたときの受光素子での検出結果とが等しくなるように、線状光源体に対する制御量を調整する。かかる方法でも、対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出することができる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学式位置検出装置１０では、検出領域１０Ｒに検出光を出射して検出光の光強度分布を形成し、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂで反射した検出光を受光して対象物体Ｏｂの位置を検出する。かかる検出方式を採用するにあたって、本形態では、検出領域１０Ｒの辺に沿って延在する複数の線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３、第４線状光源体Ｌ４）と、検出領域１０Ｒを分割した領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２を受光対象領域とする複数の受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）と用いている。このため、計４つの線状光源体と、計４つの受光素子とによって、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出することができ、光源や受光素子の数が少なくて済む。また、検出領域１０Ｒを分割し、各々の領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２において対象物体Ｏｂの位置を検出する。このため、第１線状光源体Ｌ１から出射した検出光は第２分割領域Ｒ２に光強度分布を形成しなくてもよく、第２線状光源体Ｌ２から出射した検出光は第１分割領域Ｒ１に光強度分布を形成しなくてもよいなど、線状光源体についてはパワーが小さな光源でよいという利点がある。

また、本形態において、複数の受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）は順次点灯し、複数の受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）のうち、少なくとも１つの受光素子は、受光対象領域に検査光が出射されていない期間、環境光を検出する。このため、対象物体Ｏｂの位置を検出する際、環境光の影響を補正することができる。

さらに、複数の受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）は、検出領域１０Ｒの角部１０Ｒａ〜１０Ｒｄに対応する位置から検出光を受光する。このため、検出領域１０Ｒの角部１０Ｒａ〜１０Ｒｄの周辺を利用して複数の受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）を配置することができ、受光素子を配置するスペースが狭くてよい。

また、本形態では、複数の受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２、第３受光素子Ｄ３、第４受光素子Ｄ４）を一定順序で点灯する第１モードと、第１モードでの点灯順序を変更して、対象物体Ｏｂの存在が予測される領域への検出光の出射を優先して行なう第２モードとを実行する。このため、対象物体Ｏｂの位置を素早く検出することができる。

［実施の形態２］
（位置検出機能付き表示装置および光学式位置検出装置の全体構成）
図９は、本発明の実施の形態２に係るおよび位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き表示装置の要部を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。図１０は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出位置１０の構成を模式的に示す説明図である。なお、図１０（ａ）は、光学式位置検出装置１０の平面的な構成を示す説明図であり、図１０（ｂ）〜（ｄ）は、線状光源体が形成する光強度分布の説明図である。

なお、本形態の光学式位置検出装置の構成は、実施の形態１と線状光源体の数や受光素子の数が相違する他、基本的な構成は、実施の形態１と略同様である。このため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図９（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付き表示装置１００も、実施の形態１と同様、投射型表示装置であり、スクリーン部材８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。

本形態の位置検出機能付き表示装置１００は光学式位置検出装置１０を備えており、光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材８において画像が視認されるスクリーン面８ａ側（スクリーン部材８の前方）に設定された検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を光学的に検出する機能を備えている。

本形態の光学式位置検出装置１０は、スクリーン部材８のスクリーン面８ａ側に設けられた複数の線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３）と、スクリーン面８ａ側で検出領域１０Ｒに受光部を向けた複数の受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２）とを備えている。線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３）は赤外線を出射する。かかる線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３）は、赤外線ランプからなる線状光源体、複数の発光ダイオードが延在方向に沿って配置された線状光源体などからなる。受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２）は、フォトダイオードやフォトトランジスター等の受光素子からなり、スクリーン部材８のスクリーン面８ａの側において、検出領域１０Ｒの外側でスクリーン面８ａに沿う方向に受光部を向けている。

本形態の光学式位置検出装置１０でも、実施の形態１と同様、線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３）から検出領域１０Ｒに検出光を出射すると、検出光は、検出領域１０Ｒに光強度分布を形成する。また、受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２）は、対象物体Ｏｂで反射した検出光を検出する。

図１０（ａ）に示すように、本形態の光学式位置検出位置１０は、検出領域１０Ｒの周りに３つの線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３）を備えている。また、本形態の光学式位置検出位置１０は、検出領域１０Ｒの周りに２つの受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２）を備えている。

第１線状光源体Ｌ１は、検出領域１０ＲにおいてＸ軸方向（第１方向）で対向する第１辺１０Ｒ１および第２辺１０Ｒ２のうち、第１辺１０Ｒ１に沿って延在しており、第１辺１０Ｒ１側から検出光Ｌ１０を出射する。第２線状光源体Ｌ２は、検出領域１０Ｒの第２辺１０Ｒ２に沿って延在しており、第２辺１０Ｒ２側から検出光Ｌ２０を出射する。第３線状光源体Ｌ３は、検出領域１０ＲにおいてＹ軸方向（第２方向）で対向する第１辺１０Ｒ１および第２辺１０Ｒ２のうち、第３辺１０Ｒ３に沿って延在しており、第３辺１０Ｒ３側から検出光Ｌ３０を出射する。

第１受光素子Ｄ１は、第１辺１０Ｒ１と第３辺１０Ｒ３とが成す角部１０Ｒｃに対応する位置に配置され、かかる角部１０Ｒｃにおいて受光部を検出領域１０Ｒに向けている。第２受光素子Ｄ２は、第２辺１０Ｒ２と第３辺１０Ｒ３とが成す角部１０Ｒｄに対応する位置に配置され、かかる角部１０Ｒｄにおいて受光部を検出領域１０Ｒに向けている。

ここで、検出領域１０Ｒは、Ｘ軸方向において第１分割領域Ｒ１および第２分割領域Ｒ２からなる２つの領域に分割されており、第１受光素子Ｄ１は、第１分割領域Ｒ１を受光対象領域としている。第２受光素子Ｄ２は、第２分割領域Ｒ２を受光対象領域としている。

このように構成した光学式位置検出装置１０において、３つの線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３）としては比較的パワーの小さなものが用いられており、図１０（ｂ）に示すように、第１線状光源体Ｌ１は、第１分割領域Ｒ１に検出光Ｌ１０を出射し、かかる検出光Ｌ１０は、Ｘ軸方向において第１辺１０Ｒ１（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）から第２辺１０Ｒ２（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）に向けて強度が単調減少する光強度分布Ｌ１１を形成する。ここで、検出光Ｌ１０は、第２分割領域Ｒ２に到達する光量は小さく無視できるレベルである。

図１０（ｄ）に示すように、第２線状光源体Ｌ２は、第２分割領域Ｒ２に検出光Ｌ２０を出射し、かかる検出光Ｌ２０は、Ｘ軸方向において第２辺１０Ｒ２（Ｘ軸方向の他方側Ｘ２）から第１辺１０Ｒ１（Ｘ軸方向の一方側Ｘ１）に向けて強度が単調減少する光強度分布Ｌ２１を形成する。ここで、検出光Ｌ２０は、第１分割領域Ｒ１に到達する光量は小さく無視できるレベルである。

図１０（ｃ）に示すように、第３線状光源体Ｌ３は、第１分割領域Ｒ１および第２分割領域Ｒ２に検出光Ｌ３０を出射し、かかる検出光Ｌ３０は、Ｙ軸方向において第３辺１０Ｒ３（Ｙ軸方向の他方側Ｙ２）から第４辺１０Ｒ４（Ｙ軸方向の一方側Ｙ１）に向けて強度が単調減少する光強度分布Ｌ３１を形成する。

このように構成した光学式位置検出装置１０においても、実施の形態１と同様な原理で検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する。より具体的には、第１線状光源体Ｌ１のみを点灯させた後、第３線状光源体Ｌ３のみを点灯させる。その結果、検出領域１０Ｒの第１分割領域Ｒ１に光強度分布Ｌ１１が形成された後、検出領域１０Ｒの第１分割領域Ｒ１および第２分割領域Ｒ２に光強度分布Ｌ３１が形成される。従って、第１分割領域Ｒ１に対象物体Ｏｂが存在すれば、第１受光素子Ｄ１での検出結果により、対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出することができる。また、検出領域１０Ｒの第１分割領域Ｒ１に光強度分布Ｌ１１を形成した際、第２受光素子Ｄ２の受光対象領域（第２分割領域Ｒ２）には検出光が出射されていない。従って、第２受光素子Ｄ２によって環境光の強度ＢＧを検出でき、かかる検出結果を用いてＸＹ座標結果に補正を施せば、正確なＸＹ座標を出力することができる。

次に、第２線状光源体Ｌ２のみを点灯させた後、第３線状光源体Ｌ３のみを点灯させる。その結果、検出領域１０Ｒの第２分割領域Ｒ２に光強度分布Ｌ２１が形成された後、検出領域１０Ｒの第１分割領域Ｒ１および第２分割領域Ｒ２に光強度分布Ｌ３１が形成される。従って、第２分割領域Ｒ２に対象物体Ｏｂが存在すれば、第２受光素子Ｄ２での検出結果により、対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出することができる。また、検出領域１０Ｒの第２分割領域Ｒ２に光強度分布Ｌ２１を形成した際、第１受光素子Ｄ１の受光対象領域（第１分割領域Ｒ１）には検出光が出射されていない。従って、第１受光素子Ｄ１によって環境光の強度ＢＧを検出でき、かかる検出結果を用いてＸＹ座標結果に補正を施せば、正確なＸＹ座標を出力することができる。

（本形態の主な効果）
このように本形態の光学式位置検出装置１０でも、実施の形態１と同様、検出領域１０Ｒに検出光を出射して検出光の光強度分布を形成し、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂで反射した検出光を受光して対象物体Ｏｂの位置を検出する。かかる検出方式を採用するにあたって、本形態でも、実施の形態１と略同様は、検出領域１０Ｒの辺に沿って延在する複数の線状光源体（第１線状光源体Ｌ１、第２線状光源体Ｌ２、第３線状光源体Ｌ３）と、検出領域１０Ｒを分割した第１分割領域Ｒ１および第２分割領域Ｒ２を受光対象領域とする複数の受光素子（第１受光素子Ｄ１、第２受光素子Ｄ２）と用いている。このため、計３つの線状光源体と、計２つの受光素子とによって、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出することができ、光源や受光素子の数が少なくて済む。また、検出領域１０Ｒを分割し、第１分割領域Ｒ１および第２分割領域Ｒ２毎に対象物体Ｏｂの位置を検出する。このため、第１線状光源体Ｌ１から出射した検出光は第２分割領域Ｒ２に光強度分布を形成しなくてもよく、第２線状光源体Ｌ２から出射した検出光は第１分割領域Ｒ１に光強度分布を形成しなくてもよいので、線状光源体についてはパワーが小さな光源でよいなど、実施の形態１と略同様な効果を奏する。

［他の実施の形態］
本発明の光学式位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００は、上述の実施形態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、上記実施の形態では、投射型表示装置に光学式位置検出装置１０を設けたが、電子黒板や直視型表示装置に光学式位置検出装置１０を設けてもよい。

１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出領域、１０Ｒ１・・第１辺、１０Ｒ２・・第２辺、１０Ｒ３・・第３辺、１０Ｒ４・・第４辺、５０・・位置検出部、１００・・位置検出機能付き表示装置、Ｄ１・・第１受光素子、Ｄ２・・第２受光素子、Ｄ３・・第３受光素子、Ｄ４・・第４受光素子、Ｌ１・・第１線状光源体、Ｌ２・・第２線状光源体、Ｌ３・・第３線状光源体、Ｌ４・・第４線状光源体、Ｒ１・・第１分割領域、Ｒ２・・第２分割領域、Ｏｂ・・対象物体

Claims (10)

1. 検出領域に検出光を出射して当該検出光の光強度分布を形成し、前記検出領域内の対象物体で反射した前記検出光を受光して当該対象物体の位置を検出する光学式位置検出装置であって、
   前記検出領域において第１方向で対向する第１辺および第２辺のうち、第１辺に沿って延在し、当該第１辺側から前記検出光を出射する第１線状光源体と、
   前記第２辺に沿って延在し、当該第２辺側から前記検出光を出射する第２線状光源体と、
   前記検出領域において前記第１方向と交差する第２方向で対向する第３辺および第４辺のうち、第３辺に沿って延在し、当該第３辺側から前記検出光を出射する第３線状光源体と、
   前記検出領域を前記第１方向で分割した第１分割領域および第２分割領域のうち、第１分割領域を受光対象領域とする第１受光素子と、
   前記第２分割領域を受光対象領域とする第２受光素子と、
   前記第１受光素子の受光結果および前記第２受光素子の受光結果に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、
   を有していることを特徴とする光学式位置検出装置。
2. 前記第１受光素子は、前記第１辺と前記第３辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光し、
   前記第２受光素子は、前記第２辺と前記第３辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光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. 前記第１線状光源体、前記第２線状光源体および前記第３線状光源体は順次点灯し、
   前記第１受光素子および前記第２受光素子のうちの少なくとも一方の受光素子は、当該受光素子の受光対象領域に前記検査光が出射されていない期間において環境光を検出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。
4. 前記第４辺に沿って延在し、当該第４辺側から前記検出光を出射する第４線状光源体と、
   前記第１分割領域のうち、前記第４辺が位置する側の領域を受光対象領域とする第３受光素子と、
   前記第２分割領域のうち、前記第４辺が位置する側の領域を受光対象領域とする第４受光素子と、
   を有し、
   前記第１受光素子は、前記第１分割領域のうち、前記第３辺が位置する側の領域を受光対象領域とし、
   前記第２受光素子は、前記第２分割領域のうち、前記第３辺が位置する側の領域を受光対象領域とし、
   前記位置検出部は、前記第１受光素子の受光結果、前記第２受光素子の受光結果、前記第３受光素子の受光結果、および前記第４受光素子の受光結果に基づいて前記対象物体の位置を検出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。
5. 前記第１受光素子は、前記第１辺と前記第３辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光し、
   前記第２受光素子は、前記第２辺と前記第３辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光し、
   前記第３受光素子は、前記第１辺と前記第４辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光し、
   前記第４受光素子は、前記第２辺と前記第４辺とが成す角部に対応する位置から前記検出光を受光することを特徴とする請求項４に記載の光学式位置検出装置。
6. 前記第１線状光源体、前記第２線状光源体、前記第３線状光源体、および前記第４線状光源体は順次点灯し、
   前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第３受光素子および前記第４受光素子うちの少なくとも一つの受光素子は、当該受光素子の受光対象領域に前記検査光が出射されていない期間において環境光を検出することを特徴とする請求項４または５に記載の光学式位置検出装置。
7. 前記第１線状光源体、前記第２線状光源体、前記第３線状光源体、および前記第４線状光源体が一定順序で点灯する第１モードと、
   前記第１モードでの点灯順序を変更して、前記対象物体の存在が予測される領域への前記検出光の出射を優先して行なう第２モードと、
   が実行されることを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
8. 前記位置検出部は、前記第１方向の光強度分布を形成した際に前記対象物体で反射した前記検出光の受光強度に基づいて前記対象物体の前記第１方向における位置を検出し、前記第２方向の光強度分布を形成した際に前記対象物体で反射した前記検出光の受光強度に基づいて前記対象物体の前記第２方向における位置を検出することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
9. 前記位置検出部は、前記第１方向の光強度分布を形成した際に前記対象物体で反射した前記検出光の受光強度と、前記第２方向の光強度分布を形成した際に前記対象物体で反射した前記検出光の受光強度とが等しくなるように前記第１方向の光強度分布と前記第２方向の光強度分布とのバランスを調整した際の前記検出光の出射強度調整量に基づいて、前記対象物体の前記第１方向における位置および前記対象物体の前記第２方向における位置を検出することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き表示装置であって、
    前記検出領域に対して重なる領域に画像を形成する画像生成装置を有していることを特徴とする位置検出機能付き表示装置。