JP2011123585A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象物体の三次元座標を検出するとともに、使用状況に合わせて最適な検出動作を行なうことのできる位置検出装置を提供すること。
【解決手段】位置検出装置はモード切換部を有しており、かかるモード切換部は、第２モードＭ２として、Ｘ座標検出およびＹ座標検出を停止し、Ｚ座標検出については検出周期を第１モード用周期より長い周期とする低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）を位置検出部に実行させる。また、モード切換部は、第２モードＭ２として、Ｚ座標検出を停止し、Ｘ座標検出およびＹ座標検出の検出周期を第１モード用周期より短い周期とする高頻度検出モードＭ２２（手書き入力モード）を位置検出部に実行させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物体の三次元座標を検出する位置検出装置に関するものである。

位置検出装置では、使用状況に合わせてモードを切り換える方式が採用されることが多い。例えば、対象物体が長期間にわたって存在しない場合にもかかわらず、通常の検出モードを実行すると、無駄な電力を消費してしまう。そこで、対象物体が一定の期間、存在しない場合には消費電力を抑えたスタンバイモードとし、対象物体の接近をトリガーにしてスタンバイモードから通常モードに移行する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００１−８２９２３号公報 特開２００５−２９５３９９号公報

ここに本発明者は、対象物体の三次元座標を検出する位置検出装置において使用状況に合わせて適正な動作を実行可能な構成を提案するものである。しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、位置検出装置全体を通常モードとスタンバイモードとの間で移行させるだけであるため、使用状況に最適な検出動作を行なっているとはいえないという問題点がある。すなわち、特許文献１、２に記載の技術では、スタンバイモードでは、位置検出装置の機能を低下させているに過ぎないため、使用状況に十分合致したモード切換えを行なっているとはいえない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、対象物体の三次元座標を検出するとともに、使用状況に合わせて最適な検出動作を行なうことのできる位置検出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、検出領域内の対象物体の位置を検出する位置検出装置であって、検出領域における平面方向をＸＹ平面方向とし、該ＸＹ平面に対して交差する方向をＺ軸としたとき、第１モードにおいて前記検出領域内の前記対象物体のＸ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出を第１モード用周期で実行する位置検出部と、前記Ｘ座標検出、前記Ｙ座標検出および前記Ｚ座標検出のうち、一部の座標検出のみが停止、あるいは一部の座標検出の検出周期が他の座標検出の検出周期と相違する第２モードを前記位置検出部に実行させるモード切換部と、を有することを特徴とする。

本発明では、対象物体の三次元座標（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を検出する位置検出装置において、位置検出部は、第１モードではＸ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出を第１モード用周期で実行する。ここに本発明では、モード切換部を備えており、モード切換部は、第２モードとして、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、一部の座標検出が停止、あるいは一部の座標検出の検出周期が他の座標検出の検出周期と相違する第２モードを位置検出部に実行させる。すなわち、本発明において、モード切換部は、第２モードとして、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出の全ての動作条件を同一に変更するのではなく、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出の動作条件が相違する条件とする。このため、本発明によれば、位置検出装置を使用状況に最適な条件で動作させることができる。

本発明において、前記モード切換部は、前記第２モードとして、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、２つの座標検出を停止し、他の１つの座標検出については検出周期を前記第１モード用周期より長い周期とする低頻度検出モードを前記位置検出部に実行させる構成を採用することができる。

例えば、前記低頻度検出モードにおいて、前記２つの座標検出は前記Ｘ座標検出および前記Ｙ座標検出であり、前記他の１つの座標検出は前記Ｚ座標検出である。このように構成すれば、低頻度検出モードをスタンバイモードとして利用した場合、低頻度検出モード（スタンバイモード）では、Ｚ座標検出によって対象物体の接近を低頻度で監視できる一方、その間は、無駄なＸ座標検出およびＹ座標検出を停止することができる。それ故、低消費電力に適したスタンバイモードを実現することができる。

本発明において、前記モード切換部は、前記第２モードとして、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、１つの座標検出を停止し、他の２つの座標検出については検出周期を前記第１モード用周期より短い周期とする高頻度検出モードを前記位置検出部に実行させる構成を採用することができる。

例えば、前記高頻度検出モードにおいて、前記１つの座標検出は前記Ｚ座標検出であり、前記他の２つの座標検出は、前記Ｘ座標検出および前記Ｙ座標検出である。このように構成すれば、高頻度検出モードをＸＹ座標検出モードとして利用した場合、高頻度検出モード（ＸＹ座標検出モード）では、ＸＹ座標検出を高頻度で監視できる一方、その間は、無駄なＺ座標検出を停止することができる。それ故、ＸＹ座標検出を高精度に行なうことができるＸＹ座標検出モードを実現することができる。

本発明において、前記モード切換部は、前記Ｘ座標検出、前記Ｙ座標検出および前記Ｚ座標検出の検出周期を前記第１モード用周期より長い周期とする第３モードを前記位置検出部に実行させることが好ましい。このように構成すると、例えば、対象物体が存在しない状態が長期間にわたって継続した場合のように座標検出を高頻度で実施する必要がない状況に合致した動作を実現することができる。

本発明において、前記位置検出部は、前記検出領域にＸ軸方向で強度が変化する検出光のＸ座標検出用強度分布、前記検出領域にＹ軸方向で強度が変化する前記検出光のＹ座標検出用強度分布、および前記検出領域にＺ軸方向で強度が変化する前記検出光のＺ座標検出用強度分布を形成する光源と、前記検出領域内の前記対象物体で反射した前記位置検出光を受光する光検出器と、該光検出器での受光結果に基づいて前記対象物体のＸ座標、Ｙ座標およびＺ座標を順次算出する座標算出部と、を備えている構成を採用ことができる。かかる構成の位置検出部を採用した場合、検出光の出射に大きな電力を消費する分、本発明を適用した場合の省電力化の効果が顕著である。

本発明を適用した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。 本発明を適用した位置検出装置の構成を模式的に示す説明図である。 本発明を適用した位置検出装置に用いた検出ユニット等の構成を示す説明図である。 本発明を適用した位置検出装置において強度分布形成用の発光素子から出射される検出光の説明図である。 本発明を適用した位置検出装置において、発光素子から出射された検出光によって座標検出用の光強度分布を形成した様子を示す説明図である。 本発明を適用した位置検出装置の原理を模式的に示す説明図である。 本発明を適用した位置検出装置で実行されるモードの説明図である。 本発明を適用した位置検出装置においてモードが移行する様子を示す説明図である。

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。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軸方向を横方向とし、Ｙ軸方向を縦方向とし、ＸＹ平面に対して直交する方向をＺ軸方向として表してある。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側として示してある。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。

（位置検出機能付き表示装置の全体構成）
図１は、本発明を適用した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２９０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２９０に向けて画像表示光Ｌ１を拡大投射する。

本形態の位置検出機能付き表示装置１００は位置検出装置１０を備えており、位置検出装置１０は、スクリーン部材２９０において画像が視認されるスクリーン面２９０ａ側（スクリーン部材２９０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２９０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２９０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。

本形態の位置検出装置１０は、後述するように、検出領域１０Ｒにおいてスクリーン部材２９０と平行なＸＹ平面（検出面）内における対象物体Ｏｂの位置（Ｘ座標およびＹ座標）を検出する。従って、本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、例えば、位置検出装置１０において対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出した結果を、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。また、本形態の位置検出装置１０では、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標の変化を基づいて対象物体Ｏｂの移動軌跡に対応する文字を特定する光学式文字読取装置としても機能する。さらに、本形態の位置検出装置１０は、検出領域１０Ｒにおいてスクリーン部材２９０に対する法線方向（Ｚ軸方向）における対象物体Ｏｂの位置（Ｚ座標）を検出する。従って、本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、例えば、Ｚ座標の検出結果に基づいて対象物体Ｏｂがスクリーン部材２９０に接近したことを検出することができるとともに、対象物体Ｏｂがスクリーン部材２９０から所定の距離内にある場合のみを入力情報として扱うこと等もできる。

（位置検出装置１０の構成）
図２は、本発明を適用した位置検出装置１０の構成を模式的に示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、位置検出装置１０の断面構成を模式的に示す説明図、位置検出装置に用いた導光板等の構成を示す説明図、および導光板内での位置検出用赤外光の減衰状態を示す説明図である。なお、図２では、Ｚ軸方向を上下方向として表してある。

図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の位置検出装置１０は、強度分布形成用光源としての４つの発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）と、検出領域１０Ｒ内において対象物体Ｏｂで反射した位置検出用反射光Ｌ３を検出する光検出器３０とを備えている。発光素子１２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、赤外光からなる検出光Ｌ２を発散光として放出する。すなわち、検出光Ｌ２は、指やタッチペン等の対象物体Ｏｂにより効率的に反射される波長域を有することが好ましいことから、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であることが望ましい。

また、本形態の位置検出装置１０では、ポリカーボネートやアクリル樹脂等の透明な樹脂板等からなる導光板１３が用いられており、発光素子１２から出射された検出光Ｌ２は、導光板１３を介して検出領域１０Ｒに出射されることになる。より詳細には、本形態の位置検出装置１０は、スクリーン部材２９０の裏面側２９０ｂに、略長方形の平面形状を有する導光板１３を備えており、導光板１３は、検出領域１０Ｒに対して入力操作側とは反対側に配置されている。Ｚ軸方向からみたときに、導光板１３は、スクリーン部材２９０の前方に設定された検出領域１０Ｒと略相似形を有しており、導光板１３の角部分１３ａ〜１３ｄは、検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄと略同一方向に位置している。

導光板１３において、検出領域１０Ｒに向いている面が光出射面１３ｓであり、角部分１０Ｒａ〜１０Ｒｄが発光素子１２から出射された検出光Ｌ２の光入射部として用いられている。より具体的には、４つの発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）は、導光板１３の角部分１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに対峙する位置で角部分１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに光軸を向けている。なお、導光板１３の背面１３ｔあるいは光出射面１３ｓには、表面凹凸構造、プリズム構造、散乱層（図示せず）等が設けられており、このような光散乱構造によって、角部分１３ａ〜１３ｄから入射して内部を伝播する光は、その伝播方向に進むに従って徐々に偏向されて光出射面１３ｓより出射される。なお、導光板１３の光出射側には、必要に応じて、検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの均―化を図るために、プリズムシートや光散乱板等の光学シートが配置される場合もある。

また、発光素子１２から出射された検出光Ｌ２は、導光板１３の角部分１３ａ〜１３ｄから入射した後、導光板１３内部を伝播しながら光出射面１３ｓから出射され、光強度分布を形成する。例えば、発光素子１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａは、導光板１３の内部で伝播しながら、光出射面１３ｓから出射される際、導光板１３から検出領域１０Ｒに出射される検出光Ｌ２ａの光量は、図２（ｃ）に示すように、発光素子１２Ａからの距離に伴って直線的に減衰する。他の発光素子１２Ｂ〜１２Ｄから出射された検出光Ｌ２ｂ〜Ｌ２ｄも同様に減衰しながら光出射面１３ｓから出射される際、発光素子１２Ｂ〜１２Ｄからの距離に伴って直線的に減衰する。従って、導光板１３の光出射面１３ｓから検出領域１０Ｒに出射された検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射すると、対象物体Ｏｂで反射した位置検出用反射光Ｌ３は、対象物体Ｏｂの位置に対応する強度で光検出器３０で検出される。

光検出器３０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２９０のスクリーン面２９０ａの側において、検出領域１０Ｒの外側でスクリーン面２９０ａに沿う方向に受光部３１を向けている。本形態において、光検出器３０は、フォトダイオードからなる。

（位置検出装置１０の電気的構成）
図３は、本発明を適用した位置検出装置に用いた電気的構成等を示す説明図である。図３に示すように、本形態の位置検出装置１０は位置検出部１５を有しており、かかる位置検出部１５は、光強度分布形成用の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）と、光検出器３０と、発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）を駆動する光源駆動部１４と、光検出器３０から検出結果が出力されるデータ処理部５０とを有している。光源駆動部１４とデータ処理部５０とは共通の半導体集積回路５００に構成されている。光源駆動部１４は、発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）を駆動する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介して発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）を制御する光源制御部１４５とを備えている。光源駆動回路１４０は、発光素子１２Ａ〜１２Ｄを駆動する光源駆動回路１４０ａ〜１４０ｄを備えている。光源制御部１４５は、オシュレーター１４６と、オシュレーター１４６から出力される信号に同期して発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）が点灯するタイミングを制御するタイミング制御部１４７とを備えている。

データ処理部５０は、信号処理部５５と座標検出部５６とを備えており、座標検出部５６は、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出し、検出結果を上位の制御部２０に出力する。本形態において、座標検出部５６は、対象物体ＯｂのＸ座標を検出するＸ座標検出部５１と、対象物体ＯｂのＹ座標を検出するＹ座標検出部５２と、対象物体ＯｂのＺ座標を検出するＺ座標検出部５３とを備えている。光源制御部１４５とデータ処理部５０とは、信号線で接続されており、発光素子１２に対する駆動とデータ処理部５０での検出動作とは、連動して行われる。

さらに、本形態の位置検出装置１０は、後述するモードを位置検出部１５に実行させるためのモード切換部１６を有しており、本形態において、モード切換部１６は、光源駆動部１４およびデータ処理部５０と同様、半導体集積回路５００に構成されている。本形態において、モード切換部１６は、モード選択部１６１と、位置検出部１５での初期動作条件や各モードにおける位置検出部１５での動作条件等を記憶しておくＥＥＰＲＯＭやＦｌａｓｈメモリ等の記憶装置１６２とを備えており、位置検出部１５での検出状況、および上位の制御部２０からの指令に基づいて、位置検出部１５のモードを切り換える。記憶装置１６２には、位置検出用の初期設定値（赤外照射分布を補正するルックアップテーブルや発光素子１２毎のばらつき補正値等）が記憶されており、モード移行時に初期設定値を再度読み込むことにより、静電気によるレジスタの誤書き込み等をリフレッシュする。

本形態において、上位の制御部２０は、マイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）からなり、電源制御部２１やモード指示部２２を備えている。モード指示部２２は電源制御部２１からの指令や、ＯＣＲ（Optical Character Recognition／光学式文字読み取り）ソフト２３の起動に連動して、モード切換部１６に対してモードを切り換えるように指令する。

（強度分布の説明）
図４は、本発明を適用した位置検出装置１０において強度分布形成用の発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）から出射される検出光の説明図である。図５は、本発明を適用した位置検出装置１０において、発光素子１２から出射された検出光によって座標検出用の光強度分布を形成した様子を示す説明図である。

本形態の位置検出装置１０においては、発光素子１２Ａが点灯すると、図４（ａ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒａを中心にした光強度分布が形成される。また、発光素子１２Ｂが点灯すると、図４（ｂ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｂを中心にした光強度分布が形成される。発光素子１２Ｃが点灯すると、図４（ｃ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｃを中心にした光強度分布が形成される。また、発光素子１２Ｄが点灯すると、図４（ｄ）に示すように検出領域１０Ｒの角部分１０Ｒｄを中心にした光強度分布が形成される。

従って、発光素子１２Ａ、１２Ｄが点灯状態にあって他の発光素子１２Ａ、１２Ｂが消灯状態にあると、図５（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって検出光の強度が単調減少するＸ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｘａ（第１座標検出用光強度分布／第１座標検出用第１光強度分布）が形成される。本形態において、Ｘ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｘａでは、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｙ軸方向では、検出光Ｌ２の強度が一定である。

これに対して、発光素子１２Ｂ、１２Ｃが点灯状態にあって他の発光素子１２Ａ、１２Ｄが消灯状態にあると、図５（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって検出光の強度が単調減少するＸ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂ（第１座標検出用光強度分布／第１座標検出用第２光強度分布）が形成される。本形態において、Ｘ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂでは、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｙ軸方向では、検出光Ｌ２の強度が一定である。

また、発光素子１２Ａ、１２Ｂが点灯状態にあって他の発光素子１２Ｃ、１２Ｄが消灯状態にあると、図５（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって検出光の強度が単調減少するＹ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｙａ（第２座標検出用光強度分布／第２座標検出用第１光強度分布）が形成される。本形態において、Ｙ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｙａでは、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｘ軸方向では、検出光Ｌ２の強度が一定である。

これに対して、発光素子１２Ｃ、１２Ｄが点灯状態にあって他の発光素子１２Ａ、１２Ｂが消灯状態にあると、図５（ｄ）に示すように、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって検出光の強度が単調減少するＹ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｙｂ（第２座標検出用光強度分布／第２座標検出用第２光強度分布）が形成される。本形態において、Ｙ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｙｂでは、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって検出光Ｌ２の強度が直線的に変化し、かつ、Ｘ軸方向では、検出光Ｌ２の強度が一定である。

さらに、図示を省略するが、４つの発光素子１２（発光素子１２Ａ〜１２Ｄ）が全て点灯すると、スクリーン面２９０ｓからＺ軸方向に離間するに伴って強度が低下するＺ座標検出用光強度分布が形成される。かかるＺ座標検出用光強度分布では、Ｚ軸方向で強度が単調減少し、かかる変化は、検出領域１０Ｒという限られた空間内では直線的な変化とみなすことができる。また、Ｚ座標検出用光強度分布では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において強度が一定である。

（Ｘ座標検出動作／位置検出期間）
本形態の位置検出装置１０においては、光強度分布形成用の発光素子１２を点灯させて検出領域１０Ｒに検出光Ｌ２の光強度分布を形成するともに、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を光検出器３０で検出し、かかる光検出器３０での検出結果に基づいて、データ処理部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６を参照して座標検出の原理を説明する。

図６は、本発明を適用した位置検出装置１０の原理を模式的に示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、対象物体で反射した検出光の強度を示す説明図、および対象物体で反射した検出光の強度が等しくなるように検出光の光強度分布を調整する様子を示す説明図である。本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明したＸ座標検出用第１光強度分布Ｌ２ＸａおよびＸ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを利用してＸ軸方向の位置（Ｘ座標）を検出する。その際、Ｘ座標検出用第１期間とＸ座標検出用第２期間とにおいて、発光素子１２Ａ、１２Ｄと発光素子１２Ｂ、１２Ｃとを逆相に駆動する。より具体的には、Ｘ座標検出用第１期間において、発光素子１２Ａ、１２Ｄを点灯させる一方、発光素子１２Ｂ、１２Ｃを消灯させ、図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が単調減少していくＸ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成する。次に、Ｘ座標検出用第２期間において、発光素子１２Ａ、１２Ｄを消灯させる一方、発光素子１２Ｂ、１２Ｃを点灯させ、図５（ｂ）および図６（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって強度が単調減少していくＸ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。従って、検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置されると、対象物体Ｏｂにより検出光Ｌ２が反射され、その反射光の一部が光検出器３０により検出される。ここで、Ｘ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｘａ、およびＸ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂは、一定の分布を有している。それ故、Ｘ座標検出部５１は、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出強度と、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出強度との比較を行えば、以下の方法等により、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の方法では、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａと、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂとの差を利用する。より具体的には、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ、およびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂは予め、設定した分布になっているので、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂとの差も予め、設定した関数になっている。従って、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとの差を求めれば、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂの差を求める際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。なお、検出値ＬＸａ、ＬＸｂの比に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出することもできる。

次に、第２の方法では、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整した際の調整量に基づいて対象物体ＯｂのＸ座標を検出する方法である。かかる方法は、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａおよびＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２ＸｂがＸ座標に対して直線的に変化する場合に適用できる。

まず、図６（ａ）に示すように、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＸａとＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを絶対値が等しく、Ｘ軸方向で逆向きに形成する。この状態で、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しければ、対象物体ＯｂがＸ軸方向の中央に位置することが分る。

これに対して、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが相違している場合、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように、発光素子１２に対する制御量（駆動電流）を調整して、図６（ｂ）に示すように、再度、Ｘ座標検出用第１期間においてＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成し、Ｘ座標検出用第２期間においてＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。その結果、Ｘ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出値ＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸｂとが等しくなれば、Ｘ座標検出用第１期間での発光素子１２に対する制御量の調整量ΔＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間での発光素子１２に対する制御量の調整量ΔＬＸｂとの比あるいは差等により、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が光検出器３０に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように発光素子１２に対する制御量の調整を行なう際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。

上記のように、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体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、光源制御部１４５やデータ処理部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構成を採用することもできる。

（Ｙ座標検出動作／位置検出期間）
本形態の位置検出機能付き表示装置１００においては、図５（ｃ）、（ｄ）を参照して説明したＹ座標検出用第１光強度分布Ｌ２ＹａおよびＹ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｙｂを利用してＸ軸方向の位置（Ｘ座標）を検出する。その際、Ｙ座標検出用第１期間とＹ座標検出用第２期間とにおいて、発光素子１２Ａ、１２Ｂと発光素子１２Ｃ、１２Ｄとを逆相に駆動する。より具体的には、Ｙ座標検出用第１期間において、発光素子１２Ａ、１２Ｂを点灯させる一方、発光素子１２Ｃ、１２Ｄを消灯させ、図５（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって強度が単調減少していくＹ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｙａを形成する。次に、Ｙ座標検出用第２期間において、発光素子１２Ａ、１２Ｂを消灯させる一方、発光素子１２Ｃ、１２Ｄを点灯させ、図５（ｄ）に示すように、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって強度が単調減少していくＹ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｙｂを形成する。従って、検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置されると、対象物体Ｏｂにより検出光Ｌ２が反射され、その反射光の一部が光検出器３０により検出される。ここで、Ｙ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｙａ、およびＹ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｙｂは、一定の分布を有している。それ故、Ｙ座標検出部５２は、Ｙ座標検出用第１期間における光検出器３０での検出強度と、Ｙ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出強度との比較を行えば、Ｘ座標を検出した方法と同様な方法により、対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。

（Ｚ座標検出動作／位置検出期間）
本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、Ｚ座標を検出するには、Ｚ座標検出期間において、発光素子１２Ａ〜１２Ｄの全てを点灯させ、Ｚ軸方向で強度が単調変化するＺ座標検出用光強度分布を形成する。従って、検出領域１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置されると、対象物体Ｏｂにより検出光Ｌ２が反射され、その反射光の一部が光検出器３０により検出される。ここで、Ｚ座標検出用光強度分布は、一定の分布を有している。従って、Ｚ座標検出部５３は、光検出器３０での検出強度に基づいて対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。

（モードの説明）
図７は、本発明を適用した位置検出装置１０で実行されるモードの説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）はモードが移行する様子を示す説明図、および各モードの内容を示す説明図である。図７（ａ）に示すように、本形態の位置検出装置１０では、第１モードＭ１としての通常入力モードに加えて、以下に説明する第２モードＭ２および第３モードＭ３が行なわれる。本形態では、第２モードＭ２として、低頻度検出モードＭ２１としてのスタンバイモード、高頻度検出モードＭ２２としての手書き入力モードとが実行される。第３モードＭ３は省電力モードである。かかるモードは、図７（ｂ）に示す動作条件に対応しており、モード間において座標の検出周期を変更する。本形態では、図３を参照して半導体集積回路５００において、モードを司るレジスタに「００」「０１」「１０」「１１」を書き込んだ際、かかる書き込み内容に応じて、モード選択部１６１は、位置検出部１５に対して、タイミング制御部１４７が発光素子１２を点灯させるタイミングと、データ処理部５０でのデータ処理動作を変更させてモードの移行を行なわせる。

まず、第１モードＭ１（通常入力モード）では、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出、Ｚ座標検出を６０〜１２０Ｈｚの頻度（第１モード用周期）で行い、図１〜図６を参照して説明した位置検出装置１０で行われる通常の入力やクリック動作を検出する。

第２モードＭ２では、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、一部の座標検出）のみを停止させる。本形態では、第２モードＭ２のうち、低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）は、Ｚ軸方向から対象物体Ｏｂが検出領域１０Ｒに進入してくるのを待つ入力待機状態であり、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、２つの座標検出を停止し、他の１つの座標検出については検出周期を第１モード用周期より長い周期とする。より具体的には、低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）では、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、Ｘ座標検出およびＹ座標検出を停止し、Ｚ座標検出については検出周期を第１モード用周期より長い１５Ｈｚとする。かかる動作条件とすることにより、スタンバイモードにおいて、Ｚ軸方向から対象物体Ｏｂが検出領域１０Ｒに進入してくるのを確実に検出することができるとともに、低消費電力化を図ることができる。

また、第２モードＭ２のうち、高頻度検出モードＭ２２（手書き入力モード）は、ＯＣＲソフト２３が起動して手書き入力を行なうモードであり、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、１つの座標検出を停止し、他の２つの座標検出については検出周期を第１モード用周期より短い周期とする。より具体的には、高頻度検出モードＭ２２（手書き入力モード）では、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、Ｚ座標検出を停止し、Ｘ座標検出およびＹ座標検出については検出周期を第１モード用周期より短い２４０〜３００Ｈｚとする。かかる動作条件とすることにより、Ｘ座標検出およびＹ座標検出を高頻度で検出するので、手書き入力の認識精度を高めることができる。

第３モードＭ３は、一定の期間以上、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出が検出されなかったときに自動的に移行する省電力モードであり、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出の検出周期を第１モード用周期より長い周期とする。より具体的には、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出の検出周期を３０Ｈｚとすることにより、低消費電力化を図ることができる。

ここで、位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００（機器本体）の立ち上げが行なわれた直後（リセット初期値）は、第１モードＭ１（通常入力モード）である。また、上位の制御部２０からモード選択部１６１にその旨の指令が行なわれたとき、すなわち、制御部２０が半導体集積回路５００のレジスタに「０１」を書き込んだときにも、第１モードＭ１（通常入力モード）が実行される。

第１モードＭ１（通常入力モード）から低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）への移行は、機器本体の電源動作状態に応じて上位の制御部２０において電源制御部２１がモード指示部２２にスタンバイモードを要求したとき、制御部２０が半導体集積回路５００のレジスタに「００」を書き込むことにより実行される。また、上位の制御部２０からモード選択部１６１にその旨の指令が行なわれたとき、すなわち、制御部２０が半導体集積回路５００のレジスタに「０１」を書き込んだときには、低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）から第１モードＭ１（通常入力モード）への移行が行なわれる。

第１モードＭ１（通常入力モード）から高頻度検出モードＭ２２（手書き入力モード）への移行は、ＯＣＲソフト２３が起動して上位の制御部２０からモード選択部１６１への指令が行なわれたとき、すなわち、制御部２０が半導体集積回路５００のレジスタに「１１」を書き込んだときに実行される。また、上位の制御部２０からモード選択部１６１にその旨の指令が行なわれたとき、すなわち、制御部２０が半導体集積回路５００のレジスタに「０１」を書き込んだときには、高頻度検出モードＭ２２（手書き入力モード）から第１モードＭ１（通常入力モード）への移行が行なわれる。

第１モードＭ１（通常入力モード）から第３モードＭ３（省電力モード）への移行は、通常入力モードで位置検出動作を繰り返した結果、Ｘ座標、Ｙ座標およびＺ座標が検出されない状態が一定期間続いて、半導体集積回路５００のレジスタに「１０」が書き込まれたときに実行される。なお、第３モードＭ３（省電力モード）から第１モードＭ１（通常入力モード）、低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）、高頻度検出モードＭ２２（手書き入力モード）への移行は設定されているが、低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）や高頻度検出モードＭ２２（手書き入力モード）への移行は設定されていない。

（動作の具体例）
図８は、本発明を適用した位置検出装置１０においてモードが移行する様子を示す説明図である。なお、図８には、初期設定動作を｛ｃ｝で示し、Ｘ座標、Ｙ座標およびＺ座標を検出する動作を｛ｘ，ｙ，ｚ｝で示し、Ｘ座標およびＹ座標を検出する動作を｛ｘ，ｙ｝で示し、Ｚ座標を検出する動作を｛ｚ｝で示してある。

まず、図８（ａ）に示すように、位置検出装置１０および位置検出機能付き表示装置１００（機器本体）の立ち上げが行なわれてリセット信号が発生すると、モード切換部１６において、モード選択部１６１は、記憶装置１６２から初期設定値を読み込んで光源制御部１４５に出力する。そして、座標検出部１５は、第１モードＭ１（通常入力モード）を実施する。その際の検出周期は例えば６０Ｈｚ（第１モード用周期）であり、かかる条件で通常の入力やクリック動作を検出する。

そして、Ｘ座標、Ｙ座標およびＺ座標が検出されない状態が一定回数（一定期間）続いたときには、第１モードＭ１（通常入力モード）から第３モードＭ３（省電力モード）に自動的に移行する。かかる第３モードＭ３（省電力モード）に移行した際には、モード切換部１６において、モード選択部１６１は、初期設定値を光源制御部１４５に設定し直すとともに、第３モードＭ３に対応する周期での検出条件を位置検出部１５に出力し、検出周期を３０Ｈｚに下げてのＸ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出を行なわせる。

また、図８（ｂ）に示すように、第１モードＭ１（通常入力モード）においてＯＣＲソフト２３が起動すると、上位の制御部２０からモード選択部１６１への指令（制御部２０から半導体集積回路５００のレジスタへの「１１」の書き込み）が行なわれる。その結果、第１モードＭ１（通常入力モード）から高頻度検出モードＭ２２（手書き入力モード）に移行する。その際にも、モード切換部１６において、モード選択部１６１は、初期設定値を光源制御部１４５に設定し直した後、検出周期を２４０Ｈｚに上げるように位置検出部１５に指令し、かかる周期でのＸ座標検出およびＹ座標検出を行なわせる。また、モード選択部１６１は、位置検出部１５に指令し、Ｚ座標検出を停止させる。従って、Ｘ座標検出およびＹ座標検出を高頻度で検出するので、手書き入力の認識精度を高めることができる。

この状態で、ＯＣＲソフト２３の使用が停止されると、第１モードＭ１（通常入力モード）に戻る（図示せず）。そして、制御部２０から半導体集積回路５００のレジスタへの「００」の書き込み（上位の制御部２０からモード選択部１６１への指令）が行なわれると、第１モードＭ１（通常入力モード）から低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）に移行する。その際にも、モード切換部１６において、モード選択部１６１は、初期設定値を光源制御部１４５に設定し直した後、検出周期を１５Ｈｚに下げるように位置検出部１５に指令し、かかる周期でのＺ座標検出を行なわせる。また、モード選択部１６１は、位置検出部１５に指令し、Ｘ座標検出およびＹ座標検出を停止させる。従って、Ｚ軸方向から対象物体Ｏｂが検出領域１０Ｒに進入してくるのを確実に検出することができるとともに、低消費電力化を図ることができる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の位置検出装置１０は、第１モードＭ１において対象物体ＯｂのＸ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出を第１モード用周期で実行する位置検出部１５と、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、一部の座標検出のみが停止した第２モードを位置検出部１５に実行させるモード切換部１６とを有している。すなわち、モード切換部１６は、第２モードにおいて、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出の全ての動作条件を同一に変更するのではなく、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出の動作条件が相違する条件とする。このため、本形態によれば、位置検出装置１０を使用状況に最適な条件で動作させることができる。

例えば、モード切換部１６は、第２モードＭ２として、Ｘ座標検出およびＹ座標検出を停止し、Ｚ座標検出については検出周期を第１モード用周期より長い周期とする低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）を位置検出部１５に実行させる。すなわち、位置検出部１５は、Ｚ軸方向から対象物体Ｏｂが検出領域１０Ｒに進入してくるのを検出に必要なＺ座標の検出のみを低頻度で行ない、対象物体Ｏｂが進入してくるのを検出するのに必要のないＸ座標検出およびＹ座標検出を停止する。従って、スタンバイモードでは、Ｚ軸方向から対象物体Ｏｂが検出領域１０Ｒに進入してくるのを確実に検出することができるとともに、発光素子１２の点灯頻度が低下するので、低消費電力化を図ることができる。

また、モード切換部１６は、第２モードＭ２として、Ｚ座標検出を停止し、Ｘ座標検出およびＹ座標検出の検出周期を第１モード用周期より短い周期とする高頻度検出モードＭ２２（手書き入力モード）を位置検出部１５に実行させる。すなわち、手書き入力の検出に必要なＸ座標検出およびＹ座標検出のみを高頻度で行ない、手書き入力の検出に必要のないＺ座標検出を停止する。従って、手書き入力モードでは、手書き入力の認識精度を高めることができる。また、Ｚ座標検出を検出するための発光素子１２の点灯が停止されるので、低消費電力化を図ることができる。

また、モード切換部１６は、第３モードＭ３として、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出の検出周期を第１モード用周期より長い周期とする省電力モードも位置検出部１５に実行させる。従って、発光素子１２の点灯頻度が低下するので、低消費電力化を図ることができる。

このように、本形態の位置検出装置１０は、三次元座標を検出するため、１つの周期が長くなりがちであるが、必要な座標検出のみを行ない、不必要な座標検出を停止するなどのモード切換えを適正に行なう。このため、本形態の位置検出装置１０では、消費電力の削減を図ることができるとともに、かかる消費電力の削減を行なっても、必要な座標検出については高頻度で行なうので、検出精度が高い。

特に、本形態の位置検出装置１０は、光学式であるため、検出光の出射に大きな電力を消費する分、本形態によれば省電力化の効果が顕著である。

［第２モードでの動作条件の変形例］
上記実施の形態では、第２モードでは、一部の座標検出を停止させたが、一部の座標検出の検出周期については、他の座標検出の検出周期と相違させてもよい。例えば、上記実施形態では、第２モードＭ２のうち、低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）では、Ｘ座標検出およびＹ座標検出を停止し、Ｚ座標検出については検出周期を第１モード用周期より長い周期にしたが、低頻度検出モードＭ２１（スタンバイモード）において、Ｘ座標検出およびＹ座標検出を停止せずに、Ｚ座標検出よりもさらに長い検出周期でＸ座標検出およびＹ座標検出を行なってもよい。また、上記実施形態では、第２モードＭ２のうち、高頻度検出モードＭ２２（手書きモード）では、Ｚ座標検出を停止し、Ｘ座標検出およびＹ座標検出については検出周期を第１モード用周期より短い周期にしたが、高頻度検出モードＭ２２（手書きモード）において、Ｚ座標検出を停止せずに、Ｘ座標検出およびＸ座標検出よりも長い検出周期でＺ座標検出を行なってもよい。

［位置検出機能付き表示装置の他の実施の形態］
上記実施の形態では、発光素子１２Ａ〜１２Ｄから導光板１３を介して検出領域１０Ｒに検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄに出射したが、検出領域１０Ｒの周囲に発光素子１２Ａ〜１２Ｄを設けることにより、発光素子１２Ａ〜１２Ｄから検出領域１０Ｒに直接、検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄに出射してもよい。また、上記実施の形態では、スクリーン部材２９０の近傍に発光素子１２Ａ〜１２Ｄを配置したが、画像投射装置２００に発光素子１２Ａ〜１２Ｄを設け、画像投射装置２００から検出領域１０Ｒに検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄに出射してもよい。

また、上記実施の形態では、投射型の表示装置に位置検出装置を設けたが、位置検出装置と、液晶装置や有機エレクトロルミネッセンス装置等の直視型の表示装置と組み合わせて位置検出機能付き表示装置を形成してもよい。かかる構成の場合、位置検出装置は、いわゆるタッチパネルとしての機能を発揮する。

［光学位置検出装置の別の利用例］
上記実施の形態では、本発明を適用した位置検出装置を表示装置と組み合わせたが、各種ロボットに搭載されるセンサーとして、本発明を適用した位置検出装置を用いてもよい。

１０Ｒ・・検出領域、１２、１２Ａ〜１２Ｄ・・強度分布形成用の発光素子、１４・・光源駆動部、１５・・位置検出部、１６・・モード切換部、２０・・上位の制御部、３０・・光検出器、５０・・データ処理部、１００・・位置検出機能付き表示装置、２００・・画像投射装置、Ｏｂ・・対象物体

Claims (7)

1. 検出領域内の対象物体の位置を検出する位置検出装置であって、
   検出領域における平面方向をＸＹ平面方向とし、該ＸＹ平面に対して交差する方向をＺ軸としたとき、第１モードにおいて前記検出領域内の前記対象物体のＸ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出を第１モード用周期で実行する位置検出部と、
   前記Ｘ座標検出、前記Ｙ座標検出および前記Ｚ座標検出のうち、一部の座標検出のみが停止、あるいは一部の座標検出の検出周期が他の座標検出の検出周期と相違する第２モードを前記位置検出部に実行させるモード切換部と、
   を有することを特徴とする位置検出装置。
2. 前記モード切換部は、前記第２モードとして、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、２つの座標検出を停止し、他の１つの座標検出については検出周期を前記第１モード用周期より長い周期とする低頻度検出モードを前記位置検出部に実行させることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記低頻度検出モードにおいて、前記２つの座標検出は前記Ｘ座標検出および前記Ｙ座標検出であり、前記他の１つの座標検出は前記Ｚ座標検出であることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
4. 前記モード切換部は、前記第２モードとして、Ｘ座標検出、Ｙ座標検出およびＺ座標検出のうち、１つの座標検出を停止し、他の２つの座標検出については検出周期を前記第１モード用周期より短い周期とする高頻度検出モードを前記位置検出部に実行させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の位置検出装置。
5. 前記高頻度検出モードにおいて、前記１つの座標検出は前記Ｚ座標検出であり、前記他の２つの座標検出は、前記Ｘ座標検出および前記Ｙ座標検出であることを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
6. 前記モード切換部は、前記Ｘ座標検出、前記Ｙ座標検出および前記Ｚ座標検出の検出周期を前記第１モード用周期より長い周期とする第３モードを前記位置検出部に実行させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の位置検出装置。
7. 前記位置検出部は、前記検出領域にＸ軸方向で強度が変化する検出光のＸ座標検出用強度分布、前記検出領域にＹ軸方向で強度が変化する前記検出光のＹ座標検出用強度分布、および前記検出領域にＺ軸方向で強度が変化する前記検出光のＺ座標検出用強度分布を形成する光源と、前記検出領域内の前記対象物体で反射した前記位置検出光を受光する光検出器と、該光検出器での受光結果に基づいて前記対象物体のＸ座標、Ｙ座標およびＺ座標を順次算出する座標算出部と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の位置検出装置。

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