JP5445321B2 - 光学式検出装置、表示装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
図1(A)、図1(B)に本実施形態の光学式検出装置及びこれを用いた表示装置や電子機器の基本構成例を示す。図1(A)、図1(B)は本実施形態の光学式検出装置を、液晶プロジェクター或いはデジタル・マイクロミラー・デバイスと呼ばれる投写型表示装置(プロジェクター)に適用した場合の例である。図1(A)、図1(B)では、互いに交差する軸をX軸、Y軸、Z軸(広義には第1、第2、第3の座標軸)としている。具体的には、X軸方向を横方向とし、Y軸方向を縦方向とし、Z軸方向を奥行き方向としている。
次に本実施形態による対象物の検出手法について詳細に説明する。
Eb=k・Ib (2)
また光源部LS1からの光源光(第1の光源光)の減衰係数をfaとし、この光源光に対応する反射光(第1の反射光)の検出受光量をGaとする。また光源部LS2からの光源光(第2の光源光)の減衰係数をfbとし、この光源光に対応する反射光(第2の反射光)の検出受光量をGbとする。すると下式(3)、(4)が成立する。
Gb=fb・Eb=fb・k・Ib (4)
従って、検出受光量Ga、Gbの比は下式(5)のように表せる。
ここでGa/Gbは、受光部RUでの受光結果から特定することができ、Ia/Ibは、制御部60による照射ユニットEUの制御量から特定することができる。そして図3(A)の強度INTa、INTbと減衰係数fa、fbとは一意の関係にある。例えば減衰係数fa、fbが小さな値となり、減衰量が大きい場合は、強度INTa、INTbが小さいことを意味する。一方、減衰係数fa、fbが大きな値となり、減衰量が小さい場合は、強度INTa、INTbが大きいことを意味する。従って、上式(5)から減衰率の比fa/fbを求めることで、対象物の方向、位置等を求めることが可能になる。
Im=Ia+Ib (7)
上式(6)、(7)を上式(5)に代入すると下式(8)が成立する。
=(fa/fb)・{(Im−Ib)/Ib} (8)
上式(8)より、Ibは下式(9)のように表される。
ここでα=fa/(fa+fb)とおくと、上式(9)は下式(10)のように表され、減衰係数の比fa/fbは、αを用いて下式(11)のように表される。
fa/fb=α/(1−α) (11)
従って、Ga/Gb=1になると共にIaとIbの和が一定値Imになるように制御すれば、そのときのIb、Imから上式(10)によりαを求め、求められたαを上式(11)に代入することで、減衰係数の比fa/fbを求めることができる。これにより、対象物の方向、位置等を求めることが可能になる。そしてGa/Gb=1になると共にIaとIbの和が一定になるように制御することで、外乱光の影響等を相殺することが可能になり、検出精度の向上を図れる。
次に本実施形態の光学式検出装置の第1、第2の構成例について説明する。図4に光学式検出装置の第1の構成例を示す。
次に本実施形態の光学式検出装置を用いて対象物の位置を検出する手法の一例について説明する。図7(A)は、光源部LS1、LS2の発光制御についての信号波形例である。信号SLS1は、光源部LS1の発光制御信号であり、信号SLS2は、光源部LS2の発光制御信号であり、これらの信号SLS1、SLS2は逆相の信号になっている。また信号SRCは受光信号である。
そして第1の期間T1に続く第2の期間T2では、受光部RUでの受光結果に基づいて対象物OBまでの距離(方向DDBに沿った方向での距離)を検出する。そして、検出された距離と、対象物OBの方向DDBとに基づいて、対象物の位置を検出する。即ち図3(B)において、光学式検出装置の配置位置PEから対象物OBまでの距離と、対象物OBの位置する方向DDBを求めれば、図1(A)、図1(B)のXY平面での対象物OBのX、Y座標位置を特定できる。このように、光源の点灯タイミングと受光タイミングの時間のずれから距離を求め、これと角度結果を併せることで、対象物OBの位置を特定できる。
さて、図1(B)に示すような検出領域RDETを設定して、ユーザーの指等の対象物を検出する場合に、照射ユニットEUからの照射光が、図1(B)のZ方向において広がった光になってしまうと、誤った検出が行われてしまうおそれがある。即ち、検出対象がユーザーの指であるのに、ユーザーの体の方を検出してしまうおそれがある。例えば図1(A)において、ユーザーの体がスクリーン20の方に近づいただけで、検出領域RDETに、検出対象であるユーザーの指が存在すると誤検出されてしまうおそれがある。
次に本実施形態の光学式検出装置の照射ユニットの詳細な構造例について図10〜図12を用いて説明する。図10〜図12は図4で説明した照射ユニットの詳細な構造を説明する図である。
次に図16を用いて検出部50等の具体的な構成例について説明する。
LG、LG1、LG2 ライトガイド、LS1、LS2 光源部、RS 反射シート、
PS プリズムシート、LF ルーバーフィルム、LE 照射方向設定部、
LT 照射光、LID1 第1の照射光強度分布、LID2 第2の照射光強度分布、
SL スリット、SFL1 第1のスリット面、SFL2 第2のスリット面、
10 画像投射装置、20 スクリーン、50 検出部、52 信号検出回路、
54 信号分離回路、56 判定部、60 制御部、70 駆動回路
Claims (13)
- 光源光を出射する光源部と、
前記光源部からの前記光源光を曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状のライトガイドと、
前記ライトガイドの外周側から出射される前記光源光を受け、曲線形状の前記ライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向に照射光の照射方向を設定する照射方向設定部と、
前記照射光が対象物に反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部での受光結果に基づいて、少なくとも前記対象物が位置する方向を検出する検出部と、
を含むことを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項1において、
第2の光源光を出射する第2の光源部を含み、
前記ライトガイドの一端側の光入射面に対して前記光源部が前記光源光を出射することで、第1の照射光強度分布を前記対象物の検出領域に形成し、前記ライトガイドの他端側の光入射面に対して前記第2の光源部が前記第2の光源光を出射することで、前記第1の照射強度分布とは強度分布が異なる第2の照射光強度分布を前記検出領域に形成することを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項1において、
第2の光源光を出射する第2の光源部と、
前記第2の光源部からの前記第2の光源光を、曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状の第2のライトガイドとを含み、
前記ライトガイドの一端側の光入射面に対して前記光源部が前記光源光を出射することで、第1の照射光強度分布を前記対象物の検出領域に形成し、前記第2のライトガイドの他端側の光入射面に対して前記第2の光源部が前記第2の光源光を出射することで、前記第1の照射強度分布とは強度分布が異なる第2の照射光強度分布を前記検出領域に形成することを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項3において、
前記ライトガイドと前記第2のライトガイドは、前記ライトガイドと前記照射方向設定部が並ぶ方向に沿った面に対して交差する方向に並んで配置されることを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項2乃至4のいずれかにおいて、
前記第1の照射光強度分布は、前記ライトガイドの一端側から他端側に向かうにつれて照射光の強度が低くなる強度分布であり、前記第2の照射光強度分布は、前記ライトガイドの他端側から一端側に向かうにつれて照射光の強度が低くなる強度分布であることを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項2乃至5のいずれかにおいて、
前記光源部及び前記第2の光源部の発光制御を行う制御部を含み、
前記制御部は、
前記光源部と前記第2の光源部を交互に発光させることで、前記第1の照射強度分布と前記第2の照射強度分布を交互に形成する制御を行うことを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項2乃至5のいずれかにおいて、
前記光源部及び前記第2の光源部の発光制御を行う制御部を含み、
前記制御部は、
前記光源部が発光する期間である第1の発光期間における前記受光部での検出受光量と、前記第2の光源部が発光する期間である第2の発光期間における前記受光部での検出受光量とが等しくなるように、前記光源部及び前記第2の光源部の発光制御を行うことを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記検出部は、
前記受光部での受光結果に基づいて、前記対象物までの距離を検出し、前記距離と、前記対象物の前記方向とに基づいて、前記対象物の位置を検出することを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記照射光の照射方向を、前記対象物の検出領域の面に沿った方向に規制する照射方向規制部を含むことを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項9において、
前記照射方向規制部は、前記検出領域の面に沿った第1のスリット面及び第2のスリット面を有するスリットであることを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項10において、
前記第1のスリット面及び前記第2のスリット面には凹部が形成されていることを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項1乃至11のいずれかに記載の光学式検出装置を含むことを特徴とする表示装置。
- 請求項1乃至11のいずれかに記載の光学式検出装置を含むことを特徴とする電子機器。
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WO2016063323A1 (ja) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | 赤外光の調整方法及び位置検出システム |
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JP2000267798A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-09-29 | Ricoh Co Ltd | 座標入力/検出装置 |
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DE10024156A1 (de) * | 2000-05-19 | 2001-11-29 | Gerd Reime | Verfahren und Vorrichtung zur optoelektronischen Positionsbestimmung eines Gegenstands |
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JPWO2008066004A1 (ja) * | 2006-11-30 | 2010-03-04 | 株式会社セガ | 位置入力装置 |
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US8395588B2 (en) * | 2007-09-19 | 2013-03-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Touch panel |
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