JP5672031B2 - 光学式検出装置、電子機器及び投射型表示装置 - 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の基本的な構成例を示す。本実施形態の光学式検出装置100は、検出部110、処理部120、照射部EU及び受光部RUを含む。なお、本実施形態の光学式検出装置は、図1(A)、図1(B)の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
)が低くなる。照射光LTの強度が低くなると、反射光LRの強度も低くなる。このためにB2にある対象物OBの位置検出精度が低下してしまう。
第1の発光素子LD1は、照射光LTの第1の面SF1に沿う方向の強度を第1の強度S1とするための第1の光源光LSE1を発生する。また、第2の発光素子LD2は、照射光LTの第2の面SF2に沿う方向の強度を第2の強度S2とするための、第1の光源光LSE1よりも明るさが低い第2の光源光LSE2を発生する。
図9(A)、図9(B)は、本実施形態の光学式検出装置による位置情報を検出する手法を説明する図である。
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、照射部EUの制御量から特定することができる。そして図9(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から下式(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。
図12に、本実施形態の光学式検出装置100を含む投射型表示装置の構成例を示す。投射型表示装置は、画像投射装置10及び取り付け部30を含む。そして光学式検出装置100は、取り付け部30に設けられる。なお、本実施形態の投射型表示装置は、図12の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。例えば、光学式検出装置100を、取り付け部30に設けるのではなく、画像投射装置10に設けてもよい。
PD1、PD2 受光ユニット、PHD 受光素子、EU1、EU2 照射ユニット、
RDET 検出エリア、SOB 対象面、OB 対象物、SF1 第1の面、
SF2 第2の面、SLT スリット、LG、LG1、LG2 ライトガイド、
LS1、LS2 光源部、LD、LD1、LD2 発光素子、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、
LID1 第1の照射光強度分布、LID2 第2の照射光強度分布、
10 画像投射装置、12 投射部、20 スクリーン(投射面)、30 取り付け部、100 光学式検出装置、110 検出部、120 処理部、400 天井
Claims (8)
- 照射光を出射する照射部と、
検出エリアに存在する対象物により前記照射光が反射することによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて、前記対象物の位置検出情報を検出する検出部とを含み、
前記照射部は、
前記検出エリアが設定される対象面に対して斜め方向となる第1の面と、前記対象面に対して斜め方向となり、且つ、前記第1の面よりも前記対象面との成す角が大きい第2の面とにより規定される照射範囲で、
前記第1の面に沿う方向において第1の強度であり、前記第2の面に沿う方向において前記第1の強度よりも強度が低い第2の強度である前記照射光を出射し、
前記照射部は、
前記第1の面に沿う方向において前記第1の強度であり、前記第2の面に沿う方向において前記第2の強度である前記照射光を出射するための光源光を発生する光源部と、
前記光源部からの前記光源光を導光するライトガイドとを有し、
前記光源部は、
前記ライトガイドの一端側に前記光源光を出射する第1の光源部と、
前記ライトガイドの他端側に前記光源光を出射する第2の光源部とを有し、
前記ライトガイドは、
前記第1の面上で前記第1の光源部と前記第2の光源部とを結ぶ第1の端縁と、前記第2の面上で前記第1の光源部と前記第2の光源部とを結ぶ第2の端縁と、により規定される曲面によって構成され、
前記第1の光源部は、少なくとも1つの前記第1の光源部用の発光素子を有し、
前記第2の光源部は、少なくとも1つの前記第2の光源部用の発光素子を有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、
前記光源部は、
前記照射光の前記第1の面に沿う方向の強度を前記第1の強度とするための第1の光源光を発生する第1の発光素子と、
前記照射光の前記第2の面に沿う方向の強度を前記第2の強度とするための、前記第1の光源光よりも明るさが低い第2の光源光を発生する第2の発光素子とを有することを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項1又は2のいずれかにおいて、
前記位置検出情報に基づいて処理を行う処理部を含み、
前記処理部は、
前記対象物の前記対象面からのZ座標位置が第1のZ座標範囲にある場合には、前記位置検出情報に基づいてコマンド処理を行い、
前記対象物の前記対象面からのZ座標位置が第2のZ座標範囲にある場合には、前記位置検出情報に基づいてホバリング処理を行うことを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項3において、
前記受光部は、
第1の受光ユニット及び第2の受光ユニットを有し、
前記第2の受光ユニットは、前記第1の受光ユニットよりも前記対象面からZ方向において遠い位置に配置され、
前記処理部は、
前記第1の受光ユニットの受光結果に基づいて前記コマンド処理を行い、
前記第2の受光ユニットの受光結果に基づいて前記ホバリング処理を行うことを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記照射部は、第1の照射ユニット及び第2の照射ユニットを有し、
前記検出部は、
前記第1の照射ユニットからの第1の照射光が前記対象物に反射されることによる第1の反射光の受光結果に基づいて、前記対象物の前記位置検出情報として第1の角度を検出し、
前記第2の照射ユニットからの第2の照射光が前記対象物に反射されることによる第2の反射光の受光結果に基づいて、前記対象物の前記位置検出情報として第2の角度を検出し、
前記第1の角度と前記第2の角度とに基づいて、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5のいずれかにおいて、
前記照射部は、
前記対象面に対して画像を投影する投射型表示装置又は前記投射型表示装置の取り付け部に設けられることを特徴とする光学式検出装置。 - 請求項1乃至6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。
- 請求項1乃至6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投射型表示装置。
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