KR101019835B1 - 조명 장치 및 전기 광학 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 광학식 위치 검출 수단을 저비용 또한 저소비 전력으로 구성하기 위한 것으로, 조명 장치(10)는, 조명광 L1을 방출하는 조명용 광원(11)과, 제 1 위치 검출광 L2a를 방출하는 제 1 위치 검출용 광원(12A)과, 제 2 위치 검출광 L2b를 방출하는 제 2 위치 검출용 광원(12B)과, 조명광 및 제 1 위치 검출광을 도입하는 제 1 광 입사면(13aa)과 조명광 및 제 1 위치 검출광을 출사하는 제 1 광 입사면과 인접 및 교차하는 광 출사면(13ac)을 갖는 제 1 도광판(13A)과, 제 1 도광판과 평면적으로 겹쳐 배치되고 제 2 위치 검출광을 도입하는 제 2 광 입사면(13ba)과 제 2 위치 검출광을 출사하는 제 2 광 출사면에 인접하고, 또한 교차하는 제 2 광 출사면(13bc)을 갖는 제 2 도광판(13B)을 구비한다.

Description

조명 장치 및 전기 광학 장치{ILLUMINATION DEVICE AND ELECTRO-OPTICAL APPARATUS}
본 발명은 조명 장치 및 전기 광학 장치에 관한 것으로, 특히, 광학식 위치 검출 수단을 구비한 표시기기에 이용하는 경우에 바람직한 조명 장치의 구성에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시체 등의 전기 광학 장치를 구비한 표시기기에는, 표시 화면을 시인 가능하게 하기 위해, 혹, 그 시인성을 높이기 위해, 백라이트 등의 조명 장치가 사용되는 경우가 있다. 또한, 상기 표시기기에는, 표시 화면에 터치 패널 등의 지시 위치 검출 수단이 마련되는 경우도 있고, 이 경우에는, 표시 화면의 특정 부분을 펜이나 손가락 등으로 지시함으로써, 상기 지시 위치가 검출되어, 정보 처리 장치 등에 입력된다.
상기의 터치 패널 등의 지시 위치 검출 수단(위치 좌표 입력 수단)으로서는, 표시 화면으로의 접촉 상태를 기계적·전기적으로 검출하기 위한 정전 용량식 또는 저항막식 등의 터치 패널이 알려져 있는 것 외에, 예컨대, 표시 화면에 따라 다수 의 적외선을 종횡으로 주사하게 하고, 또한 이들의 적외선을 검출하는 광 검출기를 대응하여 마련함으로써 이들의 적외선을 손가락 등으로 차단했을 때에 상기 손가락 등의 위치 좌표를 검출 가능하게 한 광학식 터치 패널이 알려져 있다. 일반적으로 광학식 터치 패널이라고 하더라도 여러가지의 것이 알려져 있는데, 예컨대, 이하의 특허문헌 1 및 2에 기재되어 있는 것이 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-295644호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-303172호 공보
그러나 전술의 광학식 터치 패널에서는, 표시 화면의 근방에 검출해야 할 위치 좌표의 분해능에 대응하는 다수의 광원 및 광 검출기 혹 광 스위치나 도광 구조등을 배열시킬 필요가 있으므로, 광학 소자의 수가 많아지기 때문에 높은 제조 비용을 부담해야 하고, 또한, 소비 전력이 증대한다고 하는 문제점이 있다.
그래서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하는 것이며, 광학식 위치 검출 수단을 저비용 또한 저소비 전력으로 되도록 구성할 수 있는 조명 장치, 및, 이것을 이용한 전기 광학 장치(표시 장치)를 실현하는 것이다.
이러한 실정에 비추어, 본 발명의 조명 장치는, 조명광을 방출하는 조명용 광원과, 제 1 위치 검출광을 방출하는 제 1 위치 검출용 광원과, 제 2 위치 검출광을 방출하는 제 2 위치 검출용 광원과, 상기 조명광 및 상기 제 1 위치 검출광을 내부로 도입하는 제 1 광 입사면과, 상기 제 1 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 조명광 및 상기 제 1 위치 검출광을 출사하는 제 1 광 출사면을 갖는 제 1 도광판과, 상기 제 1 도광판과 평면적으로 겹쳐 배치되고, 상기 제 2 위치 검출광을 내부로 도입하는 제 2 광 입사면과, 상기 제 2 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 제 2 위치 검출광을 상기 제 1 위치 검출광과 병행하여 출사하는 제 2 광 출사면을 갖는 제 2 도광판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 조명용 광원으로부터 방출되는 조명광이 제 1 도광판의 제 1 광 입사면에서 내부로 도입되고, 내부를 전파하여 제 1 광 출사면으로부터 출사되어 조명 작용을 담당하고, 또한, 제 1 위치 검출용 광원으로부터 방출된 제 1 위치 검출광이 같은 제 1 도광판의 제 1 광 입사면에서 내부에 취입되어, 내부를 전파한 후에 제 1 광 출사면으로부터 병행하여 출사되고, 또한, 제 2 위치 검출용 광원으로부터 방출된 제 2 위치 검출광이 제 2 도광판의 제 2 광 입사면에서 내부로 취입되고, 내부를 전파한 후에 제 2 광 출사면으로부터 제 1 위치 검출광과 병행하여 출사되기 때문에, 그 출사측에 광 검출기가 마련되고 대상 물체가 배치되면, 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광이 반사되어 광 검출기에 의해 검출된다. 여기서, 대상 물체의 위치에 따라 광 검출기가 검출하는 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광의 전파 거리가 변하기 때문에, 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광 의 검출 상태에 따라 대상 물체의 위치 정보를 취득할 수 있게 된다. 따라서, 조명광과 제 1 위치 검출광을 제 1 도광판의 제 1 광 입사면으로부터 도입함과 동시에, 제 2 위치 검출광을 제 2 도광판의 제 2 광 입사면으로부터 도입함으로써 제 1 위치 검출용 광원과 제 2 위치 검출용 광원의 위치를 멀어지게 해도, 혹, 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광의 전파 방향을 다르게 하더라도, 각각의 도광판의 도광 구조를 최적화하는 것으로 양 위치 검출광을 효율적으로 전파시킬 수 있게 된다. 따라서, 위치 검출용 광원의 수를 감소시키더라도 대상 물체의 위치 정보를 확실히 취득할 수 있게 되기 때문에, 조명 장치에 대하여 저비용 또한 저소비 전력으로 되도록 위치 검출 기능을 내장시킬 수 있다.
본 발명의 한 형태에 있어서는, 상기 제 1 도광판에 있어서 상기 제 1 광 입사면은 상기 제 1 광 출사면의 한쪽에 배치되고, 상기 제 2 도광판에 있어서 상기 제 2 광 입사면은 상기 제 2 광 출사면의 다른 쪽에 배치된다. 위치 검출 수단으로서는, 제 1 위치 검출용 광원과 제 2 위치 검출용 광원이 다른 위치에 있으면 대상 물체의 위치 정보의 취득 자체는 가능하지만, 제 1 도광판 및 제 2 도광판에 있어서 다른 방향에 있는 제 1 광 입사면과 제 2 광 입사면에서 각각 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광을 각 도광판의 내부로 도입하는 구성으로 하는 것에 의해, 양 위치 검출광을 각 도광판의 내부에 있어 다른 방향으로 전파시킬 수 있기 때문에, 양 위치 검출광에 의해 대상 물체의 위치 정보를 보다 정밀도 좋게 취득 가능하게 된다.
본 발명의 다른 형태에 있어서는, 상기 제 1 도광판은, 상기 제 1 광 입사면 쪽으로부터 그 반대쪽의 외연부를 향해 내부 전파광에 대한 상기 제 1 광 출사면으로부터의 출사광의 광량 비율이 증가하는 도광 구조를 구비한다. 이것에 의하면, 조명광 및 제 1 위치 검출광이 제 1 광 입사면으로부터 도입된 후에 내부를 전파해 나가는 경우, 상기 도광 구조에 의해 내부 전파 방향으로 보았을 때의 출사광량의 저하를 억제할 수 있기 때문에, 전체로서 내부 전파 방향에 따른 조명 휘도 및 제 1 위치 검출광의 휘도의 균일화를 도모할 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 있어서는, 상기 제 2 도광판은, 상기 제 2 광 입사면쪽으로부터 그 반대쪽의 외연부를 향해 내부 전파광에 대한 상기 제 2 광 출사면으로부터의 출사광의 광량 비율이 증가하는 도광 구조를 구비한다. 이것에 의하면, 상기 도광 구조에 의해 제 2 위치 검출광의 내부 전파 방향으로 보았을 때의 출사광량의 저하를 억제할 수 있기 때문에, 전체로서 내부 전파 방향에 따른 제 2 위치 검출광의 휘도를 균일화할 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 있어서는, 상기 조명용 광원은 복수 마련되고, 상기 복수의 조명용 광원의 일부가 상기 제 1 광 입사면에 대향 배치되고, 상기 복수의 조명용 광원의 다른 일부가 상기 제 2 광 입사면에 대향 배치된다. 이것에 의하면, 조명용 광원이 제 1 광 입사면과 제 2 광 입사면에 각각 대향 배치됨으로써 조명광을 양 광 입사면으로부터 각각 대응하는 위치 검출광과 함께 전파시킬 수 있기 때문에, 전체로서 조명광과 위치 검출광의 입광 효율을 높일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 별도의 조명 장치는, 조명광을 방출하는 조명용 광원과, 제 1 위치 검출광을 방출하는 제 1 위치 검출용 광원과, 제 2 위치 검출광을 방출하는 제 2 위치 검출용 광원과, 상기 조명광을 내부로 도입하는 광 입사면과, 상기 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 조명광을 출사하는 광 출사면을 갖는 조명용 도광판과, 상기 조명용 도광판과 평면적으로 겹쳐 배치되고, 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광을 내부로 도입하는 광 입사면과, 상기 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광을 상기 광 입사면으로의 입사 방향과 교차하는 방향으로 병행하여 출사하는 광 출사면을 갖는 위치 검출용 도광판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 조명용 광원으로부터 방출되는 조명광이 조명용 도광판의 광 입사면으로부터 내부로 도입되고, 내부를 전파하여 광 출사면으로부터 출사되고 조명 작용을 하고, 또한, 제 1 위치 검출용 광원으로부터 방출된 제 1 위치 검출광 및 제 2 위치 검출용 광원으로부터 방출된 제 2 위치 검출광이 위치 검출용 도광판의 광 입사면으로부터 내부로 취입되고, 내부를 전파한 후에 광 출사면으로부터 병행하여 출사되기 때문에, 그 출사측에 광 검출기가 마련되고 대상 물체가 배치되면,제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광이 반사되어 광 검출기에 의해 검출되다. 여기서, 대상 물체의 위치에 따라 광 검출기가 검출하는 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광의 전파 거리가 변하기 때문에, 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광의 검출 상태에 따라 대상 물체의 위치 정보를 취득할 수 있게 된다. 따라서, 조명용 도광판과 위치 검출용 도광판을 따로따로 설치하여 평면적으로 포갬으로써 각각의 도광판의 도광 구조를 최적화하는 것으로 조명 작용과 위치 검출 작용을 효율적 이고 또한 양호하게 실현할 수 있다. 따라서, 위치 검출용 광원의 수를 감소시키더라도 대상 물체의 위치 정보를 확실히 취득할 수 있게 되기 때문에, 조명 장치에 대하여 저비용 또한 저소비 전력으로 되도록 위치 검출 기능을 내장시킬 수 있다.
본 발명에 있어서는, 조명용 도광판과 위치 검출용 도광판을 따로따로 구비하고 있는 것에 의해, 조명용 도광판과 위치 검출용 도광판의 도광 구조를 각각의 기능에 맞춰 독립적으로 설정할 수 있다고 하는 이점이 있다. 즉, 조명 기능을 높이기 위해서, 조명용 도광판의 도광 구조를 조명용 광원이 방출하는 광의 파장 분포나 지향성, 조명용 광원의 위치나 배열 형태에 적합하게 할 수 있는 동시에, 위치 검출 기능을 높이기 위해서, 위치 검출용 도광판의 도광 구조를 위치 검출용 광원의 방출하는 광의 파장 분포나 지향성, 위치 검출용 광원의 배치에 적합하게 할 수 있다.
예컨대, 조명용 광원의 조명용 도광판에 대한 배치나 배열의 형태와, 제 1 및 제 2 위치 검출용 광원의 위치 검출용 도광판에 대한 배치나 배열의 형태는 일반적으로 다르기 때문에, 조명용 도광판의 조명 휘도의 편중이나 위치 검출용 도광판의 위치 검출광의 편중을 경감하기 위해서, 이들 광원의 배치나 배열의 형태의 차이에 따라 각 도광판에 있어서의 내부 전파광에 대한 출사광의 광량 비율의 패턴을 다른 것으로 하는 것이 바람직하다.
또, 조명용 광원으로부터 방출되는 광과 위치 검출용 광원으로부터 방출되는 광의 파장이 다른 경우, 예컨대, 조명용 광원으로부터 방출되는 광이 가시광을 중심으로 하는 파장 분포를 구비하고 있는 데 대하여, 위치 검출용 광원으로부터 방 출되는 광이 적외광을 중심으로 하는 파장 분포를 구비하고 있는 경우 등에는, 공통의 광 산란 구조(내부 전파광을 산란시키는 것으로 출사광의 광량 비율을 설정하기 위한 도광 구조의 일부)에 대한, 파장이 짧은 조명용 광원으로부터 방출되는 광에 대한 광 산란 특성과, 파장이 긴 위치 검출용 광원으로부터 방출되는 광에 대한 광 산란 특성과는 다른 것으로 되기 때문에, 각 도광판의 광 산란 구조를 각각의 파장에 따른 광 산란 특성에 맞춰 바꾸는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 형태에 있어서는, 상기 제 1 위치 검출용 광원과 상기 제 2 위치 검출용 광원은, 상기 위치 검출용 도광판을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치된다. 제 1 위치 검출용 광원과 제 2 위치 검출용 광원이 위치 검출용 도광판을 사이에 두고 서로 대향함으로써 위치 검출용 도광판의 양쪽에서 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광을 위치 검출용 도광판으로 입사시키고, 상기 위치 검출용 도광판의 내부에 있어 서로 반대 방향으로 전파시킬 수 있기 때문에, 양 광원을 연결하는 선에 따른 방향의 대상 물체의 위치를 검출하는 것에 있어서, 상기 위치가 변화되면 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광의 위치 검출용 도광판 내부에서의 전파 거리가 서로 역의 상관을 갖는 것으로 되기 때문에, 양 위치 검출광을 이용함으로써 상기 방향의 대상 물체의 위치를 보다 높은 정밀도로 검출할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 형태에 있어서는, 상기 위치 검출용 도광판은, 상기 광 입사면으로서, 상기 광 출사면의 한쪽에 배치된 변에 형성된 제 1 광 입사면과, 상기 광 출사면의 다른 쪽에 배치된 변에 제 2 광 입사면을 갖고, 상기 제 1 위치 검출용 광원이 상기 제 1 광 입사면에 대향 배치되고, 상기 제 2 위치 검출용 광원이 상기 제 2 광 입사면에 대향 배치된다.
본 발명의 다른 형태에 있어서는, 상기 조명용 도광판은, 상기 광 입사면쪽으로부터 그 반대쪽의 외연부를 향해 내부 전파광에 대한 상기 광 출사면으로부터의 출사광의 광량 비율이 증가하는 도광 구조를 구비한다.
본 발명의 또 다른 형태에 있어서는, 상기 위치 검출용 도광판은, 상기 제 1 위치 검출용 광원과 상기 제 2 위치 검출용 광원을 연결하는 선을 따라, 상기 선의 중간점을 향해 내부 전파광에 대한 상기 광 출사면으로부터의 출사광의 광량 비율이 증가하는 도광 구조를 구비한다. 이것에 의하면, 제 1 위치 검출용 광원과 제 2 위치 검출용 광원의 근방에서는 위치 검출용 도광판의 내부 전파광에 대한 출사광의 광량 비율이 작고, 중간점을 향해 상기 광량 비율이 증가하는 도광 구조를 구비하는 것에 의해, 위치 검출용 도광판의 광 출사면으로부터 출사되는 위치 검출광의 균일성을 높일 수 있다.
또, 상기한 바와 같이, 조명용 도광판과 위치 검출용 도광판은, 조명용 광원 또는 위치 검출용 광원과 대향하고, 각 광원으로부터 방출되는 광을 입사하는 광 입사면과, 각 도광판의 내부를 전파시킨 후에 광을 출사시키는 광 출사면이 교차하도록 마련되어 있는 경우에 있어서, 조명용 도광판 및 위치 검출용 도광판의 도광 구조로서는, 광 입사면으로부터 입사한 광을 광 출사면에 따라 전파시키는 도광로에 가하여, 상기 도광로의 내부, 광 출사면 상, 혹, 광 출사면과 대향하는 대면 상에 형성된 광 산란 구조를 마련한다. 이 광 산란 구조는, 도광로를 전파하는 내부 전파광을 소정의 광량 비율로 광 출사면으로부터 출사시키기 위해서 상기 내부 전 파광의 적어도 일부를 산란시키는 구조이며, 예컨대, 도광판의 내부에 분산된 입자, 표면에 형성된 조면(粗面) 등의 표면 요철 구조나 프리즘 구조, 표면 상에 형성된 산란층 등을 들 수 있다.
상기의 각 발명에 있어서는, 상기 제 1 위치 검출용 광원과 상기 제 2 위치 검출용 광원이 상기 각 도광판의 서로 대향하는 변쪽에 각각 형성되는 것이 바람직하다. 각 도광판의 양쪽의 서로에 대향하는 변쪽에 제 1 위치 검출용 광원과 제 2 위치 검출용 광원이 배치됨으로써 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광을 양쪽에서 각 도광판 내로 입광시킬 수 있기 때문에, 양 광원을 연결하는 선에 따른 방향의 위치 정보를 보다 정밀도 좋게 검출할 수 있게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 도광판 및 상기 제 2 도광판에 대하여 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 출사측에 배치되고, 대상 물체에 의한 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 반사광을 검출하는 광 검출기와, 상기 광 검출기가 수신한 상기 제 1 위치 검출광과 상기 제 2 위치 검출광의 광량 비율에 따른 상기 물체의 위치 정보를 구하는 위치 정보 취득 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 위치 정보 취득 수단에 의하면, 예컨대, 각 도광판의 내부를 전파하는 제 1 위치 검출광과 제 2 위치 검출광이 광 출사면으로부터 각각 출사된 후, 대상 물체에 있어서 반사되는 것에 의해 광 검출기에 의해 검출되었을 때, 제 1 위치 검출광의 강도와 제 2 위치 검출광의 강도의 비로부터 양 위치 검출광의 감쇠 계수의 비를 구함으로써 최종적으로 양 위치 검출광의 도광판의 내부의 전파 거리에 대응하는 대상 물체의 위치 정보를 취득할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 전기 광학 장치는, 조명광을 방출하는 조명용 광원과, 제 1 위치 검출광을 방출하는 제 1 위치 검출용 광원과, 제 2 위치 검출광을 방출하는 제 2 위치 검출용 광원과, 상기 조명광 및 상기 제 1 위치 검출광을 내부로 도입하는 제 1 광 입사면과, 상기 제 1 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 조명광 및 상기 제 1 위치 검출광을 출사하는 제 1 광 출사면을 갖는 제 1 도광판과, 상기 제 1 도광판과 평면적으로 겹쳐 배치되고, 상기 제 2 위치 검출광을 내부로 도입하는 제 2 광 입사면과, 상기 제 2 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 제 2 위치 검출광을 상기 제 1 위치 검출광과 병행하여 출사하는 제 2 광 출사면을 갖는 제 2 도광판과, 상기 제 1 도광판에 대하여 상기 조명광의 출사 방향에 배치되는 전기 광학 패널과, 상기 제 1 도광판 및 상기 제 2 도광판에 대하여 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 출사측에 배치되고, 대상 물체에 의한 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 반사광을 검출하는 광 검출기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 다른 전기 광학 장치는, 조명광을 방출하는 조명용 광원과, 제 1 위치 검출광을 방출하는 제 1 위치 검출용 광원과, 제 2 위치 검출광을 방출하는 제 2 위치 검출용 광원과, 상기 조명광을 내부로 도입하는 광 입사면과, 상기 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 조명광을 출사하는 광 출사면을 갖는 조명용 도광판과, 상기 조명용 도광판과 평면적으로 겹쳐 배치되고, 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광을 내부로 도입하는 광 입사면과, 상기 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광을 상기 광 입사면으로의 입사 방향과 교차하는 방향으로 병행하여 출사하는 광 출사면을 갖는 위치 검출용 도광판과, 상기 조명용 도광판에 대하여 상기 조명광의 출사 방향에 배치되는 전기 광학 패널과, 상기 위치 검출용 도광판에 대하여 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 출사측에 배치되고, 대상 물체에 의한 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 반사광을 검출하는 광 검출기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이들 전기 광학 장치에 있어서 전기 광학 패널이 투과형 패널인 경우에는, 조명광의 출사 방향과, 제 1 위치 검출광 및 제 2 위치 검출광의 출사 방향을 동일하게 설정하고, 전기 광학 패널을 조명광으로 투과 조명하여 그 투과광에 의해 표시 화면을 시인 가능하게 구성하고, 또한, 제 1 위치 검출광 및 제 2 위치 검출광도 전기 광학 패널을 투과하여 전기 광학 패널의 측에 출사되도록 구성함으로써 전기 광학 패널에 대하여 도광판과는 반대쪽에 배치되는 대상 물체의 반사광을 광 검출기에 의해 검출하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 광 검출기는 전기 광학 패널에 대하여 각 도광판과는 반대쪽에 배치할 수도 있고, 전기 광학 패널내에 배치할 수도 있고, 혹, 전기 광학 패널의 각 도광판측에 배치할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 광학식 위치 검출 수단을 저비용 또한 저소비 전력으로 되도록 구성할 수 있는 조명 장치, 및, 이것을 이용한 전기 광학 장치(표시 장치)를 실현할 수 있다.
다음으로, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1의 조명 장치 및 전기 광학 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 단면도, 도 2는 조명 장치의 광원 및 도광판을 배면측에서 본 모양을 모식적으로 나타내는 배면 사시도이다.
본 실시예의 조명 장치(10)는, 조명광 L1을 방출하는 조명용 광원(11)과, 위치 검출광 L2a, L2b를 방출하는 위치 검출용 광원(12A, 12B)과, 이들의 광이 입사하는 제 1 도광판(13A) 및 제 2 도광판(13B)과, 도광판(13A, 13B)의 배후에 배치되는 반사판(14)과, 상기 위치 검출광의 출사측에 배치된 광 검출기(15)를 구비하고 있다. 또한, 도광판(13A, 13B)은 아크릴 수지나 폴리카보네이트 수지 등의 투명 도광체로 이루어진다. 제 1 도광판(13A)은, 한쪽의 변의 단면인 제 1 광 입사면(13aa)과, 이 광 입사면과 인접 및 교차(도시예에서는 직교)하는 광 출사면(13ac)과, 이 광 출사면(13ac)의 반대쪽의 배면(13ad)을 갖는다. 또한, 제 2 도광판(13B)은, 제 1 광 입사면(13aa)과는 다른 방향에 있는 변의 단면인 제 2 광 입사면(13ba)을 갖는 광 입사면과, 이 광 입사면과 인접 및 교차(도시예에서는 직교)하는 광 출사면(13bc)과, 이 광 출사면(13bc)의 반대쪽의 배면(13bd)을 갖는다. 또한, 도광판(13A, 13B)의 광 출사측에는, 필요에 따라, 조명광의 균일화를 도모하기 위한 광 확산판, 조명광의 지향성을 높이기 위한 프리즘 시트 등의 집광판 등의 광 학 시트(16)가 적당히 배치된다.
상기 조명 장치(10)의 광 출사측에는, 투과형의 액정 표시체 등으로 되는 전기 광학 패널(20)이 배치된다. 이 전기 광학 패널(20)은, 예컨대, 투명한 기판(21)과 기판(22)을 실링재(23)로 접합하고, 기판 사이에 액정(24)을 배치하여 이루어지고, 이 액정(24)의 배향 상태를 도시하지 않는 전극에 의해 각각 제어 가능하게 구성한 복수의 화소를 구비하고 있다. 또, 필요에 따라 기판(21, 22)의 외면측에는 편광판(도시하지 않음)이 배치된다. 각 화소는, 반도체 IC 칩 등으로 되는 구동 회로(25)가 출력하는 구동 신호에 의해 구동되어, 화소마다 소정의 투과 상태가 되도록 제어된다.
전기 광학 패널(20)의 조명 장치(10)와는 반대쪽에는 광 투과성을 갖는 실장판(mounting board)(30)이 배치되고, 이 실장판(30)의 외면(전기 광학 패널(20)과는 반대쪽의 면) 상에 광 검출기(15)가 배치된다. 이 광 검출기(15)는 포토다이오드 등의 수광 소자이며, 상기 위치 검출광의 강도를 검출 가능해지도록 구성된다. 예컨대, 후술하는 바와 같이 위치 검출광이 적외선이면, 광 검출기(15)도 적외선에 감도를 갖는 수광 소자로 구성된다.
조명용 광원(11)은 예컨대, LED(발광다이오드) 등의 발광 소자로 구성되고, 도시하지 않는 구동 회로로부터 출력되는 구동 신호에 따라 예컨대, 백색의 조명광 L1을 방출한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 조명용 광원(11)이 제 1 광 입사면(13aa)을 따라 배열된다.
위치 검출용 광원(12A, 12B)은 예컨대, LED(발광다이오드) 등의 발광 소자로 구성되고, 도시하지 않는 구동 회로로부터 출력되는 구동 신호에 따라 예컨대, 적외선인 위치 검출광 L2a, L2b를 방출한다. 위치 검출광은 특별히 한정되지 않지만, 후술하는 신호처리 등에 의해 상기 조명광 L1이나 외광과 구별하여 검출 가능한 것이 바람직하고, 상기 조명광 L1과는 파장 분포나 발광 형태가 다른 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 대상 물체 Ob에 의해 효율적으로 반사되는 파장역을 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 대상 물체 Ob가 손가락 등의 인체이면, 인체의 표면에서 반사율이 높은 적외선(특히 가시광 영역에 가까운 근적외선)인 것이 바람직하다. 위치 검출용 광원(12A, 12B)은 본질적으로 복수 마련되고, 서로 다른 위치로부터 위치 검출광을 방출하도록 구성된다. 후술하는 바와 같이, 상기 위치 검출용 광원(12A, 12B)과 같은 도 2에 2점 쇄선으로 나타내는 위치 검출용 광원(12C, 12D)을더 마련하는 것도 가능하다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 도광판(13A, 13B)은 각각 평면에서 보아 직사각형형상으로 구성되고, 제 1 도광판(13A)과 제 2 도광판(13B)은 평면적으로 겹치도록 배치된다. 그리고, 그 서로에 대향하는 변쪽에 각각 상기 제 1 광 입사면(13aa)과 제 2 광 입사면(13ba)이 마련된다. 제 1 광 입사면(13aa)에는 그 변을 따라 복수의 조명용 광원(11)이 배열된다. 그리고, 조명광 L1은 제 1 광 입사면(13aa)으로부터 내부로 도입되고, 그 내부를 반대쪽의 외연부(13ab)를 향해서 전파해 나간다.
본 실시예의 제 1 도광판(13A)은 본질적으로 제 1 광 입사면(13aa) 측에서 반대쪽의 외연부(13ab)를 향해서 내부 전파광에 대한 광 출사면(13ac)으로부터의 출사광의 광량 비율이 단조롭게 증가하는 제 1 도광 구조 LGA를 갖고 있다. 이 제 2 도광 구조 LGA는, 도 2에서는 일점 쇄선으로 광 출사면(13ac) 상에 가상 원에 의해 모식적으로 나타내어 놓지만, 예컨대, 제 1 도광판(13A)의 광 출사면(13ac) 또는 배면(13ad)에 형성된 광 편향용 또는 광 산란용의 미세한 요철 형상의 굴절면의 면적, 인쇄층의 형성 밀도 등을 상기 내부 전파 방향을 향해서 서서히 높이는 것으로 실현된다. 이러한 도광 구조 LGA를 마련함으로써 제 1 광 입사면(13aa)으로부터 입사한 조명광 L1 및 위치 검출광 L2a는 광 출사면(13ac)으로부터 거의 균일하게 출사되고, 그 결과, 제 1 도광판(13A)이 면 형상 광원으로서 작용하도록 구성된다.
또, 제 2 도광판(13B)은, 제 2 광 입사면(13ba)으로부터 반대쪽의 외연부(13bb)를 향해서 내부 전파광에 대한 광 출사면 bc에서 출사광의 광량 비율이 단조롭게 증가하는 제 2 도광 구조 LGB를 갖고 있다. 이 제 2 도광 구조 LGB는, 도 2에서는 일점 쇄선으로 광 출사면(13bc) 상에 있어 상기 광량 비율의 대소 관계에 대응하는 대소 관계를 구비한 직경을 갖는 원에 의해 모식적으로 나타내어 놓지만, 예컨대, 제 2 도광판(13B)의 광 출사면(13bc) 또는 배면(13bd)에 형성된 광 편향용 또는 광 산란용의 미세한 요철 형상의 굴절면의 면적, 인쇄층의 형성 밀도 등을 상기 내부 전파 방향을 향해서 서서히 높이는 것으로 실현된다. 이러한 도광 구조 LGB를 마련함으로써 제 2 광 입사면(13ba)으로부터 입사한 위치 검출광 L2b는 광 출사면(13bc)으로부터 거의 균일하게 출사된다.
또, 본 실시예에서는, 제 1 광 입사면(13aa)에 인접하는 광 출사측의 표면 부분(광 출사면(13ac)의 외주부)에는 경사면(13Ag)이 마련되고, 이것에 의해 제 1 도광판(13A)의 외주부에서는 제 1 광 입사면(13aa)을 향해서 제 1 도광판(13A)의 두께가 서서히 증가하도록 구성된다. 이 경사면(13Ag)을 갖는 입광 구조에 의해 광 출사면(13ac)이 마련되는 부분의 두께의 증가를 억제하면서, 제 1 광 입사면(13aa)의 높이를 크게 하여 조명용 광원(11)의 광 방출 영역의 높이와 대응하도록 형성된다. 이것은, 최근의 표시 장치의 박형화의 요청에 따르기 위해서 제 1 도광판(13A)의 두께를 작게 하면서, 소형화가 진전하지 않고 있는 발광 소자(조명용 광원(11))로부터의 방출광의 도입 효율을 높여 조명 휘도를 향상시키기 위해서이다.
위치 검출용 광원(12A)은 제 1 도광판(13A)의 제 1 광 입사면(13aa)에 대향 배치된다. 보다 구체적으로는, 위치 검출용 광원(12A)은, 제 1 광 입사면(13aa)에 배열된 조명용 광원(11)의 열내에서, 제 1 광 입사면(13aa)이 마련되는 변의 중앙부에 배치된다. 또한, 위치 검출용 광원(12B)은 제 2 도광판(13B)의 제 2 광 입사면(13ba)에 대향 배치된다. 보다 구체적으로는, 제 2 위치 검출용 광원(12B)은 제 2 광 입사면(13ba)이 마련되는 변의 중앙부에 배치된다. 그리고, 제 1 도광판(13A)과 제 2 도광판(13B)은 상술한 바와 같이 평면적으로 겹치도록 배치되기 때문에, 위치 검출광 L2a와 L2b의 제 1 도광판(13A) 및 제 2 도광판(13B)에 대한 입광 위치를 서로 이간시킬 수 있어, 양 위치 검출광에 의한 후술하는 위치 검출(제 1 광 입사면(13aa)과 제 2 광 입사면(13ba)을 연결하는 선에 따른 방향(X 방향)의 위치 좌표의 검출)의 정밀도를 높일 수 있다.
또, 제 2 도광판(13B)에서, 상기 X 방향과 직교하는 Y 방향 양쪽에 있는 단면에는 위치 검출용 광원(12C, 12D)이 대향 배치된다. 위치 검출용 광원(12C, 12D)은, 도시와 같이 Y 방향을 따라 서로 이간한 위치에 배치됨으로써 위치 검출광 L2C 과 L2D의 제 2 도광판(13B)에 대한 입광 위치를 서로 이간시킬 수 있어, 양 위치 검출광에 의한 후술하는 위치 검출(Y 방향의 위치 좌표의 검출)의 정밀도를 높일 수 있다.
또, 상기 구성에서는, 제 1 도광판(13A)을 전기 광학 패널(20)측에 배치하고, 제 2 도광판(13B)을 반대쪽에 배치하여 서로 평면적으로 겹치도록 구성하고 있지만, 이와는 반대로, 제 2 도광판(13B)을 전기 광학 패널(20)측에 배치하고, 제 1 도광판(13A)을 반대쪽에 배치할 수도 있다.
상기한 바와 같이 구성된 실시예 1에 있어서는, 조명광 L1은, 제 1 광 입사면(13aa)으로부터 제 1 도광판(13A)에 입사한 후에 내부를 전파하면서 서서히 광 출사면(13ac)의 전체로부터 면 형상으로 출사되고, 전기 광학 패널(20)을 통과하여 실장판(30)을 투과하여 시인측에 출사한다. 이 조명광 L1은, 전기 광학 패널(20)의 각 화소의 광 투과율이 각각 제어되는 것에 의해 형성되는 표시 화상을 시인 가능하게 구성한다. 또한, 제 1 위치 검출광 L2a도 또한, 제 1 광 입사면(13aa)에서 제 1 도광판(13A)의 내부를 전파하면서 서서히 광 출사면(13ac)의 전체로부터 면 형상으로 출사되고, 전기 광학 패널(20)을 통과하여 실장판(30)을 투과하여 출사한다. 이 때, 실장판(30)의 표면상에 대상 물체 Ob가 존재하면, 이 대상 물체 Ob에 의한 반사광이 실장판(30)상에 배치된 광 검출기(15)에 의해 검출된다.
또, 위치 검출광 L2b(L2c, L2d도 동일함)는, 제 2 광 입사면(13ba)으로부터 제 2 도광판(13B)에 입사한 후에 내부를 전파하면서 서서히 광 출사면(13bc)의 전체로부터 면 형상으로 출사되고, 전기 광학 패널(20) 및 실장판(30)을 투과하여 출 사한다. 이 때, 실장판(30)의 표면상에 대상 물체 Ob가 존재하면, 이 대상 물체 Ob에 의한 반사광이 실장판(30)상에 배치된 광 검출기(15)에 의해 검출된다.
그리고, 광 검출기(15)에 의해 검출되는 반사광의 광량에는, 상기의 복수의 위치 검출광 L2a, L2b(L2c, L2d)의 기여가 포함된다. 또, 광 검출기(15)를 마련하는 위치는 실장판(30)상에 한정되지 않고, 도시의 광 검출기(15′)와 같이, 전기 광학 패널(20)의 내부에 설치되어 있더라도 좋고, 혹, 제 1 도광판(13A) 또는 제 2 도광판(13B)의 표면 상이나 배면 상이라는, 대상 물체 Ob에서의 반사광을 검출 가능한 위치이면 어디에 배치되어 있더라도 상관없다.
다음으로, 상기 광 검출기(15)에서의 검출에 근거하여 대상 물체 Ob의 위치 정보의 취득 방법에 대하여 설명한다. 이 위치 정보의 취득 방법은 여러가지의 것이 생각되지만, 예컨대, 그 일례로서, 두개의 위치 검출광의 검출 광량의 비율에 근거하여 그들의 감쇠 계수의 비율을 구하고, 이 감쇠 계수의 비율로부터 양 위치 검출광의 전파 거리를 구하는 것에 의해, 대응하는 두개의 광원을 연결하는 방향의 위치 좌표를 구하는 방법을 들 수 있다.
보다 구체적으로는, 제 1 위치 검출용 광원으로서 12A를, 제 2 위치 검출용 광원으로서 12B를 이용하는 경우를 들어 설명하면, 제 1 위치 검출용 광원(12A)의 제어량(예컨대, 전류량), 변환 계수 및 방출 광량을 Ia, ka 및 Ea, 제 2 위치 검출용 광원(12B)의 제어량(전류량), 변환 계수 및 방출 광량을 Ib, k 및 Eb라고 하면, Ea=k·Ia, Eb=k·Ib로 된다. 또한, 제 1 위치 검출광 L2a의 감쇠 계수 및 검출 광량을 fa 및 Ga, 제 2 위치 검출광 L2b의 감쇠 계수 및 검출 광량을 fb 및 Gb라고 하면, Ga=fa·Ea=fa·k·Ia, Gb=fb·Eb=fb·k·Ib로 된다.
따라서, 광 검출기(15)에 있어서 양 위치 검출광의 검출 광량의 비인 Ga/Gb를 검출할 수 있다고 한다면, Ga/Gb=(fa·Ea)/(fb·Eb)=(fa/fb)·(Ia/Ib)으로 되기 때문에, 방출 광량의 비 Ea/Eb 및 제어량의 비 Ia/Ib에 상당하는 값을 알면, 감쇠 계수의 비 fa/fb가 밝혀진다. 이 감쇠 계수의 비와 양 위치 검출광의 전파 거리의 비와의 사이에는 정(正)의 상관이 있으므로, 이 상관 관계를 미리 설정해 둠으로써, 대상 물체 Ob의 위치 정보(제 1 위치 검출용 광원으로부터 제 2 위치 검출용 광원로 향하는 방향의 위치 좌표)를 얻을 수 있다.
상기 감쇠 계수의 비 fa/fb를 구하는 방법으로서는, 예컨대, 제 1 위치 검출용 광원(12A)과 제 2 위치 검출용 광원(12B)을 역상으로 점멸(예컨대, 직사각형파 형상 또는 정현파 형상의 구동 신호를 전파 거리의 차에 기인하는 위상차를 무시할 수 있는 주파수에서 서로 180도의 위상차를 가지도록 동작)시킨 뒤에, 검출 광량의 파형을 해석한다. 보다 현실적으로는, 예컨대, 한쪽의 제어량 Ia를 고정하고(Ia=Im), 검출 파형을 관측할 수 없게 되도록(즉, 검출 광량의 비 Ga/Gb가 0이 되도록) 다른 쪽의 제어량 Ib를 제어하고, 이 때의 제어량 Ib=Im·(fa/fb)로부터 상기 감쇠 계수의 비 fa/fb를 도출한다.
또, 양 제어량의 합이 항상 일정 Im=Ia+Ib로 되도록 제어할 수도 있다. 이 경우에는, Ib=Im·fb/(fa+fb)으로 되기 때문에, fb/(fa+fb)=α로 하면, fa/fb=(1-α)/α에 의해, 감쇠 계수의 비가 구해진다.
본 실시예의 경우, 대상 물체 Ob의 도시 X 방향의 위치 정보는, 제 1 위치 검출용 광원(12A)과 제 2 위치 검출용 광원(12B)을 서로 역상으로 구동하는 것으로 취득할 수 있다. 또한, 대상 물체 Ob의 Y 방향의 위치 정보는, 제 1 위치 검출용 광원(12C)과 제 2 위치 검출용 광원(12D)을 서로 역상으로 구동하는 것으로 취득할 수 있다. 따라서, 제어계에서 상기 X 방향과 Y 방향의 검출 동작을 순차적으로 행하여 대상 물체 Ob의 평면상의 위치 좌표를 취득할 수 있다.
또, 제 1 위치 검출용 광원으로서 12A와 12C를 동상으로 구동하고, 제 2 위치 검출용 광원으로서 12B와 12D를 동상으로 구동하여, 제 1 위치 검출용 광원과 제 2 위치 검출용 광원을 서로 역상으로 구동하여 검출하는 경우와, 제 1 위치 검출용 광원으로서 12A와 12D를 동상으로 구동하고, 제 2 위치 검출용 광원으로서 12B와 12C를 동상으로 구동하여, 제 1 위치 검출용 광원과 제 2 위치 검출용 광원을 서로 역상으로 구동하여 검출하는 경우를 바꾸어 순서대로, 좌표를 구하는 것으로 해도, 대상 물체 Ob의 평면상의 위치 좌표를 취득할 수 있다. 이러한 위치 검출용 광원을 복수 동시에 점등하는 구성에 의하면, 예컨대, 제 1 위치 검출용 광원으로서의 12A 및 12C의 측에서, 대향하는 제 2 위치 검출용 광원으로서의 12B 및 12D의 쪽을 향하는 방향, 또는 그 역의 방향의, 위치 검출에 의해 바람직한 광 출사면상의 출사광량 분포(위치 검출광의 양호한 명암의 경사 분포)가, 하나의 위치 검출용 광원을 점등하는 구성보다 넓은 폭의 범위로 얻어지기 때문에, 보다 정확한 위치 검출이 가능하다.
본 실시예에 의하면, 특히 화소마다 광 변조 상태를 제어하는 타입의 전기 광학 패널을 조명하면서, 그 표시 화면상의 대상 물체 Ob의 위치 정보를 검출할 수 있지만, 위치 검출광을 각 도광판(13A, 13B)의 광 입사면으로부터 입사시키고, 광 입사면과 교차(도시예에서는 직교)하는 광 출사면으로부터 출사시킴으로써 종래의 표시 화면상에 다수의 광원이나 광 검출기, 혹, 광 스위치 등을 배열시키는 방법에 비하면, 위치 검출용의 소자수를 대폭 저감할 수 있기 때문에, 대폭적인 구조의 간이화, 제조 비용의 저감, 및 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 조명광 L1과 제 1 위치 검출광 L2a를 이것에 적합화한 제 1 도광 구조 LGA(그위에 경사면(13Ag)을 구비한 입광 구조)를 갖는 제 1 도광판(13A)의 제 1 광 입사면(13aa)으로부터 입사시킴으로써 양 광을 효율적이고 또한 균일하게 제 1 광 출사면(13ac)으로부터 출사시킬 수 있고, 또한, 제 2 위치 검출광 L2b를 이것에 적합화한 제 2 도광 구조 LGB를 갖는 제 2 도광판(13B)의 제 2 광 입사면(13ba)으로부터 입사시킴으로써 효율적이고 또한 균일하게 제 2 광 출사면(13bc)으로부터 출사시킬 수 있다. 따라서, 각 도광판(13A, 13B)의 내부 전파 방향에 따른 광의 출사 특성을 각각 제약을 받지 않고 향상시킬 수 있기 때문에, 조명 휘도나 균일성을 희생하지 않고, 위치 검출을 정밀도 좋게 할 수 있다.
또, 본 실시예에서는, 제 1 광 입사면(13aa) 및 제 2 광 입사면(13ba)의 변의 중앙부에 각각 위치 검출용 광원(12A, 12B)을 배치했지만, 예컨대, 제 1 광 입사면(13aa)의 변의 양 단부(조명용 광원(11)의 열의 양쪽)에 각각 위치 검출용 광원(12A, 12B)을 대향 배치하고, 제 2 광 입사면(13ba)의 변의 양 단부에 각각 위치 검출용 광원(12C, 12D)을 대향 배치시키더라도 좋다. 이와 같이 하면, 각 위치 검출용 광원으로부터 위치 검출광을 각 도광판(13A, 13B)에 더 효율적으로 입사시킬 수 있고, 또한, 각 광 출사면(13ac, 13bc)으로부터 보다 균일하게 위치 검출광을 출사시킬 수 있다.
(실시예 2)
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 실시예 2에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 실시예 2의 조명 장치 및 전기 광학 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 단면도, 도 4는 조명 장치의 광원 및 도광판을 배면측에서 본 모양을 모식적으로 나타내는 배면 사시도이다.
본 실시예에서는, 상술의 실시예 1과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다. 본 실시예가 실시예 1과 다른 점은, 실시예 1의 제 2 도광판(13B)의 제 2 광 입사면(13ba)에도 조명용 광원(11)을 대향 배치시킨 점에 있다. 즉, 본 실시예에서는, 제 1 도광판(13A)과 제 2 도광판(13B)의 쌍방에 있어서 조명용 광원(11)에 의해 방출된 조명광 L1이 서로 반대쪽으로부터 입사된다. 또한, 이 경우, 제 2 도광판(13B)에는, 실시예 1과 달리, 상기 경사면(13Ag)과 마찬가지로, 제 2 광 입사면(13ba)에 인접하는 경사면(13bg)이 형성되고, 조명용 광원(11)으로부터 효율적으로 조명광을 도입할 수 있는 입광 구조가 마련되어 있다. 이와 같이 하면, 조명 휘도를 더 높일 수 있다.
(실시예 3)
다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 실시예 3에 대하여 설명 한다. 도 5는 본 발명에 따른 실시예 3의 조명 장치 및 전기 광학 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 단면도, 도 6은 조명 장치의 광원 및 도광판을 배면측에서 본 모양을 모식적으로 나타내는 배면 사시도이다.
본 실시예에서는, 상술의 실시예 2와 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다. 본 실시예는 실시예 2와 같은 도광판(13A′, 13B′)을 갖지만, 한쪽은 조명용 도광판(13A′)이며, 다른 쪽이 위치 검출용 도광판(13B′)인 점에서 다르다. 그리고, 조명용 도광판(13A′)의 광 입사면(13aa)에는 조명용 광원(11)을 대향 배치시키고, 위치 검출용 도광판(13B′)의 광 입사면(13ba, 13bb)에는 각각 위치 검출용 광원(12A, 12B)을 대향 배치시키고 있다.
조명용 도광판(13A′)은, 기본적으로는 실시예 1 및 실시예 2의 제 1 도광판(13A)과 마찬가지로 구성되고, 경사면(13Ag)을 구비한 입광 구조와, 제 1 도광 구조 LGA를 갖는다. 광 입사면(13aa)에는 그 변을 따라 복수의 조명용 광원(11)이 배열되어 있다.
한편, 위치 검출용 도광판(13B′)에는, 서로 다른 변에 제 1 광 입사면(13ba)과 제 2 광 입사면(13bb)이 마련되고, 제 1 광 입사면(13ba)에는 위치 검출용 광원(12A)이 대향 배치되고, 제 2 광 입사면(13bb)에는 위치 검출용 광원(12B)이 대향 배치된다. 제 1 광 입사면(13ba)과 제 2 광 입사면(13bb)은 도시예의 경우에는 서로 대향하는 변에 각각 마련되어 있다.
상기한 바와 같이 구성하면, 조명용 도광판(13A′)에 관해서는, 위치 검출광에 대한 배려를 하지 않고 도광 구조 LGA를 설정할 수 있는 등, 조명용 광원(11)으 로부터 방출되는 조명광 L1을 요구되는 조명 성능에 대응한 출사 특성으로 할 수 있고, 위치 검출용 도광판(13B′)에 관해서는, 조명광에 대한 배려를 하지 않고 도광 구조 LGB를 설정할 수 있는 등, 위치 검출용 광원(12A, 12B)으로부터 방출되는 위치 검출광 L2a, L2b를 요구되는 위치 검출 성능에 대응한 출사 특성으로 할 수 있기 때문에, 각각의 성능을 높은 레벨로 양립시킬 수 있게 된다.
또, 본 실시예에 있어서도, 위치 검출용 광원(12C, 12D)을 위치 검출용 도광판(13B′)의 적당한 위치에 더 대향 배치하여, 이들의 광원으로부터의 위치 검출광도 이용하도록 구성할 수 있다. 예컨대, 도 6에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 위치 검출용 광원(12A, 12B)이 중앙부에서 대향 배치되는 2변과는 다른 2변의 중앙부에 각각 위치 검출용 광원(12C, 12D)을 대향 배치해도 좋고, 또한, 광 입사면(13ba, 13bb)의 각 변의 양 단부에 각각 광원(12A와 12C, 12B와 12D)을 대향 배치해도 좋다.
(실시예 4)
다음으로, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 실시예 4에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 상술의 실시예 2와 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다. 본 실시예는 상기 실시예 2의 각 광원과 도광판과의 관계의 변형예를 나타내는 것이며, 상기 실시예 2에서는, 조명용 광원(11) 및 위치 검출용 광원(12A, 12B)이, 서로 평면적으로 겹치는 도광판(13A, 13B)의 서로 대향하는 변쪽에 마련된 광 입사면(13aa, 13ba)에 각각 대향 배치되어 있지만, 본 실시예에서는, 광 입사면(13aa과 13ba)이 서로 인접하는 변쪽에 마련되어 있는 점에서 다르다.
또, 도시예의 경우, 광 입사면(13aa와 13ba)이 서로 다른 도광판(13A와 13B)에 각각 마련되어 있다. 이와 같이 하면, 각각의 광 입사면(13aa와 13ba)으로부터 입사하는 광이 각각의 도광판의 내부를 전파하여 출사되기 때문에, 조명광이나 위치 검출광의 전파 특성이나 출사 특성의 상호의 제약이 적어진다. 이것 때문에, 도시예와 같이 인접하는 변쪽으로부터 각각 광을 도입하더라도, 큰 장해는 생기지 않는다. 따라서, 장치의 구조 배치에 따라 보다 자유롭게 구조 설계를 행할 수 있다.
본 실시예에서는, 전기 광학 패널(20)로서, 한 쌍의 기판(21, 22) 중 한쪽의 기판(21)이 다른 쪽의 기판(22)보다 돌출하여 이루어지는 기판 돌출부 상에 배선(도시하지 않음)이 인출되고, 이것에 접속된 구동 회로(25)가 형성된 배선 회로 영역(20P)이 마련되어 있다. 이 구동 회로(25)는, 상기 기판 돌출부 상에 실장된 반도체칩 등으로 구성된다. 도시예의 배선 회로 영역(20P)은 평면으로 보아 L자 형상으로 구성되고, 상기의 광 입사면(13aa)과 이것에 대향 배치되는 조명용 광원(11) 및 위치 검출용 광원(12A), 및, 상기의 광 입사면(13ba)과 이것에 대향 배치되는 조명용 광원(11) 및 위치 검출용 광원(12B)과 평면적으로 겹치도록 구성된다. 이와 같이, 각 광원 및 상기 광원이 대향 배치되는 광 입사면과, 배선 회로 영역(20P)을 평면적으로 겹치는 쪽에 설정함으로써 불필요한 스페이스를 저감하여, 장치의 컴팩트화를 도모할 수 있다.
또, 별도의 위치 검출용 광원(12C, 12D)을 더 마련하는 경우, 예컨대, 도 7에 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 도광판(13A)의 광 입사면(13aa)과 대향하는 변 에 광원(12C)을 대향 배치시키고, 도광판(13B)의 광 입사면(13ba)과 대향하는 변에 광원(12D)을 대향 배치시킬 수 있다. 이와 같이 하면, 위치 검출의 정밀도를 더 높일 수 있다.
본 실시예의 특징점인, 인접하는 변쪽에 두개의 광 입사면을 마련하고, 이들의 광 입사면에 어느 것인가의 광원을 대향 배치시킨다고 한 구성은 상기의 실시예 1 및 3에도 각각 적용할 수 있다. 예컨대, 상기 실시예 1에 있어서는, 예컨대, 제 1 도광판(13A)의 제 1 광 입사면(13aa)에 인접하는 변쪽에 겹치는 제 2 도광판(13B)의 단면(도 2에 있어서 광원(12D)이 대향 배치하고 있는 변)을 제 2 광 입사면으로서 구성할 수 있다. 또한, 상기 실시예 3에 있어서는, 예컨대, 조명용 광원(11)이 대향 배치되어 있는 조명용 도광판(13A)의 광 입사면(13aa)과 인접하는 변쪽에 겹치는 위치 검출용 도광판(13B)의 변에 광 입사면(13ba, 13bb)을 설정하고, 이들에 위치 검출용 광원(12A, 12B)을 대향 배치시킬 수 있다. 또한, 위치 검출용 도광판(13B)에서 제 1 광 입사면(13ba)과 제 2 광 입사면(13bb)을 인접하는 변에 각각 형성할 수도 있다.
(실시예 5)
다음으로, 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예 5에 대하여 설명한다. 도 8은 본 실시예의 개략 구성을 나타내는 분해 사시도, 도 9는 조명용 도광판(13A′)의 도광 구조를 나타내는 평면도, 도 10은 위치 검출용 도광판(13B′)의 도광 구조를 나타내는 평면도이다. 또, 본 실시예에서, 실시예 1 내지 4에서 나타 낸 광 검출기(15), 광학 시트(16) 및 실장판(30)을 구비하고 있지만, 도 8에서는 이들의 도시를 생략하고 있다. 또한, 본 실시예에서도 상기 각 실시예와 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다.
본 실시예는, 기본적으로 실시예 3과 마찬가지로 조명용 도광판(13A′)과 위치 검출용 도광판(13B′)을 구비한 것이다. 단, 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 조명용 도광판(13A′)이 전기 광학 패널(20)쪽에 배치되고, 위치 검출용 도광판(13B′)이 전기 광학 패널(20)과는 반대쪽에 배치되어 있는 점에서 실시예 3과는 다르다. 그러나 후술하는 바와 같이, 실시예 3 및 본 실시예의 어느 것에 있어서도, 상기와 같은 조명용 도광판(13A′)과 위치 검출용 도광판(13B′)의 상호의 위치 관계는 임의로 구성할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 조명용 도광판(13A′)의 도광 구조와 위치 검출용 도광판(13B′)의 도광 구조를 따로따로 설계하는 것으로 조명 기능과 위치 검출 기능을 각각 독립적으로 최적화할 수 있는 점은 실시예 3과 마찬가지다. 본 실시예의 경우, 조명용 도광판(13A′) 및 위치 검출용 도광판(13B′)은 평면으로 보아 각각 직사각형 형상으로 구성되어 있다. 그리고, 조명용 도광판(13A′)은 하나의 변에 설치된 광 입사면(13aa)에 따라 복수의 조명용 광원(11)이 배열되어 있다. 또한, 조명용 광원(11)은 상기 하나의 변 이외의 다른 변에는 배치되어 있지 않다. 단, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것이 아니라, 다른 변에 조명용 광원(11)을 대향 배치해도 상관없다.
조명용 도광판(13A′)은, 도 9에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 실시예 3과 마찬가지로, 실시예 1 및 실시예 2와 동일한 제 1 도광 구조 LGA′를 구비하고 있다. 즉, 이 제 1 도광 구조 LGA′는, 하나의 변으로 구성되는 광 입사면(13aa)으로부터, 이 광 입사면(13aa)과 대향하는 단면(13ab)을 향해 서서히 내부 전파광에 대한 출사광의 광량 비율이 증대하는 도광 구조를 갖는다. 이 도광 구조는, 광 입사면(13aa)으로부터 단면(13ab)을 향하는, 광 출사면(13ac) 및 배면(13ad)에 따른 도광로와, 이 도광로를 따라 광 출사면(13ac) 또는 배면(13ad)에 마련된 광 산란 구조에 의해 구성된다. 이 광 산란 구조는, 표면에 마련된 요철 구조 또는 프리즘 구조, 혹, 표면상에 형성된 산란층 등에 의해 구성할 수 있다. 단, 상기 광 산란 구조는, 도광로의 내부에 분산된 입자로 구성하는 것도 가능하다. 상기한 바와 같이 광량 비율이 소정 방향을 따라 점차 증대하는 도광 구조는, 상기 광 산란 구조의 산란도나 면적 비율을 점차 증대시키는 것에 의해 형성할 수 있다.
상기의 조명용 도광판(13A′)의 도광 구조 LGA′는, 조명용 광원(11)으로부터 방출되는 광을 상기 방향을 따라 광 출사면(13ac)으로부터 균일하게 출사시키기 위한 구조이며, 예컨대, 도 13에 실선으로 나타낸 바와 같이, 광 입사면(13aa)으로부터 단면(13ab)까지의 광 출사면(13ac)의 휘도가 거의 균일하게 되도록 구성된다. 단, 이 도광 구조 LGA′는, 조명용 광원(11)으로부터 방출되는 광이 가시광(대표 파장 혹 중심 파장으로서 예컨대, 550㎚)인 경우에 적합한 구성으로 되어 있다. 그 결과, 일반적으로, 상기와 같은 도광 구조 LGA에 대하여 다른 파장을 갖는 광을 입사시키면 다른 출사 특성이 얻어진다. 예컨대, 조명용 광원(11)의 대신에 위치 검출용 광원(12A~12D)을 이용하여, 조명용 도광판(13A′)에 광을 도입하면, 상기 위 치 검출용 광원(12A~12D)이 방출하는 광이 적외광(대표 파장 혹 중심 파장으로서 예컨대, 850㎚)이기 때문에, 광 입사면(13aa)으로부터 단면(13ab)까지의 광 출사면(13ac)의 휘도는, 도 13에 파선으로 나타낸 바와 같이, 상기 방향을 따라 점차 증대하여, 균일한 휘도가 얻어지지 않는다.
상기의 적외광을 이용한 경우의 광 출사면(13ac)의 휘도 분포의 편중은, 같은 도광 구조 LGA의 광 산란 구조가 마련되어 있는 경우에도, 단파장의 광은 산란 효율이 낮고, 장파장의 광은 산란 효율이 높아지는 것에 기인하고 있는 것으로 추정된다. 이와 같이, 조명광과 위치 검출광을 서로 다른 파장으로 하는 경우에는, 파장이 서로 다른 것에 의해 광의 출사 특성이 변화되기 때문에, 본 실시예와 같이 조명용 도광판(13A′)과 위치 검출용 도광판(13B′)을 따로따로 설치하는 것이 도광 구조의 설계의 최적화에 있어서 바람직한 것으로 된다. 단, 도광 구조의 설계의 최적화에 있어서는, 상기의 파장이 다르다고 하는 이유뿐만 아니라, 조명 기능과 위치 검출 기능으로 요구되는 광의 전파 특성이 다르다고 하는 관점으로부터도, 조명용 도광판(13A′)과 위치 검출용 도광판(13B′)을 따로따로 마련하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 위치 검출용 도광판(13B′)의 양쪽에 서로 대향하는 제 1 광 입사면(13ba), 제 2 광 입사면(13bb)이 마련되고, 제 1 광 입사면(13ba)에는 위치 검출용 광원(12A)이 대향 배치되고, 제 2 광 입사면(13bb)에는 위치 검출용 광원(12B)이 대향 배치된다. 제 1 광 입사면(13ba)과 제 2 광 입사면(13bb)은 도시예의 경우에는 서로 대향하는 변에 마련되고, 위치 검출 용 광원(12A, 12B)은 서로 대향 배치되어 있다. 단, 위치 검출용 광원(12A, 12B)은, 위치 검출용 도광판(13B′)을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되어 있으면 좋고, 따라서, 예컨대, 이들의 위치 검출용 광원(12A, 12B)은 위치 검출용 도광판(13B′)의 변이 아니라, 서로 대향하는 각부에 배치되어 있더라도 좋다.
위치 검출용 도광판(13B′)에는, 제 3 광 입사면(13bs)과 제 4 광 입사면(13bt)이 서로 대향하는 변에 더 마련되어 있다. 그리고, 제 3 광 입사면(13bs)에는 위치 검출용 광원(12C)이 대향 배치되고, 제 4 광 입사면(13bt)에는 위치 검출용 광원(12D)이 대향 배치된다. 제 3 광 입사면(13bs)과 제 4 광 입사면(13bt)이 상기와 마찬가지로 서로 대향하는 변에 마련되어 있기 때문에, 위치 검출용 광원(12C, 12D)은 서로 대향 배치된다. 단, 위치 검출용 광원(12C, 12D)은, 위치 검출용 도광판(13B′)을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되어 있으면 좋고, 따라서, 예컨대, 이들의 위치 검출용 광원(12C, 12D)은 위치 검출용 도광판(13B′)의 변이 아니라, 서로 대향하는 각부에 배치되어 있더라도 좋다.
본 실시예에 있어서, 위치 검출용 도광판(13B′)에는 도광 구조 LGB′가 마련되어 있다. 이 도광 구조 LGB′는, 도 10에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 위치 검출용 광원(12A~12D)의 근방은 내부 전파광에 대한 광 출사면(13bc)에서의 출사광의 광량 비율이 작고, 위치 검출용 광원(12A~12D)으로부터 이간함에 따라서 상기 광량 비율이 커지도록 구성된다. 이러한 구성은 상기의 광 산란 구조의 형태나 분포 밀도를 변화시키는 것에 의해 실현된다.
본 실시예의 경우에는, 도광 구조 LGB′는, 위치 검출용 광원(12A, 12B)을 연결하는 선 Lab에 따라, 상기 선 Lab의 중간점을 향해 상기의 광량 비율이 증대하도록 구성되어 있다. 또한, 위치 검출용 광원(12C, 12D)을 연결하는 선 Lcd에 따라, 상기 선 Lcd의 중간점을 향해 상기의 광량 비율이 증대하도록 구성되어 있다. 또, 도 10 및 도 11에서, 상기 광량 비율의 대소(大小)는 원형의 대소에 의해 모식적으로 표현되어 있다.
특히, 도시예에서는, 네개의 위치 검출용 광원(12A~12D) 중의 두개의 광원의 모든 조합으로 상기의 광원 사이를 연결하는 선(상기 선 Lab, Lcd 이외의 선에 관해서는 도시 점선으로 나타냄)을 상정한 경우에 있어서, 어느 쪽의 선을 따라 보았을 때에도, 그 선의 중간점을 향해 상기의 광량 비율이 증대하는 구성으로 되어 있다.
여기서, 도시예의 위치 검출용 도광판(13B′)에서는, 광 입사면(13ba과 13bb)의 간격보다 광 입사면(13bs와 13bt)의 간격이 크게 구성된 직사각형상으로 되어 있기 때문에, 선 Lab는 선 Lcd보다 짧게 구성된다. 그리고, 이 형상에 대응하여, 평면 범위(13pa, 13pb)는, 선 Lab의 연장 방향으로 좁고, 이것과 직교하는 방향으로 넓은 범위로 된다. 또, 평면 범위(13pc, 13pd)는, 선 Lab의 연장 방향으로 넓고, 이것과 직교하는 방향으로 좁은 범위로 된다.
상기한 바와 같이 도광 구조 LGB′를 구성하는 것으로, 위치 검출광의 광 출사면(13bc)으로부터의 출사는 위치 검출용 광원(12A~12D)의 근방에서 억제되어, 전체로서 비교적 균일한 출사 광량이 얻어지게 되고 있다.
단, 이 예의 도광 구조 LGB′에 있어서, 광 산란 구조는 어디까지나 위치 검 출광에 적합한 구조 및 분포로 형성되어야 하고, 조명용 도광판(13A′)에 마련되는 도광 구조 LGA′와는 다른 형태로 위치 검출용 광원(12A~12D)으로부터 이간함에 따라서 변화되는 것으로 된다. 예컨대, 도 13에 파선으로 나타내는 것 같은 출사광 분포를 피하기 위해서, 광원으로부터의 거리와 광 산란 구조의 산란도가 전체로서 도광 구조 LGA′보다 커지도록 설정되거나, 혹, 상기 산란도의 광원으로부터의 거리에 따른 증대율이 도광 구조 LGA′의 경우보다 작게 설정된다. 그리고, 이 결과로서 얻어지는 출사광 분포는, 도 13에 파선으로 나타내는 출사광 분포에 대하여는, 광원으로부터의 거리가 작은 영역에서 출사광량이 커지고, 광원으로부터의 거리가 큰 영역에서는 출사광량이 작게 된다. 도 13에 일점 쇄선으로 나타내는 출사광 분포는 이 경우의 일례이며, 도시예에서는 광원으로부터의 거리에 따라 점차 출사광량이 저감하고 있다. 즉, 이 출사광 분포의 예를 본 실시예에 적용하면, 상기 선에 따라 위치 검출광의 출사광량이 상기 선의 중간점을 향해 도 13에 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 점차 저하되는 출사광 분포가 형성된다.
또, 실시예 1에서 예시한 위치 정보 취득 수단의 방법을 이용하는 경우에는, 위치 검출광의 감쇠를 이용하여 위치 정보를 취득하고 있기 때문에, 위치 검출광의 출사광 분포를 균일화한다고 하더라도, 완전히 균일화하는 것은 아니고, 위치 검출용 광원(12A~12D)으로부터의 거리가 증대함에 따라서 출사광량이 점차 감소하도록 구성해야 한다. 단, 상기 방법의 위치 좌표와 감쇠비의 관계를 변경함으로써 상기 거리가 증대함에 따라서 출사광량이 점차 증가하는 분포(도 13에 일점 쇄선으로 나타내는 분포와는 역의 분포)로 구성하더라도 위치 정보를 취득하는 것은 가능하다.
도 11은 상기와는 다른 도광 구조 LGB′의 예를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 이 예에서는, 광 출사면(13ac)의 평면 영역 중, 위치 검출용 광원(12A~12D)의 근방의 평면 범위(13pa, 13pb, 13pc, 13pd)에서는 내부 전파광에 대한 출사광의 광량 비율이 작고, 상기 평면 범위 이외에서는 상기 광량 비율이 크게 구성된다.
또, 도 11에 나타내는 예를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 평면 범위(13pa~13pd) 내에서는 인접하는 위치 검출용 광원(12A~12D)으로부터의 거리에 따라 상기의 광량 비율이 점차 증가하고 있지만, 상기의 평면 범위 이외에서는 일정한 상기의 광량 비율로 되어 있다. 단, 상기 평면 범위와 그 이외를 나눠 2단계의 상기의 광량 비율로 해도 좋고, 혹, 이 2단계의 광량 비율로 한 뒤에 상기 평면 범위와 그 이외의 경계 부분에서 상기의 광량 비율의 불연속성을 경감하도록 상기의 광량 비율을 단계적으로 더 변화시키도록 하여도 좋다.
이 도 11에 나타내는 예에 있어서도, 도 10의 경우와 마찬가지로, 도광 구조 LGB′는, 위치 검출용 광원(12A, 12B)을 연결하는 선 Lab에 따라, 상기 선 Lab의 중간점을 향해 상기의 광량 비율이 증대하도록 구성되어 있다. 또한, 위치 검출용 광원(12C, 12D)을 연결하는 선 Lcd에 따라, 상기 선 Lcd의 중간점을 향해 상기의 광량 비율이 증대하도록 구성되어 있다. 또한, 네개의 위치 검출용 광원(12A~12D) 중의 두개의 광원의 모든 조합으로 상기의 광원 사이를 연결하는 선(상기 선 Lab, Lcd 및 도시 점선)을 상정한 경우에 있어서, 어느 쪽의 선에 따라 보았을 때에도, 그 선의 중간점을 향해 상기의 광량 비율이 증대하는 구성으로 되어 있다.
또, 이 예의 도광 구조 LGB′에 있어서도, 도 10에 나타내는 예와 마찬가지 로, 광 산란 구조는 어디까지나 위치 검출광에 적합한 구조 및 분포로 형성되어야 하고, 조명용 도광판(13A′)에 마련되는 도광 구조 LGA′와는 다른 형태로 되고, 도 13에 일점 쇄선으로 나타내는 출사광 분포는 이 경우의 일례이며, 도시예에서는 광원으로부터의 거리에 따라 점차 출사광량이 저감하고 있다. 또한, 위치 정보 취득 수단과의 관계에 관해서도 도 10에 나타내는 예와 마찬가지다.
다음으로, 도 12를 참조하여 또 다른 도광 구조 LGB′에 대하여 설명한다. 이 예에서는, 도광 구조 LGB′ 혹 광 산란 구조가 위치 검출용 도광판(13B′)의 적어도 위치 검출 범위의 전체에 걸쳐 균일하게 구성되어 있다. 그리고, 그 결과, 광 출사면(13bc)으로부터의 위치 검출광의 출사에 따라, 위치 검출용 광원(12A~12D)으로부터의 거리가 증대함에 따라서 위치 검출광의 출사광량은 점차 감소해가는 출사광 분포가 얻어진다.
상기한 바와 같이, 위치 검출용 도광판(13B′)에서는, 조명용 도광판(13A′)과는 달리, 본질적으로 출사광량의 균일화는 반드시 요구되지 않고, 위치 검출의 정밀도를 확보하는 데에 있어서 필요한 정도로 균일화가 이루어질 수 있으면 충분한다. 오히려, 실시예 1에서 설명한 위치 정보 취득 수단의 방법이면, 상기 거리에 따른 출사광량의 변화는 필수적으로 된다. 따라서, 위치 검출용 도광판(13B′)에서는, 도 12에 나타내는 예와 같이 출사광량의 균일화를 도모하는 형태의 도광 구조(광 산란 구조)를 마련하지 않더라도 좋고, 오히려, 출사광량의 불균일성을 높이는 형태의 도광 구조(광 산란 구조)를 마련하더라도 상관없다.
또, 본 발명의 조명 장치 및 전기 광학 장치는, 상술의 도시예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위내에서 여러가지 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다. 예컨대, 상기 실시예에서는, 두개의 도광판을 인접 배치하여, 서로 소정의 순서로 평면적으로 겹쳐 이용하고 있지만, 두개의 도광판을 역의 순서로 겹쳐도 좋고, 또한, 경우에 따라서는 전기 광학 패널을 사이에 두고 양쪽에 배치할 수도 있다. 예컨대, 전기 광학 패널의 배후에 조명용 도광판을 배치하고, 전기 광학 패널의 시인측에 위치 검출용 도광판을 배치할 수도 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서의 위치 검출 방법으로서는 2종의 위치 검출광의 전파 거리의 차이에 따라 변화되는 광량의 감쇠율에 대응하는 광량비에 근거하여 위치 정보를 구하는 방법을 예시했지만, 본 발명은, 2종의 위치 검출광의 전파 거리의 차이에 따라 변화되는 위상차에 의해 위치 정보를 구할 수도 있는 등, 상기의 검출 방법에 전혀 한정되는 것이 아니다.
도 1은 조명 장치 및 전기 광학 장치의 실시예 1의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 단면도.
도 2는 실시예 1의 광원 및 도광판을 배면측에서 본 모양을 나타내는 사시도.
도 3은 조명 장치 및 전기 광학 장치의 실시예 2의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 단면도.
도 4는 실시예 2의 광원 및 도광판을 배면측에서 본 모양을 나타내는 사시도.
도 5는 조명 장치 및 전기 광학 장치의 실시예 3의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 단면도.
도 6은 실시예 3의 광원 및 도광판을 배면측에서 본 모양을 나타내는 사시도.
도 7은 실시예 4의 광원 및 도광판을 배면측에서 본 모양을 나타내는 사시도.
도 8은 실시예 5의 주요 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 9는 실시예 5의 조명용 도광판의 평면도.
도 10은 실시예 5의 위치 검출용 도광판의 일례를 나타내는 평면도.
도 11은 실시예 5의 위치 검출용 도광판의 다른 예를 나타내는 평면도.
도 12는 실시예 5의 위치 검출용 도광판의 또 다른 예를 나타내는 평면도.
도 13은 파장에 의한 출사광 분포의 차이를 나타내는 그래프.
부호의 설명
10 : 조명 장치 11 : 조명용 광원
12A, 12B, 12C, 12D : 위치 검출용 광원 13A, 13B : 도광판
13Aa : 제 1 광 입사면 13Ag, 13bg : 경사면
13ba : 제 2 광 입사면 13Ac, 13bc : 광 출사면
13Ad, 13bd : 배면 14 : 반사판
15 : 광 검출기 16 : 광학 시트
20 : 전기 광학 패널 30 : 실장판
L1 : 조명광
L2a, L2b, L2c, L2d : 위치 검출광 LGA, LGB : 도광 구조

Claims (13)

  1. 조명광을 방출하는 조명용 광원과,
    제 1 위치 검출광을 방출하는 제 1 위치 검출용 광원과,
    제 2 위치 검출광을 방출하는 제 2 위치 검출용 광원과,
    상기 조명광 및 상기 제 1 위치 검출광을 내부로 도입하는 제 1 광 입사면과, 상기 제 1 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 조명광 및 상기 제 1 위치 검출광을 출사하는 제 1 광 출사면을 갖는 제 1 도광판과,
    상기 제 1 도광판과 평면적으로 겹쳐 배치되고, 상기 제 2 위치 검출광을 내부로 도입하는 제 2 광 입사면과, 상기 제 2 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 제 2 위치 검출광을 상기 제 1 위치 검출광과 병행하여 출사하는 제 2 광 출사면을 갖는 제 2 도광판
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판에서 상기 제 1 광 입사면은 상기 제 1 광 출사면의 한쪽에 배치되고, 상기 제 2 도광판에서 상기 제 2 광 입사면은 상기 제 2 광 출사면의 다른 쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판은, 상기 제 1 광 입사면의 한쪽으로부터 그 반대쪽의 외연부(外緣部)를 향하여, 내부 전파광에 대한 상기 제 1 광 출사면으로부터의 출사광의 광량 비율이 증가하는 도광 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 도광판은, 상기 제 2 광 입사면의 한쪽으로부터 그 반대쪽의 외연부를 향하여, 내부 전파광에 대한 상기 제 2 광 출사면으로부터의 출사광의 광량 비율이 증가하는 도광 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명용 광원은 복수 마련되고,
    그 복수의 조명용 광원의 일부가 상기 제 1 광 입사면에 대향 배치되고, 상기 복수의 조명용 광원의 다른 일부가 상기 제 2 광 입사면에 대향 배치되는
    것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 조명광을 방출하는 조명용 광원과,
    제 1 위치 검출광을 방출하는 제 1 위치 검출용 광원과,
    제 2 위치 검출광을 방출하는 제 2 위치 검출용 광원과,
    상기 조명광을 내부로 도입하는 광 입사면과, 그 광 입사면과 인접 및 교차하는 광 출사면을 갖고, 내부를 전파하는 상기 조명광을 출사하는 조명용 도광판과,
    상기 조명용 도광판과 평면적으로 겹쳐 배치되고, 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광을 내부로 도입하는 광 입사면과, 그 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부를 전파하는 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광을 상기 광 입사면으로의 입사 방향과 교차하는 방향으로 병행하여 출사하는 광 출사면을 갖는 위치 검출용 도광판
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 검출용 광원과 상기 제 2 위치 검출용 광원은, 상기 위치 검출용 도광판을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 검출용 도광판은, 상기 광 입사면으로서, 상기 광 출사면의 한쪽에 배치된 변(邊)에 형성된 제 1 광 입사면과, 상기 광 출사면의 다른 쪽에 배치된 변에 제 2 광 입사면을 갖고,
    상기 제 1 위치 검출용 광원이 상기 제 1 광 입사면에 대향 배치되고, 상기 제 2 위치 검출용 광원이 상기 제 2 광 입사면에 대향 배치되는
    것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 조명용 도광판은, 상기 광 입사면의 한쪽으로부터 그 반대쪽의 외연부를 향하여, 내부 전파광에 대한 상기 광 출사면으로부터의 출사광의 광량 비율이 증가하는 도광 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 검출용 도광판은, 상기 제 1 위치 검출용 광원과 상기 제 2 위치 검출용 광원을 연결하는 선을 따라, 그 선의 중간점을 향해 내부 전파광에 대한 상기 광 출사면으로부터의 출사광의 광량 비율이 증가하는 도광 구조를 구비하는 것 을 특징으로 하는 조명 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 도광판 및 상기 제 2 도광판에 대하여 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 출사측에 배치되고, 대상물체에 의한 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 반사광을 검출하는 광 검출기와,
    상기 광 검출기가 수신한 상기 제 1 위치 검출광과 상기 제 2 위치 검출광의 검출 광량의 비율에 따른 상기 물체의 위치 정보를 구하는 위치 정보 취득 수단
    을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 조명광을 방출하는 조명용 광원과,
    제 1 위치 검출광을 방출하는 제 1 위치 검출용 광원과,
    제 2 위치 검출광을 방출하는 제 2 위치 검출용 광원과,
    상기 조명광 및 상기 제 1 위치 검출광을 내부로 도입하는 제 1 광 입사면과, 상기 제 1 광 입사면과 인접 및 교차하는 제 1 광 출사면을 갖고, 내부를 전파하는 상기 조명광 및 상기 제 1 위치 검출광을 출사하는 제 1 도광판과,
    상기 제 1 도광판과 평면적으로 겹쳐 배치되고, 상기 제 2 위치 검출광을 내부로 도입하는 제 2 광 입사면과, 상기 제 2 광 입사면과 인접 및 교차하고, 내부 를 전파하는 상기 제 2 위치 검출광을 상기 제 1 위치 검출광과 병행하여 출사하는 제 2 광 출사면을 갖는 제 2 도광판과,
    상기 제 1 도광판에 대하여 상기 조명광의 출사 방향에 배치되는 전기 광학 패널과,
    상기 제 1 도광판 및 상기 제 2 도광판에 대하여 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 출사측에 배치되고, 대상물체에 의한 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 반사광을 검출하는 광 검출기
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  13. 조명광을 방출하는 조명용 광원과,
    제 1 위치 검출광을 방출하는 제 1 위치 검출용 광원과,
    제 2 위치 검출광을 방출하는 제 2 위치 검출용 광원과,
    상기 조명광을 내부로 도입하는 광 입사면과, 그 광 입사면과 인접 및 교차하는 광 출사면을 갖고, 내부를 전파하는 상기 조명광을 출사하는 조명용 도광판과,
    상기 조명용 도광판과 평면적으로 겹쳐 배치되고, 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광을 내부로 도입하는 광 입사면과, 그 광 입사면과 인접 및 교차하며, 내부를 전파하는 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광을 상기 광 입사면으로의 입사 방향과 교차하는 방향으로 병행하여 출사하는 광 출사면 을 갖는 위치 검출용 도광판과,
    상기 조명용 도광판에 대하여 상기 조명광의 출사 방향에 배치되는 전기 광학 패널과,
    상기 위치 검출용 도광판에 대하여 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 출사측에 배치되고, 대상물체에 의한 상기 제 1 위치 검출광 및 상기 제 2 위치 검출광의 반사광을 검출하는 광 검출기
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
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