KR101030834B1 - 조명 장치, 좌표 입력 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 광학식 위치 검출 수단을 간이하게 구성함으로써, 저비용 및 컴팩트하게 구성할 수 있는 조명 장치, 좌표 입력 장치 및 전기 광학 장치를 실현하는 것을 과제로 한다. 그 해결 수단으로서, 조명 장치(10)는, 광을 입사하는 광 입사면(13a)과, 그 광 입사면과 인접하여 교차하는 광 출사면(13e)을 갖는 도광판(13)과, 광축이 상기 광 입사면을 향하도록 상기 광 입사면에 대향 배치된 조명용 광원(11L)과, 광축이 상기 광 입사면(13a, 13b, 13c, 13d)을 향하도록 상기 광 입사면에 대향 배치된 위치 검출용 광원(11A~11D)과, 상기 광 입사면(13a~13d)을 따라 연장되고, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원이 함께 실장되어 이루어지는 배선 기판(12)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 조명 장치, 좌표 입력 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것으로, 특히, 광학식 위치 검출 수단을 구비한 표시 기기에 이용하는 경우에 적합한 조명 장치의 구성에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시체 등의 전기 광학 장치를 구비한 표시 기기에는, 표시 화면을 시인 가능하게 하기 위해, 혹은, 그 시인성을 높이기 위해, 백라이트 등의 조명 장치가 이용되는 경우가 있다. 또한, 상기 표시 기기에는, 표시 화면에 터치 패널 등의 지시 위치 검출 수단이 마련되는 경우도 있고, 이 경우에는, 표시 화면의 특정 부분을 펜이나 손가락 등으로 지시함으로써, 그 지시 위치가 검출되어, 정보 처리 장치 등에 입력된다.
상기 터치 패널 등의 지시 위치 검출 수단(위치 좌표 입력 수단)으로서는, 표시 화면에 대한 접촉 상태를 기계적ㆍ전기적으로 검출하기 위한 정전 용량식 또 는 저항막식 등의 터치 패널이 알려져 있고, 그밖에, 예컨대, 표시 화면을 따라 다수의 적외선을 종횡으로 주사함과 아울러 이들 적외선을 검출하는 광 검출기를 대응하여 마련함으로써, 이들 적외선을 손가락 등으로 차단했을 때에 그 손가락 등의 위치 좌표를 검출 가능하게 한 광학식 터치 패널이 알려져 있다. 일반적으로 광학식 터치 패널이라고 하더라도 여러 가지가 알려져 있지만, 예컨대, 이하의 특허 문헌 1 및 2에 기재되어 있는 것이 있다.
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 제 2004-295644 호 공보
(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 제 2004-303172 호 공보
그러나, 상술한 광학식 터치 패널에서는, 표시 화면의 근방에 검출해야할 위치 좌표의 분해능에 대응하는 다수의 광원 및 광 검출기 혹은 광 스위치나 도광 구조 등을 배열시킬 필요가 있으므로, 구조가 복잡해짐과 아울러, 광학 소자의 수가 많아지므로 높은 제조 비용을 부담하지 않으면 안 된다고 하는 문제점이 있다.
또한, 상기한 바와 같이 복잡한 구조를 마련함으로써 장치의 두께가 증대되거나, 혹은, 이것을 방지하기 위해 외주측에 구조를 마련하면 장치의 외형이 확대된다고 하는 문제점도 있다.
그래서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하는 것으로, 광학식 위치 검출 수단을 간이하게 구성함으로써, 저비용 및 컴팩트하게 구성할 수 있는 조명 장치, 좌표 입력 장치 및 전기 광학 장치(표시 장치)를 실현하는 것에 있다.
이러한 실정을 감안하여, 본 발명의 조명 장치는, 광을 입사하는 광 입사면과, 그 광 입사면과 인접하여 교차하는 광 출사면을 갖는 도광판과, 광축이 상기 광 입사면을 향하도록 상기 광 입사면에 대향 배치된 조명용 광원과, 광축이 상기 광 입사면을 향하도록 상기 광 입사면에 대향 배치된 위치 검출용 광원과, 상기 광 입사면을 따라 연장되고, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원이 함께 실장되어 이루어지는 배선 기판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 도광판의 광 입사면에 대향 배치된 조명용 광원과 위치 검출용 광원이 공통의 배선 기판에 실장됨으로써, 위치 검출 수단을 구성하는 위치 검출용 광원을 조명 장치와 일체화하면서 광원의 실장 구조도 간이화할 수 있으므로, 제조 비용의 저감 및 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명의 한 형태에 있어서는, 상기 위치 검출용 광원은, 적어도 상기 광 출사면의 양측에 각각 형성된 상기 광 입사면에 각각 대향 배치된 제 1 위치 검출용 광원과 제 2 위치 검출용 광원을 포함한다. 제 1 위치 검출용 광원과 제 2 위치 검출용 광원이 광 출사면을 사이에 둔 양측에 배치됨으로써, 양 광원으로부터 방사된 광을 광 출사면으로부터 사출시켜, 광 출사면상에 배치되는 대상 물체에 의한 반사광을 검출함으로써, 광 출사면상의 당해 대상 물체의 위치를 검출하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 형태에 있어서는, 상기 도광판은, 상기 광 입사면을 바깥 테두리에 마련된 단면(end face)으로 하고, 상기 광 출사면을 표면으로 하는 평면시(plan view)에 있어서 다각형 형상의 판상체(plate-shaped body)로 구성된다. 이에 따르면, 이른바, 에지 라이트(edge light)형의 조명 장치에 있어서 조명용 광원으로부터 방사된 조명광과, 위치 검출용 광원으로부터 방사된 위치 검출광을 각각 광 출사면으로부터 병행하여 출사하는 면상 조명체(face-shaped illumination body)를 구성할 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 배선 기판은, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원이 길이 방향을 따라 배열된 형태로 실장되어 이루어지는 띠 형상으로 구성 되고, 상기 도광판의 단면을 따라 주회하는(circle) 방향으로 연장되는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 광원을 길이 방향으로 배열시킨 형태로 실장되는 띠 형상의 배선 기판이 도광판의 단면을 따라 주회하는 방향으로 연장됨으로써, 배선 기판의 면적을 최소한으로 할 수 있으므로 제조 비용을 저감할 수 있고, 또한, 배선 기판을 도광판의 단면을 따라 조밀하게 설치할 수 있으므로, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
이때, 상기 배선 기판은 상기 도광판의 단면과 대향하는 기판면을 갖고, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원은 상기 기판면상에 실장되고 또한 상기 기판면과 직교하는 광축을 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 배선 기판이 도광판의 단면과 대향하는 기판면을 갖고, 조명용 광원 및 위치 검출용 광원이 기판면상에 실장되어 그 기판면과 직교하는 광축을 구비하는, 이른바, 탑 뷰(top view)형의 광원(실장면과 발광면이 표리 반대쪽에 마련되어 있는 칩형 광원(chip-shaped light source), 예컨대, 탑 뷰 타입의 LED 등)으로 함으로써, 배선 기판의 처리가 용이해짐과 아울러, 도광판의 바깥쪽으로의 인출량(lead-out amount)을 저감하는 것이 용이해지므로, 조명 장치의 외형을 작게 구성할 수 있다.
또한, 상기 배선 기판은 상기 도광판의 표면을 따른 기판면을 갖고, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원은 상기 기판면상에 실장되고 또한 상기 기판면을 따른 광축을 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 조명용 광원 및 위치 검출용 광원이, 상기 기판면상에 실장되고 또한 상기 기판면을 따른 광축을 구비하는, 이른바 사이드 뷰(side view)형의 광원(실장면과 발광면이 인접하여 교차하는 면에 마련되어 있는 칩형 광원, 예컨대, 사이드 뷰 타입의 LED 등)으로 함으로써, 배선 기판을 도광판의 표면을 따른 기판면을 갖는 자세로 배치할 수 있으므로, 배선 기판의 설치가 용이해진다.
이때에는 또한, 상기 배선 기판은 상기 도광판의 표면을 따른 기판면을 갖고, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원은 상기 기판면상에 실장되고 또한 상기 조명용 광원은 상기 기판면을 따른 광축을 구비하고, 상기 위치 검출용 광원은 상기 기판면과 직교하는 광축을 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 조명용 광원을 사이드 뷰형의 광원으로 하고, 위치 검출용 광원을 탑 뷰형의 광원으로 할 수 있으므로, 각종 광원을 각각의 용도(조명용과 위치 검출용)에 따라 다른 형식의 광원으로 하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 배선 기판은, 상기 도광판의 바깥 테두리의 제 1 변을 따라 연장되고, 그 제 1 변과 인접하는 제 2 변과의 사이의 코너에서 상기 도광판을 두께 방향으로 가로질러 꺾여져, 상기 제 2 변을 따라 더 연장되는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 인접하는 2변의 사이의 코너에서 배선 기판을 꺾음으로써, 배선 기판의 형상을 직선적으로 연장되는 띠 형상으로 구성한 경우에도, 기판면이 도광판의 표면을 따른 자세로 배선 기판을 설치할 수 있다. 따라서, 배선 기판의 기판면의 평면 형상을 도광판의 바깥 테두리의 인접하는 2변을 따른 L자 형상으로 구성할 필요가 없어지므로, 배선 기판의 제조 비용을 저감할 수 있고, 조립전의 취급성도 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 배선 기판은, 상기 도광판의 바깥 테두리의 제 1 변을 따라 연장 되고, 그 제 1 변과 인접하는 제 2 변과의 사이의 코너에서 꺾여지고, 이 꺾이는 부분에 상기 위치 검출용 광원이 실장되는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 배선 기판의 꺾이는 부분에 위치 검출용 광원이 실장됨으로써, 도광판의 인접하는 변의 사이의 코너에 위치 검출용 광원을 배치할 수 있다. 또, 꺾이는 부분의 중심부의 내면상에 실장된 위치 검출용 광원으로서는 탑 뷰형의 광원을 이용할 수 있지만, 그 위치 검출용 광원의 실장 위치를 꺾이는 부분의 중심으로부터 벗어난 위치로 함으로써 사이드 뷰형의 광원을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 형태에 있어서는, 복수의 상기 조명용 광원이 상기 도광판의 바깥 테두리의 적어도 하나의 변을 따라 배열되고, 복수의 상기 위치 검출용 광원이 상기 도광판의 바깥 테두리의 복수의 변 또는 인접하는 변 사이의 코너에 각각 대향 배치된다. 이에 따르면, 복수의 조명용 광원을 적어도 하나의 변을 따라 배열함으로써, 도광판의 광 출사면의 조명 휘도의 균일성을 높일 수 있고 또한, 복수의 위치 검출용 광원을 복수의 변 또는 인접하는 변 사이의 코너에 각각 대향 배치시킴으로써(즉, 복수의 변에 각각 대향 배치시키는 경우, 어떤 변과 코너에 각각 대향 배치시키는 경우, 복수의 코너에 각각 대향 배치시키는 경우의 모두를 포함함), 위치 검출용 광원의 사이의 거리를 충분히 이간시킬 수 있으므로, 위치 검출을 용이하게 행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 좌표 입력 장치는, 상기 조명 장치와, 상기 도광판의 광 출사측에 배치되고, 상기 위치 검출용 광원으로부터 방사되는 광을 상기 도광판을 통해서 검출하는 광 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이상 설명한 조명 장치는, 상기 구성에 도광판의 광 출사측에 상기 위치 검출용 광원으로부터 방사되는 광을 검출하는 광 검출 수단(광 센서)을 더 배치함으로써, 도광판의 광 출사면상의 위치 좌표를 입력하기 위한 좌표 입력 장치로서 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 위치 검출용 광원의 광 방사 상태를 제어함과 아울러 광 검출 수단의 검출 신호에 근거하여 상기 위치 좌표를 취득하는 제어 수단을 마련할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 전기 광학 장치는, 상기 좌표 입력 장치와, 상기 광 출사면의 광 출사측에 배치된 전기 광학 패널을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 조명 장치를 이용함으로써, 전기 광학 패널의 조명과, 광학식 위치 검출 수단의 실현을 간이한 구성으로 실현할 수 있으므로, 제조 비용의 저감이나 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 기기는, 상기에 기재된 전기 광학 장치와, 그 전기 광학 장치의 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 전자 기기로서는, 텔레비전 수상기, 각종 모니터 장치, 휴대 전화기, 전자 시계, 카 네비게이션 장치, 메타클러스터 패널 장치 등 차량 탑재용 각종 표시 기기 등을 들 수 있다.
상기한 본 발명에 따르면, 광학식 위치 검출 수단을 간이하게 구성함으로써, 저비용으로 조밀하게 구성할 수 있는 조명 장치, 좌표 입력 장치 및 전기 광학 장치(표시 장치)를 실현할 수 있다.
다음으로, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다.
[제 1 실시 형태]
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시 형태의 조명 장치 및 전기 광학 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 단면도, 도 2는 조명 장치의 광원 및 도광판을 나타내는 평면도(a) 및 배선 기판의 평면도(b)이다. 여기서, 도 2(b)에 있어서는, 도시의 형편상, 배선 기판을 도시 일점쇄선으로 나타내는 절단선으로 분리하여 나타내고 있다. 또, 이 점은 이하의 도 3(b) 및 도 4(b)도 같다.
본 실시 형태의 조명 장치(10)는, 조명광 L1을 방출하는 조명용 광원(11L)과, 위치 검출광 La, Lb, Lc, Ld를 방출하는 위치 검출용 광원(11A, 11B, 11C, 11D)과, 이들 광원이 각각 실장되어 있는 배선 기판(12)과, 상기 광원으로부터 방사된 광이 입사하고, 이 광을 출사하는 도광판(13)과, 도광판(13)의 배후에 배치되는 반사판(14)과, 상기 위치 검출광의 출사측에 배치된 광 검출기(15)를 구비하고 있다.
또한, 도광판(13)은 아크릴 수지나 폴리카보네이트 수지 등의 투명 도광체로 이루어지고, 평면시에 있어서 다각형 형상(도시예에서는 평면시에 있어서 직사각형 형상)의 판상체로 구성된다. 도광판(13)의 바깥 테두리의 변(13A, 13B, 13C, 13D)에는, 각각의 단면으로 구성되는 광 입사면(13a, 13b, 13c, 13d)과, 이 광 입사면과 인접하고 또한 교차(도시예에서는 직교)하는 표면으로 구성되는 광 출사면(13e) 과, 이 광 출사면(13e)의 반대쪽의 배면(13f)을 갖는다. 또한, 도광판(13)의 광 출사측에는, 필요에 따라, 조명광의 균일화를 도모하기 위한 광 확산판, 조명광의 지향성을 높이기 위한 프리즘 시트 등의 집광판 등의 광학 시트(16)가 적절히 배치된다.
상기 조명 장치(10)의 광 출사측에는, 투과형 액정 표시체 등으로 이루어지는 전기 광학 패널(20)이 배치된다. 이 전기 광학 패널(20)은, 예컨대, 투명한 기판(21과 22)을 실링재(sealing materail)(23)로 접합하여, 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 및 22)의 외면측에는 편광판(도시하지 않음)이 배치된다. 각 화소는, 반도체 IC 칩 등으로 이루어지는 구동 회로(25)가 출력하는 구동 신호에 의해 구동되고, 화소마다 소정의 투과 상태가 되도록 제어된다.
전기 광학 패널(20)의 조명 장치(10)와는 반대쪽에는 광 투과성을 갖는 장착판(30)이 배치되고, 이 장착판(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(11L)은, 예컨대, LED(발광 다이오드) 등의 발광 소자로 구성되고, 도시하지 않는 구동 회로로부터 출력되는 구동 신호에 따라, 예컨대, 백색의 조명광 L1을 방출한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 조명용 광원(11L)이 하나의 변(13A)에 마련된 광 입사면(13a)을 따라 배열된다.
위치 검출용 광원(11A~11D)은, 예컨대, LED(발광 다이오드) 등의 발광 소자로 구성되고, 도시하지 않는 구동 회로로부터 출력되는 구동 신호에 따라, 예컨대, 적외선인 위치 검출광 La~Ld를 방출한다. 위치 검출광은 특별히 한정되지 않지만, 후술하는 신호 처리 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(Ob)에 의해 효율적으로 반사되는 파장역을 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 대상 물체(Ob)가 손가락 등의 인체이면, 인체의 표면에서 반사율이 높은 적외선(특히 가시광 영역에 가까운 근적외선)인 것이 바람직하다. 위치 검출용 광원(11~11D)은 본질적으로 복수로 마련되고, 서로 다른 위치로부터 위치 검출광을 방출하도록 구성된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 조명용 광원(11L) 및 위치 검출용 광원(11A~11D)은 공통의 배선 기판(12)에 실장된다. 배선 기판(12)은 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 직선 형상으로 연장되는 띠 형상으로 형성되고, 폴리이미드 수지 등의 가요성을 갖는 기재의 표면 또는 내부에 소정의 배선 패턴이 형성된 것이다. 배선 기판(12)의 한쪽의 단부에는, 전기 광학 장치의 내부 또는 외부의 배선 기판, 커넥터 등의 배선 부재에 접속 가능하게 구성된 폭이 좁은 접속 단자부(12a)가 마련된다. 이 배선 기판(12)에 형성된 배선 패턴은, 각각 상기 복수의 조명용 광원(11L)과 복수의 위치 검출용 광원(11A~11D)에 접속된다. 통상, 조명용 광 원(11L)에 접속되는 배선과, 위치 검출용 광원(11A~11D)에 접속되는 배선은 적어도 한쪽의 전위 공급 라인에 있어서 다른 배선으로 구성되는 것이 바람직하다.
배선 기판(12)의 기판면(도 2(a)에 나타내는 평면도에 있어서 도광판(13)의 단면에 대향하는 면, 또한, 도 2(b)에 나타내는 평면도의 지면(紙面)을 따른 표면)(12b)에는, 배선 기판(12)의 띠 형상의 길이 방향을 따라 상기 조명용 광원(11L) 및 상기 위치 검출용 광원(11A~11D)이 일렬로 배열된 상태로 실장된다. 조명용 광원(11L) 및 위치 검출용 광원(11A~11D)은 모두 탑 뷰형의 광원(배선 기판(12)에 대한 실장면과 광 방사면이 표리 반대쪽에 있는 것)이다. 배선 기판(12)은, 상기 기판면(12b)을 도광판(13)의 단면(후술하는 광 입사면(13a~13d))에 대향시켜, 기판면(12b)과는 반대쪽의 이면(12c)을 바깥쪽으로 향한 자세로, 도광판(13)의 바깥 테두리를 따라 주회 방향으로 연장되어 있다.
도광판(13)은 평면시에 있어서 직사각형 형상으로 구성되고, 그 서로 대향하는 변의 단면에 각각 상기 광 입사면(13a~13d)이 마련된다. 배선 기판(12)은 도광판(13)의 각 변(13A~13D)을 따라 연장되고, 상기 기판면(12b)을 도광판(13)의 광 입사면(13a~13d)에 대향시킨 자세로 설치된다. 광 입사면(13a)에는 그 변(13A)을 따라 복수의 조명용 광원(11L)이 배열된다.
조명광 L1은 광 입사면(13a)으로부터 내부로 취해지고, 그 내부를 반대쪽의 바깥 테두리 부분(광 입사면(13c))을 향해서 전파해 간다. 본 실시 형태의 도광판(13)은 본질적으로 광 입사면(13a)측으로부터 반대쪽의 바깥 테두리 부분(도시예에서는 광 입사면(13c))을 향해서 내부 전파광에 대한 광 출사면(13e)으로부터의 출사광의 광량 비율이 단조 증가하는 도광 구조를 갖고 있다. 이 도광 구조는, 예컨대, 도광판(13)의 광 출사면(13e) 또는 배면(13f)에 형성된 광 편향용 또는 광 산란용의 미세한 요철 형상의 굴절면의 면적, 인쇄층의 형성 밀도 등을 상기 내부 전파 방향을 향해서 서서히 높임으로써 실현된다. 이러한 도광 구조를 마련함으로써, 한쪽의 단면인 광 입사면(13a)으로부터 입사한 조명광 L1은 광 출사면(13e)으로부터 거의 균일하게 출사되고, 그 결과, 도광판(13)이 면상 광원으로서 기능하도록 구성된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 광 입사면(13a)에 인접하는 광 출사측의 표면 부분(광 출사면(13e)의 외주부)에는 경사면(13ag)이 마련되고, 이에 따라 도광판(13)의 외주부에서는 광 입사면(13a)을 향해서 도광판(13)의 두께가 서서히 증가하도록 구성된다. 이 경사면(13ag)을 갖는 입광 구조에 의해 광 출사면(13e)이 마련되는 부분의 두께의 증가를 억제하면서, 광 입사면(13a)의 높이를 크게 하여 조명용 광원(11L)의 광 방사면의 높이와 대응하도록 형성된다. 이것은, 최근의 표시 장치의 박형화의 요청에 응하기 위해 도광판(13)의 두께를 작게 하면서, 소형화가 진전되지 않고 있는 LED 등의 발광 소자(조명용 광원(11L))로부터의 방출 광의 추출 효율을 높여 조명 휘도를 향상시키기 위해서이다.
광 입사면(13a)에 대향 배치되는 위치 검출용 광원(11A)은, 상기 조명용 광원(11L)의 열의 내부(즉, 변(13A) 또는 광 입사면(13a)의 폭 방향 중앙부)에 배치된다. 또한, 다른 변(13B~13D)에서는, 광 입사면(13b~13d)에 각각 대향 배치되는 위치 검출용 광원(11B~11D)은, 변(13B~13D) 또는 광 입사면(13b~13d)의 폭 방향 중 앙부에 각각 배치된다. 이에 따라 각 위치 검출광 La~Ld의 도광판(13)에 대한 입광 위치를 서로 이간시킬 수 있고, 특히, 서로 대향하는 위치 검출광 La와 Lc, Lb와 Ld의 입광 위치를 광 출사면(13e)의 양측에 배치할 수 있다. 따라서, 각 위치 검출광에 의한 후술하는 위치 검출(도광판(13)의 각 변(13A~13D)을 따른 방향의 위치 좌표의 검출)의 정밀도를 높일 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 광 입사면(13a)에 대향 배치된 위치 검출용 광원(11A)과, 광 입사면(13c)에 대향 배치된 위치 검출용 광원(11C)에 의해 광 입사면(13a)과 광 입사면(13c)을 잇는 방향의 위치 좌표의 검출을 행한다. 또한, 광 입사면(13b)에 대향 배치된 위치 검출용 광원(11B)과, 광 입사면(13d)에 대향 배치된 위치 검출용 광원(11D)에 의해 광 입사면(13b)과 광 입사면(13d)을 잇는 방향의 위치 좌표의 검출이 행해진다. 단, 이러한 위치 좌표의 검출 자체는, 각 위치 검출용 광원(11A~11D)을 각각 각 변(13A~13D)의 중앙 위치 이외의 위치(예컨대, 단부 근처 또는 코너의 위치)에 배치하더라도 행할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 제 1 실시 형태에 있어서는, 조명광 L1은, 광 입사면(13a)으로부터 도광판(13)에 입사한 후에 내부를 전파하면서 서서히 광 출사면(13e)의 전체로부터 면 형상으로 출사되어, 전기 광학 패널(20)을 통과한 후, 장착판(30)을 투과하여 시인측에 출사된다. 이 조명광 L1은, 전기 광학 패널(20)의 각 화소의 광 투과율이 각각 제어됨으로써 형성되는 표시 화상을 시인 가능하게 구성한다.
한편, 위치 검출광 La~Ld도, 광 입사면(13a~13d)으로부터 도광판(13)에 입사 한 후에 내부를 전파하면서 서서히 광 출사면(13e)의 전체로부터 면 형상으로 출사되어, 전기 광학 패널(20) 및 장착판(30)을 투과하여 출사된다. 이때, 장착판(30)의 표면상에 대상 물체(Ob)가 존재하면, 이 대상 물체(Ob)에 의한 반사광이 장착판(30)상에 배치된 광 검출기(15)에서 검출된다. 그리고, 광 검출기(15)에서 검출되는 반사광의 광량에는, 상기 복수의 위치 검출광 La~Ld의 기여가 포함된다.
또, 광 검출기(15)를 마련하는 위치는 장착판(30)상에 한정되지 않고, 도시된 광 검출기(15')와 같이, 전기 광학 패널(20)의 내부에 설치되어 있더라도 좋고, 혹은, 도광판(13)의 표면상이나 배면상이라고 하는, 대상 물체(Ob)로부터의 반사광을 검출 가능한 위치이면 어디에 배치되어 있더라도 상관없다.
다음으로, 상기 광 검출기(15)에서의 검출에 근거하여 대상 물체(Ob)의 위치 정보의 취득 방법에 대하여 설명한다. 이 위치 정보의 취득 방법은 여러 가지가 생각되지만, 예컨대, 그 일례로서, 두 위치 검출광의 검출 광량의 비율에 근거하여 그들의 감쇠 계수의 비율을 구하고, 이 감쇠 계수의 비율로부터 양 위치 검출광의 전파 거리를 구함으로써, 대응하는 두 광원을 잇는 방향의 위치 좌표를 구하는 방법을 들 수 있다.
보다 구체적으로는, 제 1 위치 검출용 광원으로서 11A를, 제 2 위치 검출용 광원으로서 11C를 이용하는 경우를 예로 들어 설명하면, 제 1 위치 검출용 광원(11A)의 제어량(예컨대, 전류량), 변환 계수 및 방출 광량을 Ia, ka 및 Ea, 제 2 위치 검출용 광원(11C)의 제어량(전류량), 변환 계수 및 방출 광량을 Ic, k 및 Ec라고 하면, Ea=kㆍIa, Ec=kㆍIc가 된다. 또한, 제 1 위치 검출광 La의 감쇠 계수 및 검출 광량을 fa 및 Ga, 제 2 위치 검출광 Lc의 감쇠 계수 및 검출 광량을 fc 및 Gc라고 하면, Ga=faㆍEa=faㆍkㆍIa, Gc=fcㆍEc=fcㆍkㆍIc가 된다.
따라서, 광 검출기(15)에 있어서 양 위치 검출광의 검출 광량의 비인 Ga/Gc를 검출할 수 있다고 한다면, Ga/Gc=(faㆍEa)/(fcㆍEc)=(fa/fc)ㆍ(Ia/Ic)가 되므로, 방출 광량의 비 Ea/Ec 및 제어량의 비 Ia/Ic에 상당하는 값을 알면, 감쇠 계수의 비 fa/fc가 판명된다. 이 감쇠 계수의 비와 양 위치 검출광의 전파 거리의 비의 사이에는 정의 상관이 있으므로, 이 상관 관계를 미리 설정해 둠으로써, 대상 물체(Ob)의 위치 정보(제 1 위치 검출용 광원으로부터 제 2 위치 검출용 광원으로 향하는 방향의 위치 좌표)를 얻을 수 있다.
상기 감쇠 계수의 비 fa/fc를 구하는 방법으로서는, 예컨대, 제 1 위치 검출용 광원(11A)과 제 2 위치 검출용 광원(11C)을 역상으로 점멸(예컨대, 구형파 또는 정현파의 구동 신호를 전파 거리의 차이에 기인하는 위상차를 무시할 수 있는 주파수에서 서로 180도의 위상차를 갖도록 동작)시킨 뒤에, 검출 광량의 파형을 해석한다. 보다 현실적으로는, 예컨대, 한쪽의 제어량 Ia를 고정하고(Ia=Im), 검출 파형을 관측할 수 없어지도록(즉, 검출 광량의 비 Ga/Gc가 0이 되도록) 다른 쪽의 제어량 Ic를 제어하여, 이때의 제어량 Ic=Imㆍ(fa/fc)로부터 상기 감쇠 계수의 비 fa/fc를 도출한다.
또한, 양 제어량의 합이 항상 일정 Im=Ia+Ic가 되도록 제어하더라도 좋다. 이 경우에는, Ic=Imㆍfc/(fa+fc)가 되므로, fc/(fa+fc)=α라고 하면, fa/fc=(1-α)/α에 의해, 감쇠 계수의 비가 구해진다.
본 실시 형태의 경우, 대상 물체(Ob)의 도광판(13)에 있어서의 변(13A와 13C)의 중점끼리를 잇는 방향의 위치 정보(위치 좌표)는, 제 1 위치 검출용 광원(11A)과, 제 2 위치 검출용 광원(11C)을 서로 역상으로 구동함으로써 취득할 수 있다. 또한, 대상 물체(Ob)의 도광판(13)에 있어서의 변(13B와 13D)의 중점끼리를 잇는 방향의 위치 정보(위치 좌표)는, 제 1 위치 검출용 광원(11B)과, 제 2 위치 검출용 광원(11D)을 서로 역상으로 구동함으로써 취득할 수 있다. 따라서, 제어계에서 상기 2방향의 검출 동작을 전환함으로써, 대상 물체(Ob)의 평면상의 위치 좌표를 취득할 수 있다. 또, 복수의 위치 검출광을 광원에서 같은 상으로 방출하고, 위치 검출광 사이의 위상차를 검출함으로써 상기 좌표 평면과 직교하는 Z 방향의 위치 정보를 얻는 것도 가능하다.
본 실시 형태에 따르면, 특히 화소마다 광변조 상태를 제어하는 타입의 전기 광학 패널을 조명하면서, 그 표시 화면상의 대상 물체(Ob)의 위치 정보를 검출할 수 있지만, 공통의 도광판(13)을 조명용과 위치 검출용의 쌍방에 이용할 수 있으므로, 구조를 간이하게 구성할 수 있으므로, 제조 비용을 저감할 수 있고 또한 소형화를 도모할 수 있다. 특히, 종래의 표시 화면상에 다수의 광원이나 광 검출기, 혹은, 광 스위치 등을 배열시키는 방법에 비하면, 위치 검출용 소자수를 대폭 저감할 수 있으므로, 대폭적인 구조의 간이화, 제조 비용의 저감, 및 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 복수의 조명용 광원(11L)과 복수의 위치 검출용 광원(11A~11D)이 함께 배선 기판(12)의 기판면(12b)상에 실장되어 있으므로, 배선 기판(12)이 가요성을 구비하고 있는 경우도 있어, 장치의 조립시에 있어서의 시간을 경감할 수 있고 또한, 도광판(13)의 바깥 테두리의 복수의 변을 따라 단면의 바깥쪽에 단일 배선 기판(12)을 조밀하게 배치할 수 있으므로 외형 치수를 저감할 수 있고, 특히, 상기 배선 기판(12)은 도광판(13)의 바깥 테두리의 단면과 대향하는 기판면(12b)을 갖도록 설치되므로, 조명 장치(10)의 조명 범위의 바깥쪽에 필요한 프레임 영역의 폭을 작게 구성할 수 있다. 또한, 이 경우에는, 이른바, 탑 뷰형의 광원을 이용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 직선 형상으로 연장되는 띠 형상의 배선 기판(12)을 이용할 수 있으므로, 배선 기판의 수를 높여, 제조 효율을 높일 수 있으므로, 제조 비용을 저감할 수 있다고 하는 이점도 있다.
[제 2 실시 형태]
다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 제 2 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 상술한 제 1 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다.
본 실시 형태가 제 1 실시 형태와 다른 점은, 본 실시 형태의 도광판(13')의 각 변(13A~13D)의 사이의 코너(13ab, 13bc, 13cd, 13da)에 각각 위치 검출용 광원(11A~11D)이 대향 배치되어 있다. 도광판(13')의 상기 코너는 비스듬히 절단되어, 인접하는 양측의 모든 변에 대해서 경사하고, 위치 검출용 광원(11A~11D)의 광 방사면을 향한 평탄한 광 입사부가 마련된다.
본 실시 형태에서는, 도광판(13')의 변(13A)을 따라 배열된 복수의 조명용 광원(11L)의 열의 양측에, 위치 검출용 광원(11A와 11D)이 각각 배치되는 형태로 배선 기판(12)의 기판면(12b)에 실장되어 있다.
본 실시 형태에서는, 서로 소정의 위상 관계가 된, 위치 검출용 광원(11A)으로부터 방사되는 광과, 위치 검출용 광원(11C)으로부터 방사되는 광에 의해 상술한 바와 같이 도광판(13')의 코너(13ab와 13cd)를 잇는 방향의 위치 정보를 취득할 수 있다. 또한, 서로 소정의 위상 관계가 된, 위치 검출용 광원(11B)으로부터 방사되는 광과, 위치 검출용 광원(11D)으로부터 방사되는 광에 의해 상술한 바와 같이 도광판(13')의 코너(13bc와 13da)를 잇는 방향의 위치 정보를 취득하는 것이 가능하다. 또한, 서로 소정의 위상 관계가 된, 위치 검출용 광원(11A 및 11B)으로부터 방사되는 광과, 위치 검출용 광원(11C 및 11D)으로부터 방사되는 광에 의해, 변(13A, 13C)을 따른 방향의 위치 정보를 취득할 수 있고, 서로 소정의 위상 관계가 된, 위치 검출용 광원(11A 및 11D)으로부터 방사되는 광과, 위치 검출용 광원(11B 및 11C)으로부터 방사되는 광에 의해, 변(13B, 13D)을 따른 방향의 위치 정보를 취득할 수도 있다.
본 실시 형태에서는, 위치 검출용 광원(11A~11D)이 도광판(13')의 코너(13ab, 13bc, 13cd, 13da)에 대향 배치되므로, 변(13A)을 따라 배열되는 복수의 조명용 광원(11L)의 배열 형태에 영향을 주지 않고서 위치 검출용 광원을 배치할 수 있다.
또한, 위치 검출용 광원(11A~11D)이 대향 배치되는 상기 코너(13ab, 13bc, 13cd, 13da)가 절단된 형상으로 평탄하게 구성되므로, 위치 검출용 광원으로부터 방사된 광을 효율적으로 도광판(13)의 내부에 받아들일 수 있다.
[제 3 실시 형태]
다음으로, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 제 3 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 상술한 제 2 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다.
본 실시 형태는 제 2 실시 형태와 같은 도광판(13')을 갖지만, 본 실시 형태가 제 2 실시 형태와 다른 점은, 제 2 실시 형태에서는 제 1 실시 형태와 같이 배선 기판(12)의 기판면(12b)이 도광판(13')의 단면(광 입사면(13a, 13b, 13c, 13d))에 대향하도록 배치되어 있는 것에 대하여, 본 실시 형태의 배선 기판(12')은, 기판면(12b')이 도광판(13')의 표면(광 입사면(13e), 배면(13f))을 따르는 자세로 배치되어 있는 점에서 다르다. 또한, 이에 대응하여, 본 실시 형태의 조명용 광원(11L')은 사이드 뷰형의 광원(배선 기판(12')에 대한 실장면과 광 방사면이 교차(직교)하는 것)이 되어 있다.
조명용 광원(11L')이 대향 배치된 도광판(13')의 변(13A)을 따른 영역에서는, 광 입사면(13a)에 사이드 뷰형의 조명용 광원 L'를 대향 배치시키기 위해, 배선 기판(12')의 기판면(12b')이 도광판(13')의 배면(13f)을 따라(배면(13f)의 더 배면측에) 배치된다. 그러나, 변(13A와 13B) 및 변(13D)의 사이의 코너에서 표리가 반대가 되고 또한 연장 방향이 직각으로 굴절되어 도광판(13')을 두께 방향으로 가로지르도록 꺾여지고, 변(13B 및 13D)을 따라 연장되는 부분의 기판면(12b')이 도광판(13')의 단면(13b, 13d)을 따라 광 출사면(13e)의 주연부(peripheral portion)상에 배치되도록 구성된다.
즉, 배선 기판(12')은, 변(13A)을 따라 도광판(13')의 배면(13f)(도 1 참조)측에서 기판면(12b')을 도광판(13')의 배면(13f)을 향한 자세로 연장되지만, 양측의 코너에서 꺾여짐으로써, 연장 방향을 90도 바꿔 변(13B 및 13D)을 따라 연장되고, 도광판(13')의 표면측에서 기판면(12b')을 광 출사면(13e)을 향한 자세로, 다시 말해, 기판면(12b')과는 반대쪽의 이면(12c')을 위쪽(광 출사측)을 향한 자세로 연장되고 있다. 따라서, 배선 기판(12')은 전체적으로 변(13A, 13B 및 13D)을 따른 평면시에 있어서 コ자 형상으로 구성된다.
또한, 배선 기판(12')의 상기 단부는 변(13B 및 13D)과 변(13C)의 사이의 코너에서 또한 도광판(13')의 두께 방향으로 꺾여있다. 그리고, 이들 계 4부분의 꺾인 부분에는 각각 위치 검출용 광원(11A~11D)이 실장되어 있다. 각 꺾이는 부분에서는, 위치 검출용 광원(11A~11D)이 꺾이는 부분의 안쪽에 배치되는 형태로 실장되고, 그 광 방사면은 제 2 실시 형태와 같이 절단된 형상의 도광판(13')의 코너(13ab, 13bc, 13cd, 13da)에 대향한다. 즉, 위치 검출용 광원(11A~11D)은 탑 뷰형의 광원이 되고, 그 실장면은 상기 꺾이는 부분의 내면상에 고정되고, 실장면과 반대쪽의 면이 광 방사면이고 도광판(13')의 코너에 대향 배치된다.
상기 배선 기판(12')의 꺾이는 부분의 중심선(12ab', 12bc', 12cd', 12da')은, 배선 기판(12')의 길이 방향 또는 이와 직교하는 방향에 대하여 꺾이는 각도(도시예에서는 90도)에 따른 각도만큼(도시예에서는 45도) 경사하고 있다. 그리고, 위치 검출용 광원(11A~11D)도 또한, 상기 중심선(12ab', 12bc', 12cd', 12da') 을 따라 경사한 자세로 실장된다. 이에 따라, 위치 검출용 광원(11A~11D)은 배선 기판(12')의 꺾이는 부분에서 각각 코너에 대향하는 자세가 된다.
또, 본 실시 형태에서는, 꺾이는 선(12bc')에 인접하여 평행한 또 하나의 꺾이는 선에서 다시 배선 기판(12')을 도광판(13')의 두께 방향으로 꺾어, 단부에 마련된 접속 단자부(12a)가 변(13B)을 따른 방향으로 돌출되어 있다. 이와 같이 하면, 접속 단자부(12a)를 도광판(13')과 겹치지 않는 위치로 도출할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 조명용 광원(11L')으로서 사이드 뷰형의 광원을 이용할 수 있다. 이것은, 일반적으로는 조명 장치의 박형화를 향상시킨다. 또한, 이 경우에 있어서도, 배선 기판(12')을 직선 형상으로 연장되는 띠 형상으로 할 수 있으므로, 제조 비용상의 이점을 갖는다.
본 실시 형태에서는, 위치 검출용 광원(11A~11D)을 제 1 실시 형태와 같은 탑 뷰형의 광원으로 하고 있다. 이 경우, 사이드 뷰형의 광원으로 한 조명용 광원(11L')과 다른 형식으로 함으로써, 조명용과 위치 검출용의 각각의 용도에 따른 광원의 최적화가 가능해진다. 단, 예컨대, 꺾은 부분의 내면상에 있어서 상기 중심선으로부터 벗어난 전후 위치에 실장함으로써, 사이드 뷰형의 광원을 이용할 수도 있다. 이 사이드 뷰형의 광원을 이용한 경우에도, 상기한 바와 같이 배선 기판(12')의 길이 방향에 대하여 경사한 자세로 실장된다. 어떤 경우라도, 위치 검출용 광원(11A~11D)은, 본 실시 형태의 배선 기판(12')과 도광판(13')의 코너의 사이에 완전히 포섭된 상태가 되므로, 도광판(13')에 대한 위치 결정을 용이하게 행할 수 있어, 도광판(13')에 대하여 설치를 보지(保持)함으로써, 유닛화를 도모할 수 있다.
[제 4 실시 형태]
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 제 4 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 상술한 제 3 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다. 또, 도 5(b)는 본 실시 형태의 배선 기판(12A', 12C') 중, 배선 기판(12A')만을 나타내지만, 후술하는 바와 같이 배선 기판(12C')은 배선 기판(12A')과 기본적으로 같게 구성되므로, 도시를 생략한다.
도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태는 제 3 실시 형태와 같은 조명용 광원(11L')을 도광판(13')의 광 입사면(13a)을 따라 배열시키고 또한, 위치 검출용 광원(11A~11D)을 도광판(13')의 코너(13ab, 13bc, 13cd, 13da)에 각각 대향 배치시킨 것이지만, 본 실시 형태에서는, 도광판(13')의 변(13A)을 따른 배선 기판(12A')과, 변(13C)을 따른 배선 기판(12C')의 2개에 각각 위치 검출용 광원(11A 및 11D)과 위치 검출용 광원(11B 및 11C)을 실장하여 이루어지는 점에서 다르다.
도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 배선 기판(12A')은, 복수의 조명용 광원(11L')이 도광판(13')의 변(13A)의 광 입사면(13a)을 따라 배열되는 형태로 실장되어 있고 또한, 도광판 기판면(12b')이 도광판(13')의 표면을 따른 자세로 배치된다. 또한, 배선 기판(12A')의 양 단부에는 위치 검출용 광원(11A 및 11D)이 각각 제 3 실시 형태와 같이 꺾이는 부분의 중심선(12ab', 12da')을 따라 배선 기판(12A')의 길이 방향에 대하여 경사한 자세로 실장된다. 상기 양 단부는 제 3 실시 형태와 같이 꺾여 그 안쪽에 배치된 위치 검출용 광원(11A 및 11D)이 코 너(13ab, 13da)에 대향 배치된다. 또한, 한쪽의 단부에는 접속 단자부(12Aa')가 돌출된다.
한편, 배선 기판(12C')은 상기 배선 기판(12A')과 기본적으로 동일하게 구성되므로, 이하에 있어서는 도 5(a)에 나타내는 부호를 따라 설명하고, 도 5(b)에 있어서의 도시를 생략한다. 배선 기판(12C')은 변(13C)을 따라 연장되고, 그 양 단부에 위치 검출용 광원(11B 및 11C)이 꺾이는 부분의 중심선(12bc', 12cd')을 따라 배선 기판(12C')의 길이 방향에 대하여 경사한 자세로 실장된다. 양 단부(12C1', 12C2')는 상기한 바와 같이 꺾이고, 그 꺾이는 부분의 안쪽에서 위치 검출용 광원(11B 및 11C)이 상기 코너(13bc, 13cd)에 대향 배치되어 있다. 또한, 한쪽의 단부에는 접속 단자부(12Ca')가 돌출된다.
본 실시 형태에서는, 배선 기판(12A')에 있어서 조명용 광원(11L')과 위치 검출용 광원(11A 및 11D)이 함께 실장되어 있는 점에서 상기 각 실시 형태(특히 제 3 실시 형태)와 공통되지만, 또 하나의 배선 기판(12C')에 위치 검출용 광원(11B 및 11C)이 실장되고, 배선 기판(12A'와 12C')이 도광판(13')의 서로 대향하는 변(13A와 13C)을 따라 배치되는 점에서는 다르다. 단, 이와 같이 구성하더라도, 도광판(13')의 주위의 인출량을 저감할 수 있어, 조명 장치의 구조의 간이화를 도모할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 있어서, 배선 기판(12C')에 있어서도 변(13C)의 광 입사면(13c)을 따라 배열된 복수의 조명용 광원(11L')을 실장하더라도 상관없다.
[제 5 실시 형태]
다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 제 5 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 상술한 제 2 실시 형태와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다. 또, 도 6(b)에 있어서 한쪽의 배선 기판(12A)만을 나타내고, 다른 쪽의 배선 기판(12C)의 도시를 생략하는 점은 상기 제 4 실시 형태와 마찬가지다.
본 실시 형태는 제 1 및 제 2 실시 형태와 같이 도광판(13')의 광 입사면(13a)에 대향 배치되는 복수의 조명용 광원(11L) 및 위치 검출용 광원(11A 및 11D)을 실장한 배선 기판(12A)을 갖고, 또한, 이 배선 기판(12A)은, 기판면(12b)이 도광판(13')의 단면에 대향하는 자세로 배치된다. 또한, 제 2 실시 형태와 같이 위치 검출용 광원(11A, 11D)은 코너(13ab, 13da)에 대향 배치된다. 또한, 제 1 및 제 2 실시 형태와 같이, 조명용 광원(11L) 및 위치 검출용 광원(11A, 11D)은 배선 기판(12A)의 길이 방향을 따라 같은 자세로 배열된다.
그러나, 본 실시 형태에서는, 배선 기판(12A)의 양 단부(12ab, 12da)에 각각 위치 검출용 광원(11A, 11D)이 실장되고, 이들 양 단부(12ab, 12da)가 도광판(13')의 코너를 따라 굴절됨으로써 위치 검출용 광원(11A 및 11D)이 도광판(13')의 코너(13ab, 13da)와 대향 배치된다. 또, 배선 기판(12A)의 한쪽의 단부(12ab)로부터는 접속 단자부(12Aa)가 연장 형성된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상기 배선 기판(12A)과는 별도로, 조명용 광원(11L) 및 위치 검출용 광원(11B 및 11C)을 실장하는 배선 기판(12C)도 갖는 점에서 제 2 실시 형태와는 다르다. 배선 기판(12C)에서는, 변(13C)의 광 입사면(13c) 을 따라 조명용 광원(11L)이 실장되고 또한, 양 단부(12bc, 12cd)에 각각 위치 검출용 광원(12B 및 12C)이 실장된다. 또한, 한쪽의 단부(12cd)로부터는 접속 단자부(12Ca)가 연장 형성된다.
이 배선 기판(12C)에서도, 그 길이 방향을 따른 자세로 위치 검출용 광원(12B, 12C)이 실장되어 있고, 양 단부(12bc, 12cd)가 도광판(13')의 코너를 따라 굴절됨으로써, 위치 검출용 광원(12B, 12C)이 코너(13bc, 13cd)에 대향 배치된다.
본 실시 형태에서는, 배선 기판(12A, 12C)의 각각에 있어서 조명용 광원(11L)과 위치 검출용 광원(11A 및 11D), 위치 검출용 광원(11B 및 11C)이 함께 실장되어 있는 점에서 상기 각 실시 형태(특히 제 2 실시 형태)와 공통되지만, 두 개의 배선 기판(12A와 12C)의 각각에 조명용 광원(11L) 및 위치 검출용 광원(11A~11D)이 실장되고, 배선 기판(12A와 12C)이 도광판(13')의 서로 대향하는 변(13A와 13C)을 따라 배치되는 점에서는 다르지만, 이와 같이 구성하더라도, 도광판(13')의 주위의 인출량을 저감할 수 있어, 조명 장치의 구조의 간이화를 도모할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 있어서, 배선 기판(12C)에 있어서 변(13C)의 광 입사면(13c)을 따라 배열된 복수의 조명용 광원(11L)을 생략하더라도 상관없다.
본 발명의 조명 장치 및 전기 광학 장치는, 상술한 도시예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 예컨대, 상기 실시 형태에서는, 네 개의 위치 검출용 광원을 이용하여 도광판의 광 출사면과 평면적으로 겹치는 평면상의 대상 물체의 평면 방 향(X 방향 및 Y 방향)의 위치 정보를 취득하는 예에 대하여 설명했지만, 적어도 두 개의 위치 검출용 광원이 배치되어 있으면, 이들 광원 사이를 잇는 방향을 따른 광 출사면상의 위치 정보를 취득할 수 있다.
[전자 기기]
마지막으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 상기 각종 전기 광학 장치(100)를 탑재한 전자 기기의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명에 따른 전자 기기의 일례의 외관을 나타내는 개략 사시도이다. 도시예의 전자 기기(200)는, 차량 탑재용의 카 네비게이션 시스템이며, 본체(210)와, 이 본체(210)에 접속된 표시부(220)를 구비하고 있다. 본체(210)에는 조작 버튼 등을 설치한 조작면(211)이 마련되고 또한, DVD 등의 기록 매체의 도입구(212)가 마련되어 있다. 표시부(220)의 내부에는 상기 전기 광학 장치(100)가 격납되고, 이 전기 광학 장치(100)의 표시 영역에 형성되는 화상, 즉, 네비게이션 화상의 표시가 표시부(220)의 표시 화면(220a)에서 시인될 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 표시 화면(220a)상에 손가락이나 터치펜 등의 대상 물체(Ob)를 배치함으로써, 상기 위치 검출광 La~Ld가 반사되고, 광 검출기(15)에서 검출됨으로써, 표시 화면상의 대상 물체(Ob)의 위치 정보를 입력할 수 있도록 구성된다. 또, 광 검출기(15)는 상술한 바와 같이 표시 화면(220a)이 장착판(30)으로 구성되는 경우에는 표시 화면(220a)의 표면상에 설치되게 되지만, 반드시 표면상이 아니라, 예컨대, 장착판(30)의 아랫면상에 고정되어 있더라도 좋고, 또한, 상술한 바와 같이 전기 광학 패널(20)의 내부 등에 설치되어 있더라도 좋다.
도 8은 전자 기기(200)에 있어서의 전기 광학 장치(100)에 대한 제어계(표시 제어계)의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이다. 전자 기기(200)는, 표시 정보 출력원(291)과, 표시 정보 처리 회로(292)와, 전원 회로(293)와, 타이밍 제네레이터(294)와, 조명 장치(10)에 전력 공급을 행하는 광원 제어 회로(295)를 포함하는 표시 제어 회로(290)를 갖는다. 또한, 전기 광학 장치(100)에는, 상술한 구성을 갖는 전기 광학 패널(20)과, 이 전기 광학 패널(20)을 구동하는 구동 회로(25)와, 백라이트인 상기 조명 장치(10)가 마련되어 있다. 이 구동 회로(25)는, 전기 광학 패널(20)에 직접 실장된 IC 칩 등으로 구성된다. 단, 구동 회로(25)는, 상기와 같은 형태 외에, 전기 광학 패널(20)의 기판 표면상에 형성된 전자 부품이나 회로 패턴, 혹은, 전기 광학 패널(11)에 도전 접속된 회로 기판에 실장된 IC 칩 또는 회로 패턴 등에 의해서도 구성할 수 있다.
표시 정보 출력원(291)은, ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory) 등으로 이루어지는 메모리와, 자기 기록 디스크나 광 기록 디스크 등으로 이루어지는 스토리지 유닛과, 디지털 화상 신호를 동조 출력하는 동조 회로를 구비하고, 타이밍 제네레이터(294)에 의해 생성된 각종 클록 신호에 근거하여, 소정 포맷의 화상 신호 등의 형태로 표시 정보를 표시 정보 처리 회로(292)에 공급하도록 구성되어 있다.
표시 정보 처리 회로(292)는, 시리얼-패러렐 변환 회로, 증폭ㆍ반전 회로, 로테이션 회로, 감마 보정 회로, 클램프 회로 등의 주지의 각종 회로를 구비하고, 입력한 표시 정보의 처리를 실행하여, 그 화상 정보를 클록 신호 CLK와 함께 구동 회로(25)에 공급한다. 구동 회로(25)는, 주사선 구동 회로, 신호선 구동 회로 및 검사 회로를 포함한다. 또한, 전원 회로(293)는, 상술한 각 구성 요소에 각각 소정의 전압을 공급한다.
광원 제어 회로(295)는, 전원 회로(293)로부터 공급되는 전압에 근거하여 조명 장치(10)의 광원(상기 조명용 광원(11L, 11L') 및 위치 검출용 광원(11A~11D))에 전력을 공급하고, 소정의 제어 신호에 근거하여 광원의 점등의 유무 및 그 휘도 등을 제어하도록 되어 있다. 이 광원 제어 회로(295)는, 좌표 검출 회로(296)로부터의 지령에 따라 위치 검출용 광원(11A~11D)을 상기 제 1 실시 형태에서 설명한 형태로 구동한다. 좌표 검출 회로(296)는, 상기 광원 제어 회로(295)를 제어함과 아울러, 광 검출기(15)의 검출 신호를 수신하여, 위치 검출용 광원(11A~11D)에 대한 제어 형태와, 광 검출기(15)의 검출 신호에 근거하여 상기 대상 물체(Ob)의 위치 정보(좌표)를 취득한다. 이와 같이 취득된 위치 정보는, 도시하지 않는 전자 기기의 제어부에 송출되어, 각종 제어에 이용된다. 즉, 광원 제어 회로(295) 및 좌표 검출 회로(296)는, 상기 조명 장치(10)에 구성되는 좌표 검출 수단과 함께 전자 기기(200)에 있어서 좌표 입력 장치를 구성하고 있다.
본 발명에 따른 전자 기기로서는, 도 7에 나타내는 카 네비게이션 시스템 외에, 액정 텔레비전, 휴대 전화기, 전자 시계, 전자 수첩, 전자 계산기, 워크스테이션, 화상 전화, POS 단말기 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 각종 전자 기기의 표시부로서 본 발명에 따른 전기 광학 장치를 이용할 수 있으므로, 표시면상의 손가락이나 터치펜 등의 대상 물체(Ob)의 위치 정보를 용이하게 검출할 수 있다.
또, 본 발명의 전기 광학 장치 및 전자 기기는, 상술한 도시예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 가하여 얻는 것은 물론이다.
도 1은 조명 장치 및 전기 광학 장치의 제 1 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 개략 단면도,
도 2는 제 1 실시 형태의 광원 및 도광판의 위치 관계를 나타내는 평면도(a) 및 배선 기판의 평면도(b),
도 3은 제 2 실시 형태의 광원 및 도광판의 위치 관계를 나타내는 평면도(a) 및 배선 기판의 평면도(b),
도 4는 제 3 실시 형태의 광원 및 도광판의 위치 관계를 나타내는 평면도(a) 및 배선 기판의 평면도(b),
도 5는 제 4 실시 형태의 광원 및 도광판의 위치 관계를 나타내는 평면도(a) 및 배선 기판의 평면도(b),
도 6은 제 5 실시 형태의 광원 및 도광판의 위치 관계를 나타내는 평면도(a) 및 배선 기판의 평면도(b),
도 7은 본 발명에 따른 전자 기기의 외관 사시도,
도 8은 전자 기기의 표시 제어계의 개략 구성도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 조명 장치 11L, 11L' : 조명용 광원
11A, 11B, 11C, 11D : 위치 검출용 광원 13, 13' : 도광판,
13a, 13b, 13c, 13d : 광 입사면 13ag : 경사면
13e : 광 출사면 13f : 배면
14 : 반사판 15, 15' : 광 검출기
16 : 광학 시트 20 : 전기 광학 패널
25 : 구동 회로 30 : 장착판
L1 : 조명광 La, Lb, Lc, Ld : 위치 검출광
100 : 전기 광학 장치 200 : 전자 기기
295 : 광원 제어 회로 296 : 좌표 검출 회로
Claims (13)
- 광을 입사하는 광 입사면과,상기 광 입사면과 인접하여 교차하는 광 출사면을 갖는 도광판과,광축이 상기 광 입사면을 향하도록 상기 광 입사면에 대향 배치된 조명용 광원과,광축이 상기 광 입사면을 향하도록 상기 광 입사면에 대향 배치된 위치 검출용 광원과,상기 광 입사면을 따라 연장되고, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원이 함께 실장되어 이루어지는 배선 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 위치 검출용 광원은, 적어도 상기 광 출사면의 양측에 각각 형성된 상기 광 입사면에 각각 대향 배치된 제 1 위치 검출용 광원과 제 2 위치 검출용 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 도광판은, 상기 광 입사면을 바깥 테두리에 마련된 단면(端面)으로 하고, 상기 광 출사면을 표면으로 하는 평면시(平面視)에 있어서 다각형 형상의 판상체(板狀體)로 구성되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 배선 기판은, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원이 길이 방향을 따라 배열된 형태로 실장되어 이루어지는 띠 형상으로 구성되고, 상기 도광판의 단면을 따라 주회(周回)하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 배선 기판은 상기 도광판의 단면과 대향하는 기판면을 갖고, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원은 상기 기판면상에 실장되고 또한 상기 기판면과 직교하는 광축을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 배선 기판은 상기 도광판의 표면을 따른 기판면을 갖고, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원은 상기 기판면상에 실장되고 또한 상기 기판면을 따른 광축을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 배선 기판은 상기 도광판의 표면을 따른 기판면을 갖고, 상기 조명용 광원 및 상기 위치 검출용 광원은 상기 기판면상에 실장되고 또한 상기 조명용 광원은 상기 기판면을 따른 광축을 구비하고, 상기 위치 검출용 광원은 상기 기판면과 직교하는 광축을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 배선 기판은, 상기 도광판의 바깥 테두리의 제 1 변을 따라 연장되고, 그 제 1 변과 인접하는 제 2 변과의 사이의 코너(corner)에서 상기 도광판을 두께 방향으로 가로질러 꺾여져, 상기 제 2 변을 따라 더 연장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 배선 기판은, 상기 도광판의 바깥 테두리의 제 1 변을 따라 연장되고, 그 제 1 변과 인접하는 제 2 변과의 사이의 코너에서 상기 도광판을 두께 방향으로 가로질러 꺾여지고, 이 꺾이는 부분에 상기 위치 검출용 광원이 실장되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 제 4 항에 있어서,복수의 상기 조명용 광원이 상기 도광판의 바깥 테두리의 적어도 하나의 변을 따라 배열되고, 복수의 상기 위치 검출용 광원이 상기 도광판의 바깥 테두리의 복수의 변 또는 인접하는 변 사이의 코너에 각각 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
- 청구항 1에 기재된 조명 장치와,상기 도광판의 광 출사측에 배치되고, 상기 위치 검출용 광원으로부터 방사되는 광을 상기 도광판을 통해서 검출하는 광 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
- 청구항 11에 기재된 좌표 입력 장치와,상기 광 출사면의 광 출사측에 배치된 전기 광학 패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
- 청구항 12에 기재된 전기 광학 장치와,상기 전기 광학 장치를 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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