JP2011100315A - 位置検出機能付き表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない数の光検出器や位置検出用光源によって、検出領域内の対象物体の位置を検出することのできる位置検出機能付き表示装置を提供すること。
【解決手段】位置検出機能付き表示装置１００において、表示パネル８は、画像表示領域２０Ｒに、複数の表示用発光素子６を備えている。また、画像表示領域２０Ｒには、検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２を出射する複数の位置検出用光源１２が配置されている。従って、複数の位置検出用光源１２の発光バランスを調整すれば、検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布を形成することができる。従って、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ２を光検出器３０によって検出すると、その検出結果に基づいて、対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示領域に対して画像が視認される側に設定された検出領域内の対象物体の位置を検出する位置検出機能付き表示装置に関するものである。

携帯電話、カーナビゲーション、パーソナルコンピューター、券売機、銀行の端末などの電子機器では、近年、液晶装置などの画像生成装置の前面にタッチパネルが配置された位置検出機能付き表示装置が用いられ、かかる位置検出機能付き表示装置では、画像生成装置に表示された画像を参照しながら、情報の入力を行なう。このようなタッチパネルは、検出領域内において対象物体の位置を検出するための位置検出装置として構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の位置検出装置は光学式であり、直視型の表示装置において画像の表示面側に検出領域を設定し、検出領域を挟む両側の辺に沿って複数の発光ダイオードと複数のフォトトランジスターとを配置した構成を有している。かかる位置検出装置では、検出領域内に対象物体が進入すると、対象物体によって光が遮られるので、光が遮られたフォトトランジスターを特定すれば対象物体の位置を検出することができる。

特開２００１−１４２６４３号公報の図６

しかしながら、特許文献１に記載の位置検出装置では、分解能に対応する多数の発光ダイオードやフォトトランジスターを配置する必要があるため、実用的ではない。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、少ない数の光検出器や位置検出用光源によって検出領域内の対象物体の位置を検出することのできる位置検出機能付き表示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、画像表示領域に対して画像が視認される側に設定された検出領域内の対象物体の位置を検出する位置検出機能付き表示装置であって、前記画像表示領域に配列された複数の表示用発光素子と、前記検出領域に対して前記表示用発光素子が位置する側に設けられ、前記検出領域に向けて位置検出光を出射する複数の位置検出用光源と、前記複数の位置検出用光源を制御して前記検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源駆動部と、前記検出領域内の前記対象物体により反射した前記位置検出光を検出する光検出器と、該光検出器での検出結果に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有していることを特徴とする。

本発明の位置検出機能付き表示装置は、画像表示領域に複数の表示用発光素子が設けられており、かかる表示用発光素子によって画像を表示する。また、画像表示領域に対して画像が視認される側には検出領域が設定されており、かかる検出領域内の対象物体の位置を光学的に検出する。かかる位置検出を行なうにあたって、本発明では、検出領域に対して表示用発光素子が位置する側に複数の位置検出用光源が設けられており、位置検出用光源駆動部は、複数の表示用発光素子の点灯を制御して検出領域に位置検出光の強度分布を形成する。また、光検出器は、検出領域内の対象物体により反射した位置検出光を検出する。従って、検出領域における位置と位置検出光の強度との関係を予め把握しておけば、位置検出部は、光検出器の受光結果に基づいて対象物体の位置を検出することができる。それ故、位置検出用光源や光検出器の数にかかわらず、高い分解能をもって対象物体の位置を検出することができる。よって、分解能に対応する多数の発光ダイオードやフォトトランジスターを検出領域に配置しなくても、対象物体の位置を高い分解能で検出することができる。

本発明において、前記位置検出用光源駆動部は、前記複数の位置検出用光源を制御して、前記強度分布として、第１方向で強度が変化する第１座標検出用強度分布と、当該第１方向に交差する第２方向で強度が変化する第２座標検出用強度分布と、を異なるタイミングで形成することが好ましい。このように構成すると、対象物体の二次元座標を検出することができる。

本発明において、前記位置検出用光源は、前記第１方向でずれた複数個所、および前記第２方向でずれた複数個所に設けられ、前記位置検出用光源駆動部は、前記第１座標検出用強度分布を形成する際、前記第１方向でずれた位置に設けられた前記位置検出用光源の間で発光量を相違させ、前記第２座標検出用強度分布を形成する際、前記第２方向でずれた位置に設けられた前記位置検出用光源の間で発光量を相違させる構成を採用することができる。

この場合、前記位置検出用光源は、例えば、前記画像表示領域において前記表示用発光素子と隣り合う位置に配置されている構成を採用することができる。このように構成すると、検出領域が広い場合でも、検出領域の全体に位置検出光の強度分布を好適に形成することができる。

本発明において、前記位置検出用光源は、前記画像表示領域の角に相当する位置に配置されている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、位置検出用光源の数が少なくてよいという利点がある。

本発明において、前記位置検出用光源駆動部は、前記第１座標検出用強度分布として、前記第１方向の一方側から他方側に向かって前記位置検出光の強度が低下する第１座標検出用第１強度分布と、前記第１方向の他方側から一方側に向かって位置検出光の強度が低下する第１座標検出用第２強度分布と、を異なるタイミングで形成し、前記第２座標検出用強度分布として、前記第２方向の一方側から他方側に向かって前記位置検出光の強度が低下する第２座標検出用第１強度分布と、前記第２方向の他方側から一方側に向かって前記位置検出光の強度が低下する第２座標検出用第２強度分布と、を異なるタイミングで形成することが好ましい。このように構成すると、第１座標検出用第１強度分布と第１座標検出用第２強度分布とによって第１方向の座標を検出することができ、第２座標検出用第１強度分布と第２座標検出用第２強度分布とによって第２方向の座標を検出することができる。従って、スクリーン面に沿う平面内での対象物体の座標を精度よく検出することができる。

本発明において、前記位置検出用光源は、前記位置検出光として赤外光を出射することが好ましい。このように構成すると、位置検出光によって画像の視認が妨げられることがない。

本発明において、前記位置検出用光源は、発光ダイオードであることが好ましい。このような構成によれば赤外ランプなど、大型で高価な光源を用いる必要がないので、小型かつ安価な位置検出機能付き表示装置を実現することができる。

本発明において、前記表示用発光素子は、例えば、発光ダイオードまたはエレクトロルミネッセンス素子である。この場合、前記複数の表示用発光素子として、互いに異なる色の光を出射する発光素子が設けられていることが好ましい。

本発明の実施の形態１に係る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。 本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置の画像表示領域に発光素子が配列されている様子を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置において位置検出を行なうための電気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機能付き表示装置で用いた位置検出の原理を示す説明図である。 本発明を適用した位置検出機能付き表示装置での信号処理内容を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置における位置検出用光源に対する制御内容を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置で形成した位置検出光の強度分布の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る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。 本発明の実施の形態２に係る位置検出機能付き表示装置の画像表示領域に発光素子が配列されている様子を模式的に示す説明図である。 図９に示す４つの位置検出用光源を１つずつ点灯させた際に検出領域に形成される位置検出光の強度分布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、画像表示領域と平行な平面内において互いに交差する方向をＸ軸およびＹ軸とし、画像表示領域に対する面外方向をＺ軸として説明する。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、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。さらに、以下の説明で参照する図においては、表示用発光素子や位置検出用光源を認識しやすいように、それらの数を減らして表してある。

［実施の形態１］
（位置検出機能付き表示装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る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）、（ｃ）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、表示用発光素子を通る位置で位置検出機能付き表示装置を切断したときの縦断面図、および位置検出用光源を通る位置で位置検出機能付き表示装置を切断したときの縦断面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置の画像表示領域に発光素子が配列されている様子を模式的に示す説明図である。なお、図１および図２では、位置検出用光源に右上がりの斜線を付してある。

図１および図２に示す位置検出機能付き表示装置１００は、ＸＹ平面に表示面を備えた表示装置であり、ＸＹ平面に拡がる直視型の表示パネル８を備えている。表示パネル８の略中央には画像表示領域２０Ｒが設けられており、表示パネル８において画像が視認される表面側８ａには透光性のカバー８９が被せられている。

本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、表示パネル８上には、画像表示領域２０Ｒに複数の表示用発光素子６を備えている。複数の表示用発光素子６は、発光ダイオードまたはエレクトロルミネッセンス素子であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に複数列に配置されている。ここで、表示用発光素子６は各々、各色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））に対応しており、複数の表示用発光素子６は各々、各色の光Ｌ１を出射する。従って、表示パネル８はカラー表示用の光Ｌ１を出射する。本形態では、同一の色に対応する表示用発光素子６はＹ軸方向で並ぶストライプ配列が採用されているが、いわゆるデルタ配列やモザイク配列が採用されることもある。また、赤色（Ｒ）の光とは、概ね６１０〜６５０ｎｍの波長領域にピークを有する光であり、緑色（Ｇ）の光とは、概ね５１０〜５５０ｎｍの波長領域にピークを有する光であり、青色（Ｂ）の光とは、概ね４５０〜４８０ｎｍの波長領域にピークを有する光である。なお、図１および図２などでは、表示用発光素子６を６列×１２列設けてあるが、その数は、表示すべき画像の解像度や画像表示領域２０Ｒの大きさに応じて最適な値に設定される。

（位置検出機能）
図３は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置において位置検出を行なうための電気構成を模式的に示す説明図である。

本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、画像表示領域２０Ｒに対して画像が視認される表面側８ａに検出領域１０Ｒが設定されており、位置検出機能付き表示装置１００は、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する機能も有している。従って、画像表示領域２０Ｒに表示されたスイッチ画像などに指（対象物体Ｏｂ）を接近させた際、指の接近位置を検出することができ、かかる対象物体Ｏｂの位置を入力情報などと見なすことができる。それ故、位置検出機能付き表示装置１００では、指の接近位置（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。

かかる位置検出機能を実現するために、本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、検出領域１０Ｒに対して表示用発光素子６が位置する側には、検出領域１０Ｒに向けて位置検出光Ｌ２を出射する複数の位置検出用光源１２が設けられており、検出領域１０Ｒの側方には光検出器３０が設けられている。ここで、画像表示領域２０Ｒと検出領域１０ＲとはＺ軸方向で重なっており、複数の位置検出用光源１２はいずれも表示パネル８上に設けられている。また、本形態では、位置検出用光源１２は、画像表示領域２０Ｒ内において表示用発光素子６と隣り合う位置に分散して配置されている。より具体的には、位置検出用光源１２は、画像表示領域２０Ｒにおいて、青色（Ｂ）の光を出射する表示用発光素子６の列と、赤色（Ｒ）の光を出射する表示用発光素子６の列の間に複数の位置検出用光源１２が配列されている。

位置検出用光源１２は発光ダイオードからなり、検出領域１０Ｒに対して赤外光からなる位置検出光Ｌ２を発散光として出射する。すなわち、位置検出光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。本形態では、いずれの位置検出用光源１２もピーク波長が８５０ｎｍ付近の波長域にある赤外光を出射する。

受光素子６５は、赤外帯域に感度ピークを備えたフォトダイオードやフォトトランジスターからなる。本形態において、受光素子６５はフォトダイオードからなり、画像表示領域２０Ｒに沿う方向に受光部３１を向けている。従って、光検出器３０は、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ３を検出可能である。

図３に示すように、本形態の位置検出機能付き表示装置１００は、複数の位置検出用光源１２の各々を駆動する光源駆動部１４と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する位置検出部５０とを備えている。光源駆動部１４は、複数の位置検出用光源１２の各々に対応する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介して複数の位置検出用光源１２の各々における点灯を制御する光源制御部１４５とを備えている。

位置検出部５０は、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＸ軸方向の位置（Ｘ座標）を検出するＸ座標検出部５１と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＹ軸方向の位置（Ｙ座標）を検出するＹ座標検出部５２と、光検出器３０での検出結果に基づいて対象物体ＯｂのＺ軸方向の位置（Ｚ座標）を検出するＺ座標検出部５３とを備えている。また、位置検出部５０は、光検出器３０での検出信号を処理する信号処理部５５を備えており、Ｘ座標検出部５１、Ｙ座標検出部５２およびＺ座標検出部５３は、信号処理部５５によって得た信号に基づいて座標検出を行なう。なお、光源制御部１４５と位置検出部５０とは、信号線で接続されており、位置検出用光源１２に対する駆動と、位置検出部５０での検出動作とは、連動して行われる。

（座標検出の基本原理）
本形態の位置検出機能付き表示装置１００においては、検出領域１０Ｒに形成した位置検出光Ｌ２の強度分布を利用して、位置検出部５０において検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する。そこで、図４を参照して、光強度分布の構成および座標検出の原理を説明する。

図４は、本発明を適用した位置検出機能付き表示装置１００で用いた位置検出の原理を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、位置検出光Ｌ２のＸ軸方向の強度分布を示す説明図、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ３の光検出器３０での検出値を示す説明図、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ３の光検出器３０での検出値が等しくなるように位置検出光Ｌ２の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においては、後述するように、位置検出用光源１２から位置検出光Ｌ２を出射した際、複数の位置検出用光源１２での発光量のバランス等によって検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布が形成される。例えば、Ｘ座標を検出する際には、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、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強度分布Ｌ２Ｘａを形成した後、Ｘ座標検出用第２期間において、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強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。好ましくは、Ｘ座標検出用第１期間において、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が直線的に減少していくＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａを形成した後、Ｘ座標検出用第２期間において、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって強度が直線的に減少していくＸ座標検出用第２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により位置検出光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期間に形成するＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ、およびＸ座標検出用第２期間に形成するＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂを予め、設定した分布としておけば、以下の方法などにより、光検出器３０での検出結果に基づいて、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、図４（ｂ）に示す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、位置検出光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、光検出器３０での検出値ＬＸａ、ＬＸｂと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、位置検出用光源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、図４（ｂ）に示す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４（ｂ）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、位置検出用光源１２に対する制御量（駆動電流）を調整して、図４（ｃ）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期間での位置検出用光源１２に対する制御量の調整量ΔＬＸａと、Ｘ座標検出用第２期間での位置検出用光源１２に対する制御量の調整量ΔＬＸｂとの比あるいは差などにより、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、位置検出光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位置検出用光源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。

次に、第３の方法でも、第２の方法と同様、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、位置検出用光源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、図４（ｂ）に示す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４（ｂ）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、例えば、検出値が低い期間の方、あるいは検出値が高い期間の方の位置検出用光源１２に対する制御量（駆動電流）を調整して、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。例えば、Ｘ座標検出用第１期間での位置検出用光源１２に対する制御量を調整量ΔＬＸａ分だけ減少させる。あるいは、Ｘ座標検出用第２期間での位置検出用光源１２に対する制御量を調整量ΔＬＸｂ分だけ増大させる。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、制御量を調整した後のＸ座標検出用第１期間での位置検出用光源１２に対する制御量と、制御量を調整した後のＸ座標検出用第２期間での位置検出用光源１２に対する制御量との比あるいは差などにより、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、位置検出光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位置検出用光源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。

上記の方法１〜３のいずれを採用する場合でも、同様に、Ｙ座標検出用第１期間において、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強度分布を形成した後、Ｙ座標検出用第２期間において、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強度分布を形成すれば、対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。

また、Ｚ座標検出期間において、Ｚ軸方向の強度分布を形成すれば、位置検出部５０のＺ座標検出部５３は、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。

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、位置検出部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、図５を参照して以下に説明するように、論理回路などのハードウェアを用いた信号処理部で処理を行う構成を採用することもできる。

（位置検出部５０の構成例）
図５は、本発明を適用した位置検出機能付き表示装置１００での信号処理内容を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した位置検出機能付き表示装置１００の位置検出部５０の説明図、および位置検出部５０の発光強度補償指令部での処理内容を示す説明図である。ここに示す位置検出部５０は、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように、位置検出用光源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。なお、Ｘ座標およびＹ座標を検出するための構成は同様であるため、以下の説明ではＸ座標を求める場合のみを説明する。

図５（ａ）に示すように、本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、光源駆動回路１４０は、Ｘ座標検出用第１期間では可変抵抗１１１を介して複数の位置検出用光源１２の各々に所定電流値の駆動パルスを印加し、Ｘ座標検出用第２期間では可変抵抗１１２および反転回路１１３を介して複数の位置検出用光源１２の各々に所定電流値の駆動パルスを印加するものとして表される。従って、光源駆動回路１４０は、Ｘ座標検出用第１期間とＸ座標検出用第２期間とでは、位置検出用光源１２に対して逆相の駆動パルスを印加することになる。そして、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を形成した際の位置検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射した光が共通の光検出器３０で受光されるとともに、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を形成した際の位置検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射した光が共通の光検出器３０で受光される。光強度信号生成回路１５０において、光検出器３０には、１ｋΩ程度の抵抗３０ｒが直列に電気的接続されており、それらの両端にはバイアス電圧Ｖｂが印加されている。

かかる光強度信号生成回路１５０において、光検出器３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｐ１には、位置検出部５０が電気的に接続されている。光検出器３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｐ１から出力される検出信号Ｖｃは、下式
Ｖｃ＝Ｖ30／（Ｖ30＋抵抗３０ｒの抵抗値）
Ｖ30：光検出器３０の等価抵抗
で表される。従って、環境光が光検出器３０に入射しない場合と、環境光が光検出器３０に入射している場合とを比較すると、環境光が光検出器３０に入射している場合には、検出信号Ｖｃのレベルおよび振幅が大きくなる。

位置検出部５０は概ね、位置検出用信号抽出回路１９０、位置検出用信号分離回路１７０、および発光強度補償指令回路１８０を備えている。

位置検出用信号抽出回路１９０は、１ｎＦ程度のキャパシタからなるフィルター１９２を備えており、かかるフィルター１９２は、光検出器３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｐ１から出力された信号から直流成分を除去するハイパスフィルターとして機能する。このため、フィルター１９２によって、光検出器３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｐ１から出力された検出信号Ｖｃからは、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間における光検出器３０による位置検出光Ｌ２の位置検出信号Ｖｄが抽出される。すなわち、位置検出光Ｌ２は変調されているのに対して、環境光はある期間内において強度が一定であると見なすことができるので、環境光に起因する低周波成分あるいは直流成分はフィルター１９２によって除去される。

また、位置検出用信号抽出回路１９０は、フィルター１９２の後段に、２２０ｋΩ程度の帰還抵抗１９４を備えた加算回路１９３を有しており、フィルター１９２によって抽出された位置検出信号Ｖｄは、バイアス電圧Ｖｂの１／２倍の電圧Ｖ／２に重畳された位置検出信号Ｖｓとして位置検出用信号分離回路１７０に出力される。

位置検出用信号分離回路１７０は、Ｘ座標検出用第１期間において位置検出用光源１２に印加される駆動パルスに同期してスイッチング動作を行なうスイッチ１７１と、比較器１７２と、比較器１７２の入力線に各々、電気的接続されたキャパシタ１７３とを備えている。このため、位置検出信号Ｖｓが位置検出用信号分離回路１７０に入力されると、位置検出用信号分離回路１７０から発光強度補償指令回路１８０には、Ｘ座標検出用第１期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａと、Ｘ座標検出用第２期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂとが交互に出力される。

発光強度補償指令回路１８０は、実効値Ｖｅａ、Ｖｅｂを比較して、図５（ｂ）に示す処理を行ない、Ｘ座標検出用第１期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａと、Ｘ座標検出用第２期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂとが同一レベルとなるように光源駆動回路１４０に制御信号Ｖｆを出力する。すなわち、発光強度補償指令回路１８０は、Ｘ座標検出用第１期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａと、Ｘ座標検出用第２期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂとを比較して、それらが等しい場合、現状の駆動条件を維持させる。これに対して、Ｘ座標検出用第１期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａが、Ｘ座標検出用第２期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂより低い場合、発光強度補償指令回路１８０は、可変抵抗１１１の抵抗値を下げさせてＸ座標検出用第１期間での位置検出用光源１２からの出射光量を高める。また、Ｘ座標検出用第２期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂが、Ｘ座標検出用第１期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａより低い場合、発光強度補償指令回路１８０は、可変抵抗１１２の抵抗値を下げさせてＸ座標検出用第２期間の出射光量を高める。

このようにして、位置検出機能付き表示装置１００では位置検出部５０の発光強度補償指令回路１８０によって、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間での光検出器３０による検出量が同一となるように、位置検出用光源１２の制御量（電流量）を制御する。従って、発光強度補償指令回路１８０には、Ｘ座標検出用第１期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａと、Ｘ座標検出用第２期間での位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂとが同一レベルとなるような位置検出用光源１２に対する制御量に関する情報が存在するので、かかる情報を位置検出信号ＶｇとしてＸ座標検出部５１に出力すれば、Ｘ座標検出部５１は、検出領域１０Ｒにおける対象物体ＯｂのＸ座標を得ることができる。また、同様な原理を利用すれば、検出領域１０Ｒにおける対象物体ＯｂのＹ座標を得ることができる。

また、本形態では、位置検出用信号抽出回路１９０において、フィルター１９２は、光検出器３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｐ１から出力された検出信号Ｖｃから、環境光に起因する直流成分を除去して位置検出信号Ｖｄを抽出する。このため、光検出器３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｐ１から出力された検出信号Ｖｃに環境光の赤外成分に起因する信号成分が含まれている場合でも、かかる環境光の影響をキャンセルすることができる。

（Ｘ座標検出動作）
図６および図７を参照して、本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する動作を説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置１００における位置検出用光源１２に対する制御内容を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、対象物体ＯｂのＸ座標を検出する際の制御内容を示す説明図であり、図６（ｃ）、（ｄ）は、対象物体ＯｂのＹ座標を検出する際の制御内容を示す説明図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る位置検出機能付き表示装置で形成した位置検出光の強度分布の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、対象物体ＯｂのＸ座標を検出する際のＸ座標検出用強度分布の説明図であり、図７（ｃ）、（ｄ）は、対象物体ＯｂのＹ座標を検出する際のＹ座標検出用強度分布の説明図である。なお、図６では、位置検出用光源１２に右上がりの斜線を付してある。

本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出するには、以下に説明するＸ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間によってＸ座標を検出し、Ｙ座標検出用第１期間およびＹ座標検出用第２期間によってＹ座標を検出する。さらに、本形態の位置検出機能付き表示装置１００においては、Ｚ座標検出期間によってＺ座標を検出する。ここで、Ｘ座標検出用第１期間〜Ｚ座標検出期間の各時間は例えば数ｍｓｅｃ程度である。

より具体的には、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＸ座標を検出するには、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、図３に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が光源駆動回路１４０を介して位置検出用光源１２を制御し、図６（ａ）に示すように、複数の位置検出用光源１２のうち、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向けて位置検出用光源１２での発光量を低下させる。その際、Ｙ軸方向で並ぶ位置検出用光源１２においては発光量が等しい。その結果、図７（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第１強度分布）が形成される。本形態のＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａでは、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少しており、Ｙ軸方向では強度が一定である。かかるＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａでは、Ｘ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有しているため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｘ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。

次に、Ｘ座標検出用第２期間においては、図３に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が光源駆動回路１４０を介して位置検出用光源１２を制御し、図６（ｂ）に示すように、Ｘ座標検出用第１期間とは逆に、複数の位置検出用光源１２のうち、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向けて位置検出用光源１２での発光量を低下させる。その際、Ｙ軸方向で並ぶ位置検出用光源１２においては発光量が等しい。その結果、図７（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第２強度分布）が形成される。本形態のＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂでは、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少しており、Ｙ軸方向では強度が一定である。かかるＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂでは、Ｘ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有しているため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｘ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。

従って、Ｘ座標検出用第１期間において光検出器３０で検出された光量と、Ｘ座標検出用第２期間において光検出器３０で検出された光量との差あるいは比は、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。それ故、位置検出部５０の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での検出結果、およびＸ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。

（Ｙ座標検出動作）
検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＹ座標を検出するには、まず、Ｙ座標検出用第１期間において、図３に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が光源駆動回路１４０を介して位置検出用光源１２を制御し、図６（ｃ）に示すように、複数の位置検出用光源１２のうち、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向けて位置検出用光源１２での発光量を低下させる。その際、Ｘ軸方向で並ぶ位置検出用光源１２においては発光量が等しい。その結果、図７（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第１強度分布）が形成される。本形態のＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａでは、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少しており、Ｘ軸方向では強度が一定である。かかるＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａでは、Ｙ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有しているため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｙ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。

次に、Ｙ座標検出用第２期間においては、図３に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が光源駆動回路１４０を介して位置検出用光源１２を制御し、図６（ｄ）に示すように、Ｙ座標検出用第１期間とは逆に、複数の位置検出用光源１２のうち、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向けて位置検出用光源１２での発光量を低下させる。その際、Ｘ軸方向で並ぶ位置検出用光源１２においては発光量が等しい。その結果、図７（ｄ）に示すように、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第２強度分布）が形成される。本形態のＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂでは、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が連続的に略直線的に減少しており、Ｘ軸方向では強度が一定である。かかるＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂでは、Ｙ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有しているため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｙ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂにおける位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。

従って、Ｙ座標検出用第１期間において光検出器３０で検出された光量と、Ｙ座標検出用第２期間において光検出器３０で検出された光量との差あるいは比は、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。それ故、位置検出部５０の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での検出結果、およびＹ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出結果に基づいて、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）
本形態の位置検出機能付き表示装置１００において、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＺ座標を検出するには、位置検出用光源１２の全てを点灯させる。その結果、画像表示領域２０ＲからＺ軸方向に離間する方向に向けて位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＺ座標検出用強度分布が形成される。かかるＺ座標検出用強度分布では、Ｚ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。このため、対象物体Ｏｂで反射して光検出器３０で検出される光量は、Ｚ座標検出用強度分布における位置検出光Ｌ２の強度と比例し、対象物体Ｏｂの位置によって規定される値である。従って、位置検出部５０のＺ座標検出部５３は、Ｚ座標検出期間における光検出器３０の検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の位置検出機能付き表示装置１００では、位置検出用光源１２が位置検出光Ｌ２を出射すると、位置検出光Ｌ２は検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布を形成する。従って、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂによって位置検出光Ｌ２が反射すると、かかる光は、光検出器３０によって検出される。従って、検出領域１０Ｒ内での位置と位置検出光Ｌ２の強度との関係を予め把握しておけば、光検出器３０の受光結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。それ故、位置検出用光源１２や光検出器３０の数にかかわらず、高い分解能をもって対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。よって、本形態によれば、分解能に対応する多数の発光ダイオードやフォトトランジスターを検出領域１０Ｒに配置しなくても、対象物体Ｏｂの位置を高い分解能で検出することができる。また、位置検出光Ｌ２は赤外光であるため、画像の視認が妨げられることがない。

また、光源駆動部１４は、Ｘ軸方向でずれた位置に設けられた位置検出用光源１２の間で発光量を相違させることにより、互いに逆向きのＸ座標検出用強度分布（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）を形成するので、対象物体ＯｂのＸ座標を確実に検出することができる。また、光源駆動部１４は、Ｙ軸方向でずれた位置に設けられた位置検出用光源１２の間で発光量を相違させることにより、互いに逆向きのＹ座標検出用強度分布（Ｙ座標検出用第１強度分布Ｌ２ＹａおよびＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂ）を形成するので、対象物体ＯｂのＹ座標を確実に検出することができる。

また、位置検出用光源１２は、画像表示領域２０Ｒ内において表示用発光素子６と隣り合う位置に分散して配置されている。このため、検出領域１０Ｒが広い場合でも、検出領域１０Ｒの全体に位置検出光Ｌ２の強度分布を好適に形成することができる。

さらに、位置検出用光源１２は発光ダイオードであるため、赤外ランプなど、大型で高価な光源を用いる必要がないので、小型かつ安価な位置検出機能付き表示装置１００を実現することができる。

［実施の形態１の変形例］
上記実施の形態１では、位置検出用光源１２をＸ軸方向およびＹ軸方向に整列させたが、位置検出用光源１２Ｘ軸方向およびＹ軸方向に斜めに配置する等、位置検出用光源１２のレイアウトについては、必要に応じて変更してもよい。

［実施の形態２］
（位置検出機能付き表示装置の全体構成）
図８は、本発明の実施の形態２に係る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８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）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、表示用発光素子を通る位置で位置検出機能付き表示装置を切断したときの縦断面図、および位置検出用光源を通る位置で位置検出機能付き表示装置を切断したときの縦断面図である。図９は、本発明の実施の形態２に係る位置検出機能付き表示装置の画像表示領域に発光素子が配列されている様子を模式的に示す説明図である。図１０は、図９に示す４つの位置検出用光源を１つずつ点灯させた際に検出領域１０Ｒに形成される位置検出光の強度分布を示す説明図である。なお、図９では、位置検出用光源に右上がりの斜線を付してある。また、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図８および図９に示す位置検出機能付き表示装置１００も、実施の形態１と同様、ＸＹ平面に表示面を備えた表示装置であり、ＸＹ平面に拡がる直視型の表示パネル８を備えている。表示パネル８の略中央には画像表示領域２０Ｒが設けられており、表示パネル８において画像が視認される表面側８ａには透光性のカバー８９が被せられている。表示パネル８の画像表示領域２０Ｒには複数の表示用発光素子６が配列されており、複数の表示用発光素子６は、発光ダイオードまたはエレクトロルミネッセンス素子である。表示用発光素子６は各々、各色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）)に対応しており、複数の表示用発光素子６は各々、各色の光Ｌ１を出射する。

また、位置検出機能付き表示装置１００において、検出領域１０Ｒに対して表示用発光素子６が位置する側では、検出領域１０Ｒに向けて位置検出光Ｌ２を出射する複数の位置検出用光源１２が表示パネル８上に設けられており、検出領域１０Ｒの側方には光検出器３０が設けられている。ここで、画像表示領域２０Ｒと検出領域１０ＲとはＺ軸方向で重なっている。位置検出用光源１２は発光ダイオードからなり、検出領域１０Ｒに対して赤外光からなる位置検出光Ｌ２を発散光として出射する。受光素子６５はフォトダイオードからなり、画像表示領域２０Ｒに沿う方向に受光部３１を向けている。従って、光検出器３０は、対象物体Ｏｂで反射した位置検出光Ｌ３を検出可能である。

本形態において、位置検出用光源１２は、検出領域１０Ｒおよび画像表示領域２０Ｒの角に相当する部分に計４つの位置検出用光源１２Ａ〜１２Ｄとして配置されており、かかる数に対応させて、本形態では、図３に示す光源駆動回路１４０の数も４つである。

このように構成した位置検出機能付き表示装置１００において、位置検出用光源１２Ａが点灯し、他の位置検出用光源１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが消灯状態にある場合、図１０（ａ）に示すように、検出領域１０Ｒに形成される位置検出光Ｌ２の強度は、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１で大であり、そこからＹ軸方向の他方側Ｙ２に離間するに伴って連続的に低下していく。また、位置検出光Ｌ２の強度は、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１で大であり、そこからＸ軸方向の他方側Ｘ２に離間するに伴って連続的に低下していく。

位置検出用光源１２Ｂが点灯し、他の位置検出用光源１２Ａ、１２Ｃ、１２Ｄが消灯状態にある場合、図１０（ｂ）に示すように、検出領域１０Ｒに形成される位置検出光Ｌ２の強度は、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１で大であり、そこからＹ軸方向の他方側Ｙ２に離間するに伴って連続的に低下していく。また、位置検出光Ｌ２の強度は、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２で大であり、そこからＸ軸方向の一方側Ｘ１に離間するに伴って連続的に低下していく。

位置検出用光源１２Ｃが点灯し、他の位置検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｄが消灯状態にある場合、図１０（ｃ）に示すように、検出領域１０Ｒに形成される位置検出光Ｌ２の強度は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２で大であり、そこからＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間するに伴って連続的に低下していく。また、位置検出光Ｌ２の強度は、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１で大であり、そこからＸ軸方向の他方側Ｘ２に離間するに伴って連続的に低下していく。

位置検出用光源１２Ｄが点灯し、他の位置検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが消灯状態にある場合、図１０（ｄ）に示すように、検出領域１０Ｒに形成される位置検出光Ｌ２の強度は、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２で大であり、そこからＹ軸方向の一方側Ｙ１に離間するに伴って連続的に低下していく。また、位置検出光Ｌ２の強度は、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２で大であり、そこからＸ軸方向の一方側Ｘ１に離間するに伴って連続的に低下していく。

このように構成した位置検出機能付き表示装置１００において検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＸＹ座標を検出する場合も、実施の形態１と同様、Ｘ座標検出用第１期間およびＸ座標検出用第２期間によってＸ座標を検出し、Ｙ座標検出用第１期間およびＹ座標検出用第２期間によってＹ座標を検出する。さらに、本形態の位置検出機能付き表示装置１００においては、Ｚ座標検出期間によってＺ座標を検出する。

より具体的には、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＸ座標を検出するには、まず、Ｘ座標検出用第１期間において、図３に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が光源駆動回路１４０を介して位置検出用光源１２を制御し、複数の位置検出用光源１２のうち、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１に位置する位置検出用光源１２Ａ、１２Ｃを点灯させ、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２に位置する他の位置検出用光源１２Ｂ、１２Ｄを消灯させる。その結果、図１０（ａ）に示す強度分布と、図１０（ｃ）に示す強度分布とが合成される結果、実施の形態１と同様、図７（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＸ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｘａ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第１強度分布）が形成される。

次に、Ｘ座標検出用第２期間においては、図３に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が光源駆動回路１４０を介して位置検出用光源１２を制御し、複数の位置検出用光源１２のうち、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１に位置する位置検出用光源１２Ａ、１２Ｃを消灯させ、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２に位置する他の位置検出用光源１２Ｂ、１２Ｄを点灯させる。その結果、図１０（ｂ）に示す強度分布と、図１０（ｄ）に示す強度分布とが合成される結果、実施の形態１と同様、図７（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＸ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｘｂ（第１座標検出用強度分布／第１座標検出用第２強度分布）が形成される。それ故、位置検出部５０の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での検出結果、およびＸ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。

検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＹ座標を検出するには、まず、Ｙ座標検出用第１期間において、図３に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が光源駆動回路１４０を介して位置検出用光源１２を制御し、複数の位置検出用光源１２のうち、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１に位置する位置検出用光源１２Ａ、１２Ｂを点灯させ、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に位置する他の位置検出用光源１２Ｃ、１２Ｄを消灯させる。その結果、図１０（ａ）に示す強度分布と、図１０（ｂ）に示す強度分布とが合成される結果、実施の形態１と同様、図７（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＹ座標検出用第１強度分布Ｌ２Ｙａ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第１強度分布）が形成される。

次に、Ｙ座標検出用第２期間においては、図３に示す光源駆動部１４の光源制御部１４５が光源駆動回路１４０を介して位置検出用光源１２を制御し、複数の位置検出用光源１２のうち、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１に位置する位置検出用光源１２Ａ、１２Ｂを消灯させ、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２に位置する他の位置検出用光源１２Ｃ、１２Ｄを点灯させる。その結果、図１０（ｃ）に示す強度分布と、図１０（ｄ）に示す強度分布とが合成される結果、実施の形態１と同様、図７（ｄ）に示すように、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＹ座標検出用第２強度分布Ｌ２Ｙｂ（第２座標検出用強度分布／第２座標検出用第２強度分布）が形成される。それ故、位置検出部５０の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での検出結果、およびＹ座標検出用第２期間における光検出器３０での検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。

なお、検出領域１０Ｒ内の対象物体ＯｂのＺ座標を検出するには、位置検出用光源１２Ａ〜１２Ｄの全てを点灯させる。その結果、画像表示領域２０ＲからＺ軸方向に離間する方向に向けて位置検出光Ｌ２の強度が単調減少するＺ座標検出用強度分布が形成される。かかるＺ座標検出用強度分布では、Ｚ軸方向における位置と位置検出光Ｌ２の強度とが一定の関係を有している。従って、位置検出部５０のＺ座標検出部５３は、Ｚ座標検出期間における光検出器３０の検出結果に基づいて、対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。

以上説明したように、本形態の位置検出機能付き表示装置１００でも、実施の形態１と同様、位置検出用光源１２が位置検出光Ｌ２を出射すると、位置検出光Ｌ２は検出領域１０Ｒに位置検出光Ｌ２の強度分布を形成する。従って、検出領域１０Ｒ内の対象物体Ｏｂによって位置検出光Ｌ２が反射すると、かかる光は、光検出器３０によって検出される。従って、検出領域１０Ｒ内での位置と位置検出光Ｌ２の強度との関係を予め把握しておけば、光検出器３０の受光結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。それ故、位置検出用光源１２や光検出器３０の数にかかわらず、高い分解能をもって対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。よって、本形態によれば、分解能に対応する多数の発光ダイオードやフォトトランジスターを検出領域１０Ｒに配置しなくても、対象物体Ｏｂの位置を高い分解能で検出することができるなど、実施の形態１と略同様な効果を奏する。

また、位置検出用光源１２は、画像表示領域１０Ｒの角に相当する位置に計４つ配置されているため、位置検出用光源１２の数が少なくてよいという利点がある。

６・・表示用発光素子、８・・表示パネル、１０Ｒ・・検出領域、１２・・位置検出用光源、１４・・光源駆動部、３０・・光検出器、５０・・位置検出部、１００・・位置検出機能付き表示装置、Ｏｂ・・対象物体

Claims (9)

1. 画像表示領域に対して画像が視認される側に設定された検出領域内の対象物体の位置を検出する位置検出機能付き表示装置であって、
   前記画像表示領域に配列された複数の表示用発光素子と、
   前記検出領域に対して前記表示用発光素子が位置する側に設けられ、前記検出領域に向けて位置検出光を出射する複数の位置検出用光源と、
   前記複数の位置検出用光源を制御して前記検出領域に前記位置検出光の強度分布を形成する位置検出用光源駆動部と、
   前記検出領域内の前記対象物体により反射した前記位置検出光を検出する光検出器と、
   該光検出器での検出結果に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、
   を有していることを特徴とする位置検出機能付き表示装置。
2. 前記位置検出用光源駆動部は、前記複数の位置検出用光源を制御して、前記強度分布として、第１方向で強度が変化する第１座標検出用強度分布と、当該第１方向に交差する第２方向で強度が変化する第２座標検出用強度分布と、を異なるタイミングで形成することを特徴とする請求項１に記載の位置検出機能付き表示装置。
3. 前記位置検出用光源は、前記第１方向でずれた複数個所、および前記第２方向でずれた複数個所に設けられ、
   前記位置検出用光源駆動部は、前記第１座標検出用強度分布を形成する際、前記第１方向でずれた位置に設けられた前記位置検出用光源の間で発光量を相違させ、前記第２座標検出用強度分布を形成する際、前記第２方向でずれた位置に設けられた前記位置検出用光源の間で発光量を相違させることを特徴とする請求項２に記載の位置検出機能付き表示装置。
4. 前記位置検出用光源は、前記画像表示領域において前記表示用発光素子と隣り合う位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の位置検出機能付き表示装置。
5. 前記位置検出用光源は、前記画像表示領域の角に相当する位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の位置検出機能付き表示装置。
6. 前記位置検出用光源駆動部は、前記第１座標検出用強度分布として、前記第１方向の一方側から他方側に向かって前記位置検出光の強度が低下する第１座標検出用第１強度分布と、前記第１方向の他方側から一方側に向かって位置検出光の強度が低下する第１座標検出用第２強度分布と、を異なるタイミングで形成し、前記第２座標検出用強度分布として、前記第２方向の一方側から他方側に向かって前記位置検出光の強度が低下する第２座標検出用第１強度分布と、前記第２方向の他方側から一方側に向かって前記位置検出光の強度が低下する第２座標検出用第２強度分布と、を異なるタイミングで形成することを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の位置検出機能付き表示装置。
7. 前記位置検出用光源は、前記位置検出光として赤外光を出射することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の位置検出機能付き表示装置。
8. 前記位置検出用光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の位置検出機能付き表示装置。
9. 前記表示用発光素子は、発光ダイオードまたはエレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の位置検出機能付き表示装置。