JP2012194129A - Optical position detector and input function equipped-display system - Google Patents

Optical position detector and input function equipped-display system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical position detector that is capable of preventing occurrence of false detection by eliminating influence of electric noise on a light receiving element, and an input function-equipped display system including the optical position detector.SOLUTION: In an optical position detector, a light receiving section 13 receives detection light which is reflected by a target object located in a detection target space in which detection light is emitted in a radial pattern. In the light receiving section 13, a shielding member 14 is provided to partially cover a light receiving plane 131 of a light receiving element 130. In the shielding member 14, an incident section 140 is widen as the section 140 is inclined to one side and the other side from a normal direction to the light receiving plane 131. Hence, in the light receiving intensity at the light receiving element 130, difference is small between detection light incoming from the normal direction to the light receiving plane 131 and detection light incoming from an oblique direction inclined from the normal direction to the light receiving plane 131.

Description

本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムに関するものである。   The present invention relates to an optical position detection device that optically detects the position of a target object, and a display system with an input function including the optical position detection device.

対象物体を光学的に検出する光学式位置検出装置としては、例えば、複数の点光源を互いに離間した位置に設け、複数の点光源の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射した際に、対象物体で反射した検出光が透光部材を透過して受光部で検出されるものが提案されている(特許文献1参照)。また、複数の点光源の各々から出射された検出光を、導光板を介して出射し、対象物体で反射した検出光を受光部で検出する方式の光学式位置検出装置も提案されている(特許文献2、3参照)。   As an optical position detection device for optically detecting a target object, for example, a plurality of point light sources are provided at positions separated from each other, and detection light is directed toward the target object from each of the plurality of point light sources via a translucent member. Has been proposed in which detection light reflected by a target object is transmitted through a translucent member and detected by a light receiving unit (see Patent Document 1). In addition, an optical position detection device has been proposed in which detection light emitted from each of a plurality of point light sources is emitted through a light guide plate, and detection light reflected by a target object is detected by a light receiving unit ( (See Patent Documents 2 and 3).

かかる光学式位置検出装置では、受光部として共通のものを用い、複数の点光源のうちの一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度と、他の一部の点光源が点灯した際の受光部での受光強度との比較結果に基づいて対象物体の位置を検出する。   In such an optical position detection device, a common light receiving unit is used, and the received light intensity at the light receiving unit when some of the point light sources are turned on and the other part of the point light source are The position of the target object is detected based on the comparison result with the received light intensity at the light receiving unit when it is turned on.

特表2003−534554号公報Special Table 2003-534554 特開2010−127671号公報JP 2010-127671 A 特開2009−295318号公報JP 2009-295318 A

しかしながら、特許文献1〜3に記載の構成のままでは、点光源を高い周波数でパルス駆動すると、受光素子において、検出光を受光した際に出力する信号に電気ノイズの影響が及び、誤検出が発生しやすいという問題点がある。特に、受光部に用いた受光素子において、検出光を受光した際に出力する信号は、レベルの低い信号であるため、電気ノイズの影響を受けやすく、誤検出が発生しやすいという問題点がある。しかも、受光素子は、受光面に対する入射角度によって感度が変動するという感度指向性を有しており、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向から検出光が入射した場合には、信号のレベルが極めて低い。このため、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向に対象物体が位置する場合には特に、電気ノイズの影響によって、誤検出が発生しやすいという問題点がある。   However, with the configuration described in Patent Documents 1 to 3, when the point light source is pulse-driven at a high frequency, the signal output when the detection light is received in the light receiving element is affected by electrical noise, and erroneous detection may occur. There is a problem that it is likely to occur. In particular, in the light receiving element used in the light receiving section, the signal output when receiving the detection light is a low level signal, and therefore, there is a problem that it is easily affected by electrical noise and erroneous detection is likely to occur. . In addition, the light receiving element has sensitivity directivity that the sensitivity varies depending on the incident angle with respect to the light receiving surface, and when the detection light enters from a direction greatly inclined from the normal direction to the light receiving surface, the signal level Is extremely low. For this reason, there is a problem that false detection is likely to occur due to the influence of electrical noise, particularly when the target object is located in a direction greatly inclined from the normal direction to the light receiving surface.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、受光素子に対する電気ノイズに対する影響を阻止することにより、誤検出の発生を防止することのできる光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムを提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an optical position detection device capable of preventing the occurrence of erroneous detection by preventing the influence of electrical noise on the light receiving element, and the optical position detection device. It is providing the display system with an input function provided with.

また、本発明の課題は、さらに、受光素子の受光面に対して法線方向から大きく傾いた方向から検出光が入射した場合でも、誤検出の発生を防止することのできる光学式位置検出装置、および当該光学式位置検出装置を備えた入力機能付き表示システムを提供することにある。   In addition, an object of the present invention is to provide an optical position detection device that can prevent erroneous detection even when detection light is incident from a direction greatly inclined from the normal direction with respect to the light receiving surface of the light receiving element. And a display system with an input function including the optical position detection device.

上記課題を解決するために、本発明に係る光学式位置検出装置は、検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、前記受光部での受光強度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、前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、を備えていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an optical position detection device according to the present invention receives a light source unit that emits detection light and the detection light reflected by a target object located in a space from which the detection light is emitted. A light receiving unit; and a position detection unit that detects a position of the target object based on a light reception intensity at the light receiving unit. The light receiving unit includes a light receiving element and the detection light on a light receiving surface of the light receiving element. And a light-shielding shield member that partially covers the light-receiving surface with an incident portion that makes the light incident.

本発明に係る光学式位置検出装置において、光源部は、検出光を出射するとともに、受光部は、検出光が出射された空間に位置する対象物体で反射した検出光を受光する。ここで、受光部での受光強度は、対象物体の位置に対応するので、位置検出部は、受光部での受光強度に基づいて対象物体の位置を検出することができる。ここで、受光部は、受光素子と、受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材とを備えているため、光源部をパルス駆動した場合でも、電気ノイズが受光素子に侵入することをシールド部材によって防止することができる。また、受光素子が検出光を受光した際に出力する信号のレベルが極めて低い場合でも、電気ノイズの影響を阻止することができる。それ故、本発明によれば、電気ノイズに起因する誤検出の発生を防止することができる。   In the optical position detection apparatus according to the present invention, the light source unit emits detection light, and the light receiving unit receives detection light reflected by a target object located in a space where the detection light is emitted. Here, since the received light intensity at the light receiving unit corresponds to the position of the target object, the position detecting unit can detect the position of the target object based on the received light intensity at the light receiving unit. Here, since the light receiving unit includes a light receiving element and a light shielding shield member that partially covers the light receiving surface with an incident unit that allows the detection light to enter the light receiving surface of the light receiving element, the light source unit is pulse-driven. Even in this case, the shield member can prevent electrical noise from entering the light receiving element. Further, even when the level of a signal output when the light receiving element receives detection light is extremely low, the influence of electrical noise can be prevented. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent erroneous detection due to electrical noise.

本発明において、前記受光面において、該受光面に対する法線方向から一方側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量および前記法線方向から前記一方側とは反対側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量が、前記法線方向から前記入射部を介して入射する光量より大であることが好ましい。かかる構成によれば、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向からでも、検出光が十分な光量をもって受光面に到達する。このため、受光素子の感度指向性の影響で、受光面に対する法線方向から大きく傾いた方向から入射する検出光に対する感度が低い場合でも、信号のレベルが著しく低くなることを防止することができる。それ故、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体の位置を検出することができる。   In the present invention, the light receiving surface is inclined from the oblique direction inclined to the one side from the normal direction with respect to the light receiving surface through the incident portion and inclined from the normal direction to the opposite side to the one side. It is preferable that the amount of light incident through the incident portion from an oblique direction is greater than the amount of light incident through the incident portion from the normal direction. According to such a configuration, the detection light reaches the light receiving surface with a sufficient amount of light even from a direction greatly inclined from the normal direction to the light receiving surface. For this reason, even when the sensitivity to the detection light incident from a direction greatly inclined from the normal direction to the light receiving surface is low due to the sensitivity directivity of the light receiving element, it is possible to prevent the signal level from being significantly lowered. . Therefore, the position of the target object can be detected with sufficient accuracy over a wide angle range.

本発明において、前記入射部は、前記一方側および前記反対側に対して直交する方向の幅寸法が、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大である構成を採用することができる。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、斜め方向から入射する検出光を十分な光量をもって受光面に到達させることができる。   In the present invention, the incident portion is inclined in the width direction in the direction orthogonal to the one side and the opposite side from the normal direction to the one side from a portion located in the normal direction to the light receiving surface. It is possible to adopt a configuration that is large in a portion located in an oblique direction and a portion located in an oblique direction inclined to the opposite side from the normal direction. According to this configuration, detection light incident from an oblique direction can reach the light receiving surface with a sufficient amount of light with a relatively simple configuration.

本発明において、前記入射部は、前記一方側および前記反対側に向けて延在する第1入射部と、該第1入射部に対して前記一方側および前記反対側に直交する方向で隣り合う位置で前記一方側および前記反対側に向けて延在する第2入射部と、を備え、前記第1入射部を介して前記受光面に入射する光量と、前記第2入射部を介して前記受光面に入射する光量とが異なることが好ましい。かかる構成によれば、第1入射部と第2入射部とが並んでいる方向に傾いた斜め方向から受光素子に入射する検出光の受光バランスを調整することができる。   In this invention, the said incident part adjoins the 1st incident part extended toward the said one side and the said opposite side in the direction orthogonal to the said one side and the said opposite side with respect to this 1st incident part. A second incident part extending toward the one side and the opposite side at a position, and a light quantity incident on the light receiving surface via the first incident part, and the second incident part via the second incident part. It is preferable that the amount of light incident on the light receiving surface is different. According to this configuration, it is possible to adjust the light reception balance of the detection light incident on the light receiving element from the oblique direction inclined in the direction in which the first incident portion and the second incident portion are aligned.

本発明において、前記入射部には、導電性のメッシュ層が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、入射部に相当する部分でもシールドを行うことができる。   In this invention, it is preferable that the said incident part is provided with the electroconductive mesh layer. According to such a configuration, it is possible to shield the portion corresponding to the incident portion.

この場合、前記メッシュ層の開口密度は、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大であることが好ましい。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、斜め方向から入射する検出光を十分な光量をもって受光面に到達させることができる。   In this case, the aperture density of the mesh layer is such that the portion located in the oblique direction inclined to the one side from the normal direction and the opposite side from the normal direction than the portion located in the normal direction with respect to the light receiving surface It is preferable that it is large at a portion located in an oblique direction inclined to the angle. According to this configuration, detection light incident from an oblique direction can reach the light receiving surface with a sufficient amount of light with a relatively simple configuration.

本発明において、前記入射部には、導電性および前記検出光に対する透光性を有する透光層が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、入射部に相当する部分でもシールドを行うことができる。   In the present invention, it is preferable that the incident portion is provided with a light-transmitting layer having conductivity and a light-transmitting property with respect to the detection light. According to such a configuration, it is possible to shield the portion corresponding to the incident portion.

この場合、前記透光層の厚さは、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で薄い構成を採用することができる。かかる構成によれば、比較的簡素な構成で、斜め方向から入射する検出光を十分な光量をもって受光面に到達させることができる。   In this case, the thickness of the light-transmitting layer may be a portion positioned in an oblique direction inclined to the one side from the normal direction and the opposite direction from the normal direction than the portion positioned in the normal direction with respect to the light receiving surface. A thin structure can be adopted in a portion located in an oblique direction inclined to the side. According to this configuration, detection light incident from an oblique direction can reach the light receiving surface with a sufficient amount of light with a relatively simple configuration.

本発明において、前記光源部は、第1方向、該第1方向に直交する第2方向、および前記第1方向と前記第2方向とに直交する第3方向のうち、前記第1方向および前記第2方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射することが好ましい。かかる構成によれば、広い空間にわたって検出光を出射することができるので、検出対象空間が広い。   In the present invention, the light source unit includes a first direction, a second direction orthogonal to the first direction, and a third direction orthogonal to the first direction and the second direction. It is preferable that the detection light is emitted radially so as to follow a virtual plane defined from the second direction. According to such a configuration, since the detection light can be emitted over a wide space, the detection target space is wide.

本発明において、前記光源部は、第1期間中、前記検出光の出射強度を当該検出光の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少させ、第2期間中、前記検出光の出射強度を前記放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少させ、前記位置検出部は、前記第1期間における前記受光部の受光強度と前記第2期間における前記受光部の受光強度との比較結果において、前記第1期間における前記受光部の受光強度と前記第2期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第1期間における前記光源部に対する第1駆動電流値と前記第2期間における前記光源部に対する第2駆動電流値との比較結果に基づいて、前記対象物体の位置を検出することが好ましい。かかる構成によれば、受光素子に感度変化が発生しても、誤検出が発生しない等の利点がある。   In the present invention, the light source unit decreases the emission intensity of the detection light during the first period from one side to the other side of the emission angle range of the detection light, and emits the detection light during the second period. The intensity is decreased from the other side of the radiation angle range toward the one side, and the position detection unit compares the received light intensity of the light receiving unit in the first period with the received light intensity of the light receiving unit in the second period. As a result, the first driving current value for the light source unit in the first period when the light receiving intensity of the light receiving unit in the first period is equal to the light receiving intensity in the light receiving unit in the second period, and It is preferable to detect the position of the target object based on a comparison result with a second drive current value for the light source unit in the second period. According to such a configuration, there is an advantage that no erroneous detection occurs even if a sensitivity change occurs in the light receiving element.

本発明において、前記シールド部材には、グランド電位が印加されていることが好ましい。かかる構成によれば、シールド専用の電位を生成しなくても、シールド部材にシールド電位を印加することができる。   In the present invention, it is preferable that a ground potential is applied to the shield member. According to such a configuration, the shield potential can be applied to the shield member without generating a potential dedicated to the shield.

本発明に係る光学式位置検出装置は、入力機能付き表示システム等、各種のシステムに利用することができる。例えば、画像が表示される表示面を備えた表示装置と、前記表示面に沿う方向の対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記画像が切り換えられる入力機能付き表示システムにおいて、本発明を適用した光学式位置検出装置を入力装置として用いることができる。また、画像を投射する画像投射装置と、画像の投射方向と交差する方向の対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記画像が切り換えられる入力機能付き表示システムにおいて、本発明を適用した光学式位置検出装置を入力装置として用いることができる。さらにまた、他のシステムとしては、電子ペーパーに対する入力システムや、入力機能付きウインドウシステムや、入力機能付きアミューズメントシステムに用いることができる。   The optical position detection apparatus according to the present invention can be used in various systems such as a display system with an input function. For example, a display device having a display surface on which an image is displayed and an optical position detection device that optically detects the position of a target object in a direction along the display surface, the optical position detection device In the display system with an input function in which the image is switched based on the position detection result of the target object in the above, the optical position detection device to which the present invention is applied can be used as the input device. Further, the image projection apparatus for projecting an image, and an optical position detection apparatus for optically detecting the position of the target object in a direction intersecting the image projection direction, the optical position detection apparatus In the display system with an input function in which the image is switched based on the position detection result of the target object, the optical position detection device to which the present invention is applied can be used as the input device. Furthermore, as another system, it can be used for an input system for electronic paper, a window system with an input function, and an amusement system with an input function.

本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the principal part of the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。It is explanatory drawing of the light receiving / emitting unit of the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図2に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the principal part of the light emitting / receiving unit shown in FIG. 図3に示す受発光ユニットに構成した光源部の構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the light source part comprised in the light emitting / receiving unit shown in FIG. 本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置の電気的構成等を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electrical structure etc. of the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置における位置検出原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position detection principle in the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置において対象物体のXY座標データを取得する原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle which acquires the XY coordinate data of a target object in the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置における受光部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the light-receiving part in the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図8に示すシールド部材の入射部の説明図である。It is explanatory drawing of the incident part of the shield member shown in FIG. 本発明の実施の形態2に係る光学式位置検出装置の受光部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the light-receiving part of the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る光学式位置検出装置の受光部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the light-receiving part of the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る光学式位置検出装置の受光部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the light-receiving part of the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5に係る光学式位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。It is explanatory drawing of the light receiving / emitting unit of the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. 図13に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the principal part of the light emitting / receiving unit shown in FIG. 本発明の実施の形態6に係る光学式位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。It is explanatory drawing of the light receiving / emitting unit of the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 6 of this invention. 図15に示す受発光ユニットの光源部の説明図である。It is explanatory drawing of the light source part of the light emitting / receiving unit shown in FIG. 本発明の実施の形態7に係る光学式位置検出装置の受発光ユニットの説明図である。It is explanatory drawing of the light receiving / emitting unit of the optical position detection apparatus which concerns on Embodiment 7 of this invention. 本発明を適用した位置検出システムの具体例1(入力機能付き表示システム)の説明図である。It is explanatory drawing of the specific example 1 (display system with an input function) of the position detection system to which this invention is applied. 本発明を適用した位置検出システムの具体例2(入力機能付き表示システム/入力機能付き投射型表示システム)の説明図である。It is explanatory drawing of the specific example 2 (display system with an input function / projection type display system with an input function) of the position detection system to which this invention is applied.

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、互いに交差する方向をX軸方向およびY軸方向とし、X軸方向およびY軸方向に交差する方向をZ軸方向とする。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、Z軸方向の一方側をZ1側とし、他方側をZ2側として表してある。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, directions intersecting each other are defined as an X-axis direction and a Y-axis direction, and directions intersecting the X-axis direction and the Y-axis direction are defined as a Z-axis direction. In the drawings referred to below, one side in the X-axis direction is the X1 side, the other side is the X2 side, one side in the Y-axis direction is the Y1 side, the other side is the Y2 side, and one side in the Z-axis direction. Is the Z1 side and the other side is the Z2 side.

[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図であり、図1(a)、(b)は、光学式位置検出装置を検出光出射空間側の斜め方向からみたときの説明図、および光学式位置検出装置を正面からみたときの説明図である。
[Embodiment 1]
(overall structure)
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the main part of an optical position detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 1 (a) and 1 (b) show the detection light of the optical position detection apparatus. It is explanatory drawing when it sees from the diagonal direction by the side of radiation | emission space, and explanatory drawing when an optical position detection apparatus is seen from the front.

図1において、本形態の位置検出システム1は、対象物体Obの位置を検出する光学式位置検出装置10を有しており、かかる光学式位置検出装置10は、X軸方向およびY軸方向により規定される仮想のXY平面(仮想面)に沿うように放射状に出射した検出光L2を利用して、対象物体Obの位置を検出する。本形態において、位置検出システム1は、XY平面に沿って広がる視認面41をZ軸方向の一方側Z1に備えた視認面構成部材40を有しており、光学式位置検出装置10は、視認面41に沿って検出光L2を出射し、視認面構成部材40に対して視認面41側(Z軸方向の一方側Z1)に位置する対象物体Obの位置を検出する。従って、位置検出システム1の検出対象空間10Rは、光学式位置検出装置10において検出光L2が出射される検出光出射空間であり、検出対象空間10Rには、後述する検出光L2の光強度分布が形成される。かかる位置検出システム1は、光学式位置検出装置10によって、後述する電子黒板等の入力機能付き表示システムや入力機能付き投射型表示システム等として用いることができる。   In FIG. 1, the position detection system 1 according to the present embodiment includes an optical position detection device 10 that detects the position of a target object Ob. The optical position detection device 10 includes an X-axis direction and a Y-axis direction. The position of the target object Ob is detected by using the detection light L2 that is emitted radially along the defined virtual XY plane (virtual plane). In this embodiment, the position detection system 1 includes a viewing surface constituent member 40 that includes a viewing surface 41 that extends along the XY plane on one side Z1 in the Z-axis direction. The detection light L2 is emitted along the surface 41, and the position of the target object Ob located on the viewing surface 41 side (one side Z1 in the Z-axis direction) with respect to the viewing surface constituent member 40 is detected. Accordingly, the detection target space 10R of the position detection system 1 is a detection light emission space from which the detection light L2 is emitted in the optical position detection device 10, and the detection target space 10R includes a light intensity distribution of the detection light L2 described later. Is formed. The position detection system 1 can be used as a display system with an input function such as an electronic blackboard, which will be described later, or a projection display system with an input function, by the optical position detection device 10.

本形態の位置検出システム1において、光学式位置検出装置10は、視認面41(XY平面)に沿って検出光L2を放射状に出射する光源部12(線状光源部)と、検出光L2の出射空間(検出対象空間10R)に位置する対象物体Obで反射した検出光L2(反射光L3)を受光する受光部13とを備えている。   In the position detection system 1 of this embodiment, the optical position detection device 10 includes a light source unit 12 (linear light source unit) that emits the detection light L2 radially along the viewing surface 41 (XY plane), and the detection light L2. And a light receiving unit 13 that receives the detection light L2 (reflected light L3) reflected by the target object Ob located in the emission space (detection target space 10R).

本形態においては、光源部12として、視認面構成部材40に対してY軸方向の一方側Y1に離間する位置で検出対象空間10Rに向く2つの光源部12(第1光源部12Aおよび第2光源部12B)が用いられており、第1光源部12Aと第2光源部12Bとは、X軸方向で離間し、Y軸方向では同一の位置にある。また、本形態においては、受光部13として、視認面構成部材40に対してY軸方向の一方側Y1に離間する位置で検出対象空間10Rに向く第1受光部13Aおよび第2受光部13Bが用いられており、第1受光部13Aと第2受光部13Bとは、X軸方向で離間し、Y軸方向では同一の位置にある。   In the present embodiment, as the light source unit 12, two light source units 12 (the first light source unit 12A and the second light source unit 12A) that face the detection target space 10R at positions separated from the viewing surface constituent member 40 on one side Y1 in the Y-axis direction. The light source unit 12B) is used, and the first light source unit 12A and the second light source unit 12B are separated in the X-axis direction and are in the same position in the Y-axis direction. Further, in the present embodiment, as the light receiving unit 13, the first light receiving unit 13A and the second light receiving unit 13B facing the detection target space 10R at positions separated from the viewing surface constituent member 40 on the one side Y1 in the Y axis direction. The first light receiving unit 13A and the second light receiving unit 13B are separated in the X-axis direction and are in the same position in the Y-axis direction.

ここで、第1受光部13Aは、第1光源部12Aから放射状に出射される検出光L2(検出光L2a)の放射中心位置に配置されており、第1受光部13Aと第1光源部12Aとは第1受発光ユニット15Aとして一体化されている。また、第2受光部13Bは、第2光源部12Bから放射状に出射される検出光L2(検出光L2b)の放射中心位置に配置されており、第2受光部13Bと第2光源部12Bとは第2受発光ユニット15Bとして一体化されている。   Here, 13 A of 1st light-receiving parts are arrange | positioned in the radiation | emission center position of the detection light L2 (detection light L2a) radiate | emitted radially from the 1st light source part 12A, 13A of 1st light-receiving parts and 12 A of 1st light source parts. Is integrated as the first light emitting / receiving unit 15A. The second light receiving unit 13B is disposed at the radiation center position of the detection light L2 (detection light L2b) emitted radially from the second light source unit 12B, and the second light receiving unit 13B, the second light source unit 12B, Are integrated as a second light emitting / receiving unit 15B.

後述するように、2つの光源部12(第1光源部12Aおよび第2光源部12B)は各々、LED(発光ダイオード)等の発光素子からなる光源(点光源)を備えており、ピーク波長が840〜1000nmに位置する赤外光からなる検出光L2(検出光L2a、L2b)を発散光として出射する。受光部13(第1受光部13Aおよび第2受光部13B)は各々、フォトダイオードやフォトトランジスター等の受光素子130を備えており、本形態において、受光素子130は赤外域に感度ピークを備えたフォトダイオードである。   As will be described later, each of the two light source units 12 (the first light source unit 12A and the second light source unit 12B) includes a light source (point light source) including a light emitting element such as an LED (light emitting diode), and has a peak wavelength. Detection light L2 (detection light L2a, L2b) composed of infrared light located at 840 to 1000 nm is emitted as diverging light. Each of the light receiving sections 13 (first light receiving section 13A and second light receiving section 13B) includes a light receiving element 130 such as a photodiode or a phototransistor. In this embodiment, the light receiving element 130 has a sensitivity peak in the infrared region. It is a photodiode.

第1受発光ユニット15Aおよび第2受発光ユニット15Bは、視認面構成部材40よりZ軸方向の一方側Z1に突出した位置にある。また、第1受発光ユニット15Aと第2受発光ユニット15Bとは異なる期間において動作する。従って、第1受発光ユニット15Aにおいて、第1光源部12Aから検出光L2aが出射された際、第1受光部13Aは、検出対象空間10Rに位置する対象物体Obで反射した検出光L2a(反射光L3)を受光する。かかる動作とは異なる期間において、第2受発光ユニット15Bにおいて、第2光源部12Bから検出光L2bが出射された際、第2受光部13Bは、検出対象空間10Rに位置する対象物体Obで反射した検出光L2b(反射光L3)を受光する。   The first light emitting / receiving unit 15A and the second light emitting / receiving unit 15B are located at positions projecting from the viewing surface constituting member 40 to one side Z1 in the Z-axis direction. The first light emitting / receiving unit 15A and the second light emitting / receiving unit 15B operate in different periods. Accordingly, in the first light emitting / receiving unit 15A, when the detection light L2a is emitted from the first light source unit 12A, the first light receiving unit 13A detects the detection light L2a (reflected) reflected by the target object Ob located in the detection target space 10R. Light L3) is received. In a period different from this operation, when the detection light L2b is emitted from the second light source unit 12B in the second light receiving and emitting unit 15B, the second light receiving unit 13B is reflected by the target object Ob located in the detection target space 10R. The detected light L2b (reflected light L3) is received.

(光源部12の具体的構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置10の受発光ユニットの説明図である。図3は、図2に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。図4は、図3に示す受発光ユニットに構成した光源部12の構成を模式的に示す説明図であり、第1期間の第1点灯動作時に検出光L2が出射される様子を示す説明図、および第2期間の第2点灯動作時に検出光L2が出射される様子を示す説明図である。なお、図2では、シールド部材の図示を省略してある。
(Specific configuration of the light source unit 12)
FIG. 2 is an explanatory diagram of the light emitting / receiving unit of the optical position detection device 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a main part of the light emitting / receiving unit shown in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of the light source unit 12 configured in the light receiving and emitting unit illustrated in FIG. 3, and is an explanatory diagram illustrating a state in which the detection light L2 is emitted during the first lighting operation in the first period. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which detection light L2 is emitted during the second lighting operation in the second period. In FIG. 2, the illustration of the shield member is omitted.

図2に示すように、本形態の光学式位置検出装置10において、第1受発光ユニット15Aおよび第2受発光ユニット15Bは同一の構成を有しており、それ故、第1光源部12Aおよび第2光源部12Bも同一の構成を有している。より具体的には、第1受発光ユニット15Aは、Z軸方向からみたときに扇形形状あるいは半円形状を有する光源支持部材150を有している。かかる光源支持部材150は、第1光源支持部材151と第2光源支持部材152とがZ軸方向で重ねられた構造になっており、第1光源支持部材151および第2光源支持部材152は各々、扇形形状あるいは半円形状の鍔部156a、156bを備えている。鍔部156a、156bにより挟まれた部分は、第1光源部12Aから検出光L2が出射される出射部になっており、鍔部156a、156bは、Z軸方向における検出光L2の出射範囲を制限している。   As shown in FIG. 2, in the optical position detection apparatus 10 of the present embodiment, the first light receiving / emitting unit 15A and the second light receiving / emitting unit 15B have the same configuration, and therefore the first light source unit 12A and The second light source unit 12B has the same configuration. More specifically, the first light emitting / receiving unit 15A includes a light source support member 150 having a fan shape or a semicircular shape when viewed from the Z-axis direction. The light source support member 150 has a structure in which a first light source support member 151 and a second light source support member 152 are stacked in the Z-axis direction, and each of the first light source support member 151 and the second light source support member 152 has a structure. The fan-shaped or semi-circular flanges 156a and 156b are provided. The portion sandwiched between the flange portions 156a and 156b is an emission portion from which the detection light L2 is emitted from the first light source portion 12A, and the flange portions 156a and 156b define the emission range of the detection light L2 in the Z-axis direction. Restricted.

第1受発光ユニット15Aにおいて、第1光源部12Aは、検出光L2の出射部として、Z軸方向に重ねて配置された第1光源モジュール126と第2光源モジュール127とを備えている。第1光源部12Aにおいて、第1光源モジュール126と第2光源モジュール127とによってZ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部128になっており、かかる導光部128の奥に第1受光部13Aの受光素子130が配置されている。第2受発光ユニット15Bも、第1受発光ユニット15Aと同様な構成を有しているため、説明を省略する。   In the first light emitting / receiving unit 15A, the first light source unit 12A includes a first light source module 126 and a second light source module 127 that are arranged to overlap in the Z-axis direction as an emitting unit for the detection light L2. In the first light source unit 12 </ b> A, a portion sandwiched between the first light source module 126 and the second light source module 127 in the Z-axis direction is a translucent light guide unit 128. The light receiving element 130 of the first light receiving unit 13A is disposed. Since the second light emitting / receiving unit 15B also has the same configuration as the first light emitting / receiving unit 15A, description thereof is omitted.

図3に示すように、第1受発光ユニット15Aにおいて、第1光源モジュール126および第2光源モジュール127はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる光源120、および円弧状のライトガイドLGを備えている。第2受発光ユニット15Bにおいても、第1受発光ユニット15Aと同様、第1光源モジュール126および第2光源モジュール127はいずれも、発光ダイオード等の発光素子からなる光源120、および円弧状のライトガイドLGを備えている。   As shown in FIG. 3, in the first light receiving and emitting unit 15A, each of the first light source module 126 and the second light source module 127 includes a light source 120 made of a light emitting element such as a light emitting diode, and an arc-shaped light guide LG. ing. In the second light receiving / emitting unit 15B, as in the first light receiving / emitting unit 15A, each of the first light source module 126 and the second light source module 127 includes a light source 120 made of a light emitting element such as a light emitting diode, and an arc-shaped light guide. LG is provided.

図4に示すように、第1光源モジュール126は、光源120として、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる第1光源121を備えているとともに、円弧状のライトガイドLGを備えており、第1光源121は、ライトガイドLGの一方の端部LG1に配置されている。また、第1光源モジュール126は、ライトガイドLGの円弧状の外周面LG3に沿って、光学シートPSおよびルーバーフィルムLF等を備えた円弧状の照射方向設定部LEを備え、ライトガイドLGの円弧状の内周面LG4に沿って、円弧状の反射シートRSを備えている。第2光源モジュール127も、第1光源モジュール126と同様、光源120として、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる第2光源122を備えているとともに、円弧状のライトガイドLGを備えており、第2光源122は、ライトガイドLGの他方の端部LG2に配置されている。また、第2光源モジュール127も、第1光源モジュール126と同様、ライトガイドLGの円弧状の外周面LG3に沿って、光学シートPSおよびルーバーフィルムLF等を備えた円弧状の照射方向設定部LEを備え、ライトガイドLGの円弧状の内周面LG4に沿って、円弧状の反射シートRSを備えている。なお、ライトガイドLGの外周面LG3および内周面LG4のうちの少なくとも一方には、ライトガイドLGからの検出光L2の出射効率を調整するための加工が施されており、かかる加工手法としては、例えば反射ドットを印刷する方式や、スタンパーやインジェクションにより凹凸を付す成型方式や、溝加工方式を採用することができる。第2受発光ユニット15Bも、第1受発光ユニット15Aと同様な構成を有しているため、説明を省略する。   As shown in FIG. 4, the first light source module 126 includes, as the light source 120, a first light source 121 made of a light emitting element such as a light emitting diode that emits infrared light, and an arc-shaped light guide LG. The first light source 121 is disposed at one end LG1 of the light guide LG. The first light source module 126 includes an arc-shaped irradiation direction setting unit LE including the optical sheet PS, the louver film LF, and the like along the arc-shaped outer peripheral surface LG3 of the light guide LG. An arcuate reflecting sheet RS is provided along the arcuate inner circumferential surface LG4. Similarly to the first light source module 126, the second light source module 127 includes a second light source 122 made of a light emitting element such as a light emitting diode that emits infrared light as the light source 120, and an arcuate light guide LG. The second light source 122 is arranged at the other end LG2 of the light guide LG. Similarly to the first light source module 126, the second light source module 127 also has an arcuate irradiation direction setting unit LE provided with an optical sheet PS, a louver film LF, and the like along the arcuate outer circumferential surface LG3 of the light guide LG. And an arcuate reflection sheet RS is provided along the arcuate inner circumferential surface LG4 of the light guide LG. Note that at least one of the outer peripheral surface LG3 and the inner peripheral surface LG4 of the light guide LG is subjected to processing for adjusting the emission efficiency of the detection light L2 from the light guide LG. For example, it is possible to employ a method of printing reflective dots, a molding method of attaching irregularities by a stamper or injection, or a groove processing method. Since the second light emitting / receiving unit 15B also has the same configuration as the first light emitting / receiving unit 15A, description thereof is omitted.

(位置検出部等の構成)
図5は、本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置10の電気的構成等を示す説明図であり、図5(a)、(b)は、制御用ICの構成を示す説明図、および光源に供給される駆動信号の説明図である。
(Configuration of position detector, etc.)
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an electrical configuration and the like of the optical position detection device 10 according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 5A and 5B are explanations showing the configuration of the control IC. It is explanatory drawing of the drive signal supplied to a figure and a light source.

本形態の位置検出システム1に用いた光学式位置検出装置10において、図1〜図4等を参照して説明した第1受発光ユニット15Aおよび第2受発光ユニット15Bは、図5(a)に示す制御用IC70に電気的に接続されている。ここで、制御用IC70は、第1受発光ユニット15Aに電気的接続された第1制御用IC70Aと、第2受発光ユニット15Bに電気的接続された第2制御用IC70Bとからなり、第1受発光ユニット15Aの第1光源部12Aおよび第1受光部13Aは、第1制御用IC70Aに電気的接続されている。また、第2受発光ユニット15Bの第2光源部12Bおよび第2受光部13Bは、第2制御用IC70Bに電気的接続されている。   In the optical position detection apparatus 10 used in the position detection system 1 of the present embodiment, the first light receiving / emitting unit 15A and the second light receiving / emitting unit 15B described with reference to FIGS. Is electrically connected to the control IC 70 shown in FIG. Here, the control IC 70 includes a first control IC 70A electrically connected to the first light emitting / receiving unit 15A and a second control IC 70B electrically connected to the second light receiving / emitting unit 15B. The first light source unit 12A and the first light receiving unit 13A of the light receiving / emitting unit 15A are electrically connected to the first control IC 70A. Further, the second light source unit 12B and the second light receiving unit 13B of the second light emitting / receiving unit 15B are electrically connected to the second control IC 70B.

第1制御用IC70Aおよび第2制御用IC70Bは、同一構成を有しており、いずれも共通の制御装置60に電気的接続されている。まず、第1制御用IC70Aは、基準クロック、A相基準パルス、B相基準パルス、タイミング制御パルス、同期クロック等を生成する複数の回路(図示せず)を有している。また、第1制御用IC70Aは、A相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器75aと、B相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器75bと、パルス発生器75aおよびパルス発生器75bが生成した駆動パルスを第1光源部12Aの第1光源121および第2光源122の何れに印加するかを制御するスイッチ部76とを有している。かかるパルス発生器75a、75b、およびスイッチ部76は光源駆動部51を構成している。   The first control IC 70A and the second control IC 70B have the same configuration, and both are electrically connected to the common control device 60. First, the first control IC 70A has a plurality of circuits (not shown) that generate a reference clock, an A-phase reference pulse, a B-phase reference pulse, a timing control pulse, a synchronous clock, and the like. The first control IC 70A includes a pulse generator 75a that generates a predetermined drive pulse based on the A-phase reference pulse, a pulse generator 75b that generates a predetermined drive pulse based on the B-phase reference pulse, a pulse The switch unit 76 controls which of the first light source 121 and the second light source 122 of the first light source unit 12A is applied with the drive pulse generated by the generator 75a and the pulse generator 75b. The pulse generators 75 a and 75 b and the switch unit 76 constitute the light source driving unit 51.

また、第1制御用IC70Aは、第1受光部13Aでの検出結果を増幅する増幅部等を備えた受光量測定部73と、受光量測定部73での測定結果に基づいてパルス発生器75a、75bを制御して第1光源部12Aの光源120(第1光源121および第2光源122)に供給する駆動パルスの駆動電流値(第1駆動電流値)を調整する調整量算出部74とを備えている。かかる受光量測定部73および調整量算出部74は、位置検出部50の一部の機能を担っている。なお、調整量算出部74は、パルス発生器75a、75bに対する制御信号を出力するアナログ−デジタル変換部等を備えている。   Further, the first control IC 70A includes a received light amount measuring unit 73 including an amplifying unit that amplifies the detection result of the first light receiving unit 13A, and a pulse generator 75a based on the measurement result of the received light amount measuring unit 73. , 75b to adjust the drive current value (first drive current value) of the drive pulse supplied to the light source 120 (the first light source 121 and the second light source 122) of the first light source unit 12A; It has. The received light amount measurement unit 73 and the adjustment amount calculation unit 74 have a partial function of the position detection unit 50. The adjustment amount calculation unit 74 includes an analog-digital conversion unit that outputs control signals for the pulse generators 75a and 75b.

第2制御用IC70Bも、第1制御用IC70Aと同様、第2受光部13Bでの検出結果を増幅する増幅部等を備えた受光量測定部73や、受光量測定部73での測定結果に基づいてパルス発生器75a、75bを制御して第2光源部12Bの光源120(第1光源121および第2光源122)に供給する第2駆動電流値を調整する調整量算出部74等を備えている。かかる受光量測定部73および調整量算出部74は、位置検出部50の一部の機能を担っている。   Similarly to the first control IC 70A, the second control IC 70B also uses the received light amount measurement unit 73 including an amplification unit that amplifies the detection result of the second light receiving unit 13B and the measurement result of the received light amount measurement unit 73. And an adjustment amount calculation unit 74 that controls the pulse generators 75a and 75b to adjust the second drive current value supplied to the light source 120 (the first light source 121 and the second light source 122) of the second light source unit 12B. ing. The received light amount measurement unit 73 and the adjustment amount calculation unit 74 have a partial function of the position detection unit 50.

第1制御用IC70Aおよび第2制御用IC70Bは、パーソナルコンピューター等の上位の制御装置60の制御部61によって制御されており、かかる制御装置60は、受光量測定部73および調整量算出部74とともに位置検出部50を構成する座標データ取得部55を有している。従って、本形態において、位置検出部50は、制御用IC70(第1制御用IC70Aおよび第2制御用IC70B)の受光量測定部73および調整量算出部74と、上位の制御装置60(パーソナルコンピューター)の座標データ取得部55とによって構成されている。   The first control IC 70 </ b> A and the second control IC 70 </ b> B are controlled by a control unit 61 of a higher-level control device 60 such as a personal computer. The control device 60 includes a received light amount measurement unit 73 and an adjustment amount calculation unit 74. A coordinate data acquisition unit 55 constituting the position detection unit 50 is included. Therefore, in this embodiment, the position detection unit 50 includes the received light amount measurement unit 73 and the adjustment amount calculation unit 74 of the control IC 70 (first control IC 70A and second control IC 70B), and the upper control device 60 (personal computer). ) Coordinate data acquisition unit 55.

本形態では、光源部12として、互いに離間した位置に配置された第1光源部12Aと第2光源部12Bとを有している。従って、座標データ取得部55は、第1光源部12Aに対する駆動結果に基づいて、第1光源部12Aの放射中心に対する対象物体Obの角度位置を検出する第1角度位置検出部551と、第2光源部12Bに対する駆動結果に基づいて、第2光源部12Bの放射中心に対する対象物体Obの角度位置を検出する第2角度位置検出部552とを有している。また、座標データ取得部55は、第1角度位置検出部551で得られた対象物体Obの角度位置と、第2角度位置検出部552で得られた対象物体Obの角度位置とに基づいて対象物体ObのXY座標データを確定する座標データ確定部553を備えている。   In this embodiment, the light source unit 12 includes a first light source unit 12A and a second light source unit 12B which are arranged at positions separated from each other. Therefore, the coordinate data acquisition unit 55 includes a first angular position detection unit 551 that detects the angular position of the target object Ob with respect to the radiation center of the first light source unit 12A based on the driving result for the first light source unit 12A, and the second And a second angular position detection unit 552 that detects the angular position of the target object Ob with respect to the radiation center of the second light source unit 12B based on the driving result for the light source unit 12B. In addition, the coordinate data acquisition unit 55 performs object detection based on the angular position of the target object Ob obtained by the first angular position detection unit 551 and the angular position of the target object Ob obtained by the second angular position detection unit 552. A coordinate data determination unit 553 is provided for determining the XY coordinate data of the object Ob.

なお、本形態では、第1受発光ユニット15Aおよび第2受発光ユニット15Bに対して1対1の関係をもって2つの制御用IC70(第1制御用IC70A、第2制御用IC70B)を用いたが、制御用IC70を多チャンネル化し、1つの制御用IC70によって第1受発光ユニット15Aおよび第2受発光ユニット15Bを駆動してもよい。   In this embodiment, the two control ICs 70 (first control IC 70A and second control IC 70B) are used in a one-to-one relationship with the first light receiving / emitting unit 15A and the second light receiving / emitting unit 15B. The control IC 70 may be multi-channeled, and the first light receiving / emitting unit 15A and the second light receiving / emitting unit 15B may be driven by one control IC 70.

このように構成した光学式位置検出装置10において、第1制御用IC70Aの光源駆動部51は、図5(b)に示すように、第1期間(第1点灯動作時)では、第1光源部12Aの第1光源121に高周波数の駆動パルスを印加し、第2期間(第2点灯動作時)では、第1光源部12Aの第2光源122に第1光源121に印加する駆動パルスと逆相の駆動パルスを印加する。その後、第2制御用IC70Bの光源駆動部51は、第1期間(第1点灯動作時)では、第2光源部12Bの第1光源121に高周波数の駆動パルスを印加するとともに、第2期間(第2点灯動作時)では、第2光源部12Bの第2光源122に第1光源121に印加する駆動パルスと逆相の駆動パルスを印加する。なお、光学式位置検出装置10において、光源部12に対する駆動電流値を制御するにあたっては、電圧変調やパルス幅変量が行われる。   In the optical position detection device 10 configured as described above, the light source driving unit 51 of the first control IC 70A is configured to operate as the first light source in the first period (during the first lighting operation) as shown in FIG. A driving pulse applied to the first light source 121 of the first light source unit 12A is applied to the second light source 122 of the first light source unit 12A in the second period (during the second lighting operation). A driving pulse having a reverse phase is applied. Thereafter, the light source drive unit 51 of the second control IC 70B applies a high-frequency drive pulse to the first light source 121 of the second light source unit 12B in the first period (during the first lighting operation), and the second period. In the second lighting operation, a drive pulse having a phase opposite to that of the drive pulse applied to the first light source 121 is applied to the second light source 122 of the second light source unit 12B. In the optical position detection device 10, voltage modulation and pulse width variation are performed when controlling the drive current value for the light source unit 12.

(座標検出原理)
図4に示すように、本形態の光学式位置検出装置10において、図5(a)を参照して説明した光源駆動部51は、光源部12(第1光源部12Aおよび第2光源部12B)のいずれにおいても、検出光L2の出射強度が検出光L2の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少する第1点灯動作(第1期間)と、検出光L2の出射強度が検出光L2の放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少する第2点灯動作(第2期間)とを行わせる。
(Coordinate detection principle)
As shown in FIG. 4, in the optical position detection device 10 of the present embodiment, the light source driving unit 51 described with reference to FIG. 5A is the light source unit 12 (the first light source unit 12A and the second light source unit 12B). ), The first lighting operation (first period) in which the emission intensity of the detection light L2 decreases from one side to the other side of the radiation angle range of the detection light L2, and the emission intensity of the detection light L2 is detected. A second lighting operation (second period) that decreases from the other side of the radiation angle range of the light L2 toward the one side is performed.

より具体的には、光源駆動部51は、第1光源部12Aに対して、第1点灯動作時(第1期間)には、第1光源モジュール126の第1光源121を点灯させ、検出対象空間10Rに検出光L2を出射させる。その際、第2光源122は消灯状態にある。その結果、検出対象空間10Rには第1光強度分布LID1が形成される。かかる第1光強度分布LID1は、図4(a)に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、一方の端部LG1に対応する角度方向から他方の端部LG2に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。   More specifically, the light source driving unit 51 turns on the first light source 121 of the first light source module 126 and detects the first light source unit 12A during the first lighting operation (first period). The detection light L2 is emitted to the space 10R. At that time, the second light source 122 is in an extinguished state. As a result, the first light intensity distribution LID1 is formed in the detection target space 10R. The first light intensity distribution LID1 has an angular direction corresponding to one end LG2 from an angular direction corresponding to one end LG1, as shown by the length of the arrow in FIG. 4A. It is an intensity distribution in which the intensity decreases monotonously toward the point.

また、光源駆動部51は、第1光源部12Aに対して、第2点灯動作時(第2期間)には、第2光源モジュール127の第2光源122を点灯させ、検出対象空間10Rに検出光L2を出射させる。その際、第1光源121は消灯状態にある。その結果、検出対象空間10Rには第2光強度分布LID2が形成される。かかる第2光強度分布LID2は、図4(b)に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、他方の端部LG2に対応する角度方向から一方の端部LG1に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。   In addition, the light source driving unit 51 turns on the second light source 122 of the second light source module 127 and detects it in the detection target space 10R during the second lighting operation (second period) with respect to the first light source unit 12A. Light L2 is emitted. At that time, the first light source 121 is in a light-off state. As a result, the second light intensity distribution LID2 is formed in the detection target space 10R. The second light intensity distribution LID2 has an angular direction corresponding to the one end LG1 from an angular direction corresponding to the other end LG2, as shown in FIG. 4B by the length of the arrow. It is an intensity distribution in which the intensity decreases monotonously toward the point.

なお、第2光源部12Bにおいて、第1光源モジュール126の第1光源121が点灯した第1点灯動作時、および第2光源モジュール127の第2光源122が点灯した第2点灯動作時にも、第1光源部12Aと同様、第1光強度分布LID1および第2光強度分布LID2が形成される。従って、後述するように、第1光強度分布LID1および第2光強度分布LID2を利用すれば、第1光源部12Aおよび第2光源部12Bの中心PEの距離DS(図7参照)が固定であるので、対象物体Obの位置を検出することができる。   In the second light source unit 12B, the first light source 121 of the first light source module 126 is turned on and the second light source 122 of the second light source module 127 is turned on. Similar to the first light source unit 12A, the first light intensity distribution LID1 and the second light intensity distribution LID2 are formed. Therefore, as will be described later, if the first light intensity distribution LID1 and the second light intensity distribution LID2 are used, the distance DS (see FIG. 7) between the center PEs of the first light source unit 12A and the second light source unit 12B is fixed. Therefore, the position of the target object Ob can be detected.

(対象物体Obの角度位置の検出)
図6は、本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置10における位置検出原理を示す説明図であり、図6(a)、(b)は光強度分布の説明図、および対象物体が存在する位置情報(方位情報)を取得する方法の説明図である。図7は、本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置10において対象物体ObのXY座標データを取得する原理を示す説明図である。
(Detection of angular position of target object Ob)
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams showing the position detection principle in the optical position detection device 10 according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams of the light intensity distribution and the target object. It is explanatory drawing of the method of acquiring the positional information (azimuth | direction information) in which there exists. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the principle of acquiring the XY coordinate data of the target object Ob in the optical position detection device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.

まず、第1光源部12Aの第1光源モジュール126において、第1光強度分布LID1を形成した際、検出光L2の照射方向と、検出光L2の強度とは、図6(a)に線E1で示す直線関係にある。また、第1光源部12Aの第2光源モジュール127において、第2光強度分布LID2を形成した際、検出光L2の照射方向と、検出光L2の強度とは、図6(a)に線E2で示す直線関係にある。ここで、図6(b)および図7に示すように、第1光源部12Aの中心PE(第1光源モジュール126の中心/検出光L2の放射中心位置)からみて角度θの方向に対象物体Obが存在するとする。この場合、第1光強度分布LID1を形成したとき、対象物体Obが存在する位置での検出光L2の強度はINTaとなる。これに対して、第2光強度分布LID2を形成したとき、対象物体Obが存在する位置での検出光L2の強度はINTbとなる。従って、第1光強度分布LID1を形成した際の第1受光部13Aでの検出強度と、第2光強度分布LID2を形成した際の第2受光部13Bでの検出強度とを比較して、強度INTa、INTbの関係を求めれば、図6(b)および図7に示すように、第1光源部12Aの中心PEを基準に対象物体Obが位置する方向の角度θ(角度θ1/角度位置)を求めることができる。   First, when the first light intensity distribution LID1 is formed in the first light source module 126 of the first light source unit 12A, the irradiation direction of the detection light L2 and the intensity of the detection light L2 are represented by a line E1 in FIG. It is in the linear relationship shown by. In addition, when the second light intensity distribution LID2 is formed in the second light source module 127 of the first light source unit 12A, the irradiation direction of the detection light L2 and the intensity of the detection light L2 are shown by a line E2 in FIG. It is in the linear relationship shown by. Here, as shown in FIGS. 6B and 7, the target object is in the direction of the angle θ as seen from the center PE of the first light source unit 12A (center of the first light source module 126 / radiation center position of the detection light L2). Suppose that Ob is present. In this case, when the first light intensity distribution LID1 is formed, the intensity of the detection light L2 at the position where the target object Ob is present is INTa. On the other hand, when the second light intensity distribution LID2 is formed, the intensity of the detection light L2 at the position where the target object Ob is present is INTb. Therefore, comparing the detection intensity at the first light receiving unit 13A when the first light intensity distribution LID1 is formed with the detection intensity at the second light receiving unit 13B when forming the second light intensity distribution LID2, If the relationship between the intensity INTa and INTb is obtained, as shown in FIGS. 6B and 7, the angle θ (angle θ1 / angle position) in the direction in which the target object Ob is located with reference to the center PE of the first light source unit 12A. ).

かかる原理を利用して、対象物体Obの角度位置(角度θ1)を検出するにあたって、本形態では、第1光源部12Aにおいて、第1光源モジュール126によって第1光強度分布LID1を形成した際の第1受光部13Aでの検出強度と、第2光源モジュール127によって第2光強度分布LID2を形成した際の第1受光部13Aでの検出強度とが等しくなるように、第1光源121に対する第1駆動電流値、および第2光源122に対する第2駆動電流値を調整する。ここで、第1光源部12Aからの検出光L2の出射強度は、第1光源121に対する第1駆動電流値、および第2光源122に対する第2駆動電流値に比例する。従って、第1光源121に対する第1駆動電流値、および第2光源122に対する第2駆動電流値を調整した後の第1駆動電流値と第2光源122との比や差、あるいは駆動電流値を調整した際の調整量の比や差から対象物体Obが位置する方向の角度θ(角度θ1)を求めることができる。   In detecting the angular position (angle θ1) of the target object Ob using this principle, in this embodiment, the first light intensity distribution LID1 is formed by the first light source module 126 in the first light source unit 12A. The detection intensity at the first light receiving unit 13A is equal to the detection intensity at the first light receiving unit 13A when the second light intensity distribution LID2 is formed by the second light source module 127. The first drive current value and the second drive current value for the second light source 122 are adjusted. Here, the emission intensity of the detection light L <b> 2 from the first light source unit 12 </ b> A is proportional to the first drive current value for the first light source 121 and the second drive current value for the second light source 122. Accordingly, the ratio or difference between the first drive current value after adjusting the first drive current value for the first light source 121 and the second drive current value for the second light source 122 and the second light source 122, or the drive current value is determined. The angle θ (angle θ1) in the direction in which the target object Ob is located can be obtained from the ratio or difference of the adjustment amounts at the time of adjustment.

より具体的には、まず、図5に示す第1制御用IC70Aの光源駆動部51は、第1点灯動作として第1光源121を点灯させて第1光強度分布LID1を形成した後、第2点灯動作として第2光源122を点灯させて第2光強度分布LID2を形成する。この際、第1光強度分布LID1と第2光強度分布LID2とは強度変化の向きは逆向きであるが、強度レベルは同一である。そして、図5に示す位置検出部50の調整量算出部74は、第1点灯動作時の第1受光部13Aの受光強度INTaと、第2点灯動作時の第1受光部13Aの受光強度INTbとを比較する。その結果、第1点灯動作時の第1受光部13Aの受光強度INTaと、第2点灯動作時の第1受光部13Aの受光強度INTbとが等しければ、対象物体Obの角度位置は0°である。   More specifically, first, the light source driving unit 51 of the first control IC 70A shown in FIG. 5 turns on the first light source 121 as the first lighting operation to form the first light intensity distribution LID1, and then the second light intensity distribution LID1. As the lighting operation, the second light source 122 is turned on to form the second light intensity distribution LID2. At this time, the first light intensity distribution LID1 and the second light intensity distribution LID2 have opposite intensity changes, but the intensity levels are the same. Then, the adjustment amount calculation unit 74 of the position detection unit 50 illustrated in FIG. 5 includes the light reception intensity INTa of the first light receiving unit 13A during the first lighting operation and the light reception intensity INTb of the first light receiving unit 13A during the second lighting operation. And compare. As a result, if the received light intensity INTa of the first light receiving unit 13A during the first lighting operation is equal to the received light intensity INTb of the first light receiving unit 13A during the second lighting operation, the angular position of the target object Ob is 0 °. is there.

これに対して、受光強度INTa、INTbが相違している場合、第1点灯動作時の第1受光部13Aの受光強度INTaと、第2点灯動作時の第1受光部13Aの受光強度INTbとが等しくなるように、第1光源121に対する第1駆動電流値、および第2光源122に対する第2駆動電流値を調整する。そして、再度、第1点灯動作と第2点灯動作とを行った際に、第1点灯動作時の第1受光部13Aの受光強度INTaと、第2点灯動作時の第1受光部13Aの受光強度INTbとが等しければ、図5に示す第1角度位置検出部551は、かかる調整を行った後の第1光源121および第2光源122に対する駆動電流の比や差、あるいは駆動電流の調整量の比や差から対象物体Obが位置する方向の角度θ(角度θ1)を求めることができる。   On the other hand, when the received light intensity INTa and INTb are different, the received light intensity INTa of the first light receiving unit 13A during the first lighting operation and the received light intensity INTb of the first light receiving unit 13A during the second lighting operation. Are adjusted so that the first drive current value for the first light source 121 and the second drive current value for the second light source 122 are equal to each other. Then, when the first lighting operation and the second lighting operation are performed again, the light reception intensity INTa of the first light receiving unit 13A during the first lighting operation and the light reception of the first light receiving unit 13A during the second lighting operation. If the intensity INTb is equal, the first angular position detection unit 551 shown in FIG. 5 performs the adjustment or the amount of drive current ratio or difference with respect to the first light source 121 and the second light source 122 after such adjustment. The angle θ (angle θ1) in the direction in which the target object Ob is located can be obtained from the ratio and the difference.

かかる動作を第2光源部12Bにおいても行えば、図5に示す第2角度位置検出部552は、第2光源部12Bの中心PEを基準に対象物体Obが位置する方向の角度θ(角度θ2/角度位置)を求めることができる。従って、図5に示す座標データ確定部553は、第1角度位置検出部551で検出した角度位置(角度θ1の方向)と、第2角度位置検出部552で検出した角度位置(角度θ2の方向)の交点に相当する位置を対象物体Obが位置するXY座標データとして取得する。   If such an operation is also performed in the second light source unit 12B, the second angular position detection unit 552 shown in FIG. 5 has an angle θ (angle θ2) in the direction in which the target object Ob is positioned with respect to the center PE of the second light source unit 12B. / Angular position). Therefore, the coordinate data determination unit 553 shown in FIG. 5 has the angular position (direction of angle θ1) detected by the first angular position detection unit 551 and the angular position (direction of angle θ2) detected by the second angular position detection unit 552. ) Is obtained as XY coordinate data where the target object Ob is located.

[受光部13の詳細構成]
図8は、本発明の実施の形態1に係る光学式位置検出装置10における受光部13の構成を示す説明図であり、図8(a)、(b)は、受光素子130の説明図、およびシールド部材の説明図である。図9は、図8に示すシールド部材の入射部の説明図であり、図9(a)、(b)、(c)は、受光素子の感度指向性を示すグラフ、入射部の形状を示す説明図、および受光素子の感度指向性と入射部の幅寸法との関係を示す説明図である。なお、図2、図3、図4、図7等においては、光源部12が180°の放射角度範囲に検出光L2を出射する構成例を示したが、以下に説明するシールド部材については、光源部12が120°の放射角度範囲に検出光L2を出射する構成例を説明する。
[Detailed Configuration of Light Receiving Unit 13]
FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams illustrating the configuration of the light receiving unit 13 in the optical position detection device 10 according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams of the light receiving element 130. It is explanatory drawing of a shield member. FIG. 9 is an explanatory view of the incident part of the shield member shown in FIG. 8, and FIGS. 9A, 9B, and 9C show a graph showing the sensitivity directivity of the light receiving element and the shape of the incident part. It is explanatory drawing and explanatory drawing which shows the relationship between the sensitivity directivity of a light receiving element, and the width dimension of an incident part. 2, 3, 4, 7, and the like, the configuration example in which the light source unit 12 emits the detection light L <b> 2 in the radiation angle range of 180 ° is shown, but for the shield member described below, A configuration example in which the light source unit 12 emits the detection light L2 within a 120 ° radiation angle range will be described.

本形態の光学式位置検出装置10において、受光部13は、図8(a)に示す受光素子130と、図8(b)に示すシールド部材14と、受光素子130が実装された配線基板139とを備えている。受光素子130は、配線基板139のY軸方向の他方側Y2の面に実装されており、Y軸方向の一方側Y1(光源部12が位置する側)に受光面131を向けている。受光素子130は、全体として直方体形状の素子本体135と、素子本体135のX軸方向の両端面から突出して配線基板139に電気的に接続された端子136、137とを備えている。   In the optical position detection device 10 of this embodiment, the light receiving unit 13 includes the light receiving element 130 shown in FIG. 8A, the shield member 14 shown in FIG. 8B, and the wiring board 139 on which the light receiving element 130 is mounted. And. The light receiving element 130 is mounted on the surface of the wiring substrate 139 on the other side Y2 in the Y axis direction, and the light receiving surface 131 faces the one side Y1 in the Y axis direction (the side on which the light source unit 12 is located). The light receiving element 130 includes a rectangular parallelepiped element main body 135 and terminals 136 and 137 that protrude from both end surfaces of the element main body 135 in the X-axis direction and are electrically connected to the wiring board 139.

シールド部材14は、受光素子130の受光面131に検出光L2を入射させる入射部140をもって受光面131を外周縁に沿って部分的に覆う天板部143と、端子136、137を含む受光素子130の側面全体を覆う側板部148とを備えた金属部品であり、シールド部材14は、遮光性および導電性を有している。ここで、シールド部材14は、配線基板139と重なる部分でハンダ等により電気的に接続されており、シールド部材14には配線基板139を介してシールド電位が印加されている。本形態において、シールド電位としては、受光素子130に印加される逆バイアスの電圧値より低い定電位が採用されており、本形態では、シールド電位としてグランド電位がシールド部材14に印加されている。従って、受光素子130は、配線基板139に形成されているグランドパターンと、グランド電位が印加されたシールド部材14とによって囲まれており、電気ノイズが受光素子130に侵入することが防止されている。   The shield member 14 includes a top plate portion 143 that partially covers the light receiving surface 131 along the outer peripheral edge with an incident portion 140 for allowing the detection light L2 to enter the light receiving surface 131 of the light receiving device 130, and a light receiving device including terminals 136 and 137. The shield member 14 has a light shielding property and conductivity. The metal component includes a side plate portion 148 that covers the entire side surface 130. Here, the shield member 14 is electrically connected by solder or the like at a portion overlapping the wiring substrate 139, and a shield potential is applied to the shield member 14 via the wiring substrate 139. In this embodiment, a constant potential lower than the reverse bias voltage value applied to the light receiving element 130 is adopted as the shield potential. In this embodiment, the ground potential is applied to the shield member 14 as the shield potential. Accordingly, the light receiving element 130 is surrounded by the ground pattern formed on the wiring board 139 and the shield member 14 to which the ground potential is applied, and electrical noise is prevented from entering the light receiving element 130. .

ここで、受光素子130の受光面131のうち、シールド部材14から露出している部分132は、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)、および法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)とは反対側(X軸方向の他方側X2)に傾いた斜め方向から入射部140を介して入射する光量が、法線方向から入射部140を介して入射する光量より大となっている。   Here, a portion 132 of the light receiving surface 131 of the light receiving element 130 exposed from the shield member 14 is one side (one side X1 in the X axis direction) from the normal direction (Y axis direction) to the light receiving surface 131, The amount of light incident through the incident portion 140 from an oblique direction inclined from the normal direction (Y-axis direction) to one side (one side X1 in the X-axis direction) opposite to one side (the other side X2 in the X-axis direction) is The amount of light incident from the normal direction through the incident portion 140 is larger.

かかる構成を実現するにあたって、本形態のシールド部材14において、天板部143は、Y軸方向の他方側Y2に突き出るようにX軸方向において円弧状に湾曲しており、かかる天板部143に形成されたスリット状の開口部140a(入射部140)の形状は、図9(a)に示す受光素子130の感度指向性に対応する構成になっている。すなわち、受光素子130(フォトダイオード)の受光感度は、図9(a)および図9(c)の菱形および実線C1により示す入射角度依存性(感度指向性)を有しており、受光面131に対する法線方向に感度ピーク方向を有している。また、受光素子130は、検出光L2の入射角度が受光面131に対する法線方向から60°以上傾くと、感度ピーク値に対して1/2未満の感度となり、感度が著しく低い。そこで、本形態では、受光素子130の感度における入射角度依存性を相殺するように、入射部140のZ軸方向の幅寸法をX軸方向で相違させてある。   In realizing such a configuration, in the shield member 14 of the present embodiment, the top plate portion 143 is curved in an arc shape in the X-axis direction so as to protrude to the other side Y2 in the Y-axis direction. The shape of the formed slit-shaped opening 140a (incident portion 140) is configured to correspond to the sensitivity directivity of the light receiving element 130 shown in FIG. That is, the light receiving sensitivity of the light receiving element 130 (photodiode) has an incident angle dependency (sensitivity directivity) indicated by a rhombus and a solid line C1 in FIGS. 9A and 9C. It has a sensitivity peak direction in the normal line direction. Further, when the incident angle of the detection light L2 is tilted by 60 ° or more from the normal line direction with respect to the light receiving surface 131, the light receiving element 130 has a sensitivity of less than 1/2 with respect to the sensitivity peak value, and the sensitivity is extremely low. Therefore, in this embodiment, the width dimension in the Z-axis direction of the incident portion 140 is made different in the X-axis direction so as to cancel the dependency on the incident angle in the sensitivity of the light receiving element 130.

より具体的には、シールド部材14において、天板部143に形成された入射部140は、図8(b)、図9(b)、および図9(c)の四角および実線C2により示すように、X軸方向の中央部分では、幅寸法Wが狭く、中央からX軸方向の一方側X1および他方側X2に向かって幅寸法Wが広くなっている。また、シールド部材14において、天板部143は、Y軸方向の他方側Y2に突き出るようにX軸方向において湾曲している。しかも、本形態では、入射部140においてZ軸方向で対向する2つの辺部分145、146については、辺部分145、146の双方を斜めに切り欠いた複数の部分により形成し、入射部140の幅寸法Wは、受光面131の中心位置からみて、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)および反対側(X軸方向の他方側X2)に傾くに伴って徐々に広くなっている。このため、受光素子130の受光面131のうち、シールド部材14から露出している部分132への入射光量は、受光面131の中心位置からみて、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)および反対側(X軸方向の他方側X2)に傾くに伴って大である。従って、受光素子130での受光強度は、受光面131に対する法線方向から入射した検出光L2と、受光面131に対する法線方向からX軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光L2とにおいて差が小さい。   More specifically, in the shield member 14, the incident portion 140 formed on the top plate portion 143 is indicated by a square and a solid line C <b> 2 in FIGS. 8B, 9 </ b> B, and 9 </ b> C. In addition, in the center portion in the X-axis direction, the width dimension W is narrow, and the width dimension W increases from the center toward the one side X1 and the other side X2 in the X-axis direction. In the shield member 14, the top plate portion 143 is curved in the X-axis direction so as to protrude to the other side Y2 in the Y-axis direction. In addition, in this embodiment, the two side portions 145 and 146 that face each other in the Z-axis direction in the incident portion 140 are formed by a plurality of portions in which both the side portions 145 and 146 are obliquely cut out. The width dimension W is one side (one side X1 in the X-axis direction) and the other side (the other side X2 in the X-axis direction) from the normal direction (Y-axis direction) to the light-receiving surface 131 when viewed from the center position of the light-receiving surface 131. It gradually becomes wider as it tilts. For this reason, the amount of incident light on the portion 132 exposed from the shield member 14 in the light receiving surface 131 of the light receiving element 130 is normal to the light receiving surface 131 as viewed from the center position of the light receiving surface 131 (Y-axis direction). As the tilt angle increases from one side to the other side (one side X1 in the X-axis direction) and the other side (the other side X2 in the X-axis direction). Therefore, the received light intensity at the light receiving element 130 is the detection light L2 incident from the normal direction to the light receiving surface 131 and the detection light L2 incident from an oblique direction inclined in the X-axis direction from the normal direction to the light receiving surface 131. The difference is small.

(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の光学式位置検出装置10において、光源部12は、検出光L2を放射状に出射するとともに、検出光L2の放射角度範囲において一方側から他方側に向かって強度が変化する光強度分布(第1光強度分布LID1および第2光強度分布LID2)を形成し、受光部13は、光強度分布が形成された検出対象空間10Rに位置する対象物体Obで反射した検出光L2を受光する。ここで、対象物体Obで反射した検出光L2の強度は、光強度分布において対象物体Obが位置する箇所での強度に比例するので、受光部13での受光強度は、対象物体Obの位置に対応する。従って、位置検出部50は、受光部13での受光強度に基づいて対象物体Obの位置を検出することができる。かかる方式によれば、光源部12から放射状に出射された検出光L2の光強度分布を利用するので、広い空間にわたって光強度分布を形成することができ、検出対象空間10Rが広い。
(Main effects of this form)
As described above, in the optical position detection device 10 of the present embodiment, the light source unit 12 emits the detection light L2 radially, and the intensity increases from one side to the other side in the radiation angle range of the detection light L2. A light intensity distribution that varies (first light intensity distribution LID1 and second light intensity distribution LID2) is formed, and the light receiving unit 13 detects the light reflected by the target object Ob located in the detection target space 10R in which the light intensity distribution is formed. The light L2 is received. Here, since the intensity of the detection light L2 reflected by the target object Ob is proportional to the intensity at the position where the target object Ob is located in the light intensity distribution, the light reception intensity at the light receiving unit 13 is at the position of the target object Ob. Correspond. Therefore, the position detection unit 50 can detect the position of the target object Ob based on the received light intensity at the light receiving unit 13. According to this method, since the light intensity distribution of the detection light L2 emitted radially from the light source unit 12 is used, the light intensity distribution can be formed over a wide space, and the detection target space 10R is wide.

また、受光部13には、受光素子130の受光面131を部分的に覆うシールド部材14が設けられており、受光素子130は、シールド電位(グランド電位)が印加されたシールド部材14と、配線基板139においてシールド電位が印加された導電パターンとによって囲まれている。このため、光源部12を高周波数でパルス駆動した場合でも、電気ノイズが受光素子130に侵入することを防止することができる。また、受光素子130が検出光L2を受光した際に出力する信号のレベルが極めて低い場合でも、電気ノイズの影響を阻止することができる。それ故、本形態によれば、電気ノイズに起因する誤検出の発生を防止することができる。   The light receiving unit 13 is provided with a shield member 14 that partially covers the light receiving surface 131 of the light receiving element 130. The light receiving element 130 includes a shield member 14 to which a shield potential (ground potential) is applied, and a wiring. The substrate 139 is surrounded by a conductive pattern to which a shield potential is applied. For this reason, even when the light source unit 12 is pulse-driven at a high frequency, it is possible to prevent electrical noise from entering the light receiving element 130. Further, even when the level of a signal output when the light receiving element 130 receives the detection light L2 is extremely low, the influence of electrical noise can be prevented. Therefore, according to this embodiment, it is possible to prevent erroneous detection due to electrical noise.

また、シールド部材14の入射部140は、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)および反対側(X軸方向の他方側X2)に傾くに伴って幅広になっている。このため、受光素子130の受光面131への入射光量は、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)および反対側(X軸方向の他方側X2)に傾くに伴って大である。従って、受光面131に対する法線方向から大きく傾いた方向からでも、検出光L2が十分な光量をもって受光面に到達する。それ故、受光素子130の感度指向性の影響で、受光面131に対する法線方向から大きく傾いた方向から入射する検出光L2に対する感度が低い場合でも、信号のレベルが著しく低くなることを防止することができる。よって、本形態によれば、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Obの位置を検出することができる。   Further, the incident portion 140 of the shield member 14 is inclined from the normal direction (Y axis direction) to the light receiving surface 131 to one side (one side X1 in the X axis direction) and the other side (the other side X2 in the X axis direction). Along with it. For this reason, the amount of light incident on the light receiving surface 131 of the light receiving element 130 varies from the normal direction (Y axis direction) to the light receiving surface 131 on one side (one side X1 in the X axis direction) and the other side (the other side in the X axis direction). X2) increases as it tilts. Therefore, the detection light L2 reaches the light receiving surface with a sufficient amount of light even from a direction greatly inclined from the normal direction to the light receiving surface 131. Therefore, even if the sensitivity to the detection light L2 incident from a direction greatly inclined from the normal direction with respect to the light receiving surface 131 is affected by the sensitivity directivity of the light receiving element 130, the signal level is prevented from being remarkably lowered. be able to. Therefore, according to this embodiment, the position of the target object Ob can be detected with sufficient accuracy over a wide angle range.

また、位置検出部50は、光源部12での第1点灯動作時(第1期間)および第2点灯動作時(第2期間)における受光部13での受光強度が等しくなるように第1点灯動作時に光源部12に供給する第1駆動電流値と、第2点灯動作時に光源部12に供給する第2駆動電流値との比較結果に基づいて角度位置を検出する。かかる構成によれば、対象物体Obの位置によって受光部13での受光強度から直接、対象物体Obの角度位置を検出する場合と違って、受光部13での受光強度が大であればある程、検出精度が向上するので、受光素子130の感度指向性をシールド部材14の入射部140で吸収した効果が大きい。また、本形態によれば、受光部13での受光強度から直接、対象物体Obの角度位置を検出する場合に比較して、外光の影響や受光部13での感度変化等の影響を受けにくいという利点がある。   Further, the position detection unit 50 performs the first lighting so that the light receiving intensity at the light receiving unit 13 is equal during the first lighting operation (first period) in the light source unit 12 and during the second lighting operation (second period). The angular position is detected based on a comparison result between the first drive current value supplied to the light source unit 12 during operation and the second drive current value supplied to the light source unit 12 during the second lighting operation. According to this configuration, unlike the case where the angular position of the target object Ob is detected directly from the light reception intensity at the light receiving unit 13 based on the position of the target object Ob, the light reception intensity at the light receiving unit 13 is larger. Since the detection accuracy is improved, the effect of absorbing the sensitivity directivity of the light receiving element 130 by the incident portion 140 of the shield member 14 is great. Further, according to the present embodiment, compared to the case where the angular position of the target object Ob is directly detected from the light reception intensity at the light receiving unit 13, it is affected by the influence of external light, the sensitivity change at the light receiving unit 13, and the like. There is an advantage that it is difficult.

さらに、検出光L2は赤外光であるため、視認されない。従って、視認面41に情報が表示されている場合でも、検出光L2が情報の視認を妨げないという利点がある。   Furthermore, since the detection light L2 is infrared light, it is not visually recognized. Therefore, even when information is displayed on the viewing surface 41, there is an advantage that the detection light L2 does not hinder the viewing of information.

[実施の形態2]
図10は、本発明の実施の形態2に係る光学式位置検出装置10の受光部13の構成を示す説明図であり、図10(a)、(b)は、シールド部材14の説明図、入射部の形状を示す説明図、およびデフォルト状態での点灯動作を示す説明図である。なお、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説明する。また、本形態でも、実施の形態1と同様、シールド部材14については、光源部12が120°の放射角度範囲に検出光L2を出射する構成例を説明する。
[Embodiment 2]
FIG. 10 is an explanatory view showing a configuration of the light receiving unit 13 of the optical position detection device 10 according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 10 (a) and 10 (b) are explanatory views of the shield member 14. It is explanatory drawing which shows the shape of an incident part, and explanatory drawing which shows lighting operation in a default state. The basic configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore, common portions will be described with the same reference numerals. Also in this embodiment, as in the first embodiment, a configuration example will be described in which the light source unit 12 emits the detection light L2 within a 120 ° radiation angle range for the shield member 14.

図10(a)に示すように、本形態でも、実施の形態1と同様、受光部13は、受光素子130、シールド部材14、および配線基板139を備えており、シールド部材14は、受光素子130の受光面131に検出光L2を入射させる入射部140をもって受光面131を部分的に覆っている。この状態で、受光素子130は、シールド電位(グランド電位)が印加されたシールド部材14と、配線基板139においてシールド電位が印加された導電パターンとによって囲まれているため、電気ノイズが受光素子130に侵入することを防止することができる。また、本形態でも、実施の形態1と同様、シールド部材14において、入射部140が形成された天板部143は、Y軸方向の他方側Y2に突き出るようにX軸方向において円弧状に湾曲しており、かかる天板部143のスリット状の開口部140aによって入射部140が形成されている。   As shown in FIG. 10A, in this embodiment as well, in the same manner as in the first embodiment, the light receiving unit 13 includes a light receiving element 130, a shield member 14, and a wiring board 139. The shield member 14 includes the light receiving element. The light receiving surface 131 is partially covered with an incident portion 140 for allowing the detection light L2 to enter the light receiving surface 131 of 130. In this state, the light receiving element 130 is surrounded by the shield member 14 to which the shield potential (ground potential) is applied and the conductive pattern to which the shield potential is applied in the wiring board 139, so that electrical noise is received by the light receiving element 130. Can be prevented from entering. Also in this embodiment, as in the first embodiment, in the shield member 14, the top plate portion 143 on which the incident portion 140 is formed is curved in an arc shape in the X-axis direction so as to protrude to the other side Y2 in the Y-axis direction. The incident portion 140 is formed by the slit-shaped opening 140 a of the top plate portion 143.

本形態において、入射部140は、天板部143において、X軸方向に向けて延在する第1入射部141と、第1入射部141に対してZ軸方向で隣り合う位置でX軸方向に向けて延在する第2入射部142とからなる。ここで、第1入射部141の幅寸法W1、および第2入射部142の幅寸法W2はいずれも、受光面131の中心位置からみて、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)および反対側(X軸方向の他方側X2)に傾くに伴って徐々に広くなっている。このため、受光素子130の受光面131のうち、シールド部材14から露出している部分132への入射光量は、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)および反対側(X軸方向の他方側X2)に傾くに伴って大である。従って、受光素子130での受光強度は、受光面131に対する法線方向から入射した検出光L2と、受光面131に対する法線方向からX軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光L2とにおいて差が小さいので、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Obの位置を検出することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。   In the present embodiment, the incident part 140 includes a first incident part 141 extending in the X-axis direction and a position adjacent to the first incident part 141 in the Z-axis direction in the top plate part 143. And a second incident portion 142 extending toward. Here, each of the width dimension W1 of the first incident part 141 and the width dimension W2 of the second incident part 142 is one from the normal direction (Y-axis direction) to the light receiving surface 131 when viewed from the center position of the light receiving surface 131. It gradually becomes wider as it leans to the side (one side X1 in the X-axis direction) and the opposite side (the other side X2 in the X-axis direction). For this reason, the amount of incident light on the portion 132 exposed from the shield member 14 in the light receiving surface 131 of the light receiving element 130 is changed from the normal direction (Y axis direction) to the light receiving surface 131 on one side (one in the X axis direction). It becomes large as it inclines toward the side X1) and the opposite side (the other side X2 in the X-axis direction). Therefore, the received light intensity at the light receiving element 130 is the detection light L2 incident from the normal direction to the light receiving surface 131 and the detection light L2 incident from an oblique direction inclined in the X-axis direction from the normal direction to the light receiving surface 131. Since the difference is small, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, such that the position of the target object Ob can be detected with sufficient accuracy over a wide angle range.

また、本形態では、図1に示す視認面41に近い第2入射部142の幅寸法W2が、視認面41から遠い第1入射部141の幅寸法W1より小である。このため、光学式位置検出装置10の形態や使用状況によって、第1入射部141と第2入射部142とが並んでいるZ軸方向において傾いた斜め方向から受光素子130に入射する検出光L2の受光バランスを調整することができる。   Further, in this embodiment, the width dimension W2 of the second incident part 142 close to the viewing surface 41 shown in FIG. 1 is smaller than the width dimension W1 of the first incident part 141 far from the viewing surface 41. For this reason, depending on the configuration and usage of the optical position detection device 10, the detection light L2 incident on the light receiving element 130 from an oblique direction inclined in the Z-axis direction in which the first incident portion 141 and the second incident portion 142 are arranged. The light receiving balance can be adjusted.

より具体的には、本形態の光学式位置検出装置10の初期条件を設定する際、図10(c)に示すように、検出対象空間10Rに対象物体Obが存在しないデフォルト状態で光源部12から検出光L2を出射し、その際の受光素子130での受光強度に基づいて、光源部12に対して初期的に供給する駆動電流の条件や、調整量算出部74のアナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値等を設定する。その際、本形態では、図2等を参照して説明した2つの光源モジュール(第1光源モジュール126および第2光源モジュール127)を順次点灯させ、その際の受光素子130での受光強度に基づいて、第1光源モジュール126に対して初期的に供給する駆動電流の条件、第2光源モジュール127に対して初期的に供給する駆動電流の条件、アナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値等を設定する。この場合、視認面41に近い第1光源モジュール126が点灯すると、視認面41から遠い第2光源モジュール127が点灯した場合に比して、図10(c)に矢印L31、L32で示すように、視認面41で散乱した光(図10(c)に矢印L31で示す光)や、視認面41近くに置かれた備品等で反射した光(図10(c)に矢印L32で示す光)が受光素子130に入射しやすい。その結果、第1光源モジュール126が点灯した際の受光部13での受光強度が、第2光源モジュール127が点灯した際の受光部13での受光強度に比して大となる。その結果、第1光源モジュール126に対して初期的に供給する駆動電流の条件と、第2光源モジュール127に対して初期的に供給する駆動電流の条件とが大きく異なってしまうことになる。また、調整量算出部74のアナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値が片方に偏ってしまう。   More specifically, when setting the initial conditions of the optical position detection device 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 10C, the light source unit 12 in a default state where the target object Ob does not exist in the detection target space 10R. Based on the intensity of light received by the light receiving element 130 at that time, the condition of the drive current initially supplied to the light source unit 12 and the analog-digital conversion unit of the adjustment amount calculation unit 74 Sets the range center value, etc. At this time, in this embodiment, the two light source modules (the first light source module 126 and the second light source module 127) described with reference to FIG. 2 and the like are sequentially turned on, and based on the received light intensity at the light receiving element 130 at that time. The conditions of the drive current initially supplied to the first light source module 126, the conditions of the drive current initially supplied to the second light source module 127, the range center value in the analog-digital converter, etc. are set. To do. In this case, when the first light source module 126 close to the viewing surface 41 is turned on, as shown by arrows L31 and L32 in FIG. 10C, compared to when the second light source module 127 far from the viewing surface 41 is turned on. Light scattered by the viewing surface 41 (light indicated by an arrow L31 in FIG. 10C), or light reflected by a fixture or the like placed near the viewing surface 41 (light indicated by an arrow L32 in FIG. 10C) Is likely to enter the light receiving element 130. As a result, the received light intensity at the light receiving unit 13 when the first light source module 126 is turned on is larger than the received light intensity at the light receiving unit 13 when the second light source module 127 is turned on. As a result, the condition of the drive current initially supplied to the first light source module 126 and the condition of the drive current initially supplied to the second light source module 127 are greatly different. Further, the range center value in the analog-digital conversion unit of the adjustment amount calculation unit 74 is biased to one side.

しかるに本形態によれば、視認面41近くの第2入射部142の幅寸法W2が、視認面41から遠い第1入射部141の幅寸法W1より小であるため、デフォルト状態で、第1光源モジュール126を点灯させた際の受光素子130での受光強度と、第2光源モジュール127を点灯させた際の受光素子130での受光強度との差が小さい。それ故、第1光源モジュール126および第2光源モジュール127に対して初期的に供給する駆動電流の条件の適正化や、調整量算出部74のアナログ−デジタル変換部におけるレンジ中心値の適正化等を図ることができる。   However, according to this embodiment, since the width dimension W2 of the second incident portion 142 near the viewing surface 41 is smaller than the width dimension W1 of the first incident portion 141 far from the viewing surface 41, the first light source in the default state. The difference between the received light intensity at the light receiving element 130 when the module 126 is turned on and the received light intensity at the light received element 130 when the second light source module 127 is turned on is small. Therefore, optimization of the conditions of the drive current initially supplied to the first light source module 126 and the second light source module 127, optimization of the range center value in the analog-digital conversion unit of the adjustment amount calculation unit 74, etc. Can be achieved.

[実施の形態3]
図11は、本発明の実施の形態3に係る光学式位置検出装置10の受光部13の構成を示す説明図であり、図11(a)、(b)、(c)は、シールド部材14の説明図、入射部を構成するメッシュの開口密度を示す説明図、およびシールド部材14の別の構成例を示す説明図である。なお、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説明する。また、本形態でも、実施の形態1と同様、シールド部材14については、光源部12が120°の放射角度範囲に検出光L2を出射する構成例を説明する。
[Embodiment 3]
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the configuration of the light receiving unit 13 of the optical position detection device 10 according to Embodiment 3 of the present invention. FIGS. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the opening density of a mesh constituting the incident portion, and an explanatory diagram showing another configuration example of the shield member 14. The basic configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore, common portions will be described with the same reference numerals. Also in this embodiment, as in the first embodiment, a configuration example will be described in which the light source unit 12 emits the detection light L2 within a 120 ° radiation angle range for the shield member 14.

図11(a)に示すように、本形態でも、実施の形態1と同様、受光部13は、受光素子130、シールド部材14、および配線基板139を備えており、シールド部材14は、受光素子130の受光面131に検出光L2を入射させる入射部140をもって受光面131を部分的に覆っている。また、本形態でも、実施の形態1と同様、シールド部材14において、入射部140が形成された天板部143は、Y軸方向の他方側Y2に突き出るようにX軸方向において湾曲している。   As shown in FIG. 11A, in this embodiment as well, in the same manner as in the first embodiment, the light receiving unit 13 includes a light receiving element 130, a shield member 14, and a wiring board 139. The shield member 14 includes the light receiving element. The light receiving surface 131 is partially covered with an incident portion 140 for allowing the detection light L2 to enter the light receiving surface 131 of 130. Also in this embodiment, similarly to Embodiment 1, in the shield member 14, the top plate portion 143 on which the incident portion 140 is formed is curved in the X-axis direction so as to protrude to the other side Y2 in the Y-axis direction. .

ここで、入射部140の幅寸法WはX軸方向において同等である。但し、入射部140は、開口部140dが分布するメッシュ部140cとして形成されており、かかるメッシュ部140cの開口密度は、受光素子130の感度指向性に対応して、X軸方向において変化している。このため、受光素子130の受光面131のうち、シールド部材14から露出している部分132は、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)に傾いた斜め方向からシールド部材14の入射部140を介して入射する光量、および法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)とは反対側(X軸方向の他方側X2)に傾いた斜め方向から入射部140を介して入射する光量が、法線方向から入射部140を介して入射する光量より大となっている。   Here, the width dimension W of the incident portion 140 is equal in the X-axis direction. However, the incident part 140 is formed as a mesh part 140c in which the opening part 140d is distributed, and the opening density of the mesh part 140c changes in the X-axis direction corresponding to the sensitivity directivity of the light receiving element 130. Yes. Therefore, a portion 132 of the light receiving surface 131 of the light receiving element 130 that is exposed from the shield member 14 extends from the normal direction (Y axis direction) to the light receiving surface 131 to one side (one side X1 in the X axis direction). The amount of light that enters through the incident portion 140 of the shield member 14 from the inclined oblique direction, and the opposite side (the other side in the X-axis direction) from the normal direction (Y-axis direction) to one side (one side X1 in the X-axis direction) The amount of light incident through the incident portion 140 from the oblique direction inclined to the side X2) is larger than the amount of light incident through the incident portion 140 from the normal direction.

より具体的には、本形態のシールド部材14において、入射部140に設けられたメッシュ部140cの開口部140dは、図11(b)に示すように、X軸方向の中央部分では、開口密度が低く、中央からX軸方向の一方側X1および他方側X2に向かって開口密度が高くなっている。このため、受光素子130の受光面131のうち、シールド部材14から露出している部分132への入射光量は、受光面131の中心位置からみて、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)および反対側(X軸方向の他方側X2)に傾くに伴って大である。従って、受光素子130での受光強度は、受光面131に対する法線方向から入射した検出光L2と、受光面131に対する法線方向からX軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光L2とにおいて差が小さいので、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Obの位置を検出することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。   More specifically, in the shield member 14 of the present embodiment, the opening portion 140d of the mesh portion 140c provided in the incident portion 140 has an opening density at the central portion in the X-axis direction as shown in FIG. The aperture density increases from the center toward the one side X1 and the other side X2 in the X-axis direction. For this reason, the amount of incident light on the portion 132 exposed from the shield member 14 in the light receiving surface 131 of the light receiving element 130 is normal to the light receiving surface 131 as viewed from the center position of the light receiving surface 131 (Y-axis direction). As the tilt angle increases from one side to the other side (one side X1 in the X-axis direction) and the other side (the other side X2 in the X-axis direction). Therefore, the received light intensity at the light receiving element 130 is the detection light L2 incident from the normal direction to the light receiving surface 131 and the detection light L2 incident from an oblique direction inclined in the X-axis direction from the normal direction to the light receiving surface 131. Since the difference is small, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, such that the position of the target object Ob can be detected with sufficient accuracy over a wide angle range.

また、入射部140は、金属部品に開口部140dを形成したメッシュ部140cからなり、かかるメッシュ部140cは導電性を有している。このため、入射部140でもシールドを行うことができるという効果を奏する。   In addition, the incident part 140 includes a mesh part 140c in which an opening part 140d is formed in a metal part, and the mesh part 140c has conductivity. For this reason, there is an effect that the incident portion 140 can be shielded.

なお、図11(c)に示すように、入射部140の幅寸法Wが、実施の形態1、2のようにX軸方向において変化しているシールド部材14に対して、X軸方向において開口密度が変化しているメッシュ部140cを設けてもよい。   Note that, as shown in FIG. 11C, the width W of the incident portion 140 is open in the X-axis direction with respect to the shield member 14 that changes in the X-axis direction as in the first and second embodiments. You may provide the mesh part 140c from which the density is changing.

[実施の形態4]
図12は、本発明の実施の形態4に係る光学式位置検出装置10の受光部13の構成を示す説明図であり、図12(a)、(b)、(c)は、シールド部材14の説明図、入射部を構成する透光層の厚さを示す説明図、およびシールド部材14の別の構成例を示す説明図である。なお、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説明する。また、本形態でも、実施の形態1と同様、シールド部材14については、光源部12が120°の放射角度範囲に検出光L2を出射する構成例を説明する。
[Embodiment 4]
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a configuration of the light receiving unit 13 of the optical position detection device 10 according to the fourth embodiment of the present invention. FIGS. 12 (a), 12 (b), and 12 (c) are shield members 14. It is explanatory drawing which shows thickness of the translucent layer which comprises an incident part, and explanatory drawing which shows another structural example of the shield member 14. FIG. The basic configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore, common portions will be described with the same reference numerals. Also in this embodiment, as in the first embodiment, a configuration example will be described in which the light source unit 12 emits the detection light L2 within a 120 ° radiation angle range for the shield member 14.

図12(a)に示すように、本形態でも、実施の形態1と同様、受光部13は、受光素子130、シールド部材14、および配線基板139を備えており、シールド部材14は、受光素子130の受光面131に検出光L2を入射させる入射部140をもって受光面131を部分的に覆っている。また、本形態でも、実施の形態1と同様、シールド部材14において、入射部140が形成された天板部143は、Y軸方向の他方側Y2に突き出るようにX軸方向において湾曲しており、かかる天板部143のスリット状の開口部140aによって入射部140が形成されている。   As shown in FIG. 12A, in this embodiment as well, in the same manner as in the first embodiment, the light receiving unit 13 includes a light receiving element 130, a shield member 14, and a wiring board 139. The shield member 14 includes the light receiving element. The light receiving surface 131 is partially covered with an incident portion 140 for allowing the detection light L2 to enter the light receiving surface 131 of 130. Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, the top plate portion 143 on which the incident portion 140 is formed in the shield member 14 is curved in the X-axis direction so as to protrude to the other side Y2 in the Y-axis direction. The incident portion 140 is formed by the slit-shaped opening 140 a of the top plate portion 143.

ここで、開口部140aの幅寸法WはX軸方向において同等である。但し、入射部140を構成する開口部140aには、導電性および検出光L2に対する透光性を備えた透光層140fが設けられており、かかる透光層140fの厚さは、受光素子130の感度指向性に対応して、X軸方向において厚さが変化している。このため、受光素子130の受光面131のうち、シールド部材14から露出している部分132は、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)に傾いた斜め方向からシールド部材14の入射部140を介して入射する光量、および法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)とは反対側(X軸方向の他方側X2)に傾いた斜め方向から入射部140を介して入射する光量が、法線方向から入射部140を介して入射する光量より大となっている。   Here, the width dimension W of the opening 140a is equal in the X-axis direction. However, the opening 140a constituting the incident portion 140 is provided with a light-transmitting layer 140f having conductivity and a light-transmitting property with respect to the detection light L2, and the thickness of the light-transmitting layer 140f is determined by the light receiving element 130. Corresponding to the sensitivity directivity, the thickness changes in the X-axis direction. Therefore, a portion 132 of the light receiving surface 131 of the light receiving element 130 that is exposed from the shield member 14 extends from the normal direction (Y axis direction) to the light receiving surface 131 to one side (one side X1 in the X axis direction). The amount of light that enters through the incident portion 140 of the shield member 14 from the inclined oblique direction, and the opposite side (the other side in the X-axis direction) from the normal direction (Y-axis direction) to one side (one side X1 in the X-axis direction) The amount of light incident through the incident portion 140 from the oblique direction inclined to the side X2) is larger than the amount of light incident through the incident portion 140 from the normal direction.

より具体的には、本形態のシールド部材14において、入射部140に設けられた透光層140fの厚さは、図12(b)に示すように、X軸方向の中央部分では、厚さが厚く、中央からX軸方向の一方側X1および他方側X2に向かって厚さが薄くなっている。このため、透光層140fでは、X軸方向の中央部分では、検出光L2に対する吸収が大であり、中央からX軸方向の一方側X1および他方側X2に向かって検出光L2に対する吸収が小になっている。このため、受光素子130の受光面131のうち、シールド部材14から露出している部分132への入射光量は、受光面131の中心位置からみて、受光面131に対する法線方向(Y軸方向)から一方側(X軸方向の一方側X1)および反対側(X軸方向の他方側X2)に傾くに伴って大である。従って、受光素子130での受光強度は、受光面131に対する法線方向から入射した検出光L2と、受光面131に対する法線方向からX軸方向に傾いた斜め方向から入射した検出光L2とにおいて差が小さいので、広い角度範囲にわたって、十分な精度で対象物体Obの位置を検出することができる等、実施の形態1と同様な効果を奏する。   More specifically, in the shield member 14 of this embodiment, the thickness of the translucent layer 140f provided in the incident portion 140 is as shown in FIG. 12B at the central portion in the X-axis direction. Is thicker and thinner from the center toward the one side X1 and the other side X2 in the X-axis direction. For this reason, in the translucent layer 140f, the absorption with respect to the detection light L2 is large in the central portion in the X-axis direction, and the absorption with respect to the detection light L2 is small from the center toward the one side X1 and the other side X2 in the X-axis direction. It has become. For this reason, the amount of incident light on the portion 132 exposed from the shield member 14 in the light receiving surface 131 of the light receiving element 130 is normal to the light receiving surface 131 as viewed from the center position of the light receiving surface 131 (Y-axis direction). As the tilt angle increases from one side to the other side (one side X1 in the X-axis direction) and the other side (the other side X2 in the X-axis direction). Therefore, the received light intensity at the light receiving element 130 is the detection light L2 incident from the normal direction to the light receiving surface 131 and the detection light L2 incident from an oblique direction inclined in the X-axis direction from the normal direction to the light receiving surface 131. Since the difference is small, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, such that the position of the target object Ob can be detected with sufficient accuracy over a wide angle range.

また、透光層140fは、ITO(Indium Tin Oxide)等の透光性導電膜が積層されたガラスや透光性樹脂からなるため、導電性を備えている。このため、入射部140でもシールドを行うことができるという効果を奏する。   The light-transmitting layer 140f is made of glass or a light-transmitting resin on which a light-transmitting conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide) is laminated, and thus has conductivity. For this reason, there is an effect that the incident portion 140 can be shielded.

なお、図12(c)に示すように、入射部140の幅寸法Wが、実施の形態1、2のようにX軸方向において変化しているシールド部材14に対して、X軸方向において開口密度が変化している透光層140fを設けてもよい。   As shown in FIG. 12C, the width W of the incident portion 140 is open in the X-axis direction with respect to the shield member 14 that changes in the X-axis direction as in the first and second embodiments. You may provide the translucent layer 140f from which the density has changed.

[実施の形態5]
図13は、本発明の実施の形態5に係る光学式位置検出装置10の受発光ユニットの説明図である。図14は、図13に示す受発光ユニットの主要部の構成を示す説明図である。なお、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図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 5]
FIG. 13 is an explanatory diagram of a light emitting / receiving unit of the optical position detection device 10 according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 14 is an explanatory diagram showing a configuration of a main part of the light emitting / receiving unit shown in FIG. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施の形態1では、2つの光源部12(第1光源部12Aおよび第2光源部12B)はいずれも、Z軸方向に重ねて配置された第1光源モジュール126と第2光源モジュール127とを備えている構成であったが、図13および図14に示す形態では、2つの光源部12(第1光源部12Aおよび第2光源部12B)はいずれも、1つの光源モジュールからなる。すなわち、2つの光源部12(第1光源部12Aおよび第2光源部12B)のいずれにおいても、1つのライトガイドLGの一方の端部LG1および他方の端部LG2の各々に光源120(第1光源121および第2光源122)が配置されている。その他の構成は実施の形態1と同様である。   In the first embodiment, each of the two light source units 12 (the first light source unit 12A and the second light source unit 12B) includes a first light source module 126 and a second light source module 127 that are arranged in the Z-axis direction. 13 and FIG. 14, the two light source units 12 (the first light source unit 12 </ b> A and the second light source unit 12 </ b> B) each include a single light source module. That is, in both of the two light source parts 12 (the first light source part 12A and the second light source part 12B), the light source 120 (first light source 120 (first light source part) is connected to each of one end LG1 and the other end LG2 of one light guide LG. A light source 121 and a second light source 122) are arranged. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

かかる構成でも、第1点灯動作時に第1光源121が点灯すると、図4(a)および図6(a)に示す第1光強度分布LID1を形成することができ、第2点灯動作時に第2光源122が点灯すると、図4(b)および図6に示す第2光強度分布LID2を形成することができる。   Even in such a configuration, when the first light source 121 is turned on during the first lighting operation, the first light intensity distribution LID1 shown in FIG. 4A and FIG. When the light source 122 is turned on, the second light intensity distribution LID2 shown in FIGS. 4B and 6 can be formed.

なお、図13および図14に示す形態では、光源部12の中心PEに受光部13を設けると、受光部13への検出光L2の入射が光源部12によって妨げられることになる。このような構成でも、光源部12の中心PEに対してZ軸方向に重なる位置(放射中心位置)に受光部13を設ければ、検出光L2を受光部13に入射させることができる。   In the form shown in FIGS. 13 and 14, when the light receiving unit 13 is provided at the center PE of the light source unit 12, the light source unit 12 prevents the detection light L <b> 2 from entering the light receiving unit 13. Even in such a configuration, if the light receiving unit 13 is provided at a position (radiation center position) that overlaps the center PE of the light source unit 12 in the Z-axis direction, the detection light L2 can be incident on the light receiving unit 13.

[実施の形態6]
図15は、本発明の実施の形態6に係る光学式位置検出装置10の受発光ユニットの説明図である。図16は、図15に示す受発光ユニットにおける光源部の説明図であり、図16(a)、(b)は、第1期間の第1点灯動作時に検出光L2が出射される様子を示す説明図、および第2期間の第2点灯動作時に検出光L2が出射される様子を示す説明図である。なお、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図示し、それらの説明を省略する。なお、図15では、シールド部材14の図示を省略してある。
[Embodiment 6]
FIG. 15 is an explanatory diagram of a light emitting / receiving unit of the optical position detection device 10 according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 16 is an explanatory diagram of the light source unit in the light emitting / receiving unit shown in FIG. 15, and FIGS. 16A and 16B show how the detection light L2 is emitted during the first lighting operation in the first period. It is explanatory drawing and explanatory drawing which shows a mode that the detection light L2 is radiate | emitted at the time of the 2nd lighting operation of a 2nd period. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 15, the shielding member 14 is not shown.

実施の形態1〜5では、光源部12にライトガイドLGを用いたが、本形態では、ライトガイドを用いずに、実施の形態1と同様な原理で対象物体ObのXY座標を検出する。より具体的には、図15に示すように、本形態の光学式位置検出装置10の光源部12(第1光源部12Aおよび第2光源部12B)はいずれも、複数の光源120(第1光源121および第2光源122)と、複数の光源120が実装された帯状のフレキシブル基板180と、長さ方向(円周方向)で湾曲した形状をもって延在する凸曲面155を備えた扇形形状あるいは半円形状の光源支持部材150とを備えている。本形態において、凸曲面155は、その長さ方向(円周方向)で円弧形状に湾曲した形状を有している。   In the first to fifth embodiments, the light guide LG is used for the light source unit 12, but in this embodiment, the XY coordinates of the target object Ob are detected based on the same principle as in the first embodiment without using the light guide. More specifically, as shown in FIG. 15, the light source unit 12 (the first light source unit 12 </ b> A and the second light source unit 12 </ b> B) of the optical position detection device 10 according to the present embodiment each includes a plurality of light sources 120 (first A light source 121 and a second light source 122), a strip-shaped flexible substrate 180 on which a plurality of light sources 120 are mounted, and a fan-shaped shape including a convex curved surface 155 extending in a shape curved in the length direction (circumferential direction) or And a semicircular light source support member 150. In this embodiment, the convex curved surface 155 has a shape curved in an arc shape in the length direction (circumferential direction).

本形態においては、フレキシブル基板180として、帯状の第1フレキシブル基板181(第1光源モジュール)と、第1フレキシブル基板181に対して幅方向(Z軸方向)で並列する帯状の第2フレキシブル基板182(第2光源モジュール)とが用いられている。第1フレキシブル基板181には、その長さ方向に、複数の光源120として、複数の第1光源121が実装されており、第2フレキシブル基板182には、その長さ方向に、複数の光源120として、複数の第2光源122が実装されている。光源120はいずれも、LEDが用いられている。   In this embodiment, as the flexible substrate 180, a strip-shaped first flexible substrate 181 (first light source module) and a strip-shaped second flexible substrate 182 that is parallel to the first flexible substrate 181 in the width direction (Z-axis direction). (Second light source module) is used. A plurality of first light sources 121 are mounted on the first flexible substrate 181 as a plurality of light sources 120 in the length direction, and a plurality of light sources 120 are mounted on the second flexible substrate 182 in the length direction. As shown, a plurality of second light sources 122 are mounted. As the light source 120, an LED is used.

また、2つの光源部12(第1光源部12Aおよび第2光源部12B)のいずれにおいても、光源支持部材150は、第1光源支持部材151と第2光源支持部材152とがZ軸方向で重ねられた構造になっており、第1光源支持部材151と第2光源支持部材152とはZ軸方向で互いに対称な構成を有している。第1光源支持部材151は、凸曲面155の下半部を構成する円弧状の凸曲面155aと、凸曲面155aにおいて第2光源支持部材152が位置する側とは反対側の端部で凸曲面155aから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部156aとを備えており、凸曲面155aに第1フレキシブル基板181が重ねて配置されている。第2光源支持部材152は、凸曲面155の上半部を構成する円弧状の凸曲面155bと、凸曲面155bにおいて第1光源支持部材151が位置する側とは反対側の端部で凸曲面155bから突出する扇形形状あるいは半円形状の鍔部156bとを備えており、凸曲面155bに第2フレキシブル基板182が重ねて配置されている。ここで、第1フレキシブル基板181と第2フレキシブル基板182とによってZ軸方向で挟まれた部分は透光性の導光部128になっており、かかる導光部128の奥に受光部13の受光素子130が配置されている。   In any of the two light source units 12 (the first light source unit 12A and the second light source unit 12B), the light source support member 150 includes the first light source support member 151 and the second light source support member 152 in the Z-axis direction. The first light source support member 151 and the second light source support member 152 are symmetrical with each other in the Z-axis direction. The first light source support member 151 has an arcuate convex curved surface 155a constituting the lower half of the convex curved surface 155, and a convex curved surface at the end of the convex curved surface 155a opposite to the side where the second light source support member 152 is located. And a fan-shaped or semi-circular flange 156a projecting from 155a, and the first flexible substrate 181 is disposed on the convex curved surface 155a. The second light source support member 152 has an arcuate convex curved surface 155b constituting the upper half of the convex curved surface 155, and a convex curved surface at the end of the convex curved surface 155b opposite to the side where the first light source support member 151 is located. And a fan-shaped or semi-circular flange 156b protruding from 155b, and a second flexible substrate 182 is disposed on the convex curved surface 155b. Here, a portion sandwiched between the first flexible substrate 181 and the second flexible substrate 182 in the Z-axis direction is a light-transmitting light guide unit 128, and the light receiving unit 13 is located behind the light guide unit 128. A light receiving element 130 is arranged.

このように構成した光学式位置検出装置10において、検出対象空間10Rにおける対象物体Obの位置を検出するには、第1フレキシブル基板181に実装されている複数の第1光源121と、第2フレキシブル基板182に実装されている複数の第2光源122とを異なる期間において点灯させる。その際、複数の第1光源121が全て点灯させ、複数の第2光源122を全て消灯させる第1点灯動作(第1期間)では、図16(a)に出射強度の高低を矢印Paで示すように、第1フレキシブル基板181の長さ方向の一方側の端部181fが位置する側から他方側の端部181eが位置する側に向かって第1光源121の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間10Rに出射される検出光L2の第1光強度分布LID1では、第1フレキシブル基板181の長さ方向の一方側の端部181fが位置する角度方向では光強度が高く、そこから、他方側の端部181eが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。   In the optical position detection device 10 configured as described above, in order to detect the position of the target object Ob in the detection target space 10R, the plurality of first light sources 121 mounted on the first flexible substrate 181 and the second flexible light source The plurality of second light sources 122 mounted on the substrate 182 are turned on in different periods. At that time, in the first lighting operation (first period) in which all of the plurality of first light sources 121 are turned on and all of the plurality of second light sources 122 are turned off, the level of the emission intensity is indicated by an arrow Pa in FIG. As described above, the emission intensity of the first light source 121 is decreased from the side where the one end 181f in the length direction of the first flexible substrate 181 is located toward the side where the other end 181e is located. Therefore, in the first light intensity distribution LID1 of the detection light L2 emitted to the detection target space 10R, the light intensity is high in the angular direction in which the one end 181f in the length direction of the first flexible substrate 181 is located. Thus, the light intensity continuously decreases in the angular direction in which the other end 181e is located.

これに対して、複数の第2光源122を全て点灯させ、複数の第1光源121を全て消灯させる第2点灯動作(第2期間)では、図16(b)に出射強度の高低を矢印Pbで示すように、第2フレキシブル基板182の長さ方向の一方側の端部182fが位置する側から他方側の端部182eが位置する側に向かって第2光源122の出射強度を増大させる。従って、検出対象空間10Rに出射される検出光L2の第2光強度分布LID2では、第2フレキシブル基板182の長さ方向の他方側の端部182eが位置する角度方向では光強度が高く、そこから、一方側の端部182fが位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。   On the other hand, in the second lighting operation (second period) in which all of the plurality of second light sources 122 are turned on and all of the plurality of first light sources 121 are turned off, the level of the emission intensity is indicated by an arrow Pb in FIG. As shown, the emission intensity of the second light source 122 is increased from the side where the one end 182f in the length direction of the second flexible substrate 182 is located toward the side where the other end 182e is located. Therefore, in the second light intensity distribution LID2 of the detection light L2 emitted to the detection target space 10R, the light intensity is high in the angular direction in which the other end 182e of the second flexible substrate 182 in the length direction is located. Accordingly, the light intensity continuously decreases in the angular direction in which the one end 182f is located.

それ故、第1点灯動作および第2点灯動作を第1光源部12Aおよび第2光源部12Bの各々において実行すれば、実施の形態1と同様な原理で対象物体Obの位置(XY座標)を検出することができる。その際、複数の第1光源121に供給する駆動電流の和(第1駆動電流値)、および複数の第2光源122に供給する駆動電流の和(第2駆動電流値)に基づいて対象物体Obの角度位置を検出すればよい。また、複数の光源120の出射強度を変えるにあたっては、抵抗素子等により、駆動電流を光源120毎に変えればよい。   Therefore, if the first lighting operation and the second lighting operation are performed in each of the first light source unit 12A and the second light source unit 12B, the position (XY coordinate) of the target object Ob is determined based on the same principle as in the first embodiment. Can be detected. At that time, the target object is based on the sum of drive currents supplied to the plurality of first light sources 121 (first drive current value) and the sum of drive currents supplied to the plurality of second light sources 122 (second drive current values). What is necessary is just to detect the angular position of Ob. Further, when changing the emission intensity of the plurality of light sources 120, the drive current may be changed for each light source 120 by a resistance element or the like.

[実施の形態7]
図17は、本発明の実施の形態7に係る光学式位置検出装置10の受発光ユニットの説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態2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図示し、それらの説明を省略する。
[Embodiment 7]
FIG. 17 is an explanatory diagram of a light emitting / receiving unit of the optical position detection device 10 according to the seventh embodiment of the present invention. Note that the basic configuration of the present embodiment is the same as that of the second embodiment, and therefore, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施の形態2では、第1点灯動作では第1光源121を点灯させ、第2点灯動作では第2光源122を点灯させたが、本形態では、図17に示すように、1系統の光源120のみが用いられている。かかる構成でも、第1点灯動作時と第2点灯動作時において光源120に供給する駆動電流を変えれば、実施の形態1、6と同様な原理で対象物体Obの位置(XY座標)を検出することができる。すなわち、第1点灯動作(第1期間)では、図16(a)に出射強度の高低を矢印Paで示すように、フレキシブル基板180の長さ方向の一方側の端部が位置する側から他方側の端部が位置する側に向かって光源120の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間10Rに出射される検出光L2の第1光強度分布LID1では、フレキシブル基板180の長さ方向の一方側の端部が位置する角度方向では光強度が高く、そこから、他方側の端部が位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。また、第2点灯動作(第2期間)では、図16(b)に出射強度の高低を矢印Pbで示すように、フレキシブル基板180の長さ方向の他方側の端部が位置する側から一方側の端部が位置する側に向かって光源120の出射強度を減少させる。従って、検出対象空間10Rに出射される検出光L2の第2光強度分布LID2では、フレキシブル基板180の長さ方向の他方側の端部が位置する角度方向では光強度が高く、そこから、一方側の端部が位置する角度方向に向かって光強度が連続的に低くなる。   In the second embodiment, the first light source 121 is turned on in the first lighting operation, and the second light source 122 is turned on in the second lighting operation. However, in this embodiment, as shown in FIG. Only is used. Even in such a configuration, if the drive current supplied to the light source 120 is changed during the first lighting operation and the second lighting operation, the position (XY coordinate) of the target object Ob is detected based on the same principle as in the first and sixth embodiments. be able to. That is, in the first lighting operation (first period), as shown by the arrow Pa in FIG. 16A, the intensity of the emitted light is indicated by the arrow Pa, and the other side from the side where the end of one side in the length direction of the flexible substrate 180 is located. The emission intensity of the light source 120 is decreased toward the side where the end of the side is located. Therefore, in the first light intensity distribution LID1 of the detection light L2 emitted to the detection target space 10R, the light intensity is high in the angular direction in which one end of the length direction of the flexible substrate 180 is located, and from there, The light intensity continuously decreases in the angular direction in which the side end is located. Further, in the second lighting operation (second period), as shown by the arrow Pb in FIG. 16B, the intensity of the emitted light is indicated by the arrow Pb. The emission intensity of the light source 120 is decreased toward the side where the end of the side is located. Therefore, in the second light intensity distribution LID2 of the detection light L2 emitted to the detection target space 10R, the light intensity is high in the angular direction in which the other end portion in the length direction of the flexible substrate 180 is located. The light intensity continuously decreases in the angular direction in which the side end is located.

それ故、第1点灯動作および第2点灯動作を第1光源部12Aおよび第2光源部12Bの各々において実行すれば、実施の形態1と同様な原理で対象物体Obの位置(XY座標)を検出することができる。その際、第1点灯動作における光源120への駆動電流の和(第1駆動電流値)、および第2点灯動作における光源120への駆動電流の和(第1駆動電流値)に基づいて対象物体Obの角度位置を検出すればよい。なお、本形態では、光源部12の中心PEに受光部13を設けると、受光部13への検出光L2の入射が光源部12によって妨げられることになる。このような構成でも、光源部12の中心PEに対してZ軸方向に重なる位置(放射中心位置)に受光部13を設ければ、検出光L2を受光部13に入射させることができる。   Therefore, if the first lighting operation and the second lighting operation are performed in each of the first light source unit 12A and the second light source unit 12B, the position (XY coordinate) of the target object Ob is determined based on the same principle as in the first embodiment. Can be detected. At that time, the target object is based on the sum of the drive currents to the light source 120 in the first lighting operation (first drive current value) and the sum of the drive currents to the light source 120 in the second lighting operation (first drive current value). What is necessary is just to detect the angular position of Ob. In this embodiment, when the light receiving unit 13 is provided at the center PE of the light source unit 12, the light source unit 12 prevents the detection light L <b> 2 from entering the light receiving unit 13. Even in such a configuration, if the light receiving unit 13 is provided at a position (radiation center position) that overlaps the center PE of the light source unit 12 in the Z-axis direction, the detection light L2 can be incident on the light receiving unit 13.

[他の実施の形態]
上記実施の形態では、2つの光源部12を用いたが、1つの光源部12を用いて対象物体Obの位置を検出してもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the two light source units 12 are used. However, the position of the target object Ob may be detected using one light source unit 12.

また、上記実施の形態6に係る光学式位置検出装置10に実施の形態2で説明した構成を適用してもよい。また、実施の形態1〜7に係る光学式位置検出装置10に実施の形態2で説明した構成を採用して、対象物体ObのZ軸方向の位置を検出してもよい。すなわち、Z軸方向で並列する2つの入射部140を設けると、対象物体ObのZ軸方向の位置によって受光部13への入射光量が急激に変化する。従って、受光部13への入射光量の変化に基づいて、対象物体Obが視認面41から離間しているか、対象物体Obが視認面41に接しているかを検出することができる。   The configuration described in the second embodiment may be applied to the optical position detection device 10 according to the sixth embodiment. Further, the configuration described in the second embodiment may be adopted in the optical position detection device 10 according to the first to seventh embodiments to detect the position of the target object Ob in the Z-axis direction. That is, when the two incident parts 140 arranged in parallel in the Z-axis direction are provided, the amount of light incident on the light-receiving part 13 rapidly changes depending on the position of the target object Ob in the Z-axis direction. Therefore, it is possible to detect whether the target object Ob is separated from the viewing surface 41 or whether the target object Ob is in contact with the viewing surface 41 based on a change in the amount of light incident on the light receiving unit 13.

上記実施の形態では、第1点灯動作時の受光結果と第2点灯動作時の受光結果とを直接、比較したが、検出対象空間10Rを介さずに受光部に入射する参照光を出射する参照用光源を設けてもよい。かかる構成の場合、第1点灯動作時における受光結果と参照光の受光結果とを比較し、第2点灯動作時における受光結果と参照光の受光結果とを比較し、参照光の受光結果を基準に、第1点灯動作時の受光結果と第2点灯動作時の受光結果とを間接的に比較する。より具体的には、第1点灯動作時における受光部13の検出光L2(反射光L3)の検出強度と受光部13の参照光の検出強度との差を、第1点灯動作時における受光部13の検出強度として処理し、第2点灯動作時における受光部13の検出光L2(反射光L3)の検出強度と受光部13の参照光の検出強度との差を、第2点灯動作時における受光部13の検出強度として処理する。かかる構成によれば、外光等の影響を、参照光を受光した際の強度によって相殺することができるという利点がある。   In the above embodiment, the light reception result at the time of the first lighting operation and the light reception result at the time of the second lighting operation are directly compared, but the reference that emits the reference light incident on the light receiving unit without passing through the detection target space 10R. A light source may be provided. In such a configuration, the light reception result during the first lighting operation is compared with the light reception result of the reference light, the light reception result during the second lighting operation is compared with the light reception result of the reference light, and the light reception result of the reference light is used as a reference. In addition, the light reception result during the first lighting operation and the light reception result during the second lighting operation are indirectly compared. More specifically, the difference between the detection intensity of the detection light L2 (reflected light L3) of the light receiving unit 13 during the first lighting operation and the detection intensity of the reference light of the light receiving unit 13 is expressed as the light receiving unit during the first lighting operation. The difference between the detection intensity of the detection light L2 (reflected light L3) of the light receiving unit 13 during the second lighting operation and the detection intensity of the reference light of the light receiving unit 13 during the second lighting operation The detected intensity of the light receiving unit 13 is processed. According to such a configuration, there is an advantage that the influence of external light or the like can be offset by the intensity when the reference light is received.

[位置検出システムの構成例]
(位置検出システム1の具体例1)
図18は、本発明を適用した位置検出システム1の具体例1(入力機能付き表示システム)の説明図である。なお、本形態の入力機能付き表示システムにおいて、位置検出システム1および光学式位置検出装置10の構成は、図1〜図17を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Configuration example of position detection system]
(Specific example 1 of the position detection system 1)
FIG. 18 is an explanatory diagram of a specific example 1 (display system with an input function) of the position detection system 1 to which the present invention is applied. In the display system with an input function of the present embodiment, the configurations of the position detection system 1 and the optical position detection device 10 are the same as the configurations described with reference to FIGS. The same reference numerals are used for illustration, and descriptions thereof are omitted.

上記実施の形態に係る位置検出システム1において、図18に示すように、視認面構成部材40として表示装置110を用い、かかる表示装置110に、図1〜図17を参照して説明した光学式位置検出装置10を設ければ、電子黒板やデジタルサイネージ等といった入力機能付き表示システム100として用いることができる。ここで、表示装置110は、直視型表示装置や、視認面構成部材40をスクリーンとする背面型投射型表示装置である。   In the position detection system 1 according to the above embodiment, as shown in FIG. 18, the display device 110 is used as the viewing surface constituent member 40, and the optical device described with reference to FIGS. If the position detection device 10 is provided, it can be used as a display system 100 with an input function such as an electronic blackboard or digital signage. Here, the display device 110 is a direct-view display device or a rear projection display device using the viewing surface constituent member 40 as a screen.

かかる入力機能付き表示システム100において、光学式位置検出装置10は、表示面110a(視認面41)に沿って検出光L2を出射するとともに、対象物体Obで反射した検出光L2(反射光L3)を検出する。このため、表示装置110で表示された画像の一部に対象物体Obを接近させれば、かかる対象物体Obの位置を検出することができるので、対象物体Obの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。   In the display system 100 with an input function, the optical position detection device 10 emits the detection light L2 along the display surface 110a (viewing surface 41) and also detects the detection light L2 (reflected light L3) reflected by the target object Ob. Is detected. For this reason, if the target object Ob is brought close to a part of the image displayed on the display device 110, the position of the target object Ob can be detected. It can be used as input information.

(位置検出システム1の具体例2)
図19を参照して、視認面構成部材40としてスクリーンを用い、位置機能付き投射型表示システムを構成した例を説明する。図19は、本発明を適用した位置検出システム1の具体例2(入力機能付き表示システム/入力機能付き投射型表示システム)の説明図である。なお、本形態の位置機能付き投射型表示システムにおいて、位置検出システム1および光学式位置検出装置10の構成は、図1〜図17を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
(Specific example 2 of the position detection system 1)
With reference to FIG. 19, the example which comprised the projection type display system with a position function using a screen as the visual recognition surface structural member 40 is demonstrated. FIG. 19 is an explanatory diagram of a specific example 2 (a display system with an input function / a projection display system with an input function) of the position detection system 1 to which the present invention is applied. In the projection display system with a position function of the present embodiment, the configurations of the position detection system 1 and the optical position detection device 10 are the same as the configurations described with reference to FIGS. Are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図19に示す入力機能付き投射型表示システム200(入力機能付き表示システム)では、液晶プロジェクターあるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置250(画像生成装置)からスクリーン80(視認面構成部材40)に画像が投射される。かかる入力機能付き投射型表示システム200において、画像投射装置250は、筐体240に設けられた投射レンズ系210からスクリーン80に向けて画像表示光Piを拡大投射する。ここで、画像投射装置250は、Y軸方向に対してわずかに傾いた方向から画像表示光Piをスクリーン80に向けて投射する。従って、スクリーン80において画像が投射されるスクリーン面80aによって、情報が視認される視認面41が構成されている。   In the projection display system 200 with an input function shown in FIG. 19 (display system with an input function), an image projection apparatus 250 (image generation apparatus) called a liquid crystal projector or a digital micromirror device is changed to a screen 80 (viewing surface constituent member). 40) An image is projected. In the projection display system 200 with an input function, the image projection device 250 enlarges and projects the image display light Pi from the projection lens system 210 provided in the housing 240 toward the screen 80. Here, the image projection device 250 projects the image display light Pi toward the screen 80 from a direction slightly inclined with respect to the Y-axis direction. Therefore, the screen surface 80a on which an image is projected on the screen 80 constitutes a viewing surface 41 on which information is visually recognized.

かかる入力機能付き投射型表示システム200において、光学式位置検出装置10は、画像投射装置250に付加されて一体に構成されている。このため、光学式位置検出装置10は、投射レンズ系210とは異なる箇所から、スクリーン面80aに沿って検出光L2を出射するとともに、対象物体Obで反射した反射光L3を検出する。このため、スクリーン80に投射された画像の一部に対象物体Obを接近させれば、かかる対象物体Obの位置を検出することができるので、対象物体Obの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。   In the projection display system 200 with an input function, the optical position detection device 10 is added to the image projection device 250 and configured integrally. For this reason, the optical position detection device 10 emits the detection light L2 along the screen surface 80a from a location different from the projection lens system 210, and detects the reflected light L3 reflected by the target object Ob. For this reason, if the target object Ob is brought close to a part of the image projected on the screen 80, the position of the target object Ob can be detected. Therefore, the position of the target object Ob is input as an image switching instruction or the like. It can be used as information.

なお、光学式位置検出装置10とスクリーン80とを一体化させれば、入力機能付きスクリーン装置を構成することができる。   If the optical position detection device 10 and the screen 80 are integrated, a screen device with an input function can be configured.

(位置検出システム1の他の具体例)
本発明において、視認面構成部材40は、展示品を覆う透光部材である構成を採用することができ、この場合、視認面41は、透光部材において展示品が配置される側とは反対側で展示品が視認される面である。かかる構成によれば、入力機能付きウインドウシステム等として構成することができる。
(Other specific examples of the position detection system 1)
In the present invention, the viewing surface constituent member 40 can employ a configuration that is a translucent member that covers the exhibit. In this case, the viewing surface 41 is opposite to the side on which the exhibit is arranged in the translucent member. This is the surface on which the exhibits can be seen. According to such a configuration, a window system with an input function can be configured.

また、視認面構成部材40は、移動する遊技用媒体を支持する基盤である構成を採用することができ、この場合、視認面41は、基盤において基盤と遊技用媒体との相対位置が視認される側の面である。かかる構成によれば、パチンコ台やコインゲーム等のアミューズメント機器を入力機能付きアミューズメントシステム等として構成することができる。   Further, the viewing surface constituting member 40 can adopt a configuration that is a base that supports a moving game medium. In this case, the visual recognition surface 41 is such that the relative position between the base and the game medium is visually recognized on the base. This is the surface on the other side. According to this configuration, an amusement device such as a pachinko machine or a coin game can be configured as an amusement system with an input function.

1・・位置検出システム、10・・光学式位置検出装置、10R・・検出対象空間、12・・光源部、12A・・第1光源部、12B・・第2光源部、13・・受光部、13A・・第1受光部、13B・・第2受光部、14・・シールド部材、40・・視認面構成部材、41・・視認面、50・・位置検出部、100・・入力機能付き表示システム、120・・光源、121・・第1光源、122・・第2光源、130・・受光素子、131・・受光面、140・・入射部、200・・入力機能付き投射型表示システム、250・・画像投射装置、Ob・・対象物体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 .... Position detection system, 10 .... Optical position detection apparatus, 10R ... Detection target space, 12 .... Light source unit, 12A ... First light source unit, 12B ... Second light source unit, 13 .... Light receiving unit , 13A ··· First light receiving portion, 13B ··· Second light receiving portion, ··· Shield member, ··· Viewing surface component, 41 ··· Visualizing surface, 50 ··· Position detecting portion, ··· With input function Display system, 120..light source, 121..first light source, 122..second light source, 130..light receiving element, 131..light receiving surface, 140..incident part, 200..projection display system with input function 250 ・ ・ Image projection device, Ob ・ ・ Target object

Claims (13)

検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、前記受光部での受光強度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、
前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、を備えていることを特徴とする光学式位置検出装置。
A light source unit that emits detection light, a light receiving unit that receives the detection light reflected by a target object located in a space where the detection light is emitted, and a position of the target object based on the light reception intensity at the light receiving unit A position detection unit for detecting
The optical receiver includes: a light receiving element; and a light-shielding shield member that partially covers the light receiving surface with an incident portion that causes the detection light to enter the light receiving surface of the light receiving element. Type position detector.
前記受光面において、該受光面に対する法線方向から一方側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量および前記法線方向から前記一方側とは反対側に傾いた斜め方向から前記入射部を介して入射する光量が、前記法線方向から前記入射部を介して入射する光量より大であることを特徴とする請求項1に記載の光学式位置検出装置。   In the light receiving surface, the amount of light incident through the incident portion from an oblique direction inclined to one side from the normal direction to the light receiving surface and the oblique direction inclined to the opposite side from the normal direction to the one side The optical position detection device according to claim 1, wherein the amount of light incident through the incident portion is larger than the amount of light incident through the incident portion from the normal direction. 前記入射部は、前記一方側および前記反対側に対して直交する方向の幅寸法が、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大であることを特徴とする請求項2に記載の光学式位置検出装置。   The incident portion has a width dimension in a direction orthogonal to the one side and the opposite side in an oblique direction inclined from the normal direction to the one side from a portion located in the normal direction to the light receiving surface. 3. The optical position detection device according to claim 2, wherein the optical position detection device is large in a portion located and a portion located in an oblique direction inclined to the opposite side from the normal direction. 前記入射部は、前記一方側および前記反対側に向けて延在する第1入射部と、該第1入射部に対して前記一方側および前記反対側に直交する方向で隣り合う位置で前記一方側および前記反対側に向けて延在する第2入射部と、を備え、
前記第1入射部を介して前記受光面に入射する光量と、前記第2入射部を介して前記受光面に入射する光量とが異なることを特徴とする請求項2または3の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
The incident portion includes a first incident portion extending toward the one side and the opposite side, and the one incident portion adjacent to the first incident portion in a direction perpendicular to the one side and the opposite side. A second incident portion extending toward the side and the opposite side,
4. The light quantity incident on the light receiving surface via the first incident portion is different from the light amount incident on the light receiving surface via the second incident portion. 5. An optical position detection apparatus according to 1.
前記入射部には、導電性のメッシュ層が設けられていることを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。   5. The optical position detection device according to claim 2, wherein a conductive mesh layer is provided in the incident portion. 6. 前記メッシュ層の開口密度は、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で大であることを特徴とする請求項5に記載の光学式位置検出装置。   The opening density of the mesh layer is inclined from the portion located in the normal direction relative to the light receiving surface to the portion located in the oblique direction inclined to the one side from the normal direction and to the opposite side from the normal direction. 6. The optical position detection apparatus according to claim 5, wherein the position is large in a portion located in an oblique direction. 前記入射部には、導電性および前記検出光に対する透光性を有する透光層が設けられていることを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。   5. The optical position detection device according to claim 2, wherein the incident portion is provided with a translucent layer having conductivity and translucency for the detection light. 6. 前記透光層の厚さは、前記受光面に対する法線方向に位置する部分より、前記法線方向から前記一方側に傾いた斜め方向に位置する部分および前記法線方向から前記反対側に傾いた斜め方向に位置する部分で薄いことを特徴とする請求項7に記載の光学式位置検出装置。   The thickness of the light-transmitting layer is inclined from the portion located in the normal direction with respect to the light receiving surface to the portion located in the oblique direction inclined to the one side from the normal direction and to the opposite side from the normal direction. The optical position detection device according to claim 7, wherein the optical position detection device is thin at a portion located in an oblique direction. 前記光源部は、第1方向、該第1方向に直交する第2方向、および前記第1方向と前記第2方向とに直交する第3方向のうち、前記第1方向および前記第2方向より規定される仮想面に沿うように検出光を放射状に出射す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光学式位置検出装置。   The light source unit includes a first direction, a second direction orthogonal to the first direction, and a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, from the first direction and the second direction. 9. The optical position detection device according to claim 1, wherein the detection light is emitted radially so as to follow a defined virtual plane. 前記光源部は、第1期間中、前記検出光の出射強度を当該検出光の放射角度範囲の一方側から他方側に向かって減少させ、第2期間中、前記検出光の出射強度を前記放射角度範囲の他方側から一方側に向かって減少させ、
前記位置検出部は、前記第1期間における前記受光部の受光強度と前記第2期間における前記受光部の受光強度との比較結果において、前記第1期間における前記受光部の受光強度と前記第2期間における前記受光部での受光強度とが等しくなったときの前記第1期間における前記光源部に対する第1駆動電流値と前記第2期間における前記光源部に対する第2駆動電流値との比較結果に基づいて、前記対象物体の位置を検出することを特徴とする請求項9に記載の光学式位置検出装置。
The light source unit decreases the emission intensity of the detection light from one side to the other side of the emission angle range of the detection light during the first period, and reduces the emission intensity of the detection light during the second period. Decrease from the other side of the angle range to one side,
In the comparison result between the light receiving intensity of the light receiving unit in the first period and the light receiving intensity of the light receiving unit in the second period, the position detecting unit determines the light receiving intensity of the light receiving unit in the first period and the second A comparison result between the first drive current value for the light source unit in the first period and the second drive current value for the light source unit in the second period when the light reception intensity at the light receiving unit in the period becomes equal. The optical position detection device according to claim 9, wherein the position of the target object is detected based on the detection result.
前記シールド部材には、グランド電位が印加されていることを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。   The optical position detection device according to any one of claims 1 to 10, wherein a ground potential is applied to the shield member. 画像が表示される表示面を備えた表示装置と、前記表示面に沿う方向の対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記画像が切り換えられる入力機能付き表示システムであって、
前記光学式位置検出装置は、検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、前記受光部での受光強度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、
前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、を備えていることを特徴とする入力機能付き表示システム。
A display device including a display surface on which an image is displayed; and an optical position detection device that optically detects a position of a target object in a direction along the display surface. The display system with an input function, wherein the image is switched based on the position detection result of the target object,
The optical position detection device includes a light source unit that emits detection light, a light receiving unit that receives the detection light reflected by a target object located in a space in which the detection light is emitted, and a light receiving intensity at the light receiving unit. A position detection unit that detects the position of the target object based on
The light receiving unit includes a light receiving element, and a light shielding shield member that partially covers the light receiving surface with an incident unit that causes the detection light to enter the light receiving surface of the light receiving element. Display system with functions.
画像を投射する画像投射装置と、画像の投射方向と交差する方向の対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置と、を有し、当該光学式位置検出装置での前記対象物体の位置検出結果に基づいて前記画像が切り換えられる入力機能付き表示システムであって、
前記光学式位置検出装置は、検出光を出射する光源部と、前記検出光が出射された空間に位置する対象物体で反射した前記検出光を受光する受光部と、前記受光部での受光強度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、
前記受光部は、受光素子と、該受光素子の受光面に前記検出光を入射させる入射部をもって前記受光面を部分的に覆う遮光性のシールド部材と、を備えていることを特徴とする入力機能付き表示システム。
An image projection device that projects an image; and an optical position detection device that optically detects a position of a target object in a direction that intersects a projection direction of the image, and the target object in the optical position detection device A display system with an input function in which the image is switched based on the position detection result of
The optical position detection device includes a light source unit that emits detection light, a light receiving unit that receives the detection light reflected by a target object located in a space in which the detection light is emitted, and a light receiving intensity at the light receiving unit. A position detection unit that detects the position of the target object based on
The light receiving unit includes a light receiving element, and a light shielding shield member that partially covers the light receiving surface with an incident unit that causes the detection light to enter the light receiving surface of the light receiving element. Display system with functions.
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