JP2014178746A - Position detector - Google Patents

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Nobuyuki Kobayashi
信之 小林
Hisaya Sone
尚也 曽根
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Stanley Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detector capable of suppressing increase in component cost and component selection cost and improving detection accuracy of the position of an object even when feedback control is carried out.SOLUTION: A position detector 1 is equipped with one light source 41, one light detector 42, and a detection part 3. The detection part 3 emits light within a first angle range from θ11 to θ13 in a first predetermined time period so that light emitted from a light guide part 5 passes through a whole of a detection area R by changing the emission direction of the light, and it is detected that the light is shaded by an object Q in a first emission direction θ1q. The detection part 3 emits light within a second angle range from θ21 to θ23 in a second predetermined time period so that light emitted from a light guide part 5 passes through a whole of the detection area R by changing the emission direction of the light, and it is detected that the light is shaded by the object Q in a second emission direction θ2q. The position of the object Q is detected on the basis of the first emission direction θ1q and the second emission direction θ2q.

Description

本発明は、二次元の検知領域にある物体の位置を検知する位置検知装置に関する。   The present invention relates to a position detection device that detects the position of an object in a two-dimensional detection region.

従来、長方形状の検知領域にある物体の位置を検知する位置検知装置が知られている（特許文献１）。この位置検知装置は、２つの光源を検知領域の上辺の両端部に備え、各光源において、光の出射方向をアクチュエータ等によって所定の周期で変化させることで、検知領域内を走査する。この位置検知装置では、走査した光が検知領域の周縁に配置された再帰反射部によって再帰反射されることで当該再帰反射された光を受光部が受光する。   Conventionally, a position detection device that detects the position of an object in a rectangular detection region is known (Patent Document 1). This position detection device includes two light sources at both ends of the upper side of the detection area, and in each light source, the light emission direction is changed at a predetermined cycle by an actuator or the like, thereby scanning the detection area. In this position detection device, the light that has been retroreflected is received by the light receiving unit as the scanned light is retroreflected by the retroreflecting unit disposed at the periphery of the detection region.

そして、位置検知装置は、各光源からの光が検知領域にある物体によって遮られて受光部が受光できなかったときの各光源からの光の出射方向（２つの角度）と２つの光源間の距離とに基づいて、三角測量法によって検知領域にある物体の位置を検知する。   Then, the position detection device detects the light emission direction (two angles) from each light source when the light from each light source is blocked by an object in the detection region and the light receiving unit cannot receive light, and between the two light sources. Based on the distance, the position of the object in the detection area is detected by triangulation.

特開昭６２−５４２８号公報JP-A-62-2428

しかしながら、光源から出射された光は、再帰反射部で再帰反射される成分（再帰反射光）と、正反射する成分（正反射光）とに分かれる。このため、特許文献１に記載の位置検知装置においては、２つの光源のうち一方の光源からの光が物体に遮られて、一方の光源からの光を受光しなかった受光部に、物体に遮られなかった他方の光源からの正反射光が拡散されて入射する可能性がある。その場合でも、一方の光源からの光が受光部に入射したものと判断されるので、物体の位置の検知精度が低下するおそれがある。   However, the light emitted from the light source is divided into a component that is retroreflected by the retroreflective portion (retroreflected light) and a component that is specularly reflected (regularly reflected light). For this reason, in the position detection device described in Patent Document 1, light from one of the two light sources is blocked by the object, and the light receiving unit that does not receive the light from the one light source is placed on the object. There is a possibility that the specularly reflected light from the other light source that is not blocked is diffused and incident. Even in such a case, it is determined that the light from one of the light sources is incident on the light receiving unit, so that the detection accuracy of the position of the object may be lowered.

このような課題を解決するために、例えば、２つの光源のうち所定の時点においていずれか一方のみが光を出射するように位置検知装置を構成することが考えられる。詳細には、一方の光源が検知領域を走査している間は他方の光源の発光を停止し、一方の光源による検知領域の走査が終了した後、一方の光源の発光を停止して他方の光源による検知領域の走査を行うことを繰り返す。これにより、光が物体に遮られた場合には、受光部が光源からの光を受光することを抑制できる。   In order to solve such a problem, for example, it is conceivable to configure the position detection device so that only one of the two light sources emits light at a predetermined time. Specifically, while one light source scans the detection area, the light emission of the other light source is stopped, and after the scanning of the detection area by one light source is finished, the light emission of one light source is stopped and the other light source is stopped. Repeat the scanning of the detection area by the light source. Thereby, when light is interrupted by the object, it can suppress that a light-receiving part receives light from a light source.

しかしながら、この場合においては、２つの光源の作動を同期させるために、同一の周期で各光源の出射方向を変化させる必要がある。このため、２つの光源の出射方向を変化させる２つのアクチュエータには、その動作特性が高精度で同等であることが要求される。従って、アクチュエータ等の部品の選別コストが増加する。   However, in this case, in order to synchronize the operation of the two light sources, it is necessary to change the emission direction of each light source in the same cycle. For this reason, the two actuators that change the emission directions of the two light sources are required to have the same operation characteristics with high accuracy. Therefore, the sorting cost for parts such as actuators increases.

更に、光源の出射方向が目標となる出射方向に一致させるために、各アクチュエータの実際の作動に対してフィードバック制御を行うと、各アクチュエータを同期するように作動させることが難しい。このため、各アクチュエータが正確に同期していないと、他方の光源からの正反射光を無視することができなくなり、それによって、物体の位置の検知精度が低下するおそれがある。   Furthermore, if feedback control is performed on the actual operation of each actuator in order to make the emission direction of the light source coincide with the target emission direction, it is difficult to synchronize the actuators. For this reason, if the actuators are not accurately synchronized, the specularly reflected light from the other light source cannot be ignored, and the detection accuracy of the position of the object may thereby be reduced.

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、部品コスト及び部品の選別コストの増加を抑制できると共に、フィードバック制御を行う場合でも物体の位置の検知精度を向上できる位置検知装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a position detection device capable of suppressing an increase in component cost and component selection cost and improving the accuracy of detecting the position of an object even when feedback control is performed. The purpose is to do.

本発明は、二次元の検知領域にある物体の位置を検知するように構成された検知部と、光の出射方向を所定の角度範囲内で変化可能に構成された１つの発光部と、前記発光部から出射された光を導光して、前記検知領域を通過するように出射する導光部と、前記導光部から出射されて前記検知領域を通過した後の光を受光するように構成された受光部とを備え、前記検知部は、第１の所定期間において、前記出射方向を変化させることで前記導光部から出射された光が前記検知領域の全体を通過するように、前記所定の角度範囲のうち第１の角度範囲で前記発光部から光を出射し、前記第１の所定期間と重ならない第２の所定期間において、前記出射方向を変化させることで前記導光部から出射された光が前記検知領域の全体を通過するように、前記所定の角度範囲のうち前記第１の角度範囲と重ならない第２の角度範囲で光を出射し、前記第１の所定期間において、前記受光部の受光状態に応じて前記発光部からの光が前記物体によって遮られたと検知したときの第１の出射方向と、前記第２の所定期間において、前記受光部の受光状態に応じて前記発光部からの光が前記物体によって遮られたと検知したときの第２の出射方向とに基づいて、前記物体の位置を検知することを特徴とする。   The present invention includes a detection unit configured to detect the position of an object in a two-dimensional detection region, one light emitting unit configured to be able to change the light emission direction within a predetermined angle range, A light guide that guides the light emitted from the light emitting unit and emits the light so as to pass through the detection region, and receives the light that is emitted from the light guide and passes through the detection region. A light receiving portion configured, and in the first predetermined period, the detection portion changes the emission direction so that light emitted from the light guide portion passes through the entire detection region. The light guide unit emits light from the light emitting unit in a first angle range out of the predetermined angle range, and changes the emission direction in a second predetermined period that does not overlap the first predetermined period. So that the light emitted from the light passes through the entire detection area. The light is emitted in a second angle range that does not overlap the first angle range in the predetermined angle range, and the light emitting unit emits light in the first predetermined period according to the light receiving state of the light receiving unit. Detecting that light from the light emitting unit is blocked by the object in the first emission direction when it is detected that the light is blocked by the object and the light receiving state of the light receiving unit in the second predetermined period The position of the object is detected based on the second emission direction.

本発明によれば、第１の所定期間において第１の角度範囲で発光部から出射される光の出射角度が変化することで検知領域の全体が走査される。また、第２の所定期間において第２の角度範囲で発光部から出射される光の出射角度が変化することで検知領域の全体が走査される。   According to the present invention, the entire detection region is scanned by changing the emission angle of the light emitted from the light emitting unit in the first angle range in the first predetermined period. In addition, the entire detection region is scanned by changing the emission angle of the light emitted from the light emitting unit in the second angle range in the second predetermined period.

これにより、検知領域にある物体は、第１及び第２の各所定期間において、第１の出射方向で発光部から出射されて導光部から出射された光、及び第２の出射方向で発光部から出射されて導光部から出射された光を遮るので、受光部の受光状態が変化する（例えば、受光量が減少する）。従って、検知部は、第１の出射方向と第２の出射方向とに基づいて物体の位置を検知できる。   Thereby, the object in the detection region emits light emitted from the light emitting unit in the first emission direction and emitted from the light guide unit in each of the first and second predetermined periods, and emitted in the second emission direction. Since the light emitted from the light guide unit and the light emitted from the light guide unit is blocked, the light receiving state of the light receiving unit changes (for example, the amount of received light decreases). Therefore, the detection unit can detect the position of the object based on the first emission direction and the second emission direction.

このように、発光部が１つであっても物体の位置を検知できるので、複数の発光部を用いる場合に要求される動作特性が高精度で同等な発光部を選別する必要がなく、部品の選別コストの増加を抑制できる。   In this way, since the position of an object can be detected even if there is only one light emitting unit, there is no need to select light emitting units with high accuracy and equivalent operating characteristics required when using a plurality of light emitting units. The increase in sorting costs can be suppressed.

また、発光部が１つであるので、複数の発光部を用いる場合のように、各発光部の作動を同期させる制御が不要で、フィードバック制御を行う場合でも物体の位置の検知精度を向上できる。   In addition, since there is one light emitting unit, there is no need to synchronize the operation of each light emitting unit as in the case of using a plurality of light emitting units, and the detection accuracy of the position of the object can be improved even when feedback control is performed. .

本発明において、前記導光部から出射されて前記検知領域を通過した後の光を再帰反射するように構成された再帰反射部を備え、前記受光部は、前記再帰反射部に再帰反射された後に、前記導光部によって再度導光された後の光を受光することが好ましい。   In the present invention, a retroreflective part configured to retroreflect light emitted from the light guide part and passing through the detection region is provided, and the light receiving part is retroreflected by the retroreflective part. It is preferable to receive light after being guided again by the light guide unit later.

これにより、再帰反射部に入射する光の光路と、当該再帰反射部によって再帰反射された光の光路とは、方向が反対となるだけで、基本的には、ほぼ同一の光路となる。従って、再帰反射された後に導光部によって再度導光された後の光は、導光部から発光部（又はその近く）の方に向かう光となる。従って、受光部を発光部の近くに配置するだけでよくなり、受光部の数を減少することができる。   As a result, the optical path of the light incident on the retroreflective portion and the optical path of the light retroreflected by the retroreflective portion are basically the same optical path only in opposite directions. Therefore, the light after being retroreflected and then guided again by the light guide unit becomes light directed from the light guide unit toward the light emitting unit (or the vicinity thereof). Therefore, it is only necessary to arrange the light receiving parts near the light emitting parts, and the number of light receiving parts can be reduced.

本発明において、前記検知領域の形状は第１辺〜第４辺の４つの辺を有する長方形であり、前記発光部は、その光が出射される出射部が、互いに向かいあう前記第１辺と前記第２辺の各々の辺方向に延在した２つの直線との間で、且つ前記第３辺に対して前記検知領域とは反対側に配置され、前記導光部は、前記第１の所定期間において、前記発光部からの光を導光して前記検知領域を通過するように出射するように前記第１辺に沿って設けられた第１導光部と、前記第２の所定期間において、前記発光部からの光を導光して前記検知領域を通過するように出射するように前記第２辺に沿って設けられた第２導光部とを備え、前記再帰反射部は、前記検知領域側から入射した光を再帰反射するように、前記第１辺、前記第２辺、及び前記第４辺に沿って設けられていることが好ましい。   In the present invention, the shape of the detection region is a rectangle having four sides of a first side to a fourth side, and the light emitting unit includes the first side and the side of which the light emitting unit emits the light face each other. Between the two straight lines extending in the direction of each side of the second side and on the opposite side of the detection region with respect to the third side, the light guide section is the first predetermined In the period, in the second predetermined period, the first light guide part provided along the first side to guide the light from the light emitting part and emit the light so as to pass through the detection region A second light guide portion provided along the second side so as to guide the light from the light emitting portion and emit the light so as to pass through the detection region, and the retroreflecting portion includes: The first side, the second side, and the fourth side so as to retroreflect light incident from the detection region side. It is preferably provided along the.

これにより、再帰反射部及び導光部（第１導光部及び第２導光部）が検知領域に沿うように設けられるので、検知領域の大きさに対する位置検知装置の大きさが大型化することを抑制できる。   Accordingly, since the retroreflecting unit and the light guide unit (the first light guide unit and the second light guide unit) are provided along the detection region, the size of the position detection device with respect to the size of the detection region is increased. This can be suppressed.

本発明において、前記出射部は、前記第３辺に平行な方向において中央に配置されていることが好ましい。これにより、第３辺に直交する方向における出射部の位置が同一の場合において、第３辺に平行な方向において中央以外の位置に出射部を配置するものに比べて、光の出射方向の所定の角度範囲を最も小さくできると共に、再帰反射部への光の入射角を最も小さくできる。   In this invention, it is preferable that the said output part is arrange | positioned in the center in the direction parallel to the said 3rd side. Thereby, in the case where the position of the emission part in the direction orthogonal to the third side is the same, the light emission direction is predetermined as compared with the case where the emission part is arranged at a position other than the center in the direction parallel to the third side. Can be minimized, and the angle of incidence of light on the retroreflective portion can be minimized.

従って、発光部が、光の出射方向を小さい角度範囲でしか変更できないような構成であっても、出射部を第３辺に平行な方向において中央に配置したときに必要となる角度範囲だけ変更できるのであれば、当該発光部を当該位置検知装置に用いることができる。また、再帰反射部への光の入射角が大きい場合よりも小さい場合の方が、再帰反射部によって再帰反射された光のエネルギーが大きくなる。このため、再帰反射された後に導光部から出射された後の光のエネルギーも大きくなり、受光部の受光量が増加する。これにより、受光部が受光する光が外乱光等に埋れ難くなり、物体の位置の検知精度を向上できる。   Therefore, even if the light emitting unit has a configuration in which the light emitting direction can be changed only in a small angle range, only the angle range required when the emitting unit is arranged in the center in the direction parallel to the third side is changed. If possible, the light emitting unit can be used in the position detection device. Further, the energy of the light retroreflected by the retroreflective portion becomes larger when the incident angle of the light to the retroreflective portion is smaller than when the incident angle is large. For this reason, the energy of the light after it is retroreflected and then emitted from the light guide unit also increases, and the amount of light received by the light receiving unit increases. This makes it difficult for the light received by the light receiving unit to be buried in disturbance light or the like, and improves the detection accuracy of the position of the object.

本発明において、前記受光部は、最も光を効率よく受光できる方向が、前記再帰反射部によって再帰反射された光のエネルギーが最も小さいときの光である最小光の進行方向と一致するように配置されていることが好ましい。これにより、実際に受光部が受光する光のエネルギーのばらつきを抑えることができる。   In the present invention, the light receiving unit is arranged so that the direction in which light can be received most efficiently coincides with the traveling direction of the minimum light that is light when the energy of light retroreflected by the retroreflecting unit is the smallest. It is preferable that Thereby, the dispersion | variation in the energy of the light which a light-receiving part actually light-receives can be suppressed.

本発明において、前記第１辺及び前記第２辺が長辺であり、前記第３辺及び前記第４辺が短辺であることが好ましい。これにより、第３辺が、長辺である場合に比べて短辺である場合の方が、再帰反射部への光の最大の入射角が小さくなる。従って、再帰反射部によって再帰反射された光のエネルギーが大きくなり、ひいては、受光部が受光する光が外乱光等に埋れ難くなり、物体の位置の検知精度を向上できる。   In the present invention, it is preferable that the first side and the second side are long sides, and the third side and the fourth side are short sides. Accordingly, the maximum incident angle of light to the retroreflective portion is smaller when the third side is a shorter side than when the third side is a longer side. Therefore, the energy of the light retroreflected by the retroreflective portion increases, and as a result, the light received by the light receiving portion becomes difficult to be buried in disturbance light or the like, and the detection accuracy of the position of the object can be improved.

本発明において、前記発光部は、１つの光源と、該光源からの光を反射する反射面を有し、前記反射面によって反射された光の反射方向が前記所定の角度範囲内で変化するように、前記反射面の向きを変化させる１つの光偏向器とを備えるように構成できる。   In the present invention, the light emitting unit has one light source and a reflection surface that reflects light from the light source, and the reflection direction of the light reflected by the reflection surface changes within the predetermined angle range. And an optical deflector that changes the direction of the reflecting surface.

本発明において、前記物体が、前記発光部と前記導光部との間の光路を妨げることを防止する区分部を備えることが好ましい。これにより、例えば、物体を検知領域に配置する場合に、発光部と導光部との間の光路を妨げることがないように物体を配置する必要がなくなり、区分部が無いものに比べて物体の配置を簡単にできる。   In this invention, it is preferable that the said object is provided with the division part which prevents interfering with the optical path between the said light emission part and the said light guide part. As a result, for example, when an object is arranged in the detection region, it is not necessary to arrange the object so as not to obstruct the optical path between the light emitting unit and the light guide unit, and the object is compared with the one without the dividing unit. Can be easily arranged.

本発明において、前記区分部は、所定の情報を表示する表示装置であることが好ましい。これにより、例えば、表示装置に表示された情報に応じて検知領域に指等を配置することによって、位置を指定できるポインティングデバイスのように用いることができる。   In this invention, it is preferable that the said division | segmentation part is a display apparatus which displays predetermined information. Thereby, for example, it can be used like a pointing device that can specify a position by placing a finger or the like in the detection area in accordance with information displayed on the display device.

本発明の実施形態の位置検知装置の斜視図。The perspective view of the position detection apparatus of embodiment of this invention. （ａ）は図１の位置検知装置の正面図、（ｂ）は（ａ）の光偏向器の反射面の模式的拡大図。(A) is a front view of the position detection apparatus of FIG. 1, (b) is a typical enlarged view of the reflective surface of the optical deflector of (a). 図１の位置検知装置の左側面図。The left view of the position detection apparatus of FIG. 図１の位置検知装置が備える光源、光偏向器及び受光部の拡大図。The enlarged view of the light source with which the position detection apparatus of FIG. 1 is equipped, an optical deflector, and a light-receiving part. 図１の位置検知装置の各構成要素の関係を示すブロック図。The block diagram which shows the relationship of each component of the position detection apparatus of FIG. 図１の位置検知装置において、光偏向器に印加される電圧、出射方向、第１受光部の受光量及び第２受光部の受光量の関係を示すタイミングチャート。2 is a timing chart showing a relationship among a voltage applied to an optical deflector, an emission direction, a light receiving amount of a first light receiving unit, and a light receiving amount of a second light receiving unit in the position detection device of FIG. 実施形態の位置検知装置と実質的に等価な位置検知装置の概念図。The conceptual diagram of the position detection apparatus substantially equivalent to the position detection apparatus of embodiment.

以下、本発明の実施形態の位置検知装置について説明する。   Hereinafter, a position detection device according to an embodiment of the present invention will be described.

図１に示す位置検知装置１は、二次元の検知領域Ｒにある物体Ｑの位置を検知する装置である。本実施形態の位置検知装置１は、所定の情報を表示する表示装置（本発明における区分部を含む）２の表示画面に対して利用者が指等でタッチ操作できるタッチパネル機器として構成されている。   A position detection device 1 shown in FIG. 1 is a device that detects the position of an object Q in a two-dimensional detection region R. The position detection device 1 of the present embodiment is configured as a touch panel device that allows a user to perform a touch operation with a finger or the like on a display screen of a display device 2 (including a sorting unit in the present invention) 2 that displays predetermined information. .

本実施形態では、表示装置２の表示画面の法線方向に向かって見たときに、当該表示画面と検知領域Ｒとの大きさが同じとなるように規定されている。また、検知領域Ｒは二次元の領域であるので、当該検知領域Ｒの法線方向において、異なる位置にある領域であっても互いに等価な検知領域Ｒである（例えば、図１に示されるＲ，Ｒａ，Ｒｂは全て等価な検知領域である）。   In the present embodiment, it is defined that the size of the display screen and the detection region R are the same when viewed in the normal direction of the display screen of the display device 2. Further, since the detection region R is a two-dimensional region, even if the regions are at different positions in the normal direction of the detection region R, the detection regions R are equivalent to each other (for example, R shown in FIG. 1). , Ra, and Rb are all equivalent detection regions).

また、本実施形態においては、検知領域Ｒの形状は、第１辺Ｒ１〜第４辺Ｒ４の４つの辺で確定される長方形である。第１辺Ｒ１及び第２辺Ｒ２は長辺であり、第３辺Ｒ３及び第４辺Ｒ４は短辺である。以下の説明では、検知領域Ｒを基準として、その法線方向をＮ、その上方向をＵ、その左方向をＬと表す。   In the present embodiment, the shape of the detection region R is a rectangle determined by the four sides of the first side R1 to the fourth side R4. The first side R1 and the second side R2 are long sides, and the third side R3 and the fourth side R4 are short sides. In the following description, the normal direction is N, the upper direction is U, and the left direction is L with the detection region R as a reference.

位置検知装置１は、検知部３と、光の出射方向（角度）を所定の角度範囲θ１１〜θ２１内で変化可能に構成された１つの発光部４と、発光部４から出射された光を導光して、検知領域Ｒを通過するように出射する導光部５と、導光部５から出射されて検知領域Ｒを通過した後の光が入射し、当該入射した光を再帰反射するように構成された再帰反射部６と、導光部５から出射されて検知領域Ｒを通過した後の光（より詳細には、再帰反射部６に再帰反射された後に導光部５によって再度導光された後の光）を受光する受光部７とを主に備える（図１〜図５を参照）。   The position detection device 1 is configured to detect the light emitted from the light emitting unit 4, the light emitting unit 4 configured to change the light emitting direction (angle) of the light within a predetermined angle range θ <b> 11 to θ <b> 21. The light guide unit 5 that guides light and emits the light so as to pass through the detection region R, and light that has been emitted from the light guide unit 5 and passed through the detection region R is incident, and the incident light is retroreflected. The retroreflecting unit 6 configured as described above and the light that has been emitted from the light guide unit 5 and passed through the detection region R (more specifically, after being retroreflected by the retroreflecting unit 6 and again by the light guide unit 5 And a light receiving portion 7 that receives light after being guided (see FIGS. 1 to 5).

検知部３は、ＣＰＵ及びメモリ等により構成された電子ユニットであり、メモリに保持された制御用プログラムをＣＰＵで実行することによって、発光部４の作動を制御すると共に、受光部７の受光状態に応じて検知領域Ｒにある物体Ｑの位置を検知する。   The detection unit 3 is an electronic unit configured by a CPU, a memory, and the like, and controls the operation of the light emitting unit 4 by executing a control program held in the memory by the CPU, and the light receiving state of the light receiving unit 7 Accordingly, the position of the object Q in the detection region R is detected.

発光部４は、図４に示すように、１つの光源４１と、１つの光偏向器４２とを備える。光源４１及び光偏向器４２は、表示装置２の表示画面とは反対側（図３の左側）に、第１辺Ｒ１と第２辺Ｒ２の各々の辺方向に延在した２つの直線Ｌｒ１，Ｌｒ２との間の中央に配置されている（図２（ａ）参照）。   As shown in FIG. 4, the light emitting unit 4 includes one light source 41 and one optical deflector 42. The light source 41 and the optical deflector 42 are arranged on the opposite side of the display screen of the display device 2 (left side in FIG. 3) on two straight lines Lr1, extending in the direction of each of the first side R1 and the second side R2. It arrange | positions in the center between Lr2 (refer Fig.2 (a)).

光源４１は、狭指向性の光となるように半導体レーザ光を出射するように構成されており、第４辺Ｒ４側から第３辺Ｒ３側に向かって光を出射するように配置されている。   The light source 41 is configured to emit semiconductor laser light so as to be light having a narrow directivity, and is arranged to emit light from the fourth side R4 side to the third side R3 side. .

光偏向器４２は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）であり、光源４１からの光を反射する反射面４２１と、１対のトーションバー４２４を介して反射面４２１を支持する支持部４２３と、圧電駆動によりトーションバー４２４をその軸線周りに捩る圧電部４２５，４２６とを備える。   The optical deflector 42 is a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), a reflective surface 421 that reflects light from the light source 41, a support portion 423 that supports the reflective surface 421 via a pair of torsion bars 424, and a piezoelectric element. Piezoelectric parts 425 and 426 that twist the torsion bar 424 around its axis by driving.

光偏向器４２は、出射部４２２（光源４１からの光が入射する反射面４２１上の領域又はその代表点）が第３辺Ｒ３に対して検知領域Ｒとは反対側に位置するように配置されている。本実施形態では、出射部４２２は、第３辺Ｒ３の近傍に配置されている。また、光源４１及び光偏向器４２は、法線方向Ｎにおいて、光源４１と出射部４２２との間を結ぶ線が検知領域Ｒに平行となるように配置されている。   The light deflector 42 is disposed so that the emitting portion 422 (the region on the reflecting surface 421 on which the light from the light source 41 is incident or its representative point) is located on the side opposite to the detection region R with respect to the third side R3. Has been. In the present embodiment, the emitting portion 422 is disposed in the vicinity of the third side R3. In addition, the light source 41 and the optical deflector 42 are arranged such that a line connecting the light source 41 and the emitting portion 422 is parallel to the detection region R in the normal direction N.

圧電部４２５，４２６は、例えば、シリコン基板等の上に、電圧を印加可能に成膜されたチタン酸ジルコン酸鉛等による圧電膜が成膜されて構成されている。これにより、圧電膜に電圧が印加されることで、圧電膜がシリコン基板と共に屈曲変形する。このときの屈曲変形の大きさは、印加された電圧に応じて変化する。   The piezoelectric portions 425 and 426 are configured, for example, by forming a piezoelectric film such as lead zirconate titanate formed on a silicon substrate or the like so that a voltage can be applied. Thereby, when a voltage is applied to the piezoelectric film, the piezoelectric film is bent and deformed together with the silicon substrate. The magnitude of the bending deformation at this time changes according to the applied voltage.

本実施形態においては、圧電部４２５，４２６において、シリコン基板の上で、２つの圧電膜が平面的に分離されて形成されている。これらの圧電膜の一方は、シリコン基板と共に屈曲変形をするための駆動用の圧電膜であり、他方の圧電膜は、シリコン基板の屈曲変形と共に屈曲変形することで、当該屈曲変形の大きさに応じた電圧信号を出力する。このように、他方の圧電膜は、実際の屈曲変形の大きさを検知する検知用の圧電膜である。   In the present embodiment, in the piezoelectric portions 425 and 426, two piezoelectric films are formed on the silicon substrate while being separated in a plane. One of these piezoelectric films is a driving piezoelectric film for bending deformation together with the silicon substrate, and the other piezoelectric film is bent and deformed together with the bending deformation of the silicon substrate, so that the magnitude of the bending deformation is reached. The corresponding voltage signal is output. Thus, the other piezoelectric film is a piezoelectric film for detection that detects the actual magnitude of bending deformation.

検知部３が圧電部４２５と圧電部４２６に互いに逆相となる印加電圧を印加することで（図６参照）、圧電部４２５と圧電部４２６とが互いに反対側に屈曲変形し、トーションバー４２４に捩れが生じる。これにより、反射面４２１の光源４１に対する角度が変化することで、出射部４２２からの光の出射方向θが変化する。   When the detection unit 3 applies applied voltages having opposite phases to the piezoelectric unit 425 and the piezoelectric unit 426 (see FIG. 6), the piezoelectric unit 425 and the piezoelectric unit 426 are bent and deformed to the opposite sides, and the torsion bar 424. Twisting occurs. Thereby, the emission direction θ of the light from the emission part 422 is changed by changing the angle of the reflection surface 421 with respect to the light source 41.

光偏向器４２は、正弦波の交流電圧を印加されることで反射面４２１が揺動し（図６の最上段参照）、出射部４２２からの光の出射方向がθ１１〜θ２１の間で変化するように構成されている（図６の２段目参照）。   In the optical deflector 42, when a sine wave AC voltage is applied, the reflecting surface 421 swings (see the uppermost stage in FIG. 6), and the emission direction of light from the emission unit 422 changes between θ11 to θ21. (Refer to the second stage in FIG. 6).

検知部３は、光偏向器４２の圧電部４２５，４２６に互いに逆位相の電圧信号を印加したとき（以下、このように電圧信号を印加することを単に「光偏向器４２に電圧信号を印加する」という。）、検知用の圧電膜が出力した電圧値（出射方向検知電圧値）を得ることで圧電部４２５，４２６の実際の屈曲変形の大きさ（すなわち、光偏向器４２の偏向角に応じた出射方向θ）を検知する（図５参照）。そして、該検知した実際の屈曲変形の大きさを、目標となる屈曲変形の大きさとなるように、光偏向器４２に印加する電圧信号を制御する（すなわち、フィードバック制御をする）。   When the detection unit 3 applies voltage signals having opposite phases to the piezoelectric units 425 and 426 of the optical deflector 42 (hereinafter, simply applying the voltage signal in this manner is “applying a voltage signal to the optical deflector 42”). ”), The actual bending deformation of the piezoelectric portions 425 and 426 (that is, the deflection angle of the optical deflector 42) is obtained by obtaining the voltage value (the emission direction detection voltage value) output from the piezoelectric film for detection. Is detected (see FIG. 5). Then, a voltage signal applied to the optical deflector 42 is controlled (that is, feedback control is performed) so that the detected actual bending deformation becomes the target bending deformation.

なお、本実施形態において用いられる光偏向器には、例えば、特開２００８−４０２４０号公報等に記載されているような様々な種類の光偏向器を適宜適用することができる。また、実際の屈曲変形の大きさを検知するための検知用の圧電膜は、特開２０１３−００７７７９号公報又は特開２０１２−２０３０７９号公報等に記載されている手法を適用することができる。   Note that various types of optical deflectors as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-40240 can be appropriately applied to the optical deflectors used in the present embodiment. Moreover, the method described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-007779 or Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-203079 etc. can be applied to the piezoelectric film for a detection for detecting the magnitude | size of an actual bending deformation.

図５に示すように、導光部５は、第１導光部５１と第２導光部５２とからなる。第１導光部５１及び第２導光部５２は、例えば、アクリル樹脂等によって形成され、入射した光をその内部で全反射することで導光する導光体である。第１導光部５１及び第２導光部５２は、底面が台形（詳細には、一対の平行な短辺と長辺を有し、該短辺の両端が該長辺の両端よりも内側に位置した台形）の四角柱に形成されている。なお、第２導光部５２の長辺の長さは、第１導光部５１の長辺の長さに対して後述する第１再帰反射部６１の法線方向Ｎの長さと同じ程度だけ長い。   As shown in FIG. 5, the light guide unit 5 includes a first light guide unit 51 and a second light guide unit 52. The 1st light guide part 51 and the 2nd light guide part 52 are light guides which are formed with acrylic resin etc., for example, and guide light by totally reflecting incident light in the inside. The first light guide 51 and the second light guide 52 have trapezoidal bottom surfaces (specifically, a pair of parallel short sides and long sides, and both ends of the short sides are inside of the long sides. It is formed in a trapezoidal trapezoidal prism. In addition, the length of the long side of the 2nd light guide part 52 is only the same extent as the length of the normal line direction N of the 1st retroreflection part 61 mentioned later with respect to the length of the long side of the 1st light guide part 51. long.

第１導光部５１は、その高さ方向の長さが第１辺Ｒ１よりやや長く形成され、第１辺Ｒ１側から第２辺Ｒ２側に向かって見たときに第１辺Ｒ１を覆うように配置されている。また、第１導光部５１は、その断面において長辺側が検知領域Ｒ側に向かうように、第１辺Ｒ１に沿って当該第１辺Ｒ１と所定の間隔を有して配置されている。   The first light guide 51 has a length in the height direction that is slightly longer than the first side R1, and covers the first side R1 when viewed from the first side R1 toward the second side R2. Are arranged as follows. Moreover, the 1st light guide part 51 is arrange | positioned with the said 1st edge | side R1 and the predetermined space | interval along the 1st edge | side R1 so that the long side may go to the detection area | region R side in the cross section.

第２導光部５２は、その高さ方向の長さが第２辺Ｒ２よりやや長く形成され、第２辺Ｒ２側から第１辺Ｒ１側に向かって見たときに第２辺Ｒ２を覆うように配置されている。また、第２導光部５２は、その断面において長辺側が検知領域Ｒ側に向かうように、第２辺Ｒ２に沿って当該第２辺Ｒ２と所定の間隔を有して配置されている。   The second light guide 52 is formed with a length in the height direction slightly longer than the second side R2, and covers the second side R2 when viewed from the second side R2 toward the first side R1. Are arranged as follows. In addition, the second light guide unit 52 is disposed along the second side R2 with a predetermined distance from the second side R2 so that the long side of the second light guide unit 52 is directed to the detection region R side in the cross section.

図５に示すように、再帰反射部６は、第１再帰反射部６１と第２再帰反射部６２とからなる。第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２は、入射した光に平行で且つ入射方向とは反対方向に出射する再帰反射となるような反射特性を持つように表面が加工されている。   As shown in FIG. 5, the retroreflecting unit 6 includes a first retroreflecting unit 61 and a second retroreflecting unit 62. The surfaces of the first retroreflective portion 61 and the second retroreflective portion 62 are processed so as to have reflection characteristics that are retroreflective parallel to the incident light and emitted in the direction opposite to the incident direction.

より詳細には、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２は、例えば、ガラスビーズ又はコーナーキューブ等が表面に並べられた再帰反射テープ又は再帰反射シート等が、検知領域Ｒを向くようにして、板状に形成された樹脂部材等の表面に貼着されている。   More specifically, the first retroreflective portion 61 and the second retroreflective portion 62 are configured such that, for example, a retroreflective tape or a retroreflective sheet having glass beads or corner cubes arranged on the surface faces the detection region R. Then, it is stuck on the surface of a resin member or the like formed in a plate shape.

このような再帰反射テープ又は再帰反射シートは、ガラスビーズ又はコーナーキューブ等の再帰反射体が表面に直接露出しているのではなく、当該表面を保護するための透光性を有する平面状の透光性部材によって覆われている。透光性部材としては、例えば、透光性プラスチック板又は透光性プラスチックフィルム等が用いられる。このため、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２に入射した光は、再帰反射体によって再帰反射される光（再帰反射光）と、透光性部材によって反射（再帰反射ではない通常の反射）される光（正反射光）とに分かれる。   In such a retroreflective tape or retroreflective sheet, retroreflectors such as glass beads or corner cubes are not directly exposed on the surface, but have a planar transparent property for protecting the surface. It is covered with a light member. As the translucent member, for example, a translucent plastic plate or a translucent plastic film is used. For this reason, the light incident on the first retroreflective portion 61 and the second retroreflective portion 62 is reflected by the retroreflector (retroreflected light) and reflected by the translucent member (usually not retroreflective). The light is reflected (regularly reflected light).

第１再帰反射部６１は、出射部４２２から出射されて第１導光部５１に導光されて出射された光が入射するように配置されている。詳細には、第１再帰反射部６１は、法線方向Ｎに向かって見たときにＬ字状となるように形成され、第２辺Ｒ２及び第４辺Ｒ４に沿って配置されている。   The first retroreflecting unit 61 is arranged so that light emitted from the emitting unit 422 and guided to the first light guide unit 51 is incident thereon. Specifically, the first retroreflective portion 61 is formed to be L-shaped when viewed in the normal direction N, and is disposed along the second side R2 and the fourth side R4.

より詳細には、第１再帰反射部６１は、第４辺Ｒ４に平行な方向において、第２辺Ｒ２に沿う部位が、第２導光部５２の断面における長辺と第２辺Ｒ２との間に配置されている。また、第１再帰反射部６１は、第２辺Ｒ２に平行な方向において、第４辺Ｒ４に沿う部位が、第４辺Ｒ４に対して検知領域Ｒの反対側に所定の間隔を有して配置されている。   More specifically, in the first retroreflective portion 61, the portion along the second side R2 in the direction parallel to the fourth side R4 is the long side in the cross section of the second light guide unit 52 and the second side R2. Arranged between. In addition, the first retroreflective portion 61 has a portion along the fourth side R4 in a direction parallel to the second side R2 with a predetermined interval on the opposite side of the detection region R with respect to the fourth side R4. Has been placed.

第２再帰反射部６２は、出射部４２２から出射されて第２導光部５２に導光されて出射された光が入射するように配置されている。詳細には、第２再帰反射部６２は、法線方向Ｎに向かって見たときにＬ字状となるように形成され、第１辺Ｒ１及び第４辺Ｒ４に沿って配置されている。   The second retroreflecting unit 62 is arranged such that light emitted from the emitting unit 422 and guided to the second light guide unit 52 is incident thereon. Specifically, the second retroreflective portion 62 is formed so as to be L-shaped when viewed in the normal direction N, and is disposed along the first side R1 and the fourth side R4.

より詳細には、第２再帰反射部６２は、法線方向Ｎにおいて、第１再帰反射部６１に対して表示装置２とは反対側に配置されている。このとき、第２再帰反射部６２は、第４辺Ｒ４に平行な方向において、第１辺Ｒ１に沿う部位が、第１導光部５１の断面における長辺と第１辺Ｒ１との間に配置されている。また、第２再帰反射部６２は、法線方向Ｎに向かって見たときに、第４辺Ｒ４に沿う部位が、第１再帰反射部６１の第４辺Ｒ４に沿う部位と同じ位置に配置されている。   More specifically, the second retroreflecting unit 62 is disposed on the opposite side of the display device 2 with respect to the first retroreflecting unit 61 in the normal direction N. At this time, the second retroreflective portion 62 has a portion along the first side R1 between the long side and the first side R1 in the cross section of the first light guide 51 in a direction parallel to the fourth side R4. Has been placed. Further, the second retroreflective portion 62 is arranged at the same position as the portion along the fourth side R4 of the first retroreflective portion 61 when viewed in the normal direction N. Has been.

上記のように、第１導光部５１、第２導光部５２、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２が、検知領域Ｒに沿って配置されているので、位置検知装置１の大きさを、検知領域Ｒの大きさに対して大型化することを抑制できる。   Since the 1st light guide part 51, the 2nd light guide part 52, the 1st retroreflective part 61, and the 2nd retroreflective part 62 are arrange | positioned along the detection area | region R as mentioned above, the position detection apparatus 1 It is possible to suppress an increase in the size of the detection area R relative to the size of the detection region R.

図４及び５に示すように、受光部７は、第１受光部７１と第２受光部７２とからなる。第１受光部７１及び第２受光部７２は、例えば、フォトダイオード等のように受光量に応じた電気信号を出力する光電変換素子である。   As shown in FIGS. 4 and 5, the light receiving unit 7 includes a first light receiving unit 71 and a second light receiving unit 72. The first light receiving unit 71 and the second light receiving unit 72 are photoelectric conversion elements that output an electrical signal corresponding to the amount of received light, such as a photodiode.

第１受光部７１及び第２受光部７２は、法線方向Ｎにおいて、光偏向器４２の両側に並設されている（図３及び図４参照）。詳細には、第１受光部７１は、法線方向Ｎにおいて、光偏向器４２に対して表示装置２とは反対側に配置されている。また、第２受光部７２は、法線方向Ｎにおいて、光偏向器４２に対して表示装置２側に配置されている。   The first light receiving unit 71 and the second light receiving unit 72 are arranged side by side on both sides of the optical deflector 42 in the normal direction N (see FIGS. 3 and 4). Specifically, the first light receiving unit 71 is disposed on the side opposite to the display device 2 with respect to the optical deflector 42 in the normal direction N. Further, the second light receiving unit 72 is disposed on the display device 2 side with respect to the optical deflector 42 in the normal direction N.

次に、図２及び図３を主に参照して、光偏向器４２から出射された光が受光部７まで届く光路について説明する。   Next, an optical path through which light emitted from the optical deflector 42 reaches the light receiving unit 7 will be described with reference mainly to FIGS.

光偏向器４２から第１導光部５１に入射した光は、その断面の長辺の端部と短辺の端部とを結ぶ斜辺で全反射され、該斜辺に対向するもう一つの斜辺によって再度全反射され、該第１導光部５１から出射される（図３の光路Ｌ１参照）。このとき、第１導光部５１からは、検知領域Ｒ（この場合には、検知領域Ｒと等価な検知領域Ｒａ）を通過するように出射される。   The light incident on the first light guide 51 from the light deflector 42 is totally reflected by the hypotenuse connecting the end of the long side and the end of the short side of the cross section, and is reflected by another hypotenuse opposite to the hypotenuse. The light is totally reflected again and emitted from the first light guide 51 (see the optical path L1 in FIG. 3). At this time, the light is emitted from the first light guide 51 so as to pass through the detection region R (in this case, the detection region Ra equivalent to the detection region R).

そして、検知領域Ｒ（検知領域Ｒａ）を通って、第２辺Ｒ２又は第４辺Ｒ４に沿って配置された第１再帰反射部６１によって再帰反射され（このとき、再帰反射した光は、理論的には、再帰反射する前後で通る光路は一致するものであるが、実際には多少の広がりを持つ光路となるように再帰反射される。図３に示された光路Ｌ１，Ｌ２は、広がった光路のうち受光部７１，７２に入射する光路を示している）、再び第１導光部５１に入射する。そして、第１導光部５１の断面の長辺の端部と短辺の端部とを結ぶ斜辺で全反射され、該斜辺に対向するもう一つの斜辺によって再度全反射され、該第１導光部５１から出射されて第１受光部７１に入射する（図３の光路Ｌ１参照）。   Then, it passes through the detection region R (detection region Ra) and is retroreflected by the first retroreflective portion 61 disposed along the second side R2 or the fourth side R4 (at this time, the retroreflected light is theoretically reflected). In reality, the optical paths that pass before and after retroreflecting coincide with each other, but are actually retroreflected so as to have an optical path having a slight spread.The optical paths L1 and L2 shown in FIG. The optical path incident on the light receiving portions 71 and 72 is shown), and is incident on the first light guiding portion 51 again. Then, the first light guide 51 is totally reflected at the hypotenuse connecting the end of the long side and the end of the short side of the cross section of the first light guide 51, and is totally reflected again by another hypotenuse opposite to the hypotenuse, It is emitted from the light unit 51 and enters the first light receiving unit 71 (see the optical path L1 in FIG. 3).

光偏向器４２から第２導光部５２に入射した光は、その断面の長辺の端部と短辺の端部とを結ぶ斜辺で全反射され、該斜辺に対向するもう一つの斜辺によって再度全反射され、該第２導光部５２から出射される（図３の光路Ｌ２参照）。このとき、第２導光部５２からは、検知領域Ｒ（この場合には、検知領域Ｒと等価な検知領域Ｒｂ）を通過するように出射される。   The light incident on the second light guide 52 from the light deflector 42 is totally reflected by the hypotenuse connecting the end of the long side and the end of the short side of the cross section, and is reflected by another hypotenuse opposite to the hypotenuse. The light is totally reflected again and emitted from the second light guide 52 (see the optical path L2 in FIG. 3). At this time, the light is emitted from the second light guide 52 so as to pass through the detection region R (in this case, the detection region Rb equivalent to the detection region R).

そして、検知領域Ｒ（検知領域Ｒｂ）を通って、第１辺Ｒ１又は第４辺Ｒ４に沿って配置された第２再帰反射部６２によって再帰反射され、再び第２導光部５２に入射する。そして、第２導光部５２の断面の長辺の端部と短辺の端部とを結ぶ斜辺で全反射され、該斜辺に対向するもう一つの斜辺によって再度全反射され、該第２導光部５２から出射されて第２受光部７２に入射する（図３の光路Ｌ２参照）。   Then, the light passes through the detection region R (detection region Rb), is retroreflected by the second retroreflecting unit 62 disposed along the first side R1 or the fourth side R4, and enters the second light guide unit 52 again. . Then, the second light guide 52 is totally reflected at the hypotenuse connecting the end of the long side and the end of the short side of the cross section of the second light guide 52, and is totally reflected again by another hypotenuse opposite to the hypotenuse. The light is emitted from the light section 52 and enters the second light receiving section 72 (see the optical path L2 in FIG. 3).

本実施形態においては、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２が上記のように設けられているので、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２に入射する光の光路と、各再帰反射部６１，６２によって再帰反射された光の光路とは、方向が反対となるだけで、基本的には、ほぼ同一の光路となる（実際には、若干の光の広がりが生じ得る）。従って、再帰反射された後に、第１導光部５１及び第２導光部５２によって再度導光された後の光は、当該導光部５１，５２から多少の広がりを持って光偏向器４２の方に向かう光となる。従って、第１受光部７１及び第２受光部７２を光偏向器４２の近くに配置するだけでよくなり、受光部の数を減少することができる。   In the present embodiment, since the first retroreflecting unit 61 and the second retroreflecting unit 62 are provided as described above, the optical path of light incident on the first retroreflecting unit 61 and the second retroreflecting unit 62 and The optical paths of the light retroreflected by the retroreflective portions 61 and 62 are basically the same optical path only in the opposite direction (actually, the light spreads slightly). obtain). Therefore, after being retroreflected, the light after being guided again by the first light guide 51 and the second light guide 52 has a slight spread from the light guides 51 and 52, and the light deflector 42. It becomes the light toward Therefore, the first light receiving unit 71 and the second light receiving unit 72 need only be disposed near the optical deflector 42, and the number of light receiving units can be reduced.

以下、光偏向器４２から再帰反射部６に入射するまでの光路を、符号の末尾に「ｆ」を付与して表し、再帰反射部６に再帰反射されてから受光部７に入射するまでの光路を、光路の符号の末尾に「ｂ」を付与して表す場合がある（例えば、図４参照）。   Hereinafter, the optical path from the light deflector 42 to the retroreflecting unit 6 is represented by adding “f” at the end of the reference sign, and from the retroreflecting unit 6 to the light receiving unit 7 after being retroreflected. The optical path may be represented by adding “b” to the end of the optical path code (for example, see FIG. 4).

検知部３は、光偏向器４２に対して所定の周波数且つ所定の振幅の交流電圧を印加することで、当該光偏向器４２の反射面４２１を揺動させる。これにより、反射面４２１から出射される光の出射方向θが、所定の周波数且つ所定の角度範囲θ１１〜θ２１（θ１３→θ１２→θ１１→θ１２→θ１３→θ２３→θ２２→θ２１→θ２２→θ２３→θ１３を繰り返す）で変化する（図２（ｂ）及び図６参照）。なお、図２（ｂ）においては、光偏向器４２を反射面４２１のみ簡略化して記載している。また、このときの反射面４２１は、出射方向がθ1qのときを図示している。   The detection unit 3 swings the reflection surface 421 of the optical deflector 42 by applying an AC voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude to the optical deflector 42. As a result, the emission direction θ of the light emitted from the reflecting surface 421 has a predetermined frequency and a predetermined angular range θ11 to θ21 (θ13 → θ12 → θ11 → θ12 → θ13 → θ23 → θ22 → θ21 → θ22 → θ23 → θ13). (See FIG. 2B and FIG. 6). In FIG. 2B, only the reflection surface 421 is illustrated in a simplified manner with respect to the optical deflector 42. In addition, the reflection surface 421 at this time is illustrated when the emission direction is θ1q.

以下、光の出射方向θに関して、「θ１３→θ１２→θ１１→θ１２→θ１３」のように、θ１１〜θ１３の角度範囲（以下、「第１の角度範囲」という）で変化している期間を第１の所定期間という。また、光の出射方向θに関して、「θ２３→θ２２→θ２１→θ２２→θ２３」のように、θ２１〜θ２３の角度範囲（以下、「第２の角度範囲」という）で変化している期間を第２の所定期間という。   Hereinafter, with respect to the light emission direction θ, a period that changes in an angle range of θ11 to θ13 (hereinafter, referred to as “first angle range”) as “θ13 → θ12 → θ11 → θ12 → θ13”. This is referred to as 1 predetermined period. In addition, with respect to the light emission direction θ, a period that changes in an angle range of θ21 to θ23 (hereinafter referred to as a “second angle range”) as “θ23 → θ22 → θ21 → θ22 → θ23”. This is called a predetermined period of 2.

ここで、光源４１及び光偏向器４２は各々１つである（換言すると、発光部４が１つである）から、第１の所定期間と第２の所定期間とは、互いに重なり合うことがない（第２の所定期間が含む時刻は、第１の所定期間に含まれる時刻以外の時刻のみを含む）。また、第１の角度範囲と第２の角度範囲とは、互いに重なり合うことがない（第２の角度範囲が含む角度は、第２の角度範囲に含まれる角度以外の角度のみを含む）。   Here, since there is one light source 41 and one light deflector 42 (in other words, one light emitting unit 4), the first predetermined period and the second predetermined period do not overlap each other. (The time included in the second predetermined period includes only the time other than the time included in the first predetermined period). In addition, the first angle range and the second angle range do not overlap each other (the angles included in the second angle range include only angles other than the angles included in the second angle range).

光偏向器４２からの光の出射方向θがθ１１のときには光が光路Ｌ１１を通る。この場合には、光偏向器４２から出射された光は、検知領域Ｒの第２辺Ｒ２の図２（ａ）における左端を通り、第１再帰反射部６１に再帰反射されて第１受光部７１に入射する。光偏向器４２からの光の出射方向θがθ１２のときには光が光路Ｌ１２を通る。この場合には、光偏向器４２から出射された光は、検知領域Ｒの第２辺Ｒ２と第４辺Ｒ４との交点を通り、第１再帰反射部６１に再帰反射されて第１受光部７１に入射する。光偏向器４２からの光の出射方向θがθ１３のときには光が光路Ｌ１３を通る。この場合には、光偏向器４２から出射された光は、検知領域Ｒの第４辺Ｒ４の下端を通り、第１再帰反射部６１に再帰反射されて第１受光部７１に入射する。   When the emission direction θ of light from the optical deflector 42 is θ11, the light passes through the optical path L11. In this case, the light emitted from the optical deflector 42 passes through the left end in FIG. 2A of the second side R2 of the detection region R, is retroreflected by the first retroreflecting unit 61, and is reflected by the first light receiving unit. 71 is incident. When the emission direction θ of light from the optical deflector 42 is θ12, the light passes through the optical path L12. In this case, the light emitted from the optical deflector 42 passes through the intersection of the second side R2 and the fourth side R4 of the detection region R, is retroreflected by the first retroreflecting unit 61, and is reflected by the first light receiving unit. 71 is incident. When the emission direction θ of light from the optical deflector 42 is θ13, the light passes through the optical path L13. In this case, the light emitted from the optical deflector 42 passes through the lower end of the fourth side R4 of the detection region R, is retroreflected by the first retroreflecting unit 61, and enters the first light receiving unit 71.

光偏向器４２からの光の出射方向θがθ１１とθ１２との間にあるときには、光偏向器４２から出射された光は、検知領域Ｒを通って第２辺Ｒ２のいずれかの点を通り、第１再帰反射部６１に再帰反射されて第１受光部７１に入射する。光偏向器４２からの光の出射方向θがθ１２とθ１３との間にあるときには、光偏向器４２から出射された光は、検知領域Ｒを通って第４辺Ｒ４のいずれかの点を通り、第１再帰反射部６１に再帰反射されて第１受光部７１に入射する。   When the emission direction θ of the light from the optical deflector 42 is between θ11 and θ12, the light emitted from the optical deflector 42 passes through any point of the second side R2 through the detection region R. The light is retroreflected by the first retroreflecting unit 61 and enters the first light receiving unit 71. When the emission direction θ of light from the optical deflector 42 is between θ12 and θ13, the light emitted from the optical deflector 42 passes through the detection region R and passes through any point on the fourth side R4. The light is retroreflected by the first retroreflecting unit 61 and enters the first light receiving unit 71.

このように、検知部３は、第１の所定期間において、第１の角度範囲θ１１〜θ１３で光の出射方向が変化することで、検知領域Ｒの全体を通過（走査）している。   As described above, the detection unit 3 passes (scans) the entire detection region R by changing the light emission direction in the first angle range θ11 to θ13 in the first predetermined period.

光偏向器４２からの光の出射方向θがθ２１のときには光が光路Ｌ２１を通る。この場合には、光偏向器４２から出射された光は、検知領域Ｒの第１辺Ｒ１の左端を通り、第２再帰反射部６２に再帰反射されて第２受光部７２に入射する。光偏向器４２からの光の出射方向θがθ２２のときには光が光路Ｌ２２を通る。この場合には、光偏向器４２から出射された光は、検知領域Ｒの第１辺Ｒ１と第４辺Ｒ４との交点を通り、第２再帰反射部６２に再帰反射されて第２受光部７２に入射する。光偏向器４２からの光の出射方向θがθ２３のときには光が光路Ｌ２３を通る。この場合には、光偏向器４２から出射された光は、検知領域Ｒの第４辺Ｒ４の上端を通り、第２再帰反射部６２に再帰反射されて第２受光部７２に入射する。   When the emission direction θ of light from the optical deflector 42 is θ21, the light passes through the optical path L21. In this case, the light emitted from the optical deflector 42 passes through the left end of the first side R <b> 1 of the detection region R, is retroreflected by the second retroreflecting unit 62, and enters the second light receiving unit 72. When the emission direction θ of light from the optical deflector 42 is θ22, the light passes through the optical path L22. In this case, the light emitted from the optical deflector 42 passes through the intersection of the first side R1 and the fourth side R4 of the detection region R, is retroreflected by the second retroreflecting unit 62, and is reflected by the second light receiving unit. 72 is incident. When the emission direction θ of light from the optical deflector 42 is θ23, the light passes through the optical path L23. In this case, the light emitted from the optical deflector 42 passes through the upper end of the fourth side R4 of the detection region R, is retroreflected by the second retroreflecting unit 62, and enters the second light receiving unit 72.

光偏向器４２からの光の出射方向θがθ２１とθ２２との間にあるときには、光偏向器４２から出射された光は、検知領域Ｒを通って第１辺Ｒ１のいずれかの点を通り、第２再帰反射部６２に再帰反射されて第２受光部７２に入射する。光偏向器４２からの光の出射方向θがθ２２とθ２３との間にあるときには、光偏向器４２から出射された光は、検知領域Ｒを通って第４辺Ｒ４のいずれかの点を通り、第２再帰反射部６２に再帰反射されて第２受光部７２に入射する。   When the emission direction θ of light from the optical deflector 42 is between θ21 and θ22, the light emitted from the optical deflector 42 passes through the detection region R and passes through any point on the first side R1. Then, the light is retroreflected by the second retroreflecting unit 62 and enters the second light receiving unit 72. When the emission direction θ of light from the optical deflector 42 is between θ22 and θ23, the light emitted from the optical deflector 42 passes through the detection region R and passes through any point on the fourth side R4. Then, the light is retroreflected by the second retroreflecting unit 62 and enters the second light receiving unit 72.

このように、検知部３は、第２の所定期間において、第２の角度範囲θ２１〜θ２３で光の出射方向が変化することで、検知領域Ｒの全体を通過（走査）している。   As described above, the detection unit 3 passes (scans) the entire detection region R by changing the light emission direction in the second angle range θ21 to θ23 in the second predetermined period.

また、光の出射方向θが「θ１３〜θ２３」の角度範囲のときには（換言すると、第１の所定期間及び第２の所定期間のいずれでもない期間（以下、「対象外期間」という）では）、当該出射された光は、法線方向Ｎに向かって見たときに第４辺Ｒ４の方に向かうが、導光部５が存在しないので当該光が検知領域Ｒを通過することはない。すなわち、この期間は、検知部３が物体Ｑの位置を検知しない期間となる。   When the light emission direction θ is in the angle range of “θ13 to θ23” (in other words, in a period that is neither the first predetermined period nor the second predetermined period (hereinafter referred to as “non-target period”)). The emitted light is directed toward the fourth side R4 when viewed in the normal direction N, but the light does not pass through the detection region R because the light guide 5 is not present. That is, this period is a period during which the detection unit 3 does not detect the position of the object Q.

本実施形態の位置検知装置１では、検知部３が、第１受光部７１及び第２受光部７２の受光状態に応じて（例えば、各受光部７１，７２の受光量が所定値ｅ未満になったときに。この所定値は、外乱光の影響等を鑑みて、物体Ｑによって光が遮られたことを検知できるような値となるように、実験等によって予め決定される）発光部４からの光が物体Ｑによって遮られたか否かを検知する。   In the position detection device 1 according to the present embodiment, the detection unit 3 is configured according to the light reception state of the first light receiving unit 71 and the second light receiving unit 72 (for example, the amount of light received by each of the light receiving units 71 and 72 is less than a predetermined value e). The predetermined value is determined in advance by experiment or the like so that it can be detected that the light is blocked by the object Q in view of the influence of disturbance light, etc.) It is detected whether or not the light from is blocked by the object Q.

そして、検知部３は、第１の所定期間において、第１受光部７１の受光状態に応じて（例えば、所定値ｅ未満となったときに。図６参照）、発光部４からの光が物体Ｑによって遮られたと検知したとき（図６の時刻t1q1,t1q2,t2q1）の第１の出射方向θ1qと、第２の所定期間において、第２受光部７２の受光状態に応じて（例えば、所定値ｅ未満となったときに。図６参照）、発光部４からの光が物体Ｑによって遮られたと検知したとき（図６の時刻t1q3,t1q4）の第２の出射方向θ2qとに基づいて、物体Ｑの位置を検知する。   Then, the detection unit 3 receives light from the light emitting unit 4 in the first predetermined period according to the light receiving state of the first light receiving unit 71 (for example, when the light receiving unit becomes less than the predetermined value e, see FIG. 6). According to the first light emitting direction θ1q when it is detected that the object Q is blocked (time t1q1, t1q2, t2q1 in FIG. 6) and the light receiving state of the second light receiving unit 72 in the second predetermined period (for example, When it is less than the predetermined value e (see FIG. 6), based on the second emission direction θ2q when it is detected that the light from the light emitting unit 4 is blocked by the object Q (time t1q3, t1q4 in FIG. 6). The position of the object Q is detected.

なお、第１の所定期間以外の期間は、第１受光部７１の受光状態に応じて物体Ｑの位置を検知する対象の期間ではない。従って、検知部３は、第１の所定期間以外の期間において、第１受光部７１が第２再帰反射部６２の表面の透光性部材による正反射光を受光した場合であっても無視する。また、第２の所定期間以外の期間は、第２受光部７２の受光状態に応じて物体Ｑの位置を検知する対象の期間ではない。従って、検知部３は、第２の所定期間以外の期間において、第２受光部７２が第１再帰反射部６１の表面の透光性部材による正反射光を受光した場合であっても無視する。   Note that the period other than the first predetermined period is not a period for which the position of the object Q is detected according to the light receiving state of the first light receiving unit 71. Therefore, the detection unit 3 ignores even when the first light receiving unit 71 receives regular reflection light from the translucent member on the surface of the second retroreflective unit 62 in a period other than the first predetermined period. . Further, the period other than the second predetermined period is not a period for which the position of the object Q is detected according to the light receiving state of the second light receiving unit 72. Therefore, the detection unit 3 ignores even when the second light receiving unit 72 receives regular reflection light from the translucent member on the surface of the first retroreflective unit 61 in a period other than the second predetermined period. .

第１の出射方向θ1qと、第１の出射方向θ1qに対する検知領域Ｒに入射する角度（すなわち、光路Ｌ1qと第１辺Ｒ１とによってなす角度。以下、「第１角度」という）φ1qとは、光偏向器４２及び第１導光部５１の相対的な関係（各々の相対的な位置関係及び第１導光部５１の形状）に応じて規定される。第２の出射方向θ2qと、第２の出射方向θ2qに対する検知領域Ｒに入射する角度（すなわち、光路Ｌ2qと第２辺Ｒ２とによってなす角度。以下、「第２角度」という）φ2qとは、光偏向器４２及び第２導光部５２の相対的な関係（各々の相対的な位置関係及び第２導光部５２の形状）に応じて規定される。   The first emission direction θ1q and the angle incident on the detection region R with respect to the first emission direction θ1q (that is, the angle formed by the optical path L1q and the first side R1, hereinafter referred to as “first angle”) φ1q are It is defined according to the relative relationship between the optical deflector 42 and the first light guide 51 (the relative positional relationship between them and the shape of the first light guide 51). The second emission direction θ2q and the angle incident on the detection region R with respect to the second emission direction θ2q (that is, the angle formed by the optical path L2q and the second side R2, hereinafter referred to as “second angle”) φ2q are It is defined according to the relative relationship between the optical deflector 42 and the second light guide 52 (the relative positional relationship between them and the shape of the second light guide 52).

ここで、本実施形態の位置検知装置１と実質的に等価な位置検知装置（図７）について説明する。   Here, a position detection device (FIG. 7) substantially equivalent to the position detection device 1 of the present embodiment will be described.

図７に示される位置検知装置は、本実施形態の位置検知装置１の導光部５を備えておらず、２つの発光部４Ｌ，４Ｒを備えている。また、図７に示される位置検知装置は、本実施形態の位置検知装置１と同じ検知領域Ｒ、及び同じ再帰反射部６（第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２）を備えている。   The position detection device shown in FIG. 7 does not include the light guide unit 5 of the position detection device 1 of the present embodiment, but includes two light emitting units 4L and 4R. The position detection device shown in FIG. 7 includes the same detection region R as the position detection device 1 of the present embodiment, and the same retroreflecting unit 6 (first retroreflecting unit 61 and second retroreflecting unit 62). Yes.

２つの発光部４Ｌ，４Ｒは、第３辺Ｒ３に平行な方向において、当該第３辺Ｒ３の中央から第３辺Ｒ３とほぼ同じ長さ（第３辺Ｒ３の長さに本実施形態の導光部５内における法線方向Ｎの光路の長さを加えた長さ）だけ上側又は下側の位置に配置されていると共に、第２辺Ｒ２に平行な方向において、本実施形態の光偏向器４２が配置されていた位置と同じ位置に配置されている。   The two light emitting units 4L and 4R are substantially the same length as the third side R3 from the center of the third side R3 in the direction parallel to the third side R3 (the length of the third side R3 is equal to the length of the third side R3). The optical deflection of the present embodiment is arranged at an upper or lower position by a length obtained by adding the length of the optical path in the normal direction N in the optical unit 5 and in a direction parallel to the second side R2. It is disposed at the same position as the position where the container 42 was disposed.

発光部４Ｌ，４Ｒの各々は、所定の期間において、検知領域Ｒの全体を通過するように光の出射方向を変更する。   Each of the light emitting units 4L and 4R changes the light emission direction so as to pass through the entire detection region R in a predetermined period.

詳細には、発光部４Ｌから出射されて光路Ｌ１１’を通る光は、検知領域Ｒの第２辺Ｒ２の図７における左端を通り、第１再帰反射部６１に再帰反射される。発光部４Ｌから出射されて光路Ｌ１２’を通る光は、検知領域Ｒの第２辺Ｒ２と第４辺Ｒ４との交点を通り、第１再帰反射部６１に再帰反射される。発光部４Ｌから出射されて光路Ｌ１３’を通る光は、検知領域Ｒの第４辺Ｒ４の下端を通り、第１再帰反射部６１に再帰反射される。発光部４Ｌからの光の出射方向が光路Ｌ１１’を通るときの出射方向とＬ１２’を通るときの出射方向との間にあるときには、検知領域Ｒを通って第２辺Ｒ２のいずれかの点を通り、第１再帰反射部６１に再帰反射される。発光部４Ｌからの光の出射方向が光路Ｌ１２’を通るときの出射方向とＬ１３’を通るときの出射方向との間にあるときには、検知領域Ｒを通って第４辺Ｒ４のいずれかの点を通り、第１再帰反射部６１に再帰反射される。このように、図７の発光部４Ｌは、所定の期間において、検知領域Ｒの全体を通過（走査）している。   Specifically, the light emitted from the light emitting unit 4L and passing through the optical path L11 'passes through the left end in FIG. 7 of the second side R2 of the detection region R and is retroreflected by the first retroreflecting unit 61. The light emitted from the light emitting unit 4L and passing through the optical path L12 'passes through the intersection of the second side R2 and the fourth side R4 of the detection region R and is retroreflected by the first retroreflecting unit 61. The light emitted from the light emitting unit 4L and passing through the optical path L13 'passes through the lower end of the fourth side R4 of the detection region R and is retroreflected by the first retroreflecting unit 61. When the emission direction of light from the light emitting unit 4L is between the emission direction when passing through the optical path L11 ′ and the emission direction when passing through L12 ′, any point on the second side R2 through the detection region R , And is retroreflected by the first retroreflecting unit 61. When the emission direction of light from the light emitting unit 4L is between the emission direction when passing through the optical path L12 ′ and the emission direction when passing through L13 ′, any point on the fourth side R4 through the detection region R , And is retroreflected by the first retroreflecting unit 61. As described above, the light emitting unit 4L in FIG. 7 passes (scans) the entire detection region R in a predetermined period.

また、発光部４Ｒから出射されて光路Ｌ２１’を通る光は、検知領域Ｒの第１辺Ｒ１の左端を通り、第２再帰反射部６２に再帰反射される。発光部４Ｒから出射されて光路Ｌ２２’を通る光は、検知領域Ｒの第１辺Ｒ１と第４辺Ｒ４との交点を通り、第２再帰反射部６２に再帰反射される。発光部４Ｒから出射されて光路Ｌ２３’を通る光は、検知領域Ｒの第４辺Ｒ４の上端を通り、第２再帰反射部６２に再帰反射される。発光部４Ｒからの光の出射方向が光路Ｌ２１’を通るときの出射方向とＬ２２’を通るときの出射方向との間にあるときには、検知領域Ｒを通って第１辺Ｒ１のいずれかの点を通り、第２再帰反射部６２に再帰反射される。発光部４Ｒからの光の出射方向が光路Ｌ２２’を通るときの出射方向とＬ２３’を通るときの出射方向との間にあるときには、検知領域Ｒを通って第４辺Ｒ４のいずれかの点を通り、第２再帰反射部６２に再帰反射される。このように、図７の発光部４Ｒは、所定の期間において、検知領域Ｒの全体を通過（走査）している。   Further, the light emitted from the light emitting unit 4R and passing through the optical path L21 'passes through the left end of the first side R1 of the detection region R and is retroreflected by the second retroreflecting unit 62. The light emitted from the light emitting unit 4R and passing through the optical path L22 'passes through the intersection of the first side R1 and the fourth side R4 of the detection region R and is retroreflected by the second retroreflective unit 62. The light emitted from the light emitting unit 4R and passing through the optical path L23 'passes through the upper end of the fourth side R4 of the detection region R and is retroreflected by the second retroreflecting unit 62. When the emission direction of light from the light emitting unit 4R is between the emission direction when passing through the optical path L21 ′ and the emission direction when passing through L22 ′, any point on the first side R1 through the detection region R And retroreflected by the second retroreflecting unit 62. When the emission direction of light from the light emitting unit 4R is between the emission direction when passing through the optical path L22 ′ and the emission direction when passing through L23 ′, any point on the fourth side R4 through the detection region R And retroreflected by the second retroreflecting unit 62. As described above, the light emitting unit 4R in FIG. 7 passes (scans) the entire detection region R in a predetermined period.

なお、本実施形態の位置検知装置１と図７の位置検知装置とを比較すると、本実施形態の光路Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３と、図７の位置検知装置の光路Ｌ１１’、Ｌ１２’、Ｌ１３’、Ｌ２１’、Ｌ２２’、Ｌ２３’とは、各々実質的に等価である。   When comparing the position detection device 1 of the present embodiment with the position detection device of FIG. 7, the optical paths L11, L12, L13, L21, L22, and L23 of the present embodiment and the optical path L11 ′ of the position detection device of FIG. , L12 ′, L13 ′, L21 ′, L22 ′, and L23 ′ are substantially equivalent to each other.

図７の位置検知装置において、２つの発光部４Ｌ，４Ｒが検知領域Ｒの全体を通過しているので、検知領域Ｒに物体Ｑがある場合には、物体Ｑによって光が遮られた光路Ｌ1q'，Ｌ2q'が２つ存在する。このとき、光路Ｌ1q'と第１辺Ｒ１とがなす角φ1qと光路Ｌ2q'と第２辺Ｒ２とがなす角φ2qとは、発光部４Ｌ，４Ｒの出射方向（すなわち、走査周期のどの時点であるか）に応じて決定される。また、２つの発光部４Ｌ，４Ｒの間の距離は既知であるので、図７の位置検知装置は、当該距離と角φ1q，φ2qとに基づいて、三角測量法により、２つの発光部４Ｌ，４Ｒからの物体Ｑの位置を検知できる。   In the position detection device of FIG. 7, since the two light emitting units 4L and 4R pass through the entire detection region R, when the object Q is in the detection region R, the optical path L1q where the light is blocked by the object Q There are two ', L2q'. At this time, the angle φ1q formed by the optical path L1q ′ and the first side R1 and the angle φ2q formed by the optical path L2q ′ and the second side R2 are the emission directions of the light emitting units 4L and 4R (that is, at any point in the scanning cycle). It is determined according to whether there is. In addition, since the distance between the two light emitting units 4L and 4R is known, the position detection device in FIG. 7 uses the triangulation method based on the distance and the angles φ1q and φ2q to perform the two light emitting units 4L and 4R. The position of the object Q from 4R can be detected.

一方、本実施形態の位置検知装置１においては、第１の出射方向θ1qで出射された光の光路Ｌ1qのうち、検知領域Ｒを通過する直線状の光路を直線的に延長すると、当該延長線は、図７に示された位置検知装置の発光部４Ｌが配置されていた位置と同じ位置を通る（以下、本実施形態におけるこのような位置を「仮想発光部位置」という）。   On the other hand, in the position detection device 1 of the present embodiment, when the linear optical path passing through the detection region R is linearly extended out of the optical path L1q of the light emitted in the first emission direction θ1q, the extension line Passes through the same position as the position where the light emitting unit 4L of the position detection device shown in FIG. 7 is disposed (hereinafter, such a position in the present embodiment is referred to as a “virtual light emitting unit position”).

第２の出射方向θ2qで出射された光の光路Ｌ2qのうち、検知領域Ｒを通過する直線状の光路を直線的に延長すると、当該延長線は、図７に示された位置検知装置の発光部４Ｒが配置されていた位置（すなわち、仮想発光部位置）と同じ位置を通る。   When the linear optical path that passes through the detection region R is linearly extended in the optical path L2q of the light emitted in the second emission direction θ2q, the extension line is emitted by the position detection device shown in FIG. It passes through the same position as the position where the section 4R is disposed (that is, the virtual light emitting section position).

また、これらの仮想発光部位置は、光偏向器４２、第１導光部５１及び第２導光部５２の相対的な関係（各々の相対的な位置関係及び第１導光部５１及び第２導光部５２の形状）に応じて規定される。従って、本実施形態において、第１の出射方向θ1qと第２の出射方向θ2qとが得られることで、第１角度φ1qと、第２角度φ2qと、２つの仮想発光部位置との間の距離とに基づいて、三角測量法にて仮想発光部位置からの相対的な物体Ｑの位置が決定される。このように、検知部３は、物体Ｑが検知領域Ｒのいずれの位置にあるのかを検知できる。   Further, the positions of these virtual light emitting units are relative to the optical deflector 42, the first light guide 51, and the second light guide 52 (the relative positional relationship between the first light guide 51 and the first light guide 51 and the first light guide 51). 2 shape of the light guide 52). Therefore, in the present embodiment, the distance between the first angle φ1q, the second angle φ2q, and the two virtual light emitting unit positions by obtaining the first emission direction θ1q and the second emission direction θ2q. Based on the above, the position of the object Q relative to the virtual light emitting unit position is determined by triangulation. As described above, the detection unit 3 can detect which position of the object Q is in the detection region R.

本実施形態の位置検知装置１において、発光部４（光源４１及び光偏向器４２）が１つであっても物体Ｑの位置を検知できるので、複数の発光部を用いる場合に要求される動作特性が高精度で同等な発光部を選別する必要がなく、部品コスト及び部品の選別コストの増加を抑制できる。   In the position detection apparatus 1 according to the present embodiment, the position of the object Q can be detected even if there is only one light emitting unit 4 (light source 41 and light deflector 42), and therefore the operation required when using a plurality of light emitting units. There is no need to select light emitting parts with high accuracy and equivalent characteristics, and an increase in component costs and component selection costs can be suppressed.

また、発光部４（光偏向器４２）が１つであるので、複数の発光部を用いる場合のように、各発光部の作動を同期させる制御が不要で、フィードバック制御を行う場合でも物体Ｑの位置の検知精度を向上できる。   In addition, since there is one light emitting unit 4 (light deflector 42), there is no need for control to synchronize the operation of each light emitting unit as in the case of using a plurality of light emitting units, and the object Q can be used even when feedback control is performed. The position detection accuracy can be improved.

また、本実施形態では、光の出射方向を変更するために、ＭＥＭＳによる光偏向器を用いている。このため、光偏向器の大きさを小型にできる。   In this embodiment, a MEMS optical deflector is used to change the light emission direction. For this reason, the size of the optical deflector can be reduced.

また、このような光偏向器４２は、小さなサイズで大きな偏向角が得られることが求められる。従って、光偏向器４２の機械的な共振周波数で反射面４２１を揺動することも多い。このため、複数の光偏向器を用いる場合には、各光偏向器の動作特性を同等に形成するために許容される製造誤差が非常に小さくなる。従って、特にＭＥＭＳによる光偏向器を位置検知装置の発光部として用いる場合においては、複数の発光部が必要になると、部品の選別コストを増大させる一因となりやすい。１つの発光部だけでよい本発明の位置検知装置は、ＭＥＭＳによる光偏向器を発光部として用いる場合において、特に有効に適用できる。   Such an optical deflector 42 is required to have a large deflection angle with a small size. Therefore, the reflecting surface 421 is often oscillated at the mechanical resonance frequency of the optical deflector 42. For this reason, in the case of using a plurality of optical deflectors, the manufacturing error allowed for forming the operational characteristics of the respective optical deflectors to be equal becomes very small. Therefore, in particular, when an optical deflector using MEMS is used as the light-emitting part of the position detection device, if a plurality of light-emitting parts are required, it is likely to be a factor that increases the cost of selecting parts. The position detection device of the present invention that requires only one light emitting unit can be applied particularly effectively when a MEMS optical deflector is used as the light emitting unit.

また、前述したように、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２の表面は、透光性部材によって覆われているので、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２に入射した光の一部は、透光性部材による正反射光となる。従って、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２から再帰反射される光のエネルギーを多くするためには、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２への入射角が所定の角度（本実施形態においては、約60°に規定されている。所定の角度は、再帰反射部として用いる部材に応じて適宜規定される）よりも小さくなるように構成することが望ましい。   Further, as described above, since the surfaces of the first retroreflective portion 61 and the second retroreflective portion 62 are covered with the translucent member, they enter the first retroreflective portion 61 and the second retroreflective portion 62. A part of the light becomes regular reflection light by the translucent member. Therefore, in order to increase the energy of light retroreflected from the first retroreflecting unit 61 and the second retroreflecting unit 62, the incident angle to the first retroreflecting unit 61 and the second retroreflecting unit 62 is set to a predetermined angle. It is desirable that the angle be smaller than an angle (in the present embodiment, it is defined as approximately 60 °. The predetermined angle is appropriately defined according to a member used as the retroreflective portion).

このため、本実施形態においては、光偏向器４２の出射部４２２が検知領域Ｒの短辺（第３辺Ｒ３）に対して検知領域Ｒとは反対側で、且つ当該短辺の中央部に配置されている（以下、このように、「所定の辺に対して検知領域Ｒとは反対側で且つ当該所定の辺の中央部に配置されている」ことを、単に「検知領域Ｒの所定の辺の中央部に配置されている」という）。これにより、光偏向器４２の出射部４２２が検知領域Ｒの長辺の中央部に配置されるものに比べて、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２に入射する光の最大の入射角が小さくなる。   For this reason, in this embodiment, the emission part 422 of the optical deflector 42 is on the opposite side of the detection region R with respect to the short side (third side R3) of the detection region R and at the center of the short side. (Hereinafter referred to as “disposed on the side opposite to the detection region R with respect to the predetermined side and in the central portion of the predetermined side”). It ’s located in the middle of the side. ”) As a result, the maximum amount of light incident on the first retroreflecting unit 61 and the second retroreflecting unit 62 is larger than that in which the emission unit 422 of the optical deflector 42 is disposed at the center of the long side of the detection region R. Incident angle is reduced.

従って、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２によって再帰反射された光のエネルギーが大きくなり、ひいては、受光部７が受光する光が外乱光等に埋れ難くなり、物体Ｑの位置の検知精度を向上できる。   Accordingly, the energy of the light retroreflected by the first retroreflecting unit 61 and the second retroreflecting unit 62 is increased, and as a result, the light received by the light receiving unit 7 is difficult to be buried in disturbance light or the like, and the position of the object Q is Detection accuracy can be improved.

ここで、入射角が最大となる光路は、出射部４２２が配置されている辺（本実施形態における第３辺Ｒ３）に対向する辺（本実施形態における第４辺Ｒ４）において、導光部５を通過したときの辺（本実施形態において、第１の所定期間では、光が第１導光部５１を通過するので、第１辺Ｒ１であり、第２の所定期間では、光が第２導光部５２を通過するので、第２辺Ｒ２である）に対して、隣り合う辺と対向する辺との交点（本実施形態において、第１の所定期間では、第２辺Ｒ２と第４辺Ｒ４との交点であり、第２の所定期間では、第１辺Ｒ１と第４辺Ｒ４との交点である）を通過するときの光路（本実施形態において、第１の所定期間における光路Ｌ１２及び第２の所定期間における光路Ｌ２２）である。   Here, the light path having the maximum incident angle is a light guide portion on a side (fourth side R4 in the present embodiment) opposite to the side (third side R3 in the present embodiment) where the emission unit 422 is disposed. 5 in the first predetermined period (in this embodiment, since light passes through the first light guide 51, it is the first side R1, and in the second predetermined period, the light is first 2 Since it passes through the light guide 52, it is the intersection of the side opposite to the adjacent side (which is the second side R2) (in this embodiment, in the first predetermined period, the second side R2 and the second side R2). This is an intersection with the four sides R4, and in the second predetermined period, an optical path when passing through the first side R1 and the fourth side R4 (in this embodiment, an optical path in the first predetermined period) L12 and the optical path L22) in the second predetermined period.

すなわち、第１再帰反射部６１においては、第２辺Ｒ２と第４辺Ｒ４との間の交点を通過するときの入射角であり、第２再帰反射部６２においては、第１辺Ｒ１と第４辺Ｒ４との間の交点を通過するときの入射角である。   That is, in the 1st retroreflection part 61, it is an incident angle when passing the intersection between 2nd edge | side R2 and 4th edge | side R4, and in 2nd retroreflection part 62, it is 1st edge | side R1 and 1st side. This is the incident angle when passing through the intersection with the four sides R4.

なお、このときの入射角としては、出射部４２２が配置されている辺に対向する辺に入射するときの入射角αと、出射部４２２が配置されている辺に隣り合う辺に入射するときの入射角βとがある。   In addition, as an incident angle at this time, when incident on the side adjacent to the side where the emission part 422 is arranged, and the incident angle α when entering the side opposite to the side where the emission part 422 is arranged, Is incident angle β.

ここで、例えば、出射部４２２が、左方向Ｌにおいて当該出射部４２２が配置されている辺（長辺又は短辺）上で、且つ上方向Ｕにおいて当該辺の中央部に配置されていると仮定する。このとき、更に、検知領域Ｒの短辺の長さと長辺の長さの比率（以下、「辺比率」という）を「短辺の長さ：長辺の長さ＝a：b・a」と規定し（但し、bは1以上の実数。なおbが1のときは、検知領域Ｒの形状は正方形である）、導光部５を通過するときの法線方向Ｎの移動距離の、短辺の長さに対する比率をcと規定したとき、入射角α，βは、下記の関係式（１−１），（１−２），（２−１），（２−２）で表される。   Here, for example, when the emission part 422 is arranged on the side (long side or short side) where the emission part 422 is arranged in the left direction L, and in the central part of the side in the upward direction U. Assume. At this time, the ratio of the length of the short side to the length of the long side (hereinafter referred to as “side ratio”) of the detection region R is expressed as “short side length: long side length = a: b · a”. (Where b is a real number of 1 or more. When b is 1, the shape of the detection region R is a square), and the movement distance in the normal direction N when passing through the light guide 5 is When the ratio to the length of the short side is defined as c, the incident angles α and β are expressed by the following relational expressions (1-1), (1-2), (2-1), and (2-2). Is done.

ここで、α_lは、出射部４２２が配置されている辺が長辺の場合の入射角αであり、β_lは、出射部４２２が配置されている辺が長辺の場合の入射角βである。   Here, α_l is an incident angle α when the side on which the emitting portion 422 is arranged is a long side, and β_l is an incident angle β when the side on which the emitting portion 422 is arranged is a long side. .

ここで、α_sは、出射部４２２が配置されている辺が短辺の場合の入射角αであり、β_sは、出射部４２２が配置されている辺が短辺の場合の入射角βである。   Here, α_s is an incident angle α when the side on which the emitting portion 422 is arranged is a short side, and β_s is an incident angle β when the side on which the emitting portion 422 is arranged is a short side. .

これらの入射角α_l、β_l、α_s、β_sは、関係式（１−１），（１−２），（２−１），（２−２）において、全て逆正接関数で表されているので、それらの中の項（C_1〜C_4）が大きい程大きくなる。ここで、「b≧1」であり「c≧0」であるのでC_1〜C_4の中でC_1が最も大きい。すなわち、α_lが最も大きくなる。   These incident angles α_l, β_l, α_s, and β_s are all represented by arctangent functions in the relational expressions (1-1), (1-2), (2-1), and (2-2). , The larger the term (C_1 to C_4) is, the larger it is. Here, since “b ≧ 1” and “c ≧ 0”, C_1 is the largest among C_1 to C_4. That is, α_l is the largest.

従って、出射部４２２が配置されている側の辺が短辺の方が、長辺の場合に比べて最大の入射角が小さくなる（又は長辺の場合と入射角が等しい）。このように、出射部４２２を、検知領域Ｒの短辺の中央部に配置することで、検知領域Ｒの長辺の中央部に配置するものに比べて、入射角αを小さくできる。   Accordingly, the shorter incident side on the side where the emitting portion 422 is disposed has a smaller maximum incident angle than the longer side (or the incident angle is equal to that of the longer side). As described above, by arranging the emission part 422 in the central portion of the short side of the detection region R, the incident angle α can be made smaller than that in the case of arranging it in the central portion of the long side of the detection region R.

ここで、いくつか具体例を示す。検知領域Ｒの辺比率が「3:4」で（すなわち、「a=3」「b=4/3」）、「c=7/30」のとき、入射角α_lは65.9°、入射角β_lは24.1°、入射角α_sは52.4°、入射角β_sは37.6°となる。また、検知領域Ｒの辺比率が「9:16」で（すなわち、「a=9」「b=16/9」）、「c=2/9」のとき、入射角α_lは70.9°、入射角β_lは19.1°、入射角α_sは44.1°、入射角β_sは45.9°となる。   Here are some specific examples. When the side ratio of the detection region R is “3: 4” (ie, “a = 3” “b = 4/3”) and “c = 7/30”, the incident angle α_l is 65.9 ° and the incident angle β_l. Is 24.1 °, the incident angle α_s is 52.4 °, and the incident angle β_s is 37.6 °. In addition, when the side ratio of the detection region R is “9:16” (that is, “a = 9” “b = 16/9”) and “c = 2/9”, the incident angle α_l is 70.9 ° The angle β_l is 19.1 °, the incident angle α_s is 44.1 °, and the incident angle β_s is 45.9 °.

また、本実施形態においては、第１受光部７１及び第２受光部７２では、最も光を効率よく受光できる方向（以下、「最大受光効率方向」という）が、当該第１受光部７１及び第２受光部７２の受光面７１１，７２１の法線方向となっている。このため、第１受光部７１及び第２受光部７２の受光面７１１，７２１の法線方向が、第１再帰反射部６１及び第２再帰反射部６２に再帰反射されて第１導光部５１及び第２導光部５２によって再度導光された光のエネルギーが最も小さいときの光（以下、「最小光」という）の進行方向と一致するように、第１受光部７１及び第２受光部７２が配置されている（図４参照）。   In the present embodiment, in the first light receiving unit 71 and the second light receiving unit 72, the direction in which light can be received most efficiently (hereinafter referred to as the “maximum light receiving efficiency direction”) is the first light receiving unit 71 and the second light receiving unit 72. The normal direction of the light receiving surfaces 711 and 721 of the two light receiving portions 72 is set. For this reason, the normal directions of the light receiving surfaces 711 and 721 of the first light receiving unit 71 and the second light receiving unit 72 are retroreflected by the first retroreflecting unit 61 and the second retroreflecting unit 62, and the first light guiding unit 51. The first light receiving unit 71 and the second light receiving unit so as to coincide with the traveling direction of light when the energy of the light guided again by the second light guiding unit 52 is the smallest (hereinafter referred to as “minimum light”). 72 is arranged (see FIG. 4).

詳細には、第１の角度範囲θ１１〜θ１３のうち最小光となる出射方向は、第１再帰反射部６１に入射する入射角が最も大きくなる光路Ｌ１２のときの出射方向θ１２である。従って、光路Ｌ１２ｂが第１受光部７１に入射するときの方向が、第１受光部７１の受光面７１１の法線方向（すなわち、第１受光部７１における最大受光効率方向）と一致するように第１受光部７１が配置される（図４（ｂ）参照）。   Specifically, the emission direction that is the minimum light in the first angle range θ11 to θ13 is the emission direction θ12 when the light path L12 has the largest incident angle incident on the first retroreflecting unit 61. Accordingly, the direction when the optical path L12b is incident on the first light receiving unit 71 matches the normal direction of the light receiving surface 711 of the first light receiving unit 71 (that is, the maximum light receiving efficiency direction in the first light receiving unit 71). The 1st light-receiving part 71 is arrange | positioned (refer FIG.4 (b)).

また、第２の角度範囲θ２１〜θ２３のうち最小光となる出射方向は、第２再帰反射部６２に入射する入射角が最も大きくなる光路Ｌ２２のときの出射方向θ２２である。従って、光路Ｌ２２ｂが第２受光部７２に入射するときの方向が、第２受光部７２の受光面７２１の法線方向（すなわち、第２受光部７２における最大受光効率方向）と一致するように第２受光部７２が配置される（図４（ｃ）参照）。   In addition, the emission direction that is the minimum light in the second angle range θ21 to θ23 is the emission direction θ22 when the light path L22 has the largest incident angle incident on the second retroreflecting unit 62. Accordingly, the direction when the optical path L22b is incident on the second light receiving unit 72 is aligned with the normal direction of the light receiving surface 721 of the second light receiving unit 72 (that is, the maximum light receiving efficiency direction in the second light receiving unit 72). The 2nd light-receiving part 72 is arrange | positioned (refer FIG.4 (c)).

このように、各受光部７１，７２が配置されることで、実際に各受光部７１，７２が受光する光のエネルギーのばらつきを抑えることができる。   Thus, by arranging the light receiving portions 71 and 72, it is possible to suppress variation in the energy of light actually received by the light receiving portions 71 and 72.

なお、必ずしも、各受光部７１，７２を、最も光を効率よく受光できる方向が、最小光の進行方向と一致するように配置されていなくともよい。   Note that the light receiving units 71 and 72 are not necessarily arranged so that the direction in which light can be received most efficiently matches the traveling direction of the minimum light.

なお、本実施形態においては、検知領域Ｒの形状が長方形であったが、検知領域の形状は、長方形に限らず、円形等どのような形状をも取り得る。   In the present embodiment, the shape of the detection region R is a rectangle, but the shape of the detection region is not limited to a rectangle, and may be any shape such as a circle.

また、本実施形態では、発光部として、光の出射方向を変更するためにＭＥＭＳによる光偏向器を用いているが、光の出射方向を変更できれば、ＭＥＭＳによる光偏向器を用いる必要はなく、例えば、電動モータ等の回転駆動力を出力するアクチュエータを用いて反射面を動かすか、又は、当該アクチュエータの駆動力によって光源を動かすことで、発光部からの光の出射方向を変更してもよい。   In the present embodiment, the light deflector uses a MEMS optical deflector to change the light emission direction. However, if the light emission direction can be changed, there is no need to use the MEMS optical deflector. For example, the light emission direction from the light emitting unit may be changed by moving the reflecting surface using an actuator that outputs a rotational driving force such as an electric motor, or by moving the light source by the driving force of the actuator. .

また、本実施形態においては、再帰反射部６を設けているが、再帰反射部が設けられていない態様であってもよい。この場合には、第１受光部として、第１導光部５１から出射された光を受光するための複数の受光素子を、検知領域Ｒの第２辺Ｒ２及び第４辺Ｒ４に沿って並設する。また、第２受光部として、第２導光部５２から出射された光を受光するための複数の受光素子を、検知領域Ｒの第１辺Ｒ１及び第４辺Ｒ４に沿って並設する。   Moreover, in this embodiment, although the retroreflection part 6 is provided, the aspect in which the retroreflection part is not provided may be sufficient. In this case, a plurality of light receiving elements for receiving the light emitted from the first light guide 51 are arranged in parallel along the second side R2 and the fourth side R4 of the detection region R as the first light receiving unit. Set up. In addition, a plurality of light receiving elements for receiving the light emitted from the second light guide unit 52 are arranged in parallel along the first side R1 and the fourth side R4 of the detection region R as the second light receiving unit.

この態様であっても、発光部４は１つであるので、部品コスト及び部品の選別コストの増加を抑制できると共に、フィードバック制御を行った場合であっても物体の位置の検知精度を向上できるという本発明の効果が得られる。   Even in this aspect, since the number of the light emitting units 4 is one, it is possible to suppress an increase in component cost and component selection cost, and it is possible to improve the detection accuracy of the position of the object even when feedback control is performed. The effect of the present invention is obtained.

また、再帰反射部を設ける場合であっても、これらの配置位置は本実施形態のように検知領域の辺に沿うように配置する必要はない。   Even when the retroreflective portion is provided, it is not necessary to arrange these arrangement positions along the sides of the detection area as in the present embodiment.

また、本実施形態においては、光源４１と出射部４２２との間を結ぶ線は、検知領域Ｒに平行であったが、検知領域Ｒに対して平行である必要はない。例えば、検知領域Ｒに対して斜めであってもよいし、法線方向Ｎに対して平行であってもよい。   In the present embodiment, the line connecting the light source 41 and the emission unit 422 is parallel to the detection region R, but does not have to be parallel to the detection region R. For example, it may be oblique to the detection region R or may be parallel to the normal direction N.

また、本実施形態においては、光源４１、光偏向器４２、及び出射部４２２を、第３辺Ｒ３に平行な方向において、当該第３辺Ｒ３の中央に配置しているが、これらの各々は中央以外に配置される態様でもよい。   In the present embodiment, the light source 41, the optical deflector 42, and the emitting portion 422 are arranged at the center of the third side R3 in the direction parallel to the third side R3. The aspect arrange | positioned other than the center may be sufficient.

また、本実施形態では、出射部４２２が配置される辺に対して検知領域Ｒの反対側に配置されるときの、出射部４２２と当該辺との間の距離が短い。これによって、位置検知装置を小型にできる。一方、この距離を長くすることで、偏向角が大きくとれない光偏向器を用いる場合であっても（すなわち、光の出射方向を変更できる角度範囲が狭い場合であっても）、各所定期間において検知領域Ｒの全体を走査することができる。   Moreover, in this embodiment, when arrange | positioning on the opposite side of the detection area | region R with respect to the edge | side where the emission part 422 is arrange | positioned, the distance between the emission part 422 and the said edge | side is short. As a result, the position detection device can be reduced in size. On the other hand, even when using an optical deflector whose deflection angle cannot be increased by increasing this distance (that is, even when the angle range in which the light emission direction can be changed is narrow), each predetermined period The entire detection region R can be scanned at.

また、導光部の配置位置及びその形状は、本実施形態の態様に限らない。これらの態様は、発光部から出射される光の出射方向、及び検知領域等の相対的な関係（各々の相対的な位置関係及び形状）に応じて、第１の所定期間において第１の角度範囲で発光部から出射された光が、その出射方向が変化することで導光部から出射された光が検知領域の全体を通過すると共に、第２の所定期間において第２の角度範囲で発光部から出射された光が、その出射方向が変化することで導光部から出射された光が検知領域の全体を通過するように適宜構成される。   In addition, the arrangement position and the shape of the light guide are not limited to the aspects of the present embodiment. According to these aspects, the first angle in the first predetermined period depends on the emission direction of the light emitted from the light emitting unit and the relative relationship (respective relative positional relationship and shape) of the detection region and the like. The light emitted from the light emitting unit in the range changes the emission direction so that the light emitted from the light guide unit passes through the entire detection region and emits light in the second angle range in the second predetermined period. The light emitted from the light section is appropriately configured so that the light emitted from the light guide section passes through the entire detection region by changing the emission direction.

また、本実施形態の位置検知装置は、タッチパネル機器として用いられているが、表示装置以外の部材（区分部）が設けられているか、又は該区分部が設けられていない場合であっても、規定された検知領域にある物体の位置を検知する位置検知装置として構成することができる。区分部が設けられている場合には、例えば、物体を検知領域に配置する場合に、発光部と導光部との間の光路を妨げることがないように物体を配置する必要がなくなり、区分部が設けられていないものに比べて物体の配置を簡単にできる。なお、区分部が設けられていない場合であっても、検知領域に配置された物体の位置を検知できるという本発明の効果は得られる。   Moreover, although the position detection device of the present embodiment is used as a touch panel device, even if a member (partition unit) other than the display device is provided or the partition unit is not provided, It can be configured as a position detection device that detects the position of an object in a defined detection region. When the section is provided, for example, when the object is arranged in the detection region, it is not necessary to arrange the object so as not to disturb the optical path between the light emitting section and the light guide section. The arrangement of the object can be simplified as compared with the case where no part is provided. In addition, even if it is a case where the division part is not provided, the effect of this invention that the position of the object arrange | positioned in the detection area | region can be detected is acquired.

１…位置検知装置、Ｑ…物体、Ｒ…検知領域、Ｒａ…検知領域、Ｒｂ…検知領域、Ｒ１…第１辺、Ｒ２…第２辺、Ｒ３…第３辺、Ｒ４…第４辺、２…表示装置、３…検知部、４…発光部、４１…光源、４２…光偏向器、４２１…反射面、４２２…出射部、５…導光部、５１…第１導光部、５２…第２導光部、６…再帰反射部、７…受光部、７１…第１受光部、７２…第２受光部、θ…出射方向、θ1q…第１の出射方向、θ2q…第２の出射方向、θ１１〜θ２１…所定の角度範囲、θ１１〜θ１３…第１の角度範囲、θ２１〜θ２３…第２の角度範囲。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Position detection apparatus, Q ... Object, R ... Detection area, Ra ... Detection area, Rb ... Detection area, R1 ... 1st edge, R2 ... 2nd edge, R3 ... 3rd edge, R4 ... 4th edge, 2 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Display apparatus, 3 ... Detection part, 4 ... Light emission part, 41 ... Light source, 42 ... Optical deflector, 421 ... Reflecting surface, 422 ... Output | emission part, 5 ... Light guide part, 51 ... 1st light guide part, 52 ... 2nd light guide part, 6 ... retroreflective part, 7 ... light receiving part, 71 ... 1st light receiving part, 72 ... 2nd light receiving part, [theta] ... outgoing direction, [theta] 1q ... first outgoing direction, [theta] 2q ... second outgoing light Direction, θ11 to θ21, a predetermined angle range, θ11 to θ13, a first angle range, θ21 to θ23, a second angle range.

Claims (9)

二次元の検知領域にある物体の位置を検知するように構成された検知部と、
光の出射方向を所定の角度範囲内で変化可能に構成された１つの発光部と、
前記発光部から出射された光を導光して、前記検知領域を通過するように出射する導光部と、
前記導光部から出射されて前記検知領域を通過した後の光を受光するように構成された受光部とを備え、
前記検知部は、
第１の所定期間において、前記出射方向を変化させることで前記導光部から出射された光が前記検知領域の全体を通過するように、前記所定の角度範囲のうち第１の角度範囲で前記発光部から光を出射し、
前記第１の所定期間と重ならない第２の所定期間において、前記出射方向を変化させることで前記導光部から出射された光が前記検知領域の全体を通過するように、前記所定の角度範囲のうち前記第１の角度範囲と重ならない第２の角度範囲で光を出射し、
前記第１の所定期間において、前記受光部の受光状態に応じて前記発光部からの光が前記物体によって遮られたと検知したときの第１の出射方向と、前記第２の所定期間において、前記受光部の受光状態に応じて前記発光部からの光が前記物体によって遮られたと検知したときの第２の出射方向とに基づいて、前記物体の位置を検知することを特徴とする位置検知装置。 A detection unit configured to detect the position of an object in a two-dimensional detection region;
One light emitting portion configured to be capable of changing the light emitting direction within a predetermined angle range;
A light guide unit that guides the light emitted from the light emitting unit and emits the light so as to pass through the detection region;
A light receiving portion configured to receive light emitted from the light guide portion and passing through the detection region;
The detector is
In the first predetermined period, the light emitted from the light guide unit by changing the emission direction passes through the entire detection area, and the first angular range of the predetermined angular range is the first angular range. Light is emitted from the light emitting part,
In the second predetermined period that does not overlap with the first predetermined period, the predetermined angle range is such that the light emitted from the light guide section passes through the entire detection region by changing the emission direction. Light is emitted in a second angle range that does not overlap with the first angle range,
In the first predetermined period, in a first emission direction when it is detected that light from the light emitting unit is blocked by the object according to a light receiving state of the light receiving unit, and in the second predetermined period, A position detection device that detects a position of the object based on a second emission direction when it is detected that light from the light emitting unit is blocked by the object according to a light receiving state of the light receiving unit. . 請求項１に記載の位置検知装置において、
前記導光部から出射されて前記検知領域を通過した後の光を再帰反射するように構成された再帰反射部を備え、
前記受光部は、前記再帰反射部に再帰反射された後に、前記導光部によって再度導光された後の光を受光することを特徴とする位置検知装置。 The position detection device according to claim 1,
A retroreflecting portion configured to retroreflect light emitted from the light guide and passed through the detection region;
The light receiving unit receives light after being retroreflected by the retroreflecting unit and then guided again by the light guiding unit. 請求項２に記載の位置検知装置において、
前記検知領域の形状は第１辺〜第４辺の４つの辺を有する長方形であり、
前記発光部は、その光が出射される出射部が、互いに向かいあう前記第１辺と前記第２辺の各々の辺方向に延在した２つの直線との間で、且つ前記第３辺に対して前記検知領域とは反対側に配置され、
前記導光部は、前記第１の所定期間において、前記発光部からの光を導光して前記検知領域を通過するように出射するように前記第１辺に沿って設けられた第１導光部と、前記第２の所定期間において、前記発光部からの光を導光して前記検知領域を通過するように出射するように前記第２辺に沿って設けられた第２導光部とを備え、
前記再帰反射部は、前記検知領域側から入射した光を再帰反射するように、前記第１辺、前記第２辺、及び前記第４辺に沿って設けられていることを特徴とする位置検知装置。 The position detection device according to claim 2,
The shape of the detection region is a rectangle having four sides of the first side to the fourth side,
The light emitting unit is configured such that an emission part from which the light is emitted is between two straight lines extending in the direction of each of the first side and the second side facing each other, and with respect to the third side. Arranged on the opposite side of the detection area,
The light guide unit guides light from the light emitting unit and emits the light so as to pass through the detection region in the first predetermined period, and the first light guide unit is provided along the first side. A light guide and a second light guide provided along the second side so as to guide the light from the light emitting part and emit the light so as to pass through the detection region in the second predetermined period. And
The position detection is characterized in that the retroreflective portion is provided along the first side, the second side, and the fourth side so as to retroreflect light incident from the detection region side. apparatus. 請求項３に記載の位置検知装置において、前記出射部は、前記第３辺に平行な方向において中央に配置されていることを特徴とする位置検知装置。   4. The position detection device according to claim 3, wherein the emission unit is arranged in the center in a direction parallel to the third side. 5. 請求項３又は４に記載の位置検知装置において、前記受光部は、最も光を効率よく受光できる方向が、前記再帰反射部によって再帰反射された光のエネルギーが最も小さいときの光である最小光の進行方向と一致するように配置されていることを特徴とする位置検知装置。   5. The position detection device according to claim 3, wherein the light receiving unit is a minimum light that is light when the energy of light retroreflected by the retroreflecting unit is the smallest in a direction in which light can be received most efficiently. The position detection device is arranged so as to coincide with the traveling direction of. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の位置検知装置において、前記第１辺及び前記第２辺が長辺であり、前記第３辺及び前記第４辺が短辺であることを特徴とする位置検知装置。   6. The position detection device according to claim 3, wherein the first side and the second side are long sides, and the third side and the fourth side are short sides. A position detection device. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置検知装置において、前記発光部は、１つの光源と、該光源からの光を反射する反射面を有し、前記反射面によって反射された光の反射方向が前記所定の角度範囲内で変化するように、前記反射面の向きを変化させる１つの光偏向器とを備えることを特徴とする位置検知装置。   The position detection device according to claim 1, wherein the light emitting unit includes one light source and a reflection surface that reflects light from the light source, and the light reflected by the reflection surface. And a single optical deflector that changes the direction of the reflecting surface so that the reflection direction of the light changes within the predetermined angle range. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の位置検知装置において、前記物体が、前記発光部と前記導光部との間の光路を妨げることを防止する区分部を備えることを特徴とする位置検知装置。   8. The position detection device according to claim 1, wherein the object includes a division unit that prevents the object from interfering with an optical path between the light emitting unit and the light guide unit. 9. Position detection device. 請求項８に記載の位置検知装置において、前記区分部は、所定の情報を表示する表示装置であることを特徴とする位置検知装置。   9. The position detection apparatus according to claim 8, wherein the sorting unit is a display device that displays predetermined information.
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