JP5625866B2 - 光学式位置検出装置および位置検出機能付き機器 - Google Patents

光学式位置検出装置および位置検出機能付き機器 Download PDF

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Description

本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置、および該光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器に関するものである。
対象物体を光学的に検出する光学式位置検出装置としては、例えば、複数の検出用光源の各々から透光部材を介して対象物体に向けて検出光を出射し、対象物体で反射した検出光が透光部材を透過して受光部で検出されるものが提案されている。このような構成の光学式位置検出装置では、受光部での検出光の検出結果に基づいて対象物体の位置を検出する（特許文献１参照）。
また、光学式位置検出装置に導光板を設け、複数の検出用光源の各々から出射された検出光を導光板を介して対象物体に向けて出射し、対象物体で反射した検出光を受光部で検出する方式も提案されている（特許文献２、３参照）。
特表２００３−５３４５５４号公報 特開２０１０−１２７６７１号公報 特開２００９−２９５３１８号公報
特許文献１〜３に記載の光学式位置検出装置を実際に使用した際、受光部には、対象物体で反射した検出光に加えて、対象物体以外の物体で反射した検出光が入射するため、対象物体の位置検出精度が低いという問題点がある。例えば、特許文献１に記載の光学式位置検出装置では透光部材の裏面側で反射した検出光が受光部に入射してしまう。また、特許文献２、３に記載の光学式位置検出装置では、検出光の出射空間に備品等、対象物体以外の物体が存在する場合、かかる物体で反射した検出光が受光部に入射してしまう。
なお、受光部には、対象物体で反射した検出光や対象物体以外の物体で反射した検出光の他にも、外光等の環境光が入射する場合もあるが、かかる環境光の影響は、対象物体以外の物体で反射した検出光の影響と違って比較的容易に排除することができる。例えば、検出光としてパルス変調した光を用いれば、対象物体で反射した検出光の受光信号は高周波信号であるのに対して、環境光の受光信号は低周波信号であるので、ハイパスフィルター等を用いれば、環境光に対応する受光信号を比較的容易に除外できる。また、受光部での検出強度が等しくなるように検出用光源同士を差動させた際の検出用光源に対する駆動条件を利用して対象物体の位置を検出すれば、環境光の影響を除外することができる。但し、これらの方法では、対象物体以外の物体で反射した検出光の影響を除外することは不可能である。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、対象物体以外の物体で反射した検出光の影響を受けずに対象物体の位置を検出することができる光学式位置検出装置、およびかかる光学式位置検出装置を備えた位置検出機能付き機器を提供することにある。
本発明の一態様の光学式位置検出装置は、対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、検出光を出射する複数の検出用光源と、該複数の検出用光源を駆動する光源駆動部と、前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、前記出射空間に入射しない補償光を出射する補償用光源部と、前記検出光を受光せずに前記補償光を受光する第２受光部と、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有し、前記第２受光部での前記補償光の受光強度と、第１物体で反射した前記検出光の前記第１受光部での受光強度とは等しくなるように設定されていることを特徴とする。
また、上記の本発明に係る位置検出装置は、対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、検出光を出射する複数の検出用光源と、該複数の検出用光源を駆動する光源駆動部と、前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、前記出射空間に入射しない補償光を出射する補償用光源部と、前記検出光を受光せずに前記補償光を受光する第２受光部と、前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、を有していることを特徴とする。
本発明において、前記第２受光部での前記補償光の受光強度は、前記対象物体以外の物体で反射した前記検出光の前記第１受光部での受光強度に設定されている構成を採用することができる。
本発明では、検出光を出射する複数の検出用光源が用いられ、かかる複数の検出用光源を順次点灯させると、第１受光部は、対象物体で反射した検出光を受光する。従って、第１受光部での検出結果を直接用いれば、あるいは第１受光部での受光強度に基づいて検出用光源同士を差動させたときの駆動電流値等の駆動条件を用いれば、対象物体の位置を検出することができる。ここで、第１受光部には、対象物体で反射した検出光以外に、対象物体以外の物体で反射した検出光が入射する場合があるが、本発明では、出射空間に入射しない補償光を出射する補償用光源部と、検出光を受光せずに補償光を受光する第２受光部とが設けられている。従って、第２受光部での補償光の受光強度を、対象物体以外の物体で反射した検出光の第１受光部での受光強度に設定しておけば、位置検出部において、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との差に基づいて対象物体の位置を検出した際、かかる検出結果には、対象物体以外の物体で反射した検出光の影響が自動的に除去されていることになる。それ故、対象物体以外の物体で反射した検出光の影響を受けずに対象物体の位置を検出することができる。
本発明において、前記光源駆動部は、前記複数の検出用光源のうちの一部の検出用光源から前記検出光を出射させる第１動作と、他の一部の検出用光源から前記検出光を出射させる第２動作と、を実行し、前記位置検出部は、前記第１動作時の前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差、および前記第２動作時の前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度の差に基づいて前記対象物体の位置を検出する構成を採用することができる。複数の検出用光源のうちの一部の検出用光源から検出光を出射させる第１動作と、他の一部の検出用光源から検出光を出射させる第２動作とを実行する検出原理を採用した場合でも、本発明では、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度との差を利用するため、対象物体以外の物体で反射した検出光の影響を受けずに、対象物体の位置を検出することができる。
本発明において、前記位置検出部は、前記第１動作時の前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差と、前記第２動作時の前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差が等しくなるように前記光源駆動部を制御して、前記第１動作時における前記検出用光源に対する駆動条件および前記第２動作時における前記検出用光源に対する駆動条件に基づいて前記対象物体の位置を検出し、前記補償用光源部から出射される前記補償光の出射強度は、前記第１動作時には、当該第１動作時に前記検出用光源から出射される前記検出光の出射強度に連動して変化し、前記第２動作時には、当該第２動作において前記検出用光源から出射される前記検出光の出射強度に連動して変化することが好ましい。かかる構成によれば、検出用光源同士を差動させる際、検出用光源に供給される駆動電流等の駆動条件が変化した場合でも、補償用光源部から出射される補償光の出射強度も変化するので、対象物体以外の物体で反射した検出光の影響を受けずに、対象物体の位置を検出することができる。
本形態において、前記光源駆動部は、前記第１動作時には、当該第１動作時に前記検出光を出射する前記検出用光源および前記補償用光源部に給電し、前記第２動作時には、当該第２動作時に前記検出光を出射する前記検出用光源および前記補償用光源部に給電することが好ましい。かかる構成によれば、検出用光源および補償用光源部を共通の光源駆動部によって駆動できるので、回路構成を簡素化することができる。また、検出用光源同士を差動させる際に検出用光源に供給される駆動電流等の駆動条件が変化するが、かかる変化に対応して、補償用光源部から出射される補償光の出射強度を変化させるのも容易である。
本発明において、前記第１動作時に前記検出光を出射する前記検出用光源に供給される駆動電流と前記補償用光源部に供給される駆動電流との比率、および前記第２動作時に前記検出光を出射する前記検出用光源に供給される駆動電流と前記補償用光源部に供給される駆動電流との比率を各々、規定する補償用駆動電流設定部を有していることが好ましい。かかる構成によれば、第１動作時に検出用光源から出射された検出光が対象物体以外の物体で反射して第１受光部に入射する光量と、第２動作時に検出用光源から出射された検出光が対象物体以外の物体で反射して第１受光部に入射する光量とが相違している場合でも、対象物体以外の物体で反射して第１受光部に入射する検出光の影響を適正に除外することができる。
本発明において、前記補償用光源部は、前記第１動作時に前記補償光として第１補償光を出射する第１補償用光源と、前記第２動作時に前記補償光として第２補償光を出射する第２補償用光源と、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、第１動作時および第２動作時に適正な強度の補償光を出射するのが容易である。
本発明において、前記第１受光部は、第１光電変換素子であり、前記第２受光部は、該第１光電変換素子に対して逆極性で並列に電気的に接続された第２光電変換素子であることが好ましい。かかる構成によれば、第１受光部と第２受光部との接続点から第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度の差が出力されるので、第１受光部での受光強度と第２受光部での受光強度の差を容易に出力することができる。
本発明を適用した光学式位置検出装置は、例えば、視認面を備えた視認面構成部材とともに各種の位置検出機能付き機器に用いられる。前記視認面構成部材としては、画像を表示する直視型画像生成装置を用いることができ、この場合、前記視認面は、前記直視型画像生成装置において前記画像が表示される画像表示面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器を位置検出機能付き直視型表示装置として構成することができる。また、前記視認面構成部材としては、情報が視認されるスクリーンを用いることができ、この場合、前記視認面は、前記スクリーンにおいて前記情報が視認されるスクリーン面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器を位置検出機能付きスクリーン装置として構成することができる。さらに、前記視認面構成部材としては、展示品を覆う透光部材を用いることができ、この場合、前記視認面は、前記視認面構成部材において前記展示品が配置される側とは反対側で当該展示品が視認される面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器を位置検出機能付きショーウインドウ等として構成することができる。さらにまた、前記視認面構成部材としては、移動する遊技用媒体を支持する基盤を備えている構成を採用でき、この場合、前記視認面は、前記基盤において前記遊技用媒体が視認される側の面である。かかる構成によれば、位置検出機能付き機器をパチンコ台やコインゲーム等のアミューズメント機器として構成することができる。
本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の全体構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における検出用光源等のレイアウトを示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における検出用光源等を側方からみたときの説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における動作を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の全体構成を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態１、２に係る光学式位置検出装置において参照用光源を用いた場合の構成例を示す説明図である。 本発明の他の構成例１に係る光学式位置検出装置の要部を示す説明図である。 本発明の他の構成例１に係る光学式位置検出装置で用いた検出光の説明図である。 本発明の他の構成例１に係る光学式位置検出装置において検出用光源を所定のパターンで順次点灯させて光強度分布を形成する様子を示す説明図である。 本発明の他の構成例１に係る光学式位置検出装置において、検出用光源から出射された検出光によって座標検出用の光強度分布が形成される様子を示す説明図である。 本発明の他の構成例１に係る光学式位置検出装置での位置検出原理を模式的に示す説明図である。 本発明の他の構成例２に係る光学式位置検出装置の主要部を模式的に示す説明図である。 本発明の他の構成例２に係る光学式位置検出装置において光源部を構成する２つの光源ユニットの説明図である。 本発明の他の構成例２に係る光学式位置検出装置における位置検出原理を示す説明図である。 本発明の他の構成例２に係る光学式位置検出装置において対象物体の位置を特定する方法を示す説明図である。 本発明を適用した位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。 本発明を適用した別の位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。 本発明を適用した位置検出機能付き投射型表示装置（位置検出機能付き機器）の説明図である。
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、互いに交差する軸をＸ軸およびＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に交差する軸をＺ軸とし、検出光の出射方向をＺ軸方向として説明する。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側とし、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側として示してある。
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の全体構成を模式的に示す説明図である。
図１において、本形態の光学式位置検出装置１０は、対象物体Ｏｂの位置を光学的に検出する装置であって、検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源１２と、複数の検出用光源１２を駆動する光源駆動部５１と、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体で反射した検出光Ｌ３を受光する第１受光部３１と、第１受光部３１での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する位置検出部５０とを有している。複数の検出用光源１２としては３つ以上の光源が用いられており、本形態において、検出用光源１２の数は４つである。より具体的には、光学式位置検出装置１０は、４つの検出用光源１２として、検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを備えており、これらの検出用光源１２からの検出光Ｌ２の出射空間によって、対象物体Ｏｂの位置が検出される検出対象空間１０Ｒが構成されている。
検出用光源１２（検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）はいずれも、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子により構成され、検出用光源１２はいずれも、ピーク波長が８４０〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる検出光Ｌ２を発散光として出射する。本形態では、対象物体Ｏｂが指先等であることが多いことから、検出光Ｌ２として、対象物体Ｏｂ（人体）での反射率が高い波長域の赤外光（８４０〜９２０ｎｍ程度の近赤外光）が用いられている。
第１受光部３１は、検出対象空間１０Ｒに向けて受光面を向けたフォトダイオードやフォトトランジスター等の光電変換素子からなり、本形態において、第１受光部３１は赤外域に感度ピークを備えたフォトダイオードである。
また、本形態では、詳しくは後述するが、検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂが存在すると、物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４が余計な光として第１受光部３１に入射し、対象物体Ｏｂの位置検出精度が低下する。そこで、光学式位置検出装置１０には、検出対象空間１０Ｒに入射しない補償光Ｌ５を出射する補償用光源部８１が設けられており、本形態において、補償用光源部８１は、第１補償用光源１２Ｓと第２補償用光源１２Ｔとからなる。第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔは、検出用光源１２と同様な波長域の赤外光を出射するＬＥＤである。また、本形態では、光学式位置検出装置１０には、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４、および外光等の環境光を受光せずに、補償用光源部８１（第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔ）から出射された補償光Ｌ５を受光する第２受光部３２が設けられている。本形態において、第２受光部３２は、第１受光部３１と同様、赤外域に感度ピークを備えたフォトダイオードからなる。
かかる構成の光学式位置検出装置１０において、本形態では、光源駆動部５１や、位置検出部５０の一部の機能を担う部分が制御用ＩＣ７０に構成されている。制御用ＩＣ７０は、基準クロックを生成する基準クロック生成部７１ｓ、基準クロックに基づいてＡ相基準パルスを生成するＡ相基準パルス生成部７１ａと、基準クロックに基づいてＢ相基準パルスを生成するＢ相基準パルス生成部７１ｂと、タイミング制御パルスを生成するタイミング制御パルス生成部７１ｔと、同期クロックを生成する同期クロック生成部７１ｕとを備えている。
また、制御用ＩＣ７０は、Ａ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ａと、Ｂ相基準パルスに基づいて所定の駆動パルスを生成するパルス発生器７５ｂと、パルス発生器７５ａ、７５ｂが生成した駆動パルスを４つの検出用光源１２の何れに印加するかを制御するスイッチ部７６とを有しており、パルス発生器７５ａ、７５ｂおよびスイッチ部７６によって、光源駆動部５１が構成されている。
また、制御用ＩＣ７０は、第１受光部３１や第２受光部３２での検出結果を増幅する差動増幅器７２と、差動増幅器７２から出力された信号に基づいて受光量を測定する受光量測定部７３と、受光量測定部７３での測定結果に基づいてパルス発生器７５ａ、７５ｂを制御して、検出用光源１２に供給する駆動パルスの電流レベルを調整する調整量算出部７４とを備えており、かかる差動増幅器７２、受光量測定部７３および調整量算出部７４は、位置検出部５０の一部の機能を担っている。より具体的には、制御用ＩＣ７０は、パーソナルコンピューター等の上位の制御部６０によって制御されており、制御部６０は、差動増幅器７２、受光量測定部７３および調整量算出部７４とともに位置検出部５０を構成する座標取得部５５を有している。従って、本形態において、位置検出部５０は、制御用ＩＣ７０の差動増幅器７２、受光量測定部７３および調整量算出部７４と、上位の制御部６０（パーソナルコンピューター）の座標取得部５５とによって構成されている。
なお、制御用ＩＣ７０は、上位の制御部６０からの指令を受ける端子７８１および外部ＩＯ７７を備えているとともに、複数の端子７８２〜７８４、７８７、７８８を備えている。従って、制御用ＩＣ７０は、端子７８８を介して検出用光源１２を駆動可能であるとともに、制御用ＩＣ７０には、端子７８７を介して第１受光部３１や第２受光部３２での検出結果が入力される。また、制御用ＩＣ７０には端子７８２、７８４を介して駆動電位やグランド電位が入力される。さらに、制御用ＩＣ７０は、端子７８３を介して調整量算出部７４での調整結果等を上位の制御部６０に出力可能である。
（検出用光源等のレイアウト）
図２は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における検出用光源１２等のレイアウトを示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、検出用光源等の立体的なレイアウトを示す説明図、および検出用光源等の平面的なレイアウトを示す説明図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における検出用光源等を側方からみたときの説明図である。
図２および図３に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０は、視認面４１を備えた透光性の視認面構成部材４０とともに、後述する位置検出装置付き表示装置等の位置検出機能付き機器１を構成するのに用いられている。かかる位置検出機能付き機器１において、視認面構成部材４０に対して視認面４１側（Ｚ軸方向の他方側Ｚ２）の空間全体が光学式位置検出装置１０の検出対象空間１０Ｒである。
視認面構成部材４０は、検出用光源１２および第１受光部３１がＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置されたシート状あるいは板状の透光部材からなる。また、検出用光源１２はいずれも、発光部を視認面構成部材４０に向けており、第１受光部３１は、受光面を視認面構成部材４０に向けている。このため、検出用光源１２（検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）は、視認面構成部材４０において視認面４１側とは反対側の裏面４２側から視認面４１側に検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄ）を出射し、第１受光部３１は、対象物体Ｏｂで反射して視認面構成部材４０の裏面４２側に透過してきた検出光Ｌ３を検出する。なお、視認面構成部材４０は、位置検出機能付き機器１の種類によって省略されることがある。
本形態において、検出対象空間１０Ｒ（Ｚ軸方向）からみたとき、検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｂとは、Ｘ軸方向にずれており、Ｙ軸方向では略同一位置にある。検出用光源１２Ｃと検出用光源１２Ｄとは、Ｘ軸方向にずれており、Ｙ軸方向では略同一位置にある。検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｄとは、Ｙ軸方向にずれており、Ｘ軸方向では略同一位置にある。検出用光源１２Ｂと検出用光源１２Ｃとは、Ｙ軸方向にずれており、Ｘ軸方向では略同一位置にある。
（座標検出の基本的な原理）
図４は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０における動作を示すタイミングチャートである。図１〜図４を参照して、本形態の光学式位置検出装置１０において検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する基本原理を説明した後、補償用光源部８１や第２受光部３２を用いて補償する動作を説明する。
まず、本形態の光学式位置検出装置１０において、位置検出部５０は、検出用光源１２同士の差動により、２つの検出用光源１２のうちの一方の検出用光源１２と対象物体Ｏｂとの距離と、他方の検出用光源１２と対象物体Ｏｂとの距離の比を求め、かかる比に対応して２つの検出用光源１２を基準にして設定される等比線に基づいて、対象物体Ｏｂの位置を検出する。
より具体的には、図４（ａ）に示すように、光源駆動部５１は、第１座標情報検出期間ｔｘにおいて、第１動作として、４つの検出用光源１２のうちの検出用光源１２ＡのみにＡ相の駆動パルスを断続的に供給する一方、第２動作として、検出用光源１２Ｂのみに、Ａ相とは逆相のＢ相の駆動パルスを断続的に供給する。このため、第１座標情報検出期間ｔｘにおいては、検出用光源１２Ａが点灯して検出光Ｌ２ａが検出対象空間１０Ｒに出射される第１動作と、検出用光源１２Ｃが点灯して検出光Ｌ２ｃが検出対象空間１０Ｒに出射される第２動作とが交互に実行される。その結果、図４（ｃ）に示すように、第１受光部３１での受光強度は、第１動作において検出用光源１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａが対象物体Ｏｂで反射して第１受光部３１に入射する光量に対応する検出強度と、第２動作において検出用光源１２Ｃから出射された検出光Ｌ２ｃが対象物体Ｏｂで反射して第１受光部３１に入射する光量に対応する検出強度とに交互に変化する。ここで、第１動作時の第１受光部３１での受光強度は、検出用光源１２Ａと対象物体Ｏｂとの位置関係に対応する値であり、第２動作時の第１受光部３１での受光強度は、検出用光源１２Ｃと対象物体Ｏｂとの位置関係に対応する値である。
本形態では、位置検出部５０の調整量算出部７４は、差動増幅器７２および受光量測定部７３を介して得られた第１動作時の第１受光部３１の受光強度と、第２動作時の第１受光部３１の受光強度とが等しくなるように、検出用光源１２Ａに対する駆動電流（制御量）および検出用光源１２Ｃに対する駆動電流（制御量）を調整する。例えば、光源駆動部５１は、検出開始時には、検出用光源１２Ａおよび検出用光源１２Ｃに等しい駆動電流を供給し、その際の第１動作時の第１受光部３１の受光強度と、第２動作時の第１受光部３１の受光強度とが相違しているときには、第１動作時の第１受光部３１の受光強度と第２動作時の第１受光部３１の受光強度とが等しくなるように、検出用光源１２Ａ、１２Ｃに対する駆動電流を各々調整する。かかる差動において、検出用光源１２Ａ、１２Ｃに対する駆動電流を各々調整した後の駆動電流の比や駆動電流の調整量の比等は、検出用光源１２Ａ、１２Ｃに対する対象物体Ｏｂの位置に対応する値である。それ故、位置検出部５０の座標取得部５５は、ＸＹ平面内に検出用光源１２Ａ、１２Ｃを基準にした等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
本形態では、図４（ｂ）に示す第２座標情報検出期間ｔｙでは、第１座標情報検出期間ｔｘと略同様、光源駆動部５１は、第１動作として、４つの検出用光源１２のうちの検出用光源１２ＢのみにＡ相の駆動パルスを断続的に供給する一方、第２動作として、検出用光源１２Ｄのみに、Ａ相とは逆相のＢ相の駆動パルスを断続的に供給する。このため、第２座標情報検出期間ｔｙにおいては、検出用光源１２Ｂが点灯して検出光Ｌ２ｂが検出対象空間１０Ｒに出射される第１動作と、検出用光源１２Ｄが点灯して検出光Ｌ２ｄが検出対象空間１０Ｒに出射される第２動作とが交互に実行される。その結果、図４（ｃ）に示すように、第１受光部３１での受光強度は、第１動作において検出用光源１２Ｂから出射された検出光Ｌ２ｂが対象物体Ｏｂで反射して第１受光部３１に入射する光量に対応する検出強度と、第２動作において検出用光源１２Ｄから出射された検出光Ｌ２ｄが対象物体Ｏｂで反射して第１受光部３１に入射する光量に対応する検出強度とに交互に変化する。ここで、第１動作時の第１受光部３１での受光強度は、検出用光源１２Ｂと対象物体Ｏｂとの位置関係に対応する値であり、第２動作時の第１受光部３１での受光強度は、検出用光源１２Ｄと対象物体Ｏｂとの位置関係に対応する値である。
また、本形態では、第２座標情報検出期間ｔｙでも、第１座標情報検出期間ｔｘと略同様、位置検出部５０の調整量算出部７４は、差動増幅器７２および受光量測定部７３を介して得られた第１動作時の第１受光部３１の受光強度と、第２動作時の第１受光部３１の受光強度とが等しくなるように、検出用光源１２Ｂに対する駆動電流（制御量）および検出用光源１２Ｄに対する駆動電流（制御量）を調整する。例えば、光源駆動部５１は、検出開始時には、検出用光源１２Ｂおよび検出用光源１２Ｄに等しい駆動電流を供給し、その際の第１動作時の第１受光部３１の受光強度と、第２動作時の第１受光部３１の受光強度とが相違しているときには、第１動作時の第１受光部３１の受光強度と第２動作時の第１受光部３１の受光強度とが等しくなるように、検出用光源１２Ｂ、１２Ｄに対する駆動電流を各々調整する。かかる差動において、検出用光源１２Ｂ、１２Ｄに対する駆動電流を各々調整した後の駆動電流の比や駆動電流の調整量の比等は、検出用光源１２Ｂ、１２Ｄに対する対象物体Ｏｂの位置に対応する値である。それ故、位置検出部５０の座標取得部５５は、ＸＹ平面内に検出用光源１２Ｂ、１２Ｄを基準にした等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
よって、位置検出部５０は、第１座標情報検出期間ｔｘにおいて検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｃとの差動により得た等比線と、第２座標情報検出期間ｔｙにおいて検出用光源１２Ｂと検出用光源１２Ｄとの差動により得た等比線との交点に相当する位置から対象物体Ｏｂの位置（ＸＹ座標）を得ることができる。
上記の等比線は、検出用光源１２から出射された検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して第１受光部３１に到る距離関数に着目すると、以下のようにして求めることができる。まず、各パラメーターを以下
Ｔ＝対象物体Ｏｂの反射率
Ａt＝検出用光源１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａが対象物体Ｏｂで
反射して第１受光部３１に到る距離関数
Ａ＝検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で検出用光源１２Ａ
が点灯したときの第１受光部３１の検出強度
Ｃt＝検出用光源１２Ｃから出射された検出光Ｌ２ｃが対象物体Ｏｂで
反射して第１受光部３１に到る距離関数
Ｃ＝検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で検出用光源１２Ｃ
が点灯したときの第１受光部３１の検出強度
とする。なお、検出用光源１２Ａおよび検出用光源１２Ｃの発光強度は、駆動電流と発光係数との積で表されるが、以下の説明では、発光係数を１とする。また、上記の差動において、第１受光部３１での受光強度が等しくなったときの検出用光源１２Ａに対する駆動電流をＩAとし、検出用光源１２Ｃに対する駆動電流をＩCとする。
検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で、前記した差動を行なうと、
Ａ＝Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光 ・・式（１）
Ｃ＝Ｔ×Ｃt×ＩC＋環境光 ・・式（２）
の関係が得られる。
ここで、差動の際の第１受光部３１の検出強度は等しいことから、式（１）、（２）から下式
Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光＝Ｔ×Ｃt×ＩC＋環境光
Ｔ×Ａt×ＩA＝Ｔ×Ｃt×ＩC・・式（３）
が導かれる。
また、距離関数Ａt、Ｃtの比ＰACは、下式
ＰAC＝Ａt／Ｃt・・式（４）
で定義されることから、式（３）、（４）から、距離関数の比ＰACは
ＰAC＝ＩC／ＩA・・式（５）
で示すように表される。かかる式（５）では、環境光の項が存在しない。また、対象物体Ｏｂの部位にかかわらず、反射率が一定であれば、対象物体Ｏｂの反射率の項が存在しない。それ故、距離関数Ａt、Ｃtの比ＰACには、環境光や対象物体Ｏｂの反射率が影響しない。なお、上記の数理モデルについては、対象物体Ｏｂで反射せずに入射した検出光Ｌ２の影響等を相殺するための補正を行なってもよい。
ここで、検出用光源１２は点光源であり、ある地点での光強度は、光源からの距離の２乗に反比例する。従って、検出用光源１２Ａから対象物体Ｏｂを経て第１受光部３１に至る離間距離Ｐ１と、検出用光源１２Ｃから対象物体Ｏｂを経て第１受光部３１に至る離間距離Ｐ２との比は、下式
ＰAC＝（Ｐ１）2：（Ｐ２）2
により求められる。それ故、ＸＹ平面内において検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｃを基準にして比Ｐ１：Ｐ２に対応する等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
同様に、検出用光源１２Ｂと検出用光源１２Ｄとを差動させて、検出用光源１２Ｂと対象物体Ｏｂとの距離と、検出用光源１２Ｄと対象物体Ｏｂとの距離の比を求めれば、ＸＹ平面内において検出用光源１２Ｂと検出用光源１２Ｄを基準にして等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
よって、位置検出部５０は、検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｃとの差動により得た等比線と、検出用光源１２Ｂと検出用光源１２Ｄとの差動により得た等比線との交点を求めれば、対象物体Ｏｂの位置（ＸＹ座標）を得ることができる。このような構成によれば、検出用光源１２同士の差動を利用しているため、環境光等の影響を自動的に補正することができる。
（補償用光源部８１等の構成）
本形態の光学式位置検出装置１０において、図１および図２に示すように、検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂが存在すると、物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４が余計な光として第１受光部３１に入射する。従って、図４（ｃ）に示すように、第１座標情報検出期間ｔｘにおいて、第１受光部３１での受光強度には、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３の受光強度Ｐ３と、物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の受光強度Ｐ４（グレー領域）とが含まれていることになる。また、第２座標情報検出期間ｔｙにおいても同様に、第１受光部３１での受光強度には、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３の受光強度と、物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の受光強度（グレー領域）とが含まれていることになる。
そこで、図１に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０には、検出対象空間１０Ｒに入射しない補償光Ｌ５を出射する補償用光源部８１（第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔ）と、対象物体で反射した検出光Ｌ３および対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４を受光せずに補償光Ｌ５を受光する第２受光部３２とが設けられている。かかる構成は、例えば、補償用光源部８１（第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔ）および第２受光部３２を検出対象空間１０Ｒから遮光部材で隔離した位置に設けた構成等により実現可能である。
また、補償用光源部８１に対しては補償用光源制御部８５が設けられており、補償用光源部８１によって、補償用光源部８１に供給される駆動電流のレベル等が制御される。本形態において、補償用光源制御部８５は、制御用ＩＣ７０の外部に設けられている。ここで、補償用光源制御部８５は、補償用光源部８１に供給される駆動電流のレベルを設定する補償用駆動電流設定部８３と、検出用光源１２での点灯パターンに対応して第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔを点灯させるための点灯パターン制御部８８を備えている。
補償用駆動電流設定部８３は、第１補償用光源１２Ｓに供給する補償用の駆動電流を設定する第１補償用駆動電流設定部８３Ｓと、第２補償用光源１２Ｔに供給する補償用の駆動電流を設定する第２補償用駆動電流設定部８３Ｔとを備えており、かかる第１補償用駆動電流設定部８３Ｓおよび第２補償用駆動電流設定部８３Ｔは、上位の制御部６０に設けられた補償条件設定部５７によって抵抗値が設定される可変抵抗として機能する。従って、補償用光源部８１（第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔ）は、補償光Ｌ５の出射強度が可変である。
また、点灯パターン制御部８８は、スイッチ８８Ｓ、８８Ｔを備えており、第１座標情報検出期間ｔｘでは、検出用光源１２Ａ、１２Ｃに同期して第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔを点灯させ、第２座標情報検出期間ｔｙでは、検出用光源１２Ｂ、１２Ｄに同期して第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔを点灯させる。より具体的には、スイッチ８８Ｓ、８８Ｔは、第１座標情報検出期間ｔｘでは、検出用光源１２Ａに対する給電線を第１補償用駆動電流設定部８３Ｓを介して第１補償用光源１２Ｓに導通させるとともに、検出用光源１２Ｃに対する給電線を第２補償用駆動電流設定部８３Ｔを介して第２補償用光源１２Ｔに導通させる。従って、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１座標情報検出期間ｔｘの第１動作時に検出用光源１２Ａが点灯する際、第１補償用光源１２Ｓには、第１補償用駆動電流設定部８３Ｓによって設定された電流が供給されるので、検出用光源１２Ａと第１補償用光源１２Ｓとが同時に点灯する。また、第１座標情報検出期間ｔｘの第２動作時に検出用光源１２Ｃが点灯する際、第２補償用光源１２Ｔには、第２補償用駆動電流設定部８３Ｔによって設定された電流が供給されるので、検出用光源１２Ｃと第２補償用光源１２Ｔとが同時に点灯する。
また、点灯パターン制御部８８において、スイッチ８８Ｓ、８８Ｔは、第２座標情報検出期間ｔｙでは、検出用光源１２Ｂに対する給電線を第１補償用駆動電流設定部８３Ｓを介して第１補償用光源１２Ｓに導通させるとともに、検出用光源１２Ｄに対する給電線を第２補償用駆動電流設定部８３Ｔを介して第２補償用光源１２Ｔに導通させる。従って、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第２座標情報検出期間ｔｙの第１動作時に検出用光源１２Ｂが点灯する際、第１補償用光源１２Ｓには、第１補償用駆動電流設定部８３Ｓによって設定された電流が供給されるので、検出用光源１２Ｂと第１補償用光源１２Ｓとが同時に点灯する。また、第２座標情報検出期間ｔｙの第２動作時に検出用光源１２Ｄが点灯する際、第２補償用光源１２Ｔには、第２補償用駆動電流設定部８３Ｔによって設定された電流が供給されるので、検出用光源１２Ｄと第２補償用光源１２Ｔとが同時に点灯する。
従って、図４（ｄ）に示すように、第２受光部３２は、第１座標情報検出期間ｔｘの第１動作時、第１補償用光源１２Ｓから出射された第１補償光を受光し、第２動作時、第２補償用光源１２Ｔから出射された第２補償光を受光する。また、第２受光部３２は、第２座標情報検出期間ｔｙの第１動作時、第１補償用光源１２Ｓから出射された第１補償光を受光し、第２動作時、第２補償用光源１２Ｔから出射された第２補償光を受光する。
（第２受光部３２等の構成）
再び図１において、本形態の光学式位置検出装置１０において、第１受光部３１および第２受光部３２はいずれもフォトダイオード（光電変換素子）であり、第１受光部３１と第２受光部３２とは逆極性で並列に電気的に接続されている。また、第１受光部３１と第２受光部３２との２つの接続点が位置検出部５０の差動増幅器７２に電気的に接続されている。すなわち、第１受光部３１のアノードと第２受光部３２のカソードとの接続点が差動増幅器７２の一方の入力端子に電気的に接続され、第１受光部３１のカソノードと第２受光部３２のアノードとの接続点が差動増幅器７２に電気的に接続されている。このため、差動増幅器７２には、第１受光部３１での検出強度と第２受光部３２での検出強度との差が入力される。
このため、上記の原理で対象物体Ｏｂの位置を検出する際、位置検出部５０の受光量測定部７３は、図４（ｅ）に示すように、第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２の受光強度との差を受光量として検出する。従って、位置検出部５０の調整量算出部７４は、第１座標情報検出期間ｔｘにおいては、第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２の受光強度との差が第１動作と第２動作とにおいて等しくなるように、検出用光源１２Ａ、１２Ｃに対する制御量（駆動電流）を各々調整することになる。また、調整量算出部７４は、第２座標情報検出期間ｔｙにおいては、第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２の受光強度との差が第１動作と第２動作とにおいて等しくなるように、検出用光源１２Ｂ、１２Ｄに対する制御量（駆動電流）を各々調整することになる。それ故、位置検出部５０の座標取得部５５は、第１座標情報検出期間ｔｘにおいては、第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２の受光強度との差が第１動作時と第２動作時とにおいて等しくなるように、検出用光源１２Ａ、１２Ｃに対する制御量（駆動電流）を各々調整した結果に基づいて等比線を求めることになる。また、座標取得部５５は、第２座標情報検出期間ｔｙにおいては、第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２の受光強度との差が第１動作時と第２動作時とにおいて等しくなるように、検出用光源１２Ｂ、１２Ｄに対する制御量（駆動電流）を各々調整した結果に基づいて等比線を求めることになる。そして、座標取得部５５は、第１座標情報検出期間ｔｘにおいて求めた等比線と、第２座標情報検出期間ｔｙにおいて求めた等比線との交点に相当する位置を対象物体Ｏｂの位置として特定することになる。
なお、第１受光部３１および第２受光部３２の接続点と、差動増幅器７２との間には、キャパシターおよび抵抗等を用いたハイパスフィルター３５が挿入されている。このため、差動増幅器７２に入力されるのは高周波信号であり、外光等の環境光に起因する低周波信号は除去される。従って、対象物体Ｏｂの位置を検出する際、外光等の環境光の影響を除外することができる。
（補償用光源部８１および第２受光部３２による補償動作）
本形態の光学式位置検出装置１０では、図４を参照して説明した動作を開始する前、あるいは図４を参照して説明した動作を繰り返し行う途中において、制御部６０による制御の下、検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在しない状態で以下の動作が実行される。
まず、光源駆動部５１は、検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄに基準となる駆動パルスを順次供給して、検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを順次点灯させる。その間、補償用光源制御部８５は、補償用光源部８１（第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔ）に対する給電を停止する。従って、検出用光源１２Ａを点灯させた際、第１受光部３１での受光強度は、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ２ａの受光強度であり、かかる結果は、上位の制御部６０に設けられた補償条件設定部５７に一時記憶される。次に、検出用光源１２Ｂを点灯させた際、第１受光部３１での受光強度は、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ２ｂの受光強度であり、かかる結果は、上位の制御部６０に設けられた補償条件設定部５７に一時記憶される。次に、検出用光源１２Ｃを点灯させた際、第１受光部３１での受光強度は、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ２ｃの受光強度であり、かかる結果は、上位の制御部６０に設けられた補償条件設定部５７に一時記憶される。次に、検出用光源１２Ｄを点灯させた際、第１受光部３１での受光強度は、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ２ｄの受光強度であり、かかる結果は、上位の制御部６０に設けられた補償条件設定部５７に一時記憶される。
そして、図４を参照して説明した検出動作を行う前に、補償条件設定部５７は、検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが各々点灯する際に補償用光源部８１（第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔ）に供給すべき駆動電流値を補償用駆動電流設定部８３に指令する。その結果、補償用駆動電流設定部８３において、第１補償用駆動電流設定部８３Ｓには、第１動作時に検出光Ｌ２を出射する検出用光源１２に供給される駆動電流と第１補償用光源１２Ｓに供給される駆動電流との比率が設定され、第２補償用駆動電流設定部８３Ｔには、第２動作時に検出光Ｌ２を出射する検出用光源１２に供給される駆動電流と第２補償用光源１２Ｔに供給される駆動電流との比率が設定される。
ここで、第１補償用駆動電流設定部８３Ｓおよび第２補償用駆動電流設定部８３Ｔに設定される比率は、検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが順次点灯した際に、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での補償光Ｌ５の受光強度とが等しくなるように、補償用光源部８１（第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔ）から出射される補償光Ｌ５の出射強度を規定する値である。それ故、受光量測定部７３は、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の受光強度を除外した真の値（対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３の受光強度）を測定することになる。
より具体的には、第１座標情報検出期間ｔｘの第１動作時、第１補償用駆動電流設定部８３Ｓには、検出用光源１２Ａが点灯した際に、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での補償光Ｌ５の受光強度とが等しくなるように、第１補償用光源１２Ｓから出射される補償光Ｌ５の出射強度を規定する値（比率）が設定されている。しかも、第１座標情報検出期間ｔｘの第１動作時、検出用光源１２Ａが点灯すると、第１補償用光源１２Ｓも点灯する。従って、受光量測定部７３は、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の受光強度を除外した真の値（対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３の受光強度）を測定することになる。
また、第１座標情報検出期間ｔｘの第２動作時、第２補償用駆動電流設定部８３Ｔには、検出用光源１２Ｃが点灯した際に、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での補償光Ｌ５の受光強度とが等しくなるように、第２補償用光源１２Ｔから出射される補償光Ｌ５の出射強度を規定する値（比率）が設定されている。しかも、第１座標情報検出期間ｔｘの第２動作時、検出用光源１２Ｃが点灯すると、第２補償用光源１２Ｔも点灯する。従って、受光量測定部７３は、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の受光強度を除外した真の値（対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３の受光強度）を測定することになる。
また、第２座標情報検出期間ｔｙでも、第１座標情報検出期間ｔｘと同様である。すなわち、第２座標情報検出期間ｔｙの第１動作時、第１補償用駆動電流設定部８３Ｓには、検出用光源１２Ｂが点灯した際に、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での補償光Ｌ５の受光強度とが等しくなるように、第１補償用光源１２Ｓから出射される補償光Ｌ５の出射強度を規定する値（比率）が設定されている。しかも、第２座標情報検出期間ｔｙの第１動作時、検出用光源１２Ｂが点灯すると、第１補償用光源１２Ｓも点灯する。従って、受光量測定部７３は、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の受光強度を除外した真の値（対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３の受光強度）を測定することになる。また、第２座標情報検出期間ｔｙの第２動作時、第２補償用駆動電流設定部８３Ｔには、検出用光源１２Ｄが点灯した際に、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での補償光Ｌ５の受光強度とが等しくなるように、第２補償用光源１２Ｔから出射される補償光Ｌ５の出射強度を規定する値（比率）が設定されている。しかも、第２座標情報検出期間ｔｙの第２動作時、検出用光源１２Ｄが点灯すると、第２補償用光源１２Ｔも点灯する。従って、受光量測定部７３は、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の受光強度を除外した真の値（対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３の受光強度）を測定することになる。
また、上記の補償動作を行うにあたって、光源駆動部５１は、検出用光源１２に給電を行うとともに、検出用光源１２に供給される駆動電流を補償用駆動電流設定部８３に設定された比率で変換した電流値の駆動電流を補償用光源部８１に供給する。従って、上記の差動の際に検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄに供給される駆動電流値が変化すると、かかる変化に連動して、第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔに供給される電流値が自動的に変化する。それ故、受光量測定部７３は、常に、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の受光強度を除外した真の値（対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３の受光強度）を測定することになる。
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学式位置検出装置１０では、検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源１２が用いられ、かかる複数の検出用光源１２を順次点灯させると、第１受光部３１は、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３を受光する。従って、第１受光部３１での検出結果を直接用いれば、あるいは第１受光部３１での受光強度に基づいて検出用光源１２同士を差動させたときの駆動電流値等の駆動条件を用いれば、対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
ここで、第１受光部３１には、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３以外に、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４が入射する場合があるが、本形態では、検出対象空間１０Ｒに入射しない補償光Ｌ５を出射する補償用光源部８１と、検出光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を受光せずに補償光Ｌ５を受光する第２受光部３２とが設けられている。従って、第２受光部３２での補償光Ｌ５の受光強度を、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の第１受光部３１での受光強度に設定しておけば、位置検出部５０において、第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での受光強度との差に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出した際、かかる検出結果には、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の影響が自動的に除去されていることになる。それ故、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の影響を受けずに対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
また、本形態において、光源駆動部５１は、複数の検出用光源１２のうちの一部の検出用光源１２から検出光Ｌ２を出射させる第１動作と、他の一部の検出用光源１２から検出光Ｌ２を出射させる第２動作とを実行する場合でも、位置検出部５０は、第１動作時の第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での受光強度との差、および第２動作時の第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での受光強度の差に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する。従って、第１動作と第２動作とを利用する検出原理を採用した場合でも、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光の影響を受けずに、対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
また、本形態では、位置検出部５０は、補償光Ｌ５の出射強度は、第１動作時には、第１動作時に検出用光源１２から出射される検出光Ｌ２の出射強度に連動して変化し、第２動作時には、第２動作において検出用光源１２から出射される検出光Ｌ２の出射強度に連動して変化する。従って、第１動作時の第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での受光強度との差、および第２動作時の第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での受光強度の差とが等しくなるように検出用光源１２を差動させる検出原理を採用した場合でも、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光の影響を受けずに、対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
また、本形態では、共通の光源駆動部５１が検出用光源１２および補償用光源部８１に給電するため、回路構成を簡素化することができる。また、検出用光源１２および補償用光源部８１を共通の光源駆動部５１によって駆動するので、検出用光源１２同士を差動させる際に検出用光源１２に供給される駆動電流の変化に対応して、補償用光源部８１から出射される補償光Ｌ５の出射強度を変化させるのも容易である。
しかも、本形態では、補償用駆動電流設定部８３は、第１動作時に検出光Ｌ２を出射する検出用光源１２に供給される駆動電流と補償用光源部８１に供給される駆動電流の比率、および第２動作時に検出光Ｌ２を出射する検出用光源１２に供給される駆動電流と補償用光源部８１に供給される駆動電流の比率を各々、規定している。このため、第１動作時に検出用光源１２から出射された検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射して第１受光部３１に入射する光量と、第２動作時に検出用光源１２から出射された検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射して第１受光部３１に入射する光量が相違している場合でも、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射して第１受光部３１に入射する検出光Ｌ４の影響を適正に除外することができる。
また、補償用光源部８１は、第１動作時に補償光Ｌ５として第１補償光を出射する第１補償用光源１２Ｓと、第２動作時に補償光Ｌ５として第２補償光を出射する第２補償用光源１２Ｔとを備えているため、第１動作時および第２動作時に適正な強度の補償光Ｌ５を出射するのが容易である。
さらに、第１受光部３１はフォトダイオード（第１光電変換素子）であり、第２受光部３２は、第１受光部３１（フォトダイオード／第１光電変換素子）に対して逆極性で並列に電気的に接続されたフォトダイオード（第２光電変換素子）である。このため、第１受光部３１と第２受光部３２との接続点から第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での受光強度の差が出力されるので、第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での受光強度の差を容易に出力することができる。
さらに、本形態では、補償用光源制御部８５および点灯パターン制御部８８は、制御用ＩＣ７０の外部に設けられている。このため、制御用ＩＣ７０の構成自身は、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射して第１受光部３１に入射する検出光Ｌ４を補償する場合と補償しない場合とにおいて同一である。従って、物体Ｓｂで反射して第１受光部３１に入射する検出光Ｌ４を補償する場合でも、物体Ｓｂで反射して第１受光部３１に入射する検出光Ｌ４を補償しない場合に用いていた制御用ＩＣ７０をそのまま利用でき、制御用ＩＣ７０の設計変更を行う必要がないという利点がある。
［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の全体構成を模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と略同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図５に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０も、実施の形態１と同様、検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源１２と、複数の検出用光源１２を駆動する光源駆動部５１と、検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体で反射した検出光Ｌ３を受光する第１受光部３１と、第１受光部３１での検出結果に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する位置検出部５０とを有している。また、光学式位置検出装置１０は、実施の形態１と同様、検出対象空間１０Ｒに入射しない補償光Ｌ５を出射する補償用光源部８１（第１補償用光源１２Ｓおよび第２補償用光源１２Ｔ）と、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３や対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４を受光せずに、補償用光源部８１から出射された補償光Ｌ５を受光する第２受光部３２とを有している。
かかる構成の光学式位置検出装置１０において、実施の形態１では、第１受光部３１および第２受光部３２として、逆極性で並列に電気的に接続されたフォトダイオードが用いられていたが、本形態では、第１受光部３１および第２受光部３２に増幅器３３、３４が設けられ、かかる増幅器３３、３４が差動増幅器７２に電気的に接続されている。すなわち、第１受光部３１に対して設けられた増幅器３３は、差動増幅器７２の一方の入力端子に電気的に接続され、第２受光部３２に対して設けられた増幅器３４は、差動増幅器７２の他方の入力端子に電気的に接続されている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
それ故、本形態の光学式位置検出装置１０でも、実施の形態１と同様、位置検出部５０は、第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での受光強度との差に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する。従って、本形態でも、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の影響を除去することができるので、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の影響を受けずに対象物体Ｏｂの位置を検出することができる等、実施の形態１と略同様な効果を奏する。
［実施の形態１、２の変形例：参照用光源を用いた場合の構成例］
図６は、本発明の実施の形態１、２に係る光学式位置検出装置１０において参照用光源を用いた場合の構成例を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、検出用光源等の立体的なレイアウトを示す説明図、および検出用光源等の平面的なレイアウトを示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、図１〜図５を参照して説明した形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図６に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０も、実施の形態１と同様、検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源１２と検出光Ｌ２の出射空間（検出対象空間１０Ｒ）に位置する対象物体で反射した検出光Ｌ３を受光する第１受光部３１とを有している。
本形態の光学式位置検出装置１０では、第１受光部３１に発光部を向けた参照用光源１２Ｒが設けられており、参照用光源１２Ｒは、検出用光源１２と同様、図１等を参照して説明した制御用ＩＣ７０によって駆動されるＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成されている。但し、参照用光源１２Ｒから出射される参照光Ｌｒは、参照用光源１２Ｒの向きや、参照用光源１２Ｒに設けられる遮光カバー（図示せず）等によって、視認面構成部材４０の視認面４１側（検出対象空間１０Ｒ）に入射せず、検出対象空間１０Ｒを介さずに第１受光部３１に入射するようになっている。
本形態の光学式位置検出装置１０においては、検出光Ｌ２同士の直接的な差動に代えて、検出光Ｌ２と参照光Ｌｒとの差動を利用し、最終的に、検出光Ｌ２同士を直接、差動させた結果と同様な結果を導く。かかる検出原理を光路関数を用いて数理的に説明すると、以下のようになる。まず、各パラメーターを以下
Ｔ＝対象物体Ｏｂの反射率
Ａt＝検出用光源１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａが対象物体Ｏｂで
反射して第１受光部３１に到る距離関数
Ａ＝検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で検出用光源１２Ａ
が点灯したときの第１受光部３１の検出強度
Ｃt＝検出用光源１２Ｃから出射された検出光Ｌ２ｃが対象物体Ｏｂで
反射して第１受光部３１に到る距離関数
Ｃ＝検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で検出用光源１２Ｃ
が点灯したときの第１受光部３１の検出強度
Ｒs＝参照用光源１２Ｒから第１受光部３１に到る距離関数
Ｒ＝参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの第１受光部３１の検出強度
とする。なお、検出用光源１２Ａ、検出用光源１２Ｃおよび参照用光源１２Ｒの発光強度は、駆動電流と発光係数との積で表されるが、以下の説明では、発光係数を１とする。また、上記の差動において、第１受光部３１での受光強度が等しくなったときの検出用光源１２Ａに対する駆動電流をＩAとし、検出用光源１２Ｃに対する駆動電流をＩCとし、参照用光源１２Ｒに対する駆動電流をＩRとする。また、差動の際、参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの第１受光部３１の検出強度については、検出用光源１２Ａとの差動、および検出用光源１２Ｃとの差動において同一と仮定する。
検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で、前記した差動を行なうと、
Ａ＝Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光 ・・式（６）
Ｃ＝Ｔ×Ｃt×ＩC＋環境光 ・・式（７）
Ｒ＝Ｒs×ＩR＋環境光 ・・式（８）
の関係が得られる。
ここで、差動の際の第１受光部３１の検出強度は等しいことから、式（６）、（８）から下式
Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光＝Ｒs×ＩR＋環境光
Ｔ×Ａt×ＩA＝Ｒs×ＩR
Ｔ×Ａt＝Ｒs×ＩR／ＩA・・式（９）
が導かれ、式（７）、（８）から下式
Ｔ×Ｃt×ＩC＋環境光＝Ｒs×ＩR＋環境光
Ｔ×Ｃt×ＩC＝Ｒs×ＩR
Ｔ×Ｃt＝Ｒs×ＩR／ＩC・・式（１０）
が導かれる。
また、距離関数Ａt、Ｃtの比ＰACは、下式
ＰAC＝Ａt／Ｃt・・式（１１）
で定義されることから、式（９）、（１０）から、距離関数の比ＰACは
ＰAC＝ＩC／ＩA・・式（１２）
で示すように表される。かかる式（１２）では、環境光の項が存在しない。なお、上記の数理モデルについては、対象物体Ｏｂで反射せずに入射した検出光Ｌ２の影響等を相殺するための補正等を行なってもよい。また、検出用光源１２Ａとの差動と、検出用光源１２Ｃとの差動とにおいて、参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの第１受光部３１の検出強度を異なる値に設定した場合でも、基本的には同様な原理が成り立つ。
ここで、検出用光源１２は点光源であり、ある地点での光強度は、光源からの距離の２乗に反比例する。従って、検出用光源１２Ａから対象物体Ｏｂを経て第１受光部３１に至る離間距離Ｐ１と、検出用光源１２Ｃから対象物体Ｏｂを経て第１受光部３１に至る離間距離Ｐ２との比は、下式
ＰAC＝（Ｐ１）2：（Ｐ２）2
により求められる。それ故、ＸＹ平面内において検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｃを基準にして比Ｐ１：Ｐ２に対応する等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
同様に、検出用光源１２Ｂと検出用光源１２Ｄとを差動させて、検出用光源１２Ｂと対象物体Ｏｂとの距離と、検出用光源１２Ｄと対象物体Ｏｂとの距離の比を求めれば、ＸＹ平面内において検出用光源１２Ｂと検出用光源１２Ｄを基準にして等比線を設定でき、かかる等比線上に対象物体Ｏｂが位置することになる。
よって、検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｃとの差動により得た等比線と、検出用光源１２Ｂと検出用光源１２Ｄとの差動により得た等比線との交点を求めれば、対象物体Ｏｂの位置（ＸＹ座標）を得ることができる。このような構成によれば、検出用光源１２と参照用光源１２Ｒとの差動を利用しているため、環境光等の影響を自動的に補正することができる。
かかる構成の光学式位置検出装置１０でも、実施の形態１、２と同様、検出対象空間１０Ｒに入射しない補償光Ｌ５を出射する補償用光源部８１や、検出光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を受光せずに補償光Ｌ５を受光する第２受光部３２を利用すれば、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の影響を受けずに対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
［他の実施形態］
上記実施の形態１、２では、補償用光源制御部８５および点灯パターン制御部８８を制御用ＩＣ７０の外部に設けたが、補償用光源制御部８５および点灯パターン制御部８８を制御用ＩＣ７０に構成してもよい。
上記実施の形態１、２において、第２受光部３２については、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４、および外光等の環境光を受光せずに、補償光Ｌ５のみを受光するように構成したが、第２受光部３２については、第１受光部３１と同一条件で外光等の環境光を受光するように構成してもよい。かかる構成によれば、第１受光部３１での受光強度と第２受光部３２での受光強度との差を得た際、かかる差では、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４、および外光等の環境光の影響が除外された値となる。それ故、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４、および外光等の環境光の影響を受けずに対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
［他の位置検出方式への適用例］
検出対象空間１０Ｒに入射しない補償光Ｌ５を出射する補償用光源部８１や、検出光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を受光せずに補償光Ｌ５を受光する第２受光部３２を利用した構成は、上記の位置検出方式を採用した光学式位置検出装置１０の他、図７〜図１６を参照して説明する方式を採用した光学式位置検出装置１０にも適用することができる。
［光学式位置検出装置１０の他の構成例１］
図７は、本発明の他の構成例１に係る光学式位置検出装置１０の要部を示す説明図である。図８は、本発明の他の構成例１に係る光学式位置検出装置１０で用いた検出光の説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、対象物体で反射した光が受光部で受光される様子を平面的に示す説明図、対象物体で反射した光が受光部で受光される様子を断面的に示す説明図、および導光板内での検出光の減衰状態を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１、２と略同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、以下の説明では、補償用光源部８１、第２受光部３２、参照用光源１２Ｒの図示や説明を省略する。
（全体構成）
図７および図８に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０は、検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源１２（検出用光源１２Ａ〜１２Ｄ）と、検出用光源１２から出射された検出光Ｌ２のうち、検出対象空間１０Ｒ（検出光Ｌ２の出射空間）内において対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３の一部を検出する第１受光部３１とを備えている。
また、本形態の光学式位置検出装置１０は、ポリカーボネートやアクリル樹脂等の透明な樹脂板等からなる導光板１３を備えており、検出用光源１２から出射された検出光Ｌ２は、導光板１３を介して検出対象空間１０Ｒに出射される。導光板１３は、略長方形の平面形状を有しており、導光板１３において、検出対象空間１０Ｒに向いている面が光出射面１３ｓである。また、導光板１３の４つの角部分１３ａ〜１３ｄが検出用光源１２から出射された検出光Ｌ２の光入射部１３ｅ〜１３ｈとして用いられている。より具体的には、４つの検出用光源１２（検出用光源１２Ａ〜１２Ｄ）は、導光板１３の角部分１３ａ〜１３ｄに対峙する位置で角部分１３ａ〜１３ｄに発光面を向けている。このため、検出用光源１２から出射された検出光Ｌ２は、導光板１３の角部分１３ａ〜１３ｄから入射した後、導光板１３内部を伝播しながら光出射面１３ｓから出射される。例えば、検出用光源１２Ａから出射された検出光Ｌ２ａは、導光板１３の内部で伝播しながら、光出射面１３ｓから出射される。従って、導光板１３の光出射面１３ｓから検出対象空間１０Ｒに出射された検出光Ｌ２が、検出対象空間１０Ｒに位置する対象物体Ｏｂで反射すると、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３は第１受光部３１で検出される。
ここで、導光板１３の背面１３ｔあるいは光出射面１３ｓには、表面凹凸構造、プリズム構造、散乱層（図示せず）等が設けられており、このような光散乱構造によって、角部分１３ａ〜１３ｄから入射して内部を伝播する光は、その伝播方向に進むに従って徐々に偏向されて光出射面１３ｓより出射される。また、導光板１３の光出射側には、必要に応じて、検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの均―化を図るために、プリズムシートや光散乱板等の光学シートが配置される場合もある。このため、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２ａの光量は、図８（ｃ）に実線で示すように、検出用光源１２Ａからの距離に伴って直線的に減衰する。また、検出対象空間１０Ｒに出射される検出光Ｌ２ｂの光量は、図８（ｃ）に点線で示すように、検出用光源１２Ｂからの距離に伴って直線的に減衰する。他の検出用光源１２Ｃ、１２Ｄから出射された検出光Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄも同様に減衰しながら光出射面１３ｓから出射される。従って、検出光Ｌ２は、図１０を参照して後述する光強度分布を検出対象空間１０Ｒに形成する。
第１受光部３１は、フォトダイオードやフォトトランジスター等の光電変換素子からなり、検出対象空間１０Ｒの外側のうち、導光板１３の辺部分の略中央位置で検出対象空間１０Ｒに受光部を向けている。
（位置検出動作）
図９は、本発明の他の構成例１に係る光学式位置検出装置１０において検出用光源１２（検出用光源１２Ａ〜１２Ｄ）を所定のパターンで順次点灯させて光強度分布を形成する様子を示す説明図である。図１０は、本発明の他の構成例１に係る光学式位置検出装置１０において、検出用光源１２から出射された検出光Ｌ２によって座標検出用の光強度分布が形成される様子を示す説明図である。なお、図９では、点灯している検出用光源１２についてはグレーで表してある。図１１は、本発明の他の構成例１に係る光学式位置検出装置１０での位置検出原理を模式的に示す説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）は、対象物体で反射した検出光の強度を示す説明図、および対象物体で反射した検出光の強度が等しくなるように検出光の光強度分布を調整する様子を示す説明図である。
本形態の光学式位置検出装置１０では、検出用光源１２Ａが点灯する一方、他の検出用光源１２Ｂ〜１２Ｄが消灯状態にあると、検出対象空間１０Ｒには、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１およびＹ軸方向の一方側Ｙ１の角部分を中心とする光強度分布が形成される。検出用光源１２Ｂが点灯する一方、他の検出用光源１２Ａ、１２Ｃ、１２Ｄが消灯状態にあると、検出対象空間１０Ｒには、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２およびＹ軸方向の他方側Ｙ２の角部分を中心とする光強度分布が形成される。検出用光源１２Ｃが点灯する一方、他の検出用光源１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｄが消灯状態にあると、検出対象空間１０Ｒには、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２およびＹ軸方向の一方側Ｙ１の角部分を中心とする光強度分布が形成される。検出用光源１２Ｄが点灯する一方、他の検出用光源１２Ａ〜１２Ｃが消灯状態にあると、検出対象空間１０Ｒには、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１およびＹ軸方向の他方側Ｙ２の角部分を中心とする光強度分布が形成される。
従って、図９（ａ）に示すように、第１座標情報検出期間の第１動作において検出用光源１２Ａ、１２Ｄが点灯状態にあって他の検出用光源１２Ｂ、１２Ｃが消灯状態にあると、図１０（ａ）に示すように、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって検出光の強度が単調減少するＸ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｘａ（第１座標検出用第１光強度分布）が形成される。本形態において、Ｘ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｘａでは、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって検出光Ｌ２の強度が直線的に減少し、かつ、Ｙ軸方向では、検出光Ｌ２の強度が一定である。
これに対して、図９（ｂ）に示すように、第１座標情報検出期間の第２動作において検出用光源１２Ｂ、１２Ｃが点灯状態にあって他の検出用光源１２Ａ、１２Ｄが消灯状態にあると、図１０（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって検出光の強度が単調減少するＸ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂ（第１座標検出用第２光強度分布）が形成される。本形態において、Ｘ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂでは、Ｘ軸方向の他方側Ｘ２から一方側Ｘ１に向かって検出光Ｌ２の強度が直線的に減少し、かつ、Ｙ軸方向では、検出光Ｌ２の強度が一定である。
また、図９（ｃ）に示すように、第２座標情報検出期間の第１動作において検出用光源１２Ａ、１２Ｃが点灯状態にあって他の検出用光源１２Ｂ、１２Ｄが消灯状態にあると、図１０（ｃ）に示すように、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって検出光の強度が単調減少するＹ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｙａ（第２座標検出用第１光強度分布）が形成される。本形態において、Ｙ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｙａでは、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向かって検出光Ｌ２の強度が直線的に減少し、かつ、Ｘ軸方向では、検出光Ｌ２の強度が一定である。
これに対して、図９（ｄ）に示すように、第２座標情報検出期間の第２動作において検出用光源１２Ｂ、１２Ｄが点灯状態にあって他の検出用光源１２Ａ、１２Ｃが消灯状態にあると、図１０（ｄ）に示すように、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって検出光の強度が単調減少するＹ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｙｂ（第２座標検出用第２光強度分布）が形成される。本形態において、Ｙ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｙｂでは、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向かって検出光Ｌ２の強度が直線的に減少し、かつ、Ｘ軸方向では、検出光Ｌ２の強度が一定である。
本形態の光学式位置検出装置１０においては、光強度分布形成用の検出用光源１２を点灯させて検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２の光強度分布を形成するとともに、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ２を第１受光部３１で検出し、かかる第１受光部３１での検出結果に基づいて、位置検出部５０は、検出対象空間１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を検出する。そこで、図１１を参照して座標検出の原理を説明する。
本形態の光学式位置検出装置１０においては、図１０（ａ）、（ｂ）を参照して説明したＸ座標検出用第１光強度分布Ｌ２ＸａおよびＸ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを利用してＸ軸方向の位置（Ｘ座標）を検出する。その際、検出用光源１２Ａ、１２Ｄと検出用光源１２Ｂ、１２Ｃとを逆相に駆動する。より具体的には、第１座標検出期間の第１動作において、検出用光源１２Ａ、１２Ｄを点灯させる一方、検出用光源１２Ｂ、１２Ｃを消灯させ、図１０（ａ）に示すＸ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成する。次に、第１座標検出期間の第２動作において、検出用光源１２Ａ、１２Ｄを消灯させる一方、検出用光源１２Ｂ、１２Ｃを点灯させ、図１０（ｂ）に示すＸ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。従って、検出対象空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置されると、対象物体Ｏｂにより検出光Ｌ２が反射され、その反射光の一部が第１受光部３１により検出される。ここで、Ｘ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｘａ、およびＸ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂは、一定の分布を有している。それ故、位置検出部は、Ｘ座標検出用第１動作における第１受光部３１での検出強度と、Ｘ座標検出用第２動作における第１受光部３１での検出強度との比較を行えば、図１１を参照して以下に説明する方法等により、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。
まず、図１１（ａ）に示すように、第１座標検出期間の第１動作および第２動作においてＸ座標検出用第１光強度分布Ｌ２ＸａおよびＸ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを絶対値が等しく、かつ、Ｘ軸方向で逆向きになるように形成する。この状態で、第１動作時の第１受光部３１での検出値ＬＸａと、第２動作時の第１受光部３１での検出値ＬＸｂとが等しければ、対象物体ＯｂがＸ軸方向の中央に位置することが分る。
これに対して、第１動作時の第１受光部３１での検出値ＬＸａと、第２動作時の第１受光部３１での検出値ＬＸｂとが相違している場合、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように、検出用光源１２に対する制御量（駆動電流）を調整して、図１１（ｂ）に示すように、再度、Ｘ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成し、Ｘ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。そして、第１動作時の第１受光部３１での検出値ＬＸａと、第２動作時の第１受光部３１での検出値ＬＸｂとを等しくする。かかる差動を行った際の検出用光源１２Ａ、１２Ｄに対する制御量（電流値）と、検出用光源１２Ｂ、１２Ｃに対する制御量（電流値）との比あるいは差等により、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。また、Ｘ座標検出用第１動作での検出用光源１２に対する制御量の調整量ΔＬＸａと、Ｘ座標検出用第２動作での検出用光源１２に対する制御量の調整量ΔＬＸｂとの比あるいは差等により、対象物体ＯｂのＸ座標を検出することができる。かかる方法によれば、検出光Ｌ２以外の環境光、例えば、外光に含まれる赤外成分が第１受光部３１に入射した場合でも、検出値ＬＸａ、ＬＸｂが等しくなるように検出用光源１２に対する制御量の調整を行なう際、環境光に含まれる赤外成分の強度が相殺されるので、環境光に含まれる赤外成分が検出精度に影響を及ぼすことがない。
なお、本形態の光学式位置検出装置１０においては、図１０（ｃ）、（ｄ）を参照して説明したＹ座標検出用第１光強度分布Ｌ２ＹａおよびＹ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｙｂを利用してＹ軸方向の位置（Ｙ座標）を検出する。より具体的には、検出用光源１２Ａ、１２Ｃと検出用光源１２Ｂ、１２Ｄとを逆相に駆動する。すなわち、図９（ｃ）に示すように、第２座標検出期間の第１動作においては、検出用光源１２Ａ、１２Ｃを点灯させる一方、検出用光源１２Ｂ、１２Ｄを消灯させ、図１０（ｃ）に示すＹ座標検出用第１光強度分布Ｌ２Ｙａを形成する。次に、第２座標検出期間の第２動作において、図９（ｄ）に示すように、検出用光源１２Ａ、１２Ｃを消灯させる一方、検出用光源１２Ｂ、１２Ｄを点灯させ、図１０（ｄ）に示すＹ座標検出用第２光強度分布Ｌ２Ｙｂを形成する。従って、位置検出部は、第１動作時の第１受光部３１での検出値ＬＹａと、第２動作時の第１受光部３１での検出値ＬＹｂとを比較する等、Ｘ座標を検出した方法と同様な方法により、対象物体ＯｂのＹ座標を検出することができる。
かかる構成の光学式位置検出装置１０でも、実施の形態１、２と同様、検出対象空間１０Ｒに入射しない補償光Ｌ５を出射する補償用光源部８１や、検出光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を受光せずに補償光Ｌ５を受光する第２受光部３２を利用すれば、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の影響を受けずに対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
［光学式位置検出装置の他の構成例２］
図１２は、本発明の他の構成例２に係る光学式位置検出装置１０の主要部を模式的に示す説明図である。図１３は、本発明の他の構成例２に係る光学式位置検出装置１０において光源部を構成する２つの光源ユニットの説明図である。図１４は、本発明の他の構成例２に係る光学式位置検出装置１０における位置検出原理を示す説明図であり、図１４（ａ）、（ｂ）光強度分布の説明図、および対象物体が存在する位置情報（方位情報）を取得する方法の説明図である。図１５は、本発明の他の構成例２に係る光学式位置検出装置１０において対象物体Ｏｂの位置を特定する方法を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１等と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。また、以下の説明では、補償用光源部８１、第２受光部３２、参照用光源１２Ｒの図示や説明を省略する。
図１２および図１３において、本形態の光学式位置検出装置１０は、半円方向に検出光Ｌ２を出射する複数の光源モジュール１２１、１２２と、光源モジュール１２１、１２２から出射された検出光Ｌ２のうち、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３の一部を検出する第１受光部３１とを有している。光源モジュール１２１、１２２は、Ｚ軸方向において同一の位置に配置されており、光源モジュール１２１、１２２は各々、検出光Ｌ２を出射する。本形態では、かかる検出光Ｌ２の出射空間によって、対象物体Ｏｂの位置が検出される検出対象空間１０Ｒが構成されている。ここで、光源モジュール１２１は第１座標情報検出期間において検出光Ｌ２を放射状に出射し、光源モジュール１２２は第２座標情報検出期間において検出光Ｌ２を順次放射状に出射する。従って、位置検出部５０は、第１座標情報検出期間における第１受光部３１での検出光Ｌ２の受光強度、および第２座標情報検出期間における第１受光部３１での検出光Ｌ２の受光強度に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する。
かかる位置検出方式を採用するにあたって、本形態では、図１２に示すように、光源モジュール１２１は、Ｙ軸方向に重ねて配置された検出用光源部１２Ｅと検出用光源部１２Ｆとを備え、光源モジュール１２２も、光源モジュール１２１と同様、Ｙ軸方向に重ねて配置された検出用光源部１２Ｅと検出用光源部１２Ｆとを備えている。
ここで、検出用光源部１２Ｅは、図１３（ａ）に示すように、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる検出用光源１２Ａと、円弧状のライトガイドＬＧとを備えており、検出用光源１２Ａは、ライトガイドＬＧの一方の端部Ｂ３に配置されている。また、検出用光源部１２Ｅは、ライトガイドＬＧの円弧状の外周面に沿って、光学シートＰＳおよびルーバーフィルムＬＦ等を備えた円弧状の照射方向設定部ＬＥを備え、ライトガイドＬＧの円弧状の内周面に沿って、円弧状の反射シートＲＳを備えている。
また、図１３（ｂ）に示すように、検出用光源部１２Ｆも、検出用光源部１２Ｅと同様、赤外光を出射する発光ダイオード等の発光素子からなる検出用光源１２Ｃと、円弧状のライトガイドＬＧとを備えており、検出用光源１２Ｃは、ライトガイドＬＧの他方の端部Ｂ４に配置されている。また、検出用光源部１２Ｆは、検出用光源部１２Ｅと同様、ライトガイドＬＧの円弧状の外周面に沿って、光学シートＰＳおよびルーバーフィルムＬＦ等を備えた円弧状の照射方向設定部ＬＥを備え、ライトガイドＬＧの円弧状の内周面に沿って、円弧状の反射シートＲＳを備えている。
なお、ライトガイドＬＧの外周面および内周面のうちの少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの検出光の出射効率を調整するための加工が施されており、かかる加工手法としては、例えば反射ドットを印刷する方式や、スタンパーやインジェクションにより凹凸を付す成型方式や、溝加工方式を採用することができる。
このように構成した光学式位置検出装置１０では、光源モジュール１２１において、第１座標情報検出期間の第１動作時、検出用光源部１２Ｅにおいて検出用光源１２Ａが点灯すると、検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２が出射され、検出対象空間１０Ｒに第１光強度分布ＬＩＤ１が形成される。かかる第１光強度分布ＬＩＤ１は、図１３（ａ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、一方の端部Ｂ３に対応する角度方向から他方の端部Ｂ４に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
これに対して、検出用光源部１２Ｆにおいて、第１座標情報検出期間の第２動作時、検出用光源１２Ｃが点灯すると、検出対象空間１０Ｒに検出光が出射され、検出対象空間１０Ｒに第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される。かかる第２光強度分布ＬＩＤ２は、図１３（ｂ）に矢印の長さにより出射光の強度を示すように、他方の端部Ｂ４に対応する角度方向から一方の端部Ｂ３に対応する角度方向に向けて強度が単調に低下する強度分布である。
なお、光源モジュール１２２において、第２座標情報検出期間の第１動作時、検出用光源部１２Ｅにおいて検出用光源１２Ｂが点灯した場合、および第２座標情報検出期間の第２動作時、光源モジュール１２２において、検出用光源部１２Ｆにおいて検出用光源１２Ｄが点灯した場合も、光源モジュール１２１と同様、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２が形成される。従って、以下に説明するように、第１光強度分布ＬＩＤ１および第２光強度分布ＬＩＤ２を利用すれば、対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
まず、光源モジュール１２１の検出用光源部１２Ｅにおいて、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際、検出光Ｌ２の照射方向と、検出光Ｌ２の強度とは、図１４（ａ）に線Ｅ１で示す関係にある。また、光源モジュール１２１の検出用光源部１２Ｆにおいて、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際、検出光Ｌ２の照射方向と、検出光Ｌ２の強度とは、図１４（ａ）に線Ｅ２で示す関係にある。ここで、図１４（ｂ）および図１５に示すように、光源モジュール１２１の中心ＰＥ（検出用光源部１２Ｅの中心）からみて角度θの方向に対象物体Ｏｂが存在するとする。この場合、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成したとき、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２の強度はＩＮＴａとなる。これに対して、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成したとき、対象物体Ｏｂが存在する位置での検出光Ｌ２の強度はＩＮＴｂとなる。従って、第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の第１受光部３１での検出強度と、第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部３１での検出強度とを比較して、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めれば、光源モジュール１２１の中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求めることができる。
かかる動作を光源モジュール１２２においても行い、対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ２）を求めれば、中心ＰＥの距離ＤＳが一定であるので、光源モジュール１２１、１２２の中心ＰＥを基準に対象物体Ｏｂの位置を特定することができる。
かかる方式を採用するにあたって、本形態では、光源モジュール１２１において、検出用光源部１２Ｅによって第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の第１受光部３１での検出強度と、検出用光源部１２Ｆによって第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部３１での検出強度とが等しくなるように、検出用光源１２Ａ、１２Ｃを駆動した際の駆動電流を調整した際の駆動電流の比等から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ１）を求める。また、光源モジュール１２２において、検出用光源部１２Ｅによって第１光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の第１受光部３１での検出強度と、検出用光源部１２Ｆによって第２光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の第１受光部３１での検出強度とが等しくなるように、検出用光源１２Ｂ、１２Ｄを駆動した際の駆動電流を調整した際の駆動電流の比等から対象物体Ｏｂが位置する方向の角度θ（角度θ２）を求める。それ故、角度θ１、θ２で規定される方向の交点に対象物体Ｏｂが位置することが分かる。
かかる構成の光学式位置検出装置１０でも、実施の形態１、２と同様、検出対象空間１０Ｒに入射しない補償光Ｌ５を出射する補償用光源部８１や、検出光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を受光せずに補償光Ｌ５を受光する第２受光部３２を利用すれば、対象物体Ｏｂ以外の物体Ｓｂで反射した検出光Ｌ４の影響を受けずに対象物体Ｏｂの位置を検出することができる。
［位置検出機能付き機器１の具体例１］
図１６を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、位置検出機能付き機器１を位置検出機能付きスクリーン装置として構成した例を説明する。図１６は、本発明を適用した位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図１６（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きスクリーン装置を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図６を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図１６（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きスクリーン装置８は、液晶プロジェクターあるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置２５０（画像生成装置）から画像が投射されるスクリーン８０（視認面構成部材４０）と、図１〜図６を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備えており、画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２４１に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン装置８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。従って、位置検出機能付きスクリーン装置８では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
かかる位置検出機能付きスクリーン装置８において、光学式位置検出装置１０は、スクリーン８０の裏面８ｂの側に、検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源１２を備えている。このため、検出用光源１２は、スクリーン８０（視認面構成部材４０）において視認面４１側とは反対側から視認面４１側に設定された検出対象空間１０Ｒに検出光Ｌ２を出射することになる。また、第１受光部３１は、スクリーン８０の裏面８ｂの側に配置されており、対象物体Ｏｂで反射してスクリーン８０を透過してきた検出光Ｌ３を検出することになる。従って、スクリーン８０として、検出光Ｌ２に対する透光性を備えているものが用いられている。より具体的には、スクリーン８０は、スクリーン面８ａ側に白い塗料が塗ってある布地や、エンボス加工された白いビニール素材からなるホワイトスクリーンからなり、赤外光からなる検出光Ｌ２に対して透光を有している、スクリーン８０としては、光の反射率を高めるために高銀色としたシルバースクリーン、スクリーン面８ａ側を構成する布地表面に樹脂加工を行なって光の反射率を高めたパールスクリーン、スクリーン面８ａ側に細かいガラス粉末が塗布して光の反射率を高めたビーズスクリーンを用いることができ、このような場合も、スクリーン８０は、赤外光からなる検出光Ｌ２に対して透光性を備えている。なお、スクリーン８０は、表示される画像の品位を高めることを目的に、裏面８ｂに黒色の遮光層が形成される場合があり、このような場合、遮光層には、穴からなる透光部を複数形成しておく。
このように構成した位置検出機能付きスクリーン装置８において、検出対象空間１０Ｒは、スクリーン装置８に対する法線方向からみたとき四角形の領域であり、スクリーン装置８において画像投射装置２５０によって画像が投射される領域（画像表示領域２０Ｒ）と重なっている。このため、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置８では、例えば、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
なお、本形態では、位置検出機能付きスクリーン装置８として、画像投射装置２５０から画像が投射される投射型表示装置用のスクリーン装置を説明したが、電子黒板用のスクリーンに光学式位置検出装置１０を設けて電子黒板用の位置検出機能付きスクリーン装置を構成してもよい。また、図１６に示す構成例では、第１受光部３１がスクリーン８０の裏面８ｂの側に配置されていたが、第１受光部３１がスクリーン８０の表面側（スクリーン面８ａ側）に配置されていてもよい。さらに、図７〜図１０を参照して説明した光学式位置検出装置１０をスクリーン８０の裏面８ｂあるいは表面側（スクリーン面８ａ側）に配置して、位置検出機能付きスクリーン装置８を構成してもよい。
［位置検出機能付き機器１の具体例２］
図１７を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、位置検出機能付き機器１を別の位置検出機能付きスクリーン装置として構成した例を説明する。図１７は、本発明を適用した別の位置検出機能付きスクリーン装置（位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図１７（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付きスクリーン装置を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１１〜図１５を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図１７（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付きスクリーン装置８は、液晶プロジェクターあるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置２５０（画像生成装置）から画像が投射されるスクリーン８０（視認面構成部材４０）と、図１１〜図１５を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備えており、画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２４１に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン装置８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。従って、位置検出機能付きスクリーン装置８では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
かかる位置検出機能付きスクリーン装置８において、光学式位置検出装置１０は、スクリーン８０の前面側（スクリーン面８ａの側）に、検出光Ｌ２を出射する複数の検出用光源１２および第１受光部３１を備えている。このように構成した位置検出機能付きスクリーン装置８において、検出対象空間１０Ｒは、画像投射装置２５０によって画像が投射される領域（画像表示領域２０Ｒ）と重なっている。このため、本形態の位置検出機能付きスクリーン装置８では、例えば、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
なお、本形態では、位置検出機能付きスクリーン装置８として、画像投射装置２５０から画像が投射される投射型表示装置用のスクリーン装置を説明したが、電子黒板用のスクリーンに光学式位置検出装置１０を設けて電子黒板用の位置検出機能付きスクリーン装置を構成してもよい。
［位置検出機能付き機器１の具体例３］
図１８を参照して、位置検出機能付き機器１の視認面構成部材４０としてスクリーンを用い、スクリーンと画像投射装置とによって位置検出機能付き投射型表示装置を構成した例を説明する。図１８は、本発明を適用した位置検出機能付き投射型表示装置（位置検出機能付き機器１）の説明図であり、図１８（ａ）、（ｂ）は、位置検出機能付き投射型表示装置を斜め上からみた様子を模式的に示す説明図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。なお、本形態の位置検出機能付き投射型表示装置において、光学式位置検出装置１０の構成は、図１〜図６や図１１〜図１５を参照して説明した構成と同様であるため、共通する部分については同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図１８（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付き投射型表示装置２００は、液晶プロジェクターあるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画像投射装置２５０（画像生成装置）と、図１〜図６や図１１〜図１５を参照して説明した光学式位置検出装置１０とを備えている。画像投射装置２５０は、筐体２４０の前面部２４１に設けられた投射レンズ系２１０からスクリーン装置８に向けて画像表示光Ｐｉを拡大投射する。かかる投射型表示装置２００では、スクリーン８０において画像が投射されるスクリーン面８ａによって、情報が視認される視認面４１が構成されている。
かかる位置検出機能付き投射型表示装置２００において、光学式位置検出装置１０は、スクリーン８０のスクリーン面８ａ（視認面４１）側に配置された画像投射装置２５０に搭載されている。このため、光学式位置検出装置１０は、画像投射装置２５０からスクリーン８０（視認面構成部材４０）の視認面４１に沿って検出光Ｌ２を出射する。また、光学式位置検出装置１０は、対象物体Ｏｂで反射してきた検出光Ｌ３を画像投射装置２５０において検出する。
このように構成した位置検出機能付き投射型表示装置２００において、検出対象空間１０Ｒは、スクリーン８０に対する法線方向からみたとき四角形の領域であり、スクリーン８０において画像投射装置２５０によって画像が投射される領域（画像表示領域２０Ｒ）と重なっている。このため、本形態の位置検出機能付き投射型表示装置２００では、例えば、スクリーン８０に投射された画像の一部に指先等の対象物体Ｏｂを接近させれば、かかる対象物体Ｏｂの位置を画像の切り換え指示等といった入力情報として利用することができる。
１・・位置検出機能付き機器、８・・スクリーン装置（位置検出機能付き機器）、１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ・・検出対象空間（検出光の出射空間）、１２、１２Ａ〜１２Ｄ・・検出用光源１２Ｒ・・参照用光源、１２Ｓ・・第１補償用光源、１２Ｔ・・第２補償用光源、３１・・第１受光部、３２・・第２受光部、４０・・視認面構成部材、５０・・位置検出部、５１・・光源駆動部、６０・・制御部、７０・・制御用ＩＣ、８１・・補償用光源部、８３・・補償用駆動電流設定部、８５・・補償用光源制御部、８８・・点灯パターン制御部、２００・・位置検出機能付き投射型表示装置（位置検出機能付き機器）

Claims (8)

  1. 対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、
    検出光を出射する複数の検出用光源と、
    該複数の検出用光源を駆動する光源駆動部と、
    前記検出光の出射空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する第１受光部と、
    前記出射空間に入射しない補償光を出射する補償用光源部と、
    前記検出光を受光せずに前記補償光を受光する第２受光部と、
    前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差に基づいて前記対象物体の位置を検出する位置検出部と、
    を有し、
    前記第２受光部での前記補償光の受光強度と、第１物体で反射した前記検出光の前記第１受光部での受光強度とは等しくなるように設定されていることを特徴とする光学式位置検出装置。
  2. 前記光源駆動部は、前記複数の検出用光源のうちの一部の検出用光源から前記検出光を出射させる第１動作と、他の一部の検出用光源から前記検出光を出射させる第２動作と、を実行し、
    前記位置検出部は、前記第１動作時の前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差、および前記第２動作時の前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度の差に基づいて前記対象物体の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の光学式位置検出装置。
  3. 前記位置検出部は、前記第１動作時の前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差と、前記第２動作時の前記第１受光部での受光強度と前記第２受光部での受光強度との差が等しくなるように前記光源駆動部を制御して、前記第１動作時における前記検出用光源に対する駆動条件および前記第２動作時における前記検出用光源に対する駆動条件に基づいて前記対象物体の位置を検出し、
    前記補償用光源部から出射される前記補償光の出射強度は、前記第１動作時には、当該第１動作時に前記検出用光源から出射される前記検出光の出射強度に連動して変化し、前記第２動作時には、当該第２動作において前記検出用光源から出射される前記検出光の出射強度に連動して変化することを特徴とする請求項２に記載の光学式位置検出装置。
  4. 前記光源駆動部は、前記第１動作時には、当該第１動作時に前記検出光を出射する前記検出用光源および前記補償用光源部に給電し、前記第２動作時には、当該第２動作時に前記検出光を出射する前記検出用光源および前記補償用光源部に給電することを特徴とする請求項２または３に記載の光学式位置検出装置。
  5. 前記第１動作時に前記検出光を出射する前記検出用光源に供給される駆動電流と前記補償用光源部に供給される駆動電流との比率、および前記第２動作時に前記検出光を出射する前記検出用光源に供給される駆動電流と前記補償用光源部に供給される駆動電流との比率を各々、規定する補償用駆動電流設定部を有していることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
  6. 前記補償用光源部は、前記第１動作時に前記補償光として第１補償光を出射する第１補償用光源と、前記第２動作時に前記補償光として第２補償光を出射する第２補償用光源と、を備えていることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
  7. 前記第１受光部は、第１光電変換素子であり、
    前記第２受光部は、該第１光電変換素子に対して逆極性で並列に電気的に接続された第２光電変換素子であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
  8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学式位置検出装置と、視認面を備えた視認面構成部材と、を有していることを特徴とする位置検出機能付き機器。
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