[发明专利]光学式位置检测装置、受光单元及带输入功能的显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及以光学方式检测对象物体的位置的光学式位置检测装置、适合在该光学式位置检测装置中使用的受光单元以及具备该光学式位置检测装置的带输入功能的显示系统。

背景技术

作为以光学方式检测对象物体的光学式位置检测装置，提出了一种例如在将多个点光源设置在相互分离的位置，并从多个点光源分别经由透光部件朝向对象物体射出检测光时，被对象物体反射的检测光透过透光部件而由受光部检测的装置(参照专利文献1)。另外，还提出了一种使从多个点光源分别射出的检测光经由导光板出射，由受光部检测被对象物体反射的检测光的方式的光学式位置检测装置(参照专利文献2、3)。

在前述的光学式位置检测装置中，使用公共的装置作为受光部，基于多个点光源中的一部分点光源点亮时的受光部中的受光强度、与其他一部分的点光源点亮时的受光部中的受光强度的比较结果，来检测对象物体的位置。

专利文献1：日本特表2003-534554号公报

专利文献2：日本特开2010-127671号公报

专利文献3：日本特开2009-295318号公报

如果应用专利文献1～3中记载的构成，则能够得到对象物体的二维坐标数据(例如X坐标数据以及Y坐标数据)。但是，在将光学式位置检测装置作为输入装置等使用的情况下，存在想要在Z轴方向限定检测范围，在X轴方向以及Y轴方向较宽地设定检测范围这样的要求，但在专利文献1～3所记载的构成中，该设定较困难。

发明内容

鉴于以上的问题点，本发明的课题在于，提供一种能够在一个方向限定检测范围并在与一个方向交叉的面内方向较宽地设定检测范围的光学式位置检测装置、适合在该光学式位置检测装置中使用的受光单元、以及具备该光学式位置检测装置的带输入功能的显示系统。

为了解决上述课题，本发明提供一种检测对象物体的位置的光学式位置检测装置，该光学式位置检测装置具有：光源部，其射出检测光；受光部，其接受被上述对象物体反射来的上述检测光的反射光；和位置检测部，其基于上述受光部中的受光结果，对上述对象物体的位置进行检测；上述受光部具有：凹面镜，其具备第1剖面为圆弧，且与上述第1剖面正交的第2剖面为二次曲线的反射面；和受光元件，其在相对上述第1剖面的俯视下位于上述圆弧的中心，且在相对上述第2剖面的俯视下位于上述二次曲线的对称轴上。

在本发明中，光源部射出检测光，并且受光部接受被位于射出检测光的空间的对象物体反射的检测光。这里，由于受光部中的受光强度与对象物体的位置对应，所以位置检测部能够基于受光部中的受光强度对对象物体的位置进行检测。另外，受光部具备受光元件与凹面镜，凹面镜具备第1剖面为圆弧、与第1剖面正交的第2剖面为二次曲线的反射面。因此，在沿第1剖面的面内方向，即使是相对于受光部从斜方向入射的光，也被凹面镜反射而到达受光元件。因此，在沿第1剖面的面内方向，可检测的角度范围较宽。与此相对，在沿第2剖面的面内方向，由于即使检测光到达受光部，到达受光元件的入射角度也被凹面镜限制，所以可检测的角度范围较窄。因此，能够在一个方向限定检测范围，在与一个方向交叉的面内方向较宽地设定检测范围。

在本发明中，优选上述受光元件位于上述二次曲线的中心。根据该构成，由于到达了反射面的检测光被高效地朝向受光元件的受光面反射，所以受光部的受光强度较高。

在本发明中，上述二次曲线例如是圆弧。该情况下，优选上述第2剖面的圆弧的曲率半径比上述第1剖面的圆弧的曲率半径小。根据该构成，在沿第2剖面的方向，能够使到达受光元件的入射角度更窄。因此，能够在一个方向更窄地设定检测范围。

在本发明中，上述二次曲线也可以采用抛物线的构成。根据该构成，在沿第2剖面的面内方向，仅与抛物线的轴线平行的光到达受光元件。因此，在沿第2剖面的方向，能够使到达受光元件的入射角度更窄。因此，能够在一个方向中更窄地设定检测范围。