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JP2012221079A - Optical type detection device, display system and information processing system - Google Patents

Optical type detection device, display system and information processing system Download PDF

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JP2012221079A
JP2012221079A JP2011084236A JP2011084236A JP2012221079A JP 2012221079 A JP2012221079 A JP 2012221079A JP 2011084236 A JP2011084236 A JP 2011084236A JP 2011084236 A JP2011084236 A JP 2011084236A JP 2012221079 A JP2012221079 A JP 2012221079A
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JP
Japan
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light
signal
irradiation
unit
period
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2011084236A
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Japanese (ja)
Inventor
Rohina Atsuji
呂比奈 厚地
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】受光信号を補正することで、対象物を精度良く検出することができる光学式検出装置、表示システム及び情報処理システム等を提供すること。
【解決手段】光学式検出装置100は、照射光LTを出射する照射部EUと、少なくとも照射光LTが検出エリアRDETに存在する対象物OBにより反射されることによる反射光LRを受光する受光部RUと、受光部RUからの受光信号の補正処理を行う補正部130と、補正部130からの補正後の受光信号に基づいて、対象物OBの位置情報を検出する検出部110とを含む。補正部130は、検出エリアRDETに対象物OBが存在しない状態での受光信号に基づいて、補正前の受光信号に含まれる暗電流成分及びデフォールト光成分を低減する補正処理を行う。
【選択図】図1
An optical detection device, a display system, an information processing system, and the like that can accurately detect an object by correcting a light reception signal.
An optical detection device includes an irradiation unit that emits irradiation light, and a light receiving unit that receives reflected light from the object OB that is present in the detection area RDET. RU, the correction part 130 which corrects the received light signal from the light receiving part RU, and the detection part 110 which detects the position information of the object OB based on the corrected received light signal from the correction part 130. The correction unit 130 performs correction processing for reducing the dark current component and the default light component included in the light reception signal before correction based on the light reception signal in a state where the object OB does not exist in the detection area RDET.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、光学式検出装置、表示システム及び情報処理システム等に関する。   The present invention relates to an optical detection device, a display system, an information processing system, and the like.

携帯電話、パーソナルコンピューター、カーナビゲーション装置、券売機、銀行の端末などの電子機器では、近年、表示部の前面にタッチパネルが配置された位置検出機能付きの表示装置が用いられる。この表示装置によれば、ユーザーは、表示部に表示された画像を参照しながら、表示画像のアイコン等をポインティングすることで、情報を入力することなどが可能になる。このような表示装置における位置検出方式としては、例えば、特許文献1には、表示エリアに沿ってライトガイドを設け、複数の光源からライトガイドを介して照射光を照射し、その照射光が対象物で反射されることによる反射光を受光部で受光し、その受光結果に基づいて対象物の位置を検出する方式が開示されている。   In recent years, electronic devices such as mobile phones, personal computers, car navigation devices, ticket vending machines, and bank terminals have used display devices with a position detection function in which a touch panel is arranged on the front surface of a display unit. According to this display device, the user can input information by pointing an icon or the like of the display image while referring to the image displayed on the display unit. As a position detection method in such a display device, for example, in Patent Document 1, a light guide is provided along a display area, and irradiation light is irradiated from a plurality of light sources through the light guide. A system is disclosed in which reflected light caused by being reflected by an object is received by a light receiving unit, and the position of the object is detected based on the light reception result.

しかし、このような光学式検出装置では、受光部が受光する光には、照射光が対象物以外の物から反射されることで生じるデフォールト光が含まれてしまう。受光結果にデフォールト光成分が含まれるために、対象物の位置情報を精度良く検出することが難しいなどの問題がある。   However, in such an optical detection device, the light received by the light receiving unit includes default light generated by the irradiation light being reflected from an object other than the object. Since the default light component is included in the light reception result, there is a problem that it is difficult to accurately detect the position information of the object.

特開2009−295318号公報JP 2009-295318 A

本発明の幾つかの態様によれば、受光信号を補正することで、対象物を精度良く検出することができる光学式検出装置、表示システム及び情報処理システム等を提供できる。   According to some aspects of the present invention, it is possible to provide an optical detection device, a display system, an information processing system, and the like that can accurately detect an object by correcting a light reception signal.

本発明の一態様は、照射光を出射する照射部と、少なくとも前記照射光が検出エリアに存在する対象物により反射されることによる反射光を受光する受光部と、前記受光部からの受光信号の補正処理を行う補正部と、前記補正部からの補正後の受光信号に基づいて、前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含み、前記補正部は、前記検出エリアに前記対象物が存在しない状態での受光信号に基づいて、補正前の受光信号に含まれる暗電流成分及びデフォールト光成分を低減する補正処理を行う光学式検出装置に関係する。   One embodiment of the present invention includes an irradiation unit that emits irradiation light, a light receiving unit that receives reflected light caused by at least the irradiation light being reflected by an object present in a detection area, and a light reception signal from the light receiving unit. And a detection unit that detects position information of the object based on a light reception signal after correction from the correction unit, and the correction unit includes the object in the detection area. The present invention relates to an optical detection apparatus that performs a correction process for reducing dark current components and default light components included in a light reception signal before correction based on a light reception signal in a state in which no light is present.

本発明の一態様によれば、光学式検出装置は、暗電流成分及びデフォールト光成分が低減された補正後の受光信号に基づいて対象物の位置情報を検出することができる。その結果、対象物の位置情報を精度良く検出することなどが可能になる。   According to one aspect of the present invention, the optical detection device can detect position information of an object based on a corrected light reception signal in which a dark current component and a default light component are reduced. As a result, it is possible to detect the position information of the object with high accuracy.

また本発明の一態様では、前記受光部は、前記対象物を検出する第1の受光素子と、暗電流を検出する第2の受光素子とを有し、前記補正部は、前記受光信号として、前記第1の受光素子からの第1の受光信号と、前記第2の受光素子からの第2の受光信号とを受け、前記第1の受光信号と前記第2の受光信号とに基づいて、前記補正処理を行ってもよい。   In the aspect of the invention, the light receiving unit includes a first light receiving element that detects the object and a second light receiving element that detects a dark current, and the correction unit is configured as the light reception signal. , Receiving a first light receiving signal from the first light receiving element and a second light receiving signal from the second light receiving element, and based on the first light receiving signal and the second light receiving signal. The correction process may be performed.

このようにすれば、補正部は、第2の受光信号から暗電流成分の信号を検出することができるから、第1の受光信号に含まれる暗電流成分を低減することができる。   In this way, the correction unit can detect the dark current component signal from the second light reception signal, and thus can reduce the dark current component included in the first light reception signal.

また本発明の一態様では、前記補正部は、前記第1の受光信号と前記第2の受光信号との差分から求められた前記デフォールト光成分と、前記第2の受光信号から求められた前記暗電流成分とに基づいて、前記補正処理を行ってもよい。   In the aspect of the invention, the correction unit may determine the default light component obtained from the difference between the first light reception signal and the second light reception signal and the second light reception signal. The correction process may be performed based on the dark current component.

このようにすれば、補正部は、検出エリアに対象物が存在しない状態で、第1の受光信号と第2の受光信号とからデフォールト光成分と暗電流成分とを求めておき、検出エリアに対象物が存在する状態での第1の受光信号に対して補正処理を行うことができる。   According to this configuration, the correction unit obtains the default light component and the dark current component from the first light reception signal and the second light reception signal in a state where there is no object in the detection area, Correction processing can be performed on the first light reception signal in the state where the object is present.

また本発明の一態様では、前記補正部は、前記第1の受光信号に対応する第1の信号と前記第2の受光信号に対応する第2の信号との差分信号を生成する第1の差分信号生成回路と、前記差分信号を保持する保持回路と、前記第1の受光信号に対応する前記第1の信号と、前記保持回路が保持する保持信号及び前記第2の受光信号に対応する前記第2の信号との差分信号を生成する第2の差分信号生成回路とを有してもよい。   In the aspect of the invention, the correction unit generates a first difference signal between a first signal corresponding to the first light reception signal and a second signal corresponding to the second light reception signal. A differential signal generating circuit; a holding circuit for holding the differential signal; the first signal corresponding to the first light receiving signal; the holding signal held by the holding circuit; and the second light receiving signal. You may have the 2nd difference signal generation circuit which generates a difference signal with the 2nd signal.

このようにすれば、補正部は、第1の信号から保持信号及び第2の信号を差し引くことができるから、デフォールト光成分及び暗電流成分を低減することができる。   In this way, the correction unit can subtract the hold signal and the second signal from the first signal, so that the default light component and the dark current component can be reduced.

また本発明の一態様では、前記補正部は、前記第1の受光信号を増幅し、増幅された信号を前記第1の信号として出力する第1の増幅回路と、前記第2の受光信号を増幅し、増幅された信号を前記第2の信号として出力する第2の増幅回路とを有してもよい。   In the aspect of the invention, the correction unit amplifies the first light reception signal, outputs the amplified signal as the first signal, and the second light reception signal. A second amplifier circuit that amplifies and outputs the amplified signal as the second signal.

このようにすれば、補正部は、第1、第2の受光信号を増幅した第1、第2の信号に基づいて補正処理を行うことができるから、精度の良い補正処理を行うことができる。   According to this configuration, the correction unit can perform correction processing based on the first and second signals obtained by amplifying the first and second light reception signals, and thus can perform accurate correction processing. .

また本発明の一態様では、前記第2の差分信号生成回路は、前記検出エリアに存在する前記対象物を検出する対象物検出期間には、前記検出部に対して前記補正後の受光信号を出力してもよい。   In the aspect of the invention, the second difference signal generation circuit may output the corrected light reception signal to the detection unit during an object detection period in which the object existing in the detection area is detected. It may be output.

このようにすれば、検出部は、補正後の受光信号に基づいて対象物の位置情報を検出することができるから、精度の高い位置情報検出などが可能になる。   In this way, the detection unit can detect the position information of the object based on the corrected light reception signal, so that highly accurate position information detection and the like can be performed.

また本発明の一態様では、前記照射部は、第1の期間では、第1の照射光強度分布を有する第1の照射光を出射し、第2の期間では、前記第1の照射光強度分布とは異なる第2の照射光強度分布を有する第2の照射光を出射し、前記補正部は、前記保持回路として、前記第1の期間での前記保持信号を保持する第1の保持回路と、前記第2の期間での前記保持信号を保持する第2の保持回路とを有してもよい。   In the aspect of the invention, the irradiation unit emits the first irradiation light having the first irradiation light intensity distribution in the first period, and the first irradiation light intensity in the second period. A first holding circuit that emits second irradiation light having a second irradiation light intensity distribution different from the distribution, and the correction unit holds the holding signal in the first period as the holding circuit; And a second holding circuit for holding the holding signal in the second period.

このようにすれば、照射部は、異なる2つの照射光強度分布を交互に形成することができるから、環境光などの外乱光の影響を抑えて、より精度の高い対象物の検出などが可能になる。また補正部は、第1の期間でのデフォールト光成分と第2の期間でのデフォールト光成分とを区別して検出し、別々に保持することができるから、受光信号をさらに精度良く補正することができる。   In this way, the irradiation unit can alternately form two different irradiation light intensity distributions, so that it is possible to detect an object with higher accuracy while suppressing the influence of ambient light such as ambient light. become. In addition, the correction unit can distinguish and detect the default light component in the first period and the default light component in the second period and hold them separately, so that the received light signal can be corrected more accurately. it can.

また本発明の一態様では、前記照射部は、第1の期間では、第1の照射光強度分布を有する第1の照射光を出射し、第2の期間では、前記第1の照射光強度分布とは異なる第2の照射光強度分布を有する第2の照射光を出射してもよい。   In the aspect of the invention, the irradiation unit emits the first irradiation light having the first irradiation light intensity distribution in the first period, and the first irradiation light intensity in the second period. A second irradiation light having a second irradiation light intensity distribution different from the distribution may be emitted.

このようにすれば、照射部は、異なる2つの照射光強度分布を交互に形成することができるから、環境光などの外乱光の影響を抑えて、より精度の高い対象物の検出などが可能になる。   In this way, the irradiation unit can alternately form two different irradiation light intensity distributions, so that it is possible to detect an object with higher accuracy while suppressing the influence of ambient light such as ambient light. become.

また本発明の一態様では、前記照射部は、光源光を出射する光源部と、前記光源部からの前記光源光を曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状のライトガイドと、前記ライトガイドの外周側から出射される前記光源光を受け、曲線形状の前記ライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向に前記照射光の照射方向を設定する照射方向設定部とを含んでもよい。   In one aspect of the present invention, the irradiation unit includes a light source unit that emits light source light, a curved light guide that guides the light source light from the light source unit along a curved light guide path, and An irradiation direction setting unit that receives the light source light emitted from the outer peripheral side of the light guide and sets the irradiation direction of the irradiation light in a direction from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the curved light guide. But you can.

このようにすれば、光源部からの光源光に基づいて、曲線形状のライトガイドの外周側へと向かう方向に照射光を出射することができる。   If it does in this way, irradiation light can be radiate | emitted in the direction which goes to the outer peripheral side of a curved light guide based on the light source light from a light source part.

本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の光学式検出装置と、画像を表示する表示装置とを含む表示システムに関係する。   Another aspect of the present invention relates to a display system including any one of the optical detection devices described above and a display device that displays an image.

本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の光学式検出装置と、前記光学式検出装置からの検出情報に基づいて処理を行う情報処理装置と、前記情報処理装置からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置とを含む情報処理システムに関係する。   Another aspect of the present invention is based on any one of the optical detection devices described above, an information processing device that performs processing based on detection information from the optical detection device, and image data from the information processing device. The present invention relates to an information processing system including a display device that displays an image.

図1(A)、図1(B)は、光学式検出装置の基本的な構成例。1A and 1B are basic configuration examples of an optical detection device. 補正部の第1の構成例。The 1st structural example of a correction | amendment part. 補正部の第2の構成例。The 2nd structural example of a correction | amendment part. 図4(A)、図4(B)は、補正部の第1の構成例の信号波形の一例。4A and 4B show examples of signal waveforms of the first configuration example of the correction unit. 図5(A)、図5(B)は、補正部の第2の構成例の信号波形の一例。FIGS. 5A and 5B are examples of signal waveforms of the second configuration example of the correction unit. 照射部の第1の構成例。The 1st structural example of an irradiation part. 図7(A)、図7(B)は、照射部の第2の構成例。7A and 7B show a second configuration example of the irradiation unit. 図8(A)〜図8(C)は、照射部の第2の構成例により出射される照射光を説明する図。FIG. 8A to FIG. 8C are diagrams illustrating irradiation light emitted by the second configuration example of the irradiation unit. 図9(A)、図9(B)は、光学式検出装置による位置情報を検出する手法を説明する図。9A and 9B are diagrams illustrating a method for detecting position information by an optical detection device. 図10(A)、図10(B)は、表示システム及び情報処理システムの構成例。10A and 10B are configuration examples of a display system and an information processing system.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as means for solving the present invention. Not necessarily.

1.光学式検出装置
図1(A)、図1(B)に本実施形態の光学式検出装置の基本的な構成例を示す。本実施形態の光学式検出装置100は、照射部EU、受光部RU、検出部110、制御部120、補正部130を含む。なお、本実施形態の光学式検出装置100は図1(A)、図1(B)の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
1. Optical Detection Device FIGS. 1A and 1B show a basic configuration example of the optical detection device of this embodiment. The optical detection device 100 of the present embodiment includes an irradiation unit EU, a light receiving unit RU, a detection unit 110, a control unit 120, and a correction unit 130. The optical detection device 100 according to the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIGS. 1A and 1B, and some of the components may be omitted or replaced with other components. Various modifications such as adding the above-described components are possible.

本実施形態の光学式検出装置100は、図1(A)に示すようにスクリーン20(表示部)の前方側(Z軸方向側)に設定された検出エリアRDETにおいて、ユーザーの指やタッチペンなどの対象物OBを光学的に検出する。   As shown in FIG. 1A, the optical detection device 100 according to the present embodiment has a detection area RDET set on the front side (Z-axis direction side) of the screen 20 (display unit), such as a user's finger or a touch pen. The object OB is optically detected.

ここでX−Y平面とは、例えば表示部20によって規定される対象面(表示面)に沿った平面である。対象面とは、検出エリアRDETの設定対象となる面であって、例えば情報処理装置のディスプレイの表示面、或いは投射型表示装置(プロジェクター)の投影面、或いはデジタルサイネージにおけるディスプレイ面などである。   Here, the XY plane is a plane along a target surface (display surface) defined by the display unit 20, for example. The target surface is a surface to be set for the detection area RDET, and is, for example, a display surface of a display of an information processing device, a projection surface of a projection display device (projector), or a display surface of a digital signage.

検出エリアRDETとは、対象物OBが検出されるエリア(領域)であって、具体的には、例えば照射光が対象物OBに反射されることによる反射光を、受光部RUが受光して、対象物OBを検出することができるエリアである。より具体的には、受光部RUが反射光を受光して対象物OBを検出することが可能であって、かつ、その検出精度について、許容できる範囲の精度が確保できるエリアである。   The detection area RDET is an area (region) in which the object OB is detected. Specifically, for example, the light receiving unit RU receives reflected light due to reflection of irradiation light on the object OB. This is an area where the object OB can be detected. More specifically, it is an area where the light receiving unit RU can receive the reflected light to detect the object OB, and the detection accuracy can be ensured within an acceptable range.

照射部EUは、対象物OBを検出するための照射光LTを出射する。具体的には、照射部EUは、第1の期間では第1の照射光LT1を出射し、第2の期間では第2の照射光LT2を出射する。第1の照射光LT1と第2の照射光LT2とは、照射光の強度分布が異なる。第1の期間と第2の期間とは、交互に設けられる。   The irradiation unit EU emits irradiation light LT for detecting the object OB. Specifically, the irradiation unit EU emits the first irradiation light LT1 in the first period, and emits the second irradiation light LT2 in the second period. The first irradiation light LT1 and the second irradiation light LT2 have different intensity distributions of the irradiation light. The first period and the second period are provided alternately.

照射部EUは、例えばライトガイド及び第1、第2の光源部を含む。第1、第2の光源部は、LED(発光ダイオード)等の発光素子を有し、例えば赤外光(可視光領域に近い近赤外線)の光源光を出射する。そしてこの光源光に基づいて、照射光LTが出射される。なお、照射部EUの詳細な構成及び照射光強度分布については、後述する。   The irradiation unit EU includes, for example, a light guide and first and second light source units. The first and second light source units have light emitting elements such as LEDs (light emitting diodes) and emit light source light such as infrared light (near infrared light close to the visible light region). And irradiation light LT is radiate | emitted based on this light source light. The detailed configuration of the irradiation unit EU and the irradiation light intensity distribution will be described later.

照射部EUの形状は、中心角が180度である半円形状に限定されるものではなく、中心角が180度より小さい扇形形状であってもよい。また、半円又は扇形の曲線部分(弧の部分)は、円弧(真円の一部)でなくてもよい。例えば楕円等の一部であってもよい。   The shape of the irradiation unit EU is not limited to a semicircular shape having a central angle of 180 degrees, and may be a sector shape having a central angle smaller than 180 degrees. Further, the semicircular or fan-shaped curved portion (arc portion) may not be an arc (a part of a perfect circle). For example, it may be a part of an ellipse or the like.

受光部RUは、照射部EUから出射した照射光LTが検出エリアRDETに存在する対象物OBにより反射されることによる反射光LRを受光する。また、受光部RUは、上記の反射光LR以外に、照射光LTが対象物OB以外の物により反射された光、即ちデフォールト光を受光する。このデフォールト光は、照射部EUから出射した照射光LTが、対象物OB以外の物(例えば、スクリーン20や光学式検出装置100を支持する支持部材など)に反射されて受光部RUに入射する光である。従って、検出エリアRDETに対象物OBが存在しても、或いは非存在であっても、デフォールト光は変化しない。この受光部RUは、例えばフォトダイオードやフォトトランジスターなどの受光素子により実現できる。   The light receiving unit RU receives the reflected light LR caused by the irradiation light LT emitted from the irradiation unit EU being reflected by the object OB present in the detection area RDET. In addition to the reflected light LR, the light receiving unit RU receives light reflected by an object other than the object OB, that is, default light. In this default light, the irradiation light LT emitted from the irradiation unit EU is reflected by an object other than the object OB (for example, a support member that supports the screen 20 or the optical detection device 100) and enters the light receiving unit RU. Light. Therefore, even if the object OB exists in the detection area RDET or does not exist, the default light does not change. The light receiving unit RU can be realized by a light receiving element such as a photodiode or a phototransistor.

受光部RUは、対象物OBを検出する第1の受光素子と、暗電流を検出する第2の受光素子とを含む。第1の受光素子は、上述したように対象物OBからの反射光LR及びデフォールト光を受光するためのものであり、例えば光が入射できるスリット等を備えた筐体内に格納される。第2の受光素子は、暗電流を検出するためのものであり、例えば光が入射しないように密閉された筐体内に格納される。この暗電流は、光が入射しない環境であっても受光素子から生成される電流であって、光の入射の有無に関わらず発生する電流である。   The light receiving unit RU includes a first light receiving element that detects the object OB and a second light receiving element that detects dark current. As described above, the first light receiving element is for receiving the reflected light LR and the default light from the object OB, and is stored in a housing having a slit or the like through which light can enter, for example. The second light receiving element is for detecting a dark current, and is stored, for example, in a sealed housing so that light does not enter. This dark current is a current generated from the light receiving element even in an environment where light is not incident, and is generated regardless of whether light is incident.

なお、受光部RUは、照射部EUの半円形状の中心に配置されてもよい。   The light receiving unit RU may be arranged at the center of the semicircular shape of the irradiation unit EU.

補正部130は、受光部RUからの受光信号を受けて、受光信号の補正処理を行う。具体的には、補正部130は、受光信号として、第1の受光素子からの第1の受光信号と、第2の受光素子からの第2の受光信号とを受け、第1の受光信号と第2の受光信号とに基づいて、補正処理を行う。   The correction unit 130 receives the light reception signal from the light reception unit RU and performs correction processing of the light reception signal. Specifically, the correction unit 130 receives, as light reception signals, a first light reception signal from the first light reception element and a second light reception signal from the second light reception element, and the first light reception signal Correction processing is performed based on the second received light signal.

即ち補正部130は、検出エリアRDETに対象物OBが存在しない状態での受光信号に基づいて、補正前の受光信号に含まれる暗電流成分及びデフォールト光成分を低減する補正処理を行う。そして、検出部110に対して補正後の受光信号を出力する。なお、補正部130の詳細な構成及び動作については、後述する。   That is, the correction unit 130 performs correction processing for reducing the dark current component and the default light component included in the light reception signal before correction based on the light reception signal in a state where the object OB does not exist in the detection area RDET. Then, the corrected received light signal is output to the detection unit 110. The detailed configuration and operation of the correction unit 130 will be described later.

検出部110は、補正部130からの補正後の受光信号に基づいて、対象物OBの位置情報を検出する。この検出部110の機能は、アナログ回路等を有する集積回路装置や、マイクロコンピューター上で動作するソフトウェア(プログラム)などにより実現できる。なお、なお、位置情報を検出する手法については、後述する。   The detection unit 110 detects the position information of the object OB based on the corrected light reception signal from the correction unit 130. The function of the detection unit 110 can be realized by an integrated circuit device having an analog circuit or the like, or software (program) operating on a microcomputer. A method for detecting position information will be described later.

ここで対象物の位置情報(位置特定情報)とは、対象物の位置を特定する情報であればよく、対象物の位置座標には限定されず、例えば対象物の位置を特定するための角度等であってもよい。   Here, the position information (position specifying information) of the object may be information that specifies the position of the object, and is not limited to the position coordinates of the object. For example, an angle for specifying the position of the object Etc.

制御部120は、光学式検出装置100の各種の制御処理を行う。具体的には照射部EUが有する発光素子の発光制御などを行う。この制御部120は照射部EU、検出部110、補正部130に電気的に接続されている。制御部120の機能は、集積回路装置やマイクロコンピューター上で動作するソフトウェアなどにより実現できる。例えば制御部120は、照射部EUが第1、第2の光源部を含む場合に、第1、第2の光源部を交互に発光させる制御を行う。   The control unit 120 performs various control processes of the optical detection device 100. Specifically, light emission control of a light emitting element included in the irradiation unit EU is performed. The control unit 120 is electrically connected to the irradiation unit EU, the detection unit 110, and the correction unit 130. The function of the control unit 120 can be realized by software operating on an integrated circuit device or a microcomputer. For example, when the irradiation unit EU includes first and second light source units, the control unit 120 performs control to cause the first and second light source units to emit light alternately.

図2に、本実施形態の補正部130の第1の構成例を示す。補正部130の第1の構成例は、第1、第2の増幅回路AMP1、AMP2、第1、第2の差分信号生成回路DF1、DF2及び保持回路HLを含む。なお、本実施形態の補正部130は図2の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。   FIG. 2 shows a first configuration example of the correction unit 130 of the present embodiment. The first configuration example of the correction unit 130 includes first and second amplifier circuits AMP1 and AMP2, first and second differential signal generation circuits DF1 and DF2, and a holding circuit HL. The correction unit 130 of the present embodiment is not limited to the configuration in FIG. 2, and various modifications such as omitting some of the components, replacing them with other components, and adding other components. Implementation is possible.

補正部130は、受光信号として、第1の受光素子PD1からの第1の受光信号VR1と、第2の受光素子PD2からの第2の受光信号VR2とを受け、第1の受光信号VR1と第2の受光信号VR2とに基づいて、補正処理を行う。具体的には、補正部130は、第1の受光信号VR1と第2の受光信号VR2との差分から求められたデフォールト光成分と、第2の受光信号VR2から求められた暗電流成分とに基づいて、補正処理を行う。   The correction unit 130 receives, as light reception signals, the first light reception signal VR1 from the first light reception element PD1 and the second light reception signal VR2 from the second light reception element PD2, and receives the first light reception signal VR1. Correction processing is performed based on the second light reception signal VR2. Specifically, the correction unit 130 converts the default light component obtained from the difference between the first light reception signal VR1 and the second light reception signal VR2 and the dark current component obtained from the second light reception signal VR2. Based on this, correction processing is performed.

第1の増幅回路AMP1は、第1の受光信号VR1を増幅し、増幅された信号を第1の受光信号に対応する第1の信号VQ5として出力する。また、第2の増幅回路AMP2は、第2の受光信号VR2を増幅し、増幅された信号を第2の受光信号に対応する第2の信号VQ6として出力する。   The first amplifier circuit AMP1 amplifies the first light reception signal VR1, and outputs the amplified signal as a first signal VQ5 corresponding to the first light reception signal. The second amplifier circuit AMP2 amplifies the second light reception signal VR2, and outputs the amplified signal as a second signal VQ6 corresponding to the second light reception signal.

第1の増幅回路AMP1は、オペアンプOP5、キャパシターC1a、C1b及び抵抗素子R5a、R5bを含む。キャパシターC1a、C1bは、受光素子PD1からの受光信号のうち直流成分を遮断して、交流成分を通過させる。抵抗素子R5a、R5bは、第1の増幅回路AMP1の増幅率を設定するためのものである。第2の増幅回路AMP2も、AMP1と同様の構成とすることができる。   The first amplifier circuit AMP1 includes an operational amplifier OP5, capacitors C1a and C1b, and resistance elements R5a and R5b. Capacitors C1a and C1b block the DC component of the light reception signal from light receiving element PD1 and allow the AC component to pass through. The resistance elements R5a and R5b are for setting the amplification factor of the first amplifier circuit AMP1. The second amplifier circuit AMP2 can also have the same configuration as the AMP1.

第1の差分信号生成回路DF1は、第1の受光信号VR1に対応する第1の信号VQ5と第2の受光信号VR2に対応する第2の信号VQ6との差分信号VQ1(=VQ5−VQ6)を生成する。第1の差分信号生成回路DF1は、オペアンプOP1及び抵抗素子R1a〜R1dを含む。抵抗素子R1a〜R1dの各抵抗値は、2つの入力信号VQ5、VQ6の電圧範囲において、所望の動作特性が得られるように設定される。   The first difference signal generation circuit DF1 is a difference signal VQ1 (= VQ5-VQ6) between the first signal VQ5 corresponding to the first light reception signal VR1 and the second signal VQ6 corresponding to the second light reception signal VR2. Is generated. The first differential signal generation circuit DF1 includes an operational amplifier OP1 and resistance elements R1a to R1d. The resistance values of the resistance elements R1a to R1d are set so that desired operating characteristics can be obtained in the voltage range of the two input signals VQ5 and VQ6.

保持回路HLは、DF1からの差分信号VQ1の電圧レベルをキャパシターC4により保持(ホールド)する。そしてオペアンプOP4により、保持された電圧と同じ電圧レベルの信号を保持信号VHLとして出力する。このオペアンプOP4は、利得が1である増幅器(ボルテージフォロワー)として動作する。スイッチ回路SWは、デフォールト光検出期間においてオン状態に設定され、対象物検出期間においてオフ状態に設定される。即ち、保持回路HLは、デフォールト光検出期間においてDF1からの差分信号VQ1を受けて、VQ1の電圧レベルをキャパシターC4に保持する。そして、対象物検出期間では保持されたVQ1と同じ電圧レベルの信号VHLを出力する。スイッチ回路SWのオン・オフ制御は、制御部120からの制御信号SCNにより行われる。   The holding circuit HL holds (holds) the voltage level of the differential signal VQ1 from DF1 by the capacitor C4. Then, the operational amplifier OP4 outputs a signal having the same voltage level as the held voltage as the held signal VHL. The operational amplifier OP4 operates as an amplifier (voltage follower) having a gain of 1. The switch circuit SW is set to an on state during the default light detection period, and is set to an off state during the object detection period. That is, the holding circuit HL receives the differential signal VQ1 from DF1 in the default light detection period, and holds the voltage level of VQ1 in the capacitor C4. In the object detection period, the signal VHL having the same voltage level as that of the held VQ1 is output. The on / off control of the switch circuit SW is performed by a control signal SCN from the control unit 120.

デフォールト光検出期間は、デフォールト光を検出するための期間であって、この期間には検出エリアRDETに対象物OBが存在しない。また、対象物検出期間は、検出エリアRDETに存在する対象物OBを検出するための期間である。デフォールト光検出期間は、対象物検出期間の前に設けられる。また、1つの対象物検出期間と次の対象物期間との間に設けることもできる。例えば、対象物検出期間において対象物が検出されない状態が一定時間継続した場合には、制御部120の制御によりデフォールト光検出期間に移行し、デフォールト光検出期間の終了後に再び対象物検出期間に復帰することができる。   The default light detection period is a period for detecting default light, and no object OB exists in the detection area RDET during this period. The object detection period is a period for detecting the object OB present in the detection area RDET. The default light detection period is provided before the object detection period. It can also be provided between one object detection period and the next object period. For example, when the state in which the object is not detected continues for a certain period of time during the object detection period, the control unit 120 controls to shift to the default light detection period, and returns to the object detection period again after the end of the default light detection period. can do.

第2の差分信号生成回路DF2は、第1の受光信号VR1に対応する第1の信号VQ5と保持回路HLが保持する保持信号VHLとの差分信号VQ2(=VQ5−VHL)を生成する。そして信号VQ2と第2の受光信号VR2に対応する第2の信号VQ6との差分信号VQ3(=VQ2−VQ6)を生成し、検出部110に出力する。第2の差分信号生成回路DF2は、オペアンプOP2、抵抗素子R2a〜R2d、オペアンプOP3及び抵抗素子R3a〜R3dを含む。抵抗素子R2a〜R2dの各抵抗値は、2つの入力信号VQ5、VHLの電圧範囲において、OP2の所望の動作特性が得られるように設定される。抵抗素子R3a〜R3dの各抵抗値は、2つの入力信号VQ2、VQ6の電圧範囲において、OP3の所望の動作特性が得られるように設定される。   The second difference signal generation circuit DF2 generates a difference signal VQ2 (= VQ5-VHL) between the first signal VQ5 corresponding to the first light reception signal VR1 and the holding signal VHL held by the holding circuit HL. Then, a difference signal VQ3 (= VQ2−VQ6) between the signal VQ2 and the second signal VQ6 corresponding to the second light reception signal VR2 is generated and output to the detection unit 110. The second differential signal generation circuit DF2 includes an operational amplifier OP2, resistance elements R2a to R2d, an operational amplifier OP3, and resistance elements R3a to R3d. The resistance values of the resistance elements R2a to R2d are set so that desired operating characteristics of OP2 are obtained in the voltage range of the two input signals VQ5 and VHL. The resistance values of the resistance elements R3a to R3d are set so that desired operational characteristics of OP3 can be obtained in the voltage range of the two input signals VQ2 and VQ6.

図2に示した本実施形態の補正部130によれば、以下のように受光信号の補正処理を行うことができる。   According to the correction unit 130 of the present embodiment illustrated in FIG. 2, the received light signal correction process can be performed as follows.

デフォールト光検出期間では、第1の受光素子PD1が受光したデフォールト光による受光信号VR1を第1の増幅回路AMP1により増幅して、第1の信号VQ5を得る。また第2の受光素子PD2からの暗電流による信号VR2を増幅して、第2の信号VQ6を得る。そして、第1の差分信号生成回路DF1により、差分信号VQ1=VQ5−VQ6を生成し、保持回路HLによりVQ1と同じ電圧レベルを保持信号VHLとして保持する。こうすることで、受光信号VR1(VR1を増幅した信号VQ5)から暗電流成分VR2(VR2を増幅した信号VQ6)を差し引くことができるから、デフォールト光による信号(デフォールト光成分)に対応する信号を精度良く検出することができる。   In the default light detection period, the light reception signal VR1 by the default light received by the first light receiving element PD1 is amplified by the first amplifier circuit AMP1 to obtain the first signal VQ5. Further, the signal VR2 due to the dark current from the second light receiving element PD2 is amplified to obtain a second signal VQ6. Then, the first difference signal generation circuit DF1 generates the difference signal VQ1 = VQ5-VQ6, and the holding circuit HL holds the same voltage level as VQ1 as the holding signal VHL. In this way, since the dark current component VR2 (signal VQ6 obtained by amplifying VR2) can be subtracted from the light reception signal VR1 (signal VQ5 obtained by amplifying VR1), a signal corresponding to the signal by default light (default light component) is obtained. It can be detected with high accuracy.

対象物検出期間では、第1の受光素子PD1が受光した対象物OBからの反射光LRを含む光による受光信号VR1を第1の増幅回路AMP1により増幅して、第1の信号VQ5を得る。また第2の受光素子PD2からの暗電流による信号VR2を増幅して、第2の信号VQ6を得る。そして、第2の差分信号生成回路DF2により、差分信号VQ2=VQ5−VHLを得て、さらに差分信号VQ3=VQ2−VQ6を得る。こうすることで、受光信号VR1(VR1を増幅した第1の信号VQ5)からデフォールト光成分に対応する信号VHL及び暗電流成分VR2(VR2を増幅した第2の信号VQ6)を差し引くことができるから、受光信号VR1を精度良く補正することができる。   In the target detection period, the first amplification circuit AMP1 amplifies the received light signal VR1 including the reflected light LR from the target OB received by the first light receiving element PD1 to obtain the first signal VQ5. Further, the signal VR2 due to the dark current from the second light receiving element PD2 is amplified to obtain a second signal VQ6. Then, the second difference signal generation circuit DF2 obtains the difference signal VQ2 = VQ5-VHL, and further obtains the difference signal VQ3 = VQ2-VQ6. By doing so, the signal VHL corresponding to the default light component and the dark current component VR2 (second signal VQ6 obtained by amplifying VR2) can be subtracted from the light reception signal VR1 (first signal VQ5 obtained by amplifying VR1). The light reception signal VR1 can be corrected with high accuracy.

なお、図2に示す第2の差分信号生成回路DF2では、先に第1の信号VQ5と保持信号VHLとの差分信号VQ2を生成し、次にVQ2と第2の信号VQ6との差分信号を生成しているが、この順序を逆にしてもよい。即ち、先に第1の信号VQ5と第2の信号VQ6との差分信号VQ2’を生成し、次にVQ2’と保持信号VHLとの差分信号を生成してもよい。   In the second difference signal generation circuit DF2 shown in FIG. 2, the difference signal VQ2 between the first signal VQ5 and the hold signal VHL is first generated, and then the difference signal between VQ2 and the second signal VQ6 is generated. Although generated, this order may be reversed. That is, the difference signal VQ2 'between the first signal VQ5 and the second signal VQ6 may be generated first, and then the difference signal between VQ2' and the holding signal VHL may be generated.

図3に、本実施形態の補正部130の第2の構成例を示す。第2の構成例は、保持回路HLとして、第1、第2の保持回路HL1、HL2を含む。それ以外の構成要素については、図2に示した第1の構成例と同様である。   FIG. 3 shows a second configuration example of the correction unit 130 of the present embodiment. The second configuration example includes first and second holding circuits HL1 and HL2 as the holding circuit HL. Other components are the same as those in the first configuration example shown in FIG.

第1の保持回路HL1は、オペアンプOP41、キャパシターC41及びスイッチ回路SW1a、SW1bを含む。オペアンプOP41及びキャパシターC41の動作は、図2の保持回路HLと同様である。スイッチ回路SW1aは、デフォールト光検出期間の第1の期間ではオン状態に設定され、それ以外の期間ではオフ状態に設定される。また、スイッチ回路SW1bは、対象物検出期間の第1の期間ではオン状態に設定され、それ以外の期間ではオフ状態に設定される。従って、第1の保持回路HL1は、第1の期間での保持信号VHL1を保持する。   The first holding circuit HL1 includes an operational amplifier OP41, a capacitor C41, and switch circuits SW1a and SW1b. The operations of the operational amplifier OP41 and the capacitor C41 are the same as those of the holding circuit HL in FIG. The switch circuit SW1a is set to an on state during the first period of the default light detection period, and is set to an off state during other periods. The switch circuit SW1b is set to an on state during the first period of the object detection period, and is set to an off state during other periods. Therefore, the first holding circuit HL1 holds the holding signal VHL1 in the first period.

第2の保持回路HL2は、オペアンプOP42、キャパシターC42及びスイッチ回路SW2a、SW2bを含む。オペアンプOP42及びキャパシターC42の動作は、図2の保持回路HLと同様である。スイッチ回路SW2aは、デフォールト光検出期間の第2の期間ではオン状態に設定され、それ以外の期間ではオフ状態に設定される。また、スイッチ回路SW2bは、対象物検出期間の第2の期間ではオン状態に設定され、それ以外の期間ではオフ状態に設定される。従って、第2の保持回路HL2は、第2の期間での保持信号VHL2を保持する。   The second holding circuit HL2 includes an operational amplifier OP42, a capacitor C42, and switch circuits SW2a and SW2b. The operations of the operational amplifier OP42 and the capacitor C42 are the same as those of the holding circuit HL in FIG. The switch circuit SW2a is set to an on state during the second period of the default light detection period, and is set to an off state during other periods. In addition, the switch circuit SW2b is set to an on state during the second period of the object detection period, and is set to an off state during other periods. Accordingly, the second holding circuit HL2 holds the holding signal VHL2 in the second period.

このようにして、第1の保持回路HL1は、デフォールト光検出期間の第1の期間に出射される第1の照射光LT1によるデフォールト光成分に対応する信号の電圧レベルを保持することができる。また、第2の保持回路HL2は、デフォールト光検出期間の第2の期間に出射される第2の照射光LT1によるデフォールト光成分に対応する信号の電圧レベルを保持することができる。こうすることで、補正部130は、対象物検出期間の第1の期間では、第1の保持回路HL1に保持された信号VHL1を用いて補正処理を行い、対象物検出期間の第2の期間では、第2の保持回路HL2に保持された信号VHL2を用いて補正処理を行うことができる。   In this way, the first holding circuit HL1 can hold the voltage level of the signal corresponding to the default light component by the first irradiation light LT1 emitted in the first period of the default light detection period. In addition, the second holding circuit HL2 can hold the voltage level of a signal corresponding to the default light component by the second irradiation light LT1 emitted in the second period of the default light detection period. By doing so, the correction unit 130 performs correction processing using the signal VHL1 held in the first holding circuit HL1 in the first period of the object detection period, and performs the second period of the object detection period. Then, correction processing can be performed using the signal VHL2 held in the second holding circuit HL2.

後述するように、第1の期間に出射される第1の照射光LT1と第2の期間に出射される第2の照射光LT2とは、異なる照射光強度分布を有する。そのために、受光部RUが第1の期間に受光するデフォールト光による信号と第2の期間に受光するデフォールト光による信号とは異なる場合がある。このような場合でも、図3に示す補正部130の第2の構成例によれば、第1の期間のデフォールト光成分と第2の期間のデフォールト光成分とを区別して検出し、保持することができるから、受光信号をさらに精度良く補正することができる。   As will be described later, the first irradiation light LT1 emitted in the first period and the second irradiation light LT2 emitted in the second period have different irradiation light intensity distributions. For this reason, the signal based on the default light received by the light receiving unit RU during the first period may be different from the signal based on the default light received during the second period. Even in such a case, according to the second configuration example of the correction unit 130 illustrated in FIG. 3, the default light component in the first period and the default light component in the second period are detected and retained separately. Therefore, the received light signal can be corrected with higher accuracy.

図4(A)、図4(B)は、補正部130の第1の構成例(図2)の信号波形の一例である。図4(A)、図4(B)には、第1、第2の光源部LSU1、LSU2を発光させる発光電流ILS1、ILS2及び信号VQ1、VQ2、VQ3、VQ5、VQ6、VHLを示す。図4(A)は、デフォールト光検出期間の信号波形であり、図4(B)は、対象物検出期間の信号波形である。   4A and 4B are examples of signal waveforms of the first configuration example (FIG. 2) of the correction unit 130. FIG. 4A and 4B show light emission currents ILS1 and ILS2 that emit light from the first and second light source units LSU1 and LSU2 and signals VQ1, VQ2, VQ3, VQ5, VQ6, and VHL. FIG. 4A shows a signal waveform in the default light detection period, and FIG. 4B shows a signal waveform in the object detection period.

図4(A)、図4(B)に示すように、第1の期間T1に第1の光源部LSU1が発光することで第1の照射光LT1が出射され、第2の期間T2に第2の光源部LSU2が発光することで第2の照射光LT2が出射される。第1、第2の期間T1、T2は交互に設けられる。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the first light source LSU1 emits light during the first period T1, and thus the first irradiation light LT1 is emitted, and the second light emission period LT2 during the second period T2. The second irradiation light LT2 is emitted when the second light source unit LSU2 emits light. The first and second periods T1 and T2 are alternately provided.

デフォールト光検出期間では、検出エリアRDETには対象物OBが存在しないから、第1の受光素子PD1からの第1の受光信号VR1は、デフォールト光成分と暗電流成分とを含む。第1の受光信号VR1を増幅した第1の信号VQ5は、図4(A)に示すように、デフォールト光成分に対応する信号VDと暗電流成分に対応する信号V0との和(VD+V0)になる。ここで、第1の期間T1と第2の期間T2ではデフォールト光成分に対応する信号VDが等しいか、或いは両者の差は無視できる程度に小さいものとする。   In the default light detection period, since the object OB does not exist in the detection area RDET, the first light receiving signal VR1 from the first light receiving element PD1 includes a default light component and a dark current component. As shown in FIG. 4A, the first signal VQ5 obtained by amplifying the first light reception signal VR1 is the sum (VD + V0) of the signal VD corresponding to the default light component and the signal V0 corresponding to the dark current component. Become. Here, the signal VD corresponding to the default light component is equal in the first period T1 and the second period T2, or the difference between the two is small enough to be ignored.

また、第2の受光素子PD2からの第2の受光信号VR2は、暗電流成分のみを含み、従って第2の受光信号VR2を増幅した第2の信号VQ6は、暗電流成分に対応する信号V0になる。そしてVQ5とVQ6との差分信号VQ1は、VQ1=VQ5−VQ6=VDとなり、デフォールト光成分に対応する信号VDを取り出すことができる。保持回路HLのスイッチ回路SWは、デフォールト光検出期間ではオン状態に設定されるから、信号VDの電圧レベルは保持回路HLによって保持される。デフォールト光検出期間の終了後には、スイッチ回路SWはオフ状態に設定され、保持信号VHLはデフォールト光成分に対応する信号VDの電圧レベルを保持し続ける。   Further, the second light receiving signal VR2 from the second light receiving element PD2 includes only the dark current component. Therefore, the second signal VQ6 obtained by amplifying the second light receiving signal VR2 is a signal V0 corresponding to the dark current component. become. The difference signal VQ1 between VQ5 and VQ6 is VQ1 = VQ5-VQ6 = VD, and the signal VD corresponding to the default light component can be extracted. Since the switch circuit SW of the holding circuit HL is set to the ON state in the default light detection period, the voltage level of the signal VD is held by the holding circuit HL. After the end of the default light detection period, the switch circuit SW is set to the OFF state, and the holding signal VHL continues to hold the voltage level of the signal VD corresponding to the default light component.

図4(A)に示すデフォールト光検出期間では、第1、第2の期間T1、T2は共に5回設けられているが、この回数に限定されるものではない。保持回路HLのキャパシターC4が完全に充電され、信号VDの電圧レベルが確実に保持できる回数であればよい。   In the default light detection period shown in FIG. 4A, the first and second periods T1 and T2 are both provided five times, but the number of times is not limited to this. Any number of times may be used as long as the capacitor C4 of the holding circuit HL is fully charged and the voltage level of the signal VD can be reliably held.

なお、保持回路HLのスイッチ回路SWは、デフォールト光検出期間の第1の期間T1にオン状態に設定されてもよいし、デフォールト光検出期間の第2の期間T2にオン状態に設定されてもよい。或いは、デフォールト光検出期間の第1の期間T1及び第2の期間T2にオン状態に設定されてもよい。   Note that the switch circuit SW of the holding circuit HL may be set to the on state in the first period T1 of the default light detection period, or may be set to the on state in the second period T2 of the default light detection period. Good. Alternatively, the ON state may be set in the first period T1 and the second period T2 of the default light detection period.

一方、対象物検出期間では、検出エリアRDETに対象物OBが存在するから、第1の受光素子PD1からの第1の受光信号VR1は、対象物OBによる反射光LRとデフォールト光成分と暗電流成分とを含む。第1の受光信号VR1を増幅した第1の信号VQ5は、図4(B)に示すように、反射光LRに対応する信号VX1(又はVX2)とデフォールト光成分に対応する信号VDと暗電流成分に対応する信号V0との和(VX1+VD+V0又はVX2+VD+V0)になる。ここでVX1は第1の期間T1での反射光LRに対応する信号であり、VX2は第2の期間T2での反射光LRに対応する信号である。   On the other hand, since the object OB exists in the detection area RDET during the object detection period, the first received light signal VR1 from the first light receiving element PD1 is reflected light LR, default light component, and dark current from the object OB. And ingredients. As shown in FIG. 4B, the first signal VQ5 obtained by amplifying the first light reception signal VR1 is a signal VX1 (or VX2) corresponding to the reflected light LR, a signal VD corresponding to the default light component, and a dark current. It becomes the sum (VX1 + VD + V0 or VX2 + VD + V0) with the signal V0 corresponding to the component. Here, VX1 is a signal corresponding to the reflected light LR in the first period T1, and VX2 is a signal corresponding to the reflected light LR in the second period T2.

また、第2の受光素子PD2からの第2の受光信号VR2は、暗電流成分のみを含み、従って第2の受光信号VR2を増幅した第2の信号VQ6は、暗電流成分に対応する信号V0になる。保持信号VHLは、対象物検出期間においても、デフォールト光成分に対応する信号VDの電圧レベルを保持しているから、VQ5とVHLとの差分信号VQ2は、第1の期間T1ではVQ2=VQ5−VHL=VX1+V0となり、第2の期間ではVQ2=VX2+V0となる。そしてVQ2とVQ6との差分信号VQ3は、第1の期間T1ではVQ3=VQ2−VQ6=VX1となり、第2の期間ではVQ3=VX2となる。このようにして、第1の受光信号VR1に含まれるデフォールト光成分と暗電流成分とを取り除く、或いは低減することができる。   Further, the second light receiving signal VR2 from the second light receiving element PD2 includes only the dark current component. Therefore, the second signal VQ6 obtained by amplifying the second light receiving signal VR2 is a signal V0 corresponding to the dark current component. become. Since the hold signal VHL holds the voltage level of the signal VD corresponding to the default light component even in the object detection period, the difference signal VQ2 between VQ5 and VHL is VQ2 = VQ5− in the first period T1. VHL = VX1 + V0, and VQ2 = VX2 + V0 in the second period. The difference signal VQ3 between VQ2 and VQ6 is VQ3 = VQ2-VQ6 = VX1 in the first period T1, and VQ3 = VX2 in the second period. In this manner, the default light component and dark current component included in the first light reception signal VR1 can be removed or reduced.

なお、図4(B)では、先にVQ5とVQ6との差分信号VQ2を生成し、次にVQ2とVHLとの差分信号VQ3を生成しているが、この順序とは逆に、先にVQ5とVHLとの差分信号VQ2’を生成し、次にVQ2’とVQ6との差分信号VQ3を生成してもよい。   In FIG. 4B, the difference signal VQ2 between VQ5 and VQ6 is generated first, and then the difference signal VQ3 between VQ2 and VHL is generated. A difference signal VQ2 ′ between VQ2 and VHL may be generated, and then a difference signal VQ3 between VQ2 ′ and VQ6 may be generated.

本実施形態の補正部130による補正処理を行わない場合、例えば第1の受光信号VR1を増幅した第1の信号VQ5をそのまま検出部110に出力する場合には、検出部110に入力可能な信号レベルの範囲(ダイナミックレンジ)を大きく設定する必要がある。そのために、対象物検出に有効な信号成分であるVX1とVX2との差分信号の信号レベルのダイナミックレンジに対する比が小さくなり、その結果、検出部110における位置情報検出の精度を低下させるおそれがある。   When correction processing by the correction unit 130 of the present embodiment is not performed, for example, when the first signal VQ5 obtained by amplifying the first light reception signal VR1 is output to the detection unit 110 as it is, a signal that can be input to the detection unit 110 It is necessary to set a large level range (dynamic range). Therefore, the ratio of the signal level of the difference signal between VX1 and VX2, which is a signal component effective for object detection, to the dynamic range is small, and as a result, the accuracy of position information detection in the detection unit 110 may be reduced. .

一方、本実施形態の補正部130による補正処理を行った場合では、デフォールト光成分と暗電流成分とを取り除いた信号VQ3を検出部110に出力することができるから、ダイナミックレンジを小さく設定することができる。このようにすることで、VX1とVX2との差分信号の信号レベルのダイナミックレンジに対する比を大きくすることができ、その結果、検出部110における位置情報検出の精度をより高くすることが可能になる。   On the other hand, when the correction process by the correction unit 130 of the present embodiment is performed, the signal VQ3 from which the default light component and the dark current component are removed can be output to the detection unit 110, so that the dynamic range is set to be small. Can do. By doing so, the ratio of the signal level of the difference signal between VX1 and VX2 to the dynamic range can be increased, and as a result, the accuracy of position information detection in the detection unit 110 can be further increased. .

図5(A)、図5(B)は、補正部130の第2の構成例(図3)の信号波形の一例である。図5(A)、図5(B)には、第1、第2の光源部LSU1、LSU2を発光させる発光電流ILS1、ILS2及び信号VQ1、VQ2、VQ3、VQ5、VQ6、VHL1、VHL2を示す。図5(A)は、デフォールト光検出期間の信号波形であり、図5(B)は、対象物検出期間の信号波形である。   5A and 5B are examples of signal waveforms of the second configuration example (FIG. 3) of the correction unit 130. FIG. FIGS. 5A and 5B show light emission currents ILS1 and ILS2 that emit light from the first and second light source units LSU1 and LSU2 and signals VQ1, VQ2, VQ3, VQ5, VQ6, VHL1, and VHL2. . FIG. 5A shows a signal waveform during the default light detection period, and FIG. 5B shows a signal waveform during the object detection period.

上述したように、第2の構成例(図3)では、第1の保持回路HL1が、第1の期間T1におけるデフォールト光成分に対応する信号VD1を保持することができる。また、第2の保持回路HL2が、第2の期間T2におけるデフォールト光成分に対応する信号VD2を保持することができる。   As described above, in the second configuration example (FIG. 3), the first holding circuit HL1 can hold the signal VD1 corresponding to the default light component in the first period T1. Further, the second holding circuit HL2 can hold the signal VD2 corresponding to the default light component in the second period T2.

デフォールト光検出期間では、第1の受光信号VR1を増幅した第1の信号VQ5は、図5(A)に示すように、第1の期間ではVD1とV0との和(VD1+V0)になり、第2の期間ではVD2とV0との和(VD2+V0)になる。また、第2の受光素子PD2からの第2の受光信号VR2は、暗電流成分のみを含み、従って第2の受光信号VR2を増幅した第2の信号VQ6は、暗電流成分に対応する信号V0になる。そしてVQ5とVQ6との差分信号VQ1は、第1の期間T1ではVQ1=VQ5−VQ6=VD1となり、第2の期間T2ではVQ1=VD2となる。   In the default light detection period, the first signal VQ5 obtained by amplifying the first light reception signal VR1 is the sum of VD1 and V0 (VD1 + V0) in the first period, as shown in FIG. In the period 2, the sum of VD2 and V0 (VD2 + V0) is obtained. Further, the second light receiving signal VR2 from the second light receiving element PD2 includes only the dark current component. Therefore, the second signal VQ6 obtained by amplifying the second light receiving signal VR2 is a signal V0 corresponding to the dark current component. become. The difference signal VQ1 between VQ5 and VQ6 is VQ1 = VQ5−VQ6 = VD1 in the first period T1, and VQ1 = VD2 in the second period T2.

第1の保持回路HL1のスイッチ回路SW1aは、デフォールト光検出期間の第1の期間T1ではオン状態に設定されるから、信号VD1の電圧レベルは第1の保持回路HL1によって保持される。また、第2の保持回路HL2のスイッチ回路SW2aは、デフォールト光検出期間の第2の期間T2ではオン状態に設定されるから、信号VD2の電圧レベルは第2の保持回路HL2によって保持される。   Since the switch circuit SW1a of the first holding circuit HL1 is set to the ON state in the first period T1 of the default light detection period, the voltage level of the signal VD1 is held by the first holding circuit HL1. Further, since the switch circuit SW2a of the second holding circuit HL2 is set to the ON state in the second period T2 of the default light detection period, the voltage level of the signal VD2 is held by the second holding circuit HL2.

対象物検出期間では、第1の受光信号VR1を増幅した信号VQ5は、図5(B)に示すように、反射光LRに対応する信号VX1(又はVX2)とデフォールト光成分に対応する信号VD1(又はVD2)と暗電流成分に対応する信号V0との和(VX1+VD1+V0又はVX2+VD2+V0)になる。   In the object detection period, the signal VQ5 obtained by amplifying the first light reception signal VR1 is a signal VX1 (or VX2) corresponding to the reflected light LR and a signal VD1 corresponding to the default light component, as shown in FIG. (Or VD2) and a signal V0 corresponding to the dark current component (VX1 + VD1 + V0 or VX2 + VD2 + V0).

第1の保持回路HL1のスイッチ回路SW1bは、対象物検出期間の第1の期間T1ではオン状態に設定されるから、第1の期間T1では保持信号VHL1が差分信号生成回路DF2に出力される。また、第2の保持回路HL2のスイッチ回路SW2bは、対象物検出期間の第2の期間T2ではオン状態に設定されから、第2の期間T2では保持信号VHL2が差分信号生成回路DF2に出力される。   Since the switch circuit SW1b of the first holding circuit HL1 is set to the ON state in the first period T1 of the object detection period, the holding signal VHL1 is output to the difference signal generation circuit DF2 in the first period T1. . In addition, since the switch circuit SW2b of the second holding circuit HL2 is set to the ON state in the second period T2 of the object detection period, the holding signal VHL2 is output to the difference signal generation circuit DF2 in the second period T2. The

こうすることで、差分信号生成回路DF2が出力する差分信号VQ2は、第1の期間T1ではVQ2=VQ5−VHL1=VX1+V0となり、第2の期間ではVQ2=VX2+V0となる。そしてVQ2とVQ6との差分信号VQ3は、第1の期間T1ではVQ3=VQ2−VQ6=VX1となり、第2の期間ではVQ3=VX2となる。このようにして、第1の受光信号VR1に含まれるデフォールト光成分と暗電流成分とを取り除く、或いは低減することができる。   Thus, the difference signal VQ2 output from the difference signal generation circuit DF2 is VQ2 = VQ5−VHL1 = VX1 + V0 in the first period T1, and VQ2 = VX2 + V0 in the second period. The difference signal VQ3 between VQ2 and VQ6 is VQ3 = VQ2-VQ6 = VX1 in the first period T1, and VQ3 = VX2 in the second period. In this manner, the default light component and dark current component included in the first light reception signal VR1 can be removed or reduced.

このように、本実施形態の補正部130の第2の構成例によれば、第1の期間T1のデフォールト光成分と第2の期間T2のデフォールト光成分とを区別して検出し、別々に保持することができるから、受光信号をさらに精度良く補正することができる。   As described above, according to the second configuration example of the correction unit 130 of the present embodiment, the default light component in the first period T1 and the default light component in the second period T2 are detected separately and held separately. Therefore, the received light signal can be corrected with higher accuracy.

以上説明したように、本実施形態の光学式検出装置100によれば、補正部130による補正処理を行うことで、補正前の受光信号に含まれる暗電流成分及びデフォールト光成分を低減することができる。また、補正部130による補正処理を行うことで、検出部110のダイナミックレンジに対する、対象物検出に有効な信号成分の信号レベルの比を大きくすることができる。その結果、対象物の位置情報検出の精度をより高くすることが可能になる。   As described above, according to the optical detection device 100 of the present embodiment, the correction process by the correction unit 130 can reduce the dark current component and the default light component included in the light reception signal before correction. it can. Further, by performing the correction process by the correction unit 130, it is possible to increase the ratio of the signal level of the signal component effective for object detection to the dynamic range of the detection unit 110. As a result, it is possible to further increase the accuracy of detecting the position information of the object.

2.照射部
図6に、本実施形態の照射部EUの第1の構成例を示す。照射部EUの第1の構成例は、第1、第2の光源部LSU1、LSU2と、ライトガイドLGと、照射方向設定部LEを含む。また反射シートRSを含む。そして照射方向設定部LEはプリズムシートPS及びルーバーフィルムLFを含む。なお、本実施形態の照射部EUは、図6の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
2. Irradiation unit FIG. 6 shows a first configuration example of the irradiation unit EU of the present embodiment. The first configuration example of the irradiation unit EU includes first and second light source units LSU1 and LSU2, a light guide LG, and an irradiation direction setting unit LE. Moreover, the reflective sheet RS is included. The irradiation direction setting unit LE includes a prism sheet PS and a louver film LF. Note that the irradiation unit EU of the present embodiment is not limited to the configuration of FIG. 6, and various components such as omitting some of the components, replacing them with other components, and adding other components. Variations are possible.

光源部LSU1、LSU2は、光源光を出射するものであり、LED(発光ダイオード)等の発光素子を有する。この光源部LSU1、LSU2は例えば赤外光(可視光領域に近い近赤外線)の光源光を放出する。即ち、光源部LSU1、LSU2が発光する光源光は、ユーザーの指やタッチペン等の対象物により効率的に反射される波長帯域の光や、外乱光となる環境光にあまり含まれない波長帯域の光であることが望ましい。具体的には、人体の表面での反射率が高い波長帯域の光である850nm付近の波長の赤外光や、環境光にあまり含まれない波長帯域の光である950nm付近の赤外光などである。   The light source units LSU1 and LSU2 emit light source light and have light emitting elements such as LEDs (light emitting diodes). The light source units LSU1 and LSU2 emit, for example, infrared light (near infrared light close to the visible light region). That is, the light source light emitted by the light source units LSU1 and LSU2 has a wavelength band that is not included in the wavelength band light that is efficiently reflected by an object such as a user's finger or a touch pen, or ambient light that becomes disturbance light. It is desirable to be light. Specifically, infrared light with a wavelength near 850 nm, which is light in a wavelength band with high reflectance on the surface of the human body, infrared light near 950 nm, which is light in a wavelength band that is not so much included in environmental light, etc. It is.

第1の光源部LSU1は、図6のF1に示すようライトガイドLGの一端側に設けられる。また第2の光源部LSU2は、F2に示すようにライトガイドLGの他端側に設けられる。そして第1の光源部LSU1が、ライトガイドLGの一端側(F1)の光入射面に対して光源光を出射することで、第1の照射光LT1を出射し、第1の照射光強度分布LID1を形成(設定)する。一方、第2の光源部LSU2が、ライトガイドLGの他端側(F2)の光入射面に対して第2の光源光を出射することで、第2の照射光LT2を出射し、第1の照射光強度分布LID1とは強度分布が異なる第2の照射光強度分布LID2を形成する。このように照射部EUは、強度分布が異なる照射光を出射することができる。   The first light source unit LSU1 is provided on one end side of the light guide LG as indicated by F1 in FIG. The second light source unit LSU2 is provided on the other end side of the light guide LG as indicated by F2. The first light source unit LSU1 emits the light source light to the light incident surface on one end side (F1) of the light guide LG, thereby emitting the first irradiation light LT1, and the first irradiation light intensity distribution. LID1 is formed (set). On the other hand, the second light source unit LSU2 emits the second light source light to the light incident surface on the other end side (F2) of the light guide LG, thereby emitting the second irradiation light LT2, The second irradiation light intensity distribution LID2 having an intensity distribution different from the irradiation light intensity distribution LID1 is formed. Thus, the irradiation unit EU can emit irradiation light having different intensity distributions.

ライトガイドLG(導光部材)は、光源部LSU1、LSU2が発光した光源光を導光するものである。例えばライトガイドLGは、光源部LSU1、LSU2からの光源光を曲線状の導光経路に沿って導光し、その形状は曲線形状になっている。具体的には図6ではライトガイドLGは円弧形状になっている。なお図6ではライトガイドLGはその中心角が180度の円弧形状になっているが、中心角が180度よりも小さい円弧形状であってもよい。ライトガイドLGは、例えばアクリル樹脂やポリカーボネートなどの透明な樹脂部材等により形成される。   The light guide LG (light guide member) guides the light source light emitted from the light source units LSU1 and LSU2. For example, the light guide LG guides the light source light from the light source units LSU1 and LSU2 along a curved light guide path, and the shape thereof is a curved shape. Specifically, in FIG. 6, the light guide LG has an arc shape. In FIG. 6, the light guide LG has an arc shape with a center angle of 180 degrees, but may have an arc shape with a center angle smaller than 180 degrees. The light guide LG is formed of, for example, a transparent resin member such as acrylic resin or polycarbonate.

ライトガイドLGの外周側及び内周側の少なくとも一方には、ライトガイドLGからの光源光の出光効率を調整するための加工が施されている。加工手法としては、例えば反射ドットを印刷するシルク印刷方式や、スタンパーやインジェクションで凹凸を付ける成型方式や、溝加工方式などの種々の手法を採用できる。   At least one of the outer peripheral side and the inner peripheral side of the light guide LG is processed to adjust the light output efficiency of the light source light from the light guide LG. As a processing method, for example, various methods such as a silk printing method for printing reflective dots, a molding method for forming irregularities with a stamper or injection, and a groove processing method can be adopted.

プリズムシートPSとルーバーフィルムLFにより実現される照射方向設定部LEは、ライトガイドLGの外周側に設けられ、ライトガイドLGの外周側(外周面)から出射される光源光を受ける。そして曲線形状(円弧形状)のライトガイドLGの内周側から外周側へと向かう方向に照射方向が設定された照射光LT1、LT2を出射する。即ち、ライトガイドLGの外周側から出射される光源光の方向を、ライトガイドLGの例えば法線方向(半径方向)に沿った照射方向に設定(規制)する。これにより、ライトガイドLGの内周側から外周側に向かう方向に、照射光LT1、LT2が放射状に出射されるようになる。   The irradiation direction setting unit LE realized by the prism sheet PS and the louver film LF is provided on the outer peripheral side of the light guide LG and receives light source light emitted from the outer peripheral side (outer peripheral surface) of the light guide LG. And the irradiation light LT1 and LT2 in which the irradiation direction was set to the direction which goes to the outer peripheral side from the inner peripheral side of the light guide LG of curved shape (arc shape) are radiate | emitted. That is, the direction of the light source light emitted from the outer peripheral side of the light guide LG is set (restricted) to an irradiation direction along, for example, the normal direction (radial direction) of the light guide LG. Thereby, irradiation light LT1 and LT2 come to radiate | emit radially in the direction which goes to the outer peripheral side from the inner peripheral side of the light guide LG.

このような照射光LT1、LT2の照射方向の設定は、照射方向設定部LEのプリズムシートPSやルーバーフィルムLFなどにより実現される。例えばプリズムシートPSは、ライトガイドLGの外周側から低視角で出射される光源光の方向を、法線方向側に立ち上げて、出光特性のピークが法線方向になるように設定する。またルーバーフィルムLFは、法線方向以外の方向の光(低視角光)を遮光(カット)する。   Such setting of the irradiation direction of the irradiation light LT1, LT2 is realized by the prism sheet PS, the louver film LF, or the like of the irradiation direction setting unit LE. For example, the prism sheet PS sets the direction of the light source light emitted at a low viewing angle from the outer peripheral side of the light guide LG to the normal direction side so that the peak of the light emission characteristic is in the normal direction. The louver film LF blocks (cuts) light in a direction other than the normal direction (low viewing angle light).

このように本実施形態の照射部EUによれば、ライトガイドLGの両端に光源部LSU1、LSU2を設け、これらの光源部LSU1、LSU2を交互に点灯させることで、2つの照射光強度分布を形成することができる。すなわちライトガイドLGの一端側の強度が高くなる照射光強度分布LID1と、ライトガイドLGの他端側の強度が高くなる照射光強度分布LID2を交互に形成することができる。   As described above, according to the irradiation unit EU of the present embodiment, the light source LSU1 and LSU2 are provided at both ends of the light guide LG, and these light source units LSU1 and LSU2 are turned on alternately to obtain two irradiation light intensity distributions. Can be formed. That is, the irradiation light intensity distribution LID1 in which the intensity on one end side of the light guide LG is increased and the irradiation light intensity distribution LID2 in which the intensity on the other end side of the light guide LG is increased can be alternately formed.

図7(A)、図7(B)に本実施形態の照射部EUの第2の構成例を示す。照射部EUの第2の構成例は、曲線CUR1、CUR2に沿って配置される第1〜第n(nは2以上の整数)の発光素子LD1〜LDnを含む。なお、本実施形態の照射部EUは図7(A)、図7(B)の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。   7A and 7B show a second configuration example of the irradiation unit EU of the present embodiment. The second configuration example of the irradiation unit EU includes first to nth (n is an integer of 2 or more) light emitting elements LD1 to LDn arranged along the curves CUR1 and CUR2. Note that the irradiation unit EU of the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIGS. 7A and 7B, and some of the components are omitted or replaced with other components. Various modifications such as adding elements are possible.

図7(A)に示すように、n個の発光素子のうちの第1〜第m(mは1<m<nである整数)の発光素子LD1〜LDmは、第1の曲線CUR1に沿って配置される。また、n個の発光素子のうちの第m+1〜第nの発光素子LDm+1〜LDnは、第1の曲線CUR1とは離れて位置する第2の曲線CUR2に沿って配置される。   As shown in FIG. 7A, the first to m-th light emitting elements LD1 to LDm (m is an integer satisfying 1 <m <n) among the n light emitting elements follow the first curve CUR1. Arranged. In addition, m + 1 to nth light emitting elements LDm + 1 to LDn among the n light emitting elements are arranged along a second curve CUR2 that is located away from the first curve CUR1.

第1の曲線CUR1の一端に第1の発光素子LD1が配置され、他端に第mの発光素子LDmが配置される。また、第2の曲線CUR2の一端に第m+1の発光素子LDm+1が配置され、他端に第nの発光素子LDnが配置される。   The first light emitting element LD1 is disposed at one end of the first curve CUR1, and the mth light emitting element LDm is disposed at the other end. The m + 1th light emitting element LDm + 1 is disposed at one end of the second curve CUR2, and the nth light emitting element LDn is disposed at the other end.

第1〜第nの発光素子LD1〜LDnは、例えば赤外光(可視光領域に近い近赤外線)を出射するLED(発光ダイオード)等であって、曲線CUR1、CUR2に沿って配置され、光源光をそれぞれ出射する。曲線CUR1、CUR2は円弧線であってもよいし、曲率半径が変化する曲線であってもよい。また、各発光素子の配置間隔は等間隔であってもよいし、変化する間隔であってもよい。   The first to nth light emitting elements LD1 to LDn are, for example, LEDs (light emitting diodes) that emit infrared light (near infrared light close to the visible light region), and are arranged along the curves CUR1 and CUR2. Each light is emitted. The curves CUR1 and CUR2 may be circular arcs or curves with varying radii of curvature. Further, the arrangement intervals of the light emitting elements may be equal intervals, or may be intervals that change.

以下の説明のために、図7(A)に示すように、第1、第2、第3の方向D1、D2、D3を定義しておく。すなわち、曲線CUR1、CUR2の他端から一端へ向かう方向を第2の方向D2とし、第2の方向D2に垂直で曲線CUR1、CUR2の内側から外側に向かう方向を第1の方向D1とする。そして第1、第2の方向D1、D2に垂直な方向を第3の方向D3とする。   For the following description, as shown in FIG. 7A, first, second, and third directions D1, D2, and D3 are defined. That is, the direction from the other end to the one end of the curves CUR1 and CUR2 is defined as a second direction D2, and the direction perpendicular to the second direction D2 and directed from the inside to the outside of the curves CUR1 and CUR2 is defined as a first direction D1. A direction perpendicular to the first and second directions D1 and D2 is defined as a third direction D3.

第1の曲線CUR1と第2の曲線CUR2とは、互いに交差せず、離れた位置に配置される。具体的には、例えば第1の曲線CUR1と第2の曲線CUR2とは、第3の方向D3において分離して配置される。第1の曲線CUR1と第2の曲線CUR2との第3の方向D3における距離(間隔)は、一定であってもよいし、変化してもよい。   The first curve CUR1 and the second curve CUR2 do not cross each other and are arranged at positions separated from each other. Specifically, for example, the first curve CUR1 and the second curve CUR2 are arranged separately in the third direction D3. The distance (interval) in the third direction D3 between the first curve CUR1 and the second curve CUR2 may be constant or may vary.

図7(B)は、照射部EUの第2の構成例を第2の方向D2から見た図である。第1〜第mの発光素子LD1〜LDmは、第1の照射基準面SL1に沿って光源光をそれぞれ出射する。また、第m+1〜第nの発光素子LDm+1〜LDnは、第2の照射基準面SL2に沿って光源光をそれぞれ出射する。第1、第2の照射基準面SL1、SL2は、照射部EUが照射光を出射する方向を規定するための仮想的な面であって、これら照射基準面SL1、SL2に沿って照射光が出射される。   FIG. 7B is a diagram of a second configuration example of the irradiation unit EU as viewed from the second direction D2. The first to mth light emitting elements LD1 to LDm respectively emit light source light along the first irradiation reference plane SL1. The m + 1 to nth light emitting elements LDm + 1 to LDn emit light source light along the second irradiation reference plane SL2. The first and second irradiation reference surfaces SL1 and SL2 are virtual surfaces for defining the direction in which the irradiation unit EU emits the irradiation light, and the irradiation light is emitted along these irradiation reference surfaces SL1 and SL2. Emitted.

ただし、各発光素子からの光源光は一定の角度で広がりを持つから、その光源光に基づいて出射される照射光も、照射基準面SL1、SL2の面内に限定されず、照射基準面SL1、SL2を基準として第3の方向D3及びその反対方向に一定の広がりを持つ。   However, since the light source light from each light emitting element spreads at a certain angle, the irradiation light emitted based on the light source light is not limited to the irradiation reference planes SL1 and SL2, and the irradiation reference plane SL1. , SL3 has a certain spread in the third direction D3 and the opposite direction with reference to SL2.

なお、以降の説明において、第1〜第mの発光素子LD1〜LDmをまとめて第1の発光素子群と記載し、第m+1〜第nの発光素子LDm+1〜LDnをまとめて第2の発光素子群と記載する。   In the following description, the first to mth light emitting elements LD1 to LDm are collectively referred to as a first light emitting element group, and the m + 1st to nth light emitting elements LDm + 1 to LDn are collectively referred to as a second light emitting element. It is described as a group.

図8(A)〜図8(C)は、照射部EUの第2の構成例により出射される照射光を説明する図である。図8(A)〜図8(C)では、例えば第1の発光素子群として第1〜第13の発光素子LD1〜LD13を含み、第2の発光素子群として第14〜第26の発光素子LD14〜LD26を含む構成例について示す。   FIG. 8A to FIG. 8C are diagrams illustrating irradiation light emitted by the second configuration example of the irradiation unit EU. 8A to 8C include, for example, first to thirteenth light emitting elements LD1 to LD13 as the first light emitting element group, and fourteenth to twenty sixth light emitting elements as the second light emitting element group. A configuration example including LD14 to LD26 will be described.

図8(A)に、第1の期間に出射される第1の照射光LT1を示す。第1の期間では、第1の発光素子群(LD1〜LD13)は、第1の曲線CUR1の一端から他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が低くなる第1の光源光LS1−1〜LS1−13を出射する。例えば、LD1は光源光LS1−1を出射し、次のLD2はLD1よりも光量が低い光源光LS1−2を出射し、次のLD3はLD2よりも光量が低い光源光LS1−3を出射する。そして最後のLD13はLD12よりも光量の低い光源光LS1−13を出射する。すなわち、第1の曲線CUR1の一端からは最も光量の高い光源光が出射され、一端から他端に向かって徐々に光量が減少し、他端からは最も光量の低い光源光が出射される。   FIG. 8A shows the first irradiation light LT1 emitted in the first period. In the first period, the first light-emitting element groups (LD1 to LD13) are arranged such that the first light source light LS1-1 to LS1-1, in which the light amount of each light-emitting element decreases from one end of the first curve CUR1 to the other end. LS1-13 is emitted. For example, LD 1 emits light source light LS 1-1, the next LD 2 emits light source light LS 1-2 with a lower light amount than LD 1, and the next LD 3 emits light source light LS 1-3 with a light amount lower than LD 2. . The last LD 13 emits light source light LS1-13 having a light quantity lower than that of the LD 12. That is, the light source light with the highest light quantity is emitted from one end of the first curve CUR1, the light quantity gradually decreases from one end to the other end, and the light source light with the lowest light quantity is emitted from the other end.

このようにして、第1の期間では第1の光源光LS1−1〜LS1−13が出射され、これに基づいて第1の曲線CUR1の一端から他端に向かうにつれて、照射光の強度が低くなる第1の照射光LT1が出射される。その結果、第1の期間では、第1の照射光強度分布LID1が形成される。第1の照射光LT1は、各発光素子から出射された第1の光源光LS1−1〜LS1−13が合成された光である。   Thus, in the first period, the first light source lights LS1-1 to LS1-13 are emitted, and based on this, the intensity of the irradiation light decreases from one end to the other end of the first curve CUR1. The first irradiation light LT1 is emitted. As a result, the first irradiation light intensity distribution LID1 is formed in the first period. The first irradiation light LT1 is light obtained by combining the first light source lights LS1-1 to LS1-13 emitted from the light emitting elements.

図8(B)に、第2の期間に出射される第2の照射光LT2を示す。第2の期間では、第2の発光素子群(LD14〜LD26)は、第2の曲線CUR2の一端から他端に向かうにつれて、各発光素子の光量が高くなる第2の光源光LS2−14〜LS2−26を出射する。例えば、LD14は光源光LS2−14を出射し、次のLD15はLD14よりも光量が高い光源光LS2−15を出射し、次のLD16はLD15よりも光量が高い光源光LS2−16を出射する。そして最後のLD26はLD25よりも光量の高い光源光LS2−26を出射する。すなわち、第2の曲線CUR2の一端からは最も光量の低い光源光が出射され、一端から他端に向かって徐々に光量が増加し、他端からは最も光量の高い光源光が出射される。   FIG. 8B shows the second irradiation light LT2 emitted in the second period. In the second period, in the second light emitting element group (LD14 to LD26), the light amount of each light emitting element increases from one end of the second curve CUR2 toward the other end. LS2-26 is emitted. For example, the LD 14 emits the light source light LS2-14, the next LD15 emits the light source light LS2-15 having a higher light quantity than the LD14, and the next LD16 emits the light source light LS2-16 having a higher light quantity than the LD15. . The last LD 26 emits light source light LS2-26 having a light quantity higher than that of the LD 25. That is, the light source light with the lowest light quantity is emitted from one end of the second curve CUR2, the light quantity gradually increases from one end to the other end, and the light source light with the highest light quantity is emitted from the other end.

このようにして、第2の期間では第2の光源光LS2−14〜LS2−26が出射され、これに基づいて第2の曲線CUR2の一端から他端に向かうにつれて、照射光の強度が高くなる第2の照射光LT2が出射される。その結果、第2の期間では、第1の照射光強度分布LID1とは異なる第2の照射光強度分布が形成される。第2の照射光LT2は、各発光素子から出射された第2の光源光LS2−14〜LS2−26が合成された光である。   Thus, in the second period, the second light source lights LS2-14 to LS2-26 are emitted, and based on this, the intensity of irradiation light increases from one end to the other end of the second curve CUR2. The second irradiation light LT2 is emitted. As a result, in the second period, a second irradiation light intensity distribution different from the first irradiation light intensity distribution LID1 is formed. The second irradiation light LT2 is light obtained by combining the second light source lights LS2-14 to LS2-26 emitted from the light emitting elements.

図8(C)に示すように、第1、第2の照射光LT1、LT2は、第1、第2の照射基準面SL1、SL2に沿って照射されるが、上述したように、照射光LT1、LT2が照射される範囲は第1、第2の照射基準面SL1、SL2の面内に限定されず、照射基準面SL1、SL2を基準として第3の方向D3及びその反対方向に一定の広がりを持つ。   As shown in FIG. 8C, the first and second irradiation lights LT1 and LT2 are irradiated along the first and second irradiation reference planes SL1 and SL2, but as described above, the irradiation light The range irradiated with LT1 and LT2 is not limited to the plane of the first and second irradiation reference planes SL1 and SL2, but is constant in the third direction D3 and the opposite direction with respect to the irradiation reference planes SL1 and SL2. With expanse.

以上説明したように、本実施形態の照射部EUによれば、第1の期間では第1の照射光強度分布を形成し、第2の期間では第1の照射光強度分布とは異なる第2の照射光強度分布を形成することができる。後述するように、本実施形態の光学式検出装置では、これらの強度分布の異なる照射光による対象物の反射光を受光することで、環境光などの外乱光の影響を最小限に抑えた、より精度の高い対象物の検出が可能になる。即ち、外乱光に含まれる赤外成分を相殺することが可能になり、この赤外成分が対象物の検出に及ぼす悪影響を最小限に抑えることが可能になる。   As described above, according to the irradiation unit EU of the present embodiment, the first irradiation light intensity distribution is formed in the first period, and the second irradiation period is different from the first irradiation light intensity distribution in the second period. Can be formed. As will be described later, in the optical detection device of the present embodiment, the influence of disturbance light such as ambient light is minimized by receiving the reflected light of the object by irradiation light having different intensity distributions. It is possible to detect an object with higher accuracy. That is, it is possible to cancel out the infrared component included in the disturbance light, and it is possible to minimize the adverse effect of the infrared component on the detection of the object.

3.位置情報検出の手法
図9(A)、図9(B)は、本実施形態の光学式検出装置による位置情報を検出する手法を説明する図である。
3. Position Information Detection Method FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating a method for detecting position information by the optical detection device of the present embodiment.

図9(A)のE1は、第1の照射光強度分布LID1において、第1の照射光LT1の照射方向の角度と、その角度での照射光LT1の強度(光度、放射強度)との関係を示す図である。図9(A)のE1では、照射方向が図9(B)のDD1の方向(左方向)である場合に強度が最も高くなる。一方、DD3の方向(右方向)である場合に強度が最も低くなり、DD2の方向ではその中間の強度になる。具体的には方向DD1から方向DD3への角度変化に対して照射光の強度は単調減少しており、例えばリニアー(直線的)に変化している。   E1 in FIG. 9A is the relationship between the irradiation direction angle of the first irradiation light LT1 and the intensity (luminous intensity, radiation intensity) of the irradiation light LT1 at that angle in the first irradiation light intensity distribution LID1. FIG. At E1 in FIG. 9A, the intensity is highest when the irradiation direction is the direction DD1 in FIG. 9B (left direction). On the other hand, the intensity is lowest when the direction is DD3 (right direction), and the intensity is intermediate in the direction DD2. Specifically, the intensity of the irradiation light monotonously decreases with respect to the angle change from the direction DD1 to the direction DD3, for example, changes linearly (linearly).

また図9(A)のE2は、第2の照射光強度分布LID2において、第2の照射光LT2の照射方向の角度と、その角度での照射光LT2の強度との関係を示す図である。図9(A)のE2では、照射方向が図9(B)のDD3の方向である場合に強度が最も高くなる。一方、DD1の方向である場合に強度が最も低くなり、DD2の方向ではその中間の強度になる。具体的には方向DD3から方向DD1への角度変化に対して照射光の強度は単調減少しており、例えばリニアーに変化している。なお図9(A)では照射方向の角度と強度の関係はリニアーな関係になっているが、本実施形態はこれに限定されず、例えば双曲線の関係等であってもよい。   Further, E2 in FIG. 9A is a diagram showing the relationship between the angle of the irradiation direction of the second irradiation light LT2 and the intensity of the irradiation light LT2 at that angle in the second irradiation light intensity distribution LID2. . At E2 in FIG. 9A, the intensity is highest when the irradiation direction is the direction of DD3 in FIG. 9B. On the other hand, the intensity is the lowest in the direction of DD1, and the intermediate intensity in the direction of DD2. Specifically, the intensity of irradiation light monotonously decreases with respect to the angle change from the direction DD3 to the direction DD1, and changes linearly, for example. In FIG. 9A, the relationship between the angle in the irradiation direction and the intensity is linear, but the present embodiment is not limited to this, and may be a hyperbolic relationship, for example.

そして図9(B)に示すように、角度θの方向DDBに対象物OBが存在したとする。すると、第1の期間において第1の照射光強度分布LID1を形成した場合(E1の場合)には、図9(A)に示すように、DDB(角度θ)の方向に存在する対象物OBの位置での強度はINTaになる。一方、第2の期間において第2の照射光強度分布LID2を形成した場合(E2の場合)には、DDBの方向に存在する対象物OBの位置での強度はINTbになる。従って、これらの強度INTa、INTbの関係を求めることで、対象物OBの位置する方向DDB(角度θ)を特定できる。   Then, as shown in FIG. 9B, it is assumed that the object OB exists in the direction DDB of the angle θ. Then, when the first irradiation light intensity distribution LID1 is formed in the first period (in the case of E1), as shown in FIG. 9A, the object OB existing in the direction of DDB (angle θ). The intensity at the position is INTa. On the other hand, when the second irradiation light intensity distribution LID2 is formed in the second period (in the case of E2), the intensity at the position of the object OB existing in the direction of DDB is INTb. Therefore, the direction DDB (angle θ) in which the object OB is located can be specified by obtaining the relationship between the intensities INTa and INTb.

このような強度INTa、INTbの関係を求めるために、本実施形態では、受光部RUが、照射光強度分布LID1を形成した際の対象物OBの反射光(第1の反射光)を受光する。この時の反射光の検出受光量をGaとした場合に、このGaが強度INTaに対応するようになる。また受光部RUが、照射光強度分布LID2を形成した際の対象物OBの反射光(第2の反射光)を受光する。この時の反射光の検出受光量をGbとした場合に、このGbが強度INTbに対応するようになる。従って、検出受光量GaとGbの関係が求まれば、強度INTa、INTbの関係が求まり、対象物OBの位置する方向DDBを求めることができる。   In order to obtain such a relationship between the intensity INTa and INTb, in the present embodiment, the light receiving unit RU receives the reflected light (first reflected light) of the object OB when the irradiation light intensity distribution LID1 is formed. . If the detected light reception amount of the reflected light at this time is Ga, this Ga corresponds to the intensity INTa. The light receiving unit RU receives the reflected light (second reflected light) of the object OB when the irradiation light intensity distribution LID2 is formed. When the detected light reception amount of the reflected light at this time is Gb, this Gb corresponds to the intensity INTb. Therefore, if the relationship between the detected light reception amounts Ga and Gb is obtained, the relationship between the intensity INTa and INTb can be obtained, and the direction DDB in which the object OB is located can be obtained.

例えば光源部LSU1の制御量(例えば電流量)、変換係数、放出光量を、各々、Ia、k、Eaとする。また光源部LSU2の制御量(電流量)、変換係数、放出光量を、各々、Ib、k、Ebとする。すると下式(1)、(2)が成立する。   For example, the control amount (for example, current amount), the conversion coefficient, and the amount of emitted light of the light source unit LSU1 are Ia, k, and Ea, respectively. The control amount (current amount), the conversion coefficient, and the amount of emitted light of the light source unit LSU2 are Ib, k and Eb, respectively. Then, the following expressions (1) and (2) are established.

Ea=k・Ia (1)
Eb=k・Ib (2)
また光源部LSU1からの光源光(第1の光源光)の減衰係数をfaとし、この光源光に対応する反射光(第1の反射光)の検出受光量をGaとする。また光源部LSU2からの光源光(第2の光源光)の減衰係数をfbとし、この光源光に対応する反射光(第2の反射光)の検出受光量をGbとする。すると下式(3)、(4)が成立する。
Ea = k · Ia (1)
Eb = k · Ib (2)
Further, let fa be the attenuation coefficient of the light source light (first light source light) from the light source unit LSU1, and let Ga be the detected received light amount of the reflected light (first reflected light) corresponding to this light source light. Further, the attenuation coefficient of the light source light (second light source light) from the light source unit LSU2 is set to fb, and the detected light reception amount of the reflected light (second reflected light) corresponding to the light source light is set to Gb. Then, the following expressions (3) and (4) are established.

Ga=fa・Ea=fa・k・Ia (3)
Gb=fb・Eb=fb・k・Ib (4)
従って、検出受光量Ga、Gbの比は下式(5)のように表せる。
Ga = fa · Ea = fa · k · Ia (3)
Gb = fb · Eb = fb · k · Ib (4)
Therefore, the ratio of the detected light reception amounts Ga and Gb can be expressed as the following equation (5).

Ga/Gb=(fa/fb)・(Ia/Ib) (5)
ここでGa/Gbは、受光部RUでの受光結果から特定することができ、Ia/Ibは、照射部EUの制御量から特定することができる。そして図9(A)の強度INTa、INTbと減衰係数fa、fbとは一意の関係にある。例えば減衰係数fa、fbが小さな値となり、減衰量が大きい場合は、強度INTa、INTbが小さいことを意味する。一方、減衰係数fa、fbが大きな値となり、減衰量が小さい場合は、強度INTa、INTbが大きいことを意味する。従って、上式(5)から減衰率の比fa/fbを求めることで、対象物の方向、位置等を求めることが可能になる。
Ga / Gb = (fa / fb). (Ia / Ib) (5)
Here, Ga / Gb can be specified from the light reception result in the light receiving unit RU, and Ia / Ib can be specified from the control amount of the irradiation unit EU. The intensities INTa and INTb and the attenuation coefficients fa and fb in FIG. 9A have a unique relationship. For example, when the attenuation coefficients fa and fb are small values and the attenuation is large, it means that the strengths INTa and INTb are small. On the other hand, when the attenuation coefficients fa and fb are large and the attenuation is small, it means that the strengths INTa and INTb are large. Therefore, the direction, position, etc. of the object can be obtained by obtaining the attenuation factor ratio fa / fb from the above equation (5).

より具体的には、一方の制御量IaをImに固定し、検出受光量の比Ga/Gbが1になるように、他方の制御量Ibを制御する。例えば光源部LSU1、LSU2を逆相で交互に点灯させる制御を行い、検出受光量の波形を解析し、検出波形が観測されなくなるように(Ga/Gb=1になるように)、他方の制御量Ibを制御する。そして、この時の他方の制御量Ib=Im・(fa/fb)から、減衰係数の比fa/fbを求めて、対象物の方向、位置等を求める。   More specifically, one control amount Ia is fixed to Im, and the other control amount Ib is controlled so that the detected light reception amount ratio Ga / Gb becomes 1. For example, the light source units LSU1 and LSU2 are controlled to turn on alternately in reverse phase, the detected light reception amount waveform is analyzed, and the other control is performed so that the detected waveform is not observed (Ga / Gb = 1). The amount Ib is controlled. Then, from the other control amount Ib = Im · (fa / fb) at this time, the ratio fa / fb of the attenuation coefficient is obtained, and the direction, position, etc. of the object are obtained.

また下式(6)、(7)のように、Ga/Gb=1になると共に制御量IaとIbの和が一定になるように制御してもよい。   Further, as in the following formulas (6) and (7), control may be performed so that Ga / Gb = 1 and the sum of the control amounts Ia and Ib is constant.

Ga/Gb=1 (6)
Im=Ia+Ib (7)
上式(6)、(7)を上式(5)に代入すると下式(8)が成立する。
Ga / Gb = 1 (6)
Im = Ia + Ib (7)
Substituting the above equations (6) and (7) into the above equation (5), the following equation (8) is established.

Ga/Gb=1=(fa/fb)・(Ia/Ib)
=(fa/fb)・{(Im−Ib)/Ib} (8)
上式(8)より、Ibは下式(9)のように表される。
Ga / Gb = 1 = (fa / fb) · (Ia / Ib)
= (Fa / fb) · {(Im−Ib) / Ib} (8)
From the above equation (8), Ib is expressed as the following equation (9).

Ib={fa/(fa+fb)}・Im (9)
ここでα=fa/(fa+fb)とおくと、上式(9)は下式(10)のように表され、減衰係数の比fa/fbは、αを用いて下式(11)のように表される。
Ib = {fa / (fa + fb)} · Im (9)
Here, if α = fa / (fa + fb), the above equation (9) is expressed as the following equation (10), and the attenuation coefficient ratio fa / fb is expressed by the following equation (11) using α. It is expressed in

Ib=α・Im (10)
fa/fb=α/(1−α) (11)
従って、Ga/Gb=1になると共にIaとIbの和が一定値Imになるように制御すれば、そのときのIb、Imから下式(10)によりαを求め、求められたαを上式(11)に代入することで、減衰係数の比fa/fbを求めることができる。これにより、対象物の方向、位置等を求めることが可能になる。そしてGa/Gb=1になると共にIaとIbの和が一定になるように制御することで、外乱光の影響等を相殺することが可能になり、検出精度の向上を図れる。
Ib = α · Im (10)
fa / fb = α / (1-α) (11)
Therefore, if Ga / Gb = 1 and control is performed so that the sum of Ia and Ib becomes a constant value Im, α is obtained from Ib and Im at that time by the following equation (10), and the obtained α is increased. By substituting into Equation (11), the ratio fa / fb of the attenuation coefficient can be obtained. This makes it possible to obtain the direction, position, etc. of the object. Further, by controlling so that Ga / Gb = 1 and the sum of Ia and Ib becomes constant, it becomes possible to cancel the influence of disturbance light and the like, and the detection accuracy can be improved.

上記の説明では、照射部EUの第1の構成例(図6)を例として説明したが、第2の構成例(図7(A)、図7(B))についても同様な手法で対象物OBの位置する方向(角度θ)を特定できる。第2の構成例では、第1の発光素子群(LD1〜LDm)が上記の第1の光源部LSU1に相当し、第2の発光素子群(LDm+1〜LDn)が上記の第2の光源部LSU2に相当する。   In the above description, the first configuration example (FIG. 6) of the irradiation unit EU has been described as an example, but the second configuration example (FIGS. 7A and 7B) is also subject to the same method. The direction (angle θ) in which the object OB is located can be specified. In the second configuration example, the first light emitting element group (LD1 to LDm) corresponds to the first light source unit LSU1, and the second light emitting element group (LDm + 1 to LDn) corresponds to the second light source unit. Corresponds to LSU2.

4.表示システム及び情報処理システム
図10(A)、図10(B)に、本実施形態の表示システム及び情報処理システムの構成例を示す。図10(A)に示す表示システムの構成例は、光学式検出装置100及び表示装置10を含む。また、図10(A)に示す情報処理システムの構成例は、光学式検出装置100、表示装置10及び情報処理装置200を含む。
4). Display System and Information Processing System FIGS. 10A and 10B show a configuration example of the display system and the information processing system of the present embodiment. The configuration example of the display system illustrated in FIG. 10A includes an optical detection device 100 and a display device 10. The configuration example of the information processing system illustrated in FIG. 10A includes an optical detection device 100, a display device 10, and an information processing device 200.

情報処理装置200は、例えばパーソナルコンピューター(PC)などであって、光学式検出装置100からの検出情報に基づいて処理を行う。光学式検出装置100と情報処理装置200とは、USBケーブルUSBCを介して電気的に接続される。表示装置10は、例えば投射型表示装置(プロジェクター)などであって、情報処理装置200からの画像データに基づいて、表示部(スクリーン)20に画像を表示する。ユーザーは、表示部20に表示された画像を参照しながら、表示画像のアイコン等をポインティングすることで、情報処理装置200に対して必要な情報を入力することができる。   The information processing apparatus 200 is a personal computer (PC), for example, and performs processing based on detection information from the optical detection apparatus 100. The optical detection device 100 and the information processing device 200 are electrically connected via a USB cable USBC. The display device 10 is, for example, a projection display device (projector) or the like, and displays an image on the display unit (screen) 20 based on image data from the information processing device 200. The user can input necessary information to the information processing apparatus 200 by pointing an icon or the like of the display image while referring to the image displayed on the display unit 20.

なお、図10(A)では、光学式検出装置100が表示部20に取り付けられているが、他の場所に取り付けることもできる。例えば、光学式検出装置100を表示装置10に取り付けてもよいし、天井や壁などに取り付けてもよい。また、表示装置10としては、投射型表示装置(プロジェクター)に限定されるものではなく、例えばデジタルサイネージ用表示装置であってもよい。   In FIG. 10A, the optical detection device 100 is attached to the display unit 20; however, it can be attached to another location. For example, the optical detection device 100 may be attached to the display device 10, or may be attached to a ceiling or a wall. Further, the display device 10 is not limited to a projection display device (projector), and may be a display device for digital signage, for example.

図10(B)に示す情報処理システムの構成例では、表示装置10として情報処理装置200(PC)に内蔵されたディスプレイ220が用いられる。光学式検出装置100はディスプレイ220に着脱可能であって、USBケーブルUSBCを介して情報処理装置200と電気的に接続される。   In the configuration example of the information processing system illustrated in FIG. 10B, a display 220 incorporated in the information processing apparatus 200 (PC) is used as the display apparatus 10. The optical detection device 100 can be attached to and detached from the display 220, and is electrically connected to the information processing device 200 via the USB cable USBC.

上述したように、本実施形態の光学式検出装置100によれば、補正部130による補正処理を行うことで、補正前の受光信号に含まれる暗電流成分及びデフォールト光成分を低減することができる。また、補正部130による補正処理を行うことで、検出部110のダイナミックレンジに対する、対象物検出に有効な信号成分の信号レベルの比を大きくすることができる。その結果、対象物の位置情報検出の精度をより高くすることが可能になる。さらに表示システム及び情報処理システムに適用した場合に、例えばユーザーが指で描いた文字を正確に検出することが可能になるから、情報処理装置200に対して手書き文字により情報を入力することなどが可能になる。   As described above, according to the optical detection device 100 of the present embodiment, the dark current component and the default light component included in the light reception signal before correction can be reduced by performing the correction process by the correction unit 130. . Further, by performing the correction process by the correction unit 130, it is possible to increase the ratio of the signal level of the signal component effective for object detection to the dynamic range of the detection unit 110. As a result, it is possible to further increase the accuracy of detecting the position information of the object. Furthermore, when applied to a display system and an information processing system, for example, it becomes possible to accurately detect a character drawn by a user with a finger, so that information can be input to the information processing apparatus 200 using handwritten characters. It becomes possible.

なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は全て本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また光学式検出装置、表示システム及び情報処理システムの構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。   Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention. For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. Further, the configurations and operations of the optical detection device, the display system, and the information processing system are not limited to those described in this embodiment, and various modifications can be made.

EU 照射部、RU 受光部、LSU1、LSU2 第1、第2の光源部、
LT、LT1、LT2 照射光、LR 反射光、
LG ライトガイド、RS 反射シート、PS プリズムシート、
LF ルーバーフィルム、LE 照射方向設定部、
LID1、LID2 第1、第2の照射光強度分布、RDET 検出エリア、
OB 対象物、AMP1、AMP2 第1、第2の増幅回路、
DF1、DF2 第1、第2の差分信号生成回路、HL 保持回路、
PD1、PD2 第1、第2の受光素子、
10 表示装置、20 表示部、100 光学式検出装置、110 検出部、
120 制御部、130 補正部、200 情報処理装置、220 ディスプレイ
EU irradiation unit, RU light receiving unit, LSU1, LSU2 first and second light source units,
LT, LT1, LT2 irradiation light, LR reflected light,
LG light guide, RS reflection sheet, PS prism sheet,
LF louver film, LE irradiation direction setting section,
LID1, LID2 First and second irradiation light intensity distributions, RDET detection area,
OB object, AMP1, AMP2 first and second amplifier circuits,
DF1, DF2 first and second differential signal generation circuits, HL holding circuit,
PD1, PD2 first and second light receiving elements,
10 display device, 20 display unit, 100 optical detection device, 110 detection unit,
120 control unit, 130 correction unit, 200 information processing device, 220 display

Claims (11)

照射光を出射する照射部と、
少なくとも前記照射光が検出エリアに存在する対象物により反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部からの受光信号の補正処理を行う補正部と、
前記補正部からの補正後の受光信号に基づいて、前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含み、
前記補正部は、前記検出エリアに前記対象物が存在しない状態での受光信号に基づいて、補正前の受光信号に含まれる暗電流成分及びデフォールト光成分を低減する補正処理を行うことを特徴とする光学式検出装置。
An irradiation unit that emits irradiation light; and
A light receiving unit that receives reflected light by at least the reflected light being reflected by an object present in the detection area;
A correction unit that performs correction processing of a light reception signal from the light receiving unit;
A detection unit that detects position information of the object based on a light reception signal after correction from the correction unit;
The correction unit performs a correction process for reducing a dark current component and a default light component included in a light reception signal before correction based on a light reception signal in a state where the object does not exist in the detection area. Optical detection device.
請求項1において、
前記受光部は、
前記対象物を検出する第1の受光素子と、暗電流を検出する第2の受光素子とを有し、
前記補正部は、
前記受光信号として、前記第1の受光素子からの第1の受光信号と、前記第2の受光素子からの第2の受光信号とを受け、
前記第1の受光信号と前記第2の受光信号とに基づいて、前記補正処理を行うことを特徴とする光学式検出装置。
In claim 1,
The light receiving unit is
A first light receiving element for detecting the object and a second light receiving element for detecting dark current;
The correction unit is
As the light receiving signal, a first light receiving signal from the first light receiving element and a second light receiving signal from the second light receiving element are received.
An optical detection apparatus that performs the correction processing based on the first light reception signal and the second light reception signal.
請求項2において、
前記補正部は、
前記第1の受光信号と前記第2の受光信号との差分から求められた前記デフォールト光成分と、前記第2の受光信号から求められた前記暗電流成分とに基づいて、前記補正処理を行うことを特徴とする光学式検出装置。
In claim 2,
The correction unit is
The correction processing is performed based on the default light component obtained from the difference between the first light receiving signal and the second light receiving signal and the dark current component obtained from the second light receiving signal. An optical detection device.
請求項3において、
前記補正部は、
前記第1の受光信号に対応する第1の信号と前記第2の受光信号に対応する第2の信号との差分信号を生成する第1の差分信号生成回路と、
前記差分信号を保持する保持回路と、
前記第1の受光信号に対応する前記第1の信号と、前記保持回路が保持する保持信号及び前記第2の受光信号に対応する前記第2の信号との差分信号を生成する第2の差分信号生成回路とを有することを特徴とする光学式検出装置。
In claim 3,
The correction unit is
A first difference signal generation circuit that generates a difference signal between a first signal corresponding to the first light reception signal and a second signal corresponding to the second light reception signal;
A holding circuit for holding the differential signal;
A second difference that generates a difference signal between the first signal corresponding to the first light reception signal and the holding signal held by the holding circuit and the second signal corresponding to the second light reception signal. An optical detection device comprising a signal generation circuit.
請求項4において、
前記補正部は、
前記第1の受光信号を増幅し、増幅された信号を前記第1の信号として出力する第1の増幅回路と、
前記第2の受光信号を増幅し、増幅された信号を前記第2の信号として出力する第2の増幅回路とを有することを特徴とする光学式検出装置。
In claim 4,
The correction unit is
A first amplifier circuit that amplifies the first light receiving signal and outputs the amplified signal as the first signal;
An optical detection apparatus comprising: a second amplification circuit that amplifies the second light receiving signal and outputs the amplified signal as the second signal.
請求項4又は5において、
前記第2の差分信号生成回路は、
前記検出エリアに存在する前記対象物を検出する対象物検出期間には、前記検出部に対して前記補正後の受光信号を出力することを特徴とする光学式検出装置。
In claim 4 or 5,
The second differential signal generation circuit includes:
An optical detection apparatus that outputs the corrected light reception signal to the detection unit during an object detection period in which the object existing in the detection area is detected.
請求項4乃至6のいずれかにおいて、
前記照射部は、
第1の期間では、第1の照射光強度分布を有する第1の照射光を出射し、
第2の期間では、前記第1の照射光強度分布とは異なる第2の照射光強度分布を有する第2の照射光を出射し、
前記補正部は、
前記保持回路として、
前記第1の期間での前記保持信号を保持する第1の保持回路と、
前記第2の期間での前記保持信号を保持する第2の保持回路とを有することを特徴とする光学式検出装置。
In any one of Claims 4 thru | or 6.
The irradiation unit is
In the first period, the first irradiation light having the first irradiation light intensity distribution is emitted,
In the second period, the second irradiation light having a second irradiation light intensity distribution different from the first irradiation light intensity distribution is emitted,
The correction unit is
As the holding circuit,
A first holding circuit for holding the holding signal in the first period;
An optical detection device comprising: a second holding circuit that holds the holding signal in the second period.
請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記照射部は、
第1の期間では、第1の照射光強度分布を有する第1の照射光を出射し、
第2の期間では、前記第1の照射光強度分布とは異なる第2の照射光強度分布を有する第2の照射光を出射することを特徴とする光学式検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 6.
The irradiation unit is
In the first period, the first irradiation light having the first irradiation light intensity distribution is emitted,
In the second period, the optical detection device emits second irradiation light having a second irradiation light intensity distribution different from the first irradiation light intensity distribution.
請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記照射部は、
光源光を出射する光源部と、
前記光源部からの前記光源光を曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状のライトガイドと、
前記ライトガイドの外周側から出射される前記光源光を受け、曲線形状の前記ライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向に前記照射光の照射方向を設定する照射方向設定部とを含むことを特徴とする光学式検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 8.
The irradiation unit is
A light source unit for emitting light source light;
A curved light guide for guiding the light source light from the light source section along a curved light guide path;
An irradiation direction setting unit that receives the light source light emitted from the outer peripheral side of the light guide and sets the irradiation direction of the irradiation light in a direction from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the curved light guide An optical detection device.
請求項1乃至9のいずれかに記載の光学式検出装置と、
画像を表示する表示装置とを含むことを特徴とする表示システム。
An optical detection device according to any one of claims 1 to 9,
A display system comprising: a display device that displays an image.
請求項1乃至9のいずれかに記載の光学式検出装置と、
前記光学式検出装置からの検出情報に基づいて処理を行う情報処理装置と、
前記情報処理装置からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置とを含むことを特徴とする情報処理システム。
An optical detection device according to any one of claims 1 to 9,
An information processing device that performs processing based on detection information from the optical detection device;
An information processing system comprising: a display device that displays an image based on image data from the information processing device.
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