JPH02114312A - 光学式検出装置 - Google Patents
光学式検出装置Info
- Publication number
- JPH02114312A JPH02114312A JP63267939A JP26793988A JPH02114312A JP H02114312 A JPH02114312 A JP H02114312A JP 63267939 A JP63267939 A JP 63267939A JP 26793988 A JP26793988 A JP 26793988A JP H02114312 A JPH02114312 A JP H02114312A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- signal
- emitting element
- component
- high frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、発光素子と、この発光素子からの光を受ける
受光素子とを有し、この発光素子と受光素子間の遮光を
検出して物体の有無またはその位置を検出する光学式検
出装置に関し、装置の特性を改善するものである。
受光素子とを有し、この発光素子と受光素子間の遮光を
検出して物体の有無またはその位置を検出する光学式検
出装置に関し、装置の特性を改善するものである。
〈従来の技術〉
ＬＥＤ等の発光素子と、フォト・トランジスタ等の受光
素子とを対向配置して、発光素子と受光素子との間に挿
入された物体の有無を遮光により検出する光学式検出装
置、またはタッチ・スクリーン等のように、発光素子、
受光素子をそれぞれマトリクス状に配置し、指等の接触
位置を遮光によって検出する光学式検出装置はよく知ら
れている。
素子とを対向配置して、発光素子と受光素子との間に挿
入された物体の有無を遮光により検出する光学式検出装
置、またはタッチ・スクリーン等のように、発光素子、
受光素子をそれぞれマトリクス状に配置し、指等の接触
位置を遮光によって検出する光学式検出装置はよく知ら
れている。
〈発明が解決しようとする課題〉
このような光学式検出装置では、受光素子が受ける光と
して発光素子からの光以外に、太陽光、蛍光燈等の周囲
の外乱光が混入し、雑音の原因となっていた、また、発
光素子と受光素子の取り付は位置により光軸が必ずしも
一致することはなく、外乱光を検出しないように光軸を
調整することは容易でないという問題もあった。
して発光素子からの光以外に、太陽光、蛍光燈等の周囲
の外乱光が混入し、雑音の原因となっていた、また、発
光素子と受光素子の取り付は位置により光軸が必ずしも
一致することはなく、外乱光を検出しないように光軸を
調整することは容易でないという問題もあった。
本発明は以上のような問題を解決するものであり、外乱
光による雑音を一切受けない光学式検出装置を得ること
を目的とする。
光による雑音を一切受けない光学式検出装置を得ること
を目的とする。
く課題を解決するための手段〉
本発明は、高周波成分によって発光素子を駆動し、受光
素子の出力をフィルタ、平滑回路を介して外乱光に対応
する直流分を除去するようにしたものであり、その構成
は次の通りである。
素子の出力をフィルタ、平滑回路を介して外乱光に対応
する直流分を除去するようにしたものであり、その構成
は次の通りである。
即ち、発光素子と、この発光素子からの光を受ける受光
素子とを有し、当該発光素子と受光素子との間の遮光を
検出する光学式検出装置において、前記発光素子を高周
波で交流駆動する交流駆動手段と、前記受光素子の出力
信号の内前記発光素子の駆動周波数である高周波成分の
みを取り出すフィルタ手段と、このフィルタ手段の出力
信号を平滑する平滑手段とを設けたことを特徴とする光
学式検出装置である。
素子とを有し、当該発光素子と受光素子との間の遮光を
検出する光学式検出装置において、前記発光素子を高周
波で交流駆動する交流駆動手段と、前記受光素子の出力
信号の内前記発光素子の駆動周波数である高周波成分の
みを取り出すフィルタ手段と、このフィルタ手段の出力
信号を平滑する平滑手段とを設けたことを特徴とする光
学式検出装置である。
また；タッチ・スクリーン等に適用する場合は、前記発
光素子を複数個用いてマトリクス状に配列するとともに
、前記発光素子の各々に対応して複数個の前記受光素子
をマトリクス状に配列し、前記発光素子の各々とこれに
対応する前記受光素子の各々とを順次選択的に駆動する
選択駆動手段を上述の装置に設ければ良い。
光素子を複数個用いてマトリクス状に配列するとともに
、前記発光素子の各々に対応して複数個の前記受光素子
をマトリクス状に配列し、前記発光素子の各々とこれに
対応する前記受光素子の各々とを順次選択的に駆動する
選択駆動手段を上述の装置に設ければ良い。
く作 用〉
本発明の光学式検出装置は、発光素子を高周波交流駆動
し、受光信号の高周波出力信号分のみを取り出して外乱
光を除去して平滑し、受信出力を得る。
し、受光信号の高周波出力信号分のみを取り出して外乱
光を除去して平滑し、受信出力を得る。
〈実施例〉
第１図は本発明を実施した光学式検出装置を実施した実
際の回路例である。
際の回路例である。
この図において、ＤｌはＬＥＤ等の発光素子、Ｑｌはフ
ォト・トランジスタ等の受光素子である。
ォト・トランジスタ等の受光素子である。
１はコンデンサＣＩ、抵抗Ｒ１よりなるフィルタ手段、
２はアンプＵ１を含む増幅部、３はダイオードＤ２．コ
ンデンサＣ２，抵抗Ｒ２より構成される平滑手段である
。
２はアンプＵ１を含む増幅部、３はダイオードＤ２．コ
ンデンサＣ２，抵抗Ｒ２より構成される平滑手段である
。
発光素子Ｄ１は、商用電源周波数より高い周波数が与え
られてパルス点灯し、これにより受光素子Ｑ１に光電流
が流れ、抵抗Ｒ３により電圧パルスに変換される。
られてパルス点灯し、これにより受光素子Ｑ１に光電流
が流れ、抵抗Ｒ３により電圧パルスに変換される。
この電圧パルス信号は、フィルタ手段１により直流分が
除去され、信号パルスのみが増幅部２にて増幅される。
除去され、信号パルスのみが増幅部２にて増幅される。
更にこの増幅した信号は、ダイオードｄにより整流され
、コンデンサＣ２，抵抗Ｒ２により平滑されて受光量に
応じた電圧信号を得る。
、コンデンサＣ２，抵抗Ｒ２により平滑されて受光量に
応じた電圧信号を得る。
尚、この実施例回路の増幅部２のコンデンサＣ３のイン
ピーダンスを、信号周波数に対しては抵抗Ｒ４のインピ
ーダンスよりも十分小さくし、商用電源周波数に対して
は抵抗Ｒ４のインピーダンスよりも十分大きくすること
により、信号分のゲインを高く用いる場合にも商用電源
周波数のゲインをリミットすることになり、直流増幅す
る場合よりも外乱光の影響を低く押さえることができ、
Ｓ／Ｎ比を改善できる。
ピーダンスを、信号周波数に対しては抵抗Ｒ４のインピ
ーダンスよりも十分小さくし、商用電源周波数に対して
は抵抗Ｒ４のインピーダンスよりも十分大きくすること
により、信号分のゲインを高く用いる場合にも商用電源
周波数のゲインをリミットすることになり、直流増幅す
る場合よりも外乱光の影響を低く押さえることができ、
Ｓ／Ｎ比を改善できる。
即ちζ信号周波数においてコンデンサＣ３のインピーダ
ンスが抵抗Ｒ４のインピーダンスより十分小さいと、信
号周波数の最大ゲインは（Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６） ／Ｒ４
・・・■であり、商用周波数でのコンデンサＣ３のイン
ピーダンスＺＣが抵抗Ｒ４のインピーダンスより十分小
さいと、商用電源周波数に対する最大ゲインは （Ｒ４十Ｒ５＋Ｒ６＋ＺＣ）／ （Ｒ４＋ＺＣ）となり
、０式よりもゲインを低く押さえられる。
ンスが抵抗Ｒ４のインピーダンスより十分小さいと、信
号周波数の最大ゲインは（Ｒ４＋Ｒ５＋Ｒ６） ／Ｒ４
・・・■であり、商用周波数でのコンデンサＣ３のイン
ピーダンスＺＣが抵抗Ｒ４のインピーダンスより十分小
さいと、商用電源周波数に対する最大ゲインは （Ｒ４十Ｒ５＋Ｒ６＋ＺＣ）／ （Ｒ４＋ＺＣ）となり
、０式よりもゲインを低く押さえられる。
更に、第１図の実施例回路で４は比較器Ｕ２を有する比
較手段であり、得られた信号を比較電圧Ｖｃと比較して
発光素子Ｄ１、受光素子９１間の遮光物体の有無を判定
する。このとき、抵抗Ｒ５を可変とすることにより、遮
光物体の有無による比較手段４の入力電圧が比Ｍ’ Ｔ
ｆｉｂ圧Ｖｃの上下になるように調整できる。また、平
滑手段３の電圧には多少リップルが残るので、比較器ｔ
Ｊ ２のしステリシスをこのリップル電圧よりも大きな
値にして比較器Ｕ２が誤動作しないようにする。
較手段であり、得られた信号を比較電圧Ｖｃと比較して
発光素子Ｄ１、受光素子９１間の遮光物体の有無を判定
する。このとき、抵抗Ｒ５を可変とすることにより、遮
光物体の有無による比較手段４の入力電圧が比Ｍ’ Ｔ
ｆｉｂ圧Ｖｃの上下になるように調整できる。また、平
滑手段３の電圧には多少リップルが残るので、比較器ｔ
Ｊ ２のしステリシスをこのリップル電圧よりも大きな
値にして比較器Ｕ２が誤動作しないようにする。
上述した光学式検出装置は、外乱光の彫りを受けずに物
体の有無を検出する装置の場合を例にしたが、タッチ・
スクリーン等のように、発光素子、受光素子をそれぞれ
マトリクス状に配置し、指等の接触位置を遮光によって
検出する光学式検出装置に本発明を実施した例を第２図
に示す。
体の有無を検出する装置の場合を例にしたが、タッチ・
スクリーン等のように、発光素子、受光素子をそれぞれ
マトリクス状に配置し、指等の接触位置を遮光によって
検出する光学式検出装置に本発明を実施した例を第２図
に示す。
第２図において、Ｄｎはマトリクス状に配置されたＬＥ
Ｄアレイであり、Ｐｉ、Ｒ２はＭＰＵからのコードをデ
コードするデコーダ、Ｇ１はデコード出力に従って少な
くとも１個のＬＥＤを選択駆動するドライバである。Ｇ
２はアンド・ドライバであり、一方の入力端にはデコー
ド信号、他方の入力端には例えば１０ＫＨｚのクロック
が与えられて［、ＥＤを交流駆動する。
Ｄアレイであり、Ｐｉ、Ｒ２はＭＰＵからのコードをデ
コードするデコーダ、Ｇ１はデコード出力に従って少な
くとも１個のＬＥＤを選択駆動するドライバである。Ｇ
２はアンド・ドライバであり、一方の入力端にはデコー
ド信号、他方の入力端には例えば１０ＫＨｚのクロック
が与えられて［、ＥＤを交流駆動する。
そして、ＱｎはＬ Ｅ Ｄアレイの各々のＬＥＤに対向
配置されたマトリクス状のフォト・トランジスタ・アレ
イであり、ＭＰＵからのコードを入力したマルチプレク
サＭｌ、Ｍ２により、選択駆動されたＬＥＤに対応した
フォト・トランジスタを選択するＪ ５は電流電圧変換部、１はフィルタ手段、３は平滑手段
で第１図に示した回路と同様の構成を有し、６はアナロ
グ・ディジタル変換部である。
配置されたマトリクス状のフォト・トランジスタ・アレ
イであり、ＭＰＵからのコードを入力したマルチプレク
サＭｌ、Ｍ２により、選択駆動されたＬＥＤに対応した
フォト・トランジスタを選択するＪ ５は電流電圧変換部、１はフィルタ手段、３は平滑手段
で第１図に示した回路と同様の構成を有し、６はアナロ
グ・ディジタル変換部である。
次に、第２図に示した実施例回路の動作を第３図（ａ）
、 （ｂ）、 （ｃ）、 （ｄ）、 （ｅ）。
、 （ｂ）、 （ｃ）、 （ｄ）、 （ｅ）。
（ｆ）のタイムチャートを用いて説明する。
（ａ）はＬＥＤの選択信号、（ｂ）は選択されたＬＥＤ
に対応するフォト・トランジスタの選択信号であり、（
ｃ）はＬ Ｆ、 Ｄを駆動するｌ０ＫＨ２クロツクであ
る。
に対応するフォト・トランジスタの選択信号であり、（
ｃ）はＬ Ｆ、 Ｄを駆動するｌ０ＫＨ２クロツクであ
る。
このとき、電流電圧変換部５の出力は（ｄ）のようであ
り、直流分の外乱光レベルｔにＬＥＤの真の出力信号が
重畳された信号波形となる。
り、直流分の外乱光レベルｔにＬＥＤの真の出力信号が
重畳された信号波形となる。
出力信号（ｄ）をフィルタ手段１を介すると、（ｅ）に
示すような高周波成分のみが得られる。
示すような高周波成分のみが得られる。
更に、平滑手段２に高周波成分が与えられ、外乱光の直
流成分を除去しな、ＬＥＤからの光強度のみに依存する
出力信号（ｆ）が得られる。
流成分を除去しな、ＬＥＤからの光強度のみに依存する
出力信号（ｆ）が得られる。
出力信号（ｆ）はアナログ・ディジタル変換部６で変換
され、ＭＰＵへ与えられる。
され、ＭＰＵへ与えられる。
以上のように、本発明装置は、外乱光による雑音を受光
信号の直流分除去によってカットする。
信号の直流分除去によってカットする。
〈発明の効果〉
本発明の光学式検出装置によれば次の効果が得られる。
発光素子を高周波交流駆動し、受光素子側で直流分を除
去するので、外乱光を確実に取り去ることができ、発光
素子からの光強度のみに反応できる光学式検出装置を得
ることができる。また、発光素子、受光素子間で光軸が
一致していなくても調整の必要はない。
去するので、外乱光を確実に取り去ることができ、発光
素子からの光強度のみに反応できる光学式検出装置を得
ることができる。また、発光素子、受光素子間で光軸が
一致していなくても調整の必要はない。
第１図は本発明を実施した光学式検出回路の回路図、第
２図は本発明を実施した光学式検出装置の他の例、第３
図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）（ｅ）、（ｆ）は第
２図に示した装置の動作を表わすタイムチャートである
。 １・・・フィルタ手段、２・・・増幅部、３・・・平滑
手段、４・・・比較手段、５・・・電流電圧変換部、６
・・・アナログ、・ディジタル変換部、Ｄｌ・・・発光
素子、Ｄｎ・・・ＬＥＤアレイ、Ｑｌ・・・受光素子、
Ｑｎ・・・フォト・トランジスタ・アレイ、Ｒ１，Ｒ２
，Ｒ３，Ｒ４゜Ｒ５，Ｒ６・・・抵抗、ＣＩ、Ｃ２，Ｃ
３・・・コンデンサ、ｄ・・・ダイオード、Ｕｌ・・・
アンプ、Ｕ２・・・比較器、ＰＩ、Ｒ２・・・デコーダ
、Ｇ１・・・ドライバ、Ｇ２・・・アンド・ドライバ、
Ｍｌ、Ｍ２・・・マルチプレクサ。
２図は本発明を実施した光学式検出装置の他の例、第３
図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）（ｅ）、（ｆ）は第
２図に示した装置の動作を表わすタイムチャートである
。 １・・・フィルタ手段、２・・・増幅部、３・・・平滑
手段、４・・・比較手段、５・・・電流電圧変換部、６
・・・アナログ、・ディジタル変換部、Ｄｌ・・・発光
素子、Ｄｎ・・・ＬＥＤアレイ、Ｑｌ・・・受光素子、
Ｑｎ・・・フォト・トランジスタ・アレイ、Ｒ１，Ｒ２
，Ｒ３，Ｒ４゜Ｒ５，Ｒ６・・・抵抗、ＣＩ、Ｃ２，Ｃ
３・・・コンデンサ、ｄ・・・ダイオード、Ｕｌ・・・
アンプ、Ｕ２・・・比較器、ＰＩ、Ｒ２・・・デコーダ
、Ｇ１・・・ドライバ、Ｇ２・・・アンド・ドライバ、
Ｍｌ、Ｍ２・・・マルチプレクサ。
Claims (2)
- （１）発光素子と、この発光素子からの光を受ける受光
素子とを有し、当該発光素子と受光素子との間の遮光を
検出する光学式検出装置において、前記発光素子を高周
波で交流駆動する交流駆動手段と、前記受光素子の出力
信号の内前記発光素子の駆動周波数である高周波成分の
みを取り出すフィルタ手段と、このフィルタ手段の出力
信号を平滑する平滑手段とを設けたことを特徴とする光
学式検出装置。 - （２）前記発光素子を複数個用いてマトリクス状に配列
するとともに、前記発光素子の各々に対応して複数個の
前記受光素子をマトリクス状に配列し、前記発光素子の
各々とこれに対応する前記受光素子の各々とを順次選択
的に駆動する選択駆動手段を設けたことを特徴とする請
求項（１）記載の光学式検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267939A JPH02114312A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 光学式検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267939A JPH02114312A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 光学式検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114312A true JPH02114312A (ja) | 1990-04-26 |
Family
ID=17451703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63267939A Pending JPH02114312A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 光学式検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02114312A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60207081A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | 近接センサ装置 |
| JPS6115583B2 (ja) * | 1979-02-16 | 1986-04-24 | Matsushita Electronics Corp | |
| JPS636618A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-12 | Hitachi Ltd | 光学式タツチパネル |
-
1988
- 1988-10-24 JP JP63267939A patent/JPH02114312A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6115583B2 (ja) * | 1979-02-16 | 1986-04-24 | Matsushita Electronics Corp | |
| JPS60207081A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | 近接センサ装置 |
| JPS636618A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-12 | Hitachi Ltd | 光学式タツチパネル |
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