JPH0358441B2 - - Google Patents
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- JPH0358441B2 JPH0358441B2 JP59115205A JP11520584A JPH0358441B2 JP H0358441 B2 JPH0358441 B2 JP H0358441B2 JP 59115205 A JP59115205 A JP 59115205A JP 11520584 A JP11520584 A JP 11520584A JP H0358441 B2 JPH0358441 B2 JP H0358441B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- signal
- light emitting
- output
- emitting element
- 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.)
- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 利用分野
この発明は、物体の位置を光学的に検出する光
学的位置検出装置に関する。
学的位置検出装置に関する。
(ロ) 先行技術
従来、光学的位置検出装置は、例えば第１図の
ように構成されている。即ち、発光素子ａを縦お
よび横方向に複数個配列し、この各発光素子ａと
対をなす受光素子ｂを所定距離離間して同一平面
S0上に複数個配列している。そして、このうち一
対の光源と受光素子、例えばa2とb2を順次動作状
態に指定し、光源a2からの出光が受光素子b2にお
いて受光されるか否かによつてその物体の平面位
置を検知している。
ように構成されている。即ち、発光素子ａを縦お
よび横方向に複数個配列し、この各発光素子ａと
対をなす受光素子ｂを所定距離離間して同一平面
S0上に複数個配列している。そして、このうち一
対の光源と受光素子、例えばa2とb2を順次動作状
態に指定し、光源a2からの出光が受光素子b2にお
いて受光されるか否かによつてその物体の平面位
置を検知している。
(ハ) 問題点
第１図において、平面上の物体の位置を精度良
く検出するためには、発光素子および受光素子共
に素子を小さくして素子数を増加する必要があ
り、価格が高価になる点があつた。また、物体の
位置検出は荒い分解能で十分な場合においても、
物体の位置によつては光路が遮蔽されないため全
く位置を検知し得ない領域、即ち、不感応領域を
無くす為、素子数を一定数以下に減らすことがで
きなかつた。
く検出するためには、発光素子および受光素子共
に素子を小さくして素子数を増加する必要があ
り、価格が高価になる点があつた。また、物体の
位置検出は荒い分解能で十分な場合においても、
物体の位置によつては光路が遮蔽されないため全
く位置を検知し得ない領域、即ち、不感応領域を
無くす為、素子数を一定数以下に減らすことがで
きなかつた。
(ニ) 目的
この発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、その目的とするところは、発光素子の数を減
少し、しかも構成が簡単で精度の高い光学的位置
検出装置を提供することである。
で、その目的とするところは、発光素子の数を減
少し、しかも構成が簡単で精度の高い光学的位置
検出装置を提供することである。
(ホ) 実施例
以下、この発明の実施例につき第２図ないし第
５図に基づいて説明する。第２図において、一端
の座標を（０，０）とし、他端の座標（Ｏ，Ｙ）
とするL1辺（図中縦方向）にはその座標を（０，
１）……（０，Ｙ）とする発光素子が等間隔に配
列され、さらにその座標を（０，０）とする発光
素子a1が配置されている。また、一端の座標を
（０，Ｙ）とし、他端の座標を（Ｘ，Ｙ）とする
L2辺（図中横方向）にはその座標を（１，Ｙ）
……（Ｘ，Ｙ）とする受光素子が等間隔に配置さ
れている。また、一端の座標を（Ｘ，Ｙ）とし、
他端の座標を（Ｘ，０）とするL3辺（図中縦方
向）にはその座標を（Ｘ，１）……（Ｘ，Ｙ）と
する受光素子が配列され、さらにその座標を
（Ｘ，０）とする発光素子a2が配置されている。
前記L1，L2およびL3辺によつて物体の位置を検
出する検出面S1が形成されている。
５図に基づいて説明する。第２図において、一端
の座標を（０，０）とし、他端の座標（Ｏ，Ｙ）
とするL1辺（図中縦方向）にはその座標を（０，
１）……（０，Ｙ）とする発光素子が等間隔に配
列され、さらにその座標を（０，０）とする発光
素子a1が配置されている。また、一端の座標を
（０，Ｙ）とし、他端の座標を（Ｘ，Ｙ）とする
L2辺（図中横方向）にはその座標を（１，Ｙ）
……（Ｘ，Ｙ）とする受光素子が等間隔に配置さ
れている。また、一端の座標を（Ｘ，Ｙ）とし、
他端の座標を（Ｘ，０）とするL3辺（図中縦方
向）にはその座標を（Ｘ，１）……（Ｘ，Ｙ）と
する受光素子が配列され、さらにその座標を
（Ｘ，０）とする発光素子a2が配置されている。
前記L1，L2およびL3辺によつて物体の位置を検
出する検出面S1が形成されている。
前記発光素子a1からの出光はL2辺およびL3辺
上の各受光素子によつて受光される。また、発光
素子a2からの出光はL1およびL2辺上の各受光素
子によつて受光される。
上の各受光素子によつて受光される。また、発光
素子a2からの出光はL1およびL2辺上の各受光素
子によつて受光される。
第３図は第２図の検出部を有する光学的位置検
出装置の要部回路構成部を示し、同図において符
号１は発振回路を示し、この発振回路１は予想し
得る外乱光の周波数よりも複数倍の高周波数の矩
形の発振信号を出力するもので、この発振信号は
インバータ２を介してシフトレジスタ３にシフト
クロツクとして入力すると共に、直接、８ビツト
のカウンタ４へ計数信号としても入力される。カ
ウンタ４は、発振回路１から入力する発振信号を
下位４桁において1/2、1/4、1/8、1/16に分周し
た分周信号を出力すると共に、上位４桁X0，X1，
X2，X3の各ビツト出力はラインl0，l1，l2，l3に
出力される。前記1/4、1/8、1/16分周信号は夫々
対応するインバータを経てナンドゲート５に入力
され、このナンドゲート５の出力は前記シフトレ
ジスタ３に動作時間信号を与える。即ち、1/4、
１／８、1/16信号の少なくともひとつが出力されて
いるとシフトレジスタ３に動作時間信号が与えら
れ、その時間中、シフトレジスタ３は動作可能と
なる。前記1/4、1/8、1/16信号はナンドゲート６
にも入力され、このナンドゲート６の出力はアド
レス読込のタイミング信号として出力される。
出装置の要部回路構成部を示し、同図において符
号１は発振回路を示し、この発振回路１は予想し
得る外乱光の周波数よりも複数倍の高周波数の矩
形の発振信号を出力するもので、この発振信号は
インバータ２を介してシフトレジスタ３にシフト
クロツクとして入力すると共に、直接、８ビツト
のカウンタ４へ計数信号としても入力される。カ
ウンタ４は、発振回路１から入力する発振信号を
下位４桁において1/2、1/4、1/8、1/16に分周し
た分周信号を出力すると共に、上位４桁X0，X1，
X2，X3の各ビツト出力はラインl0，l1，l2，l3に
出力される。前記1/4、1/8、1/16分周信号は夫々
対応するインバータを経てナンドゲート５に入力
され、このナンドゲート５の出力は前記シフトレ
ジスタ３に動作時間信号を与える。即ち、1/4、
１／８、1/16信号の少なくともひとつが出力されて
いるとシフトレジスタ３に動作時間信号が与えら
れ、その時間中、シフトレジスタ３は動作可能と
なる。前記1/4、1/8、1/16信号はナンドゲート６
にも入力され、このナンドゲート６の出力はアド
レス読込のタイミング信号として出力される。
シフトレジスタ３は、前記動作時間信号が入力
されている間だけ、前記入力されるシフトクロツ
クの立上がりで入力端に印加された光信号を１桁
目A0に記憶すると共に各桁の記憶内容を一段上
位の桁へとシフトする。シフトレジスタ３の下位
４桁A0〜A3のビツト出力は比較回路７に夫々並
列に入力される。一方、比較回路７の桁B0〜B3
には夫々対応してハイ、ロウ、ハイ、ロウの各レ
ベルに設定されており、この桁B0〜B3の記憶内
容と入力した桁A0〜A3からのビツト出力とを
夫々対応して比較し、各桁の内容がすべて一致す
ると一致信号をフリツプフロツプ８へ出力する。
フリツプフロツプ８は前記一致信号の立上りでセ
ツトされ、このセツト出力は発光ダイオードの光
検出信号として出力される。また、フリツプフロ
ツプ８のCLR端子には前記動作時間信号が与え
られており、この動作時間信号の立下がりでフリ
ツプフロツプ８はリセツトされる。
されている間だけ、前記入力されるシフトクロツ
クの立上がりで入力端に印加された光信号を１桁
目A0に記憶すると共に各桁の記憶内容を一段上
位の桁へとシフトする。シフトレジスタ３の下位
４桁A0〜A3のビツト出力は比較回路７に夫々並
列に入力される。一方、比較回路７の桁B0〜B3
には夫々対応してハイ、ロウ、ハイ、ロウの各レ
ベルに設定されており、この桁B0〜B3の記憶内
容と入力した桁A0〜A3からのビツト出力とを
夫々対応して比較し、各桁の内容がすべて一致す
ると一致信号をフリツプフロツプ８へ出力する。
フリツプフロツプ８は前記一致信号の立上りでセ
ツトされ、このセツト出力は発光ダイオードの光
検出信号として出力される。また、フリツプフロ
ツプ８のCLR端子には前記動作時間信号が与え
られており、この動作時間信号の立下がりでフリ
ツプフロツプ８はリセツトされる。
前記カウンタ４の桁X0，X1，X2からの出力は
マルチプレクサ９に入力される。このマルチプレ
クサ９の８個の出力端子は夫々対応して前記検出
面S1に配列された受光素子に相当する８個のフオ
トトランジスタb1〜b8のコレクタに接続され、こ
れらのエミツタは共通に接続されてマルチプレク
サ１０の対応するひとつの出力端に接続されてい
る。マルチプレクサ９は桁X0，X1，X2からの入
力データに対応してフオトトランジスタb1〜b8の
うちのひとつを接地して動作可能状態に指定す
る。
マルチプレクサ９に入力される。このマルチプレ
クサ９の８個の出力端子は夫々対応して前記検出
面S1に配列された受光素子に相当する８個のフオ
トトランジスタb1〜b8のコレクタに接続され、こ
れらのエミツタは共通に接続されてマルチプレク
サ１０の対応するひとつの出力端に接続されてい
る。マルチプレクサ９は桁X0，X1，X2からの入
力データに対応してフオトトランジスタb1〜b8の
うちのひとつを接地して動作可能状態に指定す
る。
一方、カウンタ４の桁X3からの出力はカウン
タ１１に入力され、カウンタ１１の桁X4，X5か
らの出力は前記桁X3の出力と共にマルチプレク
サ１０に入力され、カウンタ１１の桁X6の出力
はマルチプレクサ１２の入力端Ａに入力される。
マルチプレクサ１２の２つの出力はトランジスタ
１３1，１３2の各ベースに接続されており、この
うちひとつのトランジスタのベースをロウレベル
にして動作可能状態へ指定し、Ａ入力端に信号が
入力される都度その指定を切り換える。トランジ
スタ１３1，１３2の各コレクタは夫々対応して前
記発光素子（この例では発光ダイオード）a1，a2
のアノードに接続され、このカソードは相互に接
続されて接地されている。
タ１１に入力され、カウンタ１１の桁X4，X5か
らの出力は前記桁X3の出力と共にマルチプレク
サ１０に入力され、カウンタ１１の桁X6の出力
はマルチプレクサ１２の入力端Ａに入力される。
マルチプレクサ１２の２つの出力はトランジスタ
１３1，１３2の各ベースに接続されており、この
うちひとつのトランジスタのベースをロウレベル
にして動作可能状態へ指定し、Ａ入力端に信号が
入力される都度その指定を切り換える。トランジ
スタ１３1，１３2の各コレクタは夫々対応して前
記発光素子（この例では発光ダイオード）a1，a2
のアノードに接続され、このカソードは相互に接
続されて接地されている。
マルチプレクサ１０の各出力は夫々対応して８
個からなる一組のフオトトランジスタの相互に接
続されたエミツタと接続されており、桁X3，X4，
X5からの入力データに対応した組の各フオトト
ランジスタのエミツタをラインｋに接続する。こ
のラインｋには抵抗を介して正の電圧が印加され
ており、接続された組のフオトトランジスタを動
作可能状態にする。ラインｋを介した信号はコン
デンサ１４、増幅器１５、フイルタ回路１６を
夫々介し、シフトレジスタ３のＡ端子に光信号と
して入力される。なお、マルチプレクサ９，１０
によつて順次指定される全フオトトランジスタは
前記検出面S1の全受光素子に相当するものであ
る。
個からなる一組のフオトトランジスタの相互に接
続されたエミツタと接続されており、桁X3，X4，
X5からの入力データに対応した組の各フオトト
ランジスタのエミツタをラインｋに接続する。こ
のラインｋには抵抗を介して正の電圧が印加され
ており、接続された組のフオトトランジスタを動
作可能状態にする。ラインｋを介した信号はコン
デンサ１４、増幅器１５、フイルタ回路１６を
夫々介し、シフトレジスタ３のＡ端子に光信号と
して入力される。なお、マルチプレクサ９，１０
によつて順次指定される全フオトトランジスタは
前記検出面S1の全受光素子に相当するものであ
る。
前記フリツプフロツプ８からの光検出信号、ナ
ンドゲート６からのアドレス読込のタイミング信
号、ラインl1〜l5を介して与えられるフオトトラ
ンジスタのアドレス信号およびラインl6を介して
与えられる発光素子の指定信号はCPU１７に与
えられる。CPU１７は入力される光検出信号、
アドレス信号等から検出面S1に置かれた物体の平
面位置を算出する動作を行う。
ンドゲート６からのアドレス読込のタイミング信
号、ラインl1〜l5を介して与えられるフオトトラ
ンジスタのアドレス信号およびラインl6を介して
与えられる発光素子の指定信号はCPU１７に与
えられる。CPU１７は入力される光検出信号、
アドレス信号等から検出面S1に置かれた物体の平
面位置を算出する動作を行う。
次に、前述のように構成された光学的位置検出
装置の動作について説明する。第２図において、
検出平面S1に置かれた物体１８の位置、即ち座標
を（ｘ，ｙ）とする。いま、物体１８が第２図に
示す位置に置かれたとする。このとき、発光素子
a1からの出光は辺L2，L3上のフオトトランジス
タに照射されるものの、物体１８の存在によりそ
の照射光が遮断されて辺L2上の座標（ｎ，Ｙ）
によつて示すフオトトランジスタboにのみ入光し
ない。同様に、発光素子a2からの出光は線L1，
L2上の全フオトトランジスタに対して照射され
るものの、物体１８の存在により線L1上の座標
（０，ｍ）によつて示すフオトトランジスタbnに
のみ入光しない。ところで、発光素子a1とフオト
トランジスタboを結ぶ直線の式は ｙ＝Ｙ／ｎ・ｘ −(1) によつて与えられる。また、発光素子a2とフオト
トランジスタbnを結ぶ直線の式は ｙ＝ｍ／Ｘ（Ｘ−ｘ） −(2) によつて与えられる。
装置の動作について説明する。第２図において、
検出平面S1に置かれた物体１８の位置、即ち座標
を（ｘ，ｙ）とする。いま、物体１８が第２図に
示す位置に置かれたとする。このとき、発光素子
a1からの出光は辺L2，L3上のフオトトランジス
タに照射されるものの、物体１８の存在によりそ
の照射光が遮断されて辺L2上の座標（ｎ，Ｙ）
によつて示すフオトトランジスタboにのみ入光し
ない。同様に、発光素子a2からの出光は線L1，
L2上の全フオトトランジスタに対して照射され
るものの、物体１８の存在により線L1上の座標
（０，ｍ）によつて示すフオトトランジスタbnに
のみ入光しない。ところで、発光素子a1とフオト
トランジスタboを結ぶ直線の式は ｙ＝Ｙ／ｎ・ｘ −(1) によつて与えられる。また、発光素子a2とフオト
トランジスタbnを結ぶ直線の式は ｙ＝ｍ／Ｘ（Ｘ−ｘ） −(2) によつて与えられる。
(1)、(2)式より物体１８の位置（ｘ，ｙ）は次式
(3)、(4) ｘ＝ｍ／Ｙ／ｎ＋ｍ／Ｘ −(3) ｙ＝Ｙ／ｎ（ｍ／Ｙ／ｎ＋ｍ／Ｘ） −(4) によつて求められる。
(3)、(4) ｘ＝ｍ／Ｙ／ｎ＋ｍ／Ｘ −(3) ｙ＝Ｙ／ｎ（ｍ／Ｙ／ｎ＋ｍ／Ｘ） −(4) によつて求められる。
上述の位置を自動的に求めるため、以下の動作
が第３図の回路において実行される。いま、カウ
ンタ４，１１の各出力はロウレベルであるとし、
このときトランジスタ１３1のベースにロウレベ
ル信号が出力され、この結果、発光素子a1は動作
可能状態に印加されている。また、マルチプレク
サ１０は第１番目の組の８つの各フオトトランジ
スタb1〜b8を選択し、その各エミツタをラインｋ
に接続している。さらに、桁X0，X1，X2からの
（ロウ、ロウ、ロウ）のデータ入力によりマルチ
プレクサ９はフオトトランジスタb1、即ち検出平
面S1の座標（０，１）のフオトトランジスタのコ
レクタを接地して動作可能状態に指定する。この
指定状態において、カウンタ４は発振回路１から
１発目〜16発目の発振信号を計数する間、発光素
子a1とフオトトランジスタb1によつて以下の動作
が行なわれる。発振回路１から２発目の発振信号
が出力されると、その立下がりでカウンタ４から
ロウレベルの1/2分周信号、ハイレベルの1/4分周
信号が出力され、この結果、発光素子a1は点燈し
てシフトレジスタ３にナンドゲート５を介して動
作時間信号が印加され、シフトレジスタ３は動作
可能状態に設定される。発光素子a1から発光され
る赤外線はフオトトランジスタb1によつて受光さ
れ、マルチプレクサ１０、増幅器１５、フイルタ
回路１６を夫々介してわずかに遅延されて光信号
としてシフトレジスタ３に入力される。前記２発
目の発振信号出力と同時にインバータ２を介して
入力されるシフトクロツクのタイミングでシフト
レジスタ３はその入力端に印加されているロウレ
ベル信号（このとき前記光信号はまだ印加されて
ない）を桁A0に記憶する。次に、３発目の発振
信号が計数されると、カウンタ４からハイレベル
の1/2分周信号、ハイレベルの1/4分周信号が出力
され、この結果、発光素子a1は消燈し、前記動作
時間信号は出力され続ける。これと同時に、シフ
トレジスタ３はその入力端に印加されている光信
号を取り込み、桁A0，A1の内容を夫々ハイ、ロ
ウレベルとする。５発目の発振信号がカウンタ４
によつて計数されると、シフトレジスタ３の桁
A0〜A3はハイ、ロウ、ハイ、ロウの各レベルが
記憶されることとなり、これら各信号は比較回路
２２の桁B0〜B3の設定値と比較されて一致信号
が出力され、この一致信号の立上りでフリツプフ
ロツプ８がセツトされて光検出信号が出力され
る。次に、６発目の発振信号がカウンタ４によつ
て計数されると同時に、シフトレジスタ３の桁
A0〜A3はロウ、ハイ、ロウ、ハイの各レベルに
シフトされ、この結果、比較回路７の内容は不一
致となり前記一致信号の出力は停止するものの、
フリツプフロツプ８はセツトされ続けるから光検
出信号は出力され続ける。同様に、７，９，11，
13，15発目の発振信号の立下り時に前記一致信号
が出力され、８，12，14，16発目の発振信号の立
下り時に一致信号の出力は停止する。カウンタ４
は14発目の発振信号を計数すると、ナンド回路６
の出力がハイレベルからロウレベルに切り変わ
る。このロウレベルの切り替わり時はフリツプフ
ロツプ８から出力される光検出信号のアドレス読
込タイミング信号として出力される。
が第３図の回路において実行される。いま、カウ
ンタ４，１１の各出力はロウレベルであるとし、
このときトランジスタ１３1のベースにロウレベ
ル信号が出力され、この結果、発光素子a1は動作
可能状態に印加されている。また、マルチプレク
サ１０は第１番目の組の８つの各フオトトランジ
スタb1〜b8を選択し、その各エミツタをラインｋ
に接続している。さらに、桁X0，X1，X2からの
（ロウ、ロウ、ロウ）のデータ入力によりマルチ
プレクサ９はフオトトランジスタb1、即ち検出平
面S1の座標（０，１）のフオトトランジスタのコ
レクタを接地して動作可能状態に指定する。この
指定状態において、カウンタ４は発振回路１から
１発目〜16発目の発振信号を計数する間、発光素
子a1とフオトトランジスタb1によつて以下の動作
が行なわれる。発振回路１から２発目の発振信号
が出力されると、その立下がりでカウンタ４から
ロウレベルの1/2分周信号、ハイレベルの1/4分周
信号が出力され、この結果、発光素子a1は点燈し
てシフトレジスタ３にナンドゲート５を介して動
作時間信号が印加され、シフトレジスタ３は動作
可能状態に設定される。発光素子a1から発光され
る赤外線はフオトトランジスタb1によつて受光さ
れ、マルチプレクサ１０、増幅器１５、フイルタ
回路１６を夫々介してわずかに遅延されて光信号
としてシフトレジスタ３に入力される。前記２発
目の発振信号出力と同時にインバータ２を介して
入力されるシフトクロツクのタイミングでシフト
レジスタ３はその入力端に印加されているロウレ
ベル信号（このとき前記光信号はまだ印加されて
ない）を桁A0に記憶する。次に、３発目の発振
信号が計数されると、カウンタ４からハイレベル
の1/2分周信号、ハイレベルの1/4分周信号が出力
され、この結果、発光素子a1は消燈し、前記動作
時間信号は出力され続ける。これと同時に、シフ
トレジスタ３はその入力端に印加されている光信
号を取り込み、桁A0，A1の内容を夫々ハイ、ロ
ウレベルとする。５発目の発振信号がカウンタ４
によつて計数されると、シフトレジスタ３の桁
A0〜A3はハイ、ロウ、ハイ、ロウの各レベルが
記憶されることとなり、これら各信号は比較回路
２２の桁B0〜B3の設定値と比較されて一致信号
が出力され、この一致信号の立上りでフリツプフ
ロツプ８がセツトされて光検出信号が出力され
る。次に、６発目の発振信号がカウンタ４によつ
て計数されると同時に、シフトレジスタ３の桁
A0〜A3はロウ、ハイ、ロウ、ハイの各レベルに
シフトされ、この結果、比較回路７の内容は不一
致となり前記一致信号の出力は停止するものの、
フリツプフロツプ８はセツトされ続けるから光検
出信号は出力され続ける。同様に、７，９，11，
13，15発目の発振信号の立下り時に前記一致信号
が出力され、８，12，14，16発目の発振信号の立
下り時に一致信号の出力は停止する。カウンタ４
は14発目の発振信号を計数すると、ナンド回路６
の出力がハイレベルからロウレベルに切り変わ
る。このロウレベルの切り替わり時はフリツプフ
ロツプ８から出力される光検出信号のアドレス読
込タイミング信号として出力される。
発光素子a1とフオトトランジスタb1との間の光
路に物体が挿入されている場合には、カウンタ４
からの1/2分周信号がロウレベルとなり発光素子
a1が点燈してもフオトトランジスタb1には赤外線
は検出されない。したがつてシフトレジスタ３に
動作時間信号が入力されている期間中にも光信号
は入力されないから、比較回路７からは一致信号
は出力されず、したがつて光検出信号も出力され
ない。
路に物体が挿入されている場合には、カウンタ４
からの1/2分周信号がロウレベルとなり発光素子
a1が点燈してもフオトトランジスタb1には赤外線
は検出されない。したがつてシフトレジスタ３に
動作時間信号が入力されている期間中にも光信号
は入力されないから、比較回路７からは一致信号
は出力されず、したがつて光検出信号も出力され
ない。
発光素子a1とフオトトランジスタb1との間に物
体が遮蔽されて無い状態では前記動作時間信号出
力の間、シフトレジスタ３には発光素子a1の点滅
動作に伴なつて７発の光信号が順次印加すること
になる。このうち、たとえ２番目の光信号の波形
が歪み、この結果、シフトレジスタ３にはロウレ
ベルとして取り込まれたとしても、前記５、７発
目の発振信号の立下がり時に前記一致信号の出力
は停止するものの、９，11，13，15発目の発振信
号の立下り時には一致信号は出力されるから９発
目の発振信号立下り時に出力される一致信号によ
つて光検出信号は出力されることになり、可視外
光源からの到達光を精度良く確実に検出できる。
この場合はフオトトランジスタb1は発光素子a1の
光を検出しないため、光検出信号は出力されな
い。
体が遮蔽されて無い状態では前記動作時間信号出
力の間、シフトレジスタ３には発光素子a1の点滅
動作に伴なつて７発の光信号が順次印加すること
になる。このうち、たとえ２番目の光信号の波形
が歪み、この結果、シフトレジスタ３にはロウレ
ベルとして取り込まれたとしても、前記５、７発
目の発振信号の立下がり時に前記一致信号の出力
は停止するものの、９，11，13，15発目の発振信
号の立下り時には一致信号は出力されるから９発
目の発振信号立下り時に出力される一致信号によ
つて光検出信号は出力されることになり、可視外
光源からの到達光を精度良く確実に検出できる。
この場合はフオトトランジスタb1は発光素子a1の
光を検出しないため、光検出信号は出力されな
い。
カウンタ４が16発目の発振信号を計数すると、
前記動作時間信号、光検出信号の出力は停止する
と共に、ナンド回路６の出力はハイレベルに変わ
る。さらに、このときカウンタ４の桁X0からハ
イレベル信号が出力されるから、マルチプレクサ
９はフオトトランジスタb1に替わりフオトトラン
ジスタb2を動作可能状態にする。カウンタ４は２
回目の１発目から16発目の発振信号を計数する
間、発光素子a1は７回の点滅及びこれに基づく前
述の動作が繰り返えされる。同様な動作が８回繰
り返えされ、発光素子a1とフオトトランジスタb1
〜b8の対の検出動作が終了すると、カウンタ４の
桁X3からハイレベル信号が出力される。この結
果、マルチプレクサ１０は次の組の８つのフオト
トランジスタのエミツタとラインｋへ接続を切り
換える。そして、前述と全く同様に、指定された
組の中のフオトトランジスタが順次指定されて同
様の検出動作が行なわれる。なお、現在指定され
ているフオトトランジスタのアドレスデータは桁
X0〜X5から送出され、その光検出信号と共に
CPU１７に与えられる。CPU１７には桁X6から
の信号も入力され、この信号によつて現在指定さ
れている発光素子がa1か、a2かを判断する。そし
て、CPU１７は発光素子a1が指定されていると
判断した場合にはL2，L3辺上のフオトトランジ
スタのみ光検出の対象とし、発光素子a2が指定さ
れていると判断した場合にはL1，L2辺上のフオ
トトランジスタのみ光検出の対象とする。
前記動作時間信号、光検出信号の出力は停止する
と共に、ナンド回路６の出力はハイレベルに変わ
る。さらに、このときカウンタ４の桁X0からハ
イレベル信号が出力されるから、マルチプレクサ
９はフオトトランジスタb1に替わりフオトトラン
ジスタb2を動作可能状態にする。カウンタ４は２
回目の１発目から16発目の発振信号を計数する
間、発光素子a1は７回の点滅及びこれに基づく前
述の動作が繰り返えされる。同様な動作が８回繰
り返えされ、発光素子a1とフオトトランジスタb1
〜b8の対の検出動作が終了すると、カウンタ４の
桁X3からハイレベル信号が出力される。この結
果、マルチプレクサ１０は次の組の８つのフオト
トランジスタのエミツタとラインｋへ接続を切り
換える。そして、前述と全く同様に、指定された
組の中のフオトトランジスタが順次指定されて同
様の検出動作が行なわれる。なお、現在指定され
ているフオトトランジスタのアドレスデータは桁
X0〜X5から送出され、その光検出信号と共に
CPU１７に与えられる。CPU１７には桁X6から
の信号も入力され、この信号によつて現在指定さ
れている発光素子がa1か、a2かを判断する。そし
て、CPU１７は発光素子a1が指定されていると
判断した場合にはL2，L3辺上のフオトトランジ
スタのみ光検出の対象とし、発光素子a2が指定さ
れていると判断した場合にはL1，L2辺上のフオ
トトランジスタのみ光検出の対象とする。
しかして、上述の如く検出面S1上の全フオトト
ランジスタが指定され、発光素子a1からの受光の
有無が検査される結果、CPU１７は座標（ｎ，
Ｙ）のフオトトランジスタboのみ光を受光して無
いと検知する。全フオトトランジスタが指定され
ると、カウンタ１１の桁X6がハイレベルとなり、
マルチプレクサ１２は発光素子a2を動作可能状態
に指定する。そして、前述と全く同様にすべての
フオトトランジスタが順次指定され、発光素子a2
からの受光の有無の検査が行なわれる。この結
果、CPU１７において座標（０，ｍ）のフオト
トランジスタbnのみ光を受光して無いと検知す
る。CPU１７は検知した座標値ｎ、ｍとあらか
じめ記憶された値Ｘ、Ｙとから前記(3)、(4)式に従
つて物体１８の平面S1上の座標を算出し、物体の
位置として記憶する。
ランジスタが指定され、発光素子a1からの受光の
有無が検査される結果、CPU１７は座標（ｎ，
Ｙ）のフオトトランジスタboのみ光を受光して無
いと検知する。全フオトトランジスタが指定され
ると、カウンタ１１の桁X6がハイレベルとなり、
マルチプレクサ１２は発光素子a2を動作可能状態
に指定する。そして、前述と全く同様にすべての
フオトトランジスタが順次指定され、発光素子a2
からの受光の有無の検査が行なわれる。この結
果、CPU１７において座標（０，ｍ）のフオト
トランジスタbnのみ光を受光して無いと検知す
る。CPU１７は検知した座標値ｎ、ｍとあらか
じめ記憶された値Ｘ、Ｙとから前記(3)、(4)式に従
つて物体１８の平面S1上の座標を算出し、物体の
位置として記憶する。
なお、第３図において、物体１８の位置によつ
ては発光素子a1とL3上のフオトトランジスタの座
標（Ｘ，ｍ）、発光素子a2とL2上のフオトトラン
ジスタの座標（ｎ，Ｙ）との関係が成立し、この
場合物体の座標（ｘ，ｙ）との間には ｙ＝ｍ／Ｘｘ ……(5) ｙ＝Ｙ／Ｘ−ｎ（Ｘ−ｘ） ……(6) が夫々成立する。又、(1)式と(6)式が成立する場合
も存在する。各場合において、CPU１７は適正
な式の組み合わせを選択し、選択された式に従つ
て物体の正確な位置を算出する。
ては発光素子a1とL3上のフオトトランジスタの座
標（Ｘ，ｍ）、発光素子a2とL2上のフオトトラン
ジスタの座標（ｎ，Ｙ）との関係が成立し、この
場合物体の座標（ｘ，ｙ）との間には ｙ＝ｍ／Ｘｘ ……(5) ｙ＝Ｙ／Ｘ−ｎ（Ｘ−ｘ） ……(6) が夫々成立する。又、(1)式と(6)式が成立する場合
も存在する。各場合において、CPU１７は適正
な式の組み合わせを選択し、選択された式に従つ
て物体の正確な位置を算出する。
第４図はこの発明の第２実施例を示し、この場
合は長方形の検出面、を形成する辺M1，M2，
M3，M4に夫々受光素子が等間隔離間して配列さ
れている。また、検出面の四つの隅には発光素子
a1，a2，a3，a4が夫々配置されている。この場
合、発光素子a1は辺M3，M4上の、発光素子a2は
辺M1，M4上の、発光素子a3は辺M1，M2上の、
発光素子a4は辺M2，M3上の夫々の各受光素子に
対して出光される。しかして、検出面を第４図に
示すように対角線で区切られる４つの領域F1，
F2，F3，F4に分けた場合、領域F1は発光素子a2，
a3と辺M1の各受光素子、領域F2は発光素子a3，
a4と辺M2の各受光素子、領域F3は発光素子a1，
a4と辺M3の各受光素子、領域F4は発光素子a1，
a2と辺M4の各受光素子の組み合わせによつて各
領域内の物体の位置を検出することができる。こ
の場合、４つの領域ごとに物体の位置を検出する
ための最適の２つの発光素子が特定されるため、
第２図の場合と比較して一層精度を上げることが
できる。特に、受光素子をイメージセンサによつ
て構成すると、さらに精度を高めることができ
る。なお、物体の位置を検出するための回路構成
及び各発光素子a1〜a4の座標と所定の受光素子と
から物体の位置を検出するための方法は前記実施
例の場合とほぼ同様であるから説明を省略する。
合は長方形の検出面、を形成する辺M1，M2，
M3，M4に夫々受光素子が等間隔離間して配列さ
れている。また、検出面の四つの隅には発光素子
a1，a2，a3，a4が夫々配置されている。この場
合、発光素子a1は辺M3，M4上の、発光素子a2は
辺M1，M4上の、発光素子a3は辺M1，M2上の、
発光素子a4は辺M2，M3上の夫々の各受光素子に
対して出光される。しかして、検出面を第４図に
示すように対角線で区切られる４つの領域F1，
F2，F3，F4に分けた場合、領域F1は発光素子a2，
a3と辺M1の各受光素子、領域F2は発光素子a3，
a4と辺M2の各受光素子、領域F3は発光素子a1，
a4と辺M3の各受光素子、領域F4は発光素子a1，
a2と辺M4の各受光素子の組み合わせによつて各
領域内の物体の位置を検出することができる。こ
の場合、４つの領域ごとに物体の位置を検出する
ための最適の２つの発光素子が特定されるため、
第２図の場合と比較して一層精度を上げることが
できる。特に、受光素子をイメージセンサによつ
て構成すると、さらに精度を高めることができ
る。なお、物体の位置を検出するための回路構成
及び各発光素子a1〜a4の座標と所定の受光素子と
から物体の位置を検出するための方法は前記実施
例の場合とほぼ同様であるから説明を省略する。
第５図はこの発明の第３実施例を示し、簡便な
位置検出装置を実現するものである。この場合、
第４図の装置において、辺M1，M4上の受光素子
の配列を取り除き、前記発光素子a1，a2，a3，a4
と辺M2，M3上の受光素子との組み合せによつて
検出面S2上の物体の位置の検出を行う。即ち、第
５図において、発光素子a1，a2，a3，a4の座標を
夫々対応して（０，０）、（０，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ）、
（Ｘ，０）とし、物体１９の位置を（ｘ，ｙ）と
する。このとき、発光素子a1，a2の光が到達しな
い辺M4上の受光素子を夫々（Ｘ，m′）、（Ｘ，n′）
とすると、 ｙ＝m′／Ｘｘ −(7) ｙ＝−Ｙ−n′／Ｘｘ＋Ｙ −(8) が成立するから ｘ＝Ｘ−Ｙ／m′−n′＋Ｙ −(9) ｙ＝m′Y／m′−n′＋Ｙ −(10) が得られる。この場合も第１実施例とほぼ同様の
回路構成によつて物体（ｘ，ｙ）の位置を自動的
に求めることができる。この詳細は省略する。
位置検出装置を実現するものである。この場合、
第４図の装置において、辺M1，M4上の受光素子
の配列を取り除き、前記発光素子a1，a2，a3，a4
と辺M2，M3上の受光素子との組み合せによつて
検出面S2上の物体の位置の検出を行う。即ち、第
５図において、発光素子a1，a2，a3，a4の座標を
夫々対応して（０，０）、（０，Ｙ）、（Ｘ，Ｙ）、
（Ｘ，０）とし、物体１９の位置を（ｘ，ｙ）と
する。このとき、発光素子a1，a2の光が到達しな
い辺M4上の受光素子を夫々（Ｘ，m′）、（Ｘ，n′）
とすると、 ｙ＝m′／Ｘｘ −(7) ｙ＝−Ｙ−n′／Ｘｘ＋Ｙ −(8) が成立するから ｘ＝Ｘ−Ｙ／m′−n′＋Ｙ −(9) ｙ＝m′Y／m′−n′＋Ｙ −(10) が得られる。この場合も第１実施例とほぼ同様の
回路構成によつて物体（ｘ，ｙ）の位置を自動的
に求めることができる。この詳細は省略する。
なお、前記実施例においては、検出面を構成す
る全受光素子を走査する構成としたが、指定され
た発光素子と対応する受光素子のみ、例えば第２
図において発光素子a1が指定された場合は辺L2と
L3の受光素子のみを走査する構成としても良い。
る全受光素子を走査する構成としたが、指定され
た発光素子と対応する受光素子のみ、例えば第２
図において発光素子a1が指定された場合は辺L2と
L3の受光素子のみを走査する構成としても良い。
(ホ) 効果
以上説明したようにこの発明によれば、第１の
光源からの出光を受光して無い第２の受光素子群
の受光素子および第２の光源からの出光を受光し
て無い第１の受光素子群の受光を検知し、検知さ
れた受光素子と前記第１、第２の光源の平面位置
の座標に基づいて物体の平面位置の座標を算出す
るように構成したから、発光素子の数を著るしく
減少することができ、安価に製造することができ
る。また、平面上の物体の位置のわずかな変化で
もそれを検知する受光素子側には大きな光路変化
として表われるから受光素子側では確実に検知で
きこのため検出精度の向上を図ることができる。
さらにまた、不感応領域が少なくなるから、受光
素子数を減少させることもできる。
光源からの出光を受光して無い第２の受光素子群
の受光素子および第２の光源からの出光を受光し
て無い第１の受光素子群の受光を検知し、検知さ
れた受光素子と前記第１、第２の光源の平面位置
の座標に基づいて物体の平面位置の座標を算出す
るように構成したから、発光素子の数を著るしく
減少することができ、安価に製造することができ
る。また、平面上の物体の位置のわずかな変化で
もそれを検知する受光素子側には大きな光路変化
として表われるから受光素子側では確実に検知で
きこのため検出精度の向上を図ることができる。
さらにまた、不感応領域が少なくなるから、受光
素子数を減少させることもできる。
第１図は従来の光学的検出装置に使用される位
置検出面の平面図、第２図はこの発明の位置検出
面の第１実施例を示す平面図、第３図は第２図に
使用される回路構成図、第４図はこの発明の位置
検出面の第２実施例を示す平面図、第５図はこの
発明の位置検出面の第３実施例を示す平面図であ
る。 １……発振回路、３……シフトレジスタ、４，
１１……カウンタ、７……比較回路、８……フリ
ツプフロツプ、９，１０，１２……マルチプレク
サ、１８，１９……物体、a1，a2，a3，a4……発
光素子、b1〜b8，bn，bo……フオトトランジスタ
（受光素子）。
置検出面の平面図、第２図はこの発明の位置検出
面の第１実施例を示す平面図、第３図は第２図に
使用される回路構成図、第４図はこの発明の位置
検出面の第２実施例を示す平面図、第５図はこの
発明の位置検出面の第３実施例を示す平面図であ
る。 １……発振回路、３……シフトレジスタ、４，
１１……カウンタ、７……比較回路、８……フリ
ツプフロツプ、９，１０，１２……マルチプレク
サ、１８，１９……物体、a1，a2，a3，a4……発
光素子、b1〜b8，bn，bo……フオトトランジスタ
（受光素子）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 物体の位置を検出する平面の少なくともひと
つの対抗する第１及び第２の辺にそれぞれ配置さ
れた少なくともひとつの第１の光源および第２の
光源と、 前記第１の辺に配置され、前記第２の光源から
の出光を受光する第１の受光素子群と、 前記第２の辺に配置され、前記第１の光源から
の出光を受光する第２の受光素子群と、 前記第１および第２の光源と前記第１及び第２
の受光素子群の各受光素子はそれぞれ前記平面上
の座標が特定されており、 前記平面上の物体によつて光が遮蔽されること
により、前記第１の光源からの出光を受光して無
い前記第２の受光素子群の受光素子および前記第
２の光源からの出光を受光して無い前記第１の受
光素子群の受光素子を検知する検知手段と、 前記検知された受光素子と前記第１、第２の光
源の平面位置の座標に基づいて前記物体の平面位
置の座標を算出する演算回路と、を備えてなる光
学的位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59115205A JPS60257304A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | 光学的位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59115205A JPS60257304A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | 光学的位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257304A JPS60257304A (ja) | 1985-12-19 |
| JPH0358441B2 true JPH0358441B2 (ja) | 1991-09-05 |
Family
ID=14656957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59115205A Granted JPS60257304A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | 光学的位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60257304A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62147008U (ja) * | 1986-03-12 | 1987-09-17 | ||
| AU2002307121A1 (en) * | 2001-04-04 | 2002-10-21 | Elo Touchsystems, Inc. | A touch input system |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4519329Y1 (ja) * | 1968-04-06 | 1970-08-05 | ||
| JPS5386888U (ja) * | 1976-12-18 | 1978-07-17 | ||
| JPS55114635U (ja) * | 1979-02-05 | 1980-08-13 | ||
| JPS5936537B2 (ja) * | 1979-02-21 | 1984-09-04 | 増夫 中山 | 椅子、特に按摩椅子 |
-
1984
- 1984-06-05 JP JP59115205A patent/JPS60257304A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60257304A (ja) | 1985-12-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |