JP2004005538A

JP2004005538A - Optical detector

Info

Publication number: JP2004005538A
Application number: JP2003097139A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ise; 伊勢　有一; Ishiyoku Matsumoto; 松本　維織
Original assignee: Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP3752236B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive device for eliminating restriction on design and color arrangement, having high strength, freely selecting a detecting method, and coping with failure of elements. <P>SOLUTION: A filter part 23C is integrally and expansively formed on the light emitting element 6 and light receiving element 7 side in a peripheral edge part of a transparent plate 23 of an optical detector. This filter part 23C prevents intrusion of the unnecessary light from an external part to the respective elements 6 and 7, and an upper side surface is adhered to a protective cover 21 over a wide area. A coloring part of a color suited to an external appearance of the device is arranged inside the filter part 23C. Element pairs in one direction and the other direction are selectively driven by a selecting means, and a use frequency of the respective elements is restrained. An adjacent element is operated by an adjacent element operating means instead of a failure element, and resistance force to partial failure is strengthened to improve reliability. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、物体の有無または位置を光学的に検出する光学的検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光学的検出装置１は、図１５に示すように、表示部２と組み合わされ、コンピュータ等の入力装置として使用される。この光学的検出装置１は表示部２の表面を覆って設けられる。
【０００３】
表示部２の表示画面２Ａには、コンピュータ等から送信されるメニュー等の画面やアイコン等を表示する。オペレータは希望する命令を実行させるために、特定のアイコンを指で触れる等の手段により選択する。また、表示部２をなぞり、文字や図形等を入力する。
【０００４】
表示部２を指で触れる等の手段でアイコン等を選択するときに、その指等の有無及び位置を検出する手段が光学的検出装置１である。
【０００５】
この光学的検出装置１は主に、後述の発光素子６及び受光素子７等が搭載される基板３と、この基板３を覆って設けられ発光素子６及び受光素子７等を保護する保護カバー４と、保護カバー４の開口部４Ａに取り付けられ表示部２の表示画面２Ａを覆って保護する透明板５とから構成されている。保護カバー４の開口部４Ａは表示部２の表示画面２Ａとほぼ同じ大きさに設定されている。そして、この開口部４Ａが、アイコンを選択したり、文字や図形等を入力するときのタッチ領域となっている。
【０００６】
基板３には、その開口部３Ａを取り囲むように一群の発光素子６及び受光素子７が取り付けられている。各発光素子６は開口部３Ａの隣り合う２つの辺に亘って配設され、各受光素子７は各発光素子６に対向する位置である開口部３Ａの隣り合う２つの辺に亘って配設されている。これらの発光素子６及び受光素子７は互いに対向したもの同士でそれぞれ対をなしている。各発光素子６及び受光素子７によって、図１６に示すようにタッチ領域でＸＹ軸方向にマトリックス状の光を通すようになっている。各発光素子６及び受光素子７間に通される各光で構成されるＸＹ座標が、コンピュータの座標系に整合するように設定されている。各発光素子６及び受光素子７はこれらを制御する制御部８（図１９参照）に接続されている。なお、図１６中のＡは指等の障害物であり、この障害物ＡによってＸ軸及びＹ軸方向の光が遮られた状態を示す。
【０００７】
発光素子６及び受光素子７が取り付けられる部分の具体的な構成は、図１７に示すように、保護カバー４の内側（下側）に基板３が位置し、この保護カバー４に透明板５が取り付けられている。この透明板５は基板３と同一高さに配設され、基板３に取り付けられた発光素子６及び受光素子７による光を透明板５の外側面（上側面）に通すようになっている。この透明板５は保護カバー４に、傾斜窓部材１０を介して取り付けられている。傾斜窓部材１０と透明板５との間及び傾斜窓部材１０と保護カバー４との間は接着剤等で接着されている。この傾斜窓部材１０は、可視光線を通さず発光素子６からの光を通すフィルタ材で構成されている。このフィルタ材は黒色を有している。
【０００８】
また、図１８に示すように、傾斜窓部材１１が保護カバーを兼用する構成のものもある。傾斜窓部材１１と透明板５との間は接着剤等で接着されている。この場合は、必要に応じて別部材の保護カバー１２が設けられる。
【０００９】
各発光素子６及び受光素子７を制御する制御部８は、図１９に示すように構成されている。各発光素子６及び受光素子７はそれぞれまとまって、発光素子アレー６Ａ及び受光素子アレー７Ａを構成している。図中の１５は発光素子駆動回路、１６はマルチプレクサ、１７はマイクロプロセッサ、１８は増幅器、１９は比較器である。
【００１０】
発光素子駆動回路１５は発光素子アレー６Ａの各発光素子６を駆動して一方から順に発光させ、タッチ領域においてＸ軸方向及びＹ軸方向に光を走査させる。マルチプレクサ１６は受光素子アレー７Ａの各受光素子７を制御し、発光素子６からの光の走査に応じて受光素子７を順に作動させる。
【００１１】
各受光素子７で得た受光信号は、マルチプレクサ１６を介して増幅器１８で増幅され、比較器１９で特定基準レベルと比較される。そして、遮光の有無によって変る比較器１９からの出力信号が検出信号としてマイクロプロセッサ１７に入力する。
【００１２】
マイクロプロセッサ１７は、発光素子駆動回路１５及びマルチプレクサ１６を制御して、各素子６，７をＸ座標からＹ座標に亘って一通り走査させる。これにより、１走査毎に物体による遮光の有無を検出する。遮光があった場合は、物体による遮光（タッチオン）を示す走査識別情報と、その遮光位置を示す座標データとからなる遮光情報をコンピュータ等に送信する。
【００１３】
また、マイクロプロセッサ１７では、走査中に異常を検出したとき、例えば一定時間以上遮光があるときや光量が異常に低下したときは、この素子対の故障か否かを判定する。この判定は次のようにして行なう。対象となる素子対方向に配設された発光素子６を発光させ、相対向する受光素子７の出力の有無をみる。出力が無いときは、発光素子６の電圧を測定し、故障か否かを判断する。故障でなければ受光素子７の不良、故障していれば発光素子６の不良として、この素子対は不良素子とみなして検出処理から除外される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述の光学的検出装置では、傾斜窓部材１０として黒色のフィルタ材が用いられるので、外観デザイン上及び配色上の制約が大きくなる。
【００１５】
また、保護カバー４、透明板５及び傾斜窓部材１０を互いに接着する構成であるため、組み立て工程が複雑になり、コスト高になってしまう。さらに、強度も弱く、信頼性に欠ける。
【００１６】
また、これを補うために傾斜窓部材１１の外側を保護カバー１２で覆って補強することも考えられるが、この場合、保護カバー１２の分だけ厚みが増して嵩ばる。配色上の制約は依然として残る。傾斜窓部材１１の接続部分の強度は依然として劣る。さらに、保護カバー１２を設けると、部品点数が増加すると共に組立工程も複雑化し、コスト高の原因となる。
【００１７】
一方、前記従来の光学的検出装置１では、発光素子６及び受光素子７の素子対の走査方法にはおおまかに２種類あった。
【００１８】
１つは、１回の走査処理でＸ軸とＹ軸の両方を走査し、各走査処理毎に物体の有無及び座標の検出を行なうものである。もう１つは、１回の走査処理でＸ軸かＹ軸の片方のみを走査し、その軸方向で遮光があったときだけ、もう一方の軸方向も走査し、物体の有無及び座標の検出を行なうものである。後者は消費電力の低減、各素子６，７の寿命の延長、耐用年数の長期化（あるいは応答時間の短縮）を図っている。ところが、これらの走査処理は各装置に固定されたもので、必要に応じて切替えることはできなかった。
【００１９】
また、物体が遮光する位置と同一箇所の素子対の各素子６，７が故障すると、その位置での物体の検出が不可能であった。
【００２０】
さらに、光学的検出装置１を接続するコンピュータ等において、故障箇所の位置座標をプログラムに組み込んだソフトウェアを用いていると、故障発生によってコンピュータ等が使用できなくなってしまう。
【００２１】
また、図２０のように対となるべき素子６，７の片方が構造的にどうしても配設できない部分が生じる場合がある。この場合、その配設できない部分での検出が不可能となり、不感地帯となってしまう。
【００２２】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、デザインや配色上の制約が少なく、低コストかつ高強度で、検出方法を自由に選択できると共に素子の故障等にも対応できる薄型の光学的検出装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために第１の発明は、表示装置の表示部を取り囲むように形成され発光素子及び受光素子等を搭載する基板と、この基板を覆って設けられた保護カバーと、この保護カバーに取り付けられ前記表示部を覆う透明板とからなり、前記発光素子からの光を前記透明板の外側面に沿って前記受光素子まで通し、この光が遮光されることで透明板の表面に存する物体を光学的に検出する光学的検出装置において、前記透明板の周縁部に一体的にかつ前記発光素子及び受光素子側へ拡大して形成され、各素子への外部からの不要な光の侵入を防ぐと共に上側面が前記保護カバーに接着されるフィルタ部を備えたことを特徴とする。
【００２４】
第２の発明は、前記フィルタ部の内側に着色部を設けたことを特徴とする。
【００２５】
第３の発明は、前記着色部が、前記フィルタ部の内側面に直接着色して構成されたことを特徴とする。
【００２６】
第４の発明は、前記着色部が、前記フィルタ部の内側に配設された着色板材で構成されたことを特徴とする。
【００２７】
第５の発明は、前記フィルタ部のうち前記発光素子及び受光素子に対向する面に黒色フィルタを貼設したことを特徴とする。
【００２８】
第６の発明は、交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子を互いに対向させ所定距離離間して配置し、各素子間に通された光を遮断する物体の有無または位置の一方または両方を検出する光学的検出装置において、一方向の素子対と他方向の素子対とをともに駆動する第１駆動手段を備えた第１検出手段と、前記各方向のいずれか一方の素子対を駆動する第２駆動手段及び、遮光があったときのみ他方の素子対を駆動させる第３駆動手段を備えた第２検出手段と、前記第１または第２検出手段のいずれを選択するかの条件信号を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された条件信号に従って前記第１または第２検出手段のいずれかを選択する選択手段とを有することを特徴とする。
【００２９】
第７の発明は、交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子を互いに対向させ所定距離離間して配置し、各素子間に通された光を遮断する物体の有無または位置の一方または両方を検出する光学的検出装置において、前記発光素子または受光素子の故障情報を記憶する第１記憶手段と、前記発光素子または受光素子の不具備情報を記憶する第２記憶手段と、前記第１または第２記憶手段に記憶された故障または不具備の発光素子または受光素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させる隣接素子作動手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
【作用】
第１の発明では、発光素子及び受光素子側へ拡大して形成したフィルタ部を備えたので、外部からの不要な光はこのフィルタ部に侵入しても発光素子及び受光素子まで到達することはできず、誤動作を防止することができる。
【００３１】
また、透明板の周縁部に一体的に形成したフィルタ部の上側面が保護カバーの下側面に広い範囲で接着されるため、この保護カバーと透明板とが強固に接合される。
【００３２】
第２の発明では、フィルタ部の内側に、フィルタとしての機能を考慮する必要なしに、任意の色を施した着色部を設けることができるので、デザイン上及び配色上の制約をなくすことができる。
【００３３】
この場合、着色部としては、第３の発明のように前記フィルタ部の内側面に直接着色してもよく、また第４の発明のように前記フィルタ部の内側に着色板材を配設してもよい。
【００３４】
第５の発明では、前記フィルタ部のうち前記発光素子及び受光素子に対向する面に黒色フィルタを貼設したので、フィルタ部の機能だけでは除去できない程度の強い外部光がある場合に有効である。この黒色フィルタは、可視光線を通さず発光素子６からの光を通す従来のフィルタである。この黒色フィルタはフィルタ部のうち最も内側である発光素子及び受光素子に対向する面に設けられているので、外部から見えることはなく、外観デザインへ影響を及ぼすことはない。
【００３５】
第６の発明では、記憶手段に記憶された条件信号に従って選択手段で第１または第２検出手段のいずれかを選択する。第１検出手段を選択すると、第１駆動手段で一方向の素子対と他方向の素子対とをともに駆動し、物体の有無とその位置を検出する。第２検出手段を選択すると、まず第２駆動手段で遮光があるまでいずれか一方の素子対を駆動させる。そして、遮光があると、第３駆動手段で他方の素子対を駆動させて、両方向の素子対で物体の有無とその位置を検出する。
【００３６】
これにより、各素子の使用頻度を抑えて消費電力の低減、各素子６，７の寿命の延長、耐用年数の長期化を図ることができる。
【００３７】
第７の発明では、走査中に素子の故障が発生すると、その故障情報を第１記憶手段に記憶する。また、不具備情報は予め第２記憶手段に記憶しておく。走査する場合は、隣接素子作動手段で第１または第２記憶手段に記憶された情報に基づいて故障等の素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させる。
【００３８】
これにより、一部の故障等に対する抵抗力が強く、信頼性の高い装置とすることができる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明に係る光学的検出装置の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施例に係る光学的検出装置の全体構成は、前記従来の光学的検出装置とほぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
本実施例の光学的検出装置では、発光素子６及び受光素子７が取り付けられる部分の具体的な構成は図１に示すようになっている。保護カバー２１の内側（下側）に基板２２が位置し、この保護カバー２１に透明板２３が取り付けられている。透明板２３は基板２２と同一高さに配設され、基板２２に取り付けられた発光素子６及び受光素子７による光を透明板２３の外側面（上側面）に通すようになっている。以上の構成は前記従来の光学的検出装置とほぼ同様である。
【００４１】
そして透明板２３は、表示部２の表示画面２Ａを覆うカバー部２３Ａと、このカバー部２３Ａの周縁から斜め上方に立ち上げて一体成形された傾斜窓部２３Ｂと、この傾斜窓部２３Ｂの上端部から外周方向（図１中の左方向）に延ばして形成されたフィルタ部２３Ｃとから構成されている。このカバー部２３Ａ、傾斜窓部２３Ｂ及びフィルタ部２３Ｃは全部透明な材料（合成樹脂等）で成形されている。フィルタ部２３Ｃは、受発光素子６，７側端面から外側端面（傾斜窓部２３Ｂの外側面）までの距離を長くすることで、フィルタとして機能させ、外部からの不要な光の侵入（特に受光素子７への侵入）を防止している。傾斜窓部２３Ｂ及びフィルタ部２３Ｃの内側面２３Ｄ，２３Ｅは、光学的検出装置全体のデザインに合せた色に着色されている。この着色は、保護カバー２１と表示画面２Ａとの間であって、外側から内部が見える部分に施されている。これにより、外観デザインが向上すると共に外部から受発光素子６，７が見えないようになっている。この着色の手段としては、シルク印刷、塗装、インモールド等が用いられる。シルク印刷は、図２に示すように、印刷対象部分２５以外をマスキングし、布２６を製品にあて印刷する。塗装は、その対象部分以外をマスキングし吹付け塗装、その他の塗装法により行なう。インモールド法では、図３に示すように、金型２７に予め特定色のシート２８を入れ込み、透明な樹脂を成形する。
【００４２】
保護カバー２１と透明板２３とは、保護カバー２１の下側面と透明板２３のフィルタ部２３Ｃの上側面とが互いに接着されることで、広い面積で互いに接合されている。
【００４３】
光学的検出装置の回路構成は、前記従来技術の光学的検出装置とほぼ同様である。そして、本実施例のマイクロプロセッサ３１には、図４に示すように、制御回路３２の他にＲＯＭ３３、フラグ３４が備えられている。フラグ３４には、条件フラグ３４Ａ、規定回数３４Ｂ，規定時間３４Ｃ，規定回数カウンタ３４Ｄ，規定時間カウンタ３４Ｅが備えられている。条件フラグ３４Ａは各種の条件に対応した信号を設定するためのものである。この条件としては、ホストコンピュータ等から条件信号が出力されたときや、遮光のない状態が規定時間及び規定回数を超えたとき等がある。また、ホストコンピュータ等からの条件信号としては次のようなものがある。例えばＡＴＭにおいて、ホストコンピュータ等に接続されたセンサ等を用いてＡＴＭの前における人間の存在の有無を検出し、人間が存在しないときにＸ軸かＹ軸の片方のみを走査させる制御信号等である。
【００４４】
条件フラグ３４Ａは、このような条件に従って走査モード（例えば、Ｘ軸かＹ軸の片方のみを走査する省エネルギーモードや高速で走査する高速モード等）を判断するものである。
【００４５】
規定回数３４Ｂは検出回数の規定となる回数、規定時間３４Ｃは検出時間の規定となる時間、規定回数カウンタ３４Ｄは検出回数をカウントするＲＡＭ、規定時間カウンタ３４Ｅは検出時間を測定（カウント）するＲＡＭである。
【００４６】
ＲＯＭ３３には座標検出等に必要なプログラム及び図５及び図６に示す処理機能が格納され、これに基づいて制御回路３２で各部を制御する。マイクロプロセッサ３１には条件信号発生器（図示せず）が接続されている。この条件信号発生器は前記ホストコンピュータ等である。
【００４７】
図５（Ａ）のフローチャートで示す処理は次のようになっている。この処理は光学的検出装置が電源ＯＮされている間中、繰り返し行なわれる。具体的にはステップ１において、制御回路３２でＲＯＭ３３のプログラムに従い条件信号発生器を参照して条件信号の有無を判断する。条件信号がある場合は、ステップ２に移り、条件フラグ３４Ａをセットする。条件信号がない場合は、ステップ３に移り、条件フラグ３４Ａをクリアする。
【００４８】
ステップ４では規定回数カウンタ３４Ｄと規定回数３４Ｂとを比較し、カウンタ３４Ｄでのカウント数が規定回数３４Ｂを超えている場合はステップ５に移り、条件フラグをセットする。超えていない場合はステップ６に移る。
【００４９】
ステップ６では、規定時間カウンタ３４Ｅと規定時間３４Ｃとを比較し、カウンタ３４Ｅでのカウンタ数が規定時間３４Ｃを超えている場合はステップ７に移り、条件フラグ３４Ａをセットする。超えていない場合はステップ８に移る。
【００５０】
ステップ８では条件フラグ３４Ａがセットされているか否かを判断し、セットされていない場合はステップ９においてＸ軸とＹ軸との両方を走査して物体の有無及び位置を検出し、ステップ１０において座標データ等の遮光情報を送信してステップ１に戻る。
【００５１】
ステップ８において条件フラグ３４Ａがセットされている場合は、ステップ１１において、Ｘ軸またはＹ軸の一方を走査する。なおこの場合、Ｘ軸またはＹ軸のいずれを走査させるように設定してもよい。次いで、ステップ１２において遮光があるか否かを判断し、遮光がない場合は、ステップ１３において遅延時間を置いた後、ステップ１４において規定回数カウンタ３４Ｄをカウントアップする。次いで、ステップ１０において座標データ等の座標情報を送信してステップ１に戻る。
【００５２】
ステップ１２において遮光がある場合は、ステップ１５においてＸ軸またはＹ軸の他方を走査する。次いで、ステップ１６において条件フラグ３４Ａをクリアし、ステップ１７において規定回数カウンタ３４Ｄをクリアし、さらにステップ１８において規定時間カウンタ３４Ｅをクリアする。次いでステップ１０において座標データ等の遮光情報を送信してステップ１に戻る。そして、前記各処理を繰り返す。
【００５３】
一方、前記処理の途中において、図５（Ｂ）に示す割込み処理が行なわれる。割込み処理はタイマにより一定時間毎に行なわれる。
【００５４】
この割込み処理では、ステップ１９において遮光があるか否かを判断し、遮光がある場合は割込み処理を終了する。遮光がない場合にはステップ２０において規定時間カウンタ３４Ｅを作動させる。
【００５５】
なお、前記ステップ９によって、Ｘ軸及びＹ軸の両方向の素子対をともに駆動する第１駆動手段が構成されている。このステップ９によって構成された第１駆動手段によって第１検出手段が構成されている。
【００５６】
ステップ１１によって、Ｘ軸及びＹ軸のいずれか一方の素子対を駆動する第２駆動手段が構成されている。ステップ１２及びステップ１５で、遮光があったときのみ他方の素子対を駆動させる第３駆動手段が構成されている。そして、これらステップ１１、ステップ１２及びステップ１５で第２検出手段が構成されている。
【００５７】
また、ステップ８で、記憶手段に記憶された条件信号に従って前記第１または第２検出手段のいずれかを選択する選択手段が構成されている。
【００５８】
第１または第２検出手段のいずれを選択するかの条件信号を記憶する記憶手段は、条件フラグ３４Ａによって構成されている。
【００５９】
図６のフローチャートで示す処理は次のようになっている。この処理も光学的検出装置が電源ＯＮされている間中、繰り返し行なわれる。具体的には、ステップ２１において、各素子をチェックする。即ち、各素子が異常であるか否か、異常の場合には素子自体の故障か、または不具備、即ち構造上有効か否かが判断される。
【００６０】
異常と判断された場合、遮光部の発光素子６の発光量及び受光素子７の受光感度を調整する。これにより、受光素子７から受光信号が発生したときは、遮光部の各素子６，７は正常と判断する。この場合、次の走査から該当素子対の発光量または受光感度を前記調整値で走査するようにＲＡＭに記録される。
【００６１】
前記発光量及び受光感度の調整によって受光信号が発生しないときは、以下の態様のチェックを行なう。
【００６２】
（１）遮光部の発光素子６が異常であるか否かをチェックするために、遮光部の発光素子６を作動させたままで遮光部の受光素子７に隣接する正常な受光素子７を作動させてみる。この隣接受光素子７から受光信号が発生したときは遮光部の発光素子６は正常と判断する。隣接受光素子７から受光信号が発生しないときは遮光部の発光素子６は故障と判断する。
【００６３】
（２）遮光部の受光素子７が異常であるか否かをチェックするために、遮光部の受光素子７を作動させたままで遮光部の発光素子６に隣接する正常な発光素子６を発光させてみる。これにより、遮光部の受光素子７から受光信号が発生する場合はこの遮光部の受光素子７は正常と判断する。遮光部の受光素子７から受光信号が発生しない場合はこの受光素子７の故障と判断する。
【００６４】
また、構造上無効の発光素子６及び受光素子７は予めＲＯＭ３３に記録されており、この情報と遮光部の素子対との比較により、構造上無効か有効かを判断する。
【００６５】
以上の情報は前記ＲＡＭに記録される。
【００６６】
なお、前記各判断は、例えばＡＴＭにおいて、ホストコンピュータに接続されたセンサ等で人間の存在を検出しないとき等に行なうのが好ましい。
【００６７】
以上の情報をステップ２１で処理、判断し、各素子６，７が正常か異常かを判断する。正常の場合はステップ２２で通常の素子６，７を選択し、異常の場合はステップ２３で隣接する発光素子６あるいは受光素子７を選択する。
【００６８】
次いで、ステップ２４で選択した素子６，７を受発光させ、遮光がないか否かを判断する。
【００６９】
さらにステップ２５において、すべての素子対の検出が終了しているか否かを判断し、終了していなければステップ２１に戻り、前記処理を繰り返す。終了していればステップ２６で座標出力処理を行ない、ステップ２１に戻って前記処理を繰り返す。
【００７０】
なお、前記ＲＡＭによって、発光素子６または受光素子７の故障情報を記憶する第１記憶手段及び各素子６，７の不具備情報を記憶する第２記憶手段が構成されている。
【００７１】
また、ステップ２１，２２，２３，２４によって、前記第１または第２記憶手段に記憶された故障または不具備の各素子６，７に代えて隣接素子６，７を作動させる隣接素子作動手段が構成されている。
【００７２】
以上のように構成された光学的検出装置では、フィルタ部２３Ｃを広く（長く）形成することでフィルタとして機能させるため、傾斜窓部２３Ｂを黒色にする必要がなく、任意の色に着色することができる。これにより、外観デザイン上及び配色上の制約がなくなり、光学的検出装置全体のデザインに合せた色に着色することができるようになる。
【００７３】
保護カバー２１と透明板２３とは、広く形成されたフィルタ部２３Ｃの上側面と保護カバー２１の下側面とを当接して広い面積で接合したので、接合強度が増し、信頼性が向上する。さらに、このフィルタ部２３Ｃの上側面と保護カバー２１の下側面との間だけでこれらを接合するため、組み立て工程が減少し、コスト低減を図れる。
【００７４】
また、保護カバー２１及び透明板２３の部分の厚みが増して嵩ばることがなく、装置を薄形に維持することができる。
【００７５】
走査モードを必要に応じて切替え、Ｘ軸またはＹ軸の一方の走査を休止させるので、エネルギーの消費を抑えて、ランニングコストを低減することができる。
【００７６】
また、一方の走査を行なうとき、Ｘ軸とＹ軸とを交互に走査すれば、各素子６，７の使用頻度を抑えて寿命を延ばすことができる。
【００７７】
さらに、不良素子６，７等を他の素子６，７で補うようにしたので、故障の発生が少なく、信頼性を大幅に向上させることができる。
【００７８】
［変形例］発光素子６及び受光素子７が取り付けられる保護カバー２１、基板２２及び透明板２３の部分の構成は、前記実施例の場合に限らず、以下に示す種々の構成でもよい。
【００７９】
（１）第１変形例に係る光学的検出装置の全体構成は図７に示すように、前記実施例の光学的検出装置（図１参照）とほぼ同様である。保護カバー４１及び基板４２は、前記実施例と同一の構成を有している。
【００８０】
透明板４３は基板４２をその下側から支持する基板支持部４３Ｅを含めて一体的に成形されている。即ち、透明板４３は、表示部２の表示画面２Ａを覆うカバー部４３Ａと、このカバー部４３Ａの周縁部から斜め上方に立上げて形成された傾斜窓部４３Ｂと、この傾斜窓部４３Ｂの上端部に一体的に接続されたフィルタ部４３Ｃと、このフィルタ部４３Ｃの外周縁部から斜め下方に傾斜して形成された連接部４３Ｄと、この連接部４３Ｄの下端部から基板４２の下方に延設されこの基板４２を支持する基板支持部４３Ｅとから構成されている。フィルタ部４３Ｃは前記実施例同様の機能を有している。
【００８１】
そして、傾斜窓部４３Ｂとフィルタ部４３Ｃの内側面が前記実施例同様の手段で着色されている。
【００８２】
（２）第２変形例に係る光学的検出装置は図８に示すように、保護カバー５１、基板５２及び透明板５３ともに前記実施例の光学的検出装置と同様の構成を有している。そして、本変形例では、傾斜窓部５３Ｂとフィルタ部５３Ｃのそれぞれの内側面に、前記実施例同様の手段で所望の色に着色した板材５４を貼設した。板材５４は傾斜窓部５３Ｂ及びフィルタ部５３Ｃの内側に合せてくの字形に形成されている。
【００８３】
（３）第３変形例に係る光学的検出装置は図９に示すように、保護カバー６１、基板６２及び透明板６３ともに前記実施例の光学的検出装置と同様である。そして、本変形例では、基板６２と透明板６３との間に、前記実施例同様の手段で所望の色に着色した板材６４を配設した。この板材６４は基板６２の延長上に位置し、基板６２と同様の厚さの平板材で構成されている。
【００８４】
（４）第４変形例に係る光学的検出装置は図傾斜窓部材１０に示すように、前記第１変形例の光学的検出装置とほぼ同様の構成を有している。透明板７３は、基板７２をその下側から支持する基板支持部７３Ｅを含めて一体的に成形されている。即ち、透明板７３は、表示部２の表示画面２Ａを覆うカバー部７３Ａと、このカバー部７３Ａの周縁部から斜め上方に立上げて形成された傾斜窓部７３Ｂと、この傾斜窓部７３Ｂの上端部に一体的に接続されたフィルタ部７３Ｃと、このフィルタ部７３Ｃの外周縁部から斜め下方に傾斜して形成された連接部７３Ｄと、この連接部７３Ｄの下端部から基板４２の下方に延設されこの基板７２を支持する基板支持部７３Ｅとから構成されている。
【００８５】
基板７２は傾斜窓部７３Ｂの内側面まで延長して形成されている。そして、この基板７２の傾斜窓部７３Ｂ側の部分または全体を所望の色に着色している。即ち、この基板７２が前記第３変形例の板材６４と同様に機能している。
【００８６】
連接部７３Ｄは、各角部（保護カバー７１の４角部）に位置する部分を残し、基板７２が挿入できる長穴７５が形成されている。
【００８７】
（５）第５変形例に係る光学的検出装置は図１１に示すように、保護カバー８１、基板８２及び透明板８３ともに前記実施例の光学的検出装置とほぼ同様の構成を有している。そして、本変形例では、フィルタ部８３Ｃのうち、受発光素子６，７側端部面に前記従来技術で用いた黒色フィルタ材８４を貼設した。このフィルタ材８４は、別体の板材としても、シルク印刷等で施してもよい。このフィルタ材８４は、フィルタ部８３Ｃで防止できない程の外部光がある場合に設けられる。傾斜窓部８３Ｂとフィルタ部８３Ｃのそれぞれの内側面は所望の色に着色している。黒色フィルタ材８４はその貼設位置のため外部から見えることはなく、デザイン上等の制約とはならない。
【００８８】
（６）第６変形例に係る光学的検出装置は図１２に示すように、第５変形例の光学的検出装置と同様の構成を有している。そして、本変形例では、傾斜窓部８３Ｂとフィルタ部８３Ｃの内側面に、前記第２変形例の板材５４と同様の板材８６を貼設した。
【００８９】
（７）第７変形例に係る光学的検出装置は図１３に示すように、前記実施例の光学的検出装置と同様である。そして、本変形例では、傾斜窓部２３Ｂの外側面に、所望の色に着色した板材９１を貼設した。
【００９０】
（８）第８変形例に係る光学的検出装置も図１４に示すように、前記実施例の光学的検出装置と同様である。そして、本変形例では、傾斜窓部２３Ｂの外側面を所望の色に着色した。
【００９１】
以上の構成の各変形例でも、前記実施例同様の効果を奏することができる。
【００９２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光学的検出装置によれば以下のような効果を奏することができる。
【００９３】
（１）発光素子及び受光素子側へ拡大して形成したフィルタ部を備えたので、外部からの不要な光はこのフィルタ部に侵入しても発光素子及び受光素子まで到達することはできず、誤動作を防止することができる。
【００９４】
（２）透明板の周縁部に一体的に形成したフィルタ部の上側面が保護カバーの下側面に広い範囲で接着されるため、この保護カバーと透明板とが強固に接合される。
【００９５】
（３）フィルタ部の内側に、フィルタとしての機能を考慮する必要なしに、任意の色を直接着色したり、着色板材を配設した着色部を設けることができるので、デザイン上及び配色上の制約をなくすことができる。
【００９６】
（４）前記フィルタ部のうち前記発光素子及び受光素子に対向する面に黒色フィルタを貼設したので、フィルタ部の機能だけでは除去できない程度の強い外部光がある場合に有効である。この黒色フィルタは、可視光線を通さず発光素子６からの光を通す従来のフィルタである。この黒色フィルタはフィルタ部のうち最も内側である発光素子及び受光素子に対向する面に設けられているので、外部から見えることはなく、外観デザインへ影響を及ぼすことはない。
【００９７】
（５）記憶手段に記憶された条件信号に従って選択手段で第１または第２検出手段のいずれかを選択するようにしたので、各素子の使用頻度を抑えて消費電力の低減、各素子６，７の寿命の延長、耐用年数の長期化を図ることができる。
【００９８】
（６）隣接素子作動手段で第１または第２記憶手段に記憶された情報に基づいて故障等の素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させるので、一部の故障等に対する抵抗力が強く、信頼性の高い装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】保護カバー、基板及び透明板の取り付け構造を分解した状態で示す断面図である。
【図２】シルク印刷法を示す模式図である。
【図３】インモールド法を示す模式図である。
【図４】マイクロプロセッサの構成を示すブロック図である。
【図５】Ｘ軸とＹ軸の走査の選択処理及び割込み処理を示すフローチャートである。
【図６】不良素子等の検出処理を示すフローチャートである。
【図７】第１変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図８】第２変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図９】第３変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１０】第４変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１１】第５変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１２】第６変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１３】第７変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１４】第８変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１５】光学的検出装置を示す分解斜視図である。
【図１６】光学的検出装置のタッチ領域を示す平面図である。
【図１７】従来の光学的検出装置における保護カバー、基板及び透明板の取り付け構造を分解した状態で示す断面図である。
【図１８】図１７の光学的検出装置の変形例を示す断面図である。
【図１９】制御部を示すブロック図である。
【図２０】構成上素子を配置できない場合の例を示す模式図である。
【符号の説明】
２１…保護カバー、
２２…基板、
２３…透明板、
２３Ａ…カバー部、
２３Ｂ…傾斜窓部、
２３Ｃ…フィルタ部、
２３Ｄ…傾斜窓部の内側面、
２３Ｅ…フィルタ部２３Ｃの内側面、
３１…マイクロプロセッサ、
３２…制御回路、
３３…ＲＯＭ、
３４…フラグ。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an optical detection device that optically detects the presence or position of an object.
[0002]
2. Description of the Related Art Generally, as shown in FIG. 15, an optical detection device 1 is combined with a display unit 2 and used as an input device of a computer or the like. The optical detection device 1 is provided so as to cover the surface of the display unit 2.
[0003]
The display screen 2A of the display unit 2 displays a screen such as a menu, an icon, or the like transmitted from a computer or the like. The operator selects a specific icon by means of a finger or the like to execute a desired command. In addition, the user traces the display unit 2 to input characters, figures, and the like.
[0004]
When an icon or the like is selected by means such as touching the display unit 2 with a finger, the optical detection device 1 detects the presence or absence and position of the finger or the like.
[0005]
The optical detection device 1 mainly includes a substrate 3 on which a light emitting element 6 and a light receiving element 7 described below are mounted, and a protective cover 4 provided over the substrate 3 to protect the light emitting element 6 and the light receiving element 7 and the like. And a transparent plate 5 attached to the opening 4A of the protective cover 4 to cover and protect the display screen 2A of the display unit 2. The opening 4A of the protective cover 4 is set to have substantially the same size as the display screen 2A of the display unit 2. The opening 4A is a touch area for selecting an icon, inputting a character, a figure, or the like.
[0006]
A group of light emitting elements 6 and light receiving elements 7 are attached to the substrate 3 so as to surround the opening 3A. Each light emitting element 6 is disposed over two adjacent sides of the opening 3A, and each light receiving element 7 is disposed over two adjacent sides of the opening 3A which is a position facing each light emitting element 6. Have been. The light emitting element 6 and the light receiving element 7 are opposed to each other and form a pair. The light emitting elements 6 and the light receiving elements 7 allow matrix light to pass in the XY axis directions in the touch area as shown in FIG. The XY coordinates composed of each light transmitted between each light emitting element 6 and each light receiving element 7 are set so as to match the coordinate system of the computer. Each light emitting element 6 and light receiving element 7 are connected to a control unit 8 (see FIG. 19) for controlling them. In addition, A in FIG. 16 is an obstacle such as a finger, and shows a state in which light in the X-axis and Y-axis directions is blocked by the obstacle A.
[0007]
As a specific configuration of a portion to which the light emitting element 6 and the light receiving element 7 are attached, as shown in FIG. 17, the substrate 3 is located inside (lower side) of the protective cover 4, and the transparent plate 5 is Installed. The transparent plate 5 is arranged at the same height as the substrate 3, and passes light from the light emitting element 6 and the light receiving element 7 attached to the substrate 3 to the outer surface (upper surface) of the transparent plate 5. The transparent plate 5 is attached to the protective cover 4 via an inclined window member 10. The gap between the inclined window member 10 and the transparent plate 5 and the gap between the inclined window member 10 and the protective cover 4 are bonded with an adhesive or the like. The inclined window member 10 is made of a filter material that does not transmit visible light but transmits light from the light emitting element 6. This filter material has a black color.
[0008]
As shown in FIG. 18, there is also a configuration in which the inclined window member 11 also serves as a protective cover. The inclined window member 11 and the transparent plate 5 are bonded with an adhesive or the like. In this case, a separate protective cover 12 is provided as needed.
[0009]
The control unit 8 for controlling each light emitting element 6 and light receiving element 7 is configured as shown in FIG. The light emitting elements 6 and the light receiving elements 7 collectively constitute a light emitting element array 6A and a light receiving element array 7A. In the figure, reference numeral 15 denotes a light emitting element drive circuit, 16 denotes a multiplexer, 17 denotes a microprocessor, 18 denotes an amplifier, and 19 denotes a comparator.
[0010]
The light emitting element drive circuit 15 drives each light emitting element 6 of the light emitting element array 6A to emit light sequentially from one side, and scans light in the X-axis direction and the Y-axis direction in the touch area. The multiplexer 16 controls each light receiving element 7 of the light receiving element array 7A, and sequentially operates the light receiving elements 7 in accordance with the scanning of the light from the light emitting element 6.
[0011]
The light receiving signal obtained by each light receiving element 7 is amplified by an amplifier 18 via a multiplexer 16 and compared with a specific reference level by a comparator 19. Then, an output signal from the comparator 19 that changes depending on the presence or absence of light shielding is input to the microprocessor 17 as a detection signal.
[0012]
The microprocessor 17 controls the light emitting element drive circuit 15 and the multiplexer 16 to scan each element 6, 7 from the X coordinate to the Y coordinate. Thus, the presence or absence of light blocking by the object is detected for each scan. If there is light shielding, light transmission information including scanning identification information indicating light shielding (touch-on) by the object and coordinate data indicating the light shielding position is transmitted to a computer or the like.
[0013]
Further, when detecting an abnormality during scanning, for example, when light is blocked for a certain period of time or when the amount of light is abnormally reduced, the microprocessor 17 determines whether or not the element pair has failed. This determination is made as follows. The light emitting element 6 disposed in the direction opposite to the target element is caused to emit light, and the presence or absence of output of the opposing light receiving element 7 is checked. When there is no output, the voltage of the light emitting element 6 is measured to determine whether or not a failure has occurred. If there is no failure, the light receiving element 7 is defective, and if there is a failure, the light emitting element 6 is defective, and this element pair is regarded as a defective element and is excluded from the detection processing.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described optical detection device, since a black filter material is used as the inclined window member 10, restrictions on external design and color arrangement are increased.
[0015]
In addition, since the protective cover 4, the transparent plate 5, and the inclined window member 10 are bonded to each other, the assembling process is complicated and the cost is increased. In addition, the strength is weak and lacks reliability.
[0016]
To compensate for this, it is conceivable to cover the outside of the inclined window member 11 with a protective cover 12 and reinforce it. In this case, however, the thickness of the protective cover 12 increases and the bulk increases. Color restrictions still remain. The strength of the connecting portion of the inclined window member 11 is still inferior. Further, when the protective cover 12 is provided, the number of parts is increased, and the assembling process is complicated, which causes an increase in cost.
[0017]
On the other hand, in the conventional optical detection device 1, there are roughly two types of scanning methods for the element pair of the light emitting element 6 and the light receiving element 7.
[0018]
One is to scan both the X-axis and the Y-axis in one scanning process, and detect the presence or absence of an object and the coordinates for each scanning process. The other is to scan only one of the X and Y axes in one scanning process, and scan the other axis only when there is light shielding in that axis direction to detect the presence or absence of an object and coordinates. Is performed. The latter is intended to reduce power consumption, extend the life of each element 6, 7 and extend the useful life (or shorten the response time). However, these scanning processes are fixed in each device and cannot be switched as needed.
[0019]
Further, if each of the elements 6 and 7 of the element pair at the same position as the position where the object blocks the light, it is impossible to detect the object at that position.
[0020]
Furthermore, if a computer or the like to which the optical detection device 1 is connected uses software that incorporates the position coordinates of the fault location into a program, the computer or the like cannot be used due to the occurrence of the fault.
[0021]
In addition, as shown in FIG. 20, there may be a case where one of the elements 6 and 7 to be paired cannot be arranged structurally. In this case, it becomes impossible to detect the portion where the disposition is not possible, resulting in a dead zone.
[0022]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has low restrictions on design and color arrangement, is low in cost and high in intensity, can be freely selected as a detection method, and can be used for a thin optical detection capable of coping with element failure. It is intended to provide a device.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention provides a substrate, which is formed so as to surround a display unit of a display device, and on which a light emitting element and a light receiving element are mounted, a protective cover provided over the substrate, A transparent plate attached to the cover, covering the display unit, and passing light from the light emitting element to the light receiving element along the outer surface of the transparent plate, and blocking the light to the surface of the transparent plate. In an optical detection device that optically detects an existing object, the optical detection device is formed integrally with a peripheral portion of the transparent plate and expanded to the light emitting element and the light receiving element side, and unnecessary external light to each element is The filter is characterized in that it has a filter portion for preventing intrusion and having an upper surface adhered to the protective cover.
[0024]
A second invention is characterized in that a colored portion is provided inside the filter portion.
[0025]
A third invention is characterized in that the coloring section is configured by directly coloring the inner surface of the filter section.
[0026]
A fourth invention is characterized in that the coloring section is formed of a coloring plate material disposed inside the filter section.
[0027]
A fifth invention is characterized in that a black filter is attached to a surface of the filter portion facing the light emitting element and the light receiving element.
[0028]
According to a sixth aspect of the present invention, at least a pair of light-emitting elements and light-receiving elements are arranged to face each other in a two-way crossing direction and are separated from each other by a predetermined distance, and the presence or absence or the position of an object that blocks light passed between the elements is determined. An optical detection device that detects one or both of the elements, a first detection unit including a first drive unit that drives both the element pair in one direction and the element pair in the other direction, and an element in any one of the directions. Which one of the first and second detecting means is selected, a second detecting means including a second driving means for driving the pair, a third driving means for driving the other element pair only when there is light shielding, and And a selecting means for selecting one of the first and second detecting means in accordance with the condition signal stored in the storing means.
[0029]
According to a seventh aspect of the present invention, at least a pair of light-emitting elements and light-receiving elements are arranged to be opposed to each other at a predetermined distance in each of two intersecting directions, and the presence or absence or the position of an object that blocks light passed between the elements is determined. In an optical detection device that detects one or both, a first storage unit that stores failure information of the light emitting element or the light receiving element, a second storage unit that stores information that the light emitting element or the light receiving element is not provided, An adjacent element operating means for operating an element adjacent to the defective or defective light emitting element or light receiving element stored in the first or second storage means, instead of the light emitting element or light receiving element.
[0030]
[Action]
In the first aspect, since the filter portion is formed so as to be enlarged toward the light emitting element and the light receiving element, unnecessary light from the outside does not reach the light emitting element and the light receiving element even if it enters the filter section. It is not possible to prevent a malfunction.
[0031]
Further, since the upper surface of the filter unit integrally formed on the peripheral portion of the transparent plate is adhered to the lower surface of the protective cover in a wide range, the protective cover and the transparent plate are firmly joined.
[0032]
According to the second aspect of the present invention, a colored portion having an arbitrary color can be provided inside the filter portion without having to consider a function as a filter, so that restrictions on design and color arrangement can be eliminated. .
[0033]
In this case, the colored portion may be colored directly on the inner surface of the filter portion as in the third invention, or a colored plate may be provided inside the filter portion as in the fourth invention. Is also good.
[0034]
In the fifth invention, since a black filter is attached to the surface of the filter portion facing the light emitting element and the light receiving element, it is effective when there is strong external light that cannot be removed only by the function of the filter portion. . This black filter is a conventional filter that transmits light from the light emitting element 6 without transmitting visible light. Since this black filter is provided on the innermost surface of the filter portion facing the light emitting element and the light receiving element, it is not visible from the outside and does not affect the external design.
[0035]
In the sixth invention, either the first or the second detecting means is selected by the selecting means according to the condition signal stored in the storing means. When the first detecting means is selected, the first driving means drives both the element pair in one direction and the element pair in the other direction to detect the presence or absence of an object and its position. When the second detecting means is selected, first, one of the element pairs is driven until the light is blocked by the second driving means. Then, when there is light shielding, the other element pair is driven by the third driving means, and the presence / absence and position of the object are detected by the element pairs in both directions.
[0036]
As a result, the frequency of use of each element can be suppressed, power consumption can be reduced, the life of each element 6, 7 can be extended, and the service life can be prolonged.
[0037]
In the seventh aspect, when a failure of the element occurs during scanning, the failure information is stored in the first storage means. The lack information is stored in the second storage means in advance. In the case of scanning, the element adjacent to the element is operated by the adjacent element operation means in place of the element such as a failure based on the information stored in the first or second storage means.
[0038]
This makes it possible to provide a highly reliable device that has strong resistance to some failures and the like.
[0039]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the optical detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Since the overall configuration of the optical detection device according to the present embodiment is substantially the same as that of the conventional optical detection device, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0040]
In the optical detection device according to the present embodiment, the specific configuration of the portion where the light emitting element 6 and the light receiving element 7 are attached is as shown in FIG. A substrate 22 is located inside (lower side) of the protective cover 21, and a transparent plate 23 is attached to the protective cover 21. The transparent plate 23 is disposed at the same height as the substrate 22, and allows light from the light emitting element 6 and the light receiving element 7 attached to the substrate 22 to pass through the outer surface (upper surface) of the transparent plate 23. The above configuration is almost the same as that of the conventional optical detection device.
[0041]
The transparent plate 23 includes a cover 23A that covers the display screen 2A of the display unit 2, an inclined window 23B that rises obliquely upward from the periphery of the cover 23A, and an upper end of the inclined window 23B. The filter portion 23C is formed to extend from the portion in the outer peripheral direction (left direction in FIG. 1). The cover portion 23A, the inclined window portion 23B, and the filter portion 23C are all formed of a transparent material (such as a synthetic resin). The filter section 23C functions as a filter by increasing the distance from the end faces on the light receiving and emitting elements 6 and 7 side to the outer end face (the outer side face of the inclined window section 23B), thereby allowing unnecessary light to enter from the outside (particularly receiving light). (Intrusion into the element 7). The inclined windows 23B and the inner surfaces 23D, 23E of the filter 23C are colored in a color that matches the design of the entire optical detection device. This coloring is applied to a portion between the protective cover 21 and the display screen 2A, where the inside can be seen from the outside. As a result, the appearance design is improved, and the light emitting and receiving elements 6, 7 are not seen from the outside. As the coloring means, silk printing, painting, in-mold, or the like is used. In the silk printing, as shown in FIG. 2, the portions other than the print target portion 25 are masked, and the cloth 26 is printed on the product. Coating is performed by masking and spraying other than the target part, and other coating methods. In the in-mold method, as shown in FIG. 3, a sheet 28 of a specific color is put in a mold 27 in advance, and a transparent resin is molded.
[0042]
The protective cover 21 and the transparent plate 23 are joined to each other over a wide area by bonding the lower surface of the protective cover 21 and the upper surface of the filter portion 23C of the transparent plate 23 to each other.
[0043]
The circuit configuration of the optical detection device is almost the same as that of the above-mentioned prior art optical detection device. As shown in FIG. 4, the microprocessor 31 of this embodiment includes a ROM 33 and a flag 34 in addition to the control circuit 32. The flag 34 includes a condition flag 34A, a specified number 34B, a specified time 34C, a specified number counter 34D, and a specified time counter 34E. The condition flag 34A is for setting signals corresponding to various conditions. The conditions include a case where a condition signal is output from a host computer or the like, a case where a state without light shielding exceeds a specified time and a specified number of times, and the like. The following are the condition signals from the host computer or the like. For example, in an ATM, the presence or absence of a person in front of the ATM is detected using a sensor or the like connected to a host computer or the like, and a control signal or the like for scanning only one of the X axis and the Y axis when no person is present is there.
[0044]
The condition flag 34A determines a scanning mode (for example, an energy saving mode in which only one of the X-axis and the Y-axis is scanned, a high-speed mode in which scanning is performed at a high speed, and the like) according to such conditions.
[0045]
The specified number 34B is a specified number of detection times, a specified time 34C is a specified time of the detection time, a specified number counter 34D is a RAM for counting the number of detections, and a specified time counter 34E is a RAM for measuring (counting) the detection time. It is.
[0046]
The ROM 33 stores programs necessary for coordinate detection and the like and the processing functions shown in FIGS. 5 and 6, and the control circuit 32 controls each unit based on the programs. A condition signal generator (not shown) is connected to the microprocessor 31. The condition signal generator is the host computer or the like.
[0047]
The processing shown in the flowchart of FIG. 5A is as follows. This process is repeatedly performed while the power of the optical detection device is turned on. Specifically, in step 1, the control circuit 32 determines the presence or absence of a condition signal by referring to the condition signal generator in accordance with the program in the ROM 33. If there is a condition signal, the process proceeds to step 2, where the condition flag 34A is set. If there is no condition signal, the process proceeds to step 3, where the condition flag 34A is cleared.
[0048]
In step 4, the specified number counter 34D is compared with the specified number 34B. If the count of the counter 34D exceeds the specified number 34B, the process proceeds to step 5 and a condition flag is set. If not, the process proceeds to step 6.
[0049]
In step 6, the specified time counter 34E is compared with the specified time 34C. If the count of the counter 34E exceeds the specified time 34C, the process proceeds to step 7, where the condition flag 34A is set. If not, the process proceeds to step 8.
[0050]
In step 8, it is determined whether or not the condition flag 34A is set. If not, in step 9, both the X axis and the Y axis are scanned to detect the presence or absence and the position of the object. The light shielding information such as the coordinate data is transmitted, and the process returns to step 1.
[0051]
If the condition flag 34A is set in step 8, one of the X axis and the Y axis is scanned in step 11. In this case, it may be set to scan either the X axis or the Y axis. Next, it is determined in step 12 whether or not there is light shielding. If there is no light shielding, after a delay time is set in step 13, the specified number counter 34D is counted up in step 14. Next, in step 10, coordinate information such as coordinate data is transmitted, and the process returns to step 1.
[0052]
If there is light blocking in step 12, the other of the X axis and the Y axis is scanned in step 15. Next, at step 16, the condition flag 34A is cleared, at step 17, the specified number counter 34D is cleared, and at step 18, the specified time counter 34E is cleared. Next, in step 10, light shielding information such as coordinate data is transmitted, and the process returns to step 1. Then, the above processes are repeated.
[0053]
On the other hand, an interrupt process shown in FIG. The interrupt process is performed at regular intervals by a timer.
[0054]
In this interrupt processing, it is determined in step 19 whether or not there is light shielding, and if there is light shielding, the interrupt processing ends. If there is no light shielding, the specified time counter 34E is operated in step 20.
[0055]
Step 9 constitutes first driving means for driving both pairs of elements in both the X-axis and the Y-axis. The first detecting means is constituted by the first driving means constituted by the step 9.
[0056]
Step 11 constitutes second driving means for driving any one of the X-axis and Y-axis element pairs. Steps 12 and 15 constitute a third driving means for driving the other element pair only when light is shielded. The steps 11, 12 and 15 constitute a second detecting means.
[0057]
In step 8, a selecting means for selecting either the first or the second detecting means according to the condition signal stored in the storing means is constituted.
[0058]
The storage means for storing a condition signal indicating which one of the first and second detection means is selected is constituted by the condition flag 34A.
[0059]
The processing shown in the flowchart of FIG. 6 is as follows. This process is also repeated while the power of the optical detection device is turned on. Specifically, in step 21, each element is checked. That is, it is determined whether or not each element is abnormal, and if abnormal, whether the element itself is faulty or not, that is, whether or not it is structurally effective.
[0060]
If it is determined that there is an abnormality, the light emission amount of the light emitting element 6 and the light receiving sensitivity of the light receiving element 7 in the light shielding unit are adjusted. As a result, when a light receiving signal is generated from the light receiving element 7, it is determined that the elements 6 and 7 of the light shielding unit are normal. In this case, the light emission amount or the light receiving sensitivity of the corresponding element pair is recorded in the RAM from the next scan so as to scan with the adjustment value.
[0061]
When no light reception signal is generated due to the adjustment of the light emission amount and the light reception sensitivity, the following aspects are checked.
[0062]
(1) In order to check whether or not the light emitting element 6 of the light shielding unit is abnormal, the normal light receiving element 7 adjacent to the light receiving element 7 of the light shielding unit is operated while the light emitting element 6 of the light shielding unit is operated. Try. When a light receiving signal is generated from the adjacent light receiving element 7, it is determined that the light emitting element 6 in the light shielding portion is normal. When no light receiving signal is generated from the adjacent light receiving element 7, the light emitting element 6 in the light shielding portion is determined to be out of order.
[0063]
(2) In order to check whether the light receiving element 7 of the light shielding unit is abnormal, the normal light emitting element 6 adjacent to the light emitting element 6 of the light shielding unit is caused to emit light while the light receiving element 7 of the light shielding unit is operated. Try. Accordingly, when a light receiving signal is generated from the light receiving element 7 of the light shielding unit, it is determined that the light receiving element 7 of the light shielding unit is normal. If no light receiving signal is generated from the light receiving element 7 of the light shielding portion, it is determined that the light receiving element 7 has failed.
[0064]
Further, the light emitting element 6 and the light receiving element 7 which are structurally invalid are recorded in the ROM 33 in advance, and it is determined whether the structurally invalid or valid by comparing this information with the element pair of the light shielding unit.
[0065]
The above information is recorded in the RAM.
[0066]
It is preferable that the above determinations be made, for example, when the presence of a human is not detected by a sensor or the like connected to a host computer in an ATM.
[0067]
The above information is processed and determined in step 21 to determine whether each of the elements 6 and 7 is normal or abnormal. If normal, the normal elements 6 and 7 are selected in step 22, and if abnormal, the adjacent light emitting element 6 or light receiving element 7 is selected in step 23.
[0068]
Next, the elements 6 and 7 selected in step 24 are made to emit and receive light, and it is determined whether or not there is light shielding.
[0069]
Further, in step 25, it is determined whether or not the detection of all the element pairs has been completed. If not, the process returns to step 21, and the above processing is repeated. If it has been completed, a coordinate output process is performed in step 26, and the process returns to step 21 to repeat the above process.
[0070]
The RAM constitutes a first storage means for storing failure information of the light emitting element 6 or the light receiving element 7 and a second storage means for storing information of the failure of each of the elements 6,7.
[0071]
By the steps 21, 22, 23 and 24, the adjacent element operating means for operating the adjacent elements 6, 7 in place of the faulty or defective elements 6, 7 stored in the first or second storage means is provided. It is configured.
[0072]
In the optical detection device configured as described above, since the filter portion 23C is formed to be wide (long) so as to function as a filter, the inclined window portion 23B does not need to be black, and may be colored in any color. Can be. Accordingly, there are no restrictions on the appearance design and the color arrangement, and the color can be colored to match the design of the entire optical detection device.
[0073]
Since the protective cover 21 and the transparent plate 23 are joined in a wide area by contacting the upper surface of the filter portion 23C formed widely and the lower surface of the protective cover 21, the joining strength is increased and the reliability is improved. Furthermore, since these are joined only between the upper side surface of the filter portion 23C and the lower side surface of the protective cover 21, the number of assembly steps is reduced, and the cost can be reduced.
[0074]
Further, the thickness of the portions of the protective cover 21 and the transparent plate 23 does not increase and the bulk does not increase, so that the device can be kept thin.
[0075]
Since the scanning mode is switched as necessary and the scanning of one of the X axis and the Y axis is stopped, energy consumption can be suppressed and running costs can be reduced.
[0076]
When one of the scans is performed, if the X-axis and the Y-axis are alternately scanned, the frequency of use of each element 6 and 7 can be suppressed and the life can be extended.
[0077]
Further, since the defective elements 6, 7 and the like are supplemented by the other elements 6, 7, the occurrence of failure is small and the reliability can be greatly improved.
[0078]
[Modification] The configuration of the protective cover 21, the substrate 22, and the transparent plate 23 to which the light emitting element 6 and the light receiving element 7 are attached is not limited to the above-described embodiment, but may be various configurations as described below.
[0079]
(1) As shown in FIG. 7, the overall configuration of the optical detection device according to the first modification is almost the same as the optical detection device of the above-described embodiment (see FIG. 1). The protective cover 41 and the substrate 42 have the same configuration as in the above embodiment.
[0080]
The transparent plate 43 is integrally formed including a substrate supporting portion 43E for supporting the substrate 42 from below. That is, the transparent plate 43 includes a cover 43A that covers the display screen 2A of the display unit 2, an inclined window 43B that is formed to rise obliquely upward from a peripheral edge of the cover 43A, and an inclined window 43B that is formed upright. A filter portion 43C integrally connected to the upper end portion, a connecting portion 43D formed to be inclined obliquely downward from the outer peripheral edge of the filter portion 43C, And a substrate supporting portion 43E that extends and supports the substrate 42. The filter unit 43C has the same function as the above embodiment.
[0081]
The inner surfaces of the inclined window 43B and the filter 43C are colored by the same means as in the previous embodiment.
[0082]
(2) As shown in FIG. 8, the optical detection device according to the second modification has the same configuration as that of the optical detection device of the above-described embodiment, with the protective cover 51, the substrate 52, and the transparent plate 53 together. In the present modification, a plate member 54 colored in a desired color by the same means as in the above-described embodiment is attached to each inner side surface of the inclined window 53B and the filter 53C. The plate member 54 is formed in a V-shape so as to fit inside the inclined window portion 53B and the filter portion 53C.
[0083]
(3) As shown in FIG. 9, the optical detection device according to the third modification has the same protective cover 61, substrate 62, and transparent plate 63 as the optical detection device of the above embodiment. In this modification, a plate member 64 colored in a desired color by means similar to the above-described embodiment is disposed between the substrate 62 and the transparent plate 63. The plate member 64 is located on an extension of the substrate 62 and is formed of a flat plate having the same thickness as the substrate 62.
[0084]
(4) The optical detection device according to the fourth modified example has substantially the same configuration as the optical detection device according to the first modified example, as shown in FIG. The transparent plate 73 is integrally formed including a substrate supporting portion 73E that supports the substrate 72 from below. That is, the transparent plate 73 includes a cover 73A that covers the display screen 2A of the display unit 2, an inclined window 73B that is formed to rise obliquely upward from a peripheral edge of the cover 73A, and a cover 73A that includes the inclined window 73B. A filter portion 73C integrally connected to the upper end portion, a connecting portion 73D formed obliquely downward from the outer peripheral edge portion of the filter portion 73C, and a lower portion of the connecting portion 73D from below the substrate 42. And a substrate supporting portion 73E that extends and supports the substrate 72.
[0085]
The substrate 72 is formed to extend to the inner surface of the inclined window 73B. A part or the whole of the substrate 72 on the side of the inclined window 73B is colored in a desired color. That is, the substrate 72 functions similarly to the plate member 64 of the third modification.
[0086]
The connecting portion 73D is formed with an elongated hole 75 into which the substrate 72 can be inserted, leaving a portion located at each corner (the four corners of the protective cover 71).
[0087]
(5) As shown in FIG. 11, the optical detection device according to the fifth modification has substantially the same configuration as the optical detection device according to the above-described embodiment, with respect to the protective cover 81, the substrate 82, and the transparent plate 83. . In the present modification, the black filter material 84 used in the above-described conventional technology is attached to the end face of the filter unit 83C on the side of the light receiving and emitting elements 6 and 7. This filter material 84 may be applied as a separate plate material or by silk printing or the like. The filter material 84 is provided when there is external light that cannot be prevented by the filter unit 83C. The respective inner surfaces of the inclined window 83B and the filter 83C are colored in a desired color. The black filter material 84 is not visible from the outside because of its sticking position, and is not restricted in design or the like.
[0088]
(6) As shown in FIG. 12, the optical detection device according to the sixth modification has the same configuration as that of the optical detection device according to the fifth modification. In this modification, a plate 86 similar to the plate 54 of the second modification is attached to the inner surfaces of the inclined window 83B and the filter 83C.
[0089]
(7) As shown in FIG. 13, the optical detection device according to the seventh modification is the same as the optical detection device of the above-described embodiment. In this modification, a plate material 91 colored in a desired color is attached to the outer surface of the inclined window portion 23B.
[0090]
(8) The optical detection device according to the eighth modification is also the same as the optical detection device of the above embodiment, as shown in FIG. And in this modification, the outer surface of the inclined window 23B was colored in a desired color.
[0091]
In each modified example of the above configuration, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
[0092]
As described in detail above, according to the optical detection device of the present invention, the following effects can be obtained.
[0093]
(1) Since the filter section is formed so as to be enlarged toward the light emitting element and the light receiving element, unnecessary light from the outside cannot reach the light emitting element and the light receiving element even if it enters this filter section. Malfunction can be prevented.
[0094]
(2) Since the upper surface of the filter unit integrally formed on the periphery of the transparent plate is adhered to the lower surface of the protective cover in a wide range, the protective cover and the transparent plate are firmly joined.
[0095]
(3) Since an arbitrary color can be directly colored or a colored portion provided with a colored plate material can be provided inside the filter portion without having to consider the function as a filter, the design and color arrangement can be improved. The restriction can be eliminated.
[0096]
(4) Since a black filter is attached to the surface of the filter portion facing the light emitting element and the light receiving element, it is effective when there is strong external light that cannot be removed only by the function of the filter portion. This black filter is a conventional filter that transmits light from the light emitting element 6 without transmitting visible light. Since this black filter is provided on the innermost surface of the filter portion facing the light emitting element and the light receiving element, it is not visible from the outside and does not affect the external design.
[0097]
(5) Since either one of the first and second detecting means is selected by the selecting means in accordance with the condition signal stored in the storing means, the frequency of use of each element is suppressed to reduce power consumption, 7, it is possible to extend the life and extend the service life.
[0098]
(6) Since the element adjacent to the element is operated by the adjacent element operating means in place of the element such as a failure based on the information stored in the first or second storage means, the resistance to partial failure or the like is reduced. A strong and highly reliable device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an exploded state of a mounting structure of a protective cover, a substrate, and a transparent plate.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a silk printing method.
FIG. 3 is a schematic view showing an in-mold method.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a microprocessor.
FIG. 5 is a flowchart showing a selection process of X-axis and Y-axis scanning and an interruption process.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of detecting a defective element or the like.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an optical detection device according to a first modification.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an optical detection device according to a second modification.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an optical detection device according to a third modification.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an optical detection device according to a fourth modification.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an optical detection device according to a fifth modification.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an optical detection device according to a sixth modification.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an optical detection device according to a seventh modification.
FIG. 14 is a sectional view showing an optical detection device according to an eighth modification.
FIG. 15 is an exploded perspective view showing an optical detection device.
FIG. 16 is a plan view showing a touch area of the optical detection device.
FIG. 17 is an exploded cross-sectional view showing a mounting structure of a protective cover, a substrate, and a transparent plate in a conventional optical detection device.
FIG. 18 is a sectional view showing a modification of the optical detection device of FIG.
FIG. 19 is a block diagram illustrating a control unit.
FIG. 20 is a schematic view showing an example in which elements cannot be arranged due to a configuration.
[Explanation of symbols]
21 ... Protective cover,
22 ... substrate,
23 ... Transparent plate,
23A ... cover part,
23B ... inclined window part,
23C: Filter part,
23D: the inner surface of the inclined window,
23E: inside surface of the filter portion 23C,
31 ... microprocessor,
32 ... Control circuit,
33 ... ROM,
34 Flag.

Claims

At least a pair of light-emitting elements and light-receiving elements are opposed to each other in two intersecting directions and are spaced apart by a predetermined distance to detect one or both of the presence or absence or the position of an object that blocks light transmitted between the elements. In the optical detection device, a first detection unit including a first driving unit that drives both a pair of elements in one direction and a pair of elements in another direction, and a second unit that drives one of the element pairs in each of the directions. A second detecting means including a driving means, a third driving means for driving the other element pair only when light is shielded, and a condition signal for selecting one of the first and second detecting means are stored. An optical detection apparatus comprising: a storage unit; and a selection unit that selects one of the first and second detection units according to a condition signal stored in the storage unit.

At least a pair of light-emitting elements and light-receiving elements are opposed to each other in two intersecting directions and are spaced apart by a predetermined distance to detect one or both of the presence or absence or the position of an object that blocks light transmitted between the elements. In the optical detection device, first storage means for storing failure information of the light emitting element or the light receiving element, second storage means for storing information on the absence of the light emitting element or the light receiving element, and the first or second storage An optical element detecting means for operating an element adjacent to the light emitting element or the light receiving element stored in the means in place of the defective or non-equipped light emitting element or light receiving element.