本発明は、光電スイッチに関し、特にパッシブ型測距装置を用いて予め設定された領域内に被検知物体が存在するかどうかを判別して判別信号を出力する光電スイッチ及びこれを備えた装置に関する。
The present invention relates to a photoelectric switch, and more particularly to a photoelectric switch that determines whether or not an object to be detected exists in a preset area using a passive distance measuring device and outputs a determination signal, and a device including the photoelectric switch. .
従来、光電スイッチの代表的なものとして、アクティブ型測距装置を用いた三角測距方式によるスイッチがある。図１は、このような光電スイッチの代表的な構成を示している。三角測距方式では、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ素子（ＬＤ）等の発光素子１から出射されたビーム光α１が、投光レンズ２を介して直線状に投光され、被検知物体３によって反射される。反射した散乱反射光α２は、受光レンズ４により集光され、受光素子５（例えばＣＣＤの集合体）によって受光される。このようにして撮像された被検知物体３の像を元に、三角法の原理を用いて投光レンズ２から被検知物体３までの距離を算出し、被検知物体３が所定の領域内に存在しているかどうかを判別する。
Conventionally, as a representative photoelectric switch, there is a switch using a triangulation method using an active distance measuring device. FIG. 1 shows a typical configuration of such a photoelectric switch. In the triangulation method, for example, the light beam α1 emitted from the light emitting element 1 such as a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser element (LD) is projected linearly through the light projecting lens 2 and is detected. 3 is reflected. The reflected scattered reflected light α2 is collected by the light receiving lens 4 and received by the light receiving element 5 (for example, an aggregate of CCDs). Based on the image of the detected object 3 captured in this way, the distance from the projection lens 2 to the detected object 3 is calculated using the principle of trigonometry, and the detected object 3 falls within a predetermined area. Determine if it exists.
上述のアクティブ型測距装置を用いた方法では、図１に示すように、被検知物体３が距離Ｌ１からＬ２まで遠ざかるとき、距離Ｌ２−Ｌ１の間に対応する位置は受光素子５の幅Δ１の領域に撮像される。ここで、受光レンズ４の中心位置と受光素子５との間の距離は、受光レンズ４と被検知物体３との距離に比べて著しく小さいため、例えばＬ２−Ｌ１が一定であっても、その位置が投光レンズ２に近い場合と遠い場合では、その距離が遠くなるほど、受光素子５上の撮像領域Δ１が小さくなる、すなわち被検知物体が遠くなるほど、距離算出に用いる画素データが小さくなり、測距精度が低下してしまうことを意味している。よって、遠距離に位置する被検知物体３の測距制度を向上させるためには、受光レンズ４と受光素子５との距離（受光レンズ４の焦点距離）を大きくする、または受光素子５の大きさを大きくしかつその画素密度を密にする等の方法が考えられるが、いずれも装置自体が大型化してしまうという問題点があった。
In the method using the active distance measuring device described above, as shown in FIG. 1, when the detected object 3 moves away from the distance L1 to L2, the position corresponding to the distance L2-L1 is the width Δ1 of the light receiving element 5. The image is captured in the area. Here, since the distance between the center position of the light receiving lens 4 and the light receiving element 5 is significantly smaller than the distance between the light receiving lens 4 and the detected object 3, even if L2-L1 is constant, for example, In the case where the position is close to and far from the light projecting lens 2, the imaging area Δ1 on the light receiving element 5 becomes smaller as the distance becomes longer, that is, the farther the object to be detected, the smaller the pixel data used for distance calculation. This means that the distance measurement accuracy is lowered. Therefore, in order to improve the distance measuring system of the detected object 3 located at a long distance, the distance between the light receiving lens 4 and the light receiving element 5 (focal length of the light receiving lens 4) is increased, or the size of the light receiving element 5 is increased. Although methods such as increasing the size and increasing the pixel density can be considered, there has been a problem that the size of the device itself increases.
このような問題については、例えば特許文献１に見られるように、パッシブ型測距装置を用いて被検出物体までの距離を算出し、求めた距離と予め設定された検知エリアとの位置関係に応じて、被検知物体が検知された検知エリアに対応する信号を出力する光電スイッチの構成を用いることによって、遠距離の被検知物体に対しても測距精度が高く、かつ小型の光電スイッチの実現が可能となる。
About such a problem, as seen in Patent Document 1, for example, a distance to a detected object is calculated using a passive distance measuring device, and the positional relationship between the obtained distance and a preset detection area is calculated. Accordingly, by using a configuration of a photoelectric switch that outputs a signal corresponding to the detection area where the detected object is detected, the distance measurement accuracy is high even for a long-range detected object, and a small photoelectric switch Realization is possible.
特開平８−２３３５７２号公報JP-A-8-233572
特許文献１に開示された光電スイッチは、図２（ａ）に示すように、被検知物体３の像β１、β２を光軸が互いに平行な２つの受光レンズ４ａ、４ｂ（基線長Ｘ０）を介して受光素子５ａ、５ｂに受光し、２つの受光像の互いのずれ量（位相差）を求めることによって、被検知物体３までの距離Ｌ０を算出するため、光電スイッチを大きくすることなく、遠距離の物体の測距精度を向上させるものである。
As shown in FIG. 2A, the photoelectric switch disclosed in Patent Document 1 includes two light receiving lenses 4a and 4b (base length X0) in which the optical axes of images β1 and β2 of the detected object 3 are parallel to each other. The light receiving elements 5a and 5b receive the light, and the distance L0 to the detected object 3 is calculated by obtaining the mutual shift amount (phase difference) between the two received light images, without increasing the photoelectric switch. This is to improve the distance measurement accuracy of a long distance object.
しかしながら、特許文献１は、パッシブ型測距装置７が、光軸に平行な直線上の物体の位置を検知する光電スイッチの構成を開示している。すなわち、図２（ｂ）に示すように、測距装置７の正面に所定の距離毎にスイッチ機能のオン領域及びオフ領域を設定しておき、測距装置７が測距した物体の距離がオン領域内の距離にあるかどうかを判別し、オンオフ動作をするものである。このような構成では、図２（ｂ）中の直線上から左右方向に離れた領域に存在する被検知物体に関しては検知できないという問題があった。
However, Patent Document 1 discloses a configuration of a photoelectric switch in which the passive distance measuring device 7 detects the position of an object on a straight line parallel to the optical axis. That is, as shown in FIG. 2B, an ON area and an OFF area of the switch function are set for each predetermined distance on the front surface of the distance measuring device 7, and the distance of the object measured by the distance measuring device 7 is determined. It is determined whether the distance is within the ON region, and an ON / OFF operation is performed. With such a configuration, there is a problem in that it is not possible to detect a detected object that exists in a region separated from the straight line in FIG. 2B in the left-right direction.
そこで本発明は、パッシブ型測距装置を用いた構成によって、受光レンズの基線方向に沿った複数の領域に位置する被検知物体の測距及び検知が可能となる光電スイッチ及びこれを備えた装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a photoelectric switch that can measure and detect a detected object located in a plurality of regions along the base line direction of the light receiving lens by a configuration using a passive distance measuring device, and an apparatus including the photoelectric switch The purpose is to provide.
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項１記載のように、一対のラインセンサによって同一平面上の異なる位置から被検知物体を撮像して出力データを出力する受光手段と、前記一対のラインセンサの基線方向に沿って設けられた複数の検知領域を特定する前記ラインセンサの基準データを記憶する記憶手段と、前記出力データを前記基準データと比較し、前記被検知物体が前記複数の検知領域のいずれに位置しているかを判別し、判別結果に応じた検知信号を出力する制御手段と、を有するように構成される。このような構成によれば、複数の検知領域の基準となるラインセンサの出力データを予め記憶しておき、被検知物体を撮像した時の出力データと基準の出力データとを比較して、例えば基準データの所定範囲から外れた場合に、その物体が複数の領域のいずれにあるかを判別して、その領域に応じた検知信号の出力を行うため、パッシブ型測距装置を用いた構成によって、受光レンズの基線方向に沿った複数の領域に位置する被検知物体の検知が可能となる光電スイッチを提供することが可能である。
In order to achieve this object, according to the present invention, as described in claim 1, a pair of line sensors captures an object to be detected from different positions on the same plane and outputs output data. Storage means for storing the reference data of the line sensor for specifying a plurality of detection areas provided along the baseline direction of the line sensor, the output data is compared with the reference data, and the detected object is the plurality of the detection objects. And a control means for determining which one of the detection areas is located and outputting a detection signal according to the determination result. According to such a configuration, the output data of the line sensor serving as a reference for a plurality of detection regions is stored in advance, and the output data when the detected object is imaged is compared with the reference output data, for example, When the object falls outside the predetermined range of the reference data, it is determined whether the object is in a plurality of areas, and a detection signal is output according to the area. It is possible to provide a photoelectric switch that can detect a detection object located in a plurality of regions along the base line direction of the light receiving lens.
請求項１記載の光電スイッチは、例えば請求項２記載のように、前記基準データは、前記基線方向に直交する方向に沿って設けられた複数の検知領域を特定する基準データを更に含むように構成することもできる。
In the photoelectric switch according to claim 1, for example, as in claim 2, the reference data further includes reference data for specifying a plurality of detection regions provided along a direction orthogonal to the base line direction. It can also be configured.
請求項２記載の光電スイッチは、例えば請求項３記載のように、前記制御手段が、前記出力データを用いて前記被検知物体までの距離を算出し、当該距離から前記被検知物体が位置する検知領域を判別するように構成することもできる。
In the photoelectric switch according to claim 2, for example, as in claim 3, the control unit calculates a distance to the detected object using the output data, and the detected object is positioned from the distance. It can also be configured to discriminate the detection area.
請求項１から３のいずれか１つに記載の光電スイッチは、例えば請求項４記載のように、前記受光手段を用いて任意の領域における複数の代表点での測定を行い、前記複数の代表点での測定データを前記基準データとして前記記憶手段に記憶して、前記任意の領域を新たに検知領域として設定する領域設定手段を更に含むように構成することもできる。
The photoelectric switch according to any one of claims 1 to 3, for example, as described in claim 4, performs measurement at a plurality of representative points in an arbitrary region using the light receiving unit, and the plurality of representatives. It may be configured to further include an area setting means for storing the measurement data at the point as the reference data in the storage means and newly setting the arbitrary area as the detection area.
また、本発明は、請求項５記載のように、任意の情報を表示する表示部と、該表示部と平行な面に視野を有する請求項１から４のいずれか１つに記載の光学スイッチと、該光学スイッチが出力する前記検知信号に応じた処理を行う制御部とを有し、前記複数の検知領域が前記視野内に形成されていることを特徴とする装置として構成することもできる。このような構成によれば、受光レンズの基線方向に沿った複数の領域に位置する被検知物体の検知が可能となるだけでなく、これらの検知結果に基づくデータ入力等の動作を行うことが可能となる装置を提供することができる。
Further, according to the present invention, as described in claim 5, the optical switch according to any one of claims 1 to 4, which has a display unit for displaying arbitrary information and a field of view in a plane parallel to the display unit. And a control unit that performs processing according to the detection signal output from the optical switch, and the plurality of detection regions are formed in the field of view. . According to such a configuration, it is possible not only to detect a detected object located in a plurality of regions along the base line direction of the light receiving lens, but also to perform operations such as data input based on these detection results. A possible device can be provided.
本発明によれば、予め各領域の基準となるラインセンサの出力データを記憶しておき、被検知物体の出力データと比較して基準データの所定範囲から外れた場合等に、物体がその領域内に存在するかどうかを判別して、その領域に対して判別に応じた検知信号の出力を行うため、パッシブ型測距装置を用いて、受光レンズの基線方向に沿った複数の領域に位置する被検知物体の検知が可能となる光電スイッチを実現できる。
According to the present invention, the output data of the line sensor serving as a reference for each area is stored in advance, and when the object falls outside the predetermined range of the reference data compared to the output data of the detected object, the object In order to output the detection signal according to the determination to the area, it is positioned in a plurality of areas along the base line direction of the light receiving lens using a passive distance measuring device. It is possible to realize a photoelectric switch that can detect an object to be detected.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、本発明による実施例１について図面を用いて詳細に説明する。図３は、本実施例による光電スイッチ１０の構成を示すブロック図である。光電スイッチ１０は、受光装置すなわちパッシブ型測距装置１１と、制御部１２と、メモリ１３と駆動指令出力部１４とで構成されている。測距装置１１の詳細な構成及び動作については後述する。制御部１２は、測距装置１１からの出力データを受信し、相互データ通信等が可能に電気的接続されているメモリ１３からプログラム等を読み込み実行して、被検知物体３の位置及び距離を算出する。また、制御部１２は駆動指令出力部１４と接続されており、算出された被検知物体のデータに基づく指令信号（検知信号）を出力する。メモリ１３は、上述の制御部１２で動作するプログラム等の他に、検知判断を行う複数の領域についてその基準となるラインセンサの出力データを予め記憶しており、算出した被検知物体３の位置データとの比較の際に、制御部１２とデータの相互通信を行う。また、メモリ１３は、制御部１２から出力されたデータを一時格納する機能も有する。駆動指令出力部１４は、制御部１２からの指令に基づいて、外部装置の信号入力端子にオンまたはオフに対応する信号を出力する。
First, Embodiment 1 according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the photoelectric switch 10 according to the present embodiment. The photoelectric switch 10 includes a light receiving device, that is, a passive distance measuring device 11, a control unit 12, a memory 13, and a drive command output unit 14. The detailed configuration and operation of the distance measuring device 11 will be described later. The control unit 12 receives the output data from the distance measuring device 11 and reads and executes a program or the like from the electrically connected memory 13 so that mutual data communication or the like is possible, and determines the position and distance of the detected object 3. calculate. The control unit 12 is connected to the drive command output unit 14 and outputs a command signal (detection signal) based on the calculated data of the detected object. The memory 13 stores in advance the output data of the line sensor serving as a reference for a plurality of areas in which detection determination is performed, in addition to the program or the like that operates in the control unit 12 described above, and the calculated position of the detected object 3 At the time of comparison with data, mutual communication between the control unit 12 and data is performed. The memory 13 also has a function of temporarily storing data output from the control unit 12. The drive command output unit 14 outputs a signal corresponding to ON or OFF to the signal input terminal of the external device based on the command from the control unit 12.
図４は、図３に示されたパッシブ型測距装置１１の内部の構成及び検知領域との関係を示す図である。測距装置１１は、集光レンズで構成されたレンズ２１ａ、２１ｂと、ラインセンサ２２ａ、２２ｂと、出力部２３とを有する。レンズ２１ａ、２１ｂは、これらの中心を結ぶ基線方向に基線長Ｘ０だけ離れてそれぞれの光軸が平行となるように配置され、ラインセンサ２２ａ、２２ｂは、それぞれ同一焦点距離ｆだけ離れた位置にレンズの基線方向に設けられる。出力部２３は、ラインセンサ２２ａ、２２ｂを構成する画素すなわち受光素子からアナログ信号を取り出し、これをａ側画素データ列、ｂ側画素データ列として制御部１２へ出力する。
FIG. 4 is a diagram showing the internal configuration of the passive distance measuring device 11 shown in FIG. 3 and the relationship with the detection area. The distance measuring device 11 includes lenses 21 a and 21 b made up of condenser lenses, line sensors 22 a and 22 b, and an output unit 23. The lenses 21a and 21b are arranged so that their optical axes are parallel to each other in the base line direction connecting these centers by a base line length X0, and the line sensors 22a and 22b are respectively positioned at the same focal length f. It is provided in the baseline direction of the lens. The output unit 23 extracts analog signals from the pixels constituting the line sensors 22a and 22b, that is, the light receiving elements, and outputs them to the control unit 12 as a-side pixel data strings and b-side pixel data strings.
続いて、本実施例１の測距装置１１の受光からデータ出力までの基本動作を説明する。図４に示すように、まず２つの光学系のうち一方を領域側レンズと定義する（本実施例１の場合はレンズ２１ａ）。ここで、レンズ２１ａ、２１ｂから基線長Ｘ０より十分に長い任意の距離Ｌ１だけ離れた位置をセンシング位置と定義し、その基線と平行なセンシング位置線上のそれぞれ幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の領域をＤ１、Ｄ２、Ｄ３とする。このとき、領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の像は、レンズ２１ａを介してラインセンサ２２ａ上に画素領域ｄ１、ｄ２、ｄ３として、それぞれ左右反対に結像する。一方、レンズ２１ｂを介して同領域Ｄ１〜Ｄ３を撮像すると、ラインセンサ２２ｂ上の所定の画素領域内に左右反対に結像する。出力部２３は、結像したラインセンサ２２ａ、２２ｂ上の画素数をアナログデータとして制御部１２に出力する。このデータは、出力される毎にメモリ１３に一時記憶される。
Next, a basic operation from light reception to data output of the distance measuring device 11 according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 4, first, one of the two optical systems is defined as a region side lens (the lens 21a in the case of the first embodiment). Here, a position separated from the lenses 21a and 21b by an arbitrary distance L1 sufficiently longer than the base line length X0 is defined as a sensing position, and regions of widths W1, W2 and W3 on the sensing position lines parallel to the base line are defined as D1. , D2, and D3. At this time, the images of the regions D1, D2, and D3 are formed on the line sensor 22a through the lens 21a as pixel regions d1, d2, and d3, respectively, in the opposite directions. On the other hand, when the same areas D1 to D3 are imaged through the lens 21b, the images are formed in the predetermined pixel area on the line sensor 22b in the opposite direction. The output unit 23 outputs the number of pixels on the imaged line sensors 22a and 22b to the control unit 12 as analog data. This data is temporarily stored in the memory 13 every time it is output.
図５は、領域側レンズ２１ａを介して図４の領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が結像したラインセンサ２２ａの一例を示している。本実施例１のラインセンサ２２ａは、ライン状に整列された画素を含む画素列が、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１６２まで配置されている。ここで上述のように、図４の領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が結像したラインセンサの画素領域をそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３とすると、それぞれの領域に含まれる画素列番号は、ｄ１がＮｏ．８７〜１０２、ｄ２がＮｏ．７１〜８６、ｄ３がＮｏ．５５〜７０となる。このとき、それぞれの領域に含まれる画素列数は、領域Ｄ１〜Ｄ３の幅の比（Ｗ１：Ｗ２：Ｗ３）と比例するが、本実施例１では、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は等しいとして、すべて同数の画素列が含まれている。
FIG. 5 shows an example of the line sensor 22a in which the regions D1, D2, and D3 in FIG. 4 are imaged via the region-side lens 21a. In the line sensor 22a according to the first embodiment, a pixel column including pixels aligned in a line shape is No. 1-No. Up to 162 are arranged. Here, as described above, assuming that the pixel areas of the line sensor in which the areas D1, D2, and D3 in FIG. 4 are imaged are d1, d2, and d3, respectively, the pixel column numbers included in the areas are d. 87-102, d2 is No. 71-86, d3 is No. 55-70. At this time, the number of pixel columns included in each region is proportional to the ratio of the widths of the regions D1 to D3 (W1: W2: W3). In the first embodiment, it is assumed that W1, W2, and W3 are equal. The same number of pixel columns are included.
次に、本実施例１の測距装置による領域の判定方法の一例について図面を用いて説明する。図６は、図４に示された出力部２３から出力されたラインセンサ２２ａの画素領域（画素列番号）とセンサ出力との関係を示しており、図６（ａ）は被検知物体を検知していない場合、図６（ｂ）は被検知物体を検知した場合のデータを模式的に示している。本実施例１の光電スイッチ１０が被検知物体を検知していない場合、測距装置１１は例えば光電スイッチ１０の製造時に予め設定された任意の基準位置の測距を行っている。すなわち、図６（ａ）に示すように、測距装置１１の領域側光学系は、すべてのセンサ領域でほぼ一定値を出力する。これに対して、光電スイッチ１０が、例えば図４中の領域Ｄ２の延長線上に何らかの被検知物体を検知した場合は、図６（ｂ）に示すように、センサ領域ｄ２内で大きな出力値を出力する。このとき、被検知物体を検知したかどうかを判断するために、センサ出力値に閾値となる任意の誤差幅を設ける。このようにすることによって、閾値の幅を外れた出力値、特に閾値を大きく越える出力値を認識した場合に、制御部１２は被検知物体を検知したと判断できる。
Next, an example of an area determination method by the distance measuring apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 shows the relationship between the pixel area (pixel column number) of the line sensor 22a output from the output unit 23 shown in FIG. 4 and the sensor output, and FIG. 6 (a) detects the detected object. If not, FIG. 6B schematically shows data when a detected object is detected. When the photoelectric switch 10 according to the first embodiment does not detect an object to be detected, the distance measuring device 11 performs distance measurement at an arbitrary reference position set in advance when the photoelectric switch 10 is manufactured, for example. That is, as shown in FIG. 6A, the area side optical system of the distance measuring device 11 outputs a substantially constant value in all sensor areas. On the other hand, when the photoelectric switch 10 detects any object to be detected on the extension line of the region D2 in FIG. 4, for example, as shown in FIG. 6B, a large output value is obtained in the sensor region d2. Output. At this time, in order to determine whether or not an object to be detected has been detected, an arbitrary error width serving as a threshold is provided in the sensor output value. By doing so, the control unit 12 can determine that an object to be detected has been detected when an output value that deviates from the threshold value, particularly an output value that greatly exceeds the threshold value, is recognized.
次に、図７に、図３に示す本実施例１による光電スイッチ１０の制御部１２が実行する領域検知判定ルーチンのフローチャートを示す。まず、制御部１２は、測距装置１１の出力部２３を介してラインセンサ２２ａのデータ列を入力する（ステップＳ１）。次に、制御部１２は、入力したデータ列から閾値を外れたセンサ領域の画素列番号を抽出する（ステップＳ２）。続いて、抽出した画素列番号が、図５に示されるような予め設定された領域ｄ１、ｄ２、ｄ３の画素列番号を含むかどうかを判別する（ステップＳ３）。これは、複数の同時スイッチングを防止するための判別であり、本実施例１の光電スイッチ１０を複数の同時入力を認める装置のスイッチとして用いる場合は、ステップＳ３の判別を省略してもよい。したがって、ステップＳ３において、抽出した画素列番号が領域ｄ１、ｄ２、ｄ３の複数の領域を同時に含むと判別した場合は、エラー入力としてルーチンを終了する。
Next, FIG. 7 shows a flowchart of a region detection determination routine executed by the control unit 12 of the photoelectric switch 10 according to the first embodiment shown in FIG. First, the control unit 12 inputs a data string of the line sensor 22a via the output unit 23 of the distance measuring device 11 (step S1). Next, the control unit 12 extracts the pixel column number of the sensor region that deviates from the threshold value from the input data sequence (step S2). Subsequently, it is determined whether or not the extracted pixel column number includes pixel column numbers of preset areas d1, d2, and d3 as shown in FIG. 5 (step S3). This is a determination for preventing a plurality of simultaneous switching. When the photoelectric switch 10 of the first embodiment is used as a switch of a device that allows a plurality of simultaneous inputs, the determination in step S3 may be omitted. Therefore, if it is determined in step S3 that the extracted pixel column number includes a plurality of regions d1, d2, and d3 at the same time, the routine ends as an error input.
ステップＳ３において、抽出された画素列番号が設定したうちの１つの領域のみを含むと判別すると、制御部１２は、続いて上述の画素列番号に含まれる領域がセンサ領域ｄ１かどうかを判別する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、抽出された画素列番号に含まれる領域が領域ｄ１であると判別した場合、制御部１２は、領域Ｄ１に対するオン駆動指令を駆動指令出力部１４に発し（ステップＳ５）、ルーチンを終了する。駆動指令出力部１４は、上述のように、この制御部１２からの指令に基づいて、外部装置に駆動信号を出力する。
If it is determined in step S3 that the extracted pixel column number includes only one of the set regions, the control unit 12 subsequently determines whether the region included in the pixel column number is the sensor region d1. (Step S4). If it is determined in step S4 that the region included in the extracted pixel column number is the region d1, the control unit 12 issues an ON drive command for the region D1 to the drive command output unit 14 (step S5), and executes the routine. finish. The drive command output unit 14 outputs a drive signal to an external device based on the command from the control unit 12 as described above.
ステップＳ４において、上述の画素列番号に含まれる領域がセンサ領域ｄ１でないと判別した場合、制御部１２は、抽出された画素列番号に含まれる領域が領域ｄ２かどうかを判別する（ステップＳ６）。ステップＳ６においてオン領域が領域ｄ２であると判別した場合、制御部１２は、領域Ｄ２に対するオン駆動指令を駆動指令出力部１４に発し（ステップＳ７）、ルーチンを終了する。
If it is determined in step S4 that the region included in the pixel column number is not the sensor region d1, the control unit 12 determines whether the region included in the extracted pixel column number is the region d2 (step S6). . If it is determined in step S6 that the ON region is the region d2, the control unit 12 issues an ON drive command for the region D2 to the drive command output unit 14 (step S7), and the routine ends.
同様に、ステップＳ６において、上述の画素列番号に含まれる領域がセンサ領域ｄ２でないと判別した場合は、制御部１２は、抽出された画素列番号に含まれる領域が領域ｄ３かどうかを判別する（ステップＳ８）。ステップＳ８においてオン領域が領域ｄ３であると判別した場合、制御部１２は、領域Ｄ３に対するオン駆動指令を駆動指令出力部１４に発し（ステップＳ９）、ルーチンを終了する。また、ステップＳ８において、上述の画素列番号に含まれるオン領域がセンサ領域ｄ３でないと判別した場合は、閾値を外れた画素列番号はオン領域になかった（測定エラーである）と判別して、そのままルーチンを終了する。
Similarly, when it is determined in step S6 that the region included in the pixel column number is not the sensor region d2, the control unit 12 determines whether the region included in the extracted pixel column number is the region d3. (Step S8). If it is determined in step S8 that the ON region is the region d3, the control unit 12 issues an ON drive command for the region D3 to the drive command output unit 14 (step S9), and the routine ends. If it is determined in step S8 that the ON region included in the pixel column number is not the sensor region d3, it is determined that the pixel column number outside the threshold is not in the ON region (measurement error). The routine is terminated as it is.
以上のような構成及び動作とすることによって、本実施例１による光電スイッチ１０は、図４に示すように、測距装置から任意の距離だけ離れた位置の所定の領域において、ラインセンサの基準となる出力データを予め記憶しておき、任意の被検知物体を検知した場合の出力データと比較して基準データの所定範囲から外れた場合に、被検知物体が上述の所定の領域もしくはその延長線上に存在すると判別し、その検知した領域に応じたオン駆動信号の出力を行うため、受光レンズの基線方向に沿った複数の領域すなわち視野に位置する被検知物体の検知が可能となる。
By adopting the configuration and operation as described above, the photoelectric switch 10 according to the first embodiment has a reference for the line sensor in a predetermined region at an arbitrary distance from the distance measuring device as shown in FIG. Output data is stored in advance, and when the detected object deviates from the predetermined range of the reference data compared to the output data when an arbitrary detected object is detected, the detected object is the above-mentioned predetermined region or an extension thereof. Since it is determined that it is on the line and an ON drive signal is output in accordance with the detected area, it is possible to detect a plurality of areas along the base line direction of the light receiving lens, that is, a detected object located in the field of view.
次に、本発明による実施例２について図面を用いて詳細に説明する。図８は、本実施例２によるパッシブ型測距装置１１と検知領域との関係を示す図である。測距装置１１は、集光レンズで構成されたレンズ２１ａ、２１ｂと、ラインセンサ２２ａ、２２ｂと、出力部２３とを有する。レンズ２１ａ、２１ｂは、これらの中心を結ぶ基線方向に基線長Ｘ０だけ離れてそれぞれの光軸が平行となるように配置され、ラインセンサ２２ａ、２２ｂは、それぞれ同一焦点距離ｆだけ離れた位置にレンズの基線方向に設けられる。出力部２３は、ラインセンサ２２ａ、２２ｂを構成する画素すなわち受光素子からアナログ信号を取り出し、これをａ側画素データ列、ｂ側画素データ列として制御部１２へ出力する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the passive distance measuring device 11 and the detection area according to the second embodiment. The distance measuring device 11 includes lenses 21 a and 21 b made up of condenser lenses, line sensors 22 a and 22 b, and an output unit 23. The lenses 21a and 21b are arranged so that their optical axes are parallel to each other in the base line direction connecting these centers by a base line length X0, and the line sensors 22a and 22b are respectively positioned at the same focal length f. It is provided in the baseline direction of the lens. The output unit 23 extracts analog signals from the pixels constituting the line sensors 22a and 22b, that is, the light receiving elements, and outputs them to the control unit 12 as a-side pixel data strings and b-side pixel data strings.
続いて、本実施例２の測距装置１１の受光からデータ出力までの基本動作を説明する。図８に示すように、まず２つの光学系のうち一方を領域側レンズと定義する（本実施例２の場合はレンズ２１ａ）。ここで、レンズ２１ａ、２１ｂからそれぞれ距離Ｌ１から距離Ｌ２まで離れた領域に、それぞれ幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３のオン領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を定義し、その周囲の領域をオフ領域とすると、レンズ２１ａから距離Ｌ１だけ離れた基線と平行な線上にある像は、レンズ２１ａを介してラインセンサ２２ａ上に画素領域ｄ１、ｄ２、ｄ３として、それぞれ左右反対に結像する。同様に、距離Ｌ１だけ離れた線上から距離Ｌ２だけ離れた線上までのオン領域内部の像は、すべて上記の画素領域ｄ１〜ｄ３の範囲内に結像することになる。一方、レンズ２１ｂを介して同領域Ｄ１〜Ｄ３を撮像すると、ラインセンサ２２ｂ上の所定の画素領域内に左右反対に結像する。出力部２３は、結像したラインセンサ２２ａ、２２ｂ上の画素数をアナログデータとして制御部１２に出力する。このデータは、出力される毎にメモリ１３に一時記憶される。
Subsequently, a basic operation from light reception to data output of the distance measuring device 11 according to the second embodiment will be described. As shown in FIG. 8, first, one of the two optical systems is defined as a region side lens (the lens 21a in the case of Example 2). Here, when the on-regions D1, D2, and D3 having the widths W1, W2, and W3 are defined in the regions separated from the lenses 21a and 21b from the distance L1 to the distance L2, respectively, and the surrounding regions are defined as the off-region, the lens An image on a line parallel to the base line that is a distance L1 away from 21a is imaged on the line sensor 22a through the lens 21a as pixel regions d1, d2, and d3 in the opposite directions. Similarly, all the images in the ON region from the line separated by the distance L1 to the line separated by the distance L2 are formed within the range of the pixel regions d1 to d3. On the other hand, when the same areas D1 to D3 are imaged through the lens 21b, the images are formed in the predetermined pixel area on the line sensor 22b in the opposite direction. The output unit 23 outputs the number of pixels on the imaged line sensors 22a and 22b to the control unit 12 as analog data. This data is temporarily stored in the memory 13 every time it is output.
本実施例２によるラインセンサ２２ａ及び２２ｂは、図５に示すような実施例１のものと同様の構成を用いている。すなわち、本実施例２のラインセンサ２２ａは、図５に示すように、ライン状に整列された画素を含む画素列が、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１６２まで配置されている。ここで上述のように、図８のオン領域が結像したラインセンサの画素領域をｄ１、ｄ２、ｄ３とすると、それぞれの領域に含まれる画素列番号は、ｄ１がＮｏ．８７〜１０２、ｄ２がＮｏ．７１〜８６、ｄ３がＮｏ．５５〜７０となる。このとき、それぞれの領域に含まれる画素列数は、領域Ｄ１〜Ｄ３の幅の比（Ｗ１：Ｗ２：Ｗ３）と比例するが、本実施例１では、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は等しいとして、すべて同数の画素列が含まれている。
The line sensors 22a and 22b according to the second embodiment have the same configuration as that of the first embodiment as shown in FIG. That is, in the line sensor 22a according to the second embodiment, as shown in FIG. 1-No. Up to 162 are arranged. Here, as described above, assuming that the pixel areas of the line sensor on which the ON area in FIG. 8 forms an image are d1, d2, and d3, the pixel column number included in each area is d. 87-102, d2 is No. 71-86, d3 is No. 55-70. At this time, the number of pixel columns included in each region is proportional to the ratio of the widths of the regions D1 to D3 (W1: W2: W3). In the first embodiment, it is assumed that W1, W2, and W3 are equal. The same number of pixel columns are included.
次に、本実施例２の測距装置１１による領域の判定方法の一例について図面を用いて説明する。図９は、図８に示された出力部２３から出力されたラインセンサ２２ａの画素領域（画素列番号）とセンサ出力から算出される測距装置１１から被検知物体までの距離との関係を示しており、図９（ａ）は被検知物体を検知していない場合、図９（ｂ）は被検知物体を検知した場合を模式的に示している。本実施例２の光電スイッチ１０が被検知物体を検知していない場合、測距装置１１は例えば光電スイッチ１０の製造時に予め設定された任意の基準位置の測距を行っている。すなわち、図９（ａ）に示すように、測距装置１１の領域側光学系は、すべてのセンサ領域でほぼ一定の測距データを出力する。これに対して、光電スイッチ１０が、例えば図８中の領域Ｄ２内に何らかの被検知物体を検知した場合、図９（ｂ）に示すように、センサ領域ｄ２内で大きな測距データの変化を出力する。このとき、被検知物体がオン領域Ｄ２内に存在するかどうかは、センサ領域ｄ２内で測距データが距離Ｌ１からＬ２までの範囲に入るかどうかによって判断する。このようにすることによって、ラインセンサの出力が所定の閾値の幅を外れた出力値を認識した場合、すなわちセンサ出力値に基づいて算出される測距データが定常時の基準距離から大きく外れた場合、制御部１２は、視野内に被検知物体を検知したと判断し、さらに上述の測距データが所定の距離範囲（例えばＬ１からＬ２）内に存在する場合、制御部１２は、図８のオン領域に物体を検知したと判断できる。
Next, an example of a region determination method by the distance measuring device 11 according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. 9 shows the relationship between the pixel area (pixel column number) of the line sensor 22a output from the output unit 23 shown in FIG. 8 and the distance from the distance measuring device 11 calculated from the sensor output to the detected object. 9A schematically shows a case where the detected object is not detected, and FIG. 9B schematically shows a case where the detected object is detected. When the photoelectric switch 10 according to the second embodiment does not detect an object to be detected, the distance measuring device 11 performs distance measurement at an arbitrary reference position set in advance when the photoelectric switch 10 is manufactured, for example. That is, as shown in FIG. 9A, the area side optical system of the distance measuring device 11 outputs distance measurement data that is substantially constant in all sensor areas. On the other hand, when the photoelectric switch 10 detects any object to be detected in the area D2 in FIG. 8, for example, as shown in FIG. 9B, a large change in distance measurement data occurs in the sensor area d2. Output. At this time, whether or not the object to be detected exists in the ON region D2 is determined by whether or not the distance measurement data falls within the range from the distance L1 to L2 in the sensor region d2. In this way, when the output value of the line sensor recognizes an output value outside the predetermined threshold range, that is, the distance measurement data calculated based on the sensor output value deviates greatly from the reference distance in the steady state. In this case, the control unit 12 determines that the detected object has been detected in the field of view, and if the distance measurement data described above exists within a predetermined distance range (for example, L1 to L2), the control unit 12 It can be determined that an object is detected in the ON region.
次に、図１０に、本実施例２による光電スイッチ１０の制御部１２が実行する領域検知判定ルーチンのフローチャートを示す。まず、制御部１２は、測距装置１１の出力部２３を介してラインセンサ２２ａのデータ列を入力する（ステップＳ１０１）。次に、制御部１２は、入力したデータ列から所定の閾値を外れたセンサ領域の画素列番号を抽出する（ステップＳ１０２）。続いて、抽出した画素列番号が、図５に示されるような予め設定された複数のオン領域の画素列番号を含むかどうかを判別する（ステップＳ１０３）。これは、複数の同時スイッチングを防止するための判別であり、本実施例２の光電スイッチ１０を複数の同時入力を認める装置のスイッチとして用いる場合は、ステップＳ１０３の判別を省略してもよい。したがって、ステップＳ１０３で抽出した画素列番号が複数のオン領域を含むと判別した場合は、エラー入力としてルーチンを終了する。
Next, FIG. 10 shows a flowchart of an area detection determination routine executed by the control unit 12 of the photoelectric switch 10 according to the second embodiment. First, the control unit 12 inputs a data string of the line sensor 22a via the output unit 23 of the distance measuring device 11 (step S101). Next, the control unit 12 extracts a pixel column number of a sensor region that deviates from a predetermined threshold value from the input data sequence (step S102). Subsequently, it is determined whether or not the extracted pixel column number includes a plurality of pixel region numbers set in advance as shown in FIG. 5 (step S103). This is a determination for preventing a plurality of simultaneous switching. When the photoelectric switch 10 of the second embodiment is used as a switch of a device that allows a plurality of simultaneous inputs, the determination in step S103 may be omitted. Therefore, if it is determined that the pixel column number extracted in step S103 includes a plurality of ON regions, the routine is terminated as an error input.
ステップＳ１０３において、抽出された画素列番号が設定したうちの１つのオン領域のみを含むと判別すると、制御部１２は、続いて上述の画素列番号に含まれるオン領域がセンサ領域ｄ１かどうかを判別する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４においてオン領域が領域ｄ１であると判別した場合、制御部１２は、距離算出処理を実行する（ステップＳ５）。この距離算出処理とは、図２で示すように、２つの光学系で測定されたラインデータ列に基づいて、それぞれの像の位相差から距離を算出する方法等であり、適当な算出方法を用い得るが、本実施例２では、まず図８で示された領域側レンズ２１ａからのａ側画素データ列と測距用レンズ２１ｂからのｂ側画素データ列とに基づいて２つのラインセンサ上の像の間の位相差ΔＸを検出する。続いて、図２に示すように、距離Ｌ０が基線長Ｘ０に対して十分大きいため、三角形の相似の関係からＬ０：Ｘ０＝ｆ：ΔＸが成り立つので、測距装置１１の基線長Ｘ０、レンズの焦点距離ｆ、上述のように算出した位相差ΔＸから距離Ｌ０を算出する方法を用いている。ステップＳ１０５によって被検知物体までの距離が算出されると、制御部１２は、距離算出の基準位置となった画素列番号と算出された距離とに基づいて、検知された物体が領域Ｄ１の範囲内にあるかどうかを判別する（ステップＳ１０６）。ここで、本実施例２による光電スイッチ１０のメモリ１３には、上述のように、オン領域のそれぞれの画素列番号に対する距離の最小値（例えば図８のＬ１）及び最大値（例えば図８のＬ２）のデータが予め記憶されており、ステップＳ１０６での判別は、算出された距離がこの最小値と最大値との間の範囲にあるかどうかで判別する。ステップＳ１０６において算出された距離が領域Ｄ１の範囲内であると判別した場合、制御部１２は、領域Ｄ１に対するオン駆動指令を駆動指令出力部１４に発し（ステップＳ１０７）、ルーチンを終了する。これに対して、ステップＳ１０６において算出された距離が領域Ｄ１内にないと判別した場合は、被検知物体がセンサ領域ｄ１内のオフ領域に存在する（オン領域には存在しない）として、そのままルーチンを終了する。駆動指令出力部１４は、上述のように、この制御部１２からの指令に基づいて、外部装置に駆動信号を出力する。
If it is determined in step S103 that the extracted pixel column number includes only one of the set ON regions, the control unit 12 subsequently determines whether the ON region included in the pixel column number is the sensor region d1. It discriminate | determines (step S104). When it is determined in step S104 that the ON region is the region d1, the control unit 12 executes a distance calculation process (step S5). As shown in FIG. 2, the distance calculation process is a method of calculating a distance from the phase difference of each image based on line data strings measured by two optical systems. In the second embodiment, first, on the two line sensors based on the a-side pixel data string from the area-side lens 21a and the b-side pixel data string from the distance measuring lens 21b shown in FIG. The phase difference ΔX between the two images is detected. Next, as shown in FIG. 2, since the distance L0 is sufficiently large with respect to the base line length X0, L0: X0 = f: ΔX holds because of the similarity of triangles. A method of calculating the distance L0 from the focal length f and the phase difference ΔX calculated as described above is used. When the distance to the detected object is calculated in step S105, the control unit 12 determines that the detected object is within the range D1 based on the pixel row number that is the reference position for the distance calculation and the calculated distance. It is determined whether it is within (step S106). Here, in the memory 13 of the photoelectric switch 10 according to the second embodiment, as described above, the minimum value (for example, L1 in FIG. 8) and the maximum value (for example, L1 in FIG. 8) for each pixel column number in the ON region. The data of L2) is stored in advance, and the determination in step S106 is performed based on whether or not the calculated distance is in a range between the minimum value and the maximum value. When it is determined that the distance calculated in step S106 is within the range of the region D1, the control unit 12 issues an ON drive command for the region D1 to the drive command output unit 14 (step S107), and the routine is ended. On the other hand, if it is determined that the distance calculated in step S106 is not within the area D1, it is determined that the detected object exists in the off area in the sensor area d1 (does not exist in the on area), and the routine is continued. Exit. The drive command output unit 14 outputs a drive signal to an external device based on the command from the control unit 12 as described above.
ステップＳ１０４において、上述の画素列番号に含まれるオン領域がセンサ領域ｄ１でないと判別した場合、制御部１２は、オン領域が領域ｄ２かどうかを判別する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８においてオン領域が領域ｄ２であると判別した場合、制御部１２は、上述のステップＳ１０５と同様の距離算出処理を実行する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９によって被検知物体までの距離が算出されると、制御部１２は、距離算出の基準位置となった画素列番号と算出された距離とに基づいて、ステップＳ１０６の場合と同様に、検知された物体が領域Ｄ２の範囲内にあるかどうかを判別する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０において算出された距離が領域Ｄ２の範囲内であると判別した場合、制御部１２は、領域Ｄ２に対するオン駆動指令を駆動指令出力部１４に発し（ステップＳ１１１）、ルーチンを終了する。これに対して、ステップＳ１１０において算出された距離が領域Ｄ２内にないと判別した場合は、被検知物体がセンサ領域ｄ２内のオフ領域に存在するとして、そのままルーチンを終了する。
When determining in step S104 that the ON region included in the pixel column number is not the sensor region d1, the control unit 12 determines whether the ON region is the region d2 (step S108). If it is determined in step S108 that the ON region is the region d2, the control unit 12 executes a distance calculation process similar to step S105 described above (step S109). When the distance to the detected object is calculated in step S109, the control unit 12 detects the same as in step S106 based on the pixel row number that is the reference position for the distance calculation and the calculated distance. It is determined whether or not the selected object is within the range of the region D2 (step S110). When it is determined that the distance calculated in step S110 is within the range of the region D2, the control unit 12 issues an ON drive command for the region D2 to the drive command output unit 14 (step S111), and the routine is terminated. On the other hand, if it is determined that the distance calculated in step S110 is not within the region D2, the routine is ended as it is, assuming that the detected object exists in the off region within the sensor region d2.
同様に、ステップＳ１０８において、上述の画素列番号に含まれるオン領域がセンサ領域ｄ２でないと判別した場合は、制御部１２は、オン領域が領域ｄ３かどうかを判別する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２においてオン領域が領域ｄ３であると判別した場合、制御部１２は、上述のステップＳ１０５と同様の距離算出処理を実行する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１３によって被検知物体までの距離が算出されると、制御部１２は、距離算出の基準位置となった画素列番号と算出された距離とに基づいて、ステップＳ１０６の場合と同様に、検知された物体が領域Ｄ３の範囲内にあるかどうかを判別する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４において算出された距離が領域Ｄ３の範囲内であると判別した場合、制御部１２は、領域Ｄ３に対するオン駆動指令を駆動指令出力部１４に発し（ステップＳ１１５）、ルーチンを終了する。これに対して、ステップＳ１１４において算出された距離が領域Ｄ３内にないと判別した場合は、被検知物体がセンサ領域ｄ３内のオフ領域に存在するとして、そのままルーチンを終了する。また、ステップＳ１１２において、上述の画素列番号に含まれるオン領域がセンサ領域ｄ３でないと判別した場合は、閾値を外れた画素列番号はオン領域になかった（測定エラーである）と判別して、そのままルーチンを終了する。
Similarly, when it is determined in step S108 that the ON region included in the pixel column number is not the sensor region d2, the control unit 12 determines whether the ON region is the region d3 (step S112). When it is determined in step S112 that the ON region is the region d3, the control unit 12 executes a distance calculation process similar to that in step S105 described above (step S113). When the distance to the detected object is calculated in step S113, the control unit 12 detects the same as in step S106 based on the pixel row number that is the reference position for the distance calculation and the calculated distance. It is determined whether or not the detected object is within the range of the region D3 (step S114). When it is determined that the distance calculated in step S114 is within the range of the region D3, the control unit 12 issues an ON drive command for the region D3 to the drive command output unit 14 (step S115), and the routine is terminated. On the other hand, if it is determined that the distance calculated in step S114 is not within the region D3, the routine is ended as it is, assuming that the detected object exists in the off region within the sensor region d3. If it is determined in step S112 that the ON region included in the pixel column number is not the sensor region d3, it is determined that the pixel column number outside the threshold is not in the ON region (measurement error). The routine is terminated as it is.
以上のような構成及び動作とすることによって、本実施例２による光電スイッチ１０は、図８に示すように、オン領域の基準となるラインセンサの出力データを予め記憶しておき、測距した物体の出力データと比較して基準データの所定範囲から外れた場合に、物体がオン領域内に存在するかどうかを判別して、物体がオン領域内にある場合にその領域に応じたオン駆動信号の出力を行うため、受光レンズの基線方向に沿った複数の領域に位置する被検知物体の検知が可能となる。
With the configuration and operation as described above, the photoelectric switch 10 according to the second embodiment stores the output data of the line sensor serving as the reference for the ON region in advance and measures the distance as shown in FIG. When it is out of the predetermined range of the reference data compared with the output data of the object, it is determined whether the object exists in the ON region, and when the object is in the ON region, ON driving according to that region Since the signal is output, it is possible to detect a detection object located in a plurality of regions along the base line direction of the light receiving lens.
また、本実施例２の光電スイッチ１０は、上述のメモリ１３に記憶しておくオン領域の基準データ範囲を複数の基準データ群として設けることにより、基線方向及び光軸方向について２次元のオン領域を設定することが可能である。
Further, the photoelectric switch 10 of the second embodiment provides a two-dimensional ON region in the baseline direction and the optical axis direction by providing the ON region reference data range stored in the memory 13 as a plurality of reference data groups. Can be set.
次に、本発明による実施例３について図面を用いて詳細に説明する。図１１は、本実施例３による光電スイッチ１０を用いたスロットマシン３０の構成を示す正面図である。スロットマシン３０は、その筐体３１の前面に、図柄表示部３２と、メダル投入口３４と、始動レバー３５と、内部に本実施例３による光電スイッチ１０が設けられたセンサカバー３６とを有する。図柄表示部３２の内側すなわち筐体３１の内部には、周面に複数種類の図柄が各々描かれた３つのリール３３ａ、３３ｂ、３３ｃが、その回転軸（図示せず）を中心に直列横向きに配置されている。それぞれのリールには、例えばステッピングモータ等の駆動装置（図示せず）が設けられており、独立して回転可能となっている。センサカバー３６は、内部に設けられた光電スイッチ１０を衝撃から保護するとともに、それ自体でスロットマシン３０上での意匠を形成する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 11 is a front view showing the configuration of the slot machine 30 using the photoelectric switch 10 according to the third embodiment. The slot machine 30 has a symbol display section 32, a medal slot 34, a start lever 35, and a sensor cover 36 in which the photoelectric switch 10 according to the third embodiment is provided in the front surface of the casing 31. . Three reels 33a, 33b, and 33c each having a plurality of types of symbols drawn on the peripheral surface are arranged in series inside the symbol display section 32, that is, inside the housing 31, with the rotation axis (not shown) as a center. Is arranged. Each reel is provided with a driving device (not shown) such as a stepping motor, and can be rotated independently. The sensor cover 36 protects the photoelectric switch 10 provided therein from an impact, and forms a design on the slot machine 30 by itself.
続いて、本実施例３のスロットマシン３０の動作について説明する。スロットマシン３０は、まずゲーム開始時に、メダル（図示せず）をメダル投入口３４に投入し、始動レバー３５を操作することによって、３つのリール３３ａ、３３ｂ、３３ｃが回転を始める。ここで、各々のリールの回転を停止させるためのスイッチとして、本発明による光電スイッチ１０を用いる。すなわち、図１１に斜線部で示すように、図柄表示部３２と平行な面上に視野を持つように光電スイッチ１０を設置し、３つのリール３３ａ、３３ｂ、３３ｃに対応する領域をそれぞれオン領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を設ける。光電スイッチ１０は、遊戯者が例えばリール３３ａを停止させようとして領域Ｄ１を指等で指すと、図１０で示したルーチンに従って遊戯者の指等を被検知物体として検知し、領域Ｄ１に対応するリール３３ａの停止信号をスロットマシン３０内部の制御部（図示せず）に発する。スロットマシン３０の制御部は、この停止信号を受けてリール３３ａの駆動装置を停止させる。同様に、遊戯者が領域Ｄ２、Ｄ３を指等で指すと、光電スイッチ１０がその領域の被検知物体を検知し、スロットマシン３０の制御部にそれぞれのリールに対する停止信号を発する。これらの信号に対応して、スロットマシン３０の制御部は各々のリールの回転を独立して停止することが可能となる。
Next, the operation of the slot machine 30 according to the third embodiment will be described. First, at the start of the game, the slot machine 30 inserts a medal (not shown) into the medal insertion slot 34 and operates the start lever 35, so that the three reels 33a, 33b, and 33c start to rotate. Here, the photoelectric switch 10 according to the present invention is used as a switch for stopping the rotation of each reel. That is, as indicated by the hatched portion in FIG. 11, the photoelectric switch 10 is installed so as to have a field of view on a plane parallel to the symbol display section 32, and the areas corresponding to the three reels 33a, 33b, and 33c are turned on areas. D1, D2, and D3 are provided. For example, when the player points the area D1 with a finger or the like to stop the reel 33a, for example, the photoelectric switch 10 detects the player's finger or the like as a detected object according to the routine shown in FIG. 10, and corresponds to the area D1. A stop signal for the reel 33a is issued to a control unit (not shown) in the slot machine 30. The control unit of the slot machine 30 receives the stop signal and stops the driving device of the reel 33a. Similarly, when the player points the area D2 or D3 with a finger or the like, the photoelectric switch 10 detects the detected object in that area and issues a stop signal for each reel to the control unit of the slot machine 30. In response to these signals, the control unit of the slot machine 30 can stop the rotation of each reel independently.
以上のような構成にすることによって、リールを停止させるストップボタンが不要となるため、スロットマシン全体の構成を簡略化できる。また、ストップボタンを用いた場合、遊戯者はリールの回転を止める動作とともにボタンの位置を確認する動作が必要となるが、本実施例３による光電スイッチ１０によるリール停止動作を用いることによって、遊戯者がリールを直接目視したままリール上を指等で指し示すことで操作可能であるため、ストップボタンを用いる場合に比べて正確かつ高速な操作が可能となる。更に、本実施例３に用いる光電スイッチ１０は非接触での使用が可能であるため、例えばストップボタン等の接触型スイッチを用いた場合に生じる恐れのある繰り返し動作や過剰な押圧等によるボタンや画面の破損を防止することが可能となる。
With the configuration as described above, a stop button for stopping the reel is not necessary, so that the configuration of the entire slot machine can be simplified. When the stop button is used, the player needs to check the position of the button as well as stop the rotation of the reel. By using the reel stop operation by the photoelectric switch 10 according to the third embodiment, Since the operator can operate by pointing the reel with his / her finger or the like while directly viewing the reel, the operation can be performed more accurately and faster than when using the stop button. Further, since the photoelectric switch 10 used in the third embodiment can be used in a non-contact manner, for example, a button or a button caused by an excessive pressing or the like that may occur when a contact type switch such as a stop button is used. It becomes possible to prevent damage to the screen.
また、本実施例３の光電スイッチ１０の構成は、従来のスロットマシン装置に後付けで取り付けることも可能であり、従来のスロットマシン装置に本実施例３の光電スイッチ１０による構成を配置するための専用の改造等を加えることなく使用することが可能となる。この結果、ストップボタンの破損等による部品交換に係るコスト低減を図ることもできる。
The configuration of the photoelectric switch 10 of the third embodiment can be retrofitted to a conventional slot machine device, and the configuration of the photoelectric switch 10 of the third embodiment is arranged in the conventional slot machine device. It can be used without any special modifications. As a result, it is possible to reduce the cost associated with component replacement due to breakage of the stop button or the like.
次に、本発明による実施例４について図面を用いて詳細に説明する。図１２は、本実施例４による光電スイッチ１０を用いたデータ入力装置４０の構成を示しており、図１２（ａ）は斜視図であり、図１２（ｂ）は正面図である。図１２（ａ）に示すように、本実施例４のデータ入力装置４０は、制御部及び外部との通信部等を含む本体部４１と、本発明による光電スイッチ１０を内部に設けられたセンサ部４２とで構成され、所望の映像等を表示する画面４４を前面に有するモニタ４３の上面に載置される。データ入力装置４０は、センサ部４２が本体部４１から突出するように構成されており、図１２（ａ）に示すように、突出したセンサ部４２に設けられた光電スイッチ１０がモニタ４３の画面４４と平行に視野を有するように配置される。
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 12 shows a configuration of a data input device 40 using the photoelectric switch 10 according to the fourth embodiment, in which FIG. 12A is a perspective view and FIG. 12B is a front view. As shown in FIG. 12A, the data input device 40 of the fourth embodiment includes a main body 41 including a control unit and an external communication unit, and a sensor in which the photoelectric switch 10 according to the present invention is provided. And is placed on the upper surface of a monitor 43 having a screen 44 for displaying a desired video or the like on the front surface. The data input device 40 is configured such that the sensor portion 42 protrudes from the main body portion 41, and the photoelectric switch 10 provided on the protruding sensor portion 42 is a screen of the monitor 43 as shown in FIG. 44 so as to have a field of view parallel to 44.
図１２（ｂ）に示すように、光電スイッチ１０は、一例として、画面４４に映る映像または文字等（例えば図９（ｂ）中の「○」、「×」、「△」等）に対応する領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３がオン領域と設定する。ここで、視聴者すなわち使用者が画面４４上の例えば領域Ｄ１を指等で指すと、光電スイッチ１０は、図７で示したルーチンの動作を実行して使用者の指等を被検知物体として検知し、領域Ｄ１に対応する入力信号を本体部４１内部の制御部（図示せず）に発する。同様に、使用者が領域Ｄ２、Ｄ３を指等で指すと、光電スイッチ１０がその領域の被検知物体を検知し、本体部４１内部の制御部にそれぞれの領域に対応する入力信号を発する。これらの信号に応じて、本体部４１内部の制御部は、外部装置に新たな駆動等の指令信号を発する。
As shown in FIG. 12B, the photoelectric switch 10 corresponds to, for example, an image or characters displayed on the screen 44 (for example, “O”, “X”, “Δ”, etc. in FIG. 9B). The areas D1, D2, and D3 to be set are set as ON areas. Here, when the viewer, that is, the user points, for example, the region D1 on the screen 44 with a finger or the like, the photoelectric switch 10 executes the operation of the routine shown in FIG. 7 and uses the user's finger or the like as the detected object. It detects and issues an input signal corresponding to the region D1 to a control unit (not shown) inside the main body 41. Similarly, when the user points to the areas D2 and D3 with a finger or the like, the photoelectric switch 10 detects an object to be detected in the area and issues an input signal corresponding to each area to the control unit inside the main body 41. In response to these signals, the control unit inside the main body 41 issues a command signal for new driving to the external device.
上記のような構成にすることによって、例えば、従来の家庭用テレビモニタ等のデータ入力に用いられてきた接触型のタッチパネルのように、画面４４に新たなセンサを積層するなどして設けることなく、必要なデータ入力等の動作を実行することが可能となり、全体の構成を簡略化することも可能となる。また、本発明による光電スイッチ１０は、２次元領域での検知が可能なため、例えば銀行の現金自動預払機（ＡＴＭ）の入力画面やテレビゲームの入力装置として用いることも可能である。更に、上述の２次元領域に対するスイッチング機能を用いることによって、例えばモニタ画面上の一部領域を指定して拡大する際の入力動作等にも適用することができる。
With the above-described configuration, for example, a new sensor is not stacked on the screen 44 like a contact type touch panel that has been used for data input in a conventional home television monitor or the like. Therefore, it is possible to execute necessary operations such as data input, and it is possible to simplify the entire configuration. In addition, since the photoelectric switch 10 according to the present invention can be detected in a two-dimensional area, it can be used as an input screen of a bank automatic teller machine (ATM) or a video game input device, for example. Furthermore, by using the switching function for the above-described two-dimensional area, it can be applied to an input operation or the like when, for example, a partial area on the monitor screen is specified and enlarged.
以上の実施例から、本発明による光電スイッチの構成を用いれば、受光レンズの基線方向に沿った複数の領域に位置する被検知物体の検知が可能となるだけでなく、２次元の特定領域に被検知物体が位置した場合の検知が可能となる各種のデータ入力システムを実現できる。
From the above embodiments, if the configuration of the photoelectric switch according to the present invention is used, not only detection of objects to be detected located in a plurality of regions along the baseline direction of the light receiving lens is possible, but also in a two-dimensional specific region. Various data input systems that can detect when the detected object is located can be realized.
また、本発明による光電スイッチは、使用前に任意の領域における複数の代表点の撮像を行い、これら複数の代表点でのデータを基準データ範囲として記憶して、この任意の領域を新たにオン領域として設定する機能を追加することも可能である。
In addition, the photoelectric switch according to the present invention images a plurality of representative points in an arbitrary area before use, stores data at the plurality of representative points as a reference data range, and newly turns on the arbitrary area. It is also possible to add a function to be set as an area.
なお、上記実施例では、いずれも光電スイッチが上側から測距する配置を用いているが、光電スイッチは測距する同一平面に対して任意の方向からの測距が可能である。
In each of the above embodiments, the photoelectric switch uses an arrangement in which the distance is measured from the upper side. However, the photoelectric switch can measure the distance from an arbitrary direction with respect to the same plane for distance measurement.
以上、説明した実施例は、本発明を実施するための最良の形態の一つにすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変化及び変形して実施可能である。
The embodiment described above is merely one of the best modes for carrying out the present invention, and the present invention can be implemented with various changes and modifications without departing from the gist thereof.
従来技術におけるアクティブ型測距装置を用いた三角測距方式による光電スイッチの代表的な構成を示す図である。It is a figure which shows the typical structure of the photoelectric switch by the triangulation system using the active type distance measuring device in a prior art.
従来技術におけるパッシブ型測距装置を用いた光電スイッチの代表的な構成を示す図であり、図２（ａ）は測距原理を示すための図であり、図２（ｂ）は光軸上の複数の検知領域を検知する方法を示す図である。It is a figure which shows the typical structure of the photoelectric switch using the passive type distance measuring device in a prior art, FIG. 2 (a) is a figure for showing the ranging principle, FIG.2 (b) is on an optical axis. It is a figure which shows the method of detecting several detection area of.
本発明の実施例１における光電スイッチの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the photoelectric switch in Example 1 of this invention.
図３に示す測距装置１１の詳細及び本発明による検知領域との関係を示す図である。It is a figure which shows the detail of the ranging apparatus 11 shown in FIG. 3, and the relationship with the detection area | region by this invention.
図４に示すラインセンサ２２ａの詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the line sensor 22a shown in FIG.
本実施例１における光電スイッチ１０のラインセンサ２２ａの画素領域（画素列番号）とセンサ出力との関係を示しており、図６（ａ）は被検知物体を検知していない場合、図６（ｂ）は被検知物体を検知した場合のデータを模式的に示す図である。FIG. 6A shows the relationship between the pixel area (pixel column number) of the line sensor 22a of the photoelectric switch 10 and the sensor output in the first embodiment, and FIG. 6A shows the case where the detected object is not detected. b) is a diagram schematically showing data when an object to be detected is detected.
本実施例１における光電スイッチ１０の制御部１２が実行する領域検知判定ルーチンのフローチャートである。3 is a flowchart of an area detection determination routine executed by the control unit 12 of the photoelectric switch 10 according to the first embodiment.
本実施例２における測距装置１１と検知領域との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the ranging device 11 in the present Example 2, and a detection area.
本実施例２における光電スイッチ１０のラインセンサ２２ａの画素領域（画素列番号）と測距装置１１からの距離との関係を示しており、図９（ａ）は被検知物体を検知していない場合、図９（ｂ）は被検知物体を検知した場合を模式的に示す図である。FIG. 9A shows the relationship between the pixel area (pixel column number) of the line sensor 22a of the photoelectric switch 10 in the second embodiment and the distance from the distance measuring device 11, and FIG. 9A does not detect the detected object. In this case, FIG. 9B is a diagram schematically showing a case where the detected object is detected.
本実施例２における光電スイッチ１０の制御部１２が実行する領域検知判定ルーチンのフローチャートである。10 is a flowchart of a region detection determination routine executed by the control unit 12 of the photoelectric switch 10 according to the second embodiment.
本実施例３における光電スイッチ１０を用いたスロットマシン３０の構成を示す正面図である。FIG. 10 is a front view showing a configuration of a slot machine 30 using the photoelectric switch 10 in the third embodiment.
本実施例４における光電スイッチ１０を用いたデータ入力装置４０の構成を示しており、図９（ａ）は斜視図であり、図９（ｂ）は正面図である。The structure of the data input device 40 using the photoelectric switch 10 in the present Example 4 is shown, Fig.9 (a) is a perspective view, FIG.9 (b) is a front view.
符号の説明Explanation of symbols
１０ 光電スイッチ
１１ 受光装置（測距装置）
１２ 制御部
１３ メモリ
１４ 駆動指令出力部
２１ａ、２１ｂ レンズ
２２ａ、２２ｂ ラインセンサ
２３ 出力部
３０ スロットマシン
３１ 筐体
３２ 図柄表示部
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ リール
３６ センサカバー
４０ データ入力装置
４１ 本体部
４２ センサ部
４３ モニタ
４４ 画面
Ｌ１、Ｌ２ 距離
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ オン領域
ｄ１、ｄ２、ｄ３ センサ領域
10 Photoelectric switch 11 Light receiving device (ranging device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Control part 13 Memory 14 Drive command output part 21a, 21b Lens 22a, 22b Line sensor 23 Output part 30 Slot machine 31 Case 32 Symbol display part 33a, 33b, 33c Reel 36 Sensor cover 40 Data input device 41 Main body part 42 Sensor Part 43 Monitor 44 Screen L1, L2 Distance D1, D2, D3 On area d1, d2, d3 Sensor area
