JPH08314623A - 光学式座標入力装置 - Google Patents
光学式座標入力装置Info
- Publication number
- JPH08314623A JPH08314623A JP7138681A JP13868195A JPH08314623A JP H08314623 A JPH08314623 A JP H08314623A JP 7138681 A JP7138681 A JP 7138681A JP 13868195 A JP13868195 A JP 13868195A JP H08314623 A JPH08314623 A JP H08314623A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection
- photoelectric conversion
- signal
- reference potential
- conversion means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学式座標入力装置において、信号検出回路
の基準電位をマウスパッドの状況（反射光量）に応じて
生成することにより、検出不能や誤検出を防止して、安
定した検出を可能にする。 【構成】 フォトダイオードの受光面Ｐ内に、第１検出
面Ｄ1 、第２検出面Ｄ2及び第３検出面Ｄ3 を設け、第
３検出面Ｄ3 の外縁形状をラインパターンの光像Ｘ1 ，
Ｘ2 ，・・・の形成ピッチＲP と等しい正方形状とす
る。この正方形状の検出面から得られた検出信号を元に
基準信号を生成する。この基準信号により、第検出面Ｄ
1 と第２検出面Ｄ2 から得られた検出信号Ｖａ，Ｖｂを
２値化して論理信号を出力させる。
の基準電位をマウスパッドの状況（反射光量）に応じて
生成することにより、検出不能や誤検出を防止して、安
定した検出を可能にする。 【構成】 フォトダイオードの受光面Ｐ内に、第１検出
面Ｄ1 、第２検出面Ｄ2及び第３検出面Ｄ3 を設け、第
３検出面Ｄ3 の外縁形状をラインパターンの光像Ｘ1 ，
Ｘ2 ，・・・の形成ピッチＲP と等しい正方形状とす
る。この正方形状の検出面から得られた検出信号を元に
基準信号を生成する。この基準信号により、第検出面Ｄ
1 と第２検出面Ｄ2 から得られた検出信号Ｖａ，Ｖｂを
２値化して論理信号を出力させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学式座標入力装置に係
り、特に、ラインパターンを備えたマウスパッド上で操
作することによりコンピュータ内に座標入力を行うよう
に構成された光学式マウスに好適な技術に関する。
り、特に、ラインパターンを備えたマウスパッド上で操
作することによりコンピュータ内に座標入力を行うよう
に構成された光学式マウスに好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からコンピュータ等の座標入力装置
の一つとしてマウスが使用されているが、このうち、マ
ウスパッドに形成されたグリッドを光学的に読み取り、
座標入力を行うように構成された光学式マウスがある。
の一つとしてマウスが使用されているが、このうち、マ
ウスパッドに形成されたグリッドを光学的に読み取り、
座標入力を行うように構成された光学式マウスがある。
【０００３】図１８は光学式マウスの一例について、そ
の光学系の構成を示すものである。マウスパッド１は、
透明基板１ａと、その表面側に所定のピッチで並列形成
された金属薄膜からなる複数のＸ方向ラインパターン２
Ｘ（Ｘ方向に並列し、Ｘ方向と垂直な方向に延伸するス
トライプ状のパターン）と、その裏面側に同様に並列形
成されたＹ方向ラインパターン（Ｙ方向に並列し、Ｙ方
向と垂直な方向に延伸するストライプ状のパターン）と
を備えている。
の光学系の構成を示すものである。マウスパッド１は、
透明基板１ａと、その表面側に所定のピッチで並列形成
された金属薄膜からなる複数のＸ方向ラインパターン２
Ｘ（Ｘ方向に並列し、Ｘ方向と垂直な方向に延伸するス
トライプ状のパターン）と、その裏面側に同様に並列形
成されたＹ方向ラインパターン（Ｙ方向に並列し、Ｙ方
向と垂直な方向に延伸するストライプ状のパターン）と
を備えている。
【０００４】光学式マウスには、図１８（ａ）に示すよ
うに、Ｘ方向ラインパターン２Ｘに光を照射してその反
射光を検出するように構成された、発光ダイオード３
Ｘ、集光レンズ４Ｘ及びフォトダイオード５Ｘを有する
Ｘ方向光電変換部１０Ｘと、Ｙ方向ラインパターン２Ｙ
に光を照射してその反射光を検出するように構成され
た、発光ダイオード３Ｙ、集光レンズ４Ｙ及びフォトダ
イオード５Ｙを有するＹ方向光電変換部１０Ｙとが収容
されている。
うに、Ｘ方向ラインパターン２Ｘに光を照射してその反
射光を検出するように構成された、発光ダイオード３
Ｘ、集光レンズ４Ｘ及びフォトダイオード５Ｘを有する
Ｘ方向光電変換部１０Ｘと、Ｙ方向ラインパターン２Ｙ
に光を照射してその反射光を検出するように構成され
た、発光ダイオード３Ｙ、集光レンズ４Ｙ及びフォトダ
イオード５Ｙを有するＹ方向光電変換部１０Ｙとが収容
されている。
【０００５】図１９に示すように、フォトダイオード５
Ｘは検出部５Ｘａと５Ｘｂとを有する２分割フォトダイ
オードであり、フォトダイオード５Ｙは検出部５Ｙａと
５Ｙｂとを有する２分割フォトダイオードである。これ
らのフォトダイオード５Ｘ，５Ｙの各検出部は、それぞ
れ独立した信号検出回路ＸＡ，ＸＢ，ＹＡ，ＹＢに接続
される。
Ｘは検出部５Ｘａと５Ｘｂとを有する２分割フォトダイ
オードであり、フォトダイオード５Ｙは検出部５Ｙａと
５Ｙｂとを有する２分割フォトダイオードである。これ
らのフォトダイオード５Ｘ，５Ｙの各検出部は、それぞ
れ独立した信号検出回路ＸＡ，ＸＢ，ＹＡ，ＹＢに接続
される。
【０００６】信号検出回路内においては、その電流電圧
変換部６Ｘａ，６Ｘｂ，６Ｙａ，６Ｙｂにより光電流に
応じた電位を有する検出信号ＶＸａ，ＶＸｂ，ＶＹａ，
ＶＹｂが得られる。この電位はさらにコンパレータ７Ｘ
ａ，７Ｘｂ，７Ｙａ，７Ｙｂに入力され、それぞれ基準
電位ＳＸａ，ＳＸｂ，ＳＹａ，ＳＹｂと比較されて２値
化され、高レベル（以下「Ｈ」という。）又は低レベル
（以下「Ｌ」という。）のいずれかの電位が論理信号Ｄ
Ｘａ，ＤＸｂ，ＤＹａ，ＤＹｂとして出力される。
変換部６Ｘａ，６Ｘｂ，６Ｙａ，６Ｙｂにより光電流に
応じた電位を有する検出信号ＶＸａ，ＶＸｂ，ＶＹａ，
ＶＹｂが得られる。この電位はさらにコンパレータ７Ｘ
ａ，７Ｘｂ，７Ｙａ，７Ｙｂに入力され、それぞれ基準
電位ＳＸａ，ＳＸｂ，ＳＹａ，ＳＹｂと比較されて２値
化され、高レベル（以下「Ｈ」という。）又は低レベル
（以下「Ｌ」という。）のいずれかの電位が論理信号Ｄ
Ｘａ，ＤＸｂ，ＤＹａ，ＤＹｂとして出力される。
【０００７】図２０は上記信号検出回路ＸＡ，ＸＢにお
ける検出信号ＶＸａ，ＶＸｂと論理信号ＤＸａ，ＤＸｂ
との関係を示したものである。図２０（ａ）及び（ｃ）
に示すように、検出信号ＶＸａとＶＸｂはそれぞれ正弦
波状のアナログ信号であり、検出部５Ｘａと５Ｘｂの位
置関係によりほぼ９０度位相のずれた状態で検出され
る。図２０（ｂ）及び（ｄ）に示すように、検出信号Ｖ
Ｘａ，ＶＸｂがしきい値Ｖｔｈを越えると論理信号ＤＸ
ａ，ＤＸｂは「Ｌ」となり、検出信号ＶＸａ，ＶＸｂが
しきい値Ｖｔｈを下回ると論理信号ＤＸａ，ＤＸｂは
「Ｈ」となる。
ける検出信号ＶＸａ，ＶＸｂと論理信号ＤＸａ，ＤＸｂ
との関係を示したものである。図２０（ａ）及び（ｃ）
に示すように、検出信号ＶＸａとＶＸｂはそれぞれ正弦
波状のアナログ信号であり、検出部５Ｘａと５Ｘｂの位
置関係によりほぼ９０度位相のずれた状態で検出され
る。図２０（ｂ）及び（ｄ）に示すように、検出信号Ｖ
Ｘａ，ＶＸｂがしきい値Ｖｔｈを越えると論理信号ＤＸ
ａ，ＤＸｂは「Ｌ」となり、検出信号ＶＸａ，ＶＸｂが
しきい値Ｖｔｈを下回ると論理信号ＤＸａ，ＤＸｂは
「Ｈ」となる。
【０００８】マウスパッド１のＸ方向ラインパターン２
Ｘを横切るように光学マウスを＋Ｘ方向に移動させる
と、図２０（ｂ）及び（ｄ）に示すように論理信号（Ｄ
Ｘａ，ＤＸｂ）の組合せは（Ｌ，Ｌ）→（Ｈ，Ｌ）→
（Ｈ，Ｈ）→（Ｌ，Ｈ）→（Ｌ，Ｌ）のように周期的に
変化し、論理信号ＤＸａの方が論理信号ＤＸｂよりも先
に変化することによりマウスの移動方向（＋Ｘ方向）が
判り、その周期数によりマウスの移動量が判る。上記論
理信号の組合せが逆順で変化する場合には移動方向も逆
方向（−Ｘ方向）であることとなる。
Ｘを横切るように光学マウスを＋Ｘ方向に移動させる
と、図２０（ｂ）及び（ｄ）に示すように論理信号（Ｄ
Ｘａ，ＤＸｂ）の組合せは（Ｌ，Ｌ）→（Ｈ，Ｌ）→
（Ｈ，Ｈ）→（Ｌ，Ｈ）→（Ｌ，Ｌ）のように周期的に
変化し、論理信号ＤＸａの方が論理信号ＤＸｂよりも先
に変化することによりマウスの移動方向（＋Ｘ方向）が
判り、その周期数によりマウスの移動量が判る。上記論
理信号の組合せが逆順で変化する場合には移動方向も逆
方向（−Ｘ方向）であることとなる。
【０００９】上記光学マウスの信号検出回路において、
コンパレータ７Ｘａ，７Ｘｂ，７Ｙａ，７Ｙｂとしてシ
ュミットトリガ型のコンパレータを用いることにより、
検出信号の２値化の際にヒステリシス特性を持たせるこ
とができる。この場合、検出信号の電位が上昇する際の
上昇しきい値Ｖｔｈｕは図２０のしきい値Ｖｔｈよりも
若干高く設定され、該上昇しきい値を検出信号の電位が
越えると、しきい値Ｖｔｈよりも若干低い降下しきい値
Ｖｔｈｄがセットされ、検出信号の電位が降下して降下
しきい値Ｖｔｈｄを検出信号の電位が下回ると、再び上
昇しきい値Ｖｔｈｕにセットされるので、他方向のライ
ンパターンの影響、雑音やドリフト等に起因して発生す
る検出信号の立ち上がり、立ち下がり時における論理信
号のチャタリングを防止することができる。
コンパレータ７Ｘａ，７Ｘｂ，７Ｙａ，７Ｙｂとしてシ
ュミットトリガ型のコンパレータを用いることにより、
検出信号の２値化の際にヒステリシス特性を持たせるこ
とができる。この場合、検出信号の電位が上昇する際の
上昇しきい値Ｖｔｈｕは図２０のしきい値Ｖｔｈよりも
若干高く設定され、該上昇しきい値を検出信号の電位が
越えると、しきい値Ｖｔｈよりも若干低い降下しきい値
Ｖｔｈｄがセットされ、検出信号の電位が降下して降下
しきい値Ｖｔｈｄを検出信号の電位が下回ると、再び上
昇しきい値Ｖｔｈｕにセットされるので、他方向のライ
ンパターンの影響、雑音やドリフト等に起因して発生す
る検出信号の立ち上がり、立ち下がり時における論理信
号のチャタリングを防止することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
光学式マウスにおいては、マウスパッド１上のラインパ
ターン２Ｘ，２Ｙは透明基板１ａの表裏両面上に並列配
置されるが、各ラインパターンの幅が１７０μｍ程度と
微細な形状を呈しているため、印刷又はエッチングの条
件により、異なるマウスパッド間においては勿論のこ
と、同一のマウスパッド上においてもラインパターンの
線幅、濃淡、形状等が不均一となるため、検出する光の
強度にバラツキが生じる。
光学式マウスにおいては、マウスパッド１上のラインパ
ターン２Ｘ，２Ｙは透明基板１ａの表裏両面上に並列配
置されるが、各ラインパターンの幅が１７０μｍ程度と
微細な形状を呈しているため、印刷又はエッチングの条
件により、異なるマウスパッド間においては勿論のこ
と、同一のマウスパッド上においてもラインパターンの
線幅、濃淡、形状等が不均一となるため、検出する光の
強度にバラツキが生じる。
【００１１】また、ラインパターンの交差部分では、例
えばパッドの裏面側に形成されたＹ方向ラインパターン
上に表面側に形成されたＸ方向ラインパターンの影が乗
り、やはり検出光量が変化する。さらに、Ｘ方向とＹ方
向とを別個の光学系で検出しているので、検出感度、光
学系のバラツキにより検出信号の強度が方向により若し
くはマウス間で異なる場合が多い。
えばパッドの裏面側に形成されたＹ方向ラインパターン
上に表面側に形成されたＸ方向ラインパターンの影が乗
り、やはり検出光量が変化する。さらに、Ｘ方向とＹ方
向とを別個の光学系で検出しているので、検出感度、光
学系のバラツキにより検出信号の強度が方向により若し
くはマウス間で異なる場合が多い。
【００１２】したがって、上記ラインパターンの不均一
性及び影の発生、マウス側の検出感度の方向毎及び製品
毎のバラツキにより光学式マウスの検出条件が悪化する
ことにより、上記検出信号と基準電位との関係も変化
し、検出信号の振幅中心レベルが基準電位に対して変化
したり、検出信号の振幅が減少したりする。特に、図２
０の右側部分に示すように検出光量が減少すると検出信
号の振幅中心レベルが上昇して検出信号が基準電位を横
切らなくなるので、論理信号の反転は生じない誤動作が
発生する。これらの影響を避けて正確な検出を可能にす
るために発光ダイオードの光量等の調整を行う必要があ
るが、この調整は煩雑かつ困難であるため、読み取り不
良や誤動作等の発生率が高く、製品の歩留りが低下する
という問題点がある。
性及び影の発生、マウス側の検出感度の方向毎及び製品
毎のバラツキにより光学式マウスの検出条件が悪化する
ことにより、上記検出信号と基準電位との関係も変化
し、検出信号の振幅中心レベルが基準電位に対して変化
したり、検出信号の振幅が減少したりする。特に、図２
０の右側部分に示すように検出光量が減少すると検出信
号の振幅中心レベルが上昇して検出信号が基準電位を横
切らなくなるので、論理信号の反転は生じない誤動作が
発生する。これらの影響を避けて正確な検出を可能にす
るために発光ダイオードの光量等の調整を行う必要があ
るが、この調整は煩雑かつ困難であるため、読み取り不
良や誤動作等の発生率が高く、製品の歩留りが低下する
という問題点がある。
【００１３】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、基準電位をマウスパッドの状況に
応じて生成することにより、上記のような原因があって
も常に正確な検出ができる光学式座標入力装置を実現す
ることにある。
であり、その課題は、基準電位をマウスパッドの状況に
応じて生成することにより、上記のような原因があって
も常に正確な検出ができる光学式座標入力装置を実現す
ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、少なくとも１方向に所定間隔
を以て並列配置されたラインパターンを備えた検出領域
の光像に基づいて検出信号を発生する第１の光電変換手
段と、該第１の光電変換手段の検出信号を基準電位と比
較して論理信号を出力する信号比較手段とを有する光学
式座標入力装置において、前記第１の光電変換手段と併
せて若しくは前記第１の光電変換手段とは別個に前記ラ
インパターンのｎ周期（ｎは正の整数）の範囲に対応す
る前記検出領域の光像を検出する第２の光電変換手段を
設け、該第２の光電変換手段の出力する検出信号を前記
第１の光電変換手段の検出信号と併せて若しくは単独に
領域信号として入力し、該領域信号に基づいて前記基準
電位を生成する基準電位生成手段を設けるものである。
に本発明が講じた手段は、少なくとも１方向に所定間隔
を以て並列配置されたラインパターンを備えた検出領域
の光像に基づいて検出信号を発生する第１の光電変換手
段と、該第１の光電変換手段の検出信号を基準電位と比
較して論理信号を出力する信号比較手段とを有する光学
式座標入力装置において、前記第１の光電変換手段と併
せて若しくは前記第１の光電変換手段とは別個に前記ラ
インパターンのｎ周期（ｎは正の整数）の範囲に対応す
る前記検出領域の光像を検出する第２の光電変換手段を
設け、該第２の光電変換手段の出力する検出信号を前記
第１の光電変換手段の検出信号と併せて若しくは単独に
領域信号として入力し、該領域信号に基づいて前記基準
電位を生成する基準電位生成手段を設けるものである。
【００１５】ここで、前記基準電位生成手段を、前記ラ
インパターンのｎ周期の範囲に対応する前記検出領域の
光像の平均光量に従って前記基準電位を生成する手段と
することが好ましい。
インパターンのｎ周期の範囲に対応する前記検出領域の
光像の平均光量に従って前記基準電位を生成する手段と
することが好ましい。
【００１６】また、前記第２の光電変換手段には、前記
第１の光電変換手段の受光面と隣接した受光面を設ける
ことが好ましい。
第１の光電変換手段の受光面と隣接した受光面を設ける
ことが好ましい。
【００１７】この場合にはさらに、前記第２の光電変換
手段には、前記第１の光電変換手段の受光面を包囲する
受光面を設けることが望ましい。
手段には、前記第１の光電変換手段の受光面を包囲する
受光面を設けることが望ましい。
【００１８】また、前記基準電位生成手段を、前記第１
の光電変換手段の検出信号と前記第２の光電変換手段の
検出信号とを合成して前記基準電位を得るように構成す
ることが好ましい。
の光電変換手段の検出信号と前記第２の光電変換手段の
検出信号とを合成して前記基準電位を得るように構成す
ることが好ましい。
【００１９】上記構成のいずれかにおいて、前記第１の
光電変換手段には２つの光電変換部を前記ラインパター
ンの光像の並列方向に隣接して設け、該２つの光電変換
部から出力される２つの前記検出信号を前記信号比較手
段により前記基準電位に応じてそれぞれ２値化して前記
論理信号を出力させる場合がある。
光電変換手段には２つの光電変換部を前記ラインパター
ンの光像の並列方向に隣接して設け、該２つの光電変換
部から出力される２つの前記検出信号を前記信号比較手
段により前記基準電位に応じてそれぞれ２値化して前記
論理信号を出力させる場合がある。
【００２０】
【作用】請求項１によれば、第１の光電変換手段に加え
て第２の光電変換手段を設け、第２の光電変換手段によ
り検出された検出信号を第１の光電変換手段の検出信号
と合わせて若しくは単独に用いて領域信号を検出し、こ
の領域信号により基準電位を得るようにしたことによ
り、領域信号はｎ周期の範囲に対応する検出領域の光像
を受けて形成されたものであるため、検出領域の平均的
な光量を反映した信号となるから、基準電位を常時検出
信号の弁別に適した電位に設定することができる。した
がって、検出領域の状態に起因して光量の変化が発生し
ても、常に安定した検出が可能になる。
て第２の光電変換手段を設け、第２の光電変換手段によ
り検出された検出信号を第１の光電変換手段の検出信号
と合わせて若しくは単独に用いて領域信号を検出し、こ
の領域信号により基準電位を得るようにしたことによ
り、領域信号はｎ周期の範囲に対応する検出領域の光像
を受けて形成されたものであるため、検出領域の平均的
な光量を反映した信号となるから、基準電位を常時検出
信号の弁別に適した電位に設定することができる。した
がって、検出領域の状態に起因して光量の変化が発生し
ても、常に安定した検出が可能になる。
【００２１】請求項２によれば、基準電位をラインパタ
ーンのｎ周期の範囲に対応する検出領域の光像の平均光
量に従って基準電位を生成することにより、基準電位が
検出信号の平均レベルにほぼ対応することとなり、常時
確実な検出が可能になる。
ーンのｎ周期の範囲に対応する検出領域の光像の平均光
量に従って基準電位を生成することにより、基準電位が
検出信号の平均レベルにほぼ対応することとなり、常時
確実な検出が可能になる。
【００２２】請求項３によれば、第１の光電変換手段の
受光面と第２の光電変換手段の受光面とが隣接している
ため、基準電位の生成と検出信号のベースとなる検出領
域を隣接して配置したこととなり、検出信号を得るため
の検出領域と最も近い領域から領域信号を得ることがで
きるので、検出領域の状況変化（反射光量の変化）に迅
速に対応できる。
受光面と第２の光電変換手段の受光面とが隣接している
ため、基準電位の生成と検出信号のベースとなる検出領
域を隣接して配置したこととなり、検出信号を得るため
の検出領域と最も近い領域から領域信号を得ることがで
きるので、検出領域の状況変化（反射光量の変化）に迅
速に対応できる。
【００２３】請求項４によれば、第１の光電変換手段の
受光面の周囲に第２の光電変換手段の受光面を設けたこ
とにより、第１の光電変換手段の受光面を中心とした最
適な検出領域の光像から基準電位を生成することができ
る。
受光面の周囲に第２の光電変換手段の受光面を設けたこ
とにより、第１の光電変換手段の受光面を中心とした最
適な検出領域の光像から基準電位を生成することができ
る。
【００２４】請求項５によれば、第１の光電変換手段の
検出信号と第２の光電変換手段の検出信号とを合成して
基準電位を得るように構成することにより、第２の光電
変換手段の受光面の面積を低減できるので、受光面全体
の面積を小さくすることができる。
検出信号と第２の光電変換手段の検出信号とを合成して
基準電位を得るように構成することにより、第２の光電
変換手段の受光面の面積を低減できるので、受光面全体
の面積を小さくすることができる。
【００２５】
【実施例】次に、図面を参照して本発明に係る光学式座
標入力装置の実施例を説明する。この実施例は、コンピ
ュータに接続された状態で、マウスパッド上を移動させ
て座標入力を行うための光学式マウスに関するものであ
るが、本発明は光学式マウスに限定されることなく、ラ
インパターンを読み取って座標入力を行う方式の装置に
広く適用できるものである。
標入力装置の実施例を説明する。この実施例は、コンピ
ュータに接続された状態で、マウスパッド上を移動させ
て座標入力を行うための光学式マウスに関するものであ
るが、本発明は光学式マウスに限定されることなく、ラ
インパターンを読み取って座標入力を行う方式の装置に
広く適用できるものである。
【００２６】図１はマウスパッド上に形成されたＸ方向
ラインパターンの光像Ｘ1 ，Ｘ2 ，Ｘ3 ，Ｘ4 ，Ｘ5 ，
Ｘ6 と、Ｘ方向の光電変換部におけるフォトダイオード
の受光面Ｐとの関係を示す説明図である。本実施例のフ
ォトダイオードの受光面Ｐとしては、図１に示すように
種々の形態が考えられる。受光面Ｐ1-1 〜Ｐ1-4 はいず
れもＸ方向ラインパターンの光像の形成ピッチＲP と等
しい１辺を持つ正方形状に形成され、この受光面Ｐ1-1
〜Ｐ1-4 の内部に第１検出面Ｄ1 、第２検出面Ｄ2 及び
第３検出面Ｄ3 が形成されたタイプ１の構造を備えてい
る。
ラインパターンの光像Ｘ1 ，Ｘ2 ，Ｘ3 ，Ｘ4 ，Ｘ5 ，
Ｘ6 と、Ｘ方向の光電変換部におけるフォトダイオード
の受光面Ｐとの関係を示す説明図である。本実施例のフ
ォトダイオードの受光面Ｐとしては、図１に示すように
種々の形態が考えられる。受光面Ｐ1-1 〜Ｐ1-4 はいず
れもＸ方向ラインパターンの光像の形成ピッチＲP と等
しい１辺を持つ正方形状に形成され、この受光面Ｐ1-1
〜Ｐ1-4 の内部に第１検出面Ｄ1 、第２検出面Ｄ2 及び
第３検出面Ｄ3 が形成されたタイプ１の構造を備えてい
る。
【００２７】受光面Ｐ1-1 においては、第１検出面Ｄ1
及び第２検出面Ｄ2 は共にＸ方向に１／４ＲP 、Ｙ方向
に１／２ＲP 〜１／４ＲP の長さの矩形状に形成され、
相互に隣接し、その周囲を第３検出面Ｄ3 が取り巻く構
造となっている。同様に、受光面Ｐ1-2 ，Ｐ1-3 ，Ｐ
1-4 では、第１検出面Ｄ1 と第２検出面Ｄ2 とによって
形成された正方形が受光面のいずれかの辺に接するよう
に配置されている。
及び第２検出面Ｄ2 は共にＸ方向に１／４ＲP 、Ｙ方向
に１／２ＲP 〜１／４ＲP の長さの矩形状に形成され、
相互に隣接し、その周囲を第３検出面Ｄ3 が取り巻く構
造となっている。同様に、受光面Ｐ1-2 ，Ｐ1-3 ，Ｐ
1-4 では、第１検出面Ｄ1 と第２検出面Ｄ2 とによって
形成された正方形が受光面のいずれかの辺に接するよう
に配置されている。
【００２８】受光面Ｐ2-1 ，Ｐ2-2 は、上記受光面と同
様にラインパターンの光像の形成ピッチＲP に等しい長
さの１辺を持つ受光面の正方形状の外縁から第１検出面
Ｄ1又は第２検出面Ｄ2 のいずれかが外側に突出してい
るタイプ２の構造である。この場合、第３受光面Ｄ3 の
面積は上記受光面Ｐ1-1 ，Ｐ1-2 ，Ｐ1-3 ，Ｐ1-4 の場
合よりも大きな面積になっている。
様にラインパターンの光像の形成ピッチＲP に等しい長
さの１辺を持つ受光面の正方形状の外縁から第１検出面
Ｄ1又は第２検出面Ｄ2 のいずれかが外側に突出してい
るタイプ２の構造である。この場合、第３受光面Ｄ3 の
面積は上記受光面Ｐ1-1 ，Ｐ1-2 ，Ｐ1-3 ，Ｐ1-4 の場
合よりも大きな面積になっている。
【００２９】受光面Ｐ3-1 ，Ｐ3-2 ，Ｐ3-3 では、上記
受光面と同様に形成ピッチＲP に等しい長さの１片を持
つ受光面の正方形状の外縁から第１検出面Ｄ1 及び第２
検出面Ｄ2 が共に外部へ突出しており、第３検出面Ｄ3
が正方形状となったタイプ３の構造である。
受光面と同様に形成ピッチＲP に等しい長さの１片を持
つ受光面の正方形状の外縁から第１検出面Ｄ1 及び第２
検出面Ｄ2 が共に外部へ突出しており、第３検出面Ｄ3
が正方形状となったタイプ３の構造である。
【００３０】上記図１に示した受光面と同様の１辺がラ
インパターンの光像の形成ピッチＲP と等しい正方形の
受光面を設けた場合に、受光面の位置及び姿勢によって
その明部（ラインパターンからの反射光を受ける部分）
の面積比率がどのように変化するのかを調べた結果を以
下の表１に示す。この表１においては、受光面Ｐの検出
位置を、図２（ａ）に示す受光面Ｐの縁部と光像のライ
ンパターンの縁部との距離δ（形成ピッチＲP を１とし
て計ったもの）によって示し、受光面Ｐの姿勢は、図２
（ａ）に示す受光面Ｐの１辺と光像のラインパターンの
延伸方向との角度θ（度）によって示している。
インパターンの光像の形成ピッチＲP と等しい正方形の
受光面を設けた場合に、受光面の位置及び姿勢によって
その明部（ラインパターンからの反射光を受ける部分）
の面積比率がどのように変化するのかを調べた結果を以
下の表１に示す。この表１においては、受光面Ｐの検出
位置を、図２（ａ）に示す受光面Ｐの縁部と光像のライ
ンパターンの縁部との距離δ（形成ピッチＲP を１とし
て計ったもの）によって示し、受光面Ｐの姿勢は、図２
（ａ）に示す受光面Ｐの１辺と光像のラインパターンの
延伸方向との角度θ（度）によって示している。
【００３１】
【表１】 距離δ 角度θ 明部の面積比率 距離δ 角度θ 明部の面積比率 １／８ ０ ５０．０ ２／８ ０ ５０．０ １／８ １０ ５０．４ ２／８ １０ ５０．８ １／８ ２０ ４９．７ ２／８ ２０ ５２．０ １／８ ３０ ４８．２ ２／８ ３０ ５２．１ １／８ ４０ ４６．３ ２／８ ４０ ５２．２ １／８ ４５ ４５．９ ２／８ ４５ ５２．３ １／８ ５０ ４６．３ ２／８ ５０ ５２．２ １／８ ６０ ４８．２ ２／８ ６０ ５２．１ １／８ ７０ ４９．７ ２／８ ７０ ５２．０ ３／８ ０ ５０．０ ４／８ ０ ５０．０ ３／８ １０ ５０．８ ４／８ １０ ５０．７ ３／８ ２０ ５３．２ ４／８ ２０ ５２．６ ３／８ ３０ ５５．９ ４／８ ３０ ５５．７ ３／８ ４０ ５６．９ ４／８ ４０ ５７．６ ３／８ ４５ ５７．０ ４／８ ４５ ５７．８ ３／８ ５０ ５６．９ ４／８ ５０ ５７．６ ３／８ ６０ ５５．９ ４／８ ６０ ５５．７ ３／８ ７０ ５３．２ ４／８ ７０ ５２．６
【００３２】上記表１に示されているように、形成ピッ
チＲP の長さの辺を持つ正方形状の受光面Ｐにおいて
は、ラインパターンの反射光による明部の面積は、受光
面Ｐの辺とラインパターンとが平行になる姿勢であれば
常に５０％であり、受光面Ｐの姿勢が傾斜しても、４６
％弱〜５８％弱の範囲内である。したがって、上記のよ
うな受光面Ｐにおいては、ほぼ常にマウスパッドからの
光量の平均値に近い検出信号が得られることが予想され
る。
チＲP の長さの辺を持つ正方形状の受光面Ｐにおいて
は、ラインパターンの反射光による明部の面積は、受光
面Ｐの辺とラインパターンとが平行になる姿勢であれば
常に５０％であり、受光面Ｐの姿勢が傾斜しても、４６
％弱〜５８％弱の範囲内である。したがって、上記のよ
うな受光面Ｐにおいては、ほぼ常にマウスパッドからの
光量の平均値に近い検出信号が得られることが予想され
る。
【００３３】次に、図２（ｂ）に示すように、内部の中
心位置に配置された第１検出面Ｄ1及び第２検出面Ｄ2
と、これらの検出面を包囲するように枠状に形成された
第３検出部Ｄ3 とからなり、全体として上記図２（ａ）
に示す受光面と同様の形状を備えた受光面Ｐ1-1 につい
て、第１検出面Ｄ1 と第２検出面Ｄ2 における明部の面
積比率がそれぞれどのようになるかを調べた。その結果
を以下の表２に示す。なお、図２（ｂ）に示すように、
受光面の検出位置及び姿勢は、上記表１と同様の距離δ
及び角度θによって示されている。ここでは、明部の面
積比率は第１検出面Ｄ1 と第２検出面Ｄ2 の各面積をそ
れぞれ５０％とし、両者を合わせた全面積を１００％と
して表示している。
心位置に配置された第１検出面Ｄ1及び第２検出面Ｄ2
と、これらの検出面を包囲するように枠状に形成された
第３検出部Ｄ3 とからなり、全体として上記図２（ａ）
に示す受光面と同様の形状を備えた受光面Ｐ1-1 につい
て、第１検出面Ｄ1 と第２検出面Ｄ2 における明部の面
積比率がそれぞれどのようになるかを調べた。その結果
を以下の表２に示す。なお、図２（ｂ）に示すように、
受光面の検出位置及び姿勢は、上記表１と同様の距離δ
及び角度θによって示されている。ここでは、明部の面
積比率は第１検出面Ｄ1 と第２検出面Ｄ2 の各面積をそ
れぞれ５０％とし、両者を合わせた全面積を１００％と
して表示している。
【００３４】
【表２】 距離δ 角度θ 第１検出面の明部面積比率 第２検出面の明部面積比率 １／８ ０ ２５．０ ５０．０ １／８ １０ ９．２９７ ４９．９９９ １／８ ２０ ３．０１９ ４３．６０３ １／８ ３０ ２．０７４ ３４．５３０ １／８ ４０ ２．６８５ ２７．５４５ １／８ ４５ ３．５８３ ２５．８９１ １／８ ５０ ５．１０４ ２５．１２６ １／８ ６０ １１．０８５ ２５．５２０ １／８ ７０ １８．５７９ ２７．８６４ ２／８ ０ ５０．０ ５０．０ ２／８ １０ ３４．６８２ ４９．９９９ ２／８ ２０ ２３．２３１ ４９．９９５ ２／８ ３０ １７．０２７ ４８．４４４ ２／８ ４０ １７．１９６ ４４．６２１ ２／８ ４５ １８．５６４ ４２．８３２ ２／８ ５０ ２０．４６２ ４１．３５６ ２／８ ６０ ２５．５２０ ３９．９５１ ２／８ ７０ ３２．０５９ ４１．１６８ ３／８ ０ ５０．０ ２５．０ ３／８ １０ ５０．００１ ４１．４７２ ３／８ ２０ ４５．３６７ ４８．１４４ ３／８ ３０ ３９．６７５ ４９．４７９ ３／８ ４０ ３６．６０６ ４９．７８９ ３／８ ４５ ３６．２４１ ４９．７８９ ３／８ ５０ ３６．７７６ ４９．６２２ ３／８ ６０ ３９．９５１ ４９．２０３ ３／８ ７０ ４５．３６０ ４８．１５２ ４／８ ０ ５０．０ ０．０ ４／８ １０ ５０．００１ １６．０８９ ４／８ ２０ ５０．００１ ２９．９７９ ４／８ ３０ ４９．７２１ ３８．３９４ ４／８ ４０ ４８．７０１ ４１．１２８ ４／８ ４５ ４８．５２５ ４１．４２５ ４／８ ５０ ４８．６９４ ４１．１３５ ４／８ ６０ ４９．２０３ ３８．９１１ ４／８ ７０ ４４．５３９ ３５．４４３
【００３５】上記受光面Ｐ1-1 、Ｐ1-2 又はＰ1-3 を有
する光電変換部を備えた光学式マウスの場合、図３に示
す信号検出回路により論理信号Ｄａ，Ｄｂを得ることが
できる。すなわち、第１検出面Ｄ1 を備えたフォトダイ
オードＰＤ１、第２検出面Ｄ2 を備えたフォトダイオー
ドＰＤ２、第３検出面Ｄ3 を備えたフォトダイオードＰ
Ｄ３を、それぞれ演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３の
反転入力端子に接続し、該反転入力端子とその出力とを
抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を介して接続する。一方、演算増
幅器ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３の非反転入力端子には、抵
抗Ｒ１１，Ｒ１２により分圧された所定の電位が供給さ
れている。
する光電変換部を備えた光学式マウスの場合、図３に示
す信号検出回路により論理信号Ｄａ，Ｄｂを得ることが
できる。すなわち、第１検出面Ｄ1 を備えたフォトダイ
オードＰＤ１、第２検出面Ｄ2 を備えたフォトダイオー
ドＰＤ２、第３検出面Ｄ3 を備えたフォトダイオードＰ
Ｄ３を、それぞれ演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３の
反転入力端子に接続し、該反転入力端子とその出力とを
抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を介して接続する。一方、演算増
幅器ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３の非反転入力端子には、抵
抗Ｒ１１，Ｒ１２により分圧された所定の電位が供給さ
れている。
【００３６】上記フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，Ｐ
Ｄ３で発生した光電流は、演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２，
ＯＰ３及び抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で構成されるＩ／Ｖ変
換回路によって、光電流に応じた電位を持つ検出信号Ｖ
ａ，Ｖｂ，Ｖｃになる。検出信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、
それぞれ抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６を介して演算増幅器ＯＰ
４からなるボルテージフォロワに入力される。また、検
出信号Ｖａ，Ｖｂは、それぞれ演算増幅器ＯＰ５，ＯＰ
６の反転入力端子に入力される。
Ｄ３で発生した光電流は、演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２，
ＯＰ３及び抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で構成されるＩ／Ｖ変
換回路によって、光電流に応じた電位を持つ検出信号Ｖ
ａ，Ｖｂ，Ｖｃになる。検出信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、
それぞれ抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６を介して演算増幅器ＯＰ
４からなるボルテージフォロワに入力される。また、検
出信号Ｖａ，Ｖｂは、それぞれ演算増幅器ＯＰ５，ＯＰ
６の反転入力端子に入力される。
【００３７】演算増幅器ＯＰ４の出力電位Ｖｒｅｆは、
結合抵抗Ｒ７，Ｒ８を介して演算増幅器ＯＰ５，ＯＰ６
の非反転入力端子に入力される。演算増幅器ＯＰ５，Ｏ
Ｐ６の非反転入力端子と出力とは、帰還抵抗Ｒ９，Ｒ１
０によって接続されている。上記検出信号Ｖａ，Ｖｂ
は、演算増幅器ＯＰ４の出力電位Ｖｒｅｆに基づいて入
力される基準電位Ｖｔｈｕ，Ｖｔｈｄと比較され、その
大小関係によって高電位「Ｈ」又は低電位「Ｌ」を持つ
論理出力Ｄａ，Ｄｂが得られる。
結合抵抗Ｒ７，Ｒ８を介して演算増幅器ＯＰ５，ＯＰ６
の非反転入力端子に入力される。演算増幅器ＯＰ５，Ｏ
Ｐ６の非反転入力端子と出力とは、帰還抵抗Ｒ９，Ｒ１
０によって接続されている。上記検出信号Ｖａ，Ｖｂ
は、演算増幅器ＯＰ４の出力電位Ｖｒｅｆに基づいて入
力される基準電位Ｖｔｈｕ，Ｖｔｈｄと比較され、その
大小関係によって高電位「Ｈ」又は低電位「Ｌ」を持つ
論理出力Ｄａ，Ｄｂが得られる。
【００３８】上記結合抵抗Ｒ７，Ｒ８と、演算増幅器Ｏ
Ｐ５，ＯＰ６と、帰還抵抗Ｒ９，Ｒ１０とからなるシュ
ミットトリガ型のコンパレータは、Ｒ７〜Ｒ１０の抵抗
値によって定まる所定のヒステリシス特性を有する。す
なわち、検出信号Ｖａ，Ｖｂが上昇する際には、検出信
号Ｖａ，Ｖｂの電位が出力電位Ｖｒｅｆよりも若干高い
上昇しきい値Ｖｔｈｕ（＝Ｖｒｅｆ＋ε（εは正の微小
値））を越えると、論理出力Ｄａ，Ｄｂは「Ｈ」から
「Ｌ」へと変わり、その時、しきい値は出力電位Ｖｒｅ
ｆよりも若干低い降下しきい値Ｖｔｈｄ（＝Ｖｒｅｆ−
ρ（ρは正の微小値））となる。検出信号Ｖａ，Ｖｂが
降下する際には、検出信号Ｖａ，Ｖｂの電位が降下しき
い値Ｖｔｈｄを下回ると、論理出力Ｄａ，Ｄｂは「Ｌ」
から「Ｈ」へと変わり、その時、しきい値は上昇しきい
値Ｖｔｈｕに戻る。
Ｐ５，ＯＰ６と、帰還抵抗Ｒ９，Ｒ１０とからなるシュ
ミットトリガ型のコンパレータは、Ｒ７〜Ｒ１０の抵抗
値によって定まる所定のヒステリシス特性を有する。す
なわち、検出信号Ｖａ，Ｖｂが上昇する際には、検出信
号Ｖａ，Ｖｂの電位が出力電位Ｖｒｅｆよりも若干高い
上昇しきい値Ｖｔｈｕ（＝Ｖｒｅｆ＋ε（εは正の微小
値））を越えると、論理出力Ｄａ，Ｄｂは「Ｈ」から
「Ｌ」へと変わり、その時、しきい値は出力電位Ｖｒｅ
ｆよりも若干低い降下しきい値Ｖｔｈｄ（＝Ｖｒｅｆ−
ρ（ρは正の微小値））となる。検出信号Ｖａ，Ｖｂが
降下する際には、検出信号Ｖａ，Ｖｂの電位が降下しき
い値Ｖｔｈｄを下回ると、論理出力Ｄａ，Ｄｂは「Ｌ」
から「Ｈ」へと変わり、その時、しきい値は上昇しきい
値Ｖｔｈｕに戻る。
【００３９】演算増幅器ＯＰ４の出力電位Ｖｒｅｆは、
フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３からの検出信
号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを加算して得られたものである。こ
の加算時の重み付けは、抵抗Ｒ１〜Ｒ６の値によって調
整される。一般的には、出力電位Ｖｒｅｆがマウスパッ
ドからの反射光量の平均値を示すように設定すればよ
い。
フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３からの検出信
号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを加算して得られたものである。こ
の加算時の重み付けは、抵抗Ｒ１〜Ｒ６の値によって調
整される。一般的には、出力電位Ｖｒｅｆがマウスパッ
ドからの反射光量の平均値を示すように設定すればよ
い。
【００４０】特に、上記受光面Ｐ1-1 を備えた実施例に
おいては、受光面Ｐ1-1 全体で発生する光電流に基づく
演算増幅器ＯＰ４の出力電位Ｖｒｅｆが、第１検出面Ｄ
1 又は第２検出面Ｄ2 で発生する光電流に基づく検出信
号の電位の平均値となるように設定することが望まし
い。このために、第１検出面Ｄ1 の面積＝第２検出面Ｄ
2 の面積＝ＳＤとし、第３検出面の面積ＳＤＲ＝Ａ×Ｓ
Ｄとすると、各抵抗値を、 Ｒ１＝Ｒ２，Ｒ３＝Ｒ１／Ａ Ｒ４＝Ｒ５，Ｒ６＝Ｒ４／Ａ になるように設定することが好ましい。
おいては、受光面Ｐ1-1 全体で発生する光電流に基づく
演算増幅器ＯＰ４の出力電位Ｖｒｅｆが、第１検出面Ｄ
1 又は第２検出面Ｄ2 で発生する光電流に基づく検出信
号の電位の平均値となるように設定することが望まし
い。このために、第１検出面Ｄ1 の面積＝第２検出面Ｄ
2 の面積＝ＳＤとし、第３検出面の面積ＳＤＲ＝Ａ×Ｓ
Ｄとすると、各抵抗値を、 Ｒ１＝Ｒ２，Ｒ３＝Ｒ１／Ａ Ｒ４＝Ｒ５，Ｒ６＝Ｒ４／Ａ になるように設定することが好ましい。
【００４１】図６乃至図１４には、上記実施例における
出力電位（コンパレータにヒステリシス特性を付与しな
い場合の基準電位）Ｖｒｅｆを基準として、フォトダイ
オードＰＤ１の第１検出面Ｄ1 で受けた光に基づく検出
信号Ｖａと、フォトダイオードＰＤ２の第２検出面Ｄ2
で受けた光に基づく検出信号Ｖｂの値をシュミレーショ
ンした結果を受光面Ｐの姿勢毎（θ＝０〜７０度）に示
す。ここで、図３に示す回路図中の電源電位ＶＤＤ＝５
ｖである。これらの図に示すように、受光面Ｐの姿勢が
ラインパターンの光像の延伸方向から大きくずれても、
例えば図１０乃至図１４に示すように支障なく検出でき
ることが判る。
出力電位（コンパレータにヒステリシス特性を付与しな
い場合の基準電位）Ｖｒｅｆを基準として、フォトダイ
オードＰＤ１の第１検出面Ｄ1 で受けた光に基づく検出
信号Ｖａと、フォトダイオードＰＤ２の第２検出面Ｄ2
で受けた光に基づく検出信号Ｖｂの値をシュミレーショ
ンした結果を受光面Ｐの姿勢毎（θ＝０〜７０度）に示
す。ここで、図３に示す回路図中の電源電位ＶＤＤ＝５
ｖである。これらの図に示すように、受光面Ｐの姿勢が
ラインパターンの光像の延伸方向から大きくずれても、
例えば図１０乃至図１４に示すように支障なく検出でき
ることが判る。
【００４２】図１５乃至図１７は、図３に示す検出電位
Ｖａ（光電変換部の出力電圧）がマウスパッドからの反
射光量の大小に応じて変化する様子を示したものであ
る。検出電位Ｖａ（検出電位Ｖｂも同様である。）は、
ラインパターンを横切る度に上下する正弦波状の信号で
あるが、例えばＹ方向の光電変換部にはＸ方向のライン
パターンの影が影響するとともにその他のノイズも加わ
って、各図に示すように細かく上下に振動する信号波形
となる。
Ｖａ（光電変換部の出力電圧）がマウスパッドからの反
射光量の大小に応じて変化する様子を示したものであ
る。検出電位Ｖａ（検出電位Ｖｂも同様である。）は、
ラインパターンを横切る度に上下する正弦波状の信号で
あるが、例えばＹ方向の光電変換部にはＸ方向のライン
パターンの影が影響するとともにその他のノイズも加わ
って、各図に示すように細かく上下に振動する信号波形
となる。
【００４３】図１５には、図１９に示す従来の検出系に
おける基準電位Ｖｒｅｆ、上昇しきい値Ｖｔｈｕ及び降
下しきい値Ｖｔｈｄを示す。この従来例においては、基
準電位及びしきい値が所定値に固定されているため、例
えばこれらの値を反射光量が大きい場合に合わせておく
と、マウスパッドのラインパターンの線幅が細くなって
いたり、反射率が低くなっていたり、透明基板の透明度
が低下していたり、フォトダイオードの検出感度が低か
ったりすると、検出信号Ｖａの電位レベルが上昇すると
ともに、その振幅が減少するため、図１５の右側部分に
示すように基準電位及びしきい値が検出信号と交差しな
くなり、検出が不可能になってしまう。
おける基準電位Ｖｒｅｆ、上昇しきい値Ｖｔｈｕ及び降
下しきい値Ｖｔｈｄを示す。この従来例においては、基
準電位及びしきい値が所定値に固定されているため、例
えばこれらの値を反射光量が大きい場合に合わせておく
と、マウスパッドのラインパターンの線幅が細くなって
いたり、反射率が低くなっていたり、透明基板の透明度
が低下していたり、フォトダイオードの検出感度が低か
ったりすると、検出信号Ｖａの電位レベルが上昇すると
ともに、その振幅が減少するため、図１５の右側部分に
示すように基準電位及びしきい値が検出信号と交差しな
くなり、検出が不可能になってしまう。
【００４４】図１６には、各光電変換部の出力電位を積
分して、その積分信号をコンパレータの基準電位として
用いる自己積分型の検出回路を設けた場合の基準電位Ｖ
ｒｅｆ、上昇しきい値Ｖｔｈｕ及び降下しきい値Ｖｔｈ
ｄを示すものである。この場合には、反射光量が変化し
て検出信号の電位レベル及び振幅が変化すると、これに
伴って基準電位Ｖｒｅｆもやや遅れて変化するので、検
出が全く不可能になることはない。しかし、図示のよう
に、基準電位の変化は検出信号に追随するために、検出
信号としきい値レベルとの交差部はその時の状況によっ
て上下に大きくぶれるとともに、検出信号に乗ったノイ
ズ成分によって誤検出を起こす可能性が大きい。
分して、その積分信号をコンパレータの基準電位として
用いる自己積分型の検出回路を設けた場合の基準電位Ｖ
ｒｅｆ、上昇しきい値Ｖｔｈｕ及び降下しきい値Ｖｔｈ
ｄを示すものである。この場合には、反射光量が変化し
て検出信号の電位レベル及び振幅が変化すると、これに
伴って基準電位Ｖｒｅｆもやや遅れて変化するので、検
出が全く不可能になることはない。しかし、図示のよう
に、基準電位の変化は検出信号に追随するために、検出
信号としきい値レベルとの交差部はその時の状況によっ
て上下に大きくぶれるとともに、検出信号に乗ったノイ
ズ成分によって誤検出を起こす可能性が大きい。
【００４５】図１７には、上記実施例の基準電位（演算
増幅器ＯＰ４の出力電位）Ｖｒｅｆ、上昇しきい値Ｖｔ
ｈｕ及び降下しきい値Ｖｔｈｄを示す。この実施例の場
合には、基準電位Ｖｒｅｆが常にその時の平均の反射光
量に応じて変化するため、しきい値を常時検出信号Ｖａ
の電位レベルに適合させた値とすることができ、反射光
量の大小に拘わらず安定した検出が可能になる。
増幅器ＯＰ４の出力電位）Ｖｒｅｆ、上昇しきい値Ｖｔ
ｈｕ及び降下しきい値Ｖｔｈｄを示す。この実施例の場
合には、基準電位Ｖｒｅｆが常にその時の平均の反射光
量に応じて変化するため、しきい値を常時検出信号Ｖａ
の電位レベルに適合させた値とすることができ、反射光
量の大小に拘わらず安定した検出が可能になる。
【００４６】図４には、上記図１に示す受光面Ｐ2-1 ，
Ｐ2-2 を備えたタイプ２の光電変換部を用いた場合の回
路構成を示す。この場合には、第１検出面Ｄ1 は正方形
の外形内にあるが、第２検出面Ｄ2 は正方形の外形外に
あり、検出信号Ｖａと検出信号Ｖｃのみを元に基準電位
Ｖｒｅｆを得て、この基準電位Ｖｒｅｆにより論理信号
Ｄａ，Ｄｂを出力するようになっている。この場合に
も、抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を適宜設定することに
より、演算増幅器ＯＰ４の出力電位をマウスパッドから
の反射光の平均光量に応じたものとすることができる。
Ｐ2-2 を備えたタイプ２の光電変換部を用いた場合の回
路構成を示す。この場合には、第１検出面Ｄ1 は正方形
の外形内にあるが、第２検出面Ｄ2 は正方形の外形外に
あり、検出信号Ｖａと検出信号Ｖｃのみを元に基準電位
Ｖｒｅｆを得て、この基準電位Ｖｒｅｆにより論理信号
Ｄａ，Ｄｂを出力するようになっている。この場合に
も、抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を適宜設定することに
より、演算増幅器ＯＰ４の出力電位をマウスパッドから
の反射光の平均光量に応じたものとすることができる。
【００４７】図５には、上記図１に示す受光面Ｐ3-1 ，
Ｐ3-2 ，Ｐ3-3 を備えたタイプ３の光電変換部を用いた
場合の回路の例を示す。この場合には、第１検出面Ｄ1
及び第２検出面Ｄ2 の双方が第３検出面Ｄ3 により形成
される正方形の外形外にあるため、第３検出面Ｄ3 を備
えたフォトダイオードＰＤ３のみから基準電位Ｖｒｅｆ
を求め、これを基準にして検出信号Ｖａ，Ｖｂを２値化
している。
Ｐ3-2 ，Ｐ3-3 を備えたタイプ３の光電変換部を用いた
場合の回路の例を示す。この場合には、第１検出面Ｄ1
及び第２検出面Ｄ2 の双方が第３検出面Ｄ3 により形成
される正方形の外形外にあるため、第３検出面Ｄ3 を備
えたフォトダイオードＰＤ３のみから基準電位Ｖｒｅｆ
を求め、これを基準にして検出信号Ｖａ，Ｖｂを２値化
している。
【００４８】図１に示すタイプ３の場合には、第１検出
面Ｄ1 と第２検出面Ｄ2 が第３検出面Ｄ3 とは離れて形
成されていてもよい。しかし、検出部位に近い部分の反
射光量で基準信号を生成した方が、局所的な反射光量の
平均をより正確に知ることができるので、基準電位の精
度の観点から見て、第３検出面Ｄ3 は第１検出面Ｄ1及
び第２検出面Ｄ2 の近傍に設けられることが望ましい。
面Ｄ1 と第２検出面Ｄ2 が第３検出面Ｄ3 とは離れて形
成されていてもよい。しかし、検出部位に近い部分の反
射光量で基準信号を生成した方が、局所的な反射光量の
平均をより正確に知ることができるので、基準電位の精
度の観点から見て、第３検出面Ｄ3 は第１検出面Ｄ1及
び第２検出面Ｄ2 の近傍に設けられることが望ましい。
【００４９】上記実施例においては、ラインパターンの
光像の形成ピッチＲP と等しい長さの辺を持つ正方形の
受光面を設定したが、形成ピッチＲP の整数倍の長さの
辺を持つ形状としてもよい。もちろん、Ｘ方向ラインパ
ターンのみを持つマウスパッドにおいては、受光面の形
状はＹ方向にある程度の自由度が与えられるので、長方
形状の受光面に形成してもよい。さらに、受光面全体に
よりほぼマウスパッドの反射光量の平均的光量を検出で
きるものであれば、受光面の形状は正方形に限らず、円
形等のその他の形状であってもよい。
光像の形成ピッチＲP と等しい長さの辺を持つ正方形の
受光面を設定したが、形成ピッチＲP の整数倍の長さの
辺を持つ形状としてもよい。もちろん、Ｘ方向ラインパ
ターンのみを持つマウスパッドにおいては、受光面の形
状はＹ方向にある程度の自由度が与えられるので、長方
形状の受光面に形成してもよい。さらに、受光面全体に
よりほぼマウスパッドの反射光量の平均的光量を検出で
きるものであれば、受光面の形状は正方形に限らず、円
形等のその他の形状であってもよい。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば以下
の効果を奏する。
の効果を奏する。
【００５１】請求項１によれば、第１の光電変換手段に
加えて第２の光電変換手段を設け、第２の光電変換手段
により検出された検出信号を第１の光電変換手段の検出
信号と合わせて若しくは単独に用いて領域信号を検出
し、この領域信号により基準電位を得るようにしたこと
により、領域信号はｎ周期の範囲に対応する検出領域の
光像を受けて形成されたものであるため、検出領域の平
均的な光量を反映した信号となるから、基準電位を常時
検出信号の弁別に適した電位に設定することができる。
したがって、検出領域の状態に起因して光量の変化が発
生しても、常に安定した検出が可能になる。
加えて第２の光電変換手段を設け、第２の光電変換手段
により検出された検出信号を第１の光電変換手段の検出
信号と合わせて若しくは単独に用いて領域信号を検出
し、この領域信号により基準電位を得るようにしたこと
により、領域信号はｎ周期の範囲に対応する検出領域の
光像を受けて形成されたものであるため、検出領域の平
均的な光量を反映した信号となるから、基準電位を常時
検出信号の弁別に適した電位に設定することができる。
したがって、検出領域の状態に起因して光量の変化が発
生しても、常に安定した検出が可能になる。
【００５２】請求項２によれば、基準電位をラインパタ
ーンのｎ周期の範囲に対応する検出領域の光像の平均光
量に従って基準電位を生成することにより、基準電位が
検出信号の平均レベルにほぼ対応することとなり、常時
確実な検出が可能になる。
ーンのｎ周期の範囲に対応する検出領域の光像の平均光
量に従って基準電位を生成することにより、基準電位が
検出信号の平均レベルにほぼ対応することとなり、常時
確実な検出が可能になる。
【００５３】請求項３によれば、第１の光電変換手段の
受光面と第２の光電変換手段の受光面とが隣接している
ため、基準電位の生成と検出信号のベースとなる検出領
域を隣接して配置したこととなり、検出信号を得るため
の検出領域と最も近い領域から領域信号を得ることがで
きるので、検出領域の状況変化（反射光量の変化）に迅
速に対応できる。
受光面と第２の光電変換手段の受光面とが隣接している
ため、基準電位の生成と検出信号のベースとなる検出領
域を隣接して配置したこととなり、検出信号を得るため
の検出領域と最も近い領域から領域信号を得ることがで
きるので、検出領域の状況変化（反射光量の変化）に迅
速に対応できる。
【００５４】請求項４によれば、第１の光電変換手段の
受光面の周囲に第２の光電変換手段の受光面を設けたこ
とにより、第１の光電変換手段の受光面を中心とした最
適な検出領域の光像から基準電位を生成することができ
る。
受光面の周囲に第２の光電変換手段の受光面を設けたこ
とにより、第１の光電変換手段の受光面を中心とした最
適な検出領域の光像から基準電位を生成することができ
る。
【００５５】請求項５によれば、第１の光電変換手段の
検出信号と第２の光電変換手段の検出信号とを合成して
基準電位を得るように構成することにより、第２の光電
変換手段の受光面の面積を低減できるので、受光面全体
の面積を小さくすることができる。
検出信号と第２の光電変換手段の検出信号とを合成して
基準電位を得るように構成することにより、第２の光電
変換手段の受光面の面積を低減できるので、受光面全体
の面積を小さくすることができる。
【図１】本発明に係る光学式座標入力装置の実施例にお
ける受光面の形状を示す説明図である。
ける受光面の形状を示す説明図である。
【図２】受光面の検出位置及び検出姿勢に対する明部の
面積割合のデータ（表１及び表２に示すもの）を説明す
るための説明図（ａ）及び（ｂ）である。
面積割合のデータ（表１及び表２に示すもの）を説明す
るための説明図（ａ）及び（ｂ）である。
【図３】図１に示すタイプ１の受光面を備えた実施例の
信号検出回路の構成を示す回路図である。
信号検出回路の構成を示す回路図である。
【図４】図１に示すタイプ２の受光面を備えた実施例の
信号検出回路の構成を示す回路図である。
信号検出回路の構成を示す回路図である。
【図５】図１に示すタイプ３の受光面を備えた実施例の
信号検出回路の構成を示す回路図である。
信号検出回路の構成を示す回路図である。
【図６】受光面の検出角度θ＝０度の場合において検出
信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示したグラ
フである。
信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示したグラ
フである。
【図７】受光面の検出角度θ＝１０度の場合において検
出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示したグ
ラフである。
出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示したグ
ラフである。
【図８】受光面の検出角度θ＝２０度の場合において検
出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示したグ
ラフである。
出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示したグ
ラフである。
【図９】受光面の検出角度θ＝３０度の場合において検
出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示したグ
ラフである。
出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示したグ
ラフである。
【図１０】受光面の検出角度θ＝４０度の場合において
検出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示した
グラフである。
検出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示した
グラフである。
【図１１】受光面の検出角度θ＝４５度の場合において
検出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示した
グラフである。
検出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示した
グラフである。
【図１２】受光面の検出角度θ＝５０度の場合において
検出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示した
グラフである。
検出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示した
グラフである。
【図１３】受光面の検出角度θ＝６０度の場合において
検出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示した
グラフである。
検出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示した
グラフである。
【図１４】受光面の検出角度θ＝７０度の場合において
検出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示した
グラフである。
検出信号の電位を基準電位Ｖｒｅｆを基準として示した
グラフである。
【図１５】従来の光学式マウスにおいて、検出信号と、
基準電位、上昇しきい値及び降下しきい値との関係を反
射光量の大小に応じて示すグラフである。
基準電位、上昇しきい値及び降下しきい値との関係を反
射光量の大小に応じて示すグラフである。
【図１６】自己積分型の信号変換回路を備えた光学式マ
ウスにおいて、検出信号と、基準電位、上昇しきい値及
び降下しきい値との関係を反射光量の大小に応じて示す
グラフである。
ウスにおいて、検出信号と、基準電位、上昇しきい値及
び降下しきい値との関係を反射光量の大小に応じて示す
グラフである。
【図１７】本発明に係る実施例において、検出信号と、
基準電位、上昇しきい値及び降下しきい値との関係を反
射光量の大小に応じて示すグラフである。
基準電位、上昇しきい値及び降下しきい値との関係を反
射光量の大小に応じて示すグラフである。
【図１８】従来の光学式マウスの検出光学系の構造を示
す概略構成図（ａ）及び（ｂ）である。
す概略構成図（ａ）及び（ｂ）である。
【図１９】従来の光学式マウスの信号変換回路の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図２０】従来の光学式マウスの検出信号及び論理信号
を示すタイミングチャート（ａ）〜（ｄ）である。
を示すタイミングチャート（ａ）〜（ｄ）である。
１ マウスパッド ２Ｘ Ｘ方向ラインパターン ２Ｙ Ｙ方向ラインパターン Ｄ1 第１検出面 Ｄ2 第２検出面 Ｄ3 第３検出面 ＰＤ１〜ＰＤ３ フォトダイオード ＯＰ１〜ＯＰ６ 演算増幅器 Ｒ１〜Ｒ１２ 抵抗 Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ 検出信号 Ｄａ，Ｄｂ 論理信号 Ｖｒｅｆ （ＯＰ４の出力電位）基準信号 Ｖｔｈｕ 上昇しきい値 Ｖｔｈｄ 降下しきい値
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも１方向に所定間隔を以て並列
配置されたラインパターンを備えた検出領域の光像に基
づいて検出信号を発生する第１の光電変換手段と、該第
１の光電変換手段の検出信号を基準電位と比較して論理
信号を出力する信号比較手段とを有する光学式座標入力
装置において、 前記第１の光電変換手段と併せて若しくは前記第１の光
電変換手段とは別個に前記ラインパターンのｎ周期（ｎ
は正の整数）の範囲に対応する前記検出領域の光像を検
出する第２の光電変換手段を設け、該第２の光電変換手
段の出力する検出信号を前記第１の光電変換手段の検出
信号と併せて若しくは単独に領域信号として入力し、該
領域信号に基づいて前記基準電位を生成する基準電位生
成手段を設けたことを特徴とする光学式座標入力装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記基準電位生成手
段を、前記ラインパターンのｎ周期の範囲に対応する前
記検出領域の光像の平均光量に従って前記基準電位を生
成する手段としたことを特徴とする光学式座標入力装
置。 - 【請求項３】 請求項１において、前記第２の光電変換
手段には、前記第１の光電変換手段の受光面と隣接した
受光面を設けたことを特徴とする光学式座標入力装置。 - 【請求項４】 請求項３において、前記第２の光電変換
手段には、前記第１の光電変換手段の受光面を包囲する
受光面を設けたことを特徴とする光学式座標入力装置。 - 【請求項５】 請求項１において、前記基準電位生成手
段を、前記第１の光電変換手段の検出信号と前記第２の
光電変換手段の検出信号とを合成して前記基準電位を得
るように構成したことを特徴とする光学式座標入力装
置。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかにおい
て、前記第１の光電変換手段には２つの光電変換部を前
記ラインパターンの光像の並列方向に隣接して設け、該
２つの光電変換部から出力される２つの前記検出信号を
前記信号比較手段により前記基準電位に応じてそれぞれ
２値化して前記論理信号を出力させたことを特徴とする
光学式座標入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7138681A JPH08314623A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 光学式座標入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7138681A JPH08314623A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 光学式座標入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08314623A true JPH08314623A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=15227625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7138681A Pending JPH08314623A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 光学式座標入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08314623A (ja) |
-
1995
- 1995-05-12 JP JP7138681A patent/JPH08314623A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5907152A (en) | Pointing device utilizing a photodetector array | |
| US5729009A (en) | Method for generating quasi-sinusoidal signals | |
| US4712100A (en) | Coordinate inputting apparatus using multiple sensors | |
| US7663093B2 (en) | Absolute position encoder having a second incremental track integrated with the absolute track | |
| US4247767A (en) | Touch sensitive computer input device | |
| US4435616A (en) | Graphical data entry apparatus | |
| US7348544B2 (en) | Optical encoder with discontinuous optical grating | |
| US4814553A (en) | Absolute position controller | |
| JPS60501676A (ja) | 電子光学マウスのための検知器 | |
| US6175414B1 (en) | Optical position measuring device | |
| CN111721235B (zh) | 一种光电式边缘检测系统及其检测方法 | |
| EP2405241A1 (en) | Absolute encoder | |
| US5061073A (en) | Photoelectric position measuring arrangement | |
| CN100445695C (zh) | 用于标尺标记的读出器 | |
| CN109900225B (zh) | 一种超高精度角度测量系统 | |
| US7746477B1 (en) | System and method for illuminating and imaging a surface for an optical navigation system | |
| CN102854489A (zh) | 光学式位置检测装置以及带输入功能的显示系统 | |
| US6922248B2 (en) | Optoelectronic component for contactless measurement of movements between a measurement object and the optoelectronic component | |
| JPH08314623A (ja) | 光学式座標入力装置 | |
| US5184014A (en) | Opto-electronic scale reading apparatus | |
| US8896553B1 (en) | Hybrid sensor module | |
| JPH0450720A (ja) | 光学式測長装置 | |
| US20030234351A1 (en) | Brightness independent optical position sensor | |
| JPS59184804A (ja) | 光学式距離センサ | |
| JPH08255049A (ja) | 光学式座標入力装置 |