JPS63275906A - 光学位置決め装置 - Google Patents

光学位置決め装置

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JPS63275906A
JPS63275906A JP63057328A JP5732888A JPS63275906A JP S63275906 A JPS63275906 A JP S63275906A JP 63057328 A JP63057328 A JP 63057328A JP 5732888 A JP5732888 A JP 5732888A JP S63275906 A JPS63275906 A JP S63275906A
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JP
Japan
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radiant energy
positioning device
optical positioning
target zone
split mirror
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JP63057328A
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ジェイムズ　エル　グリフィン
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UERUZU GAADONAA ELECTRON CORP
Original Assignee
UERUZU GAADONAA ELECTRON CORP
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Publication date
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • G06F3/0423—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen using sweeping light beams, e.g. using rotating or vibrating mirror

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、１つ以上の座標軸に沿って物体の位置を位置
決めするための光学位置決め装置に関し、特に、ソリッ
ドステート形の光学位置決め装置に関する。
（従来技術） 従来、幾つかの光学タッチスクリーン入力装置が知られ
ている。これらの光学タッチスクリーン入力装置は、光
学的装置又は機械装置と光学装置とを組合わせた装置か
らなり、２次元ターゲットフィールド内で物体の位置決
めを行なうことができる。かような光学タッチスクリー
ン入力装置の例が、米国特許第４．２６７．４４３号お
よび第４．４２０．２６１号明細書に開示されている。
また、米国特許第４，５５３，８４２号明細書には、タ
ーゲットゾーンを形成するハウジングを備えていて、物
体を２次元的に位置決めする光学位置決め装置が開示さ
れている。この位置決め装置では、ターゲットゾーンを
通るように分散された光の進路の遮断を検出することに
よって、ターゲットゾーン内で物体の位置決めを行なう
ようになっている。ハウジングの１つのコーナには、光
指向手段、機械式のスキャナーディテクタ組立体および
光源が設けられている。スキャナーディテクタ組立体は
、光検出器を収容しているディテクタハウジングを回転
させる駆動モータを備えている。ディテクタハウジング
と該ハウジングに設け、た孔やレンズとを一体に回転す
ることによって、ターゲットゾーンに戻り光が存在する
か否かを光検出器にスキャンさせ、戻り光の存在に応答
して電気信号を発生させるようになっている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のこの位置決め装置は回転するディ
テクタハウジングを使用しているため機械的振動の影響
を受は易（、従って信頼性および正確さに欠けるという
問題がある。また、この位置決め装置は比較的大きな所
要スペースを占める大型で重い部品を必要とするので、
製造および組立てのコストを増大させるという問題があ
る。従って、完全にソリッドステート化された部品で構
成されていて振動に対する大きな抵抗力のある光学位置
決め装置が要望されている。本発明によるソリッドステ
ート形の光学位置決め装置は低コストで高い信穎性が得
られるように設計されている。
本発明の光学位置決め装置は、参考として掲げた米国特
許第４，５５３，８４２号明細書に開示の光学位置決め
装置を改良したものといえる。
従って本発明の目的は、製造および組立てが比較的簡単
でかつ従来の位置決め装置のもつ欠点を解消できる改良
された光学位置決め装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ソリッドステート化された部品で
完全に作られていて振動に対する抵抗力がきわめて大き
な光学位置決め装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、最小の部品数で済み、コンパクト
で軽量な低コストでしかも正る１な光学位置決め装置を
提供することにある。
本発明の他の目的は、複数のセンサエレメントを備えて
いるＣＣＤ　（電荷結合素子）リニアイメージセンサか
らなる検出装置を有する光学位置決め装置を提供するこ
とにある。
本発明の他の目的は、反射された放射エネルギの存在に
応答して・電気信号を発生するＣＣＤリニアイメージセ
ンサと、該電気信号に応答してターゲ７）ゾーン内の物
体の垂直座標および水平座標を計算するマイクロプロセ
ッサとを有する光学位置決め装置を提供することにある
。
本発明の目的は、スプリットミラーで構成された光方向
変換装置を備えていて、スプリットミラーが第１の部分
と該第１の部分から間隔をへだてていて第１の部分との
間にギャップすなわち開口を形成している第２の部分と
からなる光学位置決め装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、単一のミラーで構成された光
方向変換装置を備えている光学位置決め装置を提供する
ことにある。
（発明の構成） 上記目的を達成するため、本発明によれば、ターゲット
ゾーンから反射される放射エネルギを検出する光学位置
決め装置であって、放射エネルギを発生して発射するた
めの発射装置と、ターゲットゾーンに向って放射エネル
ギの方向変換をする装置と、放射エネルギをターゲット
ゾーン内で逆反射する装置と、ターゲットゾーンから反
射された放射エネルギの存在を検知する検出装置とを備
えた光学位置決め装置が提供される。発射装置は静止し
ておりかつ放射エネルギのビームを方向変換装置に向っ
て発射し、方向変換装置は放射エメ（ルギを１次ビーム
の経路に沿うように方向変換するように構成されている
。方向変換装置は、ターゲットゾーンからの光の戻りビ
ームが通ることができかつ戻りビームの進行方向前方に
配置された検出装置に衝突できるように構成されている
。検出装置は、複数のセンサエレメントからなるＣＣＤ
リニアイメージセンサを備えている。センサエレメント
にはターゲットゾーンのスキャニング（走査）を行なわ
せるべく連続的にパルスが作用され、反射した放射エネ
ルギが存在するか否かを検出し、かつ反射した放射エネ
ルギの存在に応答して電気信号を発生するようになって
いる。
本発明の別の特徴によれば、光方向変換装置がスプリッ
トミラーを備えていて、言亥スプリットミラーは第１の
部分と、該第１の部分から間隔をへだてていて該第１の
部分との間にギャップすなわち開口を形成している第２
の部分とから構成されている。スプリットミラーの第１
の部分及び第２の部分は、検出装置から離れた側に而し
ている平らな反射面を備えている。ギヤツブすなわち開
口はスプリットミラーの反射面を通って延在しており、
検出装置および１次ビームの経路に関して心出しされて
いる。
本発明の更に他の特徴によれば、光方向変換装置として
、スプリットミラー構造の代りに単一片からなるミラー
を用いてよいことである。
本発明のこれらおよび他の目的および利点は、添付図面
に示す実施例についての以下の詳細な説明により明らか
になるであろう。
（実施例） 第１図には本発明によるソリッドステート形の光学位置
決め装置１０が示しである。この光学位置決め装置１０
は、指のような物体すなわち障害物の存在の検出および
表面特にコンピュータの端末機器であるタッチスクリー
ン入力装置の表面に対する物体の位置の検出を行なうこ
とができる。
一般にタッチスクリーン入力装置は上向き（オーバーレ
イ）に配置されていて、陰極線管（ＣＲＴ）又は他のデ
ィスプレイスクリーンの前面に光カーテンを生じさせる
ようになっているので、光学位置決め装置１０により光
カーテンへの進入を検出することができる。また、指等
による光カーテンへの進入は、タッチスクリーン上に表
示された項目の選択又は表示を行なう場合のような特定
の応用例については、スクリーンに対する指の位置を決
めたものと解釈される。
ソリッドステート形光学位置決め装置１０は長方形のハ
ウジング１２を備えている。該ハウジング１２は、位置
決め装置１０の種々の構成部品を適正な相対位置に維持
する機能を有し、かつ、物体の位置決めを行なうターゲ
ットゾーン１４を形成するのに使用される。ハウジング
１２内でターゲットゾーン１４のまわりには、ミラー１
６のような平らなりフレフタ、レトロリフレクタ（逆反
射体）１８およびレトロリフレクタ組立体２０が配置さ
れている。レトロリフレクタ組立体２０は、レトロリフ
レクタストリップ２２と、該レトロリフレクタストリッ
プ２２に隣接して梯形に配置された複数のレトロリフレ
クタエレメント２４とから構成されている。ハウジング
１２の１つのコーナにはソリッドステート形の光学送受
信モジュール２６が配置されているが、該送受信モジュ
ール２６については後で詳述する。
本発明のソリッドステート形光学位置決め装置１０の作
動について簡単に説明すると、ターゲットゾーン１４内
の座標軸に沿う物体又は障害物２８．３０．３２の相対
位置は、従来技術において良（知られている普通の三角
測量法により決定される。このため、光学送受信モジュ
ール２６からは光のビーム３４．３６．３８が発射され
る。
図示のように、ビーム３４は直接両方の物体２８゜３０
と交差し、ビーム３６は直接物体３２と交差する。一方
ビーム３８は最初にミラー１６に入射し、該ミラー１６
によって入射角と等しい角度でビーム３８ａとして反射
され、該ビーム３８ａが両物体３２．３０と交差する。
同様にビーム３６は最初にミラー１６に入射し、次いで
該ミラー１６により物体２８と交差するビーム３６ａと
して反射される。
かくして、各々の物体は、光学送受信モジュール２６か
ら２つの異なる角度で発射された２つの別々のビームと
交差することになる。物体に直接当たる光のビームによ
り形成される第１の角度を「１次角度」と呼び、最初に
ミラーに入射した後反射して物体に当たる反射光のビー
ムにより形成される第２の角度を「２次角度」と呼ぶも
のとする。これにより、物体と交差する各ビームの１次
角度と２次角度とを定めておけば、三角測量法を用いて
物体の座標を容易に計算することができる。
レトロリフレクタ１８．２０によって、光のビームはそ
の入射経路に沿うように直接反射される。
この現象は、光のビーム３４．３６ａ、３Ｂ。
３８ａに隣接した所に示した２方向の矢印で表わしであ
る。従って光学送受信モジュール２６内に設けられた検
出手段により、ビーム３４，３６゜３８のうち少なくと
も２つの別々のビームの経路に沿って物体２８，３０．
３２の各々が検出される。検出手段は、光のビームが進
む各経路に戻りビームが存在するか否かによって、物体
の位置を決定する。
第２図および第３Ａ図には、特別に設計された光学送受
信モジュール２６が示してあり、該モジュール２６内に
は静止した光発射手段４０と、送信レンズ又はコンセン
トレータレンズ４２と、光方向変換手段４４と、受信レ
ンズ４６と、検出手段４８とが収容されている。光学送
受信モジュール２６はメインボディ部分５０を備えてお
り、該メインボディ部分５０には受信レンズ４６と検出
手段４８とが取付けられている。メインボディ部分５０
の前方部は傾斜面５２として形成されており、該傾斜面
５２には光方向変換手段４４が取付けられている。光学
送受信モジュール２６は更に平らな板部材５４を備えて
おり、該板部材５４には孔５６が形成されていて光方向
変換手段４４の上方で光発射手段４０および送信レンズ
４２を保持するように構成されている。
第３Ａ図に最も良く示すように、光発射手段４０は、放
射エネルギすなわち光を光学送受信モジュール２６内に
導入してターゲットゾーン１４に分散させるのに使用さ
れる。光発射手段４０は白熱電球で構成することができ
るが、本発明の好ましい実施例においては発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）を用いている。所望ならば、光発射手段４
０をレーザダイオードで構成することができる。発光ダ
イオード４０からの光のビームは、発光ダイオード４０
と一体に形成された前方部分５８により最初に受光され
る。このビームは、発光ダイオードから発射される拡散
線６０として示されている。
トランスミッタレンズすなわち送信レンズ４２はコンセ
ントレータレンズとも呼ばれるものであり、光のビーム
６０を光方向変換手段４４上の所定の領域に焦点合わせ
する機能を有するが、この点に関しては後で詳細に説明
する。光方向変換手段４４は、光のビームを、番号６２
で示すように１次ビームの経路６４に沿う第１の方向に
方向変換する。このとき全体としてビームはターゲット
ゾーン１４に向って集光される。従って、逆反射体すな
わちレトロリフレクタ１８．２０の作用によって、戻り
ビームは実質的に同じライン６２に沿って進むことにな
る。受信レンズ４６は特別に設計したものであり、約３
１１Ｉｉｎの焦点距離を有する。
受信レンズ４６は、戻りビームが第２の方向すなわち１
次ビームの経路６４に沿う第１の方向とは反射の方向で
検出手段４８に向かう方向に集光して焦点を結ぶように
用いられる。検出手段４８は、１次ビームの経路６４と
整合して受信レンズ４６および開口４７の後方に配置さ
れている。
本発明の好ましい実施例によれば、光方向変換手段４４
はスプリットミラーで構成されており、該スプリットミ
ラーは、実質的に平らな上方部分すなわち第１の部分６
６ａと、該第１の部分６６ａから間隔をへだてて配置さ
れている実質的に平らな下方部分すなわち第２の部分６
６ｂとからなる。スプリットミラーの第１の部分６６ａ
と第２の部分６６ｂとの間には、ギャップすなわち開口
６８が形成されている。スプリットミラーの第１の部分
６６ａおよび第２の部分６６ｂは実質的に平らな反射面
６７を備えており、該反射面６７は水平に対して４５°
に配置されていて光発射手段４０からのビームを１次ビ
ームの経路６４の方向に直接に方向転換するようになっ
ている。第２図に示すように、スプリットミラーの第１
の部分６６ａと第２の部分６６ｂとの間の開口６８は、
左端部から右端部に向って徐々に拡がっている。
両ミラ一部分６６ａ、６６ｂは、検出手段４８の種々の
部分に受光される戻り光のビームの強さを選択的に制御
できるように位置決めされている。
ギャップすなわち開口６８は一平面において比較的狭く
なっていて、受信レンズ４６により最大の焦点深度が得
られるようになっている。一方、地平面においては開口
６８はかなり大きくなっていて、該開口６８を通過でき
る正味放射エネルギを最適化又は最大化できるように構
成されている。
第３Ｂ図に示す本発明の他の好ましい実施例においては
、光方向変換手段４４が単一のミラー片すなわち第３Ａ
図における第１の部分（上方部分）６６ａのみで構成さ
れている。換言すれば、第２の部分（下方部分）６６ｂ
を省略したものである。
この点の構造的差異を除き、第３Ａ図および第３Ｂ図に
おける光学送受信モジュール２６の構成および作動は同
じである。
第３Ａ図に最も良（示すように、両ミラ一部分６６ａ、
６６ｂは、送信レンズ４２および受信レンズ４６のイン
サイドラジアスの曲率中心に対して垂直になるように開
口６８の心出しを行なって配置されている。換言すれば
、送信レンズ４２の中心線と受信レンズ４６の中心線は
、スプリットミラーの両部分６６ａ、６６ｂの表面を含
む平面内で交差しなければならない。また、開口６８に
隣接する側の両ミラ一部分５５ａ、６６ｂの縁部−ｑ′ は約５０″の角度で面取りされており、両ミラ一部分６
６ａ、６６ｂを直接通ることのできる光発射手段（ＬＥ
Ｄ）４０からの伝達光量を低減するように構成されてい
る。またこれにより、ターゲットゾーン１４から偶然的
にビームが反射されてその反射ビームが検出手段４８に
より受光されるという事態が生じないようにし、装置の
誤作動を防止することができる。
送信レンズ４２は、光発射手段すなわちＬＥＤ４０から
発射されたビームが、開口６８を直接取囲んでいる領域
６９において光方向変換手段（スプリットミラー）４４
上に集光するように、選定されかつ位置決めされている
。従って、検出手段４８によってビームが検出される位
置は、スプリットミラー４４の表面におけるこれらの発
射ビームの見かけの発射源と実質的に一致する。第３Ａ
図には、この領域６９がギャップすなわち開口６８を取
囲んでいる状態を明瞭に示しである。また、開口６８は
、スプリットミラーの反射面（検出手段から遠い側の而
）６７を通って延在しておりかつ検出手段４８および１
次ビームの経路６４に関して心出しされている。
図示の実施例の更なる特徴は、検出手段４８をＣＣＤ　
（電荷結合素子）からなるリニアイメージセンサ７０で
構成したことにある。このイメージセンサ７０はＴＣＤ
１０４Ｃの型番で東芝から市販されているものと同じで
ある。イメージセンサ７０は直線状に配置された１２８
列の光学センサエレメントを備えており、光子を受けて
戻りビームの強さに比例する電荷パケットを発生するよ
うになっている。イメージセンサ７０は、受信レンズ４
６および開口４７に近接して配置されておりかつ１次ビ
ームの経路６４を整合している。従って、ターゲットゾ
ーン１４からの戻りビームは、第２の方向すなわち１次
ビームの経路６４の方向に沿う逆向きの方向に進み、両
ミラ一部分６６ａ。
６６ｂの間の開口６８、受信レンズ４６、開口４７を通
ってイメージセンサ７０に到達する。
１２８列の光学センサエレメントの各々には所望の速度
で連続的にパルスが作用していて、ターゲットゾーン１
４をスキャニング（走査）して戻り光のビームが存在す
るか否かを検出し、戻り光のビームの存在に応答して電
気信号を発生するようになっている。第６図に示す電気
信号の波形７２は、いかなるセンサエレメントも物体す
なわち障害物によって遮断されていない状態（タッチス
クリーンに力負れるものがなし１非タツチパターンの状
態）の光学パターンと同じである。第６図に示すように
、波形７２は、ターゲットゾーン１４の９０°に対応し
ている１２８列のセンサエレメントについての電圧レベ
ル（戻りビームの強さ）を示すものである。１つ以上の
センサエレメントが障害物すなわち物体によって遮断さ
れた状態（タッチスクリーンに触れているタッチパター
ンの状態）にあるとき、電圧レベルが低下して２つのノ
ツチすなわち凹み部Ａ、Ｂが表われる。最初のノツチＡ
は１次角度に位置しており、物体に直接当る光のビーム
（第１図において物体２８に当るビーム３４に相当）に
よって生じさせられるものである。２番目の凹み部Ｂは
２次角度に位置しており、物体に当る反射光のビーム（
第１図において物体２８に当るビーム３６ａに相当）に
より生じさせられる。
第４図には、イメージセンサ７０からの信号を処理して
物体の位置を正確に示すための外部電子回路７４の構成
を示すブロックダイアグラムが示しである。電子回路７
４はＣＣＤインターフェース回路７６を備えており、該
インターフェース回路７６の入力はイメージセンサ７０
の出力に接続されている。インターフェース回路７６は
、１２８列のセンサエレメントの各々から各スキャニン
グについてのアナログサンプルを受けて、第６図の波形
７２に示す電気信号を出力する。このアナログ電気信号
はアナログ−ディジタルコンバータ（Ａ／Ｄコンバータ
）７８に供給され、該Ａ／Ｄコンバータ７８によってア
ナログ信号がマイクロプロセッサに使用されるディジタ
ル信号に変換される。
タッチスクリーンが作動する前（すなわち、タッチスク
リーンにいかなる物体も接触していないとき）、１２８
列のセンサエレメントの各々が最初にスキャニングされ
、第６図の波形７２に示す電気信号が発生される。この
電気信号はインターフェース回路７６により増幅され、
Ａ／Ｄコンバータ７８によりディジタル化されて、マイ
クロプロセッサ８０の制御の下でラッチ回路８４を介し
て、未来の基準を記憶させておくためのランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）８２に入力される。
ＲＡＭ８２からディジタル化されたデータを引出して、
次のスキャニングから得られた対応するサンプルと比較
したとき、最初のスキャニング時と次のスキャニング時
との間に何らかの差異が見られれば、幾つかのセンサエ
レメントが遮断されたことを示し、波形７２には第６図
の凹みＡ、Ｂのような２つの凹みが表わされる。これら
の２つの凹みは、ターゲットゾーン１４内に位置する物
体の基準位置からの角度変位を示すものである。これら
の２つの凹みの位置すなわち１次角度と２次角度に基づ
いて、マイクロプロセッサ８０は、記憶されたプログラ
ムに従って物体が占めているりラチスクリーン上の横座
標および縦座標を三角測量法により計算し、この情報を
入力／出力バッファ回路８６ａ、８６ｂ、８６ｃを介し
てホストコンピュータ（図示せず）に入力する。
インターフェース回路７６、発光ダイオード（ＬＥＤ）
駆動回路７７、Ａ／Ｄコンバータ７８、マイクロプロセ
ッサ８０、クロック８１、ＲＡＭ８２、ラッチ回路８４
および入力／出力バッファ回路８６ａ、８６ｂ、８６ｃ
のブロックを種々の回路に構成することができるが、適
当な具体的回路を第５Ａ図および第５Ｂ図に示しである
。第５Ａ図および第５Ｂ図の回路自体は、以上の説明に
より当業者にとって自明のものであると思われるので、
回路の作動についての詳細な説明は省略する。
本発明の範囲を制限する目的ではなく、本発明の開示を
完全なものとするため、第５Ａ図および第５Ｂ図の回路
に用いた集積回路部品の型番を下記表に記載しておく。
本発明に従って回路を構成するのに、第５Ａ図および第
５Ｂ図に記載したものとは別の部品および別の数値を用
いることができることは、当業者にとって明白であろう
。
表 （発明の効果） 以上から明らかなように、本発明によれば全体としてソ
リッドステート化された部品で構成されていて振動に対
する抵抗性が大きな光学位置決め装置が提供されること
が分かるであろう。本発明の光学位置決め装置は、多数
のセンサエレメントを備えたＣＣＤリニアイメージセン
サで構成された検出装置を有するものである。センサエ
レメントには連続的にパルスが与えられ、反射された放
射エネルギが存在しているか否かを検出するためターゲ
ットゾーンをスキャニングし、反射された放射エネルギ
が存在する場合には電気信号を発生するように構成され
ている。また本発明の光学位置決め装置には、スプリッ
トミラーからなる改良された光方向変換手段が設けられ
ている。スプリットミラーは、実質的に平らな第１の部
分と、該第１の部分から間隔をへだてている第２の部分
とからなり、第１の部分と第２の部分との間にはギャッ
プすなわち開口が形成されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるソリッドステート形光学位置決
め装置の前方の平面図である。 第２図は、本発明の光学位置決め装置に用いる光学送受
信モジュールの斜視図である。 第３Ａ図は、第２図の３−３線に沿って断面したもので
あり、光学送受信モジュールの概略構造を示す側面図で
ある。 第３Ｂ図は、光学送受信モジュールの別の実施例を示す
第３Ａ図と同様な側面図である。 第４図は、第１図のソリッドステート形光学位置決め装
置に用いられる電子回路のブロックダ・イアグラムであ
る。 第５Ａ図および第５Ｂ図は、第４図のブロックダイアグ
ラムを具体化した詳細な回路図である。 第６図は、スクリーンに表われる光学パターンの波形を
示すものである。 １０・・・光学位置決め装置、 １４・・・ターゲットゾーン、 ２６・・・光学送受信モジュール、 ４０・・・光発射手段（ＬＥＤ）、 ４２・・・送信レンズ、 ４４・・・光方向変換手段（スプリットミラー）、４６
・・・受信レンズ、 ４８・・・検出手段。 ＦＩ　Ｇ、４ 宙 畜 ＦＩＧ、６

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ターゲットゾーンから反射される放射エネルギを検
    出する光学位置決め装置において、 放射エネルギを発生して発射するための発射手段と、 ターゲットゾーンに向って放射エネルギの方向変換をす
    る手段と、 放射エネルギをターゲットゾーン内で逆反射する手段と
    、 放射エネルギの存在を検知する検出手段とを有しており
    、 前記発射手段は静止しておりかつ放射エネルギのビーム
    を前記方向変換手段に向って発射し、ビームを該方向変
    換手段から第１の方向における１次ビームの経路に沿っ
    て前記ターゲットゾーンに向け、 前記検出手段は前記１次ビームの経路に沿って配置され
    ていて、前記ターゲットゾーンから１次ビームの経路に
    沿って前記第１の方向とは逆の第２の方向に逆反射され
    る放射エネルギを検出し、 前記方向変換手段は、前記１次ビームの経路に沿って前
    記第２の方向に進む入射ビームの少なくとも一部が方向
    変換手段を通ることができる形状を有していて、前記検
    出手段による検出が行なえるようになっており、 前記検出手段は複数のセンサエレメントからなるＣＣＤ
    （電荷結合素子）リニアイメージセンサを備えており、
    前記センサエレメントには前記ターゲットゾーンのスキ
    ャニングを行なわせるべく連続的にパルスが作用され、
    反射した放射エネルギが存在するか否かを検出しかつ反
    射した放射エネルギの存在に応答して電気信号を発生す
    るように構成されていることを特徴とする光学位置決め
    装置。 ２、前記リニアイメージセンサに接続されて前記電気信
    号を処理する電子プロセス回路手段を更に有しており、
    該電子プロセス回路手段は、物体が前記ターゲットゾー
    ン内にあるときに前記電気信号に２次角度をもつ第１の
    凹みと１次角度をもつ第２の凹みとが表われるようにし
    て基準位置からの角度変位を表わすインターフェース回
    路手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の
    光学位置決め装置。 ３、前記電子プロセス回路手段が更にマイクロプロセッ
    サ手段を備えていて、該マイクロプロセッサ手段が、前
    記１次角度および２次角度に基づいて物体の垂直座標お
    よび水平座標を計算することを特徴とする請求項２に記
    載の光学位置決め装置。 ４、前記方向変換手段がスプリットミラーを備えていて
    、該スプリットミラーが第１の部分と、該第１の部分か
    ら間隔をへだてて配置されていて第１の部分との間に開
    口を形成している第２の部分とからなり、第１および第
    ２の部分の各々が、前記リニアイメージセンサから遠い
    側に面している平らな反射面を備えており、前記開口は
    前記平らな反射面を通って延在していて前記リニアイメ
    ージセンサおよび前記１次ビームの経路に関して心出し
    されていることを特徴とする請求項１に記載の光学位置
    決め装置。 ５、前記スプリットミラーの第１の部分と第２の部分と
    の間に形成された開口は、開口の一端から他端に向って
    拡がっていることを特徴とする請求項４に記載の光学位
    置決め装置。 ６、前記スプリットミラーの第１の部分および第２の部
    分の前記開口に隣接する側の縁部は約５０°に面取りさ
    れていて、スプリットミラーの両部分を直接通る前記発
    射手段からの光量を低減させることを特徴とする請求項
    ５に記載の光学位置決め装置。 ７、前記発射手段が発光ダイオード（ＬＥＤ）であるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の光学位置決め装置。 ８、前記発射手段と前記スプリットミラーとの間には送
    信レンズが配置されており、前記発射手段により発生さ
    れた放射エネルギのビームを、前記スプリットミラーの
    開口を取り囲む第１および第２の部分の領域に焦点合わ
    せすることを特徴とする請求項４に記載の光学位置決め
    装置。 ９、前記スプリットミラーと前記リニアイメージセンサ
    との間には受信レンズが配置されており、前記ターゲッ
    トゾーンから反射されかつ前記スプリットミラーの開口
    を通って受入れられた放射エネルギを前記リニアイメー
    ジセンサ上に焦点合わせすることを特徴とする請求項８
    に記載の光学位置決め装置。 １０、前記スプリットミラーの第１および第２の部分の
    反射面は、前記発射手段からの放射エネルギのビームを
    ほぼ直角に方向変換できるように配置されており、前記
    発射手段は前記１次ビームの経路の上方に配置されてい
    ることを特徴とする請求項４に記載の光学位置決め装置
    。 １１、ターゲットゾーンから反射される放射エネルギを
    検出する光学位置決め装置において、 放射エネルギを発生して発射するための発射手段と、 ターゲットゾーンに向って放射エネルギの方向変換をす
    る手段と、 放射エネルギをターゲットゾーン内で逆反射する手段と
    、 放射エネルギの存在を検出して、放射エネルギの存在に
    応答して電気信号を発生する検出手段とを有しており、 前記発射手段は静止しておりかつ放射エネルギのビーム
    を前記方向変換手段に向って発射し、ビームを該方向変
    換手段から第１の方向における１次ビームの経路に沿っ
    て前記ターゲットゾーンに向け、 前記検出手段は前記１次ビームの経路に沿って配置され
    ていて、前記ターゲットゾーンから１次ビームの経路に
    沿って前記第１の方向とは逆の第２の方向に逆反射され
    る放射エネルギを検出し、 前記方向変換手段は、前記１次ビームの経路に沿って前
    記第２の方向に進む入射ビームの少なくとも一部が方向
    変換手段を通ることができる形状を有していて前記検出
    手段による検出が行なえるようになっており、 前記方向変換手段はスプリットミラーを備えていて、該
    スプリットミラーが第１の部分と、該第１の部分から間
    隔をへだてて配置されていて第１の部分との間に開口を
    形成している第２の部分とからなり、第１および第２の
    部分の各々が、前記検出手段から遠い側に面している平
    らな反射面を備えており、前記開口は前記平らな反射面
    を通って延在していて前記検出手段および前記１次ビー
    ムの経路に関して心出しされていることを特徴とする光
    学位置決め装置。 １２、前記スプリットミラーの第１の部分と第２の部分
    との間に形成された開口は、開口の一端から他端に向っ
    て拡がっていることを特徴とする請求項１１に記載の光
    学位置決め装置。 １３、前記スプリットミラーの第１の部分および第２の
    部分の前記開口に隣接する側の縁部は約５０°に面取り
    されていて、スプリットミラーの両部分を直接通る前記
    発射手段からの光量を低減させることを特徴とする請求
    項１２に記載の光学位置決め装置。 １４、前記スプリットミラーの第１および第２の部分の
    反射面は、前記発射手段からの放射エネルギのビームを
    ほぼ直角に方向変換できるように配置されており、前記
    発射手段は前記１次ビームの経路の上方に配置されてい
    ることを特徴とする請求項１１に記載の光学位置決め装
    置。 １５、前記検出手段に接続されて前記電気信号を処理す
    る電子プロセス回路手段を更に有しており、該電子プロ
    セス回路手段は、物体が前記ターゲットゾーン内にある
    ときに前記電気信号に２次角度をもつ第１の凹みと１次
    角度をもつ第２の凹みとが表われるようにして基準位置
    からの角度変位を表わすインターフェース回路手段を備
    えていることを特徴とする請求項１１に記載の光学位置
    決め装置。 １６、前記電子プロセス回路手段が更にマイクロプロセ
    ッサ手段を備えていて、該マイクロプロセッサ手段が前
    記１次角度および２次角度に基づいて物体の垂直座標お
    よび水平座標を計算することを特徴とする請求項１５に
    記載の光学位置決め装置。 １７、ターゲットゾーンから反射される放射エネルギを
    検出する光学位置決め装置。 放射エネルギを発生して発射するための発射手段と、 ターゲットゾーンに向って放射エネルギの方向変換をす
    る手段と、 放射エネルギをターゲットゾーン内で逆反射する手段と
    、 放射エネルギの存在を検出して、放射エネルギの存在に
    応答して電気信号を発生する検出手段とを有しており、 前記発射手段は静止しておりかつ放射エネルギのビーム
    を前記方向変換手段に向って発射し、ビームを該方向変
    換手段から第１の方向における１次ビームの経路に沿っ
    て前記ターゲットゾーンに向け、 前記検出手段は前記１次ビームの経路に沿って配置され
    ていて、前記ターゲットゾーンから１次ビームの経路に
    沿って前記第１の方向とは逆の第２の方向に逆反射され
    る放射エネルギを検出し、 前記方向変換手段は、前記１次ビームの経路に沿って前
    記第２の方向に進む入射ビームの少なくとも一部が方向
    変換手段を通ることができる形状を有していて前記検出
    手段による検出が行なえるようになっており、 前記方向変換手段が単一のミラーからなることを特徴賭
    する光学位置決め装置。 １８、前記検出手段に接続されて前記電気信号を処理す
    る電子プロセス回路手段を更に有しており、該電子プロ
    セス回路手段は、物体が前記ターゲットゾーン内にある
    ときに前記電気信号に２次角度をもつ第１の凹みと１次
    角度をもつ第２の凹みとが表わされるようにして基準位
    置からの角度変位を表わすインターフェース回路手段を
    備えていることを特徴とする請求項１７に記載の光学位
    置決め装置。 １９、前記電子プロセス回路手段が更にマイクロプロセ
    ッサ手段を備えていて、該マイクロプロセッサ手段が前
    記１次角度および２次角度に基づいて物体の垂直座標お
    よび水平座標を計算することを特徴とする請求項１８に
    記載の光学位置決め装置。 ２０、前記方向変換手段が単一のミラーからなることを
    特徴とする請求項１に記載の光学位置決め装置。
JP63057328A 1987-04-28 1988-03-10 光学位置決め装置 Pending JPS63275906A (ja)

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