(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出パネルに複数対の発光素子と受光素子とを所定距離離間して配置し、前記発光素子から前記受光素子に向けて発光された光を遮光する物体の前記検出パネル画面上の位置を検出し、該物体の遮光または非遮光を示す操作識別情報と該物体の遮光位置を示す座標データからなる遮光情報および非遮光情報を出力する光学的位置検出装置において、
前記物体の遮光の位置を一定時間毎に検出する検出する検出手段と、物体の遮光検出から遮光非検出へと移行した直後から前記一定時間毎に遮光非検出を連続して計数する手段と、遮光非検出が遮光非検出への移行直後から連続して規定回数計数された場合に前記非遮光情報を出力する手段とを備えてなる光学的位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、物体の有無または位置を光学的に検出する光学的位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例Ａ：  光学的検出装置には、図６に示すように、一対の発光素子１と受光素子２を所定距離離間して複数対配置した検出パネル（タッチパネル）３が備えられている。そして、一対の発光および受光素子を順次作動して各発光素子１から対応する受光素子２に向けて発光された光の物体４による遮光の有無を検出することにより前記パネル上の遮光物体４の位置が検出される。
【０００３】
図７は光学的検出装置の概略システム構成図を示している。図７において、複数の発光素子１が配列された発光素子アレー５から所定距離離間して複数の受光素子２が配列された受光素子アレー６が設けられ、各発光素子１と各受光素子２はそれぞれ対をなすように配列されている。マイクロプロセッサ７は発光素子駆動回路８とマルチプレクサ９を順次走査して対をなす発光素子１と受光素子２を順次動作可能にする。動作可能状態にある受光素子２からマルチプレクサ９を経由して得られた受光量を表す信号は、増幅器１０を介して比較器１１に入力されて特定の基準レベルと比較され、その比較出力は物体の遮光の有無を示す検出信号としてマイクロプロセッサ７に入力される。
【０００４】
前記マイクロプロセッサ７は、すべての対をなす発光素子１と受光素子２を１走査期間にわたって順次駆動し、１走査ごとに物体の遮光の有無を検出し、遮光があった場合には物体の遮光（タッチオン）を示す操作識別情報とその遮光位置を示す座標データからなる遮光情報をホストコンピュータ（図示されてない）に送信している。また、物体の遮光検出後に続く走査期間において遮光無しが検出された場合には、直ちに物体の非遮光（タッチオフ）を示す操作識別情報と前回の走査において遮光があった位置を示す座標データからなる非遮光情報をホストコンピュータに送信している。
【０００５】
従来例Ｂ：  図８は光学的検出装置の別の概略システム構成図を示すもので、図７の構成と異なるのは比較器１１の代わりにＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１２を備えたことである。図８において、増幅器１０からの受光量を表すアナログ信号はＡ／Ｄ変換器１２においてデジタル信号に変換されてマイクロプロセッサ７に入力される。マイクロプロセッサ７は入力する受光量を表すデジタル受光信号を既に記憶されている遮光基準値と比較することにより物体の有無を検出している。
【０００６】
図８の装置において、対をなす発光素子１および受光素子２からなる検出素子対の劣化または故障を検出するには、マイクロプロセッサ７に入力するデジタル受光信号を、マイクロプロセッサ７に既に記憶されている安全基準値と比較することによって行われる。この安全基準値は遮光基準値よりも小さく、デジタル受光信号がこの安全基準値に達しない場合は、対応する検出素子対に何らかの故障が存在すると判断し、所要の処置、例えば故障の表示出力、警報などを行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
課題Ａ：  光学的検出装置に情報を入力する場合は、オペレータは前記検出パネル３の画面上の所望位置に指等でタッチし、該タッチ位置が遮光位置として検出されることにより情報の入力が行われる。しかし、オペレータが画面上にタッチした指はその後に画面から短時間だけわずかに離れる場合があり、この場合、オペレータがタッチしていると考えているにもかかわらず遮光非検出と判断されると直ちに非遮光情報がホストコンピュータに送信される。また、画面上をタッチするオペレータの指が画面に対して振れる場合には遮光検出と遮光非検出が繰り返され、この都度、オペレータのタッチ持続意志にもかかわらず遮光情報と非遮光情報がホストコンピュータに送信されることになる。このため、オペレータのタッチ持続意志に反する非遮光情報がホストコンピュータに受信されて処理されるので、誤動作の原因となっていた。
【０００８】
この発明の目的は、物体の遮光後に検出される物体の非遮光が規定回数経過した場合に非遮光情報を送信することにより、遮光検出から遮光非検出への移行の判断の信頼性を向上した光学的検出装置を提供することである。
【０００９】
課題Ｂ：  図８に示す従来の光学的検出装置においては、検出素子対の劣化または故障の検出は、安全基準値を予め設定して検出素子対からのデジタル受光信号を該安全基準値と比較することにより行っている。この安全基準値は、各検出素子対の個々のバラツキおよび素子の経時的な劣化を無視し、素子の装置への取り付け直後、あるいは一定時間経過後の平均的な検出素子対のデジタル受光量から判断して故障とみなされるほど低下した受光量を安全基準値として規定したものである。
【００１０】
しかしながら、電源電圧の変動に従って検出素子対の受光量も変動するから、検出素子対の故障を検出する安全基準値が固定されていると、例えば電源電圧が低下して検出素子対の受光量が全体に低下した場合に故障として誤検出される問題がある。
【００１１】
また、検出素子対が長時間使用される場合は、検出素子対の通電駆動に基づく駆動劣化の外に、周囲光の素子への入射などによる周囲環境が素子に及ぼす環境劣化、さらには素子間の光路への塵埃の付着、素子への塵埃の付着および堆積などにより検出素子対からの受光量が低下することにより受光量が減少する素子自体の劣化とは無関係の劣化が生じる。これらの原因により、各検出素子対の受光量は時間の経過に従って減少する。一方、検出素子対の故障の有無を判断するために使用される安全基準値は、検出素子対の通電駆動に基づく駆動劣化を含む検出素子対の受光量に一定の安全係数を掛けて算出されるものであるから、実際には該駆動劣化により時間の経過に従って安全基準値も変化するものの、従来この安全基準値は装置への素子取付け直後、あるいは一定時間経過後の平均的な検出素子対の受光量に安全係数を掛けて求められた安全基準値を一律に検出素子対の故障の判断に採用しており、このため精度の良い故障検出ができなかった。さらにまた、将来の検出素子対の故障時期をも予知できる装置が望まれていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記物体の遮光の有無を一定時間毎に検出する検出手段と、物体の遮光検出から遮光非検出へと移行した直後から遮光非検出を連続して計数する手段と、遮光非検出が遮光非検出への移行直後から連続して規定回数計数された場合に前記非遮光情報を出力する手段とを備えている。
【００１３】
【作用】
この発明は、物体の遮光検出から遮光非検出へと移行した後に遮光非検出を連続して計数し、その計数値が規定回数計数された場合に非遮光情報を出力する。従って、オペレータが検出パネルの画面にタッチした指が画面に対して振れ、このため遮光非検出の期間が生じても、その期間が規定回数に相当する時間内にあるならばタッチ状態として判断され、誤ったタッチオフの情報がいたずらに出力されることを防止する。
【００１４】
【実施例】
この発明の一実施例について説明する。図１は本発明の光学的検出装置に使用されるマイクロプロセッサ７を示している。このマイクロプロセッサ７の制御回路１３には図７に示す比較器１１から信号線Ｌ１を介して物体の遮光の有無を示す検出信号が入力され、また、制御回路１３から信号線Ｌ２を介して図７に示す対をなす発光素子１および受光素子２を順次動作可能にする走査信号が出力される。マイクロプロセッサ７には、制御回路１３のほかにＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）１４、規定回数カウンタ１５および送信フラグ記憶領域１６が備えられている。ＲＯＭ１４には、座標検出、遮光および非遮光情報の送信等の本装置を動作させるために必要なプログラムが記憶されている。規定回数カウンタ１５には、遮光検出から遮光非検出に移行してから遮光非検出を続けて行う走査回数が設定されている。送信フラグ記憶領域１６には、非遮光情報の送信終了を示す送信フラグが記憶される。
【００１５】
制御回路１３には、前記検出信号に従って１走査期間ごとに物体の遮光がある場合は遮光フラグを記憶する遮光フラグ記憶領域ＳＦと、遮光位置を示す座標データを記憶する座標記憶領域ＺＳと、遮光がない場合の走査回数を計数する走査回数カウンタＫＣが備えられている。制御回路１３は、ＲＯＭ１４に記憶されたプログラムを読出し、該プログラムに従って装置全体の制御を行い、また規定回数カウンタ１５および送信フラグ記憶領域１６にアクセスする。さらに制御回路１３は、ホストコンピュータに信号線Ｌ３を介して遮光情報および非遮光情報を送信する。
【００１６】
図２は本発明の動作を説明するフローチャートであり、電源オンの期間中１走査ごとに繰り返し行われる。まず、ステップＳ１において、制御回路１３はＲＯＭ１４のプログラムに従い、対をなす発光素子１と受光素子２を順次走査し、すべての対の発光および受光素子の走査を終了する１走査期間中に遮光有りを示す検出信号が受信されると遮光フラグ記憶領域ＦＳに遮光有りを示す遮光フラグをセットすると共にその遮光位置を示す座標を一時的に記憶し、遮光非検出の場合は遮光フラグ記憶領域ＦＳをリセットする。次にステップＳ２に移り、制御回路１３は遮光フラグ記憶領域ＳＦに遮光フラグが記憶されているか否かを判断する。
【００１７】
ステップＳ２において、遮光フラグが記憶されていると判断されると今回の走査中に遮光有りとみなされてステップＳ３に移る。ステップＳ３において、制御回路１３はＲＯＭ１４に記憶されている送信プログラムに従って、遮光位置の座標、タッチオンを示す操作識別情報を含む遮光情報を信号線Ｌ３を介してホストコンピュータに送信する。次にステップＳ４に移り、一時記憶された遮光位置の座標をタッチオフ時に再び送信するために座標記憶領域ＺＳに記憶する。次にステップＳ５に移り、走査回数カウンタＫＣおよび送信フラグ記憶領域１６の内容を消去した後、ステップＳ１に戻る。
【００１８】
ステップＳ２において、遮光フラグが記憶されてないと判断されると今回の走査中には遮光無しとみなされてステップＳ６に移る。ステップＳ６において、制御回路１３は、規定回数カウンタ１５に記憶された規定回数を読出し、走査回数カウンタＫＣに記憶された連続する遮光非検出の前回までの走査回数が規定回数に達しているか否か判断する。走査回数が規定回数に達してない場合は、遮光検出から遮光非検出に移行してから規定の走査回数だけ遮光非検出が行われてないのでステップＳ７に移り、走査回数カウンタＫＣの内容を１だけ増加してステップＳ１に戻る。
【００１９】
ステップＳ６において、走査回数が規定回数に達していると判断されるとステップＳ８に移り、送信フラグ記憶領域１５に送信フラグが記憶されているか否かが判断される。送信フラグが記憶されてない場合は、遮光検出から遮光非検出に移行してから規定の遮光非検出の走査回数に達し、かつ遮光非検出への移行（タッチオフ）の送信が行われてないのでステップＳ９に移る。ステップＳ９において、制御回路１３はＲＯＭ１４に記憶された送信プログラムに従って、座標記憶領域ＺＳに記憶された座標データ、タッチオフを示す操作識別情報を含む非遮光情報を信号線Ｌ３を介してホストコンピュータに送信する。次にステップＳ１０に移り、タッチオフを示す非遮光情報の送信終了を示す送信フラグが送信記憶領域１５に記憶された後、ステップＳ１に戻る。ステップＳ８において、送信フラグが記憶されている場合には、遮光検出から遮光非検出に移行してから規定の遮光非検出の走査回数には達しているものの、既に非遮光情報の送信は終了しているからそのままステップＳ１に戻る。
【００２０】
上述のように、ステップＳ１とＳ２において１走査期間において遮光が検出されるごとに、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５が行われてタッチオンを示す遮光情報が送信される。一方、遮光非検出の場合は、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ６、Ｓ７が１走査ごとに繰り返され、走査回数カウンタＫＣの計数値が規定回数に達するまで１ずつ増加する。規定回数に達するとステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０が行われてタッチオフを示す非遮光情報が送信される。非遮光情報が送信された後は次に遮光が検出されるまでステップＳ１、Ｓ２、Ｓ６、Ｓ８が繰り返し行われる。
【００２１】
次に、課題Ｂを解決する発明の一実施例について説明する。図３は概略システム構成図であり、図８の構成と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。図８の構成と異なるのは物体の遮光を検出するために使用される発光素子１および受光素子２からなる複数の検出素子対の外に、安全基準値を定めるための標準発光素子２１と標準受光素子２２からなる一対の標準素子対２３が設けられていることである。この標準素子対２３は、各検出素子対と同一の条件、即ち同一の駆動電流（電圧）、駆動時間および駆動回数で駆動され、標準受光素子２３からの受光信号はマルチプレクサ９および増幅器１０を経て、Ａ／Ｄ変換器１２によってデジタル信号に変換されてマイクロプロセッサ７に入力される。
【００２２】
図４は前記標準素子対２３の取付構造を示す断面図である。標準素子対２３は、周囲光を遮光する材料により成形された中空体２４の一端に標準発光素子２１が、他端に標準受光素子２２がそれぞれ対向して取付けられている。この取付構造においては周囲光の侵入が遮光されるほか、標準素子対２３は塵埃などの付着および堆積から防護されている。さらに、標準素子対２３の光路に面した中空体２４の内壁には光散乱防止部材２５が設けられ、光の散乱を防止している。また、中空体２４の中央には光路上に垂直に光学的フィルタ２６が設けられ、標準受光素子２２に向かう光量が調整されている。この取付構造により、標準素子対２３の発光および受光量は、前述の同一の条件で駆動される検出素子対の検出初期時における該検出素子対の発光および受光量（周囲光を除く）と等価になるように光散乱防止部材２５および光学的フィルタ２６によって調整されている。ここに、検出素子対の検出初期時とは、検出素子対が装置に配置された直後、または検出走査が行われて時間経過が短い、従って素子の劣化が無いとみなされる時期を意味する。しかして、標準素子対２３からの受光量は、周囲環境の影響による素子の劣化および塵埃などの付着による経時的変化を受けることなく、通電駆動による変動のみを受けることになる。なお、前記取付構造を備えた標準素子対２３は光学的検出装置の所望の箇所に設けることができる。
【００２３】
前記マイクロプロセッサ７には、制御回路２７、ＲＡＭ２８、ＲＯＭ２９が備えられ、前記複数の検出素子対を順次走査する都度、標準素子対２３を前記同一の条件で走査し、Ａ／Ｄ変換器１２を介して入力する各受光量に相当するデジタル信号を受ける。さらに、マイクロプロセッサ７は、ＲＯＭ２９に記憶されたプログラムに従って、一定の走査回数毎に、各検出素子対の現在の故障の有無を調べる故障検出動作を行う。即ち、標準素子対２３の走査によって得られた受光量を示す信号に安全係数値を掛けて現在の安全基準値を算出する。ここに、安全係数値はＲＡＭ２８に記憶された一定の値であり、従って算出された安全基準値は標準素子対２３の現受光量に比例する現時点の安全基準値を表す。この安全基準値と各検出素子対の走査によって得られる受光量を示す信号を制御回路２７において比較する。比較の結果、検出素子対の受光量が安全基準値以下である場合には該当する検出素子対に故障があると判断され、表示画面に故障が表示されるか、そして／または警報が出力される。なお、この検出素子対の故障の原因は、素子の通電駆動による劣化および電源変動による受光量の低下以外の理由、例えば周囲環境による素子の劣化、素子への塵埃の付着などに基づいている。
【００２４】
また、マイクロプロセッサ７は検出素子対の将来の故障の有無を判断する故障予測検出動作を行う。図５は、故障予測検出手続きのフローチャートを示したもので、ステップＳ１１に示すように、一定の走査回数（一定周期）毎に各検出素子対から得られる受光量を各検出素子対毎にＲＡＭ２８に記憶し、各検出素子対毎の受光量の経時的変化を示すデータを蓄積する。同様に、前記一定走査回数毎に標準素子対２３から得られる受光量からこの受光量に安全係数を掛けた安全基準値を求めてＲＡＭ２８に記憶し、安全基準値の経時的変化を示すデータを蓄積する。次にステップＳ１２に示すように、ＲＡＭ２８に所要のデータが蓄積されると、該データから各検出素子対ごとに受光量の経時的変化を、時間を変数とする数式により近似させる。同様に、安全基準値の経時的変化を、時間を変数とする数式により近似させる。次に、ステップＳ１３に示すように、現時点から一定時間駆動後の検出素子対ごとの予測される予測受光量を対応する各数式から算出すると共に、予測される予測安全基準値を対応する数式から算出する。次にステップＳ１４に示すように、各予測受光量が予測安全基準値に達しているか否かを判断し、予測安全基準値に達していない場合は、ステップＳ１５に示すように故障の予測を画面に表示、または警報等により報知する。なお、ステップＳ１３において、オペレータが予測を所望する経過駆動時間を入力して該経過駆動時間に対応する各検出素子対の故障予測を行うこともできる。また、各検出素子対および安全基準値の各近似式から予測される各検出素子対の故障が生じる経過駆動時間を算出することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、遮光検出から遮光非検出に移行した後に連続して遮光非検出が規定回数検出された場合にのみ非遮光情報を送信しているから、オペレータの検出パネルの画面へのタッチに意志しない遮光非検出を生じても、タッチ持続意志に反した非遮光情報が徒に送信される不都合を解消することができる。このため、ホストコンピュータ側では信頼性の高いタッチオフの情報を受信することができ、信頼性の高い情報処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の光学的検出装置に使用されるマイクロプロセッサの一実施例である。
【図２】この発明の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】課題Ｂを解決するための一実施例を示す概略システム構成図である。
【図４】標準素子対の取付構造の一実施例を示す断面図である。
【図５】故障検出予測手続きを説明するフローチャートである。
【図６】光学的検出装置に従来から使用される検出パネルの平面図である。
【図７】従来の光学的検出装置の一例を示す概略システム構成図である。
【図８】従来の光学的検出装置の他の例を示す概略システム構成図である。
【符号の説明】
１      発光素子
２      受光素子
４      物体
７      マイクロプロセッサ
１３      制御回路
１４      ＲＯＭ
１５      規定回数カウンタ
１６      送信フラグ記憶領域
ＳＦ      遮光フラグ記憶領域
ＺＳ      座標記憶領域
ＫＣ      走査回数カウンタ
２１      標準発光素子
２２      標準受光素子
２３      標準素子対
２５      光散乱防止部材
２６      光学的フィルタ
２７      制御回路
２８      ＲＡＭ
２９      ＲＯＭ
【図１】
0003585472.tif 000002
【図２】
0003585472.tif 000003
【図３】
0003585472.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003585472.tif 000006
【図６】
0003585472.tif 000007
【図７】
0003585472.tif 000008
【図８】
0003585472.tif 000009