(57)【要約】【課題】２つの空間に位置する対象物体の各々の位置を検出することのできる光学式位置検出装置を提供すること。【解決手段】光学式位置検出装置１０には、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に向けて第１検出光Ｌ１を出射する第１位置検出用光源１２１と、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２から一方側Ｚ１に向けて第２検出光Ｌ２を出射する第２位置検出用光源１２２とが配置されている。このため、第１位置検出用光源１２１がＺ軸方向の他方側Ｚ２に向けて第１検出光Ｌ１を出射した際、第１空間１０Ｒ１に位置する対象物体Ｏｂで反射した第１検出光Ｌ１は光検出器３０の第１受光素子３１で受光される。また、第２位置検出用光源１２２がＺ軸方向の一方側Ｚ１に向けて第２検出光Ｌ２を出射した際、第２空間１０Ｒ２に位置する対象物体Ｏｂ２で反射した第２検出光Ｌ２は光検出器３０の第２受光素子３２で受光される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、
互いに交差する方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向としたとき、
前記Ｚ軸方向の一方側から他方側に向けて第１検出光を出射する第１位置検出用光源と、
前記Ｚ軸方向の他方側から一方側に向けて第２検出光を出射する第２位置検出用光源と、
前記第１位置検出用光源より前記Ｚ軸方向の他方側の第１空間に位置する対象物体で反射した前記第１検出光、および前記第２位置検出用光源より前記Ｚ軸方向の一方側の第２空間に位置する対象物体で反射した前記第２検出光を受光する光検出器と、
前記光検出器での前記第１検出光の受光結果および前記光検出器での前記第２検出光の受光結果に基づいて、前記第１空間に位置する対象物体の位置および前記第２空間に位置する対象物体の位置を検出する導出する位置導出部と、
を有することを特徴とする光学式位置検出装置。
【請求項２】
前記位置導出部は、前記対象物体の位置として、前記Ｘ軸方向の位置および前記Ｙ軸方向の位置を導出することを特徴とする請求項１に記載の光学式位置検出装置。
【請求項３】
前記位置導出部は、前記対象物体の位置として、前記Ｚ軸方向の位置を導出することを特徴とする請求項１または２に記載の光学式位置検出装置。
【請求項４】
前記第１空間と前記第２空間との間に前記第１位置検出用光源、前記第２位置検出用光源および前記光検出器を保持する透光部材を保持していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項５】
前記透光部材は板状であり、
前記第１空間と前記第２空間とは前記透光部材により仕切られていることを特徴とする請求項４に光学式位置検出装置。
【請求項６】
前記第１位置検出用光源、前記第２位置検出用光源および前記光検出器は、前記透光部材に対して前記第１空間側に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の光学式位置検出装置。
【請求項７】
前記光検出器は、前記第１空間に受光部を向けた第１受光素子と、前記第２空間に受光部を向けた第２受光素子とを備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項８】
前記光検出器は、前記第２空間に受光部を向けた受光素子であり、
前記第１空間の対象物体で反射した前記第１検出光は、前記透光部材の内部を伝播して前記受光素子に到達することを特徴とする請求項５に記載の光学式位置検出装置。
【請求項９】
前記第１位置検出用光源は、前記第１検出光として、赤外光を出射し、
前記第２位置検出用光源は、前記第２検出光として、赤外光を出射することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【請求項１０】
前記第１位置検出用光源は、互いに異なる位置に中心光軸をもって前記Ｚ軸方向の一方側に前記第１検出光を出射する複数の発光素子を備え、
前記第２位置検出用光源は、互いに異なる位置に中心光軸をもって前記Ｚ軸方向の他方側に前記第２検出光を出射する複数の発光素子を備えていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の光学式位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置としては、透光板（光伝播媒体）において対象物体が位置する第１面側とは反対側の第２面側から対象物体に向けて検出光を出射し、対象物体で反射して透光板の第２面側に透過してきた検出光を光検出器で検出する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここに本発明者は、ショーウインドウの内側に位置する客（対象物体）の位置と外側に位置する客（対象物体）の位置や、カバーガラス等で覆われたアミーズメント機器においてカバーガラスの内側に位置する遊技媒体（対象物体）の位置と外側に位置するプレーヤー（対象物体）の位置等、２つの空間の各々に位置する対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置を検討しているものである。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、光検出器での検出結果が、２つの空間に位置する対象物体の各々で反射された検出光の強度を合計したものになってしまうため、２つの空間に位置する対象物体の各々の位置を検出することができないという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、２つの空間に位置する対象物体の各々の位置を検出することのできる光学式位置検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、対象物体の位置を光学的に検出する光学式位置検出装置であって、互いに交差する方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向としたとき、前記Ｚ軸方向の一方側から他方側に向けて第１検出光を出射する第１位置検出用光源と、前記Ｚ軸方向の他方側から一方側に向けて第２検出光を出射する第２位置検出用光源と、前記第１位置検出用光源より前記Ｚ軸方向の他方側の第１空間に位置する対象物体で反射した前記第１検出光、および前記第２位置検出用光源より前記Ｚ軸方向の一方側の第２空間に位置する対象物体で反射した前記第２検出光を受光する光検出器と、前記光検出器での前記第１検出光の受光結果および前記光検出器での前記第２検出光の受光結果に基づいて、前記第１空間に位置する対象物体の位置および前記第２空間に位置する対象物体の位置を検出する導出する位置導出部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、Ｚ軸方向の一方側から他方側に向けて第１検出光を出射する第１位置検出用光源と、Ｚ軸方向の他方側から一方側に向けて第２検出光を出射する第２位置検出用光源とが配置されている。このため、第１位置検出用光源がＺ軸方向の他方側に向けて第１検出光を出射した際、第１空間に位置する対象物体で反射した第１検出光は光検出器で受光される。従って、第１空間に位置する対象物体の位置を導出することができる。また、第２位置検出用光源がＺ軸方向の一方側に向けて第２検出光を出射した際、第２空間に位置する対象物体で反射した第２検出光は光検出器で受光される。従って、第２空間に位置する対象物体の位置を導出することができる。それ故、Ｚ軸方向で離間する２つの空間（第１空間および第２空間）の各々に位置する対象物体の位置を光学的に検出することができる。
【０００８】
本発明において、前記位置導出部は、前記対象物体の位置として、前記Ｘ軸方向の位置および前記Ｙ軸方向の位置を導出する構成を採用することができる。
【０００９】
本発明において、前記位置導出部は、前記対象物体の位置として、前記Ｚ軸方向の位置を導出する構成を採用してもよい。
【００１０】
本発明において、前記第１空間と前記第２空間との間に前記第１位置検出用光源、前記第２位置検出用光源および前記光検出器を保持する透光部材を有していることが好ましい。かかる構成によれば、第１位置検出用光源、第２位置検出用光源および光検出器を第１空間と第２空間との間に配置することができる。また、透光部材であれば、その存在が目立たないという利点がある。
【００１１】
本発明において、前記透光部材は板状であり、前記第１空間と前記第２空間とは前記透光部材により仕切られている構成を採用することができる。かかる構成によれば、本発明を適用した光学式位置検出装置を、ショーウインドウ（透光部材）の内側に位置する客（対象物体）の位置、および外側に位置する客（対象物体）の位置を光学的に検出するのに利用することができる。また、本発明を適用した光学式位置検出装置を、カバーガラス（透光部材）等で覆われたアミーズメント機器において、カバーガラスの内側に位置する遊技媒体（対象物体）の位置、および外側に位置するプレーヤー（対象物体）の位置を光学的に検出するのに利用することができる。
【００１２】
本発明において、前記第１位置検出用光源、前記第２位置検出用光源および前記光検出器は、前記透光部材に対して前記第１空間側に配置されていることが好ましい。このように構成すれば、第１位置検出用光源、第２位置検出用光源および光検出器の全てを第１空間側に配置することができ、第２空間側には、第１位置検出用光源、第２位置検出用光源および光検出器のいずれをも配置する必要がないので、第２空間の構成を簡素化することができる。
【００１３】
本発明において、前記光検出器は、前記第１空間に受光部を向けた第１受光素子と、前記第２空間に受光部を向けた第２受光素子とを備えている構成を採用することができる。このように構成すれば、第１空間に位置する対象物体で反射した検出光を第１受光素子で受光でき、第２空間に位置する対象物体で反射した検出光を第２受光素子で受光することができる。
【００１４】
本発明において、前記第１空間と前記第２空間との間に透光部材を有している場合、前記光検出器は、前記第２空間に受光部を向けた受光素子であり、前記第１空間の対象物体で反射した前記第１検出光は、前記透光部材の内部を伝播して前記受光素子に到達する構成を採用してもよい。かかる構成によれば、第１空間に位置する対象物体で反射した検出光、および第２空間に位置する対象物体で反射した検出光を共通の受光素子で受光することができる。
【００１５】
本発明において、前記第１位置検出用光源は、前記第１検出光として、赤外光を出射し、前記第２位置検出用光源は、前記第２検出光として、赤外光を出射することが好ましい。かかる構成によれば、検出光が目立たないという利点がある。
【００１６】
本発明において、前記第１位置検出用光源は、互いに異なる位置に中心光軸をもって前記Ｚ軸方向の一方側に前記第１検出光を出射する複数の発光素子を備え、前記第２位置検出用光源は、互いに異なる位置に中心光軸をもって前記Ｚ軸方向の他方側に前記第２検出光を出射する複数の発光素子を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、ＬＥＤ(発光ダイオード)等の発光素子によって第１位置検出用光源および第２位置検出用光源を構成でき、第１位置検出用光源および第２位置検出用光源の構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の要部を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における検出用光源や光検出器の位置関係を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置で利用される位置検出光の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置で用いたＸＹ座標検出の原理を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置において、対象物体のＸＹ座標を導出する方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置において差動を利用して対象物体の座標を検出する原理を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の要部を模式的に示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置における検出用光源や光検出器の位置関係等を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、互いに交差する方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向として説明する。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側とし、Ｚ軸方向の一方側をＺ１側とし、他方側をＺ２側とて示してある。
【００１９】
［光学式位置検出装置の全体構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置の要部を模式的に示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、位置検出装置の光検出器等をＺ軸方向の一方側Ｚ１からみた説明図、および光検出器等をＺ軸方向の他方側Ｚ２からみた説明図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における検出用光源や光検出器の位置関係を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、検出用光源や光検出器のＺ軸方向における位置関係を示す説明図、および検出用光源や光検出器のＸＹ面内における位置関係を示す説明図である。なお、図１では、発光素子の発光部および受光素子の受光部についてはグレー領域で表してある。
【００２０】
図１および図２に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０は、対象物体の位置を光学的に検出する装置であって、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に向けて第１検出光Ｌ１を出射する第１位置検出用光源１２１と、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２から一方側に向けて第２検出光Ｌ２を出射する第２位置検出用光源１２２とを備えている。また、本形態の光学式位置検出装置１０は、第１位置検出用光源１２１よりＺ軸方向の他方側Ｚ２の第１空間１０Ｒ１に位置する対象物体Ｏｂ１で反射した第１検出光Ｌ１と、第２位置検出用光源１２２よりＺ軸方向の一方側Ｚ１の第２空間１０Ｒ２に位置する対象物体Ｏｂ２で反射した第２検出光Ｌ２を受光する光検出器３０を有している。
【００２１】
本形態において、第１位置検出用光源１２１は、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２に発光部１２０を向けた複数の発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃからなる。発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃの中心光軸はいずれもＺ軸方向に延在しており、発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃは各々、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２に向けて第１検出光Ｌ１（検出光Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ）を出射する。ここで、発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃの中心光軸は、互いに平行であるが、互いに異なる位置にある。より具体的には、発光素子１２１Ｂの中心光軸は、発光素子１２１Ａの中心光軸に対してＸ軸方向の他方側Ｘ２、かつ、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２にずれた位置にある。また、発光素子１２１Ｃの中心光軸は、発光素子１２１Ａの中心光軸に対してＸ軸方向の一方側Ｘ１、かつ、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２にずれた位置にある。なお、発光素子１２１Ｂの中心光軸と発光素子１２１Ｃの中心光軸とは、Ｘ軸方向においてずれているが、Ｙ軸方向では略同一の位置にある。
【００２２】
第２位置検出用光源１２２は、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１に発光部１２０を向けた複数の発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃからなり、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃは、発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１ＣとＺ軸方向の同一位置で、発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１ＣとはＺ軸方向で逆向きに配置されている。発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの中心光軸はいずれもＺ軸方向に延在しており、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃは各々、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１に向けて第２検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ）を出射する。ここで、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃの中心光軸は、互いに平行であるが、互いに異なる位置にある。より具体的には、発光素子１２２Ａは、発光素子１２１Ａに隣り合うように配置され、発光素子１２２Ｂは、発光素子１２１Ｂに隣り合うように配置され、発光素子１２２Ｃは、発光素子１２１Ｃに隣り合うように配置されている。このため、発光素子１２２Ｂの中心光軸は、発光素子１２２Ａの中心光軸に対してＸ軸方向の他方側Ｘ２、かつ、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２にずれた位置にある。また、発光素子１２２Ｃの中心光軸は、発光素子１２２Ａの中心光軸に対してＸ軸方向の一方側Ｘ１、かつ、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２にずれた位置にある。なお、発光素子１２２Ｂの中心光軸と発光素子１２２Ｃの中心光軸とは、Ｘ軸方向においてずれているが、Ｙ軸方向では略同一の位置にある。
【００２３】
かかる第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）、および第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）はいずれも赤外光を出射する発光ダイオードであり、赤外光からなる第１検出光Ｌ１および第２検出光Ｌ２を発散光として出射する。第１検出光Ｌ１および第２検出光Ｌ２は、人体等の対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２により効率的に反射される波長域を有することが好ましいことから、人体の表面で反射率の高い赤外線（特に可視光領域に近い近赤外線、例えばピーク波長が８５０ｎｍ）や、９２０ｎｍ付近の赤外光が用いられている。
【００２４】
本形態において、光検出器３０は、第１空間１０Ｒ１に受光部３１０を向けた第１受光素子３１と、第２空間１０Ｒ２に受光部３２０を向けた第２受光素子３２とを備えており、第１受光素子３１と第２受光素子３２とは、Ｚ軸方向の同一位置で互いにＺ軸方向で逆向きに配置されている。また、第１受光素子３１と第２受光素子３２とは隣り合うように配置されている。かかる光検出器３０（第１受光素子３１および第２受光素子３２）は、赤外光を検出可能なフォトダイオードやフォトトランジスター等からなり、本形態では、フォトダイオードが用いられている。また、光検出器３０（第１受光素子３１および第２受光素子３２）は、第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）および第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）とＺ軸方向の略同一の位置にある。
【００２５】
第１受光素子３１の側方には、第１受光素子３１に向けて発光部１２０ｓを向けた参照用第１発光素子１２Ｓが配置されている。かかる参照用第１発光素子１２Ｓも、第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）と同様、赤外光を出射する発光ダイオードからなり、参照用第１発光素子１２Ｓから出射された光は、参照光Ｌｒ１として利用される。また、第２受光素子３２の側方には、第２受光素子３２に向けて発光部１２０ｔを向けた参照用第２発光素子１２Ｔが配置されている。かかる参照用第２発光素子１２Ｔも、第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）と同様、赤外光を出射する発光ダイオードからなり、参照用第２発光素子１２Ｔから出射された光は、参照光Ｌｒ２として利用される。
【００２６】
このように構成した光学式位置検出装置１０では、後述するように、第１受光素子３１での受光結果および第２受光素子３２での受光結果に基づいて、第１空間１０Ｒ１に位置する対象物体Ｏｂ１の位置、および第２空間１０Ｒ２に位置する対象物体Ｏｂ２の位置を検出する。
【００２７】
本形態の光学式位置検出装置１０では、第１空間１０Ｒ１と第２空間１０Ｒ２との間に透光部材１６が配置されている。透光部材１６は、赤外線を通過可能なガラス板や合成樹脂板からなり、第１空間１０Ｒ１と第２空間１０Ｒ２との間に介在して第１空間１０Ｒ１と第２空間１０Ｒ２とを仕切っている。透光部材１６には、第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）、第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）、参照用第１発光素子１２Ｓ、参照用第２発光素子１２Ｔ、第１受光素子３１および第２受光素子３２が搭載されているとともに、透光部材１６には、これらの素子に対する配線層（図示せず）も形成されている。本形態において、第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）、第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）、参照用第１発光素子１２Ｓ、参照用第２発光素子１２Ｔ、第１受光素子３１および第２受光素子３２は、透光部材１６の両面のうち、第１空間１０Ｒ１側に搭載されている。なお、配線層は、細いため、透光部材１６の赤外光や可視光の透過を阻害することはない。但し、配線層については目立たないことが好ましいことから、配線については、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透光性導電膜により形成されていることが好ましい。
【００２８】
［光学式位置検出装置１０の電気的構成］
図３は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０の電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、光学式位置検出装置１０は、第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）、第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）、参照用第１発光素子１２Ｓ、および参照用第２発光素子１２Ｔを駆動する光源駆動部１４を有している。また、光学式位置検出装置１０は、第１受光素子３１および第２受光素子３２から検出結果が出力される位置導出部５０を有している。
【００２９】
光源駆動部１４は、発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃや参照用第１発光素子１２Ｓ等の発光素子を駆動する光源駆動回路１４０と、光源駆動回路１４０を介して発光素子の各々の発光強度を制御する光源制御部１４５とを備えている。光源駆動回路１４０は、発光素子１２１Ａ〜１２１Ｃを駆動する光源駆動回路１４１ａ〜１４１ｃと、発光素子１２２Ａ〜１２２Ｃを駆動する光源駆動回路１４２ａ〜１４２ｃと、参照用第１発光素子１２Ｓを駆動する光源駆動回路１４３ｓと、参照用第２発光素子１２Ｔを駆動する光源駆動回路１４３ｔとを備えている。
【００３０】
位置導出部５０は、信号処理部５１、ＸＹ座標導出部５２およびＺ座標導出部５３を備えており、第１空間１０Ｒ１に位置する対象物体Ｏｂ１の位置（ＸＹ座標およびＺ座標）、および第２空間１０Ｒ２に位置する対象物体の位置（ＸＹ座標およびＺ座標）を導出する。位置導出部５０は、例えば、マイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）からなり、これにより所定のソフトウェア（動作プログラム）を実行することに従って処理を行う構成を採用することができる。また、位置導出部５０は、論理回路等のハードウェアを用いた信号処理部５１で処理を行う構成を採用することもできる。なお、光源制御部１４５と位置導出部５０とは、信号線で接続されており、発光素子に対する駆動と、位置導出部５０での検出動作とは、連動して行われる。
【００３１】
（検出光の光強度分布の構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０で利用される位置検出光の説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、発光素子１２１Ａが出射する検出光Ｌ２ａの光強度分布の説明図、発光素子１２１Ｂが出射する検出光Ｌ２ｂの光強度分布の説明図、および発光素子１２１Ｃが出射する検出光Ｌ２ｃの光強度分布の説明図である。
【００３２】
図１〜図３を参照して説明した発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃは、互い異なる位置に中心光軸を有しており、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃも、発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃと同様、互い異なる位置に中心光軸を有している。また、第１検出光Ｌ１（検出光）Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃおよび第２検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｃ）はいずれも発散光であり、かかる発散光では、中心光軸付近で最も強度が大であり、中心光軸から離間するほど、強度が連続的に低下していく。
【００３３】
このため、第２位置検出用光源１２２において、発光素子１２２Ａから出射された検出光Ｌ２ａは、図４（ａ）に示す光強度分布Ｌ２ａ０を第２空間１０Ｒ２に形成する。かかる光強度分布Ｌ２ａ０においては、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１においてＸ軸方向の略中央で強度が最大となり、かかる最大強度部から離間するに従って強度が単調減少している。本形態の光強度分布Ｌ２ａ０においては、最大強度部から離間するに従って強度が直線的あるいは略直線的に減少している。発光素子１２２Ｂから出射された検出光Ｌ２ｂは、図４（ｂ）に示す光強度分布Ｌ２ｂ０を第２空間１０Ｒ２に形成する。かかる光強度分布Ｌ２ｂ０においては、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２においてＸ軸方向の他方側Ｘ２で強度が最大となり、かかる最大強度部から離間するに従って強度が単調減少している。本形態の光強度分布Ｌ２ｂ０においては、最大強度部から離間するに従って強度が直線的あるいは略直線的に減少している。発光素子１２２Ｃから出射された検出光Ｌ２ｃは、図４（ｃ）に示す光強度分布Ｌ２ｃ０を第２空間１０Ｒ２に形成する。かかる光強度分布Ｌ２ｃ０においては、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２においてＸ軸方向の一方側Ｘ１で強度が最大となり、かかる最大強度部から離間するに従って強度が単調減少している。本形態の光強度分布Ｌ２ｃ０においては、最大強度部から離間するに従って強度が直線的あるいは略直線的に減少している。
【００３４】
ここで、光強度分布Ｌ２ａ０の最大強度部分と、光強度分布Ｌ２ｂ０の最大強度部分とは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方でずれている。また、光強度分布Ｌ２ａ０の最大強度部分と、光強度分布Ｌ２ｃ０の最大強度部分とは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方でずれている。また、光強度分布Ｌ２ｂ０の最大強度部分と、光強度分布Ｌ２ｃ０の最大強度部分とは、Ｘ軸方向でずれている。すなわち、光強度分布Ｌ２ａ０の最大強度部分、光強度分布Ｌ２ｂ０の最大強度部分、および光強度分布Ｌ２ｃ０の最大強度部分は、仮想の三角形の角部分に位置する。
【００３５】
また、第１位置検出用光源１２１において、発光素子１２１Ａは、図４（ａ）に示す光強度分布Ｌ２ａ０と同様な強度分布を第１空間１０Ｒ１に形成し、発光素子１２１Ｂは、図４（ｂ）に示す光強度分布Ｌ２ｂ０と同様な強度分布を第１空間１０Ｒ１に形成し、発光素子１２１Ｃは、図４（ｃ）に示す光強度分布Ｌ２ｃ０と同様な強度分布を第１空間１０Ｒ１に形成する。
【００３６】
（位置検出の基本原理）
本形態の光学式位置検出装置１０においては、図２に示すように、第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）から出射された第１検出光Ｌ１（検出光Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃ）が対象物体Ｏｂ１で反射し、かかる反射光の一部を第１受光素子３１によって検出し、対象物体Ｏｂ１の位置を検出する。また、第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）から出射された第２検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｃ）が対象物体Ｏｂ２で反射し、かかる反射光の一部を第２受光素子３２によって検出し、対象物体Ｏｂ２の位置を検出する。その際、第１受光素子３１での検出強度および第２受光素子３２での検出強度は、対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２での反射強度と比例関係にあり、かかる対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２での反射強度は、対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２が位置する個所での第１検出光Ｌ１（検出光Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃ）および第２検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｃ）の強度に比例する。従って、第１受光素子３１および第２受光素子３２での検出強度は、図４に示す光強度分布等において、対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２が位置する個所での第１検出光Ｌ１（検出光Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃ）および第２検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｃ）の強度に比例することになる。それ故、図３に示す位置導出部５０は、以下に説明する方法で対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２の位置（ＸＹＺ座標）を検出することができる。
【００３７】
［ＸＹ座標検出の原理］
図５および図６を参照して、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０において、対象物体のＸＹ座標を検出するための原理を説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置で用いたＸＹ座標検出の原理を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、検出光の光強度分布等を示す説明図、および対象物体Ｏｂ２で反射した検出光の強度が等しくなるように検出光の光強度分布を調整する様子を示す説明図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０において、対象物体のＸＹ座標を導出する方法を示す説明図である。
【００３８】
（ＸＹ座標検出の原理の第１例）
以下、第２空間１０Ｒ２の対象物体Ｏｂ２のＸＹ座標を検出する例を説明する。まず、ＸＹ座標検出用第１期間において、発光素子１２２Ａを点灯させる一方、発光素子１２２Ｂ、１２２Ｃを消灯させると、図５（ａ）に示すように、発光素子１２２ＡのＸＹ座標位置と発光素子１２２ＢのＸＹ座標位置との間には、発光素子１２２ＡのＸＹ座標位置から発光素子１２２ＢのＸＹ座標位置に向かって強度が単調減少していく光強度分布Ｌ２ａ０が形成される。従って、第２空間１０Ｒ２の対象物体Ｏｂ２により検出光Ｌ２ａが反射され、その反射光の一部が第２受光素子３２により検出される。
【００３９】
次に、ＸＹ座標検出用第２期間において、発光素子１２２Ｂを点灯させる一方、発光素子１２２Ａ、１２２Ｃを消灯させると、発光素子１２２ＡのＸＹ座標位置と発光素子１２２ＢのＸＹ座標位置との間には、発光素子１２２ＢのＸＹ座標位置から発光素子１２２ＡのＸＹ座標位置に向かって強度が単調減少していく光強度分布Ｌ２ｂ０が形成される。従って、第２空間１０Ｒ２の対象物体Ｏｂ２により検出光Ｌ２ｂが反射され、その反射光の一部が第２受光素子３２により検出される。
【００４０】
次に、発光素子１２２Ａのみを点灯させたＸＹ座標検出用第１期間における第２受光素子３２での検出結果と、発光素子１２２Ｂのみを点灯させたＸＹ座標検出用第２期間における第２受光素子３２での検出結果との比を求め、かかる比がｄ１１：ｄ１２だった場合、図６（ａ）に示すＸＹ面上において、対象物体Ｏｂ２は、発光素子１２２ＡのＸＹ座標位置と発光素子１２２ＢのＸＹ座標位置とを結んだ仮想の直線Ｌ５１をｄ１１：ｄ１２で分割した位置を通って直線Ｌ５１に対して直交する方向に延在する仮想の線Ｌ６１（第１直線）上に位置することがわかる。
【００４１】
同様に、ＸＹ座標検出用第３期間において、発光素子１２２Ｃを点灯させる一方、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂを消灯させる。その結果、第２空間１０Ｒ２の対象物体Ｏｂ２により検出光Ｌ２ｃが反射され、その反射光の一部が第２受光素子３２により検出される。従って、発光素子１２２Ａのみを点灯させたＸＹ座標検出用第１期間における第２受光素子３２での検出結果と、発光素子１２２Ｃのみを点灯させたＸＹ座標検出用第３期間における第２受光素子３２での検出結果との比を求め、かかる比がｄ２１：ｄ２３だった場合、図６（ｂ）に示すＸＹ面上において、対象物体Ｏｂ２は、発光素子１２２ＡのＸＹ座標位置と発光素子１２２ＣのＸＹ座標位置とを結んだ仮想の直線Ｌ５２をｄ２１：ｄ２３で分割した位置を通って直線Ｌ５２に対して直交する方向に延在する仮想の線Ｌ６２（第２直線）上に位置することがわかる。
【００４２】
従って、図３に示すＸＹ座標導出部５２において、２つの線Ｌ６１、Ｌ６２の交点（第１直線と第２直線との交点）を求めれば、対象物体Ｏｂ２のＸＹ座標を検出することができる。また、第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）と異なるタイミングで第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）を点灯させれば、同様な方法により、図３に示すＸＹ座標導出部５２において、対象物体Ｏｂ１のＸＹ座標を検出することができる。
【００４３】
（ＸＹ座標検出の原理の第１例）
上記基本原理１では、第１受光素子３１での検出結果および第２受光素子３２での検出結果を位置検出の導出に直接用いたが、発光素子同士の差動を利用して、対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２のＸＹ座標を検出してもよい。
【００４４】
以下、第２空間１０Ｒ２の対象物体Ｏｂ２のＸＹ座標を検出する例を詳細に説明する。まず、発光素子１２２Ｃを消灯させたまま、発光素子１２２Ａと発光素子１２２Ｂとを交互に標準条件で点灯させる。そして、第２受光素子３２における検出結果が、発光素子１２２Ａのみを点灯させたＸＹ座標検出用第１期間と、発光素子１２２Ｂのみを点灯させたＸＹ座標検出用第２期間とにおいて等しくなるように発光素子１２２Ａ、１２２Ｂを制御した際の電流値（制御量）や、電流値（制御量）の調整量に基づいて、図６（ａ）を参照して説明した線Ｌ６１（第１直線）を求める。かかる方法では、発光素子１２２Ｂを消灯させたまま、発光素子１２２Ａと発光素子１２２Ｃとを交互に標準条件で点灯させ、第２受光素子３２における検出結果が、発光素子１２２Ａのみを点灯させたＸＹ座標検出用第３期間期間と、発光素子１２２Ｃのみを点灯させたＸＹ座標検出用第４期間期間とにおいて等しくなるように発光素子１２２Ａ、１２２Ｃを制御した際の電流値（制御量）や、電流値（制御量）の調整量に基づいて、図６（ｂ）を参照して説明した線Ｌ６２（第２直線）を求めることになる。
【００４５】
より具体的には、まず、発光素子１２２Ｃを消灯させたまま、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂを交互に点灯させると、図５（ａ）に示す光強度分布Ｌ２ａ０と、図５（ａ）に示す光強度分布Ｌ２ｂ０とが交互に形成される。ここで、ＸＹ座標検出用第１期間での第２受光素子３２での検出結果Ｌａと、ＸＹ座標検出用第２期間での第２受光素子３２での検出結果Ｌｂとが等しければ、対象物体Ｏｂ２は、発光素子１２２ＡのＸＹ座標位置と発光素子１２２ＢのＸＹ座標位置との中間に位置することになる。これに対して、ＸＹ座標検出用第１期間における第２受光素子３２での検出結果Ｌａと、ＸＹ座標検出用第２期間における第２受光素子３２での検出結果Ｌｂとが相違している場合、図６（ｂ）に示すように、検出結果Ｌａ、Ｌｂが等しくなるように、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂに対する制御量（駆動電流）を調整する。そして、ＸＹ座標検出用第１期間での発光素子１２２Ａに対する制御量の調整量ΔＩａと、ＸＹ座標検出用第２期間での発光素子１２２Ｂに対する制御量の調整量ΔＩｂとの比を求めれば、図６（ａ）を参照して説明した比（ｄ１１：ｄ１２）を求めることができる。
【００４６】
また、発光素子１２２Ｂを消灯させる一方、発光素子１２２Ｂ、１２２Ｃを交互に点灯させ、上記と同様な方法を実施すれば、図６（ｂ）を参照して説明した比（ｄ２１：ｄ２３）を求めることができる。それ故、図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、対象物体Ｏｂ２のＸＹ座標を検出することができる。また、第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）と異なるタイミングで第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）を点灯させれば、同様な方法で対象物体Ｏｂ１のＸＹ座標を検出することができる。また、かかる方法によれば、外光や温度等といった外乱の影響をキャンセルすることができる。
【００４７】
［Ｚ座標検出の基本原理］
本形態の光学式位置検出装置１０において、第２位置検出用光源１２２に用いた発光素子（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）を全て点灯すれば、図４を参照して説明した光強度分布が合成されたＺ座標検出用の光強度分布が形成され、かかるＺ座標検出用の光強度分布では、強度がＺ軸方向で単調に変化することになる。例えば、Ｚ座標検出用の光強度分布では、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１に向けて強度が直線的あるいは略直線的に低下する。従って、図３に示すＺ座標導出部５３は、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃを全て点灯させた際の第２受光素子３２での検出結果に基づいて、対象物体Ｏｂ２のＺ座標を検出することができる。また、図３に示すＺ座標導出部５３は、発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃを全て点灯させた際の第１受光素子３１での検出結果に基づいて、対象物体Ｏｂ１のＺ座標を検出することができる。
【００４８】
［参照光を利用した座標検出］
本形態の光学式位置検出装置１０は、第１受光素子３１に発光部１２０ｓを向けた参照用第１発光素子１２Ｓと、第２受光素子３２に発光部１２０ｔを向けた参照用第２発光素子１２Ｔとを備えており、参照用第１発光素子１２Ｓおよび参照用第２発光素子１２Ｔから出射された参照光Ｌｒ１、Ｌｒ２は、対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２が存在するか否かにかかわらず、一定の強度をもって第１受光素子３１および第２受光素子３２に入射する。従って、第１位置検出用光源１２１および第２位置検出用光源１２２から出射された検出光（第１検出光Ｌ１および第２検出光Ｌ２）と、参照用発光素子（参照用第１発光素子１２Ｓおよび参照用第２発光素子１２Ｔ）から出射された参照光Ｌｒ１、Ｌｒ２との比較結果を利用すれば、外光や温度等といった外乱の影響をキャンセルすることができる。
【００４９】
例えば、発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃを点灯させる一方、参照用第１発光素子１２Ｓを消灯させた際の第１受光素子３１での検出結果から、発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃを消灯させる一方、参照用第１発光素子１２Ｓを点灯させた際の第１受光素子３１での検出結果を差し引けば、第１受光素子３１での外乱補正後の値を得ることができる。また、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃを点灯させる一方、参照用第２発光素子１２Ｔを消灯させた際の第２受光素子３２での検出結果から、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃを消灯させる一方、参照用第２発光素子１２Ｔを点灯させた際の第２受光素子３２での検出結果を差し引けば、第２受光素子３２での外乱補正後の値を得ることができる。
【００５０】
また、第１位置検出用光源１２１と参照用第１発光素子１２Ｓとの差動、および第２位置検出用光源１２２と参照用第２発光素子１２Ｔとの差動を利用して、対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２の座標を検出してもよい。
【００５１】
以下、図７を参照して、第２位置置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）と参照用第２発光素子１２Ｔとの差動を利用して、対象物体Ｏｂ２のＺ座標を検出する例を説明する。
【００５２】
図７は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０において差動を利用して対象物体Ｏｂ２の座標を検出する原理を示す説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、検出光のＺ軸方向の光強度分布を示す説明図、および対象物体Ｏｂ２で反射した検出光の強度が等しくなるように検出光のＺ軸方向の光強度分布を調整した様子を示す説明図である。
【００５３】
本形態の光学式位置検出装置１０では、検出光検出期間において、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃが全て標準条件で点灯すると、図７（ａ）に示すように、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１に向かって強度が単調減少する光強度分布Ｌ２ｚ０が形成される。従って、第２空間１０Ｒ２に対象物体Ｏｂ２が配置されると、対象対物Ｏｂ２により第２検出光Ｌ２が反射され、その反射光の一部が第２受光素子３２により検出される。ここで、第２受光素子３２での第２検出光Ｌ２の受光結果Ｌ２ｚは、光強度分布Ｌ２ｚ０において対象物体Ｏｂ２の位置に対応する強度と一定の関係、例えば、比例関係にある。
【００５４】
これに対して、参照光検出期間において発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃが消灯し、参照用第２発光素子１２Ｔが点灯すると、参照用第２発光素子１２Ｔから出射された参照光Ｌｒ２は、その一部が第２受光素子３２により検出される。ここで、参照光Ｌｒ２は、対象物体Ｏｂ２で反射されることがないので、第２受光素子３２での参照光Ｌｒ２の受光結果Ｌｒは、対象物体Ｏｂ２の位置にかかわらず、一定である。
【００５５】
次に、図３に示す位置導出部５０は、光源制御部１４５に指令して、検出光検出期間における第２受光素子３２での検出結果Ｌ２ｚと、参照光検出期間における第２受光素子３２での検出結果Ｌｒとが等しくなるように、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃに対する制御量（駆動電流）と、参照用第２発光素子１２Ｔに対する制御量（駆動電流）とを調整する。その結果、図７（ｂ）に示すように、検出光検出期間における第２受光素子３２での検出結果Ｌ２ｚ、および参照光検出期間における第２受光素子３２での検出結果Ｌｒの双方が値Ｌｚになって等しくなれば、発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃに対する制御量の調整量ΔＩ２ｚと、参照用第２発光素子１２Ｔに対する制御量の調整量ΔＩｒ２との比や差から対象物体Ｏｂ２のＺ座標を検出することができる。
【００５６】
また、上記の検出期間と異なるタイミングで第１位置検出用光源１２１と参照用第１発光素子１２Ｓとの差動を利用すれば、同様な方法により、第１空間１０Ｒ１の対象物体Ｏｂ１の座標を検出することができる。かかる方法によれば、外光や温度等といった外乱の影響をキャンセルすることができる。また、ここで説明した方法では、参照用第１発光素子１２Ｓおよび参照用第２発光素子１２Ｔから出射される参照光Ｌｒ１、Ｌｒ２の強度を変化させたが、参照用第１発光素子１２Ｓおよび参照用第２発光素子１２Ｔから出射される参照光Ｌｒ１、Ｌｒ２の強度については固定であってもよい。
【００５７】
なお、第１位置検出用光源１２１と参照用第１発光素子１２Ｓとの差動、および第２位置検出用光源１２２と参照用第２発光素子１２Ｔとの差動は、ＸＹ座標検出の原理の第１例で説明した方法を実施する場合にも適用することができる。
【００５８】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学式位置検出装置１０では、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に向けて第１検出光Ｌ１を出射する第１位置検出用光源１２１と、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２から一方側Ｚ１に向けて第２検出光Ｌ２を出射する第２位置検出用光源１２２とが配置されている。このため、第１位置検出用光源１２１がＺ軸方向の他方側Ｚ２に向けて第１検出光Ｌ１を出射した際、第１空間１０Ｒ１に位置する対象物体Ｏｂで反射した第１検出光Ｌ１は光検出器３０の第１受光素子３１で受光される。従って、第１空間１０Ｒ１に位置する対象物体Ｏｂ１の位置（ＸＹＺ座標）を導出することができる。また、第２位置検出用光源１２２がＺ軸方向の一方側Ｚ１に向けて第２検出光Ｌ２を出射した際、第２空間１０Ｒ２に位置する対象物体Ｏｂ２で反射した第２検出光Ｌ２は光検出器３０の第２受光素子３２で受光される。従って、第２空間１０Ｒ２に位置する対象物体Ｏｂ２の位置（ＸＹＺ座標）を導出することができる。それ故、Ｚ軸方向で離間する２つの空間（第１空間１０Ｒ１および第２空間１０Ｒ２）の各々に位置する対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２の位置を光学的に検出することができる。
【００５９】
また、本形態の光学式位置検出装置１０は、第１空間１０Ｒ１と第２空間１０Ｒ２との間に第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）、第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）、参照用第１発光素子１２Ｓ、参照用第２発光素子１２Ｔ、第１受光素子３１および第２受光素子３２を保持する透光部材１６を備えている。このため、第１空間１０Ｒ１と第２空間１０Ｒ２との間に第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）等の素子を全て保持することができる。また、透光部材１６であれば、その存在が目立たないという利点がある。また、本形態では、透光部材１６は板状であり、第１空間１０Ｒ１と第２空間１０Ｒ２とは透光部材１６により仕切られている。それ故、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０を、ショーウインドウ（透光部材１６）の内側(第１空間１０Ｒ１)に位置する客（対象物体Ｏｂ１）の位置、および外側(第２空間１０Ｒ２)に位置する客（対象物体Ｏｂ２）の位置を光学的に検出するのに利用することができる。また、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置１０を、カバーガラス（透光部材１６）等で覆われたパチンコ台のようなアミーズメント機器において、カバーガラスの内側(第１空間１０Ｒ１)で移動する玉あるいはコイン状の遊技媒体（対象物体Ｏｂ１）の位置、および外側(第２空間１０Ｒ２)に位置するプレーヤー（対象物体Ｏｂ２）の位置を光学的に検出するのに利用することができる。
【００６０】
さらに、本形態において、第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）、第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）、参照用第１発光素子１２Ｓ、参照用第２発光素子１２Ｔ、第１受光素子３１および第２受光素子３２は全て、透光部材１６に対して第１空間１０Ｒ１側に配置されている。それ故、第２空間１０Ｒ２の構成を簡素化することができる。
【００６１】
また、第１位置検出用光源１２１および第２位置検出用光源１２２は、第１検出光Ｌ１および第２検出光Ｌ２として赤外光を出射するため、第１検出光Ｌ１および第２検出光Ｌ２が目立たないという利点がある。また、第１位置検出用光源１２１および第２位置検出用光源１２２には、互いに異なる位置に中心光軸をもって第１検出光Ｌ２および第２検出光Ｌ２を出射するＬＥＤを用いたため、第１位置検出用光源１２１および第２位置検出用光源１２２の構成を簡素化することができる。
【００６２】
［実施の形態２］
［光学式位置検出装置の全体構成］
図８は、本発明の実施の形態２に係る光学式位置検出装置の要部を模式的に示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、位置検出装置の光検出器等をＺ軸方向の一方側Ｚ１からみた説明図、および光検出器等をＺ軸方向の他方側Ｚ２からみた説明図である。図９は、本発明の実施の形態１に係る光学式位置検出装置における検出用光源や光検出器の位置関係等を示す説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、検出用光源や光検出器のＺ軸方向における位置関係を示す説明図、検出用光源や光検出器のＸＹ面内における位置関係を示す説明図、および透光部材１６の説明図である。なお、図８では、発光素子の発光部および受光素子の受光部についてはグレー領域で表してある。また、本発明の基本的な構成は、実施の形態１と略同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００６３】
図８および図９（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の光学式位置検出装置１０も、実施の形態１と同様、Ｚ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に向けて第１検出光Ｌ１を出射する第１位置検出用光源１２１と、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２から一方側に向けて第２検出光Ｌ２を出射する第２位置検出用光源１２２とを備えている。また、本形態の光学式位置検出装置１０は、第１位置検出用光源１２１よりＺ軸方向の他方側Ｚ２の第１空間１０Ｒ１に位置する対象物体Ｏｂ１で反射した第１検出光Ｌ１、および第２位置検出用光源１２２よりＺ軸方向の一方側Ｚ１の第２空間１０Ｒ２に位置する対象物体Ｏｂ２で反射した第２検出光Ｌ２を受光する光検出器３０を有している。
【００６４】
また、本形態の光学式位置検出装置１０でも、実施の形態１と同様、第１空間１０Ｒ１と第２空間１０Ｒ２との間に透光部材１６が配置されている。本形態でも、実施の形態１と同様、透光部材１６は、赤外線を通過可能なガラス板や合成樹脂板からなり、第１空間１０Ｒ１と第２空間１０Ｒ２との間に介在して第１空間１０Ｒ１と第２空間１０Ｒ２とを仕切っている。また、透光部材１６には、第１位置検出用光源１２１（発光素子１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ）、および第２位置検出用光源１２２（発光素子１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ）等が搭載されている。
【００６５】
本形態において、光検出器３０は、第２空間１０Ｒ２に受光部３３０を向けて透光部材１６の第１空間１０Ｒ１側の面に保持された１つの受光素子３３からなる。かかる受光素子３３は、赤外光を検出可能なフォトダイオードやフォトトランジスター等からなり、本形態では、フォトダイオードが用いられている。
【００６６】
また、受光素子３３の側方には参照用第１発光素子１２Ｓが配置されている。本形態において、参照用第１発光素子１２Ｓは、第２空間１０Ｒ２に発光部１２０ｓを向けた状態で透光部材１６の第１空間１０Ｒ１側の面に保持されている。なお、受光素子３３の側方には、参照用第２発光素子１２Ｔが配置されており、かかる参照用第２発光素子１２Ｔは、受光素子３３に発光部１２０ｔを向けた状態で透光部材１６の第１空間１０Ｒ１側の面に保持されている。
【００６７】
ここで、透光部材１６は、図９（ｃ）に示すように、第１空間１０Ｒ１側の面は平坦であるが、第２空間１０Ｒ２側の面に複数の斜面１６１が形成されているなど、透光部材１６は、導光板として機能する。このため、第１空間１０Ｒ１に位置する対象物体Ｏｂ１で反射した第１検出光Ｌ１は、透光部材１６の内部に入射した後、透光部材１６の内部を伝播し、光検出器３０に到達する。従って、光検出器３０の受光部３３０が第２空間１０Ｒ２に向いている場合でも、光検出器３０の受光部３３０は、対象物体Ｏｂ１で反射した第１検出光Ｌ１を検出することができる。また、参照用第１発光素子１２Ｓから出射された参照光Ｌｒ１は、透光部材１６の内部に入射した後、透光部材１６の内部を伝播し、光検出器３０に到達する。従って、光検出器３０の受光部３３０が第２空間１０Ｒ２に向いている場合でも、光検出器３０の受光部３３０は、参照光Ｌｒ１を検出することができる。また、第２空間１０Ｒ２に位置する対象物体Ｏｂ２で反射した第２検出光Ｌ２は、透光部材１６を透過して光検出器３０に到達する。さらに、参照用第２発光素子１２Ｔから出射された参照光Ｌｒ２は、直接、光検出器３０に到達する。それ故、本形態の光学式位置検出装置１０でも、実施の形態１と同様、Ｚ軸方向で離間する２つの空間（第１空間１０Ｒ１および第２空間１０Ｒ２）の各々に位置する対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２の位置を光学的に検出することができる。なお、透光部材１６は、第１空間１０Ｒ１側の面および第２空間１０Ｒ２側の面の双方に傾斜面を備えている構成であってもよい。
【００６８】
また、本形態では、光検出器３０を１つの受光素子３３で構成した分、光検出器３０の構成を簡素化することができる。なお、本形態では、２つの参照用発光素子（参照用第１発光素子１２Ｓおよび参照用第２発光素子１２Ｔ）を用いたが、１つの参照用発光素子を用いた構成を採用してもよい。
【００６９】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、第１位置検出用光源１２１と第２位置検出用光源１２２とを異なるタイミングで点灯させたが、実施の形態１の場合、位置導出部５０を２組構成すれば、第１位置検出用光源１２１と第２位置検出用光源１２２とを同時に点灯させ、対象物体Ｏｂ１、Ｏｂ２の位置を同時に検出してもよい。また、第１位置検出用光源１２１と第２位置検出用光源１２２とを同時に点灯させる方式を採用する場合、第１位置検出用光源１２１が出射する赤外光と第２位置検出用光源１２２が出射する赤外光とにおいて波長を相違させるとともに、それに合わせて、第１受光素子３１と第２受光素子３２とで感度帯域を相違させれば、相互干渉を回避することができる。また、第１位置検出用光源１２１と第２位置検出用光源１２２とを同時に点灯させる方式を採用する場合、第１位置検出用光源１２１が出射する赤外光と第２位置検出用光源１２２が出射する赤外光とにおいて変調形態を相違させるとともに、それに合わせて、第１受光素子３１と第２受光素子３２とで受光結果に対する検波形態を相違させれば、相互干渉を回避することができる。
【００７０】
また、上記実施の形態では、第１位置検出用光源１２１や第２位置検出用光源１２２等を全て透光部材１６に対して第１空間１０Ｒ１側に配置したが、第１位置検出用光源１２１や第２位置検出用光源１２２等を全て、あるいは一部を透光部材１６に対して第２空間１０Ｒ２側に配置してもよい。
【００７１】
上記実施の形態において、第１位置検出用光源１２１および第２位置検出用光源１２２は各々、３つの発光素子を備えていたが、各々が２つあるいは４つ以上の発光素子を備えている構成であってもよい。
【００７２】
上記実施の形態において、第１位置検出用光源１２１および第２位置検出用光源１２２は各々、互いに異なる位置に中心光軸をもつ複数の発光素子を備えていたが、ＸＹ座標の検出等に用いる光強度分布を順次形成可能な面状の光源を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０・・光学式位置検出装置、１０Ｒ１・・第１空間、１０Ｒ２・・第２空間、１２１・・第１位置検出用光源、１２２・・第２位置検出用光源、１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ、１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ・・発光素子、１２Ｓ・・参照用第１発光素子、１２Ｔ・・参照用第２発光素子、１６・・透光部材、３０・・光検出器、３１・・第１受光素子、３２・・第２受光素子、３３・・受光素子、５０・・位置導出部、５１・・信号処理部、５２・・ＸＹ座標導出部、５３・・Ｚ座標導出部
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１】
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【図８】
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