(57)【要約】      （修正有）【課題】光学的位置検出システムを低消費電力化することを可能とする技術を提供する。【解決手段】光学的位置検出システムは、照明部４と、検知対象物の位置を検出する位置検出部２１と、前記位置検出部２１での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する判定部２２と、前記光学的位置検出システムの動作モードを制御する動作制御部２３とを備える。前記光学的位置検出システムは、前記照明部４が第１光量で光を照射する第１動作モードと、前記照明部４が前記第１光量よりも少ない第２光量で光を照射する第２動作モードとを有し、前記動作制御部２３は、前記判定部２２で前記検知対象物が存在すると判定された場合には前記動作モードを前記第１動作モードに設定し、前記判定部で前記検知対象物が存在しないと判定された場合には前記動作モードを前記第２動作モードに設定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的位置検出システムであって、
光を照射する照明部と、
検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する判定部と、
前記光学的位置検出システムの動作モードを制御する動作制御部と
を備え、
前記光学的位置検出システムは、前記照明部が第１光量で光を照射する第１動作モードと、前記照明部が前記第１光量よりも少ない第２光量で光を照射する第２動作モードとを有し、
前記動作制御部は、前記判定部で前記検知対象物が存在すると判定された場合には前記動作モードを前記第１動作モードに設定し、前記判定部で前記検知対象物が存在しないと判定された場合には前記動作モードを前記第２動作モードに設定する、光学的位置検出システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光学的位置検出システムであって、
前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記受光面を座標平面としたときの前記検知対象物の位置を示すｘ座標値及びｙ座標値と、当該座標平面に垂直な方向での前記検知対象物の位置を示すｚ座標値とを求め、
前記第２動作モードでは、前記位置検出部は、前記ｘ座標値、前記ｙ座標値及び前記ｚ座標値のうちの前記ｚ座標値のみを求める、光学的位置検出システム。
【請求項３】
請求項１に記載の光学的位置検出システムであって、
前記位置検出部は、
前記第１動作モードでは、前記受光面に垂直な方向での前記検知対象物の位置を示すｚ座標値として、所定の演算式を用いて求める値をそのまま出力し、
前記第２動作モードでは、前記ｚ座標値として、前記所定の演算式を用いて求まる値の所定数倍を出力する、光学的位置検出システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の光学的位置検出システムであって、
前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合は、前記第１動作モードより前記第２動作モードの方が小さく設定される、光学的位置検出システム。
【請求項５】
請求項２に記載の光学的位置検出システムであって、
前記第１動作モードでは、前記照明部は、所定の周期で前記光を照射し、
前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記所定の周期より長い間隔で、前記ｘ座標値、前記ｙ座標値及び前記ｚ座標値の少なくとも一つを求める、光学的位置検出システム。
【請求項６】
請求項５に記載の光学的位置検出システムであって、
前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記所定の周期より長い間隔で、前記ｘ座標値及び前記ｙ座標値を求める、光学的位置検出システム。
【請求項７】
請求項５及び請求項６のいずれか一つに記載の光学的位置検出システムであって、
前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記所定の周期より長い間隔で、前記ｚ座標値を求める、光学的位置検出システム。
【請求項８】
請求項６に記載の光学的位置検出システムであって、
前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記ｘ座標値及び前記ｙ座標値を交互に求める、光学的位置検出システム。
【請求項９】
請求項８に記載の光学的位置検出システムであって、
前記位置検出部では、前記ｘ座標値及び前記ｙ座標値を求める演算回路が共通となっている、光学的位置検出システム。
【請求項１０】
請求項８及び請求項９のいずれか一つに記載の光学的位置検出システムであって、
前記位置検出部では、前記ｘ座標値及び前記ｙ座標値を出力する出力端子が共通となっている、光学的位置検出システム。
【請求項１１】
請求項８乃至請求項１０のいずれか一つに記載の光学的位置検出システムであって、
前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記所定の周期より長い間隔で、前記ｘ座標値、前記ｙ座標値及び前記ｚ座標値を求め、
前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記ｘ座標値、前記ｙ座標値及び前記ｚ座標値を交互に求め、
前記位置検出部では、前記ｘ座標値、前記ｙ座標値及び前記ｚ座標値を出力する出力端子が共通となっている、光学的位置検出システム。
【請求項１２】
光学的位置検出システムであって、
光を照射する照明部と、
検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する判定部と、
前記光学的位置検出システムの動作モードを制御する動作制御部と
を備え、
前記光学的位置検出システムは、第１動作モードと、前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合が当該第１動作モードよりも小さい第２動作モードとを有し、
前記動作制御部は、前記判定部で前記検知対象物が存在すると判定された場合には前記動作モードを前記第１動作モードに設定し、前記判定部で前記検知対象物が存在しないと判定された場合には前記動作モードを前記第２動作モードに設定する、光学的位置検出システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学的位置検出システムであって、
前記照明部は、所定の周期で光を照射し、
前記第１及び第２動作モードの間では、前記照明部での前記所定の周期が互いに異なる、光学的位置検出システム。
【請求項１４】
請求項１２及び請求項１３のいずれか一つに記載の光学的位置検出システムであって、
前記第１及び第２動作モードの間では、前記所定の周期において前記光の照射時間が占める割合が互いに異なる、光学的位置検出システム。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一つに記載の光学的位置検出システムが有する前記判定部及び前記動作制御部を備える制御装置。
【請求項１６】
請求項９乃至請求項１１のいずれか一つに記載の光学的位置検出システムが有する前記位置検出部を備える位置検出装置。
【請求項１７】
光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物の位置を検出する位置検出部とを有する光学的位置検出システムを制御するための制御プログラムであって、
前記光学的位置検出システムに、
（ａ）前記位置検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在すると判定された場合に、前記光学的位置検出システムの動作モードを、前記照明部が第１光量で光を照射する第１動作モードに設定する工程と、
（ｃ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在しないと判定された場合に、前記動作モードを、前記照明が前記第１光量よりも少ない第２光量で光を照射する第２動作モードに設定する工程と
を実行させるための制御プログラム。
【請求項１８】
光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物の位置を検出する位置検出部とを有する光学的位置検出システムを制御するための制御プログラムであって、
前記光学的位置検出システムに、
（ａ）前記位置検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在すると判定された場合に、前記光学的位置検出システムの動作モードを、前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合が第１の割合となる第１動作モードに設定する工程と、
（ｃ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在しないと判定された場合に、前記動作モードを、前記照明部での前記光の照射時間が前記一定時間において占める割合が前記第１の割合よりも小さい第２の割合となる第２動作モードに設定する工程と
を実行させるための制御プログラム。
【請求項１９】
測距システムであって、
光を照射する照明部と、
検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記測距システムと前記検知対象物との距離を検出する距離検出部と、
前記距離検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する判定部と、
前記測距システムの動作モードを制御する動作制御部と
を備え、
前記測距システムは、前記照明部が第１光量で光を照射する第１動作モードと、前記照明部が前記第１光量よりも少ない第２光量で光を照射する第２動作モードとを有し、
前記動作制御部は、前記判定部で前記検知対象物が存在すると判定された場合には前記動作モードを前記第１動作モードに設定し、前記判定部で前記検知対象物が存在しないと判定された場合には前記動作モードを前記第２動作モードに設定する、測距システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載の測距システムであって、
前記距離検出部は、
前記第１動作モードでは、前記測距システムと前記検知対象物との距離として、所定の演算式を用いて求める値をそのまま出力し、
前記第２動作モードでは、前記測距システムと前記検知対象物との距離として、前記所定の演算式を用いて求まる値の所定数倍を出力する、測距システム。
【請求項２１】
請求項１９及び請求項２０のいずれか１つに記載の測距システムであって、
前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合は、前記第１動作モードより前記第２動作モードの方が小さく設定される、測距システム。
【請求項２２】
測距システムであって、
光を照射する照明部と、
検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記測距システムと前記検知対象物との距離を検出する距離検出部と、
前記距離検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する判定部と、
前記測距システムの動作モードを制御する動作制御部と
を備え、
前記測距システムは、第１動作モードと、前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合が当該第１動作モードよりも小さい第２動作モードとを有し、
前記動作制御部は、前記判定部で前記検知対象物が存在すると判定された場合には前記動作モードを前記第１動作モードに設定し、前記判定部で前記検知対象物が存在しないと判定された場合には前記動作モードを前記第２動作モードに設定する、測距システム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の測距システムであって、
前記照明部は、所定の周期で光を照射し、
前記第１及び第２動作モードの間では、前記照明部での前記所定の周期が互いに異なる、測距システム。
【請求項２４】
請求項２２及び請求項２３のいずれか一つに記載の測距システムであって、
前記第１及び第２動作モードの間では、前記所定の周期において前記光の照射時間が占める割合が互いに異なる、測距システム。
【請求項２５】
請求項１９乃至請求項２４のいずれか一つに記載の測距システムが有する前記判定部及び前記動作制御部を備える制御装置。
【請求項２６】
光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物からの距離を検出する距離検出部とを有する測距システムを制御するための制御プログラムであって、
前記測距システムに、
（ａ）前記距離検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在すると判定された場合に、前記測距システムの動作モードを、前記照明部が第１光量で光を照射する第１動作モードに設定する工程と、
（ｃ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在しないと判定された場合に、前記動作モードを、前記照明が前記第１光量よりも少ない第２光量で光を照射する第２動作モードに設定する工程と
を実行させるための制御プログラム。
【請求項２７】
光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物からの距離を検出する距離検出部とを有する測距システムを制御するための制御プログラムであって、
前記測距システムに、
（ａ）前記距離検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在すると判定された場合に、前記光学的位置検出システムの動作モードを、前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合が第１の割合となる第１動作モードに設定する工程と、
（ｃ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在しないと判定された場合に、前記動作モードを、前記照明部での前記光の照射時間が前記一定時間において占める割合が前記第１の割合よりも小さい第２の割合となる第２動作モードに設定する工程と
を実行させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知対象物の位置を光学的に検出する光学的位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にも記載されているように、検知対象物の位置を光学的に検出する技術が従来から提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８８１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、光学的位置検出システムについては、低消費電力化が望まれる。
【０００５】
そこで、本発明は上述した点に鑑みて成されたものであり、光学的位置検出システムを低消費電力化することを可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様は、光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する判定部と、前記光学的位置検出システムの動作モードを制御する動作制御部とを備え、前記光学的位置検出システムは、前記照明部が第１光量で光を照射する第１動作モードと、前記照明部が前記第１光量よりも少ない第２光量で光を照射する第２動作モードとを有し、前記動作制御部は、前記判定部で前記検知対象物が存在すると判定された場合には前記動作モードを前記第１動作モードに設定し、前記判定部で前記検知対象物が存在しないと判定された場合には前記動作モードを前記第２動作モードに設定する。
【０００７】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記受光面を座標平面としたときの前記検知対象物の位置を示すｘ座標値及びｙ座標値と、当該座標平面に垂直な方向での前記検知対象物の位置を示すｚ座標値とを求め、前記第２動作モードでは、前記位置検出部は、前記ｘ座標値、前記ｙ座標値及び前記ｚ座標値のうちの前記ｚ座標値のみを求める。
【０００８】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記位置検出部は、前記第１動作モードでは、前記受光面に垂直な方向での前記検知対象物の位置を示すｚ座標値として、所定の演算式を用いて求める値をそのまま出力し、前記第２動作モードでは、前記ｚ座標値として、前記所定の演算式を用いて求まる値の所定数倍を出力する。
【０００９】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合は、前記第１動作モードより前記第２動作モードの方が小さく設定される。
【００１０】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記第１動作モードでは、前記照明部は、所定の周期で前記光を照射し、前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記所定の周期より長い間隔で、前記ｘ座標値、前記ｙ座標値及び前記ｚ座標値の少なくとも一つを求める。
【００１１】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記所定の周期より長い間隔で、前記ｘ座標値及び前記ｙ座標値を求める。
【００１２】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記所定の周期より長い間隔で、前記ｚ座標値を求める。
【００１３】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記ｘ座標値及び前記ｙ座標値を交互に求める。
【００１４】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記位置検出部では、前記ｘ座標値及び前記ｙ座標値を求める演算回路が共通となっている。
【００１５】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記位置検出部では、前記ｘ座標値及び前記ｙ座標値を出力する出力端子が共通となっている。
【００１６】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記所定の周期より長い間隔で、前記ｘ座標値、前記ｙ座標値及び前記ｚ座標値を求め、前記第１動作モードでは、前記位置検出部は、前記ｘ座標値、前記ｙ座標値及び前記ｚ座標値を交互に求め、前記位置検出部では、前記ｘ座標値、前記ｙ座標値及び前記ｚ座標値を出力する出力端子が共通となっている。
【００１７】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する判定部と、前記光学的位置検出システムの動作モードを制御する動作制御部とを備え、前記光学的位置検出システムは、第１動作モードと、前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合が当該第１動作モードよりも小さい第２動作モードとを有し、前記動作制御部は、前記判定部で前記検知対象物が存在すると判定された場合には前記動作モードを前記第１動作モードに設定し、前記判定部で前記検知対象物が存在しないと判定された場合には前記動作モードを前記第２動作モードに設定する。
【００１８】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記照明部は、所定の周期で光を照射し、前記第１及び第２動作モードの間では、前記照明部での前記所定の周期が互いに異なる。
【００１９】
また、本発明に係る光学的位置検出システムの一態様では、前記第１及び第２動作モードの間では、前記所定の周期において前記光の照射時間が占める割合が互いに異なる。
【００２０】
また、本発明に係る制御装置の一態様は、前記判定部及び前記動作制御部を備える。
【００２１】
また、本発明に係る位置検出装置の一態様は、前記位置検出部を備える。
【００２２】
また、本発明に係る制御プログラムの一態様は、光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物の位置を検出する位置検出部とを有する光学的位置検出システムを制御するための制御プログラムであって、前記光学的位置検出システムに、（ａ）前記位置検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在すると判定された場合に、前記光学的位置検出システムの動作モードを、前記照明部が第１光量で光を照射する第１動作モードに設定する工程と、（ｃ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在しないと判定された場合に、前記動作モードを、前記照明が前記第１光量よりも少ない第２光量で光を照射する第２動作モードに設定する工程とを実行させるためのものである。
【００２３】
また、本発明に係る制御プログラムの一態様は、光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物の位置を検出する位置検出部とを有する光学的位置検出システムを制御するための制御プログラムであって、前記光学的位置検出システムに、（ａ）前記位置検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在すると判定された場合に、前記光学的位置検出システムの動作モードを、前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合が第１の割合となる第１動作モードに設定する工程と、（ｃ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在しないと判定された場合に、前記動作モードを、前記照明部での前記光の照射時間が前記一定時間において占める割合が前記第１の割合よりも小さい第２の割合となる第２動作モードに設定する工程とを実行させるためのものである。
【００２４】
また、本発明に係る測距システムの一態様は、光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記測距システムと前記検知対象物との距離を検出する距離検出部と、前記距離検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する判定部と、前記測距システムの動作モードを制御する動作制御部とを備え、前記測距システムは、前記照明部が第１光量で光を照射する第１動作モードと、前記照明部が前記第１光量よりも少ない第２光量で光を照射する第２動作モードとを有し、前記動作制御部は、前記判定部で前記検知対象物が存在すると判定された場合には前記動作モードを前記第１動作モードに設定し、前記判定部で前記検知対象物が存在しないと判定された場合には前記動作モードを前記第２動作モードに設定する。
【００２５】
また、本発明に係る測距システムの一態様は、前記距離検出部は、前記第１動作モードでは、前記測距システムと前記検知対象物との距離として、所定の演算式を用いて求める値をそのまま出力し、前記第２動作モードでは、前記測距システムと前記検知対象物との距離として、前記所定の演算式を用いて求まる値の所定数倍を出力する。
【００２６】
また、本発明に係る測距システムの一態様は、前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合は、前記第１動作モードより前記第２動作モードの方が小さく設定される。
【００２７】
また、本発明に係る測距システムの一態様は、光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記測距システムと前記検知対象物との距離を検出する距離検出部と、前記距離検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する判定部と、前記測距システムの動作モードを制御する動作制御部とを備え、前記測距システムは、第１動作モードと、前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合が当該第１動作モードよりも小さい第２動作モードとを有し、前記動作制御部は、前記判定部で前記検知対象物が存在すると判定された場合には前記動作モードを前記第１動作モードに設定し、前記判定部で前記検知対象物が存在しないと判定された場合には前記動作モードを前記第２動作モードに設定する。
【００２８】
また、本発明に係る測距システムの一態様は、前記照明部は、所定の周期で光を照射し、前記第１及び第２動作モードの間では、前記照明部での前記所定の周期が互いに異なる。
【００２９】
また、本発明に係る測距システムの一態様は、前記第１及び第２動作モードの間では、前記所定の周期において前記光の照射時間が占める割合が互いに異なる。
【００３０】
また、本発明に係る制御装置の一態様は、前記判定部及び前記動作制御部を備える。
【００３１】
また、本発明に係る制御プログラムの一態様は、光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物からの距離を検出する距離検出部とを有する測距システムを制御するための制御プログラムであって、前記測距システムに、（ａ）前記距離検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在すると判定された場合に、前記測距システムの動作モードを、前記照明部が第１光量で光を照射する第１動作モードに設定する工程と、（ｃ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在しないと判定された場合に、前記動作モードを、前記照明が前記第１光量よりも少ない第２光量で光を照射する第２動作モードに設定する工程とを実行させるためのものである。
【００３２】
また、本発明に係る制御プログラムの一態様は、光を照射する照明部と、検知対象物で反射された前記光を受光面で受光することによって得られた電気信号に基づいて、前記検知対象物からの距離を検出する距離検出部とを有する測距システムを制御するための制御プログラムであって、前記測距システムに、（ａ）前記距離検出部での検出結果に基づいて前記検知対象物の有無を判定する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在すると判定された場合に、前記光学的位置検出システムの動作モードを、前記照明部での前記光の照射時間が一定時間において占める割合が第１の割合となる第１動作モードに設定する工程と、（ｃ）前記工程（ａ）で前記検知対象物が存在しないと判定された場合に、前記動作モードを、前記照明部での前記光の照射時間が前記一定時間において占める割合が前記第１の割合よりも小さい第２の割合となる第２動作モードに設定する工程とを実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によると、光学的位置検出システムを低消費電流化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】光学的位置検出システムの概略的な構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る光学的位置検出システムの動作を説明するための図である。
【図３】光学的位置検出システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】受光部の一例を示す図である。
【図５】実施の形態に係る制御部の機能的な構成を示す図である。
【図６】実施の形態に係る判定部の処理を説明するための図である。
【図７】実施の形態に係る第１制御部の構成を示す図である。
【図８】実施の形態に係る演算器および出力端子を示す図である。
【図９】実施の形態に係る第２制御部の構成を示す図である。
【図１０】動作制御部が送出する制御信号の一例を示す図である。
【図１１】第一実施形態に係る光学的位置検出システムのタイミングチャートを示す図である。
【図１２】第二実施形態の概要を説明するための図である。
【図１３】第二実施形態に係る光学的位置検出システムのタイミングチャートを示す図である。
【図１４】第三実施形態の概要を説明するための図である。
【図１５】第三実施形態に係る光学的位置検出システムのタイミングチャートを示す図である。
【図１６】第三実施形態に係る光学的位置検出システムのタイミングチャートを示す図である。
【図１７】第三実施形態に係る光学的位置検出システムのタイミングチャートを示す図である。
【図１８】第三実施形態に係る光学的位置検出システムのタイミングチャートを示す図である。
【図１９】第三実施形態に係る光学的位置検出システムのタイミングチャートを示す図である。
【図２０】第三実施形態変形例に係る演算器及び出力端子を示す図である。
【図２１】第三実施形態変形例に係る演算器及び出力端子を示す図である。
【図２２】第三実施形態変形例に係る演算器及び出力端子を示す図である。
【図２３】測距システムに係る電気的構成を示すブロック図である。
【図２４】測距システムに係る第１制御部の構成を示す図である。
【図２５】測距システムに係る判定部の処理を説明するための図である。
【図２６】測距システムに係る動作制御部が送出する制御信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
＜＜光学的位置検出システムの概要＞＞
まず、後述する第一〜第三実施形態に共通する光学的位置検出システム１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る光学的位置検出システム１の概略的な構成を示す図である。本実施の形態に係る光学的位置検出システム１は、例えば人の手や指といった検知対象物６０の位置を光学的に検出する。図１に示されるように、光学的位置検出システム１は、略直方体の形状を成している。光学的位置検出システム１には、光を透過させる窓が設けられており、その窓の内側に、照明部２と受光部３とを備えている。光学的位置検出システム１の最長の一辺の長さは、例えば１０ｍｍ程度の長さであるが、図１では、便宜上、実際よりも大きいサイズで光学的位置検出システム１が示されている。なお、図１に示される光学的位置検出システム１、照明部２および受光部３の形状は一例であり、図１に示される形状に限られない。
【００３６】
次に、光学的位置検出システム１の概略的な動作について、図１，２を参照しながら説明する。図２は、光学的位置検出システム１の動作を説明するための図である。まず、照明部２から光５０が照射され（図２のステップＳ１）、照明部２が照射する光５０が検知対象物６０で反射して反射光５１となる（図２のステップＳ２）。そして、ステップＳ２における反射光５１が、受光部３で受光される（図２のステップＳ３）。それから、受光部３は、受光した反射光５１を例えば電流といった電気信号に変換（光電変換）し、出力する（図２のステップＳ４）。そして、光学的位置検出システム１は、受光部３から出力された電気信号に基づいて、検知対象物６０の位置を求める（図２のステップＳ５）。
【００３７】
このように、本実施形態に係る光学的位置検出システム１では、検知対象物６０の位置を非接触で検出することができる。光学的位置検出システム１で連続的に求められる検知対象物６０の位置に基づいて、例えば、人の手の動き（ジェスチャー）を非接触で検知することが可能となる。
【００３８】
＜光学的位置検出システムの電気的構成について＞
図３は、光学的位置検出システム１の電気的構成を示すブロック図である。図３に示されるように、光学的位置検出システム１には、照明部２と、受光部３と、制御部１０とが設けられている。
【００３９】
照明部２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）４を有している。ＬＥＤ４は、例えば、赤外領域の光を照射する赤外発光ダイオードである。ただし、照明部２（ＬＥＤ４）から照射される光５０の波長は、受光部３で光電変換可能な（つまり、受光部３で検出可能な）波長が含まれていればよく、例えば可視光等の赤外領域以外の光であってもよい。赤外発光ダイオードを使用した場合には、照明部２（ＬＥＤ４）から照射される光５０は人の目には見えないため、光学的位置検出システム１の利用範囲を広くすることができる。また、本実施の形態では、照明部２は受光部３等の他の構成要素と一体となっているが、照明部２は他の構成要素と別体として設けられていてもよい。
【００４０】
受光部３は、例えば、４分割フォトダイオードであって、ＰＤ（Photodiode）５，６，７，８を有している。ＰＤ５〜８は、１つの半導体基板上に形成された受光面が４つに分割されることによって形成されている。なお、受光部３は分割フォトダイオードでなくても良い。この場合には、ＰＤ５〜８は別々の半導体基板上に形成される。
【００４１】
図４は、本実施の形態に係る受光部３の受光面を示す図である。ＰＤ５は、第１受光面１５を有しており、ＰＤ６は第２受光面１６を有しており、ＰＤ７は第３受光面１７を有しており、ＰＤ８は第４受光面１８を有している。ＰＤ５は、第１受光面１５で反射光５１を受光し、受光した反射光５１を第１電気信号に変換する。同様に、ＰＤ６は、第２受光面１６で反射光５１を受光して第２電気信号に変換し、ＰＤ７は第３受光面１７で反射光５１を受光して第３電気信号に変換し、ＰＤ８は第４受光面１８で反射光５１を受光して第４電気信号に変換する（以後、第１電気信号、第２電気信号、第３電気信号および第４電気信号を特に区別する必要がない場合には、単に「電気信号」と呼ぶ）。ＰＤ５，６，７，８で変換された電気信号は、制御部１０に出力される。
【００４２】
また、図４に示されるように、第１受光面１５、第２受光面１６、第３受光面１７および第４受光面１８が同一平面上に配置されることで、受光部３全体での１つの受光面１４を形成している。より具体的には、第１受光面１５、第２受光面１６、第３受光面１７および第４受光面１８のそれぞれは、同一平面上において、他の２つの受光面と隣接するように基準点１９の周りに配置されることで、１つの受光面１４を形成している。例えば、図４では、第１受光面１５、第２受光面１６、第３受光面１７および第４受光面１８が、この順で反時計回りに配置されている。
【００４３】
また、本実施の形態では、図４に示されるように、受光面１４を含む平面をｘｙ座標平面とする。そして、ｘｙ座標平面の原点は基準点１９であり、かつｘｙ座標平面のｘ軸は、第１受光面１５及び第４受光面１８の境界と第２受光面１６及び第３受光面１７の境界とを通り、ｙ軸は、第１受光面１５及び第２受光面１６の境界と第３受光面１７及び第４受光面１８の境界とを通る。さらに、本実施の形態では、ｘｙ座標平面に垂直な方向の軸をｚ軸とする。光学的位置検出システム１では、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸から成るｘｙｚ直交座標系での検知対象物の位置が検出される。本実施の形態におけるｚ座標値は、検知対象物６０と受光面１４との距離に応じた値をとる。なお、以下の説明では、ｚ座標値は検知対象物６０が受光面１４から近い位置に存在する程大きい値を取る場合を例に挙げて説明する。しかし、ｚ座標値は、検知対象物６０が受光面１４から遠い位置に存在する程大きい値を取るように設定されてもよい。
【００４４】
また、本実施の形態では、受光部３が４つのＰＤを有する場合について説明するが、ＰＤの数はこれに限られない。受光部３は、例えば、３つのＰＤを有していてもよいし、５つ以上のＰＤを有していてもよい。また、図４に示される、第１乃至第４受光面の形状や配置位置も一例である。例えば、第１受光面１５、第２受光面１６、第３受光面１７および第４受光面１８のそれぞれの形状が扇形であって、受光面１４の形状が円形であってもよい。また、第１受光面１５、第２受光面１６、第３受光面１７および第４受光面１８を、図４に示されるように基準点１９を中心として配置するのではなく、例えば、ｘ軸方向に水平となるように並べて配置してもよい。ただしこの場合は、ｙ軸方向は位置検出できなくなる。
【００４５】
制御部１０は、受光部３から出力される第１乃至第４電気信号に基づいて検知対象物６０のｘｙｚ直交座標系での位置を求めて、当該位置を示す位置信号を出力する。また、制御部１０は、第１乃至第４電気信号に基づいて求めた検知対象物６０の位置等に応じて、光学的位置検出システム１の動作を統括的に管理する。
【００４６】
＜制御部のブロック構成について＞
図５は、制御部１０の構成を示すブロック図である。図５に示されるように、制御部１０は、第１制御部１１と、第１制御部１１を制御する第２制御部１２とを有している。第１制御部１１は、指示部２０と、位置検出部２１とを有している。第２制御部１２は、判定部２２と、動作制御部２３とを有している。第１制御部１１は、主に、第２制御部１２からの制御信号に基づいて、検知対象物６０の位置を検出する。つまり、第１制御部１１は、検知対象物６０の位置を検出する位置検出装置として機能する。一方、第２制御部１２は、主に、第１制御部１１で検出された検知対象物６０の検知結果に基づいて、光学的位置検出システム１の動作を制御する。つまり、第２制御部１２は、光学的位置検出システム１の動作を制御する制御装置として機能する。本実施の形態では、例えば、第１制御部１１及び第２制御部１２のそれぞれはＬＳＩ（Large Scale Integration）で構成される。
【００４７】
位置検出部２１は、受光部３から出力された第１乃至第４電気信号に基づいて、検知対象物６０の位置（座標値）を検出する。より具体的には、第１乃至第４電気信号（電流）の大きさを、それぞれＡ〜Ｄとし、第１乃至第４電気信号の最大値を、それぞれＡmax、Bmax、ＣmaxおよびＤmaxとすると、位置検出部２１は、以下の式（１）〜（３）を用いて、検知対象物６０のｘ座標値ｘ、ｙ座標値ｙ及びｚ座標値ｚを求める。なお、ｘ座標値ｘ、ｙ座標値ｙ及びｚ座標値ｚのとり得る範囲は、０〜ＶＲＥＦである。ここで、０及びＶＲＥＦはそれぞれ、位置検出部２１の出力値の最小値及び最大値である。
【００４８】
【数１】
2015175712.tif 000003
【００４９】
【数２】
2015175712.tif 000004
【００５０】
【数３】
2015175712.tif 000005
【００５１】
本実施の形態では、位置検出部２１が、上述した式（１）〜（３）を用いて、検知対象物６０の位置を検出する（求める）場合について説明するが、検知対象物６０の位置の検出に用いる式（ｘ座標値、ｙ座標値、ｚ座標値を求めるための演算式）はこれに限られない。位置検出部２１は、受光部３から出力された電気信号に基づいて、検知対象物６０の位置を検出できればよく、受光部３を構成するＰＤの数や配置位置などに応じて、位置検出部２１で用いられる演算式を適宜変更してもよい。
【００５２】
位置検出部２１で検出された、検知対象物６０の座標値は、第２制御部１２が有する判定部２２および光学的位置検出システム１の外部に出力（図示なし）される。光学的位置検出システム１の外部に出力された座標値は、例えば、人の手の動き（ジェスチャー）やその速度の検知に用いられる。
【００５３】
判定部２２は、位置検出部２１で検出された座標値に基づいて、検知対象物６０が存在するか否かの判定を行う。より具体的には、判定部２２は、位置検出部２１から出力されたｚ座標値に基づいて、検知対象物６０が存在するか否かを判定する。図６は、判定部２２での処理を説明するための図である。
【００５４】
まず、判定部２２は、位置検出部２１で検出されたｚ座標値を取得する（ステップＳ１０）。そして、判定部２２は、ステップＳ１０で取得したｚ座標値と、所定の閾値とを比較する（ステップＳ１１）。例えば、ｚ座標値が、所定の閾値より大きい場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、判定部２２は、検知対象物６０が存在すると判定する（ステップＳ１２）。一方、ｚ座標値が、所定の閾値より小さい場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、判定部２２は、検知対象物６０が存在しないと判定する（ステップＳ１３）。つまり、本実施の形態における判定部２２は、受光面１４と検知対象物６０との間の距離が所定距離より短いときに「検知対象物６０が存在する」と判定している。そして、受光面１４と検知対象物６０との間の距離が所定距離より長いとき、もしくは、検知対象物６０が検出されないときに「検知対象物６０が存在しない」と判定している。判定部２２での判定結果は、動作制御部２３に出力される。ここで、上記の検知対象物６０が存在するか否かの判定に用いられる所定の閾値は、光学的位置検出システム１が設置される環境、検知対象物６０の種類等によって決定される。
【００５５】
動作制御部２３は、指示部２０に制御信号を送出することで、光学的位置検出システム１の動作を統括的に管理する。光学的位置検出システム１の動作が休止中以外のとき、もしくは光学的位置検出システム１の動作が起動直後以外のときには、動作制御部２３は、判定部２２から出力された判定結果を用いて、光学的位置検出システム１の動作モードを設定する。そして、動作制御部２３は、設定した動作モードに基づいて制御信号を指示部２０に送出する。
【００５６】
より具体的には、動作制御部２３は、判定部２２で検知対象物６０が存在すると判定された場合には、光学的位置検出システム１の動作モードを第１動作モードに設定するための制御信号を送出する。一方で、判定部２２で検知対象物６０が存在しないと判定された場合には、動作制御部２３は、光学的位置検出システム１の動作モードを第２動作モードに設定するための制御信号を送出する。検知対象物６０が存在せず検知対象物６０の位置を検出する処理を行う必要がない第２動作モードでは、検知対象物６０の位置を検出する処理を行う必要がある第１動作モード設定よりも、光学的位置検出システム１の消費電力が低減する。第１動作モードおよび第２動作モードの詳細については、後述する第一乃至第三実施形態で詳しく述べる。
【００５７】
指示部２０は、動作制御部２３から送出された制御信号に基づいて、受光部３、照明部２及び位置検出部２１に指示信号を送出してそれらを制御する。
【００５８】
このように、本実施の形態では、第１制御部１１は、検知対象物６０の位置を検出し、その検出結果を第２制御部１２に出力する。第２制御部１２は、第１制御部１１から出力された検知対象物６０の検出結果に基づいて、第１制御部１１に制御信号を送出する。
【００５９】
＜第１制御部の構成について＞
ここでは、第１制御部１１（位置検出装置）の構成について説明する。図７は、主に第１制御部１１の構成の一例を示す図である。図７に示されるように、第１制御部１１は、ＬＥＤドライバ４１と、増幅器４２ａ〜４２ｄと、演算器（演算回路）４３と、論理回路４４とを備えている。増幅器４２ａ〜４２ｄにはコンデンサ４６ａ〜４６ｄがそれぞれ接続されている。以後、増幅器４２ａ〜４２ｄを特に区別する必要がないときには、それぞれを「増幅器４２」と呼ぶ。また、コンデンサ４６ａ〜４６ｄを特に区別する必要がないときには、それぞれを「コンデンサ４６」と呼ぶ。演算器４３には、出力端子４７ａ〜４７ｃが接続されている。以後、出力端子４７ａ〜４７ｃを特に区別する必要がないときには、それぞれを「出力端子４７」と呼ぶ。
【００６０】
ＬＥＤドライバ４１は、照明部２を構成するＬＥＤ４に電流を与えることによって、当該ＬＥＤ４を発光させる。これにより、ＬＥＤ４からは光５０が照射される。ＬＥＤドライバ４１には抵抗４５が接続されている。ＬＥＤ４には、この抵抗４５の値に応じた電流が流れる。
【００６１】
増幅器４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄには、受光部３のＰＤ５〜８から出力される第１乃至第４電気信号がそれぞれ入力される。そして、増幅器４２ａ〜４２ｄは、入力される第１乃至第４電気信号をそれぞれ増幅して出力する。具体的には、各増幅器４２は、当該増幅器４２に接続されたＰＤから出力される電気信号から、当該増幅器４２に接続されたコンデンサ４６に蓄積されている電気信号を差し引いて得られる電気信号を増幅して出力する。演算器４３は、各増幅器４２から出力される電気信号に基づいて検知対象物６０の位置を求める。
【００６２】
ここで、ＬＥＤ４が光５０を照射して検知対象物６０による反射光５１がＰＤに入射する際にＰＤで受光される光には、反射光５１以外にも、太陽光等の外乱光のうちＬＥＤ４と同じ波長の光（「定常光」と呼ぶ）も含まれる。したがって、仮に増幅器４２がＰＤから出力される電気信号をそのまま増幅すると、当該増幅器４２からは、定常光と反射光５１とが合わさった光による電気信号が出力されることになる。一般的に反射光５１は定常光に比べて小さいため、演算器４３が、定常光の影響を受けた電気信号に基づいて検知対象物６０の位置を求めることはできない。
【００６３】
そこで、本実施の形態では、ＬＥＤ４（照明部２）が光５０を照射していないときにＰＤから出力される電気信号、つまり、定常光の強さを示す電気信号が、当該ＰＤが接続され増幅器４２に繋がったコンデンサ４６に蓄積される。そして、増幅器４２は、ＬＥＤ４が光５０を照射して検知対象物６０による反射光５１があるときにＰＤから出力される電気信号から、当該増幅器４２に繋がったコンデンサ４６で蓄積されている電気信号（定常光の強さを示す電気信号）を差し引いて得られる電気信号を増幅して演算器４３に出力する。これにより、増幅器４２からは、定常光の影響が低減された電気信号が出力される。つまり、増幅器４２からは、補正された、ＰＤからの電気信号が出力される。よって、演算器４３で求められる検知対象物６０の位置の精度が向上する。
【００６４】
以後、特に断らない限り、単に「第１電気信号」と言えば、増幅器４２ａから出力される補正された第１電気信号を意味する。また、単に「第２電気信号」と言えば、増幅器４２ｂから出力される補正された第２電気信号を意味する。また、単に「第３電気信号」と言えば、増幅器４２ｃから出力される補正された第３電気信号を意味する。そして、単に「第４電気信号」と言えば、増幅器４２ｄから出力される補正された第４電気信号を意味する。
【００６５】
演算器４３は、ＬＥＤ４が光５０を照射している際に増幅器４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄから出力された電気信号と、既述した式（１）〜（３）とを用いて検知対象物６０の位置を検出する（求める）。
【００６６】
図８は、演算器４３および出力端子４７を示す図である。図８に示されるように、演算器４３は、ｘ座標値演算器３１と、ｙ座標値演算器３２と、ｚ座標値演算器３３とを有している。ｘ座標値演算器３１は、増幅器４２ａ〜４２ｄから出力された電気信号と、既述した式（１）とを用いて検知対象物６０のｘ座標値を求める。ｘ座標値演算器３１で求められたｘ座標値は、出力端子４７ａから第２制御部１２および光学的位置検出システム１の外部に出力される。ｙ座標値演算器３２は、増幅器４２ａ〜４２ｄから出力された電気信号と、既述した式（２）とを用いて検知対象物６０のｙ座標値を求める。ｙ座標値演算器３２で求められたｙ座標値は、出力端子４７ｂから第２制御部１２および光学的位置検出システム１の外部に出力される。ｚ座標値演算器３３は、増幅器４２ａ〜４２ｄから出力された電気信号と、既述した式（３）とを用いて検知対象物６０のｚ座標値を求める。ｚ座標値演算器３３で求められたｚ座標値は、出力端子４７ｃから第２制御部１２および光学的位置検出システム１の外部に出力される。
【００６７】
また、図８に示されるように、本実施の形態では、演算器４３と出力端子４７とで、位置検出部２１の役割を果たしている。
【００６８】
図７に戻り、論理回路４４は、指示部２０として機能しており、動作制御部２３（第２制御部１２）から送出された制御信号（第一制御信号、第二制御信号及び第三制御信号）に応じた指示信号を、ＬＥＤドライバ４１、増幅器４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ及び演算器４３へ送出する。
【００６９】
＜第２制御部の構成について＞
ここでは、第２制御部１２（制御装置）の構成について説明する。第２制御部１２は、例えば、ＬＳＩの一種であるマイクロコントローラ（マイコン）で構成される。図９は、第２制御部１２の構成を示す図である。図９に示されるように、第２制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２ａおよび記憶部１２ｂ等を備えており、ＣＰＵ１２ａが記憶部１２ｂに記憶されている制御プログラム１２ｃを実行することで、第２制御部１２に係る各種機能（判定部２２及び動作制御部２３）が実現される。記憶部１２ｂは、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の、ＣＰＵ１２ａが読み取り可能な非一時的な記録媒体で構成されている。記憶部１２ｂは、ＲＯＭ及びＲＡＭ以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えていても良い。
【００７０】
第１制御部１１を構成する回路と、第２制御部１２を構成する回路とは、同じ基板上に形成されていてもよいし、異なる基板上に形成されても良い。また、第１制御部１１と第２制御部１２とは、同じパッケージ内に収納されても良いし、異なるパッケージ内に収納されても良い。
【００７１】
また、第１制御部１１の一部の機能を第２制御部１２に設けても良い。例えば、第１制御部１１の位置検出部２１を第２制御部１２に設けても良い。また、第２制御部１２の一部の機能を第１制御部１１に設けても良い。例えば、第２制御部１２の判定部２２を第１制御部１１に設けても良い。
【００７２】
＜＜第一実施形態＞＞
＜動作制御部が送出する制御信号について＞
図１０は、動作制御部２３が送出する制御信号の一例を示す図である。図１０には、動作制御部２３が送出する制御信号（第一制御信号、第二制御信号及び第三制御信号）と、増幅器４２、演算器４３（ｘ座標値演算器３１、ｙ座標値演算器３２およびｚ座標値演算器３３）及びＬＥＤドライバ４１の状態との関係が６種類示されている。第一制御信号、第二制御信号および第三制御信号のそれぞれは２値信号であって、ｈｉｇｈレベル及びｌｏｗレベルのどちらか一方の信号レベルを示す。そして、論理回路４４（指示部２０）は、動作制御部２３から出力された第一制御信号、第二制御信号及び第三制御信号が示す信号レベルの組み合わせに応じた指示信号を、増幅器４２、演算器４３及びＬＥＤドライバ４１に送出する。
【００７３】
図１０のＮｏ．１に例示されるように、第一及び第二制御信号がｌｏｗレベルを示す場合には、第三制御信号の信号レベルにかかわらず、論理回路４４（指示部２０）は、増幅器４２には増幅器４２の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ｘ座標値演算器３１にはｘ座標値演算器３１の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ｙ座標値演算器３２にはｙ座標値演算器３２の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ｚ座標値演算器３３にはｚ座標値演算器３３の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ＬＥＤドライバ４１にはＬＥＤ４（照明部２）を休止（消灯）させる旨の指示信号を送出する。これにより、光学的位置検出システム１の動作が休止する。
【００７４】
図１０のＮｏ．２に例示されるように、第一制御信号がｈｉｇｈレベルを示し、第二制御信号がｌｏｗレベルを示す場合には、第三制御信号の信号レベルにかかわらず、論理回路４４（指示部２０）は、増幅器４２には増幅器４２の動作モードを急速チャージモードに設定する旨の指示信号を送出し、ｘ座標値演算器３１にはｘ座標値演算器３１の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ｙ座標値演算器３２にはｙ座標値演算器３２の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ｚ座標値演算器３３にはｚ座標値演算器３３の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ＬＥＤドライバ４１にはＬＥＤ４（照明部２）を休止（消灯）させる旨の指示信号を送出する。
【００７５】
各増幅器４２は、急速チャージモードに設定されると、当該増幅器４２に接続されたＰＤから入力された電気信号を、当該増幅器４２に接続されたコンデンサ４６に急速に蓄積する。これにより、コンデンサ４６には、ＬＥＤ４が消灯している際にＰＤから出力される電気信号、つまり定常光の強さを示す電気信号が急速に蓄積される。Ｎｏ．２に示される制御信号の組み合わせは、光学的位置検出システム１の起動直後に使用される。
【００７６】
図１０のＮｏ．３及びＮｏ．４に示される制御信号の組み合わせは、動作制御部２３が、判定部２２から出力された判定結果に基づいて、光学的位置検出システム１の動作モードを第２動作モードに設定する場合に使用される。つまり、第２制御部１２は、検知対象物６０が存在しないと判定した場合に、Ｎｏ．３及びＮｏ．４に示される信号レベルの第一乃至第三制御信号を出力して、光学的位置検出システム１の動作モードを第２動作モードに設定する。
【００７７】
図１０のＮｏ．３に例示されるように、第一制御信号及び第二制御信号が共にｈｉｇｈレベルを示し、第三制御信号がｌｏｗレベルを示す場合には、論理回路４４（指示部２０）は、増幅器４２には増幅器４２の動作モードを通常チャージモードに設定する旨の指示信号を送出し、ｘ座標値演算器３１にはｘ座標値演算器３１の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ｙ座標値演算器３２にはｙ座標値演算器３２の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ｚ座標値演算器３３にはｚ座標値演算器３２の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ＬＥＤドライバ４１にはＬＥＤ４（照明部２）を休止（消灯）させる旨の指示信号を送出する。
【００７８】
各増幅器４２は、通常チャージモードに設定されると、当該増幅器４２に接続されたＰＤから入力された電気信号を、当該増幅器４２に接続されたコンデンサ４６に通常の速さで蓄積する。これにより、コンデンサ４６には、ＬＥＤ４が消灯している際にＰＤから出力される電気信号、つまり定常光の強さを示す電気信号が蓄積される。
【００７９】
図１０のＮｏ．４に例示されるように、第一制御信号及び第三制御信号が共にｌｏｗレベルを示し、第二制御信号がｈｉｇｈレベルを示す場合には、論理回路４４（指示部２０）は、増幅器４２には増幅器４２の動作モードを増幅モードに設定する旨の指示信号を送出し、ｘ座標値演算器３１にはｘ座標値演算器３１の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ｙ座標値演算器３２にはｙ座標値演算器３２の動作を休止する旨の指示信号を送出し、ｚ座標値演算器３３にはｚ座標値演算器３３の動作を行う（つまり、ｚ座標値を検出する）旨の指示信号を送出し、ＬＥＤドライバ４１にはＬＥＤ４（照明部２）を第２光量で点灯させる旨の指示信号を送出する。ここで、第２光量は、後述する第１光量より少ない光量である。つまり、この場合には、ＬＥＤドライバ４１は、ＬＥＤ４を第１光量で点灯させる場合よりも、弱い電流でＬＥＤ４を発光させる。
【００８０】
各増幅器４２は、増幅モードに設定されると、当該増幅器４２に接続されたＰＤから入力された電気信号から、当該増幅器４２に接続されたコンデンサに蓄積されている電気信号を差し引き、それによって得られる電気信号を増幅して出力する。
【００８１】
動作制御部２３は、Ｎｏ．３に示される制御信号（第一乃至第三制御信号）とＮｏ．４に示される制御信号とを所定周期で切り替えて送出することによって、光学的位置検出システム１の動作モードを第２動作モードに設定する。動作制御部２３からＮｏ．４に示される制御信号が送出されたときには、各増幅器４２は、ＬＥＤ４が第２光量で光（光５０）を照射している際にＰＤから出力された電気信号から、コンデンサ４６に蓄積されている、定常光の強さを示す電気信号を差し引き、それによって得られる電気信号を増幅して出力する。つまり、各増幅器４２は、ＬＥＤ４が光５０を照射している際にＰＤから出力された電気信号を、定常光の強さを示す電気信号で補正し、補正後の当該電気信号を増幅して出力する。そして、ｚ座標値演算器３３は、各増幅器４２からこのようにして出力される電気信号に基づいて、検知対象物６０の位置を求める。これにより、ｚ座標値演算器３３は、各ＰＤで受光された反射光５１の強さを示す電気信号に基づいて検知対象物６０のｚ座標値を求めることができる。
【００８２】
図１０のＮｏ．５及びＮｏ．６に示される制御信号の組み合わせは、判定部２２から出力された判定結果に基づいて、動作制御部２３が、光学的位置検出システム１の動作モードを第１動作モードに設定する場合に使用される。つまり、第２制御部１２は、検知対象物６０が存在すると判定した場合に、Ｎｏ．５及びＮｏ．６に示される信号レベルの第一乃至第三制御信号を出力して、光学的位置検出システム１の動作モードを第１動作モードに設定する。
【００８３】
図１０のＮｏ．５に例示されるように、第一乃至第三制御信号がｈｉｇｈレベルを示す場合には、論理回路４４（指示部２０）は、増幅器４２、ｘ座標値演算器３１、ｙ座標値演算器３２、ｚ座標値演算器３３及びＬＥＤドライバ４１のそれぞれに、既述した図１０のＮｏ．３に例示される指示信号と同様の指示信号を送出する。これにより、Ｎｏ．３と同様に、コンデンサ４６に、定常光の強さを示す電気信号が蓄積される。
【００８４】
図１０のＮｏ．６に例示されるように、第一制御信号がｌｏｗレベルを示し、第二制御信号及び第三制御信号が共にｈｉｇｈレベルを示す場合には、論理回路４４（指示部２０）は、増幅器４２には増幅器４２の動作モードを増幅モードに設定する旨の指示信号を送出し、ｘ座標値演算器３１にはｘ座標値演算器３１の動作を行う旨の指示信号を送出し、ｙ座標値演算器３２にはｙ座標値演算器３２の動作を行う旨の指示信号を送出し、ｚ座標値演算器３３にはｚ座標値演算器３３の動作を行う旨の指示信号を送出し、ＬＥＤドライバ４１にはＬＥＤ４（照明部２）を第１光量で点灯させる旨の指示信号を送出する。ここで、第１光量は、第２光量より多い光量である。つまり、この場合には、ＬＥＤドライバ４１は、ＬＥＤ４を第２光量で点灯させる場合よりも、大きい電流でＬＥＤ４を発光させる。
【００８５】
動作制御部２３は、Ｎｏ．５に示される制御信号とＮｏ．６に示される制御信号とを所定周期で切り替えて送出することによって、光学的位置検出システム１の動作モードを第１動作モードに設定する。第１動作モードでは、各増幅器４２は、ＬＥＤ４が第１光量で光（光５０）を照射している際にＰＤから出力された電気信号を、定常光の強さを示す電気信号で補正し、補正後の当該電気信号を増幅して出力する。そして、ｘ座標値演算器３１、ｙ座標値演算器３２及びｚ座標値演算器３３は、各増幅器４２からこのようにして出力される電気信号に基づいて、検知対象物６０の位置を求める。
【００８６】
＜動作制御部による制御例について＞
ここでは、動作制御部２３による光学的位置検出システム１の制御例について説明する。図１１は、光学的位置検出システム１のタイミングチャートの一例を示す図である。図１１には、動作制御部２３から送出される制御信号と、ＬＥＤ４及び演算器４３の出力（光量及び各座標値）とが示されている。
【００８７】
図１１に示される「制御内容」の欄には、動作制御部２３が、図１０に示されるＮｏ．１〜Ｎｏ．６のうちのいずれの制御信号を送出しているかが示されている。ここで、例えば「Ｎｏ．３，４」のように、２つの番号（Ｎｏ．３およびＮｏ．４）が示されている期間は、動作制御部２３が、Ｎｏ．３に示される制御信号と、Ｎｏ．４に示される示す制御信号とを所定周期で切り替えて送出していることを表している。また、「第一制御信号」、「第二制御信号」及び「第三制御信号」の欄はそれぞれ、動作制御部２３が送出した第一制御信号、第二制御信号及び第三制御信号が示す信号レベルを表している。
【００８８】
「ＬＥＤ光量」の欄には、ＬＥＤ４から照射される光量が示されている。図１１では、ＬＥＤ光量の値が高い程、ＬＥＤ４から照射される光量が多いことを示している。つまり、ＬＥＤ光量の値が高い程、ＬＥＤドライバ４１は、大きい電流でＬＥＤ４を点灯させている。また、ＬＥＤ光量の値が一番低いときには、ＬＥＤ４が消灯している状態を表している。図１１に示される例では、光量が低いものから順に「消灯（Ｎｏ．１，２，３，５に示される制御信号が送出されたとき）」、「第２光量で点灯（Ｎｏ．４に示される制御信号が送出されたとき）」及び「第１光量で点灯（Ｎｏ．６に示される制御信号が送出されたとき）」の３種類の光量が存在している。
【００８９】
「ｘ座標値」、「ｙ座標値」及び「ｚ座標値」の欄にはそれぞれ、演算器４３（ｘ座標値演算器３１、ｙ座標値演算器３２及びｚ座標値演算器３３）で求められた座標値が示されている。
【００９０】
また、「ｚ座標値」の欄に示されている点線６１は、検知対象物６０が存在するか否かの判定に用いられる所定の閾値の値を示している。判定部２２は、ｚ座標値が点線６１（所定の閾値）より大きい場合に、検知対象物６０が存在していると判定する。反対に、判定部２２は、ｚ座標値が点線６１より小さい場合に、検知対象物６０が存在しないと判定する。
【００９１】
図１１の例では、はじめは光学的位置検出システム１の動作が休止している。この場合には、動作制御部２３から出力される第一乃至第三制御信号はｌｏｗレベルを示し（図１０のＮｏ．１に示される制御信号）、ＬＥＤ４は消灯し、演算器４３では各座標値が求められない。
【００９２】
光学的位置検出システム１の動作が休止状態のときに、例えば、ユーザによって光学的位置検出システム１の動作を起動する旨の指示等を受けると、動作制御部２３は、Ｎｏ．２に示される制御信号を送出する。Ｎｏ．２に示される制御信号が送出された場合には、既述したように、各増幅器４２は、急速チャージモードに設定され、コンデンサ４６には、定常光の強さを示す電気信号が急速に蓄積される。
【００９３】
コンデンサ４６に、定常光の強さを示す電気信号が蓄積されると、図１１に示されるように、動作制御部２３は、まず光学的位置検出システム１の動作モードを第２動作モードに設定（つまり、動作制御部２３はＮｏ．３およびＮｏ．４に示される制御信号を送出）する。そして、動作制御部２３からＮｏ．４に示される制御信号が送出されたときには、既述したように、ＬＥＤ４は第１光量より少ない第２光量で点灯し、ｘ座標値演算器３１及びｙ座標値演算器３２は動作を休止し、ｚ座標値演算器３３はｚ座標値を算出する。
【００９４】
ここで、ｚ座標値演算器３３で算出されたｚ座標値が、点線６１（所定の閾値）より小さい場合には、判定部２２は、検知対象物６０が存在しないと判定する。この場合には、第２動作モードが継続される。図１１に示される例では、光学的位置検出システム１の動作モードが第２動作モードに設定されている区間において、１回目及び２回目に求められたｚ座標値は、点線６１（所定の閾値）より小さい値であるため、第２動作モードが継続されている。
【００９５】
一方、ｚ座標値演算器３３で算出されたｚ座標値が、点線６１（所定の閾値）より大きい場合には、判定部２２は、検知対象物６０が存在すると判定する。この場合には、動作制御部２３は、光学的位置検出システム１の動作モードを第１動作モードに設定（変更）する。図１１に示される例では、光学的位置検出システム１の動作モードが第２動作モードに設定されている区間において、３回目に求められたｚ座標値が、点線６１（所定の閾値）より大きい値であるため、光学的位置検出システム１の動作モードが第１動作モードに変更される。
【００９６】
光学的位置検出システム１の動作モードが第１動作モードに設定されているときには、図１１に示されるように、動作制御部２３は、Ｎｏ．５およびＮｏ．６に示される制御信号を送出している。動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出された場合には、既述したように、ＬＥＤ４は第１光量（＞第２光量）で点灯し、ｘ座標値演算器３１はｘ座標値を算出し、ｙ座標値演算器３２はｙ座標値を算出し、ｚ座標値演算器３３はｚ座標値を算出する。
【００９７】
第１動作モードは、ｚ座標値演算器３３で算出されたｚ座標値が点線６１（所定の閾値）より小さくなるまで継続される。ｚ座標値演算器３３で算出されたｚ座標値が点線６１（所定の閾値）より小さい場合には、判定部２２は検知対象物６０が存在しないと判定し、当該判定結果により動作制御部２３は光学的位置検出システム１の動作モードを第２動作モードに設定（変更）する。以後、同様に、光学的位置検出システム１では、判定部２２による判定結果に基づいて、動作制御部２３が第１動作モードと第２動作モードとの切り替えを行う。
【００９８】
このように、本実施の形態における光学的位置検出システム１では、照明部２は、検知対象物６０が存在しない場合には、検知対象物６０が存在する場合と比較して少ない光量（弱い光）で光５０を照射する。したがって、照明部２が、検知対象物６０が存在するか否かにかかわらず、一定の光量で光５０を照射する場合と比較して、照明部２の消費電力を低減することができる。その結果、光学的位置検出システム１を低消費電力化することができる。
【００９９】
また、本実施の形態における光学的位置検出システム１では、検知対象物６０が存在しない場合には、演算器４３ではｚ座標値演算器３３のみが動作する（つまり、ｚ座標値のみが求められる）ため、演算器４３の消費電力を低減することができる。つまり、位置検出部２１の消費電力を低減することができる。その結果、光学的位置検出システム１をさらに低消費電力化することができる。
【０１００】
なお、第２動作モードでは、演算器４３は、ｚ座標値だけではなく、ｘ座標値及びｙ座標値の一方を求めても良い。この場合であっても、第２動作モードでは、３つの座標値（ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値）のうちの一つは求められないことから、第１動作モードよりも、光学的位置検出システム１を低消費電力化することができる。
【０１０１】
また、第２動作モードでは、演算器４３は、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値のすべてを求めても良い。この場合であっても、第２動作モードにおいて、照明部２が照射する光５０の光量を低減することによって、光学的位置検出システム１を低消費電力化することができる。
【０１０２】
また、第２動作モードでは、照明部２の光の光量を低減せずに、ｚ座標値だけが求められても良い。あるいは、第２動作モードでは、照明部２が照射する光５０の光量を低減せずに、ｚ座標値と、ｘ座標値及びｙ座標値の一方とが求められても良い。この場合であっても、光学的位置検出システム１を低消費電力化することができる。
【０１０３】
また、検知対象物６０が存在しない場合（光学的位置検出システム１の動作モードが第２動作モードである場合）には、ｚ座標値演算器３３は、上記の式（３）で示される演算式で求められる値を所定数倍した値をｚ座標値として出力してもよい。これにより、第２動作モードにおいて、照明部２が弱い光で照射している場合であっても、大きい値のｚ座標値を得ることができる。そのため、判定部２２で検知対象物６０の有無を判定しやすくすることができる。
【０１０４】
＜＜第二実施形態＞＞
第二実施形態では、光学的位置検出システム１の動作モードが第２動作モードに設定されている場合に、ＬＥＤ４（照明部２）の照射時間を短くすることで、光学的位置検出システム１を低消費電力化する。なお、第二実施形態における光学的位置検出システム１の残余の構成は、第一実施形態と同様である。
【０１０５】
図１２は、本実施の形態における、照明部２の照射時間を説明するための図である。図１２には、光学的位置検出システム１の動作モードが第２動作モード設定されている場合（つまり、検知対象物６０が存在しない場合）における照明部２の照射パターンと、第１動作モードに設定されている場合（つまり、検知対象物６０が存在する場合）における照明部２の照射パターンとが並べて示されている。
【０１０６】
図１２に示されるように、検知対象物６０が存在しない場合には、照明部２は、ある時間間隔Ｐのうちａが２回すなわち２ａ（＞ａ）の時間、光５０を照射している。一方、検知対象物６０が存在する場合には、照明部２はある時間間隔Ｐのうちａが４回すなわち４ａの時間、光５０を照射している。つまり、本実施の形態では、照明部２の照射時間が一定時間（時間間隔Ｐ）において占める割合は、検知対象物６０が存在しない場合の方が、検知対象物６０が存在する場合よりも、小さくなっている。つまり、本実施の形態では、検知対象物６０が存在しない場合に、ＬＥＤ４（照明部２）の照射時間を短くすることで、照明部２の消費電力を低減している。その結果、光学的位置検出システム１を低消費電力化することができる。
【０１０７】
また、図１２に示される例では、第１動作モード及び第２動作モードとの間で、照明部２が光５０を照射する周期のうち照明部２が光を照射する時間の占める割合（以後、単に「デューティ比」と呼ぶ）を変化させている。より具体的には、図１２に示される例では、第２動作モード設定時における照明部２の照射周期Ｔ２を、第１動作モード設定時における照明部２の照射周期Ｔ１より長くすると共に、第２動作モード設定時におけるデューティ比を、第１動作モード設定時におけるデューティ比より小さくしている。ただし、図１２に示される例のように、必ずしも、照射周期と、デューティ比との両方を変化させる必要はない。第２動作モードにおいて照明部２の照射時間が一定時間において占める割合が、第１動作モードにおいて照明部２の照射時間が一定時間において占める割合より小さくなっていればよく、例えば、照射周期が一定で照射時間のみ変化、もしくは照射時間が一定で照射周期のみ変化させてもよい。
【０１０８】
図１３は、図１０に対応しており、本実施の形態における光学的位置検出システム１のタイミングチャートの一例を示している。図１３に示されるように、演算器４３（ｘ座標値演算器３１、ｙ座標値演算器３２及びｚ座標値演算器３３）は、ＬＥＤ４が光５０を照射しているときに、座標値を求める。
【０１０９】
図１３に示される例では、検知対象物６０が存在しない場合（第２動作モード設定時）における照明部２のデューティ比を、検知対象物６０が存在する場合（第１動作モード設定時）における照明部２のデューティ比よりも小さくすることで、照明部２が光５０を照射する時間を短くしている（より具体的には、一定時間内における、照明部２の照射時間の総計を短くしている）。照明部２が光５０を照射する時間を短くすることで、図１２に示される場合と同様に、照明部２での消費電力を低減することができ、光学的位置検出システム１を低消費電力化することができる。
【０１１０】
なお、第２動作モードにおいて照明部２が照射する光５０の光量を低減しなくても良い。この場合であっても、本例のように、第２動作モード設定時における照明部２での照射時間を、第１動作モード設定時における照明部２での照射時間より短くすることで、第２動作モードにおける照明部２の消費電力を低減することが可能である。また、第２動作モードにおいては、第１動作モードと同様に、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値のすべてが求められてもよい。この場合であっても、本例のように、第２動作モード設定時における照明部２での照射時間を、第１動作モード設定時における照明部２での照射時間より短くすることで、第２動作モードにおける照明部２の消費電力を低減することが可能である。
【０１１１】
＜＜第三実施形態＞＞
第三実施形態では、光学的位置検出システム１の動作モードが第１動作モードに設定されている場合に、演算器４３（ｘ座標値演算器３１、ｙ座標値演算器３２及びｚ座標値演算器３３）が、ＬＥＤ４（照明部２）が光５０を照射する周期より長い周期で、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値の少なくとも一つを求めることで、光学的位置検出システム１を低消費電力化している。
【０１１２】
図１４は、本実施の形態における、第１動作モードにおいて位置検出部２１（演算器４３及び出力端子４７）で算出及び出力される座標値の一例を示す図である。図１４の横軸に示される番号は、便宜的に定めたものであり、光学的位置検出システム１の動作モードが第１動作モードに設定された後、初めて動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出されたときを「１回目」としている。また、「１回目」の下欄には、当該１回目に送出されたＮｏ．６に示される制御信号に基づいて、位置検出部２１で算出及び出力された座標値の種類を示している。以降、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出される度に、２回目、３回目・・・と番号が大きくなる。
【０１１３】
図１４に示されるように、１回目にＮｏ．６に示される制御信号が送出されたときには、位置検出部２１はｘ座標値及びｚ座標値を算出及び出力を行う。続いて、２回目にＮｏ．６に示される制御信号が送出されたときには、位置検出部２１はｙ座標値及びｚ座標値の算出及び出力を行う。そして、３回目にＮｏ．６に示される制御信号が送出されたときには、１回目のときと同様に、位置検出部２１はｘ座標値及びｚ座標値の算出及び出力を行い、４回目にＮｏ．６に示される制御信号が送出されたときには、２回目のときと同様に、位置検出部２１はｙ座標値及びｚ座標値の算出及び出力を行う。
【０１１４】
つまり、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出された回数が１回目、３回目・・・など奇数回数であるときには、位置検出部２１は「ｘ座標値及びｚ座標値」の算出及び出力を行う。一方、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出された回数が２回目、４回目・・・など偶数回数であるときには、位置検出部２１は「ｙ座標値及びｚ座標値」の算出及び出力を行う。言い換えると、図１４に示される例では、位置検出部２１は、ｘ座標値及びｙ座標値を、交互に算出及び出力している。
【０１１５】
第１動作モードに設定された後、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出されると、指示部２０は、演算器４３にｘ座標値とｚ座標値の算出を行う旨の第１指示信号を送出する（より具体的には、ｘ座標値演算器３１及びｚ座標値演算器３３に動作を行う旨の指示信号を送出し、ｙ座標値演算器３２に動作を休止する旨の指示信号を送出する）。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、演算器４３にｙ座標値とｚ座標値の算出を行う旨の第２指示信号を送出する（より具体的には、ｘ座標値演算器３１に動作を休止する旨の指示信号を送出し、ｙ座標値演算器３２及びｚ座標値演算器３３に動作を行う旨の指示信号を送出する）。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、第１指示信号を送出する。以後、指示部２０は、同様に動作して、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出されるたびに第１及び第２指示信号の一方を送出し、第１指示信号と第２指示信号を交互に送出する。
【０１１６】
図１５は、第三実施形態における光学的位置検出システム１のタイミングチャートを示す図である。指示部２０からは第１指示信号と第２指示信号が交互に送出されることから、図１５に示されるように、演算器４３は、ｘ座標値及びｚ座標値と、ｙ座標値及びｚ座標値とを交互に求める。その結果、光学的位置検出システム１は、ｘ座標値及びｙ座標値を、照明部２が光５０を照射する周期より長い間隔で求めることができる。
【０１１７】
このように、本実施形態に係る光学的位置検出システム１では、検知対象物６０が存在するか否かの判定に使用しないｘ座標値およびｙ座標値を、照明部２が光を照射する周期より長い間隔で求め、検知対象物６０が存在するか否かの判定に使用するｚ座標値を、照明部２が光５０を照射する周期と同じ間隔で求めている。これにより、検知対象物６０が存在するか否かの判定を遅らせることなく、演算器４３（位置検出部２１）での消費電力を低減することができる。その結果、光学的位置検出システム１を低消費電力化することができる。
【０１１８】
なお、上記の例では、ｘ座標値およびｙ座標値が交互に求められていたが、図１６に示されるように、同じタイミングで求められても良い。図１７の例では、指示部２０は、第１動作モードに設定された後、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出されると、演算器４３に対して、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値の算出を行う旨の第１指示信号を送出する。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、演算器４３にｚ座標値の算出を行う旨の第２指示信号を送出する。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、第１指示信号を送出する。以後、指示部２０は、同様に動作して、第１指示信号と第２指示信号を交互に送出する。
【０１１９】
また、上記の例では、ｘ座標値およびｙ座標値が、照明部２が光５０を照射する周期より長い間隔で求められていたが、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標の少なくとも一つが、照明部２が光５０を照射する周期より長い間隔で求められれば、光学的位置検出システム１を低消費電力化することができる。
【０１２０】
図１７は、ｘ座標値だけが、照明部２が光５０を照射する周期より長い間隔で求められる場合の光学的位置検出システム１のタイミングチャートの一例を示す図である。図１７の例では、指示部２０は、第１動作モードに設定された後、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出されると、演算器４３に対して、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値の算出を行う旨の第１指示信号を送出する。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、演算器４３にｙ座標値とｚ座標値の算出を行う旨の第２指示信号を送出する。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、第１指示信号を送出する。以後、指示部２０は、同様に動作して、第１指示信号と第２指示信号を交互に送出する。
【０１２１】
図１８は、ｚ座標値だけが、照明部２が光５０を照射する周期より長い間隔で求められる場合の光学的位置検出システム１のタイミングチャートの一例を示す図である。図１８の例では、指示部２０は、第１動作モードに設定された後、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出されると、演算器４３に対して、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値の算出を行う旨の第１指示信号を送出する。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、演算器４３ｘ座標値及びｙ座標値の算出を行う旨の第２指示信号を送出する。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、第１指示信号を送出する。以後、指示部２０は、同様に動作して、第１指示信号と第２指示信号を交互に送出する。
【０１２２】
図１９は、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値のすべてが、照明部２が光５０を照射する周期より長い間隔で求められる場合の光学的位置検出システム１のタイミングチャートの一例を示す図である。図１９の例では、指示部２０は、第１動作モードに設定された後、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が送出されると、演算器４３に対して、ｘ座標値の算出を行う旨の第１指示信号を送出する。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、演算器４３にｙ座標値の算出を行う旨の第２指示信号を送出する。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、演算器４３にｚ座標値の算出を行う旨の第３指示信号を送出する。その後、指示部２０は、動作制御部２３からＮｏ．６に示される制御信号が新たに送出されると、第１指示信号を送出する。以後、指示部２０は、同様に動作して、第１指示信号、第２指示信号及び第３指示信号を交互に送出する。
【０１２３】
このように、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値のすべてが、照明部２が光５０を照射する周期より長い間隔で求められることによって、演算器４３（位置検出部２１）での消費電力を大きく低減することができる。
【０１２４】
また、上述の図１７，１９のように、ｘ座標値とｙ座標値とが異なるタイミングで求められる場合には、ｘ座標値及びｙ座標値を求める演算器を共通にすることが可能である。図２０は、ｘ座標値及びｙ座標値を求める演算回路が共通にされた場合の位置検出部２１の構成を示す図である。図２０に示される第一演算器３５は、ｘ座標値及びｙ座標値の両方を求めることができる。
【０１２５】
ここで、ｘ座標値を算出するための演算式（１）と、ｙ座標値を算出するための演算式（２）とを比較すると、分子に存在する加算式中の一方の値が異なるだけである。つまり、分子の加算式の値を求めるための２入力の加算回路の一方の入力端子に対して、第４電気信号を入力するか、第２電気信号を入力するかを変化させるだけで、共通の演算器（演算回路）を用いてｘ座標値及びｙ座標値を求めることができる。
【０１２６】
図２０に示される第一演算器３５は、ｘ座標値及びｙ座標値に共通の演算器である。そして、第一演算器３５の前段の第一選択器３６によって、第一演算器３５における、分子の加算式の値を求めるための２入力の加算回路の一方の入力端子に対して、第４電気信号を入力するか、第２電気信号を入力するかを切り換えている。つまり、第一選択器３６は、演算器４３がｘ座標値を求めるときには、第４電気信号を選択して加算回路の一方の入力端子に入力する。一方で、第一選択器３６は、演算器４３がｙ座標値を求めるときには、第２電気信号を選択して加算回路の一方の入力端子に入力する。
【０１２７】
第一演算器３５の後段に設けられた第二選択器３７は、第一演算器３５からｘ座標値が出力されると当該ｘ座標値を出力端子４７ａに出力し、第一演算器３５からｙ座標値が出力されると当該ｙ座標値を出力端子４７ｂに出力する。
【０１２８】
このように、ｘ座標値及びｙ座標値を求める演算器を共通とすることで、位置検出部２１の構成を簡素化できる。その結果、位置検出部２１を実現する回路の面積縮小および位置検出部２１の低コスト化が可能となる。
【０１２９】
なお、図２０では、ｘ座標値演算器３１とｙ座標値演算器３２とを共通化する例について説明したが、共通化する演算回路の種類はこれに限られない。共通化する演算回路の種類は、各座標値を求めるために使用する演算式に応じて決定することができる。ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値の少なくとも２つの座標値を求めるための複数の演算式が、式（１）及び（２）のように、代入する値を変えるだけで同じとなるのであれば、当該少なくとも２つの座標値を演算する演算器を共通にすることができる。
【０１３０】
また、ｘ座標値及びｙ座標値を求める演算器を共通にする場合には、図２１に示されるように、ｘ座標値及びｙ座標値を出力する出力端子を共通化しても良い。これより、位置検出部２１の構成をさらに簡素化できる。
【０１３１】
また、図１９に示されるように、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値が互いに異なるタイミングで算出される場合には、図２２に示されるように、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値を出力する出力端子を共通にしても良い。第一演算器３５及びｚ座標値演算器３３の後段の第二選択器３８は、第一演算器３５からｘ座標値が出力されると当該ｘ座標値を出力端子４７ａに出力する。また、第二選択器３８は、第一演算器３５からｙ座標値が出力されると当該ｙ座標値を出力端子４７ａに出力する。そして、第二選択器３８は、ｚ座標値演算器３３からｚ座標値が出力されると当該ｚ座標値を出力端子４７ａに出力する。
【０１３２】
このように、ｘ座標値、ｙ座標値及びｚ座標値を出力する出力端子を共通にすることによって、位置検出部２１の構成をさらに簡素化できる。
【０１３３】
＜＜変形例＞＞
＜測距システムについて＞
上述した第１実施形態及び第２実施形態は、光学的位置検出システム１だけでなく、測距システムにも適用することができる。測距システムは、照明部２、受光部３及び制御部１０を備えており、当該測距システムと検知対象物６０との距離を検出する。測距システムは、まず、照明部２から光５０を照射し、検知対象物６０で反射した光（反射光５１）を受光部３で受光する。そして、反射光５１を受光部３で受光することで得られた電気信号に基づいて、制御部１０が測距システムと検知対象物６０との距離を検出する。測距システムは、当該測距システムと検知対象物６０との距離を検出する点で、検知対象物６０の位置（座標値）を検出する光学的位置検出システム１と異なる。測距システムは、例えば、撮像装置に搭載される。測距システムが搭載された撮像装置では、当該測距システムによって検出された、当該測距離システムと検知対象物６０との距離に基づいて、当該検知対象物６０にピントを自動で合わせることができる。
【０１３４】
図２３は、測距システム７０の構成を示す図である。測距システム７０では、位置検出部２１（図５参照）ではなく、測距システムと検知対象物６０との距離を検出する距離検出部２６が設けられる。また、判定部２２は、座標値ではなく、距離検出部２６が検知した距離に基づいて、検知対象物６０が存在するか否かの判定を行う。測距システム７０の残余の構成は、光学的位置検出システム１と同様である。距離検出部２６を有する第１制御部１１は、主に、第２制御部１２からの制御信号に基づいて、測距システム７０と検知対象物６０との距離を検出する。つまり、距離検出部２６を有する第１制御部１１は、測距システム７０と検知対象物６０との距離を検出する測距装置として機能する。
【０１３５】
距離検出部２６は、受光部３から出力された電気信号に基づいて、測距システム７０と検知対象物６０との距離を検出する。より具体的には、距離検出部２６は、受光部３から出力された電気信号と所定の演算式とを用いて求めた、照明部２が光５０を照射してから、当該光５０が検知対象物６０で反射して受光部３で受光されるまでの時間、もしくは、受光部３で受光された反射光５１の入射角等に基づいて、測距システム７０と検知対象物６０との距離を検出する。距離検出部２６において、測距システム７０と検知対象物６０との距離を算出する際に用いる所定の演算式は、受光部３を構成するＰＤの数や配置位置などに応じて選択される。
【０１３６】
図２４は、図７に示される光学的位置検出システム１に係る第１制御部１１の構成図に対応する、測距システム７０の第１制御部１１の構成を示す図である。図２４に例示される測距システム７０の第１制御部１１では、演算器４３と出力端子４７ａとで、距離検出部２６の役割を果たしている。演算器４３は、ＬＥＤ４が光５０を照射している際に増幅器４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄから出力された電気信号に基づいて、測距システム７０と検知対象物６０との距離を検出する（求める）。また、演算器４３で検出される検出結果は１つ（測距システム７０と検知対象物６０との距離だけ）であるため、演算器４３には１つの出力端子４７ａが接続されている。演算器４３で検出された測距システム７０と検知対象物６０との距離は、出力端子４７ａから第２制御部１２および測距システム７０の外部に出力される。
【０１３７】
測距システム７０の判定部２２は、距離検出部２６で検出された、測距システム７０と検知対象物６０との距離に基づいて、検知対象物６０が存在するか否かの判定を行う。図２５は、図６に示される光学的位置検出システム１に係る判定部２２の処理に対応する、測距システム７０に係る判定部２２の処理を示す図である。
【０１３８】
本変形例に係る判定部２２は、まず、距離検出部２６で検出された距離を取得する（ステップＳ２０）。そして、判定部２２は、ステップＳ２０で取得した距離と、所定の閾値とを比較する（ステップＳ２１）。例えば、ステップＳ２０で取得した距離が、所定の閾値より大きい場合、つまり検知対象物６０が所定距離内に存在しない場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、判定部２２は、検知対象物６０が存在しないと判定する（ステップＳ２２）。一方、判定部２２は、ステップＳ２０で取得した距離が、所定の閾値より小さい場合、つまり検知対象物６０が所定距離内に存在する場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、判定部２２は、検知対象物６０が存在すると判定する（ステップＳ２３）。判定部２２での判定結果は、動作制御部２３に出力される。
【０１３９】
そして、動作制御部２３は、判定部２２から出力された判定結果を用いて、測距システム７０の動作モードを設定し、当該動作モードに基づいて指示部２０に制御信号を送出する。測距システム７０は、上述した第一実施形態および第二実施形態と同様に、判定部２２で検知対象物６０が存在すると判定された場合に設定される第１動作モードと、判定部２２で検知対象物６０が存在しないと判定された場合に設定される第２動作モードとを有している。
【０１４０】
＜動作制御部による制御例について＞
図２６は、図１０に示される光学的位置検出システム１の動作制御部２３が送出する制御信号に対応する、本変形例に係る動作制御部２３が送出する制御信号の一例を示す図である。
【０１４１】
上述したように、本変形例に係る演算器４３では、測距システム７０と検知対象物６０との距離しか出力されない。そのため、第一実施形態とは異なり、検知対象物６０が存在しない場合（測距システム７０の動作モードが第２動作モードに設定されている場合）であっても、演算器４３で検出される検出結果の数は変化しない。つまり、本変形例に係る演算器４３は、図２６に示されるように、測距システム７０の動作モードが第１動作モードに設定されているか第２動作モードに設定されているかに関わらず、ＬＥＤ４（照明部２）が光５０を照射している際に、測距システム７０と検知対象物６０との距離を検知する。
【０１４２】
しかし、ＬＥＤドライバ４１は、測距システム７０の動作モードが第２動作モードであるとき、つまり、検知対象物６０が所定距離内に存在しないときには、上述した第一実施形態と同様に、照明部２を弱い光（第１光量より少ない第２光量）で点灯させる。そのため、検知対象物６０の有無に関わらず一定の光量で光５０を照射する場合と比較して、照明部２の消費電力を低減することができる。その結果、測距システム７０を低消費電力化することができる。
【０１４３】
なお、検知対象物６０が存在しない場合（測距システム７０の動作モードが第２動作モードである場合）に、演算器４３は、電気信号に基づいて求められる測距システム７０と検知対象物６０との距離を所定数倍した値を、測距システム７０と検知対象物６０との距離として出力してもよい。これにより、第２動作モードにおいて、照明部２が弱い光で照射している場合でも、大きい値の検出結果を得ることができ、判定部２２での検知対象物６０の有無を判定しやすくすることができる。
【０１４４】
また、測距システム７０の動作モードが第２動作モードに設定されている場合に、ＬＥＤ４（照明部２）の照射時間を短くすることで、測距システム７０を低消費電力化してもよい。照明部２の照射時間は、第二実施形態で説明したように、照射周期およびデューティ比の少なくとも一方を変化させることで変化させることができる。検知対象物６０が存在しない場合（第２動作モード設定時）における照明部２が光５０を照射する時間を、検知対象物６０が存在する場合（第１動作モード設定時）における照明部２が光５０を照射する時間より短くすることで、上述した第二実施形態と同様に、照明部２の消費電力を低減することができる。その結果、測距システム７０を低消費電力化することができる。なお、この場合には、第２動作モードにおいて照明部２が照射する光５０の光量は、低減しなくても良い。照明部２が照射する光５０の光量を低減しない場合であっても、第２動作モード設定時における照明部２での照射時間を、第１動作モード設定時における照明部２での照射時間より短くすることで、第２動作モードにおける照明部２の消費電力を低減することが可能である。
【０１４５】
上記において光学的位置検出システム１及び測距システム７０は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種の例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０１４６】
１  光学的位置検出システム
２  照明部
３  受光部
１４  受光面
２１  位置検出部
２２  判定部
２３  動作制御部
５０  光
６０  検知対象物
７０  測距システム
【図１】
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【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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