光学的検出装置
【目的】
デザインや配色上の制約をなくし、低コストかつ高強度で、検出方法を自由に選択できると共に素子の故障等にも対応し得る装置を提供する。
【構成】
光学的検出装置の透明板２３の周縁部に、一体的にかつ発光素子６及び受光素子７側へ拡大してフィルタ部２３Ｃを形成した。このフィルタ部２３Ｃは各素子６，７への外部からの不要な光の侵入を防ぐと共に上側面が保護カバー２１に広い面積で接着される。フィルタ部２３Ｃの内側には装置の外観等に合わせた色の着色部を設けた。選択手段で一方向と他方向の素子対を選択的に駆動させ、各素子の使用頻度を抑える。隣接素子作動手段で故障素子に代えて隣接する素子を作動させ、一部の故障等に対する抵抗力を強めて信頼性を向上させる。
デザインや配色上の制約をなくし、低コストかつ高強度で、検出方法を自由に選択できると共に素子の故障等にも対応し得る装置を提供する。
【構成】
光学的検出装置の透明板２３の周縁部に、一体的にかつ発光素子６及び受光素子７側へ拡大してフィルタ部２３Ｃを形成した。このフィルタ部２３Ｃは各素子６，７への外部からの不要な光の侵入を防ぐと共に上側面が保護カバー２１に広い面積で接着される。フィルタ部２３Ｃの内側には装置の外観等に合わせた色の着色部を設けた。選択手段で一方向と他方向の素子対を選択的に駆動させ、各素子の使用頻度を抑える。隣接素子作動手段で故障素子に代えて隣接する素子を作動させ、一部の故障等に対する抵抗力を強めて信頼性を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の有無または位置を光学的に検出する光学的検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光学的検出装置１は、図１５に示すように、表示部２と組み合わされ、コンピュータ等の入力装置として使用される。この光学的検出装置１は表示部２の表面を覆って設けられる。
【０００３】
表示部２の表示画面２Ａには、コンピュータ等から送信されるメニュー等の画面やアイコン等を表示する。オペレータは希望する命令を実行させるために、特定のアイコンを指で触れる等の手段により選択する。また、表示部２をなぞり、文字や図形等を入力する。
【０００４】
表示部２を指で触れる等の手段でアイコン等を選択するときに、その指等の有無及び位置を検出する手段が光学的検出装置１である。
【０００５】
この光学的検出装置１は主に、後述の発光素子６及び受光素子７等が搭載される基板３と、この基板３を覆って設けられ発光素子６及び受光素子７等を保護する保護カバー４と、保護カバー４の開口部４Ａに取り付けられ表示部２の表示画面２Ａを覆って保護する透明板５とから構成されている。保護カバー４の開口部４Ａは表示部２の表示画面２Ａとほぼ同じ大きさに設定されている。そして、この開口部４Ａが、アイコンを選択したり、文字や図形等を入力するときのタッチ領域となっている。
【０００６】
基板３には、その開口部３Ａを取り囲むように一群の発光素子６及び受光素子７が取り付けられている。各発光素子６は開口部３Ａの隣り合う２つの辺に亘って配設され、各受光素子７は各発光素子６に対向する位置である開口部３Ａの隣り合う２つの辺に亘って配設されている。これらの発光素子６及び受光素子７は互いに対向したもの同士でそれぞれ対をなしている。各発光素子６及び受光素子７によって、図１６に示すようにタッチ領域でＸＹ軸方向にマトリックス状の光を通すようになっている。各発光素子６及び受光素子７間に通される各光で構成されるＸＹ座標が、コンピュータの座標系に整合するように設定されている。各発光素子６及び受光素子７はこれらを制御する制御部８（図１９参照）に接続されている。なお、図１６中のＡは指等の障害物であり、この障害物ＡによってＸ軸及びＹ軸方向の光が遮られた状態を示す。
【０００７】
発光素子６及び受光素子７が取り付けられる部分の具体的な構成は、図１７に示すように、保護カバー４の内側（下側）に基板３が位置し、この保護カバー４に透明板５が取り付けられている。この透明板５は基板３と同一高さに配設され、基板３に取り付けられた発光素子６及び受光素子７による光を透明板５の外側面（上側面）に通すようになっている。この透明板５は保護カバー４に、傾斜窓部材１０を介して取り付けられている。傾斜窓部材１０と透明板５との間及び傾斜窓部材１０と保護カバー４との間は接着剤等で接着されている。この傾斜窓部材１０は、可視光線を通さず発光素子６からの光を通すフィルタ材で構成されている。このフィルタ材は黒色を有している。
【０００８】
また、図１８に示すように、傾斜窓部材１１が保護カバーを兼用する構成のものもある。傾斜窓部材１１と透明板５との間は接着剤等で接着されている。この場合は、必要に応じて別部材の保護カバー１２が設けられる。
【０００９】
各発光素子６及び受光素子７を制御する制御部８は、図１９に示すように構成されている。各発光素子６及び受光素子７はそれぞれまとまって、発光素子アレー６Ａ及び受光素子アレー７Ａを構成している。図中の１５は発光素子駆動回路、１６はマルチプレクサ、１７はマイクロプロセッサ、１８は増幅器、１９は比較器である。
【００１０】
発光素子駆動回路１５は発光素子アレー６Ａの各発光素子６を駆動して一方から順に発光させ、タッチ領域においてＸ軸方向及びＹ軸方向に光を走査させる。マルチプレクサ１６は受光素子アレー７Ａの各受光素子７を制御し、発光素子６からの光の走査に応じて受光素子７を順に作動させる。
【００１１】
各受光素子７で得た受光信号は、マルチプレクサ１６を介して増幅器１８で増幅され、比較器１９で特定基準レベルと比較される。そして、遮光の有無によって変る比較器１９からの出力信号が検出信号としてマイクロプロセッサ１７に入力する。
【００１２】
マイクロプロセッサ１７は、発光素子駆動回路１５及びマルチプレクサ１６を制御して、各素子６，７をＸ座標からＹ座標に亘って一通り走査させる。これにより、１走査毎に物体による遮光の有無を検出する。遮光があった場合は、物体による遮光（タッチオン）を示す走査識別情報と、その遮光位置を示す座標データとからなる遮光情報をコンピュータ等に送信する。
【００１３】
また、マイクロプロセッサ１７では、走査中に異常を検出したとき、例えば一定時間以上遮光があるときや光量が異常に低下したときは、この素子対の故障か否かを判定する。この判定は次のようにして行なう。対象となる素子対方向に配設された発光素子６を発光させ、相対向する受光素子７の出力の有無をみる。出力が無いときは、発光素子６の電圧を測定し、故障か否かを判断する。故障でなければ受光素子７の不良、故障していれば発光素子６の不良として、この素子対は不良素子とみなして検出処理から除外される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、前述の光学的検出装置では、傾斜窓部材１０として黒色のフィルタ材が用いられるので、外観デザイン上及び配色上の制約が大きくなる。
【００１５】
また、保護カバー４、透明板５及び傾斜窓部材１０を互いに接着する構成であるため、組み立て工程が複雑になり、コスト高になってしまう。さらに、強度も弱く、信頼性に欠ける。
【００１６】
また、これを補うために傾斜窓部材１１の外側を保護カバー１２で覆って補強することも考えられるが、この場合、保護カバー１２の分だけ厚みが増して嵩ばる。配色上の制約は依然として残る。傾斜窓部材１１の接続部分の強度は依然として劣る。さらに、保護カバー１２を設けると、部品点数が増加すると共に組立工程も複雑化し、コスト高の原因となる。
【００１７】
一方、前記従来の光学的検出装置１では、発光素子６及び受光素子７の素子対の走査方法にはおおまかに２種類あった。
【００１８】
１つは、１回の走査処理でＸ軸とＹ軸の両方を走査し、各走査処理毎に物体の有無及び座標の検出を行なうものである。もう１つは、１回の走査処理でＸ軸かＹ軸の片方のみを走査し、その軸方向で遮光があったときだけ、もう一方の軸方向も走査し、物体の有無及び座標の検出を行なうものである。後者は消費電力の低減、各素子６，７の寿命の延長、耐用年数の長期化（あるいは応答時間の短縮）を図っている。ところが、これらの走査処理は各装置に固定されたもので、必要に応じて切替えることはできなかった。
【００１９】
また、物体が遮光する位置と同一箇所の素子対の各素子６，７が故障すると、その位置での物体の検出が不可能であった。
【００２０】
さらに、光学的検出装置１を接続するコンピュータ等において、故障箇所の位置座標をプログラムに組み込んだソフトウェアを用いていると、故障発生によってコンピュータ等が使用できなくなってしまう。
【００２１】
また、図２０のように対となるべき素子６，７の片方が構造的にどうしても配設できない部分が生じる場合がある。この場合、その配設できない部分での検出が不可能となり、不感地帯となってしまう。
【００２２】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、デザインや配色上の制約が少なく、低コストかつ高強度で、検出方法を自由に選択できると共に素子の故障等にも対応できる薄型の光学的検出装置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】
【００２３】
上記課題を解決するために第１の発明は、表示装置の表示部を取り囲むように形成され発光素子及び受光素子等を搭載する基板と、この基板を覆って設けられた保護カバーと、この保護カバーに取り付けられ前記表示部を覆う透明板とからなり、前記発光素子からの光を前記透明板の外側面に沿って前記受光素子まで通し、この光が遮光されることで透明板の表面に存する物体を光学的に検出する光学的検出装置において、前記透明板の周縁部に一体的にかつ前記発光素子及び受光素子側へ拡大して形成され、各素子への外部からの不要な光の侵入を防ぐと共に上側面が前記保護カバーに接着されるフィルタ部を備えたことを特徴とする。
【００２４】
第２の発明は、前記フィルタ部の内側に着色部を設けたことを特徴とする。
【００２５】
第３の発明は、前記着色部が、前記フィルタ部の内側面に直接着色して構成されたことを特徴とする。
【００２６】
第４の発明は、前記着色部が、前記フィルタ部の内側に配設された着色板材で構成されたことを特徴とする。
【００２７】
第５の発明は、前記フィルタ部のうち前記発光素子及び受光素子に対向する面に黒色フィルタを貼設したことを特徴とする。
【００２８】
第６の発明は、交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子を互いに対向させ所定距離離間して配置し、各素子間に通された光を遮断する物体の有無または位置の一方または両方を検出する光学的検出装置において、一方向の素子対と他方向の素子対とをともに駆動する第１駆動手段を備えた第１検出手段と、前記各方向のいずれか一方の素子対を駆動する第２駆動手段及び、遮光があったときのみ他方の素子対を駆動させる第３駆動手段を備えた第２検出手段と、前記第１または第２検出手段のいずれを選択するかの条件信号を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された条件信号に従って前記第１または第２検出手段のいずれかを選択する選択手段とを有することを特徴とする。
【００２９】
第７の発明は、交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子を互いに対向させ所定距離離間して配置し、各素子間に通された光を遮断する物体の有無または位置の一方または両方を検出する光学的検出装置において、前記発光素子または受光素子の故障情報を記憶する第１記憶手段と、前記発光素子または受光素子の不具備情報を記憶する第２記憶手段と、前記第１または第２記憶手段に記憶された故障または不具備の発光素子または受光素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させる隣接素子作動手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
〔作用〕
第１の発明では、発光素子及び受光素子側へ拡大して形成したフィルタ部を備えたので、外部からの不要な光はこのフィルタ部に侵入しても発光素子及び受光素子まで到達することはできず、誤動作を防止することができる。
【００３１】
また、透明板の周縁部に一体的に形成したフィルタ部の上側面が保護カバーの下側面に広い範囲で接着されるため、この保護カバーと透明板とが強固に接合される。
【００３２】
第２の発明では、フィルタ部の内側に、フィルタとしての機能を考慮する必要なしに、任意の色を施した着色部を設けることができるので、デザイン上及び配色上の制約をなくすことができる。
【００３３】
この場合、着色部としては、第３の発明のように前記フィルタ部の内側面に直接着色してもよく、また第４の発明のように前記フィルタ部の内側に着色板材を配設してもよい。
【００３４】
第５の発明では、前記フィルタ部のうち前記発光素子及び受光素子に対向する面に黒色フィルタを貼設したので、フィルタ部の機能だけでは除去できない程度の強い外部光がある場合に有効である。この黒色フィルタは、可視光線を通さず発光素子６からの光を通す従来のフィルタである。この黒色フィルタはフィルタ部のうち最も内側である発光素子及び受光素子に対向する面に設けられているので、外部から見えることはなく、外観デザインへ影響を及ぼすことはない。
【００３５】
第６の発明では、記憶手段に記憶された条件信号に従って選択手段で第１または第２検出手段のいずれかを選択する。第１検出手段を選択すると、第１駆動手段で一方向の素子対と他方向の素子対とをともに駆動し、物体の有無とその位置を検出する。第２検出手段を選択すると、まず第２駆動手段で遮光があるまでいずれか一方の素子対を駆動させる。そして、遮光があると、第３駆動手段で他方の素子対を駆動させて、両方向の素子対で物体の有無とその位置を検出する。
【００３６】
これにより、各素子の使用頻度を抑えて消費電力の低減、各素子６，７の寿命の延長、耐用年数の長期化を図ることができる。
【００３７】
第７の発明では、走査中に素子の故障が発生すると、その故障情報を第１記憶手段に記憶する。また、不具備情報は予め第２記憶手段に記憶しておく。走査する場合は、隣接素子作動手段で第１または第２記憶手段に記憶された情報に基づいて故障等の素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させる。
【００３８】
これにより、一部の故障等に対する抵抗力が強く、信頼性の高い装置とすることができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上詳述したように、本発明の光学的検出装置によれば以下のような効果を奏することができる。
【００４０】
（１） 発光素子及び受光素子側へ拡大して形成したフィルタ部を備えたので、外部からの不要な光はこのフィルタ部に侵入しても発光素子及び受光素子まで到達することはできず、誤動作を防止することができる。
【００４１】
（２） 透明板の周縁部に一体的に形成したフィルタ部の上側面が保護カバーの下側面に広い範囲で接着されるため、この保護カバーと透明板とが強固に接合される。
【００４２】
（３） フィルタ部の内側に、フィルタとしての機能を考慮する必要なしに、任意の色を直接着色したり、着色板材を配設した着色部を設けることができるので、デザイン上及び配色上の制約をなくすことができる。
【００４３】
（４） 前記フィルタ部のうち前記発光素子及び受光素子に対向する面に黒色フィルタを貼設したので、フィルタ部の機能だけでは除去できない程度の強い外部光がある場合に有効である。この黒色フィルタは、可視光線を通さず発光素子６からの光を通す従来のフィルタである。この黒色フィルタはフィルタ部のうち最も内側である発光素子及び受光素子に対向する面に設けられているので、外部から見えることはなく、外観デザインへ影響を及ぼすことはない。
【００４４】
（５） 記憶手段に記憶された条件信号に従って選択手段で第１または第２検出手段のいずれかを選択するようにしたので、各素子の使用頻度を抑えて消費電力の低減、各素子６，７の寿命の延長、耐用年数の長期化を図ることができる。
【００４５】
（６） 隣接素子作動手段で第１または第２記憶手段に記憶された情報に基づいて故障等の素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させるので、一部の故障等に対する抵抗力が強く、信頼性の高い装置とすることができる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明に係る光学的検出装置の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施例に係る光学的検出装置の全体構成は、前記従来の光学的検出装置とほぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
本実施例の光学的検出装置では、発光素子６及び受光素子７が取り付けられる部分の具体的な構成は図１に示すようになっている。保護カバー２１の内側（下側）に基板２２が位置し、この保護カバー２１に透明板２３が取り付けられている。透明板２３は基板２２と同一高さに配設され、基板２２に取り付けられた発光素子６及び受光素子７による光を透明板２３の外側面（上側面）に通すようになっている。以上の構成は前記従来の光学的検出装置とほぼ同様である。
【００４８】
そして透明板２３は、表示部２の表示画面２Ａを覆うカバー部２３Ａと、このカバー部２３Ａの周縁から斜め上方に立ち上げて一体成形された傾斜窓部２３Ｂと、この傾斜窓部２３Ｂの上端部から外周方向（図１中の左方向）に延ばして形成されたフィルタ部２３Ｃとから構成されている。このカバー部２３Ａ、傾斜窓部２３Ｂ及びフィルタ部２３Ｃは全部透明な材料（合成樹脂等）で成形されている。フィルタ部２３Ｃは、受発光素子６，７側端面から外側端面（傾斜窓部２３Ｂの外側面）までの距離を長くすることで、フィルタとして機能させ、外部からの不要な光の侵入（特に受光素子７への侵入）を防止している。傾斜窓部２３Ｂ及びフィルタ部２３Ｃの内側面２３Ｄ，２３Ｅは、光学的検出装置全体のデザインに合せた色に着色されている。この着色は、保護カバー２１と表示画面２Ａとの間であって、外側から内部が見える部分に施されている。これにより、外観デザインが向上すると共に外部から受発光素子６，７が見えないようになっている。この着色の手段としては、シルク印刷、塗装、インモールド等が用いられる。シルク印刷は、図２に示すように、印刷対象部分２５以外をマスキングし、布２６を製品にあて印刷する。塗装は、その対象部分以外をマスキングし吹付け塗装、その他の塗装法により行なう。インモールド法では、図３に示すように、金型２７に予め特定色のシート２８を入れ込み、透明な樹脂を成形する。
【００４９】
保護カバー２１と透明板２３とは、保護カバー２１の下側面と透明板２３のフィルタ部２３Ｃの上側面とが互いに接着されることで、広い面積で互いに接合されている。
【００５０】
光学的検出装置の回路構成は、前記従来技術の光学的検出装置とほぼ同様である。そして、本実施例のマイクロプロセッサ３１には、図４に示すように、制御回路３２の他にＲＯＭ３３、フラグ３４が備えられている。フラグ３４には、条件フラグ３４Ａ、規定回数３４Ｂ，規定時間３４Ｃ，規定回数カウンタ３４Ｄ，規定時間カウンタ３４Ｅが備えられている。条件フラグ３４Ａは各種の条件に対応した信号を設定するためのものである。この条件としては、ホストコンピュータ等から条件信号が出力されたときや、遮光のない状態が規定時間及び規定回数を超えたとき等がある。また、ホストコンピュータ等からの条件信号としては次のようなものがある。例えばＡＴＭにおいて、ホストコンピュータ等に接続されたセンサ等を用いてＡＴＭの前における人間の存在の有無を検出し、人間が存在しないときにＸ軸かＹ軸の片方のみを走査させる制御信号等である。
【００５１】
条件フラグ３４Ａは、このような条件に従って走査モード（例えば、Ｘ軸かＹ軸の片方のみを走査する省エネルギーモードや高速で走査する高速モード等）を判断するものである。
【００５２】
規定回数３４Ｂは検出回数の規定となる回数、規定時間３４Ｃは検出時間の規定となる時間、規定回数カウンタ３４Ｄは検出回数をカウントするＲＡＭ、規定時間カウンタ３４Ｅは検出時間を測定（カウント）するＲＡＭである。
【００５３】
ＲＯＭ３３には座標検出等に必要なプログラム及び図５及び図６に示す処理機能が格納され、これに基づいて制御回路３２で各部を制御する。マイクロプロセッサ３１には条件信号発生器（図示せず）が接続されている。この条件信号発生器は前記ホストコンピュータ等である。
【００５４】
図５（Ａ）のフローチャートで示す処理は次のようになっている。この処理は光学的検出装置が電源ＯＮされている間中、繰り返し行なわれる。具体的にはステップ１において、制御回路３２でＲＯＭ３３のプログラムに従い条件信号発生器を参照して条件信号の有無を判断する。条件信号がある場合は、ステップ２に移り、条件フラグ３４Ａをセットする。条件信号がない場合は、ステップ３に移り、条件フラグ３４Ａをクリアする。
【００５５】
ステップ４では規定回数カウンタ３４Ｄと規定回数３４Ｂとを比較し、カウンタ３４Ｄでのカウント数が規定回数３４Ｂを超えている場合はステップ５に移り、条件フラグをセットする。超えていない場合はステップ６に移る。
【００５６】
ステップ６では、規定時間カウンタ３４Ｅと規定時間３４Ｃとを比較し、カウンタ３４Ｅでのカウンタ数が規定時間３４Ｃを超えている場合はステップ７に移り、条件フラグ３４Ａをセットする。超えていない場合はステップ８に移る。
【００５７】
ステップ８では条件フラグ３４Ａがセットされているか否かを判断し、セットされていない場合はステップ９においてＸ軸とＹ軸との両方を走査して物体の有無及び位置を検出し、ステップ１０において座標データ等の遮光情報を送信してステップ１に戻る。
【００５８】
ステップ８において条件フラグ３４Ａがセットされている場合は、ステップ１１において、Ｘ軸またはＹ軸の一方を走査する。なおこの場合、Ｘ軸またはＹ軸のいずれを走査させるように設定してもよい。次いで、ステップ１２において遮光があるか否かを判断し、遮光がない場合は、ステップ１３において遅延時間を置いた後、ステップ１４において規定回数カウンタ３４Ｄをカウントアップする。次いで、ステップ１０において座標データ等の座標情報を送信してステップ１に戻る。
【００５９】
ステップ１２において遮光がある場合は、ステップ１５においてＸ軸またはＹ軸の他方を走査する。次いで、ステップ１６において条件フラグ３４Ａをクリアし、ステップ１７において規定回数カウンタ３４Ｄをクリアし、さらにステップ１８において規定時間カウンタ３４Ｅをクリアする。次いでステップ１０において座標データ等の遮光情報を送信してステップ１に戻る。そして、前記各処理を繰り返す。
【００６０】
一方、前記処理の途中において、図５（Ｂ）に示す割込み処理が行なわれる。割込み処理はタイマにより一定時間毎に行なわれる。
【００６１】
この割込み処理では、ステップ１９において遮光があるか否かを判断し、遮光がある場合は割込み処理を終了する。遮光がない場合にはステップ２０において規定時間カウンタ３４Ｅを作動させる。
【００６２】
なお、前記ステップ９によって、Ｘ軸及びＹ軸の両方向の素子対をともに駆動する第１駆動手段が構成されている。このステップ９によって構成された第１駆動手段によって第１検出手段が構成されている。
【００６３】
ステップ１１によって、Ｘ軸及びＹ軸のいずれか一方の素子対を駆動する第２駆動手段が構成されている。ステップ１２及びステップ１５で、遮光があったときのみ他方の素子対を駆動させる第３駆動手段が構成されている。そして、これらステップ１１、ステップ１２及びステップ１５で第２検出手段が構成されている。
【００６４】
また、ステップ８で、記憶手段に記憶された条件信号に従って前記第１または第２検出手段のいずれかを選択する選択手段が構成されている。
【００６５】
第１または第２検出手段のいずれを選択するかの条件信号を記憶する記憶手段は、条件フラグ３４Ａによって構成されている。
【００６６】
図６のフローチャートで示す処理は次のようになっている。この処理も光学的検出装置が電源ＯＮされている間中、繰り返し行なわれる。具体的には、ステップ２１において、各素子をチェックする。即ち、各素子が異常であるか否か、異常の場合には素子自体の故障か、または不具備、即ち構造上有効か否かが判断される。
【００６７】
異常と判断された場合、遮光部の発光素子６の発光量及び受光素子７の受光感度を調整する。これにより、受光素子７から受光信号が発生したときは、遮光部の各素子６，７は正常と判断する。この場合、次の走査から該当素子対の発光量または受光感度を前記調整値で走査するようにＲＡＭに記録される。
【００６８】
前記発光量及び受光感度の調整によって受光信号が発生しないときは、以下の態様のチェックを行なう。
【００６９】
（１） 遮光部の発光素子６が異常であるか否かをチェックするために、遮光部の発光素子６を作動させたままで遮光部の受光素子７に隣接する正常な受光素子７を作動させてみる。この隣接受光素子７から受光信号が発生したときは遮光部の発光素子６は正常と判断する。隣接受光素子７から受光信号が発生しないときは遮光部の発光素子６は故障と判断する。
【００７０】
（２） 遮光部の受光素子７が異常であるか否かをチェックするために、遮光部の受光素子７を作動させたままで遮光部の発光素子６に隣接する正常な発光素子６を発光させてみる。これにより、遮光部の受光素子７から受光信号が発生する場合はこの遮光部の受光素子７は正常と判断する。遮光部の受光素子７から受光信号が発生しない場合はこの受光素子７の故障と判断する。
【００７１】
また、構造上無効の発光素子６及び受光素子７は予めＲＯＭ３３に記録されており、この情報と遮光部の素子対との比較により、構造上無効か有効かを判断する。
【００７２】
以上の情報は前記ＲＡＭに記録される。
【００７３】
なお、前記各判断は、例えばＡＴＭにおいて、ホストコンピュータに接続されたセンサ等で人間の存在を検出しないとき等に行なうのが好ましい。
【００７４】
以上の情報をステップ２１で処理、判断し、各素子６，７が正常か異常かを判断する。正常の場合はステップ２２で通常の素子６，７を選択し、異常の場合はステップ２３で隣接する発光素子６あるいは受光素子７を選択する。
【００７５】
次いで、ステップ２４で選択した素子６，７を受発光させ、遮光がないか否かを判断する。
【００７６】
さらにステップ２５において、すべての素子対の検出が終了しているか否かを判断し、終了していなければステップ２１に戻り、前記処理を繰り返す。終了していればステップ２６で座標出力処理を行ない、ステップ２１に戻って前記処理を繰り返す。
【００７７】
なお、前記ＲＡＭによって、発光素子６または受光素子７の故障情報を記憶する第１記憶手段及び各素子６，７の不具備情報を記憶する第２記憶手段が構成されている。
【００７８】
また、ステップ２１，２２，２３，２４によって、前記第１または第２記憶手段に記憶された故障または不具備の各素子６，７に代えて隣接素子６，７を作動させる隣接素子作動手段が構成されている。
【００７９】
以上のように構成された光学的検出装置では、フィルタ部２３Ｃを広く（長く）形成することでフィルタとして機能させるため、傾斜窓部２３Ｂを黒色にする必要がなく、任意の色に着色することができる。これにより、外観デザイン上及び配色上の制約がなくなり、光学的検出装置全体のデザインに合せた色に着色することができるようになる。
【００８０】
保護カバー２１と透明板２３とは、広く形成されたフィルタ部２３Ｃの上側面と保護カバー２１の下側面とを当接して広い面積で接合したので、接合強度が増し、信頼性が向上する。さらに、このフィルタ部２３Ｃの上側面と保護カバー２１の下側面との間だけでこれらを接合するため、組み立て工程が減少し、コスト低減を図れる。
【００８１】
また、保護カバー２１及び透明板２３の部分の厚みが増して嵩ばることがなく、装置を薄形に維持することができる。
【００８２】
走査モードを必要に応じて切替え、Ｘ軸またはＹ軸の一方の走査を休止させるので、エネルギーの消費を抑えて、ランニングコストを低減することができる。
【００８３】
また、一方の走査を行なうとき、Ｘ軸とＹ軸とを交互に走査すれば、各素子６，７の使用頻度を抑えて寿命を延ばすことができる。
【００８４】
さらに、不良素子６，７等を他の素子６，７で補うようにしたので、故障の発生が少なく、信頼性を大幅に向上させることができる。
【００８５】
［変形例］発光素子６及び受光素子７が取り付けられる保護カバー２１、基板２２及び透明板２３の部分の構成は、前記実施例の場合に限らず、以下に示す種々の構成でもよい。
【００８６】
（１） 第１変形例に係る光学的検出装置の全体構成は図７に示すように、前記実施例の光学的検出装置（図１参照）とほぼ同様である。保護カバー４１及び基板４２は、前記実施例と同一の構成を有している。
【００８７】
透明板４３は基板４２をその下側から支持する基板支持部４３Ｅを含めて一体的に成形されている。即ち、透明板４３は、表示部２の表示画面２Ａを覆うカバー部４３Ａと、このカバー部４３Ａの周縁部から斜め上方に立上げて形成された傾斜窓部４３Ｂと、この傾斜窓部４３Ｂの上端部に一体的に接続されたフィルタ部４３Ｃと、このフィルタ部４３Ｃの外周縁部から斜め下方に傾斜して形成された連接部４３Ｄと、この連接部４３Ｄの下端部から基板４２の下方に延設されこの基板４２を支持する基板支持部４３Ｅとから構成されている。フィルタ部４３Ｃは前記実施例同様の機能を有している。
【００８８】
そして、傾斜窓部４３Ｂとフィルタ部４３Ｃの内側面が前記実施例同様の手段で着色されている。
【００８９】
（２） 第２変形例に係る光学的検出装置は図８に示すように、保護カバー５１、基板５２及び透明板５３ともに前記実施例の光学的検出装置と同様の構成を有している。そして、本変形例では、傾斜窓部５３Ｂとフィルタ部５３Ｃのそれぞれの内側面に、前記実施例同様の手段で所望の色に着色した板材５４を貼設した。板材５４は傾斜窓部５３Ｂ及びフィルタ部５３Ｃの内側に合せてくの字形に形成されている。
【００９０】
（３） 第３変形例に係る光学的検出装置は図９に示すように、保護カバー６１、基板６２及び透明板６３ともに前記実施例の光学的検出装置と同様である。そして、本変形例では、基板６２と透明板６３との間に、前記実施例同様の手段で所望の色に着色した板材６４を配設した。この板材６４は基板６２の延長上に位置し、基板６２と同様の厚さの平板材で構成されている。
【００９１】
（４） 第４変形例に係る光学的検出装置は図傾斜窓部材１０に示すように、前記第１変形例の光学的検出装置とほぼ同様の構成を有している。透明板７３は、基板７２をその下側から支持する基板支持部７３Ｅを含めて一体的に成形されている。即ち、透明板７３は、表示部２の表示画面２Ａを覆うカバー部７３Ａと、このカバー部７３Ａの周縁部から斜め上方に立上げて形成された傾斜窓部７３Ｂと、この傾斜窓部７３Ｂの上端部に一体的に接続されたフィルタ部７３Ｃと、このフィルタ部７３Ｃの外周縁部から斜め下方に傾斜して形成された連接部７３Ｄと、この連接部７３Ｄの下端部から基板４２の下方に延設されこの基板７２を支持する基板支持部７３Ｅとから構成されている。
【００９２】
基板７２は傾斜窓部７３Ｂの内側面まで延長して形成されている。そして、この基板７２の傾斜窓部７３Ｂ側の部分または全体を所望の色に着色している。即ち、この基板７２が前記第３変形例の板材６４と同様に機能している。
【００９３】
連接部７３Ｄは、各角部（保護カバー７１の４角部）に位置する部分を残し、基板７２が挿入できる長穴７５が形成されている。
【００９４】
（５） 第５変形例に係る光学的検出装置は図１１に示すように、保護カバー８１、基板８２及び透明板８３ともに前記実施例の光学的検出装置とほぼ同様の構成を有している。そして、本変形例では、フィルタ部８３Ｃのうち、受発光素子６，７側端部面に前記従来技術で用いた黒色フィルタ材８４を貼設した。このフィルタ材８４は、別体の板材としても、シルク印刷等で施してもよい。このフィルタ材８４は、フィルタ部８３Ｃで防止できない程の外部光がある場合に設けられる。傾斜窓部８３Ｂとフィルタ部８３Ｃのそれぞれの内側面は所望の色に着色している。黒色フィルタ材８４はその貼設位置のため外部から見えることはなく、デザイン上等の制約とはならない。
【００９５】
（６） 第６変形例に係る光学的検出装置は図１２に示すように、第５変形例の光学的検出装置と同様の構成を有している。そして、本変形例では、傾斜窓部８３Ｂとフィルタ部８３Ｃの内側面に、前記第２変形例の板材５４と同様の板材８６を貼設した。
【００９６】
（７） 第７変形例に係る光学的検出装置は図１３に示すように、前記実施例の光学的検出装置と同様である。そして、本変形例では、傾斜窓部２３Ｂの外側面に、所望の色に着色した板材９１を貼設した。
【００９７】
（８） 第８変形例に係る光学的検出装置も図１４に示すように、前記実施例の光学的検出装置と同様である。そして、本変形例では、傾斜窓部２３Ｂの外側面を所望の色に着色した。
【００９８】
以上の構成の各変形例でも、前記実施例同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】保護カバー、基板及び透明板の取り付け構造を分解した状態で示す断面図である。
【図２】シルク印刷法を示す模式図である。
【図３】インモールド法を示す模式図である。
【図４】マイクロプロセッサの構成を示すブロック図である。
【図５】Ｘ軸とＹ軸の走査の選択処理及び割込み処理を示すフローチャートである。
【図６】不良素子等の検出処理を示すフローチャートである。
【図７】第１変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図８】第２変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図９】第３変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１０】第４変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１１】第５変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１２】第６変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１３】第７変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１４】第８変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１５】光学的検出装置を示す分解斜視図である。
【図１６】光学的検出装置のタッチ領域を示す平面図である。
【図１７】従来の光学的検出装置における保護カバー、基板及び透明板の取り付け構造を分解した状態で示す断面図である。
【図１８】図１７の光学的検出装置の変形例を示す断面図である。
【図１９】制御部を示すブロック図である。
【図２０】構成上素子を配置できない場合の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
２１…保護カバー、
２２…基板、
２３…透明板、
２３Ａ…カバー部、
２３Ｂ…傾斜窓部、
２３Ｃ…フィルタ部、
２３Ｄ…傾斜窓部の内側面、
２３Ｅ…フィルタ部２３Ｃの内側面、
３１…マイクロプロセッサ、
３２…制御回路、
３３…ＲＯＭ、
３４…フラグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の有無または位置を光学的に検出する光学的検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光学的検出装置１は、図１５に示すように、表示部２と組み合わされ、コンピュータ等の入力装置として使用される。この光学的検出装置１は表示部２の表面を覆って設けられる。
【０００３】
表示部２の表示画面２Ａには、コンピュータ等から送信されるメニュー等の画面やアイコン等を表示する。オペレータは希望する命令を実行させるために、特定のアイコンを指で触れる等の手段により選択する。また、表示部２をなぞり、文字や図形等を入力する。
【０００４】
表示部２を指で触れる等の手段でアイコン等を選択するときに、その指等の有無及び位置を検出する手段が光学的検出装置１である。
【０００５】
この光学的検出装置１は主に、後述の発光素子６及び受光素子７等が搭載される基板３と、この基板３を覆って設けられ発光素子６及び受光素子７等を保護する保護カバー４と、保護カバー４の開口部４Ａに取り付けられ表示部２の表示画面２Ａを覆って保護する透明板５とから構成されている。保護カバー４の開口部４Ａは表示部２の表示画面２Ａとほぼ同じ大きさに設定されている。そして、この開口部４Ａが、アイコンを選択したり、文字や図形等を入力するときのタッチ領域となっている。
【０００６】
基板３には、その開口部３Ａを取り囲むように一群の発光素子６及び受光素子７が取り付けられている。各発光素子６は開口部３Ａの隣り合う２つの辺に亘って配設され、各受光素子７は各発光素子６に対向する位置である開口部３Ａの隣り合う２つの辺に亘って配設されている。これらの発光素子６及び受光素子７は互いに対向したもの同士でそれぞれ対をなしている。各発光素子６及び受光素子７によって、図１６に示すようにタッチ領域でＸＹ軸方向にマトリックス状の光を通すようになっている。各発光素子６及び受光素子７間に通される各光で構成されるＸＹ座標が、コンピュータの座標系に整合するように設定されている。各発光素子６及び受光素子７はこれらを制御する制御部８（図１９参照）に接続されている。なお、図１６中のＡは指等の障害物であり、この障害物ＡによってＸ軸及びＹ軸方向の光が遮られた状態を示す。
【０００７】
発光素子６及び受光素子７が取り付けられる部分の具体的な構成は、図１７に示すように、保護カバー４の内側（下側）に基板３が位置し、この保護カバー４に透明板５が取り付けられている。この透明板５は基板３と同一高さに配設され、基板３に取り付けられた発光素子６及び受光素子７による光を透明板５の外側面（上側面）に通すようになっている。この透明板５は保護カバー４に、傾斜窓部材１０を介して取り付けられている。傾斜窓部材１０と透明板５との間及び傾斜窓部材１０と保護カバー４との間は接着剤等で接着されている。この傾斜窓部材１０は、可視光線を通さず発光素子６からの光を通すフィルタ材で構成されている。このフィルタ材は黒色を有している。
【０００８】
また、図１８に示すように、傾斜窓部材１１が保護カバーを兼用する構成のものもある。傾斜窓部材１１と透明板５との間は接着剤等で接着されている。この場合は、必要に応じて別部材の保護カバー１２が設けられる。
【０００９】
各発光素子６及び受光素子７を制御する制御部８は、図１９に示すように構成されている。各発光素子６及び受光素子７はそれぞれまとまって、発光素子アレー６Ａ及び受光素子アレー７Ａを構成している。図中の１５は発光素子駆動回路、１６はマルチプレクサ、１７はマイクロプロセッサ、１８は増幅器、１９は比較器である。
【００１０】
発光素子駆動回路１５は発光素子アレー６Ａの各発光素子６を駆動して一方から順に発光させ、タッチ領域においてＸ軸方向及びＹ軸方向に光を走査させる。マルチプレクサ１６は受光素子アレー７Ａの各受光素子７を制御し、発光素子６からの光の走査に応じて受光素子７を順に作動させる。
【００１１】
各受光素子７で得た受光信号は、マルチプレクサ１６を介して増幅器１８で増幅され、比較器１９で特定基準レベルと比較される。そして、遮光の有無によって変る比較器１９からの出力信号が検出信号としてマイクロプロセッサ１７に入力する。
【００１２】
マイクロプロセッサ１７は、発光素子駆動回路１５及びマルチプレクサ１６を制御して、各素子６，７をＸ座標からＹ座標に亘って一通り走査させる。これにより、１走査毎に物体による遮光の有無を検出する。遮光があった場合は、物体による遮光（タッチオン）を示す走査識別情報と、その遮光位置を示す座標データとからなる遮光情報をコンピュータ等に送信する。
【００１３】
また、マイクロプロセッサ１７では、走査中に異常を検出したとき、例えば一定時間以上遮光があるときや光量が異常に低下したときは、この素子対の故障か否かを判定する。この判定は次のようにして行なう。対象となる素子対方向に配設された発光素子６を発光させ、相対向する受光素子７の出力の有無をみる。出力が無いときは、発光素子６の電圧を測定し、故障か否かを判断する。故障でなければ受光素子７の不良、故障していれば発光素子６の不良として、この素子対は不良素子とみなして検出処理から除外される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、前述の光学的検出装置では、傾斜窓部材１０として黒色のフィルタ材が用いられるので、外観デザイン上及び配色上の制約が大きくなる。
【００１５】
また、保護カバー４、透明板５及び傾斜窓部材１０を互いに接着する構成であるため、組み立て工程が複雑になり、コスト高になってしまう。さらに、強度も弱く、信頼性に欠ける。
【００１６】
また、これを補うために傾斜窓部材１１の外側を保護カバー１２で覆って補強することも考えられるが、この場合、保護カバー１２の分だけ厚みが増して嵩ばる。配色上の制約は依然として残る。傾斜窓部材１１の接続部分の強度は依然として劣る。さらに、保護カバー１２を設けると、部品点数が増加すると共に組立工程も複雑化し、コスト高の原因となる。
【００１７】
一方、前記従来の光学的検出装置１では、発光素子６及び受光素子７の素子対の走査方法にはおおまかに２種類あった。
【００１８】
１つは、１回の走査処理でＸ軸とＹ軸の両方を走査し、各走査処理毎に物体の有無及び座標の検出を行なうものである。もう１つは、１回の走査処理でＸ軸かＹ軸の片方のみを走査し、その軸方向で遮光があったときだけ、もう一方の軸方向も走査し、物体の有無及び座標の検出を行なうものである。後者は消費電力の低減、各素子６，７の寿命の延長、耐用年数の長期化（あるいは応答時間の短縮）を図っている。ところが、これらの走査処理は各装置に固定されたもので、必要に応じて切替えることはできなかった。
【００１９】
また、物体が遮光する位置と同一箇所の素子対の各素子６，７が故障すると、その位置での物体の検出が不可能であった。
【００２０】
さらに、光学的検出装置１を接続するコンピュータ等において、故障箇所の位置座標をプログラムに組み込んだソフトウェアを用いていると、故障発生によってコンピュータ等が使用できなくなってしまう。
【００２１】
また、図２０のように対となるべき素子６，７の片方が構造的にどうしても配設できない部分が生じる場合がある。この場合、その配設できない部分での検出が不可能となり、不感地帯となってしまう。
【００２２】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、デザインや配色上の制約が少なく、低コストかつ高強度で、検出方法を自由に選択できると共に素子の故障等にも対応できる薄型の光学的検出装置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】
【００２３】
上記課題を解決するために第１の発明は、表示装置の表示部を取り囲むように形成され発光素子及び受光素子等を搭載する基板と、この基板を覆って設けられた保護カバーと、この保護カバーに取り付けられ前記表示部を覆う透明板とからなり、前記発光素子からの光を前記透明板の外側面に沿って前記受光素子まで通し、この光が遮光されることで透明板の表面に存する物体を光学的に検出する光学的検出装置において、前記透明板の周縁部に一体的にかつ前記発光素子及び受光素子側へ拡大して形成され、各素子への外部からの不要な光の侵入を防ぐと共に上側面が前記保護カバーに接着されるフィルタ部を備えたことを特徴とする。
【００２４】
第２の発明は、前記フィルタ部の内側に着色部を設けたことを特徴とする。
【００２５】
第３の発明は、前記着色部が、前記フィルタ部の内側面に直接着色して構成されたことを特徴とする。
【００２６】
第４の発明は、前記着色部が、前記フィルタ部の内側に配設された着色板材で構成されたことを特徴とする。
【００２７】
第５の発明は、前記フィルタ部のうち前記発光素子及び受光素子に対向する面に黒色フィルタを貼設したことを特徴とする。
【００２８】
第６の発明は、交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子を互いに対向させ所定距離離間して配置し、各素子間に通された光を遮断する物体の有無または位置の一方または両方を検出する光学的検出装置において、一方向の素子対と他方向の素子対とをともに駆動する第１駆動手段を備えた第１検出手段と、前記各方向のいずれか一方の素子対を駆動する第２駆動手段及び、遮光があったときのみ他方の素子対を駆動させる第３駆動手段を備えた第２検出手段と、前記第１または第２検出手段のいずれを選択するかの条件信号を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された条件信号に従って前記第１または第２検出手段のいずれかを選択する選択手段とを有することを特徴とする。
【００２９】
第７の発明は、交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子を互いに対向させ所定距離離間して配置し、各素子間に通された光を遮断する物体の有無または位置の一方または両方を検出する光学的検出装置において、前記発光素子または受光素子の故障情報を記憶する第１記憶手段と、前記発光素子または受光素子の不具備情報を記憶する第２記憶手段と、前記第１または第２記憶手段に記憶された故障または不具備の発光素子または受光素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させる隣接素子作動手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
〔作用〕
第１の発明では、発光素子及び受光素子側へ拡大して形成したフィルタ部を備えたので、外部からの不要な光はこのフィルタ部に侵入しても発光素子及び受光素子まで到達することはできず、誤動作を防止することができる。
【００３１】
また、透明板の周縁部に一体的に形成したフィルタ部の上側面が保護カバーの下側面に広い範囲で接着されるため、この保護カバーと透明板とが強固に接合される。
【００３２】
第２の発明では、フィルタ部の内側に、フィルタとしての機能を考慮する必要なしに、任意の色を施した着色部を設けることができるので、デザイン上及び配色上の制約をなくすことができる。
【００３３】
この場合、着色部としては、第３の発明のように前記フィルタ部の内側面に直接着色してもよく、また第４の発明のように前記フィルタ部の内側に着色板材を配設してもよい。
【００３４】
第５の発明では、前記フィルタ部のうち前記発光素子及び受光素子に対向する面に黒色フィルタを貼設したので、フィルタ部の機能だけでは除去できない程度の強い外部光がある場合に有効である。この黒色フィルタは、可視光線を通さず発光素子６からの光を通す従来のフィルタである。この黒色フィルタはフィルタ部のうち最も内側である発光素子及び受光素子に対向する面に設けられているので、外部から見えることはなく、外観デザインへ影響を及ぼすことはない。
【００３５】
第６の発明では、記憶手段に記憶された条件信号に従って選択手段で第１または第２検出手段のいずれかを選択する。第１検出手段を選択すると、第１駆動手段で一方向の素子対と他方向の素子対とをともに駆動し、物体の有無とその位置を検出する。第２検出手段を選択すると、まず第２駆動手段で遮光があるまでいずれか一方の素子対を駆動させる。そして、遮光があると、第３駆動手段で他方の素子対を駆動させて、両方向の素子対で物体の有無とその位置を検出する。
【００３６】
これにより、各素子の使用頻度を抑えて消費電力の低減、各素子６，７の寿命の延長、耐用年数の長期化を図ることができる。
【００３７】
第７の発明では、走査中に素子の故障が発生すると、その故障情報を第１記憶手段に記憶する。また、不具備情報は予め第２記憶手段に記憶しておく。走査する場合は、隣接素子作動手段で第１または第２記憶手段に記憶された情報に基づいて故障等の素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させる。
【００３８】
これにより、一部の故障等に対する抵抗力が強く、信頼性の高い装置とすることができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上詳述したように、本発明の光学的検出装置によれば以下のような効果を奏することができる。
【００４０】
（１） 発光素子及び受光素子側へ拡大して形成したフィルタ部を備えたので、外部からの不要な光はこのフィルタ部に侵入しても発光素子及び受光素子まで到達することはできず、誤動作を防止することができる。
【００４１】
（２） 透明板の周縁部に一体的に形成したフィルタ部の上側面が保護カバーの下側面に広い範囲で接着されるため、この保護カバーと透明板とが強固に接合される。
【００４２】
（３） フィルタ部の内側に、フィルタとしての機能を考慮する必要なしに、任意の色を直接着色したり、着色板材を配設した着色部を設けることができるので、デザイン上及び配色上の制約をなくすことができる。
【００４３】
（４） 前記フィルタ部のうち前記発光素子及び受光素子に対向する面に黒色フィルタを貼設したので、フィルタ部の機能だけでは除去できない程度の強い外部光がある場合に有効である。この黒色フィルタは、可視光線を通さず発光素子６からの光を通す従来のフィルタである。この黒色フィルタはフィルタ部のうち最も内側である発光素子及び受光素子に対向する面に設けられているので、外部から見えることはなく、外観デザインへ影響を及ぼすことはない。
【００４４】
（５） 記憶手段に記憶された条件信号に従って選択手段で第１または第２検出手段のいずれかを選択するようにしたので、各素子の使用頻度を抑えて消費電力の低減、各素子６，７の寿命の延長、耐用年数の長期化を図ることができる。
【００４５】
（６） 隣接素子作動手段で第１または第２記憶手段に記憶された情報に基づいて故障等の素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させるので、一部の故障等に対する抵抗力が強く、信頼性の高い装置とすることができる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明に係る光学的検出装置の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施例に係る光学的検出装置の全体構成は、前記従来の光学的検出装置とほぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
本実施例の光学的検出装置では、発光素子６及び受光素子７が取り付けられる部分の具体的な構成は図１に示すようになっている。保護カバー２１の内側（下側）に基板２２が位置し、この保護カバー２１に透明板２３が取り付けられている。透明板２３は基板２２と同一高さに配設され、基板２２に取り付けられた発光素子６及び受光素子７による光を透明板２３の外側面（上側面）に通すようになっている。以上の構成は前記従来の光学的検出装置とほぼ同様である。
【００４８】
そして透明板２３は、表示部２の表示画面２Ａを覆うカバー部２３Ａと、このカバー部２３Ａの周縁から斜め上方に立ち上げて一体成形された傾斜窓部２３Ｂと、この傾斜窓部２３Ｂの上端部から外周方向（図１中の左方向）に延ばして形成されたフィルタ部２３Ｃとから構成されている。このカバー部２３Ａ、傾斜窓部２３Ｂ及びフィルタ部２３Ｃは全部透明な材料（合成樹脂等）で成形されている。フィルタ部２３Ｃは、受発光素子６，７側端面から外側端面（傾斜窓部２３Ｂの外側面）までの距離を長くすることで、フィルタとして機能させ、外部からの不要な光の侵入（特に受光素子７への侵入）を防止している。傾斜窓部２３Ｂ及びフィルタ部２３Ｃの内側面２３Ｄ，２３Ｅは、光学的検出装置全体のデザインに合せた色に着色されている。この着色は、保護カバー２１と表示画面２Ａとの間であって、外側から内部が見える部分に施されている。これにより、外観デザインが向上すると共に外部から受発光素子６，７が見えないようになっている。この着色の手段としては、シルク印刷、塗装、インモールド等が用いられる。シルク印刷は、図２に示すように、印刷対象部分２５以外をマスキングし、布２６を製品にあて印刷する。塗装は、その対象部分以外をマスキングし吹付け塗装、その他の塗装法により行なう。インモールド法では、図３に示すように、金型２７に予め特定色のシート２８を入れ込み、透明な樹脂を成形する。
【００４９】
保護カバー２１と透明板２３とは、保護カバー２１の下側面と透明板２３のフィルタ部２３Ｃの上側面とが互いに接着されることで、広い面積で互いに接合されている。
【００５０】
光学的検出装置の回路構成は、前記従来技術の光学的検出装置とほぼ同様である。そして、本実施例のマイクロプロセッサ３１には、図４に示すように、制御回路３２の他にＲＯＭ３３、フラグ３４が備えられている。フラグ３４には、条件フラグ３４Ａ、規定回数３４Ｂ，規定時間３４Ｃ，規定回数カウンタ３４Ｄ，規定時間カウンタ３４Ｅが備えられている。条件フラグ３４Ａは各種の条件に対応した信号を設定するためのものである。この条件としては、ホストコンピュータ等から条件信号が出力されたときや、遮光のない状態が規定時間及び規定回数を超えたとき等がある。また、ホストコンピュータ等からの条件信号としては次のようなものがある。例えばＡＴＭにおいて、ホストコンピュータ等に接続されたセンサ等を用いてＡＴＭの前における人間の存在の有無を検出し、人間が存在しないときにＸ軸かＹ軸の片方のみを走査させる制御信号等である。
【００５１】
条件フラグ３４Ａは、このような条件に従って走査モード（例えば、Ｘ軸かＹ軸の片方のみを走査する省エネルギーモードや高速で走査する高速モード等）を判断するものである。
【００５２】
規定回数３４Ｂは検出回数の規定となる回数、規定時間３４Ｃは検出時間の規定となる時間、規定回数カウンタ３４Ｄは検出回数をカウントするＲＡＭ、規定時間カウンタ３４Ｅは検出時間を測定（カウント）するＲＡＭである。
【００５３】
ＲＯＭ３３には座標検出等に必要なプログラム及び図５及び図６に示す処理機能が格納され、これに基づいて制御回路３２で各部を制御する。マイクロプロセッサ３１には条件信号発生器（図示せず）が接続されている。この条件信号発生器は前記ホストコンピュータ等である。
【００５４】
図５（Ａ）のフローチャートで示す処理は次のようになっている。この処理は光学的検出装置が電源ＯＮされている間中、繰り返し行なわれる。具体的にはステップ１において、制御回路３２でＲＯＭ３３のプログラムに従い条件信号発生器を参照して条件信号の有無を判断する。条件信号がある場合は、ステップ２に移り、条件フラグ３４Ａをセットする。条件信号がない場合は、ステップ３に移り、条件フラグ３４Ａをクリアする。
【００５５】
ステップ４では規定回数カウンタ３４Ｄと規定回数３４Ｂとを比較し、カウンタ３４Ｄでのカウント数が規定回数３４Ｂを超えている場合はステップ５に移り、条件フラグをセットする。超えていない場合はステップ６に移る。
【００５６】
ステップ６では、規定時間カウンタ３４Ｅと規定時間３４Ｃとを比較し、カウンタ３４Ｅでのカウンタ数が規定時間３４Ｃを超えている場合はステップ７に移り、条件フラグ３４Ａをセットする。超えていない場合はステップ８に移る。
【００５７】
ステップ８では条件フラグ３４Ａがセットされているか否かを判断し、セットされていない場合はステップ９においてＸ軸とＹ軸との両方を走査して物体の有無及び位置を検出し、ステップ１０において座標データ等の遮光情報を送信してステップ１に戻る。
【００５８】
ステップ８において条件フラグ３４Ａがセットされている場合は、ステップ１１において、Ｘ軸またはＹ軸の一方を走査する。なおこの場合、Ｘ軸またはＹ軸のいずれを走査させるように設定してもよい。次いで、ステップ１２において遮光があるか否かを判断し、遮光がない場合は、ステップ１３において遅延時間を置いた後、ステップ１４において規定回数カウンタ３４Ｄをカウントアップする。次いで、ステップ１０において座標データ等の座標情報を送信してステップ１に戻る。
【００５９】
ステップ１２において遮光がある場合は、ステップ１５においてＸ軸またはＹ軸の他方を走査する。次いで、ステップ１６において条件フラグ３４Ａをクリアし、ステップ１７において規定回数カウンタ３４Ｄをクリアし、さらにステップ１８において規定時間カウンタ３４Ｅをクリアする。次いでステップ１０において座標データ等の遮光情報を送信してステップ１に戻る。そして、前記各処理を繰り返す。
【００６０】
一方、前記処理の途中において、図５（Ｂ）に示す割込み処理が行なわれる。割込み処理はタイマにより一定時間毎に行なわれる。
【００６１】
この割込み処理では、ステップ１９において遮光があるか否かを判断し、遮光がある場合は割込み処理を終了する。遮光がない場合にはステップ２０において規定時間カウンタ３４Ｅを作動させる。
【００６２】
なお、前記ステップ９によって、Ｘ軸及びＹ軸の両方向の素子対をともに駆動する第１駆動手段が構成されている。このステップ９によって構成された第１駆動手段によって第１検出手段が構成されている。
【００６３】
ステップ１１によって、Ｘ軸及びＹ軸のいずれか一方の素子対を駆動する第２駆動手段が構成されている。ステップ１２及びステップ１５で、遮光があったときのみ他方の素子対を駆動させる第３駆動手段が構成されている。そして、これらステップ１１、ステップ１２及びステップ１５で第２検出手段が構成されている。
【００６４】
また、ステップ８で、記憶手段に記憶された条件信号に従って前記第１または第２検出手段のいずれかを選択する選択手段が構成されている。
【００６５】
第１または第２検出手段のいずれを選択するかの条件信号を記憶する記憶手段は、条件フラグ３４Ａによって構成されている。
【００６６】
図６のフローチャートで示す処理は次のようになっている。この処理も光学的検出装置が電源ＯＮされている間中、繰り返し行なわれる。具体的には、ステップ２１において、各素子をチェックする。即ち、各素子が異常であるか否か、異常の場合には素子自体の故障か、または不具備、即ち構造上有効か否かが判断される。
【００６７】
異常と判断された場合、遮光部の発光素子６の発光量及び受光素子７の受光感度を調整する。これにより、受光素子７から受光信号が発生したときは、遮光部の各素子６，７は正常と判断する。この場合、次の走査から該当素子対の発光量または受光感度を前記調整値で走査するようにＲＡＭに記録される。
【００６８】
前記発光量及び受光感度の調整によって受光信号が発生しないときは、以下の態様のチェックを行なう。
【００６９】
（１） 遮光部の発光素子６が異常であるか否かをチェックするために、遮光部の発光素子６を作動させたままで遮光部の受光素子７に隣接する正常な受光素子７を作動させてみる。この隣接受光素子７から受光信号が発生したときは遮光部の発光素子６は正常と判断する。隣接受光素子７から受光信号が発生しないときは遮光部の発光素子６は故障と判断する。
【００７０】
（２） 遮光部の受光素子７が異常であるか否かをチェックするために、遮光部の受光素子７を作動させたままで遮光部の発光素子６に隣接する正常な発光素子６を発光させてみる。これにより、遮光部の受光素子７から受光信号が発生する場合はこの遮光部の受光素子７は正常と判断する。遮光部の受光素子７から受光信号が発生しない場合はこの受光素子７の故障と判断する。
【００７１】
また、構造上無効の発光素子６及び受光素子７は予めＲＯＭ３３に記録されており、この情報と遮光部の素子対との比較により、構造上無効か有効かを判断する。
【００７２】
以上の情報は前記ＲＡＭに記録される。
【００７３】
なお、前記各判断は、例えばＡＴＭにおいて、ホストコンピュータに接続されたセンサ等で人間の存在を検出しないとき等に行なうのが好ましい。
【００７４】
以上の情報をステップ２１で処理、判断し、各素子６，７が正常か異常かを判断する。正常の場合はステップ２２で通常の素子６，７を選択し、異常の場合はステップ２３で隣接する発光素子６あるいは受光素子７を選択する。
【００７５】
次いで、ステップ２４で選択した素子６，７を受発光させ、遮光がないか否かを判断する。
【００７６】
さらにステップ２５において、すべての素子対の検出が終了しているか否かを判断し、終了していなければステップ２１に戻り、前記処理を繰り返す。終了していればステップ２６で座標出力処理を行ない、ステップ２１に戻って前記処理を繰り返す。
【００７７】
なお、前記ＲＡＭによって、発光素子６または受光素子７の故障情報を記憶する第１記憶手段及び各素子６，７の不具備情報を記憶する第２記憶手段が構成されている。
【００７８】
また、ステップ２１，２２，２３，２４によって、前記第１または第２記憶手段に記憶された故障または不具備の各素子６，７に代えて隣接素子６，７を作動させる隣接素子作動手段が構成されている。
【００７９】
以上のように構成された光学的検出装置では、フィルタ部２３Ｃを広く（長く）形成することでフィルタとして機能させるため、傾斜窓部２３Ｂを黒色にする必要がなく、任意の色に着色することができる。これにより、外観デザイン上及び配色上の制約がなくなり、光学的検出装置全体のデザインに合せた色に着色することができるようになる。
【００８０】
保護カバー２１と透明板２３とは、広く形成されたフィルタ部２３Ｃの上側面と保護カバー２１の下側面とを当接して広い面積で接合したので、接合強度が増し、信頼性が向上する。さらに、このフィルタ部２３Ｃの上側面と保護カバー２１の下側面との間だけでこれらを接合するため、組み立て工程が減少し、コスト低減を図れる。
【００８１】
また、保護カバー２１及び透明板２３の部分の厚みが増して嵩ばることがなく、装置を薄形に維持することができる。
【００８２】
走査モードを必要に応じて切替え、Ｘ軸またはＹ軸の一方の走査を休止させるので、エネルギーの消費を抑えて、ランニングコストを低減することができる。
【００８３】
また、一方の走査を行なうとき、Ｘ軸とＹ軸とを交互に走査すれば、各素子６，７の使用頻度を抑えて寿命を延ばすことができる。
【００８４】
さらに、不良素子６，７等を他の素子６，７で補うようにしたので、故障の発生が少なく、信頼性を大幅に向上させることができる。
【００８５】
［変形例］発光素子６及び受光素子７が取り付けられる保護カバー２１、基板２２及び透明板２３の部分の構成は、前記実施例の場合に限らず、以下に示す種々の構成でもよい。
【００８６】
（１） 第１変形例に係る光学的検出装置の全体構成は図７に示すように、前記実施例の光学的検出装置（図１参照）とほぼ同様である。保護カバー４１及び基板４２は、前記実施例と同一の構成を有している。
【００８７】
透明板４３は基板４２をその下側から支持する基板支持部４３Ｅを含めて一体的に成形されている。即ち、透明板４３は、表示部２の表示画面２Ａを覆うカバー部４３Ａと、このカバー部４３Ａの周縁部から斜め上方に立上げて形成された傾斜窓部４３Ｂと、この傾斜窓部４３Ｂの上端部に一体的に接続されたフィルタ部４３Ｃと、このフィルタ部４３Ｃの外周縁部から斜め下方に傾斜して形成された連接部４３Ｄと、この連接部４３Ｄの下端部から基板４２の下方に延設されこの基板４２を支持する基板支持部４３Ｅとから構成されている。フィルタ部４３Ｃは前記実施例同様の機能を有している。
【００８８】
そして、傾斜窓部４３Ｂとフィルタ部４３Ｃの内側面が前記実施例同様の手段で着色されている。
【００８９】
（２） 第２変形例に係る光学的検出装置は図８に示すように、保護カバー５１、基板５２及び透明板５３ともに前記実施例の光学的検出装置と同様の構成を有している。そして、本変形例では、傾斜窓部５３Ｂとフィルタ部５３Ｃのそれぞれの内側面に、前記実施例同様の手段で所望の色に着色した板材５４を貼設した。板材５４は傾斜窓部５３Ｂ及びフィルタ部５３Ｃの内側に合せてくの字形に形成されている。
【００９０】
（３） 第３変形例に係る光学的検出装置は図９に示すように、保護カバー６１、基板６２及び透明板６３ともに前記実施例の光学的検出装置と同様である。そして、本変形例では、基板６２と透明板６３との間に、前記実施例同様の手段で所望の色に着色した板材６４を配設した。この板材６４は基板６２の延長上に位置し、基板６２と同様の厚さの平板材で構成されている。
【００９１】
（４） 第４変形例に係る光学的検出装置は図傾斜窓部材１０に示すように、前記第１変形例の光学的検出装置とほぼ同様の構成を有している。透明板７３は、基板７２をその下側から支持する基板支持部７３Ｅを含めて一体的に成形されている。即ち、透明板７３は、表示部２の表示画面２Ａを覆うカバー部７３Ａと、このカバー部７３Ａの周縁部から斜め上方に立上げて形成された傾斜窓部７３Ｂと、この傾斜窓部７３Ｂの上端部に一体的に接続されたフィルタ部７３Ｃと、このフィルタ部７３Ｃの外周縁部から斜め下方に傾斜して形成された連接部７３Ｄと、この連接部７３Ｄの下端部から基板４２の下方に延設されこの基板７２を支持する基板支持部７３Ｅとから構成されている。
【００９２】
基板７２は傾斜窓部７３Ｂの内側面まで延長して形成されている。そして、この基板７２の傾斜窓部７３Ｂ側の部分または全体を所望の色に着色している。即ち、この基板７２が前記第３変形例の板材６４と同様に機能している。
【００９３】
連接部７３Ｄは、各角部（保護カバー７１の４角部）に位置する部分を残し、基板７２が挿入できる長穴７５が形成されている。
【００９４】
（５） 第５変形例に係る光学的検出装置は図１１に示すように、保護カバー８１、基板８２及び透明板８３ともに前記実施例の光学的検出装置とほぼ同様の構成を有している。そして、本変形例では、フィルタ部８３Ｃのうち、受発光素子６，７側端部面に前記従来技術で用いた黒色フィルタ材８４を貼設した。このフィルタ材８４は、別体の板材としても、シルク印刷等で施してもよい。このフィルタ材８４は、フィルタ部８３Ｃで防止できない程の外部光がある場合に設けられる。傾斜窓部８３Ｂとフィルタ部８３Ｃのそれぞれの内側面は所望の色に着色している。黒色フィルタ材８４はその貼設位置のため外部から見えることはなく、デザイン上等の制約とはならない。
【００９５】
（６） 第６変形例に係る光学的検出装置は図１２に示すように、第５変形例の光学的検出装置と同様の構成を有している。そして、本変形例では、傾斜窓部８３Ｂとフィルタ部８３Ｃの内側面に、前記第２変形例の板材５４と同様の板材８６を貼設した。
【００９６】
（７） 第７変形例に係る光学的検出装置は図１３に示すように、前記実施例の光学的検出装置と同様である。そして、本変形例では、傾斜窓部２３Ｂの外側面に、所望の色に着色した板材９１を貼設した。
【００９７】
（８） 第８変形例に係る光学的検出装置も図１４に示すように、前記実施例の光学的検出装置と同様である。そして、本変形例では、傾斜窓部２３Ｂの外側面を所望の色に着色した。
【００９８】
以上の構成の各変形例でも、前記実施例同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】保護カバー、基板及び透明板の取り付け構造を分解した状態で示す断面図である。
【図２】シルク印刷法を示す模式図である。
【図３】インモールド法を示す模式図である。
【図４】マイクロプロセッサの構成を示すブロック図である。
【図５】Ｘ軸とＹ軸の走査の選択処理及び割込み処理を示すフローチャートである。
【図６】不良素子等の検出処理を示すフローチャートである。
【図７】第１変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図８】第２変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図９】第３変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１０】第４変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１１】第５変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１２】第６変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１３】第７変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１４】第８変形例に係る光学的検出装置を示す断面図である。
【図１５】光学的検出装置を示す分解斜視図である。
【図１６】光学的検出装置のタッチ領域を示す平面図である。
【図１７】従来の光学的検出装置における保護カバー、基板及び透明板の取り付け構造を分解した状態で示す断面図である。
【図１８】図１７の光学的検出装置の変形例を示す断面図である。
【図１９】制御部を示すブロック図である。
【図２０】構成上素子を配置できない場合の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
２１…保護カバー、
２２…基板、
２３…透明板、
２３Ａ…カバー部、
２３Ｂ…傾斜窓部、
２３Ｃ…フィルタ部、
２３Ｄ…傾斜窓部の内側面、
２３Ｅ…フィルタ部２３Ｃの内側面、
３１…マイクロプロセッサ、
３２…制御回路、
３３…ＲＯＭ、
３４…フラグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子を互いに対向させ所定距離離間して配置し、各素子間に通された光を遮断する物体の有無または位置の一方または両方を検出する光学的検出装置において、前記発光素子または受光素子の故障情報を記憶する第１記憶手段と、前記発光素子または受光素子の不具備情報を記憶する第２記憶手段と、前記第１または第２記憶手段に記憶された故障または不具備の発光素子または受光素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させる隣接素子作動手段とを備えたことを特徴とする光学的検出装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子を互いに対向させ所定距離離間して配置し、各素子間に通された光を遮断する物体の有無または位置の一方または両方を検出する光学的検出装置において、
前記発光素子または受光素子の故障情報を記憶する第１記憶手段と、前記発光素子または受光素子の不具備情報を記憶する第２記憶手段と、前記第１または第２記憶手段に記憶された故障または不具備の発光素子または受光素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させる隣接素子作動手段とを備え、
前記一対の発光素子または受光素子に異常が起きた場合は、当該発光素子または受光素子のいずれに故障が起きたのかを判断し、
当該故障を起こした発光素子または受光素子に隣接する素子を作動させ、
正常な発光素子または受光素子と、当該故障を起こした受光素子または発光素子に隣接する受光素子または受光素子との間で走査を行い、
前記交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子において、当該２方向の内の１方向の走査を休止することを特徴とする光学的検出装置。
【請求項１】
交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子を互いに対向させ所定距離離間して配置し、各素子間に通された光を遮断する物体の有無または位置の一方または両方を検出する光学的検出装置において、前記発光素子または受光素子の故障情報を記憶する第１記憶手段と、前記発光素子または受光素子の不具備情報を記憶する第２記憶手段と、前記第１または第２記憶手段に記憶された故障または不具備の発光素子または受光素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させる隣接素子作動手段とを備えたことを特徴とする光学的検出装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子を互いに対向させ所定距離離間して配置し、各素子間に通された光を遮断する物体の有無または位置の一方または両方を検出する光学的検出装置において、
前記発光素子または受光素子の故障情報を記憶する第１記憶手段と、前記発光素子または受光素子の不具備情報を記憶する第２記憶手段と、前記第１または第２記憶手段に記憶された故障または不具備の発光素子または受光素子に代えて該素子に隣接する素子を作動させる隣接素子作動手段とを備え、
前記一対の発光素子または受光素子に異常が起きた場合は、当該発光素子または受光素子のいずれに故障が起きたのかを判断し、
当該故障を起こした発光素子または受光素子に隣接する素子を作動させ、
正常な発光素子または受光素子と、当該故障を起こした受光素子または発光素子に隣接する受光素子または受光素子との間で走査を行い、
前記交差する２方向のそれぞれに少なくとも一対の発光素子及び受光素子において、当該２方向の内の１方向の走査を休止することを特徴とする光学的検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００６−２４４４５４（Ｐ２００６−２４４４５４Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０９１３６（Ｐ２００５−３０９１３６）
【出願日】平成１７年１０月２４日（２００５．１０．２４）
【分割の表示】特願２００３−９７１３９（Ｐ２００３−９７１３９）の分割
【原出願日】平成６年７月８日（１９９４．７．８）
【出願人】（０００２２４７９８）同和鉱業株式会社 (550)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２４日（２００５．１０．２４）
【分割の表示】特願２００３−９７１３９（Ｐ２００３−９７１３９）の分割
【原出願日】平成６年７月８日（１９９４．７．８）
【出願人】（０００２２４７９８）同和鉱業株式会社 (550)
【Ｆターム（参考）】
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