光学式检测装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光学式检测装置及电子设备。一种光学式检测装置，具备：面传感器即发光元件（２）、将从发光元件（２）射出的光束照射到测定对象物（２０）的发光透镜部（４ａ）、对来自测定对象物（２０）的反射光进行聚光的光接收透镜部（５ａ）、对由光接收透镜部（５ａ）聚光的来自测定对象物（２０）的反射光进行检测的光接收元件（３）、以及对来自光接收元件（３）的光接收信号进行处理的信号处理部（７）。上述信号处理部（７）基于来自光接收元件（３）的光接收信号，根据光接收元件（３）上的光点位置或光点形状的其中至少一项检测出ｘｙ坐标平面上的测定对象物（２０）的ｘ坐标或ｙ坐标的其中至少一项。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学式检测装置及电子设备，详细而言，涉及可检测出测定对象物的 空间位置信息、以及通过测定该空间位置信息的时间变化来检测出测定对象物的移动信息 的光学式检测装置。此外，本专利技术的光学式检测装置适合用作以非接触方式操作电子设备 时的控制装置，例如光学式检测装置检测人所在的位置并调节至对人最适合的工作状态的 视频设备、音响设备、空调设备等电子设备；或装配有使光学式检测装置检测手的动作并对 汽车导航装置、移动设备、烹调家电设备等进行操作的非接触动作控制器的电子设备。
技术介绍
作为控制家电产品等电子设备的手段，采用开关或按钮、触摸垫、鼠标、遥控控制 器(以下称为遥控器)等很多方式。利用使用开关或按钮等的接触方式的操作，存在操作 者需移动至电子设备所处位置的缺点。此外，使用遥控器等的非接触方式，需要遥控器发送 器等，尤其是存在如下所述的各种不便及缺点，即，在AV(Audic) Visual:视听)设备等中， 操作前需要寻找遥控器发送器，在烹调设备中，手脏时需要洗手，在汽车导航设备中，驾驶 者操作遥控器时存在非常高的危险性等。此外，触摸垫或鼠标等用于操作电子设备，也存在 上述的任一种不便。对于这样的问题，提案有以非接触方式检测人或手的动作而对电子设 备进行控制的技术。例如，专利文献1 (特开2004-78977号公报)、专利文献2 (特开2007-164814号公 报)、专利文献3 (特开2008-250774号公报)中，提案有对手进行拍摄并以其形状及动作控 制设备的方式。此外，专利文献4(特开2006-99749号公报)中，提案有根据利用距离图像 广角拍摄的带有距离信息的图像提取出特征的图像(例如手)，并根据距离和图像检测操 作者的动作的方式。此外，专利文献5 (特开2006-260574号公报)中，提案有对基准图像 进行拍摄，并通过与下一拍摄数据进行比较求出移动量的光导航方式。但是，上述专利文献1 3中，需要进行用于识别被拍摄的被拍摄体为手的图像识 别处理、以及对手的动作进行解析的图像信号处理，为了对应多种模式，而需要高度的信号 处理系统，因此，导致用于控制电子设备的控制装置成为昂贵的设备。此外，上述专利文献4中，可对图像附加距离信息而提高识别，为了测定对于各个 像素的距离信息，而采用TOF (time of flight)方式，为了测定光的往复时间，不仅需要非 常高速的信号处理电路，而且为了对于各个像素得到充分的SNR(Signal to Noise ratio S/N比，信噪比)，高输出的发光源也是不可缺的。而且，与上述专利文献1 3相同，也需 要图像信号处理，而导致用于控制电子设备的装置成为大型且昂贵的系统。此外，上述专利文献5中，在为了利用图像比较来提取出移动量而需要图像信号 处理这一点上，与上述专利文献1 3相同，都成为昂贵的设备。专利文献1 (日本)特开2004-78977号公报专利文献2 (日本)特开2OO7-IM8H号公报专利文献3 (日本)特开2008-250774号公报专利文献4 (日本)特开2006-99749号公报专利文献5 (日本)特开2006-260574号公报
技术实现思路
本专利技术的课题在于，提供一种没有复杂的图像信号处理电路且能够以简单的结构 容易地检测手等人的动作的小型且廉价的光学式检测装置。此外，本专利技术的另一课题在于，提供一种通过装配所述光学式检测装置而可以非 接触方式进行操作的电子设备。为了解决所述课题，本专利技术的光学式检测装置，其特征在于，具备发光元件、将从所述发光元件射出的光束照射到测定对象物的照射光学系统、对来自所述测定对象物的反射光进行聚光的反射光光学系统、对由所述反射光光学系统进行聚光的来自所述测定对象物的反射光进行检测的 光接收元件、以及对来自所述光接收元件的光接收信号进行处理的信号处理部，所述光接收元件是对来自所述测定对象物的反射光的强度分布进行检测的线传 感器或面传感器，所述信号处理部，在将从所述发光元件射出的光束的光轴设为ζ轴、将与所述ζ轴正交且沿连结所 述发光元件和所述光接收元件的直线方向的直线设为X轴、将从所述Z轴和所述X轴的交 点通过且与所述Z轴及所述X轴正交的直线设为y轴、将包含所述X轴和所述y轴的平面 设为xy坐标平面时，基于来自所述光接收元件的所述光接收信号，根据所述光接收元件上 的光点位置或光点形状的其中至少一项、检测所述xy坐标平面上的所述测定对象物的χ坐 标或y坐标的其中至少一项。根据所述结构，利用照射光学系统将从发光元件射出的光束向测定对象物照射， 并通过反射光光学系统对来自该测定对象物的反射光进行聚光，而在光接收元件上形成光 点，根据该光点的位置或形状的其中至少一项检测xy坐标平面上的测定对象物的χ坐标或 y坐标的其中至少一项，因此，可以不需要复杂的图像信号处理电路，而以简单的处理检测 出测定对象物的位置信息。因此，能够实现没有复杂的图像信号处理电路且能够以简单的 结构容易地检测出手等的人的动作的小型且廉价的光学式检测装置。此外，一实施方式的光学式检测装置，所述信号处理部基于来自所述光接收元件的所述光接收信号，运算出所述光接收元件上的光点形 状的微分波形，根据该微分波形的正和负的峰值强度检测所述测定对象物的χ坐标或y坐 标的其中至少一项。根据所述实施方式，通过信号处理部，基于来自光接收元件的光接收信号，运算出 光接收元件上的光点形状的微分波形，根据该微分波形的正和负的峰值强度检测出测定对 象物的χ坐标或y坐标的其中至少一项，由此，能够以简单的信号处理部检测出测定对象物 的位置信息。此外，一实施方式的光学式检测装置，所述光接收元件上的光点位置是所述光接收元件上的光点形状的微分波形的零 交叉位置，根据所述微分波形的零交叉位置检测所述测定对象物的χ坐标或y坐标的其中至 少一项。根据所述实施方式，利用信号处理部，根据表示光接收元件上的光点位置的光点 形状的微分波形的零交叉位置，检测出测定对象物的X坐标或y坐标的其中至少一项，由 此，能够以简单的信号处理部检测出测定对象物的位置信息。此外，一实施方式的光学式检测装置，所述光接收元件上的光点位置是所述光接收元件上的光点的重心位置，根据所述光点的重心位置检测所述测定对象物的χ坐标或y坐标的其中至少一项。根据所述实施方式，利用信号处理部，根据表示光接收元件上的光点位置的光点 的重心位置，检测出测定对象物的X坐标或y坐标的其中至少一项，由此，能够以简单的信 号处理部检测出测定对象物的位置信息。此外，一实施方式的光学式检测装置，所述光接收元件是多个像素在行方向和列方向排列成网格状的面传感器，所述面传感器的排列有多个像素的行方向与所述χ轴平行，所述面传感器的排列 有多个像素的列方向，平行于所述y轴，所述信号处理部，对于与所述χ轴平行的每一行，运算出该行的像素上的光点形状的微分波形，并 进行根据该微分波形的正和负的峰值强度检测所述测定对象物的X坐标的微分波形运算、 或者根据该行的像素上的光点的重心位置检测所述测定对象物的X坐标的重心位置运算 的其中至少一项，并且，对于与所述y轴平行的每一列，运算该列的像素上的光点形状的微分波形，并进 行根据该微分波形的正和负的峰值强度检测所述测定对象物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学式检测装置，其特征在于，具备：发光元件、将从所述发光元件射出的光束照射到测定对象物的照射光学系统、对来自所述测定对象物的反射光进行聚光的反射光光学系统、对由所述反射光光学系统进行聚光的来自所述测定对象物的反射光进行检测的光接收元件、以及对来自所述光接收元件的光接收信号进行处理的信号处理部，所述光接收元件是对来自所述测定对象物的反射光的强度分布进行检测的线传感器或面传感器，所述信号处理部，在将从所述发光元件射出的光束的光轴设为ｚ轴、将与所述ｚ轴正交且沿连结所述发光元件和所述光接收元件的直线方向的直线设为ｘ轴、将从所述ｚ轴和所述ｘ轴的交点通过且与所述ｚ轴及所述ｘ轴正交的直线设为ｙ轴、将包含所述ｘ轴和所述ｙ轴的平面设为ｘｙ坐标平面时，基于来自所述光接收元件的所述光接收信号，根据所述光接收元件上的光点位置或光点形状的其中至少一项、检测所述ｘｙ坐标平面上的所述测定对象物的ｘ坐标或ｙ坐标的其中至少一项。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：和田秀夫，山口阳史，久保胜，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]