CN1054436C - 人体检测器 - Google Patents

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Abstract

通过减少干扰光的影响能够准确地检测人体的反射型人体检测器。该人体检测器包括光发射部件；光接收部件；将光发射部件的光间歇地进行投射的光投射脉冲发生器；由电容和开关组成的输出变换器，当光发射部件与光投射脉冲发生器的间歇光投射时序同步地开始光投射时，输出光接收部件提供的光接收信号的变化的输出变换器；对该变化进行积分的积分器；以及当积分器的输出值达到预定的阈值时输出表示人体检测的检测信号的判断装置。

Description

人体检测器
本发明涉及间歇光投射系统的反射型人体检测器，特别涉及输出检测信号给例如供水控制系统以便控制阀门打开操作的人体检测器。
在日本专利特许公开号294032/1986中公开的输出检测信号给供水控制系统或其它同类的系统的常规反射型人体检测器将接收的光电值与一阈值进行比较，并且当该光电值达到该阈值时输出一人体检测信号。
在通常使用的反射型人体检测器中，光电值被积分，该积分值与一阈值作比较，当该积分值达到该阈值时输出一人体检测信号。
在日本专利特许公开号156686/1993中公开的反射型人体检测器中，接收的光电值在光投射期间被积分，该积分值与一阈值作比较，当该积分值达到该阈值时输出一人体检测信号。
但是，这些惯用的反射型人体检测器有以下问题。
在第一种人体检测器中，由于当光电值达到阈值时输出一人体检测信号，所以即使一人在一瞬间通过该设备也输出一人体检测信号。
在第二种人体检测器中，由于当积分的光电值达到阈值时输出一人体检测信号，所以即使干扰光的积分光电值达到阈值时也输出一错误的人体检测信号。
在第三种人体检测器中，由于接收的光电值在光投射期间被积分并且当该积分值达到阈值时输出一人体检测信号，所以即使在光投射期间接收干扰光并且干扰光的积分光电值达到阈值时也输出一错误的人体检测信号。
因此，本发明的目的就是消除在相关的技术中的上述问题，并提供间歇光投射系统的反射型人体检测器，该反射型人体检测器通过在光投射期间得到光电值的变化并存储该变化直到下一次光投射，在下一次光投射中更新该变化，将在预定时间内被积分的光电值的变化与阈值作比较以及当该积分值达到该阈值时输出一人体检测信号就能够准确地检测人体。
为实现这一目的，本发明提供一反射型人体检测器，该反射型人体检测器具有光发射部件、光接收部件以及用以产生脉冲的光投射脉冲发生器，它将来自光发射部件的光间歇地注射到检测物体上以便当从检测物体反射的光被光接收部件接收时，通过处理光接收部件输出的光接收信号对检测物体进行检测；该人体检测器包括：当光投射被光发射部件与光投射脉冲发生器的间歇光投射时序同步地启动时，用于输出光接收部件提供的光接收信号的变化的输出变换器；对该变化进行积分的积分器；判断积分器的输出值是否在预定的阈值范围之内以便当该输出值达到该阈值时输出检测物体的检测信号的判断装置。
根据具有以上结构的人体检测器，光投射是与间歇光投射时序同步地开始的，且当从检测物体反射的光被光接收部件接收时，输出变换器输出该光接收信号的变化，因此该变化是在其中消除了干扰光等的影响的数值。此外，由于该变化被积分器积分，所以当输出值达到预定的阈值时，判断装置输出表示物体被检测的检测信号。
图1是本发明的人体检测器第一实施例整体结构的方框图；
图2是人体检测器的时序图；
图3是图1所示第一实施例的改进的方框图；
图4是本发明的人体检测器第二实施例主要部分的结构的方框图。
以下将描述本发明的最佳实施例。
图1是本发明的反射型人体检测器第一实施例的结构的方框图，该检测器输出一人体检测信号给供水控制系统。图2是人体检测器的时序图。
如图1所示，提供了根据微计算机1的指令控制晶体管Q的导通/截止的光注射脉冲发生器2。当光注射脉冲发生器2从微计算机1接收如图2(a)所示的光发射指令时，该光注射脉冲发生器2就输出如图2所示的以例如2秒的间隔使晶体管Q导通的光注射脉冲，以便从由光发射二极管之类构成的光发射部件D1发射光，如图2(b)所示。由于每当光投射脉冲输入到晶体管Q的基极时晶体管Q导通，所以电源VB给光发射部件D1提供电流，以便该光发射部件D1以2秒的间隔间歇地发射光。
当光发射部件D1发射的光被人体(未示出)反射时，反射的光就被由光接收二极管之类构成的光接收部件D2接收。一旦光接收部件D2接收到光信号，它就以图2(c)所示的时序输出一光接收电压。该光接收电压提供给放大器A进行放大。放大的电压提供给与放大器A的输出侧连接的电容C1，当该电容C1被激励时，该电压被微分。换句话说，相应于被光接收部件D2接收的光接收电压之变化的电压作为光接收电压从电容C1输出。
与光投射脉冲的″通/断″时序同步地被光投射脉冲发生器2接通和断开的开关S1和S2与电容C1的输出侧连接。开关S1如图2(d)所示与光投射脉冲的″通″同步地被断开非常短的时间，而开关S2如图2(e)所示与光投射脉冲的″通″同步地被接通非常短的时间。
由于开关S2与光投射脉冲的″通″同步地被接通非常短的时间，所以从电容C1输出的光接收电压在该非常短的接通时间内经过电阻R输入到由运算放大器OP1和电容C2构成的积分器3。如图2(f)所示，积分器3对在开关S2的非常短的接通时间内输入的每一光接收电压积分四次。
开关S1与光投射脉冲发生器2的光投射脉冲的″断″同步地被接通非常短的时间，以释放在电容C1中的电荷，准备下一次光接收。
复位电路4与积分器3的输出侧连接，积分器3的积分值被存储到该复位电路4工作为止。积分器3输出积分值给由运算放大器OP2和阈值电压源E1给成的比较器5。
如图2(g)所示，比较器5在积分值达到由阈值电压源E1预置的电压的时刻输出表示人体检测的检测信号。该检测信号输出给供水控制器6，以便将供水阀门7打开预定的一段时间。
在这一实施例中，如图2(c)所示，当干扰光引起的噪声N1从光接收部件D2被输出时，因为开关S1接通(开关S2断开)，所以该噪声N1没有被积分。当另一干扰光束引起的噪声N2被输出时，由于该噪声N2是在复位电路4的复位操作期间被产生的，所以该噪声N2没有被积分。
当噪声N3被产生时，由于开关S1接通(开关S2断开)，所以该噪声N3没有被积分。
因此，由于几乎没有对由意外的干扰光引起的噪声进行积分，所以能够得到不受干扰光影响的准确的人体检测。
图3是图1所示实施例的改进的方框图。在这一改进中，积分器3和比较器5由一微计算机来构成。虽然积分器3和比较器5执行模拟处理，但在该微计算机中设置了加减逻辑电路8，用来对从开关S2输出的光接收电压进行数字化的加和减，还设置了比较逻辑电路，用来当在预定的时间t内的和或差达到一预定值时输出一人体检测信号。其它的结构和操作与图1所示的实施例相同。
现在参看图4说明本发明的第二实施例。在第二实施例中提供了与第一实施例中的光发射系统相似的光发射系统(未示出)。提供了根据微计算机1的指令控制晶体管Q的导通/截止的光注射脉冲发生器2。当该光注射脉冲发生器2从微计算机1接收到光发射的指令时，该光注射脉冲发生器2就输出光注射脉冲，使晶全管Q以例如2秒的间隔导通。由于每当光投射脉冲输入到晶体管Q的基极时晶体管Q导通，所以光发射部件D1以2秒的间隔间歇地发射光。
半导体位置检测器PSD(位置传感的光电探测器)被用作接收光发射部件D1间歇地发射的光和从人体反射的光的光接收部件。该半导体位置检测器PSD是根据三角测量的原理测量PSD和人体之间的距离的传感器。
具体来说，当光被接收时，从半导体位置检测器PSD的两个端口或一公共端口输出的两个电压V1、V2被相应的放大器进行相同的放大。放大的光接收电压提供给与相应的放大器A的输出侧连接的电容C1，当电容C1被激励时，该电压被微分。换句话说，相应于被半导体位置检测器PSD接收的光之变化的电压作为光接收电压从每个电容C1输出。
与光投射脉冲的″通/断″时序同步地被光投射脉冲发生器2接通和断开的开关S1和S2与每个电容C1的输出侧连接。开关S1与光投射脉冲的″通″同步地被断开非常短的时间，而开关S2与光投射脉冲的″通″同步地被接通非常短的时间。
由于两个开关S2与光投射脉的″通″同步地被接通非常短的时间，所以从每个电容C1输出的光接收电压在该非常短的接通时间内经过电阻R输入到由运算放大器OP1和电容C2构成的相应的积分器3。每个积分器3对在开关S2的非常短的接通时间内输入的每一光接收电压积分四次。
取样保持电路S/H与每个积分器3的输出侧连接。每个取样保持电路对从相应的积分器3输出的积分值进行取样和保持并同时输出该值给比较逻辑电路10。该比较逻辑电路10可被由一运算放大器构成的比较器来代替。
比较逻辑电路10计算从两个取样保持电路S/H输出的值(积分值)，以便计算人体和半导体位置检测器PSD之间的距离。如果该距离不大于预定的值，就输出表示人体检测的一检测信号。该检测信号输出给供水控制器6，以便以与第一实施例相同的方式将供水阀门7打开预定的一段时间。
如上所述，根据本发明，光投射被光投射发生器与间歇光投射时序同步地被启动，当光接收部件接收到从人体反射的光时，输出变换器输出光接收信号的变化。该变化是在其中消除了干扰光等的影响的一数值并且被积分器积分。当积分器的输出值达到预置的阈值时，判断装置输出一人体检测信号。因此可以保证对人体的检测。

Claims (2)

1.反射型人体检测器，具有光发射部件、光接收部件以及产生脉冲的光投射脉冲发生器，用以将来自所述光发射部件的光间歇地投射到检测物体上，以便当从所述检测物体反射的光被所述光接收部件接收时，通过处理所述光接收部件输出的光接收信号对所述检测物体进行检测，所述人体检测器包括：
只有当所述光发射部件与所述光投射脉冲发生器的间歇光投射时序同步地开始光投射时，输出所述光接收部件提供的光接收信号之变化的输出变换器；
对所述变化进行积分的积分器；
判断所述积分器的输出值是否在预定的阈值范围之内以便当所述输出值达到所述阈值时输出所述检测物体的检测信号的判断装置。
2.根据权利要求1的反射型人体检测器，其特征在于所述光接收部件是半导体位置检测器；
所述积分器将来自所述半导体位置检测器的两个光接收信号的变化积分；
比较逻辑电路根据这两个积分值计算所述检测物体和所述半导体位置检测器之间的距离；以及
当所述距离不大于预定的值时，比较逻辑电路输出表示所述物体的检测的检测信号。
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