JP2000213932A - 光学式検出装置の駆動方法 - Google Patents

光学式検出装置の駆動方法

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JP2000213932A
JP2000213932A JP11019391A JP1939199A JP2000213932A JP 2000213932 A JP2000213932 A JP 2000213932A JP 11019391 A JP11019391 A JP 11019391A JP 1939199 A JP1939199 A JP 1939199A JP 2000213932 A JP2000213932 A JP 2000213932A
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JP
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sensor
sensors
detection
light
distance
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JP11019391A
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English (en)
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隆志 ▲高▼岡
Takashi Takaoka
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個のセンサを同時に駆動すると、設置方
法が制限される或いは検出精度が低下するという問題が
あった。 【解決手段】 物体を光による三角測距方式によって検
出する複数個のセンサ1,2を備えた光学式検出装置の
駆動方法において、前記複数個のセンサ1,2の検出動
作を順次ONし、1つのセンサの検出動作がONしてい
るときに他のセンサの検出動作をOFFしてなることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体の位置や物体
までの距離を光による三角測距法式によって検出する複
数個のセンサを備えた光学式検出装置の駆動方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】光学式検出装置として、物体の位置や物
体までの距離を光による三角測距法式によって検出する
複数個のセンサ(具体的には、測距センサ)を備えたも
のがある。
【0003】図3に該光学式検出装置の物体検出原理を
示す。図中、1は第1のセンサであり、2は第2のセン
サであり、3は被検出物となる物体である。
【0004】該センサ1,2は、その三角測距の原理か
ら、発光レンズと受光レンズの中心を結ぶ基線長、受光
素子(例えば、PSD)と受光レンズの焦点距離、受光
素子の受光範囲距離の設計値によりそのセンサ1,2の
測距可能距離範囲が決定される。また、その測距原理か
ら、センサ1,2の測距可能距離範囲における遠距離側
出力は距離変化に対しセンサ出力変化が小さくなり誤差
を生じ易くなる。
【0005】よって、従来の光学式検出装置において
は、近距離の物体と遠距離の物体を検出する際(例えば
便座に用いた際には、座っているか、立っているか、人
がいないかの人体検出の際)に誤差の生じにくい測距距
離出力を複数の距離で得たい場合、測距可能範囲特性が
短距離対応の近距離用センサに加えて、遠距離側の距離
精度向上のため測距可能範囲特性が長距離対応の遠距離
用センサを用い遠距離側の測距出力精度を向上するよう
に対応していた。
【0006】この他、前記センサはその三角測距の原理
から、LEDの投光ビームをできるだけ絞り指向性の鋭
いビームを投光する必要があるため、広いエリアの物体
検出を行う場合、1個のセンサでは限界があるので同様
の測距可能距離範囲特性センサを複数個機器に設置して
検出エリアを広げるよう対応し、広範囲の検出を可能に
していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数個
のセンサを備えた従来の光学式検出装置を機器に配置
し、各々のセンサを同時に駆動すると、各々のセンサの
受光素子には他のセンサから投光された光の物体からの
反射光が入射することになり、実際の距離とは異なる距
離出力となって精度低下となった。
【0008】また、センサを三角測距の原理から、各々
のセンサの受光素子に他のセンサより投光した光の物体
からの反射光が入射しても三角測距の原理を保つようセ
ンサを設置することは設置方法に制約が大きく、汎用性
に欠けるという問題があった。
【0009】本発明は、上記課題に鑑み、複数個のセン
サの検出動作を順次駆動することで、設置方法が制限さ
れることなく、しかも検出精度の向上が図れる光学式検
出装置の提供を目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1記載の光学式検出装置の駆動方法
は、物体を光による三角測距方式によって検出する複数
個のセンサを備えた光学式検出装置の駆動方法におい
て、前記複数個のセンサの検出動作を順次ONし、1つ
のセンサの検出動作がONしているときに他の全てのセ
ンサの検出動作をOFFしてなることを特徴とするもの
である。
【0011】また、本発明の請求項2記載の光学式検出
装置の駆動方法は、請求項1記載の光学式検出装置の駆
動方法において、前記複数個のセンサは、1つのセンサ
の検出動作がOFFした後、この次に検出動作を行う次
のセンサの準備動作を直ちに行ってなることを特徴とす
るものである。
【0012】さらに、本発明の請求項3記載の光学式検
出装置の駆動方法は、請求項1記載の光学式検出装置の
駆動方法において、前記複数個のセンサの電源を常時O
N状態とし、該複数のセンサの動作制御を当該複数個の
センサに入力される制御信号により行ってなることを特
徴とするものである。
【0013】さらにまた、本発明の請求項4記載の光学
式検出装置の駆動方法は、請求項1,2または3記載の
光学式検出装置の駆動方法において、前記複数個のセン
サは、近距離用センサと遠距離用センサとを備えてなる
ことを特徴とするものである。
【0014】加えて、本発明の請求項5記載の光学式検
出装置の駆動方法は、請求項1,2または3記載の光学
式検出装置の駆動方法において、前記複数個のセンサ
は、複数個の広範囲用センサを備えてなることを特徴と
するものである。
【0015】上記構成によれば、本発明の請求項1記載
の光学式検出装置の駆動方法は、複数個のセンサの検出
動作を順次ONし、1つのセンサの検出動作がONして
いるときに他の全てのセンサの検出動作をOFFしてな
る構成なので、各々のセンサの他のセンサからの光によ
る干渉を防ぎ、複数の位置検出情報を精度よく得られ
る。
【0016】また、本発明の請求項2記載の光学式検出
装置の駆動方法は、請求項1記載の光学式検出装置の駆
動方法において、前記複数個のセンサは、1つのセンサ
の検出動作がOFFした後、この次に検出動作を行う次
のセンサの準備動作を直ちに行ってなる構成なので、前
記1つのセンサの検出動作の完了(OFF)後、直ちに
次のセンサの準備動作を開始(ON)することができ、
複数個のセンサからの検出情報を短時間で得ることがで
きる。
【0017】さらに、本発明の請求項3記載の光学式検
出装置の駆動方法は、請求項1記載の光学式検出装置の
駆動方法において、前記複数個のセンサの電源を常時O
N状態とし、該複数のセンサの動作制御を当該複数個の
センサに入力される制御信号により行ってなる構成なの
で、電源のON直後の電源立ち上がりなまりを防止で
き、測距準備時間でおこなう定常光のコンデンサチャー
ジ不足による測距誤差を削減できる。
【0018】さらにまた、本発明の請求項4記載の光学
式検出装置の駆動方法は、請求項1,2または3記載の
光学式検出装置の駆動方法において、前記複数個のセン
サは、近距離用センサと遠距離用センサとを備えてなる
構成なので、検出距離範囲を大きくでき、かつ、遠距離
側での測距誤差の少ない検出出力が得られる。
【0019】加えて、本発明の請求項5記載の光学式検
出装置の駆動方法は、請求項1,2または3記載の光学
式検出装置の駆動方法において、前記複数個のセンサ
は、複数個の広範囲用センサを備えてなる構成なので、
広範囲の検出エリアで検出できる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る光学式検出装置の駆動方法について、図面とともに説
明する。
【0021】図1は、本発明の第1実施の形態にかかる
光学式検出装置の駆動方法を示す動作説明図である。
【0022】複数のセンサ1,2で検出距離範囲を大き
くでき、かつ、遠距離側での測距誤差の少ない測距出力
が得られるよう、測距検出範囲が異なる近距離用センサ
と遠距離用センサとを用いた場合、センサ1,2はその
三角測距の原理から、発光レンズと受光レンズの中心を
結ぶ基線長、受光素子(例えば、PSD)と受光レンズ
の焦点距離、受光素子の受光範囲距離の設計値によりそ
のセンサ1,2の測距可能距離範囲が決定される。ま
た、その測距原理から、センサ1,2の測距可能距離範
囲における遠距離側出力は距離変化に対しセンサ出力変
化が小さくなり誤差を生じ易くなる。
【0023】よって、近距離の物体と遠距離の物体を検
出する際(例えば便座に用いた際には、座っているか、
立っているか、人がいないかの人体検出の際)に誤差の
生じにくい測距距離出力を複数の距離で得たい場合、測
距可能範囲特性が短距離対応の近距離用センサに加え
て、遠距離側の距離精度向上のため測距可能範囲特性が
長距離対応の遠距離用センサを用い遠距離側の測距出力
精度を向上するように対応する。
【0024】そこで、測距検出範囲が異なる近距離用セ
ンサと遠距離用センサとを用いた場合に、近距離用セン
サから投光した光の反射光が遠距離用センサの受光素子
に入射しても遠距離用センサが検出動作(測距動作)O
FF状態であり、またその逆の遠距離用センサから投光
した光の反射光が近距離用センサの受光素子に入射して
も近距離用センサが検出動作(測距動作)OFF状態で
あれば、各々のセンサの他のセンサからの光による干渉
を防げるため、センサ1,2の検出動作を順次ON/O
FF駆動する。
【0025】また、検出エリアを広範囲で検出できるよ
う、同様の測距可能距離範囲特性で広範囲の検出エリア
を持つセンサを複数配置した場合も、上記と同じく複数
のセンサの検出動作を順次ON/OFF駆動すること
で、各々のセンサの他のセンサからの光による干渉を防
ぎ、位置検出情報を精度よく得られる。
【0026】具体的には、上記のセンサ検出目的の設置
時に、各々のセンサ1,2の他のセンサからの光による
干渉を防ぎ、位置検出情報を精度よく得られるよう、複
数のセンサ1,2のON/OFFするタイミングを設定
する場合、図1のように、l個のセンサの電源がONし
測距のための準備からLED光を投光して検出(測距)
し検出出力(測距出力)が得られるまでの約45ms程
(準備動作:約8ms、検出動作:約30ms、検出動
作と出力との間で行う演算:約5ms、出力:約2ms
の和)の時間は、他のセンサの電源をOFFする。な
お、センサが3個以上のときには、他の全てのセンサの
電源をOFFする。
【0027】ここで、準備動作とは、検出動作を行う前
に、受光素子に入射する太陽や蛍光灯などからの定常光
を取り込み、例えばコンデンサにチャージすることで、
検出レベルを定常光分高く設定し、これによって検出動
作時に、被検出物である物体からの反射光を正確に検出
できるようにするものである。また、検出動作とは、発
光素子(例えば、LED)から光を投光し、物体からの
反射光を受光素子にて受光することである。この検出動
作時には、例えば32回発光素子をON/OFFする。
さらに、演算とは上述した例えば32回の検出結果を平
均化することであり、この平均化された検出結果が検出
レベルと比較されて検出出力(物体の有無)が出力され
る。
【0028】これによって、電源がOFFしているセン
サに電源がONし測距を行っているセンサからのLED
光が入射しても、干渉を防止でき、ONしたセンサから
の位置検出情報を精度よく得られる。
【0029】図2は、本発明の第1実施の形態にかかる
光学式検出装置の駆動方法を示す動作説明図である。
【0030】上記と同様に複数のセンサ1,2をON/
OFFするタイミングを設定する場合、複数のセンサ
1,2の1つのセンサの電源がOFFした後直ちにこの
次のセンサの電源をONすると時間がかかるので時間短
縮を行うため、図2のように、センサ1の電源がONし
LED光を投光し検出動作完了するまでの約38msは
次に測距しようとしているセンサ2の電源をOFFして
おき、該検出動作完了直後である約38ms後に該セン
サ2の電源をONしてLED光を投光する前の準備動作
を行うことで、LED光の投光タイミングを複数のセン
サ1,2が同時に行わないよう制御し、互いの光の干渉
を防止でき、各々のセンサ1,2からの位置検出情報を
精度よく得られるとともに、複数個のセンサ1,2から
の位置検出情報を得る時間が平行処理可能となり、セン
サ1の検出動作完了から出力完了までの約7msを短縮
できる。
【0031】また、センサ2の電源がONしてから約3
8ms後にセンサ1の電源を再度ONすることで、セン
サ2の検出動作完了からセンサ1による2回目準備動作
までの約7msを短縮できる。
【0032】上述した実施の形態にかかる光学式検出装
置の駆動方法において、各々のセンサの電源を常時ON
したままの状態で、各々のセンサの測距動作制御入力端
子に入力される制御信号により動作制御を行うことで、
電源ON直後の測距準備時間でおこなう定常光のコンデ
ンサチャージ不足による測距誤差を削減でき、ON/O
FFによる測距誤差の少ない安定した精度よい測距検出
出力が得られる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
記載の光学式検出装置の駆動方法によれば、各々のセン
サの他のセンサからの光による干渉を防ぎ、複数の位置
検出情報が精度よく得られる。
【0034】また、本発明の請求項2記載の光学式検出
装置の駆動方法によれば、複数個のセンサからの検出情
報が短時間で得られる。
【0035】さらに、本発明の請求項3記載の光学式検
出装置の駆動方法によれば、電源のON直後の測距準備
時間でおこなう定常光のコンデンサチャージ不足による
測距誤差が削減できる。
【0036】さらにまた、本発明の請求項4記載の光学
式検出装置の駆動方法によれば、検出距離範囲を大きく
でき、かつ、遠距離側での測距誤差の少ない検出出力が
得られる。
【0037】加えて、本発明の請求項5記載の光学式検
出装置の駆動方法によれば、広範囲の検出エリアで検出
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態にかかる光学式検出装
置の動作説明図である。
【図2】本発明の第2実施の形態にかかる光学式検出装
置の動作説明図である。
【図3】光学式検出装置の物体検出原理を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 第1のセンサ 2 第2のセンサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体を光による三角測距方式によって検
    出する複数個のセンサを備えた光学式検出装置の駆動方
    法において、 前記複数個のセンサの検出動作を順次ONし、1つのセ
    ンサの検出動作がONしているときに他の全てのセンサ
    の検出動作をOFFしてなることを特徴とする光学式検
    出装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】 前記複数個のセンサは、1つのセンサの
    検出動作がOFFした後、この次に検出動作を行う次の
    センサの準備動作を直ちに行ってなることを特徴とする
    請求項1記載の光学式検出装置の駆動方法。
  3. 【請求項3】 前記複数個のセンサの電源を常時ON状
    態とし、該複数のセンサの動作制御を当該複数個のセン
    サに入力される制御信号により行ってなることを特徴と
    する請求項1記載の光学式検出装置の駆動方法。
  4. 【請求項4】 前記複数個のセンサは、近距離用センサ
    と遠距離用センサとを備えてなることを特徴とする請求
    項1,2または3記載の光学式検出装置の駆動方法。
  5. 【請求項5】 前記複数個のセンサは、複数個の広範囲
    用センサを備えてなることを特徴とする請求項1,2ま
    たは3記載の光学式検出装置の駆動方法。
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Cited By (5)

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