JP2000216672A - パッシブ型の検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低消費電流でかつ簡素な構成を有する物体等
の検知装置を提供する。 【解決手段】 物体等の検知装置は受光用レンズ１１
６，１１７と光検出素子１１８，１１９を含む。受光用
レンズ１１６，１１７を通過した光を受光する光検出素
子（ＰＳＤまたはＰＤ）１１８，１１９により複数の受
光視野を構成する。光検出素子１１８，１１９からの出
力信号を処理することにより、複数の受光視野間の光量
変動または受光視野内の光重心位置の変動を検出する。
これに基づいて初期状態では存在していなかった人体や
物体等の有無を検知できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、物体等の検知装
置に関し、特に人または物体等の有無を光学的に検知す
る物体等の検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の検知装置の一例として、
反射型光電センサについて図１を参照して説明する。従
来の光電センサは、被検知物体に向けて投光する投光素
子１１０１とその反射光を受光する受光素子１１０２と
を有し、発振回路１１０３より得られたパルス信号でも
って投光回路１１０４を駆動し、投光素子１１０１を点
灯させる。その投光素子１１０１から出射された光は検
出物体に当たり、その反射光が受光素子１１０２に入射
され、光−電流変換され、増幅回路１１０５により増幅
される。この増幅された受光信号は、予め設定されたし
きい値と比較回路１１０６で比較され、ゲート回路１１
０７において投光パルスと同期が取られ、ノイズ除去用
の積分回路１１０８を通った後、出力回路１１０９より
センサ外部に出力される。

【０００３】比較的簡単な構成の検知装置として、パッ
シブ（受動）型の装置がある。パッシブ型の検知装置
は、検知装置自体または検知装置と連動する装置とし
て、検知対象に能動的に作用する要素（たとえば受光部
とタイミング信号を共有してパルス点灯する光源など）
を有しておらず、検知装置とは連動しない人工または自
然のエネルギ源（たとえば照明装置または太陽光）が検
知対象に作用して生じる検知対象からのエネルギを利用
する。その一例として、検知素子に積分型赤外線検知素
子（サーモパイル）を用いた静止人体検出器について説
明する。その回路図を図２に示す。静止人体検出器の検
出エリアに人が侵入すると、サーモパイル１１１１に人
体から発した赤外線が入射し、その光量に応じた起電力
がバッファ１１１２を通して次段のアンプ１１１３へ送
られる。その信号はアンプ１１１３で増幅され、ローパ
スフィルタ１１１４で高周波ノイズを除去し後、予め設
定されたしきい値と比較回路１１１５で比較される。し
きい値を上回る信号が入力されると、比較回路１１０５
はオン信号を出力する。ＶＲ１はアンプ１１１３のオフ
セット電圧調整用の可変抵抗、ＶＳは電源、Ｖはオフセ
ット電圧である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１に
示したような従来の光電センサは、自らが光を出射し、
その反射光量により物体検出を行なうため、検出性能は
投光量に大きく依存する。その投光量は、投光素子１１
０１に流す電流で決まるため、低消費電流化が図りにく
い。一方、センサをバッテリで駆動する場合には、長時
間の駆動が困難になり、センサを小型にする場合には、
発熱の低減が困難になるという問題があった。

【０００５】図２に示したような検知器においては、サ
ーモパイル１１１１からの出力は信号が積分されて現れ
るため、アンプ１１１３は直流増幅を行なう必要があ
り、ノイズカットはローパスフィルタのみで行なう必要
があり、ハイパスフィルタを通すことができないため、
低周波のノイズに弱いという問題がある。

【０００６】また、サーモパイル１１１１の出力信号は
微小でアンプ１１１３のオフセット電圧Ｖと同等以下で
あるため、アンプ１１１３で直流増幅されるとき、その
オフセット電圧Ｖは無視できない。このオフセット電圧
Ｖを除去するためには、アンプ１１１３にオフ電圧Ｖの
小さな高精度アンプを用いるか、図２に示したようにオ
フ電圧調整回路ＶＲ１が必要となる。ところが、前者は
アンプの価格が高いという問題があり、後者は組立時に
調整工程が必要となり、製造コストを上げるという問題
がある。

【０００７】したがって、この発明の目的の１つは、低
消費電流でかつ簡素な構成を有する物体等の検知装置を
提供することである。

【０００８】この発明の他の目的は高周波ノイズやアン
プのオフセットノイズやその他外来ノイズを除去するこ
とができる物体等の検知装置を提供することである。

【０００９】この発明のさらに他の目的は、センサの小
型化、ローコスト化、低消費電流化を図ることができ、
高精度な回路が要求されることのない、物体等の検知装
置を提供することである。

【００１０】この発明のさらに他の目的は、高いＳ／Ｎ
比を確保でき、かつコストを抑えることができるパッシ
ブ型物体検出装置を提供することである。

【００１１】この発明のさらに他の目的は、信号処理回
路の規模を縮小することができるパッシブ部型物体検出
装置を提供することである。

【００１２】この発明のさらに他の目的は、確実に被検
出物体の検知を行なうことができ、投光電流を削減し、
低消費電流化を図ることができる物体検知器を提供する
ことである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る、物体の
有無を光学的に検知する検知装置は、光学系と、光学系
を通過した光を受ける光検出素子とにより複数の受光視
野を構成する受光器と、光検出素子からの出力をもと
に、複数の受光視野間の光量変動を検出する光量変動検
出器を含む。

【００１４】物体検知装置は、従来のように投光部を持
たず、複数の受光視野からの光量変動をもとに物体を検
出する。その結果、低消費電流で簡素な構成の物体検出
装置が提供できる。

【００１５】好ましくは、光学系は光ファイバを含む。
光ファイバを用いるため、複数の光検出素子の対応する
複数の受光視野を自在に設定できる。

【００１６】この発明の他の局面によれば、物体等の有
無を検出するパッシブ型の検知装置は、物理量を検出す
る検出素子と、検出素子からの出力を増幅する増幅器
と、増幅器の出力から検出対象の状態を２値判断する判
断部と、検出素子の出力の増幅器への伝達を周期的に断
続するスイッチとを含む。検出素子からの出力はスイッ
チおよび増幅器によりパルス信号とされ、さらに、その
パルス信号は判断部により検出対象の有無に応じてより
確かな２値信号として出力される。

【００１７】上記判断部は、スイッチでパルス化され増
幅器で増幅された各パルスごとの信号の大きさが、所定
値を連続して所定回数超えたときに出力を変化させるも
のであってもよい。また、判断部は、スイッチでパルス
化され、増幅器で増幅された信号を所定の基準値との大
小関係に基づいて２値の値にパルス化する第１の比較部
と、第１の比較部の出力を積分する積分部と、積分部の
出力を所定の基準値との大小関係に基づいて２値化して
出力する第２の比較部とからなるものであってもよい。
また、検知装置は、スイッチのスイッチング周波数を含
む帯域の信号を通過させるフィルタを具備してもよい。

【００１８】検出素子により検出対象の物理量に応じて
発生した信号をスイッチングしてパルス信号とし、かつ
増幅器により増幅し、この増幅器の出力から判断部によ
り検出対象の状態が２値化して出力される。信号の大き
さが各パルスごとに２値化して扱われるため、パルス幅
が小さくて波高の大きなインパルスノイズに検知器は反
応しない。したがって高いＳ／Ｎ比を確保できる。ま
た、検出素子で得られる信号が微小信号であっても、増
幅器のオフセット電圧や低周波ノイズの影響を受けにく
いため、高価な高精度アンプや製造時のオフセット調整
工程が不要になる。その結果コストを抑えることができ
る。

【００１９】また、スイッチのスイッチング周波数を含
む帯域の信号を通過させるフィルタを用いることによ
り、交流電源などの外来の低周波ノイズや信号処理回路
などで発生する高周波ノイズをカットできるため、高い
Ｓ／Ｎ比を確保でき、高感度化が図れる。

【００２０】この発明のさらの他の局面によれば、被検
出物体からの光を受光することによって被検出物体を検
知するパッシブ型物体検知器は、複数の受光視野を構成
し、この受光視野内に存する被検出物体または背景物体
からの光を複数の受光素子により受光し、この受光量に
基づいて複数の系統の検出信号を出力する受光器と、複
数の系統の各検出信号をそれぞれ時分割するゲートと、
各検出信号がこのゲートを通過するタイミングが非同期
で時分割となるようにゲートにパルス信号を供給するパ
ルス発生器と、ゲートにより時分割された各検出信号を
組合せて１系統で信号処理をすることにより、受光視野
間の光量変動を検出する信号処理器とを含む。

【００２１】受光器から出力された複数の検出信号の信
号処理器への入力を、ゲートにより非同期で時分割とな
るようにタイミングで切換えるようにしたことにより、
複数の系統の検出信号を１系統の信号処理器で処理する
ことが可能になる。従来の光電センサのように、受光出
力数と同数の受光回路や増幅回路等の信号処理回路を備
える必要がなくなり、信号処理回路の規模を縮小するこ
とができる。また、回路部品の削減、消費電流の低減、
検知器の外形の縮小、コストの削減、製造不良率の低減
等を図ることが可能になる。また回路構成を簡略化する
ことにより、複数の回路の特性のマッチングを図る必要
がなくなるので、高精度の部品が要求されることがなく
なる。

【００２２】この発明のさらに他の局面によれば、被検
出物体からの光を受光することによって該被検出物体を
検知するパッシブ型検知器は、複数の受光視野を構成
し、受光視野内に存する被検出物体または背景物体から
の光を受光し、この受光量に基づいて受光信号を出力す
る受光器と、受光器の出力に基づいて被検出物体の有無
を判断する判断部と、この判断部の出力に応じて受光視
野内に向けて補助光を投光する補助投光器とを含む。

【００２３】パッシブ型検知器においては、周囲照度が
低下したときや、被検出物体が受光視野内に侵入したと
きに、受光器による受光量の変化が判断部により検出さ
れ、それに応じて補助光が投光され、この補助光を用い
てさらに被検出物体の検知を行なうので、確実な物体の
検知を行なうことができる。また、常に投光を行なう必
要がないため、投光電流を削減し、低消費電流化を図る
ことができる。また、この低消費電流化により、バッテ
リによって物体検知器を駆動する場合においては、バッ
テリの長寿命化を図ることができる。その結果、バッテ
リの交換回数を減らすことができ、電源のない場所での
設置が可能になる。

【００２４】この発明のさらに他の局面においては、物
体検知装置は、２つの受光信号を出力する光検出部と、
２つの受光信号の差を差動演算する差動演算器と、差動
演算器の出力と２つのしきい値との比較に基づいて物体
の有無を判断する判断器と、初期状態において差動演算
器の出力が所定の値になるように差動演算器の出力を調
整するための調整器と、調整器によって差動演算出力が
調整された量を検出する調整量検出器と、調整量検出器
の出力に基づいて２つのしきい値または各しきい値に与
えられるヒステリシス幅を設定するしきい値設定器とを
含む。

【００２５】初期状態の調整において、検知物体がない
状態での２つの受光信号に差がない（２つの受光視野内
にコントラストがない）と、２つの受光信号のノイズ成
分はほぼ等しいので除去されて差動出力のノイズ成分は
ほぼ０となる。逆に２つの受光信号に差がある（複数の
受光視野内にコントラストがある）と、差動出力のノイ
ズ成分を２つの受光信号の差、つまり、差動出力の信号
成分の大きさに応じて大きくなる。そこで、初期設定に
おいて、初期状態における差動演算器の出力が所定の値
になるように調整器により調整し、そのときの調整量は
調整量検出器によって検出され、その検出された調整量
に基づいてしきい値設定器は２つのしきい値または各し
きい値のヒステリシス幅を設定する。このようにするこ
とによって、初期設定時における差動演算器の差動出力
の変化量に応じて適切にしきい値またはヒステリシス幅
を設定することができる。そして、しきい値を検知信号
の上下に設定し、そのレベルから外れたら物体を検知し
た旨の信号が出力されるため、出力の変化方向にかかわ
らず物体が検出できる。その結果、使用環境等に依存し
ない適切な感度調整が可能でかつ高感度のパッシブ型検
知装置が提供できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】（１） 第１実施形態 本発明による物体等の検知装置の基本原理についてまず
説明する。図３を参照して検知装置１００は、投光部を
持たず、受光部とその信号処理部からなる。複数の受光
素子１０１，１０２は、複数の受光視野内の被検知物体
からの光を受光するもので、信号処理部は、受光素子１
０１，１０２からの信号を受ける増幅回路１０３，１０
４および１０５，１０６、差動増幅回路１０７，１０
８、および１０９、比較回路１１０、発振回路１１１、
積分回路１１２、出力回路１１３とからなる。出力回路
１１３は積分回路１１２の出力を所定の基準値との大小
関係に基づいて２値とするものである。受光部１０１，
１０２の構成を図４ａに示す。上記受光素子１０１，１
０２は、複数の受光視野を構成するレンズ１１６，１１
７と、ポジション・センシング・デバイス（位置検出素
子：以下、ＰＳＤという）１１８，１１９とを含む。図
４ｂ，４ｃは、検出物体がない時とある時のＰＳＤ上の
光強度分布を示す。同図に示すように、受光視野内の像
の変化によるＰＳＤ１１８，ＰＳＤ１１９上の重心位置
Ｇの移動又は複数の受光視野間の光量変動を感知するこ
とで、背景１４の前に初期状態には存在していなかった
検出物体１５の有無検知を行なう。

【００２７】以下に上記原理を応用した各具体例を説明
する。 （１ａ） 実施形態１ａ 図５ａ〜図５ｄは本発明の実施形態１ａによる受光部と
ＰＳＤ上の光強度分布を示す。レンズ１１６とＰＳＤ１
１８により受光視野ａを構成し、レンズ１１７とＰＳＤ
１１９により受光視野ｂを構成する。これらの視野には
周囲からの自然散乱光（照明光、太陽光など）が照射さ
れている。検出物体がない場合、ＰＳＤ１１８，ＰＳＤ
１１９には自然散乱光に照らされた背景の像がレンズ１
１６，１１７を通して映っている。背景にコントラスト
がない場合、図５ｂのように、ＰＳＤ上の光強度分布は
一様となるため、ＰＳＤ１１８，ＰＳＤ１１９共に光重
心位置ＧはＰＳＤの中心となる。背景にコントラストが
あれば、光重心位置ＧがＰＳＤの中心となるように初期
設定を行なう。

【００２８】ここで、背景と同等以上の反射率の高い検
出物体１５が受光視野内にある場合は、検出物体１５か
らの反射光が背景１４からの反射光よりも大きくなるた
め、図５ｃのように、ＰＳＤ上では検出物体１５の像が
映っている部分の光強度Ｐは大きく、背景１４が映って
いる部分の光強度Ｐは小さくなる。よって、光重心位置
Ｇは検出物体１５側の像の方へ移動する。その移動量を
ＰＳＤ１１８ではΔＬａ、ＰＳＤ１１９ではΔＬｂとす
る。

【００２９】また、背景１４と同等以下の反射率の低い
検出物体１５が受光視野内にある場合は、検出物体１５
からの反射光が背景１４からの反射光よりも小さくなる
ため、図５ｂのように、ＰＳＤ上では検出物体１５の像
が映っている部分の光強度Ｐは小さく、背景が映ってい
る部分の光強度Ｐは大きくなる。よって、光重心位置Ｇ
は背景側の像の方へ移動する。

【００３０】図６は実施形態１ａによる信号処理部のブ
ロック構成を示す。各ＰＳＤからはＰＳＤへの入光パワ
ーと光重心位置に応じた光電流が出力され、ＰＳＤ１１
８からは電流Ｉ１，Ｉ２、ＰＳＤ１１９からは電流Ｉ
３，Ｉ４が出力される。これら光電流は各々Ｉ／Ｖ変換
回路で電圧に変換される。電流Ｉ１はＩ／Ｖ変換回路１
２１で電圧Ｖ１に、電流Ｉ２はＩ／Ｖ変換回路１２２で
電圧Ｖ２に、電流Ｉ３はＩ／Ｖ変換回路１２３で電圧Ｖ
３に、電流Ｉ４はＩ／Ｖ変換回路１２４で電圧Ｖ４にそ
れぞれ変換される。電圧Ｖ１とＶ２は差動増幅回路１０
７で引き算され、（Ｖ１−Ｖ２）を得、電圧Ｖ３とＶ４
は差動増幅回路１０８で引き算され、（Ｖ３−Ｖ４）を
得る。これらは差動増幅回路１０９でさらに引き算さ
れ、その出力は、 （出力）＝（Ｖ１−Ｖ２）−（Ｖ３−Ｖ４） となる。この結果は予め設定されたしきい値と比較回路
１１０で比較され、ノイズ除去のための積分回路１１２
を通った後、出力回路１１３より出力される。

【００３１】このように実施形態１ａの物体等の検知装
置は、自ら光を発せず、自然散乱光を光源として動作
し、受光視野に初期状態には存在していなかった物体が
侵入すると、受光素子上の光重心位置が変動し、その変
動量を検知して、物体の有無を検出するため、低消費電
流化を容易に図れる。しかも、図５ａに示した受光視野
ａ又は受光視野ｂのどちらか一方で変化があれば出力が
得られるので、受光器が１個の場合に比べ、受光視野は
広く取れ、また、視野の重なり部分では各ＰＳＤの移動
量を足し合わせることになるため、感度も２倍となる。

【００３２】（１ｂ） 実施形態ｂ 図７ａ〜図７ｄは実施形態１ｂによる受光部、ＰＳＤ上
の光強度分布および信号処理部のブロック構成を示す。
本実施形態では、１個のレンズ１１６とＰＳＤ１１８に
より受光視野を構成する。この視野には周囲からの自然
散乱光（照明光、太陽光など）が照射されている。検出
物体がない場合、ＰＳＤ１１８には自然散乱光に照らさ
れた背景の像がレンズ１６を通して映っている。背景１
４にコントラストがない場合、図７ｂのようにＰＳＤ上
の光強度分布は一様となるため、ＰＳＤの光重心位置Ｇ
はＰＳＤの中心となる。背景１４にコントラストがあれ
ば、光重心位置ＧがＰＳＤの中心となるよう初期設定を
行なう。

【００３３】ＰＳＤ１１８からはＰＳＤ１１８への入光
パワーと光重心位置に応じた光電流が出力され、ＰＳＤ
１１８からは光電流Ｉ１，Ｉ２が出力される。これら光
電流はＩ／Ｖ変換回路１２１，１２２で電圧に変換さ
れ、電流Ｉ１はＩ／Ｖ変換回路１２１で電圧Ｖ１に、電
流Ｉ２はＩ／Ｖ変換回路１２２で電圧Ｖ２に変換され
る。電圧Ｖ１とＶ２は差動増幅回路１０７で引き算さ
れ、（Ｖ１−Ｖ２）を得る。この結果は予め設定された
しきい値と比較回路１１０で比較され、ノイズ除去のた
めの積分回路１１２を通った後、出力回路１１３より出
力される。

【００３４】背景１４と異なるコントラストを持つ検出
物体１５が受光視野内にある場合は、図７ｃのように、
ＰＳＤ上にその像が映り、光重心位置Ｇが移動し、ＰＳ
Ｄから出力される各光電流は背景像が映っている初期状
態とは異なる。ここに、検出物体１５がない場合（背景
を検知している）のＰＳＤ１８の出力電流をＩ11，Ｉ21
とすると、Ｉ／Ｖ変換後の電圧はＶ11，Ｖ21、差動増幅
後の電圧は（Ｖ11−Ｖ21）となる。検出物体１５がある
場合のＰＳＤ１８の出力電流をＩ12、Ｉ22とすると、Ｉ
／Ｖ変換後の電圧はＶ12、Ｖ22、差動増幅後の電圧は
（Ｖ12−Ｖ22）となる。ここに、検出物体１５がない場
合の差動増幅回路１０７の出力値（Ｖ11−Ｖ21）の上下
に比較回路１０のしきい値は設定され、このしきい値を
横切る信号、例えば（Ｖ12−Ｖ22）が入力されると、比
較回路１１０からオン信号が出力され、その信号はノイ
ズ除去のための積分回路１１２を通った後、出力回路１
１３より検出物体の侵入信号を出力する。

【００３５】このように実施形態１ｂの検知装置は、自
ら光を発せず、自然散乱光を光源として動作し、受光視
野に初期状態には存在していなかった物体が侵入する
と、受光素子上の光重心位置が変動し、その変動量に応
じた光電流の差異を検知して、物体の有無を検出するた
め、低消費電流化を容易に図れる。これは、受光器を複
数持つものに比べて、小型、コストの面で有利である。

【００３６】（１ｃ） 実施形態１ｃ 図８は実施形態１ｃによる受光部および信号処理部のブ
ロック構成を示す。レンズ１１６と２分割フォトダイオ
ード（ＰＤという）１３１のＰＤ１により受光視野１を
構成し、レンズ１１６と２分割１３１のＰＤ２より受光
視野２を構成し、レンズ１１７と２分割ＰＤ１３２のＰ
Ｄ３により受光視野３を構成し、レンズ１１７と２分割
ＰＤ１３２のＰＤ４より受光視野４を構成する。これら
の視野には周囲からの自然散乱光（照明光、太陽光な
ど）が照射されている。

【００３７】各ＰＤからはＰＤへの入光パワーに応じた
光電流が出力され、ＰＤ１からはＩ１、ＰＤ２からはＩ
２、ＰＤ３からはＩ３、ＰＤ４からはＩ４が出力され
る。これら光電流はＩ／Ｖ変換回路１２１〜１２４で電
圧に変換され、電流Ｉ１はＩ／Ｖ変換回路１２１でＶ
１、電流Ｉ２はＩ／Ｖ変換回路１２２でＶ２、電流Ｉ３
はＩ／Ｖ変換回路１２３でＶ３、電流Ｉ４はＩ／Ｖ変換
回路１２４でＶ４に変換される。電圧Ｖ１とＶ２は差動
増幅回路１０７で引き算され、（Ｖ１−Ｖ２）を得、電
圧Ｖ３とＶ４は差動増幅回路１０８で引き算され、（Ｖ
３−Ｖ４）を得る。これらは差動増幅回路１０９でさら
に引き算され、その出力は、 （出力）＝（Ｖ１−Ｖ２）−（Ｖ３−Ｖ４） となる。この結果は予め設定されたしきい値と比較回路
１１０で比較され、ノイズ除去のための積分回路１１２
を通った後、出力回路１１３より出力される。

【００３８】検出物体がない場合、２分割ＰＤ１３１，
１３２には自然散乱光に照らされた背景の像がレンズを
通して映っている。背景にコントラストがない場合、Ｐ
Ｄ１とＰＤ２への入射光量、ＰＤ３とＰＤ４の入射光量
はそれぞれ等しくなり、差動増幅回路１０９の出力は０
となる。背景にコントラストがあれば、ＰＤ１とＰＤ２
への入射光量、ＰＤ３とＰＤ４への入射光量はそれぞれ
異なり、差動増幅回路１０９の出力は０とならないの
で、これが０となるように初期設定を行なう。

【００３９】いま、背景と同等以上の反射率の高い検出
物体１５が受光視野１、４内にある場合は、検出物体１
５からの反射光が背景からの反射光より大きくなるた
め、ＰＤ上では検出物体１５の像が映っている部分の光
強度Ｐは大きく、背景が映っている部分の光強度Ｐは小
さくなる。よって、（Ｖ１−Ｖ２）＞０、（Ｖ３−Ｖ
４）＜０となり、差動増幅回路１０９の出力は０以上と
なり、初期状態とは異なるため、この違いを検知するこ
とで物体の侵入を検出できる。

【００４０】また、背景と同等以下の反射率の低い検出
物体１５が受光視野１、４内にある場合は、検出物体１
５からの反射光が背景からの反射光よりも小さくなるた
め、ＰＤ上では検出物体の像が映っている部分の光強度
Ｐは小さく、背景が映っている部分の光強度Ｐは大きく
なる。よって、（Ｖ１−Ｖ２）＜０、（Ｖ３−Ｖ４）＞
０となり、差動増幅回路１０９の出力は０以下となり、
初期状態とは異なるため、この違いを検知することで物
体の侵入を検出できる。

【００４１】このように実施形態１ｃの検出装置は、自
ら光を発せず、自然散乱光を光源として動作し、受光視
野に初期状態には存在していなかった物体が侵入する
と、２分割ＰＤへの入光量のバランスが崩れ、その変動
量を検出して、検出物体の有無を検出するため、低消費
電流化を容易に図れる。本実施形態によれば、受光視野
１、２、３、４、のいずれかの視野に変化があれば出力
が得られるため、受光器が１個の場合に比べ、受光視野
は広く取れ、大きな物体の検出が可能となり、また、視
野の重なり部分では各ＰＤの光量変化量を足し合わせる
ことになるため、感度も２倍となる。

【００４２】図９は上記実施形態１ｃの変形例による信
号処理部のブロック構成を示す。同図には、上記Ｉ／Ｖ
変換回路１２１〜１２４の出力以降の構成のみを示して
いる。電圧Ｖ１とＶ２は差動増幅回路１０７で引き算さ
れ、（Ｖ１−Ｖ２）を得、加算器１０７´で足算され、
（Ｖ１＋Ｖ２）を得、電圧Ｖ３とＶ４は差動増幅回路１
０８で引き算され、（Ｖ３−Ｖ４）を得、加算器１０８
´で足算され、（Ｖ３＋Ｖ４）を得る。さらに、割算回
路１３５，１３６で各々の差を和で割り算し、（Ｖ１−
Ｖ２）／（Ｖ１＋Ｖ２），（Ｖ３−Ｖ４）／（Ｖ３＋Ｖ
４）を得て、さらに、差動増幅回路１３７で引き算さ
れ、（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ１＋Ｖ２）−（Ｖ３−Ｖ４）
／（Ｖ３＋Ｖ４）を得る。このような割り算処理を用い
ることにより、出力比を取り扱うことになるので、視野
全体が明るく又は暗くなるといった変動に対しても正確
に物体の検出が行える。

【００４３】（１ｄ） 実施形態１ｄ 図１０は実施形態１ｄによる受光部および信号処理部の
ブロック構成を示す。本実施形態では、受光素子として
２分割ＰＤ１４０を用い、分割されたそれぞれのＰＤを
ＰＤａ、ＰＤｂとする。ＰＤａとレンズ１１６により受
光視野ａを構成し、ＰＤｂとレンズ１１６により受光視
野ｂを構成する。これらの視野には周囲からの自然散乱
光（照明光、太陽光）が照射されている。検出物体がな
い場合、ＰＤａ，ｂには自然散乱光に照らされた背景の
像がレンズ１６を通して映っている。背景にコントラス
トがない場合、ＰＤ上の光強度分布は一様となるため、
ＰＤａ，ｂから出力される光電流は等しい。背景にコン
トラストがあれば、ＰＤａ，ｂから出力される光電流は
異なる。

【００４４】いま、背景と異なるコントラストを持つ検
出物体１５が受光視野内にある場合は、ＰＤ１４０上に
その像が映り、ＰＤａ，ｂから出力される光電流は背景
像が映っている初期状態とは異なる。検出物体１５がな
い場合（背景）のＰＤａの出力をＩa1、ＰＤｂの出力を
Ｉb1とし、検出物体がある場合のＰＤａの出力をＩa2、
ＰＤｂの出力をＩb2とする。図１０に示すように、ＰＤ
ａの光電流出力は、Ｉ／Ｖ変換回路１２１で電圧Ｖａに
変換され、ＰＤｂの光電流出力は、Ｉ／Ｖ変換回路１２
２で電圧Ｖｂに変換される。検出物体１５がない場合、
Ｖa1、Ｖb1が得られ、検出物体１５がある場合、Ｖa2、
Ｖb2が得られる。これらは差動増幅回路１０９で引き算
され、検出物体１５がない場合、（Ｖa1−Ｖb1）とな
り、検出物体１５がある場合、（Ｖa2−Ｖb2）となる。

【００４５】検出物体１５がない場合の差動増幅回路１
０９の出力値（Ｖa1−Ｖb1）の上下に比較回路１１０の
しきい値は設定され、このしきい値を横切る信号、例え
ば（Ｖa2−Ｖb2）が入力されると、比較回路１１０から
オン信号が出力され、その信号はノイズ除去の積分回路
１１２を通った後、出力回路１１３より検出物体１５の
侵入信号を出力する。

【００４６】このように実施形態１ｄの検知装置は、自
ら光を発せず、自然散乱光を光源として動作し、受光視
野に初期状態には存在していなかった物体が侵入する
と、受光視野間の光量が変動し、その変動量を検知し
て、物体の有無を検出するため、低消費電流化を容易に
図れる。これは、受光器を複数持つものに比べて、小
型、コストの面で有利である。

【００４７】（１ｅ） 実施形態１ｅ 図１１ａは実施形態１ｅによる受光部および信号処理部
のブロック構成を示す。本実施形態では、受光素子とし
て２個のＰＤ１４１，１４２を用いる。ＰＤ１４１とレ
ンズ１１６により受光視野ａを構成し、ＰＤ１４２とレ
ンズ１１７により受光視野ｂを構成する。これらの視野
はお互いに分離しており、両視野に周囲からの自然散乱
光（照明光、太陽光）が照射されている。

【００４８】検出物体がない場合、ＰＤ１４１，１４２
には自然散乱光に照らされた背景の像がレンズ１１６，
１１７を通して映っている。背景にコントラストがない
場合、ＰＤ上の光強度分布は一様となるため、ＰＤ１４
１，１４２から出力される光電流は等しい。背景にコン
トラストがあれば、ＰＤ１４１，１４２から出力される
光電流は異なる。

【００４９】いま、片側の受光視野、例えば受光視野ｂ
に検出物体１５が侵入する場合を考える。この時、ＰＤ
１４２上にその像が映り、ＰＤ１４２から出力される光
電流は背景像が映っている初期状態とは異なる。検出物
体１５がない場合、背景のＰＤ１４１の出力電流はＩa
1、ＰＤ１４２の出力電流はＩb1、検出物体１５が受光
視野ｂにある場合のＰＤ１４１の出力電流はＩa1のまま
であり、ＰＤ１４２の出力電流はＩb2となる。図１１ａ
に示すように、ＰＤ１４１の光電流出力はＩ／Ｖ変換回
路１２１で電圧Ｖａに変換され、ＰＤ１４２の光電流出
力はＩ／Ｖ変換回路１２２で電圧Ｖｂに変換されるか
ら、検出物体１５がない場合、Ｖa1、Ｖb1が得られ、検
出物体がある場合、Ｖa1（変化なし）、Ｖb2が得られ
る。これらは差動増幅回路１０９で引き算され、検出物
体１５がない場合、（Ｖa1−Ｖb1）となり、検出物体が
ある場合、（Ｖa1−Ｖb2）となる。

【００５０】検出物体がない場合の差動増幅回路１０９
の出力値（Ｖa1−Ｖb1）の上下に比較回路１１０のしき
い値は設定され、このしきい値を横切る信号、例えば
（Ｖa1−Ｖb2）が入力されると比較回路１１０からオン
信号が出力され、その信号はノイズ除去のための積分回
路１１２を通った後、出力回路１１３より検出物体１５
の侵入信号を出力する。

【００５１】このように実施形態１ｅの検知装置は、自
ら光を発せず、自然散乱光を光源として動作し、受光視
野に初期状態には存在していなかった物体が侵入する
と、受光視野間の光量が変動し、その変動量を検知し
て、物体の有無を検出するため、低消費電流化を容易に
図れる。また、この場合、受光視野がお互いに分離して
いることで、受光視野を広く取れ、より大きな物体の検
出ができるという利点がある。

【００５２】次に実施形態１ｅの変形例を図１１ｂを参
照して説明する。図１１ｂを参照して、変形例において
は、レンズ１１６、１１７の代わりに光ファイバ１５
１、１５２が設けられている。それ以外の部分について
図１１ａと同様であるので、その説明は省略する。

【００５３】レンズの代わりに光ファイバを用いている
ため、受光視野は自在に設定できる。

【００５４】（１ｆ） 実施形態１ｆ 図１２は上記実施形態１ｅの信号処理に割算回路を用
い、かつ電源回路を加えた場合のブロック図である。差
動増幅回路に代えて割算回路１４４を用い、電圧Ｖａと
Ｖｂの比を取ると、その出力は検出物体がない場合、Ｖ
b1／Ｖa1となり、検出物体がある場合、Ｖb2／Ｖa1とな
るため、視野全体が同じ比率で明るくなっても暗くなっ
ても、この比が変わらないから、自然散乱光の変化に強
くなる。

【００５５】上記図１２の例では、電源として電池１４
５を用いており、これにより電気工事が不要となり、商
用電源がないような場所でも検知装置を設置することが
可能で、取付場所の制約がなくなる。

【００５６】上記図１２の例では、検知器５１はＩ／Ｖ
変換回路１２１，１２２、割算回路１４４、比較回路１
１０、積分回路１１２、出力回路１１３などの信号処理
部を含み、そこへの電源供給は、発振回路１１１のクロ
ックで間欠供給するような電源回路１４６で行なう。こ
れにより、一層、消費電流を低減することができる。

【００５７】図１３は図１２に示した検知器５１の他の
構成を示す。上述したような構成でなる検知器５１の電
源として太陽電池５２を用い、その電力を大容量コンデ
ンサ又は二次電池等でなる蓄電器５３に供給する。その
結果、電気工事が不要となり、検知器５１の取付場所に
制約を受けることがなくなる。

【００５８】（１ｇ） 実施形態１ｇ 図１４は実施形態１ｇによる装置の構成を示す。本実施
形態は、洗面台５５の中に侵入されたた人の手などを検
知器（感知部）５１により検知して蛇口５６に吸水する
検知装置である。検知器（感知部）５１が洗面台５５の
近傍に設けられ、この検知器５１により手などが感知さ
れると、通水路上に配された電磁弁（バルブ）５７に対
するバルブ開信号が制御部（バルブ駆動回路）５８へ入
力され、その出力で電磁弁５７は駆動され、開く。この
電磁弁５７の開により吐水を行なう。また、手が検知器
５１の検知エリアから外れると、検知器５１からはバル
ブ閉信号が出力され、制御部５８により電磁弁５７は閉
じられ、止水する。

【００５９】また、通水路上に羽根車付きの水力発電機
５９を配設し、この発電機５９による発電電力を蓄電池
６０に充電し、その出力を検知器５１の電源としてい
る。発電機５９は、バルブ開の時、羽根車が水勢により
回転され、その回転速度に応じた周波数の電流を出力
し、この出力電流は整流回路６１により全波整流され、
充電回路６２、ダイオード６３を経て蓄電池６０に供給
され、これを充電する。この充電された電力により検知
器５１を動作させる。この構成によれば、外部から電源
を供給しなくてもよいので、検知器５１の無電源場所へ
の設置や電気工事を必要としないという効果がある。

【００６０】本実施形態の検知器５１は、図１５に示す
ように、便器６５に自動水洗を行なうための人体検知に
も適用できる。

【００６１】（１ｈ） 実施形態１ｈ 図１６は実施形態１ｈによる装置の構成を示す。検知器
５１の受光素子６７は、太陽光を直接に受光すると、そ
の強い光により受光素子６７の光出力が飽和し、受光視
野内への物体の侵入による光信号の変化に対する感度を
失う。そこで、検知器５１の光源としてその空間の照明
器６８を用い、その照明器６８が発する光のうち、光量
が大きい波長域を含む所定の波長域のみの光を透過させ
る光学フィルタ６９を受光素子６７の前面に配置し、照
明光以外の光（主に太陽光）をできるだけカットする。
図１７は各種光源の分光分布を示している。同図から分
かるように、例えば、光源に白熱灯を用いる場合は、７
００ｎｍ以下の光をカットする光学フィルタを用い、光
源に蛍光灯を用いる場合は、５５０〜６５０ｎｍの光以
外をカットする光学フィルタを用いる。また、図１８に
示すように、光学フィルタ６９をレンズ１１６，１１７
の前面に配置する構成も考えられる。この場合は、光学
フィルタ６９を脱着構造とし、検知器５１の空間の照明
光の波長に合わせて後付けでも取り付けられるようにす
ればよい。

【００６２】（１ｉ） 実施形態１ｉ 図１９ａ、１９ｂは実施形態１ｉによる装置の構成およ
び回路を示す。本実施形態の検知器５１は、テレビや案
内表示器等のディスプレイ装置７０の周辺に設置され、
その前方の視野を検知器５１によりモニタするものであ
る。人がその視野に侵入すると、すなわち、人の存在が
検知された時、検知器５１はディスプレイ装置７０の電
源スイッチ７１をオンする信号を出力し、人がその視野
から外れると、電源スイッチ７１をオフする信号を出力
する。これにより、自動的にディスプレイ装置７０の電
源がオン・オフされる。

【００６３】（１ｊ） 実施形態１ｊ 図２０ａ、２０ｂは実施形態１ｊによる装置の構成およ
び回路を示す。本実施形態の検知器５１は、パチンコ台
や自動取引装置（ＡＴＭ）、自動発券機、自動販売機な
どの個々の装置７３（以下、パチンコ台という）の周辺
に設置され、その前方の視野をモニタしている。各パチ
ンコ台７３の玉検知部７４と検知器５１からの検知信号
は制御部７５に伝えられる。制御部７５は、検知器５１
がその視野に人を検知していない時には、玉出し部７６
から玉を出さないように制御する。また、自動取引装置
や自動販売機の場合は、検知器の視野に人を検知してい
ない時には、取引を行わないように制御する。これによ
り、防犯システムとして機能する。

【００６４】（１ｋ） 実施形態１ｋ 図２１ａ、２１ｂは実施形態１ｋによる装置の構成およ
び回路を示す。本実施形態の検知器５１は、デスク７８
の前をモニタするように設置され、人がその視野に侵入
すると自動的に照明器７９のスイッチ７１をオンし、視
野から外れると自動的に照明器７９のスイッチ７１をオ
フにする。これにより、省エネルギー化が図れる。

【００６５】（１ｍ） 実施形態１ｍ 図２２ａ、２２ｂは実施形態１ｍの装置の構成および回
路を示す。本実施形態の検知器５１は、部屋やトイレ内
のドア８０の周辺に設置され、人がその視野に侵入する
と自動的に換気扇８１のスイッチ７１をオンし、人がそ
の視野から外れると自動的に換気扇８１のスイッチ７１
をオフする。これにより、上記と同様、省エネルギー化
が図れる。また、換気扇の他に、エアコン等の空調機に
適用して、直接に人のいる方向には風を吹かないような
制御を行なうこともできる。

【００６６】（１ｎ） 実施形態１ｎ 図２３ａ、２３ｂは実施形態１ｎによる装置の構成を示
す図およびそのブロック図である。本実施形態の検知器
５１は、自動ドア８２の付近をモニタするように設置さ
れ、その視野内に人が侵入すると、モータ制御部８３に
検知信号を送り、モータ８４を駆動して、自動ドア８２
を開ける。このような自動ドアの構成は、上述したよう
に検知器が電池電源で動作し得て取付場所の制約が少な
いことから、後付けに適している。

【００６７】（１ｏ） 実施形態１ｏ 図２４は実施形態１ｏによる検知装置の構成および回路
図、図２５はその動作のタイムチャートである。

【００６８】レンズ１１６と２分割ＰＤ１３１のＰＤ１
より受光視野１を構成し、レンズ１１６と２分割ＰＤ１
３１のＰＤ２より受光視野２を構成し、レンズ１１７と
２分割ＰＤ１３２のＰＤ３より受光視野３を構成し、レ
ンズ１１７と２分割ＰＤ１３２のＰＤ４より受光視野４
を構成する。これらの視野には周囲からの自然散乱光
（照明光、太陽光など）が照射されている。

【００６９】各ＰＤからはＰＤへの入光パワーに応じた
光電流が出力され、ＰＤ１からはＩ１、ＰＤ２からはＩ
２、ＰＤ３からはＩ３、ＰＤ４からはＩ４が出力され
る。これら光電流はＩ／Ｖ変換回路で電圧に変換され、
Ｉ１はＩ／Ｖ変換回路１２１でＶ１、Ｉ２はＩ／Ｖ変換
回路１２２でＶ２、Ｉ３はＩ／Ｖ変換回路１２３でＶ
３、Ｉ４はＩ／Ｖ変換回路１２４でＶ４に変換される。
電圧Ｖ１とＶ２は差動増幅回路１０７で引き算され、
（Ｖ１−Ｖ２）を得、電圧Ｖ３とＶ４は差動増幅回路１
０８で引き算され、（Ｖ３−Ｖ４）を得る。ここで、Ｖ
１〜Ｖ４にはオペアンプのオフセット電圧、蛍光灯に含
まれる電源低周波ノイズ、受光素子や受光回路で発生す
る高周波ノイズなどのノイズが含まれている。受光信号
は直流成分が支配的なので、オフセット電圧や低周波ノ
イズの除去が困難である。

【００７０】そこで、各受光素子の出力ラインに挿入し
たアナログスイッチ９１〜９４をパルス信号ＳＧで周期
的にスイッチングすることにより、各受光素子からの出
力を直流信号からパルス信号に変換する。その場合の、
各Ｉ／Ｖ変換回路のオペアンプ１，４および２，３の出
力信号波形を図２５ｃ、２５ｄに示す。これらの信号を
コンデンサＣ１〜Ｃ４と抵抗Ｒ５〜Ｒ８で構成されたハ
イパスフィルタ（ＨＰＦ１〜ＨＰＦ４）に通し、オフセ
ット電圧や低周波ノイズを除去する。その信号波形を図
２５ｅ、２５ｆに示す。さらに、コンデンサＣ５〜Ｃ６
と抵抗Ｒ９〜Ｒ１０で構成されたローパスフィルタによ
り高周波ノイズを除去する。そのオペアンプ５，６の信
号波形を図２５ｇ、２５ｈに示す。ノイズ除去されたこ
れらの信号は差動増幅回路１０９でさらに引き算され、
その出力は、 （出力）＝（Ｖ１−Ｖ２）−（Ｖ３−Ｖ４） となる。その信号波形を図２５ｉに示す。この結果は予
め設定されたしきい値と比較回路１１０で比較され、ノ
イズ除去のための積分回路１１２を通った後、出力回路
１１３より出力される。この比較回路１１０、積分回路
１１２および出力回路１１３の具体例については、後述
する。

【００７１】上記構成において、検出物体がない場合、
２分割ＰＤ１３１，１３２には自然散乱光に照らされた
背景の像がレンズ１１６，１１７を通して映っている。
背景にコントラストがない場合、ＰＤ１とＰＤ２への入
射光量、ＰＤ３とＰＤ４への入射光量はそれぞれ等しく
なり、差動増幅回路１０９の出力は０となるが、背景に
コントラストがあれば、ＰＤ１とＰＤ２への入射光量、
ＰＤ３とＰＤ４への入射光量はそれぞれ異なり、差動増
幅回路１０９の出力は０とならず、しかも、背景と検出
物体１５の反射率の関係によっては差動増幅回路１０９
の出力は正、負両方の値を取る。そのため、感度設定回
路９５により検出物体１５のない場合の出力Ｖ0が、し
きい値Ｖth1とＶth2（図２５ｉ参照）の中心になるよう
に設定する。感度設定の方法は、可変抵抗により設定す
る場合、又は、差動出力Ｖ0をＡ／Ｄ変換し、マイコン
により設定する場合などがある。また、感度設定を行な
うところは検知装置の内外を問わない。

【００７２】ここで、背景と同等以上の反射率の高い検
出物体が受光視野１、４内にある場合は、検出物体から
の反射光が背景からの反射光よりも大きくなるため、Ｐ
Ｄ上では検出物体の像が映っている部分の光強度Ｐは大
きく、背景が映っている部分の光強度Ｐは小さくなる。
よって、（Ｖ１−Ｖ２）＞０、（Ｖ３−Ｖ４）＜０とな
り、差動増幅回路１０９の出力はＶth1以上となり、初
期状態とは異なるため、この違いを検知することで物体
の侵入を検出できる。

【００７３】また、背景と同等以下の反射率の低い検出
物体が受光視野１、４内にある場合は、検出物体からの
反射光が背景からの反射光よりも小さくなるため、ＰＤ
上では検出物体の像が映っている部分の光強度Ｐは小さ
く、背景が映っている部分の光強度Ｐは大きくなる。よ
って、（Ｖ１−Ｖ２）＜０、（Ｖ３−Ｖ４）＞０とな
り、差動増幅回路１０９の出力はＶth2以下となり、初
期状態とは異なるため、この違いを検知することで物体
の侵入を検出できる。

【００７４】このように本実施形態の検知装置によれ
ば、自ら光を発せず、自然散乱光を光源として動作し、
受光視野に初期状態には存在していなかった物体が侵入
すると、２分割ＰＤへの入光量のバランスが崩れ、その
変化量を検出して、検出物体の有無を検出するため、低
消費電流化を容易に図れる。また、受光視野１、２、
３、４のいずれかに変化があれば検知信号が出力される
ため、受光器が１個の場合に比べて、受光視野は広く取
れ、大きな物体の検出をも可能となり、また、各ＰＤの
光量変化量を足し合わせることになるため、感度も２倍
となる。

【００７５】さらに、上記の比較回路１１０、積分回路
１１２、出力回路１１３の具体例を図２６に示す。これ
らの回路は、差動増幅回路１０９のパルス信号出力か
ら、より確かな２値出力を得るための積分方式による判
断部を構成する。比較回路１１０の入力端の可変抵抗Ｖ
Ｒは上記感度調整回路９５に相当し、しきい値（ＯＮ／
ＯＦＦレベル）を変えることができる。出力回路１１３
の実質内容は比較回路１１３ａである。図２７ａ〜図２
７ｄは動作のタイムチャートである。差動増幅回路１０
９の出力がしきい値ＯＮレベルを越えると、比較回路１
１０のＣＯＭ３の出力がＬとなる。このとき、ＩＮＶ１
により、積分回路１１２のトランジスタＴＲ５はＯＮ状
態で、コンデンサＣ２は電流Ｉ´により充電される。差
動増幅回路１０９の出力がしきい値ＯＦＦレベルを下回
ると、ＣＯＭ３の出力がＨとなる。このとき、ＩＮＶ１
により、トランジスタＴＲ５はＯＦＦ状態で、コンデン
サＣ２の充電電荷は抵抗Ｒ１３を通して所定の時定数
（Ｃ２×Ｒ１３）で放電される。

【００７６】上記構成を採用することにより、差動増幅
回路１０９の出力が連続してＯＮレベルを所定回数越え
たときに、比較回路１１３ａの出力が変化する。積分回
路１１２の充放電は緩やかであるので、信号期間中に外
乱があって、差動増幅回路１０９の出力が一時的に比較
回路１１０のＯＮレベルを下回るようなことがあって
も、比較回路１１３ａの出力はＯＮが保持される。この
ように、信号は各パルス毎に２値化して扱われるため、
パルス幅が小さくて波高の大きなインパルスノイズには
反応せず、それによる誤動作はなくなる。なお、上記の
図２４に示した実施形態は、一般の信号処理回路で発生
するオフセットや低周波ノイズの影響を除去するための
技術として知られているチョッパ型増幅器を導入したも
のと一見似ているが、チョッパ型増幅器は出力側に直流
化のための平滑部を有するのに対して、本実施形態では
平滑部を用いず、上記の図２６のような２値出力を得る
ための比較回路を含む判断部を用いている点で相違す
る。このため、本実施形態では、上記のようにインパル
スノイズによる誤動作防止という特有の効果が得られ
る。

【００７７】次に、上記積分方式の判断部の変形例を図
２８に示す。その動作のタイムチャートを図２９ａ〜図
２９ｅに示す。比較回路１１０のＣＯＭ１の出力がＬ、
パルス信号ＳＧがＨのとき、トランジスタＴＲ１はＯＮ
状態で、ＡＮＤ１はＬレベルであるので、トランジスタ
ＴＲ４はＯＦＦ状態にあり、従って、コンデンサＣ１は
電流Ｉ´により充電される。ＣＯＭ１の出力がＨ、パル
ス信号ＳＧがＨのとき、トランジスタＴＲ１はＯＦＦ状
態で、ＡＮＤ１はＨレベルであるので、トランジスタＴ
Ｒ４はＯＮ状態にあり、従って、コンデンサＣ１の充電
電荷はトランジスタＴＲ４を介して一気に放電されるよ
うになっている。

【００７８】比較回路１１０は、差動増幅回路１０９の
出力が予め設定されたしきい値ＯＮレベルを上回ってい
れば、Ｌレベルを出力し、予め設定されたしきい値ＯＦ
Ｆレベルを下回っていればＨレベルを出力する。積分回
路１１２は、比較回路１１０の出力信号がＬレベルのと
き充電され、コンデンサＣ１の充電電位は０［Ｖ］から
Ｖａとなり（図２９ｃの・点）、その後、所定の時定数
（Ｃ１×Ｒ５）にて放電され、次の入力信号までに充電
電位はＶａからＶｂ（Ｖｂ＞０）となり（図２９ｃの・
点）、次の入力でＶｂからＶａ＋Ｖｂとなり（図２９ｃ
の・点）、比較回路１１０の出力がＨレベルならば積分
回路１１２は充電され続ける。一方、比較回路１１０の
出力がＬレベルならば（図２９ｃの・点）、積分回路１
１２は一気に放電され、０［Ｖ］となる。比較回路１１
３ａは積分回路１１２の出力信号が予め設定されたしき
い値ＯＮレベルを上回っていれば、Ｈレベルを出力し、
物体等の存在を検出する。

【００７９】このような判断部を持つことにより、図２
９ａ〜図２９ｅに示したように、信号期間中でない時で
信号と接近して外乱があって、差動増幅回路１０９の出
力が一時的に比較回路１１０のＯＮレベルを上回るよう
なことがあっても、比較回路１１３ａの出力がＯＮする
ことはなく、正確な２値出力が得られる。換言すれば、
図２８の構成を採用することで、所定以上の大きさの信
号が所定期間あれば出力をＯＮするといった処理が、該
所定期間の直前の信号の履歴に影響されることなく行
え、また、出力をＯＮ，ＯＦＦする条件を独立に設定で
きるという利点がある。

【００８０】判断部のさらに他の例を図３０に示す。こ
の判断部は、パルスカウント方式であり、比較回路１１
０と判別部９６（ディジタルフィルタとして機能する）
とから構成される。その動作のタイムチャートを図３１
ａ〜図３１ｌに示す。比較回路１１０は、差動増幅回路
１０９の出力がＯＮレベルＴｈ（ＯＮ）＝Ｒ２×（Ｉ１
＋Ｉ２）を上回る入力があると、ＣＯＭ１の出力はＨレ
ベルとなる。差動増幅回路１０９の出力がＯＦＦレベル
Ｔｈ（ＯＦＦ）＝Ｒ２×Ｉ１を下回る入力があると、Ｃ
ＯＭ１の出力はＬレベルとなる。

【００８１】判別部９６において、Ｒ−Ｓラッチ１は、
ＣＯＭ１の出力信号がＨのとき、Ｑ０＝Ｈとなる。そし
て、Ｑ０はＲＳＴ信号（図３１ｃ）によりリセットさ
れ、Ｌレベルとなり、次の入力信号を待つ。ＣＯＭ１の
出力信号がＬのとき、Ｑ０＝Ｌとなり、そして、ＲＳＴ
によりリセットされ、Ｌレベルを持続する。Ｄ−ＦＦ１
〜３は、クロックＣＫの立ち上がりのタイミングのと
き、Ｄ入力がＨレベルならＱ＝Ｈ、Ｄ入力がＬレベルな
らＱ＝Ｌとなる。ＡＮＤ１は、Ｑ１〜Ｑ３のＡＮＤを出
力するので、Ｑ１〜Ｑ３が全てＨレベル、つまり、図３
１ａののように、所定回数、ここでは３回連続し
てＣＯＭ１のスレッシュレベルを上回る信号が入力され
たとき、ＡＮＤ１の出力はＨレベルに変化する。ＡＮＤ
２は、反転Ｑ１〜反転Ｑ３のＡＮＤを出力するので、反
転Ｑ１〜反転Ｑ３が全てＨレベル、つまり全く入力がな
いとき、Ｈレベルとなるのに対して、１回でも入力があ
れば、Ｌレベルとなり、少なくとも３周期分はＬレベル
となる。Ｒ−Ｓラッチ２は、ＡＮＤ１がＨレベル、つま
り３回連続入力信号があると、Ｑ４＝Ｈとして出力し、
また、反転Ｑ４により、ＣＯＭ１のスレッシュレベルが
Ｔｈ（ＯＮ）からＴｈ（ＯＦＦ）となる。この例におい
ても、図２８の場合と同様の利点が得られる。

【００８２】（２） 第２実施形態 以下、第２実施形態を図面を参照して説明する。第２実
施形態においては、第１実施形態の検知装置を始め、他
の用途にも使用可能なパッシブ型検知装置を説明する。
図３２はパッシブ型の検知装置の基本構成を示す図であ
る。図３２を参照して、パッシブ型検知装置２００は、
検出素子２１１と、検出素子スイッチング信号ＳＧをう
けるアナログスイッチ２１２と、Ｉ／Ｖ変換器２１３
と、ハイパスフィルタ２１４と、アンプ２１５とローパ
スフィルタ２１６と判断部２１７とを含む。検出素子２
１１により検出対象の物理量が検出され、その検出出力
はアナログスイッチ２１２により周期的に断続されてパ
ルス信号とされ、Ｉ／Ｖ変換器２１３により電流から電
圧に変換され、ハイパスフィルタ２１４、アンプ２１
５、ローパスフィルタ２１６を通して信号処理され、判
断部２１７に与えられる。判断部２１７は各パルス信号
から検出対象の状態を２値出力する。なお、ハイパスフ
ィルタ２１４とローパスフィルタ２１６は、アナログス
イッチ２１２のスイッチング周波数を含む帯域の信号は
通過させ、信号処理の回路で発生するオフセットや外来
の低周波ノイズや高周波ノイズをカットする。

【００８３】以下このパッシブ型検知装置を具体化した
光検出器について説明する。 （２ａ） 実施形態２ａ 実施形態２ａによる光検出器の構成を図３３に示し、そ
のタイムチャートを図３４ａ〜図３４ｈに示す。検出部
２２０は、検出素子２１１としての２つの受光素子（フ
ォトダイオード：ＰＤ１，ＰＤ２）と２つのレンズ２０
１，２０２で構成されており、それぞれ受光視野１と受
光視野２を構成している。これらの視野は互いに分離さ
れており、自然散乱光（太陽光、蛍光灯などの光）が照
射されている。また、Ｉ／Ｖ変換器２１３ａ，２１３
ｂ、差動増幅器２１５、フィルタ回路２１４，１６など
の受光回路や、判断部２１７を構成する比較回路２１
８、判別部２１９への電源（Ｖｓ、Ｖｒ）の供給は、ス
イッチング信号ＰＧ（周期：Ｔ、デューティ比ｔｐ／
Ｔ）によるアナログスイッチ２１２ｃ，２１２ｄのスイ
ッチング（図３４ｃ）で断続的に行い、回路の低消費電
流化を図っている。

【００８４】また、ＰＤ１とＰＤ２は入射光に応じた光
電流を出力し、その光電流をアナログスイッチ２１２
ａ，２１２ｂによりスイッチング信号ＳＧ（周期：Ｔ、
デューティ比ｔｓ／Ｔ、ＰＧに同期）でスイッチングす
る（図３４ｂ）。スイッチングされた光電流はそれぞれ
Ｉ／Ｖ変換器２１３ａ，２１３ｂで電圧に変換される。
直流成分の支配的なＰＤ１とＰＤ２の受光信号には交流
電源の低周波ノイズやＩ／Ｖ変換器２１３ａ，２１３ｂ
のオペアンプにより生じるオフセット電圧が含まれる
が、これらのノイズ除去を行なうため、上記のようにス
イッチングすることにより、受光信号に高周波成分をも
たせ（図３４ｄ）、後段のハイパスフィルタＨＰＦ２１
４ａ，２１４ｂにより低周波ノイズを除去する（図３４
ｅ、３４ｆ）。このとき、このハイパスフィルタのカッ
トオフ周波数はスイッチング信号ＳＧよりも低く、スイ
ッチング信号ＰＧよりも高く設定することで、オフセッ
ト電圧や電源低周波ノイズの除去が可能となり、受光信
号のみ取り出せる。

【００８５】低周波ノイズが除去された２つの受光信号
（Ｖ１，Ｖ２）は、差動増幅器２１５で差動増幅され、
（Ｖ１−Ｖ２）が得られる（図３４ｇ）。その後、ハイ
パスフィルタＨＰＦ２１４ｃにより再び、低周波ノイズ
を除去し、ローパスフィルタＬＰＦ２１６により高周波
ノイズを除去し、その信号は図３４ｈに示すものとな
る。この信号は予め設定されたしきい値と比較回路２１
８で比較される。ローパスフィルタのカットオフ周波数
は、スイッチング信号ＳＧ、スイッチング信号ＰＧより
も高い。

【００８６】ここで、受光視野１のみに人又は物体が侵
入すれば、ＰＤ１にはＰＤ２よりも多くの光が入射し、
（Ｖ１−Ｖ２）が大きくなる。この（Ｖ１−Ｖ２）がし
きい値を上回ると、比較回路２１８はオン信号を出力
し、その結果に基づいて判別部２１９は、ノイズ分を除
去して人や物体の存在を知らせる信号を出力する。この
ようにパッシブ形の光検知装置においては、受光素子の
スイッチングと、後段のフィルタ回路によりノイズ除去
を行なうことで、簡易かつ確実に高いＳ／Ｎ比の受光信
号を取り出すことが可能となる。

【００８７】（２ｂ） 実施形態２ｂ 次に、スイッチ段のオン・オフの周期およびデューティ
比を可変にした実施形態２ｂについて、図３５ａないし
図３７を参照して説明する。図３５ａはスイッチング信
号ＳＧを生成する周期／デューティ比可変回路の構成例
を示し、図３５ｂはそのタイムチャートを示す。同回路
は、電流源２３１と、それにより充電されるコンデンサ
Ｃ０と、スイッチング信号ＳＧを出力するコンパレータ
ＣＯＭ１等からなり、電流源２３１の電流Ｉで充電され
るコンデンサＣ０の電位ｖは、ＣＯＭ１の負入力端子電
位となる。ＣＯＭ１がＯＮするしきい値をＶ１、ＯＦＦ
するしきい値をＶ２とすると、いま、電位ｖがＶ２とＶ
１の間にあれば、ＣＯＭ１の出力はＨであり、スイッチ
ング信号ＳＧはＨである。このとき、トランジスタＴＲ
１はＯＮ、トランジスタＴＲ２はＯＦＦである。この時
間は充電時間ｔ１となる。

【００８８】電位ｖがコンデンサＣ０の充電により上昇
してＶ１に達すると、ＣＯＭ１の出力はＬとなり、スイ
ッチング信号ＳＧはＬとなる。このとき、トランジスタ
ＴＲ１はＯＦＦ、トランジスタＴＲ２はＯＮとなる。ト
ランジスタＴＲ２がＯＮすると、コンデンサＣ０に充電
された電荷は、抵抗Ｒ５を通って時定数（Ｃ０×Ｒ５）
で放電される。コンデンサＣ０の電位ｖはＶ２に達する
まで徐々に低下する。この時間が放電時間ｔ２となる。
電位ｖがＶ２に達すると、先のようにＣＯＭ１の出力は
Ｈとなり、スイッチング信号ＳＧはＨとなる。このよう
にして、スイッチング信号ＳＧはコンデンサＣ０の充電
時間ｔ１の間、Ｈとなり、コンデンサＣ２０の放電時間
ｔ２の間、Ｌとなり、これを繰り返し、発振を行なう。
電圧Ｖ１，Ｖ２、電流Ｉ、充電時間ｔ１は、次式で表せ
る。

【００８９】Ｖ１＝Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ１//Ｒ３） Ｖ２＝（Ｒ２／／Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２//Ｒ３） Ｉ ＝｛Ｖｓ−Ｖｂｅ（ＴＲ４）｝／Ｒ６ ｔ１＝Ｃ０×（Ｖ１−Ｖ２） ／Ｉ なお、Ｒ１//Ｒ３などは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３との並列
抵抗を、Ｖｂｅ（ＴＲ４）はトランジスタＴＲ４のベー
ス−エミッタ電位を意味する。Ｖｓは電源電圧である。

【００９０】ところで、図３５ａでは、電流源２３１の
電流値Ｉは可変抵抗Ｒ２６の値により変更できることを
示している。式（１）（２）では、コンデンサＣ２０へ
の充電時間ｔ１は電流Ｉにより変更できることを示して
いる。よって、スイッチング信号ＳＧの周期（ｔ１＋ｔ
２）、および、パルスデューティ比ｔ１／（ｔ１＋ｔ
２）は可変抵抗Ｒ６の値により変更できる。

【００９１】図３６は実施形態２ｂによる検知装置の構
成を示し、パルス信号ＳＧとハイパスフィルタＨＰＦ２
１４のフィルタ周波数とを連動可変としたものである。
スイッチング信号ＳＧには、図３５ａの回路の出力を用
いればよい。フィルタ周波数を可変とするために、電流
源２３１とＣＯＭ１〜３、アナログスイッチ２１２ｂ〜
２１２ｄ、コンデンサＣ１に並列的に接続されるコンデ
ンサＣ２，Ｃ３，Ｃ４を用いている。ＣＯＭ１〜３の入
力電圧Ｖ０は可変抵抗Ｒ６の値により変更できる。ＨＰ
Ｆ２１４のカットオフ周波数ｆは、コンデンサＣ１〜Ｃ
４の並列容量Ｃｉと抵抗Ｒ８によって、また、ＣＯＭ１
〜３の負入力電圧となるＶ０は、次のように表せる。

【００９２】ｆ ＝１／２πＲ8Ｃｉ Ｖ０＝Ｉ×Ｒ１１ 図３７は、回路各部の状態とコンデンサＣ１〜Ｃ４の並
列容量Ｃｉとの関係を示している。ＨＰＦ２１４のカッ
トオフ周波数ｆは、電圧Ｖ０に応じて制御されるアナロ
グスイッチ２１２ｂ〜２１２ｄのＯＮ／ＯＦＦ制御によ
ってコンデンサＣ１〜Ｃ４の接続状態が決まり、それに
より並列容量Ｃｉの値が変わることで、変更することが
できる。例えば、可変抵抗Ｒ６を大きくすれば、電流Ｉ
は小さくなり、充電時間ｔ１は長くなり、スイッチング
信号ＳＧの周波数は小さくなる。また、電圧Ｖ０は小さ
くなり、並列容量Ｃｉは大きくなり、ＨＰＦ２１４のカ
ットオフ周波数ｆもスイッチング信号ＳＧの周波数と連
動して小さくなる。他方、抵抗Ｒ６を小さくすれば、電
流Ｉは大きくなり、充電時間ｔ１は短くなり、スイッチ
ング信号ＳＧの周波数は大きくなる。また、電圧Ｖ０は
大きくなり、並列容量Ｃｉは小さくなり、ＨＰＦ２１４
のカットオフ周波数ｆもスイッチング信号ＳＧの周波数
と連動して大きくなる。

【００９３】このように本実施形態では、スイッチング
信号ＳＧの周期、およびデューティ比を自在に変更でき
る構成であるため、使用環境の外来ノイズと異なる周波
数に設定することで、外来ノイズを確実に除去でき、そ
れによる誤動作を防止できる。

【００９４】さらに、上記の判断部を構成する比較回路
２１８、判別部２１９の具体例を図３８に示す。これら
の回路は、ＬＰＦ２１６のパルス信号出力から、より確
かな２値出力を得るための積分方式による判断部を構成
する。比較回路２１８の入力端の可変抵抗ＶＲは感度調
整回路に相当し、しきい値（ＯＮ／ＯＦＦレベル）を変
えることができる。判別部２１９は、積分回路２１９ａ
と比較回路２１９ｂからなる。図３９ａ〜図３９ｄは動
作のタイムチャートである。ＬＰＦ２１６の出力がしき
い値ＯＮレベルを越えると、比較回路２１８のＣＯＭ３
の出力がＬとなる。このとき、ＩＮＶ１により、積分回
路２１９ａのトランジスタＴＲ５はＯＮ状態で、コンデ
ンサＣ２は電流Ｉ´により充電される。ＬＰＦ２１６の
出力がしきい値ＯＦＦレベルを下回ると、ＣＯＭ３の出
力がＨとなる。このとき、ＩＮＶ１により、トランジス
タＴＲ５はＯＦＦ状態で、コンデンサＣ２の充電電荷は
抵抗Ｒ１３を通して所定の時定数（Ｃ２×Ｒ１３）で放
電される。

【００９５】上記構成を採用することにより、ＬＰＦ２
１６の出力が連続してＯＮレベルを所定回数越えたとき
に、比較回路２１９ｂの出力が変化する。積分回路２１
９ａの充放電は緩やかであるので、信号期間中に外乱が
あって、ＬＰＦ２１６の出力が一時的に比較回路２１８
のＯＮレベルを下回るようなことがあっても、比較回路
２１９ｂの出力はＯＮが保持される。このように、信号
は各パルス毎に２値化して扱われるため、パルス幅が小
さくて波高の大きなインパルスノイズには反応せず、そ
れによる誤動作はなくなる。なお、上記の図３６に示し
た実施形態は、先の実施形態と同様に一般の信号処理回
路で発生するオフセットや低周波ノイズの影響を除去す
るための技術として知られているチョッパ型増幅器を導
入したものと一見似ているが、チョッパ型増幅器は出力
側に直流化のための平滑部を有するのに対して、本実施
形態では平滑部を用いず、上記の図３８のような２値出
力を得るための比較回路を含む判断部を用いている点で
相違する。このため、本実施形態では、上記のようにイ
ンパルスノイズによる誤動作防止という特有の効果が得
られる。

【００９６】次に、上記積分方式の判断部の変形例を図
４０に示す。その動作のタイムチャートを図４１ａ〜図
４１ｅに示す。比較回路２１８のＣＯＭ１の出力がＬ、
スイッチング信号ＳＧがＨのとき、トランジスタＴＲ１
はＯＮ状態で、ＡＮＤ１はＬレベルであるので、トラン
ジスタＴＲ４はＯＦＦ状態にあり、従って、コンデンサ
Ｃ１は電流Ｉ´により充電される。ＣＯＭ１の出力が
Ｈ、スイッチング信号ＳＧがＨのとき、トランジスタＴ
Ｒ１はＯＦＦ状態で、ＡＮＤ１はＨレベルであるので、
トランジスタＴＲ４はＯＮ状態にあり、従って、コンデ
ンサＣ１の充電電荷はトランジスタＴＲ４を介して一気
に放電されるようになっている。

【００９７】比較回路２１８は、ＬＰＦ２１６の出力が
予め設定されたしきい値ＯＮレベルを上回っていれば、
Ｌレベルを出力し、予め設定されたしきい値ＯＦＦレベ
ルを下回っていればＨレベルを出力する。積分回路２１
９ａは、比較回路２１８の出力信号がＬレベルのとき充
電され、コンデンサＣ１の充電電位は０［Ｖ］からＶａ
となり（図４１ｃの点）、その後、所定の時定数（Ｃ
１×Ｒ５）にて放電され、次の入力信号までに充電電位
はＶａからＶｂ（Ｖｂ＞０）となり（図４１ｃの
点）、次の入力でＶｂからＶａ＋Ｖｂとなり（図４１ｃ
の点）、比較回路２１８の出力がＨレベルならば積分
回路２１９ａは充電され続ける。一方、比較回路２１８
の出力がＬレベルならば（図４１ｃの点）、積分回路
２１９ａは一気に放電され、０［Ｖ］となる。比較回路
２１９ｂは積分回路２１９ａの出力信号が予め設定され
たしきい値ＯＮレベルを上回っていれば、Ｈレベルを出
力し、物体等の存在を検出する。

【００９８】このような判断部を持つことにより、図４
１に示したように、信号期間中でない時で信号と接近し
て外乱があって、ＬＰＦ２１６の出力が一時的に比較回
路２１８のＯＮレベルを上回るようなことがあっても、
比較回路２１９ｂの出力がＯＮすることはなく、正確な
２値出力が得られる。換言すれば、図４０の構成を採用
することで、所定以上の大きさの信号が所定期間あれば
出力をＯＮするといった処理が、該所定期間の直前の信
号の履歴に影響されることなく行え、また、出力をＯ
Ｎ，ＯＦＦする条件を独立に設定できるという利点があ
る。

【００９９】判断部のさらに他の例を図４２に示す。こ
の判断部は、パルスカウント方式であり、比較回路２１
８と判別部２１９（これはディジタルフィルタとして機
能する）とから構成される。その動作のタイムチャート
を図４３ａ〜図４３ｌに示す。比較回路２１８は、ＬＰ
Ｆ２１６の出力がＯＮレベルＴｈ（ＯＮ）＝Ｒ２×（Ｉ
１＋Ｉ２）を上回る入力があると、ＣＯＭ１の出力はＨ
レベルとなる。ＬＰＦ２１６の出力がＯＦＦレベルＴｈ
（ＯＦＦ）＝Ｒ２×Ｉ１を下回る入力があると、ＣＯＭ
１の出力はＬレベルとなる。

【０１００】判別部２１９において、Ｒ−Ｓラッチ１
は、ＣＯＭ１の出力信号がＨのとき、Ｑ０＝Ｈとなる。
そして、Ｑ０はＲＳＴ信号（図４３ｃ）によりリセット
され、Ｌレベルとなり、次の入力信号を待つ。ＣＯＭ１
の出力信号がＬのとき、Ｑ０＝Ｌとなり、そして、ＲＳ
Ｔによりリセットされ、Ｌレベルを持続する。Ｄ−ＦＦ
１〜３は、クロックＣＫの立ち上がりのタイミングのと
き、Ｄ入力がＨレベルならＱ＝Ｈ、Ｄ入力がＬレベルな
らＱ＝Ｌとなる。ＡＮＤ１は、Ｑ１〜Ｑ３のＡＮＤを出
力するので、Ｑ１〜Ｑ３が全てＨレベル、つまり、図４
３ａの・・・のように、所定回数、ここでは３回連続し
てＣＯＭ１のスレッシュレベルを上回る信号が入力され
たとき、ＡＮＤ１の出力はＨレベルに変化する。ＡＮＤ
２は、反転Ｑ１〜反転Ｑ３のＡＮＤを出力するので、反
転Ｑ１〜反転Ｑ３が全てＨレベル、つまり全く入力がな
いとき、Ｈレベルとなるのに対して、１回でも入力があ
れば、Ｌレベルとなり、少なくとも３周期分はＬレベル
となる。Ｒ−Ｓラッチ２は、ＡＮＤ１がＨレベル、つま
り３回連続入力信号があると、Ｑ４＝Ｈとして出力し、
また、反転Ｑ４により、ＣＯＭ１のスレッシュレベルが
Ｔｈ（ＯＮ）からＴｈ（ＯＦＦ）となる。この例におい
ても、図４０の場合と同様の利点が得られる。

【０１０１】（２ｃ） 実施形態２ｃ 本発明の実施形態２ｃによる赤外線検出器の構成を図４
４に示す。検出部２２０の赤外線検出素子であるサーモ
パイル２１１ａは、赤外線光量に応じた起電力が得られ
る素子である。検知エリア内に人が侵入すると、人から
放射される赤外線はサーモパイル２１１ａで検出され、
バッファを介しアナログスイッチ２１２でスイッチング
信号ＳＧ（周波数ｆ）にてスイッチングされる。スイッ
チングされた信号は、カットオフ周波数がスイッチング
周波数ｆより低いＨＰＦ２１４を通過し、アンプ２１５
で増幅される。増幅された信号は、カットオフ周波数が
スイッチング周波数ｆより高いＬＰＦ２１６を通過し、
しきい値を上回れば比較回路２１８はＯＮ信号を出力
し、判別部２１９で人の侵入および存在があるかが判断
され、出力される。

【０１０２】（２ｄ） 実施形態２ｄ 本発明の実施形態２ｄによる温度検出器の検出部の構成
を図４５に示す。検出部より後段の構成は図３６と同様
でよい。図中に示した温度検出素子の温度サーミスタＲ
ｔｈは温度に応じて抵抗値が変化する素子である。その
変化は、電圧値Ｖ０として検出され、温度の制御などに
使用する。検出結果は２値化して出力されるので、それ
を用いてヒータのオン・オフ制御を行なうことができ
る。また、温度検出器としては、熱電対等を用いてもよ
い。なお、温度サーミスタＲｔｈと抵抗Ｒとの接続点の
出力電圧Ｖ０は、次式で表せる。但し、Ｖｓで電源電圧
である。

【０１０３】Ｖ０＝｛Ｒ／（Ｒｔｈ＋Ｒ）｝Ｖｓ （２ｅ） 実施形態２ｅ 本発明の実施形態２ｅによる圧力検出器の構成を図４６
ａ，４６ｂに、等価回路を図４６ｃに、その信号処理部
を図４６ｄに、そのタイムチャートを図４７ａ〜図４７
ｈに示す。この検出器は、流体の圧力制御などに使用す
る。圧力検出素子は、図４６ａ，４６ｂに示すように、
Ｓｉ単結晶基板２２１上に感圧ダイヤフラム２２２が設
けられ、ひずみゲージ（拡散抵抗）Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，
Ｒ４が配置された構成である。ひずみゲージの圧力によ
るひずみは、半径方向のゲージＲ１，Ｒ３の変化率のほ
うが円周方向のゲージＲ２，Ｒ４の変化率より大きい。
この差は、図４６ｃの等価回路に示すホイーストンブリ
ッジで検出され、図４６ｄに示す信号処理部で処理さ
れ、出力される。この等価回路の出力電圧Ｖ０は、次式
で表せる。

【０１０４】 Ｖ０＝（Ｖ１−Ｖ２） ＝｛Ｒ４／（Ｒ１＋Ｒ４）−Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）｝Ｖ１ 検出部に圧力が加えられたとき、上記のように抵抗値が
変化して、Ｖ１の電位は降下し（図４７ｃ）、逆に、Ｖ
２の電位は上昇（図４７ｄ）する。そして、Ｖ１はアナ
ログスイッチ２１２ａで、Ｖ２はアナログスイッチ２１
２ｂでそれぞれスイッチング信号ＳＧでスイッチングさ
れた後、ＨＰＦ２４１，２４２で低周波ノイズをカット
される（図４７ｅ、４７ｆ）。その後、差動増幅器２１
５で増幅され（図４７ｇ）、そして、ＬＰＦ２１６で高
周波ノイズは除去される（図４７ｈ）。検知信号がしき
い値を上回れば、比較回路２１８はＯＮ信号を出力し、
判別部２１９にて圧力が設定値より高いか低いかが判断
され、出力される。この圧力検出器は、都市ガスの弁開
放による異常減圧の検出等に適用可能である。

【０１０５】（２ｆ） 実施形態２ｆ 本発明の実施形態２ｆによる湿度センサの検出部の構成
を図４８に示す。検出部より後段の構成は図４６ｄと同
様でよい。この検出器は、空調器の制御などに使用でき
る。検知センサ素子２２５（Ｒ１）は検出対象空気中に
配置され、補償センサ素子２２６（Ｒ４）は乾燥空気中
に配置される。これらの素子２２５，２２６は湿度に応
じて抵抗値が変化する素子で、他の抵抗Ｒ２，Ｒ３と共
にブリッジ接続され、湿度に応じた抵抗値の変化は、検
出端に電圧値Ｖ０に変換され、出力される。この湿度セ
ンサの出力は加湿器のオン・オフ制御に使用することが
できる。

【０１０６】また、この湿度検出素子を混合ガスの混合
比に応じて抵抗値が変化する素子に置き換えたものがガ
スセンサであり、混合ガスの制御やガス漏れ検知などに
使用する。この場合、検知センサ素子２２５（Ｒ１）は
検出対象ガス中に、補償センサ素子２２６（Ｒ４）は基
準ガス中に配置される。抵抗値の変化量は電圧値Ｖ０に
変換された後、検出される。このガスセンサは、都市ガ
ス漏れセンサとして使用できる。

【０１０７】（２ｇ） 実施形態２ｇ 本発明の実施形態２ｇによる構成を図４９に示す。この
例は、検出素子２１１による検出信号をスイッチングす
るためのスイッチ２１２ａを、ＦＥＴ（電界効果トラン
ジスタ）で構成したものである。この構成によれば、高
速でスイッチングが可能となり、漏れ電流がほとんどな
いので、微小量の検出が可能となる。また、ＦＥＴは電
圧制御のため低消費電力化が図れる。

【０１０８】（２ｈ） 実施形態２ｈ 本発明の実施形態２ｈによる構成を図５０に示す。この
例は、検出素子２１１による検出信号をスイッチングす
るスイッチ２１２ｂを、バイポーラトランジスタで構成
したものである。この構成によれば、スイッチングによ
るスパイクノイズが小さいという効果がある。

【０１０９】（３） 第３実施形態 以下、本発明の第３実施形態を図面を参照して説明す
る。

【０１１０】（３ａ） 実施形態３ａ 図５１は実施形態３ａによる検知器のブロック図であ
り、図５２ａ〜図５２ｉはこの検知器の動作を示すタイ
ムチャートである。検知器３０１は、検知器３０１の置
かれる場所の自然散乱光（たとえば照明装置、太陽光）
の背景１４や検出物体１５による反射光を受光すること
により、検出物体の有無検知等を行なうパッシブ方式の
検知器である。検知器３０１は、受光部としての受光用
レンズ３０３と、この受光用レンズ３０３の背後に設け
られた２分割フォトダイオード３，０２（受光素子、以
下、ＰＤ１，ＰＤ２と略す）により構成され、第１およ
び第２の受光視野を構成している。なお図５１には検出
物体１５が２つの受光視野内の一方（視野２）に侵入し
た状態を示している。

【０１１１】通常は、背景（例えば白色一面）１４から
の反射光がレンズ３０３を通してＰＤ１、ＰＤ２に入射
されている。ＰＤ１，ＰＤ２に入射した光は、ここで光
−電流変換され、ＰＤ１からの検出電流Ｉ１、およびＰ
Ｄ２からの検出電流Ｉ２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２で
断続的に受光回路３０８に送られる。このスイッチＳＷ
１，ＳＷ２は、発振回路３０７より供給される発振パル
ス信号ＳＧ１，ＳＧ２のクロックで交互にスイッチング
されるようになっており、これにより、スイッチＳＷ
１，ＳＷ２を通過する電流Ｉ１，Ｉ２のタイミングは非
同期で時分割となる。検出電流Ｉ１，Ｉ２は受光回路３
０８で電圧に変換された後、増幅回路３０９で増幅さ
れ、検出電圧Ｖ１，Ｖ２となる。この電圧Ｖ１，Ｖ２は
Ｓ／Ｈ回路３１０で発振回路３０７のサンプルホールド
信号ＳＨのタイミングでサンプリングされた後、Ａ／Ｄ
変換回路３１１でデジタル信号に変換され、それぞれ出
力Ｄ１，Ｄ２となる。これら出力Ｄ１，Ｄ２は演算部３
１２で差演算（Ｄ１−Ｄ２）され、演算結果Ｄを得る。
この演算結果Ｄの上下にあるレベルに差を付けたしきい
値（ＶＴ１，ＶＴ２）がしきい値設定回路３１４に設定
される。

【０１１２】いま、検出物体（黒色一面）１５が視野２
に侵入すると、ＰＤ２への入光量が減少し、Ｄ２が小さ
くなる。この時の演算部による演算結果Ｄは先のＤより
も大きくなる。これが上記しきい値（ＶＴ１，ＶＴ２）
と比較回路３１６において比較され、図５２のごとく、
出力ＤがＶＴ１を上回る、又はＶＴ２を下回ると、比較
回路３１６よりＯＮ信号が出力される。このＯＮ信号は
ノイズを除去するために積分回路３１７を通った後、出
力回路３１８から検知器３０１外部にＯＮ／ＯＦＦ信号
として出力される。なお、積分回路３１７は、比較回路
３１６出力のＯＮ信号が連続して３個以上になればＯＮ
信号を出力し、比較回路３１６出力のＯＦＦ信号が連続
して３個以上になれば、ＯＦＦ信号を出力するものとな
っている。

【０１１３】このように、２系統の検出信号（Ｉ１，Ｉ
２）を交互にスイッチングし、各検出信号をペアとし
て、１系統の信号処理回路で処理するようにしたことに
より、従来のセンサと比べて、受光出力数と同数の受光
回路、増幅回路、Ｓ／Ｈ回路、Ａ／Ｄ変換回路等が不要
となるので、信号処理回路の規模の縮小を図ることがで
き、回路部品の削減、消費電流の低減、外形の縮小、コ
ストの削減、製造不良率の低減等を図ることができる。
また、回路構成を簡略化することにより、複数の回路の
特性のマッチングを図る必要がなくなるので、高精度の
部品が要求されることもない。また、この構成において
は、投光電流が不要なパッシブ方式で検出を行なうの
で、低消費電流化を図ることができる。また、この低消
費電流化により、バッテリ駆動時においてはバッテリの
長寿命化を図ることができる。

【０１１４】（３ｂ） 実施形態３ｂ 図５３は実施形態３ｂに係る検知器のブロック図であ
る。この検知器３２０は上述の図５１に示した検知器３
０１において、ＰＤ１，ＰＤ２と受光回路３０８間に備
えられていたスイッチＳＷ１，ＳＷ２を、増幅回路３０
９とＳ／Ｈ回路３１０の間に備えるようにしたものであ
る。ＰＤ１，ＰＤ２からの検出電流Ｉ１，Ｉ２はそれぞ
れの受光回路３０８ａ，３０８ｂで電圧に変換され、増
幅回路３０９ａ，３０９ｂで増幅された後、スイッチＳ
Ｗ１，ＳＷ２で信号ＳＧ１，ＳＧ２のクロックにあわせ
て交互にスイッチングされ、電圧Ｖ１，Ｖ２となる。こ
のように、スイッチングを増幅回路３０９ａ，３０９ｂ
において検出信号を増幅した後に行なうようにしたこと
により、インピーダンスの高いライン（微小信号ライ
ン）にスイッチング素子を入れずにすむので、受光信号
に重畳するスイッチングノイズを低減することができ
る。

【０１１５】（３ｃ） 実施形態３ｃ 図５４は実施形態３ｃに係る検知器のスイッチ近傍の構
成図である。本実施形態３ｃはスイッチＳＷを電界効果
トランジスタ（以下、ＦＥＴという）で構成したもので
ある。これにより、高速でのスイッチングが可能とな
り、また、漏れ電流がほとんどなくなるので、微小な検
出電流の変化をとらえることができ、より正確な物体の
有無検出が可能となる。さらに、ＦＥＴは電圧で制御さ
れるものであるので、より一層、消費電流を抑えること
ができる。

【０１１６】（３ｄ） 実施形態３ｄ 図５５は本実施形態３ｄに係る検知器のスイッチＳＷ近
傍の構成図である。本実施形態はスイッチＳＷをバイポ
ーラトランジスタで構成したものである。バイポーラト
ランジスタはスイッチングによるスパイクノイズが小さ
いので、微小な検出電流の変化をとらえることができ、
より正確な物体の有無検出が可能となる。

【０１１７】（３ｅ） 実施形態３ｅ 図５６は本実施形態３ｅに係る検知器３２１のブロック
図、図５７ａ〜図５７ｍはこの検知器の動作のタイムチ
ャートである。この検知器３２１は、上述の図５１に示
した検知器３０１において、スイッチＳＷ２を、信号Ｓ
Ｇ２と第２の比較回路３２２の出力信号のＡＮＤでスイ
ッチングされるようにしたものである。ＰＤ１，ＰＤ２
で受光された光は検出電流Ｉ１，Ｉ２に変換され、この
電流Ｉ１，Ｉ２は上述の実施形態３ａと同様、受光回路
３０８、増幅回路３０９、Ｓ／Ｈ回路３１０、Ａ／Ｄ変
換回路３１１を通り、出力Ｄ１，Ｄ２になる。ここで、
出力Ｄ１は、第２の比較回路３２２に入力され、この出
力Ｄ１の値がサンプリングデータの前後で異っている
と、比較回路３２２からＯＮ信号が出力される。この出
力信号と信号ＳＧ２のＡＮＤによりスイッチＳＷ２はス
イッチングされる。一方、出力Ｄ２はデータ保持回路３
２３で第２の比較回路３２２のＯＮ信号による解除信号
が入力されるまで、前回のデータを出力し続け、第２の
比較回路３２２のＯＮ信号による解除信号が入力される
と、データ保持回路３２３に保持されたデータは更新さ
れる。この出力Ｄ２と出力Ｄ１は演算部３１２において
差動演算され、演算結果Ｄが得られる。演算結果Ｄは、
比較回路３１６で予め設定されたしきい値ＶＴ１，ＶＴ
２と比較される。比較回路３１６は、演算結果ＤがＶＴ
１を上回るか、ＶＴ２を下回ることでＯＮ信号を出力す
る。このＯＮ信号が連続して３個以上になれば、積分回
路３１７より２値化されたＯＮ信号が得られ、この信号
は出力回路３１８より出力され、検知器３２１外部に受
光視野内への検出物体１５の侵入を知らせる。

【０１１８】このように、片側の経路（ＳＷ１）の信号
（Ｉ１）をモニタし、それに変化があれば、もう一方の
経路（ＳＷ２）を動作させるような構成としているの
で、上述の検知器３０１と比して、消費電流をより低減
させることができる。また、パッシブ方式で得られた２
系統の検出信号（Ｉ１，Ｉ２）を１系統の受光回路を含
む信号処理回路で処理するので、信号処理回路の規模を
縮小することができ、上述の第１の実施形態と同様の作
用効果を得ることができる。

【０１１９】（３ｆ） 実施形態３ｆ 図５８は実施形態３ｆに係る検知器３２６のブロック
図、図５９ａ〜図５９ｉはこの検知器の動作のタイムチ
ャートである。この検知器３２６は、上述の図５１に示
した検知器３０１に変調回路３２８を加えたものであ
る。この変調回路３２８は、発振回路３２７より供給さ
れるｓｇ１，ｓｇ２，ｓｈ，ａ／ｄの各正弦波をパルス
時間変調し、ＳＧ１，ＳＧ２，ＳＨ，Ａ／Ｄのパルス信
号に変換するものである。

【０１２０】ＰＤ１，ＰＤ２に入射した光は、ここで光
−電流変換され、ＰＤ１からの検出電流Ｉ１、およびＰ
Ｄ２からの検出電流Ｉ２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２で
断続的に受光回路３０８に送られる。このスイッチＳＷ
１，ＳＷ２は、発振回路３０７より供給される発振パル
ス信号ＳＧ１，ＳＧ２のクロックで交互にスイッチング
されるようになっており、これにより、スイッチＳＷ
１，ＳＷ２を通過する電流Ｉ３１，Ｉ３２のタイミング
は非同期で時分割となる。検出電流Ｉ１，Ｉ２は受光回
路３０８で電圧に変換された後、増幅回路３０９で増幅
され、検出電圧Ｖ１，Ｖ２となる。この電圧Ｖ１，Ｖ２
はＳ／Ｈ回路３１０で発振回路３０７のサンプルホール
ド信号ＳＨのタイミングでサンプリングされた後、Ａ／
Ｄ変換回路３１１でデジタル信号に変換され、それぞれ
出力Ｄ１，Ｄ２となる。これら出力Ｄ１，Ｄ２は演算部
３１２で差演算（Ｄ１−Ｄ２）され、演算結果Ｄを得
る。この値Ｄが、比較回路３１６でしきい値ＶＴと比較
され、ＶＴを上回るとＯＮ信号が出力される。このＯＮ
信号が連続して３個以上になれば、積分回路３１７より
２値化されたＯＮ信号が得られ、この信号は出力回路３
１８より出力され、検出器３２６外部に検出物体２の侵
入を知らせる。

【０１２１】このように、パッシブ方式で得られた２系
統の検出信号Ｉ１，Ｉ２を交互にスイッチングし、各検
出信号をペアとしてサンプルホールドすることにより、
データの保持を行い、１系統の受光回路を含む信号処理
回路で処理するので、信号処理回路の規模を縮小するこ
とができ、上述の実施形態３ａと同様の作用効果を得る
ことができる。加えて、検出信号のスイッチングを行な
うクロック信号をパルス時間変調し、その信号と同期を
とり、信号処理することで、周期的な検出対象と異なる
物理量的なノイズや電気的なノイズを除去することがで
きるので、高Ｓ／Ｎの検出信号を得ることができる。こ
れにより、より微小な検出電流の変化を取り扱うことが
できるので、より正確な物体の有無検出が可能となる。

【０１２２】（３ｇ） 実施形態３ｇ 図６０は実施形態３ｇによる検知器のブロック図、図６
１ａ〜図６１ｉはこの検知器のタイムチャートである。
この検知器３３０は、上述の図５１に示した検知器３０
１に、信号処理回路への電源供給のタイミングを制御す
るためのスイッチＳＷ３を加えたものである。このスイ
ッチＳＷ３は発振回路３０７より供給される信号ＳＧ
１，ＳＧ２とそれぞれ同期している信号ＡＧによりスイ
ッチングされる。これにより、電源の供給は図６１のタ
イムチャートに示されるように、信号ＳＧ１，および信
号ＳＧ２のそれぞれに関わる信号処理に必要な時間だけ
行われる。

【０１２３】このように、パッシブ方式で得られた２系
統の検出信号Ｉ１，Ｉ２を交互にスイッチングし、各検
出信号をペアとしてサンプルホールドすることにより、
データの保持を行い、１系統の受光回路を含む信号処理
回路で処理するので、信号処理回路の規模を縮小するこ
とができ、上述の実施形態３ａと同様の作用効果を得る
ことができる。加えて、各信号処理回路への電源の供給
を信号処理に必要な時間だけ断続的に行なうようにした
ので、消費電流をより低減させることができる。また、
信号ＳＧ１と信号ＳＧ２のそれぞれの発振パルス信号に
応じて電源を供給しているため、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の
信号がお互いに干渉しないように信号ＳＧ１と信号ＳＧ
２のパルス間隔を広くとっても、低消費電流化の効果を
維持したまま、過大入力検出信号に対応することができ
る。

【０１２４】（３ｈ） 実施形態３ｈ 図６２ａ〜図６２ｊに実施形態３ｈに係る検知器の動作
のタイムチャートを示す。本実施形態に係る検知器は上
述の実施形態３ｇによる検知器３３０と同じ構成であ
る。スイッチＳＷ３は発振回路より供給される信号ＳＧ
１，ＳＧ２をペアの信号とし、このペアの信号に同期し
ている信号ＡＧによりスイッチングされる。これによ
り、電源の供給は、図６２ａ〜図６２ｊのタイムチャー
トに示されるように、信号ＳＧ１と信号ＳＧ２に同時に
それらに関わる信号処理に必要な時間だけ行われる。

【０１２５】このように、パッシブ方式で得られた２系
統の検出信号Ｉ１，Ｉ２を交互にスイッチングし、各検
出信号をペアとしてサンプルホールドすることにより、
データの保持を行い、１系統の受光回路を含む信号処理
回路で処理するので、信号処理回路の規模を縮小するこ
とができ、上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得
ることができる。加えて、各信号処理回路への電力の供
給を信号ＳＧ１と信号ＳＧ２の信号処理に必要な時間だ
け行なう構成としたので、信号ＳＧ１と信号ＳＧ２のパ
ルス周期を長くすれば、電力供給時間がより短くなるの
で、より一層の低消費電流化を図ることが可能となる。

【０１２６】（３ｉ） 実施形態３ｉ 図６３は実施形態３ｉによる検知器３３１のブロック
図、図６４はこの検知器のタイムチャートである。この
検知器３３１は、上述の図６０に示した検知器３３０に
おいて、スイッチＳＷ３のスイッチングを発振回路３０
７より供給される信号ＳＧ１，ＳＧ２により行なうもの
である。このように、各回路への電源の供給と検出信号
のスイッチングを同一の信号により行なうことで、発振
パルス信号を削減でき、発振回路７の構成を簡略化でき
るので、回路規模の縮小と消費電流の低減をより一層図
ることが可能となる。

【０１２７】（３ｊ） 実施形態３ｊ 図６５は本実施形態による検知器のブロック図、図６６
ａ〜図６６ｊはこの検知器のタイムチャートである。こ
の検知器３３２は上述の図５１に示した検知器３０１に
おいて、ＰＤ１，ＰＤ２と受光回路３０８との間にスイ
ッチＳＷ４を加え、さらに、増幅回路３０９とＳ／Ｈ回
路３１０との間に帯域通過フィルタ３１９を加えたもの
である。スイッチＳＷ４は信号ＳＧ１，ＳＧ２とそれぞ
れに同期している信号ＦＧによりスイッチングされるも
のである。

【０１２８】各ＰＤからはＰＤへの入光パワーに応じた
検出電流が出力され、ＰＤ１からは電流Ｉ１，ＰＤ２か
らは電流Ｉ２が出力される。この検出電流Ｉ１，Ｉ２は
それぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２を通り、さらにスイッ
チＳＷ４を通り、受光回路３０８に送られる。このスイ
ッチＳＷ３０４を制御する信号ＦＧのパルス幅を、信号
ＳＧ１，ＳＧ２のパルス幅よりも小さいものとしたの
で、検出電流Ｉ１，Ｉ２をチョッピングし高周波信号に
変換することが可能となる。この検出電流Ｉ１，Ｉ２は
受光回路３０８により電圧に変換され、増幅回路３０９
で増幅され、電圧Ｖ１，Ｖ２となる。この電圧Ｖ１，Ｖ
２を帯域通過フィルタ３１９に通すことにより、光源と
して蛍光灯を用いたときに発生する電源低周波ノイズ
や、受光素子ＰＤ１，ＰＤ２や受光回路３０８で発生す
る高周波ノイズなどのノイズを除去することができる。
ノイズ除去された信号Ｆ１，Ｆ２はＳ／Ｈ回路３１０で
発振回路３０７のサンプルホールド信号ＳＨのタイミン
グでサンプリングされた後、Ａ／Ｄ変換回路３１１でデ
ジタル信号に変換され、それぞれ出力Ｄ１，Ｄ２とな
る。これら出力Ｄ１，Ｄ２は演算部３１２で差演算（Ｄ
１−Ｄ２）され、演算結果Ｄを得る。この値Ｄが、比較
回路３１６でしきい値ＶＴと比較され、ＶＴを上回ると
ＯＮ信号が出力される。このＯＮ信号が連続して３個以
上になれば、積分回路３１７より２値化されたＯＮ信号
が得られ、この信号は出力回路３１８から出力され、検
出器３３２外部に検出物体１５の侵入を知らせる。

【０１２９】このように、本実施形態の検知器３３２に
よれば、パッシブ方式で得られた２系統の検出信号Ｉ
１，Ｉ２を交互にスイッチングし、各検出信号をペアと
してサンプルホールドすることにより、データの保持を
行い、１系統の受光回路を含む信号処理回路で処理する
ので、信号処理回路の規模を縮小することができ、上述
の実施形態３ａと同様の作用効果を得ることができる。
加えて、検出信号をチョッピングし、高周波信号に変換
し、さらにフィルタ３１９でノイズ除去することで、光
学的なノイズや、電気的なノイズを除去することができ
るため、高Ｓ／Ｎの検出信号が得られる。これにより、
より微小な検出信号の変化を取り扱うことができるの
で、より正確な物体の有無検出が可能となる。

【０１３０】（３ｋ） 実施形態３ｋ 図６７は実施形態３ｋによる検知器３３３のブロック
図、図６８ａ〜図６８ｊはこの検知器のタイムチャート
である。本実施形態に係る検知器３３３は、スイッチＳ
Ｗ１，ＳＷ２のスイッチング時において検出信号を高周
波信号に変換するようにしたものである。すなわち、Ｐ
Ｄ１からの電流Ｉ１、およびＰＤ２からの電流Ｉ２は、
スイッチＳＷ１，ＳＷ２により信号ＳＧ１，ＳＧ２のク
ロックで交互にスイッチングされる。これらの検出電流
Ｉ１，Ｉ２には、光源として蛍光灯を用いたときに発生
する電源低周波ノイズが含まれている。それらを除去す
るために、スイッチＳＷ１，ＳＷ３２のスイッチング時
に低周波ノイズと分離される高周波信号への変換も行
い、その後、帯域通過フィルタ３１９に通す。

【０１３１】このように、パッシブ方式で得られた２系
統の検出信号Ｉ１，Ｉ２を交互にスイッチングし、各検
出信号をペアとしてサンプルホールドすることにより、
データの保持を行い、１系統の受光回路を含む信号処理
回路で処理するので、信号処理回路の規模を縮小するこ
とができ、上述の実施形態３ａと同様の作用効果を得る
ことができる。加えて、時間の規正と波形の整形を同時
に行なうことにより、波形整形のための専用のスイッチ
ングゲートとそれに与える発振パルス信号が削除できる
ので、上述の検知器３３２と比して回路規模を削減する
ことができる。

【０１３２】（３ｌ） 実施形態３ｌ 図６９は実施形態３ｌによる検知器３３４のブロック図
である。この検知器３３４は、上述の図６７に示した検
知器３３３において、発振回路３０７を複数の周波数の
発振パルス信号を出力する構成とし、この発振周波数の
変更に応じてフィルタ３１９の通過周波数を変更する構
成とすることにより、使用環境の変化により生じるノイ
ズ状況の変化に対応できるようにしたものである。

【０１３３】ＰＤ１，ＰＤ２に入射した光は、ここで光
−電流変換され、ＰＤ１からの検出電流Ｉ１、およびＰ
Ｄ２からの検出電流Ｉ２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２で
断続的に受光回路３０８に送られる。このスイッチＳＷ
１，ＳＷ２は、発振回路３０７より供給される発振パル
ス信号ＳＧ１，ＳＧ２のクロックで交互にスイッチング
されるようになっており、これにより、スイッチＳＷ
１，ＳＷ２を通過する電流Ｉ１，Ｉ３２のタイミングは
非同期で時分割となる。電流Ｉ１，Ｉ２は受光回路３０
８で電圧に変換された後、増幅回路３０９で増幅され、
電圧Ｖ１，Ｖ２となる。電圧Ｖ１，Ｖ２は、帯域通過フ
ィルタ３１９を通され、低周波ノイズを除去され、電圧
Ｆ１，Ｆ２となる。この電圧Ｆ１，Ｆ２は、Ｓ／Ｈ回路
３１０でサンプルホールド信号ＳＨのタイミングでサン
プリングされる。サンプリングされた検出信号は、Ａ／
Ｄ変換回路３１１でデジタル信号に変換された後、それ
ぞれ出力Ｄ１，Ｄ２となる。これら出力Ｄ１，Ｄ２は演
算部３１２で差演算（Ｄ１−Ｄ２）され、演算結果Ｄを
得る。この演算結果Ｄが、比較回路３１６でしきい値Ｖ
Ｔと比較され、ＶＴを上回るとＯＮ信号が出力される。
このＯＮ信号が連続して３個以上になれば、積分回路３
１７より２値化されたＯＮ信号が得られ、出力回路３１
８から検出器３３４外部に検出物体１５の侵入を知らせ
る。

【０１３４】検知器３３４の置かれた使用環境が変化す
ると、ＰＤから出力される検出信号に含まれる電源低周
波ノイズ等のノイズの周波数も変化する。従って、正確
な物体の有無検出を行なうためには、使用環境の変化に
応じて発振回路３０７から出力される発振パルス信号Ｓ
Ｇ１，ＳＧ２の発振周波数を変化させ、さらにそれに連
動して検出信号のみを取り出すようにフィルタ３１９の
通過周波数を変更する必要がある。本実施の形態に係る
検知器３３４は、使用環境のノイズの周波数を避けるた
め、信号ＳＧ１，ＳＧ２の周波数を外部より変更するス
イッチＳＷ５を付加したものであり、このスイッチＳＷ
５の位置により、フィルタ３１９の低域遮断周波数１／
（２πＲｓＣｓ）を発振パルス信号ＳＧ１，ＳＧ２の発
振周波数１／（２πＲｏＣｏ）に連動して変更できるよ
うになっている。

【０１３５】このように、パッシブ方式で得られた２系
統の検出信号（Ｉ１，Ｉ２）を交互にスイッチングし、
各検出信号をペアとしてサンプルホールドすることによ
り、データの保持を行い、１系統の受光回路を含む信号
処理回路で処理するので、信号処理回路の規模を縮小す
ることができ、上述の実施形態３ａと同様の作用、効果
を得ることができる。さらに、受光信号の発振パルス信
号ＳＧ１，ＳＧ２の発振周波数を使用環境のノイズ状況
に応じて変更し、それと連動して、その信号のみを取り
出すフィルタ１９の通過周波数を変更することで、周期
的な検出対象と異なる物理量ノイズや電気的なノイズを
除去することができるため、高Ｓ／Ｎの検出信号が得ら
れ、より微小な信号を取り扱うことができる （３ｍ） 実施形態３ｍ 図７０は実施形態３ｍによる検知器３３５のブロック図
である。本実施形態に係る検知器３３５は、発振パルス
ＳＧ１，ＳＧ２の発振周波数の変化に連動して増幅回路
３０９のゲインを変更することができる構成としたもの
である。

【０１３６】ＰＤ１，ＰＤ２に入射した光は、ここで光
−電流変換され、ＰＤ１からの検出電流Ｉ１、およびＰ
Ｄ２からの検出電流Ｉ２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２で
断続的に受光回路３０８に送られる。このスイッチＳＷ
１，ＳＷ２は、発振回路３０７より供給される発振パル
ス信号ＳＧ１，ＳＧ２のクロックで交互にスイッチング
されるようになっており、これにより、スイッチＳＷ
１，ＳＷ２を通過する電流Ｉ１，Ｉ２のタイミングは非
同期で時分割となる。電流Ｉ１，Ｉ２は受光回路３０８
で電圧に変換された後、増幅回路３０９で増幅され、電
圧Ｖ１，Ｖ２となる。電圧Ｖ１，Ｖ２は、帯域通過フィ
ルタ３１９を通され、低周波ノイズを除去され、電圧Ｆ
１，Ｆ２となる。この電圧Ｆ１，Ｆ２は、Ｓ／Ｈ回路３
１０でサンプルホールド信号ＳＨのタイミングでサンプ
リングされる。サンプリングされた検出信号は、Ａ／Ｄ
変換回路３１１でデジタル信号に変換された後、それぞ
れ出力Ｄ１，Ｄ２となる。これら出力Ｄ１，Ｄ２は演算
部３１２で差演算（Ｄ１−Ｄ２）され、演算結果Ｄを得
る。この演算結果Ｄが、比較回路３１６でしきい値ＶＴ
と比較され、ＶＴを上回るとＯＮ信号が出力される。こ
のＯＮ信号が連続して３個以上になれば、積分回路３１
７より２値化されたＯＮ信号が得られ、出力回路３１８
から検出器３３５外部に検出物体１５の侵入を知らせ
る。

【０１３７】検知器３３５の置かれた使用環境が変化す
ると、ＰＤ１，ＰＤ２から出力される検出信号に含まれ
る電源低周波ノイズ等のノイズの周波数も変化する。従
って、正確な物体の有無検出を行なうためには、使用環
境の変化に応じて発振回路３０７から出力される発振パ
ルス信号ＳＧ１，ＳＧ２の発振周波数を変化させ、さら
にそれに連動して検出信号のみを取り出すように増幅回
路３０９のゲインを変更する必要がある。本実施形態に
係る検知器３３５は、使用環境のノイズの周波数を避け
るため、信号ＳＧ１，ＳＧ２の周波数を外部より変更す
るスイッチＳＷ５を付加したものであり、このスイッチ
ＳＷ５の位置により、増幅回路３０９のゲインＲｆ／Ｒ
ｓを発振パルス信号ＳＧ１，ＳＧ２の発振周波数１／
（２πＲｏＣｏ）に連動して変更できるようになってい
る。

【０１３８】このように、パッシブ方式で得られた２系
統の検出信号Ｉ１，Ｉ２を交互にスイッチングし、各検
出信号をペアとしてサンプルホールドすることにより、
データの保持を行い、１系統の受光回路を含む信号処理
回路で処理するので、信号処理回路の規模を縮小するこ
とができ、上述の実施形態３ａと同様の作用、効果を得
ることができる。さらに、受光信号の発振パルス信号Ｓ
Ｇ１，ＳＧ２の発振周波数を使用環境のノイズ状況に応
じて変更し、それと連動して、増幅回路３０９のゲイン
を変更することで、周期的な検出対象と異なる物理量ノ
イズや電気的なノイズの除去をより正確に行なうことが
できるため、高Ｓ／Ｎの検出信号が得られ、より微小な
信号を取り扱うことができる。

【０１３９】（３ｎ） 実施形態３ｎ 図７１は実施形態３ｎによる赤外線センサの構成を示す
図である。本実施形態による赤外線センサ３４０は、上
述の３ａないし３ｍの実施形態に示した検出器におい
て、ＰＤに代えて赤外線検出素子３４２（サーモパイル
など）を備えたものである。これにより、検出エリア内
への人等３４３の侵入を検出する赤外線センサ３４２の
回路規模の縮小、および簡略化を図ることができるの
で、センサ３４０の外形の縮小、コストの削減等を図る
ことができる。

【０１４０】（３ｏ） 実施形態３ｏ 図７２は実施形態３ｏによる温度センサの構成を示す図
である。本実施形態による温度センサ３４４は、上述の
３ａないし３ｍの実施形態に示した検出器において、Ｐ
Ｄに代えて温度検出素子３４５を備えたものである。こ
れにより、成形機などの機器内の温度制御等に用いられ
る温度センサ３４４の回路規模の縮小、および簡略化を
図ることができる。

【０１４１】（３ｐ） 実施形態３ｐ 図７３ａ、７３ｂは本実施形態による圧力センサの構成
およびその等価回路を示す図である。本実施形態による
圧力センサ３４６は、上述の３ａないし３ｍの実施形態
に示した検出器において、ＰＤに代えて圧力検出素子３
４７を備えたものである。これにより、成形機などの機
器の圧力部を制御する圧力センサ３４６の回路規模の縮
小、および簡略化を図ることができる。

【０１４２】（３ｑ） 実施形態３ｑ 図７４は実施形態３ｑによるガスセンサの構成を示す図
である。本実施形態によるガスセンサ３４８は、上述の
３ａないし３ｍの実施形態に示した検出器において、Ｐ
Ｄに代えてガス検出素子３４９を備えたものである。こ
れにより、混合ガスの制御やガス漏れなどを検出するガ
スセンサ３４８の回路規模の縮小、および簡略化を図る
ことができる。

【０１４３】（４） 第４実施形態 次に第４実施形態について説明する。第４実施形態にお
いては、第１実施形態の背景１４に明暗のパターンが設
けられる。

【０１４４】（４ａ） 実施形態４ａ 図７５に第４実施形態に係る物体検知器４０１の基本構
成を示す。光学系部分は反射板４１４、受光レンズ４０
３、光検出素子４１８で構成される。周期からの自然散
乱光（照明装置、太陽光など）が反射板４１４、検出物
体１５で反射される。その反射光が受光レンズ４０３へ
と入射する。さらに受光レンズ４０３によって光検出素
子４１８へ集光される。本実施形態では、光検出素子４
１８に２分割ＰＤａＰＤｂを用いる。各ＰＤからは受光
面に入射する光量に比例した電流が出力される。また他
の光検出素子としてＰＳＤを用いた場合には、受光面内
の光量分布の重心位置に対応した電流が出力される。２
分割ＰＤを用いた場合、受光視野は図７５のように受光
視野ａ，ｂの２つとなり、それに対応して反射板のコン
トラストパターンは２パターンとなる。ここでは簡略化
のため白と黒のパターンとする。

【０１４５】２分割されたＰＤａ，ＰＤｂそれぞれの出
力電流Ｉａ，ＩｂはＰＤ出力ラインに挿入されたアナロ
グスイッチ４１２ａ，４１２ｂによりパルス信号ＳＧで
周期的にスイッチングされ、直流信号からパルス信号に
変換される。出力電流Ｉａ，ＩｂはＩ／Ｖ変換器４２
１，４２２により電圧変換され、ＶａもＶｂとなる。次
に差動増幅回路４０９でＶｂ−Ｖａとなり、このＶｂ−
Ｖａが受光視野ｂ，ａ間の光量差信号となる。

【０１４６】図７６ａ〜７６ｅに検出物体の位置とＰＤ
ａ，ＰＤｂ上の受光量分布、光量差信号Ｖｂ−Ｖａの関
係を示す。検出物体１５なしの状態では、ＰＤａ，ＰＤ
ｂ上の受光量分布は図７６ａのようになり、反射板４１
４のコントラストパターンに対応してＰＤａの受光量は
小さく、ＰＤｂの受光量が大きくなる。ＰＤからの出力
電流はＩｂ＞Ｉａとなり、アナログスイッチ４１２ａ，
４１２ｂによってスイッチングされた差動増幅回路４０
９からの出力（光量差信号）Ｖｂ−Ｖａは、図７６ａの
ようになる。この検出物体１５なしの状態に対して検出
物体が受光視野内に侵入してきた場合、ＰＤ上の受光量
分布、光量差信号は図７６ｂ→図７６ｃ→図７６ｄ→図
７６ｅへと変わっていく。

【０１４７】なお、図中ｗは検出物体が占める範囲を示
す。また、図７６ａは検出物体１５がない場合を示し、
図７６ｂは検出物体１５が受光視野ａを遮り始めた場合
を示し、図７６ｃは検出物体が受光視野ａをすべて遮っ
た場合を示し、図７６ｄは検出物体１５が受光視野ｂを
遮り始めた場合を示し、図７６ｅは検出物体１５が受光
視野ｂをすべて遮った場合を示す。

【０１４８】この検出物体１５の有無による光量差信号
の変化を見るために、検出器の感度調整は次のようにし
て行なう。検出物体１５がある状態のＶｂ−Ｖａは、検
出物体１５の反射率によって検出物体１５なしの状態の
Ｖｂ−Ｖａよりも大きくなる場合と小さくなる場合の両
方がある。そのため、しきい値はＶｔｈ１、Ｖｔｈ２の
２つのレベルとなる。感度調整回路４１１によって検出
物体１５なしの状態のＶｂ−ＶａのピークレベルＶ０が
しきい値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２の中心にくるように設定す
る。感度設定の方法は、可変抵抗により設定する方法
や、光量差信号Ｖｂ−ＶａをＡ／Ｄ変換し、マイコンに
より設定する方法などがある。また、感度設定を行なう
ところは検知器４０１の内外を問わない。

【０１４９】この光量差信号Ｖｂ−Ｖａと感度調整回路
４１１で設定したしきい値を比較回路４１０で比較し、
判別回路４１２で出力のＯＮ，ＯＦＦを判別し、出力回
路４１３からその判別結果を出力する。

【０１５０】図７７に比較回路４１０、判別回路４１２
の内部構成、図７８ａ〜図７８ｐにその動作のタイムチ
ャートを示す。比較回路４１０は差動増幅信号がＶｔｈ
１を上回った場合、ＣＯＭ１の出力がＨレベルとなり、
下回った場合Ｌレベルとなる。同様にＶｔｈ２を上回っ
た場合はＣＯＭ２の出力がＨレベルとなる。判別回路４
１２では最初にＣＯＭ１，２の出力に対してＡＮＤ１，
２ゲートによってスイッチング周期との同期を取る（ゲ
ート信号ＧＡＴＥとする）。次にＤＦＦ１，２ではクロ
ック信号の立上がり（ＳＧ信号の立下がり）におけるＣ
ＯＭ１，２の出力が出力される（図７８ａ〜図７８ｐの
ようなタイミングチャートとなる）。さらに、ＤＦＦ
１，２の出力に対してＥＮＯＲゲートによって差動増幅
信号Ｖｂ−Ｖａがしきい値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２の両方を
上回るまたは下回る場合はＨレベル、Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ
２の間にある場合はＬレベルとなる論理構成とする。

【０１５１】次のＤＦＦ３〜５は３段シフトレジスタで
あり、ＤＦＦ３〜５の出力、反転出力のＡＮＤを取り、
その出力をそれぞれＲＳＦＦのセット信号、リセット信
号とすることによって、ＥＮＯＲ出力がＳＧ信号を３周
期以上ＨレベルでないとＲＳＦＦがセットされない。Ｅ
ＮＯＲ出力が同様にＳＧ信号を３周期以上Ｌレベルでな
いとリセットされない。そして、このＲＳＦＦ出力が出
力回路へと送られ、センサ出力となる。つまり、差動増
幅信号Ｖｂ−ＶａがＳＧ信号を３周期以上の間Ｖｔｈ
１、Ｖｔｈ２両方を上回るか下回る場合にセンサ出力が
ＯＮ、Ｖｂ−ＶａがＳＧ信号を３周期以上の間Ｖｔｈ
１、Ｖｔｈ２の間にある場合にセンサ出力がＯＦＦとな
る。

【０１５２】本実施形態では、２つの受光視野の光量差
信号を用いて反射板１４と検出物体１５の判別をした
が、２つの受光視野の光量の割算値、または光量差／光
量和の値を用いて判別することも可能である。

【０１５３】（４ｂ） 実施形態４ｂ 実施形態４ｂでは、反射板は白と黒のパターンとした
が、検出物体がコントラストを持っている場合、逆に反
射板はコントラストがないつまり、同一の反射率または
反射指向性を持っている方が検出物体との差が付きやす
い。また反射率も大きくことなる方が判別しやすい。た
とえば、自動車の製造ラインで車体の通過検出をする場
合、検出物体１５が金属面つまりコントラストのない正
反射面であるから反射板１４はコントラストのある拡散
反射面（たとえば白紙と黒紙を組合せたもの）である方
がよい。また、梱包物の搬送ラインにおいて段ボール箱
の通過検出をする場合、検出物体１５が拡散反射面であ
るから、反射板は正反射面（たとえばミラー）の方がよ
い。

【０１５４】また、受光視野より反射面の数の方が多い
場合もある。図７９にその１構成を挙げる。図７９に示
すように、分割された４つの反射面に対して受光視野は
１つである。検出物体１５の位置に対応して、受光量は
図８０のように変化する。しきい値を図８０のａまたは
ｂのレベルに設定すれば検出物体１５が反射板１４上の
またはの領域にあることが判別できる。反射板，
の部分と検出物体の反射率は同じとする。

【０１５５】（４ｃ） 実施形態４ｃ 図８１に電源に電池を用い、電源の供給を間欠供給とし
た物体検知装置の検知器４５０を示す。電源に電池４１
６を用いたため、検知器設置時に電源配線のための工事
が必要なく、取付場所の制約がなくなる。また、Ｉ／Ｖ
変換回路４２１、差動増幅回路４０９などの信号処理部
への電源供給を発振回路４１４のクロックで間欠的に供
給することにより、さらに消費電力を低減でき、電池の
寿命を長くすることができる。

【０１５６】図８２に太陽電池４１７によって蓄電池４
１６に給電される検知器を示す。太陽電池４１７により
外部からの電源供給を全く必要としないため、設置後の
メンテナンスが不要になる。

【０１５７】図８３に水力発電４３２によって蓄電池４
１６に給電される検知器４５０を示す。太陽電池を用い
た検知器と同様に、設置後のメンテナンスが不要とな
る。

【０１５８】（４ｄ） 実施形態４ｄ 従来の回帰反射型光電センサにおいてはセンサと反射板
の位置調整が必要であるが、本検知器においても同様で
ある。調整箇所を図８４に示す。調整箇所は、図Ｘ軸周
り、Ｙ軸周りの２軸である。反射板１４と検知器４５０
との距離が短い場合には目視で位置調整をすることも可
能であるが、距離が長くなると目視による調整は難しく
なる。そこで、図８５に示すように検知器４５１に投光
用ＬＥＤ４４２を内蔵させ、その投光ビームを用いて検
知器４５１と反射板４１４の位置調整を行なう方法があ
る。図８５はダイクロイックミラー４４１を用いて受光
素子光軸と投光用ＬＥＤ４４２の光軸を同軸にした構成
を示す図である。ダイクロイックミラー４４１は投光用
ＬＥＤ４４２の波長域の光のみを反射する特性を持つ。
投光用ＬＥＤ４４２からの投光ビームはダイクロイック
ミラー４４１で反射され、受光レンズ４０３に入射し、
反射板４１４へと投光される。位置調整時には、反射板
４１４に映る投光ビームを見ながら検知器４１５の位置
調整を行なう。

【０１５９】他の位置調整方法として、図８６ａ，８６
ｂに示す反射板４１４と４分割ＰＤ４１８ａを用いる方
法がある。反射板４１４の中央の丸の部分は受光レンズ
４０３によって４分割ＰＤ４１８ａ上に図８０ｂの点線
のように結像する。４分割ＰＤ４１８ａからの出力Ｉ
１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４の差動出力Ｉ３−Ｉ１、Ｉ４−Ｉ
２を用いると反射板４１４の中央の丸と４分割ＰＤ４１
８ａの中心のずれに応じた出力が得られる。反射板４１
４中央の丸と４分割ＰＤ４１８ａの中心が一致している
場合、Ｉ３−Ｉ１＝０、Ｉ４−Ｉ２＝０となるが、たと
えば図８６ｂのように反射板中央の丸と４分割ＰＤ４１
８ａの中心がずれている場合は、Ｉ３−Ｉ１＝０、Ｉ４
−Ｉ２＜０となる。Ｉ３−Ｉ１、Ｉ４−Ｉ２の出力を見
れば反射板４１４の中央と４分割ＰＤ４１８ａの中心の
ずれ方向がわかり、位置調整時に検知器４５１に設けた
表示等でその方向を示せば調整を簡略化できる。

【０１６０】（４ｅ） 実施形態４ｅ 光検出素子は点ではなく面であるため、距離が長くなる
につれて受光視野は広くなる。そのため、反射板４１４
を遠距離に置いた場合受光視野が反射板４１４よりも大
きくなり、反射板４１４外にある物体により受光視野内
の光量が変化する場合がある。この場合、検知器４５１
と反射板４１４との間に検出物がないのに、受光視野内
の光量が変化して検出物体があると判別してしまうこと
がある。そのため、図８７に示すように光検出素子４１
８と受光レンズ４０３の間に絞り４４３を設けて受光視
野を制限する。つまり受光視野を反射板内に収める方法
がある。

【０１６１】（４ｆ） 実施形態４ｆ 本検知器を用いた駐車場システムについて説明する。図
８８に検知器の配置図を、図８９にシステム構成図を示
す。駐車場としてはビルなどの屋内駐車場が考えられ、
各駐車場の天井に検知器４５２が設置される。車のない
状態での検知器４５２の受光視野内にはマーク４４７、
たとえば駐車場の番号しかない。これに対して車４４６
がある場合には、車のボディからの反射光が検知器４５
２に受光され、車がない（マークだけある）場合と車が
ある場合の受光視野間の光量差を比較することによって
駐車場に車があるかないかが検知器４５２から出力され
る。さらに各駐車場に設置された検知器４５２からの出
力を処理部４４４で処理して表示ディスプレイ４４５に
空いている駐車場を入口で表示することによって駐車場
利用者はスムーズに車を停めることが可能である。

【０１６２】（４ｇ） 実施形態４ｇ 本検知器を用いた車両検出システムについて説明する。
図９０にシステム構成図を示す。従来からある感応式信
号機と同様で、検知器４５２から車があるという出力が
あれば信号制御部４４９で信号を赤から青に切換える構
成となっている。検知器４５２の下の路上にマーク４４
７を設けて反射板として用い、検知器４５２の下で停車
する車の有無を判別する。

【０１６３】（４ｈ） 実施形態４ｈ 本検知器を用いた車軸数測定システムについて説明す
る。図９１にシステム構成図を示す。この車軸数測定シ
ステムは高速道路の無人料金所で用いる車種判別システ
ムにおいて用いられる。検知器４５３の配置は検知器４
５３と反射板４１４の間を車が通過する配置となってい
る。車が通過すると検知器４５３の出力がＯＮする。検
知器４５３からの出力をもとに車軸数カウント部４６１
で車軸がカウントされ、さらにその車軸数出力を用いて
判別部４６２で車種の判別が行なわれる。

【０１６４】（４ｉ） 実施形態４ｉ 本検知器を用いたパスゲートシステムについて説明す
る。図９２にシステム構成図を示す。図９３に検知器配
置を示す。駅の自動改札のパスゲートシステムは、通過
できない切符が入った場合、出口のドアを閉めパスゲー
ト４６３内に人がいなくなったことを確認してからドア
を再び開けるというシステムになっている。本センサは
パスゲート４６３内に人がいないことを確認するために
用いる。反射板４１４と検知器４５４の間を人が通過す
るとき、通過方向を判別することによって通過者がパス
ゲート４６３に入っている人か出ていく人かを判別し、
その出力を人数カウント部４６４で処理してパスゲート
４６３内にいる人の人数をカウントする。パスゲート内
の人の数が０であるかどうかを処理部４６５で判断す
る。もし０であれば、ドアを開けるという指示を制御部
４６６に出力し、ドアが開く。

【０１６５】（４ｊ） 実施形態４ｊ 本検知器を用いた入退者数管理システムについて説明す
る。図９４にシステム構成を示す。検知器４５５は出入
口の天井部分に設置される。その下に反射板（たとえば
床にペイントしたマーク）４１４ａを置く。検知器４５
５と反射板４１４ａの間を人が通過することによってそ
の通過者が部屋を出て行く人か入って行く人かを判別で
き、部屋への入退者数をカウントすることが可能であ
る。

【０１６６】（４ｋ） 実施形態４ｋ 本検知器を用いた位置決め装置について説明する。図９
５にその構成を示す。検知器４５６と反射板４１４の間
を検知物１５が通過する際、受光視野間の光量差信号は
反射板４１４を遮る量によって変化する。その変化量を
検知器４５６内で処理して図９６のようなアナログ信号
を出力する。その出力と位置設定部４７４で設定された
データを用いて設定位置に検出物体１５があるかどうか
を判断する。設定位置にある場合には検出物体１５を送
り出すモータ４７１を処理部４７３を用いて制御して検
出物体１５の位置決めを行なう。

【０１６７】（４ｍ） 実施形態４ｍ 本検知器を用いた長さ測定装置について図９７を参照し
て説明する。本実施形態では、検出物体１５として車を
用いているが、当然車以外でも検出可能である。検知器
４５７の光検出素子としてはＰＤアレイを用いたリニア
イメージセンサが考えられる。長さに応じたリニア出力
が得られる。またリニアイメージセンサを使う代わりに
反射板４１４を多数の反射面で構成してもよい。本実施
形態のように車が検出物の場合、長さＷを測定すること
によって車種判別のデータとして用いたり、駐車場にお
いて駐車可能な車両幅かどうかを判別することができ
る。

【０１６８】（４ｎ） 実施形態４ｎ 本検知器を用いた監視システムについて図９８を参照し
て説明する。本システムは高価な美術品などの展示物４
７２、つまりほとんど静止状態である物体が移動したこ
とを検出するシステムである。受光視野内の光量差が少
しでも変化すれば、検知器４５７の出力がＯＮする。展
示物４７２が動いたことを検出し、防犯監視システム４
７３を通して展示物４７２に異常があったことを警備会
社４７４に通報する。

【０１６９】（５） 第５実施形態 第５実施形態における検知器は基本的に第４実施形態の
ものと同じである。反射板４１４の明暗パターンの明部
を発光体とした点のみが異なる。

【０１７０】図９９を参照して、第５実施形態において
は、反射板４１４は光源４１４ａと基準面４１４ｂを含
む。この構成により、夜間でも安定して検出物体１５の
通過を検知することができる。

【０１７１】検知器４５０は第４実施形態のものと同様
であるため、光源４１４ｅは指向性を持つ必要がなく、
たとえば一般の照明器具のようなものでもよい。また、
指向性を持つ必要がないため、図１００に示すように、
１つの光源で容易に複数エリアを検出できるエリアセン
サを構成できる。

【０１７２】さらに図１０１に示すように、非常灯５１
１などを光源とし、火災時の人体検知にも使用可能であ
る。検知器４５０は極めて低消費電力で実現できるた
め、電池駆動と無線信号伝送とを組合せれば、既設の建
物にも極めて容易に設置できる。また、平常時には非常
灯の電球切れを検出する故障検知器としても使えるメリ
ットがある。

【０１７３】図１０２−図１０４は本実施形態の検知器
４５０を用いたエリアセンサの利用例を示す図である。
相互干渉のないエリアセンサを容易に実現することがで
きる。本方式によれば、検出物体の有り、なしだけでは
なく、検出物体の移動方向も検出することができる。な
お、常に照明がある場所では、光源の代わりにコントラ
ストパターンを受光器の対向位置に配置しても同様の効
果が得られる。

【０１７４】（６） 第６実施形態 第６実施形態においては、第１実施形態に対して補助光
が追加されている。以下、第６実施形態の具体例を図面
を参照して説明する。

【０１７５】（６ａ） 実施形態６ａ 図１０５は実施形態６ａによる検知器６００の構成を示
す図、図１０６ａ〜図１０６ｌはその動作のタイムチャ
ートである。この検知器６００は、通常は検知器６００
の置かれる場所の自然散乱光（例えば照明装置、太陽
光）の背景物１４や検出物体１５による反射光を受光す
ることにより検知を行なうパッシブ方式の検知器６００
であり、受光部６０１は、受光用レンズ６０２と、この
受光用レンズ６０２の背後に配置された２分割フォトダ
イオード６０３により構成され、コントラストのある背
景を対象として第１，および第２の受光視野を構成して
いる。なお、図１０５に示した検出物体１５は受光部６
０１の複数の受光視野の内の一方に進入した状態を示し
ている。受光視野内に検出物体１５が進入した時に補助
光を投光し、その検出物体１５における反射光を受光す
ることにより検知動作を行なうものである。

【０１７６】検出物体１５の有無が図１０６ａ、周囲照
度が図１０６ｂの状態のとき、２分割フォトダイオード
６０３により光−電流変換された２つの受光信号は、低
周波ノイズ除去のためパルス信号ＳＧ（図１０６ｃ）に
よりパルス変調され、さらに、第１，および第２の増幅
回路６０６ａ，６０６ｂにより増幅される。この増幅さ
れた２つの受光信号（図１０６ｄ，１０６ｅ）は差動増
幅器６０７により差動演算され、この差動演算出力（図
１０６ｆ）は第１，および第２の比較回路６０８ａ，６
０８ｂにより、予め設定された２つのしきい値Ｖth1,Ｖ
th2(Ｖth2＜Ｖth1)と比較され（図１０６ｇ，１０６
ｈ）、さらに、演算部６０９と判断部６１０からなる信
号処理部６１１により処理される（図１０６ｉ１０６
ｊ）。また、演算部６０９と判断部６１０の出力は投光
トリガ発生回路６１３に与えられる。補助光を投光する
補助投光器６１４は、投光トリガ回路６１３の出力を受
けて動作する投光素子駆動回路６１５と投光素子６１６
とからなる。発振回路６１７は発振出力を演算部６０
９、判断部６１０、投光素子駆動回路６１５に与え、ま
た、信号ＳＧを出力する。上記信号処理部６１１におい
て、第１，第２の比較回路６０８ａ，６０８ｂの出力
（図１０６ｇ，１０６ｈ）は、演算部６０９により一致
演算され（図１０６ｉ）、演算部６０９の出力がパルス
信号ＳＧの３パルス分Ｈレベルであれば、判断部６１０
はＨレベル信号を出力し（図１０６ｊ）、検知出力が出
力回路６１２より出力される（図１０６ｌ）。比較回路
６０８ａ，６０８ｂの出力がＨレベルで一致していると
補助投光部６１４より補助光の投光が開始される（図１
０６ｋ）。また、判断部６１０がＨレベル信号を出力す
ると補助光の投光は停止される。

【０１７７】このようにして、出力回路６１２からは、
Ｖth2＜（差動演算出力）＜Ｖth1の場合に非検知出力
（ＯＦＦ：受光視野内に検出物体がない状態つまり背景
物体のみ存在する）が出力され、（差動演算出力）＜Ｖ
th2、または、Ｖth1＜（差動演算出力）の場合に検知出
力（ＯＮ：受光視野内に検出物体が存在する）が出力さ
れる。

【０１７８】ここで、補助投光方法について、図１０７
ａ，１０７ｂを参照して説明する。図１０７ａに示した
投光素子駆動回路６１５においては、投光トリガ回路６
１３からの投光トリガ信号がＬレベルのとき、トランジ
スタＴＲ１はＯＦＦ状態であるので、トランジスタＴＲ
２はＯＦＦ状態であり、投光素子６１６は点灯されな
い。投光トリガ回路６１３からの投光トリガ信号がＨレ
ベルのとき、トランジスタＴＲ１はＯＮ状態となるの
で、トランジスタＴＲ２は発振回路６１７の投光駆動パ
ルスによりパルス駆動され、投光素子６１６は点灯され
る。また、図１０７ｂは、投光素子駆動回路６１５に投
光トリガ信号を送る投光トリガ回路６１３の論理回路と
論理図であり、論理図に示した通り、投光トリガ回路６
１３は、演算部出力（図１０６ｉ）がＨレベルで、しか
し、判断部出力（図１０６ｊ）がＬレベルのときにＨレ
ベルの投光トリガ信号を出力する。

【０１７９】このように、検出物体１５が受光視野内に
進入したとき、またはノイズにより演算部６０９の出力
がＨレベルとなったとき、補助光の投光が開始され、被
検出物体面の照度が高くなり、差動演算の出力が大きく
なるので、確実な検出を行なうことができる。また、そ
の投光時間も極めて短いため、その消費電流量は極めて
小さく、バッテリー駆動させたときにも長時間の駆動を
行なうことができる。さらに、この構成は、補助投光に
対する受光信号を処理するパッシブ方式の受光回路と自
然散乱光に対する受光信号を処理する受光回路とを共用
しているので、部品点数の削減ができ、ローコスト化を
図ることができる。

【０１８０】（６ｂ） 実施形態６ｂ 図１０８は実施形態６ｂによる検知器の構成図である。
本実施形態の検知器は、上述の実施形態６ａの検知器を
バッテリー駆動させ、さらに、同検知器にバッテリー量
を検知する電池切れ検知回路６１８と、この電池切れ検
知回路６１８の検知出力を表示する表示灯駆動回路６１
９とを加えた構成としたものであり、この表示灯駆動回
路６１９は、上述の実施形態６ａの投光素子駆動回路６
１５と共用されている。即ち、この表示灯駆動回路６１
９は、電池切れ検知回路６１８の出力信号と投光トリガ
回路６１３の投光トリガに応じて投光パルスを変更する
発振回路６１７のパルス信号により駆動される。また、
この表示として点灯させるときの投光パルスと、補助投
光の投光パルスは同期していないパルス信号である。

【０１８１】このように、本実施形態の検知器は電池切
れ検知回路６１８を備えたので、バッテリー量が少なく
なったことを予め知ることができ、電源電圧低下による
誤動作を少なくすることができる。また、補助投光器と
表示灯を共用したので、部品点数の削減ができ、ローコ
スト化を図ることができる。

【０１８２】（６ｃ） 実施形態６ｃ 図１０９は実施形態６ｃによる検知器の構成図、図１１
０はその動作のタイムチャートである。この検知器は、
図１０５に示した構成の検知器に、しきい値補正回路６
２０と補助光の受光信号を処理する受光回路６２１を加
えたものである。この補助光の受光信号を処理する受光
回路６２１は、足し算回路６２２と投光パルス周波数の
みを通過させるＢ．Ｐ．Ｆ．２３と第３の比較回路６０
８ｃからなる。

【０１８３】以下、図１１０ａ〜図１１０ｎのタイムチ
ャートを参照し、この検知器の検知動作について、上述
の実施形態６ａとの相違点を挙げることにより説明す
る。

【０１８４】（１）演算部出力（図１１０ｉ）と判断部
出力（図１１０ｊ）が一致していないときには、投光ト
リガがＨレベルとなり投光行い（図１１０ｋ）、補助投
光による検出をする。

【０１８５】（２）周囲照度が低下したときにも（図１
１０ｂ）、Ｖth1＜（差動演算出力）となるので（図１
１０ｆ）、演算部６０９はＨレベルとなり（図１１０
ｉ）、補助光が投光される（図１１０ｋ）。しかし、補
助光による検出によっても検出物体１５の存在が検知さ
れなかったときは、投光は停止され（図１１０ｋ）、検
知出力は出力されない（図１１０ｌ）。そして，差動演
算出力がしきい値の間に入るように、しきい値補正回路
６２０により、しきい値が自動補正される（図１１０
ｆ）。

【０１８６】このように、演算部６０９の出力が検出物
体１５の進入によりＨレベルになったのか、ノイズや照
度変化、または、背景物体の変化によりＨレベルになっ
たのかを補助投光により確認することができるので、検
出精度を上げることができる。また、しきい値の自動補
正により、照度変化や、背景物体の変化に対しても誤動
作せず、安定に検出を行なうことができる。

【０１８７】次に、本実施形態における補助投光のアル
ゴリズムについて、図１１１ａのタイムチャートを参照
して説明する。本実施形態の検知方式は、下記の〜
の方式が考えられる。

【０１８８】検出物体１５の受光視野への進入により
演算部６０９の出力が反転しＨレベルになると投光を開
始し、検出物体１５の存在が検知されると判断部６１０
の出力が反転しＨレベルになり、検知出力が出力され、
同時に投光を停止する。そして、検出物体１５が受光視
野から出ていき、演算部６０９の出力が反転しＬレベル
になると投光を開始し、検出物体１５の存在が検知され
ないと判断部６１０の出力が反転しＬレベルになり、非
検知出力が出力され、同時に投光を停止する。

【０１８９】検出物体１５の受光視野への進入により
演算部６０９の出力がＨレベルになり、判断部６１０に
より積分され出力が反転しＨレベルになると投光が開始
され、検出物体１５の存在が検知されると検知出力が出
力され同時に投光を停止する。そして、検出物体１５が
受光視野から出ていき、演算部６０９の出力がＬレベル
になり、判断部６１０により積分され出力が反転しＬレ
ベルになると非検知出力が出力され、同時に投光を停止
する。

【０１９０】検出物体１５の受光視野への進入により
演算部６０９の出力が反転しＨレベルになると投光を開
始し、検出物体１５の存在が検知され判断部６１０の出
力が反転しＨレベルになり、検知出力が出力される。そ
の後、投光による検知動作により受光視野内での検出物
体１５の存在が検知されなくなると、判断部６１０の出
力が反転しＬレベルになり、非検知出力が出力され同時
に投光を停止する。

【０１９１】検出物体１５の受光視野への進入により
演算部６０９の出力がＨレベルになり、判断部６１０に
より積分され出力が反転しＨレベルになると投光が開始
され、検出物体１５の存在が検知されると検知出力が出
力される。その後、投光による検知動作により受光視野
内での検出物体１５の存在が検知されなくなると、演算
部６０９の出力がＬレベルになり判断部６１０により積
分され出力が反転しＬレベルになり、非検知出力が出力
され同時に投光を停止する。

【０１９２】また、図１１１ｂは、上述の〜の検知
方式の特徴を示す図である。同図に示すように、〜
の検知方式は、検出精度、応答時間、消費電流において
異なる特徴を持っている。従って、それぞれの特徴を生
かすことにより目的にあった検知器を提供することがで
きる。

【０１９３】（６ｄ） 実施形態６ｄ 図１１２は実施形態６ｄによる検知器の構成図である。
この検知器は、自然散乱光（例えば照明装置、太陽光）
の反射光を受光することにより検知を行なうパッシブ方
式の検知器に、検出照度に応じて出力を禁止する出力禁
止回路６２４を加えたものであり、その他の構成で前述
と同番号は同部材を示す。本実施形態では上記各実施形
態とは違って、補助投光器を備えていない。

【０１９４】この検知器の検知動作について、図１１３
ａ〜図１１３ｅのタイムチャートを参照して説明する。
図１１３ａのように、自然散乱光の照度が低下し、パッ
シブ型では検出不可能な照度となったとき、２つの受光
素子ＰＤ１，ＰＤ２の全受光量を足し算回路６２２で検
出する照度検出器の出力（図１１３ｃ）が比較回路６０
８ｃのしきい値Ｖth3を下回り、出力禁止回路６２４か
らＨレベル信号が出力される（図１１３ｅ）。

【０１９５】出力禁止回路６２４の構成は図１１４に示
す通りである。比較回路６０８ｃからＬレベル信号が出
力されると、Ｄ−フリップフロップ回路６２５の出力Ｑ
はＬレベルになこのＬレベル信号はインバータにより反
転され、Ｈレベル信号となる。このＨレベル信号により
信号処理部６１１内の出力強制ＯＦＦ回路をなすトラン
ジスタＴＲ１はＯＮ状態となるので、検知出力は強制的
にＬレベルとなり、ＯＦＦされる。

【０１９６】このように、本実施形態の検知器は、照度
変化に応じて検知出力を禁止する出力禁止回路６２４を
備えているので、検知器で制御する機器を誤動作させる
ことがない。なお、この出力禁止回路６２４の出力を上
述の実施形態６ａの投光トリガ回路６１３に接続する
と、パッシブ方式では検出不可能な照度下でも補助投光
により検出可能となり、検出し続けることができる。

【０１９７】（６ｅ） 実施形態６ｅ 図１１５は実施形態６ｅによる検知器の構成図である。
上述の実施形態６ｄの検知器は受光素子の全受光量を検
出することにより照度検出を行っていたが、本実施形態
の検知器は１つの受光素子の受光量を検出することによ
り照度検出を行なうものである。また、その検知動作は
上述の実施形態６ｄと同様である。これにより、上述の
実施形態６ｄの検知器と比して、部品点数を削減するこ
とができる。

【０１９８】（６ｆ） 実施形態６ｆ 図１１６は実施形態６ｆによる検知器の構成図である。
本実施形態は上述の実施形態６ｄの構成に第２の受光部
６０４ｂを加えたものである。この検知器は２つの受光
部を備え、第１の受光部６０４ａにより検出物体の検出
を行い、第２の受光部６０４ｂにより照度検出を行なう
ものであり、この第２の受光部６０４ｂの受光回路を照
度検出に限定した仕様で設計できるので、精度よく照度
の検出を行なうことができる。また、照度検出の受光視
野を検出物体とは別の視野、例えば、照明を見る構成と
すると、照明の点灯、消灯を確実に検知することがで
き、精度良く検出を行なうことができる。

【０１９９】（６ｇ） 実施形態６ｇ 図１１７は実施形態６ｇによる検知器の出力部付近の構
成を示す回路図であり、本実施形態は上述の実施形態６
ｄ〜６ｆに示した検知器に、電源投入直後において検知
出力が出力されるのを禁止する電源リセット時出力禁止
回路を加えたものである。ＯＲ回路６２６には、照度変
化に応じて動作する出力禁止回路６２４からの信号と電
源リセット時出力禁止回路からの信号が入力される。そ
して、これら２つの信号のうち、どちらか一方がＨレベ
ル信号であれば、禁止信号を出力する。この禁止信号に
よりトランジスタ６２７はＯＮ状態となるので、信号処
理部６１１からの検知出力は出力されない。このよう
に、電源投入時において電源電圧が正常動作可能な電圧
より低いときは、電源リセット時出力禁止回路が作動
し、検知出力の出力を禁止するので、電源投入時におけ
る電源電圧の低下による誤動作を少なくすることがで
き、安定した検知動作を行なうことができる。

【０２００】なお、上述の電源リセット時出力禁止回路
を電源電圧低下による出力禁止回路（以下、電圧低下時
出力禁止回路という）としてもよく、そのような構成に
すれば、検知動作時における電源電圧低下による誤動作
を少なくすることができる。さらに、ＯＲ回路６２６を
３つの入力端子を備えるものとしてもよく、この端子に
３つの出力禁止回路（照度変化に応じて動作する出力禁
止回路，電源リセット時出力禁止回路，電圧低下時出力
禁止回路）を接続すると、より確実な検知動作を行なう
ことができる。

【０２０１】ここで、電源リセット時出力禁止と電圧低
下時出力禁止の両出力禁止回路を共用した構成を図１１
８に示し、この検知回路の検知動作について、図１１９
のタイムチャートを参照して説明する。

【０２０２】まず、電源リセット時出力禁止回路につい
て説明する。スイッチＳＷにより電源が投入されると電
圧ＶccはＲＣの時定数により徐々に上昇していくが、Ｖ
ccが低電圧のときは、検知が不安定な状態にあるため、
検知出力が出力されるのを禁止する必要がある。Ｖccが
比較回路６２９のしきい値Ｖth1（検知器が正常動作可
能な電圧）より低いときは、比較回路６２９はＬレベル
信号を出力し、このＬレベル信号はインバータ６３１に
より反転されＨレベル信号となり、ＯＲ回路６２６を介
してトランジスタ６２７をＯＮ状態にするので、検知出
力は出力されない。逆に、ＶccがＶth1を上回ると、比
較回路６２９の出力はＨレベルとなり、禁止状態は解除
される。

【０２０３】次に、電圧低下時出力禁止回路について説
明する。電圧Ｖccが低下すると、検知が不安定な状態と
なるため、検知出力が出力されるのを禁止する必要があ
る。Ｖccが電圧検知器３０の検知電圧Ｖth2より低くな
ると、電圧検知器６３０はＬレベル信号を出力し、この
Ｌレベル信号はインバータ６３１により反転されＨレベ
ル信号となり、ＯＲ回路６２６を介してトランジスタ６
２７をＯＮ状態とするので、検知出力は出力されない。
逆に、ＶccがＶth2を上回っているときは、電圧検知器
６３０はＨレベル信号を出力するので、検知出力は出力
される。

【０２０４】この構成により、出力禁止により検知器を
制御する機器を誤動作させることがない。また、２つの
禁止回路の共用により部品点数の削減ができ、ローコス
ト化を図ることができる。

【０２０５】（６ｈ） 実施形態６ｈ 図１２０は実施形態６ｈを示し、上述の実施形態６ｄ〜
６ｇに示したような出力禁止回路６２４の出力により検
知が困難になったことを表示する警告表示器を備えたも
のである。出力禁止回路６２４の出力がＨレベル信号で
あれば、トランジスタ６３３はＯＮ状態となり、発光素
子６３４は点灯され、検知が困難となったことを表示す
る。一方、出力禁止回路６２４の出力がＬレベル信号で
あれば、トランジスタ６３３はＯＦＦ状態となり、発光
素子６３４は駆動されない。このようにして、周囲照度
が低くなり検知動作を行っていないこと、また、電池電
圧が低下して使用できなくなったことを使用者は知るこ
とができる。

【０２０６】（６ｉ） 実施形態６ｉ 図１２１、１２２は実施形態６ｉを示し、出力禁止の方
法について説明するものである。図１２１は検知器の比
較部６３３、演算部６０９、判断部６１０の構成を示す
図であり、図１２２は出力強制ＯＦＦ回路の構成図であ
る。上述した出力禁止回路６２４からの出力禁止信号に
よりトランジスタＴＲ６１はＯＮし、強制的に検出信号
をＯＦＦする。ＯＦＦされる信号は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの
４つの信号が考えられる。ＯＦＦされる信号が検知出力
信号Ｄのときは、出力禁止の信号に対してすばやく出力
が禁止される。それに対し、差動増幅器の出力信号Ａ、
信号処理部のＥｘ−ＮＯＲ出力信号Ｂ、信号処理部のシ
フトレジスタのＡＮＤゲートへの入力信号Ｃの信号をＯ
ＦＦする方法は差動増幅器に近いほど出力禁止信号に対
して出力禁止遅れを生じるが、確実に検知出力の禁止を
かけることができる。

【０２０７】（６ｊ） 実施形態６ｊ 図１２３、図１２４ａ〜図１２４ｄは実施形態６ｊを示
し、出力禁止回路６２４を備えた検知器に、その出力禁
止の出力に応じて検知器への電力供給パルスを変更する
電力供給周期変更器を加えたものである。同図１２３に
その構成、図１２４ａ〜図１２４ｄにその動作のタイム
チャートを示す。電力供給周期変更器は、発振周期が互
いに異なる第１，および第２の発振回路６３５ａ，６３
５ｂと２入力マルチプレクサ６３６からなる。この検知
器は、通常は第１の発振回路６３５ａから発振されたパ
ルス周期により検知を行っており、周囲照度の低下等に
より出力禁止回路６２４から出力禁止信号が出力された
ときは、２入力マルチプレクサ３６に選択信号が入力さ
れ、第１の発振回路６３５ａから発振周期の長い第２の
発振回路６３５ｂにパルス周期を切り換える。これによ
り、低消費電流化を図ることができる。

【０２０８】（７） 第７実施形態 次に第７実施形態について説明する。第７実施形態にお
いては、第１実施形態における信号処理内容を特定して
いる。

【０２０９】（７ａ） 実施形態７ａ 本実施形態の具体例を図面を参照して説明する。図１２
５は実施形態７ａによる検知装置７００のブロック図、
図１２６ａ〜図１２６ｉは同検知装置における動作のタ
イムチャートである。検知装置７００は、初期状態には
なかった物体等を検知するものであり、該検知装置７０
０が設置される場所における照明光や太陽光などの自然
散乱光により被検出物体１５を検出する光検出部７０１
と、検出された受光信号を処理し出力する差動増幅回路
７０６等の各種の処理回路とから構成される。

【０２１０】光検出部７０１は、検出物体１５や背景物
体１４から反射された自然散乱光を集光する受光レンズ
７０３と、光を電流に変換する２つのフォトダイオード
ＰＤ１およびＰＤ２とから構成される。処理回路は、２
つの増幅回路７０４および７０５と、差動増幅回路７０
６と、ハイパスフィルタＨＰＦ７０７と、比較回路７０
８と、積分回路７０９と、出力回路７１０と、発振回路
７１４とから構成される。また、初期設定を行なうため
に、初期設定回路７１１と、初期設定時の変化量検出回
路（調整量検出器）７１２と、弁別レベル設定回路（し
きい値設定器）７１３とが含まれる。

【０２１１】検出物体１５や背景物体１４による反射光
は、受光用レンズ７０３により集光され、このレンズ７
０３を通過した光は２つの受光視野を構成する２つに分
割されたフォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２（光検出部）
でなる受光器で受光され、光−電流変換される。

【０２１２】これら光一電流変換された２つの受光信号
は、スイッチングパルスＳＧ（図１２６ｂ）で高周波信
号に変換され、それぞれ増幅回路７０４、増幅回路７０
５により増幅される（図１２６ｃ、１２６ｄ）。ここ
に、検出物体１５が１つの受光視野内に入ってきたこと
により（図１２６ａ）、両増幅回路の出力は変化を示
す。これら増幅された２つの受光信号は、差動演算回路
７０６により差動演算される（図１２６ｅ）。この差動
演算された受光信号は、Ｈ．Ｐ．Ｆ．７０７で低周波ノ
イズを除去され（図１２６ｆ）、比較回路１０８によ
り、予め設定された２つのしきい値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２
（Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ１）と比較される。

【０２１３】これらのしきい値は、受光信号のノイズ量
により出力が不安定にならないように、積分回路７０９
の出力で、大きい方のしきい値Ｖｔｈ１をＶｔｈ１−β
に、小さい方のしきい値Ｖｔｈ２をＶｔｈ２＋γ（β，
γ＞０）に、それぞれ変更される。比較回路７０８は、
差動出力が弁別範囲を外れていればＨレベル信号を、弁
別範囲内を外れていなければＬレベル信号を出力する
（図１２６ｇ）。

【０２１４】続いて、比較回路７０８の出力信号は積分
回路７０９によりノイズを除去され（図１２６ｈ）、出
力回路７１０により出力される。具体的には、図１２６
ｉに示すように、Ｖｔｈ２＜（差動演算された受光信
号）＜Ｖｔｈ１の場合は、非検知出力（ＯＦＦ：受光視
野内に検出物体がない状態、つまり背景物体のみが存在
する状態）がセンサ外部に出力される。また、（差動演
算された受光信号）＜Ｖｔｈ２、または、Ｖｔｈ１＜
（差動演算された受光信号）の場合は、検知出力（Ｏ
Ｎ：受光視野内に検出物体が存在する）がセンサ外部に
出力される。このように、２つの受光信号の変動に基づ
いて物体の検知を行なうことができるのである。

【０２１５】次に、初期状態（検出物体がない状態）で
の受光信号について説明する。初期状態において、２つ
の受光視野間にコントラストが無いことはほとんどな
く、いくらかのコントラストがあるので、差動演算回路
７０６の差動出力の信号成分は、ある信号レベルがあ
る。また、２つの受光視野から受光された受光信号に含
まれるノイズ成分は受光量に応じて大きくなる。その２
つの受光信号を差動演算すると、２つの受光信号に差が
ない（コントラストがない状態）と、２つの受光信号の
ノイズ成分はほぼ等しいので除去されて、差動出力のノ
イズ成分はほぼ０となる。逆に、２つの受光信号に差が
ある（コントラストがある）と、差動出力のノイズ成分
は２つの受光信号の差、つまり、差動出力の信号成分の
大きさに応じて大きくなる。

【０２１６】そこで、初期状態の差動出力の信号成分の
変化や検知装置の使用される環境によらず適正に検知信
号が出力されるように、検知装置は初期設定される必要
がある。初期設定とは、初期状態（検出物体がない状
態）における差動演算出力を２つのしきい値Ｖｔｈ１、
Ｖｔｈ２（Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ１）のレベル内に入れるた
めの処置である。初期設定の対象は、初期設定回路７１
１、初期設定時の変化量検出回路７１２、および弁別レ
ベル設定回路７１３である。

【０２１７】初期設定回路７１１は、検出物体がない状
態で差動演算出力を２つのしきい値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２
のレベル内に入れるための回路で、差動演算出力を変更
する方法と、差動出力は変更せずに、しきい値を変更す
る方法がある。

【０２１８】初期設定時の変化量検出回路７１２は、初
期設定時に差動演算出力をどれだけ変更したか、また
は、しきい値をどれぐらい変更したか、その物理量を検
出する回路である。弁別レベル設定回路７１３は、初期
設定時の変化量検出回路７１２で検出した物理量に応じ
てしきい値とヒステリシス幅を設定する回路である。初
期設定時に、差動出力は変更せずに、しきい値を変更す
る方法では、ヒステリシス幅のみを設定する。

【０２１９】このようにすることで、初期設定時の変化
量（初期状態の差動出力の信号成分）に応じたしきい
値、ヒステリシス幅の設定が可能であるので、より的確
なしきい値のレベルを設定し得、使用環境に影響されて
検知装置が誤動作することがない。また、しきい値を検
知信号の上下に設定し、そのレベル内から外れたときに
出力信号を出すので、受光出力の変化方向が限定される
ことがない。ここに、本実施形態の検知装置によれば、
検出物体を検知する視野や背景とのコントラストの関係
を選ぶことなく物体の検出が可能となり、センサの感度
が大いに向上する。

【０２２０】以下、初期設定の方法を図１２７ないし図
１２９ｄを参照して説明する。図１２７ないし図１２９
ｄにおいては、初期設定方法のみを示し、それによるし
きい値、ヒステリシス幅の設定方法については示してい
ない。それらについては図１３１以降で説明する。図１
２７は初期設定の基本概念を説明する図である。この図
に示すように、初期設定とは、検出物体がない状態で差
動増幅出力の出力信号レベルＶｓｐを２つのしきい値Ｖ
ｔｈ１、Ｖｔｈ２（Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ１）のレベルの間
に入れることである。

【０２２１】図１２８ａおよび１２８ｂは差動増幅回路
７０６の基準電圧を変更する場合の回路図およびその時
の基準電圧と２つのしきい値との関係を示す図である。
この場合、増幅回路の出力Ｖｓ［＝Ｖｒｅｆ−（Ｒｆ／
Ｒｓ）ｖ］は、基準電圧Ｖｒｅｆを変更すること（Ｖｒ
ｅｆ−Δｅ）により、図１２７に示したＶ０が変化し
て、Ｖｓｐをしきい値のレベル内に設定する。この方法
においては、増幅器のダイナミックレンジを有効に利用
できる。

【０２２２】図１２８ｃおよび１２８ｄは増幅回路７０
６の増幅率の変更による場合の回路図およびその時の基
準電圧と２つのしきい値との関係を示す図である。この
場合、増幅回路７０６の増幅率（Ｒｆ／Ｒｓ）を変更す
ることにより、出力Ｖｓを変化させ、Ｖｓｐをしきい値
のレベル内に設定する。この方法においては、高照度な
環境でも使用できる。

【０２２３】図１２９ａおよび１２９ｂは受光信号の減
衰による場合の回路図およびその時の基準電圧と２つの
しきい値との関係を示す図である。この場合、増幅回路
の出力が、抵抗分圧で（Ｒａ１／Ｒａ）倍に減衰される
ことにより、出力Ｖｓをしきい値のレベル内に設定す
る。この方法においては、構成が簡単であるのでコスト
の削減ができる。

【０２２４】図１２９ｃおよび１２９ｄは増幅回路出力
のＤＣオフセット値の変更による場合の回路図およびそ
の時の基準電圧と２つのしきい値との関係を示す図であ
る。この場合、増幅回路の出力のＤＣオフセットを変更
することにより、図１２７に示したＶ０を変化させ、出
力Ｖｓが、Ｖｓ＝Ｖｃｃ×（ＲＤ２／ＲＤ）−（Ｒｆ／
Ｒｓ）×ｖとなり、出力Ｖｓをしきい値のレベル内に設
定する。この方法においては、図１２９ａ、１２９ｂと
同等の効果が得られる。

【０２２５】（７ｂ） 実施形態７ｂ 図１３０に示す実施形態は、検知装置の外部からの指令
により、初期設定およびしきい値の設定を自動的に行な
うティーチング方式である。

【０２２６】図１３０において、差動演算された受光出
力は、サンプルホールド回路７１５によりサンプルホー
ルドされ、Ａ／Ｄ変換回路７１６によりＡ／Ｄ変換さ
れ、比較回路１０８において、初期設定によりメモリ１
２１に記憶された弁別範囲と比較され、比較回路７０８
の出力はノイズ除去用の積分回路７０９を通過した後、
出力回路７１０によりセンサ外部に出力される。

【０２２７】初期設定は、その実行命令をする外部スイ
ッチＳＷ１がＯＮされると、初期設定回路７１７のトリ
ガ信号により、複数のメモリ７１８、７１９で複数の受
光出力が記憶される。その記憶された受光信号は演算回
路７２０により演算され（例えば、平均値、最大値と最
小値の中間値）、弁別範囲が設定される。その設定され
た値はメモリ７２１に記憶され、初期設定がなされる。
この方式によれば、初期設定が非常に容易にできる。

【０２２８】次に、図１３１を参照して、上記の実施形
態７ｂの具体回路構成について説明する。図１３１にお
いて、初期設定回路７１１は、差動増幅回路７０６（図
１２５）の出力段増幅器であるＡＭＰ１の基準電圧Ｖ０
＝Ｖｃｃ×（Ｒ３１／Ｒ３）を変更するものである。同
回路７１１のバッファ出力Ｖ０は絶対値回路７３１に入
力される。絶対値回路７３１により、増幅部の基準電圧
値ＶｒｅｆとＶ０の差Ｖ１＝Ｖｒｅｆ＋｜Ｖｒｅｆ−Ｖ
０｜が出力される。そして、差動増幅器７２２により、
Ｖ１とＶｒｅｆの差動演算をしてＶ２＝ＶBE１＋｜Ｖｒ
ｅｆ−Ｖ０｜が出力される。電圧Ｖ２は電流源１によ
り、電流Ｉ１＝（Ｖ_BE１＋｜Ｖｒｅｆ−Ｖ０｜−Ｖ
_BE２）／Ｒ１０┤｜Ｖｒｅｆ−Ｖ０｜／Ｒ１０に変換さ
れる。検出装置の出力ＯＦＦ時はｈｙｓがＨレベルとな
り、トランジスタＴＲ３はＯＦＦ状態である。従って、
Ｉ０＝（Ｒ１４／Ｒ１６）×Ｉ１、Ｖｔｈ１＝Ｖｒｅｆ
＋Ｒ１７×Ｉ０、Ｖｔｈ２＝Ｖｒｅｆ−Ｒ１８×Ｉ０で
ある。検出装置の出力ＯＮ時はｈｙｓがＬレベルとなり
トランジスタＴＲ３はＯＮする。従って、Ｉ０┤（（Ｒ
１３／／Ｒ１４）／Ｒ１６）×Ｉ１（尚、Ｒ１３／／Ｒ
１４は、Ｒ１３とＲ１４との並列接続抵抗を表わ
す。）、Ｖｔｈ１＝Ｖｒｅｆ＋Ｒ１７×Ｉ０、Ｖｔｈ２
＝Ｖｒｅｆ−Ｒ１８×Ｉ０である。従って、初期設定回
路７１１の抵抗Ｒ３１を変化させることで初期設定、し
きい値、ヒステリシス幅を連動して変更することができ
る。この構成では最適な初期設定が容易にできる。

【０２２９】なお、絶対値回路７３１の動作について
は、Ｖ０＜Ｖｒｅｆのとき、ダイオードＤ１がＯＮし
て、ダイオードＤ１、増幅器ＡＭＰ４、抵抗Ｒ５を通る
負帰還ループができ、出力はＶ１＝Ｖｒｅｆ＋Ｖｒｅｆ
−Ｖ０となる。Ｖ０≧Ｖｒｅｆのとき、ダイオードＤ１
はＯＦＦして増幅器ＡＭＰ３と増幅器ＡＭＰ４は切り離
され、出力はＶ１＝Ｖｒｅｆ−（Ｖｒｅｆ−Ｖ０）とな
る。

【０２３０】図１３２は、初期設定時の変化量に応じて
ヒステリシス幅のみを変更する方式の弁別レベル設定回
路７１３の回路図である。初期設定時の変化量Ｖ２は、
電流源１，２で、電流値Ｉ１＝（Ｖ２−Ｖ_BE１）／Ｒ１
に変換される。また、電流源２の電流値はＩ２＝（Ｖ２
−Ｖ_BE２−Ｖ_BE３）／Ｒ６である。検出装置の出力ＯＦ
Ｆ時はｈｙｓがＨレベルとなり、トランジスタＴＲ１は
ＯＮする。従って、抵抗Ｒ４，Ｒ５には電流源１の電流
Ｉ１と電流源２の電流Ｉ２の和が流れ、Ｖｔｈ１＝Ｖｒ
ｅｆ＋Ｒ４×（Ｉ１＋Ｉ２），Ｖｔｈ２＝Ｖｒｅｆ−Ｒ
５×（Ｉ１＋Ｉ２）となる。検出装置の出力ＯＮ時はｈ
ｙｓがＬレベルとなり、トランジスタＴＲ１はＯＦＦ
し、Ｉ１＝０となる。従って、Ｖｔｈ１＝Ｖｒｅｆ＋Ｒ
４×Ｉ２，Ｖｔｈ２＝Ｖｒｅｆ−Ｒ５×Ｉ２となる。従
って、変化量Ｖ２に応じて電流源の電流値Ｉ１＝（Ｖ２
−Ｖ_BE１）／Ｒ１が変化するので、初期設定時の変化量
に応じてヒステリシス幅のみ変化し設定される。この構
成によれば、初期設定時の差動演算出力が小さいところ
（背景のコントラストがないところ）で、周囲照度に合
わせて微妙な初期設定ができ、検出精度を向上できる。

【０２３１】図１３３は、初期設定時の変化量に応じて
しきい値のみを変更する方式の弁別レベル設定回路７１
３の回路図である。初期設定時の変化量Ｖ２は、電流源
１，２で、電流値Ｉ１＝（Ｖ２−Ｖ_BE１）／Ｒ１に変換
される。また、電流源２の電流値はＩ２＝（Ｖ２−Ｖ_BE
２−Ｖ_BE３）／Ｒ６である。検出装置の出力ＯＦＦ時は
ｈｙｓがＨレベルとなり、トランジスタＴＲ１はＯＮす
る。従って、抵抗Ｒ４，Ｒ５には電流源１の電流Ｉ１と
電流源２の電流Ｉ２の和が流れ、Ｖｔｈ１＝Ｖｒｅｆ＋
Ｒ４×（Ｉ１＋Ｉ２），Ｖｔｈ２＝Ｖｒｅｆ−Ｒ５×
（Ｉ１＋Ｉ２）となる。検出装置の出力ＯＮ時はｈｙｓ
がＬレベルとなり、トランジスタＴＲ１はＯＦＦし、Ｉ
２＝０となる。従って、Ｖｔｈ１＝Ｖｒｅｆ＋Ｒ４×Ｉ
１，Ｖｔｈ２＝Ｖｒｅｆ−Ｒ５×Ｉ１となる。従って，
変化量Ｖ２に応じて電流源の電流値Ｉ１＝（Ｖ２−Ｖ_BE
１）／Ｒ１が変化するので、初期設定時の変化量に応じ
て、しきい値のみ変化し設定される。この構成によれ
ば、初期設定時の差動演算出力が大きいところ（背景の
コントラストがあるところ）での、初期設定が容易であ
る。

【０２３２】図１３４ａ、１３４ｂは、上述した初期設
定時の変化量検出回路７１２の変形例であり、ＡＣ信号
の変化量を検出するのに適した回路を示す図で、図１３
４ａはその一部の回路図、図１３６ｂはそのタイムチャ
ートである。上述した初期設定器が受光出力の減衰やＤ
Ｃオフセットの変更をする場合、本実施形態はＶ０の大
きさを検出し、その検出信号を図１３１の絶対値回路７
３１に入力し変化量を検出する。そして、その変化量に
応じて、上述の弁別レベル設定回路７１３によりしきい
値、ヒステリシス幅の設定をする。Ｖ０の大きさの検出
については、トランジスタＴＲ１の制御信号ＣＴＬがＨ
レベルのとき、ダイオードＤ１は導通せず、ＶＳ、ＶＧ
間は同電位となりトランジスタＴＲ１はＯＮ状態とな
る。従って、コンデンサＣＨはＶＳまで充電される。制
御信号ＣＴＬがＬレベルになると、ダイオードＤ１は導
通し、ＶＳ、ＶＧ間に電位差が発生し、トランジスタＴ
Ｒ１はＯＦＦ状態となる。従って、コンデンサＣＨはそ
の直前の電位Ｖ０で保持される。バッファアンプ２によ
りＶ＝Ｖ０と出力される。この構成は、変化量を検出し
たい信号がＡＣ信号のときに有効である。

【０２３３】図１３５は、しきい値とヒステリシス幅を
変更することで初期設定を行なう方式の弁別レベル設定
回路７１３の回路図であり、２つのしきい値レベルの中
心値に応じて、しきい値とヒステリシス幅を変更する変
更器を示している。しきい値の中心値は初期設定回路７
１１としての抵抗Ｒ１のＶRを変更することで行なう。
ＶRはバッファを介して図１３１の初期設定時の変化量
検出回路７１２のバッファの＋入力へ入力され、図１３
１の差動増幅器の出力Ｖ２に応じた電流源電流Ｉ１＝
（Ｖ２−Ｖ_BE）／Ｒ１に変換される。検出装置の出力Ｏ
ＦＦ時はｈｙｓがＨレベルとなり、トランジスタＴＲ１
はＯＦＦ状態である。従って、Ｉ０＝（Ｒ２／Ｒ４）×
Ｉ１，Ｖｔｈ１＝Ｖｒｅｆ＋Ｒ８×Ｉ０，Ｖｔｈ２＝Ｖ
ｒｅｆ−Ｒ９×Ｉ０である。検出装置の出力ＯＮ時はｈ
ｙｓがＬレベルとなり、トランジスタＴＲ１はＯＮす
る。従って、Ｉ０┤（（Ｒ２／／Ｒ５）／Ｒ４）×Ｉ
１，Ｖｔｈ１＝Ｖｒｅｆ＋Ｒ８×Ｉ０，Ｖｔｈ２＝Ｖｒ
ｅｆ−Ｒ９×Ｉ０である。従って、しきい値の中心値の
電圧に応じて２つのしきい値間の電圧、ヒステリシス幅
が変化する。この構成を採用すれば、差動増幅回路（図
１２５の７０６）の変更がないので安定な受光信号が得
られる。

【０２３４】（７ｃ）実施形態７ｃ 実施形態７ｃの回路図を図１３６に示し、その動作のタ
イムチャートを１３７ａ〜１３７ｇに示す。本実施形態
は、検出素子として３個のフォトダイオードＰＤ１，Ｐ
Ｄ２，ＰＤ３を有するものである。前述したように検出
素子が２つの場合では、検出物体面にコントラストがな
く、視野すべてを覆ってしまうような大きな物体の検出
はできない。それに対して、検出素子を３つにして視野
を広げ、それぞれの検出信号を図示のごとく増幅するこ
とにより、差動増幅器ＡＭＰ３の出力でもって大きな物
体の検出も可能となる。

【０２３５】このように検出物体の大きさや検出したい
エリアに応じて検出素子の数を決めることでより確実な
検出ができる。なお、初期設定は、上述した各種の方法
のいずれかを用いて行なえばよい。

【０２３６】以上、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって制限的なものではないと考えられ
る。本発明の技術的範囲は上記した説明ではなくて特許
請求の範囲によって画定され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。

【０２３７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る物体検知装
置は、洗面所、トイレでの自動給水器や、人がいるとき
にのみ自動的に作動させる必要のある機械の運転用の検
知器として有用であり、特に省エネルギが要求されるも
とでの機器の自動運転制御に用いるのに適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の反射形光電センサの構成を示す図であ
る。

【図２】 従来の検知装置の一例を示す構成図である。

【図３】 第１実施形態による物体検知装置の基本原理
を示すプロック図である。

【図４】 ａは本発明の一実施形態による検知装置の受
光部の構成を示す図であり、ｂおよびｃは検出物体がな
い時とある時のＰＳＤ上の光強度分布図である。

【図５】 ａは実施形態１ａによる受光部の構成を示す
図、ｂ，ｃ，ｄはＰＳＤ上の光強度分布図である。

【図６】 実施形態１ａによる信号処理部のブロック図
である。

【図７】 ａは実施形態１ｂによる受光部の構成図、ｂ
およびｃはＰＳＤ上の光強度分布図であり、ｄは信号処
理部のブロック構成図である。

【図８】 実施形態１ｃによる受光部および信号処理部
のブロック図である。

【図９】 実施形態１ｃの変形例による信号処理部のブ
ロック図である。

【図１０】 実施形態１ｄによる受光部および信号処理
部のブロック図である。

【図１１】 ａは実施形態１ｅによる受光部および信号
処理部のブロック図であり、ｂは実施形態１ｅの変形実
施形態のブロック図である。

【図１２】 実施形態１ｅの信号処理に割算回路を用い
た場合のブロック図である。

【図１３】 実施形態１ｆの変形例による検知装置の構
成を示す図である。

【図１４】 実施形態１ｇによる装置の構成図である。

【図１５】 実施形態１ｇの変形例を示す構成図であ
る。

【図１６】 実施形態１ｈによる装置の構成図である。

【図１７】 各種光源の分光分布図である。

【図１８】 実施形態１ｈの変形例を示す図である。

【図１９】 ａは実施形態１ｉによる装置の構成を示す
図であり、ｂはその回路図である。

【図２０】 ａは実施形態１ｊによる装置の構成を示す
図であり、ｂはその回路図である。

【図２１】 ａは実施形態１ｋによる装置の構成を示す
図であり、ｂはその回路図である。

【図２２】 ａは実施形態１ｍによる装置の構成を示す
図であり、ｂはその回路図である。

【図２３】 ａは実施形態１ｎによる装置の構成を示す
図であり、ｂはそのブロック図である。

【図２４】 実施形態１ｏによる検知装置を示す図であ
る。

【図２５】 実施形態１ｏの動作のタイムチャートであ
る。

【図２６】 比較回路、積分回路、出力回路からなる判
断部の具体例を示す回路図である。

【図２７】 図２６に示した判断部の動作のタイムチャ
ートである。

【図２８】 判断部の他の例を示す回路図である。

【図２９】 判断部の他の例を示す回路の動作のタイム
チャートである。

【図３０】 判断部のさらに他の例を示す回路図であ
る。

【図３１】 判断部のさらに他の例を示す回路の動作の
タイムチャートである。

【図３２】 第２実施形態のパッシブ型の検知装置の基
本構成を示す図である。

【図３３】 実施形態２ａによる光検出器の構成図であ
る。

【図３４】 実施形態１ａのタイムチャートである。

【図３５】 ａはスイッチング信号ＳＧを生成する周期
／デューティ比可変回路の構成例を示す図であり、ｂは
そのタイムチャートである。

【図３６】 実施形態２ｂによる検知装置の構成を示す
図である。

【図３７】 実施形態２ｂにおける回路各部とコンデン
サの並列容量Ｃｉの関係図である。

【図３８】 実施形態２ｂにおける判断部の具体例を示
す回路図である。

【図３９】 実施形態２ｂにおける判断部の動作のタイ
ムチャートである。

【図４０】 判断部の他の例を示す回路図である。

【図４１】 判断部の他の例を示す回路の動作のタイム
チャートである。

【図４２】 判断部のさらに他の例を示す回路図であ
る。

【図４３】 判断部のさらに他の例を示す回路の動作の
タイムチャートである。

【図４４】 実施形態２ｃによる赤外線検出器の構成を
示す図である。

【図４５】 実施形態２ｄによる温度検出器の検出部の
構成を示す図である。

【図４６】 ａは実施形態２ｅによる圧力検出器の構成
を示す平面図、ｂは断面図、ｃは等価回路図、およびｄ
はその信号処理部の構成を示す図である。

【図４７】 実施形態２ｃのタイムチャートである。

【図４８】 実施形態２ｆによる温度センサの検出部の
構成を示す図である。

【図４９】 実施形態２ｇによる構成を示す図である。

【図５０】 実施形態２ｈによる構成を示す図である。

【図５１】 実施形態３ａによる検知器の構成図であ
る。

【図５２】 実施形態３ａによる検知器の検知動作のタ
イムチャートである。

【図５３】 実施形態３ｂによる検知器の構成図であ
る。

【図５４】 実施形態３ｃによる検知器のスイッチ近傍
の構成を示す図である。

【図５５】 実施形態３ｂによる検知器のスイッチ近傍
の構成を示す図である。

【図５６】 実施形態３ｅによる検知器の構成図であ
る。

【図５７】 実施形態３ｅによる検知器の検知動作のタ
イムチャートである。

【図５８】 実施形態３ｆによる検知器の構成図であ
る。

【図５９】 実施形態３ｆによる検知器の検知動作のタ
イムチャーである。

【図６０】 実施形態３ｇによる検知器の構成図であ
る。

【図６１】 実施形態３ｇによる検知器の検知動作のタ
イムチャートである。

【図６２】 実施形態３ｈによる検知器の検知動作のタ
イムチャートである。

【図６３】 実施形態３ｉによる検知器の構成図であ
る。

【図６４】 実施形態３ｊによる検知器の検知動作のタ
イムチャートである。

【図６５】 実施形態３ｊによる検知器の構成図であ
る。

【図６６】 実施形態３ｊによる検知器の構成図であ
る。

【図６７】 実施形態３ｋによる検知器の構成図であ
る。

【図６８】 実施形態３ｋによる検知器野検知動作のタ
イムチャートである。

【図６９】 実施形態３ｌによる検知器の構成図であ
る。

【図７０】 実施形態３ｍによる検知器の構成図であ
る。

【図７１】 実施形態３ｎによる赤外線センサの構成図
である。

【図７２】 実施形態３ｏによる温度センサの構成図で
ある。

【図７３】 ａは実施形態３ｐによる圧力センサの平面
図、および断面図、ｂは同センサの回路図である。

【図７４】 実施形態３ｑによるガスセンサの構成図で
ある。

【図７５】 第４実施形態に係る検知器の基本構成を示
すブロック図である。

【図７６】 光検出素子上の受光量分布を示す図であ
る。

【図７７】 比較回路、判別回路の内部構成を示すブロ
ック図である。

【図７８】 差動増幅器の出力および比較回路、判別回
路の動作のタイムチャートである。

【図７９】 受光出射より反射面の数の方が多い場合の
検知器の構成を示すブロック図である。

【図８０】 検知物体の位置に対する受光量の変化を示
す図である。

【図８１】 電源に電池を用い、電源の供給を間欠供給
とした検知回路を示すブロック図である。

【図８２】 太陽電池によって蓄電池に給電場合の検知
器のブロック図である。

【図８３】 水力発電によって蓄電池に給電される検知
器の構成を示すブロック図である。

【図８４】 検知器の位置の調整をする方法を示す模式
図である。

【図８５】 位置調整用のＬＥＤを内蔵した受光部の構
成を示す図である。

【図８６】 ａは反射板を示し、ｂは４分割ＰＤの構成
を示す図である。

【図８７】 光検出素子とレンズの間に絞りを入れた光
学系を示す図である。

【図８８】 駐車場システムにおける検知器の配置を示
す図である。

【図８９】 駐車場システムの構成を示すブロック図で
ある。

【図９０】 路面上の車両検出システムの構成を示すブ
ロック図である。

【図９１】 車軸数を測定するシステムの構成を示すブ
ロック図である。

【図９２】 パスゲートシステムの構成を示すブロック
図である。

【図９３】 パスゲートにおける検知器の配置を示す図
である。

【図９４】 入退者数管理システムの構成を示すブロッ
ク図である。

【図９５】 位置決め装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図９６】 検知器のアナログ出力を示す図である。

【図９７】 長さ測定装置の構成を示す模式図である。

【図９８】 監視システムの構成を示すブロック図であ
る。

【図９９】 第５実施形態における構成を示す模式図で
ある。

【図１００】 第５実施形態に係る検知器を用いたエリ
アセンサを示す図である。

【図１０１】 エリアセンサの具体的使用例を示す図で
ある。

【図１０２】 第５実施形態における検知器を用いたエ
リアセンサの利用例を示す図である。

【図１０３】 第５実施形態における検知器を用いたエ
リアセンサの利用例を示す図である。

【図１０４】 第５実施形態における検知器を用いたエ
リアセンサの利用例を示す図である。

【図１０５】 実施形態６ａによる検知器の構成図であ
る。

【図１０６】 実施形態６ａによる検知器の検知動作の
タイムチャートである。

【図１０７】 ａは実施形態６ａによる検知器の補助投
光部の回路図であり、ｂは実施形態６ａによる検知器の
投光トリガ回路の回路図と論理図である。

【図１０８】 実施形態６ｂによる検知器の構成図であ
る。

【図１０９】 実施形態６ｃによる検知器の構成図であ
る。

【図１１０】 実施形態６ｃによる検知器の検知動作の
タイムチャートである。

【図１１１】 ａは実施形態６ｃによる検知器の検知動
作のタイムチャートであり、ｂはその検知動作の特徴を
示す図である。

【図１１２】 実施形態６ｄによる検知器の構成を示す
ブロック図である。

【図１１３】 検知動作のタイムチャートである。

【図１１４】 出力禁止回路の構成を示す図である。

【図１１５】 実施形態６ｅによる検知器の構成図であ
る。

【図１１６】 実施形態６ｆによる検知器の構成図であ
る。

【図１１７】 実施形態６ｇによる検知器の構成を示す
図である。

【図１１８】 電源リセット時出力禁止と電圧低下時出
力禁止の両出力禁止回路を備えた検知回路の回路図であ
る。

【図１１９】 検知動作のタイムチャートである。

【図１２０】 実施形態６ｈによる検知器の警告表示回
路の回路図である。

【図１２１】 実施形態６ｉによる検知器の比較部、演
算部、判断部の構成図である。

【図１２２】 出力禁止回路の回路図である。

【図１２３】 実施形態６ｊによる検知器の構成を示す
ブロック図である。

【図１２４】 検知動作のタイムチャートである。

【図１２５】 実施形態７ａによる検知装置のブロック
構成図である。

【図１２６】 実施形態７ａによる動作のタイムチャー
トである。

【図１２７】 初期設定の基本概念を説明する図であ
る。

【図１２８】 ａおよびｂは作動演算器の基準電圧を変
更する場合の回路図およびその時の基準電圧と２つのし
きい値との関係を示す図であり、ｃおよびｄは増幅回路
の増幅率の変更による場合の回路図およびその時の基準
電圧と２つのしきい値との関係を示す図である。

【図１２９】 ａおよびｂは受光信号の減衰による場合
の回路図およびその時の基準電圧と２つのしきい値との
関係を示す図であり、ｃおよびｄは増幅回路出力のＤＣ
オフセット値の変更による場合の回路図およびその時の
基準電圧と２つのしきい値との関係を示す図である。

【図１３０】 実施形態７ｂによる検知装置のブロック
図である。

【図１３１】 実施形態７ａにおける初期設定のための
具体的は回路図である。

【図１３２】 初期設定時にヒステリシス幅のみを変更
する場合の要部回路図である。

【図１３３】 初期設定時にしきい値のみを変更する場
合の要部回路図である。

【図１３４】 ａは初期設定時の変化量検出部の変形例
を示す部分回路図、ｂはその動作を説明するタイムチャ
ートである。

【図１３５】 初期設定時にしきい値を変更する場合の
要部回路図である。

【図１３６】 本発明の実施形態７ｃによる検知装置の
受光部の回路図である。

【図１３７】 実施形態７ｃによる検知装置の受光部の
回路の動作を説明するタイムチャートである。

【符号の説明】

３，４ 受光視野、１４ 背景、１５ 検出物体、１３
電流、５１，３０１，３２０，３２１，３２６，３３
０ 検知器、５７ 電磁弁、５９ 水力発電、６０ 蓄
電池、６１ 整流回路、６２ 充電回路、６３ ダイオ
ード、６７ 受光素子、６８，７９ 照明器、７０ デ
ィスプレイ装置、７１ 電源スイッチ、７５ 制御部、
１００ 検知装置、１０１，１０２ 受光素子、１０
３，１０４，１０５，１０６ 増幅回路、１０７，１０
８，１０９ 差動増幅回路、１１０，２１８，３１６
比較回路、１１１，３０７，３２７ 発振回路、１１
２，２１９，３１７ 積分回路、１１３，３１８ 出力
回路、１１８，１１９ ポジション・センシング・デバ
イス（位置検出素子）、１１６，１１７ レンズ、２１
９ 判別部、１３１ ２分割フォトダイオード（Ｐ
Ｄ）、１２１〜１２４ Ｉ／Ｖ変換回路、２１１ 検出
素子、１４４ 割算回路、１５１，１５２ 光ファイ
バ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｈ 35/26 Ｈ０１Ｈ 37/10 37/10 Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｑ (31)優先権主張番号 特願平8−83268 (32)優先日 平成８年３月11日(1996．3．11) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 大槻 真也 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 井口 康二 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 民野 真也 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体の有無を検出するパッシブ型の検知
   装置であって、 物理量を検出する検出素子と、 前記検出素子からの出力を増幅する増幅器と、 前記増幅器の出力から検出対象の状態を２値判断する判
   断手段と、 前記検出素子の出力の前記増幅器への伝達を周期的に断
   続するスイッチ手段とを含む、パッシブ型の検知装置。
2. 【請求項２】 前記判断手段は、前記スイッチ手段でパ
   ルス化され前記増幅器で増幅された各パルスごとの信号
   の大きさが所定値を連続して所定回数超えたときに出力
   を変化させる、請求項１に記載のパッシブ型の検知装
   置。
3. 【請求項３】 前記判断手段は、 前記スイッチ手段でパルス化され前記増幅器で増幅され
   た信号を所定の基準値との大小関係に基づいて２値パル
   ス化する第１の比較手段と、 前記第１の比較手段の出力を積分する積分手段と、 前記積分手段の出力を所定の基準値との大小関係に基づ
   いて２値化して出力する第２の比較手段とを含む、請求
   項１に記載のパッシブ型の検知装置。
4. 【請求項４】 前記スイッチ手段のスイッチング周波数
   を含む帯域の信号を通過させるフィルタをさらに含む、
   請求項１に記載のパッシブ型の検知装置。
5. 【請求項５】 前記検出素子が光検出素子で構成されて
   いる、請求項１に記載のパッシブ型の検知装置。
6. 【請求項６】 前記検出素子が赤外線検出素子である、
   請求項１に記載のパッシブ型の検知装置。
7. 【請求項７】 前記検出素子が温度センサである、請求
   項１に記載のパッシブ型の検知装置。
8. 【請求項８】 前記検出素子が圧力センサである、請求
   項１に記載のパッシブ型の検知装置。
9. 【請求項９】前記検出素子が湿度センサである、請求項
   １に記載のパッシブ型の検知装置。
10. 【請求項１０】 前記検出素子がガスセンサである、請
    求項１に記載のパッシブ型の検知装置。
11. 【請求項１１】 被検出物体からの光を受光することに
    よって前記被検出物体を検知するパッシブ型検知器であ
    って、 複数の受光視野を構成し、前記受光視野内に存する前記
    被検出物体または背景物体からの光を複数の受光素子に
    より受光し、この受光量に基づいて複数の系統の検出信
    号を出力する受光手段と、 前記複数の系統の各検出信号をそれぞれ時分割するゲー
    ト手段と、 前記各検出信号が前記ゲート手段を通過するタイミング
    が非同期で時分割となるように前記ゲート手段にパルス
    信号を供給するパルス発生手段と、 前記ゲート手段により時分割された前記各検出信号を組
    合せて１系統で信号処理をすることにより、前記受光視
    野間の光量変動を検出する信号処理手段とを含む、パッ
    シブ型検知器。
12. 【請求項１２】 前記信号処理手段への電源の供給を制
    御する制御手段を備え、 前記制御手段は、前記パルス発生手段のパルスと同期
    し、かつ前記組合せられた検出信号を前記信号処理手段
    が処理するに必要な時間だけ電源を供給する、請求項１
    １に記載のパッシブ型検知器。