JP2000337869A - 測距式光電センサ - Google Patents
測距式光電センサInfo
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- JP2000337869A JP2000337869A JP14601699A JP14601699A JP2000337869A JP 2000337869 A JP2000337869 A JP 2000337869A JP 14601699 A JP14601699 A JP 14601699A JP 14601699 A JP14601699 A JP 14601699A JP 2000337869 A JP2000337869 A JP 2000337869A
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- distance
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】三角測量の原理を利用して被検知物までの距離
を測定する測距式光電センサにおいて、同一のセンサを
用いながら近位置から遠位置まで測距できるようにす
る。 【解決手段】所定距離離隔して配置された投光部12と
受光部20とを有し、投光部12から発した光の被検知
物18による反射光を受光部20にて受光し、三角測量
の原理により被検知物18までの距離を測定する測距式
光電センサ10において、受光部20における受光素子
22の投光部12とは反対側の端位置に、受光素子22
の外にはみ出す被検知物18からの反射光を受けて受光
素子22に反射し、照射する反射板26を配設する。
を測定する測距式光電センサにおいて、同一のセンサを
用いながら近位置から遠位置まで測距できるようにす
る。 【解決手段】所定距離離隔して配置された投光部12と
受光部20とを有し、投光部12から発した光の被検知
物18による反射光を受光部20にて受光し、三角測量
の原理により被検知物18までの距離を測定する測距式
光電センサ10において、受光部20における受光素子
22の投光部12とは反対側の端位置に、受光素子22
の外にはみ出す被検知物18からの反射光を受けて受光
素子22に反射し、照射する反射板26を配設する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は自動水栓のセンサ
等として好適な測距式光電センサに関し、詳しくは近位
置から遠位置までの広い検知領域に亘って被検知物を検
知可能な測距式光電センサに関する。
等として好適な測距式光電センサに関し、詳しくは近位
置から遠位置までの広い検知領域に亘って被検知物を検
知可能な測距式光電センサに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば吐水口前方に手等が差し出される
とこれを検知して吐水口から自動的に吐水する自動水栓
において、手等の被検知物を検知するセンサが用いられ
ている。従来にあってはこのセンサとして光量式のセン
サ、即ち投光部から光を発するとともに受光部で被検知
物からの反射光を受光し、その受光部における反射光の
受光量の大小に基づいて被検知物の有無を検知する形式
のものが用いられていた。
とこれを検知して吐水口から自動的に吐水する自動水栓
において、手等の被検知物を検知するセンサが用いられ
ている。従来にあってはこのセンサとして光量式のセン
サ、即ち投光部から光を発するとともに受光部で被検知
物からの反射光を受光し、その受光部における反射光の
受光量の大小に基づいて被検知物の有無を検知する形式
のものが用いられていた。
【0003】しかしながらこの光量式のセンサの場合、
被検知物の色が例えば白色である場合と黒色である場合
とで反射光の光量が異なるなど、被検知物の色によって
受光部で受ける反射光量が異なってしまうといった問題
があった。一方、上記自動水栓その他において、三角測
量の原理に基づいて被検知物までの距離を測定する測距
式光電センサの採用も検討されている。
被検知物の色が例えば白色である場合と黒色である場合
とで反射光の光量が異なるなど、被検知物の色によって
受光部で受ける反射光量が異なってしまうといった問題
があった。一方、上記自動水栓その他において、三角測
量の原理に基づいて被検知物までの距離を測定する測距
式光電センサの採用も検討されている。
【0004】図4は三角測量方式で被検知物までの距離
を測定する測距式光電センサの測距の原理を模式的に表
したものである。同図において200は投光部であっ
て、光源202と投光レンズ204とを有している。2
06は投光部200から所定距離S、即ち基線長Sだけ
離隔した位置に配置された受光部であって、受光素子2
08と受光レンズ210とを有している。
を測定する測距式光電センサの測距の原理を模式的に表
したものである。同図において200は投光部であっ
て、光源202と投光レンズ204とを有している。2
06は投光部200から所定距離S、即ち基線長Sだけ
離隔した位置に配置された受光部であって、受光素子2
08と受光レンズ210とを有している。
【0005】この測距式光電センサの場合、光源202
からの光を投光レンズ204で集束し、細いビーム光に
して被検知物212に照射する。そしてその被検知物2
12からの反射光を受光部206で受光する。詳しくは
反射光を受光レンズ210を通して受光素子208で受
光する。
からの光を投光レンズ204で集束し、細いビーム光に
して被検知物212に照射する。そしてその被検知物2
12からの反射光を受光部206で受光する。詳しくは
反射光を受光レンズ210を通して受光素子208で受
光する。
【0006】このとき投光レンズ204から被検知物2
12までの距離Lと、投光部200及び受光部206間
の基線長Sと、被検知物212から受光部206への反
射光の入射角度θとの間には次の関係が成り立つ。 tanθ=S/L 従って入射角度θが分れば既知の基線長Sに基づいて被
検知物212までの距離Lを求めることができる。但し
実際にはこの測距式光電センサの場合、以下のようにし
て被検知物212までの距離Lを求める。
12までの距離Lと、投光部200及び受光部206間
の基線長Sと、被検知物212から受光部206への反
射光の入射角度θとの間には次の関係が成り立つ。 tanθ=S/L 従って入射角度θが分れば既知の基線長Sに基づいて被
検知物212までの距離Lを求めることができる。但し
実際にはこの測距式光電センサの場合、以下のようにし
て被検知物212までの距離Lを求める。
【0007】即ち受光レンズ210の焦点距離をf,受
光素子208に当る被検知物212からの反射光のスポ
ット光の強度中心位置をd(厳密には受光素子208に
おける中心位置からスポット光の強度中心位置までの距
離をd)としたとき、上記L,Sとそれらf,dとの間
には次の関係が成り立つから、 S/L=d/f dを知ることによって既知のS値,f値からLを求める
ことができる。
光素子208に当る被検知物212からの反射光のスポ
ット光の強度中心位置をd(厳密には受光素子208に
おける中心位置からスポット光の強度中心位置までの距
離をd)としたとき、上記L,Sとそれらf,dとの間
には次の関係が成り立つから、 S/L=d/f dを知ることによって既知のS値,f値からLを求める
ことができる。
【0008】ここでdの値と受光素子208の両端の出
力電流値I1,I2(この例では受光素子208として
半導体素子が用いられている)の関係は図5のようにな
る。即ちスポット光Pの当る位置によって出力電流値I
1と出力電流値I2との電流比I2/I1が変化する。
力電流値I1,I2(この例では受光素子208として
半導体素子が用いられている)の関係は図5のようにな
る。即ちスポット光Pの当る位置によって出力電流値I
1と出力電流値I2との電流比I2/I1が変化する。
【0009】つまりスポット光Pが受光素子208の中
央に当っている場合には出力電流値I1と出力電流値I
2の比率I2/I1は等しくなるが、図中右にずれると
I2/I1は大となり、また左にずれるとI2/I1は
小さくなる。この比率の増減の割合はスポット光Pの中
心からのずれに比例する。従ってそのI2/I1を測定
することによって、上記d値ひいては被検知物212ま
での距離Lを求めることができる。
央に当っている場合には出力電流値I1と出力電流値I
2の比率I2/I1は等しくなるが、図中右にずれると
I2/I1は大となり、また左にずれるとI2/I1は
小さくなる。この比率の増減の割合はスポット光Pの中
心からのずれに比例する。従ってそのI2/I1を測定
することによって、上記d値ひいては被検知物212ま
での距離Lを求めることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】この種従来の測距式光
電センサの場合、上記出力電流値I1と出力電流値I2
との比率I2/I1は、図5に示しているように受光素
子208の端に近づくにつれて大となり、そしてある位
置を越えると図3中直線(ハ)で示しているようにその
値は急激に小さくなる。これは図6に示しているように
被検知物212の位置がある位置を越えて近くなると、
受光素子208に当らないでその外側にはみ出る反射光
の光量が多くなってしまうからである。
電センサの場合、上記出力電流値I1と出力電流値I2
との比率I2/I1は、図5に示しているように受光素
子208の端に近づくにつれて大となり、そしてある位
置を越えると図3中直線(ハ)で示しているようにその
値は急激に小さくなる。これは図6に示しているように
被検知物212の位置がある位置を越えて近くなると、
受光素子208に当らないでその外側にはみ出る反射光
の光量が多くなってしまうからである。
【0011】この場合、受光素子208の受光レンズ2
10に対する位置を図6中右方向にずらせば近距離位置
の被検知物212からの反射光を受光素子208で受光
できるようになるものの、そのようにしてしまうと今度
は逆に遠い位置からの被検知物212からの反射光を受
光素子208で十分に受光できなくなってしまう。
10に対する位置を図6中右方向にずらせば近距離位置
の被検知物212からの反射光を受光素子208で受光
できるようになるものの、そのようにしてしまうと今度
は逆に遠い位置からの被検知物212からの反射光を受
光素子208で十分に受光できなくなってしまう。
【0012】従って近位置から遠位置までの広い検知領
域に亘って同一の測距式光電センサにて被検知物212
を検知できるようにするためには、同図中左右に大きな
受光素子208を用いる必要がある。しかしながらその
ような大きな受光素子208はコストが高く、従って測
距式光電センサ自身の価格が高いものとなってしまう不
都合を生じる。
域に亘って同一の測距式光電センサにて被検知物212
を検知できるようにするためには、同図中左右に大きな
受光素子208を用いる必要がある。しかしながらその
ような大きな受光素子208はコストが高く、従って測
距式光電センサ自身の価格が高いものとなってしまう不
都合を生じる。
【0013】例えば自動水栓におけるセンサと小便器に
おけるセンサ、即ち人体が小便器に近づいたことを検知
して自動的に洗浄水を流すためのセンサとでは対象とす
る検知領域が異なっており、従って従来ではそれぞれの
用途に応じて別々の測距式光電センサを用いざるを得な
かった。しかしながらこの場合多種類の測距式光電セン
サを用意しておく必要が生じる。
おけるセンサ、即ち人体が小便器に近づいたことを検知
して自動的に洗浄水を流すためのセンサとでは対象とす
る検知領域が異なっており、従って従来ではそれぞれの
用途に応じて別々の測距式光電センサを用いざるを得な
かった。しかしながらこの場合多種類の測距式光電セン
サを用意しておく必要が生じる。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は近位置から遠位
置まで同一のセンサにて検知可能な測距式光電センサを
提供することを目的としてなされたものである。而して
請求項1のものは、所定距離離隔して配置された投光部
と受光部とを有し、該投光部から発した光の被検知物に
よる反射光を該受光部にて受光し、三角測量の原理によ
り該被検知物までの距離を測定する測距式光電センサに
おいて、前記受光部における受光素子の前記投光部とは
反対側の端位置に、該受光素子の外にはみ出す前記被検
知物からの反射光を受けて該受光素子に反射し、照射す
る反射部材を配設したことを特徴とする。
置まで同一のセンサにて検知可能な測距式光電センサを
提供することを目的としてなされたものである。而して
請求項1のものは、所定距離離隔して配置された投光部
と受光部とを有し、該投光部から発した光の被検知物に
よる反射光を該受光部にて受光し、三角測量の原理によ
り該被検知物までの距離を測定する測距式光電センサに
おいて、前記受光部における受光素子の前記投光部とは
反対側の端位置に、該受光素子の外にはみ出す前記被検
知物からの反射光を受けて該受光素子に反射し、照射す
る反射部材を配設したことを特徴とする。
【0015】請求項2のものは、請求項1に記載の測距
式光電センサにおいて、前記反射部材を前記受光素子に
一体的に且つ該受光素子の端に立てた状態に設けたこと
を特徴とする。
式光電センサにおいて、前記反射部材を前記受光素子に
一体的に且つ該受光素子の端に立てた状態に設けたこと
を特徴とする。
【0016】請求項3のものは、請求項1,2の何れか
に記載の測距式光電センサにおいて、前記反射部材が凹
型反射部材であることを特徴とする。
に記載の測距式光電センサにおいて、前記反射部材が凹
型反射部材であることを特徴とする。
【0017】
【作用及び発明の効果】上記のように請求項1の測距式
光電センサは、受光素子の端位置に反射部材を配設し、
その受光素子の外にはみ出す被検知物からの反射光を、
その反射部材にて反射させ受光素子に当てるようになし
たもので、この測距式光電センサの場合、同一の測距式
光電センサにて近位置から遠位置までの広範囲の領域に
亘って被検知物を検知することができる。またこの測距
式光電センサでは受光素子として長さの長い大きなもの
を用いる必要がないため、センサを安価に構成すること
ができる。
光電センサは、受光素子の端位置に反射部材を配設し、
その受光素子の外にはみ出す被検知物からの反射光を、
その反射部材にて反射させ受光素子に当てるようになし
たもので、この測距式光電センサの場合、同一の測距式
光電センサにて近位置から遠位置までの広範囲の領域に
亘って被検知物を検知することができる。またこの測距
式光電センサでは受光素子として長さの長い大きなもの
を用いる必要がないため、センサを安価に構成すること
ができる。
【0018】本発明においては、上記反射部材を受光素
子に一体的に且つ受光素子の端に立てた状態に設けてお
くことができる(請求項2)。このようにすれば反射部
材を設けるに際して容易にこれを行うことができる。
子に一体的に且つ受光素子の端に立てた状態に設けてお
くことができる(請求項2)。このようにすれば反射部
材を設けるに際して容易にこれを行うことができる。
【0019】請求項3のものは、上記反射部材として凹
型反射部材を用いたもので、このような凹型反射部材を
用いた場合、反射部材による反射光を受光素子の端部に
より集中的に当てることができ、これによってセンサに
よる測距の精度をより高精度となすことができる。
型反射部材を用いたもので、このような凹型反射部材を
用いた場合、反射部材による反射光を受光素子の端部に
より集中的に当てることができ、これによってセンサに
よる測距の精度をより高精度となすことができる。
【0020】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図1において10は本例の測距式光電センサ
で、12はその投光部である。投光部12は、光源14
と投光レンズ16とを有しており、光源14からの光を
投光レンズ16にて収束し、細いビーム光にして被検知
物18に照射する。一方受光部20は、受光素子22と
受光レンズ24とを有しており、被検知物18からの反
射光を受光レンズ24を通して受光素子22に当てる。
説明する。図1において10は本例の測距式光電センサ
で、12はその投光部である。投光部12は、光源14
と投光レンズ16とを有しており、光源14からの光を
投光レンズ16にて収束し、細いビーム光にして被検知
物18に照射する。一方受光部20は、受光素子22と
受光レンズ24とを有しており、被検知物18からの反
射光を受光レンズ24を通して受光素子22に当てる。
【0021】この測距式光電センサ10は、上記図4に
示した測距式光電センサと同様のものである。即ちこの
例の測距式光電センサ10は受光素子22がPSD(ポ
ジションセンシティブデバイス)から成っており、その
両端の出力電流値に基づいて被検知物18までの距離を
判定する。
示した測距式光電センサと同様のものである。即ちこの
例の測距式光電センサ10は受光素子22がPSD(ポ
ジションセンシティブデバイス)から成っており、その
両端の出力電流値に基づいて被検知物18までの距離を
判定する。
【0022】即ち受光素子22両端からの出力電流値の
比率が、受光素子22に当る反射光のスポット光の強度
中心位置の、受光素子22中心位置からのずれによって
変化することから、その出力電流値の比率を計測するこ
とによって被検知物18までの距離を測定する。
比率が、受光素子22に当る反射光のスポット光の強度
中心位置の、受光素子22中心位置からのずれによって
変化することから、その出力電流値の比率を計測するこ
とによって被検知物18までの距離を測定する。
【0023】本例では、受光素子22の投光部12とは
反対側の端位置に平板状の反射板(反射部材)26が受
光素子22に一体的に立てた状態で設けてある。かかる
本例の測距式光電センサ10の場合、被検知物18が近
い位置にあり、従って従来にあっては図1中点線で示し
ているように受光素子22からはみ出してしまうような
反射光をも反射板26で反射させて、これを受光素子2
2に当てることができる。
反対側の端位置に平板状の反射板(反射部材)26が受
光素子22に一体的に立てた状態で設けてある。かかる
本例の測距式光電センサ10の場合、被検知物18が近
い位置にあり、従って従来にあっては図1中点線で示し
ているように受光素子22からはみ出してしまうような
反射光をも反射板26で反射させて、これを受光素子2
2に当てることができる。
【0024】従って本例の測距式光電センサ10の場
合、被検知物18の位置がある位置を越えて近いような
場合であっても、図3中(イ)の直線で示しているよう
にI2/I1の値が急激に低下することなくある一定以
上の値となる。従って本例の測距式光電センサ10によ
れば、従来に増して近い位置まで被検知物18を検知す
ることが可能となる。
合、被検知物18の位置がある位置を越えて近いような
場合であっても、図3中(イ)の直線で示しているよう
にI2/I1の値が急激に低下することなくある一定以
上の値となる。従って本例の測距式光電センサ10によ
れば、従来に増して近い位置まで被検知物18を検知す
ることが可能となる。
【0025】図2は本発明の他の実施例を示したもの
で、この例では反射部材として凹型反射板28を用いて
いる。この例の測距式光電センサ10によれば、本来受
光素子22から外側にはみ出すべき反射光を凹型反射板
28にて反射し、受光素子22に当てることができると
ともに、凹型反射板28により反射光を受光素子22の
端部位置に集中的に当てることができるようになる。
で、この例では反射部材として凹型反射板28を用いて
いる。この例の測距式光電センサ10によれば、本来受
光素子22から外側にはみ出すべき反射光を凹型反射板
28にて反射し、受光素子22に当てることができると
ともに、凹型反射板28により反射光を受光素子22の
端部位置に集中的に当てることができるようになる。
【0026】この結果、図3に示しているようにI2/
I1特性曲線は図中(ロ)のような直線となり、図1に
示す測距式光電センサ10に比べて近距離位置にある被
検知物18を更に精度高く検知できるようになる。
I1特性曲線は図中(ロ)のような直線となり、図1に
示す測距式光電センサ10に比べて近距離位置にある被
検知物18を更に精度高く検知できるようになる。
【0027】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示である。例えば上記実施例では反射板2
6,28を受光素子22の端位置に一体的に固定するよ
うにしているが、場合によってこれら反射板26,28
を受光素子22と分離独立して配置するといったことも
可能であるし、また反射部材として上記のような反射板
26,28以外の他の形態のものを用いることも可能で
ある。その他本発明はその主旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更を加えた形態で構成可能である。
くまで一例示である。例えば上記実施例では反射板2
6,28を受光素子22の端位置に一体的に固定するよ
うにしているが、場合によってこれら反射板26,28
を受光素子22と分離独立して配置するといったことも
可能であるし、また反射部材として上記のような反射板
26,28以外の他の形態のものを用いることも可能で
ある。その他本発明はその主旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図1】本発明の一実施例である測距式光電センサを示
す図である。
す図である。
【図2】本発明の他の実施例である測距式光電センサを
示す図である。
示す図である。
【図3】図1及び図2の測距式光電センサの特性曲線を
比較例とともに示す図である。
比較例とともに示す図である。
【図4】三角測量の原理を利用した従来の測距式光電セ
ンサの測距の原理を説明する説明図である。
ンサの測距の原理を説明する説明図である。
【図5】図4の受光素子における両端の出力電流値をス
ポット光の位置との関係において表す図である。
ポット光の位置との関係において表す図である。
【図6】従来の測距式光電センサの不具合の説明図であ
る。
る。
10 測距式光電センサ 12 投光部 18 被検知物 20 受光部 22 受光素子 26 反射板(反射部材) 28 凹型反射板(反射部材)
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) G01S 17/08 G01S 17/08 5J084 17/46 17/46 G01V 8/12 G01V 9/04 A (72)発明者 幸前 康章 愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地 株式 会社イナックス内 Fターム(参考) 2D034 AA02 2D039 FA04 2D060 CA04 CA11 2F112 AA06 BA03 CA12 DA24 GA10 2G065 AB22 AB26 BA32 BB12 DA15 5J084 AA05 AB07 AC10 AD07 BA02 BA33 BA56 BB23 DA01 EA07
Claims (3)
- 【請求項1】 所定距離離隔して配置された投光部と受
光部とを有し、該投光部から発した光の被検知物による
反射光を該受光部にて受光し、三角測量の原理により該
被検知物までの距離を測定する測距式光電センサにおい
て、 前記受光部における受光素子の前記投光部とは反対側の
端位置に、該受光素子の外にはみ出す前記被検知物から
の反射光を受けて該受光素子に反射し、照射する反射部
材を配設したことを特徴とする測距式光電センサ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の測距式光電センサにお
いて、前記反射部材を前記受光素子に一体的に且つ該受
光素子の端に立てた状態に設けたことを特徴とする測距
式光電センサ。 - 【請求項3】 請求項1,2の何れかに記載の測距式光
電センサにおいて、前記反射部材が凹型反射部材である
ことを特徴とする測距式光電センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14601699A JP2000337869A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 測距式光電センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14601699A JP2000337869A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 測距式光電センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000337869A true JP2000337869A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15398198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14601699A Pending JP2000337869A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 測距式光電センサ |
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JP (1) | JP2000337869A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1953504A1 (de) * | 2007-01-30 | 2008-08-06 | Sick Ag | Verfahren zur Erfassung eines Gegenstands und optoelektronische Vorrichtung |
JP2015184026A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置 |
JP2018054372A (ja) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 株式会社デンソーウェーブ | 非同軸系レーザレーダ装置 |
WO2020045474A1 (ja) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 日本電産株式会社 | センサユニット、移動体 |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP14601699A patent/JP2000337869A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1953504A1 (de) * | 2007-01-30 | 2008-08-06 | Sick Ag | Verfahren zur Erfassung eines Gegenstands und optoelektronische Vorrichtung |
US7760338B2 (en) | 2007-01-30 | 2010-07-20 | Sick Ag | Method for the detection of an object and optoelectronic apparatus |
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