JP2001082924A

JP2001082924A - スペックルパターン光による物標検知方法及び装置

Info

Publication number: JP2001082924A
Application number: JP29869199A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Umetsu; 勝夫梅津
Original assignee: ARUFATEKKU KK
Current assignee: ARUFATEKKU KK
Priority date: 1999-09-12
Filing date: 1999-09-12
Publication date: 2001-03-30
Also published as: WO2001020253A1

Abstract

(57)【要約】【課題】物標の表面で反射されたスペックルパターン
光を受光して、当該物標の進入又は存在を検知するこ
と。物標迄の距離の遠近や、物標の表面の傾き、光反射
率、サイズの大小を問わず、感度ボリウム無調整のまま
で検知可能にすること。暗レベルと明レベルの間の灰レ
ベルを検知出来る様にすること。【解決手段】監視対象空間に、低周波で断続変調され
たビーム状のコヒーレント光２を照射し、戻って来た微
弱なスペックルパターン光４を光電変換して成る微小な
信号電流については対数幅器で強力に伸長増幅をし、強
い正反射光を光電変換して成る大きな信号電流について
は圧縮増幅をし、次いで直流再生器によって被変調周波
数成分だけを抽出し、この成分の電圧と比較電圧発生器
の比較電圧とを比較し、両電圧の大小関係が逆転したと
きは、検知信号７を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、監視対象
空間にビーム状のコヒーレント光を投射し、同空間から
到来するスペックルパターン光を受光することによっ
て、同空間における物標の存在を非接触で検知すること
が出来る、物標検知方法及び装置に関する。特に、ビー
ム状のコヒーレント光に対する物標表面の傾き（即ちビ
ーム状のコヒーレント光に対して物標表面の法線の成す
角）が非常に大なる場合、或は物標表面の光反射率が非
常に小なる場合、更には物標表面までの距離が比較的大
なる場合の何れであっても、それらの物標表面から到来
するスペックルパターン光を受光することが出来、それ
によって同空間における物標の存在を非接触で検知する
ことが出来る、物標検知方法及び装置に関する。ここ
に、「スペックルパターン」とは、［レーザ光のように
干渉性の良い光が粗面で散乱反射又は透過したときに生
じる明暗の斑点模様］のことである。（これについては
再説する）。

【０００２】

【従来の技術】物体による光の反射を利用して当該物体
の存否を検知する物体検知装置は、次の二つに大別され
る。（１）第１番目の物体検知装置は、監視対象空間に向っ
て非コヒーレント光を照射し、それによって生じた反射
光を受光した時は、同空間に物体が進入又は存在したと
判断する。（かかる装置は、例えば「光電センサ」とい
う商品名で、一般に販売されている）。（２）第２の物体検知装置は、監視対象空間に向ってビ
ーム状のコヒーレント光を投射して、それによって生じ
た正反射光を受光した時は、同空間に物体が進入又は存
在したと判断する。因みに、コヒーレント光には、被照
射面上のスポット径を極小に絞れるという利点がある。
（かかる装置は、例えば「レーザ光電スイッチ」という
商品名で、一般に販売されている）。

【０００３】又、走行するシートの蛇行を検知するため
に２個の物体検知装置を用いてなるシート蛇行検知シス
テムは、次の二つに大別される。（３）所定の走行路の所定の側線の内側近傍に対峙せし
めて一（いつ）の物体検知装置を配置し、当該側線の外
側近傍に対峙せしめて他の物体検知装置を配置して、両
検知装置が共にオン又はオフとなったときに、蛇行が生
じたものと判定する。但し、走行するシートが濃墨（こ
ずみ）色の場合は、反対側の空間に反射板が配置され、
当該反射板による回生反射光が利用される。（４）所定走行路の両側線の両外側又は両内側に各１個
の物体検知装置を配置して、何れか一方の検知装置がオ
ン又はオフとなったときに、蛇行が生じたものと判定す
る。走行するシートが濃墨色の場合は、上記（３）と同
様とする。

【０００４】以上の外に、コヒーレント光を利用した物
体移動量（速度）測定装置のアイデア（平成５年１０月
８日出願）も知られている。同測定装置のアイデアは、
移動物体に対して、スポット径１．５×２ｍｍ程度のコ
ヒーレント光を照射し、それによって発生したスペック
ルパターン光を一次元イメージセンサ（又は二次元ＣＣ
Ｄカメラ）で電気的アナログ信号に光電変換し、同アナ
ログ信号をスペックルパターン解析回路によって１と０
から成るディジタル信号列に変換し、該ディジタル信号
列の移動量（又は速度）を算出して、物体の移動量を測
定する、というものである。同測定装置の構造と機能
は、スペックルパターン光を利用する点で、物体検知装
置のそれとは異なるものである。

【０００５】

【従来技術の問題点】前記第１番目の物体検知装置につ
いては、凡そ次のような問題点がある。（ａ１）対象物体のサイズが小さくなる（例えば線材の
如く細くなる）と、可検知距離が短くなる。（ａ２）対象物体表面の光反射率が低下する（例えば黒
カーボンの如く悪化する）と、可検知距離が短くなる。（ａ３）対象物体のサイズが小さくなり且つ表面の光反
射率が低下すると、可検知距離は更に短くなる。例え
ば、サイズが２ｍｍ×２ｍｍの黒カーボンについての可
検知距離は、高々２０ｍｍ程度である。（ａ４）単一の装置を以ってしては、黒色レベルと白色
レベルの間の、灰（かい）色レベルを、検知することが
出来ない。

【０００６】前記第２番目の物体検知装置については、
凡そ次のような問題点がある。（ｂ１）物体の検知可能な距離範囲が限定される。従っ
て、該距離範囲の手前の近距離位置にある物体や、該距
離範囲を超えた遠距離位置にある物体を検知することが
出来なくなる。（ｂ２）ビーム状のコヒーレント光に対する対象物体表
面の傾きが大きくなると、検知することが出来なくな
る。（ｂ３）光反射率が小なる物体（即ち光吸収性物体や光
透過性物体）については、検知することが困難である。（ｂ４）単一の装置を以ってしては、灰色レベルを検知
することが出来ない。

【０００７】前記第３番目のシート蛇行検知装置につい
ては、次のような問題点がある。（ｃ１）使用する物体検知装置の個数を削減して１個に
することが出来ない。（ｃ２）従って、製造コストや取付けコストを削減する
ことが出来ない。（ｃ３）一の装置由来の反射光が、他の装置に進入し
て、誤動作を起こさせる虞がある。前記第４番目のシート蛇行検知装置については、上記
（ｃ１）（ｃ２）と同様な問題点がある。

【０００８】

【発明の目的】それ故、この出願の発明の第１の目的
は、ビーム状のコヒーレント光を用いて、近距離位置に
ある物標も、遠距離位置にある物標も、無調整で、等し
並みに検出することが出来る、物標検知方法及び装置を
提供することにある。この出願の発明の第２の目的は、
仮令（たとい）ビーム状のコヒーレント光に対する物標
表面の傾きが大きく変化したとしても、確実に当該物標
を検知することが出来る、物標検知方法及び装置を提供
することにある。この出願の発明の第３の目的は、光反
射率が大なる物標についても、光反射率が小なる物標に
ついても、無調整で、等し並みに検出することが出来
る、物標検知方法及び装置を提供することにある。この
出願の発明の第４の目的は、サイズの大なる物標も、サ
イズの小なる物標も、無調整で、等し並みに検出するこ
とが出来る、物標検知方法及び装置を提供することにあ
る。この出願の発明の第５の目的は、黒色レベル、白色
レベル及び灰（かい）色レベルを検知することが出来
る、単一の物標検知装置を提供することにある。この出
願の発明の第６の目的は、２個の物体検知装置を使用す
ること無しに、走行する無色透明乃至黒色不透明シート
の蛇行状態、又はそれらのエッジの横振れ（ぶれ）状態
を検知することが出来る、走行するシートのエッジ位置
検知システムを提供することにある。この出願の発明の
第７の目的は、上記の諸物標検知装置乃至シートのエッ
ジ位置検知システムを、低光出力、低動作電圧、小形、
且つ低コストで、実現することにある。

【０００９】

【目的を達成するための手段】前記の諸問題を解消し、
且つ前記の諸目的を達成するために、この出願の発明の
スペックルパターン光による物標検知装置の第１の形態
は、監視対象空間に向って、低周波で断続変調されたビ
ーム状のコヒーレント光２を投射する投光器５と、監視
対象空間から到来するスペックルパターン光４を含むあ
らゆる反射光を受光する受光器６と、を含有し、投光器
５は、低周波発振器５_４と、レーザダイオード５_２と、
投光光学系５_１とを含有し、低周波発振器５_４は低周波
変調信号を出力し、当該低周波変調信号はレーザダイオ
ード５_２の電源回路を低周波数で断続し、それによっ
て、レーザダイオード５_２は、低周波数で断続変調され
たコヒーレント光を出力し、投光光学系５_１は、上記低
周波で断続変調されたコヒーレント光を集光して、低周
波で断続変調されたビーム状のコヒーレント光２に変換
し、受光器６は、光電変換器６_２と、対数増幅器６
_３と、直流再生器６_４と、比較器６_５と、比較電圧発生
器６_６とを含有し、光電変換器６_２は、受光面に到来し
たスペックルパターン光４を含むあらゆる反射光を光電
変換して、電気的アナログ信号を出力し、対数増幅器６
_３は、上記電気的アナログ信号の振幅が小なるときは、
伸長増幅をし、大なるときは、圧縮増幅をして、伸長又
は圧縮信号を出力し、直流再生器６_４は、上記伸長又は
圧縮信号中の直流成分を阻止すると共に、同信号中の変
調周波数成分を整流、平滑して、再生直流信号を出力
し、比較器６_５の反転入力端子（−）には上記再生直流
信号電圧が印加され、非反転入力端子（＋）には比較電
圧発生器６_６の比較電圧が印加され、両電圧の大小関係
が反転したときに、比較器６_５が、監視対象空間に物標
１の進入若しくは存在したことを報知する検知信号７を
出力する、ものである。

【００１０】この出願の発明のスペックルパターン光に
よる物標検知装置の第２の形態は、前記スペックルパタ
ーン光による物標検知装置の第１の形態において、前記
直流再生器６_４は、入力端子Ｉ、出力端子ｕ_１、及びグ
ランド端子、並びに、直列枝路の逆方向整流ダイオード
Ｄ_１、及び並列枝路の２端子平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）を
含有し、２端子平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）は、平滑コンデ
ンサＣ_１と、放電抵抗Ｒ_１との並列接続回路から成り、
入力端子Ｉは、逆方向整流ダイオードＤ_１の陰極端子に
接続され、逆方向整流ダイオードＤ_１の陽極端子は、２
端子平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）の反グランド側端子ｓ_１に
接続され、２端子平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）のグランド側
端子は、直流電源Ｖｃｃの正端子に接続され、同電源Ｖ
ｃｃの負端子はグランドに接続され、２端子平滑回路
（Ｃ_１・Ｒ_１）の反グランド側端子ｓ_１は、出力端子ｕ
_１を介して、前記比較器６_５の反転入力端子（−）に接
続され、前記比較電圧発生器６_６は、入力端子Ｉ、出力
端子ｕ_２、及びグランド端子、並びに直列枝路の順方向
整流ダイオードＤ_２、及び並列枝路の２端子平滑回路
（Ｃ_２・ＶＲ_２）を含有し、２端子平滑回路（Ｃ_２・Ｖ
Ｒ_２）は、平滑コンデンサＣ_２と、滑り端子付抵抗分圧
器ＶＲ_２との並列接続回路から成り、入力端子Ｉは、順
方向整流ダイオードＤ_２の陽極端子に接続され、順方向
整流ダイオードＤ_２の陰極端子は、２端子平滑回路（Ｃ
_２・ＶＲ_２）の反グランド側端子ｓ_２に接続され、２端
子平滑回路（Ｃ_２・ＶＲ_２）のグランド側端子は、グラ
ンドに接続され、抵抗分圧器ＶＲ_２の滑り端子は、出力
端子ｕ_２を介して、前記比較器６_５の非反転入力端子
（＋）に接続される、ものである。

【００１１】この出願の発明のスペックルパターン光に
よる物標検知装置の第３の形態は、前記スペックルパタ
ーン光による物標検知装置の第１、又は第２の形態にお
いて、第２の滑り端子付抵抗分圧器ＶＲ_３、及び第２の
比較器６_５２を含有し、第２の滑り端子付抵抗分圧器Ｖ
Ｒ_３の高電圧側端子は、前記抵抗分圧器ＶＲ_２の滑り端
子に接続され、前記比較器６_５の反転入力端子（−）に
は、前記再生直流信号電圧ｖ_１が印加され、その非反転
入力端子（＋）には、前記第１の抵抗分圧器ＶＲ_２の滑
り端子の出力電圧α′・ｖ_２が印加され、第２の比較器
６_５２の反転入力端子（−）には、前記再生直流信号電
圧が印加され、その非反転入力端子（＋）には、第２の
抵抗分圧器ＶＲ_３の滑り端子の出力電圧β・α′・ｖ_２
が印加され、前記比較器６_５の出力側には出力１
（ｘ_１）が与えられ、第２の比較器６_５２の出力側には
出力２（ｘ_２）が与えられる、ものである。

【００１２】この出願の発明のスペックルパターン光に
よる物標検知装置の第４の形態は、前記スペックルパタ
ーン光による物標検知装置の第３の形態において、第１
の組合せ論理回路Ｌ_１、第２の組合せ論理回路Ｌ_２、及
び第３の組合せ論理回路Ｌ_３を含有し、それらに共通の
第１の入力をｘ_１、第２の入力をｘ_２としたとき、それ
らの論理出力Ａ、Ｂ、及びＣはそれぞれ、Ａ＝ｘ_１・ｘ_２、Ｂ＝ｘ_１・¬ｘ_２、Ｃ＝¬ｘ_１・¬ｘ_２、但し、¬は否定記号（反転記号）、・は論理積記号、で
与えられる、ものである。

【００１３】前記各スペックルパターン光による物標検
知装置においては、光電変換器６_２の前段に受光光学系
６_１を配置し、受光光学系６_１は、監視対象空間から到
来するスペックルパターン光４を含むあらゆる反射光
を、光電変換器６_２の受光面上に集光する、ことが出来
る。

【００１４】前記各スペックルパターン光による物標検
知装置においては、投光器５と受光器６とを、並列的に
配置し、一体化し、以って投受光器５・６とする、こと
が出来る。

【００１５】この出願の発明の透明シートのエッジ位置
検知システムは、前記第４の形態のスペックルパターン
光による物標検知装置と、反射板９と、から成り、前記
物標検知装置は、長尺の透明シート１_２の一（いつ）の
エッジＥが所定の走行路の所定の側線上を走行している
ときに、ビーム状のコヒーレント光２が当該エッジＥを
斜めに照射する位置に配置され、反射板９は、当該ビー
ム状のコヒーレント光２の延長線上の位置であって、而
もエッジＥを超えた位置に配置され、エッジＥが、横振
れ（ぶれ）をせず、所定の走行路の所定の側線上にある
ときは、前記物標検知装置の第２の組合せ論理回路Ｌ_２
の出力（Ｂ）だけが論理１となり、エッジＥが内側に振
れたときは、第３の組合せ論理回路Ｌ_３の出力（Ａ）だ
けが論理１となり、エッジＥが外側に振れたときは、第
１の組合せ論理回路Ｌ_１の出力（Ｃ）だけが論理１とな
る、ようにしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】〔物標検知装置の第１の実施の形
態〕この出願の発明のスペックルパターン光による物標
検知装置の第１の実施の形態について説明する。（外観）図１は、同第１の実施の形態の側面図である。
図１において、５は投光器、５_０は投光部出口、６は受
光器、６_０は受光部入口、７は出力信号、８は直流電源
である。そして、１は物標、２は極細ビーム状のコヒー
レント光（例えば半導体レーザ光）、３は正反射光、４
はスペックルパターン光である。コヒーレント光２は、
好ましくは、可視光である。投光器５と受光器６とは、
図示の如く並列的に配置され、一体化されることによっ
て、投受光器５・６となる。それによって、取扱いが容
易となる。しかし、場合によっては、投光器５と受光器
６とを分離し、互いに別体として、構成することも出来
る。図１では、紙幅の関係で、投受光器５・６と物標１
とが近接するかの如くに描かれているが、実際には、両
者は、大幅に離隔させることが出来る。直流電源８は、
この実施の形態では、投受光器５・６の外部に別体とし
て構成される。その電圧は、約５ボルトである。

【００１７】極細ビーム状のコヒーレント光２は、監視
対象空間に向って投射される。監視対象空間（無図示）
は、ビーム状コヒーレント光２と同形同寸若しくはやや
大とする。投光部出口５_０から出射された極細ビーム状
のコヒーレント光２は、監視対象空間に物標１が存在し
ないときは、同空間をそのまま通過して仕舞うけれど
も、同空間に物標１が存在するときは、その表面で散乱
反射され、四方八方にスペックルパターン光４を生じ
て、その一部が受光部入口６_０に到来する。

【００１８】（用語の解説）ここで、この明細書におい
て使用する若干の用語について解説しておく。「物標」
とは、物的な標的（ｔａｒｇｅｔ）をいう。この出願の
明細書では、物標の外延は広義に解し、透明物体（例え
ば透明ガラスや真水）、黒色物体（例えばカーボンブラ
ック）、極細物体（例えば繊維や毛髪）、それに、物体
表面の明部と暗部の境界、透明シート若しくは黒色シー
トのエッジ、更には水蒸気、霧及び煙等も含める。「正
反射」とは、「鏡面反射」と同義であって、反射面の凹
凸のサイズが入射波の波長に比べて遥かに小さい場合の
反射をいう。正反射では、反射波の方向が入射面（入射
波の方向と境界面の法線とを含む平面）内にあって、入
射角と反射角が等しくなる（岩波「理化学辞典第４版」
第１００６頁右欄参照）。「乱反射」とは、反射面の凹
凸が波長と同程度、或はそれより大きい場合の反射をい
う。従って、乱反射では、反射波が種々の方向に進むよ
うになる。（上掲理化学辞典同頁同欄参照）。

【００１９】「透過光」とは、物質層又は境界面を透過
した光をいう。「スペックルパターン」とは、コヒーレ
ント光が粗面の微小な凹凸で散乱されたとき、それらの
光が不規則な位相関係で干渉するために生ずる明暗の斑
点模様をいう。各斑点の形と大きさは、スペックルパタ
ーンを結像する光学系の開口の形と大きさに依存し、開
口が小さい程、斑点は大きい。（上掲理化学辞典第６６
７頁左欄参照）。図３は、スペックルパターンの模式図
である。図３において、４′はスペックルパターン、各
４″は同パターンを構成する明点（明るい斑点）であ
る。「スペックルパターン光」とは、スペックルパター
ンを生じる反射光をいう。図２は、透明プラスチック板
に対して直角に投射されたレーザ光の透過及び反射現象
の説明図である。図２において、１_１は透明プラスチッ
ク板（物質層）、２はビーム状のコヒーレント投射光、
３′は透過レーザ光である。そして、３は微弱な反射
光、４は更に微弱なスペックルパターン光である。可視
光の波長範囲には、個人差があって、その下限は３６０
〜４００ｎｍ（ナノメートル）、上限は７６０〜８３０
ｎｍの程度である。（上掲理化学辞典第２２９頁右欄参
照）。

【００２０】（投受光器）図４は、物標検知装置の第１
の実施の形態の要部を成す投受光器の内部構成の説明図
である。図４において、５は投光器であって、５_０は投
光部出口、５_１は投光光学系、５_２はコヒーレント光光
源（例えばレーザダイオード）、５_３は自動パワー制御
回路（ＡＰＣ回路）、５_４は発振器である。又、６は受
光器であって、６_０は受光部入口、６_１は受光光学系、
６_２は光電変換器（例えばホトダイオード）、６_３は対
数増幅器、６_４は直流再生器、６_５は比較器、６_６は比
較電圧発生器、この実施の形態では基準電源、７は出力
信号である。そして、８は直流電源、０は出力端子であ
る。電源回路は図示省略してある。

【００２１】投光光学系５_１は、集光レンズ（乃至コリ
メートレンズ）から成る。レーザダイオード５_２は、こ
の実施の形態では、約１ｍＷ（クラス２）のコヒーレン
ト可視光２を発光する。そして、光パワーの温度変化を
監視するためのホトダイオード（無図示）を内蔵する。
自動パワー制御回路５_３は、上記ホトダイオードによる
監視出力を利用して、レーザダイオード５_２の光パワー
が一定値となるように制御する。発振器５_４は、レーザ
ダイオード５_２の光出力をオン・オフ変調するための、
低周波変調信号を発生する。低周波変調信号周波数は、
好ましくは約５ｋＨｚである。当該低周波変調信号は、
レーザダイオード５_２の電源回路に挿入されているトラ
ンジスタ乃至チョッパ回路（無図示）をオン・オフ制御
する。

【００２２】受光光学系６_１の役割は、受光したスペッ
クルパターン光を、出来るだけホトダイオード６_２の受
光面上に集光させることにある。受光光学系６_１は、場
合によっては、省略することが出来る。その場合、可検
知距離は若干短くならざるを得ないが、コストは若干削
減される。受光光学系６_１の前段又は後段には、レーザ
光以外の光（外乱光）を吸収するための、光学フィルタ
（無図示）を挿入することが出来る。この光学フィルタ
は受光光学系６_１と一体化させることも出来る。ホトダ
イオード６_２の主な役割は、微弱なスペックルパターン
光４を、電気的信号に光電変換することにある。しか
し、強力な正反射光についても、安定的に光電変換が可
能でなければならない。

【００２３】対数増幅器６_３は、例えば演算増幅器の非
反転入力端子に直列抵抗を接続し、且つ帰還回路に指数
特性を有するダイオード素子を接続することによって、
実現される。（昭和６３年２月２８日オーム社発行
「電気工学ハンドブック新版」第４３１〜４３２頁参
照）。当該ダイオード素子としては、指数特性が略原点
迄（例えばデータ表上でＩ_Ｄ＝１０^−５Ａ＝１０マイク
ロアンペア位迄）延びているものを選択しなければなら
ない。このような指数特性は、現在、ある種のショット
キーダイオードによって実現され、市販されている。か
かるダイオード素子と組合せて使用するホトダイオード
は、特別に暗電流の少ないものでなければならない。演
算増幅器としては、高速化・低消費電力化を計るため
に、ＣＭＯＳインバータを利用することも出来る。対数
増幅器６_３の役割は、入力信号の振幅が微小なるとき
は、強力に伸長増幅をし、同信号の振幅が大なるとき
は、圧縮増幅をすることにある。

【００２４】対数増幅器６_３の後段には、例えば、３段
の線形増幅器（無図示）が接続される。微小入力信号
（例えば１０μＡ程度の信号）は、両増幅器によって最
大限に増幅され、その出力は、例えば２ボルト余にも達
する。最も大きな入力信号は、圧縮増幅されるのである
が、その出力は、飽和直前の電圧、例えば４ボルト余の
程度に止（とど）められる。光電変換後のアナログ電圧
（電流）中に、環境光由来の交流成分（例えば蛍光灯由
来の１００ヘルツのノイズ）が存在するときは、当該交
流成分を阻止するための、低域阻止フィルタ又は帯域阻
止フィルタ（例えばノッチフィルタ）を、対数増幅器６
_３の後段に、導入することが望ましい。直流再生器６_４
は、この実施の形態では、直流阻止濾波器と整流平滑回
路から成っておって、重畳された直流成分（ノイズ）を
完全に阻止し、変調周波数成分（信号）だけを整流、平
滑して、再生直流信号を得る。従って、得られた再生直
流信号は、到来した反射光（例えばスペックルパターン
光４）の強さだけに比例することとなる。

【００２５】比較器６_５は、反転入力端子（−）に印加
された再生直流信号の電圧が、非反転入力端子（＋）に
印加された基準電圧を超えた時に、ロウ（低）レベル
（又はハイ（高）レベル）の出力信号を発生する。投光
光学系５_１から投射された極細ビーム状のコヒーレント
光２は、監視対象空間に物標１が存在しないときは、同
空間をそのまま通過して仕舞うけれども、同空間に物標
１が存在するときは、図４の如く、その表面で散乱反射
され、四方八方にスペックルパターン光４を生じ、その
一部が受光光学系６_１に戻る。

【００２６】（投光器５の設置方法）投光器５は、およ
そ次の方法で設置される。（１）投光器５を、所望の監視対象空間に向けて、仮止
めする。（２）監視対象空間を超えた位置に光吸収遮蔽板（無図
示）を配置する。これによって、監視対象空間の延長線
上の非検知対象物体による反射光（ノイズ）の発生を防
止することが出来る。又、監視対象空間を通り過ぎた極
細ビーム状のコヒーレント光２によって人間の目が傷付
けられる虞もなくなる。（３）電源スイッチを入れて直流電源８を投光器５に接
続する。当該投光器５から所望の監視対象空間に向っ
て、極細ビーム状のコヒーレント可視光２が発射され
る。

【００２７】（４）所望の監視対象空間に模擬物標を挿
入し、同模擬物標上の微小可視光スポットの位置を視認
することによって、極細ビーム状のコヒーレント可視光
２が当該所望の監視対象空間から外れていないかどうか
をチェックする。（５）極細ビーム状のコヒーレント可視光２が所望の監
視対象空間から外れているときは、投光器５の姿勢を修
正して、同ビーム状可視光が同監視対象空間から外れな
いようにする。（６）模擬物標を監視対象空間に挿入離脱させ、挿入時
には反射面までの距離と反射面の傾き（即ちビーム状の
コヒーレント光に対して物標表面の法線の成す角）とを
様々に変化させ、受光器６による検知信号７の存否をチ
ェックすることによって、物標検知が可能であることを
確認する。（７）投光器５をそのままの位置と姿勢で固定する。

【００２８】（第１の実施の形態の動作）物標検知装置
の第１の実施の形態の動作について説明する。投受光器
５・６の電源スイッチを入れると、投光器５から監視対
象空間に向って、振幅変調された極細ビーム状のコヒー
レント可視光２が発射される。監視対象空間に物標１が
存在しないときは、極細ビーム状のコヒーレント可視光
２は、同空間を通り抜けて、例えば光吸収遮蔽板（無図
示）に吸収される。反射光は到来しない。監視対象空間
に物標１が存在するときは、極細ビーム状のコヒーレン
ト光２が同物標表面の極小スポットを照射することとな
る。

【００２９】すると、同極小スポットから、図１、図２
又は図４に示す如く、特定の方向に正反射光３が生じる
と共に、四方八方にスペックルパターン光４が生じる。
それらの反射光は、投光器５から物標１の表面までの距
離が縮小するときは、強くなり、その距離が拡大すると
きは、弱くなる。それらの反射光は又、物標表面の光反
射率が高くなるときは、強くなり、光反射率が低くなる
ときは、弱くなる。正反射光３は、物標表面の傾きが少
しばかり大きくなると、元来た方向（受光器６の方向）
に戻る光は零となる（図１又は図４参照）が、スペック
ルパターン光４の場合は、物標表面の傾きが更に拡大し
たとしても、元来た方向（受光器６の方向）に戻る光が
完全に零になるということはない。

【００３０】これを要するに、投受光器５・６中の光電
変換器６_２に戻って来る正反射光３は、当該投受光器５
・６から物標１までの距離が短く、物標表面の光反射率
が高く、且つ物標表面の傾きが零となったとき、最強と
なるが、その傾きが少しばかり大きくなると、零とな
る。然しながら、投受光器５・６の光電変換器６_２に戻
って来るスペックルパターン光４は、投受光器５・６か
ら物標１までの距離が長く、物標表面の光反射率が低
く、且つ物標表面の傾きが大きくなったときでも、完全
に零になるということはない。この出願の発明は、こう
した現象を積極的に利用するのである。

【００３１】監視対象空間に物標１が進入又は存在する
ときは、投受光器（５・６）の受光部入口６_０及び受光
光学系６_１を経由して、光電変換器６_２に、反射光が到
来する。到来する反射光は、物標表面の傾きが零のとき
は正反射光３、傾きが大きいときはスペックルパターン
光４となる。光電変換器６_２には、多くの場合、自然光
や照明光等の環境光乃至外乱光も又同時に侵入してくる
のであるが、それらの環境光乃至外乱光は、所望の反射
光に重畳されて、極めて大きなノイズとなる。

【００３２】光電変換器６_２に到来した正反射光３又は
スペックルパターン光４は、同変換器６_２によって、電
気的アナログ信号に変換される。変換された電気的アナ
ログ信号が小なるときは、対数増幅器６_３によって、強
力に伸長増幅をされ、反対に大なるときは、圧縮増幅を
される。従って、図４の如く物標表面の傾きが大なると
きの微弱なスペックルパターン光４であっても、或は図
２の如く透明物体１_１から到来する微弱な正反射光３で
あっても確実に検知することが出来るし、更には鏡面か
ら到来する強力な正反射光であっても飽和することなく
安定的に検知することが出来るのである。

【００３３】対数増幅された電気的アナログ信号中の変
調周波数成分は、直流再生器６_４によって濾波平滑さ
れ、再生直流信号と成る。しかし、電気的アナログ信号
中の環境光乃至外乱光由来の直流成分（ノイズ）は、完
全に阻止され、再生されない。比較器６_５の非反転入力
端子（＋）には、常時、基準電源６_６から基準電圧が印
加されている。直流再生器６_４から出力された再生直流
信号電圧は、比較器６_５の反転入力端子（−）に印加さ
れる。そして、その再生直流信号電圧が上記の基準電圧
を超えたときは、比較器６_５の出力電圧が反転して、物
標１の検知信号７と成る。検知信号７は、表示装置、報
音装置、及び／又はメモリ等に与えられる。

【００３４】〔物標検知装置の第２の実施の形態〕この
出願の発明の物標検知装置の第２の実施の形態について
説明する。（第２の実施の形態の構成）図５は、物標検知装置の第
２の実施の形態における直流再生器及び自動追従形比較
電圧発生器等の結線図である。図５において、６_Ａは線
形増幅器の最後段、６_４は直流再生器、６_６は自動追従
形比較電圧発生器、Ｉは両者に共通の入力端子、６_５は
比較器、Ｔ_ｒは出力トランジスタである。

【００３５】直流再生器６_４は、１個の逆方向整流回路
（Ｄ_１）と１個の平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）との縦続接続
回路から成る。逆方向整流回路（Ｄ_１）は１個の直列枝
路のみから成り、その直列枝路は負の向きに挿入された
整流ダイオードＤ_１のみから成る。整流ダイオードＤ_１
の順方向立上り電圧Ｖ_Ｆは、シリコン製では、約０．６
ボルトである（前掲「電気工学ハンドブック」第４３２
頁左欄下から第９〜８行参照）平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）
は、１個の並列枝路のみから成り、その並列枝路は、コ
ンデンサＣ_１と抵抗Ｒ_１との並列接続回路から成る。整
流ダイオードＤ_１の陰極は共通入力端子Ｉに接続され、
その陽極は平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）の反グランド側端子
ｓ_１に接続され、同平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）のグランド
側端子は直流電源Ｖｃｃを介してグランド（無図示）に
接続され、平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）の反グランド側端子
ｓ_１は更に、図示の如く、直流再生器６_４の出力端子
（ｕ_１）に接続される。直流電源Ｖｃｃの電圧は、この
実施の形態では、約５ボルトである。

【００３６】自動追従形比較電圧発生器６_６も、１個の
順方向整流回路（Ｄ_２）と、１個の平滑回路（Ｃ_２・Ｖ
Ｒ_２）との縦続接続回路から成る。順方向整流回路（Ｄ
_２）は、１個の直列枝路のみから成り、その直列枝路
は、正の向きに挿入された整流ダイオードＤ_２のみから
成る。順方向整流ダイオードＤ_１の順方向立上り電圧Ｖ
_Ｆも、約０．６ボルトである。平滑回路（Ｃ_２・Ｖ
Ｒ_２）は、１個の並列枝路のみから成り、その並列枝路
は、コンデンサＣ_２と、滑り端子付抵抗分圧器ＶＲ_２と
の並列接続回路から成る。整流ダイオードＤ_２の陽極は
共通入力端子Ｉに接続され、その陰極は平滑回路（Ｃ_２
・ＶＲ_２）の反グランド側端子ｓ_２に接続され、同平滑
回路（Ｃ_２・ＶＲ_２）のグランド側端子はグランドに接
続され、抵抗分圧器ＶＲ_２の滑り端子は、自動追従形比
較電圧発生器６_６の出力端子ｕ_２に接続される。滑り端
子の手動調整による分圧比αの変域は、１≧α≫０であ
る。抵抗分圧器ＶＲ_２の固定端子間の全抵抗値は、説明
の便宜上、抵抗Ｒ_１の抵抗値と同程度とする。即ち、Ｖ
Ｒ_２＝Ｒ_２０物標検知装置の第２の実施の形態のその余
の構成は、第１の実施の形態と同様である。

【００３７】（第２の実施の形態の動作）電源スイッチ
（無図示）を入れると、図示の回路は忽ち定常状態に達
して、直流電源Ｖｃｃから、抵抗Ｒ_１、整流ダイオード
Ｄ_１、整流ダイオードＤ_２、及び抵抗分圧器ＶＲ_２（＝
Ｒ_１）を通して、定常電流ｉｓがグランドに流れる。ｉ_ｓ＝（Ｖｃｃ−Ｖ_Ｆ×２）／（Ｒ_１＋ＶＲ_２）＝（Ｖｃｃ−Ｖ_Ｆ×２）／２Ｒ_１・・・・・・・・・・（１）整流ダイオードＤ_１とＤ_２との接続点における定常電位
ｖｓは、グランド−直流電源Ｖｃｃ−抵抗Ｒ_１−整流ダ
イオードＤ_１のルートで計算をすれば、ｖｓ＝Ｖｃｃ−ｉ_ｓ・Ｒ_１−Ｖ_Ｆ・・・・・・・・・・・（２）、グランド−抵抗ＶＲ_２−整流ダイオードＤ_２のルートで
計算をすれば、ｖｓ＝ｉ_ｓ・ＶＲ_２＋Ｖ_Ｆ・・・・・・・・・・・（３）である。式２と３を、辺々相加えれば、ｉ_ｓとＶ_Ｆは相
殺され、２ｖ_ｓ＝Ｖｃｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）、故に、ｖ_ｓ＝Ｖｃｃ／２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）となる。

【００３８】直流再生器６_４の出力端子の電位ｖ_１、即
ち比較器６_５の反転入力端子（−）の電位ｖ_１は、ｖ_１＝（Ｖｃｃ／２）＋Ｖ_Ｆ≒２．５＋０．６（Ｖ）＝３．１（Ｖ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）となる。又、分圧比αは、前述の通り、１≧α≫０であ
るから、自動追従形比較電圧発生器６_６の出力端子の電
位ｖ_２、即ち比較器６_５の非反転入力端子（＋）の電位
ｖ_２は、ｖ_２＝（Ｖｃｃ／２−Ｖ_Ｆ）×α≒（２．５−０．６）×α ＝１．９×α（Ｖ）・・・・・・・・・・・・・・・・（７）となり、ｖ_１≫ｖ_２となる。この関係を、図６（ａ）の
左端部に示す。このとき、比較器６_５の出力電位はロウ
レベルとなり、出力トランジスタＴ_ｒはオフとなる。こ
の動作を、図６（ｂ）の左端部に示す。図６（ａ）は物
標検知装置の第２の実施の形態における直流再生器及び
自動追従形比較電圧発生器の入出力波形の模式図、同図
（ｂ）は同実施の形態における出力トランジスタＴ_ｒの
オンオフ状態の説明図である。

【００３９】次に、線形増幅器の最終段６_Ａから、変調
周波数成分（低周波成分）が、共通入力端子Ｉに到来す
ると、同点Ｉの電位ｖが、図６（ａ）の電圧曲線ｖの如
く、略正弦波状の変動を開始する。この電圧曲線ｖは、
偶々（たまたま）正の半サイクルから始まっているの
で、先ず、比較電圧発生回路６_６が整流平滑動作を開始
する。各正の半サイクルにおいては、共通入力端子Ｉの
入力電位ｖが、図６（ａ）の電圧曲線ｖの如く、定常電
位ｖ_ｓ（Ｖｃｃの２分の１）よりも増加するために、整
流ダイオードＤ_１の導通が阻止されると共に、共通入力
端子Ｉから、整流ダイオードＤ_２−平滑回路（Ｃ_２・Ｖ
Ｒ_２）を経由して、前記定常電流ｉ_ｓよりも大きな脈動
電流ｉ_＋が、グランドに向って流れる。その結果、平滑
回路（Ｃ_２・ＶＲ_２）のコンデンサＣ_２の正の充電電圧
（ｖ_２／α）が、図６（ａ）の電圧曲線ｖ_２に比例し
て、サイクル毎に、且つ段階的に増加する。従って、滑
り端子の出力電位、即ち比較電圧発生回路６_６の出力電
位が、同曲線ｖ_２の如く、サイクル毎に、且つ段階的に
増加する。

【００４０】次いで、負の半サイクルが到来すると、直
流再生回路６_４も又整流平滑動作を開始する。即ち、各
負の半サイクルにおいては、共通入力端子Ｉの入力電位
ｖが、図６（ａ）の電圧曲線ｖの如くに、定常電位ｖｓ
（Ｖｃｃの２分の１）よりも減少するために、整流ダイ
オードＤ_２の導通が阻止されると共に、直流電源Ｖｃｃ
から、平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）−整流ダイオードＤ_１を
経由して、前記定常電流ｉ_ｓよりも大きな脈動電流ｉ₋
が、共通入力端子Ｉに向って流れる。その結果、コンデ
ンサＣ_１の直流充電電圧Ｖ_ｃ１（の絶対値｜Ｖ_ｃ１｜）
が、サイクル毎に、且つ段階的に増大する。この時、直
流再生回路６_４の出力電位ｖ_１は、次式によって与えら
れる。ｖ_１＝Ｖｃｃ−｜Ｖ_ｃ１｜・・・・・・・・・・・・・・・・（８）式８からも窺知される通り、直流再生回路６_４の出力電
位ｖ_１は、図６（ａ）の電圧曲線ｖ_１の如く、サイクル
毎に、且つ段階的に減少する。

【００４１】以上を要するに、共通入力端子Ｉに変調周
波数成分（信号成分）が到来したときは、比較電圧発生
回路６_６の直流出力電位ｖ_２が、図６（ａ）の電圧曲線
ｖ_２の如く、サイクル毎に、且つ段階的に増加し、反対
に、直流再生回路６_４の直流出力電位ｖ_１が、同図
（ａ）の電圧曲線ｖ_１の如く、サイクル毎に、且つ段階
的に減少する。そして、比較器６_５の反転入力端子
（−）の入力電位ｖ_１と、非反転入力端子（＋）の入力
電圧ｖ_２との大小関係は遂に、ｖ_１＞ｖ_２から、ｖ_１＜
ｖ_２へと反転する。

【００４２】その結果、比較器６_５の出力電位はロウレ
ベルからハイレベルへと反転し、出力トランジスタＴ_ｒ
が、図６（ｂ）の如くオフ状態からオン状態へと反転す
る。ここでは、出力トランジスタＴ_ｒのオン状態が、物
標１の検知信号となる。但し、到来した被変調成分の振
幅ｖがある閾値（判定レベル）Ｖ_ｔよりも小なるとき
は、ｖ_１とｖ_２との大小関係は反転せず、従って、検知
信号は発せられない。閾値Ｖ_ｔ（判定レベル）は、抵抗
分圧器ＶＲ_２の分圧比の調節によって調節される。以下
においては、到来した被変調成分の振幅ｖが、閾値Ｖ_ｔ
（判定レベル）未満のときは、暗レベル、閾値Ｖ_ｔ以上
のときは、明レベルという。その後、物標１が監視対象
空間から離脱したときは、図６（ａ）の如く、ｖ_１とｖ
_２の大小関係が再びｖ_１＞ｖ_２に反転復帰し、比較器６
_５の出力電位がロウレベルに反転復帰し、出力トランジ
スタＴ_ｒがオフ状態に反転復帰する。以上の通り、物標
検知装置の第２の実施の形態によれば、共通入力端子Ｉ
に、明レベルの変調周波数成分が到来したことを確実に
検知することが出来る。従って監視対象空間に物標１が
進入若しくは存在したことを確実に検知することが出来
る。

【００４３】更に、この実施の形態によれば、共通入力
端子Ｉに如何なる直流電圧（即ちノイズ）が到来したと
しても、直流再生器６_４の出力電位ｖ_１と自動追従形比
較電圧発生器６_６の出力電位ｖ_２との大小関係は反転せ
ず、従って、比較器６_５の出力電圧は決して反転しない
のである。即ち、共通入力端子Ｉの直流電位ｖが、仮令
Ｖｃｃ（５ボルト）と同じレベルになったとしても、自
動追従形比較電圧発生器６_６の出力電圧ｖ_２は、高々、
Ｖｃｃ−Ｖ_Ｆ＝５−０．６＝４．４ボルトにしか達し得
ないのであるが、この時既に、直流再生器６_４の出力電
位ｖ_１は、Ｖｃｃと同程度に達しているから、ｖ_１＞ｖ
_２なる関係は、依然として不変である。反対に、共通入
力端子Ｉの直流電位ｖが仮令零ボルトに低下したとして
も、直流再生器６_４の出力電位ｖ_１は、少なくともＶ_Ｆ
値（０．６ボルト）を維持することが出来るのである
が、この時既に、自動追従形比較電圧発生器６_６の出力
電位ｖ_２は、零ボルトに達しているから、ｖ_１＞ｖ_２な
る関係は、依然として不変である。従って、仮令、環境
光乃至外乱光由来の直流成分（ノイズ）が、共通入力端
子Ｉに到達したとしても、比較器６_５の出力電位は決し
て反転せず、出力トランジスタＴ_ｒがオン状態に反転す
ることはない。このことは、この実施の形態の大いなる
利点である。

【００４４】第２の実施の形態のその余の作用効果は、
凡そ以下の通りである。（１）この実施の形態によれば、最大可検出距離と可検
出距離範囲が共に大幅に拡大した。例えば、黒色カーボ
ン紙については２〜４５ｃｍ、黒ゴムについては２〜７
０ｃｍ、黒アルマイトについては２〜１００ｃｍ、茶色
段ボール紙については２〜１００ｃｍ、白色コピー紙に
ついては２〜１２０ｃｍ、透過率９１％の透明プラスチ
ックについては２〜２６０ｃｍとなった。但し、環境照
度は３００ルクス（２０Ｗ蛍光灯下２ｍ）、物標表面の
傾きは１０度以内である。

【００４５】（２）レーザダイオード５_２の発する光は
コヒーレントであるから、投光光学系５_１によって、ビ
ームウエスト径を非常に小さく絞ることが出来、従って
高分解能を達成することが出来る。例えば、５０μｍφ
の髪の毛を、１５ｃｍ程離れた所から、容易に検知する
ことが出来る。又、１００μｍφ程のケーブル心線を、
７０ｃｍも離れた所から、容易に検知することが出来
る。或は、０．１ｍｍφ×１．５ｍｍ程度の錫メッキ線
を、５０ｃｍも離れた所から、容易に検知することが出
来る。

【００４６】（３）ビーム状コヒーレント光２に対する
物標表面の傾きが非常に大きくなっても、当該物標を検
知することが出来る。例えば、６０ｃｍ（乃至４０ｃ
ｍ）離れた白コピー紙が７０度（乃至８０度）傾いた場
合であっても、確実に検知することが出来るし、２０ｃ
ｍ（乃至１５ｃｍ）離れた黒カーボン紙が６５度（乃至
８０度）傾いた場合であっても、確実に検知することが
出来る。

【００４７】（４）無色透明又は茶色半透明の瓶又は円
筒中の煙であっても、検知することが出来る。そのため
のビーム状コヒーレント光は、当該無色透明又は茶色半
透明の瓶又は円筒の表面に対して、斜めに照射しなけれ
ばならない。（直角では、検出困難である）。（５）無色透明な瓶又は円筒中の水をも検知することが
出来る。そのためのビーム状コヒーレント光は、当該無
色透明な瓶又は円筒の表面に対して斜めに照射させると
共に、透過光を逆向きに反射させるための反射板（例え
ば白紙）を透過光側に配置しなければならない。水の在
る無しで、屈折率が変わるので、透過光が戻って来た
り、来なかったりする訳である。

【００４８】（６）可視光（赤色光）を発するレーザダ
イオード５_２を用いているから、照射スポットを容易に
視認することが出来る。従って、投受光器５・６の取付
作業が容易になる。（７）レーザダイオード５_２の発する信号光を、発振器
５_４の出力周波数（例えば５キロヘルツ）で断続変調し
たから、自然光乃至照明光由来の電流成分（即ち直流成
分）を阻止し、当該信号光由来の電流成分（交流成分）
を抽出することが極めて容易になった。

【００４９】（８）受光器６のホトダイオード６_２に、
暗電流が最小のものを用い、対数増幅器６_３中の非線形
ダイオードに、順方向指数特性が原点近傍にまで延びて
いるものを用いたから、ダイナミックレンジが大幅に拡
大された。即ち、極微弱なスペックルパターン光４が到
来したとき、当該ホトダイオード６_２によって光電変換
をすると、時には１０マイクロアンペア以下の極微弱な
電流とならざるを得ないが、それでも当該対数増幅器６
_３によって強力な伸長増幅をしてその出力電圧を２ボル
ト余の程度にまでレベルアップすることが出来るし、強
力な正反射光３が到来したときは、当該対数増幅器６_３
によって圧縮増幅をして、その出力電圧を最終段増幅器
の飽和直前の電圧、例えば４ボルト余の程度に止（と
ど）めることが出来る。この間の感度調整は、一切不要
である。

【００５０】（９）そのため、直流電源８の低電圧化・
低消費電流化を達成することが出来た。実際、５ボルト
（４．５〜６．５ボルト）・４０ミリアンペア以下を達
成することが出来た。（１０）比較電圧発生器６_６を自動追従形としたから、
自然光乃至照明光由来の直流成分を完全に阻止すること
が可能になった。（１１）受光器６にはＡＧＣ回路を不要としたから、物
標１の瞬時的検出が可能になった。（１２）ダイナミックレンジを大幅に拡大したから、対
象物標を選（え）り好みする必要がなくなった。

【００５１】〔物標検知装置の第３の実施の形態〕この
出願の発明の物標検知装置の第３の実施の形態について
説明する。（構成）図７は、同第３の実施の形態の要部を成す二つ
の抵抗分圧器と二つの比較器の結線図である。図７にお
いて、ｕ_１は図５の直流再生器６_４の出力端子ｕ_１と同
一、ｕ_２は同図の自動追従形比較電圧発生器６_６の出力
端子ｕ_２と同一、ＶＲ_２は平滑回路（Ｃ_２・ＶＲ_２）の
抵抗分圧器ＶＲ_２と同一、ｓ_１、ｓ_２はそれぞれ、平滑
回路（Ｃ_２・ＶＲ_２）の反グランド側端子ｓ_１、ｓ_２と
同一である。そして、ＶＲ_３は第２の滑り端子付抵抗分
圧器、６_５１は第１の比較器（実は第２の実施の形態の
比較器６_５と同一）、６_５２は第２の比較器、Ｔ_ｒ１は
第１の出力トランジスタ、Ｔ_ｒ２は第２の出力トランジ
スタ、Ｏ_１は第１の出力端子、Ｏ_２は第２の出力端子、
ｘ_１は第１の論理出力、ｘ_２は第２の論理出力である。
第１の出力端子Ｏ_１及び第２の出力端子Ｏ_２には、必要
に応じて、組合せ論理回路（図９）が接続付加される。
（それについては、後述する）。

【００５２】当該第３の実施の形態は、前記第２の実施
の形態に対して、第２の抵抗分圧器ＶＲ_３と、第２の比
較器６_５２と、第１の出力トランジスタＴ_ｒ１と、第２
の出力トランジスタＴ_ｒ２とを付加して成るものであ
る。因みに、第１の比較器６_５１は、前記第２の実施の
形態における唯一の比較器６_５と同一である。第２の抵
抗分圧器ＶＲ_３の高電圧側端子（反グランド側端子）
は、前記抵抗分圧器ＶＲ_２の滑り端子に接続され、第２
の比較器６_５２の反転入力端子（−）は、第１の比較器
６_５１の反転入力端子（−）に対して並列に接続され、
非反転入力端子（＋）は、第２の抵抗分圧器ＶＲ_３の滑
り端子に接続され、第２の比較器６_５２の出力端子は、
第２の出力トランジスタＴ_ｒ２のベースに接続される。
第２の抵抗分圧器ＶＲ_３自体の分圧比をβとすれば、β
の変域は、１≧β≫０でなければならない。なお、第
１、第２の出力トランジスタＴ_ｒ１、Ｔ_ｒ２は、場合に
よっては省略することが出来る。物標検知装置の第３の
実施の形態のその余の構成は、第２の実施の形態と同様
である。

【００５３】（動作）図８（ａ）は、同第３の実施の形
態における、第１及び第２の比較器６_５１及び６_５２の
入出力波形の模式図である。図８（ａ）において、ｖ
は、前段の直流再生器６_４と自動追従形比較電圧発生器
６_６との共通入力端子Ｉ（図５参照）の入力電位、ｖ_１
は、第１及び第２の比較器６_５１及び６_５２の各反転入
力端子（−）の入力電位、ｖ_２は、第１の比較器６_５１
の非反転入力端子（＋）の入力電位、ｖ_３は、第２の比
較器６_５２の非反転入力端子（＋）の入力電位（＝βｖ
_２＜ｖ_２）である。図８（ｂ）は、同第３の実施の形態
における、第１及び第２の出力トランジスタＴ_ｒ１及び
Ｔ_ｒ２のオンオフ状態の説明図である。図８（ｂ）にお
いて、出力１とは、第１の出力トランジスタＴ_ｒ１２の
オンオフ状態、出力２とは、第２の出力トランジスタＴ
_ｒ２のオンオフ状態である。

【００５４】変調周波数成分（信号）が、共通入力端子
Ｉに、時点ｔ_０において、到達すると、前述の如く直流
再生器６_４と自動追従形比較電圧発生器６_６の整流平滑
動作が始まる。そして、直流再生器６_４の出力電圧ｖ_１
が、負の半サイクル毎に減少し、自動追従形比較電圧発
生器６_６の出力電圧ｖ_２が、正の半サイクル毎に増加す
る。同時に、第２の抵抗分圧器ＶＲ_３の出力電圧ｖ
_３（＝βｖ_２＜ｖ_２）も、これに比例して正の半サイク
ル毎に増加する。

【００５５】その結果、ｖ_１とｖ_２の大小関係が、時点
ｔ_１において、ｖ_１＞ｖ_２からｖ_１＜ｖ_２に反転し、そ
れによって、第１の比較器６_５１の出力電圧が、ロウレ
ベルからハイレベルに転換し、第１の出力トランジスタ
Ｔ_ｒ１が、オフ状態からオン状態に反転する。但し、到
来した被変調成分（信号）の振幅が第１の閾値（第１の
判定レベル）Ｖ_ｔ１よりも小なるときは、この限りでな
い。第１の閾値（第１の判定レベル）Ｖ_ｔ１は、第１の
抵抗分圧器ＶＲ_２の分圧比αのみの関数である。次い
で、ｖ_１とｖ_３（＝βｖ_２）の大小関係も、時点ｔ
_２（ｔ_２＞ｔ_１）において、ｖ_１＞ｖ_３から、ｖ_１＜ｖ
_３に反転し、それによって第２の比較器６_５２の出力電
圧も、ロウレベルからハイレベルに反転し、第２の出力
トランジスタＴ_ｒ２も、オフ状態からオン状態に反転す
る。但し、到来した被変調成分（信号）の振幅が第２の
閾値（第２の判定レベル）Ｖ_ｔ２（＞Ｖ_ｔ１）よりも小
なるときは、この限りでない。第２の閾値（第２の判定
レベル）Ｖ_ｔ２は、第１の抵抗分圧器ＶＲ_２の分圧比α
及び第２の抵抗分圧器ＶＲ_３の分圧比βの関数である。

【００５６】第３の実施の形態によれば、図４の光電変
換器６_２に到来する被変調光（反射信号光）の強さ、従
って又、図５の直流再生器６_４の入力端子Ｉに到来する
被変調周波数成分（信号電圧）の大きさｖは、三つのレ
ベルに区分される。即ち、第１の閾値（第１の判定レベ
ル）Ｖ_ｔ１未満の「暗レベル」と、第１の閾値Ｖ_ｔ１以
上第２の閾値Ｖ_ｔ２（第２の判定レベル）未満の「灰
（かい）レベル」と、第２の閾値Ｖ_ｔ２以上の「明レベ
ル」と、にである。（１）それ故、この実施の形態によれば、印刷物等の中
間色（灰レベル）を検知することができる。（２）物体表面の暗レベルと明レベルの境界を検知する
ことが出来る。このとき、暗レベルと明レベルの境界
は、灰レベルとして検知される。（３）透明シートのエッジの蛇行を検知することが出来
る。

【００５７】〔物標検知装置の第４の実施の形態〕この
出願の発明の物標検知装置の第４の実施の形態について
説明する。（構成）図９は、同第４の実施の形態の要部を成す三つ
の組合せ論理回路の各ブロック図である。図９におい
て、Ｌ_１は第１の組合せ論理回路、Ｌ_２は第２の組合せ
論理回路、Ｌ_３は第３の組合せ論理回路、そして、ブロ
ック「ＮＯＴ」は否定回路（反転回路）、ブロック「Ａ
ＮＤ」は論理積回路、Ｉ_１は第１の共通入力端子、Ｉ_２
は第２の共通入力端子、ｘ_１は第１の共通入力、ｘ_２は
第２の共通入力である。これらの回路の第１、第２の共
通入力端子Ｉ_１、Ｉ_２を、図７（第３の実施の形態）の
第１、第２の出力端子Ｏ_１、Ｏ_２に接続したものが、こ
の実施の形態である。

【００５８】（動作）第１、第２、第３の組合せ論理回
路Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３の論理出力Ｃ、Ｂ、Ａはそれぞれ、
次の論理式、によって与えられる。Ｃ＝¬ｘ_１・¬ｘ_２、Ｂ＝ｘ_１・¬ｘ_２、Ａ＝ｘ_１・ｘ_２、但し、論理変数ｘ_１は前記出力１の論理値、論理変数ｘ
_２は前記出力２の論理値であり、「¬」は否定記号（反
転記号）、「・」は論理積記号（アンド記号）である。
因みに、組合せ論理回路については、当業者に周知の通
り、論理式が与えられれば、それに基づいて回路構造を
導出することが出来る。それ故、組合せ論理回路に関す
る限り、回路の構造規定を、論理式によって代位させる
ことが出来る。

【００５９】被変調周波数成分（信号）のレベルの違い
による、論理出力Ａ、Ｂ、Ｃの違いを明確にする。（１）同振幅が暗レベルにあるときは、ｘ_１、ｘ_２が共
に０であるから、Ａ＝０、Ｂ＝０、Ｃ＝１、（２）同振幅が、灰レベルにあるときは、ｘ_１＝１、ｘ
_２＝０となるから、Ａ＝０、Ｂ＝１、Ｃ＝０、（３）同振幅が、明レベルにあるときは、ｘ_１、ｘ_２は
共に１となるから、Ａ＝１、Ｂ＝０、Ｃ＝０、である。

【００６０】明レベル信号ｖ（ｖ≧Ｖ_ｔ２）が、共通入
力端子Ｉに、時点ｔ_０において、到来したときの、論理
出力Ａ、Ｂ、Ｃの反転時間の違いを明確にする。（ａ）時間帯ｔ_０＜ｔ＜ｔ_１では、ｘ_１、ｘ_２は共に０
であるから、Ａ＝０、Ｂ＝０、Ｃ＝１、（ｂ）時間帯ｔ_１≦ｔ＜ｔ_２では、ｘ_１＝１、ｘ_２＝０
となるから、Ａ＝０、Ｂ＝１、Ｃ＝０、（ｃ）時間帯ｔ_２≦ｔでは、ｘ_１、ｘ_２は共に１となる
から、Ａ＝１、Ｂ＝０、Ｃ＝０、となる。

【００６１】灰レベル信号ｖ（Ｖ_ｔ１≦ｖ＜Ｖ_ｔ２）
が、共通入力端子Ｉに、時点ｔ_０において到来したとき
の、論理出力Ｂ、Ｃの反転時間の違いを明確にする。（ａ′）時間帯ｔ_０＜ｔ＜ｔ_１′では、ｘ_１、ｘ_２は共
に０であるから、Ａ＝０、Ｂ＝０、Ｃ＝１、（ｂ′）時間帯ｔ_１′≦ｔでは、ｘ_１＝１、ｘ_２＝０で
あるから、Ａ＝０、Ｂ＝１、Ｃ＝０、となる。当然、ｔ_１′＞ｔ_１である。灰レベル信号ｖに
よって、論理出力Ａが反転することはない。

【００６２】（三値レベル検知システム）移動する長尺
物体１_３表面の反射率大なる領域（明レベル）、中位の
領域（灰レベル）、及び小なる領域（暗レベル）の検知
システムについて説明する。図１０は同検知システムの
説明図であって、同図（ａ）の上側部分はその側面図、
下側部分は長尺物体の平面図、同図（ｂ）は同検知シス
テムの動作説明図である。図１０（ａ）において、１_３
は不透明乃至半透明の移動する長尺物体、２は投射レー
ザ光、４〜３は長尺物体１_３による反射光（スペックル
パターン光４乃至正反射光３）である。そして、矢印ａ
は長尺物体１_３の移動方向を示す。長尺物体１_３の表面
には、図１０（ａ）の下側の平面図の如く、反射率の大
なる領域（Ａ）、中間の領域（Ｂ）及び小なる領域
（Ｃ）が、交互に若しくは順不同で存在する。各領域の
境界には、段差があっても差し支えない。投射レーザ光
２は、長尺物体１_３の表面に対して、斜め又は直角に入
射せしめられる。投射レーザ光２の始点及び反射光４〜
３の終点には、第４の実施の形態の投受光器（無図示）
が配置される。

【００６３】図１０（ｂ）の上側部分は、長尺物体１_３
の移動につれて、表面の反射率及びそれに依存する信号
レベルが変動することを表す。同図（ｂ）の下部は、Ｏ
ＵＴ１及びＯＵＴ２（図８の出力１及び出力２）が、長
尺物体１_３の移動につれて、変動することを表す。長尺
物体１_３の反射率大なる領域（Ａ）が、投射レーザ光２
の光路を横断すると、図５の入力端子Ｉの信号レベルｖ
が判定レベル１及び２を超えるから、ＯＵＴ１及びＯＵ
Ｔ２が共に論理１となり、図９の論理出力Ａだけが１と
なる。反射率中間の領域（Ｂ）が投射レーザ光２を横断
すると、ＯＵＴ１が論理１、ＯＵＴ２が論理０となり、
図９の論理出力Ｂだけが１となる。反射率小なる領域
（Ｃ）が投射レーザ光２を横断すると、ＯＵＴ１及びＯ
ＵＴ２が共に論理０となり、図９の論理出力Ｃだけが１
となる。以下、同様な動作が反復される。

【００６４】かかる三値レベル検知システムによれば、
上記の通り、３種類の検知信号を出力させることが出来
る。従って、（１）論理出力Ｂ又はＣの何れか一方を単独の検知信号
として使用することが出来る。（２）論理出力Ｂ及びＣを、双方共に検知信号として、
同時に使用することが出来る。この場合、論理出力Ａは
背景（検知対象外）出力と見做す。（３）論理出力Ｂをタイミング信号、論理出力Ｃを検知
信号として使用することが出来る。

【００６５】（境界検知システム）移動する長尺物体１
_３表面の反射率大なる領域（明レベル）、小なる領域
（暗レベル）、及び両者の境界（灰レベル）の検知シス
テムについて説明する。図１１は同検知システムの説明
図であって、同図（ａ）の上側部分はその側面図、下側
部分は移動する長尺物体の平面図、同図（ｂ）は同検知
システムの動作説明図である。図１１（ａ）において、
１_３は不透明乃至半透明の移動する長尺物体、２は投射
レーザ光、４〜３は長尺物体１_３による反射光（スペッ
クルパターン光４乃至正反射光３）である。そして、矢
印ａは長尺物体１_３の移動方向を示す。長尺物体１_３の
表面には、図１１（ａ）の下側部分の平面図の如く、反
射率の大なる領域（Ａ）及び反射率の小なる領域（Ｃ）
が、交互に存在する。Ｄは、両者の境界領域である。境
界領域Ｄには、段差があっても、差し支えはない。投射
レーザ光２は、長尺物体１_３の表面に対して、斜め又は
直角に入射せしめられる。投射レーザ光２の始点及び反
射光４〜３の終点には、第４の実施の形態の投受光器
（無図示）が配置される。

【００６６】図１１（ｂ）の上側部分は、長尺物体１_３
の移動につれて、表面の反射率及びそれに依存する信号
レベルが変動することを表す。同図（ｂ）の下側部分
は、０ＵＴ１及びＯＵＴ２（図８の出力１及び出力２）
が、長尺物体１_３の移動につれて、変動することを表
す。長尺物体１_３の反射率大なる領域（Ａ）が、投射レ
ーザ光２の光路を横断すると、図５の入力端子Ｉの信号
レベルｖが判定レベル１及び２を超えるから、ＯＵＴ１
及びＯＵＴ２が共に論理１となり、図９の論理出力Ａだ
けが１となる。境界領域（Ｄ）が投射レーザ光２を横断
すると、ＯＵＴ１が論理１、ＯＵＴ２が論理０となり、
図９の論理出力Ｂだけが１となる。反射率小なる領域
（Ｃ）が投射レーザ光２を横断すると、ＯＵＴ１及びＯ
ＵＴ２が共に論理０となり、図９の論理出力Ｃだけが１
となる。

【００６７】かかる境界検知システムによれば、以上の
通り、３種類の検知信号を出力させることが出来る。従
って、（１）論理出力Ｂ＝１によって、境界領域（Ｄ）を検知
することが出来る。（２）論理出力Ｂ＝１を検知信号、論理出力Ａ＝１又は
Ｃ＝１を制御信号として使用することが出来る。

【００６８】（透明シートのエッジ位置検知システム）
走行する透明シートの蛇行を制御するための、エッジ位
置検知システムについて説明する。（構成）図１２は同検知システムの説明図であって、同
図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は同システムの動作説明
図である。図１２（ａ）において、１_２は紙面に垂直な
方向に走行する透明シートであって、Ａはその外側、Ｃ
はその内側、Ｅはそのエッジである。実線は横振れ（よ
こぶれ）零時の透明シート、破線は横振れ状態の透明シ
ートを表す。５・６は投受光器、２は投射レーザ光、９
は反射板、４〜３は反射板９による反射光（スペックル
パターン光４乃至正反射光３）である。反射板９は、鏡
面であることを要しない。そして、矢印ｂは透明シート
１_２の横振れ方向を示す。

【００６９】図１２（ａ）では、投受光器５・６は、走
行する透明シート１_２の内側上方に配置され、且つ、そ
のビーム状投射レーザ光２は、横振れ零時のエッジＥに
向けられる。反射板９は、当該投射レーザ光２の延長線
上の、エッジＥを超えた点に配置される。なお、投受光
器５・６の配設位置は、走行する透明シート１_２の内側
下方、又は外側上方若しくは外側下方とすることも出来
る。何れの場合も、ビーム状投射レーザ光２は、横振れ
零時のエッジＥを照射するようにしなければならない。

【００７０】（作用）図１２（ｂ）の上側部分は、走行
するエッジＥの蛇行（横振れ）に応動して、図８の信号
レベルｖが、変化することを表す。同図（ｂ）の下側部
分は、ＯＵＴ１及びＯＵＴ２（図８の出力１及び出力
２）が、エッジＥの横振れに応動して、変化することを
表す。即ち、走行するエッジＥが図１２（ａ）上で左方
に横振れしたときは、反射板９から受光器６に、明レベ
ル信号光が戻って来るため、図５の信号電圧ｖが判定レ
ベル１及び２を超えるから、ＯＵＴ１及びＯＵＴ２が何
れも論理１となり、図９の論理出力Ａだけが論理１とな
る。

【００７１】エッジＥが右方に振れたときは、投射レー
ザ光２が当該透明シート１_２に斜めに入射し、往路で２
回、復路で２回、都合４回反射されるが、それらの反射
光は何れも受光器６には戻って来ない。そのため、受光
器６に戻って来る信号光は、判定レベル１にすら到達せ
ず、従ってＯＵＴ１及びＯＵＴ２が何れも論理０とな
り、図９の論理出力Ｃだけが論理１となる。エッジＥの
横振れが零のときは、投射レーザ光２の光束の一部は、
エッジＥの内側近傍で入射屈折して進行方向を転ずるた
めに、反射板９には到達しない。光束の残部は、エッジ
Ｅの外側近傍を通過して反射板９に到達し、反射光４〜
３となって、エッジＥの外側近傍を逆向きに通過して、
受光器６に戻って来る。かかる反射光４〜３を光電変換
してなる信号ｖ（図５）は、判定レベル１以上、且つ判
定レベル２未満である。即ち、灰レベルである。

【００７２】透明シートのエッジ位置検知システムの三
つの出力Ａ、Ｂ及びＣは、透明シートのエッジ位置制御
システム（ＥＰＣ）の制御信号として用いることが出来
る。（１）図９の組合せ論理回路Ｌ_２の出力Ｂが論理１にな
るときは、走行する透明シートのエッジＥが正規の位置
にある（横振れがない）ことを意味する。（２）同図の組合せ論理回路Ｌ_３の出力Ａが論理１にな
るときは、エッジＥが走行路の内側（図では左側）に振
れ（ぶれ）ていることを意味する。従って、出力Ａは、
内側に振れ（ぶれ）たエッジＥを正規の位置に復元させ
るための制御信号として、用いることが出来る。（３）図９の組合せ論理回路Ｌ_１の出力Ｃが論理１にな
るときは、エッジＥが走行路の外側（図では右側）に振
れ（ぶれ）ていることを意味する。従って、出力Ｃは、
走行路の外側に振れ（ぶれ）たエッジＥを正規の位置に
復元させるための制御信号として、用いることが出来
る。

【００７３】

【発明の効果】この出願の発明は、以上の様に構成した
から、下記（ａ）〜（ｎ）の通り、顕著な効果を奏する
ことが出来る。（ａ）極細ビーム状のコヒーレント可視光２を投射し、
対数増幅器６_３の導入によって、超遠距離位置にある物
標も、近距離位置にある物標も、感度無調整の侭（ま
ま）で、等し並みに検知することが出来る。（ｂ）仮令（たとい）極細ビーム状のコヒーレント可視
光２に対する物標表面の傾きが大きく変化したとして
も、到来する微弱なスペックルパターン光４を光電変換
器６_２によって電気的信号に変換し、その対数増幅を行
うことによって、確実に当該物標を検知することが出来
る。

【００７４】（ｃ）光反射率が大なる物標についても、
光反射率が小なる物標についても、感度無調整の儘で、
等し並みに検知することが出来る。（ｄ）サイズの大なる物標も、サイズの小なる物標も、
感度無調整の儘で、等し並みに検知することが出来る。（ｅ）ビームウエスト径を非常に小さく絞ることによっ
て、高分解能を達成することが出来た。（ｆ）無色透明又は茶色半透明の瓶又は円筒中の煙であ
っても、検知することが出来る。（ｇ）無色透明な瓶又は円筒中の水をも検知することが
出来る。（ｈ）自然光乃至照明光由来の電流成分（即ち直流成
分）を完全に阻止し、信号光由来の電流成分（交流成
分）を抽出することが極めて容易になった。（ｉ）ダイナミックレンジを大幅に拡大したから、対象
物標を選（え）り好みする必要がなくなった。

【００７５】（ｊ）微弱なスペックルパターン光を光電
変換して成る１０マイクロアンペア以下の微弱な電流
（電圧）については、対数増幅器６_３によって強力に伸
長増幅をすることが出来るから、レーザダイオード５_２
が低光出力（例えば１ｍＷ）であっても物標を検知する
ことが出来る。従って、人体の目を傷付ける虞が無く、
安全である。（ｋ）レーザダイオード５_２を低光出力化したから、直
流電源８を低消費電流化することが出来る。（ｌ）強力な正反射光を光電変換して成る大きな電流
（電圧）については、対数増幅器６_３によって圧縮増幅
をすることが出来るから、線形増幅器を低動作電圧化す
ることが出来る。従って、直流電源８の電圧を、例えば
５ボルト程度にすることが出来る。（ｍ）投光器と受光器とを並列に接続し、一体化するこ
とが出来る。従って、小形化することが出来る。（ｎ）
従って、低コストで実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の物標検知装置の第１の実施の
形態の外観図である。

【図２】透明プラスチック板に対して直角に投射された
レーザ光の透過及び反射現象の説明図である。

【図３】スペックルパターンの説明図である。

【図４】物標検知装置の第１の実施の形態の要部を成す
投受光器のブロック図である。

【図５】物標検知装置の第２の実施の形態の要部を成す
直流再生器及び自動追従形比較電圧発生器の結線図であ
る。

【図６】同直流再生器及び自動追従形比較電圧発生器の
入出力波形の模式図である。

【図７】物標検知装置の第３の実施の形態の要部を成す
二つの抵抗分圧器と二つの比較器の結線図である。

【図８】同二つの比較器の入出力波形の模式図である。

【図９】物標検知装置の第４の実施の形態の要部を成す
三つの組合せ論理回路のブロック図である。

【図１０】三レベル検知システムの説明図である。

【図１１】境界検知システムの説明図である。

【図１２】この出願の発明による透明シートのエッジ位
置検知システムの説明図である。

【符号の説明】

１物標１_１透明プラスチック板１_２長尺の透明シート１_３長尺の不透明乃至半透明物体２投射レーザ光（投射コヒーレント光）３正反射光３′ 透過レーザ光４スペックルパターン光４′ スペックルパターン４″ スペックル明点５投光器５_０投光部出口５_１投光光学系５_２コヒーレント光源（例えばレーザダイオード）５_３ＡＰＣ回路（自動パワー制御回路）５_４発振器６受光器６_０受光部入口６_１受光光学系６_２光電変換器（例えばホトダイオード）６_３対数増幅器６_４直流再生器６_５比較器６_６比較電圧発生器（例えば基準電源又は自動追従形
比較電圧発生器）７検知信号８直流電源９反射板Ｉ共通入力端子Ｉ_１第１の入力端子Ｉ_２第２の入力端子Ｄ境界領域ＥエッジＯ出力端子Ｏ_１第１の出力端子Ｏ_２第２の出力端子ＶＲ滑り端子付抵抗分圧器

フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA00 AA67 BB11 BB15 DD04 DD12 FF44 FF56 GG06 HH04 HH12 HH13 HH16 HH17 JJ01 JJ08 JJ09 JJ18 LL04 LL22 LL30 NN02 NN08 NN17 PP01 PP22 QQ05 QQ08 QQ23 QQ25 QQ32 QQ33 QQ47 SS09 SS11 5J084 AA02 AB15 AB17 AB20 AD08 BA04 BA36 BA43 BB04 CA07 CA23 CA25 CA26 CA60 CA61 CA75 CA77 DA01 DA07 DA08 EA02 EA06 EA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】監視対象空間に向って、低周波で断続変
調されたビーム状のコヒーレント光（２）を投射する投
光器（５）と、上記監視対象空間から到来するスペックルパターン光
（４）を含むあらゆる反射光を受光する受光器（６）
と、を含有し、上記投光器（５）は、低周波発振器（５_４）と、レーザ
ダイオード（５_２）と、投光光学系（５_１）とを含有
し、上記低周波発振器（５_４）は低周波変調信号を出力し、
当該低周波変調信号は上記レーザダイオード（５_２）の
電源回路を低周波数で断続し、それによって、上記レーザダイオード（５_２）は、低周
波数で断続変調されたコヒーレント光を出力し、上記投光光学系（５_１）は、上記低周波で断続変調され
たコヒーレント光を集光して、低周波で断続変調された
ビーム状のコヒーレント光（２）に変換し、上記受光器（６）は、光電変換器（６_２）と、対数増幅
器（６_３）と、直流再生器（６_４）と、比較器（６_５）
と、比較電圧発生器（６_６）とを含有し、上記光電変換器（６_２）は、受光面に到来したスペック
ルパターン光４を含むあらゆる反射光を光電変換して、
電気的アナログ信号を出力し、上記対数増幅器（６_３）は、上記電気的アナログ信号の
振幅が小なるときは、伸長増幅をし、大なるときは、圧
縮増幅をして、伸長又は圧縮信号を出力し、上記直流再生器（６_４）は、上記伸長又は圧縮信号中の
直流成分を阻止すると共に、同信号中の変調周波数成分
を整流、平滑して、再生直流信号を出力し、上記比較器（６_５）の反転入力端子（−）には上記再生
直流信号電圧が印加され、非反転入力端子（＋）には上
記比較電圧発生器（６_６）の比較電圧が印加され、両電
圧の大小関係が反転したときに、当該比較器（６_５）
が、上記監視対象空間に物標（１）の進入若しくは存在
したことを報知する検知信号（７）を出力する、スペックルパターン光による物標検知装置。
【請求項２】請求項１のスペックルパターン光による
物標検知装置であって、しかも、前記直流再生器（６_４）は、入力端子（Ｉ）、出力端子
（ｕ_１）、及びグランド端子、並びに、直列枝路の逆方
向整流ダイオード（Ｄ_１）、及び並列枝路の２端子平滑
回路（Ｃ_１・Ｒ_１）を含有し、上記２端子平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）は、平滑コンデンサ
（Ｃ_１）と、放電抵抗（Ｒ_１）との並列接続回路から成
り、上記入力端子（Ｉ）は、上記逆方向整流ダイオード（Ｄ
_１）の陰極端子に接続され、上記逆方向整流ダイオード（Ｄ_１）の陽極端子は、上記
２端子平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）の反グランド側端子（ｓ
_１）に接続され、上記２端子平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）のグランド側端子
は、直流電源（Ｖｃｃ）の正端子に接続され、同電源
（Ｖｃｃ）の負端子はグランドに接続され、上記２端子平滑回路（Ｃ_１・Ｒ_１）の反グランド側端子
（ｓ_１）は、上記出力端子（ｕ_１）を介して、前記比較
器（６_５）の反転入力端子（−）に接続され、前記比較電圧発生器（６_６）は、入力端子（Ｉ）、出力
端子（ｕ_２）、及びグランド端子、並びに、直列枝路の
順方向整流ダイオード（Ｄ_２）、及び並列枝路の２端子
平滑回路（Ｃ_２・ＶＲ_２）を含有し、上記２端子平滑回路（Ｃ_２・ＶＲ_２）は、平滑コンデン
サＣ_２と、滑り端子付抵抗分圧器（ＶＲ_２）との並列接
続回路から成り、上記入力端子（Ｉ）は、上記順方向整流ダイオード（Ｄ
_２）の陽極端子に接続され、上記順方向整流ダイオード（Ｄ_２）の陰極端子は、上記
２端子平滑回路（Ｃ_２・ＶＲ_２）の反グランド側端子
（ｓ_２）に接続され、上記２端子平滑回路（Ｃ_２・ＶＲ_２）のグランド側端子
は、グランドに接続され、上記抵抗分圧器（ＶＲ_２）の滑り端子は、上記出力端子
（ｕ_１）を介して、前記比較器（６_５）の非反転入力端
子（＋）に接続される、スペックルパターン光による物標検知装置。
【請求項３】請求項１又は２のスペックルパターン光
による物標検知装置であって、しかも、第２の滑り端子付抵抗分圧器（ＶＲ_３）及び第２の比較
器（６_５２）を含有し、上記第２の滑り端子付抵抗分圧器（ＶＲ_３）の高電圧側
端子は、前記抵抗分圧器（ＶＲ_２）の滑り端子に接続さ
れ、前記比較器（６_５）の反転入力端子（−）には、前記再
生直流信号電圧（ｖ_１）が印加され、その非反転入力端
子（＋）には、前記第１の抵抗分圧器（ＶＲ_２）の滑り
端子の出力電圧（α′ｖ_２）が印加され、上記第２の比較器（６_５２）の反転入力端子（−）に
は、前記再生直流信号電圧が印加され、その非反転入力
端子（＋）には、上記第２の抵抗分圧器（ＶＲ_３）の滑
り端子の出力電圧（βα′ｖ_２）が印加され、前記比較器（６_５）の出力側には出力１（ｘ_１）が与え
られ、上記第２の比較器（６_５２）の出力側には出力２
（ｘ_２）が与えられる、スペックルパターン光による物標検知装置。
【請求項４】請求項３のスペックルパターン光による
物標検知装置であって、しかも、第１の組合せ論理回路（Ｌ_１）、第２の組合せ論理回路
（Ｌ_２）、及び第３の組合せ論理回路（Ｌ_３）を含有
し、それらに共通の第１の入力をｘ_１、第２の入力をｘ_２と
したとき、それらの論理出力Ａ、Ｂ、及びＣはそれぞ
れ、Ａ＝ｘ_１・ｘ_２、Ｂ＝ｘ_１・¬ｘ_２、Ｃ＝¬ｘ_１・¬ｘ_２、但し、¬は否定記号（反転記号）、・は論理積記号、で
与えられる、スペックルパターン光による物標検知装置。
【請求項５】請求項１乃至４の何れか一つのスペック
ルパターン光による物標検知装置であって、しかも、前記光電変換器（６_２）の前段に受光光学系（６_１）が
配置され、該受光光学系（６_１）は、前記監視対象空間から到来す
るスペックルパターン光を含むあらゆる反射光を、前記
光電変換器（６_２）の受光面上に集光する、スペックルパターン光による物標検知装置。
【請求項６】請求項１乃至５の何れか一つのスペック
ルパターン光による物標検知装置であって、しかも、前記投光器（５）と前記受光器（６）とは、並列的に配
置され、一体化され、以って投受光器とされている、スペックルパターン光による物標検知装置。
【請求項７】請求項４のスペックルパターン光による
物標検知装置と、反射板（９）と、から成り、前記物標検知装置は、長尺の透明シート（１_２）の一の
エッジ（Ｅ）が所定の走行路の所定の側線上を走行して
いるときに、ビーム状のコヒーレント光（２）が当該エ
ッジ（Ｅ）を斜めに照射する位置に配置され、上記反射板（９）は、上記ビーム状のコヒーレント光
（２）の延長線上の位置であって、而も上記エッジ
（Ｅ）を超えた位置に配置され、上記エッジ（Ｅ）が、横振れ（ぶれ）をせず、所定の走
行路の所定の側線上にあるときは、前記物標検知装置の
第２の組合せ論理回路（Ｌ_２）の出力（Ｂ）だけが論理
１となり、上記エッジ（Ｅ）が内側に振れたときは、第３の組合せ
論理回路（Ｌ_３）の出力（Ａ）だけが論理１となり、上記エッジ（Ｅ）が外側に振れたときは、第１の組合せ
論理回路（Ｌ_１）の出力（Ｃ）だけが論理１となる、透明シートのエッジ位置検知システム。