JP2005249534A - Object detection sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transmissive object detection sensor having high resistance to noise light such as disturbance light and accurately detecting an object such as a person or an automobile at a long or middle distance. <P>SOLUTION: This object detection sensor equipped with a determination part 2 for determining the existence of an object 4 depending on whether or not irradiated infrared light L1 is intercepted, comprises a transmission part 3 for irradiating the infrared light L1 as a carrier wave of a prescribed frequency, and a reception part 1 using an infrared remote-control reception element 1A for photoelectrically converting the received infrared light L2 into an electrical signal S1. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、赤外光を照射する投光手段と、前記赤外光を受光し、光電変換して電気信号を得る受光手段とを用いて、前記投光手段と前記受光手段との間における物体の有無を検知するようにした物体検知センサに関する。   The present invention uses a light projecting unit that irradiates infrared light and a light receiving unit that receives the infrared light and photoelectrically converts it to obtain an electrical signal. The present invention relates to an object detection sensor that detects the presence or absence of an object.

投光手段と受光手段とを有して、前記受光部分で生成される電気信号が変化することを利用して物体を検知するセンサには、一般に知られたものとしてフォトインタラプタがある。   As a sensor that includes a light projecting unit and a light receiving unit and detects an object by using a change in an electric signal generated in the light receiving part, a photo interrupter is generally known.

フォトインタラプタには、透過型と反射型とがある。透過型のフォトインタラプタは、図11に示すように、一つの筐体の中に受光素子と投光素子とを対向させて配置し、空間11aを遮断する物体の有無を検知するように構成されている。このように一つの筐体内に設けられた溝部分での物体の有無を検知するので、一般にはスライドする物体の位置検出や、スリットと組み合わせたエンコーダなど、主に近距離の検出に用いられる。   Photo interrupters are classified into a transmission type and a reflection type. As shown in FIG. 11, the transmissive photo interrupter is configured to detect the presence or absence of an object that blocks the space 11 a by arranging a light receiving element and a light projecting element facing each other in a single housing. ing. As described above, since the presence / absence of an object in the groove portion provided in one housing is detected, it is generally used mainly for short-distance detection, such as position detection of a sliding object or an encoder combined with a slit.

一方、反射型のフォトインタラプタは、図12に示すように、受光素子と投光素子との間に遮光壁を設けておいて、投光素子の光が直接受光素子には入射しないようにして、被検知物からの反射光を受光素子で受けて検知するように構成している。これは、投受光素子同士を近傍に配置しつつ、センサから少し離れた位置の物体を検知できるので、近距離から中長距離までの検出に用いられる。   On the other hand, as shown in FIG. 12, in the reflection type photo interrupter, a light shielding wall is provided between the light receiving element and the light projecting element so that the light from the light projecting element does not directly enter the light receiving element. The reflected light from the object to be detected is received and detected by the light receiving element. This is used for detection from a short distance to a medium to long distance because an object at a position slightly away from the sensor can be detected while arranging the light projecting and receiving elements in the vicinity.

搬送装置中を搬送される物体の検知をはじめ、人や自動車などの動きの検知など、ある程度の距離を置いて検知する物体検知センサには、この反射型がよく用いられている。
例えば、特許文献1では、自動水栓装置を制御するための手の検知に利用する例が、特許文献2には、トイレでの人の検知に利用する例が記載されている。
This reflection type is often used for an object detection sensor that detects a certain distance, such as detection of an object conveyed through a conveyance device, and detection of movement of a person or a car.
For example, Patent Document 1 describes an example used for detecting a hand for controlling an automatic faucet device, and Patent Document 2 describes an example used for detecting a person in a toilet.

このような光学的な原理を用いるセンサでは原則的には、物体の位置精度までを正確に検出したいような場合、透過型センサの方が有利である。仮に同じ距離で用いるのであれば、反射型よりも透過型の方が光線の軌跡が短距離になり、光軸の誤差も小さくなる。また、軌跡が短距離であり、検知物体での吸収も少ないので、光の減衰も小さい。   In principle, in a sensor using such an optical principle, a transmission type sensor is more advantageous when it is desired to accurately detect the position accuracy of an object. If they are used at the same distance, the light ray trajectory is shorter in the transmission type than in the reflection type, and the optical axis error is also reduced. In addition, since the trajectory is a short distance and the absorption by the sensing object is small, light attenuation is also small.

従って、比較的中長距離で、検出精度も伴って物体の検出を行いたい場合は、透過型で物体検知センサを構成するのが好ましい。しかし、検出距離が長くなることは、投光素子と受光素子とを別の筐体で保持し、且つ両者の距離が長くなることを意味する。従って、受光素子が外乱光などのノイズ性の光を受ける確立は高くなる。   Therefore, when it is desired to detect an object at a relatively medium and long distance and with detection accuracy, it is preferable to configure a transmission type object detection sensor. However, the longer detection distance means that the light projecting element and the light receiving element are held in different housings, and the distance between the two becomes longer. Therefore, the probability that the light receiving element receives noisy light such as disturbance light is increased.

また、投光素子も、投光距離を長くするために、光が拡散しないように、照射する光を絞る必要性が生じ、高い出力も要求される。さらに、メンテナンスを考慮すると、高い出力を必要としながらも、投光素子に流す電流を少なくして、寿命を長くすることが求められる。   In addition, in order to increase the light projection distance, it is necessary for the light projecting element to narrow the light to be irradiated so that the light does not diffuse, and a high output is also required. Furthermore, considering maintenance, it is required to extend the life by reducing the current flowing through the light projecting element while requiring high output.

特開2002−48877号広報(図1、[0001]、[0006]段落)JP 2002-48877 PR (FIG. 1, [0001], [0006] paragraphs) 特開平6−142008号広報(図2、[0001]、[0002]、[0007]段落)Japanese Laid-Open Patent Publication No. 6-142008 (FIG. 2, [0001], [0002], [0007] paragraphs)

本発明は上記の課題に鑑みて、外乱光などのノイズ性の光に対する耐性が高く、中長距離の人や自動車などの物体を精度良く検知できる透過型の物体検知センサを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and has an object to provide a transmission type object detection sensor that is highly resistant to noise light such as disturbance light and can accurately detect an object such as a long-distance person or an automobile. It is said.

上記課題に鑑みてなされた本発明に係る物体検知センサの第一特徴構成は、照射した赤外光が遮断されたか否かによって物体の有無を判断する判断部を備えた物体検知センサであって、前記赤外光を所定周波数の搬送波として照射する送信部と、受信した前記赤外光を光電変換して電気信号を得る赤外線リモコン受信素子を用いた受信部とを有する点にある。   The first characteristic configuration of the object detection sensor according to the present invention made in view of the above problems is an object detection sensor including a determination unit that determines the presence or absence of an object based on whether or not irradiated infrared light is blocked. And a transmission unit that irradiates the infrared light as a carrier wave having a predetermined frequency, and a reception unit that uses an infrared remote control reception element that photoelectrically converts the received infrared light to obtain an electrical signal.

第一特徴構成によれば、受信部は、量産効果のあるリモコン受信素子を用いるので安価に物体検知センサを構成できる。また、リモコン受信素子を用いた受信回路は、決まった周波数帯の信号だけを通過させるバンドパスフィルタ(以下、BPF)を備えているので、外乱光に対する耐性も向上する。   According to the first characteristic configuration, since the receiving unit uses a remote control receiving element having a mass production effect, an object detection sensor can be configured at low cost. In addition, since the receiving circuit using the remote control receiving element includes a band pass filter (hereinafter referred to as BPF) that allows only signals in a predetermined frequency band to pass, resistance to disturbance light is also improved.

また、送信部は、前記BPFの帯域周波数に応じた周波数の搬送波を用いて、例えば投光素子としての赤外LEDをパルス点灯させて投光する。従って、赤外LEDの消費電力を減じて、寿命を長くすることができ、物体検知センサのメンテナンス性が向上する。さらに送信光は、赤外線リモコン装置と同様に、指向性を有して中長距離を送信可能である。従って、外乱光などのノイズ性の光に耐性が高く、中長距離の人や自動車などの物体を精度良く検知できる透過型の物体検知センサを提供することが可能となる。   In addition, the transmission unit uses, for example, a carrier wave having a frequency corresponding to the band frequency of the BPF, and for example, causes an infrared LED as a light projecting element to pulse and emit light. Therefore, the power consumption of the infrared LED can be reduced, the life can be extended, and the maintainability of the object detection sensor is improved. Further, the transmission light can transmit a medium and long distance with directivity as in the infrared remote controller. Therefore, it is possible to provide a transmission type object detection sensor that has high resistance to noise light such as disturbance light and can accurately detect an object such as a long-distance person or an automobile.

本発明に係る物体検知センサの第二特徴構成は、上述した第一特徴構成に加えて、前記判断部において、前記電気信号の状態があらかじめ定められた一定期間以上連続して維持されているか否かを判断することによって、前記送信部と前記受信部との間の物体の有無を検知する点にある。   In the second characteristic configuration of the object detection sensor according to the present invention, in addition to the first characteristic configuration described above, whether or not the state of the electrical signal is continuously maintained for a predetermined period or longer in the determination unit. By determining whether or not there is an object between the transmitting unit and the receiving unit.

第二特徴構成によれば、受信部が出力する信号があらかじめ定められた一定期間以上連続して維持されているか否かを判断部が判断するようにしたので、リモコン受信素子が、他のリモコンの送信信号を受けて誤反応する可能性を著しく減少させることができる。   According to the second feature configuration, the determination unit determines whether or not the signal output from the reception unit is continuously maintained for a predetermined period or longer. The possibility of receiving a transmission signal and causing a false reaction can be significantly reduced.

リモコンの送信コードは、パルス位置変調(PPM)されており、一つのコード(例えば、1ビット分の1又は0を示すコード)を構成する信号のレベル(High状態又はLow状態)の連続時間は200μs程度である。被検知物体が遮断位置を移動しながら通過する場合であっても、この信号のレベルの連続時間よりは遥かに長い時間(数10ms以上)、遮断位置にあって、受信部は電気信号を出力する。   The transmission code of the remote control is pulse position modulated (PPM), and the continuous time of the level (High state or Low state) of a signal constituting one code (for example, a code indicating 1 or 0 for 1 bit) is It is about 200 μs. Even if the object to be detected passes through the blocking position, the receiving unit outputs an electrical signal at the blocking position for a time (several tens of ms or more) that is much longer than the continuous time of the level of this signal. To do.

従って、あらかじめ定めた一定期間以上、この電気信号の状態が維持されることを確認することで、リモコンの送信信号によるノイズ性の光への耐性を得ることができる。同時に受信部のBPFを通過するような周波数帯の外乱光起因の誤反応も除外することが可能となる。その結果、外乱光や他のリモコン送信信号などのノイズ性の光に対する耐性が高く、中長距離の人や自動車などの物体を精度良く検知できる透過型の物体検知センサを提供することが可能となる。   Accordingly, by confirming that the state of the electric signal is maintained for a predetermined period or longer, it is possible to obtain resistance to noise light caused by the transmission signal of the remote controller. At the same time, it is possible to exclude erroneous reactions caused by disturbance light in a frequency band that passes through the BPF of the receiving unit. As a result, it is possible to provide a transmission type object detection sensor that is highly resistant to noisy light such as disturbance light and other remote control transmission signals, and that can accurately detect objects such as people at long distances and automobiles. Become.

本発明に係る物体検知センサの第三特徴構成は、上述した第二特徴構成に加えて、前記判断部において、前記電気信号の状態が連続して維持されているか否かを判断するための前記一定期間は、前記所定周波数の搬送波に応じてパルス位置変調されたリモコンコード信号を送信する前記送信部とは異なるリモコンコード信号送信装置が、前記リモコンコード信号を送信する第一の期間と、リモコンコード信号の送信を休止する第二の期間と、前記リモコンコード信号の中の一つのコードを表す第三の期間との内、前記第三の期間よりも長く、前記第二の期間よりも短く設定してある点にある。   The third characteristic configuration of the object detection sensor according to the present invention is the above-described second characteristic configuration, in addition to the above-described second characteristic configuration, the determination unit determines whether the state of the electrical signal is continuously maintained. The fixed period includes a first period in which a remote control code signal transmission device that is different from the transmission unit that transmits a remote control code signal that is pulse position modulated in accordance with a carrier wave of the predetermined frequency transmits the remote control code signal, and a remote control Of the second period during which the transmission of the code signal is suspended and the third period representing one code in the remote control code signal, it is longer than the third period and shorter than the second period. It is a set point.

第三特徴構成によれば、受信部が出力する信号があらかじめ定められた一定時間以上連続して維持されているか否かを判断部が判断する時間をリモコンコードの送信信号の形態から決定するようにしたので、より合理的な時間設定が可能となる。   According to the third characteristic configuration, the time for the determination unit to determine whether or not the signal output from the reception unit is continuously maintained for a predetermined time or more is determined from the form of the transmission signal of the remote control code. Therefore, a more reasonable time setting is possible.

即ち、判断時間が長い場合でもリモコンコードの送信休止時間未満に設定されるので、誤反応データを良好に除外すると共に、不必要に長い判断時間を要することが無い。従って、迅速且つ、精度良く、外乱光などのノイズ性の光に対する耐性が高く、中長距離の人や自動車などの物体を精度良く検知できる透過型の物体検知センサを提供することが可能となる。   That is, even when the determination time is long, it is set to be less than the remote control code transmission suspension time, so that erroneous reaction data can be well excluded and an unnecessarily long determination time is not required. Therefore, it is possible to provide a transmission-type object detection sensor that can detect an object such as a long-distance person or an automobile with high accuracy and with high resistance to noise light such as disturbance light quickly and accurately. .

[第一の実施例]
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る物体検知センサの構成を示すブロック図である。投光部3(送信部)から光を照射し、照射光L1(送信光)を受けた受光部1(受信部)で光電変換及び信号処理を行い、その結果の電気信号S1を受光制御部2(判断部)へ出力して、受光制御部2において被検知物体4の有無や位置を判断し、物体検知信号S2を出力する。
[First embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an object detection sensor according to the present invention. Light is emitted from the light projecting unit 3 (transmitting unit), photoelectric conversion and signal processing are performed by the light receiving unit 1 (receiving unit) that has received the irradiation light L1 (transmitting light), and the resulting electric signal S1 is received by the light receiving control unit. 2 (determination unit), the light reception control unit 2 determines the presence and position of the detected object 4, and outputs an object detection signal S2.

本実施例において、投光部3は、発光素子としての赤外発光ダイオード(以下、赤外LED)3aを、投光制御部としてのマイクロコンピュータ(以下、マイコン)3dによって点灯消灯させて、照射光L1を投光する。LEDオンオフ制御部3bの、トランジスタ3eは、ベース電流制限抵抗3fを介してマイコン3dからの指示を受けてオンオフする。トランジスタ3eがオンした場合には、LED電流制御部としての抵抗3cによって決まる電流値によって、赤外LED3aを点灯させる。   In the present embodiment, the light projecting unit 3 irradiates an infrared light emitting diode (hereinafter referred to as infrared LED) 3a as a light emitting element by turning it on and off by a microcomputer (hereinafter referred to as microcomputer) 3d as a light projecting control unit. Light L1 is projected. The transistor 3e of the LED on / off controller 3b is turned on / off in response to an instruction from the microcomputer 3d via the base current limiting resistor 3f. When the transistor 3e is turned on, the infrared LED 3a is turned on with a current value determined by the resistor 3c as the LED current control unit.

本実施例において、投光制御部はマイコン3dを用いて構成したが、論理回路を用いて構成しても良い。また、LEDオンオフ制御部3b、LED電流制御部3cについても、別の形態を取っても良い。例えば、トランジスタ3eの代わりにFETを用いる、LED電流制御部3cを定電流回路で構成する、などである。   In this embodiment, the light projection control unit is configured using the microcomputer 3d, but may be configured using a logic circuit. Further, the LED on / off control unit 3b and the LED current control unit 3c may take other forms. For example, an FET is used instead of the transistor 3e, and the LED current control unit 3c is configured by a constant current circuit.

本実施例において、赤外LED3aは、パルス点灯される。即ち、マイコン3dは、一定間隔でトランジスタ3eをオンオフさせ、それによって赤外LED3aを一定間隔で点灯消灯を繰り返すように制御する。赤外LEDは、一般に長寿命であるが、パルス点灯することによって、単位時間当たりに流れる電流を減じることが可能となり、さらに長寿命で使用できる。   In this embodiment, the infrared LED 3a is pulsed. In other words, the microcomputer 3d controls the transistor 3e to be turned on and off at regular intervals, thereby turning on and off the infrared LED 3a at regular intervals. Infrared LEDs generally have a long life, but by pulsing them, it is possible to reduce the current flowing per unit time, and they can be used with a longer life.

照射光L1は、図2に示すように照射される。オンオフの繰り返し周波数は、後述する受光部1と整合させる。本実施例においては、リモコン用の搬送波として利用される36.7kHz、37.9kHz、40kHzが好適である。図2には、説明を容易にするために40kHzの搬送波として例示している。以下の説明においては、このように一定間隔で点灯消灯を繰り返すように制御された照射光L1を「搬送波出力された照射光L1」などと称する。
受光部1は、本実施例では、赤外線リモコン用の受光IC1Aを用いて構成する。すでに述べたように、投光部3からは、リモコン用の搬送波周波数に準じて搬送波出力された照射光L1が照射されるので、これを良好に受光して信号処理することができる。
The irradiation light L1 is irradiated as shown in FIG. The ON / OFF repetition frequency is matched with the light receiving unit 1 described later. In this embodiment, 36.7 kHz, 37.9 kHz, and 40 kHz that are used as a carrier wave for remote control are suitable. FIG. 2 illustrates a 40 kHz carrier wave for ease of explanation. In the following description, the irradiation light L1 that is controlled to repeatedly turn on and off at regular intervals is referred to as “irradiation light L1 output by a carrier wave” or the like.
In this embodiment, the light receiving unit 1 is configured by using a light receiving IC 1A for an infrared remote controller. As already described, the light projecting unit 3 emits the irradiation light L1 output as a carrier wave in accordance with the carrier frequency for the remote controller, so that it can be well received and processed.

受光IC1Aは、受光素子1aとしてPINフォトダイオード等の光電変換素子を有している。受光素子1aで光電変換されて得た電流は、受光IC1Aの電流−電圧変換回路、
増幅回路、リミッタ回路などの各種信号処理回路1b、搬送波周波数に応じた受光信号を取り出すバンドパスフィルタ(以下、BPF)1c、波形整形回路1d、出力回路1eを介して、出力される。
The light receiving IC 1A has a photoelectric conversion element such as a PIN photodiode as the light receiving element 1a. The current obtained by photoelectric conversion by the light receiving element 1a is a current-voltage conversion circuit of the light receiving IC 1A,
The signal is output through various signal processing circuits 1b such as an amplifier circuit and a limiter circuit, a band-pass filter (hereinafter referred to as BPF) 1c that extracts a received light signal corresponding to the carrier frequency, a waveform shaping circuit 1d, and an output circuit 1e.

信号処理の一例を図3に示す。投光部3が、搬送波出力された照射光L1を照射し、それが入射光L2として波形W1のように入射している。波形W2は、搬送波の拡大図である。波形W3は、BPF1c通過後の波形例で、これを波形整形回路1dで整形する。図3の例では、波形W3を積分して波形W4を得て、上限(up)、下限(low)のヒステリシスしきい値を有するコンパレータで整形している。そして、出力回路1eを介して、波形W5(電気信号S1)の出力波形を得ている。   An example of signal processing is shown in FIG. The light projecting unit 3 irradiates the irradiation light L1 output from the carrier wave, and the incident light L2 is incident as the waveform W1. Waveform W2 is an enlarged view of the carrier wave. A waveform W3 is an example of a waveform after passing through the BPF 1c, and is shaped by the waveform shaping circuit 1d. In the example of FIG. 3, the waveform W3 is integrated to obtain a waveform W4, which is shaped by a comparator having hysteresis thresholds of an upper limit (up) and a lower limit (low). And the output waveform of waveform W5 (electrical signal S1) is obtained via the output circuit 1e.

本実施例では、赤外線リモコン用に大量に生産され安価でもあることと、説明を容易にするためとの理由により、赤外線リモコン用の受光ICを用いる構成を示した。しかし、これに限ることなく、受光素子としてPINフォトダイオード、フォトトランジスタなどの単独の素子を用いて、上記に説明したような各信号処理を個別の回路で行っても良い。   In the present embodiment, a configuration in which a light receiving IC for an infrared remote controller is used is shown because it is produced in large quantities for an infrared remote controller and is inexpensive and for the sake of easy explanation. However, the present invention is not limited thereto, and each signal processing as described above may be performed by an individual circuit using a single element such as a PIN photodiode or a phototransistor as a light receiving element.

受光部1によって、電気信号S1が生成されると、その信号は受光制御部2に入力される。本実施例では、受光制御部2は、マイコン2aで構成している。投光制御部3dと同様に論理回路を用いて構成しても良い。また、配置や配線が許せば、投光制御部3dと共通のマイコンや論理回路で構成しても良い。   When the electrical signal S1 is generated by the light receiving unit 1, the signal is input to the light reception control unit 2. In this embodiment, the light reception control unit 2 is constituted by a microcomputer 2a. Similarly to the light projection control unit 3d, a logic circuit may be used. Further, if arrangement and wiring are permitted, the light emitting control unit 3d may be configured by a common microcomputer or logic circuit.

受光制御部2のマイコン2aは、波形W5がLow状態(以下、L状態)の時である期間Tonでは、受光部1に所定の搬送波として入射光L2が入射していると判断する。波形W5がHigh状態(以下、H状態)の時である期間Toffは、入射光L2が所定の搬送波として入射していないと判断する。   The microcomputer 2a of the light reception control unit 2 determines that the incident light L2 is incident on the light reception unit 1 as a predetermined carrier wave during the period Ton when the waveform W5 is in the low state (hereinafter, L state). During the period Toff when the waveform W5 is in a high state (hereinafter, H state), it is determined that the incident light L2 is not incident as a predetermined carrier wave.

即ち、投光部3が投光を行っていないか、遮断物である被検知物体4によって照射光L1が遮断されていると判断する。そして、投光部3の制御状態を不図示の経路によって知ることによって、投光を行っていない場合かどうかを判断条件に加え、被検知物体4によって照射光L1が遮断されているか否かを判断する。   That is, it is determined that the light projecting unit 3 is not projecting light or that the irradiation light L1 is blocked by the detected object 4 that is a blocking object. Then, by knowing the control state of the light projecting unit 3 through a route (not shown), whether or not the light is being projected is added to the determination condition, and whether or not the irradiation light L1 is blocked by the detected object 4 is determined. to decide.

受光制御部2と投光制御部3aとが、同じマイコンや論理回路ブロックで構成されている場合は、不図示の前記経路を通して得るとした投光制御部3aによる投光制御情報を容易に得ることができる。図4は、受光制御部2が、電気信号S1を見て、被検知物体4の有無を判断する処理の一例を示すフローチャートである。   When the light reception control unit 2 and the light projection control unit 3a are configured by the same microcomputer or logic circuit block, the light projection control information obtained by the light projection control unit 3a that is obtained through the path (not shown) is easily obtained. be able to. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of processing in which the light reception control unit 2 determines the presence or absence of the detected object 4 by looking at the electrical signal S1.

物体検知の処理が開始される(処理#0)と、まず初めに物体検知センサのイニシャル(初期化)処理がなされる(処理#1)。これは、例えばマイコン2a内部の諸設定の初期化や、受光IC1Aの初期化などの処理である。初期化処理#1が終わると、マイコン2aが出力する物体検知信号S2は、被検知物体4がない場合の値(本例では、L状態)に設定される(処理#2)。   When the object detection process is started (process # 0), first, an initial (initialization) process of the object detection sensor is performed (process # 1). This is, for example, initialization of various settings inside the microcomputer 2a, initialization of the light receiving IC 1A, and the like. When the initialization process # 1 ends, the object detection signal S2 output from the microcomputer 2a is set to a value (in this example, the L state) when there is no detected object 4 (process # 2).

次に物体検知の計測を継続するか否かの判断を行い(処理#3)、継続しない場合は、物体検知の処理を終了する。この継続判断の判断内容には、投光部3が投光を行っているかどうかの判断も含まれる。   Next, it is determined whether or not to continue the object detection measurement (process # 3). If not, the object detection process is terminated. The determination content of the continuation determination includes determination of whether or not the light projecting unit 3 is performing light projection.

物体検知処理を継続すると、次の処理でマイコン2aへの入力である電気信号S1が、H状態であるかどうか確認する(処理#4)。   When the object detection process is continued, it is confirmed in the next process whether or not the electrical signal S1 input to the microcomputer 2a is in the H state (process # 4).

電気信号S1がH状態の場合は、すでに述べたように、受光部1が入射光L2を受けていない場合である。処理#3で、投光部3が投光処理を行っていることを確認しているので、ここで受光部1が入射光L2を受けていないということは、被検知物4によって照射光L1が遮断されているということになる。従って、受光制御部2aは、被検知物体4が有ると判断し、物体検知信号S2を物体有り状態のH状態にして出力する(処理#8a)。   When the electric signal S1 is in the H state, as described above, the light receiving unit 1 does not receive the incident light L2. Since it is confirmed in the process # 3 that the light projecting unit 3 performs the light projecting process, the fact that the light receiving unit 1 does not receive the incident light L2 means that the irradiated light L1 is emitted by the detected object 4. Will be blocked. Accordingly, the light reception control unit 2a determines that the detected object 4 is present, and outputs the object detection signal S2 in the H state where the object is present (process # 8a).

電気信号S1がL状態の場合は、すでに述べたように、受光部1が入射光L2を受けている場合である。ここで受光部1が入射光L2を受けているということは、被検知物4によって照射光L1が遮断されていないということになる。従って、受光制御部2aは、被検知物体4が無いと判断し、物体検知信号S2を物体無し状態のL状態にして出力する(処理#8b)。   When the electric signal S1 is in the L state, as described above, the light receiving unit 1 receives the incident light L2. Here, the fact that the light receiving unit 1 receives the incident light L2 means that the irradiation light L1 is not blocked by the detected object 4. Accordingly, the light reception control unit 2a determines that there is no detected object 4, and outputs the object detection signal S2 in the L state in which there is no object (processing # 8b).

処理#8(処理#8aもしくは#8b)を終えると、処理#3へ戻る。計測が継続か否かを判断し、上記と同様の処理を繰り返す。このようにして、連続して物体の有無を検知する。   When the process # 8 (process # 8a or # 8b) is finished, the process returns to the process # 3. It is determined whether or not the measurement is continued, and the same processing as described above is repeated. In this way, the presence / absence of an object is continuously detected.

なお、図4のフローチャート上では処理を示していないが、図3の波形W5でTonの期間とToffの期間とが遷移するポイントで、被検知物体4が検知位置に入って来たことや、検知位置から出ていったことが判断できる。従って、単純な有無の検出だけではなく、このような物体検知センサを複数利用するようにすれば、移動の検出や位置の検出も可能となる。   Although the processing is not shown in the flowchart of FIG. 4, the detected object 4 has entered the detection position at the point where the Ton period and the Toff period transition in the waveform W5 of FIG. It can be determined that the sensor has come out of the detection position. Therefore, not only simple detection of presence / absence, but also use of a plurality of such object detection sensors enables detection of movement and position.

[第二の実施例]
次にこれまで述べた実施の形態をさらに好適なものとする実施例を説明する。
[Second embodiment]
Next, examples in which the above-described embodiment is more suitable will be described.

受光部1と投光部3との距離が離れて構成される透過型の物体検知センサでは、すでに述べたように、受光部1に投光部3からの照射光L1ではないノイズ性の光が入射光L2として入射される可能性も高くなる。この入射光L2として入射される照射光L1ではない光は、大きく2種類が考えられる。   In the transmission type object detection sensor configured such that the light receiving unit 1 and the light projecting unit 3 are separated from each other, as described above, the light receiving unit 1 has noisy light that is not the irradiation light L1 from the light projecting unit 3. Is likely to be incident as the incident light L2. There are two types of light that is not the irradiation light L1 that is incident as the incident light L2.

一つは、すでに述べたような太陽光、照明光などの外乱光である。上記、説明した実施例では受光部1に赤外線リモコン用受光ICを用いており、その中にはBPF1cも含んでいる。従って、外乱光に対する耐性を確保している。しかし、外乱光には赤外成分が含まれることもある。また、BPF1cの周波数帯と同様の周波数成分を持つ場合もある。その結果、電気信号S1をL状態にしてしまう場合がある。   One is disturbance light such as sunlight and illumination light as already described. In the embodiment described above, an infrared remote-control light-receiving IC is used for the light-receiving unit 1, and the BPF 1c is included therein. Therefore, resistance to disturbance light is ensured. However, disturbance light may include an infrared component. In addition, there may be a frequency component similar to the frequency band of the BPF 1c. As a result, the electric signal S1 may be in the L state.

もう一つは、本物体検知センサとは別に存在する赤外線リモコン装置からの送信波である。人や自動車を検知する環境下においては、赤外線リモコンを用いて操作する機器が近くに存在する可能性も高い。そして、その赤外線リモコンの送信信号をリモコン用受光ICが受けて反応し、電気信号S1をL状態にしてしまう場合がある。   The other is a transmission wave from an infrared remote controller that exists separately from the object detection sensor. In an environment in which a person or a car is detected, there is a high possibility that a device that is operated using an infrared remote controller is nearby. Then, the remote control light receiving IC receives and reacts to the transmission signal of the infrared remote controller, and the electric signal S1 may be set to the L state.

これらを図で示すと、図7〜10に示すような場合である。図7は、投光部3から受光部1への照射光L1が、物体4によって遮断されているときに、外乱光L3が受光部1に入射する例である。外乱光L3によって、受光部1の出力の電気信号S1にN1、N2の誤検知信号が出力される。外乱光の波長や、入射の周波数が、赤外光の波長や搬送波の周波数と一致した場合に影響が出る。   These are shown in the figures as shown in FIGS. FIG. 7 is an example in which the disturbance light L3 is incident on the light receiving unit 1 when the irradiation light L1 from the light projecting unit 3 to the light receiving unit 1 is blocked by the object 4. Due to the disturbance light L3, false detection signals N1 and N2 are output to the electric signal S1 output from the light receiving unit 1. This affects when the wavelength of disturbance light and the frequency of incidence coincide with the wavelength of infrared light and the frequency of a carrier wave.

図8は、投光部3から受光部1への照射光L1が、物体4によって遮断されているときに、別のリモコン信号送信装置から、リモコン信号P0が送信される例である。リモコン信号P0がノイズ性の光L4となって受光部1に入射し、受光部1の出力の電気信号S1にN1、N2の誤検知信号が出力される。   FIG. 8 shows an example in which the remote control signal P0 is transmitted from another remote control signal transmission device when the irradiation light L1 from the light projecting unit 3 to the light receiving unit 1 is blocked by the object 4. The remote control signal P0 becomes noisy light L4 and enters the light receiving unit 1, and N1 and N2 false detection signals are output as the electrical signal S1 output from the light receiving unit 1.

図9、10は、投光部3から受光部1への照射光L1が、遮断されずに受光部1に入射しているときに、別のリモコン信号送信装置から、リモコン信号P0が送信される例である。リモコン信号P0がノイズ性の光L4となって受光部1に入射し、受光部1の出力の電気信号S1にN1、N2の誤検知信号が出力される。この場合は、入射光L2を受けて、すでにLow出力を出しているが、規則的に受光している搬送波としての入射光L2の波形が図10に示したように乱れて、光量の変化が起こる。そうして、リモコン送信信号P0に影響されて出力の電気信号S1が変化する。   9 and 10, when the irradiation light L1 from the light projecting unit 3 to the light receiving unit 1 is incident on the light receiving unit 1 without being blocked, the remote control signal P0 is transmitted from another remote control signal transmitting device. This is an example. The remote control signal P0 becomes noisy light L4 and enters the light receiving unit 1, and N1 and N2 false detection signals are output as the electrical signal S1 output from the light receiving unit 1. In this case, the incident light L2 has been received and a low output has already been output, but the waveform of the incident light L2 as a carrier wave regularly received is disturbed as shown in FIG. Occur. Thus, the output electric signal S1 changes under the influence of the remote control transmission signal P0.

そこで、このような外乱光や別のリモコンの送信信号を受けても影響されないように構成することで、さらにノイズ性の光に対する耐性を高めた物体検知センサの実施例を以下に示す。   Therefore, an embodiment of an object detection sensor in which resistance to noise light is further improved by being configured not to be affected even when such disturbance light or a transmission signal from another remote controller is received will be described below.

赤外線リモコンの送信は、通常、図6に示すように行われている。つまり、搬送波P2を用いて、送信したいコード信号を波形P2のようにパルス位置変調する。パルス位置変調されたコード信号は、スタートビット、ストップビット、0、1などのコードを含み、それぞれ長さの異なる期間T3で、それぞれのコードを示している。そして、このパルス位置変調されたコードの1フレームをコード信号として送信する期間T1と、休止する期間T2とを設けて、送信している。   Transmission by the infrared remote controller is normally performed as shown in FIG. That is, using the carrier wave P2, the code signal to be transmitted is subjected to pulse position modulation like the waveform P2. The pulse position modulated code signal includes codes such as a start bit, a stop bit, 0, 1 and the like, and each code is shown in a period T3 having a different length. A period T1 for transmitting one frame of the pulse position-modulated code as a code signal and a period T2 for pausing are provided for transmission.

図6には、1フレームのコード信号をスタートビット(リーダ)とストップビット(トレーラ)との間に0110のコード信号を含んで送信する場合の例を示している。   FIG. 6 shows an example in which a code signal of one frame is transmitted including a code signal of 0110 between a start bit (leader) and a stop bit (trailer).

図6に示した例では、搬送波を本実施例の照射光L1と同じ40kHzとして示した。この搬送波の一周期をTとして、一つのコードを表す期間T3は、コード0がTの2倍、コード1がTの4倍で構成した。また、コードの送信期間T1は、約20msとし、コード送信の休止期間T2は約40msとした。   In the example shown in FIG. 6, the carrier wave is shown as 40 kHz which is the same as the irradiation light L1 of the present embodiment. A period T3 representing one code, where one period of the carrier wave is T, is configured such that the code 0 is twice T and the code 1 is four times T. The code transmission period T1 is about 20 ms, and the code transmission suspension period T2 is about 40 ms.

これら一つのコードを示す期間T3、コードの送信期間T1、コードの送信を休止する期間T2を利用して、別の赤外線リモコンコード送信装置からの送信波を受けても、検知性能に影響しない好適な物体検知センサを構成することが可能である。   Even if a transmission wave from another infrared remote control code transmitter is received using the period T3 indicating one code, the code transmission period T1, and the code transmission period T2, the detection performance is not affected. It is possible to constitute a simple object detection sensor.

図4に示した判断部2の処理フローに次の処理を加えることによって、より好適な物体検知センサを得ることができる。この処理フローを図5に示す。   By adding the following processing to the processing flow of the determination unit 2 shown in FIG. 4, a more suitable object detection sensor can be obtained. This processing flow is shown in FIG.

処理#4までは、図4に示した処理フローと同様である。受信部1の出力の電気信号S1の信号レベルを確認すると、制御部2内部(本例では、マイコン2a内部、いずれも不図示)にあるタイマをリセットする(#5)。   The process up to process # 4 is the same as the process flow shown in FIG. When the signal level of the electrical signal S1 output from the receiving unit 1 is confirmed, the timer in the control unit 2 (in this example, inside the microcomputer 2a, both not shown) is reset (# 5).

受信部1の出力の電気信号S1が、H状態であった場合、即ち、被検知物体4が照射光L1を遮断している可能性が高い場合は、再度、電気信号S1が、H状態であるかどうかを確認する(処理#6a)。ここで、電気信号S1がすでにH状態でなければ、処理#3へ戻る。即ち、処理#4で確認したHレベルは、外乱光や別のリモコンの送信波であったとして、物体検知信号S2をH状態にせずに処理#3に戻って計測を続ける。   When the electrical signal S1 output from the receiver 1 is in the H state, that is, when there is a high possibility that the detected object 4 is blocking the irradiation light L1, the electrical signal S1 is again in the H state. It is confirmed whether or not there is (process # 6a). If the electric signal S1 is not already in the H state, the process returns to the process # 3. That is, assuming that the H level confirmed in the process # 4 is ambient light or a transmission wave of another remote controller, the measurement is continued by returning to the process # 3 without setting the object detection signal S2 to the H state.

処理#6aにおいて、電気信号S1が、H状態であれば、次にタイマの値を確認する(処理#7)。ここで、タイマの値があらかじめ設定した所定の値(Tref)以上になっていれば、所定時間以上、電気信号S1がH状態を維持していたことになる。本実施例では、維持されるべき所定時間をコード送信の休止期間T2よりやや短い時間の例えば36msとする。タイマ値が所定時間36msに達していなければ、処理#6aに戻って、電気信号S1の状態を再度確認する。   If the electric signal S1 is in the H state in the process # 6a, the timer value is checked next (process # 7). Here, if the value of the timer is equal to or greater than a predetermined value (Tref) set in advance, it means that the electric signal S1 has maintained the H state for a predetermined time or more. In this embodiment, the predetermined time to be maintained is set to, for example, 36 ms, which is slightly shorter than the code transmission pause period T2. If the timer value has not reached the predetermined time of 36 ms, the process returns to the process # 6a to confirm the state of the electric signal S1 again.

このように処理6aと処理7とを繰り返すことで、所定時間電気信号S1の状態が維持されているか否かを確認する。繰り返しの途上で、電気信号S1の状態が変わったことを確認した場合は、処理#3へ戻る。なお、処理#6aと処理#7との繰り返しに際しては、制御部2の処理速度に応じて、プログラムにウェイト(#W)を入れても良い。   Thus, by repeating the processing 6a and the processing 7, it is confirmed whether or not the state of the electric signal S1 is maintained for a predetermined time. If it is confirmed that the state of the electric signal S1 has changed during the repetition, the process returns to the process # 3. Note that when the process # 6a and the process # 7 are repeated, a wait (#W) may be added to the program according to the processing speed of the control unit 2.

処理#7において、所定時間以上、電気信号S1が維持されたことが確認されると、物体検知信号S2を出力する(処理#8a)。そして、処理#3へ戻って、観測を継続する。   In process # 7, when it is confirmed that the electrical signal S1 is maintained for a predetermined time or longer, the object detection signal S2 is output (process # 8a). And it returns to process # 3 and continues observation.

処理#4において、電気信号S1がL状態であったときの処理も同様である。   In the process # 4, the process when the electric signal S1 is in the L state is the same.

このように判断部2を構成することによって、外乱光や別のリモコンの送信波による受光部1の誤反応を除外して、正確な物体検知センサを実現することができる。   By configuring the determination unit 2 in this way, it is possible to realize an accurate object detection sensor by eliminating an erroneous reaction of the light receiving unit 1 due to disturbance light or a transmission wave of another remote controller.

本実施例では、電気信号S1が維持されるべき所定時間をコード送信の休止期間T2を基準として、それよりやや短い時間の例えば36msとして例を示した。これは、コード送信の休止時間T2の全期間と一致させると、前後のコード送信期間T1とぶつかる可能性が高くなり、正しい検知結果をも、除外する可能性が生じるからである。   In the present embodiment, an example is shown in which the predetermined time during which the electric signal S1 should be maintained is, for example, 36 ms, which is slightly shorter than the code transmission pause period T2. This is because, if it coincides with the whole period of the code transmission pause time T2, there is a high possibility that it will collide with the preceding and following code transmission periods T1, and there is a possibility that correct detection results will be excluded.

また、短く設定する場合は、例えば、一つのコードを表す期間T3程度まで短くすることも可能である。ただし、これは、別のリモコンの送信波だけを考えた場合には有効であるが、外乱光などによる影響の除外も考慮すると短すぎると言える。   In the case of setting a short time, for example, it is possible to shorten the time to about T3 representing one code. However, this is effective when only the transmission wave of another remote controller is considered, but it can be said that it is too short considering the exclusion of the influence of disturbance light or the like.

そこで、本実施例においては、コード送信の休止期間T2を基準として、それよりやや短い時間として、期間T2の約90%の時間を設定した。   Therefore, in this embodiment, about 90% of the time period T2 is set as a time slightly shorter than the code transmission suspension period T2.

リモコンのコードは、各メーカに任された許容範囲が広く、コードの送信期間T1も、送信するコードの量によって、変動する場合がある。また、それに応じてコード送信の休止期間T2も変動する場合がある。従って、物体検知センサを設置する環境に応じて、電気信号S1が維持されるべき時間を可変にできるようにすることも有用である。   The code of the remote controller has a wide allowable range assigned to each manufacturer, and the code transmission period T1 may vary depending on the amount of code to be transmitted. Further, the code transmission suspension period T2 may also vary accordingly. Therefore, it is also useful to be able to vary the time during which the electric signal S1 should be maintained according to the environment in which the object detection sensor is installed.

逆に、最も短いと考えられる時間に固定して安価に物体検知センサを構築することも可能である。その場合は、以下のような観点より、電気信号S1が維持されるべき時間を定めれば良い。   Conversely, it is also possible to construct an object detection sensor at a low cost by fixing the time considered to be the shortest. In that case, what is necessary is just to define the time which the electric signal S1 should be maintained from the following viewpoints.

家電製品協会が定めるリモコンコードのフォーマットでは、ストップビット(トレーラとも称する)の未変調期間T4は、8ms以上とされていることもあり、最低でも、データ送信の休止期間にあたる期間T2は、8msを上回る期間となる。従って、8msを基準にするなどである。また、数種類の赤外線リモコン信号送信装置を使って実験的に求めても良い。ゲーム機などに用いられているリモコンの実測値は10ms程度あり、このあたりを最短の時間として設定しておいても良い。   In the remote control code format established by the Home Appliances Association, the unmodulated period T4 of the stop bit (also referred to as trailer) may be 8 ms or more, and at least the period T2 corresponding to the data transmission suspension period is 8 ms. It will be a longer period. Therefore, 8 ms is used as a reference. Further, it may be obtained experimentally by using several types of infrared remote control signal transmitters. An actual measurement value of a remote controller used in a game machine or the like is about 10 ms, and this area may be set as the shortest time.

以上、説明したような構成により、外乱光や別の赤外線リモコン送信波など、ノイズ性のある光の影響を排除した物体検知センサを提供できる。   As described above, with the configuration described above, it is possible to provide an object detection sensor that eliminates the influence of noisy light such as disturbance light and another infrared remote control transmission wave.

なお、照射光L1は、電気信号S1の状態を維持するべき時間以上の期間に亘って、安定して搬送波を出力するように構成する。受信部1が出力する電気信号S1の状態を維持するべき時間を定めているので、ノイズ性のある光の影響が無ければ、電気信号S1の状態が維持できるように照射光L1を照射する。   The irradiation light L1 is configured to output a carrier wave stably over a period of time longer than the time for maintaining the state of the electric signal S1. Since the time for maintaining the state of the electric signal S1 output by the receiving unit 1 is determined, the irradiation light L1 is irradiated so that the state of the electric signal S1 can be maintained if there is no influence of noisy light.

さらに好適には、照射光L1が連続していれば、搬送波の未出力中での電気信号S1の変化もリアルタイムに捉えられるので、常時搬送波を出力するようにすれば良い。なお、常時出力するということには、一定期間の出力と非出力とを、繰り返すことも含む。   More preferably, if the irradiation light L1 is continuous, the change of the electrical signal S1 during the non-output of the carrier wave can be captured in real time, so that the carrier wave may be always output. Note that the constant output includes repeating output and non-output for a certain period.

また、照射光L1の搬送波の波形は、図2、図3などでは、搬送波のパルス波形をデューティー50%で例示したが、これに限ることなく、20%〜25%程度まで下げることができる。デューティを下げることにより、搬送波の周波数に影響せず、消費電力を抑えることも可能である。   Further, in FIG. 2, FIG. 3, etc., the waveform of the carrier wave of the irradiation light L1 is exemplified by the 50% duty pulse waveform. However, the present invention is not limited to this, and can be lowered to about 20% to 25%. By reducing the duty, it is possible to suppress power consumption without affecting the frequency of the carrier wave.

以上、説明したように構成することにより、外乱光などのノイズ性の光に耐性が高く、中長距離の人や自動車などの物体を精度良く検知できる透過型の物体検知センサを提供することが可能となる。   By configuring as described above, it is possible to provide a transmission type object detection sensor that is highly resistant to noisy light such as disturbance light and can accurately detect an object such as a long-distance person or an automobile. It becomes possible.

本発明に係る物体検知センサのブロック構成例を示す概略図Schematic showing a block configuration example of an object detection sensor according to the present invention 図1の投光部からの照射光の一例を示す波形図Waveform diagram showing an example of irradiation light from the light projecting unit of FIG. 図1の受光ICの信号処理の一例を示す波形図Waveform diagram showing an example of signal processing of the light receiving IC of FIG. 図1の判断部の処理を示す概略フローチャートFIG. 1 is a schematic flowchart showing processing of the determination unit in FIG. 図1の判断部の処理を示す概略フローチャートFIG. 1 is a schematic flowchart showing processing of the determination unit in FIG. リモコンコード送信の一例を示す波形図Waveform diagram showing an example of remote control code transmission 本発明に係る物体検知センサがノイズ性の光を受ける場合の例を示す図The figure which shows the example in case the object detection sensor which concerns on this invention receives noisy light 本発明に係る物体検知センサがノイズ性の光を受ける場合の例を示す図The figure which shows the example in case the object detection sensor which concerns on this invention receives noisy light 本発明に係る物体検知センサがノイズ性の光を受ける場合の例を示す図The figure which shows the example in case the object detection sensor which concerns on this invention receives noisy light リモコン送信波がノイズ性の光となる例を示す波形図Waveform diagram showing an example where the remote control transmission wave becomes noisy light 一般的な透過型フォトインタラプタの構成を示す概念図Conceptual diagram showing the configuration of a general transmissive photo interrupter 一般的な反射型フォトインタラプタの構成を示す概念図Schematic diagram showing the configuration of a typical reflective photointerrupter

符号の説明Explanation of symbols

1 受信部
1A 赤外線リモコン受信素子
2 判断部
3 送信部
4 物体
S1 電気信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reception part 1A Infrared remote control receiving element 2 Judgment part 3 Transmission part 4 Object S1 Electrical signal

Claims (3)

照射した赤外光が遮断されたか否かによって物体の有無を判断する判断部を備えた物体検知センサであって、
前記赤外光を所定周波数の搬送波として照射する送信部と、
受信した前記赤外光を光電変換して電気信号を得る赤外線リモコン受信素子を用いた受信部と、
を有する物体検知センサ。
An object detection sensor including a determination unit that determines the presence or absence of an object depending on whether or not irradiated infrared light is blocked,
A transmitter that irradiates the infrared light as a carrier wave of a predetermined frequency;
A receiving unit using an infrared remote control receiving element that photoelectrically converts the received infrared light to obtain an electrical signal;
An object detection sensor.
前記判断部において、前記電気信号の状態があらかじめ定められた一定期間以上連続して維持されているか否かを判断することによって、前記送信部と前記受信部との間の物体の有無を検知する請求項1に記載の物体検知センサ。  In the determination unit, the presence or absence of an object between the transmission unit and the reception unit is detected by determining whether or not the state of the electrical signal is continuously maintained for a predetermined period or longer. The object detection sensor according to claim 1. 前記判断部において、前記電気信号の状態が連続して維持されているか否かを判断するための前記一定期間は、
前記所定周波数の搬送波に応じてパルス位置変調されたリモコンコード信号を送信する、前記送信部とは異なるリモコンコード信号送信装置が、前記リモコンコード信号を送信する第一の期間と、リモコンコード信号の送信を休止する第二の期間と、前記リモコンコード信号の中の一つのコードを表す第三の期間との内、
前記第三の期間よりも長く、前記第二の期間よりも短く設定してある請求項2に記載の物体検知センサ。
In the determination unit, the predetermined period for determining whether or not the state of the electric signal is continuously maintained,
A remote control code signal transmitting device that transmits a remote control code signal that is pulse position modulated in accordance with a carrier wave of the predetermined frequency, and a remote control code signal transmission device that is different from the transmission unit transmits the remote control code signal; Of a second period for suspending transmission and a third period representing one code in the remote control code signal,
The object detection sensor according to claim 2, wherein the object detection sensor is set longer than the third period and shorter than the second period.
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