JP2010091293A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 様々なノイズ光による誤検出を防止し、物体検出の精度および信頼性を向上させる。
【解決手段】 周期が一定でない第１の２値信号を出力し、発光素子から前記第１の２値信号のレベルに応じて発光強度が変化する第１の光信号を観測空間に出力させるタイミング発生部と、前記観測空間から受光素子に入力される第２の光信号の受光強度に応じてレベルが変化する第２の２値信号を出力する信号変換部と、前記第１の２値信号の波形と前記第２の２値信号の波形とに応じて前記観測空間に物体が検出されたか否かを判定し、前記観測空間に物体が検出されたと判定した場合に、物体検出信号を出力する判定部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体検出装置に関する。

物体の有無を検出する物体検出装置として、観測空間に光信号を出力するＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などの発光素子と、観測空間から光信号が入力されるフォトダイオードなどの受光素子とを用いるものが一般に知られている。例えば、特許文献１において、発光素子からの光信号が受光素子に直接入力されず、物体で反射された光信号が受光素子に入力されるように配置された、反射式の物体検出装置が開示されている。

このようにして、発光素子が観測空間に光信号を出力し、観測空間の物体で反射された光信号を受光素子が受光することによって、物体を検出することができる。
特開平６−２４９９６８号公報

上記特許文献１で開示されている物体検出装置では、パルス状の光信号を出力し、受光した光信号の波形を出力した光信号の波形と複数の周期にわたって比較することによって、検出精度を向上させている。しかしながら、観測空間の照明装置がインバータ回路などによって高周波点灯を行っている場合には、当該照明装置からの光が一定周期のパルス状のノイズ光として受光素子に入力され、物体を誤検出する場合がある。また、携帯電話機やノート型パーソナルコンピュータなどの携帯端末においては、様々な用途で点灯または点滅する発光物が用いられており、当該発光物もノイズ光として誤検出の原因となり得る。

そのため、使用する物体検出装置の発光素子が出力する光信号に応じて照明装置などを選択したり、使用する照明装置などに応じて物体検出装置の配置を変更したりする必要がある。

前述した課題を解決する主たる本発明は、周期が一定でない第１の２値信号を出力し、発光素子から前記第１の２値信号のレベルに応じて発光強度が変化する第１の光信号を観測空間に出力させるタイミング発生部と、前記観測空間から受光素子に入力される第２の光信号の受光強度に応じてレベルが変化する第２の２値信号を出力する信号変換部と、前記第１の２値信号の波形と前記第２の２値信号の波形とに応じて前記観測空間に物体が検出されたか否かを判定し、前記観測空間に物体が検出されたと判定した場合に、物体検出信号を出力する判定部と、を有することを特徴とする物体検出装置である。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、様々なノイズ光による誤検出を防止し、物体検出の精度および信頼性を向上させることができる。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＜第１実施形態＞
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態における物体検出装置の構成について説明する。

図１に示されている物体検出装置は、クロック発生部１、タイミング発生部２、発光制御部３、発光素子４、受光素子５、信号変換部６、および判定部７を含んで構成されており、反射された光信号によって物体９を検出する反射式の物体検出装置である。

タイミング発生部２は、本実施形態では、例えばＤＦＦ（Ｄ型フリップフロップ）２０、２１、２２、ＸＯＲ回路（排他的論理和回路）２３、２５、ＡＮＤ回路（論理積回路）２４、ＯＲ回路（論理和回路）２６、マルチプレクサ（選択回路）２７、およびインバータ（反転回路）２８で構成されている。ＤＦＦ２０、２１、および２２は、クロック発生部１から出力されるクロック信号ＣＫＡの立ち上がりエッジで出力信号のレベルが変化する同期カウンタを構成し、それぞれの非反転出力信号が当該同期カウンタの３ビットのカウント信号ＣＮとなっている。ＤＦＦ２０の反転出力信号は、当該ＤＦＦ２０の入力に帰還されている。また、ＸＯＲ回路２３には、ＤＦＦ２０および２１の非反転出力信号が入力され、ＸＯＲ回路２３の出力信号は、ＤＦＦ２１に入力されている。さらに、ＡＮＤ回路２４には、ＤＦＦ２０および２１の非反転出力信号が入力され、ＸＯＲ回路２５には、ＡＮＤ回路２４の出力信号およびＤＦＦ２２の非反転出力信号が入力され、ＸＯＲ回路２５の出力信号は、ＤＦＦ２２に入力されている。そして、ＯＲ回路２６には、カウント信号ＣＮが入力され、ＯＲ回路２６の出力信号は、データ先頭信号ＨＤとして判定部７に入力されている。また、マルチプレクサ２７の選択制御入力には、カウント信号ＣＮが入力され、データ入力には、８ビットのビット列である発光パターンデータＥＰが入力され、マルチプレクサ２７の出力信号は、送信２値信号ＴＸとして発光制御部３および判定部７に入力されている。なお、クロック信号ＣＫＡは、インバータ２８にも入力され、インバータ２８の出力信号は、クロック信号ＣＫＢとして判定部７に入力されている。

発光制御部３の出力信号は、発光素子４に入力され、発光素子４からは、観測空間に送信光信号ＬＴＸが出力されている。また、受光素子５には、観測空間から受信光信号ＬＲＸが入力され、受光素子５の出力信号は、信号変換部６に入力されている。

信号変換部６は、例えば増幅器６０およびコンパレータ（比較器）６１を含んで構成されている。増幅器６０には、受光素子５の出力信号が入力されている。また、コンパレータ６１の非反転入力には、増幅器６０の出力信号が入力され、反転入力には、基準電圧Ｖｒｅｆが印加され、コンパレータ６１の出力信号は、受信２値信号ＲＸとして判定部７に入力されている。

判定部７は、本実施形態では、例えばＸＯＲ回路７０、ＡＮＤ回路７１、ＯＲ回路７２、およびＤＦＦ７３、７４で構成されている。ＸＯＲ回路７０には、送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸが入力され、ＡＮＤ回路７１には、データ先頭信号ＨＤおよびＤＦＦ７３の非反転出力信号Ｓ７３が入力されている。また、ＯＲ回路７２には、ＸＯＲ回路７０の出力信号Ｓ７０およびＡＮＤ回路７１の出力信号Ｓ７１が入力され、ＯＲ回路７２の出力信号Ｓ７２は、ＤＦＦ７３に入力されている。さらに、ＤＦＦ７３は、クロック信号ＣＫＢの立ち上がりエッジ、すなわち、クロック信号ＣＫＡの立ち下がりエッジで出力信号のレベルが変化し、非反転出力信号Ｓ７３がＤＦＦ７４に入力されている。そして、ＤＦＦ７４は、データ先頭信号ＨＤの立ち下がりエッジで出力信号のレベルが変化し、反転出力信号が物体検出信号ＤＴとして当該物体検出装置から出力されている。

次に、図１および図２を参照して、本実施形態における物体検出装置の動作について説明する。ここで、本実施形態において、マルチプレクサ２７のデータ入力に入力される発光パターンデータＥＰは、０が１ビット以上連続する２つの区間と１が１ビット以上連続する異なるビット長の２つの区間とを含む、との条件を満たすビット列であり、最短のビット列としては、０、０、１、および１１の組み合わせで構成される１０１１０などがある。なお、図１および図２においては、発光パターンデータＥＰのビット長を８ビットとし、一例として、ビット列を１０１１００１０としている。

クロック発生部１は、例えば図２（Ａ）に示すように、クロック信号ＣＫＡを発生し、タイミング発生部２に供給する。また、タイミング発生部２のＤＦＦ２０、２１、および２２を含む同期カウンタは、クロック信号ＣＫＡの立ち上がりエッジでカウントアップし、例えば図２（Ｂ）に示すように、カウント信号ＣＮの値は、０から７まで（２進数で０００から１１１まで）の変化を繰り返す。さらに、ＯＲ回路２６は、例えば図２（Ｃ）に示すように、カウント信号ＣＮの値が０の間のみロー・レベルとなるデータ先頭信号ＨＤを出力する。そして、マルチプレクサ２７は、カウント信号ＣＮの値に従って発光パターンデータＥＰから１ビットを順次選択し、例えば図２（Ｄ）に示すように、送信２値信号ＴＸとして出力する。なお、インバータ２８は、クロック信号ＣＫＡを反転したクロック信号ＣＫＢを出力する。

発光制御部３は、発光素子４から観測空間に出力される送信光信号ＬＴＸの発光強度を送信２値信号ＴＸのレベルに応じて変化させる。一例として、発光素子４が発光ダイオードである場合、発光制御部３は、送信２値信号ＴＸが１（ハイ・レベル）の間、発光ダイオードに供給する電流量を大きくすることによって送信光信号ＬＴＸの発光強度を高くし、送信２値信号ＴＸが０（ロー・レベル）の間、発光ダイオードに供給する電流量を小さくすることによって送信光信号ＬＴＸの発光強度を低くする。

このようにして、タイミング発生部２は、発光パターンデータＥＰ（所定のビット列）に応じて送信２値信号ＴＸ（第１の２値信号）を繰り返し出力し、発光制御部３は、送信２値信号ＴＸのレベルに応じて発光強度が変化する送信光信号ＬＴＸ（第１の光信号）を発光素子４から観測空間に出力させる。また、発光パターンデータＥＰが上記条件を満たすことによって、タイミング発生部２は、周期が一定でない送信２値信号ＴＸを出力することができる。

信号変換部６は、観測空間から受光素子５に入力される受信光信号ＬＲＸの受光強度に応じて受信２値信号ＲＸのレベルを変化させる。一例として、受光素子５がフォトダイオードである場合、増幅器６０は、オペアンプ（演算増幅器）などを用いてフォトダイオードに流れる電流を電圧に変換して増幅する。また、コンパレータ６１は、受信光信号ＬＲＸの受光強度が高く、増幅器６０の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより高い間、１（ハイ・レベル）の受信２値信号ＲＸを出力し、受信光信号ＬＲＸの受光強度が低く、増幅器６０の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより低い間、０（ロー・レベル）の受信２値信号ＲＸを出力する。

判定部７のＸＯＲ回路７０は、入力信号の排他的論理和を出力するため、出力信号Ｓ７０は、送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸのレベルが一致している間ロー・レベルとなり、一致していない間ハイ・レベルとなる。例えば、タイミング発生部２から図２（Ｄ）に示すような送信２値信号ＴＸが出力されたのに対して、信号変換部６から図２（Ｅ）に示すような受信２値信号ＲＸが出力される場合、ＸＯＲ回路７０の出力信号Ｓ７０は、図２（Ｆ）のようになる。また、ＡＮＤ回路７１は、入力信号の論理積を出力するため、例えば図２（Ｇ）に示すように、出力信号Ｓ７１は、データ先頭信号ＨＤおよびＤＦＦ７３の非反転出力信号Ｓ７３がいずれもハイ・レベルの間のみハイ・レベルとなる。さらに、ＯＲ回路７２は、入力信号の論理和を出力するため、例えば図２（Ｈ）に示すように、出力信号Ｓ７２は、ＸＯＲ回路７０の出力信号Ｓ７０および／またはＡＮＤ回路７１の出力信号Ｓ７１がハイ・レベルの間ハイ・レベルとなる。したがって、クロック信号ＣＫＡの立ち下がりエッジごとにＯＲ回路７２の出力信号Ｓ７２のレベルを保持するＤＦＦ７３は、例えば図２（Ｉ）に示すように、一旦送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸのレベルが不一致となると、カウント信号ＣＮの値が次に０となるまでの間、非反転出力信号Ｓ７３をハイ・レベルに保持する。なお、実際の受信２値信号ＲＸでは、送信２値信号ＴＸに対する遅延があるため、ＸＯＲ回路７０の出力信号Ｓ７０およびＯＲ回路７２の出力信号Ｓ７２に幅の狭いパルスノイズが表れる場合もあるが、上記遅延に対してクロック信号ＣＫＡの周波数を十分に遅くすることによって、ＤＦＦ７３の非反転出力信号Ｓ７３にパルスノイズが表れないようにすることができる。そして、ＤＦＦ７４は、データ先頭信号ＨＤの立ち下がりエッジごとにＤＦＦ７３の非反転出力信号Ｓ７３のレベルを保持し、例えば図２（Ｊ）に示すように、反転出力信号である物体検出信号ＤＴは、８ビットの発光パターンデータＥＰごとにレベルが変化し、送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸのレベルが一致した場合のみ、ハイ・レベルとなる。

このようにして、信号変換部６は、観測空間から受光素子５に入力される受信光信号ＬＲＸ（第２の光信号）の受光強度に応じてレベルが変化する受信２値信号ＲＸ（第２の２値信号）を出力し、判定部７は、発光パターンデータＥＰ（所定のビット列）ごとに送信２値信号ＴＸ（第１の２値信号）および受信２値信号ＲＸの波形が略同一であるか否かを判定し、略同一であると判定した場合に、観測空間に物体が検出されたことを示すハイ・レベルの物体検出信号ＤＴを出力する。

なお、図２において、（１）の区間は、観測空間の照明装置などから一定周期のパルス状のノイズ光が受信光信号ＬＲＸとして入力される場合を示している。この場合には、送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸのレベルが１ビット以上不一致となり、物体検出信号ＤＴは、当該区間の最後に存在するデータ先頭信号ＨＤの立ち下がりエッジでロー・レベルとなる。また、（３）の区間は、受信光信号ＬＲＸを受光素子５が検出できない場合を示している。この場合も、（１）の区間と同様に、送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸのレベルが１ビット以上不一致となり、図示されてはいないが、物体検出信号ＤＴは、当該区間の最後に存在するデータ先頭信号ＨＤの立ち下がりエッジでロー・レベルとなる。一方、（２）の区間は、観測空間の物体９で反射された光信号が受信光信号ＬＲＸとして入力される場合を示している。この場合には、送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸのレベルが８ビットすべてについて一致し、物体検出信号ＤＴは、当該区間の最後に存在するデータ先頭信号ＨＤの立ち下がりエッジでハイ・レベルとなる。

このようにして、発光パターンデータＥＰに応じて出力される周期が一定ではない送信２値信号ＴＸを用いることによって、一定周期のパルス状のノイズ光を含む様々なノイズ光による誤検出を防止し、物体検出の精度および信頼性を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
以下、図３を参照して、本発明の第２の実施形態における物体検出装置の構成について説明する。

図３に示されている物体検出装置には、第１実施形態の物体検出装置に対して、間欠制御部８が追加されている。また、第１実施形態では、クロック発生部１からタイミング発生部２にクロック信号ＣＫＡが入力されているのに対して、本実施形態では、クロック発生部１から間欠制御部８にクロック信号ＣＫＡが入力され、間欠制御部８において生成されたクロック信号ＣＫＣがタイミング発生部２に入力されている。さらに、本実施形態では、間欠制御部８から発光制御部３および信号変換部６にイネーブル信号ＥＮが入力されている。

第１実施形態の物体検出装置では、発光パターンデータＥＰのビット長が８ビットであるため、物体検出信号ＤＴは、クロック信号ＣＫＡの８クロックごとにレベルが変化する。したがって、一例として、クロック信号ＣＫＡの周波数を１５０ｋＨｚとすると、検出周期は約５０マイクロ秒となり、ある程度高速で移動する物体も検出することができる。しかしながら、高速で移動する物体を検出する必要がなく、より長い検出周期で十分な用途では、物体検出装置の消費電流を抑えることが可能である。例えば、第１実施形態の物体検出装置において、クロック信号ＣＫＡの周波数を遅くすることによって、論理回路で構成されるタイミング発生部２および判定部７の消費電流を減少させることができる。本実施形態では、間欠制御部８を用いることによって、物体検出装置の消費電流をより抑えることが可能となっている。以下、図３および図４を参照して、本実施形態における物体検出装置の動作について説明する。

クロック発生部１は、第１実施形態と同様のクロック信号ＣＫＡを発生し、間欠制御部８に供給する。また、間欠制御部８は、例えば図４（Ａ）に示すように、周期Ｔｉごとにクロック信号ＣＫＡの８クロック分に相当するクロック信号ＣＫＣをタイミング発生部２に供給する。したがって、タイミング発生部２は、例えば図４（Ｂ）ないし（Ｄ）に示すように、周期Ｔｉのうちクロック信号ＣＫＣが供給される８クロックの期間には第１実施形態の場合と同様に動作するが、当該８クロック以外の期間には動作を停止し、各出力信号のレベルが固定されるため、最低限の消費電流に抑えられる。なお、インバータ２８は、クロック信号ＣＫＣを反転したクロック信号ＣＫＤを出力する。

また、間欠制御部８は、発光制御部３および信号変換部６にロー・レベルの間動作を停止させるようなイネーブル信号ＥＮを出力する。例えば、発光素子４が発光ダイオードである場合、発光制御部３は、発光ダイオードに定電流を供給する定電流回路を含むが、送信２値信号ＴＸが０（ロー・レベル）に固定されている間、当該定電流を供給せず、発光ダイオードを消灯することによって、送信光信号ＬＴＸの発光強度を低く、すなわち、０にしてもよい。したがって、周期Ｔｉのうち、クロック信号ＣＫＣが供給される８クロックの期間に開始処理および終了処理に必要な時間を加えた期間のみ、ハイ・レベルとなるようなイネーブル信号ＥＮを発光制御部３に入力することによって、発光制御部３および発光素子４の消費電流を大幅に削減することができる。さらに、信号変換部６は、送信光信号ＬＴＸの発光強度が０の間受信２値信号ＲＸを出力する必要がないので、イネーブル信号ＥＮを信号変換部６に入力することによって、信号変換部６および受光素子５の消費電流を大幅に削減することができる。

前述したように、周期Ｔｉのうちクロック信号ＣＫＣが供給される８クロック以外の期間には、タイミング発生部２の各出力信号のレベルが固定され、ロー・レベルのイネーブル信号ＥＮによって信号変換部６の動作も停止する。したがって、判定部７は、例えば図４（Ｆ）ないし（Ｊ）に示すように、周期Ｔｉのうちクロック信号ＣＫＣが供給される８クロックの期間には第１実施形態の場合と同様に動作するが、当該８クロック以外の期間には動作を停止し、物体検出信号ＤＴのレベルが固定されるため、最低限の消費電流に抑えられる。

なお、図４において、（１）の区間は、周期Ｔｉのうちクロック信号ＣＫＣが供給される８クロックの期間に、観測空間の照明装置などから一定周期のパルス状のノイズ光が受信光信号ＬＲＸとして入力される場合を示しており、図２の（１）の区間と同様に、物体検出信号ＤＴは、当該区間の最後に存在するデータ先頭信号ＨＤの立ち下がりエッジでロー・レベルとなる。また、（３）の区間は、周期Ｔｉのうちクロック信号ＣＫＣが供給される８クロックの期間に、観測空間の物体９で反射された光信号が受信光信号ＬＲＸとして入力される場合を示しており、図２の（２）の区間と同様に、物体検出信号ＤＴは、当該区間の最後に存在するデータ先頭信号ＨＤの立ち下がりエッジでハイ・レベルとなる。一方、（２）の区間は、周期Ｔｉのうちクロック信号ＣＫＣが供給される８クロック以外の期間を示している。この場合には、ＤＦＦ７４は、クロック信号として入力されているデータ先頭信号ＨＤのレベルが、例えば０（ロー・レベル）に固定されるため、次の（３）の区間において再びクロック信号ＣＫＣがタイミング発生部２に供給されるまでの間、物体検出信号ＤＴのレベルを保持し続ける。

このようにして、間欠制御部８は、クロック信号ＣＫＣをタイミング発生部２に供給し、タイミング発生部２から送信２値信号ＴＸ（第１の２値信号）を周期Ｔｉ（所定の周期）ごとに繰り返し出力させることによって、物体検出装置の消費電流を抑えることができ、物体検出装置を携帯端末に搭載した場合のバッテリ駆動時間を長くすることができる。なお、携帯端末での物体検出装置の用途としては、例えば、携帯電話機のタッチパネルが通話中に顔に触れることによる誤動作を防止するのに用いられる。

前述したように、図１および図３に示した物体検出装置において、タイミング発生部２は、周期が一定でない送信２値信号ＴＸ（第１の２値信号）を出力し、発光素子４から送信２値信号ＴＸのレベルに応じて発光強度が変化する送信光信号ＬＴＸ（第１の光信号）を観測空間に出力させ、信号変換部６は、観測空間から受光素子５に入力される受信光信号ＬＲＸ（第２の光信号）の受光強度に応じてレベルが変化する受信２値信号ＲＸ（第２の２値信号）を出力し、そして、判定部７は、送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸの波形が略同一であると判定した場合に、観測空間に物体が検出されたことを示すハイ・レベルの物体検出信号ＤＴを出力することによって、一定周期のパルス状のノイズ光を含む様々なノイズ光による誤検出を防止し、物体検出の精度および信頼性を向上させることができる。

また、タイミング発生部２は、０が１ビット以上連続する２つの区間と１が１ビット以上連続する異なるビット長の２つの区間とを含む、発光パターンデータＥＰ（所定のビット列）に応じて送信２値信号ＴＸを繰り返し出力することによって、周期が一定でない送信２値信号ＴＸを出力することができ、判定部７は、発光パターンデータＥＰごとに送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸの波形が略同一であるか否かを判定することができる。

また、発光パターンデータＥＰを、Ｍ系列符号を少なくとも１周期分含むビット列とすることによって、発光パターンデータＥＰを任意に設定することはできないが、様々なノイズ光に対して有効な発光パターンデータＥＰを容易に生成することができる。

また、間欠制御部８は、タイミング発生部２から送信２値信号ＴＸを周期Ｔｉ（所定の周期）ごとに繰り返し出力させることによって、物体検出装置の消費電流を抑えることができ、物体検出装置を携帯端末に搭載した場合のバッテリ駆動時間を長くすることができる。

また、発光制御部３は、送信２値信号ＴＸのレベルに応じて発光ダイオードである発光素子４に電流を供給し、信号変換部６は、フォトダイオードである受光素子５に流れる電流に応じて受信２値信号ＲＸを出力することによって、物体検出装置を比較的低消費電流かつ小規模な構成で実現することができ、物体検出装置の携帯端末への搭載が容易になる。

なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。

上記実施形態では、送信２値信号ＴＸは、データ先頭信号ＨＤの生成に用いられるカウント信号ＣＮの値に従って発光パターンデータＥＰから１ビットを順次選択することによって生成されているが、これに限定されるものではない。例えば図５に示すように、ＤＦＦ３０ないし３７で構成されるシフトレジスタに発光パターンデータＥＰを初期値として与えることによっても、送信２値信号ＴＸを生成することができる。

また、例えば図６に示すように、ＤＦＦ４０ないし４２およびＸＯＲ回路４３で構成されるＬＦＳＲ（Linear Feedback Shift Register：線形帰還シフトレジスタ）を用いることによっても、送信２値信号ＴＸを生成することができる。特に、一般に知られている最大長ＬＦＳＲとなるように構成された３段以上のＬＦＳＲは、０が１ビット以上連続する２つの区間と１が１ビット以上連続する異なるビット長の２つの区間とを含む、との発光パターンデータＥＰの条件を満たすＭ系列符号を出力することができる。さらに、当該Ｍ系列符号は、擬似乱数系列の一種として一般に知られており、最大長ＬＦＳＲを用いることによって、発光パターンデータＥＰを任意に設定することはできないが、様々なノイズ光に対して有効な発光パターンデータＥＰを容易に生成することができる。なお、図６に示したＬＦＳＲの場合、発光パターンデータＥＰは、７ビットのビット列１０１００１１となる。

上記実施形態では、発光パターンデータＥＰのビット長を８ビットとし、送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸのレベルが８ビットすべてについて一致した場合に、観測空間に物体が検出されたことを示すハイ・レベルの物体検出信号ＤＴを出力しているが、これに限定されるものではない。例えば、発光パターンデータＥＰをより長いビット列とすることによって、誤検出の確率をより小さくすることができる。また、例えば３２ビットなどのより長いビット列の発光パターンデータＥＰに対して、送信２値信号ＴＸおよび受信２値信号ＲＸのレベルの不一致が２ビット以下であれば、波形が略同一であると判定し、ハイ・レベルの物体検出信号ＤＴを出力するなど、判定部７の判定基準を適宜変更してもよい。

上記実施形態では、一例として、発光素子４が発光ダイオードである場合の発光制御部３の動作について説明したが、これに限定されるものではない。発光制御部３は、送信２値信号ＴＸのデータ転送速度で送信光信号ＬＴＸの発光強度を変化させる必要があるが、当該条件下で発光制御部３および発光素子４の構成を変更することができる。また、本発明の物体検出装置は、タイミング発生部２から送信２値信号ＴＸを出力するための端子を備え、外部接続される発光制御部３および発光素子４を適宜変更することができる構成としてもよい。

上記実施形態では、一例として、信号変換部６の構成および動作について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、コンパレータ６１の反転入力に印加される基準電圧Ｖｒｅｆが、観測空間の明るさなどに応じて適宜調整される構成としてもよい。また、本発明の物体検出装置は、受光素子５の出力信号を入力するための端子を備え、外部接続される受光素子５を適宜変更することができる構成としてもよい。

本発明の第１実施形態における物体検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態における物体検出装置の動作を説明する図である。 本発明の第２実施形態における物体検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態における物体検出装置の動作を説明する図である。 タイミング発生部２の一部の他の構成例を示すブロック図である。 タイミング発生部２の一部のさらに他の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ クロック発生部
２ タイミング発生部
３ 発光制御部
４ 発光素子
５ 受光素子
６ 信号変換部
７ 判定部
８ 間欠制御部
９ 物体
２０、２１、２２ ＤＦＦ（Ｄ型フリップフロップ）
２３、２５ ＸＯＲ回路（排他的論理和回路）
２４ ＡＮＤ回路（論理積回路）
２６ ＯＲ回路（論理和回路）
２７ マルチプレクサ（選択回路）
２８ インバータ（反転回路）
３０、３１、…、３６、３７ ＤＦＦ（Ｄ型フリップフロップ）
４０、４１、４２ ＤＦＦ（Ｄ型フリップフロップ）
４３ ＸＯＲ回路（排他的論理和回路）
６０ 増幅器
６１ コンパレータ（比較器）
７０ ＸＯＲ回路（排他的論理和回路）
７１ ＡＮＤ回路（論理積回路）
７２ ＯＲ回路（論理和回路）
７３、７４ ＤＦＦ（Ｄ型フリップフロップ）

Claims (6)

1. 周期が一定でない第１の２値信号を出力し、発光素子から前記第１の２値信号のレベルに応じて発光強度が変化する第１の光信号を観測空間に出力させるタイミング発生部と、
   前記観測空間から受光素子に入力される第２の光信号の受光強度に応じてレベルが変化する第２の２値信号を出力する信号変換部と、
   前記第１の２値信号の波形と前記第２の２値信号の波形とに応じて前記観測空間に物体が検出されたか否かを判定し、前記観測空間に物体が検出されたと判定した場合に、物体検出信号を出力する判定部と、
   を有することを特徴とする物体検出装置。
2. 前記判定部は、前記第１および第２の２値信号の波形が略同一であると判定した場合に、前記物体検出信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
3. 前記第１の２値信号は、０が１ビット以上連続する２つの区間と１が１ビット以上連続する異なるビット長の２つの区間とを含む、所定のビット列に応じて繰り返し出力され、
   前記判定部は、前記ビット列ごとに前記第１および第２の２値信号の波形が略同一であるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。
4. 前記ビット列は、Ｍ系列符号を少なくとも１周期分含むことを特徴とする請求項３に記載の物体検出装置。
5. 前記タイミング発生部から前記第１の２値信号を所定の周期ごとに繰り返し出力させる間欠制御部をさらに有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の物体検出装置。
6. 前記発光素子は、発光ダイオードであり、
   前記受光素子は、フォトダイオードであり、
   前記信号変換部は、前記フォトダイオードに流れる電流に応じて前記第２の２値信号を出力し、
   前記第１の２値信号のレベルに応じて前記発光ダイオードに電流を供給する発光制御部をさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の物体検出装置。

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