JP2018105698A - 近接覚センサ - Google Patents

Abstract

【課題】近接覚センサに太陽光等の環境光が入射する状況であっても、近接覚センサの出力に発生するサチュレーションを抑制することが可能な、近接覚センサを提供する。【解決手段】近接覚センサ１が、赤外線を発光する発光素子２０と、発光素子２０が発光した赤外線を受光する受光素子２２を有する赤外光センサ２と、環境光の光強度である環境光強度を検出する環境光センサ４と、環境光センサ４が検出した環境光強度に応じて、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内で発光素子２０の発光強度を変化させる強度制御部１０と、受光素子２２が受光した赤外線の光強度である赤外光強度に応じて、受光素子２２と被検知物との相対位置を算出する相対位置算出部１６を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、相対的に接近してくる被検知物を検知する近接覚センサに関する。

相対的に接近してくる被検知物を検知する近接センサ（近接覚センサ）に対し、検出閾値を補正する技術としては、例えば、特許文献１に記載されている技術がある。
特許文献１に記載されている技術は、被検知物の位置を検出した後、被検知物の近接信号の強度を、近接覚センサとしての赤外線センサユニットにより検出し、次に、近接信号の強度と基準信号強度とを比較して、近接覚センサの検出閾値を補正する技術である。

特開２０１６−００９４１４号公報

特許文献１に記載されている技術では、発光した赤外線を受光する赤外線センサユニットにより、近接覚センサと被検知物との相対的な位置（相対位置）を検出する。
しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、赤外線センサユニットによる赤外線の受光感度が一定であるため、近接覚センサに太陽光等の環境光が入射すると、近接覚センサの出力にサチュレーションが発生する可能性があるという問題点があった。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、環境光が入射する状況であっても、出力に発生するサチュレーションを抑制することが可能な、近接覚センサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、赤外光センサと、環境光センサと、強度制御部と、相対位置算出部と、を備える近接覚センサである。
前記赤外光センサは、赤外線を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した赤外線を受光する受光素子と、を有する。前記環境光センサは、環境光の光強度である環境光強度を検出する。
前記強度制御部は、前記環境光センサが検出した環境光強度に応じて、前記受光素子のダイナミックレンジの範囲内で前記発光素子の発光強度を変化させる。前記相対位置算出部は、前記受光素子が受光した赤外線の光強度である赤外光強度に応じて、前記受光素子と被検知物との相対位置を算出する。

本発明の一態様によれば、環境光センサで検出した環境光強度に応じて、発光素子の発光強度を変化させるため、受光素子に入射する光が、受光素子のダイナミックレンジの範囲内から外れることを抑制することが可能となる。
これにより、近接覚センサに太陽光等の環境光が入射する状況であっても、近接覚センサの出力に発生するサチュレーションを抑制することが可能な、近接覚センサを提供することが可能となる。

本発明の第一実施形態の近接覚センサの構成を表すブロック図である。 近接覚センサの構成を表す図である。 発光ゲインテーブルを表す図である。 補正テーブルを表す図である。 受光素子が受光した赤外線の赤外光強度と、受光した赤外線の赤外光強度に応じて受光素子が出力する出力電流との関係を表す図である。 本発明の第一実施形態の近接覚センサの動作を表すフローチャートである。 本発明の第一実施形態の変形例を表す図であり、近接覚センサの構成を表す図である。 本発明の第一実施形態の変形例を表す図であり、赤外光センサと環境光センサをパッケージ化した集積回路の構成を表す図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態について、完全な理解を提供するように、特定の細部について記載する。しかしながら、かかる特定の細部が無くとも、一つ以上の実施形態が実施可能であることは明確である。また、図面を簡潔なものとするために、周知の構造及び装置を、略図で表す場合がある。

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
近接覚センサは、例えば、ロボット（産業用ロボット等）が備えるマニピュレータや、無人走行する搬送用台車（無人搬送車）等の動作体に取り付けられている。
なお、近接覚センサを取り付ける動作体は、例えば、歩行ロボットの腕や脚等としてもよい。また、近接覚センサを取り付ける対象は、動作体に限定するものではなく、例えば、台車、ショッピングカート、スーツケース等としてもよい。

（構成）
図１から図５を用いて、第一実施形態の構成を説明する。
図１中に表すように、近接覚センサ１は、赤外光センサ２と、環境光センサ４と、第一信号変換部６と、ゲイン記憶部８と、強度制御部１０と、第二信号変換部１２と、補正値記憶部１４と、相対位置算出部１６と、を備える。
赤外光センサ２は、図２中に表すように、板状（長方形の板状）の部材である第一基板１８に配置（実装）されている。

また、図２中に表すように、一つの第一基板１８には、複数（Ｎ個）の赤外光センサ２が配置されている。なお、図２中では、複数の赤外光センサ２を、第一基板１８の一つの端部側を起点として、赤外光センサ２Ａ、赤外光センサ２Ｂ〜赤外光センサ２Ｍ、赤外光センサ２Ｎと表す。
各赤外光センサ２は、例えば、反射型のフォトインタラプタであり、それぞれ、発光素子２０と受光素子２２とが一対となった構成を有する。すなわち、各赤外光センサ２は、発光素子２０と、受光素子２２と、を有する。

発光素子２０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いて形成されており、赤外線を発光する。
また、発光素子２０の発光強度（発光量）は、強度制御部１０から入力を受けた情報信号により制御する。
受光素子２２は、例えば、フォトトランジスタを用いて形成されており、発光素子２０が発光した赤外線等の光を受光する。
また、受光素子２２は、受光した赤外線の光強度（以降の説明では、「赤外光強度」と記載する場合がある）を検出する。そして、受光素子２２は、検出した赤外光強度に応じた電流値を含むアナログの情報信号を、赤外光強度信号として、第二信号変換部１２へ出力する。すなわち、赤外光強度信号は、アナログの電流値を含む情報信号である。

なお、発光素子２０が発光する赤外線は、被検知物が存在しない場合には、受光素子２２に受光されないように設定されている。
被検知物には、動作体にとって動作の障害となる物体や生物と、動作体にとって動作の障害とならない物体や生物が含まれる。
障害物とは、例えば、動作体の部品や動作体が処理する材料等とは、異なる物体である。これに加え、障害物とは、例えば、動作体が行う通常の処理とは無関係の人員である。
非障害物とは、例えば、動作体の部品や、動作体が処理する材料である。これに加え、非障害物とは、例えば、動作体が行う通常の処理と関係する人員（作業員等）である。

また、赤外光強度信号は、受光素子２２が検出した赤外光強度に応じた電圧を含む情報信号としてもよい。
また、発光素子２０の発光強度は、強度制御部１０から入力を受けた情報信号により制御する。
なお、特に図示しないが、赤外光センサ２は、発光素子２０の発光強度を調整するためのレジスタを備えている。
また、複数の赤外光センサ２は、図２中に表すように、第一基板１８の一つの面に、発光素子２０と受光素子２２とを、第一基板１８の側面に沿って同じ向きへ向けた状態で、並列に配置されている。

環境光センサ４は、図２中に表すように、赤外光センサ２と同様、第一基板１８に配置（実装）されている。
また、図２中に表すように、一つの第一基板１８には、一つの環境光センサ４が配置されている。すなわち、一つの第一基板１８には、複数（Ｎ個）の赤外光センサ２と、一つの環境光センサ４が配置されている。
また、環境光センサ４は、太陽光や、室内灯や室外灯等の照明器具が発光する光である環境光の強度（以降の説明では、「環境光強度」と記載する場合がある）を検出可能に形成されている。環境光センサ４は、例えば、フォトセンサ等を用いて形成する。

また、環境光センサ４は、検出した環境光強度に応じた電流値を含むアナログの情報信号（以降の説明では、「環境光強度信号」と記載する場合がある）を、第一信号変換部６へ出力する。すなわち、環境光強度信号は、アナログの電流値を含む情報信号である。
なお、環境光センサ４が検出する環境光強度は、以下に表すＡ１〜Ａ４のうち、少なくとも一つに応じて検出する。
Ａ１．光束（全光束）：ルーメン［ｌｍ］
Ａ２．照度：ルクス［ｌｘ］
Ａ３．光度：カンデラ［ｃｄ］
Ａ４．輝度：カンデラ［ｃｄ／ｍ^２］

したがって、環境光センサ４は、第一基板１８、すなわち、赤外光センサ２を備える基板と同じ基板に配置されている。また、環境光センサ４は、第一基板１８において、複数の赤外光センサ２とは独立して配置されている。
また、環境光センサ４のダイナミックレンジは、受光素子２２のダイナミックレンジよりも広い。具体的には、環境光センサ４のダイナミックレンジの最大値は、受光素子２２のダイナミックレンジの最大値よりも大きく、環境光センサ４のダイナミックレンジの最小値は、受光素子２２のダイナミックレンジの最小値よりも小さい。

第一信号変換部６と、ゲイン記憶部８と、強度制御部１０と、第二信号変換部１２と、補正値記憶部１４と、相対位置算出部１６は、図１中に表すように、ＭＣＵ２４（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）内に配置されている。
ＭＣＵ２４は、図２中に表すように、赤外光センサ２と同様、第一基板１８に配置（実装）されている。
第一信号変換部６は、環境光センサ４から入力を受けた環境光強度信号（アナログ信号）が含むアナログの電流値を、デジタルの電流値を含む情報信号に変換して、第一デジタル信号を生成する。そして、第一信号変換部６は、環境光センサ４が検出した環境光強度を含むデジタル信号である第一デジタル信号を、強度制御部１０へ出力する。

ゲイン記憶部８は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等、データの記憶や消去が可能な構成を用いて形成する。
また、ゲイン記憶部８は、予め、環境光センサ４が検出した環境光強度と、発光素子２０の発光強度を設定するための発光ゲインと、の関係を表すテーブル（以降の説明では、「発光ゲインテーブル」と記載する場合がある）を記憶している。
発光ゲインテーブルは、図３中に表すように、環境光強度が予め設定した光強度閾値未満である場合は、環境光強度が光強度閾値以上である場合よりも、発光ゲインが大きくなるように設定する。
光強度閾値は、例えば、環境光センサ４と、赤外光センサ２との距離等に応じて設定する。

なお、図３中には、環境光強度が光強度閾値未満である場合を、「環境光強度：低」と表し、環境光強度が光強度閾値以上である場合を、「環境光強度：高」と表す。
また、発光ゲインテーブルは、図３中に表すように、環境光強度が光強度閾値未満であるか光強度閾値以上であるかに関わらず、発光ゲインが、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内となるように設定する。
なお、図３中には、受光素子２２のダイナミックレンジの最大値を、「ＭＡＸ」と表し、受光素子２２のダイナミックレンジの最小値を、「ＭＩＮ」と表す。

具体的には、図３中に表すように、環境光強度が光強度閾値未満である場合、発光ゲインの最大値が、受光素子２２のダイナミックレンジの最大値未満となるように設定する。同様に、環境光強度が光強度閾値以上である場合、発光ゲインの最小値が、受光素子２２のダイナミックレンジの最小値を超える値となるように設定する。
また、発光ゲインテーブルは、一つの受光素子２２に対し、個別に設定して記憶しておく。すなわち、ゲイン記憶部８は、一つの赤外光センサ２に対して個別に設定した発光ゲインテーブルを、予め記憶している。

強度制御部１０は、第一信号変換部６から入力を受けた第一デジタル信号が含む環境光強度に応じて、ゲイン記憶部８が記憶している発光ゲインテーブルを参照する。そして、強度制御部１０は、発光ゲインテーブルのうち、第一デジタル信号が含む環境光強度に対応する発光ゲインを選択する。
さらに、強度制御部１０は、選択した発光ゲインを含む情報信号を、発光素子２０の発光強度を制御するための制御信号（以降の説明では、「発光強度制御信号」と記載する場合がある）として、発光素子２０へ出力する。強度制御部１０から発光強度制御信号の入力を受けた発光素子２０は、発光強度制御信号が含む発光ゲインに応じた発光強度で発光する。

したがって、強度制御部１０は、環境光センサ４が検出した環境光強度に応じて、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内で、発光素子２０の発光強度を変化させる。
また、強度制御部１０は、環境光センサ４が検出した環境光強度が光強度閾値未満である場合は、環境光センサ４が検出した環境光強度が光強度閾値以上である場合よりも、発光素子２０の発光強度を大きな値に設定する。

第二信号変換部１２は、受光素子２２から入力を受けた赤外光強度信号（アナログ信号）が含むアナログの電流値を、デジタルの電流値を含む情報信号に変換して、第二デジタル信号を生成する。そして、第二信号変換部１２は、受光素子２２が検出した赤外光強度を含むデジタル信号である第二デジタル信号を、相対位置算出部１６へ出力する。
補正値記憶部１４は、ゲイン記憶部８と同様、例えば、ＲＡＭ等、データの記憶や消去が可能な構成を用いて形成する。
また、補正値記憶部１４は、予め、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度と、受光素子２２と被検知物との相対距離との関係を表すテーブル（以降の説明では、「補正テーブル」と記載する場合がある）を記憶している。

補正テーブルは、図４中に表すように、赤外光強度の変化度合いと相対距離の変化度合いとが、比例（直線）関係となるように設定する。
具体的には、図４中に表すように、赤外光強度が増加するほど、相対距離が大きくなるように設定する。
すなわち、補正テーブルは、強度制御部１０が変化させた発光強度と、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度と、の関係が線形関係となるように形成されている。

また、補正テーブルは、一つの受光素子２２に対し、発光ゲインテーブルで設定した発光ゲイン（図３参照）を含んで、個別に設定して記憶しておく。すなわち、補正値記憶部１４は、一つの赤外光センサ２に対して個別に設定した補正テーブルを、予め記憶している。
すなわち、補正値記憶部１４は、強度制御部１０が変化させた発光強度と、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度と、の関係である補正テーブルを、受光素子２２が個別に有する特性に応じて記憶している。

相対位置算出部１６は、第二信号変換部１２から入力を受けた第二デジタル信号が含む赤外光強度に応じて、補正値記憶部１４が記憶している補正テーブルを参照する。そして、相対位置算出部１６は、補正テーブルのうち、第二デジタル信号が含む赤外光強度に対応する相対距離を抽出する。
さらに、相対位置算出部１６は、抽出した相対距離を、赤外光強度に応じた電流に換算し、この換算した電流が、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内の値に相当するか否かを判定する。そして、抽出した相対距離を換算した電流が、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内の値に相当する場合、抽出した相対距離を、近接覚センサ１と被検知物との相対位置として算出する。

これに加え、相対位置算出部１６は、算出した相対位置を含む情報信号（以降の説明では、「相対位置信号」と記載する場合がある）を、第二基板２６へ出力する。
したがって、相対位置算出部１６は、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度に応じて、受光素子２２と被検知物との相対位置を算出する。これにより、近接覚センサ１と被検知物との相対位置を算出する。
また、相対位置算出部１６は、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度を補正テーブルに入力して、受光素子２２と被検知物との相対位置を算出する。これにより、近接覚センサ１と被検知物との相対位置を算出する。

ここで、図１から図４を参照しつつ、図５を用いて、相対位置算出部１６が、補正値記憶部１４が記憶している補正テーブルを用いて、近接覚センサ１と被検知物との相対位置を算出する理由について説明する。
受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度と、受光した赤外光強度に応じて受光素子２２が出力する電流（出力電流）との関係は、図５中に表すように、非線形となる場合が多い。また、赤外光強度と出力電流との関係には、受光素子２２毎に固有の特性が有るため、受光素子２２と被検知物との相対距離が同じ状態であっても、各受光素子２２で受光した赤外光強度と出力電流との関係は、一定の値とならない場合が多い。

このため、補正値記憶部１４が記憶している補正テーブル、すなわち、赤外光強度の変化度合いと相対距離の変化度合いとが、比例（直線）関係である補正テーブルを用いることで、ばらつきの少ない相対位置を算出することが可能となる。
第二基板２６は、第一基板１８と同様、板状（長方形の板状）の部材であり、図２中に表すように、複数の第一基板１８が接続されている。
第二基板２６は、複数の第一基板１８から、相対位置信号の入力を受ける。そして、第二基板２６は、入力を受けた複数の相対位置信号を集約し、集約した相対位置信号を、コントローラ２８へ出力する。

コントローラ２８は、動作体（ロボット、無人搬送車、歩行ロボットの腕や脚等）を制御する装置である。
また、コントローラ２８には、図２中に表すように、一つの第二基板２６を介して、複数の第一基板１８が接続されている。
したがって、コントローラ２８は、複数の近接覚センサ１から、一つの第二基板２６を介して、相対位置信号の入力を受ける。
以上説明したように、近接覚センサ１は、近接覚センサ１と被検知物との相対位置を検出する。相対位置を検出した近接覚センサ１は、検出した相対位置を含む相対位置信号を、第二基板２６を介してコントローラ２８へ出力する。

（動作）
図１から図５を参照しつつ、図６を用いて、第一実施形態の動作を説明する。
図６中に表すように、近接覚センサ１を用いて行う動作を開始（ＳＴＡＲＴ）すると、まず、ステップＳ１００の処理を行う。
ステップＳ１００では、近接覚センサ１の電源を投入（図中に表す「電源投入」）する。ステップＳ１００において、近接覚センサ１の電源を投入すると、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１０２へ移行する。
ステップＳ１０２では、環境光センサ４により、環境光強度を検出（図中に表す「環境光強度検出」）する。ステップＳ１０２において、環境光強度を検出すると、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１０４へ移行する。

ステップＳ１０４では、赤外光センサ２により、発光素子２０が発光する赤外線が、受光素子２２に受光されているか否かを判定する。これにより、ステップＳ１０４では、近接覚センサ１が使用可能な範囲内に、被検知物が存在するか否かを判定（図中に表す「使用範囲内」）する。
ステップＳ１０４において、近接覚センサ１が使用可能な範囲内に、被検知物が存在する（図中に表す「Ｙｅｓ」）と判定した場合、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１０６へ移行する。

一方、ステップＳ１０４において、近接覚センサ１が使用可能な範囲内に、被検知物が存在しない（図中に表す「Ｎｏ」）と判定した場合、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１１６へ移行する。
ステップＳ１０６では、強度制御部１０により、ゲイン記憶部８が記憶している発光ゲインテーブルを用いて、発光素子２０の発光ゲインを設定（図中に表す「ゲイン設定」）する。ステップＳ１０６において、発光素子２０の発光ゲインを設定すると、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１０８へ移行する。

ステップＳ１０８では、相対位置算出部１６により、受光素子２２が検出した赤外光強度を取得（図中に表す「赤外光強度取得」）する。ステップＳ１０８において、受光素子２２が検出した赤外光強度を取得すると、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１１０へ移行する。
ここで、上述したステップＳ１０６では、発光ゲインテーブルを用いて、発光素子２０の発光ゲインを設定している。
このため、受光素子２２が赤外光強度を検出する際に用いるダイナミックレンジは、ステップＳ１０６で設定した発光ゲインに応じた値となる。

すなわち、ステップＳ１０６で設定した発光ゲインが、環境光強度が光強度閾値以上である場合に設定した発光ゲインであると、受光素子２２が赤外光強度を検出する際に用いるダイナミックレンジは、最大値側に余裕を持った値となる。
したがって、環境光と、発光素子２０が発光した赤外線と、の両方の光が、受光素子２２へ入射した場合であっても、受光素子２２が検出した光の強度が、受光素子２２のダイナミックレンジを超えることを抑制することが可能となる。
また、ステップＳ１０６で設定した発光ゲインが、環境光強度が光強度閾値未満である場合に設定した発光ゲインであると、発光素子２０が発光する赤外線の発光強度（発光量）を大きくすることが可能となる。

したがって、環境光強度が光強度閾値以上である場合と比較して、近接覚センサ１から離れた位置に存在する物体を検出することが可能となる。これに加え、環境光強度が光強度閾値以上である場合と比較して、近接覚センサ１から離れた位置に存在する物体を検出する感度を向上させることが可能となる。
ステップＳ１１０では、相対位置算出部１６により、ステップＳ１０８で取得した赤外光強度を、補正値記憶部１４が記憶している補正テーブルで補正（図中に表す「赤外光強度補正」）する。ステップＳ１１０において、受光素子２２が検出した赤外光強度を補正テーブルで補正すると、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１１２へ移行する。

ステップＳ１１２では、相対位置算出部１６により、ステップＳ１１０で補正した赤外光強度に応じた電流値が、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内の値に相当するか否かを判定する処理（図中に表す「感度範囲内」）を行う。
上述したように、受光素子２２が赤外光強度を検出する際に用いるダイナミックレンジは、ステップＳ１０６で設定した発光ゲインに応じた値となる。このため、受光素子２２が検出した赤外光強度に応じた電流値は、赤外光強度が正常に検出されている場合であれば、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内の値に相当することとなる。

しかしながら、受光素子２２に外乱光（環境光）が入射して、赤外光強度が正常に検出されていない場合、受光素子２２が検出した赤外光強度に応じた電流値が、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲外の値となる場合がある。
すなわち、ステップＳ１１２では、受光素子２２が赤外光強度を正常に検出しているか否かを判定している。
ステップＳ１１２において、ステップＳ１１０で補正した赤外光強度が、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内である（図中に表す「Ｙｅｓ」）と判定した場合、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１１４へ移行する。

一方、ステップＳ１１２において、ステップＳ１１０で補正した赤外光強度が、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲外である（図中に表す「Ｎｏ」）と判定した場合、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１００へ移行する。
したがって、ステップＳ１１２では、ステップＳ１０８で取得した赤外光強度が、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲外であると、ステップＳ１０６で設定した発光ゲインと異なる値に発光ゲインを変化させるための処理を行う。
すなわち、強度制御部１０は、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度が受光素子２２のダイナミックレンジの範囲外であると、前回の処理で変化させた発光強度と異なる値に、発光素子２０の発光強度を変化させる。

また、強度制御部１０は、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度が受光素子２２のダイナミックレンジの範囲外である状況が一回発生すると、前回の処理で変化させた発光強度と異なる値に、発光素子２０の発光強度を変化させる。
ステップＳ１１４では、相対位置算出部１６から、第二基板２６を介してコントローラ２８へ、相対位置信号を出力する。これにより、ステップＳ１１４では、相対位置信号が含む、近接覚センサ１と被検知物との相対位置を表すデータを、コントローラ２８へ送信（図中に表す「データ送信」）する。ステップＳ１１４において、近接覚センサ１と被検知物との相対位置を表すデータを、コントローラ２８へ送信すると、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１０８へ移行する。

ステップＳ１１６では、近接覚センサ１に入射する環境光が強すぎて（例えば、太陽光の入射等）、受光素子２２の物理的なダイナミックレンジを超えてしまい、計測が行えないことを表す情報として、警報（アラーム等）を出力（図中に表す「警報出力」）する。ステップＳ１１６において、警報を出力すると、近接覚センサ１を用いて行う動作は、ステップＳ１１８へ移行する。
なお、ステップＳ１１６で出力する警報は、例えば、近接覚センサ１を取り付けた動作体に設置したスピーカー等から出力する。また、警報を出力する処理は、例えば、コントローラ２８で行う。

ステップＳ１１８では、ステップＳ１１６で警報を出力した時点から時間の計測を開始する。そして、ステップＳ１１６で警報を出力した時点から計測を開始した時間が、予め設定した時間に達すると、近接覚センサ１を用いて行う動作を、ステップＳ１０２へ移行させる処理（図中に表す「タイマー作動」）を行う。
これにより、ステップＳ１１８では、近接覚センサ１に入射する環境光の強さが、受光素子２２の物理的なダイナミックレンジを超え、計測が行えない場合であっても、予め設定した時間が経過する度に、近接覚センサ１と被検知物との相対位置を検知する処理を行う。
なお、ステップＳ１１８の処理は、例えば、ＭＣＵ２４で行う。

上述したように、第一実施形態の近接覚センサ１であれば、環境光センサ４で検出した環境光強度に応じて、発光素子２０の発光強度を変化させる。これにより、受光素子２２に入射する光が、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内から外れることを抑制することが可能となる。
このため、近接覚センサ１に太陽光等の環境光が入射する状況であっても、近接覚センサ１の出力に発生するサチュレーションを抑制することが可能となる。
なお、上述した第一実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した第一実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（第一実施形態の効果）
第一実施形態の近接覚センサ１であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）強度制御部１０が、環境光センサ４が検出した環境光強度に応じて、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内で発光素子２０の発光強度を変化させる。これに加え、相対位置算出部１６が、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度に応じて、受光素子２２と被検知物との相対位置を算出する。
このため、環境光センサ４で検出した環境光強度に応じて、発光素子２０の発光強度を変化させる。これにより、受光素子２２に入射する光が、受光素子２２のダイナミックレンジの範囲内から外れることを抑制することが可能となる。

その結果、近接覚センサ１に太陽光や水銀灯等の環境光が入射する状況であっても、近接覚センサ１の感度を環境光強度に応じて自動的に調整することが可能となり、近接覚センサ１の出力に発生するサチュレーションを抑制することが可能となる。
これにより、例えば、室内照明（蛍光灯等）が稼働している部屋の内部において、近接覚センサ１を、窓から太陽光が入射する位置に移動させた場合であっても、近接覚センサ１の出力に発生するサチュレーションを抑制することが可能となる。
したがって、近接覚センサ１を使用可能な条件を拡大することが可能となる。

（２）強度制御部１０が、環境光センサ４が検出した環境光強度が光強度閾値未満である場合は、環境光センサ４が検出した環境光強度が光強度閾値以上である場合よりも、発光素子２０の発光強度を大きな値に設定する。
その結果、環境光と発光素子２０が発光した赤外線との両方の光が、受光素子２２へ入射した場合であっても、受光素子２２が検出した光の強度が、受光素子２２のダイナミックレンジを超えることを抑制することが可能となる。
また、環境光強度が光強度閾値以上である場合と比較して、近接覚センサ１から離れた位置に存在する物体を検出することが可能となる。
これに加え、環境光強度が光強度閾値以上である場合と比較して、近接覚センサ１から離れた位置に存在する物体を検出する感度を向上させることが可能となる。

（３）補正値記憶部１４が、強度制御部１０が変化させた発光素子２０の発光強度と、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度と、の関係である補正テーブルを、受光素子２２が個別に有する特性に応じて記憶している。これに加え、相対位置算出部１６が、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度を補正テーブルに入力して、受光素子２２と被検知物との相対位置を算出する。
その結果、受光素子２２毎に固有の特性が有る、赤外光強度と出力電流との関係に応じて、ばらつきの少ない、受光素子２２と被検知物との相対位置を算出することが可能となる。

（４）補正テーブルが、強度制御部１０が変化させた発光素子２０の発光強度と、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度と、の関係が線形関係となるように形成されている。
このため、非線形の関係となる場合が多い、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度と、受光した赤外光強度に応じて受光素子２２が出力する電流（出力電流）との関係を、線形関係とすることが可能となる。
その結果、赤外光強度の変化度合いと相対距離の変化度合いとが、比例（直線）関係である補正テーブルを用いることで、相対位置を算出することが可能となる。

（５）強度制御部１０が、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度が受光素子２２のダイナミックレンジの範囲外であると、前回の処理で変化させた（前回変化させた）発光強度と異なる値に、発光素子２０の発光強度を変化させる。
このため、受光素子２２に外乱光（環境光）が入射して、赤外光強度が正常に検出されていない場合に、発光素子２０の発光強度を変化させることが可能となる。
その結果、赤外光強度が正常に検出される状態となるように、発光素子２０の発光強度を変化させることが可能となり、受光素子２２と被検知物との相対位置を算出する精度を向上させることが可能となる。

（第一実施形態の変形例）
（１）第一実施形態では、図２中に表すように、ＭＣＵ２４が、第一基板１８に配置されている構成としたが、これに限定するものではない。
すなわち、例えば、図７中に表すように、ＭＣＵ２４が、第二基板２６に配置されている構成としてもよい。

（２）第一実施形態では、図２中に表すように、環境光センサ４が、赤外光センサ２とは独立して配置されている構成としたが、これに限定するものではない。
すなわち、例えば、図８中に表すように、赤外光センサ２と環境光センサ４をパッケージ化した集積回路３０（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が、第一基板１８に配置されている構成としてもよい。

（３）第一実施形態では、図２中に表すように、一つの第一基板１８に、一つの環境光センサ４が配置されている構成としたが、これに限定するものではない。
すなわち、一つの第一基板１８に、複数の環境光センサ４が配置されている構成としてもよい。
また、例えば、隣り合う第一基板１８同士が、同方向に比較的近接して配置される場合は、環境光センサ４が配置されている第一基板１８と、環境光センサ４が配置されていない第一基板１８を組み合わせてもよい。

（４）第一実施形態では、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度が受光素子２２のダイナミックレンジの範囲外である状況が一回発生すると、前回の処理で変化させた発光強度と異なる値に、発光素子２０の発光強度を変化させた。しかしながら、発光素子２０の発光強度を変化させる構成は、これに限定するものではない。
すなわち、受光素子２２が受光した赤外線の赤外光強度が受光素子２２のダイナミックレンジの範囲外である状況が、予め設定した回数で連続して発生すると、前回の処理で変化させた発光強度と異なる値に、発光素子２０の発光強度を変化させてもよい。

１…近接覚センサ、２…赤外光センサ、４…環境光センサ、６…第一信号変換部、８…ゲイン記憶部、１０…強度制御部、１２…第二信号変換部、１４…補正値記憶部、１６…相対位置算出部、１８…第一基板、２０…発光素子、２２…受光素子、２４…ＭＣＵ、２６…第二基板、２８…コントローラ、３０…集積回路

Claims (5)

1. 赤外線を発光する発光素子と、前記発光素子が発光した赤外線を受光する受光素子と、を有する赤外光センサと、
   環境光の光強度である環境光強度を検出する環境光センサと、
   前記環境光センサが検出した環境光強度に応じて、前記受光素子のダイナミックレンジの範囲内で前記発光素子の発光強度を変化させる強度制御部と、
   前記受光素子が受光した赤外線の光強度である赤外光強度に応じて、前記受光素子と被検知物との相対位置を算出する相対位置算出部と、を備えることを特徴とする近接覚センサ。
2. 前記強度制御部は、前記環境光センサが検出した環境光強度が予め設定した光強度閾値未満である場合は、前記環境光センサが検出した環境光強度が前記光強度閾値以上である場合よりも、前記発光強度を大きな値に設定することを特徴とする請求項１に記載した近接覚センサ。
3. 前記強度制御部が変化させた発光強度と、前記受光素子が受光した赤外線の前記赤外光強度と、の関係である補正テーブルを、前記受光素子が個別に有する特性に応じて記憶している補正値記憶部をさらに備え、
   前記相対位置算出部は、前記受光素子が受光した赤外線の前記赤外光強度を前記補正テーブルに入力して前記相対位置を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載した近接覚センサ。
4. 前記補正テーブルは、前記強度制御部が変化させた発光強度と、前記受光素子が受光した赤外線の前記赤外光強度と、の関係が線形関係となるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載した近接覚センサ。
5. 前記強度制御部は、前記受光素子が受光した赤外線の前記赤外光強度が前記ダイナミックレンジの範囲外であると、前回変化させた発光強度と異なる値に前記発光強度を変化させることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載した近接覚センサ。

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