JP2019002794A - 近接覚センサの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の反射型光センサと、この光センサからの反射光の受光強度に基づいて被検知物の位置情報を取得する位置情報取得部と、を有する近接覚センサの、誤検出を防止することと消費電力を抑制する。【解決手段】近接覚センサは、複数の光センサ２３１〜２３ｎと位置情報取得部２７と発光制御部２８を有する。複数の光センサ２３１〜２３ｎは、発光素子と、発光素子から放射された光の被検知物による反射光を受光する受光素子と、を備えている。位置情報取得部２７は、複数の光センサ２３１〜２３ｎからの反射光の受光強度に基づいて被検知物の位置情報を取得する。発光制御部２８により、複数の光センサ２３１〜２３ｎが有する複数の発光素子の発光状態を個別に、同じタイミングで、二つの隣り合う発光素子のうちの一方が点灯し、他方が消灯した状態となるように制御する。【選択図】図３

Description

この発明は、近接覚センサ（相対的に接近する物体を検知するセンサ）の制御方法に関する。

ロボットの脚周りや腕周辺に接近して来る障害物は、視覚センサでは死角になって検出できないが、近接覚センサであればこのような障害物を検出できる。そのため、近接覚センサの研究、開発が盛んになされている。
近接覚センサの一例として、発光素子から放射された光の被検知物（相対的に接近する物体）による反射光を受光素子が受光する光センサ（反射型光センサ）と、この光センサからの反射光の受光強度に基づいて被検知物の位置情報を取得する位置情報取得部と、を有するもの（例えば、特許文献１を参照）が挙げられる。発光素子としては、通常、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）が使用されている。

このタイプの近接覚センサでは、内部で発光、受光、および電圧値のＡ／Ｄ変換と距離変換、外部機器への送信変換を行う。また、受光量取得から外部機器への受光量送信までの間は発光素子（ＬＥＤ）からの光放射が不要である。そのため、この間にＬＥＤを消灯させることで、消費電力を抑えることができる。
また、このタイプの近接覚センサは、通常、一つの近接覚センサが複数の光センサを備えている。その場合、複数の光センサの設置間隔が狭いと、隣合う光センサによる検出領域が重なって、一方の光センサからの発光が他方の光センサによる受光に影響を及ぼす（つまり、隣り合う光センサが干渉する）恐れがある。これに伴い、正しい検出ができない可能性がある。

また、遠くから近づいてくる物体を検出するためには、光センサの発光強度を強くするか発光時間を長くする必要があるが、これに伴い消費電力が高くなる。発光時間を長くすることで、Ａ／Ｄ変換時間が長くなり、変換更新周期が遅くなる。
なお、特許文献１に記載された近接覚センサは、複数の光センサと被検知物との距離情報を取得する距離情報取得部が取得した距離情報に応じて、発光素子を発光または消灯させる発光制御装置を備えている。この発光制御装置により、予め設定したタイミングで発光素子を発光または消灯させている。

特開２０１６−２１８０６３号公報

この発明の課題は、複数の反射型光センサと、この光センサからの反射光の受光強度に基づいて被検知物の位置情報を取得する位置情報取得部と、を有する近接覚センサの、誤検出を防止することと消費電力を抑制することである。

上記課題を解決するために、この発明の第一態様は、下記の構成要件(1)(2)を有する近接覚センサの制御方法を提供する。
(1) 複数の光センサと位置情報取得部と発光制御部とを有する近接覚センサの発光素子の発光状態を制御する方法である。光センサは、発光素子と、発光素子から放射された光の被検知物による反射光を受光する受光素子と、を備えている。位置情報取得部は、複数の光センサからの反射光の受光強度に基づいて、被検知物の位置情報を取得する。発光制御部は、複数の光センサが有する複数の発光素子の発光状態を個別に制御する。
(2) 発光制御部により、同じタイミングで、二つの隣り合う発光素子のうちの一方が点灯し、他方が消灯した状態となるように制御する。

この発明の第二態様は、上記構成要件(1) と下記の構成要件(3) を有する近接覚センサの制御方法を提供する。
(3) 発光制御部により、複数の光センサの取り付け面に応じて、同じタイミングで、複数の前記発光素子の一部を点灯させ、残りを消灯させることにより、発光素子から放出される光が重ならないように制御する。

この発明の第三態様は、上記構成要件(1) と下記の構成要件(4) を有する近接覚センサの制御方法を提供する。
(4) 近接覚センサの複数の発光素子が一方向に沿う配列で配置されている。発光制御部により、複数の発光素子が配列順に点灯した後に消灯するように制御する。

この発明の第四態様は、上記構成要件(1) と下記の構成要件(5)(6)を有する近接覚センサの制御方法を提供する。
(5) 近接覚センサは、位置情報取得部が取得した被検知物の位置情報に基づいて、被検知物が長距離位置から近づいてきたことを検出する接近検出部をさらに有する。近接覚センサの複数の発光素子が一方向に沿う配列で配置されている。
(6) 発光制御部により、複数の発光素子を、長距離物体検出用の第一発光素子と、中距離物体検出用の第二発光素子と、近距離物体検出用の第三発光素子と、に分けて、接近検出部が前記被検知物の接近を検出するまでは第一発光素子のみを発光させ、接近検出部が被検知物の接近を検出した後は第二発光素子および第三発光素子を発光させる制御を行う。

この発明の各態様の近接覚センサの制御方法によれば、発光制御部により複数の発光素子の発光状態を個別に制御することで、誤検出の防止と消費電力の抑制が期待できる。

実施形態の近接覚センサの全体構成を説明する図である。 複数の光センサを有する光検出基板を説明する図であって、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面に対応する図である。 実施形態の近接覚センサの各光検出基板が有する駆動信号生成部および位置情報取得部の機能を説明する図である。 第一実施形態の近接覚センサで発光制御部が行う、複数の発光素子の発光状態の制御方法を説明する図である。 第一実施形態の近接覚センサで発光制御部が行う、複数の発光素子の発光状態の制御方法の変形例を説明する図である。 第二実施形態の近接覚センサで発光制御部が行う、複数の発光素子の発光状態の制御方法を説明する図である。 第三実施形態の近接覚センサで発光制御部が行う、複数の発光素子の発光状態の制御方法を説明する図である。 第四実施形態の近接覚センサで発光制御部が行う、複数の発光素子の発光状態の制御方法を説明する図である。 第五実施形態の発光制御部と接近検出部との関係を示すブロック図である。 光センサによる検出時間と検出範囲（検出感度）との関係を説明する図である。 第五実施形態の近接覚センサで発光制御部が行う、複数の発光素子の発光状態の制御方法を説明する図である。

以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。

〔第一実施形態〕
［近接覚センサの構成］
図１に示すように、この実施形態の近接覚センサ１は、ｎ個の同じ光検出基板１１１〜１１ｎと、統括基板１２と、配線ケーブル１３を有する。図１には、五個の光検出基板１１１〜１１３，１１（ｎ−１），１１ｎが表示され、他は省略されている。以下においては、光検出基板１１１〜１１ｎを光検出基板１１１として説明する。

＜光検出基板＞
光検出基板１１１は、短冊状のプリント配線板２１と、プリント配線板２１に実装されたｎ個（複数）の光センサ２３、マイクロコントロールユニット（Micro Control Unit: 以下、「ＭＣＵ」と略称する。）２４、およびコネクタ２５を有する。
光センサ２３は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ＬＥＤ２３ａとフォトトランジスタ２３ｂとからなる反射型の光センサであり、ＬＥＤ２３ａの発光面およびフォトトランジスタ２３ｂの受光面が上向きに実装されている。ＬＥＤ２３ａは赤外線を放射する発光素子である。フォトトランジスタ２３ｂは赤外線を受光する受光素子である。

ｎ個の光センサ２３のうちの一番目の光センサ２３１は、プリント配線板２１の長手方向一端部に配置され、さらに二番目の光センサ２３２からｎ番目の光センサ２３ｎまでがプリント配線板２１の長手方向に沿って配置されている。つまり、ｎ個の光センサ２３（２３１〜２３ｎ）がプリント配線板２１上に一列に配置されている。プリント配線板２１の長手方向他端部側には、ＭＣＵ２４とコネクタ２５が配置されている。コネクタ２５は、プリント配線板２１の長手方向他端部に最も近い位置に形成されている。

図２（ｃ）に示すように、複数の光センサ２３、ＭＣＵ２４、およびコネクタ２５は、プリント配線板２１の配線２２によって、電気的に接続されている。また、光検出基板１１１の上面（光センサ２３等が実装された面）は、コンタクト窓２９１を有する保護フィルム２９で保護されている。コネクタ２５は、コンタクト窓２９１から露出した配線２２上に配置されている。

ＭＣＵ２４は、図３に示す駆動信号生成部２６および位置情報取得部２７を有する。駆動信号生成部２６は、光センサ２３１〜２３ｎ毎のＭＯＳトランジスタを備え、各ＭＯＳトランジスタで増幅された各駆動信号Ｓ１〜Ｓｎを、各光センサ２３１〜２３ｎに独立に出力する。
駆動信号生成部２６は、各光センサ２３１〜２３ｎの発光状態を個別に制御する発光制御部２８を備えている。
図３に示すように、各光センサ２３１〜２３ｎは、駆動信号生成部２６からの各駆動信号Ｓ１〜Ｓｎによって駆動する。つまり、各光センサ２３１〜２３ｎのＬＥＤ２３ａは発光制御部２８で制御された発光状態で発光し、フォトトランジスタ２３ｂは反射光を受光して、受光強度を示す信号Ｓｒ１〜Ｓｒｎを位置情報取得部２７に出力する。

第一実施形態の発光制御部２８は、図４（ａ）に示すように、同じタイミングで、二つの隣り合うＬＥＤ２３ａのうちの一方が点灯し、他方が消灯した状態となるように、各光センサ２３１〜２３ｎが有するＬＥＤ２３ａの発光状態を制御する。つまり、駆動信号生成部２６は、同じタイミングで、二つの隣り合うＬＥＤ２３ａのうちの一方が点灯し、他方が消灯した状態となるように、各光センサ２３１〜２３ｎへの各駆動信号Ｓ１〜Ｓｎを生成する。
位置情報取得部２７は、各光センサ２３１〜２３ｎのフォトトランジスタ２３ｂから入力された受光強度を示す信号Ｓｒ１〜Ｓｒｎに基づいて、予めプログラムされている演算を行い、被検知物の位置情報（光検出基板１１１と被検知物との距離を示す情報）を取得する。

ＬＥＤ２３ａが放射する赤外線は、被検知物が存在しない場合にはフォトトランジスタ２３ｂに受光されないように設定されている。
ＭＣＵ２４は、演算機能の他、クロック信号を発生する機能と、ネットワークインターフェースとを備えている。ＭＣＵ２４は、電力の供給を受けるだけで動作することができる。
コネクタ２５は、位置情報取得部２７で取得された位置情報を示す信号を外部に出力するための接続部品である。

＜統括基板＞
統括基板１２は、各光検出基板１１１〜１１ｎが取得した位置情報を統括する基板である。統括基板１２は、プリント配線板３０と、プリント配線板３０に実装されたマイクロプロセッサ３１、素子３２，３３，３４、およびコネクタ３７を有する。
統括基板１２のコネクタ３７は、可撓性を有する配線ケーブル１３によって、光検出基板１１１のコネクタ２５と接続されている。これにより、光検出基板１１１〜１１ｎが有する各ＭＣＵ２４の位置情報取得部２７で取得された位置情報が、配線ケーブル１３を介して統括基板１２のマイクロプロセッサ３１に入力される。

マイクロプロセッサ３１は、全ての光検出基板１１１〜１１ｎが取得した位置情報を演算して、被検知物に関する総合的な位置情報（例えば、被検知物がどの方向からどの程度光検出基板に接近しているのかを特定する情報、つまり、被検知物の接近方向と接近距離）を取得する。なお、被検知物の接近方向は、様々な向きで設置された光検出基板１１１〜１１ｎで検出された被検知物の各位置情報から判断できる。
素子３２，３３，３４は、マイクロプロセッサ３１が取得した総合的な位置情報に基づいて、近接覚センサ１が取り付けられている物体等を駆動する装置等に信号を送信する素子である。つまり、マイクロプロセッサ３１は、被検知物の位置に係る位置情報を素子３２，３３，３４に入力するように構成されている。素子３２，３３，３４としては、例えば、ＣＡＮ(Controller Area Network) インターフェイスＩＣ、ＲＳ−４２２インターフェイスＩＣ、Ｉ／Ｏポートが挙げられる。

［動作］
この実施形態の近接覚センサ１は、例えばロボットアームに取り付けて使用される。そして、光検出基板１１１の取り付け面５は平面である。
近接覚センサ１を構成する光検出基板１１１〜１１ｎの各ＭＣＵ２４に電源を供給すると、発光制御部２８の作用により駆動信号生成部２６から各光センサの各ＬＥＤに、図４（ａ）に対応する波形の駆動信号が供給される。これに伴い、図４（ｂ）に示すように、時間ｔ１では、一番目の光センサ２３１のＬＥＤ２３ａ（第一ＬＥＤ、図４では「ＬＥＤ１」）は点灯し、二番目の光センサ２３２のＬＥＤ２３ａ（第二ＬＥＤ、図４では「ＬＥＤ２」）は消灯し、三番目の光センサ２３３のＬＥＤ２３ａ（第三ＬＥＤ、図４では「ＬＥＤ３」）は点灯し、・・・というように隣り合う二つのＬＥＤのうちの一方が点灯し、他方が消灯した状態になる。

次の時間ｔ２では、第一ＬＥＤは消灯し、第二ＬＥＤは点灯し、第三ＬＥＤは消灯し、・・・というように隣り合う二つのＬＥＤのうちの一方（ｔ１では消灯していたもの）が点灯し、他方が消灯した状態になる。次の時間ｔ３では、第一ＬＥＤは点灯し、第二ＬＥＤは消灯し、第三ＬＥＤは点灯し、・・・というように隣り合う二つのＬＥＤのうちの一方（ｔ１で点灯していたもの）が点灯し、他方が消灯した状態になる。
なお、図５に示すように、第一ＬＥＤが消灯してから隣の第二ＬＥＤが点灯するまでの間に少し時間（１μｓ〜１０μｓ）が開くように制御してもよい。

被検知物とロボットアームとが相対的に近づいたとき、各ＬＥＤ２３ａから放射された赤外線は、被検知物で反射される。反射された赤外線は、各フォトトランジスタ２３ｂによって受光される。各フォトトランジスタ２３ｂが受光する赤外線の強度は、各フォトトランジスタ２３ｂと被検知物との距離に応じて変化する。各フォトトランジスタ２３ｂの受光に伴い、各フォトトランジスタ２３ｂからの受光強度を示す信号Ｓｒ１〜Ｓｒｎが、位置情報取得部２７に入力されて、被検知物の位置情報が取得される。
このようにして各ＭＣＵ２４で取得された位置情報信号が、コネクタ２５、配線ケーブル１３、統括基板１２のコネクタ３７を介して、マイクロプロセッサ３１に送信される。そして、マイクロプロセッサ３１により、全ての光検出基板１１１〜１１ｎが取得した位置情報が演算されて、被検知物に関する総合的な位置情報が取得される。また、マイクロプロセッサ３１から、被検知物の位置に係る位置情報が素子３２，３３，３４に入力される。

以上のようにして、近接覚センサ１で、ロボットアームと被検知物との距離が検出されるとともに、被検知物に関する総合的な位置情報が検出（例えば、ロボットアームに対して被検知物がどの方向から接近しているのかと、ロボットアームに対して被検知物が長距離の位置にあるのか、中距離の位置にあるのか、近距離まで近づいてきているのかが特定）される。
また、素子３２，３３，３４の少なくともいずれかにより、マイクロプロセッサ３１が取得した総合的な位置情報に基づいて、ロボットアームの駆動装置に信号が送信されて、ロボットアームの駆動が制御される。例えば、ロボットアームが被検知物の接近方向と異なる方向に移動し、ロボットアームと被検知物との衝突を避けるように制御される。

［作用、効果］
この実施形態の近接覚センサ１では、ｎ個のＬＥＤが上述のような発光状態に制御される（第一態様の実施形態に相当する制御方法が実施される）ことによって、全てのＬＥＤを点灯させる図４（ｃ）の場合と比較して、隣り合うＬＥＤから放射された光の重なり部分が少なくなる。つまり、隣合う光センサによる検出領域が重なる部分が少なくなる。つまり、一方の光センサからの発光が他方の光センサによる受光に影響を及ぼす（つまり、隣り合う光センサが干渉する）ことが防止されるため、近接覚センサ１による検出精度が向上する。

〔第二実施形態〕
第二実施形態の近接覚センサ１は、各光センサ２３１〜２３ｎが有するＬＥＤ２３ａの発光状態の制御方法が第一実施形態の近接覚センサ１とは異なる。それ以外は第一実施形態と同じである。第二実施形態の近接覚センサ１も、光検出基板１１１の取り付け面５が平面である場合の例である。
第二実施形態の発光制御部２８は、図６（ａ）に示すように、同じタイミングで点灯させるＬＥＤ２３ａを二つ置きとしている。つまり、駆動信号生成部２６は、図６（ａ）に示す発光状態となるように、各光センサ２３１〜２３ｎへの各駆動信号Ｓ１〜Ｓｎを生成する。

これにより、図６（ｂ）に示すように、時間ｔ１では、第一ＬＥＤ（図６では「ＬＥＤ１」）と第四ＬＥＤ（図６では「ＬＥＤ４」）は点灯し、第二ＬＥＤ（図６では「ＬＥＤ２」）、第三ＬＥＤ（図６では「ＬＥＤ３」）、第五ＬＥＤ（図６では「ＬＥＤ５」）は消灯した状態になる。
次の時間ｔ２では、第一ＬＥＤ、第三ＬＥＤ、および第四ＬＥＤは消灯し、第二ＬＥＤと第五ＬＥＤは点灯した状態になる。次の時間ｔ３では、第三ＬＥＤは点灯し、第一ＬＥＤ、第二ＬＥＤ、第四ＬＥＤ、 および第五ＬＥＤは消灯した状態になる。

第二実施形態の近接覚センサ１では、ｎ個のＬＥＤが上述のような発光状態に制御される（第一態様の実施形態に相当する制御方法が実施される）ことによって、全てのＬＥＤを点灯させる図６（ｃ）の場合のような、隣り合うＬＥＤから放射された光の重なり部分がなくなる。つまり、一方の光センサからの発光が他方の光センサによる受光に影響を及ぼす（つまり、隣り合う光センサが干渉する）ことが防止されるため、近接覚センサ１による検出精度が向上する。

〔第三実施形態〕
第三実施形態の近接覚センサ１は、各光センサ２３１〜２３ｎが有するＬＥＤ２３ａの発光状態の制御方法が第一実施形態の近接覚センサ１とは異なる。第三実施形態の近接覚センサ１は、光検出基板１１１の取り付け面５が凸円弧面である場合の例である。それ以外は第一実施形態と同じである。
第三実施形態の発光制御部２８は、図７（ａ）に示すように、同じタイミングで点灯させるＬＥＤ２３ａを一つ置きとしている。つまり、駆動信号生成部２６は、図７（ａ）に示す発光状態となるように、各光センサ２３１〜２３ｎへの各駆動信号Ｓ１〜Ｓｎを生成する。

これにより、図７（ｂ）に示すように、時間ｔ１では、第一ＬＥＤ（図７では「ＬＥＤ１」）と第三ＬＥＤ（図７では「ＬＥＤ３」）は点灯し、第二ＬＥＤ（図７では「ＬＥＤ２」）と第四ＬＥＤ（図７では「ＬＥＤ４」）は消灯し、・・・というように隣り合う二つのＬＥＤのうちの一方が点灯し、他方が消灯した状態になる。次の時間ｔ２では、時間ｔ１で消灯していたＬＥＤが点灯し、時間ｔ１で点灯していたＬＥＤが消灯した状態になる。

第三実施形態の近接覚センサ１では、ｎ個のＬＥＤが上述のような発光状態に制御される（第一態様の実施形態に相当する制御方法が実施される）ことによって、全てのＬＥＤを点灯させる図７（ｃ）の場合のような、隣り合うＬＥＤから放射された光の重なり部分がなくなる。つまり、一方の光センサからの発光が他方の光センサによる受光に影響を及ぼす（つまり、隣り合う光センサが干渉する）ことが防止されるため、近接覚センサ１による検出精度が向上する。

このように、光検出基板１１１の取り付け面５が凸円弧面の場合は、同じタイミングで点灯させるＬＥＤ２３ａを一つ置きとするだけで、隣り合うＬＥＤから放射された光の重なり部分がなくなる。これに対して、光検出基板１１１の取り付け面５が平面の場合は、同じタイミングで点灯させるＬＥＤ２３ａが第一実施形態のように一つ置きでは、隣り合うＬＥＤから放射された光の重なり部分が少し残り、第二実施形態のように二つ置きにすることで、隣り合うＬＥＤから放射された光の重なり部分がなくなる。

つまり、第二実施形態および第三実施形態の発光制御部２８は、複数の光センサの取り付け面に応じて、同じタイミングで、複数の発光素子の一部を点灯させ、残りを消灯させることにより、発光素子から放出される光が重ならないように制御している。つまり、第二実施形態および第三実施形態の発光制御部２８により、第二態様の実施形態に相当する制御方法が実施されている。

〔第四実施形態〕
第四実施形態の近接覚センサ１は、各光センサ２３１〜２３ｎが有するＬＥＤ２３ａの発光状態の制御方法が第一実施形態の近接覚センサ１とは異なる。それ以外は第一実施形態と同じである。
第四実施形態の発光制御部２８は、図８（ａ）に示すように、複数のＬＥＤ２３ａが配列順に点灯した後に消灯するように制御する。つまり、駆動信号生成部２６は、図８（ａ）に示す発光状態となるように、各光センサ２３１〜２３ｎへの各駆動信号Ｓ１〜Ｓｎを生成する。

これにより、図８（ｂ）に示すように、時間ｔ１では、第一ＬＥＤ（図８では「ＬＥＤ１」）は点灯し、これ以外のＬＥＤは消灯した状態になる。次の時間ｔ２では、第二ＬＥＤ（図８では「ＬＥＤ２」）は点灯し、これ以外のＬＥＤは消灯した状態になる。次の時間ｔ３では、第三ＬＥＤ（図８では「ＬＥＤ３」）は点灯し、これ以外のＬＥＤは消灯した状態になる。次の時間では、第四ＬＥＤ（図８では「ＬＥＤ４」）は点灯し、これ以外のＬＥＤは消灯した状態になる。

第四実施形態の近接覚センサ１では、ｎ個のＬＥＤが上述のような発光状態に制御される（第三態様の実施形態に相当する制御方法が実施される）ことによって、全てのＬＥＤを点灯させる図６（ｃ）の場合のような、隣り合うＬＥＤから放射された光の重なり部分がなくなる。つまり、一方の光センサからの発光が他方の光センサによる受光に影響を及ぼす（つまり、隣り合う光センサが干渉する）ことが防止されるため、近接覚センサ１による検出精度が向上する。

なお、複数のＬＥＤ２３ａが配列順に点灯した後に消灯するように制御する別の例としては、第一ＬＥＤのみが点灯して消灯した後に第三ＬＥＤのみが点灯して消灯し、その後に図示されない第五ＬＥＤのみが点灯して消灯する例（一つ置きに点灯、消灯させる例）が挙げられる。また、二以上置きにＬＥＤを点灯、消灯させる例も挙げられる。
また、同時に発光させるＬＥＤ２３ａは二個以上であってもよい。つまり、複数のＬＥＤ２３ａを配列順に複数のグループに分けて、各グループ内で配列順に点灯した後に消灯するように制御してもよい。その場合は、放出される光が互いに重ならない間隔で配置されたＬＥＤ２３ａ同士を同時に発光させる。

〔第五実施形態〕
第五実施形態の近接覚センサ１は、各光センサ２３１〜２３ｎが有するＬＥＤ２３ａの発光状態の制御方法が第一実施形態の近接覚センサ１とは異なる。また、図９に示すように、統括基板１２のマイクロプロセッサ３１が接近検出部３８を有している。これらの点以外は第一実施形態と同じである。
接近検出部３８は、全ての光検出基板１１１〜１１ｎが取得した位置情報を演算して、被検知物が光検出基板に対して長距離の位置にあるのか、中距離の位置にあるのか、近距離まで近づいてきているのかを判定する。また、長距離判定から中距離判定になった時点で、被検知物が近づいてきたことを示す接近検出信号Ｓｋを、各駆動信号生成部２６の発光制御部２８に出力する。

図１０（ａ）に示すように、一方向に沿って、第一ＬＥＤ（図１０では「ＬＥＤ１」と表示）、第二ＬＥＤ（図１０では「ＬＥＤ２」と表示）、および第三ＬＥＤ（図１０では「ＬＥＤ３」と表示）が配列されている場合を考える。発光強度は第一ＬＥＤ＞第二ＬＥＤ＞第三ＬＥＤとする。この場合、これらのＬＥＤを図１０（ｂ）に示すように発光させると、第一ＬＥＤで長距離に存在する物体を検出でき、第二ＬＥＤで中距離に存在する物体が検出でき、第三ＬＥＤで近距離に存在する物体を検出できる。つまり、ＬＥＤの発光時間（検出時間）が長く発光強度が強いほど被検知物の検出範囲が広くなる。

そこで、第五実施形態の発光制御部２８では、一方向に沿って八個（または八個の倍数）の光センサ（ＬＥＤ２３ａとフォトトランジスタ２３ｂ）が配列されている光検出基板１１１について、第三ＬＥＤおよび第六ＬＥＤ（「ＬＥＤ６」）を長距離物体検出用の発光素子（第一発光素子）とし、第一ＬＥＤおよび第八ＬＥＤ（「ＬＥＤ８」）を中距離物体検出用の発光素子（第二発光素子）とし、第二ＬＥＤ、第四ＬＥＤ、第五ＬＥＤ、および第七ＬＥＤ（「ＬＥＤ７」）を近距離物体検出用の発光素子（第三発光素子）とする。つまり、複数の発光素子を、長距離物体検出用、中距離物体検出用、および近距離物体検出用に分ける。

そして、第五実施形態の発光制御部２８は、図１１（ａ）に示すように、時刻Ｔｋまで（接近検出部３８から接近検出信号Ｓｋが入力されるまで）は、第三ＬＥＤおよび第六ＬＥＤのみを発光させ、時刻Ｔｋ以降は、これに加えて、第一ＬＥＤおよび第八ＬＥＤと、第二ＬＥＤ、第四ＬＥＤ、第五ＬＥＤ、および第七ＬＥＤも発光させる制御を行う。また、第一ＬＥＤおよび第八ＬＥＤは第三ＬＥＤおよび第六ＬＥＤと同時に二パルス分発光した後に、一パルス分発光を中止している。第二ＬＥＤ、第四ＬＥＤ、第五ＬＥＤ、および第七ＬＥＤは、第三ＬＥＤおよび第六ＬＥＤと同時に一パルス分発光した後に、二パルス分発光を中止している。

つまり、駆動信号生成部２６は、図１１（ａ）に示す発光状態となるように、各光センサ２３１〜２３ｎへの各駆動信号Ｓ１〜Ｓｎを生成する。
これにより、各光検出基板１１１の第三ＬＥＤおよび第六ＬＥＤの発光に基づいて統括基板１２が物体の近接を検出するまで（時刻Ｔｋまで）は、図１１（ｂ）に示すように、第一ＬＥＤと第六ＬＥＤは点灯し、これ以外のＬＥＤは消灯した状態になる。時刻Ｔｋ以降は、図１１（ｃ）に示す発光状態と図１１（ｄ）に示す発光状態を繰り返す。

第五実施形態の近接覚センサ１では、複数のＬＥＤが上述のような発光状態に制御される（第四態様の実施形態に相当する制御方法が実施される）ことによって、最初から全てのＬＥＤを長距離物体が検出できる強度で発光させる場合と比較して、ＬＥＤの消費電力を低減しながら、長距離にある被検知物が近づいてくることを検出できる。
なお、時刻Ｔｋ以降は、第一発光素子である第三ＬＥＤおよび第六ＬＥＤは消灯させ、第二発光素子である第一ＬＥＤおよび第八ＬＥＤと、第三発光素子である第二ＬＥＤ、第四ＬＥＤ、第五ＬＥＤ、および第七ＬＥＤのみを発光させてもよい。
また、時刻Ｔｋ以降に、全てのＬＥＤを長距離物体が検出できる強度（高強度）で発光させてもよい。ただし、その場合は、予め全てのＬＥＤを、隣り合うＬＥＤから高強度で放出された光が重ならないように配置する必要がある。

１ 近接覚センサ
１１１〜１１ｎ 光検出基板
１２ 統括基板
２１ プリント配線板
２３，２３１〜２３ｎ 光センサ
２３ａ ＬＥＤ（発光素子）
２３ｂ フォトトランジスタ
２４ マイクロコントロールユニット
２５ コネクタ
２６ 駆動信号生成部
２７ 位置情報取得部
２８ 発光制御部
３０ プリント配線板
３１ マイクロプロセッサ
３２，３３，３４ 素子
３７ コネクタ
３８ 接近検出部
５ 光検出基板の取り付け面

Claims (4)

1. 発光素子と、前記発光素子から放射された光の被検知物による反射光を受光する受光素子と、を備えた、複数の光センサと、
   前記複数の光センサからの前記反射光の受光強度に基づいて前記被検知物の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記複数の光センサが有する複数の前記発光素子の発光状態を個別に制御する発光制御部と、を有する近接覚センサの前記発光素子の発光状態を制御する方法であって、
   前記発光制御部により、同じタイミングで、二つの隣り合う前記発光素子のうちの一方が点灯し、他方が消灯した状態となるように制御する近接覚センサの制御方法。
2. 発光素子と、前記発光素子から放射された光の被検知物による反射光を受光する受光素子と、を備えた、複数の光センサと、
   前記複数の光センサからの前記反射光の受光強度に基づいて前記被検知物の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記複数の光センサが有する複数の前記発光素子の発光状態を個別に制御する発光制御部と、を有する近接覚センサの前記発光素子の発光状態を制御する方法であって、
   前記発光制御部により、前記複数の光センサの取り付け面に応じて、同じタイミングで、複数の前記発光素子の一部を点灯させ、残りを消灯させることにより、前記発光素子から放出される光が重ならないように制御する近接覚センサの制御方法。
3. 発光素子と、前記発光素子から放射された光の被検知物による反射光を受光する受光素子と、を備えた、複数の光センサと、
   前記複数の光センサからの前記反射光の受光強度に基づいて前記被検知物の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記複数の光センサが有する複数の前記発光素子の発光状態を個別に制御する発光制御部と、を有し、
   複数の前記発光素子は一方向に沿う配列で配置されている近接覚センサの前記発光素子の発光状態を制御する方法であって、
   前記発光制御部により、複数の前記発光素子が前記配列順に点灯した後に消灯するように制御する近接覚センサの制御方法。
4. 発光素子と、前記発光素子から放射された光の被検知物による反射光を受光する受光素子と、を備えた、複数の光センサと、
   前記複数の光センサからの前記反射光の受光強度に基づいて前記被検知物の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記複数の光センサが有する複数の前記発光素子の発光状態を個別に制御する発光制御部と、
   前記位置情報取得部が取得した前記被検知物の位置情報に基づいて、前記被検知物が長距離位置から近づいてきたことを検出する接近検出部と、
   を有し、
   複数の前記発光素子は一方向に沿う配列で配置されている近接覚センサの前記発光素子の発光状態を制御する方法であって、
   前記発光制御部により、
   複数の前記発光素子を、長距離物体検出用の第一発光素子と、中距離物体検出用の第二発光素子と、近距離物体検出用の第三発光素子と、に分けて、
   前記接近検出部が前記被検知物の接近を検出するまでは前記第一発光素子のみを発光させ、前記接近検出部が前記被検知物の接近を検出した後は前記第二発光素子および前記第三発光素子を発光させる制御を行う近接覚センサの制御方法。

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