JP2021012119A - Infra-red ray measurement device, and infra-red ray measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、近接物に照射した赤外線を測定することができる赤外線測定装置、およびその測定方法に関する。 The present invention relates to an infrared measuring device capable of measuring infrared rays irradiated to a nearby object, and a measuring method thereof.
タッチパネル方式を採用した表示装置を設けた機器(例えば、携帯電話機、スマートフォン、PDA(Personal Digital Assistants)など)では、人体の一部がタッチパネルに接触することで誤動作を生じることがある。特に、スマートフォンでは、電話による通話を行う際に耳や顔等をタッチパネルに接触させる必要があり、耳や顔等の接触によりタッチパネルによる誤動作を防止するために、表示装置での表示をオフにしてタッチパネルでの操作を無効にする必要がある。 Devices provided with a display device that employs a touch panel method (for example, mobile phones, smartphones, PDAs (Personal Digital Assistants), etc.) may malfunction when a part of the human body comes into contact with the touch panel. In particular, with smartphones, it is necessary to bring the ears, face, etc. into contact with the touch panel when making a telephone call, and in order to prevent malfunctions due to the touch panel due to contact with the ears, face, etc., the display on the display device is turned off. It is necessary to disable the operation on the touch panel.
タッチパネルでの操作を無効にするために、タッチパネルに耳や顔等が近づいたことを検出するための測定装置として赤外線測定装置を採用している。当該赤外線測定装置は、近接物に照射した赤外線を測定することで対象物(たとえば、耳や顔等)が機器に接近したことを検出する光学式の近接センサ(以下、単に近接センサともいう)である。 In order to invalidate the operation on the touch panel, an infrared measuring device is adopted as a measuring device for detecting that an ear, a face, or the like approaches the touch panel. The infrared measuring device is an optical proximity sensor (hereinafter, also simply referred to as a proximity sensor) that detects that an object (for example, an ear, a face, etc.) has approached a device by measuring infrared rays radiated to a nearby object. Is.
近接センサは、赤外線LEDをパルス発光させて、対象物からの反射光を赤外線領域に感度ピークを有するフォトダイオードを用いて測定することで近接物の検出を行っている。しかし、近接センサで近接物を測定する場合、太陽光、白熱灯、ハロゲン光等の赤外線成分を含む周囲光の影響を受けて測定に誤差が生じる場合がある。そのため、近接センサで近接物を測定する場合、周囲光の影響を抑えることが可能な近接センサが開発されている(特許文献1)。 The proximity sensor detects a proximity object by emitting a pulse of an infrared LED and measuring the reflected light from the object using a photodiode having a sensitivity peak in the infrared region. However, when measuring a nearby object with a proximity sensor, an error may occur in the measurement due to the influence of ambient light including infrared components such as sunlight, incandescent lamp, and halogen light. Therefore, when measuring a proximity object with a proximity sensor, a proximity sensor capable of suppressing the influence of ambient light has been developed (Patent Document 1).
特許文献1に示す近接センサでは、フォトダイオードの変化時間を測定、演算して閾値と比較するものであるから、周囲光の測定データが必要である。しかし、白熱灯、ハロゲン光、蛍光灯やLED光源などを周囲光とする場合、商用電源の周波数50/60Hzで周囲光の明るさが変動(フリッカ)することになる。 Since the proximity sensor shown in Patent Document 1 measures and calculates the change time of the photodiode and compares it with the threshold value, measurement data of ambient light is required. However, when an incandescent lamp, a halogen lamp, a fluorescent lamp, an LED light source, or the like is used as ambient light, the brightness of the ambient light fluctuates (flickers) at a frequency of 50/60 Hz of a commercial power source.
周囲光が変動した場合、近接センサでは、周囲光を測定するタイミングと対象物からの反射光を測定するタイミングとで周囲光の明るさが変わるので、周囲光の明るさが変化した分がノイズとして測定される。そのため、近接センサでは、周囲光の変化がノイズとして加算され、対象物からの反射光を精度良く測定することができない。 When the ambient light fluctuates, the proximity sensor changes the brightness of the ambient light depending on the timing of measuring the ambient light and the timing of measuring the reflected light from the object, so the change in the brightness of the ambient light is the noise. Measured as. Therefore, in the proximity sensor, the change in ambient light is added as noise, and the reflected light from the object cannot be measured accurately.
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、近接測定により赤外反射光を測定する場合に、比較的簡単な測定により、周囲光がノイズとして含まれることを防止し、誤動作を抑制することができる赤外線測定装置、およびその測定方法を提供することを目的としている。 The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and when infrared reflected light is measured by proximity measurement, it is possible to prevent ambient light from being included as noise by a relatively simple measurement. It is an object of the present invention to provide an infrared measuring device capable of suppressing malfunction, and a measuring method thereof.
ある実施形態に従うと、近接物に赤外線を照射する赤外発光素子と、赤外発光素子が発光している状態において近接物で反射した赤外反射光、あるいは赤外発光素子が非発光の状態での周囲の光を測定する測定部と、測定部で測定した周囲の光の変動周期に基づく所定のタイミングで赤外発光素子、および測定部の駆動を制御する制御部と、測定部からの測定データを演算処理し、赤外反射光照度を算出する手段を有する演算処理部とを備え、測定部は、所定のタイミングで赤外線が近接物で反射した赤外反射光を測定した第1の測定値と、赤外発光素子が非発光の状態で第1の測定値の測定時刻の前後の時刻で測定された第2の測定値及び第3の測定値を出力し、演算処理部は、第1の測定値から第2の測定値及び第3の測定値の平均を引き算して赤外反射光照度を算出する。 According to a certain embodiment, an infrared light emitting element that irradiates a nearby object with infrared rays, an infrared reflected light reflected by the nearby object while the infrared light emitting element is emitting light, or a state in which the infrared light emitting element is non-emission From the measuring unit that measures the ambient light in, the infrared light emitting element at a predetermined timing based on the fluctuation cycle of the ambient light measured by the measuring unit, the control unit that controls the drive of the measuring unit, and the measuring unit. The first measurement is provided with an arithmetic processing unit having a means for arithmetically processing the measurement data and calculating the infrared reflected light illuminance, and the measuring unit measures the infrared reflected light reflected by an infrared object at a predetermined timing. The value and the second measured value and the third measured value measured at the time before and after the measurement time of the first measured value in the non-infrared state are output, and the arithmetic processing unit outputs the value and the third measured value. The infrared reflected light illuminance is calculated by subtracting the average of the second measured value and the third measured value from the measured value of 1.
好ましくは、測定部の赤外光を測定する測定回路は、変動周期を測定する測定回路と回路を共有化している。 Preferably, the measuring circuit for measuring the infrared light of the measuring unit shares the circuit with the measuring circuit for measuring the fluctuation period.
好ましくは、制御部は、所定のタイミングを変動周期のピークを外したタイミングとして、測定部が赤外反射光を測定するように制御する。 Preferably, the control unit controls the measuring unit to measure the infrared reflected light by setting a predetermined timing as the timing when the peak of the fluctuation cycle is removed.
好ましくは、制御部は、変動周期のピークを外したタイミングを、変動周期のピークから1/4周期外れたタイミングとして、測定部が赤外反射光を測定するように制御する。 Preferably, the control unit controls the measurement unit to measure the infrared reflected light by setting the timing when the peak of the fluctuation cycle is deviated as the timing deviating from the peak of the fluctuation period by 1/4 period.
好ましくは、測定部は、所定のタイミングを変動周期の1/2のタイミングとして、第1の測定値、第2の測定値および第3の測定値を2回出力し、演算処理部は、2回出力された測定値から各々の赤外反射光照度を求め、2回求めた赤外反射光照度の平均を算出する。 Preferably, the measuring unit outputs the first measured value, the second measured value, and the third measured value twice with the predetermined timing as the timing of 1/2 of the fluctuation cycle, and the arithmetic processing unit has 2 Each infrared reflected light illuminance is obtained from the measured values output twice, and the average of the infrared reflected light illuminance obtained twice is calculated.
好ましくは、制御部は、所定のタイミングとして、測定部の測定を開始するまでの第1の待ち時間、および第1の待ち時間から次の測定までの第2の待ち時間となるように、前記測定部が赤外反射光を測定するように制御する。 Preferably, the control unit has a predetermined timing such that the first waiting time until the measurement of the measuring unit is started and the second waiting time from the first waiting time to the next measurement. The measuring unit is controlled to measure the infrared reflected light.
好ましくは、制御部は、所定の周期において測定部で周囲の光を測定して変動周期を更新する。 Preferably, the control unit measures the ambient light with the measurement unit at a predetermined cycle to update the fluctuation cycle.
好ましくは、測定部の赤外光を受光する受光素子は、変動周期を測定するための受光素子と素子を共有化している。 Preferably, the light receiving element that receives the infrared light of the measuring unit shares the light receiving element and the element for measuring the fluctuation period.
ある実施形態に従うと、近接物に赤外線を照射する赤外発光素子と、赤外発光素子が発光している状態において近接物で反射した赤外反射光、あるいは赤外発光素子が非発光の状態での周囲の光を測定する測定部と、測定部で測定した周囲の光の変動周期に基づく所定のタイミングで赤外発光素子、および測定部の駆動を制御する制御部と、測定部からの測定データを演算処理し、赤外反射光照度を算出する手段を有する演算処理部とを備える赤外線測定装置で赤外反射光を測定する測定方法であって、測定部で赤外発光素子が非発光の状態での周囲の光を測定するステップと、測定部で測定した変動周期に基づく所定のタイミングを算出するステップと、測定部で、所定のタイミングで赤外線が近接物で反射した赤外反射光を測定した第1の測定値と、赤外発光素子が非発光の状態で第1の測定値の測定時刻の前後の時刻で測定された第2の測定値及び第3の測定値を出力するステップと、演算処理部で、第1の測定値から第2の測定値及び第3の測定値の平均を引き算して赤外反射光照度を算出するステップとを含む。 According to a certain embodiment, an infrared light emitting element that irradiates a nearby object with infrared rays, an infrared reflected light reflected by the nearby object while the infrared light emitting element is emitting light, or a state in which the infrared light emitting element is non-emission. From the measuring unit that measures the ambient light in, the infrared light emitting element at a predetermined timing based on the fluctuation cycle of the ambient light measured by the measuring unit, the control unit that controls the drive of the measuring unit, and the measuring unit. This is a measurement method in which infrared reflected light is measured by an infrared measuring device including an arithmetic processing unit having a means for calculating the infrared reflected light illuminance by arithmetically processing the measurement data, and the infrared light emitting element does not emit light in the measuring unit. A step of measuring the ambient light in the state of, a step of calculating a predetermined timing based on the fluctuation cycle measured by the measuring unit, and an infrared reflected light in which infrared rays are reflected by a nearby object at a predetermined timing in the measuring unit. The first measured value measured in the above, and the second measured value and the third measured value measured at times before and after the measurement time of the first measured value in a non-light emitting state are output. This includes a step and a step of calculating the infrared reflected light illuminance by subtracting the average of the second measured value and the third measured value from the first measured value in the arithmetic processing unit.
ある実施形態に従う赤外線測定装置では、変動周期に基づく所定のタイミングで測定することで周囲光がノイズとして含まれることを防止し、誤動作を抑制することができる。 In the infrared measuring device according to a certain embodiment, it is possible to prevent ambient light from being included as noise and suppress malfunction by measuring at a predetermined timing based on a fluctuation cycle.
以下に、本発明の実施の形態に係る赤外線測定装置について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Hereinafter, the infrared measuring device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
(実施の形態1)
本実施の形態1に係る赤外線測定装置は、近接物に照射した赤外線を測定することで対象物が機器に接近したことを検出する光学式の近接センサを一例として以下に説明する。しかし、これに限られず近接センサと同じような構成で赤外線を測定する赤外線測定装置であれば、いずれの赤外線測定装置であってもよい。
(Embodiment 1)
The infrared measuring device according to the first embodiment will be described below by taking as an example an optical proximity sensor that detects that an object has approached the device by measuring infrared rays radiated to a nearby object. However, the present invention is not limited to this, and any infrared measuring device may be used as long as it is an infrared measuring device that measures infrared rays with a configuration similar to that of a proximity sensor.
図1は、実施の形態1に係る赤外線測定装置100の全体構成を示す図である。赤外線測定装置100は、近接測定部50、レジスタ回路14、PSインタフェース15、POR(パワーオンリセット)16、I2Cインタフェース17等を有している。ここで、POR16は、電源投入時にICを初期化する。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the
また、赤外線測定装置100は、演算処理部であるMCU(マイクロコントロールユニット)44、赤外発光ダイオード(赤外発光素子)420等を備えている。MCU44は、外部の制御部であり、近接測定部50のオン−オフ切り替え等を行う。赤外線測定装置100には、LED用のGND端子や回路素子のGND端子等も設けられている。電源電圧VDDの端子には、キャパシタ430がGNDとの間に挿入されており、これにより高周波ノイズをカットする。
Further, the
近接測定部50は、LEDパルス発生器1、赤外線LEDドライバ2、フリッカ測定用の受光素子3a、近接測定用の受光素子3b、積分回路4、AD変換器5、対数変換器6、PSコントロールロジック18で構成される。PSコントロールロジック18は、近接測定部50を制御するためのロジック回路である。また、PSコントロールロジック18は、AD変換器5やレジスタ回路14からのデジタルデータに基づき演算、判定等の処理を行う。ILEDの端子に、電源電圧VDDが供給された赤外発光ダイオード420のカソードが接続されている。赤外発光ダイオード420は、赤外線領域の光を発光させるダイオードである。
The
フリッカ測定用の受光素子3aは、可視光線を感度良く検出するために、可視光や紫外線を透過させる赤外カットフィルタF1を受光面に有するフォトダイオードで構成される。また、受光素子3aは、可視光線領域に感度ピークを有するフォトダイオードで構成されてもよい。近接測定用の受光素子3bは、赤外線を感度良く検出するために、可視光や紫外線をカットし、赤外線を透過させる可視光カットフィルタF2を受光面に有するフォトダイオードで構成される。また、受光素子3bは、赤外線領域に感度ピークを有するフォトダイオードで構成されてもよい。受光素子3aと受光素子3bとは、積分回路4に対して直列に接続されている。受光素子3aは、スイッチSW1を介して積分回路4に、受光素子3bは、スイッチSW2を介して積分回路4にそれぞれ接続されている。そのため、スイッチSW1およびスイッチSW2を切換えることで、積分回路4に入力される信号をフリッカ測定用の受光素子3aからの信号とするのか、近接測定用の受光素子3bからの信号とするのかを切換えることができる。
The
近接測定による赤外反射光の測定については以下のように行われる。まず、LEDパルス発生器1で赤外発光ダイオード420を発光させるための基礎となるパルスを発生させ、これを赤外線LEDドライバ2に供給する。赤外線LEDドライバ2は、LEDパルス発生器1からのパルス信号に基づき、赤外発光ダイオード420を駆動させるためのパルス信号に変える。赤外発光ダイオード420が電流駆動であるため、赤外線LEDドライバ2から出力されるパルス信号は、電流パルス信号である。赤外線LEDドライバ2では、5mA〜200mAまでの電流パルス信号を作成することができ、例えば5mA〜10mAの範囲の電流パルス信号を使用する。また、電流パルス信号のデューティ比は、様々に変化させることができるが、発光期間は、例えば250μSとすることができる。
The measurement of infrared reflected light by proximity measurement is performed as follows. First, the LED pulse generator 1 generates a pulse that is a basis for causing the infrared
このように、赤外線LEDドライバ2から発光ダイオードの駆動用電流パルス信号が赤外発光ダイオード420に供給されると、赤外発光ダイオード420は、駆動用電流パルス信号のオン期間に発光動作を行い、これを繰り返す。なお、近接測定部50が周囲光を測定している時には、赤外発光ダイオード420を発光させない。赤外発光ダイオード420からの受光が周囲光の測定に対して誤差信号とならないようにするためである。
In this way, when the driving current pulse signal of the light emitting diode is supplied from the
赤外発光ダイオード420から放射された赤外線は、近接物(対象物)40に到達して反射する。近接物400から反射して戻ってきた赤外反射光は、近接測定用の受光素子3bで受光される。つまり、スイッチSW1をOFFにし、スイッチSW2をONにすることで受光素子3bを積分回路4に接続する。また、赤外反射光の測定の前後で測定される周囲光は、フリッカ測定用の受光素子3aで受光することにより、近接測定部50で測定される。つまり、近接測定部50は、フリッカ測定部として機能し、スイッチSW1をONにし、スイッチSW2をOFFにすることで受光素子3aを積分回路4に接続する。赤外反射光は、受光素子3bで光電流に変換されて積分回路4に出力される。積分回路4では、光電流を増幅器とキャパシタとによる積分回路で積分し、その値がAD変換器5に出力する。
The infrared rays emitted from the infrared
AD変換器5は、積分回路4で積分された値をAD変換してデジタル値として出力する。ここで、積分回路4およびAD変換器5とで積分型AD変換回路を構成している。積分型AD変換回路では、光電流によるキャパシタへの電荷の充電と、キャパシタからの電荷の一括放電または段階放電とを繰り返すことで、光電流の値を積分して増幅し、増幅した値をデジタル値に変換している。
The
AD変換器5の出力は、対数変換器6に入力され、対数に変換される。対数変換器6では、例えば21ビットの入力データを8ビットの対数データに変換して出力する。対数変換器6からの対数データはレジスタ回路14に入力され保持される。レジスタ回路14に保持されているデジタルデータは、I2Cインタフェース17を介してMCU44に出力される。一方、近接測定が行われ、近接検出されると、PSインタフェース15を介して割り込み信号がMCU44に伝達される。
The output of the
周囲光の照度測定についても、近接測定部50で行われる。周囲光の光源41からの光が受光素子3aで受光されると、受光素子3aでは光電変換作用により光電流が発生する。この光電流を増幅器とキャパシタとによる積分回路4で積分し、その値がAD変換器5に入力される。AD変換器5によりAD変換されたデジタル値は、対数変換器6に送信される。対数変換器6では、デジタル値を対数データに変換してレジスタ回路14に送信し、送信された対数データはレジスタ回路14で保持される。レジスタ回路14に保持された周囲光測定データはI2Cインタフェース17を介してMCU44に出力される。
The illuminance measurement of the ambient light is also performed by the
赤外線測定装置100では、上述したように単にフリッカセンサをそのまま追加した構成ではなく、近接測定部50の回路を使って周囲光測定(発光なし測定)を繰り返し行うことでフリッカ測定を行っている。赤外線測定装置100では、フリッカ測定用の回路と、近接測定用の回路とを別々に設けるのではなく、回路を一つ設けるだけでよく、回路を共有化できる。つまり、赤外線測定装置100では、フリッカセンサと近接センサとを単に組み合わせたと考えるより、近接センサで周囲光測定を測定することができるようにシーケンスを変更したと考えることもできる。
In the
次に、赤外線測定装置100の近接測定における基本的な測定タイミングについて説明する。図2は、本実施の形態1に係る赤外線測定装置100の測定タイミングを説明するための図である。図2(a)では、横軸が時間を示している。周囲光には、商用電源周波数(50Hz、60Hz)に基づく所定の周期で発光強度が変動している白熱やハロゲン光等の光源から光が含まれているため、周囲光の放射照度も変動する。
Next, the basic measurement timing in the proximity measurement of the
このため、赤外線測定装置100では、赤外発光ダイオード420を発光させて対象物からの反射光を測定する前後に、周囲光の赤外線成分を測定し、これらの値の平均を対象物からの赤外反射光測定値から引き算することにより周囲光の赤外線成分を除去することができる。
Therefore, the
図2(a)に示すように、赤外線測定装置100は、赤外発光ダイオード420を発光させて赤外反射光を測定(反射光測定)する場合、この前後で赤外発光ダイオード420を発光させないで周囲光を測定(周囲光測定)する。反射光測定での測定値をB、この前後での周囲光の測定値をそれぞれA1、A3とする。測定値Bには、図2(b)に示すように赤外反射光の成分だけでなく、この時の周囲光の成分も重畳している。そのため、赤外反射光の成分を求めるには、測定値Bから周囲光の成分を減算する必要がある。周囲光の成分が、反射光測定時の前後での周囲光の測定値A1と測定値A2との平均値と等しいとすると、赤外反射光の成分は、B−(A1+A2)/2で算出できる。この赤外反射光の成分が赤外線測定装置100からの出力値となる。
As shown in FIG. 2A, when the
ここで、周囲光の測定値A1、A2は、近接測定部50において、受光素子3aからの光電流に基づく放射照度として算出され、赤外反射光の測定値Bは、近接測定部50において、受光素子3bからの光電流に基づく放射照度として算出される。つまり、図2(b)で示すように、光源41からの光が受光素子3aで受光され、受光素子3aからの光電流に基づく放射照度が周囲光の測定値A1、A2である。赤外発光ダイオード420を発光させて近接物400からの反射光と、光源41からの光とが受光素子3bで受光され、受光素子3bからの光電流に基づく放射照度が赤外反射光の測定値Bである。なお、受光素子3a、受光素子3bおよび赤外発光ダイオード420の制御は、同じ近接測定部50で行われる。
Here, the measured values A1 and A2 of the ambient light are calculated by the
しかし、上述のように赤外反射光の成分を算出する方法では、測定するタイミングによって、周囲光変動の影響が大きくなる場合がある。図3は、本実施の形態1に係る赤外線測定装置100での周囲光と反射光との測定タイミングを説明するための図である。なお、図3では、黒丸(図では、ハッチングした丸、以下同じ)が赤外反射光の測定タイミング、白丸が周囲光の測定タイミングをそれぞれ示している。図3(a)のように、赤外反射光の測定が周囲光の放射照度がピークとなる測定タイミングAの場合、周囲光の成分は、赤外反射光の測定時の前後での周囲光の測定値よりも大きくなる。つまり、測定タイミングAでは、周囲光変動の影響が大きくなる。そのため、赤外反射光の測定値Bから周囲光の測定値A1と測定値A2との平均値を減算しても、測定値Bから周囲光変動の影響を完全に除くことができない。
However, in the method of calculating the component of the infrared reflected light as described above, the influence of the ambient light fluctuation may become large depending on the measurement timing. FIG. 3 is a diagram for explaining the measurement timing of the ambient light and the reflected light in the
一方、図3(a)のように、赤外反射光の測定が周囲光の放射照度のピークを外した測定タイミングBの場合、周囲光の成分は、赤外反射光の測定時の前後での周囲光の測定値のほぼ中間の値となる。つまり、測定タイミングBでは、周囲光変動の影響が小さくなる。そのため、赤外反射光の測定値Bから周囲光の測定値A1と測定値A2との平均値を減算すると、測定値Bから周囲光変動の影響をほぼ除くことができる。 On the other hand, as shown in FIG. 3A, when the measurement of the infrared reflected light is the measurement timing B in which the peak of the irradiance of the ambient light is removed, the components of the ambient light are before and after the measurement of the infrared reflected light. It is almost the middle value of the measured value of the ambient light. That is, at the measurement timing B, the influence of ambient light fluctuation becomes small. Therefore, by subtracting the average value of the measured value A1 and the measured value A2 of the ambient light from the measured value B of the infrared reflected light, the influence of the ambient light fluctuation can be substantially removed from the measured value B.
このように赤外反射光の成分を算出する方法では、測定タイミングによって周囲光の成分を除去することができず当該成分が残る場合があり、ノイズとして周囲光の成分が加算された赤外反射光の放射照度が算出される。算出した赤外反射光の放射照度にノイズとして周囲光の成分が加わると、近接物がなくても近接物が存在するという判定など、赤外線測定装置の誤動作の原因となる。 In the method of calculating the component of infrared reflected light in this way, the component of ambient light may not be removed depending on the measurement timing, and the component may remain, and infrared reflection in which the component of ambient light is added as noise. The irradiance of light is calculated. If a component of ambient light is added as noise to the calculated irradiance of infrared reflected light, it causes a malfunction of the infrared measuring device such as determination that a nearby object exists even if there is no nearby object.
上述のような問題を解消するには、図3(b)のように受光素子3aで周囲光を測定して周囲光変動を把握した上で、周囲光の変動周期のピークを外したタイミングで近接測定部50が赤外反射光を測定するように制御する必要がある。図3(b)では、周囲光の変動周期のうち測定値の大きいピークを+Pとし、測定値の小さいピークを−Pとしている。そして、例えば、MCU44は、+Pのピークから−Pのピークまでの期間T1と、−Pのピークから+Pのピークまでの期間T2とから周囲光の変動周期(T1+T2)の1/4の期間(1/4周期)を求める。PSコントロールロジック18は、周囲光の変動周期のピークから1/4の期間外れたタイミングを測定タイミングとして近接測定部50を制御する。
In order to solve the above-mentioned problem, as shown in FIG. 3B, the ambient light is measured by the
次に、本実施の形態1に係る赤外線測定装置100での測定をフローチャートに基づいて説明する。図4は、本実施の形態1に係る赤外線測定装置100での測定を説明するためのフローチャートである。まず、赤外線測定装置100は、受光素子3aで周囲光を連続測定する(ステップS10)。
Next, the measurement by the
赤外線測定装置100は、ステップS10で連続測定して得られた結果から、周囲光の変動周期を検出し、変動周期の位相を把握することができたか否かを判断する(ステップS11)。具体的に、赤外線測定装置100は、図3(b)で示したように周囲光の変動周期(T1+T2)を検出し、周囲光の変動周期のどのタイミングで測定するのかが分かるように変動周期の位相を把握する。変動周期の位相を把握することができない場合(ステップS11でNO)、赤外線測定装置100は、処理をステップS10に戻し、周囲光の連続測定を継続する。
The
変動周期の位相を把握することができた場合(ステップS11でYES)、赤外線測定装置100は、把握した位相に基づき赤外反射光の測定タイミングを算出する(ステップS12)。具体的に、赤外線測定装置100は、図3(b)で示したように周囲光の変動周期のピークから1/4の期間外れたタイミングを測定タイミングとして算出する。なお、測定タイミングは、周囲光の変動周期のピークから1/4の期間外れたタイミングには限定されず、周囲光変動の影響が少ないタイミング(例えば、周囲光の変動周期のピークから外れたタイミング)であればよい。なお、周囲光の変動周期や位相が把握でききない場合、赤外線測定装置100は、周囲光にフリッカ成分なしと判断して、通常の測定タイミング(デフォルトタイミング)で赤外反射光を測定してもよい。
When the phase of the fluctuation period can be grasped (YES in step S11), the
赤外線測定装置100は、ステップS12で算出した測定タイミングで赤外反射光を測定する(ステップS13)。赤外線測定装置100は、図3(b)に示す黒丸のタイミングで赤外反射光を測定する。
The
赤外線測定装置100は、測定した赤外反射光の前後の周囲光の平均値との差から赤外反射光照度を算出する(ステップS14)。赤外線測定装置100は、図3(b)に示す黒丸の前後にある白丸の周囲光の測定値から平均値を求め、黒丸の赤外反射光の測定値から当該平均値を減算する。これにより、赤外線測定装置100は、周囲光変動の影響をほぼ除いた赤外反射光照度を得ることができる。
The
以上のように、本実施の形態1に係る赤外線測定装置100は、赤外発光ダイオード420と、測定部である近接測定部50と、制御部であるPSコントロールロジック18と、演算処理部であるMCU44とを備えている。赤外発光ダイオード420は、近接物に赤外線を照射する。近接測定部50は、赤外発光ダイオード420が発光している状態において近接物で反射した赤外反射光、あるいは赤外発光ダイオード420が非発光の状態での周囲の光を測定する。PSコントロールロジック18は、近接測定部50で測定した周囲の光の変動周期に基づく所定のタイミングで赤外発光ダイオード420、および近接測定部50の駆動を制御する。MCU44は、近接測定部50からの測定データを演算処理し、赤外反射光照度を算出する手段を有する。近接測定部50は、所定のタイミングで赤外線が近接物で反射した赤外反射光を測定した第1の測定値と、赤外発光ダイオード420が非発光の状態で第1の測定値の測定時刻の前後の時刻で測定された第2の測定値及び第3の測定値を出力する。MCU44は、第1の測定値から第2の測定値及び第3の測定値の平均を引き算して赤外反射光照度を算出する。
As described above, the
本実施の形態1に係る赤外線測定装置100は、変動周期に基づく所定のタイミングで測定することで周囲光変動の影響を緩和して、周囲光がノイズとして含まれることを防止し、誤動作を抑制することができる。
The
近接測定部50の赤外光を測定する測定回路は、変動周期を測定する測定回路と回路を共有化してもよい。これにより、変動周期を測定する測定回路を別途も受ける必要がなく、赤外線測定装置100のコストを低減することができる。また、赤外光を測定する測定回路と、変動周期を測定する測定回路とを共有化することで、周囲光の変動周期の位相を把握でき、赤外線測定装置100は、適切なタイミングで赤外反射光を測定することができる。なお、図1に示す赤外線測定装置100では、赤外光を測定する測定回路と、変動周期を測定する測定回路とを共有化した例を示したが、別々に測定回路を設け、変動周期の位相を把握できるように同期させてもよい。
The measurement circuit for measuring the infrared light of the
PSコントロールロジック18は、所定のタイミングを変動周期のピークを外したタイミングとして、近接測定部50が赤外反射光を測定するように制御してもよい。特に、変動周期のピークを外したタイミングを、変動周期のピークから1/4周期外れたタイミングとすることが好ましい。これにより、赤外線測定装置100は、周囲光変動の影響を緩和することができ、周囲光がノイズとして含まれることを防止し、誤動作を抑制することができる。
The
(実施の形態2)
実施の形態1では、1回の測定で周囲光変動の影響を緩和する構成について説明した。本実施の形態2では、2回の測定で周囲光変動の影響を相殺する構成について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, a configuration for mitigating the influence of ambient light fluctuation with one measurement has been described. In the second embodiment, a configuration for canceling the influence of ambient light fluctuation by two measurements will be described.
本実施の形態2に係る赤外線測定装置の全体構成は、図1に示す実施の形態1に係る赤外線測定装置の全体構成と同じであるため、同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。 Since the overall configuration of the infrared measuring device according to the second embodiment is the same as the overall configuration of the infrared measuring device according to the first embodiment shown in FIG. 1, the same configuration is designated by the same reference numerals and detailed description will be given. Do not repeat.
図5は、本実施の形態2に係る赤外線測定装置100での周囲光と反射光との測定タイミングを説明するための図である。なお、図5では、黒丸が赤外反射光の測定タイミング、白丸が周囲光の測定タイミングをそれぞれ示している。図5(a)のように、赤外反射光の測定が周囲光の放射照度がピークとなる測定タイミングAの場合、周囲光の成分は、赤外反射光の測定時の前後での周囲光の測定値よりも大きくなる。そこで、測定タイミングAと逆位相の位置にある測定タイミングCとの測定値の平均値を求めることで、測定タイミングAでの周囲光変動の影響と、測定タイミングCでの周囲光変動の影響とを相殺している。
FIG. 5 is a diagram for explaining the measurement timing of the ambient light and the reflected light in the
上述のように2回の測定で周囲光変動の影響を相殺するには、図5(b)のように受光素子3aで周囲光を測定して周囲光変動を把握した上で、所定のタイミングと、所定のタイミングから変動周期の1/2ずれたタイミングとで近接測定部50が赤外反射光を測定するように制御する必要がある。図5(b)では、周囲光の変動周期のうち測定値の大きいピークを+Pとし、測定値の小さいピークを−Pとしている。そして、例えば、MCU44は、+Pのピークから−Pのピークまでの期間T1と、−Pのピークから+Pのピークまでの期間T2とから周囲光の変動周期(T1+T2)の1/2の期間(1/2周期)を求める。PSコントロールロジック18は、1回目の測定タイミングから変動周期の1/2の期間ずれたタイミングを2回目の測定タイミングとして近接測定部50を制御する。
In order to cancel the influence of the ambient light fluctuation by two measurements as described above, the ambient light is measured by the
次に、本実施の形態2に係る赤外線測定装置100での測定をフローチャートに基づいて説明する。図6は、本実施の形態2に係る赤外線測定装置100での測定を説明するためのフローチャートである。まず、赤外線測定装置100は、受光素子3aで周囲光を連続測定する(ステップS20)。
Next, the measurement by the
赤外線測定装置100は、ステップS20で連続測定して得られた結果から、周囲光の変動周期を検出し、変動周期の位相を把握することができたか否かを判断する(ステップS21)。具体的に、赤外線測定装置100は、図5(b)で示したように周囲光の変動周期(T1+T2)を検出し、周囲光の変動周期のどのタイミングで測定するのかが分かるように変動周期の位相を把握する。変動周期の位相を把握することができない場合(ステップS21でNO)、赤外線測定装置100は、処理をステップS20に戻し、周囲光の連続測定を継続する。なお、周囲光の変動周期や位相が把握でききない場合、赤外線測定装置100は、周囲光にフリッカ成分なしと判断して、通常の測定タイミング(デフォルトタイミング)で赤外反射光を測定してもよい。
The
変動周期の位相を把握することができた場合(ステップS21でYES)、赤外線測定装置100は、把握した位相に基づき赤外反射光の測定タイミングを算出する(ステップS22)。具体的に、赤外線測定装置100は、図5(b)で示したように1回目の測定タイミングから変動周期の1/2の期間ずれタイミングを2回目の測定タイミングとして算出する。なお、2回目の測定タイミングは、1回目の測定タイミングから変動周期の1/2の期間ずれたタイミングには限定されず、周囲光変動の影響を相殺できる期間ずれたタイミングであればよい。
When the phase of the fluctuation period can be grasped (YES in step S21), the
赤外線測定装置100は、測定タイミングで1回目の赤外反射光を測定する(ステップS23)。赤外線測定装置100は、図5(b)に示す1つ目の黒丸のタイミングで赤外反射光を測定する。1回目の測定タイミングは、ステップS22で2回目の測定タイミングを算出後すぐのタイミングとしても、所定の期間(例えば、次の周囲光の変動周期のピークまでの期間)を待って後のタイミングとしてもよい。
The
赤外線測定装置100は、ステップS23で測定した赤外反射光の前後の周囲光の平均値との差から1回目の赤外反射光照度を算出する(ステップS24)。赤外線測定装置100は、図5(b)に示す1つ目の黒丸の前後にある白丸の周囲光の測定値から平均値を求め、1つ目の黒丸の赤外反射光の測定値から当該平均値を減算する。
The
赤外線測定装置100は、1回目の測定タイミングから変動周期の1/2の期間ずれた測定タイミングで2回目の赤外反射光を測定する(ステップS25)。赤外線測定装置100は、図5(b)に示す2つ目の黒丸のタイミングで赤外反射光を測定する。
The
赤外線測定装置100は、ステップS25で測定した赤外反射光の前後の周囲光の平均値との差から2回目の赤外反射光照度を算出する(ステップS26)。赤外線測定装置100は、図5(b)に示す2つ目の黒丸の前後にある白丸の周囲光の測定値から平均値を求め、2つ目の黒丸の赤外反射光の測定値から当該平均値を減算する。
The
赤外線測定装置100は、1回目の赤外反射光照度と2回目の赤外反射光照度との平均値を算出する(ステップS27)。赤外線測定装置100は、算出した平均値を赤外反射光照度として出力する。これにより、赤外線測定装置100は、周囲光変動の影響をほぼ除いた赤外反射光照度を得ることができる。
The
以上のように、本実施の形態2に係る赤外線測定装置100は、近接測定部50が、所定のタイミングと、所定のタイミングから変動周期の1/2ずれたタイミングとで、第1の測定値、第2の測定値および第3の測定値を2回出力し、MCU44は、2回出力された測定値から各々の赤外反射光照度を求め、2回求めた赤外反射光照度の平均を算出する。
As described above, in the
本実施の形態2に係る赤外線測定装置100は、変動周期の1/2ずらせて2回測定することで周囲光変動の影響を相殺して、周囲光がノイズとして含まれることを防止し、誤動作を抑制することができる。
The
なお、本実施の形態2に係る赤外線測定装置100は、実施の形態1で説明した構成と組み合わせてもよい。具体的に、本実施の形態2に係る赤外線測定装置100は、1回目の赤外反射光照度を変動周期のピークから1/4周期外れたタイミングとし、2回目の測定タイミングを1回目の赤外反射光照度から変動周期の1/2ずれたタイミングとする。
The
(実施の形態3)
実施の形態1および2では、周囲光変動が正弦波あるいは正弦波に近い波形として、周囲光変動の影響を緩和する構成について説明した。しかし、光源41からの光が調光されている場合、周囲光変動は正弦波ではなく、整流された波形になる。本実施の形態3では、周囲光変動が正弦波とならない場合に周囲光変動の影響を緩和する構成について説明する。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, a configuration is described in which the ambient light fluctuation is a sine wave or a waveform close to a sine wave to mitigate the influence of the ambient light fluctuation. However, when the light from the
本実施の形態3に係る赤外線測定装置の全体構成は、図1に示す実施の形態1に係る赤外線測定装置の全体構成と同じであるため、同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。 Since the overall configuration of the infrared measuring device according to the third embodiment is the same as the overall configuration of the infrared measuring device according to the first embodiment shown in FIG. 1, the same configuration is designated by the same reference numerals and detailed description will be given. Do not repeat.
図7は、本実施の形態3に係る赤外線測定装置100での2回の測定タイミングを説明するための図である。なお、図7では、黒丸が赤外反射光の測定タイミング、白丸が周囲光の測定タイミングをそれぞれ示している。図7のように、周囲光変動の波形は正弦波ではなく整流された波形となっている。そのため、赤外反射光の測定が周囲光の放射照度がピークとなる1回目の測定タイミングDから変動周期の1/2ずれたタイミングを2回目の測定タイミングEとしても、測定タイミングDと測定タイミングEとが逆位相の位置とならない。そのため、測定タイミングDと測定タイミングEとの測定値の平均値を求めても、測定タイミングDでの周囲光変動の影響と、測定タイミングEでの周囲光変動の影響とを相殺することができない。
FIG. 7 is a diagram for explaining the timing of two measurements by the
本実施の形態3に係る赤外線測定装置100では、光源41からの光が調光されている場合にも対応するため、周囲光を連続測定してフリッカ情報(例えば、変動周期、変動のタイミングなどの情報を含む)を検出して、測定タイミングを算出している。図8は、本実施の形態3に係る赤外線測定装置での周囲光と反射光との測定タイミングを説明するための図である。
In the
図8(a)に示すように、赤外線測定装置100では、スマートフォンの通話中に近接測定を行う前に、非通話時などの期間に周囲光のみを連続測定してフリッカ情報を検出しておく。赤外線測定装置100は、検出したフリッカ情報に基づいて測定タイミングを算出する。
As shown in FIG. 8A, the
図8(b)では、MCU44が、測定タイミングとして、近接測定部50の測定を開始するまでのWait時間B(第1の待ち時間)、およびWait時間Bから次の測定までのWait時間C(第2の待ち時間)を算出する。つまり、図8(b)のように正弦波でない波形において、MCU44は、周囲光の波形のピーク(データA)を外したタイミングをWait時間Bとして算出し、その後、波形の繰り返し周期にあわせてWait時間Cを算出する。赤外線測定装置100では、図1で示したように近接測定部50が周囲光を測定する機能を有しているので、周囲光(フリッカ)の周期と近接測定の周期とを同期させることができる。これにより、赤外線測定装置100は、周囲光の周期情報だけでなく位相情報も用いることができ、Wait時間BおよびWait時間Cの情報を含む測定タイミングを生成することができる。
In FIG. 8B, as measurement timings, the wait time B (first waiting time) until the
次に、本実施の形態3に係る赤外線測定装置100での測定をフローチャートに基づいて説明する。図9は、本実施の形態3に係る赤外線測定装置100での測定を説明するためのフローチャートである。まず、赤外線測定装置100は、受光素子3aで周囲光を連続測定する(ステップS30)。
Next, the measurement by the
赤外線測定装置100は、ステップS30で連続測定して得られた結果から、周囲光の変動周期を検出し、変動周期の位相を把握することができたか否かを判断する(ステップS31)。具体的に、赤外線測定装置100は、図8(a)で示したように周囲光測定のみの期間からフリッカ情報を検出し、周囲光の波形のどのタイミングで測定するのかが分かるように変動周期の位相を把握する。変動周期の位相を把握することができない場合(ステップS31でNO)、赤外線測定装置100は、処理をステップS30に戻し、周囲光の連続測定を継続する。なお、周囲光の変動周期や位相が把握でききない場合、赤外線測定装置100は、周囲光にフリッカ成分なしと判断して、通常の測定タイミング(デフォルトタイミング)で赤外反射光を測定してもよい。
The
変動周期の位相を把握することができた場合(ステップS31でYES)、赤外線測定装置100は、把握した位相に基づき赤外反射光の測定タイミングを算出する(ステップS22)。具体的に、赤外線測定装置100は、図8(b)で示したようにWait時間B(第1の待ち時間)およびWait時間C(第2の待ち時間)を算出する。
When the phase of the fluctuation period can be grasped (YES in step S31), the
赤外線測定装置100は、波形のピーク(データA)からWait時間B後に1回目の赤外反射光を測定する(ステップS33)。赤外線測定装置100は、図8(b)に示す1つ目の黒丸のタイミングで赤外反射光を測定する。
The
赤外線測定装置100は、ステップS33で測定した赤外反射光の前後の周囲光の平均値との差から1回目の赤外反射光照度を算出する(ステップS34)。赤外線測定装置100は、図8(b)に示す1つ目の黒丸の前後にある白丸の周囲光の測定値から平均値を求め、1つ目の黒丸の赤外反射光の測定値から当該平均値を減算する。
The
赤外線測定装置100は、1回目の測定タイミングからWait時間C後に2回目の赤外反射光を測定する(ステップS35)。赤外線測定装置100は、図8(b)に示す2つ目の黒丸のタイミングで赤外反射光を測定する。
The
赤外線測定装置100は、ステップS35で測定した赤外反射光の前後の周囲光の平均値との差から2回目の赤外反射光照度を算出する(ステップS36)。赤外線測定装置100は、図8(b)に示す2つ目の黒丸の前後にある白丸の周囲光の測定値から平均値を求め、2つ目の黒丸の赤外反射光の測定値から当該平均値を減算する。
The
赤外線測定装置100は、以降、Wait時間Cごとに赤外反射光を測定する(ステップS37)。その後、赤外線測定装置100は、近接測定を終了するまで、Wait時間Cごとに測定した赤外反射光の前後の周囲光の平均値との差から2回目以降の赤外反射光照度を算出する。
After that, the
以上のように、本実施の形態3に係る赤外線測定装置100は、PSコントロールロジック18が、所定のタイミングとして、近接測定部50の測定を開始するまでの第1の待ち時間(Wait時間B)、および第1の待ち時間から次の測定までの第2の待ち時間(Wait時間C)となるように、近接測定部50が赤外反射光を測定するように制御する。
As described above, in the
本実施の形態3に係る赤外線測定装置100は、第1の待ち時間(Wait時間B)、および第2の待ち時間(Wait時間C)を算出することで、周囲光変動が正弦波とならない場合でも周囲光変動の影響が少ないタイミングで測定し周囲光変動の影響を緩和することで、周囲光がノイズとして含まれることを防止し、誤動作を抑制することができる。
When the
(実施の形態4)
実施の形態3では、赤外線測定装置100では、スマートフォンの通話中に近接測定を行う前に、非通話時などの期間に周囲光のみを連続測定してフリッカ情報を検出しておくと説明した。しかし、光源41からの光が常に安定していると限らない。本実施の形態4では、周囲光変動が安定しているか否かを確認して、周囲光変動の影響を緩和する構成について説明する。
(Embodiment 4)
In the third embodiment, it has been described that the
本実施の形態4に係る赤外線測定装置の全体構成は、図1に示す実施の形態1に係る赤外線測定装置の全体構成と同じであるため、同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。 Since the overall configuration of the infrared measuring device according to the fourth embodiment is the same as the overall configuration of the infrared measuring device according to the first embodiment shown in FIG. 1, the same configuration is designated by the same reference numerals and detailed description will be given. Do not repeat.
例えば、スマートフォンを持った人が部屋の中を移動するなどにより、フリッカ以外の要因で赤外線測定装置100に入射する周囲光が変動する可能性がある。そのため、赤外線測定装置100は、周囲光変動が安定しているか、所定の周期前に周囲光変動を取得した状態のままかを確認して周囲光変動を新たに取得する必要がある。
For example, when a person holding a smartphone moves in a room, the ambient light incident on the
本実施の形態4に係る赤外線測定装置100では、光源41からの光が安定しているか否かを確認後に、周囲光を連続測定しフリッカ情報(例えば、変動周期、変動のタイミングなどの情報を含む)を検出して、測定タイミングを算出している。図10は、本実施の形態4に係る赤外線測定装置での周囲光と反射光との測定タイミングを説明するための図である。
In the
図10に示すように、赤外線測定装置100では、スマートフォンの通話中に近接測定を行う前に、非通話時などの期間に周囲光のみを連続測定してフリッカ情報を検出しておく。しかし、周囲光変動が安定していなければ正確なフリッカ情報を得ることはできない。そこで、赤外線測定装置100は、周囲光のみを連続測定して周囲光変動が安定しているか否かを判断し、安定している場合にフリッカ情報を取得する。赤外線測定装置100は、例えば、図10に示すように3周期の間、ピークレベルが大きく変化していない場合、安定周期であると判断し、それ以降の周囲光のみを連続測定でフリッカ情報を取得する。
As shown in FIG. 10, the
次に、本実施の形態4に係る赤外線測定装置100での測定をフローチャートに基づいて説明する。図11は、本実施の形態4に係る赤外線測定装置100での測定を説明するためのフローチャートである。まず、赤外線測定装置100は、受光素子3aで周囲光を連続測定する(ステップS40)。
Next, the measurement by the
赤外線測定装置100は、所定の周期、周囲光の変動周期を検出していないか否かを判断する(ステップS41)。例えば、100周期(所定の周期)前の周囲光の変動周期で赤外反射光を測定したのでは、人の移動なので周囲光の変動周期が変わり、十分に周囲光変動の影響を緩和することができない。そこで、100周期(所定の周期)、周囲光の変動周期を検出していないのであれば、変動周期を更新するために再度検出を行う。
The
所定の周期、周囲光の変動周期を検出していない場合(ステップS41でYES)、赤外線測定装置100は、検出した周囲光の変動周期が安定しているか否かを判断する(ステップS42)。検出した周囲光の変動周期が安定していない場合(ステップS42でNO)、赤外線測定装置100は、処理をステップS40に戻し、周囲光の連続測定を継続する。
When the predetermined cycle and the fluctuation cycle of the ambient light are not detected (YES in step S41), the
検出した周囲光の変動周期が安定している場合(ステップS42でYES)、赤外線測定装置100は、ステップS40で連続測定して得られた結果から、周囲光の変動周期を検出し、変動周期の位相を把握する(ステップS43)。具体的に、赤外線測定装置100は、図10で示したように安定周期であると判断した場合、周囲光測定のみの期間からフリッカ情報を検出し、周囲光の波形のどのタイミングで測定するのかが分かるように変動周期の位相を把握する。なお、周囲光の変動周期や位相が把握でききない場合、赤外線測定装置100は、周囲光にフリッカ成分なしと判断して、通常の測定タイミング(デフォルトタイミング)で赤外反射光を測定してもよい。
When the detected ambient light fluctuation cycle is stable (YES in step S42), the
所定の周期、周囲光の変動周期を検出している場合(ステップS41でNO)、またはステップS43で変動周期の位相を把握した場合、赤外線測定装置100は、把握した位相に基づき赤外反射光の測定タイミングを算出する(ステップS44)。具体的に、赤外線測定装置100は、図8(b)で示したようにWait時間B(第1の待ち時間)およびWait時間C(第2の待ち時間)を算出する。
When the fluctuation cycle of the ambient light is detected at a predetermined cycle (NO in step S41), or when the phase of the fluctuation cycle is grasped in step S43, the
赤外線測定装置100は、波形のピーク(データA)からWait時間B後に1回目の赤外反射光を測定する(ステップS45)。赤外線測定装置100は、図8(b)に示す1つ目の黒丸のタイミングで赤外反射光を測定する。
The
赤外線測定装置100は、ステップS45で測定した赤外反射光の前後の周囲光の平均値との差から1回目の赤外反射光照度を算出する(ステップS46)。赤外線測定装置100は、図8(b)に示す1つ目の黒丸の前後にある白丸の周囲光の測定値から平均値を求め、1つ目の黒丸の赤外反射光の測定値から当該平均値を減算する。
The
赤外線測定装置100は、1回目の測定タイミングからWait時間C後に2回目の赤外反射光を測定する(ステップS47)。赤外線測定装置100は、図8(b)に示す2つ目の黒丸のタイミングで赤外反射光を測定する。
The
赤外線測定装置100は、ステップS35で測定した赤外反射光の前後の周囲光の平均値との差から2回目の赤外反射光照度を算出する(ステップS48)。赤外線測定装置100は、図8(b)に示す2つ目の黒丸の前後にある白丸の周囲光の測定値から平均値を求め、2つ目の黒丸の赤外反射光の測定値から当該平均値を減算する。
The
赤外線測定装置100は、以降、Wait時間Cごとに赤外反射光を測定する(ステップS49)。その後、赤外線測定装置100は、近接測定を終了するまで、Wait時間Cごとに測定した赤外反射光の前後の周囲光の平均値との差から2回目以降の赤外反射光照度を算出する。
After that, the
以上のように、本実施の形態3に係る赤外線測定装置100は、PSコントロールロジック18が、所定の周期ごとに、近接測定部50で周囲の光を測定して変動周期を更新する。
As described above, in the
本実施の形態4に係る赤外線測定装置100は、周囲光変動が安定しているか否かを確認して周囲光変動の影響を緩和するので、周囲光がノイズとして含まれることを防止し、誤動作を抑制することができる。
The
(変形例)
上述の実施の形態では、フリッカ測定と近接測定とで検出したい光の波長が異なるため、赤外線測定装置100が、フリッカ測定用の受光素子3aと、近接測定用の受光素子3bとを設けてる。フリッカ測定の検出波長を赤外のみに変更して近接測定用の受光素子でフリッカ測定を行ってもよい。
(Modification example)
In the above-described embodiment, since the wavelength of the light to be detected differs between the flicker measurement and the proximity measurement, the
図12は、変形例に係る赤外線測定装置100aの構成を示すブロック図である。図13は、変形例に係る赤外線測定装置100aの受光素子の構成を示す図である。なお、変形例に係る赤外線測定装置100の全体構成のうち、図1に示す実施の形態1に係る赤外線測定装置の全体構成と同じ構成については、同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the
赤外線測定装置100aでは、図13に示すように、フリッカ測定用の受光素子3aと近接測定用の受光素子3bとを設ける代わりに受光素子3のみ設けている。受光素子3は、赤外線を感度良く検出するために、可視光や紫外線をカットし、赤外線を透過させる可視光カットフィルタFを受光面に有するフォトダイオードで構成される。また、受光素子3は、赤外線領域に感度ピークを有するフォトダイオードで構成されてもよい。積分回路4には、受光素子3のみが接続されているので、受光素子3aと受光素子3bとを接続する場合のようにスイッチSW1、SW2は不要である。
In the
赤外線測定装置100aは、図12に示すように、近接測定部50に周囲光の周期を検出し、変動周期の位相を把握するフリッカ解析部50a、当該フリッカ解析部50aで解析したフリッカ情報に基づいて赤外反射光の測定タイミングを算出するタイミング生成部50bを有してもよい。
As shown in FIG. 12, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 LEDパルス発生器、2 赤外線LEDドライバ、3,3a,3b 受光素子、4 積分回路、5 AD変換器、6 対数変換器、14 レジスタ回路、15 PSインタフェース、18 PSコントロールロジック、41 光源、50 近接測定部、100,100a 赤外線測定装置、400 近接物、420 赤外発光ダイオード。 1 LED pulse generator, 2 infrared LED driver, 3,3a, 3b light receiving element, 4 integrating circuit, 5 AD converter, 6 log converter, 14 register circuit, 15 PS interface, 18 PS control logic, 41 light source, 50 Proximity measuring unit, 100, 100a infrared measuring device, 400 proximity object, 420 infrared light emitting diode.
Claims (9)
前記赤外発光素子が発光している状態において前記近接物で反射した赤外反射光、あるいは前記赤外発光素子が非発光の状態での周囲の光を測定する測定部と、
前記測定部で測定した周囲の光の変動周期に基づく所定のタイミングで前記赤外発光素子、および前記測定部の駆動を制御する制御部と、
前記測定部からの測定データを演算処理し、赤外反射光照度を算出する手段を有する演算処理部とを備え、
前記測定部は、前記所定のタイミングで前記赤外線が前記近接物で反射した赤外反射光を測定した第1の測定値と、前記赤外発光素子が非発光の状態で前記第1の測定値の測定時刻の前後の時刻で測定された第2の測定値及び第3の測定値を出力し、
前記演算処理部は、前記第1の測定値から前記第2の測定値及び前記第3の測定値の平均を引き算して赤外反射光照度を算出する、赤外線測定装置。 Infrared light emitting elements that irradiate nearby objects with infrared rays,
A measuring unit that measures infrared reflected light reflected by the nearby object while the infrared light emitting element is emitting light, or ambient light when the infrared light emitting element is not emitting light.
The infrared light emitting element and the control unit that controls the drive of the measurement unit at a predetermined timing based on the fluctuation cycle of the ambient light measured by the measurement unit.
It is provided with an arithmetic processing unit having a means for arithmetically processing the measurement data from the measuring unit and calculating the infrared reflected light illuminance.
The measuring unit has a first measured value in which the infrared rays are reflected by the nearby object at the predetermined timing, and the first measured value in a state where the infrared light emitting element is non-light emitting. The second measured value and the third measured value measured at the time before and after the measurement time of
The arithmetic processing unit is an infrared measuring device that calculates infrared reflected light illuminance by subtracting the average of the second measured value and the third measured value from the first measured value.
前記演算処理部は、2回出力された測定値から各々の赤外反射光照度を求め、2回求めた赤外反射光照度の平均を算出する、請求項1または請求項2に記載の赤外線測定装置。 The measuring unit obtains the first measured value, the second measured value, and the third measured value at the predetermined timing and the timing deviated by 1/2 of the fluctuation cycle from the predetermined timing. Output twice,
The infrared measuring device according to claim 1 or 2, wherein the arithmetic processing unit obtains each infrared reflected light illuminance from the measured values output twice and calculates the average of the infrared reflected light illuminance obtained twice. ..
前記測定部で前記赤外発光素子が非発光の状態での周囲の光を測定するステップと、
前記測定部で測定した前記変動周期に基づく前記所定のタイミングを算出するステップと、
前記測定部で、前記所定のタイミングで前記赤外線が前記近接物で反射した赤外反射光を測定した第1の測定値と、前記赤外発光素子が非発光の状態で前記第1の測定値の測定時刻の前後の時刻で測定された第2の測定値及び第3の測定値を出力するステップと、
前記演算処理部で、前記第1の測定値から前記第2の測定値及び前記第3の測定値の平均を引き算して赤外反射光照度を算出するステップとを含む、測定方法。
An infrared light emitting element that irradiates a nearby object with infrared rays, infrared reflected light reflected by the nearby object while the infrared light emitting element is emitting light, or surroundings in a non-light emitting state of the infrared light emitting element. From the measuring unit that measures the light, the infrared light emitting element at a predetermined timing based on the fluctuation cycle of the ambient light measured by the measuring unit, the control unit that controls the drive of the measuring unit, and the measuring unit. This is a measurement method for measuring infrared reflected light with an infrared measuring device including an arithmetic processing unit having a means for calculating infrared reflected light illuminance by arithmetically processing the measurement data of.
The step of measuring the ambient light in the non-light emitting state of the infrared light emitting element in the measuring unit,
A step of calculating the predetermined timing based on the fluctuation cycle measured by the measuring unit, and
The first measured value obtained by measuring the infrared reflected light reflected by the near object at the predetermined timing by the measuring unit, and the first measured value in a state where the infrared light emitting element does not emit light. The step of outputting the second measured value and the third measured value measured at the time before and after the measurement time of
A measuring method including a step of subtracting an average of the second measured value and the third measured value from the first measured value to calculate the infrared reflected light illuminance in the arithmetic processing unit.
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