JP2741981B2 - 物体存在位置検知装置 - Google Patents
物体存在位置検知装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人体、自動車または工
作物の存在位置を検知することにより自動ドアの開閉制
御や防犯警報装置の起動制御または駐車場の整理或いは
空気調和機、照明灯、工場の生産ライン等の自動制御等
に利用できる物体存在位置検知装置に関するものであ
る。
作物の存在位置を検知することにより自動ドアの開閉制
御や防犯警報装置の起動制御または駐車場の整理或いは
空気調和機、照明灯、工場の生産ライン等の自動制御等
に利用できる物体存在位置検知装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の物体存在位置検知装置と
しては、所定の検知領域を複数の単位領域に区画し、各
単位領域に個々に対応させて複数個の物体検知器を対設
することで、物体の存在位置を検知する構成となったも
のが一般に採用されていた。ところが、この装置は、各
単位領域毎に人体検知センサ等の高価な検知器を設ける
構成であるために、極めてコスト高となる欠点がある。
そこで、各単位領域からの光が１個のセンサに入射する
よう構成する一方、各入射光の透過、遮断機能を有する
とともに透過する入射光を順次切り換えていく切換機構
を設けた物体存在位置検知装置が案出されている（特開
平２−５２２０１号公報）。
しては、所定の検知領域を複数の単位領域に区画し、各
単位領域に個々に対応させて複数個の物体検知器を対設
することで、物体の存在位置を検知する構成となったも
のが一般に採用されていた。ところが、この装置は、各
単位領域毎に人体検知センサ等の高価な検知器を設ける
構成であるために、極めてコスト高となる欠点がある。
そこで、各単位領域からの光が１個のセンサに入射する
よう構成する一方、各入射光の透過、遮断機能を有する
とともに透過する入射光を順次切り換えていく切換機構
を設けた物体存在位置検知装置が案出されている（特開
平２−５２２０１号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、この物体存
在位置検知装置は、検知センサを単一備えるだけである
が、各単位領域からの光を各々対応する集光用光学系を
介して検知センサに択一的に入射させる回転機能または
移動機能を備えた切換手段と、この切換手段を作動して
各単位領域毎の判別結果を順次記憶する記憶手段と、各
単位領域毎の２度の判別結果に基づいて人体等の存在を
確定する確定手段とを必要とし、構成の複雑化に伴って
故障等の発生の頻度が高く、信頼性が低い欠点がある。
在位置検知装置は、検知センサを単一備えるだけである
が、各単位領域からの光を各々対応する集光用光学系を
介して検知センサに択一的に入射させる回転機能または
移動機能を備えた切換手段と、この切換手段を作動して
各単位領域毎の判別結果を順次記憶する記憶手段と、各
単位領域毎の２度の判別結果に基づいて人体等の存在を
確定する確定手段とを必要とし、構成の複雑化に伴って
故障等の発生の頻度が高く、信頼性が低い欠点がある。
【０００４】また、各単位領域毎にその入射光量に基づ
き個別に人体等の存在の有無を判別するので、例えば外
乱光や振動等によるノイズで誤動作する恐れがあり、そ
れを防止するために２度の判別結果に基づき人体等の存
在する領域を確定するため、全領域に渡る判別を終了す
るまでに時間を要し、その間における人体等の移動速度
によっては追従してその存在位置を検知するのが非常に
困難である。
き個別に人体等の存在の有無を判別するので、例えば外
乱光や振動等によるノイズで誤動作する恐れがあり、そ
れを防止するために２度の判別結果に基づき人体等の存
在する領域を確定するため、全領域に渡る判別を終了す
るまでに時間を要し、その間における人体等の移動速度
によっては追従してその存在位置を検知するのが非常に
困難である。
【０００５】そこで本発明は、駆動機構を有しない簡単
で信頼性の高い構成により人体等の物体の存在位置をリ
アルタイムに且つ正確に検知できるような物体存在位置
検知装置を提供することを技術的課題とするものであ
る。
で信頼性の高い構成により人体等の物体の存在位置をリ
アルタイムに且つ正確に検知できるような物体存在位置
検知装置を提供することを技術的課題とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するための技術的手段として、物体存在位置検知装置を
次のように構成した。即ち、受光用光学系により設定し
た複数個の検知エリアの何れに人体等の物体が存在する
かを光学的に検知する物体存在位置検知装置において、
入射赤外線光束をそれの受光量または受光変動量に対応
する電気信号に変換する受光素子を少なくとも２個１組
設け、この各受光素子にそれぞれ複数個づつの前記光学
系を光入射するよう対設するとともに、同一検知エリア
からの光が前記各受光素子に対し互いに異なる前記光学
系を通じて入射するよう前記各光学系を配設し、この光
学系のうちの所要のものの光学ゲインに差を設け、前記
各受光素子の出力電気信号の比率を演算してその算出値
により物体が存在する検知エリアを判別する演算回路を
設けたことを特徴として構成されている。
するための技術的手段として、物体存在位置検知装置を
次のように構成した。即ち、受光用光学系により設定し
た複数個の検知エリアの何れに人体等の物体が存在する
かを光学的に検知する物体存在位置検知装置において、
入射赤外線光束をそれの受光量または受光変動量に対応
する電気信号に変換する受光素子を少なくとも２個１組
設け、この各受光素子にそれぞれ複数個づつの前記光学
系を光入射するよう対設するとともに、同一検知エリア
からの光が前記各受光素子に対し互いに異なる前記光学
系を通じて入射するよう前記各光学系を配設し、この光
学系のうちの所要のものの光学ゲインに差を設け、前記
各受光素子の出力電気信号の比率を演算してその算出値
により物体が存在する検知エリアを判別する演算回路を
設けたことを特徴として構成されている。
【０００７】また、発光素子の発光を複数個の投光用光
学系を通じ前記各検知エリアに向け投射する投光部を設
け、この投光部からの投光ビームの被検知物体からの反
射光を前記受光用光学系を通じ対応する前記受光素子に
入射して受光量をこれに対応する電気信号に変換する構
成とすることもできる。
学系を通じ前記各検知エリアに向け投射する投光部を設
け、この投光部からの投光ビームの被検知物体からの反
射光を前記受光用光学系を通じ対応する前記受光素子に
入射して受光量をこれに対応する電気信号に変換する構
成とすることもできる。
【０００８】更に、 前記各検知エリアからの放射赤外
線光束を前記受光用光学系を通じ前記受光素子に入射し
て受光変動量に対応する電気信号に変換する構成として
もよい。
線光束を前記受光用光学系を通じ前記受光素子に入射し
て受光変動量に対応する電気信号に変換する構成として
もよい。
【０００９】更にまた、前記光学系の光学ゲインの差
を、レンズの透過率の相違、光学系の集光効率の相違ま
たはミラーの反射率の相違の何れかの手段により設ける
ことが好ましい。
を、レンズの透過率の相違、光学系の集光効率の相違ま
たはミラーの反射率の相違の何れかの手段により設ける
ことが好ましい。
【００１０】
【作用】各検知エリアに物体がそれぞれ存在した各時に
おける少なくとも２個１組の受光素子の出力電気信号が
同一にならないよう各受光用光学系の光学ゲインに差を
設けておけば、演算回路において１組の両受光素子の出
力電気信号の比率を演算し、その算出値により物体が存
在する検知エリアを判別することができる。従って、被
検知物体が存在する検知エリアを、少なくとも２個１組
の２系統の受光素子の出力電気信号の比を演算すること
により検知しているので、被検知物体の反射率等の影響
を受けることなく確実に検知できる。しかも、各検知エ
リアからの光を切り換えることなく同時に各受光素子に
入射して被検知物体の存在位置をリアルタイムに検知で
きるので、被検知物体の移動に対しても正確にその存在
位置を追従して検知することができ、開閉のための回転
機構や移動機構等の複雑な構成を一切要せず、構成の簡
素化に伴って信頼性が格段に向上する。
おける少なくとも２個１組の受光素子の出力電気信号が
同一にならないよう各受光用光学系の光学ゲインに差を
設けておけば、演算回路において１組の両受光素子の出
力電気信号の比率を演算し、その算出値により物体が存
在する検知エリアを判別することができる。従って、被
検知物体が存在する検知エリアを、少なくとも２個１組
の２系統の受光素子の出力電気信号の比を演算すること
により検知しているので、被検知物体の反射率等の影響
を受けることなく確実に検知できる。しかも、各検知エ
リアからの光を切り換えることなく同時に各受光素子に
入射して被検知物体の存在位置をリアルタイムに検知で
きるので、被検知物体の移動に対しても正確にその存在
位置を追従して検知することができ、開閉のための回転
機構や移動機構等の複雑な構成を一切要せず、構成の簡
素化に伴って信頼性が格段に向上する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら詳細に説明する。図１は赤外線を検知エ
リアに向け投射してその反射光により物体を検知する赤
外線式物体検知センサを利用した場合の本発明の一実施
例のブロック構成を示し、投光部（１）は、投光タイミ
ングを設定する同期信号を発生する発振回路（２）と、
この同期信号に基づいて発光駆動される発光ダイオード
等からなる発光素子（３）と、この発光素子（３）の発
光を４種の検知エリア（Ｅ１）〜（Ｅ４）に向け投射す
る同一種の４個の投光レンズ（Ｌ１）〜（Ｌ４）とによ
り構成されている。この投光部（１）において、同期信
号に基づいて発光駆動される発光素子（３）の発光が各
投光レンズ（Ｌ１）〜（Ｌ４）を通じてパルス変調光よ
りなる投光ビームが各検知エリア（Ｅ１）〜（Ｅ４）に
常に投射されている。
を参照しながら詳細に説明する。図１は赤外線を検知エ
リアに向け投射してその反射光により物体を検知する赤
外線式物体検知センサを利用した場合の本発明の一実施
例のブロック構成を示し、投光部（１）は、投光タイミ
ングを設定する同期信号を発生する発振回路（２）と、
この同期信号に基づいて発光駆動される発光ダイオード
等からなる発光素子（３）と、この発光素子（３）の発
光を４種の検知エリア（Ｅ１）〜（Ｅ４）に向け投射す
る同一種の４個の投光レンズ（Ｌ１）〜（Ｌ４）とによ
り構成されている。この投光部（１）において、同期信
号に基づいて発光駆動される発光素子（３）の発光が各
投光レンズ（Ｌ１）〜（Ｌ４）を通じてパルス変調光よ
りなる投光ビームが各検知エリア（Ｅ１）〜（Ｅ４）に
常に投射されている。
【００１２】また、投光部（１）による光線の被検知物
体による反射光を受光して光電変換する受光手段とし
て、２系統の受光部（４１），（４２）が設けられてい
る。第１の受光部（４１）は、単一のフォトダイオード
等からなる受光素子（５１）に対し第１乃至第３の各検
知エリア（Ｅ１）〜（Ｅ３）からの反射光を集光する受
光レンズ（Ｌ１１），（Ｌ１２），（Ｌ１３）が配設さ
れている。そして、第２および第３の検知エリア（Ｅ
２），（Ｅ３）用の各受光レンズ（Ｌ１２），（Ｌ１
３）は、第１の検知エリア（Ｅ１）用の受光レンズ（Ｌ
１１）の透過率に対し２／３および１／３の透過率に設
定されており、この透過率の相違を、それぞれ斜線およ
び網線で図示してある。尚、第４の検知エリア（Ｅ４）
からの反射光の集光用の受光レンズは存在しない。一
方、第２の受光部（４２）は、前述の受光素子（５１）
と同一種の単一の受光素子（５１）に対し第２乃至第４
の各検知エリア（Ｅ２）〜（Ｅ４）からの反射光を集光
する受光レンズ（Ｌ２２），（Ｌ２３），（Ｌ２４）が
配設されている。そして、第２および第３の検知エリア
（Ｅ２），（Ｅ３）用の各受光レンズ（Ｌ２２），（Ｌ
２３）は、第４の検知エリア（Ｅ４）用の受光レンズ
（Ｌ２４）の透過率に対し１／３および２／３の透過率
に設定されており、この透過率の相違を、前述と同様に
それぞれ斜線および網線で図示してある。尚、第１の検
知エリア（Ｅ１）からの反射光の集光用の受光レンズは
存在しない。
体による反射光を受光して光電変換する受光手段とし
て、２系統の受光部（４１），（４２）が設けられてい
る。第１の受光部（４１）は、単一のフォトダイオード
等からなる受光素子（５１）に対し第１乃至第３の各検
知エリア（Ｅ１）〜（Ｅ３）からの反射光を集光する受
光レンズ（Ｌ１１），（Ｌ１２），（Ｌ１３）が配設さ
れている。そして、第２および第３の検知エリア（Ｅ
２），（Ｅ３）用の各受光レンズ（Ｌ１２），（Ｌ１
３）は、第１の検知エリア（Ｅ１）用の受光レンズ（Ｌ
１１）の透過率に対し２／３および１／３の透過率に設
定されており、この透過率の相違を、それぞれ斜線およ
び網線で図示してある。尚、第４の検知エリア（Ｅ４）
からの反射光の集光用の受光レンズは存在しない。一
方、第２の受光部（４２）は、前述の受光素子（５１）
と同一種の単一の受光素子（５１）に対し第２乃至第４
の各検知エリア（Ｅ２）〜（Ｅ４）からの反射光を集光
する受光レンズ（Ｌ２２），（Ｌ２３），（Ｌ２４）が
配設されている。そして、第２および第３の検知エリア
（Ｅ２），（Ｅ３）用の各受光レンズ（Ｌ２２），（Ｌ
２３）は、第４の検知エリア（Ｅ４）用の受光レンズ
（Ｌ２４）の透過率に対し１／３および２／３の透過率
に設定されており、この透過率の相違を、前述と同様に
それぞれ斜線および網線で図示してある。尚、第１の検
知エリア（Ｅ１）からの反射光の集光用の受光レンズは
存在しない。
【００１３】各受光素子（５１），（５２）は、入射光
量をそれに対応した電気信号に変換し、この各電気信号
がそれそれ個々の増幅回路（６１），（６２）で増幅さ
れて演算回路（７）に入力される。演算回路（７）にお
いて、一対の対数増幅器（７１），（７２）、減算回路
（７３）および逆対数増幅器（７４）により、第１の受
光部（４１）の増幅電気信号を第２の受光部（４２）の
増幅電気信号で除算して整数または整数と小数の値を算
出し、この値をそれぞれ、３以上、１〜３、０．３〜１
および０．３以下、の各値を各々判別するスレッシヨル
ドレベルを有するコンパレータ（８１）〜（８４）に入
力して判別し、各コンパレータ（８１）〜（８４）から
は、自体に設定のスレッショルドレベルの信号が入力さ
れた時にハイレベルの判別信号が択一的に対応する各ア
ンドゲート回路（Ａ１）〜（Ａ４）の各々の一方の入力
端に対し出力される。一方、両受光部（４１），（４
２）の各増幅電気信号が加算回路（７５）で加算され、
この加算信号が比較回路（７６）で一定信号レベルであ
るか否かを判別されて一定信号レベルである場合に各ア
ンドゲート（Ａ１）〜（Ａ４）の各他方の入力端に対し
ハイレベル信号が出力される。各アンドゲート回路（Ａ
１）〜（Ａ４）からは、各々論理積がとれた場合に対応
する各出力端子（Ｏ１）〜（Ｏ４）に対し第１乃至第４
の検知エリア（Ｅ１）〜（Ｅ４）における存在検知信号
を出力する。
量をそれに対応した電気信号に変換し、この各電気信号
がそれそれ個々の増幅回路（６１），（６２）で増幅さ
れて演算回路（７）に入力される。演算回路（７）にお
いて、一対の対数増幅器（７１），（７２）、減算回路
（７３）および逆対数増幅器（７４）により、第１の受
光部（４１）の増幅電気信号を第２の受光部（４２）の
増幅電気信号で除算して整数または整数と小数の値を算
出し、この値をそれぞれ、３以上、１〜３、０．３〜１
および０．３以下、の各値を各々判別するスレッシヨル
ドレベルを有するコンパレータ（８１）〜（８４）に入
力して判別し、各コンパレータ（８１）〜（８４）から
は、自体に設定のスレッショルドレベルの信号が入力さ
れた時にハイレベルの判別信号が択一的に対応する各ア
ンドゲート回路（Ａ１）〜（Ａ４）の各々の一方の入力
端に対し出力される。一方、両受光部（４１），（４
２）の各増幅電気信号が加算回路（７５）で加算され、
この加算信号が比較回路（７６）で一定信号レベルであ
るか否かを判別されて一定信号レベルである場合に各ア
ンドゲート（Ａ１）〜（Ａ４）の各他方の入力端に対し
ハイレベル信号が出力される。各アンドゲート回路（Ａ
１）〜（Ａ４）からは、各々論理積がとれた場合に対応
する各出力端子（Ｏ１）〜（Ｏ４）に対し第１乃至第４
の検知エリア（Ｅ１）〜（Ｅ４）における存在検知信号
を出力する。
【００１４】次に前記実施例の作用について説明する。
第１の検知エリア（Ｅ１）に人体等の物体が存在した場
合には、その物体による反射光が受光レンズ（Ｌ１１）
を通じて第１の受光部（４１）の受光素子（５１）にの
み入射し、第４の検知エリア（Ｅ４）に人体等の物体が
存在した場合には、その物体による反射光が受光レンズ
（Ｌ２４）を通じて第２の受光部（４２）の受光素子
（５２）にのみ入射するので、この時の各受光素子（４
１），（４２）の受光量の増加による電気信号の変動レ
ベルをＫとし、演算回路（７）の比較回路（７６）の基
準レベルもＫと設定されているものとする。そして、第
１の受光部（４１）の電気信号の変動分をΔＸとし、第
２の受光部（４２）の電気信号の変動分をΔＹとすれ
ば、演算回路（７）の一対の対数増幅器（７１），（７
２）、減算回路（７３）および逆対数増幅器（７４）で
ΔＸ／ΔＹの整数値または整数と小数との値を演算す
る。
第１の検知エリア（Ｅ１）に人体等の物体が存在した場
合には、その物体による反射光が受光レンズ（Ｌ１１）
を通じて第１の受光部（４１）の受光素子（５１）にの
み入射し、第４の検知エリア（Ｅ４）に人体等の物体が
存在した場合には、その物体による反射光が受光レンズ
（Ｌ２４）を通じて第２の受光部（４２）の受光素子
（５２）にのみ入射するので、この時の各受光素子（４
１），（４２）の受光量の増加による電気信号の変動レ
ベルをＫとし、演算回路（７）の比較回路（７６）の基
準レベルもＫと設定されているものとする。そして、第
１の受光部（４１）の電気信号の変動分をΔＸとし、第
２の受光部（４２）の電気信号の変動分をΔＹとすれ
ば、演算回路（７）の一対の対数増幅器（７１），（７
２）、減算回路（７３）および逆対数増幅器（７４）で
ΔＸ／ΔＹの整数値または整数と小数との値を演算す
る。
【００１５】いま、第１の検知エリア（Ｅ１）に物体が
進入した場合、ΔＸがＫで且つΔＹは０であるため、Δ
Ｘ／ΔＹの演算値が無限大となり、第１のコンパレータ
（８１）がこれを判別して第１のアンドゲート回路（Ａ
１）に対しハイレベル信号を出力する。また、加算回路
（７５）における加算値がＫ＋０＝Ｋであって比較回路
（７６）からハイレベル信号が出力され、第１のアンド
ゲート回路（Ａ１）において論理積がとれて第１の出力
端子（Ｏ１）に対し第１の検知エリア（Ｅ１）の物体存
在検知信号が出力される。
進入した場合、ΔＸがＫで且つΔＹは０であるため、Δ
Ｘ／ΔＹの演算値が無限大となり、第１のコンパレータ
（８１）がこれを判別して第１のアンドゲート回路（Ａ
１）に対しハイレベル信号を出力する。また、加算回路
（７５）における加算値がＫ＋０＝Ｋであって比較回路
（７６）からハイレベル信号が出力され、第１のアンド
ゲート回路（Ａ１）において論理積がとれて第１の出力
端子（Ｏ１）に対し第１の検知エリア（Ｅ１）の物体存
在検知信号が出力される。
【００１６】次に、第２の検知エリア（Ｅ２）に物体が
進入した場合には、透過率が受光レンズ（Ｌ１１）に対
し２／３である受光レンズ（Ｌ１２）によってΔＸが２
／３Ｋとなり、透過率が受光レンズ（Ｌ２４）に対し１
／３である受光レンズ（Ｌ２２）によってΔＹが１／３
Ｋとなるため、ΔＸ／ΔＹの演算値が２となり、第２の
コンパレータ（８２）がこれを判別して第２のアンドゲ
ート回路（Ａ２）に対しハイレベル信号を出力する。ま
た、加算回路（７５）における加算値が２／３Ｋ＋１／
３Ｋ＝Ｋであって比較回路（７６）からハイレベル信号
が出力され、第２のアンドゲート回路（Ａ２）において
論理積がとれて第２の出力端子（Ｏ２）に対し第２の検
知エリア（Ｅ２）の物体存在検知信号が出力される。
進入した場合には、透過率が受光レンズ（Ｌ１１）に対
し２／３である受光レンズ（Ｌ１２）によってΔＸが２
／３Ｋとなり、透過率が受光レンズ（Ｌ２４）に対し１
／３である受光レンズ（Ｌ２２）によってΔＹが１／３
Ｋとなるため、ΔＸ／ΔＹの演算値が２となり、第２の
コンパレータ（８２）がこれを判別して第２のアンドゲ
ート回路（Ａ２）に対しハイレベル信号を出力する。ま
た、加算回路（７５）における加算値が２／３Ｋ＋１／
３Ｋ＝Ｋであって比較回路（７６）からハイレベル信号
が出力され、第２のアンドゲート回路（Ａ２）において
論理積がとれて第２の出力端子（Ｏ２）に対し第２の検
知エリア（Ｅ２）の物体存在検知信号が出力される。
【００１７】尚、ここで同一の第２の検知エリア（Ｅ
２）からの光が異なる受光レンズ（Ｌ１２），（Ｌ２
２）を通じて異なる受光素子（５１），（５１）に入射
するようになっているが、この場合の同一の検知エリア
（Ｅ２）の概念は、投光ビームの物体による反射位置が
同一である領域の他に、投光ビームの反射位置が被検知
物体の実用検知距離内に隣接している領域をも含み、光
学的に被検知物体を検知できる実質的同一領域のことで
あり、以下の説明における同一検知エリアの説明につい
ても同様である。
２）からの光が異なる受光レンズ（Ｌ１２），（Ｌ２
２）を通じて異なる受光素子（５１），（５１）に入射
するようになっているが、この場合の同一の検知エリア
（Ｅ２）の概念は、投光ビームの物体による反射位置が
同一である領域の他に、投光ビームの反射位置が被検知
物体の実用検知距離内に隣接している領域をも含み、光
学的に被検知物体を検知できる実質的同一領域のことで
あり、以下の説明における同一検知エリアの説明につい
ても同様である。
【００１８】更に、第３の検知エリア（Ｅ３）に物体が
進入した場合には、透過率が受光レンズ（Ｌ１１）に対
し１／３である受光レンズ（Ｌ１３）によってΔＸが１
／３Ｋとなり、透過率が受光レンズ（Ｌ２４）に対し２
／３である受光レンズ（Ｌ２３）によってΔＹが２／３
Ｋとなるため、ΔＸ／ΔＹの演算値が０．５となり、第
３のコンパレータ（８３）がこれを判別して第３のアン
ドゲート回路（Ａ３）に対しハイレベル信号を出力す
る。また、加算回路（７５）における加算値が１／３Ｋ
＋２／３Ｋ＝Ｋであって比較回路（７６）からハイレベ
ル信号が出力され、第３のアンドゲート回路（Ａ３）に
おいて論理積がとれて第３の出力端子（Ｏ３）に対し第
３の検知エリア（Ｅ３）の物体存在検知信号が出力され
る。
進入した場合には、透過率が受光レンズ（Ｌ１１）に対
し１／３である受光レンズ（Ｌ１３）によってΔＸが１
／３Ｋとなり、透過率が受光レンズ（Ｌ２４）に対し２
／３である受光レンズ（Ｌ２３）によってΔＹが２／３
Ｋとなるため、ΔＸ／ΔＹの演算値が０．５となり、第
３のコンパレータ（８３）がこれを判別して第３のアン
ドゲート回路（Ａ３）に対しハイレベル信号を出力す
る。また、加算回路（７５）における加算値が１／３Ｋ
＋２／３Ｋ＝Ｋであって比較回路（７６）からハイレベ
ル信号が出力され、第３のアンドゲート回路（Ａ３）に
おいて論理積がとれて第３の出力端子（Ｏ３）に対し第
３の検知エリア（Ｅ３）の物体存在検知信号が出力され
る。
【００１９】更にまた、第４の検知エリア（Ｅ４）に物
体が進入した場合、ΔＸが０で且つΔＹがＫであるた
め、ΔＸ／ΔＹの演算値が０となり、第４のコンパレー
タ（８４）がこれを判別して第４のアンドゲート回路
（Ａ４）に対しハイレベル信号を出力する。また、加算
回路（７５）における加算値が０＋Ｋ＝Ｋであって比較
回路（７６）からハイレベル信号が出力され、第４のア
ンドゲート回路（Ａ４）において論理積がとれて第４の
出力端子（Ｏ４）に対し第４の検知エリア（Ｅ４）の物
体存在検知信号が出力される。
体が進入した場合、ΔＸが０で且つΔＹがＫであるた
め、ΔＸ／ΔＹの演算値が０となり、第４のコンパレー
タ（８４）がこれを判別して第４のアンドゲート回路
（Ａ４）に対しハイレベル信号を出力する。また、加算
回路（７５）における加算値が０＋Ｋ＝Ｋであって比較
回路（７６）からハイレベル信号が出力され、第４のア
ンドゲート回路（Ａ４）において論理積がとれて第４の
出力端子（Ｏ４）に対し第４の検知エリア（Ｅ４）の物
体存在検知信号が出力される。
【００２０】このように被検知物体が存在する検知エリ
ア（Ｅ１）〜（Ｅ４）を、２系統の受光部（４１），
（４２）の出力電気信号の比を演算することにより検知
しているので被検知物体の反射率等の影響を受けること
がなく、各検知エリア（Ｅ１）〜（Ｅ４）からの光を切
り換えることなく同時に各受光部（４１），（４２）に
入射して被検知物体の存在位置をリアルタイムに検知で
きる。
ア（Ｅ１）〜（Ｅ４）を、２系統の受光部（４１），
（４２）の出力電気信号の比を演算することにより検知
しているので被検知物体の反射率等の影響を受けること
がなく、各検知エリア（Ｅ１）〜（Ｅ４）からの光を切
り換えることなく同時に各受光部（４１），（４２）に
入射して被検知物体の存在位置をリアルタイムに検知で
きる。
【００２１】また、図２は検知エリアからの放射赤外線
エネルギの変動により物体を検知する受動型赤外線式物
体検知センサを利用した場合の本発明の他の実施例のブ
ロック構成を示し、同図において図１と同一若しくは同
等のものには同一の符号を付してあり、相違する点は、
遮光板（１１）を介在して同一種の一対の焦電型受光素
子（１０ａ），（１０ｂ）を並設し、６個の受光レンズ
（ｌ１）〜（ｌ６）により６種の検知エリア（ｅ１）〜
（ｅ６）を設定するとともに、このうちの第２および第
５の受光レンズ（ｌ２），（ｌ５）のみを他のものに比
し面積を１／２として光学ゲインを１／２とし、第１の
受光部（９ａ）が、受光素子（１０ａ）とこれに第１乃
至第４の検知エリア（ｅ１）〜（ｅ４）からの放射赤外
線光束をそれぞれ集光する第１乃至第４の受光レンズ
（ｌ１）〜（ｌ４）とにより構成され、一方、第２の受
光部（９ｂ）が、受光素子（１０ｂ）とこれに第３乃至
第６の検知エリア（ｅ３）〜（ｅ６）からの放射赤外線
光束をそれぞれ集光する第３乃至第６の受光レンズ（ｌ
３）〜（ｌ６）とにより構成され、演算回路（１２）
に、６種の検知エリア（ｅ１）〜（ｅ６）を設定したこ
とに伴って、スレッショルドレベルとして「３以上」、
「１．５〜２．５」、「０．８〜１．４」、「０．３〜
０７」および「０．３以下」の各値をそれぞれ有する６
種のコンパレータ（Ｃ１）〜（Ｃ６）と、この各コンパ
レータ（Ｃ１）〜（Ｃ６）と比較回路（７６）との論理
積をとって各出力端子（ｏ１）〜（ｏ６）に対し択一的
にハイレベル信号を出力する６個のアンドゲート回路
（ａ１）〜（ａ６）を設けた構成のみである。
エネルギの変動により物体を検知する受動型赤外線式物
体検知センサを利用した場合の本発明の他の実施例のブ
ロック構成を示し、同図において図１と同一若しくは同
等のものには同一の符号を付してあり、相違する点は、
遮光板（１１）を介在して同一種の一対の焦電型受光素
子（１０ａ），（１０ｂ）を並設し、６個の受光レンズ
（ｌ１）〜（ｌ６）により６種の検知エリア（ｅ１）〜
（ｅ６）を設定するとともに、このうちの第２および第
５の受光レンズ（ｌ２），（ｌ５）のみを他のものに比
し面積を１／２として光学ゲインを１／２とし、第１の
受光部（９ａ）が、受光素子（１０ａ）とこれに第１乃
至第４の検知エリア（ｅ１）〜（ｅ４）からの放射赤外
線光束をそれぞれ集光する第１乃至第４の受光レンズ
（ｌ１）〜（ｌ４）とにより構成され、一方、第２の受
光部（９ｂ）が、受光素子（１０ｂ）とこれに第３乃至
第６の検知エリア（ｅ３）〜（ｅ６）からの放射赤外線
光束をそれぞれ集光する第３乃至第６の受光レンズ（ｌ
３）〜（ｌ６）とにより構成され、演算回路（１２）
に、６種の検知エリア（ｅ１）〜（ｅ６）を設定したこ
とに伴って、スレッショルドレベルとして「３以上」、
「１．５〜２．５」、「０．８〜１．４」、「０．３〜
０７」および「０．３以下」の各値をそれぞれ有する６
種のコンパレータ（Ｃ１）〜（Ｃ６）と、この各コンパ
レータ（Ｃ１）〜（Ｃ６）と比較回路（７６）との論理
積をとって各出力端子（ｏ１）〜（ｏ６）に対し択一的
にハイレベル信号を出力する６個のアンドゲート回路
（ａ１）〜（ａ６）を設けた構成のみである。
【００２２】この装置の基本的な作用および効果も前述
の赤外線式物体検知センサを用いた場合と同様でああ
る。即ち、第１の検知エリア（ｅ１）に人体が進入した
時に受光レンズ（ｌ１）を介して第１の受光素子（１０
ａ）に集光される赤外線光束の変動量をＸとすると、第
２の受光素子（１０ｂ）の入射赤外線光束の変動量であ
るＹが略０であって、Ｘ／Ｙの演算値が無限大となり、
第１のコンパレータ（Ｃ１）がこれを判別して第１のア
ンドゲート回路（ａ１）に対しハイレベル信号を出力す
る。また、加算回路（７５）における加算値がＫ＋０＝
Ｋであって比較回路（７６）からハイレベル信号が出力
され、第１のアンドゲート回路（ａ４）において論理積
がとれて第１の出力端子（ｏ１）に対し第１の検知エリ
ア（ｅ４）の物体存在検知信号が出力される。
の赤外線式物体検知センサを用いた場合と同様でああ
る。即ち、第１の検知エリア（ｅ１）に人体が進入した
時に受光レンズ（ｌ１）を介して第１の受光素子（１０
ａ）に集光される赤外線光束の変動量をＸとすると、第
２の受光素子（１０ｂ）の入射赤外線光束の変動量であ
るＹが略０であって、Ｘ／Ｙの演算値が無限大となり、
第１のコンパレータ（Ｃ１）がこれを判別して第１のア
ンドゲート回路（ａ１）に対しハイレベル信号を出力す
る。また、加算回路（７５）における加算値がＫ＋０＝
Ｋであって比較回路（７６）からハイレベル信号が出力
され、第１のアンドゲート回路（ａ４）において論理積
がとれて第１の出力端子（ｏ１）に対し第１の検知エリ
ア（ｅ４）の物体存在検知信号が出力される。
【００２３】第２の検知エリア（ｅ２）に人体が進入し
た場合には、光学ゲインが１／２の受光レンズ（ｌ２）
よってＸが１／２Ｋで且つＹがＫであり、Ｘ／Ｙの演算
値が０．５となり、第２のコンパレータ（Ｃ２）がこれ
を判別して第２のアンドゲート回路（ａ２）に対しハイ
レベル信号を出力する。また、加算回路（７５）におけ
る加算値が１／２Ｋ＋Ｋ＝３／２Ｋであって比較回路
（７６）からハイレベル信号が出力され、第２のアンド
ゲート回路（ａ２）において論理積がとれて第２の出力
端子（ｏ２）に対し第２の検知エリア（ｅ２）の物体存
在検知信号が出力される。
た場合には、光学ゲインが１／２の受光レンズ（ｌ２）
よってＸが１／２Ｋで且つＹがＫであり、Ｘ／Ｙの演算
値が０．５となり、第２のコンパレータ（Ｃ２）がこれ
を判別して第２のアンドゲート回路（ａ２）に対しハイ
レベル信号を出力する。また、加算回路（７５）におけ
る加算値が１／２Ｋ＋Ｋ＝３／２Ｋであって比較回路
（７６）からハイレベル信号が出力され、第２のアンド
ゲート回路（ａ２）において論理積がとれて第２の出力
端子（ｏ２）に対し第２の検知エリア（ｅ２）の物体存
在検知信号が出力される。
【００２４】第３の検知エリア（ｅ３）に人体が進入し
た場合には、ＸがＫで且つＹがＫであり、Ｘ／Ｙの演算
値が１となり、第３のコンパレータ（Ｃ３）がこれを判
別して第３のアンドゲート回路（ａ３）に対しハイレベ
ル信号を出力する。また、加算回路（７５）における加
算値がＫ＋Ｋ＝２Ｋであって比較回路（７６）からハイ
レベル信号が出力され、第３のアンドゲート回路（ａ
３）において論理積がとれて第３の出力端子（ｏ３）に
対し第３の検知エリア（ｅ３）の物体存在検知信号が出
力される。
た場合には、ＸがＫで且つＹがＫであり、Ｘ／Ｙの演算
値が１となり、第３のコンパレータ（Ｃ３）がこれを判
別して第３のアンドゲート回路（ａ３）に対しハイレベ
ル信号を出力する。また、加算回路（７５）における加
算値がＫ＋Ｋ＝２Ｋであって比較回路（７６）からハイ
レベル信号が出力され、第３のアンドゲート回路（ａ
３）において論理積がとれて第３の出力端子（ｏ３）に
対し第３の検知エリア（ｅ３）の物体存在検知信号が出
力される。
【００２５】第４の検知エリア（ｅ４）に人体が進入し
た場合には、ＸがＫで且つ光学ゲインが１／２の受光レ
ンズ（ｌ５）よってＹが１／２Ｋであり、Ｘ／Ｙの演算
値が２となり、第４のコンパレータ（Ｃ４）がこれを判
別して第４のアンドゲート回路（ａ４）に対しハイレベ
ル信号を出力する。また、加算回路（７５）における加
算値がＫ＋１／２Ｋ＝３／２Ｋであって比較回路（７
６）からハイレベル信号が出力され、第４のアンドゲー
ト回路（ａ４）において論理積がとれて第４の出力端子
（ｏ４）に対し第４の検知エリア（ｅ４）の物体存在検
知信号が出力される。
た場合には、ＸがＫで且つ光学ゲインが１／２の受光レ
ンズ（ｌ５）よってＹが１／２Ｋであり、Ｘ／Ｙの演算
値が２となり、第４のコンパレータ（Ｃ４）がこれを判
別して第４のアンドゲート回路（ａ４）に対しハイレベ
ル信号を出力する。また、加算回路（７５）における加
算値がＫ＋１／２Ｋ＝３／２Ｋであって比較回路（７
６）からハイレベル信号が出力され、第４のアンドゲー
ト回路（ａ４）において論理積がとれて第４の出力端子
（ｏ４）に対し第４の検知エリア（ｅ４）の物体存在検
知信号が出力される。
【００２６】第５の検知エリア（ｅ５）に人体が進入し
た場合には、Ｘが０で且つＹがＫであり、Ｘ／Ｙの演算
値が０となり、第５のコンパレータ（Ｃ５）がこれを判
別して第５のアンドゲート回路（ａ５）に対しハイレベ
ル信号を出力する。また、加算回路（７５）における加
算値がＫ＋０＝Ｋであって比較回路（７６）からハイレ
ベル信号が出力され、第５のアンドゲート回路（ａ５）
において論理積がとれて第５の出力端子（ｏ５）に対し
第５の検知エリア（ｅ５）の物体存在検知信号が出力さ
れる。
た場合には、Ｘが０で且つＹがＫであり、Ｘ／Ｙの演算
値が０となり、第５のコンパレータ（Ｃ５）がこれを判
別して第５のアンドゲート回路（ａ５）に対しハイレベ
ル信号を出力する。また、加算回路（７５）における加
算値がＫ＋０＝Ｋであって比較回路（７６）からハイレ
ベル信号が出力され、第５のアンドゲート回路（ａ５）
において論理積がとれて第５の出力端子（ｏ５）に対し
第５の検知エリア（ｅ５）の物体存在検知信号が出力さ
れる。
【００２７】尚、前記実施例では、光学系の光学ゲイン
の差を設ける手段として、受光レンズの透過率を変えた
り、または受光レンズの面積を代えて集光効率に変えた
りする場合について説明したが、ミラーの反射率を変え
て光学ゲインに差を設けるようにしてもよい。
の差を設ける手段として、受光レンズの透過率を変えた
り、または受光レンズの面積を代えて集光効率に変えた
りする場合について説明したが、ミラーの反射率を変え
て光学ゲインに差を設けるようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明の物体存在位置検知
装置によると、被検知物体が存在する検知エリアを、少
なくとも２個１組の２系統の受光素子の出力電気信号の
比率を演算することにより検知する構成としたので、被
検知物体の反射率等の影響を受けることなく確実に検知
できるとともに、各検知エリアからの光を切り換えるこ
となく同時に各受光素子に入射して被検知物体の存在位
置をリアルタイムに検知できるので、被検知物体の移動
に対しても正確にその存在位置を追従して検知すること
ができ、開閉のための回転機構や移動機構等の複雑な構
成を一切要せず、構成の簡素化に伴って信頼性が格段に
向上する。
装置によると、被検知物体が存在する検知エリアを、少
なくとも２個１組の２系統の受光素子の出力電気信号の
比率を演算することにより検知する構成としたので、被
検知物体の反射率等の影響を受けることなく確実に検知
できるとともに、各検知エリアからの光を切り換えるこ
となく同時に各受光素子に入射して被検知物体の存在位
置をリアルタイムに検知できるので、被検知物体の移動
に対しても正確にその存在位置を追従して検知すること
ができ、開閉のための回転機構や移動機構等の複雑な構
成を一切要せず、構成の簡素化に伴って信頼性が格段に
向上する。
【図１】本発明の一実施例のブロック構成図である。
【図２】本発明の他の実施例のブロック構成図である。
１ 投光部 ３ 発光素子 ７，１２ 演算回路 ５１，５１，１０ａ，１０ｂ 受光素子 Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４ 受
光レンズ（光学系） ｌ１〜ｌ６ 受光レンズ（光学系） Ｅ１〜Ｅ４，ｅ１〜ｅ６ 検知エリア
光レンズ（光学系） ｌ１〜ｌ６ 受光レンズ（光学系） Ｅ１〜Ｅ４，ｅ１〜ｅ６ 検知エリア
Claims (4)
- 【請求項１】 受光用光学系により設定した複数個の検
知エリアの何れに人体等の物体が存在するかを光学的に
検知する物体存在位置検知装置において、入射赤外線光
束をそれの受光量または受光変動量に対応する電気信号
に変換する受光素子を少なくとも２個１組備え、この各
受光素子にそれぞれ複数個づつの前記光学系を光入射す
るよう対設するとともに、同一検知エリアからの光が前
記各受光素子に対し互いに異なる前記光学系を通じて入
射するよう前記各光学系を配設し、この光学系のうちの
所要のものの光学ゲインに差を設け、前記各受光素子の
出力電気信号の比率を演算してその算出値により物体が
存在する検知エリアを判別する演算回路を設けたことを
特徴とする物体存在位置検知装置。 - 【請求項２】 発光素子の発光を複数個の投光用光学系
を通じ前記各検知エリアに向け投射する投光部を設け、
この投光部からの投光ビームの被検知物体からの反射光
を前記受光用光学系を通じ対応する前記受光素子に入射
して受光量をこれに対応する電気信号に変換する構成と
したことを特徴とする「請求項１」に記載の物体存在位
置検知装置。 - 【請求項３】 前記各検知エリアからの放射赤外線光束
を前記受光用光学系を通じ前記受光素子に入射して受光
変動量に対応する電気信号に変換することを特徴とする
「請求項１」に記載の物体存在位置検知装置。 - 【請求項４】 前記光学系の光学ゲインの差を、レンズ
の透過率の相違、光学系の集光効率の相違またはミラー
の反射率の相違の何れかの手段により設けたことを特徴
とする「請求項２」または「請求項３」の何れかに記載
の物体存在位置検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1607492A JP2741981B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 物体存在位置検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1607492A JP2741981B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 物体存在位置検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209716A JPH05209716A (ja) | 1993-08-20 |
| JP2741981B2 true JP2741981B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=11906424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1607492A Expired - Fee Related JP2741981B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 物体存在位置検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741981B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4538928B2 (ja) * | 2000-09-12 | 2010-09-08 | 住友金属工業株式会社 | 結晶粒度異常判定装置および結晶粒度異常判定方法 |
| JP2010197334A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Honda Denshi Giken:Kk | 自動ドア用反射型センサ |
| JP6524483B2 (ja) * | 2013-12-04 | 2019-06-05 | オプテックス株式会社 | 能動型物体検出センサ |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP1607492A patent/JP2741981B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05209716A (ja) | 1993-08-20 |
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