JP2868097B2 - 移動体センサー - Google Patents

移動体センサー

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JP2868097B2 JP22179790A JP22179790A JP2868097B2 JP 2868097 B2 JP2868097 B2 JP 2868097B2 JP 22179790 A JP22179790 A JP 22179790A JP 22179790 A JP22179790 A JP 22179790A JP 2868097 B2 JP2868097 B2 JP 2868097B2
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の対象技術分野] この発明は移動する被検出物体を光学的に検出する技
術に係り、とくに検出装置には投光部を有さず、もっぱ
ら被検出物体からの光を捕えることにより移動する被検
出物体を検出する技術に関する。
[従来技術とその問題点] 一般に第2図に示すように検出装置に投光部がなく、
かつ被検出物体5をレンズ系1を介して受光面上に結像
させる方式は、被検出物体5が発光体であるばあいを除
き、環境光が被検出物体5に当たり、この被検出物体に
よって反射した光が受光部2に入射し、この出力が電子
回路部3により処理され、これによって検出器4は被検
出物体が移動したことを検出する。
そして被検出物体5が動かないばあいは、環境光の強
度が一定である限り、検出器4に入射する光量は時間に
関して一定である。被検出物体5が動くばあい、この被
検出物体が無限に大きい無地の平板など、特殊なばあい
を除き、検出器4に入射する光の量が時間的に変化する
ので、光量検出素子を受光面に配すると、光量の時間的
な変化により移動体を検出することができる。
この方法は極めて簡単であるが、光学的なノイズが大
きく実用化されてない。つまり、被検出物体が動くこと
により起こる受光面上の光量変化が極めて少なく、被検
出物体が動く以外の受光面上の光量変化と比べ区別がで
きない。もっとも大きな光学的なノイズの1つが螢光灯
などの交流光ノイズである。
これに対して、たとえば受光面上に2N個に分割された
受光素子を配し、これを交互にプラス端子、マイナス端
子に接続し、プラス端子、マイナス端子に集められた信
号の差の信号を作り、この差の信号のうち、商用周波数
すなわち50Hzあるいは60Hzより十分低い周波数成分を取
り出すことにより、螢光灯などの交流光の影響を取り除
く方法がある。
第6図に示すものはその方法を具体的に表したもの
で、2N個に分割された受光素子21、22、・・・2nを交互
に、互いに異なる2つの端子すなわち加算回路10a,10b
にそれぞれ接続し、この二つの端子を電流−電圧変換回
路11に接続し、さらに差動増幅器12、周波数フイルタ1
3、比較回路16、出力回路17に順次接続する。
この方法によれば、たとえば、所定の明るさの場所の
歩行者を検出することは可能である。すなわち、均等に
入射する光が時間的に変化しても、2つの信号には差が
生じない。被検出物体が移動すると、受光面上の被検出
物体の像が動き、2つの信号に差が生じるので、この2
つの信号の差により移動体が検出できる。この方式は、
受光面上に明るさが移動するときだけ信号変化が起こる
ので、光ノイズが前記方法に比べ改善でき、それだけ感
度を高くすることができる。
一方、この方式によれば、移動する被検出物体の検出
が可能となる反面、被検出物体の検出感度が環境光によ
り大きく変わってしまうということが発見された。すな
わち、環境光が螢光灯の場合、被検出物体の移動に因る
信号と光学的ノイズともに環境光の大きさはほぼ比例す
る。
第6図に示す判定回路16で比較する基準値は、移動体
センサーが使用される環境が最も明るいときのノイズよ
りも大きな値である必要がある。
このとき、環境光が1/mであると、光ノイズ、信号と
もに1/mとなるので、明るいときには検出できた移動体
の動きが検出できなくなる。
[発明の目的] この発明はこのような従来の問題点に鑑み、環境の明
るさが違っても、つねに高感度で移動体を検出できる移
動体検出センサーを実現することを目的とする。
[発明の梗概] この発明はその目的を達成するために複数に分割され
た受光素子を交互に第1の端子および第2の端子に接続
し、これらの2つの端子から得られる信号にプラスの重
み係数とマイナスの重み係数を乗算した後に加算して第
1の信号を得、また分割された複数の受光素子からの出
力を加算することにより第2の信号を得、これら2つの
信号の比率により、移動体を検出するものでそのマイナ
スの重み係数とプラスの重み係数との比率は、受光面に
光が入射したときに第1の信号がゼロとなるような比率
である。
[実施例] 以下図によってこの発明の一実施例について説明す
る。なお、基本的な構造は第2図に示すものと同一であ
るのでその説明を省略する。
すなわち第3図において受光器2は受光面上に複数た
とえば2N個に分割された受光素子21、、23・・・2nによ
り構成される。これらの受光素子はたとえば第1図に示
すように帯状に配設される。そしてこれらの受光素子は
その配列方向において交互に2つの加算回路10a,10bに
接続される。すなわち奇数番目の受光素子21、22、23・
・・2n−1は第1の加算回路10aに、また偶数番目の受
光素子22、24、26・・・2nは第2の加算回路10bにそれ
ぞれ接続される。この加算回路の第1と第2の出力端は
電流−電圧変換回路11の第1と第2の入力端にそれぞれ
接続される。電流−電圧変換回路11の第1の出力端は差
動増幅器12の第1の入力端たとえばプラス端子に、また
その第2の出力端は差動増幅器12の第2の入力端たとえ
ばマイナス端子にそれぞれ接続させる。差動増幅器12の
出力端には周波数フイルタ13が接続させる。この周波数
フイルタは所定の周波数帯域における信号のみを通過さ
せるもので、すなわち電流−電圧変換回路11の出力信号
の中、交流分のみを通過させる。一方、電流−電圧変換
回路11の第2の出力端は増幅回路14が接続され、かつそ
の増幅回路の出力端にはローパスフイルタ15が接続され
る。このローパスフイルタは電流−電圧変換回路11から
の出力信号の中、直流分のみを通過させる。そしてこの
ローパスフイルタと差動増幅回路12により演算回路が構
成される。また周波数フイルタ13の出力端は判定回路16
たとえば比較回路の第1の入力端に接続され、またロー
パスフイルタ15の出力端は判定回路16の第2の入力端に
接続される。この判定回路の出力端には出力回路17が接
続される。なお必要に応じて判定回路16の出力端には表
示回路18が接続される。
上記構成において、被検出物体5によって反射された
光はレンズ系1を通って受光面上に結像される。このと
き外乱光も一緒に受光面上に入る。受光面において受光
器2に入った光は交互に異なる端子に接続された受光素
子によって検出され、光電流に変換される。この光電流
は電流−電圧変換回路11によって電圧に変換され、その
第1の出力は差動増幅回路12の第1の入力端たとえばマ
イナス端子に供給され、これによって電流−電圧変換回
路11の第1の出力端からの信号にはマイナスの重み係数
が乗算される。また電流−電圧変換回路11の第2の出力
は差動増幅回路12の第2の入力端たとえばプラス端子に
供給され、これによって電流−電圧変換回路11の第2の
出力端からの信号はプラスの重み係数が乗算される。
そして差動増幅回路12において、2つの入力信号は加
算されて出力され。さらにこの出力信号は周波数フイル
タによってその出力信号の所定の帯域のみが通過し、第
1の信号となる。
なお、マイナスの重み係数とプラスの重み係数との比
率は受光面に光が均等に入射したとき、第1の信号すな
わち差動増幅回路12の出力がゼロとなるような値であ
る。
一方、電流−電圧変換回路11の出力は増幅回路14にと
って増幅された後、ローパスフイルタ15に供給される。
このフイルタによって電流−電圧変換回路11の出力信号
の中、直流分のみが通過し、第2の信号となる。なお、
この第2の信号は上記各受光素子21、22・・・2nからの
出力を加算したものである。
さらに判定回路16すなわち比較回路において第1の信
号と第2の信号の比率がとられ、これが判定信号として
出力回路17および表示回路18に供給される。
なお、増幅回路14に供給される信号すなわち環境光の
明るさ信号は、多分割された受光素子21、22・・・2nか
らのすべての信号を加算しても良いし、一部の受光素子
からの信号を加算しても良い。
また受光素子21、22・・・2nは第3図に示すように一
つの線に沿って帯状に配列したものについて説明したが
この配列状態は第4図に示すように田の字状に配設して
もよい。さらに受光素子の分割方法は、均等分割したば
あいについて説明したが、均等分割する必要はなく、第
5図に示すように不均一であってもよい。かつそれらの
数は必ずしも偶数個で無くてもよい。
なぜならば、加算回路10a,10bすなわちプラス端子、
マイナス端子に接続された受光素子の等価受光面積の総
和が互いに等しいばあい、受光面に均等に入射する光
は、差の信号に現れないから問題がなく、また加算回路
10a,10bすなわちプラス端子、マイナス端子に接続され
た受光素子の等価受光面積の総和が互いに等しくないば
あい、受光面に均等入射する光が、後段の回路におい
て、差の信号となって現れないようにする対策をとれば
よいからである。より具体的には電流−電圧変換回路11
の変換効率、一般には負荷抵抗値を双方の等価受光面積
の比と逆数とするとすることにより解決される。
なお、この発明は次の態様によって適宜実施される。
(1)複数に分割された受光素子を受光面に配し、レン
ズ系を介して被検出物体の像を上記受光面に結像させ、
上記拭数に分割された受光素子により個々の出力にプラ
スの重み係数、あるいは、マイナスの重み係数を乗算し
た後に加算した第1の信号と、上記複数に分割された受
光素子により個々の出力を加算した第2の信号と、上記
第1の信号と上記第2の信号の比率により、移動物体を
検知するとともに、上記プラスの重み係数と上記マイナ
スの重み係数との比率は、上記受光面に均等に光が入射
したとき、上記第1の信号がゼロとなるような比率であ
る。
(2)複数に分割された受光素子を受光面に配し、レン
ズ系を介して被検出物体からの光を上記受光面に結像さ
せ、上記複数に分割された受光素子からの個々の周力に
プラスの重み係数、あるいは、マイナスの重み係数を乗
算した後に加算した第1の信号と、上記複数に分割され
た受光素子からの個々の出力を加算した第2の信号と、
上記第1の信号の第1の所定の周波数領域の成分より所
定の比率だけ上記第2の信号の第2の所定の周波数領域
の成分を減算した信号により、上記被検出物体の移動を
検出するとともに、上記プラスの重み係数と上記マイナ
スの重み係数との比率は、上記受光面に均等に光が入射
したとき、上記第1の信号がゼロとなるような比率であ
る。
(3)被検出物体を結像させるレンズ系と、このレンズ
系により被検出物体からの光を結像させる受光面上に配
設され、複数に分割された受光素子と、この各受光素子
からの出力に選択的にプラスあるいはマイナスの重み係
数を乗算した後にこれらを加算して第1の信号を出力す
る演算回路と、上記孔素子からの出力を加算して第2の
信号を出力する加算回路と、上記第1の信号の第1の所
定の周波数領域の信号成分により、上記第2の信号の第
2の所定の周波数領域の信号成分を減じた信号により、
被検出物体の移動を判定し判定信号を出力する判定回路
を有し、上記プラスの重み係数と上記マイナスの重み係
数との比率は、上記受光面に均等に光が入射したとき、
上記第1の信号がゼロとなるような比率である。
[発明の効果] この発明は上述のように、各受光素子間の差の信号と
環境の明るさの信号とを比較するようにしたので、測定
環境の明るさが変化するにつれて、比較する信号も変化
し、すなわち被検出物体の動きによる信号が明るさに応
じて小さくなっても、その移動体を環境の明るさに左右
されずに常に高感度で検出できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明における移動体センサーのブロック
図、第2図は移動物体センサーの基本的な構成を示す構
成図、第3図は受光素子の分割状態を示す平面図、第4
図および第5図は受光素子の他の実施例を示す平面図、
第6図は従来の移動体センサーのブロック図である。 1……レンズ系 2……受光部 3……電子回路部 4……検出器 5……被検出物体 10……加算回路 11……電流−電圧変換回路 12……差動増幅回路 13……周波数フイルタ 14……増幅回路 15……ローパスフイルタ 16……判定回路 17……出力回路 18……表示回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−80017(JP,A) 特開 昭60−226030(JP,A) 特開 平2−154190(JP,A) 特開 昭61−80087(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01V 9/04 G01J 1/02 G01J 1/42 G08B 13/00 G08B 17/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検出物体を結像させるレンズ系と、この
    レンズ系により被検出物体からの光を結像させる受光面
    上に配設され、複数に分割された受光素子と、この各受
    光素子からの出力に選択的にプラスあるいはマイナスの
    重み係数を乗算した後の信号を入力して所定の周波数帯
    域における交流分のみを通過させて第1の信号を得る周
    波数フイルタと、上記受信素子からの出力を加算した信
    号を入力して直流分だけを通過させて第2の信号を得る
    ローパスフイルタと、上記第1の信号と上記第2の信号
    の比率により、上記被検出物体の移動状態を判定する判
    定回路を備え、上記プラスの重み係数と上記マイナスの
    重み係数との比率は、上記受光面に均等に光が入射した
    とき、上記第1の信号がゼロとなるような比率であるこ
    とを特徴とする移動体センサー。
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