JP3073643U - 周回時間計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本考案は、簡単な構成により、また、簡便な設
置方法、高精度な周回時間計測装置を提供するととも
に、周回時間計測装置の設置に際し検出位置の目視確認
できない点を解決することである。 【解決手段】移動物体に受光機能を搭載し、投光機能を
固定とする。半導体レーザーからのレーザー光を略線状
光に変換する光学系を有する投光装置と、前記略線状光
を受光する受光装置、前記受光装置からの略線状光の受
光信号の時間間隔を計測する計測装置から構成されるこ
とを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、計測位置を容易に設定、確認できると共に、正確な時間間隔を計測 できる周回時間計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ラジコン自動車等の移動物体の周回時間計測装置は、電波を使用する方 法と、赤外線リモコン等に利用される赤外線ＬＥＤによる発散光を用いる方法が 採用されている。電波を使用する方法では、ラジコン自動車等移動物体に小型の 発信機を搭載し、ラジコン自動車が走行するサーキットコースを横切る形でコー ス地面にアンテナが埋設され、アンテナ上をラジコン自動車に搭載した発信機が 通過するときの電波信号を検出する電波受信装置により、周回時間を計測する。

【０００３】 また、発散光を使用する方法では、ラジコン自動車に搭載された発散光発光装 置からの発散光をサーキットコース近傍に置かれた光検出装置によりラジコン自 動車の通過を検出し、周回時間を計測するものである。

【０００４】 実用の電波を使用する周回時間計測装置は、アンテナの設置がコース面への埋 設となり難しく、さらに、電波発信機、受信装置が高価なため個人利用には適し ていない。また、発散光を使用する周回時間計測装置は、移動物体の検出範囲が 不明確であるとともに移動物体の検出範囲にばらつきが大きく、計測精度が不十 分であった。

【０００５】 電波を使用する周回時間計測装置のアンテナの設置に関しては、コース地面に 埋め込み型の他に、一時的にコース路面上にアンテナを敷き、その上にカバー等 を敷く簡易型の設置方法がとられる場合も行われるが、装置全体としての構成は 同じであり、設置に大きな面積を必要とし個人で簡便に周回時間を計測するには 適していない。

【０００６】 また、発散光を用いる周回時間計測装置においても、発光装置側の発光量を調 整したり、受光装置側の受光角度を狭くする等の工夫が行われているが、十分な 精度が得られていない。発光量を大きくした場合には、受光装置が検出する発光 装置（ラジコン自動車）の検出範囲が大きくなり、ラジコン自動車が受光装置に 近い場合と、遠い場合で検出時間に大きな差が生じてしまう欠点を有している。 発散光を用いた周回時間計測装置は、検出光が発散光であるため受光装置と発光 装置との距離に検出精度が大きく依存する重大な欠点を有している。

【０００７】 さらに、従来技術による電波を利用した、あるいは、発散光を利用した周回時 間計測装置においては、移動物体としてのラジコン自動車の検出位置を正確に目 視確認ができない欠点も有している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案が解決しようとする課題は、簡単な構成であり、簡便な設置方法、高精 度な周回時間計測装置を提供する事である。さらに、設置に際し検出位置を目視 確認できない点を解決することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、移動物体としてのラジコン自動車側に受光機能を搭載し、投光機能 を固定とする。さらにラジコン自動車の検出範囲を直線状に、かつ検出範囲を目 視可能とするため、可視半導体レーザーを用いた直線光投光装置とレーザー光受 光装置により受光することを最も主要な特徴とする。

【００１０】

【考案の実施の形態】

ラジコン自動車等移動物体の正確な検出範囲の実現と、検出位置の可視化の目 的のために、可視半導体レーザーを略直線光に変換する光学系を有する投光装置 、および、ラジコン自動車等移動物体に搭載する受光装置により実現した。

【００１１】

【実施例】

図１から図５は、本考案による周回時間計測装置の１実施例を説明する図。図 １は、本考案による周回時間計測装置の構成を示す図。図２は、直線光を得るた めの光学系と投射面に投射される直線光の関係を示す図。図３は、周回時間計測 装置を構成する回路構成ブロックを示す図。図４は、半導体レーザー光と、光検 出回路出力との関係を示す信号図。図５は計測された周回時間の結果を表示する 表示装置の表示例を示す図。 １は半導体レーザー、２はコリメーターレンズ、３は光束、４は円柱レンズ、５ は投射面、６は直線光、７は受光素子、８は移動物体、９は電源、１０は半導体 レーザー駆動回路、１１は光検出回路、１２は周期時間計数回路（CPU)、１３は 表示装置、１４は半導体レーザー光出力信号、１５は光検出回路出力信号、１６ は投光装置である。

【００１２】 投光装置１６を構成する半導体レーザー１からの光束３は、コリメータレンズ ２により直径約５ｍｍ程度の平行光束となり、円柱レンズ４に入射する。円柱レ ンズ４からの出射光は、断面が円方向に対し発散光となり、断面が長方形方向に 対しては、平行光束のまま投射面５に投射される。その結果、投射面５には、直 線光６が投射されることになる。半導体レーザー１の波長としては、６５０ｎｍ 近傍の波長を選択することにより、目視が可能となり、直線光６を確認すること ができる。移動物体８に取り付けられた受光素子７が、直線光６を略直角に横切 る方向が移動方向となるように投光装置１６を設置する。このとき、受光素子７ と、直線光６との関係は図１（ｂ）のような関係となり、検出位置（直線光６と 同じ位置、範囲となる）を確認できると共に、検出範囲が非常に狭く、高精度な 検出が可能となる。

【００１３】 図２は、直線光６を得るための光学系と投射面５に投射される直線光６の関係 を示す図であり、投光系を構成する円柱レンズ４として直径６ｍｍ程度の円柱レ ンズを用いることにより、円柱レンズ４より約４５度の発散光が得られる。円柱 レンズ４より２ｍ離れた投射面５には、おおむね幅５ｍｍ、長さ２ｍの直線光６ が投射される。

【００１４】 図３は、周回時間計測装置を構成する回路構成ブロックを示すブロック図であ り、半導体レーザー駆動回路１０は、半導体レーザー１を駆動しレーザー光束３ を発光させる。移動物体８が、半導体レーザーからの光束３を横切ることにより 、受光素子７に直線光６が入射し、光検出回路１１により光検出回路出力１５が 得られる。周期時間計数回路（ＣＰＵ）１２は、光検出回路１１からの検出信号 の周期を計測する。表示装置１３は、周期時間計数回路１２により得られた周回 数ごとの周期時間を周回時間として表示する。

【００１５】 図４は、半導体レーザー光出力信号１４と、光検出回路出力信号１５との関係 を示す信号図。半導体レーザー１は、連続発光（半導体レーザー光出力信号１４ ）を行う。光検出回路出力信号１５は、直線光６を通過する移動物体８に取り付 けられた受光素子７、および、光検出回路１１から得られる信号である。周期時 間計数回路（ＣＰＵ）１２は、周期１、周期２、周期３・・・・を計測する。得 られた各周期時間が、投光装置１６からの直線光６を移動物体８が通過する毎の 各周回時間に相当する。

【００１６】 図５は計測された周回時間の結果を表示する表示装置１３の表示例を示す図で あり、周期時間計数回路（ＣＰＵ）１２により得られた各周回数と周回時間を表 示する。

【００１７】 本考案による周回時間計測装置の第２の実施例を図６を用い説明する。第１の 実施例と同じ番号は同じ構成要素を示す。１７は本考案による第２実施例による 移動物体、１８は発光素子、１９は発光素子１８から発光される光、２０は発光 素子駆動回路、２１は装置識別信号発生器、２２は受光素子、２３は光検出回路 、２４は装置識別信号解読器、２５は周回時間計数器（CPU)、２６は表示装置、 ２７は周回時間集計装置である。

【００１８】 投光装置１６からは、第１の実施例と同様、半導体レーザー１から直線光とし て光束３が投光される。移動物体１７が投光装置１６からの投光される直線光上 を通過するタイミングにおいて、移動物体１７の受光素子７、光検出回路１１に より通過検出信号２８を得る。発光素子駆動回路２０は、通過検出信号２８から の信号により、移動物体１７を識別するための装置識別信号発生器２１からの装 置識別信号に対応する信号とともに発光素子１８を駆動し発光信号１９を発光す る。本実施例における発光素子１８からの光は、発散光であっても構わない。周 回時間集計装置２７は、移動物体１７からの発光信号１９を受光するように投光 装置１６と同じ、あるいは、近傍に設置する。受光素子２２は、移動物体１７か らの発光信号１９を受光し、光検出回路２３により移動物体１７が投光装置１６ が発光する直線光上を通過したタイミング、および、装置識別信号を得る。装置 識別信号解読器２４は、移動物体１７の装置識別信号を得る。装置識別信号は、 検出すべき移動物体が複数ある場合、各移動物体ごとに異なる装置識別信号とす ることにより、各移動物体を識別することができる。 周回時間計数器（CPU)２５は、各移動物体の装置識別信号、通過タイミング信号 から、各移動物体の周回時間を計測、集計する。表示装置２６は、計測、集計さ れた各移動物体の周回時間を表示する。

【００１９】 第１の実施例では、半導体レーザー１からのレーザー光は、連続発光であった が、外来光の影響を防止するため、半導体レーザー１の駆動電流を高周波でオン 、オフを繰り返し駆動する高周波変調発光としても良い。この場合の光検出回路 は、高周波の変調信号を検出する回路を挿入することにより、変調されたレーザ ー光のみを検出することができ、外来光からの影響を防止することができる。

【００２０】 さらに、半導体レーザー光を投光装置に割り当てられた投光装置固有識別信号 により変調することにより、複数の投光装置との識別を行うことも可能である。 この場合の光検出回路は、検出された光検出回路１１からの信号から、投光装置 固有識別信号を分離、検出する機能を付加することにより、受光した投光装置の 投光装置固有識別信号を識別することができる。

【００２１】 投光装置に割り当てる投光装置固有識別信号例としては、デジタルコードを投 光装置固有識別信号を用いた場合には、半導体レーザー光を個別コードに対応し たオン／オフ変調するパルスコード変調を行うことにより実現できる。また、投 光装置固有識別信号として、半導体レーザーの変調周波数を変化させてもよい。

【００２２】 第１の実施例において、周回時間計数回路（CPU)１２に、記憶素子等に各周回 時間を記憶する機能を持たせることにより、移動物体の周回時間計測が終了した 時点において、記憶した各周回時間を読み出し、表示装置１３に表示してもよい 。この場合には、移動物体８に、表示装置１３を搭載しなくて良く、小型軽量化 の効果がある。

【００２３】 第２実施例における移動物体からの通過タイミング信号、および、装置識別信 号の発信には、光を使用したが情報伝達手段の方法は、光でなく電波等でも構わ ない。

【考案の効果】

以上説明したように本考案の周回時間計測装置は、移動物体の検出位置、範囲 を容易に目視で確認でき設置が容易である。また、レーザー光による平行光束を 用いることにより投光装置と受光装置間の距離に関係なく検出範囲を一定に設定 することができ、高精度な移動物体の検出、周回時間計測が可能となる。

【００２４】 本考案による第２実施例では、移動物体側に、周回時間計数回路、表示装置が 不要となり、小型軽量となる効果がある。さらに、各移動物体に固有な投光装置 識別信号を持たせることにより、複数の移動物体の周回時間を同時に計測、集計 できる効果も合わせて有している。

【００２５】 本考案による第1、第2実施例では、投光装置１６から投光されるレーザー光束 ３は、直線光であったが、投光されるレーザー光の形状は直線状に限定されるも のではなく、円弧のような曲線状でもよく、移動物体検出に都合のよい投射形状 となるよう光学系を構成することができる。また、投射レーザー光束に幅を持た せる光学系を構成することにより、移動物体８の検出範囲を広くすることも可能 である。投光装置の光源としてレーザー光を用いることにより、移動物体の検出 範囲、および、検出位置をを自由に、かつ正確に設定することができる。本考案 による周回時間測定装置を用いることにより、移動物体の検出を高精度に、かつ 正確な周回時間計測を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は,本考案による周回時間計測装置の構成
を示す図。

【図２】図２は、直線光を得るための光学系と投射面に
投射される直線光の関係を示す図。

【図３】図３は、周回時間計測装置を構成する回路構成
ブロックを示すブロック図。

【図４】図４は、半導体レーザー光と、光検出回路出力
との関係を示す信号図。

【図５】図５は、計測された周回時間の結果を表示する
表示装置の表示例を示す図。

【図６】図６は、本考案による周回時間計測装置の第２
の実施例を示す図

【符号の説明】

１ 半導体レーザー ２ コリメーターレンズ ３ 光束 ４ 円柱レンズ ５ 投射面 ６ 直線光 ７ 受光素子 ８ 移動物体 ９ 電源 １０ 半導体レーザー駆動回路 １１ 光検出回路 １２ 周期時間計数回路（CPU) １３ 表示装置 １４ 半導体レーザー光出力信号 １５ 光検出回路出力信号 １６ 投光装置 １７ 第２実施例による移動物体 １８ 発光素子 １９ 発光素子１８から発光される光 ２０ 発光素子駆動回路 ２１ 装置識別信号発生器 ２２ 受光素子 ２３ 光検出回路 ２４ 装置識別信号解読器 ２５ 周回時間計数器（CPU) ２６ 表示装置 ２７ 周回時間集計装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザーからのレーザー光を略線
   状光に変換する光学系を有する投光装置と、前記略線状
   光を受光する受光装置、前記受光装置からの前記略線状
   光の受光信号の時間間隔を計測する計測装置から構成さ
   れることを特徴とする周回時間計測装置。
2. 【請求項２】 半導体レーザーからのレーザー光を略線
   状光に変換する光学系を有する請求項１記載の投光装置
   と、前記略線状光を受光する受光装置、前記受光装置に
   より駆動される発信装置と、前記発信装置からの信号を
   受信する受信装置から構成される周回時間計測装置。