JP3090354B2 - 測距式侵入者検知器 - Google Patents
測距式侵入者検知器Info
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- JP3090354B2 JP3090354B2 JP03243938A JP24393891A JP3090354B2 JP 3090354 B2 JP3090354 B2 JP 3090354B2 JP 03243938 A JP03243938 A JP 03243938A JP 24393891 A JP24393891 A JP 24393891A JP 3090354 B2 JP3090354 B2 JP 3090354B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検知エリアへの侵入者
を侵入者までの距離に基づいて検知することによって、
来客の報知や自動扉の制御等に用いる測距式侵入者検知
器に関するものである。
を侵入者までの距離に基づいて検知することによって、
来客の報知や自動扉の制御等に用いる測距式侵入者検知
器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図９に示すように、投光手段
１によって検知エリアに赤外線を投光するとともに、物
体からの反射光を受光手段２によって受光し、反射光に
含まれる情報に基づいて検知エリア内への侵入者９を検
知する能動型の物体検知器が提供されている。
１によって検知エリアに赤外線を投光するとともに、物
体からの反射光を受光手段２によって受光し、反射光に
含まれる情報に基づいて検知エリア内への侵入者９を検
知する能動型の物体検知器が提供されている。
【０００３】たとえば、反射光の受光光量に基づいて侵
入物体を検知する物体検知器としては、反射光量が所定
の閾値を越えると検知エリア内に侵入物体が有ると判定
するものや、反射光量の変化に着目して変化量が所定の
閾値を越えると検知エリア内に物体が侵入したと判定す
るものが提供されている。
入物体を検知する物体検知器としては、反射光量が所定
の閾値を越えると検知エリア内に侵入物体が有ると判定
するものや、反射光量の変化に着目して変化量が所定の
閾値を越えると検知エリア内に物体が侵入したと判定す
るものが提供されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、反射光の受
光光量の大きさに基づいて検知エリアへの侵入物体の存
否を検出する前者の構成では、図１０に示すように、検
知器Ｓの検知エリアＤに物体Ｕが存在していると、侵入
物体ではなくても検知することになるから、検知エリア
Ｄの中に他の物体が存在しないように設置するという制
約条件を満たさなければならない。すなわち、設置条件
が制約されているものであるから、たとえば、店舗の店
先のように置物、荷物、植木等の多数の物品が存在する
ような場所では使用できないという問題がある。
光光量の大きさに基づいて検知エリアへの侵入物体の存
否を検出する前者の構成では、図１０に示すように、検
知器Ｓの検知エリアＤに物体Ｕが存在していると、侵入
物体ではなくても検知することになるから、検知エリア
Ｄの中に他の物体が存在しないように設置するという制
約条件を満たさなければならない。すなわち、設置条件
が制約されているものであるから、たとえば、店舗の店
先のように置物、荷物、植木等の多数の物品が存在する
ような場所では使用できないという問題がある。
【０００５】反射光の受光光量の変化量に基づいて検知
エリアへの侵入物体の存否を検出する後者の構成では受
光光量の変化分を検出するから、移動しない物品に対し
ては図１１（ａ）のように受光光量の変化がないのであ
り、侵入物体が移動するときにのみ図１１（ｂ）のよう
に受光光量の変化率が大きくなって侵入物体を検知でき
ることになり、上述の問題点を回避できるのである。
エリアへの侵入物体の存否を検出する後者の構成では受
光光量の変化分を検出するから、移動しない物品に対し
ては図１１（ａ）のように受光光量の変化がないのであ
り、侵入物体が移動するときにのみ図１１（ｂ）のよう
に受光光量の変化率が大きくなって侵入物体を検知でき
ることになり、上述の問題点を回避できるのである。
【０００６】しかしながら、反射光量に基づいて侵入物
体の存否を検出しているから、侵入物体の反射率や背景
の反射率の影響を受けるという問題がある。すなわち、
検知エリアに侵入した物体からの反射光の受光光量と、
背景による反射光の受光光量とがほぼ等しいときには、
図１１（ｃ）のように受光光量の変化率が小さく、侵入
物体の存否を検出できないことになる。すなわち、図１
２に示すように、背景ａと物体ｂとについて、距離と受
光光量とはそれぞれの反射率に応じて異なる関係を有し
ているが、背景と物体とが破線で示すような特定の距離
関係にあるときには受光光量に変化が生じないのであっ
て、このような位置関係を不感帯と称している。また、
投光手段からの赤外線が開放空間に投光されている場合
には背景による反射は生じないのであるが、図１３に示
すように、検知エリアＤよりも遠距離を通過する物体Ｏ
の反射率が高い場合（たとえば、自動車のボディやウイ
ンドウガラス等）には、受光光量の変化率が図１１
（ｂ）と同様の変化を示すことになり、結果的に誤報が
生じるという問題がある。
体の存否を検出しているから、侵入物体の反射率や背景
の反射率の影響を受けるという問題がある。すなわち、
検知エリアに侵入した物体からの反射光の受光光量と、
背景による反射光の受光光量とがほぼ等しいときには、
図１１（ｃ）のように受光光量の変化率が小さく、侵入
物体の存否を検出できないことになる。すなわち、図１
２に示すように、背景ａと物体ｂとについて、距離と受
光光量とはそれぞれの反射率に応じて異なる関係を有し
ているが、背景と物体とが破線で示すような特定の距離
関係にあるときには受光光量に変化が生じないのであっ
て、このような位置関係を不感帯と称している。また、
投光手段からの赤外線が開放空間に投光されている場合
には背景による反射は生じないのであるが、図１３に示
すように、検知エリアＤよりも遠距離を通過する物体Ｏ
の反射率が高い場合（たとえば、自動車のボディやウイ
ンドウガラス等）には、受光光量の変化率が図１１
（ｂ）と同様の変化を示すことになり、結果的に誤報が
生じるという問題がある。
【０００７】上述したような種々の問題があるから、反
射光量に基づいて侵入物体を検知する物体検知器を用い
る際には、背景の色や反射率を考慮するとともに、反射
率の大きい物体が通過したり反射率の大きい物体が置か
れたりすることのない方向に検知エリアが設定されるよ
うに検知器を設置するという制約条件を満たすことが必
要になる。要するに、反射光の受光光量の変化に基づい
て物体を検知する場合であっても、検知器の設置場所に
制約条件があり、設置場所が限定されるという問題があ
る。
射光量に基づいて侵入物体を検知する物体検知器を用い
る際には、背景の色や反射率を考慮するとともに、反射
率の大きい物体が通過したり反射率の大きい物体が置か
れたりすることのない方向に検知エリアが設定されるよ
うに検知器を設置するという制約条件を満たすことが必
要になる。要するに、反射光の受光光量の変化に基づい
て物体を検知する場合であっても、検知器の設置場所に
制約条件があり、設置場所が限定されるという問題があ
る。
【０００８】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、設置場所に関する制約条件を緩和した測距式
侵入者検知器を提供しようとするものである。
のであり、設置場所に関する制約条件を緩和した測距式
侵入者検知器を提供しようとするものである。
【０００９】
【００１０】
【課題を解決するための手段】 請求項１ の発明では、検
知エリアに光ビームを投光する投光手段と、検知エリア
内への侵入者による光ビームの反射光を受光用光学系に
より集光して受光用光学系の像面に配置した位置センサ
の受光面上に集光スポットを形成し侵入者までの距離に
応じて位置センサの受光面上で変位する集光スポットの
位置に対応した位置信号を出力する受光手段と、位置信
号に基づいて侵入者までの距離を求める距離演算手段
と、距離演算手段により求めた侵入者までの距離が所定
の距離範囲内であるときに存在信号を出力する存在判定
手段と、距離演算手段により求めた侵入者までの距離が
単位時間内に所定の距離以上に変化したときに移動信号
を出力する移動判定手段と、存在信号と移動信号とが同
時に出力されると検知エリア内に侵入者がいるものと判
定して報知信号を出力する報知判定手段とを具備してい
るのである。
知エリアに光ビームを投光する投光手段と、検知エリア
内への侵入者による光ビームの反射光を受光用光学系に
より集光して受光用光学系の像面に配置した位置センサ
の受光面上に集光スポットを形成し侵入者までの距離に
応じて位置センサの受光面上で変位する集光スポットの
位置に対応した位置信号を出力する受光手段と、位置信
号に基づいて侵入者までの距離を求める距離演算手段
と、距離演算手段により求めた侵入者までの距離が所定
の距離範囲内であるときに存在信号を出力する存在判定
手段と、距離演算手段により求めた侵入者までの距離が
単位時間内に所定の距離以上に変化したときに移動信号
を出力する移動判定手段と、存在信号と移動信号とが同
時に出力されると検知エリア内に侵入者がいるものと判
定して報知信号を出力する報知判定手段とを具備してい
るのである。
【００１１】請求項２の発明では、検知エリアに光ビー
ムを投光する投光手段と、検知エリア内への侵入者によ
る光ビームの反射光を受光用光学系により集光して受光
用光学系の像面に配置した位置センサの受光面上に集光
スポットを形成し侵入者までの距離に応じて位置センサ
の受光面上で変位する集光スポットの位置に対応した位
置信号を出力するとともに総受光光量に対応する受光信
号を出力する受光手段と、位置信号に基づいて侵入者ま
での距離を求める距離演算手段と、距離演算手段により
求めた侵入者までの距離が所定の距離範囲内であるとき
に存在信号を出力する存在判定手段と、受光信号に基づ
いて総受光光量が単位時間内に所定の光量以上に変化し
たときに移動信号を出力する移動判定手段と、存在信号
と移動信号とが同時に出力されると検知エリア内に侵入
者がいるものと判定して報知信号を出力する報知判定手
段とを具備しているのである。
ムを投光する投光手段と、検知エリア内への侵入者によ
る光ビームの反射光を受光用光学系により集光して受光
用光学系の像面に配置した位置センサの受光面上に集光
スポットを形成し侵入者までの距離に応じて位置センサ
の受光面上で変位する集光スポットの位置に対応した位
置信号を出力するとともに総受光光量に対応する受光信
号を出力する受光手段と、位置信号に基づいて侵入者ま
での距離を求める距離演算手段と、距離演算手段により
求めた侵入者までの距離が所定の距離範囲内であるとき
に存在信号を出力する存在判定手段と、受光信号に基づ
いて総受光光量が単位時間内に所定の光量以上に変化し
たときに移動信号を出力する移動判定手段と、存在信号
と移動信号とが同時に出力されると検知エリア内に侵入
者がいるものと判定して報知信号を出力する報知判定手
段とを具備しているのである。
【００１２】
【００１３】
【作用】 請求項１ の構成によれば、受光手段から出力さ
れる位置信号に基づいて得られる侵入者までの距離に関
する情報を、侵入者が所定の距離範囲内に存在するか否
かの判定と、侵入者が移動しているか否かの判定との二
種の判定に用いるとともに、侵入者が所定の距離範囲内
に存在し、かつ、移動しているときにのみ報知信号を出
力するので、背景や侵入者の色や反射率の影響を受けず
に侵入者を検出できるのであって、設置場所に関する制
約条件が少なくなるのである。
れる位置信号に基づいて得られる侵入者までの距離に関
する情報を、侵入者が所定の距離範囲内に存在するか否
かの判定と、侵入者が移動しているか否かの判定との二
種の判定に用いるとともに、侵入者が所定の距離範囲内
に存在し、かつ、移動しているときにのみ報知信号を出
力するので、背景や侵入者の色や反射率の影響を受けず
に侵入者を検出できるのであって、設置場所に関する制
約条件が少なくなるのである。
【００１４】請求項２の構成によれば、受光手段から出
力される侵入者までの距離情報を含む位置信号に基づい
て侵入者が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定
し、また、受光手段の総受光光量に対応した受光信号に
基づいて、侵入者が移動したか否かを判定するのであっ
て、侵入者が所定の距離範囲内に存在し、かつ、移動し
ているときにのみ報知信号を出力するので、検知エリア
外を反射率の大きい物体が通過したときに総受光光量の
変化によって侵入者が移動したと判定されたとしても、
検知エリアを距離範囲によって限定していることによっ
て、検知エリア外の物体によっては報知信号が出力され
ないのであって、誤報を防止することができるのであ
る。すなわち、検知エリアを開放空間に設定しても誤報
が発生しないのであって、設置場所の制約が少なくなる
という利点を有するのである。
力される侵入者までの距離情報を含む位置信号に基づい
て侵入者が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定
し、また、受光手段の総受光光量に対応した受光信号に
基づいて、侵入者が移動したか否かを判定するのであっ
て、侵入者が所定の距離範囲内に存在し、かつ、移動し
ているときにのみ報知信号を出力するので、検知エリア
外を反射率の大きい物体が通過したときに総受光光量の
変化によって侵入者が移動したと判定されたとしても、
検知エリアを距離範囲によって限定していることによっ
て、検知エリア外の物体によっては報知信号が出力され
ないのであって、誤報を防止することができるのであ
る。すなわち、検知エリアを開放空間に設定しても誤報
が発生しないのであって、設置場所の制約が少なくなる
という利点を有するのである。
【００１５】（参考例） 本発明の実施例を説明する前に、以下の実施例において
も同原理で動作する部分について参考例として説明す
る。 投光手段１は、図１に示すように、発光ダイオード
よりなる発光素子１２と、発光素子１２の光出力によっ
て光ビームを形成する投光用光学系１１とからなる。発
光素子１２は、発振回路１３から出力されるクロックパ
ルスを受ける発光回路１４の出力によって点滅駆動さ
れ、クロックパルスによって光ビームの投光タイミング
が設定される。
も同原理で動作する部分について参考例として説明す
る。 投光手段１は、図１に示すように、発光ダイオード
よりなる発光素子１２と、発光素子１２の光出力によっ
て光ビームを形成する投光用光学系１１とからなる。発
光素子１２は、発振回路１３から出力されるクロックパ
ルスを受ける発光回路１４の出力によって点滅駆動さ
れ、クロックパルスによって光ビームの投光タイミング
が設定される。
【００１６】検知エリアへの侵入者９によって拡散反射
された反射光は、受光用光学系２１を通して集光されて
受光用光学系２１の像面に集光スポットを形成し、受光
用光学系２１の像面に配設されて受光用光学系２１とと
もに受光手段２を構成する位置センサ２２によって受光
される。位置センサ２２にはＰＳＤが用いられ、集光ス
ポットの位置に対応した一対の位置信号Ｉ1 、Ｉ2が出
力される。ここに、投光用光学系１１と受光用光学系２
１とは同一平面上に配置され、位置センサ２２の受光面
は受光用光学系２１の光軸に直交しているものとする。
各位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 は電流信号であるから、それぞれ
電流−電圧変換回路２３ａ，２３ｂにより電圧信号
Ｖ1 ，Ｖ2 に変換された後、集積回路よりなる距離演算
手段３に入力され、侵入者９までの距離に対応した距離
信号が出力される。距離演算手段３は、発振回路１３か
らのクロックパルスが入力されて光ビームの投光タイミ
ングと同期して制御されており、光ビームに対応しない
不要な信号を除去して処理することによって、信号対雑
音比を向上させている。距離信号は、マイクロコンピュ
ータを主構成要素とする報知判定手段４に入力される。
報知判定手段４は、検知エリアを規定する基準距離を与
える基準距離データ設定部４１と、距離信号に対応する
距離と基準距離との大小関係を比較する判定回路４２
と、判定回路４２に基準クロック信号を与えるクロック
信号発生回路４３とにより構成される。基準距離が一つ
であるときには、判定回路４２では、基準距離以内もし
くは基準距離以上を検知エリアとし、侵入者９との距離
（距離信号）が検知エリア内の距離であるときに、報知
信号を出力して表示回路５を駆動したり、あるいは、出
力回路６を通して他の機器を制御する。基準距離が二つ
であるときには、判定回路４２では、両基準距離の間を
検知エリアとし、距離信号に対応する距離が両基準距離
の間であるときに、報知信号を出力する。
された反射光は、受光用光学系２１を通して集光されて
受光用光学系２１の像面に集光スポットを形成し、受光
用光学系２１の像面に配設されて受光用光学系２１とと
もに受光手段２を構成する位置センサ２２によって受光
される。位置センサ２２にはＰＳＤが用いられ、集光ス
ポットの位置に対応した一対の位置信号Ｉ1 、Ｉ2が出
力される。ここに、投光用光学系１１と受光用光学系２
１とは同一平面上に配置され、位置センサ２２の受光面
は受光用光学系２１の光軸に直交しているものとする。
各位置信号Ｉ1 ，Ｉ2 は電流信号であるから、それぞれ
電流−電圧変換回路２３ａ，２３ｂにより電圧信号
Ｖ1 ，Ｖ2 に変換された後、集積回路よりなる距離演算
手段３に入力され、侵入者９までの距離に対応した距離
信号が出力される。距離演算手段３は、発振回路１３か
らのクロックパルスが入力されて光ビームの投光タイミ
ングと同期して制御されており、光ビームに対応しない
不要な信号を除去して処理することによって、信号対雑
音比を向上させている。距離信号は、マイクロコンピュ
ータを主構成要素とする報知判定手段４に入力される。
報知判定手段４は、検知エリアを規定する基準距離を与
える基準距離データ設定部４１と、距離信号に対応する
距離と基準距離との大小関係を比較する判定回路４２
と、判定回路４２に基準クロック信号を与えるクロック
信号発生回路４３とにより構成される。基準距離が一つ
であるときには、判定回路４２では、基準距離以内もし
くは基準距離以上を検知エリアとし、侵入者９との距離
（距離信号）が検知エリア内の距離であるときに、報知
信号を出力して表示回路５を駆動したり、あるいは、出
力回路６を通して他の機器を制御する。基準距離が二つ
であるときには、判定回路４２では、両基準距離の間を
検知エリアとし、距離信号に対応する距離が両基準距離
の間であるときに、報知信号を出力する。
【００１７】ここで、測距法として採用したＰＳＤを用
いた三角測量方式について説明する。測距のための基本
的な構成は、図２に示すようなものであって、投光手段
１から光ビームを物体Ｏに照射し、その拡散反射光を受
光用光学系２１で集光するとともに、受光用光学系２１
の像面に形成される集光スポットをＰＳＤである位置セ
ンサ２で受光するのである。位置センサ２２は、集光ス
ポットの位置に対応した電気信号が得られる素子であっ
て、この電気信号に基づいて物体Ｏまでの距離が三角測
量方式に基づいて演算される。すなわち、物体Ｏの位置
がＡ→Ｂ→Ｃと変化して投光手段１と物体Ｏとの距離が
変化するとすれば、位置センサ２２の受光面に形成され
る集光スポットの位置は紙面上をａ→ｂ→ｃと移動する
から、紙面上の位置が検出できるような一次元の位置検
出手段であるＰＳＤを用いることにより、物体Ｏまでの
距離を検出することができるのである。
いた三角測量方式について説明する。測距のための基本
的な構成は、図２に示すようなものであって、投光手段
１から光ビームを物体Ｏに照射し、その拡散反射光を受
光用光学系２１で集光するとともに、受光用光学系２１
の像面に形成される集光スポットをＰＳＤである位置セ
ンサ２で受光するのである。位置センサ２２は、集光ス
ポットの位置に対応した電気信号が得られる素子であっ
て、この電気信号に基づいて物体Ｏまでの距離が三角測
量方式に基づいて演算される。すなわち、物体Ｏの位置
がＡ→Ｂ→Ｃと変化して投光手段１と物体Ｏとの距離が
変化するとすれば、位置センサ２２の受光面に形成され
る集光スポットの位置は紙面上をａ→ｂ→ｃと移動する
から、紙面上の位置が検出できるような一次元の位置検
出手段であるＰＳＤを用いることにより、物体Ｏまでの
距離を検出することができるのである。
【００１８】位置センサ２２として用いるＰＳＤは、図
３に示すように、ｐｉｎ構造を有して長手方向の両端に
出力電極Ｅ1 ，Ｅ2 を有する光起電力素子であって、受
光面に集光スポットＰが照射されると高抵抗層であるｐ
層が、集光スポットＰの照射位置と各出力電極Ｅ1 ，Ｅ
2 との距離に逆比例して分割され、各出力電極Ｅ1 ，Ｅ
2 からは全電流Ｉを分割した出力電流Ｉ1 ，Ｉ2 が取り
出されるようになっている。すなわち、各出力電極
Ｅ1 ，Ｅ2 からの出力電流Ｉ1 ，Ｉ2 は、出力電極
Ｅ1 ，Ｅ2 の間の抵抗をＺｓとし、ｐ層の分割比が
Ｚ1 ：Ｚ2 とすれば、 Ｉ1 ＝（Ｚ2 ／Ｚｓ）・Ｉ … Ｉ2 ＝（Ｚ1 ／Ｚｓ）・Ｉ … になる。いま、電極Ｅ1 から集光スポットＰまでの距離
がｘ、両出力電極Ｅ1 ，Ｅ2 の間の距離がＬであるとす
れば、 ｘ＝（Ｚ1 ／Ｚｓ）・Ｌ … であるから、式および式を用いて、式のＺ1 ，Ｚ
ｓを消去し、距離ｘを出力電流Ｉ1 ，Ｉ2 と、電極
Ｅ1 ，Ｅ2 の間の距離Ｌとを用いて表せば、 （１／ｘ）＝｛１＋（Ｉ1 ／Ｉ2 ）｝／Ｌ … となる。一方、図２に示すように、投光手段１の光軸と
出力電極Ｅ1 との距離をＢＬ、位置センサ２２と受光用
光学系２１との距離をＦとすれば、受光用光学系２１か
ら物体Ｏまでの距離Ｒは、 Ｒ＝ＢＬ・Ｆ／ｘ … であるから、式に式を代入すれば、 Ｒ＝｛１＋（Ｉ1 ／Ｉ2 ）｝・ＢＬ・Ｆ／Ｌ … になる。ここに、調整済の装置では、ＢＬ、Ｆ、Ｌは定
数になるから、位置センサ２２の出力電流Ｉ1 ，Ｉ2 に
よって物体Ｏまでの距離Ｒを求めることができるのであ
る。すなわち、上述したように、位置センサ２２の出力
電流Ｉ1 ，Ｉ2 を距離演算手段３に入力し、上述のよう
な演算を行うことによって、物体Ｏまでの距離に対応し
た距離信号を得ることができるのである。
３に示すように、ｐｉｎ構造を有して長手方向の両端に
出力電極Ｅ1 ，Ｅ2 を有する光起電力素子であって、受
光面に集光スポットＰが照射されると高抵抗層であるｐ
層が、集光スポットＰの照射位置と各出力電極Ｅ1 ，Ｅ
2 との距離に逆比例して分割され、各出力電極Ｅ1 ，Ｅ
2 からは全電流Ｉを分割した出力電流Ｉ1 ，Ｉ2 が取り
出されるようになっている。すなわち、各出力電極
Ｅ1 ，Ｅ2 からの出力電流Ｉ1 ，Ｉ2 は、出力電極
Ｅ1 ，Ｅ2 の間の抵抗をＺｓとし、ｐ層の分割比が
Ｚ1 ：Ｚ2 とすれば、 Ｉ1 ＝（Ｚ2 ／Ｚｓ）・Ｉ … Ｉ2 ＝（Ｚ1 ／Ｚｓ）・Ｉ … になる。いま、電極Ｅ1 から集光スポットＰまでの距離
がｘ、両出力電極Ｅ1 ，Ｅ2 の間の距離がＬであるとす
れば、 ｘ＝（Ｚ1 ／Ｚｓ）・Ｌ … であるから、式および式を用いて、式のＺ1 ，Ｚ
ｓを消去し、距離ｘを出力電流Ｉ1 ，Ｉ2 と、電極
Ｅ1 ，Ｅ2 の間の距離Ｌとを用いて表せば、 （１／ｘ）＝｛１＋（Ｉ1 ／Ｉ2 ）｝／Ｌ … となる。一方、図２に示すように、投光手段１の光軸と
出力電極Ｅ1 との距離をＢＬ、位置センサ２２と受光用
光学系２１との距離をＦとすれば、受光用光学系２１か
ら物体Ｏまでの距離Ｒは、 Ｒ＝ＢＬ・Ｆ／ｘ … であるから、式に式を代入すれば、 Ｒ＝｛１＋（Ｉ1 ／Ｉ2 ）｝・ＢＬ・Ｆ／Ｌ … になる。ここに、調整済の装置では、ＢＬ、Ｆ、Ｌは定
数になるから、位置センサ２２の出力電流Ｉ1 ，Ｉ2 に
よって物体Ｏまでの距離Ｒを求めることができるのであ
る。すなわち、上述したように、位置センサ２２の出力
電流Ｉ1 ，Ｉ2 を距離演算手段３に入力し、上述のよう
な演算を行うことによって、物体Ｏまでの距離に対応し
た距離信号を得ることができるのである。
【００１９】上記構成によれば、侵入者９までの距離を
判定して報知信号を出力するから、背景の色や反射率と
は無関係に侵入者９の有無を検知できるのである。ま
た、図４に示すように、時刻ｔ1 において検知エリア内
に侵入者９が入ったとすれば、時刻ｔ2 において侵入者
９が検知エリアから出るまでの間、報知信号を出力する
ことになる。したがって、自動扉の開閉の制御に用いた
り、あるいは、ショーウインドウの正面に人が立ってい
る間だけ点灯する照明の制御に用いたりする場合には、
人が検知エリア内にいる間に扉が閉じたり照明が消灯し
たりする不都合を防止することができる。また、扉を閉
じたり照明を消灯させたりするためのオフディレイ動作
のためのタイマは、図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ2
において人が検知エリアから出た時点で起動するように
すれば（図５（ａ）は時刻ｔ1 で人が検知エリアに入
り、時刻ｔ2 で人が検知エリアから出た状態を示す）、
一定時間Ｔ1 が経過した後に、自動的に扉を閉じたり、
照明を消灯させたりする制御ができる。
判定して報知信号を出力するから、背景の色や反射率と
は無関係に侵入者９の有無を検知できるのである。ま
た、図４に示すように、時刻ｔ1 において検知エリア内
に侵入者９が入ったとすれば、時刻ｔ2 において侵入者
９が検知エリアから出るまでの間、報知信号を出力する
ことになる。したがって、自動扉の開閉の制御に用いた
り、あるいは、ショーウインドウの正面に人が立ってい
る間だけ点灯する照明の制御に用いたりする場合には、
人が検知エリア内にいる間に扉が閉じたり照明が消灯し
たりする不都合を防止することができる。また、扉を閉
じたり照明を消灯させたりするためのオフディレイ動作
のためのタイマは、図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ2
において人が検知エリアから出た時点で起動するように
すれば（図５（ａ）は時刻ｔ1 で人が検知エリアに入
り、時刻ｔ2 で人が検知エリアから出た状態を示す）、
一定時間Ｔ1 が経過した後に、自動的に扉を閉じたり、
照明を消灯させたりする制御ができる。
【００２０】（実施例１） 本実施例は、図６に示すように、距離演算手段３により
求めた侵入者までの距離が所定の距離範囲内であるとき
に存在信号を出力する存在判定手段７と、距離演算手段
３により求めた侵入者までの距離が単位時間内に所定の
距離以上に変化したときに移動信号を出力する移動判定
手段８とを設け、報知判定手段４は存在信号と移動信号
とが同時に得られたときに報知信号を出力するように構
成されている。存在判定手段７、移動判定手段８、報知
判定手段４はマイクロコンピュータを主構成要素として
構成されている。移動判定手段８において移動信号を発
生する条件判定には、単位時間を比較的短く設定すると
きには単位時間の開始時点と終了時点との距離差（すな
わち距離の変化率）を用いても、また、単位時間を比較
的長く設定するときには単位時間の中での距離の最大値
と最小値との差を用いてもよい。ここに、人間が検知対
象であるから移動信号を発生する条件としての距離差は
２０ｃｍ程度に設定すればよい。
求めた侵入者までの距離が所定の距離範囲内であるとき
に存在信号を出力する存在判定手段７と、距離演算手段
３により求めた侵入者までの距離が単位時間内に所定の
距離以上に変化したときに移動信号を出力する移動判定
手段８とを設け、報知判定手段４は存在信号と移動信号
とが同時に得られたときに報知信号を出力するように構
成されている。存在判定手段７、移動判定手段８、報知
判定手段４はマイクロコンピュータを主構成要素として
構成されている。移動判定手段８において移動信号を発
生する条件判定には、単位時間を比較的短く設定すると
きには単位時間の開始時点と終了時点との距離差（すな
わち距離の変化率）を用いても、また、単位時間を比較
的長く設定するときには単位時間の中での距離の最大値
と最小値との差を用いてもよい。ここに、人間が検知対
象であるから移動信号を発生する条件としての距離差は
２０ｃｍ程度に設定すればよい。
【００２１】このように、存在判定手段７を設けている
ことによって、所定の距離範囲のみを検知エリアとする
ことができ、参考例と同様に、検知エリア外からの反射
光による誤動作を防止することができるのである。ま
た、移動判定手段８を設けているから、検知エリア内で
静止している物体に対しては報知信号が出力されないの
であって、店舗の店先などの多数の物品が置いてあるよ
うな場所で来客報知などに用いる場合であっても、設置
場所に制約がないという利点を有する。
ことによって、所定の距離範囲のみを検知エリアとする
ことができ、参考例と同様に、検知エリア外からの反射
光による誤動作を防止することができるのである。ま
た、移動判定手段８を設けているから、検知エリア内で
静止している物体に対しては報知信号が出力されないの
であって、店舗の店先などの多数の物品が置いてあるよ
うな場所で来客報知などに用いる場合であっても、設置
場所に制約がないという利点を有する。
【００２２】ところで、存在判定手段７では、参考例の
判定回路４２と同様に基準距離を与えるのが普通である
が、設置条件に応じて基準距離を変更するためにデータ
を更新するのは面倒な場合がある。そこで、本実施例で
は、図７に示すように、受光用光学系２１を光軸とは直
交する方向に移動することによって（実線と破線とで位
置を示す）、設置条件に応じて検知エリアを変更するよ
うになっている。すなわち、位置センサ２２の受光面の
中心と受光用光学系２１の中心とを結ぶ直線が、投光手
段１の光軸と交差する位置を検知エリアの境界距離とす
るのである。一般的には、この境界距離よりも投光手段
１に近い距離範囲内を検知エリアとして設定する。この
場合、図７において、位置センサ２２の受光面の中心よ
りも下方に集光スポットが形成されるときに存在信号を
出力し、上方に集光スポットが形成されるときには存在
信号が出力されないように、存在判定手段７の判定基準
を固定的に設定しておけばよい。境界距離を変更したい
場合には、受光用光学系２１を移動させるのであって、
境界距離を近距離にするほど受光用光学系２１が投光手
段１に近付くように設定すればよい。このような構成を
採用することによって、受光用光学系２１の位置調節の
みで検知エリアを変更することができるのである。な
お、存在判定手段７で存在信号を発生する条件を逆にす
れば（すなわち、存在信号を発生するための距離の大小
関係の条件を逆にすれば）、検知エリアを境界距離から
遠距離側に設定することも可能である。
判定回路４２と同様に基準距離を与えるのが普通である
が、設置条件に応じて基準距離を変更するためにデータ
を更新するのは面倒な場合がある。そこで、本実施例で
は、図７に示すように、受光用光学系２１を光軸とは直
交する方向に移動することによって（実線と破線とで位
置を示す）、設置条件に応じて検知エリアを変更するよ
うになっている。すなわち、位置センサ２２の受光面の
中心と受光用光学系２１の中心とを結ぶ直線が、投光手
段１の光軸と交差する位置を検知エリアの境界距離とす
るのである。一般的には、この境界距離よりも投光手段
１に近い距離範囲内を検知エリアとして設定する。この
場合、図７において、位置センサ２２の受光面の中心よ
りも下方に集光スポットが形成されるときに存在信号を
出力し、上方に集光スポットが形成されるときには存在
信号が出力されないように、存在判定手段７の判定基準
を固定的に設定しておけばよい。境界距離を変更したい
場合には、受光用光学系２１を移動させるのであって、
境界距離を近距離にするほど受光用光学系２１が投光手
段１に近付くように設定すればよい。このような構成を
採用することによって、受光用光学系２１の位置調節の
みで検知エリアを変更することができるのである。な
お、存在判定手段７で存在信号を発生する条件を逆にす
れば（すなわち、存在信号を発生するための距離の大小
関係の条件を逆にすれば）、検知エリアを境界距離から
遠距離側に設定することも可能である。
【００２３】他の構成および動作は参考例と同様であ
る。 （実施例２） 本実施例は、実施例１と同様に、検知エリア内に侵入者
９が存在し、かつ、侵入者９が移動したときに報知信号
を出力するようにしているものである。ただし、実施例
１では、単位時間内での距離変化に基づいて侵入者９の
移動を検知していたが、本実施例では、単位時間内での
総受光光量の変化に基づいて侵入者９の移動を検知して
いる点で相違している。
る。 （実施例２） 本実施例は、実施例１と同様に、検知エリア内に侵入者
９が存在し、かつ、侵入者９が移動したときに報知信号
を出力するようにしているものである。ただし、実施例
１では、単位時間内での距離変化に基づいて侵入者９の
移動を検知していたが、本実施例では、単位時間内での
総受光光量の変化に基づいて侵入者９の移動を検知して
いる点で相違している。
【００２４】すなわち、位置センサ２２の全電流を総受
光光量を反映した受光信号として用いるとともに、移動
判定手段８では受光信号に基づいて総受光光量が単位時
間内に所定の光量以上に変化したときに移動信号を出力
するようにしている。移動判定手段８は、各電流−電圧
変換回路２３ａ，２３ｂの出力電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を加算し
て総受光光量に対応した電圧出力を得る加算回路８１、
加算回路８１の出力電圧を微分する微分回路８２、微分
回路８２の出力を所定の基準電圧Ｖｒと比較する比較回
路８３により構成される。侵入者９が移動すれば反射光
の総受光光量が変化するから、微分回路８２の出力電圧
が大きくなるのであって、この電圧が比較回路８３に入
力されている基準電圧Ｖｒを越えると比較回路８３から
移動信号が出力されるのである。このようにして得られ
た移動信号については、実施例１の移動信号と同様に扱
われるのであり、存在信号と移動信号とが同時に発生し
たときに、報知判定手段４から報知信号が出力されるの
である。
光光量を反映した受光信号として用いるとともに、移動
判定手段８では受光信号に基づいて総受光光量が単位時
間内に所定の光量以上に変化したときに移動信号を出力
するようにしている。移動判定手段８は、各電流−電圧
変換回路２３ａ，２３ｂの出力電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を加算し
て総受光光量に対応した電圧出力を得る加算回路８１、
加算回路８１の出力電圧を微分する微分回路８２、微分
回路８２の出力を所定の基準電圧Ｖｒと比較する比較回
路８３により構成される。侵入者９が移動すれば反射光
の総受光光量が変化するから、微分回路８２の出力電圧
が大きくなるのであって、この電圧が比較回路８３に入
力されている基準電圧Ｖｒを越えると比較回路８３から
移動信号が出力されるのである。このようにして得られ
た移動信号については、実施例１の移動信号と同様に扱
われるのであり、存在信号と移動信号とが同時に発生し
たときに、報知判定手段４から報知信号が出力されるの
である。
【００２５】他の構成および動作は実施例１と同様であ
る。
る。
【００２６】
【００２７】
【発明の効果】 請求項１ の発明は、受光手段から出力さ
れる位置信号に基づいて得られる侵入者までの距離に関
する情報を、侵入者が所定の距離範囲内に存在するか否
かの判定と、侵入者が移動しているか否かの判定との二
種の判定に用いるとともに、侵入者が所定の距離範囲内
に存在し、かつ、移動しているときにのみ報知信号を出
力するので、背景や侵入者の色や反射率の影響を受けず
に侵入者を検出できるのであって、設置場所に関する制
約条件が少なくなるという利点がある。
れる位置信号に基づいて得られる侵入者までの距離に関
する情報を、侵入者が所定の距離範囲内に存在するか否
かの判定と、侵入者が移動しているか否かの判定との二
種の判定に用いるとともに、侵入者が所定の距離範囲内
に存在し、かつ、移動しているときにのみ報知信号を出
力するので、背景や侵入者の色や反射率の影響を受けず
に侵入者を検出できるのであって、設置場所に関する制
約条件が少なくなるという利点がある。
【００２８】請求項２の発明は、受光手段から出力され
る侵入者までの距離情報を含む位置信号に基づいて侵入
者が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定し、ま
た、受光手段の総受光光量に対応した受光信号に基づい
て、侵入者が移動したか否かを判定するのであって、侵
入者が所定の距離範囲内に存在し、かつ、移動している
ときにのみ報知信号を出力するので、検知エリア外を反
射率の大きい物体が通過したときに総受光光量の変化に
よって侵入者が移動したと判定されたとしても、検知エ
リアを距離範囲によって限定していることによって、検
知エリア外の物体によっては報知信号が出力されないの
であって、誤報を防止することができるのである。すな
わち、検知エリアを開放空間に設定しても誤報が発生し
ないのであって、設置場所の制約が少なくなるという利
点を有するのである。
る侵入者までの距離情報を含む位置信号に基づいて侵入
者が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定し、ま
た、受光手段の総受光光量に対応した受光信号に基づい
て、侵入者が移動したか否かを判定するのであって、侵
入者が所定の距離範囲内に存在し、かつ、移動している
ときにのみ報知信号を出力するので、検知エリア外を反
射率の大きい物体が通過したときに総受光光量の変化に
よって侵入者が移動したと判定されたとしても、検知エ
リアを距離範囲によって限定していることによって、検
知エリア外の物体によっては報知信号が出力されないの
であって、誤報を防止することができるのである。すな
わち、検知エリアを開放空間に設定しても誤報が発生し
ないのであって、設置場所の制約が少なくなるという利
点を有するのである。
【図１】参考例を示すブロック図である。
【図２】参考例の測距法に関する概念の説明図である。
【図３】参考例に用いるＰＳＤの動作説明図である。
【図４】参考例の動作説明図である。
【図５】参考例の動作説明図である。
【図６】実施例１を示すブロック図である。
【図７】実施例１の使用例を示す概略構成図である。
【図８】実施例２を示すブロック図である。
【図９】従来例を示す概略構成図である。
【図１０】従来例で問題となる使用例を示す斜視図であ
る。
る。
【図１１】従来例の動作説明図である。
【図１２】従来例の動作説明図である。
【図１３】従来例の問題点を示す説明図である。
１ 投光手段 ２ 受光手段 ３ 距離演算手段 ４ 報知判定手段 ５ 表示回路 ６ 出力回路 ７ 存在判定手段 ８ 移動判定手段 ９ 侵入者
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G08B 13/181 - 13/187 G01S 17/02
Claims (2)
- 【請求項１】 検知エリアに光ビームを投光する投光手
段と、検知エリア内への侵入者による光ビームの反射光
を受光用光学系により集光して受光用光学系の像面に配
置した位置センサの受光面上に集光スポットを形成し侵
入者までの距離に応じて位置センサの受光面上で変位す
る集光スポットの位置に対応した位置信号を出力する受
光手段と、位置信号に基づいて侵入者までの距離を求め
る距離演算手段と、距離演算手段により求めた侵入者ま
での距離が所定の距離範囲内であるときに存在信号を出
力する存在判定手段と、距離演算手段により求めた侵入
者までの距離が単位時間内に所定の距離以上に変化した
ときに移動信号を出力する移動判定手段と、存在信号と
移動信号とが同時に出力されると検知エリア内に侵入者
がいるものと判定して報知信号を出力する報知判定手段
とを具備して成ることを特徴とする測距式侵入者検知
器。 - 【請求項２】 検知エリアに光ビームを投光する投光手
段と、検知エリア内への侵入者による光ビームの反射光
を受光用光学系により集光して受光用光学系の像面に配
置した位置センサの受光面上に集光スポットを形成し侵
入者までの距離に応じて位置センサの受光面上で変位す
る集光スポットの位置に対応した位置信号を出力すると
ともに総受光光量に対応する受光信号を出力する受光手
段と、位置信号に基づいて侵入者までの距離を求める距
離演算手段と、距離演算手段により求めた侵入者までの
距離が所定の距離範囲内であるときに存在信号を出力す
る存在判定手段と、受光信号に基づいて総受光光量が単
位時間内に所定の光量以上に変化したときに移動信号を
出力する移動判定手段と、存在信号と移動信号とが同時
に出力されると検知エリア内に侵入者がいるものと判定
して報知信号を出力する報知判定手段とを具備して成る
ことを特徴とする測距式侵入者検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03243938A JP3090354B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 測距式侵入者検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03243938A JP3090354B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 測距式侵入者検知器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0581575A JPH0581575A (ja) | 1993-04-02 |
| JP3090354B2 true JP3090354B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=17111271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03243938A Expired - Lifetime JP3090354B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 測距式侵入者検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3090354B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3959464B2 (ja) * | 2002-06-27 | 2007-08-15 | オプテックス株式会社 | マイクロウエーブセンサ |
| JP3782409B2 (ja) * | 2002-08-30 | 2006-06-07 | 積水樹脂株式会社 | 移動体距離検出システム |
| JP4975071B2 (ja) * | 2009-08-26 | 2012-07-11 | 株式会社ナナオ | 動体判別機能付き電子機器 |
| JP5430707B2 (ja) * | 2012-04-10 | 2014-03-05 | Ｅｉｚｏ株式会社 | 動体判別機能付き電子機器 |
| JP2013228289A (ja) * | 2012-04-26 | 2013-11-07 | Nippon Ceramic Co Ltd | 測距センサ |
| JP6967955B2 (ja) * | 2017-12-07 | 2021-11-17 | アズビル株式会社 | 距離設定形光電センサ |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP03243938A patent/JP3090354B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0581575A (ja) | 1993-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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