JP5845071B2 - 対象物検出装置 - Google Patents
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対象物に応じて予め定められた波長の光源の点灯・非点灯が所定パターンで繰り返される場合の前記光源の点灯期間および非点灯期間における受光信号に対して、当該光源の点灯・非点灯パターンと同じ周波数および一定の位相関係を有する参照信号を用いて位相同期検波を行う位相同期検波部と、
前記位相同期検波部の出力信号に基づいて前記対象物の有無を検出する対象物検出部と、
を備えることを特徴とする対象物検出装置。
前記位相同期検波部は、前記対象物に応じて予め定められた異なる波長の複数光源の点灯・非点灯が互いに直交関係を有し且つ排他的なパターンで繰り返される場合の各光源の前記点灯期間および前記非点灯期間における受光信号に対して、当該光源の点灯・非点灯パターンと同じ周波数および一定の位相関係を有する前記参照信号を用いて位相同期検波を行うことにより、各光源からの光に対する反射光または透過光に対応する信号を前記受光信号より抽出して出力することを特徴とする上記(1)に記載の対象物検出装置。
前記複数光源からの光を受光可能な受光部をさらに備え、
前記位相同期検波部は、
前記受光部から出力される前記受光信号から、前記複数光源の点灯・非点灯パターンの各位相に対する信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号が入力され、前記複数光源の各々の点灯・非点灯パターンの周波数成分を出力するバンドパスフィルタ部と、
前記バンドパスフィルタ部の出力信号に対して、前記点灯・非点灯パターンと同じ周波数および一定の位相関係を有する前記参照信号を用いて位相同期検波を行うロックインアンプ部と、
を有することを特徴とする上記(2)に記載の対象物検出装置。
前記光源と、
前記点灯・非点灯パターンで前記光源を駆動する光源駆動部と、
をさらに備えることを特徴とする上記(1)から(3)のいずれかに記載の対象物検出装置。
所定の周波数のクロック信号を前記光源駆動部および前記抽出部へ出力するクロック信号出力部をさらに備え、
前記光源駆動部は、前記クロック信号の周波数に応じた周波数の前記点灯・非点灯パターンで前記光源を駆動し、前記抽出部は、前記受光部から出力される前記受光信号から、前記クロック信号における1クロック幅を単位として前記信号を抽出することを特徴とする上記(4)に記載の対象物検出装置。
前記光源は、1070nmおよび1550nmの2波長を中心とする2つの光源であり、
前記対象物は、人肌であることを特徴とする上記(5)に記載の対象物検出装置。
2つの前記光源の点灯・非点灯パターンの繰り返し周期は、前記1クロック幅の16倍に相当し、
2つの前記光源の一方は、前記繰り返し周期における時系列順で1、3、4、および6番目の前記1クロック幅において点灯し、2つの前記光源の他方は、5、7、8、および10番目の前記1クロック幅において点灯することを特徴とする上記(6)に記載の対象物検出装置。
前記抽出部は、
前記1、3、4、および6番目の前記1クロック幅において前記受光部から出力される前記受光信号と、前記9、11、12、および14番目の前記1クロック幅において前記受光部から出力される前記受光信号とを一方の前記光源の前記点灯・非点灯パターンに対応する前記信号として抽出し、前記5、7、8、および10番目の前記1クロック幅において前記受光部から出力される前記受光信号と、前記2、13、15、および16番目の前記1クロック幅において前記受光部から出力される前記受光信号とを他方の前記光源の点灯・非点灯パターンに対応する前記信号として抽出することを特徴とする上記(7)に記載の対象物検出装置。
前記対象物検出部は、
前記位相同期検波部から出力された各光源からの光に対する反射光または透過光に対応する信号に基づいて前記対象物の属性を判定するための指標値を算出する指標算出部と、
前記指標値に基づいて前記対象物の属性を判定する属性判定部と、
を有することを特徴とする上記(1)から(5)のいずれかに記載の対象物検出装置。
R1070:LED101からの照射光(1070nm帯)の反射率
R1550:LED102からの照射光(1550nm帯)の反射率
Claims (8)
- 対象物に応じて予め定められた波長の光源の点灯・非点灯が所定パターンで繰り返される場合の前記光源の点灯期間および非点灯期間における受光信号に対して、当該光源の点灯・非点灯パターンと同じ周波数および一定の位相関係を有する参照信号を用いて位相同期検波を行う位相同期検波部と、
前記位相同期検波部の出力信号に基づいて前記対象物の有無を検出する対象物検出部と、
を備え、
前記位相同期検波部は、前記対象物に応じて予め定められた異なる波長の複数光源の点灯・非点灯が互いに直交関係を有し且つ排他的なパターンで繰り返される場合の各光源の前記点灯期間および前記非点灯期間における受光信号に対して、当該光源の点灯・非点灯パターンと同じ周波数および一定の位相関係を有する前記参照信号を用いて位相同期検波を行うことにより、各光源からの光に対する反射光または透過光に対応する信号を前記受光信号より抽出して出力することを特徴とする、対象物検出装置。 - 前記複数光源からの光を受光可能な受光部をさらに備え、
前記位相同期検波部は、
前記受光部から出力される前記受光信号から、前記複数光源の点灯・非点灯パターンの各位相に対する信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号が入力され、前記光源の点灯・非点灯パターンの周波数成分を出力するバンドパスフィルタ部と、
前記バンドパスフィルタ部の出力信号に対して、前記点灯・非点灯パターンと同じ周波数および一定の位相関係を有する前記参照信号を用いて位相同期検波を行うロックインアンプ部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の対象物検出装置。 - 前記光源と、
前記点灯・非点灯パターンで前記光源を駆動する光源駆動部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の対象物検出装置。 - 所定の周波数のクロック信号を前記光源駆動部および前記抽出部へ出力するクロック信号出力部をさらに備え、
前記光源駆動部は、前記クロック信号の周波数に応じた周波数の前記点灯・非点灯パターンで前記光源を駆動し、前記抽出部は、前記受光部から出力される前記受光信号から、前記クロック信号における1クロック幅を単位として前記信号を抽出することを特徴とする請求項3に記載の対象物検出装置。 - 前記光源は、1070nmおよび1550nmの2波長を中心とする2つの光源であり、
前記対象物は、人肌であることを特徴とする請求項4に記載の対象物検出装置。 - 2つの前記光源の点灯・非点灯パターンの繰り返し周期は、前記1クロック幅の16倍に相当し、
2つの前記光源の一方は、前記繰り返し周期における時系列順で1、3、4、および6番目の前記1クロック幅において点灯し、2つの前記光源の他方は、5、7、8、および10番目の前記1クロック幅において点灯することを特徴とする請求項5に記載の対象物検出装置。 - 前記抽出部は、
前記1、3、4、および6番目の前記1クロック幅において前記受光部から出力される前記受光信号と、前記9、11、12、および14番目の前記1クロック幅において前記受光部から出力される前記受光信号とを一方の前記光源の前記点灯・非点灯パターンに対応する前記信号として抽出し、前記5、7、8、および10番目の前記1クロック幅において前記受光部から出力される前記受光信号と、前記2、13、15、および16番目の前記1クロック幅において前記受光部から出力される前記受光信号とを他方の前記光源の前記点灯・非点灯パターンに対応する前記信号として抽出することを特徴とする請求項6に記載の対象物検出装置。 - 前記対象物検出部は、
前記位相同期検波部から出力された各光源からの光に対する反射光または透過光に対応する信号に基づいて前記対象物の属性を判定するための指標値を算出する指標算出部と、
前記指標値に基づいて前記対象物の属性を判定する属性判定部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の対象物検出装置。
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