JP5970230B2 - 測距型防犯センサ - Google Patents

Description

本発明は、投光素子から投光される光の反射光を受光素子で受光して光の飛行時間ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）を測定することにより、検知エリア内の侵入者等の反射物を検知可能な測距型防犯センサに関する。

従来、この種の測距型防犯センサとしては、例えば特許文献１に示すものが知られている。この測距型防犯センサ（安全光電スイッチ）は、同期線で接続された第１の光電スイッチと第２の光電スイッチを備え、第１の光電スイッチの投光パルスと第２の光電スイッチの投光パルスが同一幅に設定されると共に、第１の光電スイッチの投光パルスの繰返周期が３０μｓに設定され、第２の光電スイッチの投光パルスの繰返周期が３３μｓに設定されている。そして、両光電スイッチの投光パルスが干渉したら、投光周期や走査周期を変更するようにしたものである。

特開２０１０−１７５４８７号公報

しかしながら、このような測距型防犯センサにあっては、両光電スイッチの投光パルスの繰返周期自体が異なるように設定されているため、光電スイッチ毎に時間的な感度（検知応答時間）が変わることになり、誤動作が生じ易くなる等、反射物までの距離の正確な測定が難しく高精度な検知が困難である。また、両光電スイッチの投光パルスが３３０μｓ毎に必ず重なることになって、光電スイッチ（センサ）を３台以上設置する場合への適用が困難になると共に、投光周期等を変更する回数が増えて、制御が複雑化し易い。さらに、両光電スイッチの接続に同期線を必要とするため、防犯センサ自体の構成が複雑となり、これらによりセンサ自体がコスト高になり易い。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数台の各センサの投光パルスの干渉発生を未然に抑えて、干渉による誤動作の発生を防止し各センサで反射物の高精度な検知が行えると共に、構成簡易にして安価に形成し得る測距型防犯センサを提供することにある。

かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、投光素子及び投光素子駆動部を有して投光パルスを投光する投光手段と、受光素子及び受光信号検出部を有して前記投光手段から投光された投光パルスの反射光を受光する受光手段と、前記投光素子駆動部及び受光信号検出部を制御すると共に前記投光手段による投光パルスの投光開始から前記受光手段による受光開始までの時間により反射物までの距離を測定可能な制御手段と、該制御手段に接続された設定手段を有して、隣接設置される複数台のセンサを備え、前記各センサの設定手段は、電源投入後の各投光パルスの投光開始が各センサ毎に異なる遅れ時間で投光するように設定可能であり、前記各センサの制御手段は、測距区間以外で他のセンサからの投光パルスの干渉検出を行って他のセンサの投光パルスが干渉する前に、所定のセンサの投光パルスの投光タイミングを変更すると共に、前記各センサの投光パルスの投光タイミングが偶然一致している状態で新たな干渉が発生した際に、各センサによる所定回数後の投光パルスの投光を休止すると共にその直後の投光パルスの投光タイミングを変更することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記制御手段が、前記測距区間前の干渉検出時間内に他のセンサからの投光パルスの干渉が検出された場合に、各センサの投光パルスの投光タイミングを変更すると共に、前記干渉検出時間外でかつ前記測距区間以外で他のセンサからの投光パルスの干渉が検出されても、各センサの投光パルスの投光タイミングを変更しないことを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、前記制御手段が、前記投光タイミングを変更する際に、各センサ毎に異なる遅れ時間を有して投光パルスを投光させることを特徴とする。

本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、隣接設置される複数台の各センサに設けられる設定手段により、電源投入後の各投光パルスの投光開始が各センサ毎に異なる遅れ時間で投光するように設定可能であると共に、各センサの制御手段により、測距区間以外で投光パルスの干渉検出を行って他のセンサと投光パルスが干渉する前に投光タイミングを変更するため、各センサの投光パルスの干渉発生を未然に抑えて、干渉による誤動作の発生を防止し各センサで反射物の高精度な検知が行えると共に、構成簡易にして測距型防犯センサを安価に形成することができる。

また、制御手段により、各センサの投光パルスの投光タイミングが偶然一致している状態で新たな干渉が発生した際に、各センサによる所定回数後の投光を休止すると共にその直後の投光パルスの投光タイミングを変更するため、所定の投光パルスの休止と次回の投光パルスのタイミング変更で、新たな干渉の発生を確実に防ぐことができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、制御手段により、測距区間前の干渉検出時間内に他のセンサからの投光パルスの干渉が検出された場合に、各センサの投光パルスの投光タイミングを変更すると共に、干渉検出時間外でかつ測距区間以外で投光パルスの干渉が検出されても、各センサの投光パルスの投光タイミングを変更しないため、測距への影響の可能性のある場合にのみ投光パルスのタイミング変更が可能となり、不要なタイミング変更による新たな干渉発生を防止でき、投光パルスの干渉発生を確実に抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、制御手段により、投光タイミングを変更する際に各センサ毎に異なる遅れ時間を有して投光パルスを投光させるため、例えば干渉のない安定した状態で新たな反射物の位置や反射率、形状等により干渉が発生した場合でも、各センサ毎に異なる遅れ時間を有して投光タイミングを変更できて、新たな干渉の発生を防ぐことができる。

本発明に係わる測距型防犯センサの一実施形態を示すブロック図 同センサが４台の場合の設置状態の説明図 同各センサの時間計測回路の回路図 同その動作を示すタイミングチャート 同設定部の説明図 同各センサの投光パルスの動作を示すタイミングチャート 同投光パルスの他の動作を示すタイミングチャート 同各センサの動作の一例を示すフローチャート 同投光パルスの変更タイミングを示すタイミングチャート 同動作の他の例を示す説明図 同そのタイミングチャート 本発明に係わる測距型防犯センサの他の実施形態の各センサの設置状態の説明図 同その動作を示すフローチャート 同動作を示すフローチャート 同その投光パルスの変更タイミングを示すタイミングチャート 同投光パルスの変更タイミングの変形例を示すタイミングチャート

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図１１は、本発明に係わる測距型防犯センサの一実施形態を示している。図１に示すように、測距型防犯センサ１は、それぞれ同一に構成されて、図２に示すように、住宅等の建物１１のドア１２近傍の壁面等に上下方向に隣接状態で設置された複数台（例えば４台）のセンサ１Ａを備え、各センサ１Ａの投光及び受光方向（光軸）は、略水平となるように設定されている。

そして、各センサ１Ａは、図１に示すように、投光素子２ａ及び投光素子駆動部２ｂからなる投光手段２と、受光素子３ａ及び受光信号検出部３ｂからなる受光手段３と、投光素子２ａ及び受光素子３ａの前方に配置されるレンズ４、５（もしくはミラー）と、前記投光素子駆動部２ｂ及び受光信号検出部３ｂを制御する制御手段６等を備えている。また、制御手段６には、設定手段としての設定部７が接続されると共に、外部出力部８及び表示部９が接続されている。

前記制御手段６は、図３に示す時間計測回路１３と、図示しないマイコン及び後述する繰返周期タイマ等を有し、前記投光素子駆動部２ｂを制御して投光素子２ａから光（レーザー、ＬＥＤ光等）を所定方向に投光させると共に、前記受光信号検出部３ｂを制御して、投光素子２ａから投光され反射物１４ａ（図２参照）や侵入者等の反射物１４ｂ（図１参照）で反射された反射光を受光させるようになっている。また、制御手段６は、図３に示す前記時間計測回路１３等により、投光素子２ａによる光の投光開始から受光素子３ａによる受光開始までの時間を測定（後述する投光パルス数を計数）し、この時間と使用する光の速度に基づき反射物１４ａ、１４ｂまでの距離を算出（測定）するようになっている。

前記時間計測回路１３は、図３に示すように、時間−電圧変換方式（ＴＡＣ方式）の回路が使用され、コンデンサ１５及び抵抗１６と、充電スイッチ１７及び放電スイッチ１８等を有している。そして、この時間計測回路１３によれば、図４（ｂ）に示す投光開始後の時間Ｔ２の間充電スイッチ１７がオンして、投光パルスが図４（ａ）に示すようにパルス幅ｗで投光されると、この投光パルスの反射光が図４（ｂ）に示すように受光信号として受光される。そして、前記充電スイッチ１７がオンしている間（時間Ｔ２）、図４（ｃ）に示すように、コンデンサ１５が充電され、この充電電圧が図３の出力端子１９から出力されると共に、充電電圧の立上りが検出されることで、投光パルスの数が計数されることになる。

また、コンデンサ１５の充電電圧の図４（ｃ）の時間Ｔ３（例えばＴ３＝１０μｓ）の間が前記制御手段６のマイコンでＡ／Ｄ変換されるようになっている。また、図４（ｃ）において、投光開始前の所定時間Ｔ１（例えばＴ１＝数十ｎｓ）と、投光開始後の前記時間Ｔ２（例えばＴ２＝２００ｎｓ）の合計時間Ｔ（例えばＴ＝Ｔ１＋Ｔ２＝略３００ｎｓ）が、投光パルスに干渉の影響が出る期間（干渉不可期間Ｔという）で、本発明においては、後述するように、この干渉不可期間Ｔ内での他の防犯センサ１Ａの投光パルスの干渉が防止されるようになっている。

前記設定部７は、例えば図５に示すように、設置されるセンサ１Ａ（チャンネル）の数に応じた数（図では４つ）のディップスイッチ７ａ〜７ｄと、各センサ１Ａの「警戒範囲」と「非警戒範囲」からなる検知エリアを設定可能な図示しないボリュームやスイッチ等の距離データ設定機器等を有している。この設定部７のディップスイッチ７ａ〜７ｄは、４台隣接設置された各センサ１Ａに干渉が予想される場合に、所定の状態に設定されて、例えば図６に示すように、各チャンネル毎に投光パルスが投光されるようになっている。

すなわち、この例の場合、第１のセンサ１Ａに対応する１チャンネルは、電源投入後に立上時間Ｔｕの経過後に繰返周期Ｔｓで投光パルスが投光され、第２のセンサ１Ａに対応する２チャンネルは、前記立上時間Ｔｕと遅れ時間Ｔ４＝１００μｓの合計時間の経過後に前記繰返周期Ｔｓで投光パルスが投光される。また、第３のセンサ１Ａに対応する３チャンネルは、前記立上時間Ｔｕと遅れ時間Ｔ５＝２００μｓの合計時間の経過後に前記繰返周期Ｔｓで投光パルスが投光され、第４のセンサ１Ａに対応する４チャンネルは、前記立上時間Ｔｕと遅れ時間Ｔ６＝３００μｓの合計時間の経過後に前記繰返周期Ｔｓで投光パルスが投光される。なお、各チャンネルの投光パルスの幅ｗは、全て同一に設定されており、このことは、以下の各実施形態においても同様である。

そして、各センサ１Ａ（各チャンネル）毎に遅れ時間Ｔ４〜Ｔ６を設定することで、各センサ１Ａによる投光パルスの干渉を防止するようになっている。ところで、各センサ１Ａの投光パルスの前記繰返周期Ｔｓは、Ｔｓ＝１ｍｓ（もしくはＴｓ＝２ｍｓ）と比較的長く設定されているが、これは、繰返周期Ｔｓに対して干渉の影響が出る前記干渉不可期間Ｔが、前述した時間Ｔ＝３００ｎｓ（繰返周期Ｔｓ＝１ｍｓの０．０００３％）程度であるため、繰返周期Ｔｓを長くすることで干渉の可能性を低くするためである。また、投光される光を人体が横切る場合、人体の幅を０．２ｍで投光パルスの光径を０．１ｍとすると、全光が人体に照射されている間の距離は０．１ｍとなる。

したがって、繰返周期Ｔｓを例えばＴｓ＝１ｍｓとし、人体が普通の速さ１ｍ／ｓで移動した場合、０．１ｍ÷１ｍ／ｓ＝０．１ｓで１００回（繰返周期ＴｓがＴｓ＝２ｍｓの場合は５０回）投光パルスを計測（計数）でき、人体が速歩き４ｍ／ｓで移動した場合でも、０．１ｍ÷４ｍ／ｓ＝２５回（繰返周期ＴｓがＴｓ＝２ｍｓの場合は１２回）投光パルスを計測できる。そして、これらの計測結果に基づいて、前記制御手段６により人体（反射物１４ｂ）までの距離が算出（計測）されることになる。

また、前記各センサ１Ａの投光パルスは、図７（ａ）に示す投光パターンにおいて、図７（ｂ）に示すように、測距区間Ｔｏ直前の干渉検出時間Ｔｋ（例えばＴｋ＝５μｓ）以内に他のセンサ１Ａからの投光パルスを検出（すなわち干渉検出）したら、後述するように次回の投光パルスの投光タイミングが遅れ時間Ｔ７〜Ｔ１０を有して変更され、（ｃ）に示すように、測距区間Ｔｏ以外で他のセンサ１Ａからの投光パルスを検出しても、投光タイミングを変更しないようになっている。

前記外部出力部８は、図示しないリレーや通信部等を有し、例えば検知エリア内の反射物１４ｂ（侵入者）を検知した場合に、警備会社のコントローラに警報信号を送信したり、リレーを介してサイレンや光等の所定の出力をするようになっている。また、前記表示部９は、ＬＥＤ等を有して、例えば測定した距離が「警戒範囲」内の場合に点灯表示したり、防犯センサ１Ａが警戒中（作動中）であること等を所定の点灯で表示するようになっている。

次に、このように構成された前記測距型防犯センサ１の動作の一例を、図８及び図９に基づいて説明する。なお、図８に示すフローチャートは、前記各センサ１Ａの各制御手段６のマイコンに記憶されているプログラムに従って、各センサ１Ａ毎にそれぞれ自動的に実行される。先ず、測距型防犯センサ１の例えば４台のセンサ１Ａが図２に示すように、上下方向に隣接状態で設置され、この設置状態において、各センサ１Ａの前記設定部７で検知エリアとしての「警戒範囲」と「非警戒範囲」が各センサ１Ａからの距離に応じて、各センサ１Ａ毎にそれぞれ任意に設定される。

そして、各センサ１Ａの検知エリアが所定に設定され、例えば図示しない警戒ボタンが操作されて各センサ１Ａがそれぞれ作動すると、図８に示すように、プログラムが開始（Ｓ１０１）され、各センサ１Ａに設定された前記ディップスイッチ７ａ〜７ｄによるチャンネル設定データが読み込まれて記憶（Ｓ１０２）される。チャンネル設定データが読込み記憶されると、制御手段６内の前記繰返周期タイマがカウントアップか否かが判断（Ｓ１０３）され、この判断Ｓ１０３で「ＮＯ」の場合、すなわち繰返周期タイマがカウント中の場合は、受光信号の立上りエッジが検出（Ｓ１０４）される。

そして、所定の立上りエッジがありか否かが判断（Ｓ１０５）され、この判断Ｓ１０５で「ＹＥＳ」の場合、すなわち受光信号に所定の立上りエッジが検出された場合は、繰返周期タイマのカウントアップ前の前記干渉検出時間Ｔｋ＝５μｓ以内か否かが判断（Ｓ１０６）される。この判断Ｓ１０６で「ＹＥＳ」の場合、すなわち図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）に示す本来の投光パルスの投光開始前の、干渉検出時間Ｔｋ＝５μｓ以内に他のセンサ１Ａからの投光パルスが検出された場合は、繰返周期タイマがカウントアップか否かが判断（Ｓ１０７）される。この判断Ｓ１０７は、「ＹＥＳ」になるまで繰り返され、「ＹＥＳ」となった時点で１チャンネルか否かが判断（Ｓ１０８）される。

この判断Ｓ１０８で「ＹＥＳ」の場合、すなわち繰返周期タイマがカウントアップしたチャンネルが１チャンネルの場合は、カウントアップから遅れ時間Ｔ７＝１０μｓ経過したか否かが判断（Ｓ１０９）され、この判断Ｓ１０９は「ＹＥＳ」になるまで繰り返され、「ＹＥＳ」となった時点で繰返周期タイマがリセットされると共に再始動（Ｓ１１５）される。一方、判断Ｓ１０８で「ＮＯ」の場合、すなわちカウントアップしたチャンネルが１チャンネルでない場合は、２チャンネルか否かが判断（Ｓ１１０）され、この判断Ｓ１１０で「ＹＥＳ」の場合は、カウントアップから遅れ時間Ｔ８＝２０μｓ経過したか否かが判断（Ｓ１１１）され、この判断Ｓ１１１は「ＹＥＳ」になるまで繰り返される。

また、判断Ｓ１１０で「ＮＯ」の場合、すなわちカウントアップしたチャンネルが１チャンネルでも２チャンネルでもない場合は、３チャンネルか否かが判断（Ｓ１１２）され、この判断Ｓ１１２で「ＹＥＳ」の場合は、カウントアップから遅れ時間Ｔ９＝３０μｓ経過したか否かが判断（Ｓ１１３）され、この判断Ｓ１１３も「ＹＥＳ」になるまで繰り返される。さらに、判断Ｓ１１２で「ＮＯ」の場合、すなわちカウントアップしたチャンネルが４チャンネルの場合は、カウントアップから遅れ時間Ｔ１０＝４０μｓ経過したか否かが判断（Ｓ１１４）され、この判断Ｓ１１４も「ＹＥＳ」になるまで繰り返される。

そして、前記判断Ｓ１１１、Ｓ１１３、Ｓ１１４で「ＹＥＳ」の場合、すなわち各チャンネル毎に設定した遅れ時間Ｔ７〜Ｔ１０が経過した場合は、前記ステップＳ１１５に移行し、該当するチャンネルの繰返周期タイマがリセット・再始動される。なお、前記遅れ時間Ｔ８〜Ｔ１０は、前記干渉検出時間Ｔｋに対して２倍以上の長い時間に設定されている。

前記ステップＳ１１５で繰返周期タイマがリセット・再始動されると、投光を開始して測距動作（Ｓ１１６）が行われ、その後に一連のプログラムが終了（Ｓ１１７）する。また、前記判断Ｓ１０３で「ＹＥＳ」の場合、すなわち繰返周期タイマがカウントアップした場合は、ステップＳ１１６に移行し、また、判断Ｓ１０５、Ｓ１０６で「ＮＯ」の場合、すなわち立上りエッジがなかったり、立上りエッジがあったとしても繰返周期タイマのカウントアップ前の干渉検出時間Ｔｋ＝５μｓ以内でない場合は、判断Ｓ１０３に戻る。

つまり、ステップＳ１０４〜Ｓ１１５においては、受光信号の立上りエッジを検出し、それが繰返周期タイマのカウントアップの干渉検出時間Ｔｋ内で、かつ繰返周期タイマがカウントアップした場合は、カウントアップしたチャンネルに応じて、当該チャンネルの繰返周期タイマが、カウントアップから所定の遅れ時間Ｔ７〜Ｔ１０が経過した後に、リセット・再始動されることになる。

図９は、図８のフローチャートによる動作のタイミングを示している。以下、これについて説明する。先ず、図９（ａ）は、各チャンネル１〜４に対応した各センサ１Ａ（以下、単に各チャンネルともいう）の本来の投光パルスのタイミングを示しており、図９（ｂ）は、検出した他のセンサ１Ａからの投光パルスを示し、図９（ｃ）〜（ｆ）は、各チャンネル１〜４の投光パルスの変更タイミングを示している。すなわち、（ｂ）に示すように、本来の投光パルスの投光開始前のＴｋ＝５μｓ以内に、各チャンネルのセンサ１Ａが他のチャンネルのセンサ１Ａからの投光パルスを受光すると、１チャンネルの場合は、（ｃ）に示すように、本来の投光パルスの投光開始から遅延時間Ｔ７＝１０μｓを経過した後に、繰返周期Ｔｓ＝１ｍｓの新たな投光パルスが投光される。

また、２チャンネルの場合は、（ｄ）に示すように、遅れ時間Ｔ８＝２０μｓ経過した後に繰返周期Ｔｓ＝１ｍｓの新たな投光パルスが投光され、また同様に、３チャンネルの場合は、（ｅ）に示すように、遅れ時間Ｔ９＝３０μｓ経過した後に繰返周期Ｔｓ＝１ｍｓの新たな投光パルスが投光され、さらに、４チャンネルの場合は、（ｆ）に示すように、遅れ時間Ｔ１０＝４０μｓ経過した後に繰返周期Ｔｓ＝１ｍｓの新たな投光パルスが投光される。

つまり、所定のセンサ１Ａから投光される投光パルスの投光前の干渉検出時間Ｔｋ＝５μｓ内に、他のセンサ１Ａからの投光パルスを検出した場合に、次の投光パルスの投光が各センサ１Ａ毎に異なる遅れ時間Ｔ７〜Ｔ１０経過した後に行われる。すなわち、例えば
図２に示す設置状態において、侵入者（反射物１４ｂ）が検知エリア内に侵入し、３チャンネルからの投光が２チャンネルに矢印イの如く前記干渉検出時間Ｔｋ内で入射すると、２チャンネルの投光パルスの投光タイミングが、Ｔ８＝２０μｓの遅れ時間で変更される。このことは、他のチャンネルについても同様である。これにより、各チャンネルに対応した各センサ１Ａの投光タイミングが自動的に変更され、各センサ１Ａにおいて、他のセンサ１Ａとの投光パルスの干渉が未然に防止されることになる。

なお、以上の例においては、４つのチャンネル１〜４のいずれかのチャンネルに、他の１つのチャンネルから投光パルスが入射（干渉）する場合について説明したが、例えば所定のチャンネルに他の２つのセンサ１Ａから投光パルスが同時に入射（干渉）する場合には、次のようにして投光パルスの投光タイミングが変更される。すなわち、図１０（ａ）に示すように、例えば各センサ１Ａ（図では３台のみ示す）が設置されて、各センサ１Ａの投光パルスの干渉のない安定状態で、かつ１チャンネル、２チャンネル及び４チャンネルの投光パルスが、図１１（ａ）に示すようにＴｋ＝５μｓ以内に投光されている状態において、図１０（ｂ）に示すように、検知エリア内に侵入者からなる新たな反射物１４ｂが侵入し、この反射物１４ｂにより４チャンネルの投光パルスが矢印ロ、ハの如く、１チャンネルと２チャンネルのセンサ１Ａに入射したとする。

このような場合は、図１１（ｂ）に示すように、１チャンネルと２チャンネルの投光タイミングをそれぞれ変更し、１チャンネルは遅れ時間Ｔ７＝１０μｓ遅らせ、２チャンネルは遅れ時間Ｔ８＝２０μｓ遅らせる。これにより、各投光パルスの投光開始前の干渉検出時間Ｔｋ＝５μｓ内に他のセンサ１Ａからの投光パルスが入射（干渉）することがなくなると共に、１チャンネルと２チャンネルの遅れ時間Ｔ７、Ｔ８を互いに異ならせているため、投光タイミングの変更が１回で済むことになる。この動作は、図１０（ｂ）の矢印ニ、ホの如く、所定のチャンネルのセンサ１Ａに入射する場合も同様である。

つまり、この例の場合、移動するような反射物１４ｂがなく干渉がない安定状態において、侵入者からなる反射物１４ｂの位置や反射率、形状等により新たな干渉が発生した場合に、例えば４チャンネルの投光により１チャンネルと２チャンネルが同時に同じ遅れ時間で投光タイミングを変更すると、１チャンネルと２チャンネルの投光が重なってしまうことになるが、本例においては、各チャンネル毎に遅れ時間Ｔ７〜Ｔ１０を有して遅らせているため、投光パルスが重なって干渉が発生する現象を防ぐことができる。すなわち、複数のチャンネルの投光パルスがＴｋ＝５μｓ以内の場合（近いタイミングでずれている場合）に、次の干渉が発生する前に投光パルスのタイミング変更が可能になる。

このように、前記実施形態の測距型防犯センサ１によれば、隣接設置される４台の各センサ１Ａに設けられる設定部７により、電源投入後の各投光パルスの投光開始が各センサ１Ａ毎に異なる遅れ時間Ｔ４〜Ｔ６で投光するように設定可能であると共に、各センサ１Ａの制御手段６により、測距区間Ｔｏ以外で投光パルスの干渉検出を行って他のセンサ１Ａと投光パルスが干渉する前に投光タイミングを変更するため、各センサ１Ａの投光パルスの干渉発生を未然（前段階）で検出・防止でき、干渉による誤動作の発生を抑えて各センサ１Ａで反射物１４ａ、１４ｂの高精度な検知が行えると共に、構成簡易にして安価な測距型防犯センサ１を得ることができる。

特に、制御手段６により、測距区間Ｔｏ前の干渉検出時間Ｔｋ内で他のセンサ１Ａからの投光パルスの干渉が検出された場合に、各センサ１Ａの投光パルスの投光タイミングを変更すると共に、干渉検出時間Ｔｋ外で測距区間Ｔｏ以外で投光パルスの干渉が検出されても、各センサ１Ａの投光パルスの投光タイミングを変更しないため、測距への影響の可能性のある場合にのみ投光パルスのタイミング変更が可能となり、不要なタイミング変更による新たな干渉発生を抑制して、投光パルスの干渉を確実に防止することができる。

また、各センサ１Ａ毎の遅れ時間Ｔ４〜Ｔ６が、電源投入後の各センサ１Ａの一定立上時間Ｔｕの経過後にそれぞれ同一差の異なる時間に設定されているため、各センサ１Ａの投光パルスの遅れ時間Ｔ４〜Ｔ６の設定を容易に行うことができると共に、制御の簡素化を図ることができる。

さらに、各センサ１Ａ毎のタイミング変更時の遅れ時間Ｔ７〜Ｔ１０が、各センサ１Ａのうち所定のセンサ１Ａで干渉検出が行われた際の、各センサ１Ａの次回の投光パルスの投光開始までの時間であるため、干渉のない安定した状態で侵入した反射物１４ｂの位置や反射率、形状等により干渉が発生した場合でも、各センサ１Ａ毎に異なる遅れ時間Ｔ７〜Ｔ１０を有して投光タイミングを変更できて、新たな干渉の発生を確実に防ぐことができる。また同時に、遅れ時間Ｔ７〜Ｔ１０が干渉検出時間Ｔｋに対して２倍以上の長い時間に設定されているため、タイミング変更の回数を削減できると共に、各センサ１Ａの投光パルスの幅ｗが全て同一に設定されているため、制御手段６による制御を一層簡素化することができる。

図１２〜図１４は、前記測距型防犯センサ１の他の実施形態を示している。この実施形態の測距型防犯センサ１の特徴は、各センサ１Ａの投光タイミングが全く同じでずれておらず偶然一致している状態で、新たな反射物１４ｂにより投光パルスの干渉が発生した場合でも対応可能な構成を採用している点にある。なお、図１２では、説明の便宜上、前記３チャンネルと４チャンネルの２台のセンサ１Ａを省略して示している。この図１２（ａ）に示すように、例えば１チャンネルと２チャンネルの２台のセンサ１Ａで反射物１４ａが検知され、このとき、反射光は他のセンサ１Ａには入射（干渉）しない安定状態となっている。

この状態で、図１２（ｂ）に示すように、検知エリア内に新たな反射物１４ｂ（侵入者）が侵入し、２チャンネルのセンサ１Ａの反射光が１チャンネルのセンサ１Ａに矢印ヘ、トの如く入射すると、１チャンネルと２チャンネルのセンサ１Ａの投光タイミングが同じであるため、入射が発生した時点で、各センサ１Ａは距離変化したことは判別できる。しかし、各センサ１Ａの投光パルスが、お互いに前記干渉不可期間Ｔ内となり、間違った測距結果になると共に、干渉を起こしていること自体が判別できないことになる。そこで、この実施形態においては、図１３及び図１４に示すように、各チャンネルのセンサ１Ａの投光タイミングが制御されるようになっている。

すなわち、図１３に示すように、プログラムが開始（Ｓ２０１）されると、チャンネル設定データの読込みと記憶（Ｓ２０２）が行われ、繰返周期タイマがカウントアップか否かが判断（Ｓ２０３）される。この判断で「ＹＥＳ」の場合、すなわち繰返周期タイマがカウントアップした場合は、距離変化があってから１回目の投光パルスか否かが判断（Ｓ２０４）される。そして、この判断Ｓ２０４で「ＹＥＳ」の場合、すなわち距離変化が検出されてから１回目の投光パルスの場合は、１チャンネルか否かが判断（Ｓ２０５）され、１チャンネルの場合は、該チャンネルの投光が休止され、干渉が検出（Ｓ２０６）される。

次に、干渉ありか否かが判断（Ｓ２０７）され、この判断Ｓ２０７で「ＹＥＳ」の場合、すなわち投光を休止した後に干渉が検出された場合は、カウントアップから遅れ時間Ｔ７＝１０μｓが経過したか否かが判断（Ｓ２０８）される。この判断Ｓ２０８は、「ＹＥＳ」になるまで繰り返され、遅れ時間Ｔ７が経過した時点で繰返周期タイマがリセット・再始動（Ｓ２０９）されて、１チャンネルに対するプログラムが終了（Ｓ２２９）する。このステップＳ２０４〜Ｓ２０９においては、図１５（ａ）に示すように、１チャンネルの投光タイミングにおいて、距離変化を検出した場合、距離変化から１回目の投光パルスの投光が休止されて、次回の投光タイミングが遅れ時間Ｔ７＝１０μｓ遅らされることになる。

なお、前記ステップＳ２０７における干渉の検出方法は、例えば投光が休止されれば本来測距が成立しないが、この測距成立を他のセンサ１Ａの投光が入射していると判断することで行うようにしている。この検出方法としては、測距成立／不成立ではなく、受光信号の立上りエッジの有り／無しによる判断で行うようにしても良い。

一方、前記判断Ｓ２０４で「ＮＯ」の場合、すなわち距離変化有りからの投光パルスが１回目でない場合は、距離変化有りから２回目の投光パルスか否かが判断（Ｓ２１０）され、この判断Ｓ２１０で「ＹＥＳ」の場合、すなわち距離変化が検出されてから２回目の投光パルスの場合は、２チャンネルか否かが判断（Ｓ２１１）される。この判断Ｓ２１１で「ＹＥＳ」で２チャンネルの場合は、該チャンネルの投光が休止され、干渉が検出（Ｓ２１２）される。

そして、干渉ありか否かが判断（Ｓ２１３）され、この判断Ｓ２１３で「ＹＥＳ」の場合は、カウントアップから遅れ時間Ｔ８＝２０μｓが経過したか否かが判断（Ｓ２１４）される。この判断Ｓ２１４は、「ＹＥＳ」になるまで繰り返され、遅れ時間Ｔ８が経過した時点で繰返周期タイマがリセット・再始動（Ｓ２０９）される。このステップＳ２１０〜Ｓ２０９においては、図１５（ｂ）に示すように、２チャンネルの投光タイミングにおいて、距離変化を検出した場合、距離変化から２回目の投光パルスの投光が休止されて、次回の投光タイミングが遅れ時間Ｔ８＝２０μｓ遅らされることになる。

また、前記判断Ｓ２１０で「ＮＯ」の場合、すなわち距離変化有りから１回目でも２回目でもない投光パルスの場合は、図１４に示すように、距離変化有りから３回目の投光パルスか否かが判断（Ｓ２１５）され、この判断Ｓ２１５で「ＹＥＳ」の場合、すなわち距離変化が検出されてから３回目の投光パルスの場合は、３チャンネルか否かが判断（Ｓ２１６）され、３チャンネルの場合は、該チャンネルの投光が休止され、干渉が検出（Ｓ２１７）される。そして、干渉ありか否かが判断（Ｓ２１８）され、この判断Ｓ２１８で「ＹＥＳ」の場合は、カウントアップから遅れ時間Ｔ９＝３０μｓが経過したか否かが判断（Ｓ２１９）される。この判断Ｓ２１９は、「ＹＥＳ」になるまで繰り返され、遅れ時間Ｔ９が経過した時点で繰返周期タイマがリセット・再始動（Ｓ２０９）される。

さらに、前記判断Ｓ２１５で「ＮＯ」の場合、すなわち距離変化有りから１〜３回目の投光パルスでない場合は、距離変化有りから４回目の投光パルスか否かが判断（Ｓ２２０）され、この判断Ｓ２２０で「ＹＥＳ」の場合、すなわち距離変化が検出されてから４回目の投光パルスの場合は、４チャンネルか否かが判断（Ｓ２２１）され、４チャンネルの場合は、該チャンネルの投光が休止され、干渉が検出（Ｓ２２２）される。そして、干渉ありか否かが判断（Ｓ２２３）され、この判断Ｓ２２３で「ＹＥＳ」の場合は、カウントアップから遅れ時間Ｔ１０＝４０μｓが経過したか否かが判断（Ｓ２２４）される。この判断Ｓ２２４は、「ＹＥＳ」になるまで繰り返され、遅れ時間Ｔ１０が経過した時点で繰返周期タイマがリセット・再始動（Ｓ２０９）される。

この３チャンネルに対するステップＳ２１５〜Ｓ２０９、及び４チャンネルに対するステップＳ２２０〜Ｓ２０９においても、図示はしないが、１チャンネルと２チャンネルと同様に、距離変化があってから、３チャンネルの場合は、３回目の投光が休止され、次回の投光タイミングが遅れ時間Ｔ９＝３０μｓ遅らされることになり、また、４チャンネルの場合は、４回目の投光が休止され、次回の投光タイミングが遅れ時間Ｔ１０＝４０μｓ遅らされることになる。

そして、前記判断Ｓ２２０で「ＮＯ」の場合、すなわち距離変化があってから１〜４回目の投光パルスでない場合は、距離変化有りの記憶がリセット（Ｓ２２５）され、投光開始及び測距動作（Ｓ２２６）が実行される。そして、距離変化が有りか否かが判断（Ｓ２２７）され、この判断Ｓ２２７で「ＹＥＳ」の場合は、距離変化有りを記憶して、一連のプログラムが終了する。また、判断Ｓ２２７で「ＮＯ」の場合、すなわち距離変化がない場合も終了し、前記判断Ｓ２０３で「ＮＯ」の場合も終了する。

さらに、干渉有りか否かが判断される前記判断Ｓ２０７、Ｓ２１３、Ｓ２１８、Ｓ２２３で「ＮＯ」の場合、すなわち干渉がない場合は、ステップＳ２０９に移行し、１〜３チャンネルか否かを判断する前記判断Ｓ２０５、Ｓ２１１、Ｓ２１６で「ＮＯ」の場合は、前記ステップＳ２２６に移行する。

つまり、このフローチャートによれば、図１２に示すように、反射物１４ａが検知された状態でこの反射物１４ａに侵入者からなる反射物１４ｂが偶然重なった場合、新たな干渉が発生する場合があるが、本実施形態によれば、距離変化を検出した場合に、複数の各チャンネル毎に設定した投光位置における投光パルスの投光を１回休止すると共に、休止した際に距離変化した時点と同じ距離となった場合は、干渉有りとして投光タイミングの変更が行われるようになっている。

また、重なっている両方のチャンネルが同時に休止しないように、例えば１チャンネルは距離変化検出後の１回目、２チャンネルは距離変化後の２回目、３チャンネルは距離変化後の３回目、４チャンネルは距離変化後の４回目の投光を休止すると共に、各チャンネル毎に休止のタイミング時間差を設けている。この例の場合、４チャンネルは、投光パルスの休止により最大５回分の間違った距離計測となるが、前述したように、速歩きの人間でも、１０回以上（例えば繰返周期Ｔｓ＝２ｍｓで１２回）は検出できるため、間違った５回分の距離情報を無効とし、残りの回数分で正確な距離を算出（計測）できることになる。また、間違った５回分でも、距離変化自体は検出しているため、時間的な感度（検知応答時間）は大きく変わることはない。

図１６は、図１２の実施形態の変形例を示すタイミングチャートである。この例の場合、図１６（ａ）に示すように、１チャンネルは、距離変化を検出してから１回目の投光が休止されて干渉検出され、干渉有りと判断して次回の投光タイミングが遅れ時間Ｔ７＝１０μｓ遅らされるようにタイミング変更すると、この変更により２チャンネルとの干渉が解消される。

また、図１６（ｂ）に示すように、２チャンネルは、距離変化有りから２回目の投光パルスを１回休止して干渉が検出され、干渉が無しと判断した際には次回の投光タイミングを変更しない。つまり、いずれかのチャンネルにおいて、距離変化を検出して投光を１回休止したチャンネルがある場合は、このチャンネルとの干渉を避けるべく、他の各チャンネルが所定位置で休止すると共に、次回の投光が所定時間Ｔ７〜Ｔ１０遅れて行われることになる。

この実施形態の防犯センサ１においても、前記実施形態と同様の作用効果が得られる他に、制御手段６が、各センサ１Ａで複数の反射物１４ａ、１４ｂが重なることによる当該反射物１４ｂまでの距離変化を検出した際に、各センサ１Ａによる所定回数後の投光を休止すると共にその直後の投光パルスの投光タイミングを遅れ時間Ｔ７〜Ｔ１０を有して変更するため、重なった状態の複数の反射物１４ａ、１４ｂにより干渉が発生した場合等でも、所定の投光パルスの投光休止と次回の投光パルスのタイミング変更で、各センサ１Ａによる投光パルスの干渉発生を防ぐことができる。

なお、前記各実施形態においては、隣接設置されるセンサが４台（４チャンネル）で上下方向に設置される場合について説明したが、台数は２台や３台等の複数台であれば良く、また隣接方向も左右方向等であっても良い。また、前記各実施形態においては、遅れ時間Ｔ４〜Ｔ６間、Ｔ７〜Ｔ１０間の各差を同一としたが、異なる差としても良い。さらに、前記各実施形態における、防犯センサ１のブロック構成図、各フローチャート、防犯センサ１の投光手段２と受光手段３の位置関係や光軸等も一例であって、例えば投光手段２と受光手段３を上下逆配置したり、光軸を垂直や斜め方向とする等、同等の機能や作用が得られる適宜の構成を採用することができる。

本発明は、複数台のセンサを隣接設置し、レーザーや赤外線、ＬＥＤ光等の光を投光及び受光して反射物までの距離を測定し、侵入者等の反射物を検知可能な全ての測距型防犯センサに利用できる。

１・・・・・・・・・測距型防犯センサ
１Ａ・・・・・・・・センサ
２・・・・・・・・・投光手段
２ａ・・・・・・・・投光素子
２ｂ・・・・・・・・投光素子駆動部
３・・・・・・・・・受光手段
３ａ・・・・・・・・受光素子
３ｂ・・・・・・・・受光信号検出部
４、５・・・・・・・レンズ
６・・・・・・・・・制御手段
７・・・・・・・・・設定部
７ａ〜７ｄ・・・・・ディップスイッチ
８・・・・・・・・・外部出力部
９・・・・・・・・・表示部
１１・・・・・・・・建物
１２・・・・・・・・ドア
１３・・・・・・・・時間計測回路
１４ａ、１４ｂ・・・反射物
Ｔ・・・・・・・・・干渉不可期間
Ｔｓ・・・・・・・・繰返周期
Ｔｕ・・・・・・・・立上時間
Ｔｋ・・・・・・・・干渉検出時間
Ｔｏ・・・・・・・・測距区間
Ｔ４〜Ｔ６・・・・・遅れ時間
Ｔ７〜Ｔ１０・・・・遅れ時間

Claims (3)

1. 投光素子及び投光素子駆動部を有して投光パルスを投光する投光手段と、受光素子及び受光信号検出部を有して前記投光手段から投光された投光パルスの反射光を受光する受光手段と、前記投光素子駆動部及び受光信号検出部を制御すると共に前記投光手段による投光パルスの投光開始から前記受光手段による受光開始までの時間により反射物までの距離を測定可能な制御手段と、該制御手段に接続された設定手段を有して、隣接設置される複数台のセンサを備え、
   前記各センサの設定手段は、電源投入後の各投光パルスの投光開始が各センサ毎に異なる遅れ時間で投光するように設定可能であり、
   前記各センサの制御手段は、測距区間以外で他のセンサからの投光パルスの干渉検出を行って他のセンサの投光パルスが干渉する前に、所定のセンサの投光パルスの投光タイミングを変更すると共に、前記各センサの投光パルスの投光タイミングが偶然一致している状態で新たな干渉が発生した際に、各センサによる所定回数後の投光パルスの投光を休止すると共にその直後の投光パルスの投光タイミングを変更することを特徴とする測距型防犯センサ。
2. 前記制御手段は、前記測距区間前の干渉検出時間内に他のセンサからの投光パルスの干渉が検出された場合に、各センサの投光パルスの投光タイミングを変更すると共に、前記干渉検出時間外でかつ前記測距区間以外で他のセンサからの投光パルスの干渉が検出されても、各センサの投光パルスの投光タイミングを変更しないことを特徴とする請求項１に記載の測距型防犯センサ。
3. 前記制御手段は、前記投光タイミングを変更する際に、各センサ毎に異なる遅れ時間を有して投光パルスを投光させることを特徴とする請求項１または２に記載の測距型防犯センサ。

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