JP6607699B2 - 検出装置及び検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、検出範囲に置かれた物を検出する検出装置及び検出方法に関する。

検出範囲に置かれた物を検出する方法として、赤外線センサなどを用いる方法がある。赤外線センサなどの光学系を用いる方法では、検出範囲の両端となる位置それぞれに、発光素子を有する発光部と、受光素子を有する受光部と、を対向させて配置する。そして発光素子から検出範囲に一定の発光強度で光を照射し、照射された光を受光素子が受光し、受光した光量の変化に基づいて、検出範囲に物が置かれていることを検出する。この光学系を用いた方法は、例えば、棚の上に置かれた忘れ物などを検出する装置に採用されている。

関連する技術として、個人向設備に設けられた物受止部（棚など）に忘れ物があるときに、物検出器（光学系を用いた検出装置）が忘れ物を検出すると、忘れ物があることを警告手段を用いて警告する、忘れ物防止装置が知られている。特許文献１を参照。

特開平０９−０８３６８２号公報

しかしながら、上述した方法では、既に検出範囲に物が置かれている場合、新たに検出範囲に物が置かれても、新たに置かれた物を検出することができない。
本発明の一側面に係る目的は、検出範囲にある物を精度よく検出する検出装置及び検出方法を提供することである。

本発明に係る検出装置は、設備内の所定位置に設けられ、検出範囲に置かれた物を検出する検出装置であって、複数の発光素子と、前記発光素子それぞれが出力する光を受光する複数の受光素子と、前記設備が利用されていない状態において、前記発光素子を所定の順番で発光させ、前記発光素子ごとに前記受光素子が受光した光量が計測範囲になるよう前記発光素子の発光強度を調整し、前記調整の下で各受光素子が受光した光量を調整時の光量として取得し、前記設備が利用されている状態において、調整した前記発光強度で、前記発光素子それぞれを所定の順番で発光させ、前記発光素子ごとに前記受光素子が受光した光量を利用状態の光量として取得し、前記利用状態の光量が前記調整時の光量に対して、所定以上変化した場合、前記検出範囲に物が置かれていると判定する処理部と、を備え、更に、前記処理部は、前記検出範囲に物が置かれていると判定した場合、現在の光量それぞれと、前記現在の光量それぞれに対応する前記計測範囲にした前記光量それぞれと、を個別に比較し、前記所定光量以上変化した光量を検出し、検出した前記光量を受光した際に発光させていた発光素子を検出し、検出した前記発光素子の発光強度を強くする方向で調整し、検出した前記光量に対応する第一の光量を取得し、前記第一の光量を取得した後、更に前記検出範囲に物が置かれていると判定した場合に、検出した前記発光素子の発光強度を前記第一の光量を取得した際の調整した発光強度にし、検出した前記光量に対応する第二の光量を取得し、前記第二の光量が前記第一の光量に対して所定以上変化した場合、前記検出範囲に前記物とは異なる新たな物が置かれたと判定する。

検出範囲にある物を精度よく検出することができる。

検出装置の一実施例を示す図である。 検出装置の動作（全体）の一実施例を示すフロー図である。 検出装置の動作（処理Ａ）の一実施例を示すフロー図である。 検出装置の動作（処理Ｂ）の一実施例を示すフロー図である。 検出装置の動作（処理Ｃ）の一実施例を示すフロー図である。 検出装置の動作（処理２）の一実施例を示すフロー図である。 検出装置の動作（処理３）の一実施例を示すフロー図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
＜実施形態１＞
図１は、検出装置の一実施例を示す図である。検出装置１は、発光部２、受光部３、処理部４、検出部６、出力部７を備える。検出装置１は、例えば、利用者が個別利用する設備などに設置され、利用者が設備内の所定位置（棚板５など）に物を忘れた場合に、忘れ物を検出し、利用者に忘れ物があることを知らせる装置である。検出装置１を設置する設備としては、例えば、トイレなどが考えられる。ただし、検出装置１は、利用者が個別に利用する設備だけではなく、複数の利用者が一時共用するような設備に設置してもよい。

図１に示す発光部２と受光部３は、設備に設けられた荷物を置く棚板５などの両端に対向して配置される。
発光部２は、棚板５の一方端に配置され、複数の発光素子８ａから８ｅを有する。発光素子８は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などが考えられる。ＬＥＤの種類としては広角タイプの赤外線ＬＥＤを用いることが望ましい。また、発光素子８ａから８ｅは、矩形波（パルス）あるいは正弦波などの一定周期Ｔの信号を用いて、発光と休止を交互に切り替えるように、処理部４により制御される。一定周期の信号として矩形波を用いる理由は、外乱光の影響を抑えることができるためで、ＳＮ（Signal Noise）比を向上させることができる。また、矩形波を用いることで、短時間に大きな電流をＬＥＤに流すことができるため、短時間に発光素子８の発光強度を大きくすることができる。また、一定周期の信号として矩形波を用いる場合には、例えば、周波数及びデューティ比（（発光時間／一定周期Ｔ）／１００）を、周波数を約１ｋ［Ｈｚ］とし、デューティ比を１［％］から２５［％］とすることが考えられる。発光強度は、例えば、発光素子８に通電する電流値、デューティ比（又は発光時間）などにより決定される。

受光部３は、棚板５の他方端に配置され、発光素子８ａから８ｅそれぞれが出力する光を受光する複数の受光素子９ａから９ｅを有する。受光素子９は、フォトトランジスタ、フォトダイオードなどの光センサが考えられる。例えば、広角タイプの赤外線用フォトトランジスタを用いることが望ましい。なお、受光素子９により受光した光には定常的に外乱光が含まれている可能性があるため、受光した光量に対応する信号（例えば、直流と交流からなる信号）から直流成分をカットすることが望ましい。更に、直流成分をカットした信号に移動平均などの信号処理を施して電圧値に変換し、この電圧値を受光光量（光量）として用いることが望ましい。

検出部６は、設備の利用状態を検出するセンサで、例えば、磁気スイッチ、赤外線センサ、圧力センサ、焦電センサ、超音波センサ、電波センサなどが考えられる。設備の利用状態とは、例えば、設備の出入口に設けられている扉の開閉、及び、設備の利用状況（入室あるいは退室）などの状態である。

出力部７は、設備の利用者に棚板５に物が置かれていること（忘れ物があること）を知らせる機器で、例えば、ＬＥＤ表示、スピーカアナウンス、照光表示、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）表示、ブザーなどが考えられる。

図１においては棚板５上のドット部分は、発光素子８ａから８ｅが照射した光を受光素子９ａから９ｅが受光する範囲（検出範囲１０）である。また、図１では発光素子８の数量（ｍ個）と受光素子９の数量（ｎ個）をそれぞれ５個にしたが５個に限定されない。また、発光素子８と受光素子９の数量は同じでなくてもよい。

処理部４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いた回路が考えられる。なお、処理部４は記憶部を備えている。

処理部４は、ｍ個の発光素子８を所定の順番で発光強度に基づいて発光させ、発光素子８ごとにｎ個の受光素子９が受光した光量（ｍ×ｎ個の光量：光量情報）を取得する。図１では、５個の発光素子８ａから８ｅと、５個の受光素子９ａから９ｅと、があるので、５個×５個＝２５個の光量ＰＤ１からＰＤ２５を取得することができる。例えば、発光素子８ａから８ｅの順番で発光させたときの光量ＰＤ１からＰＤ２５は以下のように示すことができる。発光強度は、ｍ個の発光素子８に対してｍ個の設定ができるようにしてもよいし、発光素子８と受光素子９との組ごとｍ×ｎ個の設定ができるようにしてもよい。

ＰＤ１ ：発光素子８ａと受光素子９ａとの組の光量
ＰＤ２ ：発光素子８ａと受光素子９ｂとの組の光量
ＰＤ３ ：発光素子８ａと受光素子９ｃとの組の光量
ＰＤ４ ：発光素子８ａと受光素子９ｄとの組の光量
ＰＤ５ ：発光素子８ａと受光素子９ｅとの組の光量
ＰＤ６ ：発光素子８ｂと受光素子９ａとの組の光量
〜
ＰＤ１０：発光素子８ｂと受光素子９ｅとの組の光量
ＰＤ１１：発光素子８ｃと受光素子９ａとの組の光量
〜
ＰＤ１５：発光素子８ｃと受光素子９ｅとの組の光量
ＰＤ１６：発光素子８ｄと受光素子９ａとの組の光量
〜
ＰＤ２０：発光素子８ｄと受光素子９ｅとの組の光量
ＰＤ２１：発光素子８ｅと受光素子９ａとの組の光量
〜
ＰＤ２５：発光素子８ｅと受光素子９ｅとの組の光量
ここで、光量は、受光した光を電圧などの信号に変換し、その信号に対して信号処理を施して得られる値である。信号処理は、例えば、受光素子９により受光した光に定常的に含まれている外乱光の影響を信号からカットし、外乱光の影響をカットした信号を移動平均し、その値を光量とする処理である。よって、処理部４は、信号処理を実現するための回路あるいは機能も有している。

更に、処理部４は、設備が利用されていない状態において、発光素子８ａから８ｅを所定の順番で発光させ、発光素子８ａから８ｅごとに受光素子９ａから９ｅが受光した光量を取得し、受光した光量を所定精度で計測可能な計測範囲になるよう発光素子８ａから８ｅの発光強度を最適化調整する（処理Ａ）。処理Ａは、設備を利用していない状態における検出範囲１０の状態を記憶する処理である。

ここで、最適化調整とは、受光した光量を所定精度で計測可能な計測範囲になるよう発光素子８の発光強度を調整することである。
利用者が設備を利用していない状態とは、利用者が設備を利用する前（入室する前）、あるいは、利用者が設備を利用した後に次の利用者が設備を利用する前（退室した後から次に入室する前）の状態である。

処理Ａでは、設備を利用していない状態において、検出範囲１０に物が置かれていない状態、又は、物が置かれている状態、であっても、発光強度を調整して受光した光量を計測範囲にする。そして調整した発光強度（発光強度Ｂ）と、計測範囲に調整したｍ×ｎ個の光量（光量情報Ｂ）と、を有する基準情報Ｂを、設備を利用していないときの検出範囲１０の状態を示す情報とし、処理部４が記憶部に記憶する。

ここで、計測範囲とは、受光素子９が受光した光を信号に変換する、処理部４に含まれる受光回路が、受光した光を精度よく計測できる適正な範囲で、受光した光を変換した信号が飽和しない範囲で、かつ、受光した光と信号との相関関係が直線性を失わない範囲である。

このように処理Ａを実行することで、発光強度を調整して受光した光を精度よく計測可能な適正範囲にすることで、受光回路の受光感度を相対的に広くすることができる。
また、検出範囲１０に物がない場合には発光強度を最小にする。すなわち発光時間を短くする。その結果、発光素子８の電力損失負担が少なくなるとともに、発光素子８の耐久性を上げられるので、製品の稼働寿命を延ばすことができる。

なお、処理Ａの動作については、後述する図２のステップＳ４、図３のステップＳ３０１からＳ３０７を用いて詳細を説明する。
次に、処理部４は、設備が利用されている状態において、処理Ａにおいて調整した発光強度（発光強度Ｂ）に固定して、発光素子８ａから８ｅそれぞれを所定の順番で発光させ、発光素子８ａから８ｅごとに受光素子９ａから９ｅが受光したｍ×ｎ個の光量（現在の計測した光量情報：計測情報）が、計測範囲にしたｍ×ｎ個の光量（光量情報Ｂ）より、所定光量以上変化したか否かを判定し、所定光量以上変化した場合、検出範囲１０に物があると判定する（処理Ｂ）。処理Ｂは、設備が利用されている状態における検出範囲１０の状態を記憶する処理である。利用者が設備を利用している状態とは、利用者が設備に入室している状態である。所定光量は、検出範囲に物がある否かを判定するために用いる閾値で、実験やシミュレーションにより求めることができる。

判定方法としては、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の方法が考えられる。
（Ａ）計測情報のｍ×ｎ個の光量と、光量情報Ｂのｍ×ｎ個の光量と、を個別に比較（図１の例では上記説明したＰＤ１からＰＤ２５に対応する光量同士を比較）し、それぞれが所定光量（個別用所定光量）以上変化したか否かを判定する方法。なお、（Ａ）の方法では、更に、所定光量以上変化した数量を求め、数量が所定数量以上のときに物があると判定してもよい。
（Ｂ）計測情報を合計した総光量と、光量情報Ｂを合計した総光量と、を比較し、所定光量（総光量用所定光量）以上変化したか否かを判定する方法。
（Ｃ）（Ａ）個別の判定及び（Ｂ）総量の判定を用いて判定する方法。

（Ａ）の方法は、例えば、発光素子８が照射して受光素子９が受光したｍ×ｎ個の光束のうち一つの光束を僅かに遮るように物が置かれている場合に有効である。一つの光量（図１の例では光量ＰＤ１からＰＤ２５のいずれか一つ）の変化の割合は、すべての光量を合計した総光量（図１の例では光量ＰＤ１からＰＤ２５を合計した光量）の変化の割合より、大きくなるため検出精度が向上する。図１において、一つの光束における光量の変化が２０［％］の場合に、総光量での変化は４［％］となるので、（Ａ）の方法は（Ｂ）の方法より検出精度がよくなる。

（Ｂ）の方法は、例えば、物が複数の光束に跨り、僅かに複数の光束を遮断した場合に有効である。図１において、仮にすべての光束を僅かに遮る物がある場合に、光束それぞれの光量の変化が４［％］である場合、総光量では２０［％］の変化となる。

なお、所定光量は個別用と総量用とで異なる値を用いてもよい。
（Ｃ）の方法は、（Ａ）の方法と（Ｂ）の方法とを組み合わせることで、更に検出精度を向上させる方法である。すなわち、（Ａ）の方法あるいは（Ｂ）の方法のいずれかで、光量の変化が所定光量を超えていると判定されていれば、検出範囲１０に物があると判定する。

なお、処理Ｂの動作については、後述する図２のステップＳ５、図４のステップＳ４０１からＳ４１０で詳細を説明する。
検出装置の動作について説明する。

図２は、検出装置の動作（全体）の一実施例を示すフロー図である。なお、以降の説明及び図２に記載されている、設備に設けられている入退室用の扉は、設備を利用しているとき（入室しているとき）利用者により閉められ、利用していないとき（退室しているとき）には扉は常時開いているものとする。

ステップＳ１では、処理部４が基準情報Ａの取得及び初期設定をする。基準情報Ａは、検出装置１が設置される環境において、検出範囲１０に物が置かれていない初期状態において計測した、ｍ個の発光素子８の発光強度Ａと、ｍ×ｎ個の受光素子９の光量（光量情報Ａ）と、を有する。

基準情報Ａの発光強度Ａは、初期状態において、ｍ個の発光素子８を順番に発光させたときに、受光素子９が受光したｍ×ｎ個の光量がすべて受光素子９の適正な計測範囲に収まるように、調整された発光強度である。基準情報Ａの光量情報Ａは、調整された発光強度でｍ個の発光素子８を順番に発光させ、ｎ個の受光素子９が受光した適正な計測範囲のｍ×ｎ個の光量である。なお、基準情報Ａの発光強度Ａ及び光量情報Ａは、発光部２と受光部３との距離や周辺環境などに依存するため、電源投入時又はリセット時などに行われる。

初期設定では、後述する基準情報Ｂ及び基準情報Ｄに基準情報Ａと同じ情報を一時記憶し、更に、後述する判定フラグＣ及び判定フラグＥを初期状態にする。例えば、判定フラグＣ及び判定フラグＥに「０」を設定する。

ステップＳ２では、検出部６により設備の状態を取得して、処理部４が開扉か否かを判定する。開扉の場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ３に移行し、開扉でない場合（Ｎｏ）にはステップＳ５（処理Ｂ）に移行する。処理Ｂについては図４を用いて後述する。

開扉の場合とは（１）（２）の状態が考えられる。
（１）閉じられていた扉が開いた状態（退室時）、例えば、利用者が設備から退室するために、閉じていた扉が開かれる状態である。
（２）扉が継続して開かれている状態、例えば、利用者が設備を利用する前、あるいは、利用者が設備に入室した後まだ扉が閉じられていない状態である。

開扉でない場合とは（３）の状態である。
（３）開いていた扉を閉めた状態、例えば、利用者が設備に入室した後に扉を閉めた状態である。

ステップＳ３では、検出部６により設備の状態を取得して、処理部４が退室をしたか否かを判定する。すなわち（１）の状態であるか否かを判定する。（１）の状態である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ７に移行し、（２）の状態である場合（Ｎｏ）にはステップＳ４（処理Ａ）、Ｓ６（処理Ｃ）の順に移行する。処理Ａ、Ｃについては図３、５を用いて後述する。

ステップＳ７では、利用者が設備から退室したと判定されたとき（（１）の状態）、処理部４が基準情報Ｄを取得して記憶する。ステップＳ７に移行してくる場合とは、ステップＳ５で利用者が設備を利用しているとき（扉が閉状態のとき）に処理Ｂが実行され、ステップＳ２で利用者が設備を出ると判定（扉が開状態になったと判定）され、ステップＳ３で利用者が退室したと判定（扉が閉状態から開状態になったと判定）された場合である。

基準情報Ｄは、（１）の状態における発光強度Ｄと光量情報Ｄとを有し、後述するステップＳ６の処理Ｃにおいて用いる情報である。
ここで、処理Ｃは、利用者が扉を開けたまま、先に検出範囲１０に物を置き、その後、扉を閉状態にし、検出範囲１０に物を置いたまま退出する状態（（２）の状態）が考えられるため、そのような状態においても、検出範囲１０に物が置かれたか否かを判定するための処理である。

発光強度Ｄは、処理Ｂで用いた固定した発光強度Ｂと同じである。光量情報Ｄは、発光素子８それぞれを所定の順番で発光強度Ｄに基づいて発光させ、ｍ個の発光素子８ごとにｎ個の受光素子９が受光したｍ×ｎ個の光量（光量情報Ｄ）である。

ステップＳ８では、処理部４が後述するステップＳ６の処理Ｃにおいて、検出範囲１０に物があるか否かを判定した結果を用いて、物があると判定されていた場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ９に移行し、物がないと判定されていた場合（Ｎｏ）にはステップＳ１０に移行する。例えば、処理Ｃの判定結果として、判定フラグＥに「１」が設定される場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ９に移行し、判定フラグＥに「０」が設定される場合（Ｎｏ）にはステップＳ１０に移行する。

処理部４は、後述するステップＳ６の処理Ｃにおいて、ステップＳ７で記憶した基準情報Ｄの発光強度Ｄを用いて再計測した光量情報（計測情報Ｄ）と、ステップＳ７で記憶した基準情報Ｄの光量情報Ｄと、を比較し、所定光量以上変化した場合、検出範囲１０に物があると判定された場合に、判定フラグＥに「１」を設定する。判定には上記説明した（Ａ）から（Ｃ）の方法のいずれか一つを用いる。

ステップＳ９では、処理部４が出力部７に、検出範囲１０に物があることを出力させる。すなわち、利用者に忘れ物があることを知らせる。
ステップＳ１０では、処理部４が後述するステップＳ５の処理Ｂにおいて（（３）の状態において）、検出範囲１０に物があるか否かを判定した結果を用いて、物があると判定されていた場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１１に移行し、物がないと判定されていた場合（Ｎｏ）にはステップＳ２に移行する。例えば、処理Ｃの判定結果として、判定フラグＣに「１」が設定されている場合にはステップＳ１１に移行し、判定フラグＣに「０」が設定されている場合（Ｎｏ）にはステップＳ２に移行する。

処理部４は、後述するステップＳ５の処理Ｂにおいて、検出範囲１０に物があると判定された場合に、判定フラグＣに「１」を設定する。判定には上記説明した（Ａ）から（Ｃ）の方法のいずれか一つを用いる。

ステップＳ１１では、処理部４が出力部７に、検出範囲１０に物があることを出力させる。すなわち、利用者に忘れ物があることを知らせる。
なお、ステップＳ９で検出範囲１０に物があることを出力した場合には、ステップＳ１１で出力しなくてもよい。又は、ステップＳ９で検出範囲１０に物があっても、ステップＳ９で検出範囲１０に物があることを出力せずに、ステップＳ１１まで待って出力してもよい。

処理Ａについて説明する。
図３は、検出装置の動作（処理Ａ）の一実施例を示すフロー図である。処理Ａ（ステップＳ４）は、図３に示すステップＳ３０１からＳ３０７で実行される処理で、設備を利用する前の状態（（２）の状態）の発光強度及び光量情報（基準情報Ｂ）を取得する処理である。

基準情報Ｂは、（２）の状態における発光強度Ｂと光量情報Ｂとを有する。また、基準情報Ｂを取得する場合、開扉中において検出範囲１０に、物がない状態（忘れ物がない状態）、あるいは、物がある状態（既に物がある状態、忘れ物がある状態）がある。発光強度Ｂは、ｍ×ｎ個の光量を適正な計測範囲に調整する発光強度である。光量情報Ｂは、発光強度Ｂを用いて計測したｍ×ｎ個の光量である。

ステップＳ３０１で、処理部４は、扉が開いている場合に、ｍ×ｎ個の光量が所定精度で計測可能な計測範囲に収めるように、ｍ個の発光強度を調整し、ｍ個の発光強度を発光強度Ｂとして記憶する。

ただし、ｍ×ｎ個の光量が所定精度で計測可能な計測範囲に収めることができない場合には設備の外部にある管理者に通信などを用いて知らせる。
ステップＳ３０２からＳ３０７で、処理部４は、調整した発光強度Ｂを用い、ｍ個の発
光素子８を順番（i＝１からｍの順番）に発光させ（ステップＳ３０３）、ｍ×ｎ個の光
量（光量情報Ｂ）を取得し（ステップＳ３０４）、発光強度Ｂ及び光量情報Ｂを基準情報
Ｂとして記憶する（ステップＳ３０７）。その後、処理Ａを終了して図５の処理Ｃ（ステップＳ５０１）に移行する。

ただし、ステップＳ３０１で調整した発光強度Ｂと、ステップＳ３０１で発光強度Ｂに基づいて計測範囲に収めたｍ×ｎ個の光量（光量情報）と、をステップＳ３０２の基準情報Ｂとして用いてもよい。その場合には、ステップＳ３０２からＳ３０５の処理はなくてもよい。

処理Ｂについて説明する。
図４は、検出装置の動作（処理Ｂ）の一実施例を示すフロー図である。処理Ｂ（ステップＳ５）は、図４に示すステップＳ４０１からＳ４１０で実行される処理で、（３）の状態つまり閉扉中において、検出範囲１０に物があるか否かを判定する処理である。

ステップＳ４０１では処理部４が基準情報Ｂを記憶する。処理部４は、扉が閉まると、ｍ×ｎ個の光量を適正な計測範囲に調整する処理（処理Ａ）を停止させ、ｍ個の発光素子８それぞれの発光強度を基準情報Ｂの発光強度Ｂに固定する。

ステップＳ４０２からＳ４０７では、処理部４が記憶した発光強度Ｂを固定して用い、ｍ個の発光素子８を順番（i＝１からｍの順番）に発光させ（ステップＳ４０３）、ｍ×ｎ個の光量（現在の光量情報）を取得し（ステップＳ４０４）、計測情報として記憶する（ステップＳ４０７）。

ステップＳ４０８では、（３）の状態において、検出範囲１０に物があるか否かを処理部４が判定する。すなわち、光量情報Ｂと計測情報とを処理部４が比較する。処理部４が物がないと判定した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ４０９に移行し、物があると判定した場合（Ｎｏ）にはステップＳ４１０に移行する。判定には上記説明した（Ａ）から（Ｃ）の方法のいずれか一つを用いる。

ステップＳ４０９では、物がないので処理部４が判定フラグＣに「０」を設定する。ステップＳ４１０では、物があるので処理部４が判定フラグＣに「１」を設定する。その後、処理Ｂを終了してステップＳ２に移行する。

処理Ｃについて説明する。
図５は、検出装置の動作（処理Ｃ）の一実施例を示すフロー図である。処理Ｃ（ステップＳ６）は、図５に示すステップＳ５０１からＳ５０５で実行される処理で、利用者が扉を開けたまま、先に検出範囲１０に物を置き、その後、扉を閉状態にし、検出範囲１０に物を置いたまま退出する状態（（２）の状態）において、検出範囲１０に物があるか否かの判定をし、物がある場合には判定フラグＥに「１」を設定し、物がない場合にはステップＳ１で説明した初期設定をする、処理である。

ステップＳ５０１からＳ５０３では、（２）の状態において、図２のステップＳ７で記憶した発光強度Ｄを用いて再計測した光量情報（計測情報Ｄ）と、図２のステップＳ７で記憶した光量情報Ｄと、を比較し、所定光量以上変化したか否かを、処理部４が判定する（ステップＳ５０１）。判定には上記説明した（Ａ）から（Ｃ）の方法のいずれか一つを用いる。所定光量以上変化した場合（検出範囲１０に物があると判定された場合（ステップＳ５０１：Ｎｏ）には判定フラグＥに「１」が設定され（ステップＳ５０３）、所定光量より変化していない場合（検出範囲１０に物がないと判定された場合）には判定フラグＥに「０」が設定される（Ｓ５０１：Ｙｅｓ、Ｓ５０２）。

ステップＳ５０４、Ｓ５０５では、（２）の状態において、ステップＳ１で記憶した発光強度Ａを用いて再計測した光量情報（計測情報Ａ）と、ステップＳ１で記憶した光量情報Ａと、を比較し、所定光量以上変化したか否かを、処理部４が判定する（ステップＳ５０４）。判定には上記説明した（Ａ）から（Ｃ）の方法のいずれか一つを用いる。所定光量以上変化した場合（検出範囲１０に物があると判定された場合（ステップＳ５０４：Ｎｏ）には処理Ｃを終了してステップＳ２に移行する。所定光量より変化しない場合（検出範囲１０に物がないと判定された場合（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）には、ステップＳ５０５においてステップＳ１で説明した初期設定を処理部４が処理する。

ただし、検出範囲１０に物がある判定された場合には、ステップＳ５０４、Ｓ５０５の処理せずに、処理Ｃを抜けてもよい。
実施形態１によれば、設備が利用される前あるいは利用された後、発光素子８ａから８ｅごとに受光素子９ａから９ｅが受光した光量に応じて、発光素子８ａから８ｅの発光強度を調整し、受光した光量を所定精度で計測可能な計測範囲にすることで、受光回路の受光感度を相対的に広くすることができる。その結果、既に検出範囲１０に物が置かれている場合に、新たに検出範囲１０に物が置かれたとしても、新たに置かれた物により変化した光量を、精度よく検出することができる。
＜実施形態２＞
実施形態２の方法は、図４のステップＳ４０８あるいは図５のＳ５０１の判定において検出範囲１０に既に物があると判定された場合（判定フラグＣあるいはＥに「１」が設定された場合）に、次の利用者が検出範囲１０に新たに物を置いた場合に、新たに置いた物を精度よく検出することができる。

検出範囲１０に新たに物が置かれたと判定された場合、その受光素子の受光する光量の変化は微量であるので、光束が遮られていると判定された該光束に対応する発光素子８の発光強度を強くする方向で最適化調整して、相対的に受光回路の受光感度を上げて微量な変化を検出して、更に検出範囲１０にある物を精度よく検出する。

また、検出範囲１０に次の利用者が新たに物を置いた場合、光量が減少する受光素子９と、新たに置かれた物や壁などに反射した反射光を受光素子９が受光するため、光量が増加する場合がでてくるので、それらも考慮する必要がある。

そこで、実施形態２では処理部４が（処理１）（処理２）（処理３）を実行して、新たに置かれた物を精度よく検出する。
（処理１）について説明する。

検出範囲１０に物があると判定された場合に、現在の光量それぞれと、現在の光量それぞれに対応する計測範囲にした光量それぞれと、を個別に比較し、所定光量以上変化した光量を検出し、検出した光量を受光した際に発光させていた発光素子８を検出する。

ステップＳ４０８あるいはＳ５０１の処理において、検出範囲１０に物があると判定された場合、ｍ×ｎ個の光量それぞれについて、対応する光束が遮られているか否かを判定する。

図４のステップＳ４０８の場合、ステップＳ４０８あるいはＳ４１０の処理をした後、光量情報Ｂと計測情報とを比較して、所定光量以上変化している光量それぞれに関連付けて、個別に判定フラグＮ（ｍ×ｎ個の判定フラグＮ）を設定する。また、この結果に基づいて光束が遮られている発光素子８を検出する。

図５のステップＳ５０１の場合、ステップＳ５０１あるいはＳ５０３の処理をした後、光量情報Ｄと計測情報Ｄを比較して、所定光量以上変化している光量それぞれに関連付けて、個別に判定フラグＮ（ｍ×ｎ個の判定フラグＮ）を設定する。また、この結果に基づいて光束が遮られている発光素子８を検出する。

図１の例では、判定フラグＮは２５個（Ｎ１からＮ２５）あり、所定光量以上変化している場合には、例えば「１」を設定する。
（処理２）について説明する。

処理２は、ステップＳ４０８あるいはＳ５０１の処理において、検出範囲１０に物があると判定された場合であるが、判定フラグＣあるいはＥの設定が「０」から「１」に設定された場合に、検出した発光素子８の発光強度を強くする方向で最適化調整をし、検出した光量に対応する判定基準となる第一の光量（光量情報Ｆ）を取得する。また、第一の光量を取得した際の最適化調整をした発光強度を記憶部に記憶する。

ここで、強くする方向での最適化調整とは、検出した発光素子８の発光強度を最大に近づける方向で所定の順番で発光させ、判定フラグＮに対応する受光素子９が受光した光量を所定精度で計測可能な計測範囲になるように、検出した発光素子８の発光強度を調整することである。

図６は、検出装置の動作（処理２）の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ６０１からＳ６０６では、（処理１）で説明した検出した発光素子８の発光強度を強くする方向で最適化調整し（ステップＳ６０３、Ｓ６０４）、判定フラグＮが設定されている第一の光量を光量情報Ｆとして記憶する（ステップＳ６０５）。
（処理３）について説明する。

処理３は、処理２を実行した後に実行される処理で、ステップＳ４０８あるいはＳ５０１の処理において、つまり第一の光量を取得した後、更に検出範囲１０に物があると判定された場合、ただし判定フラグＣあるいはＥの設定が既に「１」である場合に、検出した発光素子８の発光強度を第一の光量を取得した際の最適化調整した発光強度にし、検出した光量に対応する第二の光量（光量情報Ｇ）を取得する。

続いて、第一の光量それぞれと、第二の光量それぞれと、の差、及び、差それぞれの総和、を求める。そして、差のいずれか一以上が閾値１を超えている場合、又は、総和が閾値２を超えている場合、新たに物が置かれたと判定する。

なお、処理３を実行した後、光量情報Ｇを光量情報Ｆに変更してもよい。また、処理３を実行した後に再度処理２を実行して判定基準となる光量情報Ｆを取得してもよい。
図７は、検出装置の動作（処理３）の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ４０８あるいはＳ５０１の判定において、検出範囲１０に物があると判定された場合（判定フラグＣあるいはＥの設定が既に「１」である場合）に、光量情報Ｆを基準に、検出範囲１０に新たに物が置かれたか否かを判定する。

検出範囲１０に物があると判定された場合に、ステップＳ４１０あるいはＳ５０３の処理をした後、ステップＳ７０１からＳ７０６では、（処理１）で説明した検出した発光素子８の発光強度を第一の光量を取得した際の最適化調整した発光強度にし（ステップＳ７０３、Ｓ７０４）、判定フラグＮが設定されている光量を光量情報Ｇとして記憶する（ステップＳ７０５）。

続いて、光量情報Ｇが有する光量と、光量情報Ｆが有する光量と、の差ＧＤそれぞれと、それら差ＧＤの総和ＧＤＴと、を求め、差ＧＤをそれぞれ、及び、総和ＧＤＴを処理部４が記憶部に記憶する（ステップＳ７０７）。差ＧＤは、検出範囲１０に新たに物が置かれた場合、光量が減少する受光素子９と、新たに置かれた物や壁などに反射した反射光を受光素子９は受光するため、光量が増加する場合があるので、絶対値を用いる。

所定の数量の差ＧＤが閾値１より変化している場合（ステップＳ７０８：Ｎｏ）、新たに物が置かれたと判定し、判定フラグＦに「１」を設定する（ステップＳ７１０）。所定の数量の差ＧＤが閾値１より変化していない場合（ステップＳ７０８：Ｙｅｓ）、新たに物が置かれていないと判定し、判定フラグＦに「０」を設定する（ステップＳ７０９）。閾値１は、光束が遮られていない状態から完全に遮られる状態における、受光素子９の光量の変化量により決める。例えば、実験やシミュレーションにより求めることができる。

続いて、総和ＧＤＴが閾値２より変化している場合（ステップＳ７１１：Ｎｏ）、新たに物が置かれたと判定し、判定フラグＦＴに「１」を設定する（ステップＳ７１３）。総和ＧＤＴが閾値２より変化していない場合（ステップＳ７１１：Ｙｅｓ）、新たに物が置かれていないと判定し、判定フラグＦＴに「０」を設定する（ステップＳ７１２）。閾値２は、光束が遮られていない状態から完全に遮られる状態における、受光素子９の光量の変化量により決める。例えば、実験やシミュレーションにより求めることができる。

また、新たに物が置かれていると判定した場合、処理部４が出力部７に、検出範囲１０に物があることを、出力させる。
実施形態２によれば、検出範囲１０に既に物があることを検出されている場合に、検出範囲１０に新たに物が置かれた場合、その受光素子の受光する光量の変化は微量であるが、光束が遮られていると判定された光束の発光素子８の発光強度を強くする方向で最適化調整して、相対的に受光回路の受光感度を上げることで、微量な変化を検出する。その結果、既に検出範囲１０に物が置かれている場合に、新たに検出範囲１０に物が置かれたとしても、新たに置かれた物により変化した光量を、精度よく検出することができる。

なお、光量情報Ｆ、Ｇ、判定フラグＦ、ＦＴ、Ｎは、図５のステップＳ５０４で忘れ物がないと判定された場合には、ステップＳ５０５で初期設定される。なお、実施形態２においても、起動後の初期設定はステップＳ１において設定され、光量情報Ｆ、Ｇ、差ＧＤ、総和ＧＤＴ、判定フラグＦ、ＦＴ、Ｎの初期設定としては、例えば、「０」などを設定することが考えられる。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ 検出装置
２ 発光部
３ 受光部
４ 処理部
５ 棚板
６ 検出部
７ 出力部
８、８ａから８ｅ 発光素子
９、９ａから９ｅ 受光素子
１０ 検出範囲

Claims (10)

1. 設備内の所定位置に設けられ、検出範囲に置かれた物を検出する検出装置であって、
   複数の発光素子と、
   前記発光素子それぞれが出力する光を受光する複数の受光素子と、
   前記設備が利用されていない状態において、前記発光素子を所定の順番で発光させ、前記発光素子ごとに前記受光素子が受光した光量が計測範囲になるよう前記発光素子の発光強度を調整し、前記調整の下で各受光素子が受光した光量を調整時の光量として取得し、
   前記設備が利用されている状態において、調整した前記発光強度で、前記発光素子それぞれを所定の順番で発光させ、前記発光素子ごとに前記受光素子が受光した光量を利用状態の光量として取得し、前記利用状態の光量が前記調整時の光量に対して、所定以上変化した場合、前記検出範囲に物が置かれていると判定する処理部と、を備え、
   更に、前記処理部は、
   前記検出範囲に物が置かれていると判定した場合、現在の光量それぞれと、前記現在の光量それぞれに対応する前記計測範囲にした前記光量それぞれと、を個別に比較し、前記所定光量以上変化した光量を検出し、
   検出した前記光量を受光した際に発光させていた発光素子を検出し、検出した前記発光素子の発光強度を強くする方向で調整し、検出した前記光量に対応する第一の光量を取得し、
   前記第一の光量を取得した後、更に前記検出範囲に物が置かれていると判定した場合に、検出した前記発光素子の発光強度を前記第一の光量を取得した際の調整した発光強度にし、検出した前記光量に対応する第二の光量を取得し、
   前記第二の光量が前記第一の光量に対して所定以上変化した場合、前記検出範囲に前記物とは異なる新たな物が置かれたと判定する、
   ことを特徴とする検出装置。
2. 請求項１に記載の検出装置であって、
   前記処理部は、
   前記利用状態の光量が前記調整時の光量に対して所定以上変化したか、及び前記第二の光量が前記第一の光量に対して所定以上変化したかを、各受光素子毎の個別の受光量同士で比較して判定する
   ことを特徴する検出装置。
3. 請求項１に記載の検出装置であって、
   前記処理部は、
   前記利用状態の光量が前記調整時の光量に対して所定以上変化したか、及び前記第二の光量が前記第一の光量に対して所定以上変化したかを、各受光素子の光量を合計した総光量同士で比較して判定する
   ことを特徴する検出装置。
4. 請求項１に記載の検出装置であって、
   前記処理部は、
   各受光素子毎に前記第一の光量それぞれと、前記第一の光量それぞれに対応する前記第二の光量それぞれと、の差、及び、前記差それぞれの総和、を求め、
   前記差のいずれか一以上が閾値を超えている場合、又は、前記総和が前記閾値を超えている場合、前記新たな物が置かれたと判定する、
   ことを特徴する検出装置。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の検出装置であって、
   前記処理部は、
   前記検出範囲に前記物が置かれていると判定した場合、前記設備が利用された後、出力部を用いて、前記検出範囲に前記物が置かれていることを利用者に知らせる、
   ことを特徴する検出装置。
6. 複数の発光素子と、
   前記発光素子それぞれが出力する光を受光する複数の受光素子と、を備え、
   設備内の所定位置に設けられ、検出範囲に置かれた物を検出する検出装置の検出方法であって、
   前記検出装置は、
   前記設備が利用されていない状態において、前記発光素子を所定の順番で発光させ、
   前記発光素子ごとに前記受光素子が受光した光量が計測範囲になるよう前記発光素子の発光強度を調整し、前記調整した前記発光強度で各受光素子が受光した光量を調整時の光量として取得し、
   前記設備が利用されている状態において、前記調整した前記発光強度で、前記発光素子それぞれを所定の順番で発光させ、
   前記発光素子ごとに前記受光素子が受光した利用状態の光量として取得し、前記利用状態の光量が前記調整時の光量に対して、所定以上変化した場合、前記検出範囲に物が置かれていると判定し、
   前記検出範囲に物が置かれていると判定した場合、現在の光量それぞれと、前記現在の光量それぞれに対応する前記計測範囲にした前記光量それぞれと、を個別に比較し、前記所定光量以上変化した光量を検出し、
   検出した前記光量を受光した際に発光させていた発光素子を検出し、検出した前記発光素子の発光強度を強くする方向で調整し、検出した前記光量に対応する第一の光量を取得し、
   前記第一の光量を取得した後、更に前記検出範囲に物が置かれていると判定した場合に、検出した前記発光素子の発光強度を前記第一の光量を取得した際の調整した発光強度にし、検出した前記光量に対応する第二の光量を取得し、
   前記第二の光量が前記第一の光量に対して所定以上変化した場合、前記検出範囲に前記物とは異なる新たな物が置かれたと判定する、
   処理を実行することを特徴とする検出方法。
7. 請求項６に記載の検出方法であって、
   前記検出装置は、
   前記利用状態の光量が前記調整時の光量に対して所定以上変化したか、及び前記第二の光量が前記第一の光量に対して所定以上変化したかを、各受光素子毎の個別の受光量同士で比較して判定する、処理を実行することを特徴とする検出方法。
8. 請求項６に記載の検出方法であって、
   前記検出装置は、
   前記利用状態の光量が前記調整時の光量に対して所定以上変化したか、及び前記第二の光量が前記第一の光量に対して所定以上変化したかを、各受光素子毎に合計した総光量同士で比較して判定する、処理を実行することを特徴とする検出方法。
9. 請求項６に記載の検出方法であって、
   前記検出装置は、
   各受光素子毎に前記第一の光量それぞれと、前記第一の光量それぞれに対応する前記第二の光量それぞれと、の差、及び、前記差それぞれの総和、を求め、
   前記差のいずれか一以上が閾値を超えている場合、又は、前記総和が前記閾値を超えている場合、前記新たな物が置かれたと判定する、処理を実行することを特徴とする検出方法。
10. 請求項６から９のいずれか一つに記載の検出方法であって、
    前記検出装置は、
    前記検出範囲に前記物が置かれたと判定した場合、前記設備が利用された後、出力部を用いて、前記検出範囲に前記物が置かれていることを利用者に知らせる、
    処理を実行することを特徴とする検出方法。