JPH0152709B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複数の発光器と複数の受光器とが対向
配置されてなり、発光器と受光器の組における故
障検出の機能を有する光学式の物体検知器に関す
る。

［従来の技術］ 一般に、光学式の物体検知器は、発光器と受光
器を同一光軸上に対向配置し、発光器から発せら
れた光束が受光される際の遮光如何によつて物体
の有無を検知しようとするものであるが、例えば
車輌連結軸等のように細い物を検知しようとする
場合には多数の発光器および受光器を検知領域を
はさんで対向配置する必要がある。

第３図は上記のように対向配置された多数の発
光器および受光器で物体を検知する物体検知器の
要部を示す端面立面図で、RWを道路、DAは道
路上の物体検知領域、Ｍは連結軸等の物体、S₁，
……，S_oは発光器、R₁，……，R_oは発光器を示
す。物体検知領域DAお高さはＨ、物体Ｍの直径
はＤ、受光器の受光器の直径はｄ、発光器および
受光器の配列ピツチはＰであるとして示されてい
る。各発光器から発せられる光束が広がりがなく
平行なものであると仮定すれば、Ｄ−ｄ＝Ｐの関
係を与えれば、直径Ｄの物体は隣り合う２つの受
光器の光束をさえぎる位置にもたらされ得、従つ
て直径Ｄの物体を確実に検知することができる。

しかしながら、各発光器内に設けた光源は点光
源でなく大きさをもつ場合が殆んどであり、各発
光器から発せられる光束は第４図に示すように広
がりをもつ。このため、各受光器はそれの真正面
に対向する発光器からの光のみならずそれに隣接
する発光器からの光も受光し、物体を検知できな
くなる。これを避けるために配列ピッチＰを大き
くして１つの発光器からの光が１つの受光器のみ
に導かれるようにすると、物体の検知能力すなわ
ち分解能が低下してしまう。

上記の欠点を避ける方法として、一般に、各発
光器の発光に時差を設けかつ発光側ではその発光
の時差を利用し必要な受光器のみから選択的に受
光信号を取出すようにしている。しかしながら、
この方法では例えば第３図の様な高さＨの領域の
高さ方向全体にわたる検知を行なおうとすれば、
それに必要な発光器の数或いは受光器の数ｎは検
知範囲の高さＨの増加にほゞ比例して増加してし
まう。

そこで、発光器から発せられる光束の広がりを
逆に積極的に利用する方法が提案されている。第
５図はこうした提案による発光器S₁，……，S_oお
よび受光器R₁，……R_o間の光の授受の関係の一
例を示すもので、ここでは、１つの発光器からの
光はその真正面に位置する受光器とその両隣りの
受光器との合計３つの受光器に導かれ得るように
した場合が示されている。従つて、物体を感知す
るために光束として従来用いられていたL₁，L₂，
……，L_oの他にL₁₂，L₂₁，L₂₂，……L_oも利用さ
れ、例えば発光器S₂からの光束L₂₁，L₂，L₂₂は受
光器R₁，R₂，R₃に導かれる。各発光器からの光
束をこのように調整することが極めて簡単で、例
えば各発光器の前面にしぼりを設けることによつ
て達成される。なお、更に一般的に伝えば、１つ
の発光器から光を導かれる受光器の数は３である
必要はなく、任意の数ｍ（ｍは２以上の正の整数）
にすることができ、また、各受光器を１つの発光
器の真正面に配置する必要もなく、例えば発光器
と受光器が半ピツチずらされた関係に配列しても
よい。しかし、第５図に示した配列が最も効率的
である。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の従来技術においては、複数の発光器と複
数の受光器とが組になつて用いられるため、一部
の発光器あるいは一部の受光器が故障すると、装
置全体の機能が失われてしまうという欠点があ
る。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであつ
て、複数の発光器と複数の受光器とを検知領域を
はさんで対向配置して検出領域における物体の有
無を検知する物体検知器であつて、前記発光器を
順次に発光させ、この発光器の発光タイミングに
同期して各時点ごとにそのとき発光している発光
器からの光が導かれる位置にある予め定められた
数の複数の受光器のみから選択的に受光信号を取
り出すようにしたものにおいて、一部の受光器が
故障しても、これを自動的にに切離して装置全体
を停止させることなく検出動作を続けられるもの
を提供することをを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明においては、
複数の発光器および複数の受光器を検知領域をは
さんで対向配置して検知領域における物体の有無
を検知する物体検知器であつて、前記発光器の
各々からの光は当該発光器からの近い距離にある
予め定められた数の複数の受光器にのみそれぞれ
導かれるようにし、かつ発信回路と、この発信回
路に接続され前記複数の発光器と制御回路とに発
光信号を出力する時分割回路とを含み、前記複数
の発光器を順次に受光させるように走査して発光
エネルギー源に接続する手段と、前記複数の受光
器に接続され、前記制御回路からの信号によつて
制御されるアナログスイツチと、このアナログス
イツチに接続された複数の増幅器と、この増幅器
に接続され受光の有無を検出する比較器とを含
み、前記の発光器の走査のタイミングに同期して
各時点ごとにそのとき発光中の発光器からの光を
導かれる位置にある予め定められた数の複数の受
光器のみから選択的に受光信号を取出す手段と、
前記制御装置によつて制御され前記比較器からの
出力を記憶する複数の記憶素子と、前記制御装置
から誤動作防止用のセツトパルスが入力される故
障検出回路と、この故障検出回路の出力と前記記
憶素子の出力とが入力される複数のアンドゲート
と、このアンドゲートの出力が入力されるオアゲ
ートとを含み、前記の取り出された受光信号の全
体から最終出力信号を得る手段と備えたものにお
いて、前記制御信号から出力される故障検出用の
カウントパルスと、前記比較器からの出力とを前
記故障検出回路において比較する。

［作用］ 故障検出回路において故障検出用のカウントパ
ルスと比較器からの出力とを比較して、各時点毎
に前記の取り出された受光信号の数（比較器から
の出力の数）が受光されるべき受光数（カウント
パルスの数）と等しいか否かを判別して、その時
点で発光中の発光器と当該発光器からの光が導か
れる位置にある受光器の組における故障を検出
し、その故障の検出された組は故障が回復するま
で動作上切離される。

［実施例］ 本発明の実施例を第１図と第２図を参照して詳
細に説明する。

第１図は発光器と受光器間の光の授受関係を第
５図のようなものにした場合に対し用いられる物
体検知回路の要部を示す。この第１図の回路は、
発光エネルギー源として作用する発信回路１０、
発信回路１０からの出力を時分割的に発光器S₁〜
S_oに供給する時分割回路２０、受光器R₁〜R_oか
らの出力側に設けられているアナログスイツチ３
０、増幅器４₁〜４_o、比較器５０、記憶素子６₁
〜６_o、アンドゲートアンドゲート７₁〜７ｎ、故
障検出回路８０、オアゲート９０、および、この
第１図に示された回路の動作に必要なタイミング
信号および制御信号を供給する制御装置１００か
らなる。

次に第１図の回路の動作を同回路における発光
信号とタイミング波形を示す第２図も参照しなが
ら説明する。なお、第２図において、イは発光信
号T₁〜T_o、ロは発光信号の１つを拡大したもの、
ハは受光信号、ニは受光信号ハを低域フイルタに
通して得られる波形、ホは比較器５０の出力、ヘ
はセツトパルスt₃、トはタイミングパルスt₁、チ
はカウントパルスt₂を示し、これらのパルスt₁〜
t₃の役割は以下の説明で明らかにされる。

発信回路１０の発信出力は時分割回路２０に送
られ互にＴ秒間隔遅延されたパルス信号T₁，T₂，
……，T_oを得る。このパルス信号T₁〜T_oは対応
した発光器S₁〜S_oに加えられてそれらを順次に発
光させる。別言すれば、時分割回路２０は発光器
S₁〜S_oを順次に発光させるように走査して発光エ
ネルギー源である発信回路に接続する手段を構成
する。制御装置１００は、１つの発光器が発光し
ているＴ秒の期間に受光すべき受光器を選択する
ように制御を行なうとともに、そのＴ秒の期間内
に受光の有無を検出するタイミングパルスt₁と、
故障検出用のカウントパルスt₂および誤動作防止
用のセツトパルスt₃をそれぞれ記憶素子６₁〜６_o
と故障検出回路８０に供給する。次に制御装置１
００でアナログスイツチ３０を動作させ他の受光
器の受光信号と干渉しないようにして増幅器４₁
〜４_oに導かれる。この増幅器ではT₁〜T_oの走査
数ｎ個まで１個の増幅器で増幅できるが、１個の
発光器が発光している期間に受光する受光器の数
がｍで受光器総数が１の場合には、他の受光器の
干渉を受けないで増幅を行なうために必要な増幅
器の数は１×ｍ／ｎとなる。この増幅器で増幅さ
れた信号は低域フイルタ（図示せず）を通して受
光の有無を検出する比較器５０に入力される。比
較器５０で検出された各信号はデータとして記憶
素子６₁〜６_oへの入力線路に与えられ、セツトパ
ルスt₃で制御される故障検出回路８０での故障の
検出がない限り、制御装置１００で得られるタイ
ミングパルスt₁により記憶素子に記憶される。各
記憶素子６₁〜６_oに記憶された出力信号は各アン
ドゲート７₁〜７_oの一方の入力端子Ａに加えられ
る。各アンドゲートの他方の入力端子Ｂには故障
検出回路８０の出力信号が加えられている。

また、１つでも光束が遮られたことを検知する
ようにこれらアンドゲート７₁〜７_oの出力信号は
オアゲート９０で１つにまとめられる。このオア
ゲート９０の出力は第１図の装置が車輌に対して
用いられた場合車輌１台毎に分離した出力信号と
しての車輌分離信号である（このように車輌に対
して用いられる場合、第１図でオアゲート９０を
除いた部分と同じ構成の装置が車輌の長さ方向に
沿つて複数台設けられ、そして全装置のアンドゲ
ート７₁〜７_oからの出力が１つのオアゲートでま
とめられる。）このため発光器と受光器との１つ
の組或いはIC素子が故障すると遮光された状態
がいつまでも続いているのと同じ状態になるの
で、車輌１台毎に分離することができなくなる。
これを防止するために、各増幅器４₁〜４_oに対応
させた入力と実際に受光された数を表わす入力と
を受ける故障検出回路８０で、各増幅器で増幅さ
れる受光器出力信号の数（制御装置１００で得ら
れるカウントパルスt₂の数）と実際に受光された
数とが一致するかどうかを検査する。この検査の
ための動作は、例えば、電源投入時や車輌１台分
の軸数データ（図面には示してない）が異常設定
値以上になつた時、手動スイツチ等により故障検
出回路８０を動作させて全てのアンドゲート７₁
〜７_oから出力が発せられないようにしてから、
各増幅器で増巾されるべき受光器出力信号の数と
実際に受光された数とが一致するかどうかを各故
障検出回路８０で検査する。もし一致すればその
故障検出回路８０の出力はクリアされ、その故障
検出回路の出力を入力としているアンドゲートは
その前段の記憶素子からの信号をアンドゲート出
力に通す状態とされる。逆に、一致しない場合
は、その故障検出回路の出力を入力としているア
ンドゲートは一致が生ずるまで記憶素子からの信
号をアンドゲート出力に通過させない。このよう
に一致が一時的に生じない場合としては、例えば
積雪などのため一部の光路が遮断された場合があ
るが、この場合、光路が断たれた受光器は自動的
に切離されたような状態となり、残りの受光器で
正常に動作が行なわれる。また再び受光する状態
に戻れば、アンドゲートは記憶素子の信号を通過
させる状態へと自動的に復帰する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の物体検知器によ
れば、上記のような動作を行なうことによつて、
一部の発光器と受光器との組が故障した場合でも
装置全体を停止させることなく検出動作を続ける
ことができる。

本発明は図示実施例に限定されるものではな
く、例えば、本発明の原理は発光器の数と受光器
の数とが等しくない場合に対してでも用いられる
ものであり、また、その適用範囲は先に述べた車
輌の連結軸の検知や有料道路の料金所ゲート以外
に、有料駐車場の入口ゲート、人物等の侵入検
知、煙検知器等の物体検知器など広範囲にわた
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を説明するための要部
説明図、第２図は第１図の回路における発光信号
およびタイミング波形を示す図、第３図は従来技
術による物体検出器の要部を示す端面立面図、第
４図と第５図は各発光器からの光束の広がりを示
す図である。 DA……物体検知領域、S₁〜S_o……発光器、R₁
〜R_o受光器、１０……発信回路、２０……時分
割回路、３０……アナログスイツチ、５０……比
較器、６₁〜６_o……記憶素子、７₁〜７_o……アン
ドゲート、８０……故障検出回路、１００……制
御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の発光器および複数の受光器を検知領域
   をはさんで対向配置して検知領域における物体の
   有無を検知する物体検知器であつて、前記発光器
   の各々からの光は当該発光器から近い距離にある
   予め定めた数の複数の受光器にのみそれぞれ導か
   れるようにし、かつ、発信回路と、この発信回路
   に接続され前記複数の発光器と制御装置とに発光
   信号を出力する時分割回路とを含み、前記複数の
   発光器を順次に発光させるように走査して発光エ
   ネルギー源に接続する手段と、前記複数の受光器
   に接続され前記制御回路からの信号によつて制御
   されるアナログスイツチと、このアナログスイツ
   チに接続された複数の増幅器と、この増幅器に接
   続され受光の有無を検出する比較器とを含み、前
   記の発光器の走査のタイミングに同期して、各時
   点ごとにそのとき発光中の発光器からの光を導か
   れる位置にある予め定めた数の複数の受光器のみ
   から選択的に受光信号を取出す手段と、前記制御
   装置によつて制御され前記比較器からの出力を記
   憶する複数の記憶素子と、前記制御装置から誤動
   作防止用のセツトパルスが入力される故障検出回
   路と、この故障検出回路の出力と前記記憶素子の
   出力とが入力される複数のアンドゲートと、この
   アンドゲートの出力が入力されるオアゲートとを
   含み、前記の取出された受光信号の全体から最終
   出力信号を得る手段と、 を備えたものにおいて、前記制御装置からの故障
   検出用カウントパルスと、前記比較器からの出力
   とを前記故障検出回路において比較し、各時点毎
   に前記の取出された受光信号の数が受光されるべ
   き受光数と等しいか否かを判別することによりそ
   の時点で発光中の発光器と当該発光器から光を導
   かれる位置にある受光器の組における故障を検出
   し、その故障の検出された組を故障が回復するま
   で動作上切離すようになしたことを特徴とする物
   体検知器。