JPH0453589Y2 - - Google Patents

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JPH0453589Y2
JPH0453589Y2 JP13407986U JP13407986U JPH0453589Y2 JP H0453589 Y2 JPH0453589 Y2 JP H0453589Y2 JP 13407986 U JP13407986 U JP 13407986U JP 13407986 U JP13407986 U JP 13407986U JP H0453589 Y2 JPH0453589 Y2 JP H0453589Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本考案は、例えば所定の検知エリア内における
人体等の物体の存在の有無を検知して自動開閉ド
アの開閉や防犯警報装置の作動を制御するための
センサに適用できる物体検知装置に関するもので
ある。
<従来の技術> 人体等の物体を検知して防犯警報装置の作動や
自動開閉ドアの開閉を制御するための起動用スイ
ツチに利用される物体検知装置としては、種々の
ものが案出され実用化されているが、近年では、
マツトスイツチ等の接触型の機械的検知方式に比
し長寿命で且つ検知エリアの設定並びに変更が容
易な非接触型のものが多用される傾向にある。と
ころが、これら非接触型のものにおいて、背景と
移動物体との温度差に基づく放射赤外線光束の変
動を利用する赤外線方式のもの、マイクロ波のド
ツプラー効果を利用するもの、或いは赤外線を投
射して物体からの反射光の光量変化を検知するも
のは、何れも人体が静止した場合に赤外線光束の
変動や光量の変化がないこと等により検知するこ
とができない欠陥がある。一方、人体が静止した
場合にもこれを検知できるものとして、投射した
赤外線の物体からの反射光の光量の絶対値を検知
する方式があるが、これは投、受光ビームのクロ
スする位置で物体の存在を検知するために、検知
距離が限定される欠点がある。
そこで、人体が静止した場合にも確実に検知す
ることができると共に検知距離に殆ど制限を受け
ることなく物体を検知できる手段として、光学的
三角測量方式が注目されている。この方式は、投
光部から所定の検知エリアに向けて出射した投光
ビームの被検知物体による反射光を、前記投光部
及び被検知物体に対して三角測量的に配置した受
光部で受光し、受光部において、PSD
(POSITION−SENSITIVE−DETECTORS)
等の位置検出素子に入射した光が光電変換され、
光電流として入射位置から両側方向に流れてそれ
ぞれの電極から分割出力される。この両電極から
それぞれ取り出される電流は、位置検出素子の光
の入射位置に対応することから、受光部の2つの
受光出力により、被検知物体までの距離もしくは
予め設定した距離の検知エリア内の被検知物体の
存在の有無を検知するものである。
この受光部の2つの受光出力の信号処理系は、
第4図また第5図に示すような構成になつてい
る。即ち、第4図は、受光部1からの光電流I0
分割して出力された2つの電流I1,I2をそれぞれ
電流−電圧変換回路2,3で電圧に変換し、この
両出力電圧V1,V2を減算回路4で減算し、この
減算出力を比較回路5で基準電圧Vrと比較し、
この比較回路の出力信号が動作レベルであるか否
かを出力回路6で判別するようになつている。
一方、第5図において、第4図と同一若しくは
実算的に同等のものには同一の符号を付してあ
り、各電流−電圧変換回路2,3と減算回路4と
の各間に、それぞれ対数増幅器7,8を介挿接続
し、対数増幅器7,8と減算回路4とにより割算
回路を構成した点において第4図のものと相違
し、第4図のものとほぼ同様の動作により被検知
物体の検知エリア内における存在の有無を検知す
るものである。
<考案が解決しようとする問題点> ところで、第4図において、受光部1の光の入
射位置に生じる光電流をI0,受光部1の位置検出
素子の両電極間の長さをL,この位置検出素子の
一端を原点とした場合の原点から光の入射位置ま
での距離をxとすると、I1=I0L−x/L,I2=I0 x/Lの関係が成り立つから、減算回路4から出力 される被検知物体までの距離信号は、V1−V2∝
I1−I2=I0L−2x/Lとなる。ここで、光電流I0は受 光量に応じて変化し、さらに受光量は、被検知物
体や背景の反射率の差異や周囲温度等の環境変化
による投光出力或いは受光感度の変化により変動
し、この受光量の変動により減算回路4から出力
される距離信号に誤差が生じ、被検知物体を正確
に検知することができない。
一方、第5図のものは、対数増幅器7,8と減
算回路4とにより割算回路を構成しているから、
減算回路4より出力される距離信号は、 loV1−loV2=loV1/V2≒loI1/I2となり、前述と同様に I1=I0L−x/L,I2=I0x/Lの関係から、loI1/I2
=lo L−x/x=loL/x−1となり、距離信号は、光電の 変化つまり光電流I0に対し無関係となつて誤差を
生じない利点がある。その反面、高価な対数増幅
器7,8を用いるためにコスト高になるととも
に、構成が複雑となつて装置全体が大型化する欠
点がある。
また、何れのものも、被検知物体を検知すべき
距離の設定が容易でないと云う問題がある。即
ち、第4図および第5図の構成において、検知す
べき距離を設定する場合、例えば比較回路5の基
準電圧Vrを零ボルトに設定すると、減算回路4
の出力電圧が零ボルトになるように、I1−I2=0
の関係となるように受光部1への入射位置を調整
する。つまり、受光部1または発光部の光軸を機
械的に可変して減算回路4の出力レベルを調整す
るので、その調整操作が極めて困難であつて、且
つ光学的調整機構も複雑で高価となる。しかも光
学的に調整するために、光学系の収差,迷光,散
乱等の光学的特性により投光エリアまたは受光エ
リアが理想的にならずにぼけた状態となり易く、
高精度な光学系を必要とし、この点からもコスト
アツプになる。一方、光学的にI1−I2=0に調整
できない場合には基準電圧Vrを可変調整するこ
とになるが、このような場合には、被検知物体の
反射率の差異によつて検出距離に誤差が生じる。
<考案の目的> 本考案は、このような従来の種々の問題点に鑑
みなされたもので、装置と被検知物体との検知距
離を電気信号の処理によつて容易に且つ任意に設
定できるとともに、光量の変化に対し距離信号に
誤差が生じなく、しかも簡単で且つ安価な構成と
した物体検知装置を提供することを目的とするも
のである。
<問題点を解決するための手段> 本考案の物体検知装置は、前記目的を達成する
ために、投光部から検知エリアに向けて出射した
投光ビームの被検知物体による反射光を、前記投
光部および被検知物体に対して三角測量的に配し
た受光部で受光して光電変換し、この受光部への
反射光の入射位置に応じた割合で分割されて該受
光部から出力される2種の電流を、個別の電流−
電圧変換回路でそれぞれ電圧に変換した後に、こ
の両電圧信号を減算回路で減算して前記投光部か
ら被検知物体までの距離に応じた電圧に変換し、
この検知距離電圧を比較回路で基準電圧と比較し
て検知エリア内における被検知物体の存在の有無
を検知する物体検知装置において、少なくとも一
方の前記電流−電圧変換回路と前記減算回路との
間に、電圧レベルを手動操作により可変できるレ
ベル可変回路を介挿接続した構成を特徴とするも
のである。
<作用> 検知距離の設定に際しては、比較回路の基準電
圧が零ボルトに設定されているため、減算回路の
出力信号レベルが零ボルトになるように、レベル
可変回路を手動操作して受光出力の信号レベルを
調整するのみでよく、光学系の光軸を変化させる
ような機械的な操作は一切必要としない。
<実施例> 以下、本考案の好適な実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。
一実施例を示した第1図において、第4図また
は第5図と同一または実質的に同等のものには同
一の符号を付してある。そして、一方の電流−電
圧変換回路3と減算回路4との間にレベル可変回
路9を介挿接続した構成において第4図のものと
相違し、第5図に対しては対数増幅器7,8を除
去してレベル可変回路9を介挿接続した構成にお
いて相違する。また、レベル可変回路9は、例え
ば増幅器とこれの利得可変用のボリウムとにより
構成し、一方の信号系の信号レベルを手動操作に
より可変できるものである。
次に、作用について説明すると、所望の検知距
離を設定する場合、投光部および受光部1の光学
系を検知エリア方向に向けて装置を設置する。そ
の後、被検知物体を検知したい位置に何らかの物
体を配置し、レベル可変回路9を手動操作して電
流−電圧変換回路3の出力電圧の信号レベルを可
変し、減算回路の出力が零ボルトになるよう調整
するだけでよく、光軸の方向を可変すると云つた
機械的な調整は何ら必要としなく、電気的な信号
処理だけでよい。
また、レベル可変回路9の増幅率をKとする
と、V1−KV2≒I1−KI2=0の関係が成り立つ
ので、光量が変化してI1,I2がそれぞれX倍にな
つた場合、I1・X−K・I・2・X=X(I1−
KI2)=0となり、前述のように、I1−KI2=0で
あから検知距離に対する減算回路4の出力信号レ
ベルは変化しない。
さらに、収差や散乱等の光学的特性により投光
エリア又は受光エリアがぼけた場合においても、
それらのぼけによる光信号をも含んで減算回路4
の出力信号レベルが零になるよう調整するため、
簡易な光学系を用いて実現することができる。
なお、本考案は前記実施例にのみ限定されるも
のではなく、請求の範囲を逸脱しない限り種々の
実施例態様が考えられるのは勿論であり、例え
ば、実施例で受光部1の位置検出素子として
PSDについて説明したが、2分割フオトダイオ
ードを用いてもよいし、さらに、第2図および第
3図にそれぞれ示すように、所定間隔で並置した
各定格値が各々同一の2個のフオトダイオード
PD1,PD2を、発光素子10aと投光レンズ10
bからなる投光部10および被検知物体に対して
三角測量的に配置し、このフオトダイオード
PD1,PD2と受光レンズ11とにより受光部1′
を構成し、各フオトダイオードPD1,PD2を各々
のカソードを共通接続して電源部に接続するとと
もに、各々のアノードを個々の電流−電圧変換回
路2,3に接続して同様の効果を得ることができ
る。即ち、受光部1′への光の入射位置に応じて
各フオトダイオードPD1,PD2の各々の受光量が
相違し、各フオトダイオードPD1,PD2には、
各々の受光量の比率に応じて電源からの電流I0
分割した電流I1,I2が流れ、この電流I1,I2
個々の電流−電圧変換回路2,3によりそれぞれ
電圧に変換される。従つて、各フオトダイオード
PD1,PD2からは、PSDと同様に受光部1′への
光の入射位置に対応した電流I1,I2を取り出すこ
とができる。
<考案の効果> 以上詳述したように本考案の物体検知装置によ
ると、受光部の受光出力の少くとも一方を手動操
作により信号レベルを可変するようにし、両受光
出力を減算した後に、基準電圧を零ボルトに設定
した比較回路に入力する構成としたので、検知距
離の設定に際して、光学系の光軸を可変すると云
つた光学的な調整操作を全く必要とせず、電気的
に信号処理することで達成できるから、構造的に
簡素化されてコストダウンおよび小型化を図るこ
とができるとともに、調整操作が極めて容易とな
り、さらに被検知物体に対し検知装置の取付け位
置に何ら制限を受けなく、しかも、設置後におい
ても検出距離を簡便に調整して変更できる利点が
ある。
また、受光量の変化により検知距離が変化しな
いので、物体を正確に検知できる。さらに、高価
な対数増幅器を使用しないので、この点からも大
幅なコストダウンを達成できる。さらにまた、光
学的特性により投光エリア又は受光エリアがぼけ
た場合においても、それらのぼけによる光信号を
も含めて減算回路の出力を零ボルトに調整するた
め、簡易な光学系を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の物体検知装置の一実施例のブ
ロツク構成図、第2図および第3図はそれぞれ本
考案の他の実施例の受光部の結線図および光学
図、第4図および第5図は何れも従来装置のブロ
ツク構成図である。 1,1′……受光部、2,3……電流−電圧変
換回路、4……減算回路、5……比較回路、9…
…レベル可変回路。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 投光部から検知エリアに向けて出射した投光ビ
    ームの被検知物体による反射光を、前記投光部お
    よび被検知物体に対して三角測量的に配した受光
    部で受光して光電変換し、この受光部への反射光
    の入射位置に応じた割合で分割されて該受光部か
    ら出力される2種の電流を、個別の電流−電圧変
    換回路でそれぞれ電圧に変換した後に、この両電
    圧信号を減算回路で減算して前記投光部から被検
    知物体までの距離に応じた電圧に変換し、この検
    知距離電圧を比較回路で基準電圧と比較して検知
    エリア内における被検知物体の存在の有無を検知
    する物体検知装置において、少なくとも一方の前
    記電流−電圧変換回路と前記減算回路との間に、
    電圧レベルを手動操作により可変できるレベル可
    変回路を介挿接続したことを特徴とする物体検知
    装置。
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