JPH05135281A - 多点スポツト式エリア監視装置 - Google Patents

多点スポツト式エリア監視装置

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JPH05135281A
JPH05135281A JP3325395A JP32539591A JPH05135281A JP H05135281 A JPH05135281 A JP H05135281A JP 3325395 A JP3325395 A JP 3325395A JP 32539591 A JP32539591 A JP 32539591A JP H05135281 A JPH05135281 A JP H05135281A
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JP
Japan
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light
area
sample data
monitoring area
monitoring
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Application number
JP3325395A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Ishii
彪 石井
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Nidec Precision Corp
Original Assignee
Nidec Copal Corp
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Publication date
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直進性に優れた光スポットを用いて監視エリ
ア内に存在する物体の位置を検出可能にする。 【構成】 多点スポット式エリア監視装置は、所定の監
視エリア12の複数地点に光スポットを離散系列的に投
光する為に設けられた発光体群1を備えている。発光体
群1は与えられたアドレス信号ADS1ないしADSN
に応じて個々の発光体LED1ないしLEDNを順次選
択駆動する為の駆動回路2に接続されている。受光体5
は監視エリア12からの反射光を受光しその光強度に応
じた電気信号を出力する。この電気信号は変換手段6,
7,8及び9により処理され、個々の発光体LED1な
いしLEDNに対応するサンプルデータM1ないしMN
を時系列的に生成する。変換手段には判別手段10,1
1が接続されており、サンプルデータM1ないしMNを
逐次処理して監視エリア12における物体Aの存在地点
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、監視エリア内に進入し
もしくは存在する物体を検出する為に用いられるエリア
監視装置に関する。より詳しくは、発光素子と物体から
反射した光を受光し電気信号を発生する受光素子との組
み合わせからなる光電式反射型のエリア監視装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、エリア監視装置としては超音波セ
ンサを利用したものが広く用いられている。この型のも
のは、超音波を監視エリアに向けて照射するとともに、
エリア内の物体から反射する超音波を検知して物体有無
の判別を行なう。
【0003】これとは別に焦電型のエリア監視装置も知
られている。この焦電型は人体の検出に特に適したもの
である。即ち、監視エリア内に人間が進入した時、人体
から発する遠赤外線を検出する為の感知センサを備えて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】超音波を利用したエリ
ア監視装置については、超音波が波動性を有する為指向
性が悪く、監視エリアの境界が明確でない為誤検出が屡
々生じるという問題点に加えて、監視エリアを一様な超
音波でカバーする為、エリア内における物体の存在地点
を特定する事ができないという不便がある。
【0005】又、遠赤外線を利用した焦電型のエリア監
視装置についても、同様に指向性の優れた感知センサが
難しい為明瞭なあるいは明確な監視エリアを設定できな
いとともに、検知された人体の位置を特定する事もでき
ない。
【0006】これに対して、光の直進性を利用し指向性
の優れた光スポットを用いて物体を検出する光反射型装
置も最近開発されている。光スポットは前述した様に指
向性があるので、所望の地点を正確に照射でき物体の位
置が明確に特定できる。しかしながら、光スポット径が
比較的小さい為、例えば広域エリアの監視には向いてい
ない。
【0007】上述した従来の技術の問題点あるいは課題
に鑑み、本発明は明確な監視エリアを設定できるととも
に、監視エリア内における物体の存在位置についても検
出する事ができる改良された光反射型エリア監視装置を
提供する事を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決し本発明の目的を達成する為に講じられた手段
が以下に示す多点スポット式エリア監視装置である。即
ち、本装置は所定の監視エリアの複数地点に光スポット
を離散系列的に投光する為に設けられた複数の発光体
と、与えられたアドレス信号に応じて個々の発光体を順
次選択駆動する為の駆動手段と、該監視エリアからの反
射光を受光しその光強度に応じた電気信号を出力する為
の受光体とを備えている。さらに、該電気信号を処理し
個々の発光体に対応するサンプルデータを時系列的に生
成する為の変換手段と、該サンプルデータを逐次処理し
て監視エリアにおける物体の存在地点を検出する為の判
別手段とを備えている。
【0009】好ましくは、該判別手段は、個々の発光体
に割り当てられた格納領域に該アドレス信号に従って対
応するサンプルデータを格納する為のメモリと、該メモ
リをアクセスして格納されたサンプルデータを読み出し
所定の参照値と比較する為の処理回路とを備えている。
この処理回路は、個々のサンプルデータに基づいて監視
エリアの複数地点に関し個別の参照値を設定する為の参
照値設定部を備えている。
【0010】
【作用】本発明によれば、所定の監視エリアの複数地点
に光スポットを離散系列的に投光している。光スポット
は直進性に優れているので監視エリア内の各特定地点に
正確に対応している。同時に、複数の光スポットを用い
ているので、監視エリア全域を明確にカバーする事がで
きる。各光スポットは順次選択的に投光される。一方、
監視エリアからの反射光は光スポットの選択投光中連続
的に受光されている。この受光量に応じた電気信号を、
光スポットの選択投光に同期して処理する事により個々
の光スポットに対応したサンプルデータを時系列的に得
る事ができる。即ち、個々のサンプルデータと各光スポ
ットとを1対1の関係で対応づける事が可能である。こ
の対応づけされたサンプルデータを逐次評価する事によ
り、監視エリアに進入した物体によって反射された光ス
ポットを特定できる。従って、監視エリア内における物
体の存在地点を検出する事が可能となる。
【0011】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図1は本発明にかかる多点スポット式
エリア監視装置の基本的構成を示す回路ブロック図であ
る。図示する様に、本装置は監視エリアの複数地点に光
スポットを離散系列的に投光する為の発光体群1を備え
ている。この発光体群1の中には複数の光スポットの光
源として、例えばLEDがN個配列されている。例え
ば、LED1は光スポットSPT1を投光し、LEDN
は光スポットSPTNを投光する。発光体群1には与え
られたアドレス信号ADS1ないしADSNに応じて個
々のLED1ないしLEDNを順次選択駆動する為の駆
動手段が接続されている。この駆動手段は各LEDに対
応したドライバDRIVE1ないしDRIVENを含ん
でいる駆動回路2と、各ドライバに高周波変調信号を供
給する為の変調部3とから構成されている。なお、駆動
回路2には選択回路4が接続されており、入力されたア
ドレス情報に従って前述したアドレス信号ADS1ない
しADSNを順次繰り返し的に出力する。
【0012】監視エリアからの反射光を受光しその光信
号に応じた電気信号を出力する為に受光体5が組み込ま
れている。この受光体5は例えばフォトダイオード等か
らなる受光素子から構成されている。受光体5には変換
手段が接続されており、該電気信号を処理し個々のLE
D1ないしLEDNに対応するサンプルデータM1ない
しMNを時系列的に生成する。本例においては、この変
換手段は該電気信号の交流成分のみを増幅する為のプリ
アンプ6と、増幅された交流成分に含まれる高周波変調
信号成分のみを通過する為の高域フィルタ7と、この高
周波変調信号成分ACを対応する直流信号に変換する為
の交流/直流変換器8と、この直流信号を対応するデジ
タル信号即ちサンプルデータに変換する為のA/Dコン
バータ9とから構成されている。
【0013】最後に、上述した変換手段には判別手段が
接続されており、サンプルデータM1ないしMNを逐次
処理して監視エリアにおける物体の存在地点を検出する
様にしている。本例においては、この判別手段は個々の
LED1ないしLEDNに割り当てられた格納領域に対
して該アドレス信号ADS1ないしADSNに従って対
応するサンプルデータM1ないしMNを格納する為のメ
モリ10と、該メモリをアクセスして格納されたサンプ
ルデータM1ないしMNを読み出し所定の参照値と比較
する為の処理回路11とを備えている。処理回路11
は、個々のサンプルデータM1ないしMNに基づいて監
視エリアの該複数地点に関し個別の参照値を設定する為
の参照値設定部を備えている。
【0014】図1に示す例では、監視エリア12に物体
Aが進入している。物体Aは丁度LED1から投光され
た光スポットSPT1の照射を受けている。他の光源例
えばLEDNから投光された光スポットSPTNは物体
Aを照射していない。この結果、光スポットSPT1に
対応するサンプルデータM1に通常の状態とは異なる変
化が生じる。処理回路11でこのサンプルデータM1を
所定の参照値と比較評価する事により、物体Aが監視エ
リア12内において特定のスポットSPT1で指定され
る地点に存在する事が検出できる。
【0015】次に、図2を参照して図1に示す多点スポ
ット式エリア監視装置の動作を詳細に説明する。与えら
れたアドレス情報に従って、選択回路4は順次時系列的
にアドレス信号ADS1ないしADSNを出力する。最
後のアドレス信号ADSNを出力した後再び最初のアド
レス信号ADS1に戻る。このアドレス信号に応答して
個々のLED1ないしLEDNは時系列的に光スポット
SPT1ないしSPTNを監視エリア12の複数地点に
順次投光する。図示する様に、光スポットは変調部3か
ら供給される高周波変調信号に従って断続変調をかけら
れている。外界から加わるノイズ光と区別する為であ
る。光スポットSPT1は物体Aにより反射を受け他の
光スポットは反射されない。この結果、高周波変調信号
成分ACは反射光量の変動に応じてその振幅値が変化す
る。本例においては、光スポットSPT1が投光される
タイミングT1において大きな振幅を有し、他のタイミ
ングT2ないしTNにおいて小さな振幅を有する。な
お、この高周波変調信号成分ACは、受光体5から出力
された電気信号を交流増幅し且つ高周波変調成分のみを
フィルタリングして得られたものでノイズ成分が実質的
に除去されている。この信号ACを交流/直流変換した
後アナログ/デジタル変換する事によりLED1ないし
LEDNに各々対応するサンプルデータM1ないしMN
が時系列的に得られる。サンプルデータM1は所定の参
照値に比べて大きく変化しているので物体Aが光スポッ
トSPT1の位置に存在している事が検出できる。残り
のサンプルデータM2ないしMNについては各々対応す
る参照値に対して有意な変化がないので物体Aが光スポ
ットSPT2ないしSPTNの位置には存在しない事が
検出できる。サンプルデータM2ないしMNの値は監視
エリア12の背景状態を表わしている。個別地点の反射
率の相違によりサンプルデータM2ないしMNは異なっ
た値をとり得る。これらの値を利用して予め最適な参照
値を個々に設定できる。
【0016】この為に構成された処理回路11の例を図
3に示す。この処理回路11は入力段として切り換え部
111を備えている。この切り換え部111は例えば監
視エリア12に物体が不存在の時外部から入力される制
御信号に応答してメモリ10(図示せず)から順次読み
出されるサンプルデータを一時的に切り換える為のもの
である。切り換え部111は例えば互いに並列接続され
た一対のトランスミッションゲート112及び113
と、制御信号に応答して一対のトランスミッションゲー
トを択一的に導通させる為のインバータ114とから構
成されている。
【0017】一方のトランスミッションゲート113の
出力端子には参照値設定部115が接続されている。こ
の参照値設定部115はトランスミッションゲート11
3を介して切り換えられたサンプルデータを受け入れそ
のデジタル値をそのまま参照値として設定し且つ保持す
る。この参照値設定部115は例えばサンプルアンドホ
ールド回路等から構成されている。比較部116は参照
値設定部115に接続されているとともに、切り換え部
111を介してメモリ10にも接続されている。比較部
116は、物体検出動作時において切り換え部111の
他方のトランスミッションゲート112を介してサンプ
ルデータを受け入れそのデジタル値と個々に対応する参
照値とを比較し監視エリアにおける物体の有無を表わす
判別信号を出力する。この比較部116は例えばウイン
ドウコンパレータ等を内蔵しており、個々の光スポット
の位置に対応して設定された参照値に比較して当該サン
プルデータが所定の許容範囲から外れた場合にウインド
ウコンパレータの出力レベルが反転する様になってい
る。なお、比較部116の出力端子にはゲート部117
が接続されており、制御信号が入力されている間判別信
号の出力を強制的に禁止し、エリア監視装置の誤動作を
防止している。
【0018】続いて、図4を参照してエリア監視装置の
光学的な構成例を説明する。図示するエリア監視装置0
はユニット化されており、例えば監視エリア12の上方
に位置する天井部に取り付けられている。ユニット内に
は受光体5が収納されている。この受光体5は、監視エ
リア12から反射される光を集光する為の集光レンズ5
1と、集光レンズ51により結像される像を監視エリア
12に限定する為の視野絞り52と、その背後に配置さ
れた受光素子53とから構成されている。
【0019】受光体5の周囲には発光体群1が設けられ
ている。個々の発光体はLED等の発光素子101とコ
リメータレンズ102とから構成されている。図示する
様に、発光素子101の発光中心軸103とコリメータ
レンズ102の光軸104は互いに平行関係を保って離
間している。この為、発光素子101から放射した光は
コリメータレンズ102によって斜め方向に投光され監
視エリア12の境界に指向する。
【0020】次に、図5を参照して受光体と発光体群の
配列を説明する。図5はユニット化されたエリア監視装
置0の下側平面図である。図示する様に、中央部には円
形の監視エリア全域をカバーする受光体5が配置されて
いる。その周囲に沿って、放射状に等間隔で発光体群1
が並べられている。発光体群1から投光される光スポッ
トは各々円形監視エリアの外周に向って斜め方向に指向
する。この結果、個々の光スポットは監視エリアの境界
に沿って離散系列的に配列されエリア境界が明確にな
る。加えて、発光体群1は例えば時計回りで順次選択駆
動される。この結果、監視エリアに進入する物体は必ず
何れかの光スポットにより照射されるので、進入位置が
特定できる。
【0021】図6はユニット化されたエリア監視装置の
内部構造を示す模式的な部分断面図である。このユニッ
トは略扁平円柱状のベース13を用いて組み立てられて
いる。ベース13の下側周辺部には垂直なサライ15が
形成されておりコリメータレンズ102を保持してい
る。又、ベース13の上側周辺部にもサライ16が設け
られている。このサライ16と前述したサライ15との
間に形成された連通部に発光素子101が垂直に取り付
けられている。発光素子101の点光源部とコリメータ
レンズ102の中心とを結ぶ直線105は傾いており、
この方向に沿って光スポットが投光される。なお、前述
した様に発光素子101の中心軸103とコリメータレ
ンズ102の光軸104は平行関係を保って離間してい
る。
【0022】ベース13の中央軸106に沿って集光レ
ンズ51が組み込まれている。この集光レンズ51はベ
ース13の下側中央部に形成されたサライ17に保持さ
れている。集光レンズ51の後方に視野絞り52が設け
られている。本例においては、この視野絞り52は円形
監視エリアの像のサイズに略対応した直径を有する円筒
反射面からなる。この視野絞り52の背後には受光素子
53が組み込まれている。最後に、受光素子53及び発
光素子101の端子はベース13の上部に搭載されたプ
リント基板18に結線されている。
【0023】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、直
進性に優れた複数の光スポットを用いて監視エリアを離
散系列的に投光する構造とした為、監視エリアの境界が
明確化され従来に比し誤検出の惧れが少なくなるという
効果がある。又、複数の光スポットを順次選択投光する
事により、監視エリア内における物体の存在位置を特定
できる為、従来に比しより高度なエリア監視体制を構築
できるという効果がある。さらには、監視エリアの個々
の地点の背景状態に応じて、物体検出比較判断の為の参
照値を個別に設定する事ができるので、様々な背景要因
を有する場所に対して随意に監視エリアを設定する事が
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】多点スポット式エリア監視装置の基本的構成を
示す模式的なブロック図である。
【図2】図1に示す多点スポット式エリア監視装置の動
作を説明する為の波形図である。
【図3】図1に示す多点スポット式エリア監視装置に組
み込まれる処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図4】ユニット化された多点スポット式エリア監視装
置の光学的な構成を示すブロック図である。
【図5】ユニット化されたエリア監視装置に組み込まれ
る発光体群及び受光体の配置関係を示す模式的な平面図
である。
【図6】ユニット化されたエリア監視装置の内部構造を
示す模式的な部分断面図である。
【符号の説明】
1 発光体群 2 駆動回路 3 変調部 4 選択回路 5 受光体 6 プリアンプ 7 高域フィルタ 8 交流/直流変換器 9 A/Dコンバータ 10 メモリ 11 処理回路 12 監視エリア

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の監視エリアの複数地点に光スポッ
    トを離散系列的に投光する為に設けられた複数の発光体
    と、与えられたアドレス信号に応じて個々の発光体を順
    次選択駆動する為の駆動手段と、該監視エリアからの反
    射光を受光しその光強度に応じた電気信号を出力する為
    の受光体と、該電気信号を処理し個々の発光体に対応す
    るサンプルデータを時系列的に生成する為の変換手段
    と、該サンプルデータを逐次処理して監視エリアにおけ
    る物体の存在地点を検出する為の判別手段とからなる多
    点スポット式エリア監視装置。
  2. 【請求項2】 該判別手段は、個々の発光体に割り当て
    られた格納領域に該アドレス信号に従って対応するサン
    プルデータを格納する為のメモリと、該メモリをアクセ
    スして格納されたサンプルデータを読み出し所定の参照
    値と比較する為の処理回路とを有する請求項1に記載の
    多点スポット式エリア監視装置。
  3. 【請求項3】 該処理回路は、個々のサンプルデータに
    基づいて監視エリアの該複数地点に関し個別の参照値を
    設定する為の参照値設定部を備えている請求項2に記載
    の多点スポット式エリア監視装置。
JP3325395A 1991-11-13 1991-11-13 多点スポツト式エリア監視装置 Pending JPH05135281A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009063379A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Casio Comput Co Ltd 距離測定装置及びこの距離測定装置を備えたプロジェクタ
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