JPH0531953B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、信号光を出力する発光素子と、移動
物体が存在するときに発光素子からの信号光が遮
断または入射するように配置された受光素子とを
備えた型式の物体検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、パルス変調された信号光を出力する発光
素子と発光素子からの信号光を受光する受光素子
とを移動物体の通過路を間に介して対向して配置
し、受光素子において発光素子からのパルス変調
された信号光を受光したか否かにより、物体の有
無を検出する物体検出装置が知られている。

この種の物体検出装置では、発光素子からのパ
ルス変調された信号光の他に太陽光のような直流
成分をもつ外乱光が受光素子に入射することによ
り、受光素子において誤信号が出力されるのを防
止するため、受光素子には交流成分をもつ光だけ
に対して応答するものが用いられていた。

しかしながら、外乱光は、太陽光のような直流
成分をもつものに限らず、螢光灯から出力される
ような交流成分をもつものもあるので、物体検出
装置としては外乱光の交流成分による誤動作をも
防止するよう設計されていなければならない。

第３図は直流成分をもつ外乱光のみならず交流
成分をもつ外乱光による誤動作を防止することを
考慮した特開昭61−176877号に開示されている物
体検出装置の構成図である。

第３図の物体検出装置は、発振回路１と、発光
タイミング信号を出力する発光素子駆動回路２
と、発光タイミング信号に同期してパルス変調さ
れた信号光を出力する発光素子３と、発光素子３
に対向して配置された受光素子４と、交流増幅回
路５と、交流増幅回路５からのアナログ出力信号
を所定の基準レベルと比較してデジタル出力信号
に変換する比較回路６と、デジタル出力信号のう
ち発光素子３の発光時における信号のみを選別す
る判定回路７と、判定回路７において選別された
信号の波形状態（ロウレベルあるいはハイレベ
ル）を記憶する波形記憶回路８と、波形記憶回路
８において記憶された波形状態の累積値を求める
積分回路９と、積分回路９において累積された波
形状態の波形を整形する判定回路１０と、出力回
路１１とを備えている。

第３図の物体検出装置では、交流増幅回路５に
おいて、受光素子４からの出力信号のうち交流成
分だけを増幅し外乱光の直流成分、低周波成分を
取除くことができる。さらに比較回路６におい
て、アナログ出力信号をデジタル出力信号に変換
し直流成分、低周波成分を取除いた後、判定回路
７においてこのデジタル出力信号から発光素子３
の発光時における信号のみを選別し、発光素子３
の非発光時に受光素子４に入射した外乱光の交流
成分を取除いている。さらに外乱光の交流成分は
発光素子３の発光時にも受光素子４に入射するこ
ともあるため、さらに積分回路９においてこのよ
うな外乱光の交流成分を確率的に除去している。

この積分回路９は、発光素子３の発光時に入射
する外乱光の交流成分を確率的に除去することが
できるものの、確率的に除去するための時定数が
長くなつて検出装置全体としての応答速度が遅く
なり、また積分回路９がアナログ回路の場合には
大容量のコンデンサが必要となる一方、積分回路
９がデジタル回路の場合には回路規模が大きくな
るという問題があるので、上述の公報（特開昭61
−176877号）ではさらに、発光素子３の発光時に
受光素子４に入射した光信号のパルス幅を監視
し、パルス幅の異常な信号を積分回路９に入力さ
せないようにしている。

第４図は上述の公報に示されているパルス幅の
判定の仕方を説明するための図である。第４図に
おいて、発光タイミング信号TMが出力されてい
る発光時に判定ポイントＡを設け、発光タイミン
グ信号が出力されていない非発光時に判定ポイン
トＢ，Ｃを設けている。

このように発光時と非発光時のそれぞれに判定
ポイントを設けることで、例えば判定ポイントＡ
において入力があり判定ポイントＢにおいて入力
がないと判定したときに受光素子４には正しいパ
ルス幅の信号光が発光素子３から入力されたとみ
なし、信号光が入力した旨の判定を積分回路９に
入力する一方、判定ポイントＡおよびＢ両方にお
いて入力があると判定したときには受光素子４に
は外乱光による光が入力されたとみなし、信号光
が入力したものではない旨の判定を積分回路９に
入力することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述の公報に開示されている物
体検出装置では、第５図ａに示すように、発光時
の判定ポイントＡと同期した短かいパルス幅の外
乱光EXT１が入射した場合、あるいは第５図ｂ
に示すように判定ポイントＢ直後の非発光時から
のパルス的な外乱光EXT２が入射した場合、積
分回路９に信号光有りの判定が入力されるなどの
問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、信号光を射出する発光素子と、移動
物体が存在するときに前記発光素子からの信号光
が遮断または入射するように配置された受光素子
とを備え、前記発光素子の発光時とその前の非発
光時とを含む第１の所定期間と、前記発光素子の
発光時とその後の非発光時とを含む第２の所定期
間とを設定し、発光素子の発光時に受光素子から
の出力信号が検出され、かつ前記第１および第２
の所定期間内に前記出力信号の立上りエツジおよ
び立下りエツジがそれぞれ検出されたときに、前
記発光素子からの信号光が有つたと判別し物体の
有無を検出するようになつていることを特徴とし
ている。

〔作 用〕

本発明では、受光素子の出力信号に基づき発光
素子からの信号光の有無を判別し、これにより物
体の有無を判別するようになつている。ところ
で、受光素子の出力信号には、発光素子からの信
号光の他に外乱光が混入する場合があり、外乱光
による影響を減少させる必要がある。そこで本発
明では発光素子の発光時とその前の非発光時とを
含む第１の所定期間と、発光素子の発光時とその
後の非発光時とを含む第２の所定期間とを設定
し、発光素子の発光時に受光素子からの出力信号
が検出され、かつ第１および第２の所定期間内に
前記出力信号の立上りエツジおよび立下りエツジ
がそれぞれ検出されたときに、前記発光素子から
の信号光が有つたと判別し物体の有無を検出する
ようにしている。これによれば、発光時において
出力信号が検出される場合でも、第１の所定期間
内に出力信号が立上りエツジをもたないか、ある
いは第２の所定期間内に出力信号が立下りエツジ
をもたない場合には、外乱光によるものとみな
し、これを取除くことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係る物体検出装置の実施例の
構成図である。第１図において第３図と同様の箇
所には同じ符号を付して説明を省略する。

第１図の物体検出装置では、発光素子４と受光
素子５とは、移動物体の通過路を間に介して対向
して配置されても良いし、あるいは受光素子５が
移動物体からの反射光を受光するよう互いに並列
して配置されていても良い。本実施例では、発振
回路１からの信号は制御回路２１に入力され、制
御回路２１において、発光素子駆動回路３への発
光素子駆動タイミング信号ACT、波形記憶回路
２３への波形記憶タイミング信号MTと、判定回
路２２への判定タイミング信号DT、判定ウイン
ドウ信号Ｗ１，Ｗ２と、積分回路２４へのシフト
ロツク信号φとが出力される。

判定タイミング信号DTは、発光タイミングに
同期した発光時に存在する信号であり、判定ウイ
ンドウ信号Ｗ１，Ｗ２は、発光時と非発光時とを
含む所定期間に存在する信号である。

本実施例の判定回路２２は、比較回路７からの
出力信号が発光タイミング期間中にあるか否かを
判定タイミング信号DTによつて検出するととも
に比較回路７からの出力信号の立上りエツジ、立
下りエツジが判定ウインドウ信号Ｗ１，Ｗ２で定
まる所定期間内にあるか否かを検出するようにな
つている。なお第１図において積分回路２４は、
シフトレジスタからなるデジタル積分回路であ
る。

このような構成の物体検出装置の動作を第２図
ａ乃至ｄのタイムチヤートにより説明する。

交流増幅回路６で直流成分、低周波成分が取除
かれ比較回路７においてデジタル信号に変換され
た出力信号は、波形記憶回路２３および判定回路
２２に入力する。波形記憶回路２３では、発光素
子４の発光タイミング信号TM（第２図ａ参照）
に同期したタイミングで出力信号の有無の記憶を
行なう。一方、判定回路２２では、前述のように
第２図ｂに示すような判定タイミング信号DTと
第２図ｃ，ｄに示すような判定ウインドウ信号Ｗ
１，Ｗ２とにより比較回路６からの出力信号の判
定を行なう。判定タイミング信号DTにより信号
有りと判定されかつ判定ウインドウ信号Ｗ１，Ｗ
２の出力期間中に、立上りエツジ、立下りエツジ
が検出された場合には、出力信号は発光タイミン
グ信号TMと完全に同期しているとみなし、発光
素子３からの信号光による信号があつたとみな
し、波形記憶回路２３の出力は、シフトクロツク
φによつて積分回路２４に入力される。一方、判
定タイミング信号DTにより信号が検出されない
場合には、信号光なしと判定し、信号光がない旨
の波形記憶回路２３の内容はシフトクロツク信号
φによつて積分回路２４に入力される。

ところで、上記以外の場合、例えば判定タイミ
ング信号DTによつて信号有りと判定されたが判
定ウインドウ信号Ｗ１，Ｗ２の期間内に立上りエ
ツジあるいは立下りエツジが検出されない場合に
は、全て、外乱光による誤信号として判定し、判
定回路２２は制御回路２１に対してシフトクロツ
クφの出力を禁止する禁止信号INHを出力する。
この禁止信号INHによつて制御回路２１からは
シフトクロツク信号φが出力されず、波形記憶回
路２３の出力を、積分回路２４に入力させないよ
うにすることができる。

このような特性をもつ判定回路２２によつて、
第３図に示す従来の物体検出装置に比べて、誤信
号の検出確率が低減し、その結果積分回路２４の
時定数を短かくできて、装置全体の高速化が可能
となる。

以上の説明では、２つの判定ウインドウ信号Ｗ
１，Ｗ２を設けたが、外乱光の種類によつては１
つの判定ウインドウ信号だけで済む場合もある。

また上述の例において、判定ウインドウ信号Ｗ
１，Ｗ２の期間内で立上りエツジ、立下りエツジ
が１つだけ存在するという判定の他に、例えば、
判定ウインドウ信号Ｗ１の期間内に複数のエツジ
が存在する場合、最後のエツジが立上りエツジで
あるとき信号光のエツジであると判定することな
どによつて、外乱光の影響を一層少なくすること
ができる。なお、本発明の物体検出装置は、回路
全体を小型なものにすることができて、集積化す
るのにも適している。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば、発光
素子の発光時に受光素子からの出力信号が検出さ
れ、かつ第１および第２の所定期間内に前記出力
信号の立上りエツジおよび立下りエツジがそれぞ
れ検出されたときに、発光素子からの信号光が有
つたと判別するようにしているので、外乱光によ
る誤信号を除去しうる確率は大きくなり、装置全
体の高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る物体検出装置の実施例の
構成図、第２図ａ乃至ｄはそれぞれ発光タイミン
グ信号TM、判定タイミング信号DT、判定ウイ
ンドウ信号Ｗ１、判定ウインドウ信号Ｗ２のタイ
ムチヤート、第３図は従来の物体検出装置の構成
図、第４図は第３図の物体検出装置におけるパル
ス幅の判定の仕方を説明するための図、第５図
ａ，ｂはそれぞれ第３図の物体検出装置に信号光
として誤つて検出される外乱光の種類を示す図で
ある。 １…発振手段、４…発光素子、５…受光素子、
６…交流増幅回路、７…比較回路、２１…制御回
路、２２…判定回路、２３…波形記憶回路、２４
…積分回路、DT…判定タイミング信号、Ｗ１，
Ｗ２…判定ウインドウ信号、INH…禁止信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 信号光を射出する発光素子と、移動物体が存
   在するときに前記発光素子からの信号光が遮断ま
   たは入射するように配置された受光素子とを備
   え、前記発光素子の発光時とその前の非発光時と
   を含む第１の所定期間と、前記発光素子の発光時
   とその後の非発光時とを含む第２の所定期間とを
   設定し、発光素子の発光時に受光素子からの出力
   信号が検出され、かつ前記第１および第２の所定
   期間内に前記出力信号の立上りエツジおよび立下
   りエツジがそれぞれ検出されたときに、前記発光
   素子からの信号光が有つたと判別し物体の有無を
   検出するようになつていることを特徴とする物体
   検出装置。 ２ 前記立上りエツジは、前記第１の所定期間内
   において複数のエツジが生起する場合、複数のエ
   ツジのうち最後のエツジが立上りエツジであるこ
   とをもつて検出されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の物体検出装置。 ３ 前記立下りエツジは、前記第２の所定期間内
   において複数のエツジが生起する場合、複数のエ
   ツジのうち最初のエツジが立下りエツジであるこ
   とをもつて検出されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の物体検出装置。