JPH0915036A

JPH0915036A - 発光体検知器

Info

Publication number: JPH0915036A
Application number: JP16246495A
Authority: JP
Inventors: Akira Sato; 晃佐藤; Sumio Kumashiro; 州三夫熊代
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】検知エリアを複数に分割した領域の数よりも
少ない個数の光センサで、発光体の位置を検出すること
ができる発光体検知器を提供する。【構成】検知エリアの各領域に対してレンズまたは遮
蔽部が配置されたレンズアレイを、光センサの前方に置
くと、その光センサの出力は、発光体が存在する領域の
位置に応じて、レンズにより集光される状態と遮蔽部に
より遮断される状態の２値を示すので、複数個の光セン
サに対し、レンズと遮蔽部の配列パターンが互いに異な
る複数のレンズアレイを配置し、その各レンズアレイ間
においてレンズと遮蔽部の位置を組み合わせることによ
り、所期の目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアコンディショナ用
人体検知装置、劇場用自動照明装置、侵入者警報装置、
来客検知器、火災報知器、自動消化装置、自動ドア、ト
イレ用自動洗浄装置、玩具等に利用される発光体検知器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】人体等の発光体を検知する検知器として
は、赤外線センサなどの光センサと、この前方に配置さ
れる視野レンズ（光学レンズ、フレネルレンズ等）など
によって構成され、そのレンズが臨む検知エリア内に人
体等の発光体が侵入したときの光量変化をセンサで捕ら
える構造のものがある。

【０００３】また、この種の発光体検知器の分野におい
ては、検知エリア内のどの領域に発光体が侵入したのか
を検知できる機能も必要となってきており、その対応と
して、従来、検知エリアを複数の領域に分割し、その各
領域に対し、それぞれ、１個の光センサと１個のレンズ
を配置するといった構造が採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した発
光体の位置を検知する技術において、領域をｎ分割して
位置検知を行うとき、ｎ個のレンズとｎ個の光センサが
必要となることから、検知エリアの分割領域が多くなる
と、それに伴って必要とされるレンズと光センサの個数
も多くなり費用が高くつくという問題がある。

【０００５】これらの素子うち、レンズ系に関しては、
一度、光学系が決定されると、必要とされるレンズ（フ
レネルレンズ）アレイの形状が定まるため、これをプラ
スチック成形品とすれば、一度、金型を製作することに
より量産できるので、製造コストがレンズの個数に依存
しなくなる。従って、コスト面で問題となるのは、光セ
ンサの個数である。

【０００６】そこで、本発明では、検知エリアを複数に
分割した領域の数よりも少ない個数の光センサで、その
検知エリアのどの領域に発光体が存在するのかを特定す
ることが可能な発光体検知器を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の発光体検知器は、実施例図面である図１〜
図３に示すように、複数個の光センサＳ1 ・・Ｓ3 と、こ
の各センサの前方に配置されるレンズアレイＬ1 ・・Ｌ3
を有し、その各レンズアレイＬ1,Ｌ2,Ｌ3 は、検知すべ
きエリアを複数に分割した各領域Ｄ1 ・・Ｄ8 に対し、そ
の各領域からの光を集光するレンズＦ、または、各領域
からの光を遮断する遮蔽部Ｃが配置されているととも
に、これらレンズアレイＬ1 ・・Ｌ3 は、レンズＦと遮蔽
部Ｃの配列パターンが互いに相違していることによって
特徴づけられる。

【０００８】

【作用】複数に分割した各領域に対してレンズまたは遮
蔽部が配置されたレンズアレイを、光センサの前方に配
置すると、その光センサの出力は、発光体が存在する領
域の位置に応じて、レンズにより集光される状態と遮蔽
部により遮断される状態の２値（ＯＮ／ＯＦＦ）を示
す。すなわち、上記したレンズアレイを配置すること
で、１個の光センサで、光の入射が遮蔽された部分以外
の領域に発光体が存在した旨を検知できる。

【０００９】従って、複数のレンズアレイを、複数個の
光センサに対応させて配置し、その各レンズアレイ間に
おいてレンズと遮蔽部の位置を組み合わせることによ
り、各光センサにおける出力（２値）から、検知エリア
の分割領域数よりも少ない個数の光センサで発光体の存
在する領域を特定することができる。

【００１０】例えば、図３(1) 〜(3) に示すように、レ
ンズＦと遮蔽部Ｃの配列パターンが異なる構造の３個の
レンズアレイＬ1,Ｌ2,Ｌ3 を、３個の光センサＳ1,Ｓ2,
Ｓ3に対応させて配置すると、検知エリアを最大で８個
の領域Ｄ1 ・・Ｄ8 〔領域数＝２^N（Ｎ＝３：光センサの
個数）〕に分割しても、発光体がどの領域に存在してい
るのかを特定することができる（表１参照）。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説
明する。まず、この実施例は説明を簡単にするため、２
次元の範囲を８分割する場合の例とし、図１に示すよう
に、光センサから各領域を眺めたとき、その１次元の立
体角の範囲で各領域Ｄ1 ・・Ｄ8 を等分割することにす
る。

【００１２】さて、この例の発光体検知器は、図２に示
すように、３個の光センサＳ1,Ｓ2,Ｓ3 と、その各セン
サの前方に配置されるレンズアレイＬ1,Ｌ2,Ｌ3 によっ
て構成されており、その各レンズアレイＬ1,Ｌ2,Ｌ3 に
は、８個の領域Ｄ1 ・・Ｄ8 に対し、それぞれレンズ（フ
レネルレンズ）Ｆまたは遮蔽部Ｃが配置されている（図
３参照）。

【００１３】これらのレンズアレイＬ1,Ｌ2,Ｌ3 は、レ
ンズＦと遮蔽部Ｃの配列パターンが互いに相違してお
り、レンズアレイＬ1 については、図３の(1) に示すよ
うに、４個の領域Ｄ5 〜Ｄ8 に対してのみレンズＦが配
置され、それ以外の領域Ｄ1 〜Ｄ4 は光を遮断する遮蔽
部Ｃとなっている。

【００１４】また、レンズアレイＬ2 については、図３
の(2) に示すように、４個の領域Ｄ3,Ｄ4,Ｄ7,Ｄ8 に対
しレンズＦが配置され、それ以外の領域Ｄ1,Ｄ2,Ｄ5,Ｄ
6 が遮蔽部Ｃとなっており、さらに、レンズアレイＬ3
については、図３の(3) に示すように、４個の領域Ｄ2,
Ｄ4,Ｄ6,Ｄ8 に対しレンズＦが配置され、それ以外の領
域Ｄ1,Ｄ3,Ｄ5,Ｄ7 が遮蔽部Ｃとなっている。

【００１５】なお、以上の構造のレンズアレイを作製す
る方法としては、例えば、フレネルレンズと遮蔽部の成
形用のキャビティが１次元状に形成された金型を用い
て、プラスチックに熱あるいはストレスを加えて平面形
状のレンズアレイを成形し、次いで、遮蔽部に相応する
部分に、対象とする波長域に対する不透明媒質を塗布し
た後、その平面形状のレンズアレイの全体を、図３のよ
うな曲面形状に機械的に変形させるといった加工法を採
用すればよく、このような加工法は、現在の製造技術を
もってすれば容易に実現できる。

【００１６】次に、本発明実施例の作用を述べる。ま
ず、３個の光センサＳ1,Ｓ2,Ｓ3 は、８個の領域Ｄ1 ・・
Ｄ8 のいずれかの領域に発光体が存在しても、その発光
体からの光が、各レンズアレイＬ1,Ｌ2,Ｌ3のレンズＦ
により集光される場合と、遮蔽部Ｃによって遮断される
場合があるので、３個の光センサＳ1,Ｓ2,Ｓ3 の各出力
は、発光体が存在する領域の位置に応じて、ＯＮの状態
とＯＦＦの状態になる場合があり、これらの光センサＳ
1,Ｓ2,Ｓ3 の組み合わせにより、発光体の存在する領域
を特定することができる。

【００１７】すなわち、下記の表１に示すように、３個
の光センサＳ1,Ｓ2,Ｓ3 の各出力の２値の組み合わせに
より、各領域Ｄ1 ・・Ｄ8 のいずれの領域に発光体が存在
しているのかを特定することができる。なお、表１で
は、“０”が遮断により光が集光されない状態でＯＦ
Ｆ、“１”がレンズにより集光される状態でＯＮを示し
ている。

【００１８】

【表１】

【００１９】以上のように、本発明実施例によれば、検
知エリアを８個の領域に分割してもレンズアレイＬ1,Ｌ
2,Ｌ3 を組み合わせることにより、３個の光レンズＳ1,
Ｓ2,Ｓ3 で発光体の位置を検知することができ、従来、
８個の光センサが必要であったのに対し、その個数を削
減することができる。

【００２０】ここで、以上の実施例において、領域Ｄ1
に発光体が存在しても、表１に示すように、３個の光セ
ンサＳ1,Ｓ2,Ｓ3 の全ての出力がＯＦＦとなるので、そ
の有無を検知することができないが、その対策として
は、例えば、領域Ｄ1 から領域Ｄ8 までの検知エリアの
全体を監視し、その検知エリア内に発光体が侵入したか
否かを検知する光センサを別途に設け、この監視用光セ
ンサがＯＮとなった時点で３個の光センサＳ1,Ｓ2,Ｓ3
を動作させるか、あるいは、監視用光センサの出力を、
３個の光センサＳ1,Ｓ2,Ｓ3 に組み合わせて、発光体位
置の特定するように構成すればよい。

【００２１】次に、３次元空間を分割する場合の例を説
明する。まず、３次元空間の範囲を分割するには、一般
に、２次元の立体角の範囲で分割すれば良く、また、先
の図２及び図３に示した構造の発光体検知器では次元の
分離が可能であることから、本発明実施例において３次
元空間の範囲を分割するには、縦方向と横方向に、それ
ぞれ必要個数の光センサとレンズアレイを配列すれば良
い。

【００２２】例えば、天井等に取り付けた光センサに対
し、縦方向に８分割、横方向に８分割として全体で６４
分割した場合を想定した場合、縦方向と横方向に、それ
ぞれ３個づつの光センサＳ1 ・・Ｓ3 とレンズアレイＬ1
・・Ｌ3 を配列すればよく、全体で６個の光センサと６個
のレンズアレイだけで、それら６４分割の領域における
発光体位置を検知することができる。

【００２３】このように、３次元空間の範囲を分割した
場合には、光センサの個数の削減が２次元的に効いてく
るので、光センサに要する費用を従来に比して大幅に軽
減でき、しかも、光学系を大幅に簡略化できる。

【００２４】なお、以上の本発明実施例では、２次元の
範囲を８分割した例を説明したが、その分割数は任意で
あることは勿論である。また、光センサ及びレンズアレ
イの個数も任意で、検知エリアの分割領域数に応じて適
宜に選定する。

【００２５】ここで、本発明の発光体検知器は、人体や
動物等の物体の位置を検知するのに適しているが、波長
が、可視領域から赤外線領域に至るまでの光を放射する
他の発光体の位置を検知する場合にも利用することがで
きる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光体検
知器によれば、検知すべきエリアを複数に分割した各領
域に対しレンズまたは遮蔽部が配置された複数のレンズ
アレイを、複数個の光センサに対応させて配置し、その
各レンズアレイ間においてレンズと遮蔽部の位置を組み
合わせることにより、どの領域に発光体が存在するのか
を特定できるように構成したので、必要な光センサの個
数を、検知エリアの分割領域数よりも少なくすることが
でき、これにより低価格化と光学系の簡素化を達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の説明図で、２次元の範囲を１次
元の立体角で８分割した状態を模式的に示す図

【図２】本発明実施例の構造を示す図

【図３】その実施例のレンズアレイＬ1,Ｌ2,Ｌ3 の各構
造を示す図

【符号の説明】

Ｓ1,Ｓ2,Ｓ3 光センサＬ1,Ｌ2,Ｌ3 レンズアレイＦレンズＣ遮蔽部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光体の位置を検知するのに用いられる
検知器であって、複数個の光センサと、この各センサの
前方に配置されるレンズアレイを有し、その各レンズア
レイは、検知すべきエリアを複数に分割した各領域に対
し、その各領域からの光を集光するレンズ、または、各
領域からの光を遮蔽する遮蔽部が配置されているととも
に、これらレンズアレイは、レンズと遮蔽部の配列パタ
ーンが互いに相違していることを特徴とする発光体検知
器。