JPH0961541A - 反射型検出装置 - Google Patents
反射型検出装置Info
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- JPH0961541A JPH0961541A JP21445495A JP21445495A JPH0961541A JP H0961541 A JPH0961541 A JP H0961541A JP 21445495 A JP21445495 A JP 21445495A JP 21445495 A JP21445495 A JP 21445495A JP H0961541 A JPH0961541 A JP H0961541A
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- JP
- Japan
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- light
- casing
- signal
- light receiving
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ケーシング２が面する一定の観測領域８０内
に対象物が存在するか否かを、対象物の表面状態にかか
わらず正確に判定できる反射型検出装置１を提供する。 【解決手段】 ケーシング２内から観測領域８０へ向け
て光を発する発光部５と、受光面３０内で光が入射した
位置に応じた電流をそれぞれ電極３１，３２から出力す
る受光部８を備える。発光部５が発した光のうち対象物
によって反射された光を、受光部８の受光面３０内の、
ケーシング２と上記対象物との距離に応じた位置に入射
させる光学系７を備える。受光部８の電極３１，３２か
ら出力された電流値の和に応じた光量信号Ｖ1と、電極
３１，３２から出力された電流値の比に応じた測距信号
Ｖ2とを作成して出力する信号作成部９を備える。上記
光量信号Ｖ1および測距信号Ｖ2に基づいて観測領域８０
内に対象物が存在するか否かを判断する。
に対象物が存在するか否かを、対象物の表面状態にかか
わらず正確に判定できる反射型検出装置１を提供する。 【解決手段】 ケーシング２内から観測領域８０へ向け
て光を発する発光部５と、受光面３０内で光が入射した
位置に応じた電流をそれぞれ電極３１，３２から出力す
る受光部８を備える。発光部５が発した光のうち対象物
によって反射された光を、受光部８の受光面３０内の、
ケーシング２と上記対象物との距離に応じた位置に入射
させる光学系７を備える。受光部８の電極３１，３２か
ら出力された電流値の和に応じた光量信号Ｖ1と、電極
３１，３２から出力された電流値の比に応じた測距信号
Ｖ2とを作成して出力する信号作成部９を備える。上記
光量信号Ｖ1および測距信号Ｖ2に基づいて観測領域８０
内に対象物が存在するか否かを判断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は反射型検出装置に
関する。より詳しくは、観測領域へ向けて光を発し、上
記観測領域内に存在する対象物によって反射された光に
基づいて上記観測領域内に対象物が存在するか否かを検
出する反射型検出装置に関する。
関する。より詳しくは、観測領域へ向けて光を発し、上
記観測領域内に存在する対象物によって反射された光に
基づいて上記観測領域内に対象物が存在するか否かを検
出する反射型検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国等では、図６に示すように、自動車
を格納するためのガレージ１０１として、自動車２台を
並べて置ける広さを持ち、出入口をシャッター１０２で
開閉するタイプのものが広く普及している。このような
ガレージのシャッター１０２は６ｍ程度の幅があり、人
間の手で上げ下げ（開閉）するには重すぎるため、通常
は遠隔操作により電動モータシステム１０５で開閉され
ている。ここで、シャッター１０２を閉じようとする場
合に、シャッター１０２の下に自動車や人間等の障害物
（以下「対象物」という。）が存在するか否かを検出
し、対象物が存在するときは安全のためにシャッター１
０２の下降を禁止する必要がある。
を格納するためのガレージ１０１として、自動車２台を
並べて置ける広さを持ち、出入口をシャッター１０２で
開閉するタイプのものが広く普及している。このような
ガレージのシャッター１０２は６ｍ程度の幅があり、人
間の手で上げ下げ（開閉）するには重すぎるため、通常
は遠隔操作により電動モータシステム１０５で開閉され
ている。ここで、シャッター１０２を閉じようとする場
合に、シャッター１０２の下に自動車や人間等の障害物
（以下「対象物」という。）が存在するか否かを検出
し、対象物が存在するときは安全のためにシャッター１
０２の下降を禁止する必要がある。
【０００３】シャッター１０２の下に対象物が存在する
か否かを検出するために、一般には透過型検出装置が採
用されている。この種の透過型検出装置では、出入口の
片側の側壁１１２に受光ユニット１０４、反対側の側壁
１１１に発光ユニット１０３を設けて、上記発光ユニッ
ト１０３から受光ユニット１０４へ向けて光を出射す
る。発光ユニット１０３から出射された光が受光ユニッ
ト１０４に入射しているときは、対象物が存在しないと
判断してシャッター１０２の開閉を許容する一方、上記
光が遮られたときは対象物が存在すると判断してシャッ
ター１０２の下降を禁止する。
か否かを検出するために、一般には透過型検出装置が採
用されている。この種の透過型検出装置では、出入口の
片側の側壁１１２に受光ユニット１０４、反対側の側壁
１１１に発光ユニット１０３を設けて、上記発光ユニッ
ト１０３から受光ユニット１０４へ向けて光を出射す
る。発光ユニット１０３から出射された光が受光ユニッ
ト１０４に入射しているときは、対象物が存在しないと
判断してシャッター１０２の開閉を許容する一方、上記
光が遮られたときは対象物が存在すると判断してシャッ
ター１０２の下降を禁止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記透
過型検出装置では、発光ユニット１０３と受光ユニット
１０４とをつなぐために天井部１１３を通して約９ｍの
配線１０６を設けなければならないため、配線工事の手
間がかかる上、配線材料が必要となる。また、現場で発
光ユニット１０３の光軸と受光ユニット１０４の光軸と
を一致させる作業を行わなければならず、面倒である。
過型検出装置では、発光ユニット１０３と受光ユニット
１０４とをつなぐために天井部１１３を通して約９ｍの
配線１０６を設けなければならないため、配線工事の手
間がかかる上、配線材料が必要となる。また、現場で発
光ユニット１０３の光軸と受光ユニット１０４の光軸と
を一致させる作業を行わなければならず、面倒である。
【０００５】これに対して、図７に示すように、ガレー
ジ１０１の出入口の片側の側壁１１２から光を出射し、
対象物によって反射された光を同じ側の側壁１１２で検
出する反射型検出装置１０６を採用すれば、上記配線が
不要となる。また、この種の反射型検出装置１０６のケ
ーシング１０７には発光部と受光部とが一体に組み込ま
れ、それらの光軸は製造段階で調整されるので、現場で
光軸を調整する必要がない。したがって、上記透過型検
出装置の欠点を解消することができる。
ジ１０１の出入口の片側の側壁１１２から光を出射し、
対象物によって反射された光を同じ側の側壁１１２で検
出する反射型検出装置１０６を採用すれば、上記配線が
不要となる。また、この種の反射型検出装置１０６のケ
ーシング１０７には発光部と受光部とが一体に組み込ま
れ、それらの光軸は製造段階で調整されるので、現場で
光軸を調整する必要がない。したがって、上記透過型検
出装置の欠点を解消することができる。
【０００６】この反射型検出装置１０６は、反射光量の
大小を検出する方式を採用している。この方式では、６
ｍ先の反対側の側壁１１１からの反射光量を１としたと
き、例えば３ｍ先（距離１／２）、２ｍ先（距離１／
３）の位置に上記側壁１１１と同じ反射率を持つ対象物
が存在すれば、それらの反射光量は２2＝４倍、３2＝９
倍となるから、上記側壁１１１とこの対象物との反射光
量の相異に基づいて対象物の有無を検出することができ
る。しかし、この方式では、３ｍ先（距離１／２）、２
ｍ先（距離１／３）の位置に存在する対象物の反射率が
１／４、１／９であれば、それらの反射光量は上記側壁
１１１の反射光量と同じとなるため、対象物の有無を検
出することができない。
大小を検出する方式を採用している。この方式では、６
ｍ先の反対側の側壁１１１からの反射光量を１としたと
き、例えば３ｍ先（距離１／２）、２ｍ先（距離１／
３）の位置に上記側壁１１１と同じ反射率を持つ対象物
が存在すれば、それらの反射光量は２2＝４倍、３2＝９
倍となるから、上記側壁１１１とこの対象物との反射光
量の相異に基づいて対象物の有無を検出することができ
る。しかし、この方式では、３ｍ先（距離１／２）、２
ｍ先（距離１／３）の位置に存在する対象物の反射率が
１／４、１／９であれば、それらの反射光量は上記側壁
１１１の反射光量と同じとなるため、対象物の有無を検
出することができない。
【０００７】次に、図５に示すように、三角測距方式を
採用した反射型検出装置１１６も知られている（例えば
ＣＱ出版社発行「トランジスタ技術」１９９０年８月号
ｐ４６８−ｐ４７７に開示されている。）。この反射型
検出装置１１６は、ケーシング１１７に、ＬＥＤ１１８
と、投光用レンズ１１９と、集光用レンズ１２０と、１
次元ＰＳＤ（半導体位置検出素子を意味し、Ｐosition
Ｓensitive Ｌight Ｄetectorの略称である。）１２１
とを組み込んで構成される。このＰＳＤ１２１の受光面
１３０上におけるスポット光の入射位置（第１電極１３
１からの距離）ｘと、受光面１３０の一方向両側に設け
られた第１電極１３１，第２電極１３２から得られる電
流Ｉ1，Ｉ2との関係は、次式（１），（２）のようにな
る。
採用した反射型検出装置１１６も知られている（例えば
ＣＱ出版社発行「トランジスタ技術」１９９０年８月号
ｐ４６８−ｐ４７７に開示されている。）。この反射型
検出装置１１６は、ケーシング１１７に、ＬＥＤ１１８
と、投光用レンズ１１９と、集光用レンズ１２０と、１
次元ＰＳＤ（半導体位置検出素子を意味し、Ｐosition
Ｓensitive Ｌight Ｄetectorの略称である。）１２１
とを組み込んで構成される。このＰＳＤ１２１の受光面
１３０上におけるスポット光の入射位置（第１電極１３
１からの距離）ｘと、受光面１３０の一方向両側に設け
られた第１電極１３１，第２電極１３２から得られる電
流Ｉ1，Ｉ2との関係は、次式（１），（２）のようにな
る。
【０００８】 Ｉ1＝Ｉ0（Ｌ−ｘ）／Ｌ …（１） Ｉ2＝Ｉ0・ｘ／Ｌ …（２） ただし、Ｉ0は全電流（すなわちＩ0＝（Ｉ1＋Ｉ2））、
Ｌは第１電極と第２電極との間の距離である。さて、ケ
ーシング１１７と対象物との距離をｌ、投光用レンズ１
１９の光軸と集光用レンズ１２０の光軸との距離をＢ、
集光用レンズ１２０とＰＳＤ受光面１３０との距離をｆ
とすると、スポット光の入射位置ｘは、 ｘ＝Ｂ・ｆ／ｌ …（３） となる。式（２），（３）より、 Ｉ0／Ｉ2＝Ｌ／ｘ＝Ｌ・ｌ／（Ｂ・ｆ） …（４） なる関係が得られる。したがって、観測領域内で全電流
Ｉ0を一定に制御することにより、対象物の反射率にか
かわらず、電流値の比（Ｉ0／Ｉ2）に比例して距離ｌを
求めることができる。この結果、観測領域内に対象物が
存在するか否かを判断することができる。しかし、この
方式では、単に電流値の比（Ｉ0／Ｉ2）に基づいて判断
を行っているため、次のような不具合がある。すなわ
ち、ケーシング１１７と対象物１７０との距離がｌ1で
ある場合に、対象物１７０の表面が散乱面であれば対象
物１７０からの光がＰＳＤ受光面１３０上の位置ｘ1に
入射するだけであるが、対象物１７０の表面が鏡面（例
えば、自動車の無塗装のボディ、バンパーの表面）であ
れば対象物１７０からの光がＰＳＤ受光面１３０上の別
の位置ｘ2に入射する。このため、ケーシング１１７と
対象物１７０との距離がｌ2であると判断し、観測領域
内に対象物が存在するにもかかわらず、存在しないと誤
判定することがある。
Ｌは第１電極と第２電極との間の距離である。さて、ケ
ーシング１１７と対象物との距離をｌ、投光用レンズ１
１９の光軸と集光用レンズ１２０の光軸との距離をＢ、
集光用レンズ１２０とＰＳＤ受光面１３０との距離をｆ
とすると、スポット光の入射位置ｘは、 ｘ＝Ｂ・ｆ／ｌ …（３） となる。式（２），（３）より、 Ｉ0／Ｉ2＝Ｌ／ｘ＝Ｌ・ｌ／（Ｂ・ｆ） …（４） なる関係が得られる。したがって、観測領域内で全電流
Ｉ0を一定に制御することにより、対象物の反射率にか
かわらず、電流値の比（Ｉ0／Ｉ2）に比例して距離ｌを
求めることができる。この結果、観測領域内に対象物が
存在するか否かを判断することができる。しかし、この
方式では、単に電流値の比（Ｉ0／Ｉ2）に基づいて判断
を行っているため、次のような不具合がある。すなわ
ち、ケーシング１１７と対象物１７０との距離がｌ1で
ある場合に、対象物１７０の表面が散乱面であれば対象
物１７０からの光がＰＳＤ受光面１３０上の位置ｘ1に
入射するだけであるが、対象物１７０の表面が鏡面（例
えば、自動車の無塗装のボディ、バンパーの表面）であ
れば対象物１７０からの光がＰＳＤ受光面１３０上の別
の位置ｘ2に入射する。このため、ケーシング１１７と
対象物１７０との距離がｌ2であると判断し、観測領域
内に対象物が存在するにもかかわらず、存在しないと誤
判定することがある。
【０００９】このように公知の反射型検出装置１０６，
１１６では、対象物の表面状態により誤判定が起こると
いう問題がある。
１１６では、対象物の表面状態により誤判定が起こると
いう問題がある。
【００１０】そこで、この発明の目的は、観測領域内に
対象物が存在するか否かを、対象物の表面状態にかかわ
らず正確に判定できる反射型検出装置を提供することに
ある。
対象物が存在するか否かを、対象物の表面状態にかかわ
らず正確に判定できる反射型検出装置を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の反射型検出装置は、ケーシングを
有し、このケーシングが面する一定の観測領域内に対象
物が存在するか否かを検出する反射型検出装置であっ
て、上記ケーシング内から上記観測領域へ向けて光を発
する発光部と、上記ケーシング内に設けられ、受光面の
少なくとも一方向両側に電極を有し、上記受光面内で光
が入射した位置に応じた電流を上記各電極からそれぞれ
出力する受光部と、上記発光部が発した光のうち対象物
によって反射された光を、上記受光部の受光面内の、上
記ケーシングと上記対象物との距離に応じた位置に入射
させる光学系とを備え、上記受光部の上記電極から出力
された電流値の和に応じた光量信号と、上記電極から出
力された電流値の比に応じた測距信号とを作成して、上
記光量信号および測距信号に基づいて上記観測領域内に
対象物が存在するか否かを判断することを特徴とする。
め、請求項１に記載の反射型検出装置は、ケーシングを
有し、このケーシングが面する一定の観測領域内に対象
物が存在するか否かを検出する反射型検出装置であっ
て、上記ケーシング内から上記観測領域へ向けて光を発
する発光部と、上記ケーシング内に設けられ、受光面の
少なくとも一方向両側に電極を有し、上記受光面内で光
が入射した位置に応じた電流を上記各電極からそれぞれ
出力する受光部と、上記発光部が発した光のうち対象物
によって反射された光を、上記受光部の受光面内の、上
記ケーシングと上記対象物との距離に応じた位置に入射
させる光学系とを備え、上記受光部の上記電極から出力
された電流値の和に応じた光量信号と、上記電極から出
力された電流値の比に応じた測距信号とを作成して、上
記光量信号および測距信号に基づいて上記観測領域内に
対象物が存在するか否かを判断することを特徴とする。
【００１２】この請求項１の反射型検出装置は、ケーシ
ングが面する一定の観測領域へ向けて発光部が光を発す
る。光学系は、上記発光部が発した光のうち対象物によ
って反射された光を、受光部の受光面内の、上記ケーシ
ングと上記対象物との距離に応じた位置に入射させる。
この結果、上記受光部は、上記受光面内で光が入射した
位置に応じた電流を、受光面の一方向両側の電極からそ
れぞれ出力する。この反射型検出装置では、上記受光部
の上記電極から出力された電流値の和に応じた光量信号
と、上記電極から出力された電流値の比に応じた測距信
号とを作成して、上記光量信号および測距信号に基づい
て上記観測領域内に対象物が存在するか否かを判断す
る。この光量信号は対象物の表面状態（散乱面であるか
鏡面であるか）を表し、測距信号はケーシングと対象物
との距離を表している。このように、ケーシングと対象
物との距離を表す測距信号だけでなく、対象物の表面状
態を表す光量信号に基づいて判断が行われるので、観測
領域内に対象物が存在するか否かが、対象物の表面状態
にかかわらず正確に判定される。
ングが面する一定の観測領域へ向けて発光部が光を発す
る。光学系は、上記発光部が発した光のうち対象物によ
って反射された光を、受光部の受光面内の、上記ケーシ
ングと上記対象物との距離に応じた位置に入射させる。
この結果、上記受光部は、上記受光面内で光が入射した
位置に応じた電流を、受光面の一方向両側の電極からそ
れぞれ出力する。この反射型検出装置では、上記受光部
の上記電極から出力された電流値の和に応じた光量信号
と、上記電極から出力された電流値の比に応じた測距信
号とを作成して、上記光量信号および測距信号に基づい
て上記観測領域内に対象物が存在するか否かを判断す
る。この光量信号は対象物の表面状態（散乱面であるか
鏡面であるか）を表し、測距信号はケーシングと対象物
との距離を表している。このように、ケーシングと対象
物との距離を表す測距信号だけでなく、対象物の表面状
態を表す光量信号に基づいて判断が行われるので、観測
領域内に対象物が存在するか否かが、対象物の表面状態
にかかわらず正確に判定される。
【００１３】また、請求項２に記載の反射型検出装置
は、ケーシングを有し、このケーシングが面する一定の
観測領域内に対象物が存在するか否かを検出する反射型
検出装置であって、上記ケーシング内から上記観測領域
へ向けて光を発する発光部と、上記ケーシング内に設け
られ、受光面の少なくとも一方向両側に電極を有し、上
記受光面内で光が入射した位置に応じた電流を上記各電
極からそれぞれ出力する受光部と、上記発光部が発した
光のうち対象物によって反射された光を、上記受光部の
受光面内の、上記ケーシングと上記対象物との距離に応
じた位置に入射させる光学系と、上記受光部の上記電極
から出力された電流値の和に応じた光量信号と、上記電
極から出力された電流値の比に応じた測距信号とを作成
して出力する信号作成部と、上記光量信号および測距信
号に基づいて上記観測領域内に対象物が存在するか否か
を判断する判定部を備えたことを特徴とする。
は、ケーシングを有し、このケーシングが面する一定の
観測領域内に対象物が存在するか否かを検出する反射型
検出装置であって、上記ケーシング内から上記観測領域
へ向けて光を発する発光部と、上記ケーシング内に設け
られ、受光面の少なくとも一方向両側に電極を有し、上
記受光面内で光が入射した位置に応じた電流を上記各電
極からそれぞれ出力する受光部と、上記発光部が発した
光のうち対象物によって反射された光を、上記受光部の
受光面内の、上記ケーシングと上記対象物との距離に応
じた位置に入射させる光学系と、上記受光部の上記電極
から出力された電流値の和に応じた光量信号と、上記電
極から出力された電流値の比に応じた測距信号とを作成
して出力する信号作成部と、上記光量信号および測距信
号に基づいて上記観測領域内に対象物が存在するか否か
を判断する判定部を備えたことを特徴とする。
【００１４】この請求項２の反射型検出装置では、ケー
シングが面する一定の観測領域へ向けて発光部が光を発
する。光学系は、上記発光部が発した光のうち対象物に
よって反射された光を、受光部の受光面内の、上記ケー
シングと上記対象物との距離に応じた位置に入射させ
る。この結果、上記受光部は、上記受光面内で光が入射
した位置に応じた電流を、受光面の一方向両側の電極か
らそれぞれ出力する。そして、信号作成部は、上記受光
部の上記電極から出力された電流値の和に応じた光量信
号と、上記電極から出力された電流値の比に応じた測距
信号とを作成して出力する。この光量信号は対象物の表
面状態（散乱面であるか鏡面であるか）を表し、測距信
号はケーシングと対象物との距離を表している。判定部
は、上記光量信号および測距信号に基づいて上記観測領
域内に対象物が存在するか否かを判断する。このよう
に、ケーシングと対象物との距離を表す測距信号だけで
なく、対象物の表面状態を表す光量信号に基づいて判断
が行われるので、観測領域内に対象物が存在するか否か
が、対象物の表面状態にかかわらず正確に判定される。
シングが面する一定の観測領域へ向けて発光部が光を発
する。光学系は、上記発光部が発した光のうち対象物に
よって反射された光を、受光部の受光面内の、上記ケー
シングと上記対象物との距離に応じた位置に入射させ
る。この結果、上記受光部は、上記受光面内で光が入射
した位置に応じた電流を、受光面の一方向両側の電極か
らそれぞれ出力する。そして、信号作成部は、上記受光
部の上記電極から出力された電流値の和に応じた光量信
号と、上記電極から出力された電流値の比に応じた測距
信号とを作成して出力する。この光量信号は対象物の表
面状態（散乱面であるか鏡面であるか）を表し、測距信
号はケーシングと対象物との距離を表している。判定部
は、上記光量信号および測距信号に基づいて上記観測領
域内に対象物が存在するか否かを判断する。このよう
に、ケーシングと対象物との距離を表す測距信号だけで
なく、対象物の表面状態を表す光量信号に基づいて判断
が行われるので、観測領域内に対象物が存在するか否か
が、対象物の表面状態にかかわらず正確に判定される。
【００１５】請求項３に記載の反射型検出装置は、請求
項２に記載の反射型検出装置において、上記観測領域の
境界をなす壁についての上記光量信号および測距信号を
初期値として記憶し得る記憶部を備え、上記判定部は、
上記記憶部に記憶された上記各初期値と、上記信号作成
部が現在出力する光量信号および測距信号とをそれぞれ
比較して、上記観測領域内に対象物が存在するか否かを
判断することを特徴とする。
項２に記載の反射型検出装置において、上記観測領域の
境界をなす壁についての上記光量信号および測距信号を
初期値として記憶し得る記憶部を備え、上記判定部は、
上記記憶部に記憶された上記各初期値と、上記信号作成
部が現在出力する光量信号および測距信号とをそれぞれ
比較して、上記観測領域内に対象物が存在するか否かを
判断することを特徴とする。
【００１６】この請求項３の反射型検出装置では、記憶
部に、上記観測領域の境界をなす壁についての上記光量
信号および測距信号がそれぞれ初期値として設定され
る。動作期間中、信号作成部は対象物（上記壁を含む）
についての光量信号および測距信号を随時作成して出力
する。判定部は、上記記憶部に設定された上記各初期値
と、上記信号作成部が現在出力する光量信号および測距
信号とをそれぞれ比較して、上記観測領域内に対象物が
存在するか否かを判断する。すなわち、光量信号と測距
信号とのいずれかが一定の許容範囲を超えて変化し、そ
の初期値と実質的に異なるものとなったとき、上記観測
領域内に対象物が存在すると判断される。したがって、
観測領域内に対象物が存在するか否かが、簡単な演算処
理で判定される。
部に、上記観測領域の境界をなす壁についての上記光量
信号および測距信号がそれぞれ初期値として設定され
る。動作期間中、信号作成部は対象物（上記壁を含む）
についての光量信号および測距信号を随時作成して出力
する。判定部は、上記記憶部に設定された上記各初期値
と、上記信号作成部が現在出力する光量信号および測距
信号とをそれぞれ比較して、上記観測領域内に対象物が
存在するか否かを判断する。すなわち、光量信号と測距
信号とのいずれかが一定の許容範囲を超えて変化し、そ
の初期値と実質的に異なるものとなったとき、上記観測
領域内に対象物が存在すると判断される。したがって、
観測領域内に対象物が存在するか否かが、簡単な演算処
理で判定される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の反射型検出装置
の実施の形態を詳細に説明する。
の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】図１は、この発明を具体化した反射型検出
装置１を示している。この反射型検出装置１は、箱状の
ケーシング２と、このケーシング２内の前面２ａ側に配
置されたセンサユニット３と、このケーシング２内の後
面２ｂ側に配置されたマイコンユニット４を備えてい
る。
装置１を示している。この反射型検出装置１は、箱状の
ケーシング２と、このケーシング２内の前面２ａ側に配
置されたセンサユニット３と、このケーシング２内の後
面２ｂ側に配置されたマイコンユニット４を備えてい
る。
【００１９】上記センサユニット３の前面２ａ側には、
光学系として、投光用レンズ６および受光用レンズ７
が、それぞれ光軸を前後方向に向けた状態で所定の間隔
で並べて設けられている。この投光用レンズ６の後方に
は発光部としての赤外発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」
という。）５が設けられる一方、受光用レンズ７の後方
には受光部としての１次元ＰＳＤ（半導体位置検出素
子）８が設けられている。これらのＬＥＤ５とＰＳＤ８
は、さらにその後方に設けられた信号処理回路９に接続
されている。ＬＥＤ５はこの信号処理回路９によってパ
ルス駆動され、投光用レンズ６と、ケーシング前面２ａ
に設けられた開口４１とを通して前方の観測領域８０へ
向けて光を出射することができる。
光学系として、投光用レンズ６および受光用レンズ７
が、それぞれ光軸を前後方向に向けた状態で所定の間隔
で並べて設けられている。この投光用レンズ６の後方に
は発光部としての赤外発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」
という。）５が設けられる一方、受光用レンズ７の後方
には受光部としての１次元ＰＳＤ（半導体位置検出素
子）８が設けられている。これらのＬＥＤ５とＰＳＤ８
は、さらにその後方に設けられた信号処理回路９に接続
されている。ＬＥＤ５はこの信号処理回路９によってパ
ルス駆動され、投光用レンズ６と、ケーシング前面２ａ
に設けられた開口４１とを通して前方の観測領域８０へ
向けて光を出射することができる。
【００２０】なお、ＬＥＤ５がパルス駆動される理由
は、瞬時でも良いから大きな光量を得るためである。投
光用レンズ６はエネルギ密度の高い小径のスポット像を
得るためのものであり、もし十分に指向性の鋭い（例え
ば±２°程度）光源があれば、この投光用レンズ６は省
略され得る。指向性の鋭い光源を必要とする理由は、光
ビーム径が大きいとＰＳＤ８の受光面３０上でのスポッ
ト径も大きくなってしまい、受光面積の大きなＰＳＤが
必要となるからである。
は、瞬時でも良いから大きな光量を得るためである。投
光用レンズ６はエネルギ密度の高い小径のスポット像を
得るためのものであり、もし十分に指向性の鋭い（例え
ば±２°程度）光源があれば、この投光用レンズ６は省
略され得る。指向性の鋭い光源を必要とする理由は、光
ビーム径が大きいとＰＳＤ８の受光面３０上でのスポッ
ト径も大きくなってしまい、受光面積の大きなＰＳＤが
必要となるからである。
【００２１】上記観測領域８０へ向けて出射された光の
うち対象物によって反射された光は、ケーシング前面２
ａに設けられた開口４２と、受光用レンズ７とを通し
て、ＰＳＤ８の受光面３０内の、ケーシング２と上記対
象物との距離に応じた位置に入射する。ＰＳＤ８は、受
光面３０の一方向両側に第１電極３１，第２電極３２を
有しており、図５中に示したＰＳＤ１２１と同様に、受
光面３０内で光が入射した位置に応じた電流Ｉ1，Ｉ2を
それぞれ第１電極３１，第２電極３２から出力する。
うち対象物によって反射された光は、ケーシング前面２
ａに設けられた開口４２と、受光用レンズ７とを通し
て、ＰＳＤ８の受光面３０内の、ケーシング２と上記対
象物との距離に応じた位置に入射する。ＰＳＤ８は、受
光面３０の一方向両側に第１電極３１，第２電極３２を
有しており、図５中に示したＰＳＤ１２１と同様に、受
光面３０内で光が入射した位置に応じた電流Ｉ1，Ｉ2を
それぞれ第１電極３１，第２電極３２から出力する。
【００２２】信号処理回路８は、信号作成部として働
き、ＰＳＤ８の第１電極３１，第２電極３２から出力さ
れた電流値の和（Ｉ1＋Ｉ2）に比例する光量信号Ｖ
1と、上記第１電極３１，第２電極３２から出力された
電流値の比（Ｉ2／Ｉ1）に比例する測距信号Ｖ2とを作
成して出力する。図２に示すように、光量信号Ｖ1（∝
（Ｉ1＋Ｉ2））は、ケーシングと対象物との距離ｌの２
乗に反比例して変化する。対象物の表面が鏡面である場
合のＶ1曲線は、対象物の表面が散乱面である場合のＶ1
曲線の分布から離れて、極端に大きいレベルとなる。ま
た、図３に示すように、測距信号Ｖ2（∝（Ｉ2／
Ｉ1））は、ケーシングと対象物との距離ｌと略逆比例
の相関をもって変化する。光量信号Ｖ1は対象物の表面
状態を表し、測距信号Ｖ2はケーシングと対象物との距
離を表している。
き、ＰＳＤ８の第１電極３１，第２電極３２から出力さ
れた電流値の和（Ｉ1＋Ｉ2）に比例する光量信号Ｖ
1と、上記第１電極３１，第２電極３２から出力された
電流値の比（Ｉ2／Ｉ1）に比例する測距信号Ｖ2とを作
成して出力する。図２に示すように、光量信号Ｖ1（∝
（Ｉ1＋Ｉ2））は、ケーシングと対象物との距離ｌの２
乗に反比例して変化する。対象物の表面が鏡面である場
合のＶ1曲線は、対象物の表面が散乱面である場合のＶ1
曲線の分布から離れて、極端に大きいレベルとなる。ま
た、図３に示すように、測距信号Ｖ2（∝（Ｉ2／
Ｉ1））は、ケーシングと対象物との距離ｌと略逆比例
の相関をもって変化する。光量信号Ｖ1は対象物の表面
状態を表し、測距信号Ｖ2はケーシングと対象物との距
離を表している。
【００２３】上記マイコンユニット４は、判定部として
働くＣＰＵ（中央演算処理装置）１０と、このＣＰＵ１
０の動作を制御するための制御プログラムを格納したマ
スクＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）１１と、ＣＰＵ
１０が用いる各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（ラ
ンダム・アクセス・メモリ）１２と、記憶部としてのＥ
ＰＲＯＭ（エレクトリカリ・プログラマブル・リード・
オンリ・メモリ）１３を備えている。ＣＰＵ１０は、後
述するようにＲＯＭ１１の制御プログラムに従って動作
して、上記光量信号Ｖ1および測距信号Ｖ2に基づいて観
測領域８０内に対象物が存在するか否かを判断する。こ
の判断結果を表す検出信号はケーシング後面２ｂに設け
られた出力端子２４に出力される。また、ＣＰＵ１０
は、ケーシング側面２ｃに設けられたイニシャル設定用
スイッチ２１が押されたとき、信号処理回路８がその時
点で出力している光量信号Ｖ1および測距信号Ｖ2をＥＰ
ＲＯＭ１３に記憶させる処理を行う。
働くＣＰＵ（中央演算処理装置）１０と、このＣＰＵ１
０の動作を制御するための制御プログラムを格納したマ
スクＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）１１と、ＣＰＵ
１０が用いる各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（ラ
ンダム・アクセス・メモリ）１２と、記憶部としてのＥ
ＰＲＯＭ（エレクトリカリ・プログラマブル・リード・
オンリ・メモリ）１３を備えている。ＣＰＵ１０は、後
述するようにＲＯＭ１１の制御プログラムに従って動作
して、上記光量信号Ｖ1および測距信号Ｖ2に基づいて観
測領域８０内に対象物が存在するか否かを判断する。こ
の判断結果を表す検出信号はケーシング後面２ｂに設け
られた出力端子２４に出力される。また、ＣＰＵ１０
は、ケーシング側面２ｃに設けられたイニシャル設定用
スイッチ２１が押されたとき、信号処理回路８がその時
点で出力している光量信号Ｖ1および測距信号Ｖ2をＥＰ
ＲＯＭ１３に記憶させる処理を行う。
【００２４】また、ケーシング後面２ｂには、電源端子
２２と、接地端子２３が設けられている。電源端子２２
には外部から電源電圧Ｖｃｃ（＝５Ｖ）が供給され、こ
の電源電圧Ｖｃｃはケーシング２内の各ユニット３，４
に供給される。接地端子２３は、外部の図示しない配線
を介して接地される。これにより、ケーシング２や各ユ
ニット３，４の接地すべき部分（図示せず）が接地電位
ＧＮＤに保たれる。
２２と、接地端子２３が設けられている。電源端子２２
には外部から電源電圧Ｖｃｃ（＝５Ｖ）が供給され、こ
の電源電圧Ｖｃｃはケーシング２内の各ユニット３，４
に供給される。接地端子２３は、外部の図示しない配線
を介して接地される。これにより、ケーシング２や各ユ
ニット３，４の接地すべき部分（図示せず）が接地電位
ＧＮＤに保たれる。
【００２５】この反射型検出装置１は、図４に示すよう
に、ガレージの出入口のような、対象物７０が存在し得
る観測領域８０に面して設置される。ケーシング２から
距離ｌ0のところに、観測領域８０の境界をなす壁（散
乱面）９０が存在するものとする。
に、ガレージの出入口のような、対象物７０が存在し得
る観測領域８０に面して設置される。ケーシング２から
距離ｌ0のところに、観測領域８０の境界をなす壁（散
乱面）９０が存在するものとする。
【００２６】動作時に、ＬＥＤ５が発した光は投光用レ
ンズ６を通して観測領域８０へ向けて出射される。この
光のうち壁９０や対象物７０によって反射された光が、
図１に示したＰＳＤ８の受光面３０内の、ケーシングと
壁９０や対象物７０との距離に応じた位置に入射する。
この結果、ＰＳＤ８は、受光面３０内で光が入射した位
置に応じた電流Ｉ1，Ｉ2を、第１電極３１，第２電極３
２からそれぞれ出力する。そして、信号処理回路９は、
第１電極３１，第２電極３２から出力された電流値の和
（Ｉ1＋Ｉ2）に比例する光量信号Ｖ1と、第１電極３
１，第２電極３２から出力された電流値の比（Ｉ2／
Ｉ1）に比例する測距信号Ｖ2とを作成して出力する。
ンズ６を通して観測領域８０へ向けて出射される。この
光のうち壁９０や対象物７０によって反射された光が、
図１に示したＰＳＤ８の受光面３０内の、ケーシングと
壁９０や対象物７０との距離に応じた位置に入射する。
この結果、ＰＳＤ８は、受光面３０内で光が入射した位
置に応じた電流Ｉ1，Ｉ2を、第１電極３１，第２電極３
２からそれぞれ出力する。そして、信号処理回路９は、
第１電極３１，第２電極３２から出力された電流値の和
（Ｉ1＋Ｉ2）に比例する光量信号Ｖ1と、第１電極３
１，第２電極３２から出力された電流値の比（Ｉ2／
Ｉ1）に比例する測距信号Ｖ2とを作成して出力する。
【００２７】通常は、この反射型検出装置１の設置時に
イニシャル設定用スイッチ２１が押されて、観測領域８
０の境界をなす壁９０についての光量信号Ｖ1および測
距信号Ｖ2がそれぞれ初期値としてＥＰＲＯＭ１３に設
定される。なお、図２，図３中に示すＶ10，Ｖ20が上記
壁９０についての各初期値を表している。動作期間中、
信号処理回路９は、ＬＥＤ５のパルス駆動に同期して、
ＰＳＤ８が出力する電流Ｉ1，Ｉ2をサンプリングし、壁
９０や対象物７０についての光量信号Ｖ1および測距信
号Ｖ2を作成して出力する。ＣＰＵ１０は、ＥＰＲＯＭ
１３に設定された各初期値Ｖ10，Ｖ20と、信号処理回路
９が現在出力する光量信号Ｖ1および測距信号Ｖ2とをそ
れぞれ比較して、観測領域８０内に対象物７０が存在す
るか否かを判断する。すなわち、光量信号Ｖ1と測距信
号Ｖ2とのいずれかが一定の許容範囲を超えて変化し、
その初期値Ｖ10，Ｖ20と実質的に異なるものとなったと
き、上記観測領域８０内に対象物７０が存在すると判断
する。このようにして、観測領域８０内に対象物７０が
存在するか否かを、簡単な演算処理で判定することがで
きる。この判定結果を表す検出信号はケーシング後面２
ｂの出力端子から外部へ出力され、例えばガレージのシ
ャッターの下降を禁止するために用いられる。
イニシャル設定用スイッチ２１が押されて、観測領域８
０の境界をなす壁９０についての光量信号Ｖ1および測
距信号Ｖ2がそれぞれ初期値としてＥＰＲＯＭ１３に設
定される。なお、図２，図３中に示すＶ10，Ｖ20が上記
壁９０についての各初期値を表している。動作期間中、
信号処理回路９は、ＬＥＤ５のパルス駆動に同期して、
ＰＳＤ８が出力する電流Ｉ1，Ｉ2をサンプリングし、壁
９０や対象物７０についての光量信号Ｖ1および測距信
号Ｖ2を作成して出力する。ＣＰＵ１０は、ＥＰＲＯＭ
１３に設定された各初期値Ｖ10，Ｖ20と、信号処理回路
９が現在出力する光量信号Ｖ1および測距信号Ｖ2とをそ
れぞれ比較して、観測領域８０内に対象物７０が存在す
るか否かを判断する。すなわち、光量信号Ｖ1と測距信
号Ｖ2とのいずれかが一定の許容範囲を超えて変化し、
その初期値Ｖ10，Ｖ20と実質的に異なるものとなったと
き、上記観測領域８０内に対象物７０が存在すると判断
する。このようにして、観測領域８０内に対象物７０が
存在するか否かを、簡単な演算処理で判定することがで
きる。この判定結果を表す検出信号はケーシング後面２
ｂの出力端子から外部へ出力され、例えばガレージのシ
ャッターの下降を禁止するために用いられる。
【００２８】この反射型検出装置１では、ケーシング２
と対象物７０との距離を表す測距信号Ｖ2だけでなく、
対象物７０の表面状態を表す光量信号Ｖ1に基づいて判
断を行っているので、観測領域８０内に対象物７０が存
在するか否かを、対象物７０の表面状態にかかわらず正
確に判定することができる。
と対象物７０との距離を表す測距信号Ｖ2だけでなく、
対象物７０の表面状態を表す光量信号Ｖ1に基づいて判
断を行っているので、観測領域８０内に対象物７０が存
在するか否かを、対象物７０の表面状態にかかわらず正
確に判定することができる。
【００２９】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の反
射型検出装置は、受光部の一方向両側の電極から出力さ
れた電流値の和に応じた光量信号と、上記電極から出力
された電流値の比に応じた測距信号とを作成して、上記
光量信号および測距信号に基づいて上記観測領域内に対
象物が存在するか否かを判断する。すなわち、ケーシン
グと対象物との距離を表す測距信号だけでなく、対象物
の表面状態を表す光量信号に基づいて判断が行われる。
したがって、観測領域内に対象物が存在するか否かを、
対象物の表面状態にかかわらず正確に判定することがで
きる。
射型検出装置は、受光部の一方向両側の電極から出力さ
れた電流値の和に応じた光量信号と、上記電極から出力
された電流値の比に応じた測距信号とを作成して、上記
光量信号および測距信号に基づいて上記観測領域内に対
象物が存在するか否かを判断する。すなわち、ケーシン
グと対象物との距離を表す測距信号だけでなく、対象物
の表面状態を表す光量信号に基づいて判断が行われる。
したがって、観測領域内に対象物が存在するか否かを、
対象物の表面状態にかかわらず正確に判定することがで
きる。
【００３０】請求項２の反射型検出装置では、信号作成
部が、上記受光部の上記電極から出力された電流値の和
に応じた光量信号と、上記電極から出力された電流値の
比に応じた測距信号とを作成して出力し、判定部が、上
記光量信号および測距信号に基づいて上記観測領域内に
対象物が存在するか否かを判断する。このように、ケー
シングと対象物との距離を表す測距信号だけでなく、対
象物の表面状態を表す光量信号に基づいて判断が行われ
るので、観測領域内に対象物が存在するか否かを、対象
物の表面状態にかかわらず正確に判定することができ
る。
部が、上記受光部の上記電極から出力された電流値の和
に応じた光量信号と、上記電極から出力された電流値の
比に応じた測距信号とを作成して出力し、判定部が、上
記光量信号および測距信号に基づいて上記観測領域内に
対象物が存在するか否かを判断する。このように、ケー
シングと対象物との距離を表す測距信号だけでなく、対
象物の表面状態を表す光量信号に基づいて判断が行われ
るので、観測領域内に対象物が存在するか否かを、対象
物の表面状態にかかわらず正確に判定することができ
る。
【００３１】請求項３の反射型検出装置では、判定部
が、記憶部に設定された各初期値と、信号作成部が現在
出力する光量信号および測距信号とをそれぞれ比較し
て、上記観測領域内に対象物が存在するか否かを判断す
るので、観測領域内に対象物が存在するか否かを、簡単
な演算処理で判定することができる。
が、記憶部に設定された各初期値と、信号作成部が現在
出力する光量信号および測距信号とをそれぞれ比較し
て、上記観測領域内に対象物が存在するか否かを判断す
るので、観測領域内に対象物が存在するか否かを、簡単
な演算処理で判定することができる。
【図１】 この発明を具体化した反射型検出装置の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】 ケーシングと対象物との距離と、光量信号と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図３】 ケーシングと対象物との距離と、測距信号と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図４】 上記反射型検出装置が設置される状態を示す
図である。
図である。
【図５】 従来の反射型検出装置を示す図である。
【図６】 ガレージに設置された従来の透過型検出装置
を示す図である。
を示す図である。
【図７】 ガレージに設置された従来の反射型検出装置
を示す図である。
を示す図である。
１ 反射型検出装置 ２ ケーシン
グ ５ ＬＥＤ ６ 投光用レ
ンズ ７ 受光用レンズ ８ １次元Ｐ
ＳＤ ９ 信号処理回路 １０ ＣＰＵ
グ ５ ＬＥＤ ６ 投光用レ
ンズ ７ 受光用レンズ ８ １次元Ｐ
ＳＤ ９ 信号処理回路 １０ ＣＰＵ
Claims (3)
- 【請求項１】 ケーシングを有し、このケーシングが面
する一定の観測領域内に対象物が存在するか否かを検出
する反射型検出装置であって、 上記ケーシング内から上記観測領域へ向けて光を発する
発光部と、 上記ケーシング内に設けられ、受光面の少なくとも一方
向両側に電極を有し、上記受光面内で光が入射した位置
に応じた電流を上記各電極からそれぞれ出力する受光部
と、 上記発光部が発した光のうち対象物によって反射された
光を、上記受光部の受光面内の、上記ケーシングと上記
対象物との距離に応じた位置に入射させる光学系とを備
え、 上記受光部の上記電極から出力された電流値の和に応じ
た光量信号と、上記電極から出力された電流値の比に応
じた測距信号とを作成して、上記光量信号および測距信
号に基づいて上記観測領域内に対象物が存在するか否か
を判断することを特徴とする反射型検出装置。 - 【請求項２】 ケーシングを有し、このケーシングが面
する一定の観測領域内に対象物が存在するか否かを検出
する反射型検出装置であって、 上記ケーシング内から上記観測領域へ向けて光を発する
発光部と、 上記ケーシング内に設けられ、受光面の少なくとも一方
向両側に電極を有し、上記受光面内で光が入射した位置
に応じた電流を上記各電極からそれぞれ出力する受光部
と、 上記発光部が発した光のうち対象物によって反射された
光を、上記受光部の受光面内の、上記ケーシングと上記
対象物との距離に応じた位置に入射させる光学系と、 上記受光部の上記電極から出力された電流値の和に応じ
た光量信号と、上記電極から出力された電流値の比に応
じた測距信号とを作成して出力する信号作成部と、 上記光量信号および測距信号に基づいて上記観測領域内
に対象物が存在するか否かを判断する判定部を備えたこ
とを特徴とする反射型検出装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の反射型検出装置におい
て、 上記観測領域の境界をなす壁についての上記光量信号お
よび測距信号を初期値として記憶し得る記憶部を備え、 上記判定部は、上記記憶部に記憶された上記各初期値
と、上記信号作成部が現在出力する光量信号および測距
信号とをそれぞれ比較して、上記観測領域内に対象物が
存在するか否かを判断することを特徴とする反射型検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21445495A JPH0961541A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 反射型検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21445495A JPH0961541A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 反射型検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961541A true JPH0961541A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16656028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21445495A Pending JPH0961541A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 反射型検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961541A (ja) |
-
1995
- 1995-08-23 JP JP21445495A patent/JPH0961541A/ja active Pending
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