JPS61260178A - 光学式物体検知装置の光学系 - Google Patents
光学式物体検知装置の光学系Info
- Publication number
- JPS61260178A JPS61260178A JP60103233A JP10323385A JPS61260178A JP S61260178 A JPS61260178 A JP S61260178A JP 60103233 A JP60103233 A JP 60103233A JP 10323385 A JP10323385 A JP 10323385A JP S61260178 A JPS61260178 A JP S61260178A
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- optical system
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野１
本発明は、複数の検知エリアにそれぞれ光ビームを投光
して各検知エリアからの反射光に基いて人体などの被検
知物体を検出するようにした光学式物体検知装置の光学
系に関するものである。
して各検知エリアからの反射光に基いて人体などの被検
知物体を検出するようにした光学式物体検知装置の光学
系に関するものである。
［背景技術Ｊ
従来、複数の検知エリアにそれぞれ光ビームを投光して
反射光に基いて各検知エリア内の被検知物体を検出する
ようにしたこの種の光学式物体検知装置の光学系は、第
８図およＶ第９図に示すように、発光ダイオードのよう
な投光素子１ａ〜１ｄから放射される光を平行光にして
光ビームを各検知エリアに会社＝−４投光する投光用レ
ンズ２８〜２ｄと、各検知エリアからの光を７オトダイ
オードのような受光素子３の受光面に集光する受光用レ
ンｆ：４ａ〜４ｄとで構成されており、凸レンズよりな
る各レンズ２８〜２ｄ、４ａ〜４ｄは各検知エリアに対
応して設けられていた。しかしながらこのような従来例
にあっては、検知エリア数に応じたレンズ数が必要であ
り、構造が複雑になってコストが高くなるとともに、組
み立ておよび調整が面倒になるというという問題があっ
た。
反射光に基いて各検知エリア内の被検知物体を検出する
ようにしたこの種の光学式物体検知装置の光学系は、第
８図およＶ第９図に示すように、発光ダイオードのよう
な投光素子１ａ〜１ｄから放射される光を平行光にして
光ビームを各検知エリアに会社＝−４投光する投光用レ
ンズ２８〜２ｄと、各検知エリアからの光を７オトダイ
オードのような受光素子３の受光面に集光する受光用レ
ンｆ：４ａ〜４ｄとで構成されており、凸レンズよりな
る各レンズ２８〜２ｄ、４ａ〜４ｄは各検知エリアに対
応して設けられていた。しかしながらこのような従来例
にあっては、検知エリア数に応じたレンズ数が必要であ
り、構造が複雑になってコストが高くなるとともに、組
み立ておよび調整が面倒になるというという問題があっ
た。
［発明の目的］
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、構造が簡単でコストを安くできると
ともに、組み立ておよび調整も容易な光学式物体検知装
置の光学系を提供することにある。
的とするところは、構造が簡単でコストを安くできると
ともに、組み立ておよび調整も容易な光学式物体検知装
置の光学系を提供することにある。
［発明の開示］
（実施例１）
第１図および第２図は本発明一実施例を示すもので、従
来例と同様の光学式物体検知装置において、光軸０に平
行な光を特定方向に屈折させる多数のプリズムを板状に
一体化した１枚のプリズム板５が前面に形成され、平行
光を一点に集光するフレネルレンズ６が裏面に形成され
たプリズムレンズ７にて受光用の光学系および投光用の
光学系を構成しており、プリズム板５およびフレネルレ
ンズ６の各検知エリアに対応した部分５ａ、〜５ｄ、、
５８２〜５ｂ２．６ ａ＋ −６ｄｉｓ ６ ａｚ−６
ｂ２のプリズム形状およびレンズ形状を各検知エリアへ
の投光および各検知エリアからの受光を行えるように設
定したものである。なお、実施例ではプリズム板５およ
びフレネルレンズをプリズムレンズ７の表裏面にそれぞ
れ形成しているが、プリズム板５およびフレネルレンズ
６を別体に形成し゛ても良いことは言うまでもない。
来例と同様の光学式物体検知装置において、光軸０に平
行な光を特定方向に屈折させる多数のプリズムを板状に
一体化した１枚のプリズム板５が前面に形成され、平行
光を一点に集光するフレネルレンズ６が裏面に形成され
たプリズムレンズ７にて受光用の光学系および投光用の
光学系を構成しており、プリズム板５およびフレネルレ
ンズ６の各検知エリアに対応した部分５ａ、〜５ｄ、、
５８２〜５ｂ２．６ ａ＋ −６ｄｉｓ ６ ａｚ−６
ｂ２のプリズム形状およびレンズ形状を各検知エリアへ
の投光および各検知エリアからの受光を行えるように設
定したものである。なお、実施例ではプリズム板５およ
びフレネルレンズをプリズムレンズ７の表裏面にそれぞ
れ形成しているが、プリズム板５およびフレネルレンズ
６を別体に形成し゛ても良いことは言うまでもない。
以下、実施例の動作について説明する。いま、検知エリ
アからの反射光が、第３図に示すようにプリズム板５側
からプリズムレンズ７に入射すると、六ネルの公式から
プリズム角φは以下の式によって求めることができる。
アからの反射光が、第３図に示すようにプリズム板５側
からプリズムレンズ７に入射すると、六ネルの公式から
プリズム角φは以下の式によって求めることができる。
５ｉｎ（φ十〇）＝ｎ−ｓｉｎφ
ｓｉｎφ” ６０９θ＋ｅＯ８φｌｌ５ｉｎθ＝ｎ争ｓ
ｉｎφｃｏｓφ・Ｓｉｎθ＝ｓｉｎφ（ｎ−ｅＯ３θ）
ｔａｎφ＝ｓｉｎθ／（ｎ ｃｏｗθ）但し、ｎは屈
折率 同様にして、７レネル角ｉは以下の式によって求めるこ
とができる。但し、 ｔａｎα＝ｆ／Ｄｎ−ｓｉｎ １
＝ｓｉｎ（π／２−ＣＩ＋１）＝ｅｏｓ（α−１） ＝ｃｏｓＱ ＠ｃｏｓ ｉ＋５ｉｎ（１１１ｓｉｎ ｉ
上式を変形して、 （ｎ −５ｉｎα）１１ｓｉｎ １＝ｃｏｓａφｃｏｓ
ｉ故に、 ｔａｎ １＝ｃｏｓｆｆ／（ｎ ｓｉｎα）したがっ
て、複数の検知エリア（実施例では４つ）があっても、
上式を用いてプリズム角φおよび７レネル角ｉを求めて
１枚のプリズムレンズ７により、第１図に示すように各
検知エリアからの反射光を受光素子３の受光面に集光さ
せる所望の集光特性を有する受光用の光学系（５ａ１〜
５ｄ、、６ａ１〜６ｄ１）と、第２図に示すように各検
知エリアに投光素子１ａ〜１ｄから発せられる光を光ビ
ームにしてそれぞれ投光する投光用の光学Ｍ（５ａｚ〜
５ ｄ２．６８２〜６ｂ２）が任意に形成できることに
なる。
ｉｎφｃｏｓφ・Ｓｉｎθ＝ｓｉｎφ（ｎ−ｅＯ３θ）
ｔａｎφ＝ｓｉｎθ／（ｎ ｃｏｗθ）但し、ｎは屈
折率 同様にして、７レネル角ｉは以下の式によって求めるこ
とができる。但し、 ｔａｎα＝ｆ／Ｄｎ−ｓｉｎ １
＝ｓｉｎ（π／２−ＣＩ＋１）＝ｅｏｓ（α−１） ＝ｃｏｓＱ ＠ｃｏｓ ｉ＋５ｉｎ（１１１ｓｉｎ ｉ
上式を変形して、 （ｎ −５ｉｎα）１１ｓｉｎ １＝ｃｏｓａφｃｏｓ
ｉ故に、 ｔａｎ １＝ｃｏｓｆｆ／（ｎ ｓｉｎα）したがっ
て、複数の検知エリア（実施例では４つ）があっても、
上式を用いてプリズム角φおよび７レネル角ｉを求めて
１枚のプリズムレンズ７により、第１図に示すように各
検知エリアからの反射光を受光素子３の受光面に集光さ
せる所望の集光特性を有する受光用の光学系（５ａ１〜
５ｄ、、６ａ１〜６ｄ１）と、第２図に示すように各検
知エリアに投光素子１ａ〜１ｄから発せられる光を光ビ
ームにしてそれぞれ投光する投光用の光学Ｍ（５ａｚ〜
５ ｄ２．６８２〜６ｂ２）が任意に形成できることに
なる。
而して、本発明にあっては、１枚のプリズム板５および
フレネルレンズ６（実施例では１個のプリズムレンズ７
）にて複数の検知エリアに対応する投、受光用の光学系
が形成できるので、従来例に比べて構造が簡単になって
コストを安（できるとともに、組み立ておよび調整も容
易にできるようになっている。
フレネルレンズ６（実施例では１個のプリズムレンズ７
）にて複数の検知エリアに対応する投、受光用の光学系
が形成できるので、従来例に比べて構造が簡単になって
コストを安（できるとともに、組み立ておよび調整も容
易にできるようになっている。
（実施例２）
第４図（ａ）は他の実施例を示すもので、プリズムレン
ズ７の焦点Ｆより前方に平面鏡よりなる反射板８を設け
たものであり、同図（ｂ）に示すように、プリズムレン
ズ７にて集光された光を反射板８にて反射させることに
よって光軸方向の寸法を焦点距離ｆよりも小さく（略１
／２）Ｌで小形化したものである。。
ズ７の焦点Ｆより前方に平面鏡よりなる反射板８を設け
たものであり、同図（ｂ）に示すように、プリズムレン
ズ７にて集光された光を反射板８にて反射させることに
よって光軸方向の寸法を焦点距離ｆよりも小さく（略１
／２）Ｌで小形化したものである。。
（実施例３）
第５図はさらに他の実施例を示すもので、プリズム板５
およびフレネルレンズ６を別体に形成するとともに、そ
れぞれの凹凸面を対向させるように配設したものであり
、光学系の前面を７ラツト面とし、フレネルレンズ６を
前面側に凸としたものである。
およびフレネルレンズ６を別体に形成するとともに、そ
れぞれの凹凸面を対向させるように配設したものであり
、光学系の前面を７ラツト面とし、フレネルレンズ６を
前面側に凸としたものである。
いま、前記実施例１では、プリズム板７およびフレネル
レンズ６を一体形成しているので、部品点数がより少な
くなって構成が簡単になるものの、第６図に示すように
プリズム側の角度がきつくなっている部分に入射する光
（斜線部分）が通過せず、有効受光面積が小さくなって
受光効率が悪くなるという問題があり、また、プリズム
板５によって光軸に平行となるように屈折された光を集
光するために後方に向かって凸となったフレネルレンズ
６を用いでいるので、収差が大きくなってしまい、受光
素子の受光面積を大きくする必要が生じるという問題が
あった。さらにまた、光学系の前面が凹凸面になりでお
り、はこりが付着しやすい上、清掃がやり難いので、前
面カバーを設けなければならなくなって部品点数が増加
するという問題もあった。一方、第５図に示す実施例３
にあっては、第７図に示すように、プリズム面での受光
有効面積の減少がなくなって実施例１のように受光効率
が悪くなることがないようになっている。また、２枚面
のフレネルレンズ６は前方に凸になっているので、１面
、２面とも屈折面として働くことになっで収差が少なく
なり、受光素子３の受光面積を小さくしても良いように
なっている。さらにまた、光学系の前面が７ラツトな面
となっているので、はこりの付着が少ない上、清掃がや
り易いので、前面カバーを設ける必要がなく、構成が簡
単になるものである。
レンズ６を一体形成しているので、部品点数がより少な
くなって構成が簡単になるものの、第６図に示すように
プリズム側の角度がきつくなっている部分に入射する光
（斜線部分）が通過せず、有効受光面積が小さくなって
受光効率が悪くなるという問題があり、また、プリズム
板５によって光軸に平行となるように屈折された光を集
光するために後方に向かって凸となったフレネルレンズ
６を用いでいるので、収差が大きくなってしまい、受光
素子の受光面積を大きくする必要が生じるという問題が
あった。さらにまた、光学系の前面が凹凸面になりでお
り、はこりが付着しやすい上、清掃がやり難いので、前
面カバーを設けなければならなくなって部品点数が増加
するという問題もあった。一方、第５図に示す実施例３
にあっては、第７図に示すように、プリズム面での受光
有効面積の減少がなくなって実施例１のように受光効率
が悪くなることがないようになっている。また、２枚面
のフレネルレンズ６は前方に凸になっているので、１面
、２面とも屈折面として働くことになっで収差が少なく
なり、受光素子３の受光面積を小さくしても良いように
なっている。さらにまた、光学系の前面が７ラツトな面
となっているので、はこりの付着が少ない上、清掃がや
り易いので、前面カバーを設ける必要がなく、構成が簡
単になるものである。
［発明の効果］
本発明は上述のように、複数の検知エリアにそれぞれ光
ビームを投光する投光手段と、各検知エリアの被検知物
体による光ビームの反射光を受光する受光手段と、受光
手段出力に基いて各検知エリア内に被検知物体が存在す
るがどうかを判別する判別検知手段とよりなる光学式物
体検知装置の光学系であって、光軸に平行な光を特定方
向に屈折させる多数のプリズムを板状に一体化した１枚
のプリズム板と、平行光を一点に集光する１枚のフレネ
ルレンズとを組み合わせて、プリズム板およびフレネル
レンズの各検知エリアに対応した部分のプリズム形状お
よびレンズ形状をそれぞれ各検知エリアへの投光および
各検知エリアからの受光を行えるように設定したもので
あり、１枚のプリズム板およびフレネルレンズにて複数
の検知エリアに対応する役、受光用の光学系が形成でき
るので、構造が簡単になってコストを安くできるととも
に、組み立ておよび調整も容易にできるという効果があ
る。
ビームを投光する投光手段と、各検知エリアの被検知物
体による光ビームの反射光を受光する受光手段と、受光
手段出力に基いて各検知エリア内に被検知物体が存在す
るがどうかを判別する判別検知手段とよりなる光学式物
体検知装置の光学系であって、光軸に平行な光を特定方
向に屈折させる多数のプリズムを板状に一体化した１枚
のプリズム板と、平行光を一点に集光する１枚のフレネ
ルレンズとを組み合わせて、プリズム板およびフレネル
レンズの各検知エリアに対応した部分のプリズム形状お
よびレンズ形状をそれぞれ各検知エリアへの投光および
各検知エリアからの受光を行えるように設定したもので
あり、１枚のプリズム板およびフレネルレンズにて複数
の検知エリアに対応する役、受光用の光学系が形成でき
るので、構造が簡単になってコストを安くできるととも
に、組み立ておよび調整も容易にできるという効果があ
る。
第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明一実施例の受光部分
□ の断面図、正面図および裏面図、第２図（、＞（ｂ
）（ｃ）は同上の投光部分の断面図、正面図および裏面
図、第３図は同上の動作説明図、１４図（ａ）は他の実
施例の断面図、第４図（ｂ）は同上の動作説明図、ｔ１
４５図はさらに他の実施例の断面図、第６図および第７
図は同上の動作説明図、第８図は従来例の斜視図、第９
図は同上の上面図である。 １ａ〜１ｄは投光素子、３は受光素子、５はプリズム板
、６はフレネルレンズである。
□ の断面図、正面図および裏面図、第２図（、＞（ｂ
）（ｃ）は同上の投光部分の断面図、正面図および裏面
図、第３図は同上の動作説明図、１４図（ａ）は他の実
施例の断面図、第４図（ｂ）は同上の動作説明図、ｔ１
４５図はさらに他の実施例の断面図、第６図および第７
図は同上の動作説明図、第８図は従来例の斜視図、第９
図は同上の上面図である。 １ａ〜１ｄは投光素子、３は受光素子、５はプリズム板
、６はフレネルレンズである。
Claims (1)
- （１）複数の検知エリアにそれぞれ光ビームを投光する
投光手段と、各検知エリアの被検知物体による光ビーム
の反射光を受光する受光手段と、受光手段出力に基いて
各検知エリア内に被検知物体が存在するかどうかを判別
する判別検知手段とよりなる光学式物体検知装置の光学
系であって、光軸に平行な光を特定方向に屈折させる多
数のプリズムを板状に一体化した１枚のプリズム板と、
平行光を一点に集光する１枚のフレネルレンズとを組み
合わせて、プリズム板およびフレネルレンズの各検知エ
リアに対応した部分のプリズム形状およびレンズ形状を
それぞれ各検知エリアへの投光および各検知エリアから
の受光を行えるように設定したことを特徴とする光学式
物体検知装置の光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103233A JPS61260178A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 光学式物体検知装置の光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103233A JPS61260178A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 光学式物体検知装置の光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61260178A true JPS61260178A (ja) | 1986-11-18 |
Family
ID=14348737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60103233A Pending JPS61260178A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 光学式物体検知装置の光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61260178A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0381582U (ja) * | 1989-12-12 | 1991-08-20 | ||
| JPH0523377U (ja) * | 1991-09-03 | 1993-03-26 | 竹中エンジニアリング株式会社 | 反射型光電スイツチ |
| JPH0921874A (ja) * | 1995-07-04 | 1997-01-21 | Nippondenso Co Ltd | 反射測定装置 |
| WO2004068175A1 (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-12 | Optex Co., Ltd. | 物体検知装置 |
| JP2009115792A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-28 | Optex Co Ltd | 能動型物体検出装置 |
| JP2009122044A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Optex Co Ltd | 能動型検出装置および自動ドア開閉制御装置 |
| JP2009276345A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Trw Automotive Electronics & Components Gmbh | 周辺光を検知するための光センサー装置 |
| JP2011099816A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-19 | Sony Corp | 集光レンズ及び３次元距離測定装置 |
| JP2015114142A (ja) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | オプテックス株式会社 | 能動型物体検出センサ |
| JP2020076718A (ja) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | 株式会社リコー | 距離測定装置及び移動体 |
-
1985
- 1985-05-15 JP JP60103233A patent/JPS61260178A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPWO2004068175A1 (ja) * | 2003-01-31 | 2006-05-25 | オプテックス株式会社 | 物体検知装置 |
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| US8666697B2 (en) | 2009-11-09 | 2014-03-04 | Sony Corporation | Light condensing lens and three-dimensional distance measuring apparatus |
| US8738320B2 (en) | 2009-11-09 | 2014-05-27 | Sony Corporation | Light condensing lens and three-dimensional distance measuring apparatus |
| JP2015114142A (ja) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | オプテックス株式会社 | 能動型物体検出センサ |
| JP2020076718A (ja) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | 株式会社リコー | 距離測定装置及び移動体 |
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