JPS6196484A - 光反射型物体検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は物体からの反射光により物体の有無および位置
を検出する光反射型物体検出装置に関す、る。

本発明の光反射型物体検出装置は、例えば自動車の後部
バンパー内に埋め込み、車両後退時の障害物検出に用い
ることができる。

〔従来の技術〕

従来の光反射型物体検出装置が第７図に示される。第７
図において、発光部１’、２’は発光ダイオードからな
り、受光部３′はホトダイオードからなる。これらの発
光ダイオードおよびホトダイオードには指向性の鋭いも
のが用いられる。発光部１’、２’の各光軸ａ、ｂは受
光部３′の光軸Ｃをそれぞれ異なる位置で横切るように
して交差している。　゛ この従来形装置の物体検出範囲は発光部の照射範囲と受
光部の感度範囲とが重なった部分（図中に斜線で示され
る）となる。この物体検出範囲は０〜Ｌ１とり、−Ｌ、
との二つの距離ゾーンに分けることができ、物体が遠地
点にあるか近地点にあるかを判別できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第７図の従来形装置では、別体検出範囲＜斜線部）は距
離が遠くなるに従って小さくなる。このため遠地点の物
体の検出は、該物体からの反射光量が小さく検出器にお
けるＳＮ比が劣化するため確実には行えず、物体を見逃
すなどの誤動作を生じるという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の問題点を解決するために、本発明においては、物
体へ照射する照射光を発生する２個の発光手段、該物体
からの反射光を受光する１個の受光手段、および、該受
光手段で受光した反射光のレベルに基づいて物体位置の
遠近を判別する手段を備えた反射型物体検出装置におい
て、該発光手段の一方は、その光軸が該受光手段の光軸
とおおよそ平行的に配置されて該発光手段の照射範囲と
該受光手段の感度範囲とが十分な遠距離点においても重
なり合うような位置に設定され、該発光手段の他方はそ
の光軸が該受光手段の光軸をおおよそ直角的に横切って
該発光手段の照射範囲と該受光手段の感度範囲とが該受
光手段の近傍点でだけ重なり合うような位置に設定され
たことを特徴とする光反射型物体検出装置が提供される
。

〔作　用〕

発光手段のうちの一方はその照射範囲が受光手段の感度
範囲と実質的に無限長の位置においても重なり合う。し
たがって比較的に遠方にある物体でも十分確実に検出す
ることが可能になる。

〔実施例） 本発明の一実施例としての光反射型物体検出装置が以下
に説明される。

第１図には、本発明の物体検出装置の発光部および受光
部の配置関係が示される。発光部１．２には発光ダイオ
ードが用いられ、受光部３にはホトダイオードが用いら
れる。これら発光部１．２および受光部３は水平にほぼ
一直線上に配置される。

発光部１．２は図中にそれぞれ矢印Ａ、Ｂで示される照
射範囲を有し、一点鎖線ａ、ｂがそれぞれの光軸となる
。また受光部３は矢印Ｃで示される感度範囲を有し、光
軸は一点鎖線Ｃで示される。

受光部３は光軸Ｃが検出対象の物体の方向に向くような
位置に取り付けられる。発光部２はその光軸すが受光部
３の光軸Ｃとおおよそ平行的に配置されていて、発光部
２の照射範囲と受光部３の感度範囲との重なり部分が実
質的に無限長まで続（ように取り付けられる。一方、発
光部１はその光軸ａが受光部３の光軸Ｃをおおよそ直角
的に横切るように配置されていて、発光部１の照射範囲
と受光部３の感度範囲との重なり部分が発光部３の近傍
だけとなるように取り付けられる。

発光部ｌおよび２が同時に出光されている場合の受光部
３による物体からの反射光の受光量と該物体までの距離
との関係を示す特性図が第２図に示される。第２図にお
いて、縦軸は受光量をあられし、横軸は検出物体までの
距離をあられす。横軸上の距離り、、Ｌ２は第１図中の
距離Ｌ＋、Ｌｘに対応しており、距離ゾーンは０〜Ｌ、
の至近距離ゾーン、Ｌ１〜Ｌ２の近距離ゾーン、Ｌ２以
上の遠距離ゾーンの三段階に分けられる。

遠距離ゾーンは発光部２Ｑ照射範囲と受光部３の感度範
囲の重なり部分であって、発光部１の照射範囲と重なら
ない部分である。このゾーンに物体がある場合の受光量
は比較的に小さい。

近距離ゾーンは発光部ｌの照射範囲と受光部の感度範囲
の重なり部分のうち距離の遠い方の部分であり、至近距
離ゾーンは同じ重なり部分のうち距離の近い方の部分で
ある。

遠距離ゾーンと近距離ゾーンの境界においては、物体か
らの反射光量は遠距離ゾーンでの発光部２のみの反射光
量から近距離ゾーンでの発光部ｌおよび２からの反射光
量に変化するため、受光量は比較的に急激に増大する。

よって適当な受光量Ｑ２をしきい値とすることにより遠
距離ゾーンと近距離ゾーンとを判別できる。また近距離
ゾーンと至近距離ゾーンは、至近距離ゾーンにおいて反
射光量が急激に大きくなるため、適当な受光量Ｑ、をし
きい値とすることにより判別可能である。

第１図の発光部１．２および受、先部３を包含する本発
明の物体検出装置の全体的な回路ブロックが第３図に示
される。この第３図の装置は発光部１．２が同時に出光
する同時出光型のものであり、発光部１，２、受光部３
の指向性や光軸は第１図に示されるように設定される。

第３図において、発振回路１１は発振周波数が例えば３
ＱｋＨｚ程度の信号を発生し、該信号を駆動回路１２を
介して、直列接続された発光部１゜２に印加する。これ
により発光部１．２からは発振回路１１の発振周波数で
変調された変調光が検出物体に向けて出射される。　　
　。

物体からの反射光は受光部３で受光されて電気信号に変
換され、帯域フィルタ１３に導かれる。

帯域フィルタ１３は発振回路１１の発振周波数帯の信号
を通過させるフィルタである。帯域フィルタ１３の出力
信号は増幅器１４を経て検波回路１５に導かれる。検波
回路１５は入力した信号を検波し、物体からの反射光の
大きさに応じたレベルの直流電圧信号に変換して出力す
る。

検波回路１５の出力信号は三つの比較回路１６゜１７．
１８に並列に導かれる。各比較回路１６゜１７．１８は
それぞれ所定のしきい値電圧レベルＶ、、Ｖ、、Ｖ、以
上の入力信号が人力されると出力信号を送出する回路で
ある。

比較回路１６のしきい値電圧レベルＶ１は物体からの反
射光と雑音とを判別できる適当な値に選定される。また
比較回路１７．１８のしきい値電圧レベルＶ、、Ｖユは
それぞれ第２図の受光量Ｑ２　　、Ｑ＋　に相応した値
に選定される。

各比較回路１６，１７．１８の各出力信号は表示部１９
に導かれる。表示部１９は各比較回路１６．１７．１８
の出力状態に応じて検出物体の位置が遠、近２至近のい
ずれの距＃ｉＩゾーンにあるかを判別し、表示する。

本実施例装置の動作が以下に説明される。

発振回路１１の発振周波数で変調された変調光が発光部
１．２から検出物体に向けて出射される。

物体で反射した光は受光部３で検出されて電気信号に変
換され、変調光周波数成分の信号のみが帯域フィルタ１
３を通り、増幅器１４で増幅された後に検波回路１５に
入力される。

検波回路１５では入力信号を受光量の大きさに応じた直
流電圧信号に変換して各比較回路１６゜１７．１８に送
出する。これにより比較回路１６゜１７．１８は物体の
ある位置に応じてその出力状態が変わる。すなわち、物
体が遠距離ゾーンにある場合は比較回路１６からのみ出
力信号が送出され、近距離ゾーンにある場合には比較回
路１６およびＩ７から、至近距離ゾーンにある場合には
比較回路ｉ　６　、１　？および１８からの出力信号が
送出される。

表示部１９は比較回路１６，１７．１８の出力状態から
物体の遠、近、至近の位置を判別し表示する。

本発明の実施にあたっては種々の変形状態が可能である
。例えば物体からの反射光を処理する回路は第３図のも
のに限られず、第４図に示すような回路ブロックとする
変形例も可能である。

第４図の変形例装置は発光部１．２を同時には点灯しな
い分割点灯型のものであり、発光部１゜２および受光部
３の配置関係は第１図に示されるものと同じである。

第４図において、第３図と同じ構成ブロックには同じ符
号が付されている。相違する点として、発光部１．２は
並列にスイッチ２１に接続されていて該スイッチ２１に
より点灯が切り換えられるようになっている。また検波
回路１５の出力端子はスイン、チ２２により比較回路１
６と、比較回路１７．１８とに接続切換えされるように
なっている。これらスイッチ２１．２２の切換え制御は
、比較回路１６．１７の出力信号に応じて点灯切換え回
路２３によって行われる。

点幻切化回路２３の一構成例が第５図に示される。第５
図に示されるように、この点灯切換え回路２３はＳＲフ
リップフロップで構成することができる。すなわちＳＲ
フリップフロップのセント端子Ｓには比較゛回路１６の
出力信号を導き、リセット端子Ｒには比較回路１７の出
力信号をインバータを介して反転して轟き、出力端子Ｑ
からの出力信号をスイッチ２１．２２の制御入力端子に
導く。

第４図の変形例装置の動作が以下に説明される。

この第４図の装置においては、発光部１，２は同時には
点灯されず分割的に点灯される。この場合、発光部２が
点灯されることにより装置正面の物体の有無を比較回路
１６で判定し、発光部ｌが点灯されることにより物体が
近距離ゾーンあるいは至近距離ゾーンにあるか否かを比
較回路１７．１８で判定する。

すなわち、装置正面に物体が存在しない場合には比較回
路１６．１７は出力信号を送出せず、点灯切換え回路２
３はリセット状態にあってスイッチ２１．２２は図中に
点線で示す側に接続される。

これによりスイッチ２１は発光部２を点灯させ、スイッ
チ２２は検波回路１５の出力信号を比較回路１６に印加
する。装置正面に物体が無い間はこの状態が続（。

装置正面に物体が出現すると、比較回路１６がこれを検
知して出力信号を発する。この出力信号により点灯切換
え回路２３がセット状態に変化してスイッチ２１．２２
は図中に実線で示す側に接続される。これにより発光部
Ｉが点灯されるとともに、検波回路１６の出力信号が比
較回路１７゜１８に入力される。

物体が近距離ゾーン、あるいは至近距離ゾーンにある場
合には比較回路１７、あるいは比較回路１７および１日
から出力信号が送出される。表示回路１９はこれらの出
力信号に基づいて物体の近、至近の別を表示する。

物体が近距離ゾーンおよび至近距離ゾーンにない場合に
は、比較回路１７が出力信号を送出しないため、点灯切
換え回路２３はリセット状態となる。この際に比較回路
１６から出力信号が送出されていれば、物体が遠距離ゾ
ーンにあることを判別できる。

このように第４図の分割点灯型の変形例装置は前述の第
°３図の同時点灯型の実施例装置に比べて遠距離ゾーン
と近距離ゾーンとの境界の判別を確実に行えるという特
長がある。

本発明の物体検出装置を自動車の後方障害物検出用に用
いる応用例が第６図に示される。第６図において、本発
明装置６０は自動車の後部バンパー６１内に埋設されて
おり、車両後退時の障害物検出を行えるようになってい
る。

この応用例によれば、車両後退時に運転者は障害物の存
在を比較的遠くの距離から知るので停止の準備が早めに
でき、装置が障害物が至近距離にあることを知らせた時
点で車両を停止させることで不注意に車両を傷つけるこ
とがなくなる。自動車の後方監視には成る程度遠方から
物体を検出できることが有用であるから、上述のような
応用に本発明装置は適している。

〔発明の効果〕

本発明によれば、受光部の感度範囲と発光部の照射範囲
との重なり部分が実質的に無限長まで続くので、比較的
遠方にある物体でも見逃すことなく物体の有無の検出を
確実に行うことができる。

特に本発明装置を自動車の後方監視用に用いた場合には
、車両後退時に比較的遠くから障害物の存在を知って停
止準備を行えるので好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての光反射型物体検出装
置の発光部および受光部を示す図、第２図は第１図の受
光部による反射光の受光量と物体までの距離との関係を
示す特性図、第３図は第１図の発光部および受光部を包
含する本発明の一実施例装置の全体的構成を示すブロッ
ク図、第４図は本発明の変形例装置のブロック図、第５
図は第４図中の点灯切換え回路の構成を示す図、第６図
は本発明装置を自動車に応用した例を示す図、第７図は
Ｉｆｆ来形０物体検出装置の発光部および受光部を示す
図である。 １＋２・・・発光部、３・・・受光部、１１・・・発振
回路、１２・・・駆動回路、　　　　１３・・・帯域フ
ィルタ、１４・・・増幅器、　　　　１５・・・検波回
路１６．１７．１８・・・比較回路、１９・・・表示部
、２１．２２・・・スイッチ、２３・・・点灯切換え回
路。 負”ａ　Ｉ　Ｌ！Ｊ 第２図 ＬＩ　　　　　　　　　　　　Ｌ２　　　　　距離ｆ；
３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 物体へ照射する照射光を発生する２個の発光手段、該物
   体からの反射光を受光する１個の受光手段、および、該
   受光手段で受光した反射光のレベルに基づいて物体位置
   の遠近を判別する手段を備えた光反射型物体検出装置に
   おいて、該発光手段の一方は、その光軸が該受光手段の
   光軸とおおよそ平行的に配置されて該発光手段の照射範
   囲と該受光手段の感度範囲とが十分な遠距離点において
   も重なり合うような位置に設定され、該発光手段の他方
   は、その光軸が該受光手段の光軸をおおよそ直角的に横
   切って該発光手段の照射範囲と該受光手段の感度範囲と
   が該受光手段の近傍点でだけ重なり合うような位置に設
   定されたことを特徴とする光反射型物体検出装置。