JPS6276470A - Moving acceleration detector for moving body by using pyroelectric sensor - Google Patents

Moving acceleration detector for moving body by using pyroelectric sensor

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JPS6276470A
JPS6276470A JP60218485A JP21848585A JPS6276470A JP S6276470 A JPS6276470 A JP S6276470A JP 60218485 A JP60218485 A JP 60218485A JP 21848585 A JP21848585 A JP 21848585A JP S6276470 A JPS6276470 A JP S6276470A
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moving object
acceleration
pyroelectric
differential
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弘之 瀬戸
Katsuhiko Tanaka
克彦 田中
Satoshi Ito
聡 伊藤
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Abstract

PURPOSE:To improve responsiveness with a comparatively simple constitution, to detect the acceleration of a quickly moving body and to minimize an error by detecting the acceleration of the moving body with the aid of three difference signals obtained by using three pairs of pyroelectric sensors (6 units). CONSTITUTION:The pyroelectric sensors 1a-1f output detection signals S1-S6 accompanied with time delay in accordance with the moving speed of an incident infrared ray in the incident order. The detection signals S1 and S2 are given to a differential amplifier circuit 3a, which outputs a difference signal S7. On the other hand, the group of the detection signals S3 and S4 and that of the detection signals S5 and S6 are given to differential amplifier circuits 3b and 3c, respectively. The differential amplifier circuit 3b outputs a differential signal S8 with a slight hourly delay from a differential signal S7. The differential amplifier circuit 3c outputs a detection signal S9 with a slight hourly delay from the difference signal S8. Since the rise of the take a difference between the steeply changing parts of the pyroelectric sensors 1a-1f even if the rise of the detection signals S1-S6 is slow, the difference signals S5-S7 can obtain a sufficiently large difference output.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は移動物体の移動加速度の検出装置−に係り、特
には、焦電形の光センサを用いて移動物体の移動加速度
を検出する装置に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a device for detecting the moving acceleration of a moving object, and particularly to a device for detecting the moving acceleration of a moving object using a pyroelectric optical sensor. Regarding.

(従来の技術)   ゛ 焦電形センサを用いた移動加速度検出装置としては、移
動物体の移動方向に沿って3個の焦電形センサA、B、
Cを配置し、移動速度を検出したのち、移動加速度を求
めるものが考えられる。移動物体の移動速度は、3個の
焦電形センサのうちの2個のセンサを用いて次のように
検出される。
(Prior art) ゛As a moving acceleration detection device using pyroelectric sensors, three pyroelectric sensors A, B,
A conceivable method would be to arrange C, detect the moving speed, and then calculate the moving acceleration. The moving speed of a moving object is detected as follows using two of the three pyroelectric sensors.

例えば、焦電形センサA、Bが、移動物体からの赤外線
を入射することにより、第4図に示すような検出信号S
a、Sbを順に出力する。次に、これらの検出信号Sa
、Sbが、予め定められた設定レベルVoにそれぞれ達
したときの時間差T1が検出される。この時間差TIで
、予め知られている両焦電形センサの離隔距離りを除し
て、その除算結果(L/TI)から移動物体の速度が検
出される。
For example, when the pyroelectric sensors A and B receive infrared rays from a moving object, a detection signal S as shown in FIG.
Output a and Sb in order. Next, these detection signals Sa
, Sb respectively reach a predetermined setting level Vo, a time difference T1 is detected. The separation distance between the two pyroelectric sensors, which is known in advance, is divided by this time difference TI, and the speed of the moving object is detected from the division result (L/TI).

さらに、移動物体の加速度は、焦電形センサA、B、C
を用いて、次のように検出される。まず、上述した手順
で、焦電形センサA、Bの検出信号から移動物体の速度
Vlが検出され、さらに、焦電形センサB、Cの検出信
号から移動物体の速度V2が検出される。そして、これ
らの速度変化分V2−Vlを、時間差へTで除すること
により、移動物体の加速度が検出される。
Furthermore, the acceleration of the moving object is determined by the pyroelectric sensors A, B, and C.
is detected as follows. First, the velocity Vl of the moving object is detected from the detection signals of the pyroelectric sensors A and B, and further, the velocity V2 of the moving object is detected from the detection signals of the pyroelectric sensors B and C using the procedure described above. Then, by dividing these speed changes V2-Vl by the time difference T, the acceleration of the moving object is detected.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、一般に焦電形の光センサは、その応答速
度が余り速くないことが知られている。
(Problems to be Solved by the Invention) However, it is generally known that the response speed of pyroelectric optical sensors is not very fast.

このため、この種の焦電形センサは低速で移動する物体
の移動加速度検出には使用可能であってら、高速て移動
する物体については、移動加速度の検出のために必要な
センサ出力を十分に得ることかできない。そのため、従
来の検出装置は、高速移動物体の移動加速度の検出には
適していないという問題点がある。
For this reason, although this type of pyroelectric sensor can be used to detect the acceleration of objects moving at low speeds, it is difficult to use the sensor output necessary to detect the acceleration of objects moving at high speeds. I can only get it. Therefore, the conventional detection device has a problem in that it is not suitable for detecting the moving acceleration of a high-speed moving object.

また、前述した速度・加速度検出にあたって設定される
レベルVOを、十分に大きな検出信号に合わせて、高く
設定しておいた場合に、焦電形センサがその設定値以下
の小さな検出信号を出力すると、これを検知しないとい
う不都合を生じる。
Furthermore, if the level VO set for speed/acceleration detection described above is set high enough to match a sufficiently large detection signal, if the pyroelectric sensor outputs a small detection signal that is less than the set value. , this causes the inconvenience of not being detected.

逆に、設定レベルVOを低く設定してしまうと、速度な
どが検出されるべき移動物体以外からの赤外線などでも
焦電形センサが応答して誤動作をきたしてしまうおそれ
がある。そのため、従来の検出装置は焦電形センサの検
出信号の大きさに応じて、前記レベル設定値を適宜変更
しなければならないが、このような変更は装置の使用面
で大変煩わしい。
On the other hand, if the setting level VO is set low, there is a risk that the pyroelectric sensor may respond to infrared rays from a moving object other than the moving object whose speed or the like is to be detected, causing malfunction. Therefore, in the conventional detection device, the level setting value must be appropriately changed depending on the magnitude of the detection signal of the pyroelectric sensor, but such a change is very troublesome in terms of use of the device.

さらに、各焦電形センサの感度、応答速度にバラツキが
あると、各センサの検出信号の立ち上がり時間が異なっ
てくるために、速度・加速度検出の精度が悪くなるとい
う問題点もある。例えば、センサA、Hによって速度検
出する場合に、一方のセンサBの感度が低いために、こ
のセンサBから第4図(B)に示すような低レベルの検
出信号Sb°が出力されたとする。このとき雨検出信号
Sa、Sb’が設定レベルVoに到達するまでの時間差
はT2となる。この時間差T2は、前記した同レベルの
検出信号Sa、Sbが出力されたときの時間差Tlより
も長くなる。あるいは、この逆の場合もある。そのため
に加速度検出の精度が悪くなる。
Furthermore, if there are variations in the sensitivity and response speed of each pyroelectric sensor, the rise time of the detection signal of each sensor will be different, resulting in a problem that the accuracy of speed/acceleration detection will deteriorate. For example, suppose that when speed is detected by sensors A and H, one sensor B has low sensitivity, so that sensor B outputs a low-level detection signal Sb° as shown in FIG. 4(B). . At this time, the time difference between the rain detection signals Sa and Sb' reaching the set level Vo is T2. This time difference T2 is longer than the time difference Tl when the aforementioned detection signals Sa and Sb of the same level are output. Or, the opposite may be the case. Therefore, the accuracy of acceleration detection deteriorates.

そして、このようなセンサの特性値のバラツキによる加
速度検出への影響を、公知の技術手段で解決しようとす
れば、検出装置の回路構成が大変複雑なものになる。
If an attempt is made to solve the influence of such variations in sensor characteristic values on acceleration detection using known technical means, the circuit configuration of the detection device will become very complex.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、低速で移動する物体の移動加速度検出のみならず、
高速で移動する物体の移動加速度をも確実に検出するこ
とができるようにすることを目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and is capable of not only detecting the moving acceleration of an object moving at low speed, but also detecting the acceleration of an object moving at low speed.
It is an object of the present invention to make it possible to reliably detect the moving acceleration of an object moving at high speed.

さらに、本発明は、各焦電形センサ間の感度、応答速度
のバラツキに起因する加速度検出誤差を容易に小さくす
ることも目的としている。
Furthermore, another object of the present invention is to easily reduce acceleration detection errors caused by variations in sensitivity and response speed between pyroelectric sensors.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、このような目的を達成するために、センシン
グ領域内にある移動物体からの光に応答してそれぞれ検
出信号を出力するとともに、該移動物体の移動方向に沿
って、所定の間隔で一列に配置される3対(6個)の焦
電形センサと、前記3対の焦電形センサから3対の検出
信号を個別に与えられ、6対を構成する検出信号にそれ
ぞれ応答し、差動信号をそれぞれ出力する第11第2及
び第3の差動信号出力手段と、前記差動信号出力手段の
各差動信号の時間差を検出する信号処理手段と、前記差
動信号の時間差と前記焦電形センサの離隔距離とに基づ
き、移動物体の移動加速度を算出する演算処理手段とを
備えたことを特徴としている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve such an object, the present invention outputs a detection signal in response to light from a moving object within a sensing area, and also outputs a detection signal in response to light from a moving object within a sensing area. Three pairs (six) of pyroelectric sensors are arranged in a row at predetermined intervals along the movement direction, and three pairs of detection signals are individually given from the three pairs of pyroelectric sensors, and the six pairs are eleventh second and third differential signal output means each outputting a differential signal in response to a detection signal constituting the differential signal output means; and signal processing for detecting a time difference between the differential signals of the differential signal output means. and an arithmetic processing means for calculating the moving acceleration of the moving object based on the time difference between the differential signals and the separation distance of the pyroelectric sensor.

(作用) 移動物体の移動方向によって、各焦電形センサの出力に
時間的なずれが生じる結果、前記各差動信号出力手段は
差動信号を与える。前記3個の差動信号の時間差が検出
されると、前記演算処理手段は、この時間差と、予め知
られている3対の焦電形センサの各離隔距離とに基づき
、移動物体の移動速度V1.V2を算出する。
(Function) As a result of a time lag occurring in the outputs of the pyroelectric sensors depending on the moving direction of the moving object, each of the differential signal output means provides a differential signal. When the time difference between the three differential signals is detected, the arithmetic processing means calculates the moving speed of the moving object based on this time difference and the previously known separation distances of the three pairs of pyroelectric sensors. V1. Calculate V2.

さらに、演算処理手段は、前記移動速度の変化分V2−
Vlを、時間差ΔTで除することにより、移動物体の加
速度を算出する。
Furthermore, the arithmetic processing means calculates the change in the moving speed V2-
The acceleration of the moving object is calculated by dividing Vl by the time difference ΔT.

一方、差動信号出力手段は焦電形センサの検出信号の急
峻な変化部分の差動出力を与えるから、結局、センサ出
力の変化を拡大して取り出すことができる。これにより
、本検出装置の応答速度が改善され、比較的高速度の移
動物体の移動加速度をも検出することができるとともに
、各焦電形センサの感度や応答時間のバラツキによる加
速度検出の誤差も著しく軽減される。
On the other hand, since the differential signal output means provides a differential output of a sharply changing portion of the detection signal of the pyroelectric sensor, it is possible to magnify and extract changes in the sensor output. This improves the response speed of this detection device, making it possible to detect even the moving acceleration of relatively high-speed moving objects, and eliminating errors in acceleration detection due to variations in sensitivity and response time of each pyroelectric sensor. Significantly reduced.

(実施例) 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。第1図は、本発明の実施例に係る焦電形センサを
用いた、移動物体の移動方向・速度の検出も兼ねた移動
加速度検出装置の構成の概略を示した回路図である。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a moving acceleration detection device that also detects the moving direction and speed of a moving object, using a pyroelectric sensor according to an embodiment of the present invention.

本実施例の焦電形センサ1a−1fは、それぞれ一定の
範囲内からの赤外線を検知するセンシング領域を有して
いる。焦電形センサ1 a −1fは、第2図に示すよ
うに、センサ素子20として一体に形成されている。こ
のセンサ素子20は、焦電体基板21上に赤外線受光部
22a〜22fが一定の距離を隔てて、かつ前記移動方
向に沿ってほぼ平行に配置された構造になっている。こ
の赤外線受光部22a〜22fが前記焦電形センサ1a
−1fにそれぞれ対応している。焦電体基板21は、例
えば、PbZrO3−PbTi03(P Z T )系
固溶体磁器などの焦電体からなる。そして、各赤外線受
光部22a〜22fには、引出電極23a〜23fの一
端がそれぞれ接続される。引出電極23a〜23fの各
他端はそれぞれ、後述のインピーダンス変換回路2a〜
2rの各人力部に接続される外部接続端子24a〜24
fで終端している。
Each of the pyroelectric sensors 1a to 1f of this embodiment has a sensing area that detects infrared rays from within a certain range. The pyroelectric sensors 1a-1f are integrally formed as a sensor element 20, as shown in FIG. This sensor element 20 has a structure in which infrared light receiving sections 22a to 22f are arranged on a pyroelectric substrate 21 at a certain distance apart and substantially parallel to the moving direction. These infrared light receiving parts 22a to 22f are the pyroelectric sensor 1a.
-1f, respectively. The pyroelectric substrate 21 is made of, for example, a pyroelectric material such as PbZrO3-PbTi03 (PZT)-based solid solution porcelain. One end of extraction electrodes 23a to 23f is connected to each of the infrared light receiving sections 22a to 22f, respectively. The other ends of the extraction electrodes 23a to 23f are respectively connected to impedance conversion circuits 2a to 23f, which will be described later.
External connection terminals 24a to 24 connected to each human power section of 2r
It ends with f.

このような焦電形センサla〜1rは、電界効果トラン
ジスタなどから構成されたインピーダンス変換回路2a
〜2fを介して、差動増幅回路3a〜3cの負(−)・
正(+)の各入力端子にそれぞれ接続されている。差動
増幅回路3a〜3cの各出力端子は直流阻止コンデンサ
Cを介して混合器4に接続されている。混合器4は、極
性判別回路5および波形整形回路6に接続されている。
Such pyroelectric sensors la to 1r are impedance conversion circuits 2a composed of field effect transistors, etc.
~2f, the negative (-) of the differential amplifier circuits 3a to 3c.
Connected to each positive (+) input terminal. Each output terminal of the differential amplifier circuits 3a to 3c is connected to a mixer 4 via a DC blocking capacitor C. The mixer 4 is connected to a polarity determining circuit 5 and a waveform shaping circuit 6.

波形整形回路6はトリガ回路7に接続され、さらにこの
トリガ回路7は計数回路8の一方の入力端子に接続され
ている。計数回路8の他方の入力端子には発振回路9が
接続されている。この計数回路8の出力側は演算処理回
路IOに接続されている。演算処理回路10は、移動方
向・速度・加速度表示器12を駆動する駆動回路2に接
続されている。また、この駆動回路+1には前記極性判
別回路5の出力側が接続されている。なお、極性判別回
路5及び演算処理回路IOの出力そのものでも移動物体
の移動方向及び速度・加速度を検知することができるの
で、駆動回路11及び表示器12は必ずしも本発明の必
須要素とはならない。
The waveform shaping circuit 6 is connected to a trigger circuit 7, which is further connected to one input terminal of a counting circuit 8. An oscillation circuit 9 is connected to the other input terminal of the counting circuit 8. The output side of this counting circuit 8 is connected to an arithmetic processing circuit IO. The arithmetic processing circuit 10 is connected to a drive circuit 2 that drives a movement direction/speed/acceleration display 12. Further, the output side of the polarity discrimination circuit 5 is connected to this drive circuit +1. Note that the driving circuit 11 and the display 12 are not necessarily essential elements of the present invention, since the moving direction, speed, and acceleration of a moving object can be detected by the outputs of the polarity determining circuit 5 and the arithmetic processing circuit IO.

また、焦電形センサーa〜1fの前面に、第5図(A)
に示すように、結像用レンズ100を取り付けたり、同
図(B)のように凹面鏡101による反射により結像す
るなどの方法をとれば、センサから離れた位置にある物
体の移動方向・速度・加速度を検知することができる。
Also, on the front of the pyroelectric sensors a to 1f, as shown in Fig. 5(A)
As shown in (B), if a method such as attaching an imaging lens 100 or forming an image by reflection from a concave mirror 101 as shown in FIG.・Can detect acceleration.

なお、第ヰ図において、102はセンサ受光面を示して
いる。
In addition, in FIG. 3, 102 indicates a sensor light receiving surface.

次に、この実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

例えば、移動物体が焦電形センサーaから焦電形センサ
ーdの方向に向かって移動しているとする。移動物体か
ら照射された赤外線が各焦電形センサのセンシング領域
に順に入射すると、各焦電形センサーa〜1rは、第3
図(A)に示すように、入射赤外線の移動速度に応じた
時間遅れを伴った検出信号81〜S6を、前記赤外線が
入射した順に出力する。
For example, assume that a moving object is moving from a pyroelectric sensor a toward a pyroelectric sensor d. When infrared rays irradiated from a moving object enter the sensing region of each pyroelectric sensor in sequence, each pyroelectric sensor a to 1r
As shown in Figure (A), detection signals 81 to S6 with time delays depending on the moving speed of the incident infrared rays are output in the order in which the infrared rays are incident.

検出信号Sl、S2は、インピーダンス変換回路2a、
2bをそれぞれ介して、差動増幅回路3aに与えられる
。その結果、差動増幅回路3aは同図(B)に示すよう
な差動信号S7を出力する。一方、検出信号S3、S4
は、インピーダンス変換回路2c、2dを介して差動増
幅回路3bに、検出信号S5、S6は、インピーダンス
変換回路2e、2fを介して差動増幅回路3cに与えら
れる。これにより、差動増幅回路3bは、同図(C)に
示すように、前記差動信号S7よりも若干時間的に遅れ
て、差動信号S8を出力する。また、差動増幅回路3C
は、前記差動信号S8よりも、さらに若干の時間遅れを
ともなって、検出信号S9を出力する。これらの差動信
号S7、S8、S9は、直流阻止コンデンサCI、C2
、C3を介して混合器4に、それぞれ個別に与えられる
。混合器4は、前記差動信号S7、S8、S9を合成し
て、同図(E)または(F’)に示すような極性が正ま
たは負の合成信号SIOを出力する。この合成信号Sl
Oは、次段の極性判別回路5および波形整形回路6に与
えられる。
The detection signals Sl and S2 are provided by the impedance conversion circuit 2a,
2b to the differential amplifier circuit 3a. As a result, the differential amplifier circuit 3a outputs a differential signal S7 as shown in FIG. On the other hand, the detection signals S3 and S4
are given to the differential amplifier circuit 3b via the impedance conversion circuits 2c and 2d, and the detection signals S5 and S6 are given to the differential amplifier circuit 3c via the impedance conversion circuits 2e and 2f. As a result, the differential amplifier circuit 3b outputs the differential signal S8 with a slight delay in time from the differential signal S7, as shown in FIG. 3(C). In addition, the differential amplifier circuit 3C
outputs the detection signal S9 with a slight time delay compared to the differential signal S8. These differential signals S7, S8, S9 are connected to DC blocking capacitors CI, C2
, C3 to the mixer 4, respectively. The mixer 4 combines the differential signals S7, S8, and S9 and outputs a composite signal SIO having positive or negative polarity as shown in (E) or (F') in the figure. This composite signal Sl
O is applied to the next stage polarity discrimination circuit 5 and waveform shaping circuit 6.

合成信号SIOを与えられた極性判別回路5は、この信
号の正・負の極性を判別することにより、移動物体の移
動方向を判定する。例えば、上述したように、移動物体
が焦電形センサ1aから焦電形センサtbへ向かう方向
に移動した場合に、合成信号SIOの極性が正になるよ
うにする。そうすると、移動物体が前記方向とは逆の方
向に移動したときは、検出信号S2が検出信号S+より
も先に出力されるから、これらの差動信号を合成(5た
信号SIOの極性は、同図(F’)に示すように負にな
る。このように、合成信号SIOの極性によって移動物
体の移動方向を知ることができる。そして、この極性判
別回路5がその判別結果を駆動回路11に出力すること
により、移動物体の移動方向が表示器I2に表示される
The polarity determining circuit 5 supplied with the composite signal SIO determines the moving direction of the moving object by determining the positive or negative polarity of this signal. For example, as described above, when the moving object moves in the direction from the pyroelectric sensor 1a to the pyroelectric sensor tb, the polarity of the composite signal SIO is set to be positive. Then, when the moving object moves in the opposite direction to the above direction, the detection signal S2 is output before the detection signal S+, so these differential signals are combined (the polarity of the signal SIO is It becomes negative as shown in FIG. The moving direction of the moving object is displayed on the display I2.

一方、混合器4から合成信号SlOを与えられた波形整
形回路6は、これを同図(G)に示すような矩形パルス
Sllに波形整形する。この矩形パルスSllは、トリ
ガ回路7に与えられ、同図(H)に示すようなパルス信
号512a、12bに変換される。このパルス信号5I
2aのパルス幅は、合成信号SIOに含まれる二つの差
動信号s7、S8の時間差、即ち、一対の焦電形センサ
Ia。
On the other hand, the waveform shaping circuit 6, which receives the composite signal SlO from the mixer 4, shapes the waveform of this signal into a rectangular pulse Sll as shown in FIG. This rectangular pulse Sll is applied to the trigger circuit 7 and converted into pulse signals 512a and 12b as shown in FIG. This pulse signal 5I
The pulse width of 2a is the time difference between the two differential signals s7 and S8 included in the composite signal SIO, that is, the pair of pyroelectric sensors Ia.

1bからもう一対の焦電形センサlc11dまでの距M
(第2図に示した受光部の配列ピッチの2ピッチ分の距
離に相当する)を、入射赤外線が移行する時間に対応し
ている。同様に、パルス信号512bのパルス幅は、合
成信号sloに含まれる二つの差動信号S8、S9の時
間差、即ち、一対の焦電形センサlc、ldからもう一
対の焦電形センサIe、Ifまでの距離を、入射赤外線
が移行する時間に対応している。そして、この入射赤外
線の移行時間は、移動物体の移動時間に対応している。
Distance M from 1b to another pair of pyroelectric sensors lc11d
(corresponding to the distance of two pitches of the arrangement pitch of the light receiving sections shown in FIG. 2) corresponds to the time during which the incident infrared rays travel. Similarly, the pulse width of the pulse signal 512b is determined by the time difference between the two differential signals S8 and S9 included in the composite signal slo, that is, from the pair of pyroelectric sensors lc and ld to the other pair of pyroelectric sensors Ie and If. The distance corresponds to the time it takes the incident infrared rays to travel. The transit time of this incident infrared rays corresponds to the travel time of the moving object.

このようなパルス信号512aS 12bは、計数回路
8の一方入力として与えられる。そして、計数回路8の
他方入力として発振回路9がら同図(■)に示すような
りロックパルスSI3が与えられテイルから、信号51
2aS 12bと、S13との各論理積信号に含まれる
パルスの数がそれぞれ計数されることによって、移動物
体の移動時間に対υした計数値が得られる。
Such a pulse signal 512aS 12b is given as one input of the counting circuit 8. Then, as the other input of the counting circuit 8, a lock pulse SI3 is applied from the oscillation circuit 9 as shown in FIG.
By counting the number of pulses included in each AND signal of 2aS 12b and S13, a count value corresponding to the travel time of the moving object is obtained.

演算処理回路10は、前記各計数値にクロックパルスの
一個当たりの周期を乗じて、パルス信号512a、12
bのパルス幅Ta、Tbをそれぞれ算出する。そして、
前述した受光部の配列ピッチの2ピッチ分の距離りを前
記パルス幅Ta及びTbでそれぞれ除することによって
、焦電形センサ1a〜ldを通過する際の赤外線の移動
速度Vlと、焦電形センサIC〜1「を通過する際の焦
電形センサの移動速度V2とが求められる。そして、こ
の入射赤外線の移動速度Vl、V2から、前記各センサ
区間における移動物体の移動速度が求められる。このう
ちの速度算出結果■1が、駆動回路11に与えられるこ
とにより、表示器12に移動物体の速度表示がされる。
The arithmetic processing circuit 10 multiplies each count value by the period of one clock pulse to obtain pulse signals 512a, 12.
The pulse widths Ta and Tb of b are respectively calculated. and,
By dividing the distance corresponding to two pitches of the arrangement pitch of the light receiving sections described above by the pulse widths Ta and Tb, the moving speed Vl of the infrared rays when passing through the pyroelectric sensors 1a to ld and the pyroelectric The moving speed V2 of the pyroelectric sensor when passing through the sensor IC-1 is determined. From the moving speeds V1 and V2 of the incident infrared rays, the moving speed of the moving object in each sensor section is determined. The speed calculation result (1) is given to the drive circuit 11, so that the speed of the moving object is displayed on the display 12.

なお、第5図に示すようなレンズや凹面鏡を用いた場合
は、光学系により移動物体の実際の速度・加速度とセン
サ受光部上での速度・加速度とが異なるため、さらに演
算処理を施すとよい。
Note that when using a lens or concave mirror as shown in Figure 5, the actual velocity/acceleration of the moving object differs from the velocity/acceleration on the sensor light receiving section depending on the optical system, so further calculation processing may be required. good.

さらに、演算処理回路IOは、算出された移動速度V1
、V2の変化量V2−Vlを算出し、この変化量を、同
図(H)に示すパルス信号512a。
Furthermore, the arithmetic processing circuit IO calculates the calculated moving speed V1
, V2, and the pulse signal 512a shows this variation as shown in FIG.

S l 2bの立ちにがりの時間差t2−tlで除算す
ることにより、移動物体の加速度を算出する。この加速
度の算出結果は、駆動回路11に与えられることにより
、表示器12に移動物体の加速度表示がされる。
The acceleration of the moving object is calculated by dividing by the standing time difference t2-tl of S l 2b. The calculation result of this acceleration is given to the drive circuit 11, so that the acceleration of the moving object is displayed on the display 12.

ところで、第2図(A)〜(D)で示した波形図から理
解されろように、差動信号S5、S6及びS7は、焦電
形センサLa−1fの各検出信号の急峻な変化部分の差
動をとるために、前記各検出信号81〜S6の立ち上が
りが緩慢であったとしてし、その差動出力のピーク部分
の立ち上がりは極めて速くなっている。このため、高速
度の移動物体を検出する場合においても、充分大きな差
動出力を得ることができるので、低速度の移動物体の方
向・速度・加速度検出のみならず、高速度の移動物体の
方向・速度・加速度の検出も確実に行なわれる。また、
各焦電形センサの感度や応答速度にバラツキがあってら
、二つの差動信号の立ち上がりの時間差には、はとんど
影響を与えないので、移動物体の速度及び加速度を精度
よく検出4″ることかできる。
By the way, as can be understood from the waveform diagrams shown in FIGS. 2(A) to 2(D), the differential signals S5, S6, and S7 are steeply changing portions of each detection signal of the pyroelectric sensor La-1f. In order to take the differential, it is assumed that the rise of each of the detection signals 81 to S6 is slow, but the rise of the peak portion of the differential output is extremely fast. Therefore, even when detecting a high-speed moving object, a sufficiently large differential output can be obtained.・Detection of speed and acceleration is also performed reliably. Also,
Even if there are variations in the sensitivity and response speed of each pyroelectric sensor, it hardly affects the difference in the rise time of the two differential signals, so it is possible to accurately detect the velocity and acceleration of a moving object. I can do that.

なお、実施例では極性判別回路5からの正の電圧信号は
、イル、工形センサIaから焦電形センサIfの方向へ
移動物体が移動することを意味し、負の電圧信号はその
逆の方向へ移動物体が移動することを意味したが、これ
は逆の関係であってもよい。
In the embodiment, a positive voltage signal from the polarity discrimination circuit 5 means that the moving object moves from the shape sensor Ia to the pyroelectric sensor If, and a negative voltage signal means the opposite. Although it has been meant that the object moves in the direction, the relationship may be reversed.

また、実施例では、合成信号SIOの極性によって移動
物体の移動方向を検出しているが、これは前記差動信号
S5、S6、S7のうちの少なくともいずれか一方の極
性を判別することによって、検出することができること
は勿論である。
Further, in the embodiment, the moving direction of the moving object is detected based on the polarity of the composite signal SIO, but this is done by determining the polarity of at least one of the differential signals S5, S6, and S7. Of course, it can be detected.

さらに、実施例では、入射赤外線に対して、同極性の電
圧が発生する焦電形センサを用いており、そのために、
各焦電形センサの検出信号の差動信号を得る手段として
、差動増幅回路を設けている。
Furthermore, in the example, a pyroelectric sensor that generates a voltage of the same polarity with respect to incident infrared rays is used, and therefore,
A differential amplifier circuit is provided as means for obtaining differential signals of detection signals from each pyroelectric sensor.

しかし、一対の焦電形センサが入射赤外線に対して、そ
れぞれ逆極性の電圧を発生するものである場合には、差
動増幅回路3a、 3b、 3cの代わりに、加算回路
をそれぞれ設けて、これらの差動信号S5、S6、S7
を得るようにするとよい。
However, if the pair of pyroelectric sensors generate voltages of opposite polarity with respect to incident infrared rays, adder circuits are provided in place of the differential amplifier circuits 3a, 3b, and 3c, respectively. These differential signals S5, S6, S7
It is recommended that you obtain the following.

さらにまた、実施例では、6個(3対)のセンサを配置
しているが、センサをさらに追加して、即ち、7個以上
のセンサを配置した場合には、速度・加速度の平均値ら
求めることができ、検出精度の向上をはかることができ
る。
Furthermore, in the embodiment, six sensors (three pairs) are arranged, but if more sensors are added, that is, seven or more sensors are arranged, the average value of velocity/acceleration may be changed. The detection accuracy can be improved.

また、本発明に係る焦電形センサは、通常、赤外線セン
サとして用いられているが、可視光線に対しても感度を
もつので、例えば、移動物体に可視光を照射して、その
反射光を検出するようにしてもよい。
The pyroelectric sensor according to the present invention is usually used as an infrared sensor, but it is also sensitive to visible light, so for example, when a moving object is irradiated with visible light, the reflected light is detected. It may also be detected.

(効果) 以上のように、本発明に係る装置は、3対(6個)の焦
電形センサを用いて得られる3個の差動信号によって、
移動物体の加速度検出を行っているから、比較的簡単な
構成によって装置の応答性が改善され、高速移動物体の
加速度検出が可能となるとと乙に、各焦電形センサの感
度や応答速度のバラツキによる加速度検出の誤差を小さ
くすることができる。
(Effects) As described above, the device according to the present invention provides three differential signals obtained using three pairs (six) of pyroelectric sensors.
Since the acceleration of a moving object is detected, the response of the device can be improved with a relatively simple configuration, making it possible to detect the acceleration of a high-speed moving object. Errors in acceleration detection due to variations can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例に係る焦電形センサを用いた移
動物体の移動加速度検出装置の構成の概略を示した回路
図、第2図は本実施例で用いられるセンサ素子の説明図
、第3図は第1図に示した装置の動作説明図、第4図は
従来の検出装置による速成検出の説明図、第5図は本発
明のその他の実施例の説明図である。 1a〜1r・・・焦電形センサ、2a〜2r インピー
ダンス変換回路、3a〜3c・・差動増幅回路、4・・
混合器、5・・・極性判別回路、6・・波形整形回路、
7・・・トリガ回路、8・・・計数回路、9・・発振回
路、10・・・演算処理回路、II・・駆動回路、12
・・・移動方向・速度・加速度表示器。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an outline of the configuration of a device for detecting moving acceleration of a moving object using a pyroelectric sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a sensor element used in this embodiment. , FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the apparatus shown in FIG. 1, FIG. 4 is an explanatory diagram of rapid detection by a conventional detection device, and FIG. 5 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention. 1a-1r...pyroelectric sensor, 2a-2r impedance conversion circuit, 3a-3c...differential amplifier circuit, 4...
mixer, 5... polarity discrimination circuit, 6... waveform shaping circuit,
7...Trigger circuit, 8...Counting circuit, 9...Oscillation circuit, 10...Arithmetic processing circuit, II...Drive circuit, 12
...Moving direction/speed/acceleration indicator.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)センシング領域内にある移動物体からの光に応答
してそれぞれ検出信号を出力するとともに、該移動物体
の移動方向に沿って、所定の間隔で一列に配置される3
対(6個)の焦電形センサと、前記3対の焦電形センサ
から3対の検出信号を個別に与えられ、各対を構成する
検出信号にそれぞれ応答し、差動信号をそれぞれ出力す
る第1、第2及び第3の差動信号出力手段と、 前記差動信号出力手段の各差動信号の時間差を検出する
信号処理手段と、 前記差動信号の時間差と前記焦電形センサの離隔距離と
に基づき、移動物体の移動加速度を算出する演算処理手
段とを備えたことを特徴とする焦電形センサを用いた移
動物体の移動加速度検出装置。
(1) Three sensors that output detection signals in response to light from a moving object within the sensing area, and are arranged in a line at predetermined intervals along the moving direction of the moving object.
Pairs (6 pieces) of pyroelectric sensors and 3 pairs of detection signals from the 3 pairs of pyroelectric sensors are individually given, and differential signals are output respectively in response to the detection signals forming each pair. first, second, and third differential signal output means for detecting a time difference between the differential signals of the differential signal output means; a signal processing means for detecting a time difference between the differential signals of the differential signal output means; and a time difference between the differential signals and the pyroelectric sensor. 1. An apparatus for detecting moving acceleration of a moving object using a pyroelectric sensor, comprising: arithmetic processing means for calculating the moving acceleration of the moving object based on the separation distance of the moving object.
(2)前記センシング領域内からの光のみを前記焦電形
センサに集光させる集光用レンズを備えた特許請求の範
囲第1項記載の焦電形センサを用いた移動物体の移動加
速度検出装置。
(2) Detection of moving acceleration of a moving object using the pyroelectric sensor according to claim 1, which is provided with a condensing lens that focuses only light from within the sensing area onto the pyroelectric sensor. Device.
(3)前記センシング領域内からの光のみを前記焦電形
センサに集光させる凹面境を備えた特許請求の範囲第1
項記載の焦電形センサを用いた移動物体の移動加速度検
出装置。
(3) Claim 1 comprising a concave border that focuses only light from within the sensing region onto the pyroelectric sensor.
A device for detecting the moving acceleration of a moving object using the pyroelectric sensor described in 1.
JP60218485A 1985-09-30 1985-09-30 Moving acceleration detection device for moving objects using pyroelectric sensor Expired - Lifetime JPH0644007B2 (en)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57106866A (en) * 1980-12-23 1982-07-02 Sumitomo Rubber Ind Ltd Golf measuring device
JPS5968279U (en) * 1982-10-28 1984-05-09 株式会社ナブコ Automatic door detector
JPS59100864A (en) * 1982-11-12 1984-06-11 ブル−ノ・ツムバツハ Method of detecting motion of body through noncontacting manner

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