JP2584892B2 - 物体検出器の状態検出方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の対象技術分野］ この発明は物体検出器の状態検出方式に関するもので
ある。

［従来技術とその問題点］ 一般に、この種の物体検出器は被検出物体が検出部に
対し、接近または離間することより被検出物体を検出す
るとともに、その検出部から被検出物体の存在に応じた
信号を出力し、その検出信号が所定の値に達したとき出
力信号を出す。

この種物体検出器は第１の安定動作状態たとえば被検
出物のが充分遠方にあって検出器がオフしている安定動
作状態と、第２の安定動作状態たとえば被検出物体が検
出器に十分接近し、この検出器がオン状態を維持する安
定動作状態との２つの状態を有している。ここで安定な
動作とは、（Ａ）被検出物体がないときに検出信号が十
分に小さく、また（Ｂ）被検出物体が存在するときに検
出信号が十分に大きいことである。これ以外の状態で物
体検出器が動作しているときには物体検出器から不安定
動作信号が出力されることが理想的ということになる。

物体検出器が安定な動作状態にあるかどうかを検出器
自身で自己判断し、その状態信号を出力するものがあ
る。すなわち第６図に示すように検出部１からの検出信
号を第１の比較器１においてあらかじめ設定された基準
レベルL3すなわち被検出物体の検出信号を判定する設定
値と比較することにより、被検出物体の有無や接近ない
し離間を判別し、また検出信号を第１の比較器１の基準
レベルL3よりも高い上限レベルL1を有する第２の比較器
２と比較し、その検出信号が適性か否かを判断してい
る。

第６図における検出信号物体検出信号Ｓと上記上限レ
ベルL1、第１の基準レベルL3の関係を第７図に示す。こ
の図において、検出部による検出信号物体検出信号Ｓを
判断するために、物体検出出力を得るための基準レベル
L3と、この基準レベルL3に加え安定動作検出用の上限レ
ベルL1の２つの基準設定値を有している。すなわち、基
準レベルL3から所定の値だけ高い位置に不安定動作の上
限レベルL1を設け、この上限レベルL1と基準レベルL3間
を不安定動作領域Zdとし、かつ上限レベルL1を越える領
域を安定動作領域Zfとし、基準レベルL3と物体検出信号
Ｓとの比較出力に基づき物体判定出力を出力する。この
方式は物体検出信号Ｓが基準レベルL3を越えて不安定動
作領域Zdに入り、さらに上限レベルL1を越えて安定動作
領域Zfに入ったとき物体検出器は正常状態にあることが
確認され、また第８図に示すように検出信号物体検出信
号Ｓが基準レベルL3を越えたが、不安定動作領域Zdに入
った後、上限レベルL1を越えずに基準レベルL3を通って
低下したときには不安定動作信号が出され、検出器は不
安定動作状態と判断される。

この方式は、不安定動作状態を判定する不安定動作領
域Zdの境界が物体検出出力を得る信号の判定設定値すな
わち基準レベルL3と一致しているため、物体検出信号Ｓ
が第３の設定値より小さいときは物体検出信号Ｓと第３
の設定値との差がいくら小さくなっても判定できず、不
安定な状態で動作しても不安定動作信号は出せない。

上記方法に対して、第９図に示すように不安定動作領
域の内部に物体検出信号Ｓの判定設定値すなわち基準レ
ベルL3を設定するため基準レベルL3より小さい基準設定
値である下限レベルL2を設け、この下限レベルL2と物体
検出信号Ｓとを比較して、物体検出出力が反転する際に
不安定動作かどうかを知る方法が考えられる。この方法
によれば前記方式に比べ、不安定動作領域Zd1、Zd2が基
準レベルL3の両側に存在するのでそれだけ優れていて次
の２つ状態の判定が可能となる。すなわち、物体検出信
号Ｓが十分小さい状態から上昇し、基準レベルL3を越え
ることにより物体検出出力が発せられ物体検出信号Ｓが
上限レベルL1に到達しないで減少し、下限レベルL2以下
になった場合に不安定動作信号を発するとともに、物体
検出信号Ｓが十分大きい状態から上限レベルL1を下回り
基準レベルL3以下となったとき、物体検出出力が反転
し、下限レベルL2を下回らずに上限レベルL1以上となっ
た場合不安定動作信号を発することができる。

この方式は物体検出信号Ｓが基準レベルL3を通過した
ときを不安定動作の判定に使用しているので、物体検出
信号Ｓが第９図の上限レベルL1側の安定動作領域から一
方の不安定動作領域Zd1に入り、基準レベルL3に達しな
いうちに上限レベルL1側の安定動作領域に戻るばあい、
または同図の下限レベルL2側の安定動作領域から他方の
不安定動作領域Zd2に入り、基準レベルL3に達しないう
ちに下限レベルL2側の安定動作領域に戻るばあいには物
体検出信号Ｓが基準レベルL3を通過しないので不安定動
作信号が出力されないという問題があった。

［発明の目的］ この発明は物体検出信号が一方または他方の安定動作
領域のいずれかから不安定動作領域内の基準設定値を越
え、かつ反対側の安定動作領域に入らないまま元の安定
動作領域に戻るばあいのみでなく、一方または他方の安
定動作領域のいずれかから不安定動作領域に入り、かつ
基準設定値に達しないまま元の安定動作領域に戻るばあ
いに対しても、不安定動作信号を出す物体検出器の状態
検出方法およびその装置を実現することを目的とする。

［発明の梗概］ この発明は被検出物体の存在に応じて、検出部より出
力される物体検出信号に対し、不安定動作域を設け、そ
の領域内に物体検出出力判定用の設定値が存在するよう
にし、物体検出信号が安定動作領域のいずれか一方から
不安定動作領域に入ったものの、反対側の安定動作領域
に入ることなく、元の安定動作領域に戻ったときに不安
定動作信号を出すようにしたものである。

［実施例］ 以下図によってこの発明の一実施例について説明す
る。

すなわち第１図において、１は第１の設定値たとえば
第５図の不安定動作領域Zdの上限である第１の設定値L1
を有する第１の比較器、２は不安定動作領域Zdの下限で
ある第２の設定値L2を有する第２の比較器、３は不安定
動作領域Zdにおいて第１の設定値L1と第２の設定値L2と
の中間に設定された第３の設定値を有する第３の比較
器、５は検出部でこの検出部５の出力端に第１の比較
器、第２の比較器および第３の比較器３の入力端が接続
される。また第１の比較器１と第２の比較器２の出力端
は状態判定回路６の入力端に接続される。一方第３の比
較器３の出力端は出力回路７の入力端に接続される。そ
して第３の比較器３と出力回路７により出力演算部12が
形成される。状態判定回路６と出力回路７の出力端は表
示部８にそれぞれ接続される。なお符号T9は状態判定回
路６の出力端子、また符号T10は出力回路７の出力端子
を示す。

次に上記構成における動作について第２図を参照して
説明する。まず、検出部５により被検出物体11の有無が
検出され、これに応じて物体検出出力が出力される。こ
の信号を第１、第２および第３の比較器１、２、３の３
つの設定値と比較する。なお、これらの比較器は、必要
に応じてヒステリシスを有していてもよい。

第１の設定値L1と上記物体検出信号Ｓとを第１の比較
器１により比較し、この出力を第１の判定信号J1とし、
これを状態判定回路６に入力する。

また第１の設定値L1より小さい第２の設定値L2と上記
物体検出信号Ｓを第２の比較器により比較し、その出力
を第２の判定信号J2とし、これを状態判定回路６に入力
する。

一方、第１の設定値L1より小さく、第１の設定値L2よ
り大きい第３の設定値L3と、物体検出信号Ｓとを第３の
比較器３により比較し、この出力を出力回路７を通して
出力端T10に出力する。これによって被検出物体11の有
無が出力端子T10から出力される。

状態判定回路６は、第１の判定信号J1が第１の設定値
L1を基準として、第１の安定動作領域Z1から不安定動作
領域Zd1に、または不安定動作領域Zdから第１の安定動
作領域Z1に入ると反転する。同様に第２の判定信号J2が
第２の設定値L2を基準として、第２の安定動作領域Z2か
ら不安定動作領域Zdに入るとき、または不安定動作領域
Zdから第２の動作安定領域Z2に出るときに反転する。

そして第１の判定信号J1が第１の設定値を基準とし
て、第１の安定動作領域Z1から不安定動作領域Zd1に入
り、これによって第１の判定信号J1が反転した時点t9か
ら、第２の安定動作領域Z2に入ることなく、再び第１の
安定動作領域Z1に戻り、これによって第１の判定信号J1
が反転する時点t10までの間に第２の判定信号J2が反転
しないとき、並びに、第２の判定信号J2が第２の設定値
L2を基準として第２の反転動作領域Z2から不安定動作領
域Zdに入り、これによって第２の判定信号J2が反転した
時点t5から、第１の安定動作領域Z1に入ることなく、第
２の安定動作領域Z2に戻り、これにより第２の判定信号
J2が反転する時点t6までの間に第１の判定信号J1が反転
しないときに、状態判定信号J0を反転させ、物体検出器
が不安定動作であることを出力する。

このアルゴリズムの動作を要約すると、従来例のよう
に基準レベルL3と物体検出信号Ｓとの比較出力を使用せ
ず、判定信号が安定動作領域から不安定動作領域に入っ
た後、入ったほうに戻ったら状態判定信号をセットし、
反対側に突き抜けたときには状態判定信号をリセットす
る。

第３図に状態判定回路６の動作のフローチャートを示
す。

上記実施例においては、第４図に示すように物体検出
信号Ｓが滑らかでないばあい、たとえば被検出物体11が
揺れながら移動しているばあいなどに、このような物体
検出信号Ｓが第１の設定値L1または第２の設定値L2また
は第３の設定値L3を通過するときに状態判定信号にパル
ス状の信号が発生することが考えられる。これに対して
は、第１の比較器１および第２の比較器２および第３の
比較器３に適当なヒステリシスを持たせることで解決さ
れる。

また、上述のようにJ1とJ2だけであると第４図に示さ
れるような物体検出信号Ｓが第３の設定値近傍で揺れて
物体検出出力にパルス状の信号が生じる様な場合を不安
定動作状態と判定できないが、物体検出出力を得る第３
の設定値と物体検出信号Ｓとの比較信号を状態判定に加
えることでこのような状態も不安定動作状態と検出でき
る。

すなわち、従来例として示した第４図の動作で説明す
れば、物体検出出力を得る第３の設定値L3と物体検出信
号Ｓとの比較信号が反転したときから再反転するまでに
物体検出信号Ｓは第１の設定値L1を越えることが無く、
かつ第２の設定値L2を下回ることも無かったとき、この
状態も不安定動作状態として検出できる。

［発明の効果］ この発明は上述のように被検出物体の存在に応じて物
体検出信号（Ｓ）を出力し、また第１の設定値と上記物
体検出信号（Ｓ）とを比較して第１の判定信号を出力
し、上記第１の設定値より小さい第２の設定値と上記物
体検出信号（Ｓ）とを比較し第２の判定信号を出力し、
上記第１の設定値より小さく上記第２の設定値より大き
い第３の設定値と上記物体検出信号（Ｓ）とを比較し第
３の判定信号を出力し、上記第３の判定信号に基づき物
体検出出力を出力し、上記第１の判定信号が反転したと
きから再び反転するときまでの間に上記第２の判定信号
が反転しないとき、並びに、上記第２の判定信号が反転
したときから再び反転するときまでの間に上記第１の判
定信号が反転しないときに不安定動作信号を出すように
しているので、物体検出信号（Ｓ）が一方または他方の
安定動作領域のいずれかから不安定動作領域内の基準設
定値を越え、かつ反対側の安定動作領域に入らないまま
元の安定動作領域に戻るばあいのみでなく、一方または
他方の安定動作領域のいずれかから不安定動作領域に入
り、かつ第３の設定値に達しないまま元の安定動作領域
に戻るばあいに対しても、不安定動作信号を出力するこ
とができる効果がある。

また、物体検出出力を得る第３の設定値（L3）と物体
検出信号（Ｓ）との比較信号を状態判定に加えることで
物体検出信号（Ｓ）が第３の設定値（L3）近傍で揺れて
物体検出出力にパルス状の信号が生じる様な場合も不安
定動作状態と検出できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における物体検出器の状態検出方式の
一実施例を示すブロック回路図、第２図は第１図の動作
状態を示す波形図、第３図は第１図における状態判定回
路の動作フローチャート図、第４図は第１図における特
殊な動作状態の波形図、第５図は不安定動作信号を説明
するための波形図、第６図は従来の物体検出器のブロッ
ク回路図、第７図および第８図は第６図における動作波
形図、第９図は他の従来例を示す動作波形図である。な
お、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 １……第１の比較器 ２……第２の比較器 ３……第３の比較器 ５……検出部 ６……状態判定回路 ７……出力回路 ８……表示部 11……被検出物体 12……出力演算部 T9……出力端子 T10……出力端子 L1……第１の設定値 L2……第２の設定値 L3……第３の設定値 Z1……第１の安定動作領域 Z2……第２の安定動作領域 Zd（Zd1、Zd2）……不安定動作領域 Ｓ……物体検出信号 J1……第１の判定信号 J2……第２の判定信号 J0……状態判定信号

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検出物体の存在に応じて物体検出信号
   （Ｓ）を出力し、また第１の設定値と上記物体検出信号
   （Ｓ）とを比較して第１の判定信号を出力し、上記第１
   の設定値より小さい第２の設定値と上記物体検出信号
   （Ｓ）とを比較し第２の判定信号を出力し、上記第１の
   設定値より小さく上記第２の設定値より大きい第３の設
   定値と上記物体検出信号（Ｓ）とを比較し第３の判定信
   号を出力し、上記第３の判定信号に基づき物体検出出力
   を出力し、上記第１の判定信号が反転したときから再び
   反転するときまでの間に上記第２の判定信号が反転しな
   いとき、並びに、上記第２の判定信号が反転したときか
   ら再び反転するときまでの間に上記第１の判定信号が反
   転しないときに不安定動作信号を出す物体検出器の状態
   検出方法。
2. 【請求項２】被検出物体の存在に応じて物体検出信号
   （Ｓ）を出力する検出部と、第１の設定値と上記物体検
   出信号（Ｓ）とを比較し第１の判定信号を出力する第１
   の比較器と、上記第１の設定値より小さい第２の設定値
   と上記物体検出信号（Ｓ）とを比較し第２の判定信号を
   出力する第２の比較器と、上記第１の設定値より小さく
   上記第２の設定値より大きい第３の設定値と上記物体検
   出信号（Ｓ）とを比較し第３の判定信号を出力する第３
   の比較器と、上記第３の判定信号に基づき物体検出出力
   を出力する出力回路と、上記第１の判定信号が反転した
   ときから再び反転するときまでの間に上記第２の判定信
   号が反転しないとき、並びに、上記第２の判定信号が反
   転したときから再び反転するときまでの間に上記第１の
   判定信号が反転しないときに不安定動作信号を出す状態
   判定回路を有していることを特徴とする物体検出器の状
   態検出装置。
3. 【請求項３】被検出物体の存在に応じて物体検出信号
   （Ｓ）を出力する検出部と、上記第１の設定値と上記物
   体検出信号（Ｓ）とを比較し第１の判定信号を出力する
   第１の比較器と、上記第１の設定値より小さい第２の設
   定値と上記物体検出信号（Ｓ）とを比較し第２の判定信
   号を出力する第２の比較器と、上記第１の設定値より小
   さく上記第２の設定値より大きい第３の設定値と上記物
   体検出信号（Ｓ）とを比較し第３の判定信号を出力する
   第３の比較器と、上記第３の判定信号に基づき物体検出
   出力を出力する出力回路と、上記第１の判定信号が反転
   したときから再び反転するときまでの間に上記第２の判
   定信号が反転しないとき、上記第２の判定信号が反転し
   たときから再び反転するときまでの間に上記第１の判定
   信号が反転しないとき、並びに、上記第３の判定信号が
   反転したときから再び反転するときまでの間に上記第
   １、第２の判定信号のいずれも反転しないときに不安定
   動作信号を出す状態判定回路を有していることを特徴と
   する物体検出器の状態検出装置。