JPH04104081A - 移動体センサー - 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】 ［発明の対象技術分野］ この発明は移動する被検出物体を光学的に検出する技術
に係り、とくに検出装置には投光部を有さす、もっばら
被検出物体からの光を捕えることにより移動する被検出
物体を検出する技術に関する。

［従来技術とその問題点］ 一般に第２図に示すように検出装置に投光部がなく、か
つ被検出物体５をレンズ系ｌを介して受光面上に結像さ
せる方式は、被検出物体５が発光体であるばあいを除き
、環境光か被検出物体５に当たり、この被検出物体によ
って反射した光が受光部２に入射し、この出力か電子回
路部３により処理され、これによって検出器４は被検出
物体か移動したことを検出する。

そして被検出物体５か動かないばあいは、環境光の強度
か一定である限り、検出器４に入射する光量は時間に関
して一定である。被検出物体５が動くばあい、この被検
出物体が無限に大きい無地の平板など、特殊なばあいを
除き、検出器４に入射する光の量が時間的に変化するの
で、光量検出素子を受光面に配すると、光量の時間的な
変化により移動体を検出することができる。

この方法は極めて簡単であるが、光学的なノイズが大き
く実用化されてない。つまり、被検出物体が動くことに
より起こる受光面上の光量変化が極めて少なく、被検出
物体が動く以外の受光面上の光量変化と比べ区別ができ
ない。もっとも大きな光学的なノイズの１つが螢光灯な
どの交流光ノイズである。

これに対して、たとえば受光面上に２Ｎ個に分割された
受光素子を配し、これを交互にプラス端子、マイナス端
子に接続し、プラス端子、マイナス端子に集められた信
号の差の信号を作り、この差の信号のうち、商用周波数
すなわち５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚより十分低い周波数
成分を取り出すことにより、螢光灯などの交流光の影響
を取り除く方法かある。

第６図に示すものはその方法を具体的に表したもので、
２Ｎ個に分割された受光素子２１，２２、・・・２ｎを
交互に、互いに異なる２つの端子すなわち加算回路１０
ａ、１０ｂにそれぞれ接続し、この二つの端子を電流−
電圧変換回路１１に接続し、さらに差動増幅器１２、周
波数フィルタ１３、比較回路１６、出力回路１７に順次
接続する。

この方法によれば、たとえば、所定の明るさの場所の歩
行者を検出することは可能である。すなわち、均等に入
射する光が時間的に変化しても、２つの信号には差が生
じない。被検出物体が移動すると、受光面上の被検出物
体の像か動き、２つの信号に差が生じるので、この２つ
の信号の差により移動体か検出できる。この方式は、受
光面上に明るさが移動するときだけ信号変化か起こるの
で、光ノイズが前記方法に比べ改善でき、それだけ感度
を高くすることができる。

一方、この方式によれば、移動する被検出物体の検出が
可能となる反面、被検出物体の検出感度か環境光により
太き（変わってしまうということが発見された。すなわ
ち、環境光が螢光灯の場合、被検出物体の移動に因る信
号と光学的ノイズともに環境光の大きさにほぼ比例する
。

第６図に示す判定回路１６で比較する基準値は、移動体
センサーか使用される環境か最も明るいときのノイズよ
りも大きな値である必要がある。

このとき、環境光が１／ｍであると、光ノイズ、信号と
もに１／ｍとなるので、明るいときには検出できた移動
体の動きが検出できなくなる。

［発明の目的］ この発明はこのような従来の問題点に鑑み、環境の明る
さか違っても、つねに高感度で移動体を検出できる移動
体検出センサーを実現することを目的とする。

［発明の梗概］ この発明はその目的を達成するために複数に分割された
受光素子を交互に第１の端子および第２の端子に接続し
、これらの２つの端子から得られる信号にプラスの重み
係数とマイナスの重み係数を乗算した後に加算して第１
の信号を得、また分割された複数の受光素子からの出力
を加算することにより第２の信号を得、これら２つの信
号の比率により、移動体を検出するものでそのマイナス
の重み係数とプラスの重み係数との比率は、受光面に光
が入射したときに第１の信号かゼロとなるような比率で
ある。

し実施例］ 以下図によってこの発明の一実施例について説明する。

なお、基本的な構造は第２図に示すものと同一であるの
でその説明を省略する。

すなわち第３図において受光器２は受光面上に複数たと
えば２ＮＩＩＩに分割された受光素子２１゜２２．２３
・・・２ｎにより構成される。これらの受光素子はたと
えば第４図に示すように帯状に配設される。そしてこれ
らの受光素子はその配列方向において交互に２つの加算
回路１０ａ、１０ｂに接続される。すなわち奇数番目の
受光素子２１．２２．２３＝２ｎ−１は第１の加算回路
１０ａに、また偶数番目の受光素子２２．２４．２６・
・・２ｎは第２の加算回路１０ｂにそれぞれ接続される
。この加算回路の第１と第２の出力端は電流−電圧変換
回路１１の第１と第２の入力端にそれぞれ接続される。

電流−電圧変換回路ｌｌの第１の出力端は差動増幅器１
２の第１の入力端たとえばプラス端子に、またその第２
の出力端は差動増幅器１２の第２の入力端たとえばマイ
ナス端子にそれぞれ接続される。差動増幅器１２の出力
端には周波数フィルタ１３が接続される。この周波数フ
ィルタは所定の周波数帯域における信号のみを通過させ
るもので、すなわち電流−電圧変換回路１１の出力信号
の中、交流骨のみを通過させる。一方、電流−電圧変換
回路１１の第２の出力端には増幅回路１４が接続され、
かつその増幅回路の出力端にはローパスフィルタ１５が
接続される。このローパスフィルタは電流−電圧変換回
路１１からの出力信号の中、直流分のみを通過させる。

そしてこのローパスフィルタと差動増幅回路１２により
演算回路が構成される。また周波数フィルタ１３の出力
端は判定回路１６たとえば比較回路の第１の入力端に接
続され、またローパスフィルタ１５の出力端は判定回路
１６の第２の入力端に接続される。この判定回路の出力
端には出力回路１７が接続される。なお必要に応じて判
定回路１６の出力端には表示回路１８が接続される。

上記構成において、被検出物体５によって反射された光
はレンズ系１を通って受光面上に結像される。このとき
外乱光も一緒に受光面上に入る。

受光面において受光器２に入った光は交互に異なる端子
に接続された受光素子によって検出され、光電流に変換
される。この光電流は電流−電圧変換回路１１によって
電圧に変換され、その第１の出力は差動増幅回路１２の
第１の入力端たとえばマイナス端子に供給され、これに
よって電流−電圧変換回路１１の第１の出力端からの信
号にはマイナスの重み係数が乗算される。また電流−電
圧変換回路１１の第２の出力は差動増幅回路１２の第２
の入力端たとえばプラス端子に供給され、これによって
電流−電圧変換回路１１の第２の出力端からの信号はプ
ラスの重み係数が乗算される。

モして差動増幅回路１２において、２つの入力信号は加
算されて出力され。さらにこの出力信号は周波数フィル
タによってその出力信号の所定の帯域のみが通過し、第
１の信号となる。

なお、マイナスの重み係数とプラスの重み係数との比率
は受光面に光か均等に入射したとき、第１の信号すなわ
ち差動増幅回路１２の出力がゼロとなるような値である
。

一方、電流−電圧変換回路１１の出力は増幅回路１４に
とって増幅された後、ローパスフィルタ１５に供給され
る。このフィルタによって電流−電圧変換回路１１の出
力信号の中、直流分のみか通過し、第２の信号となる。

なお、この第２の信号は上記各受光素子２１．２２・・
・２ｎがらの出力を加算したものである。

さらに判定回路１６すなわち比較回路において第１の信
号と第２の信号の比率がとられ、これが判定信号として
出力回路１７および表示回路１８に供給される。

なお、増幅回路１４に供給される信号すなわち環境光の
明るさ信号は、多分割された受光素子２１．２２・・・
２ｎからのすべての信号を加算しても良いし、一部の受
光素子からの信号を加算しても良い。

また受光素子２１．２２・・・２ｎは第３図に示すよう
に一つの線に沿って帯状に配列したものについて説明し
たがこの配列状態は第４図に示すように田の字状に配設
してもよい。さらに受光素子の分割方法は、均等分割し
たばあいについて説明したか、均等分割する必要はなく
、第５図に示すように不均一であってもよい。かつそれ
らの数は必すしも偶数個で無くてもよい。

なぜならば、加算回路１０ａ、１０ｂすなわちプラス端
子、マイナス端子に接続された受光素子の等両受光面積
の総和が互いに等しいばあい、受光面に均等に入射する
光は、差の信号に現れないから問題がなく、また加算回
路１０ａ、１０ｂすなわちプラス端子、マイナス端子に
接続された受光素子の等両受光面積の総和が互いに等し
くないばあい、受光面に均等入射する光が、後段の回路
において、差の信号となって現れないようにする対策を
とればよいからである。より具体的には電流−電圧変換
回路１１の変換効率、一般には負荷抵抗値を双方の等偏
愛光面積の比の逆数とするとすることにより解決される
。

なおこの発明は次の態様によって適宜実施される。

（１）複数に分割された受光素子を受光面に配し、レン
ズ系を介して被検出物体の像を上記受光面に結像させ、
上記複数に分割された受光素子よりの個々の出力にプラ
スの重み係数、あるいは、マイナスの重み係数を乗算し
た後に加算した第１の信号と、上記複数に分割された受
光素子よりの個々の出力を加算した第２の信号と、上記
第１の信号と上記第２の信号の比率により、移動物体を
検知するとともに、上記プラスの重み係数と上記マイナ
スの重み係数との比率は、上記受光面に均等に光が入射
したとき、上記第１の信号がゼロとなるような比率であ
る。

（２）複数に分割された受光素子を受光面に配し、レン
ズ系を介して被検出物体からの光を上記受光面に結像さ
せ、上記複数に分割された受光素子からの個々の出力に
プラスの重み係数、あるいは、マイナスの重み係数を乗
算した後に加算した第１の信号と、上記複数に分割され
た受光素子からの個々の出力を加算した第２の信号と、
上記第１の信号の第１の所定の周波数領域の成分より所
定の比率だけ上記第２の信号の第２の所定の周波数領域
の成分を減算した信号により、上記被検出物体の移動を
検出するとともに、上記プラスの重み係数と上記マイナ
スの重み係数との比率は、上記受光面に均等に光か入射
したとき、上記第１の信号がゼロとなるような比率であ
る。

（３）被検出物体を結像させるレンズ系と、このレンズ
系により被検出物体からの光を結像させる受光面上に配
設され、複数に分割された受光素子と、この各受光素子
からの出力に選択的にプラスあるいはマイナスの重み係
数を乗算した後にこれらを加算して第１の信号を出力す
る演算回路と、上記受光素子からの出力を加算して第２
の信号を出力する加算回路と、上記第１の信号の第１の
所定の周波数領域の信号成分より、上記第２の信号の第
２の所定の周波数領域の信号成分を減した信号により、
被検出物体の移動を判定し判定信号を出力する判定回路
を有し、上記プラスの重み係数と上記マイナスの重み係
数との比率は、上記受光面に均等に光が入射したとき、
上記第１の信号がゼロとなるような比率である。

、［発明の効果］ この発明は上述のように、各受光素子間の差の信号と環
境の明るさの信号とを比較するようにしたので、測定環
境の明るさが変化するにつれて、比較する信号も変化し
、すなわち被検出物体の動きによる信号が明るさに応し
て小さくなっても、その移動体を環境の明るさに左右さ
れずに常に高感度で検出できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における移動体センサーのブロック図
、第２図は移動物体センサーの基本的な構成を示す構成
図、第３図は受光素子の分割状態を示す平面図、第４図
および第５図は受光素子の他の実施例を示す平面図、第
６図は従来の移動体センサーのブロック図である。 ■・・・・レンズ系 ２・・・・受光部 ３・・・・電子回路部 ４・・・・検出器 ５・・・・被検出物体 ｌＯ・・・加算回路 １１・・・電流−電圧変換回路 １２・・・差動増幅回路 １３・・・周波数フィルタ １４・・・増幅回路 １５・・・ローパスフィルタ １６・・・判定回路 １７・・・出力回路 １８・・・表示回路 代理人　　弁理士　田澤博昭　外２名 −” ＩＩ　１　図 第２図 ＊３ｇ　　第５１１　　　第４ｇ 第　６ＷＡ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被検出物体を結像させるレンズ系と、このレンズ系に
   より被検出物体からの光を結像させる受光面上に配設さ
   れ、複数に分割された受光素子と、この各受光素子から
   の出力に選択的にプラスあるいはマイナスの重み係数を
   乗算した後にこれらを加算して第１の信号を出力する演
   算回路と、上記受光素子からの出力を加算して第２の信
   号を出力する加算回路と、上記第１の信号と上記第２の
   信号の比率により、上記被検出物体の移動状態を判定し
   、判定信号を出力する判定回路を備え、上記プラスの重
   み係数と上記マイナスの重み係数との比率は、上記受光
   面に均等に光が入射したとき、上記第１の信号がゼロと
   なるような比率であることを特徴とする移動体センサー
   。