JPH0430552Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、例えば所定の検知エリア内における
人体等の存在の有無を検知して自動ドアの開閉や
防犯警報装置の作動を制御するための起動用セン
サに適用できる物体検知用光電センサに関するも
のである。

〈従来の技術〉 従来、人体等の物体を検知して防犯警報装置の
作動や自動開閉ドアの開閉を制御するための起動
用スイツチに利用される非接触型の光電センサと
しては種々の方式のものが案出され、既に実用化
されている。これらのうち、投光器から投射した
可視光線や赤外光線等の光線の反射光を受光する
反射型の物体検知用光電センサとしては、物体か
らの反射光の光量変化を検知するものや、物体か
らの反射光の光量の絶対量を検知するものがあ
る。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、光量変化を検知するものは、人
体が静止した場合には光量の変化がないことから
検知できない欠点があり、そのため、自動開閉ド
アのセンサとして用いる場合には、ドアの直近で
人体が立ち止まつた時にドアが閉じて人体が挟ま
れてしまう危険性があり、安全性に問題がある。
一方、受光量を検知するものは、背景や検知物体
の反射率の相違による光量の大小等に影響される
ため、設置時の調整が極めて困難である。しか
も、比較的遠距離の物体を検知するために検知感
度を高くすると、近距離に反射率の高い背景があ
つた場合に人体が存在しないにも拘わらず検知信
号を誤出力する。従つて、検知感度を低くする必
要があることから検知距離が短くなる欠点があ
る。そこで、前述の両方式の検知機構を１台の装
置として組込むと、装置全体が大型化するととも
に、構成が複雑化して高価となる。

〈考案の目的〉 本考案は、このような従来の課題に鑑みなされ
たもので、簡単な構成により人体が静止した場合
にも確実に検知することができ、設置に煩雑な調
整を必要とせず、さらには背景の影響を殆んど受
けることなく比較的遠距離の物体をも検知できる
物体検知用光電センサの提供を目的とするもので
ある。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案の物体検知用光電センサは、前記目的を
達成するために、投光手段から所定の検知エリア
に向けて可視光線、赤外線光等の光線を一定周期
のパルス変調光として投射し、この光線の被検知
物体による反射光を受光手段で受光して光電変換
し、この電気信号により被検知物体の検知エリア
内における存在の有無を検知する反射型物体検知
用光電センサにおいて、一対の前記投光手段およ
び受光手段を並設し、前記受光手段の受光信号を
前記一定周期に同期してサンプリングして受光量
に対応する信号に変換する受光量検知回路と、こ
の受光量検知回路の出力信号をその増減変化分の
増幅信号に変換する受光変動量検知回路と、前記
受光量検知回路の出力信号レベルを設定レベルと
比較してこの設定レベル以上と判別した時に信号
出力する第１の比較回路と、前記受光変動量検知
回路の出力信号を上、下限の各設定レベルと比較
して両設定レベル間の範囲外と判別した時に信号
出力する第２の比較回路と、前記両比較回路の少
なくとも一方から信号が入力されることにより物
体検知信号を出力するオア回路とを備えた構成を
特徴とするものである。

〈作用〉 投光手段と受光手段をそれぞれ１組設けるのみ
の簡単な構成としながらも、受光手段の受光信号
を受光変動量検知回路および受光量検知回路に入
力することによつて２種の信号に分解しているた
め、受光量の変化と受光量の絶対量との両方を同
時に検知できる。そのため、自動開閉ドアの起動
スイツチに適用した場合、第１の比較回路の設定
レベルを高くして受光量による物体検知の検知感
度を低く設定すれば、背景の反射率の相違による
影響を殆んど受けないので、設置時における調整
が容易となる。また、受光量による物体検知手段
は、前述のように検知感度を低く設定しても、ド
ア真近の近距離における物体検知には何ら支障が
なく、ドア近傍で静止した人体等を検知できる。
比較的遠距離の物体は、受光変動量検知回路と第
２の比較回路とにより検知できる。

〈実施例〉 以下、本考案の好適な実施例を図面に基いて詳
細に説明する。

第１図において、投光タイミングを設定する同
期信号を発生させる発振部１と、この同期信号に
基づいて発光駆動される発光素子２と、発光素子
２の発光を被検知物体４を検知するための検知エ
リアに向け投射する投光レンズからなる光学系３
とにより投光手段が構成されている。一方、投光
手段による光線の被検知物体４による反射光を受
光して光電変換する受光手段は、被検知物体４に
よる反射光を集光するための凸レンズからなる光
学系５と、この光学系５の集光面に配設され受光
量をこれに対応した電気信号に変換する受光素子
６と、この受光素子６の出力電気信号を増幅する
増幅部７とにより構成されている。この増幅部７
の出力信号が、サンプルホールド回路からなる受
光量検知回路８に入力され、この受光量検知回路
８から出力される受光量に対応した信号の大小が
第１の比較回路９で比較判別される。

一方、受光量検知回路８の出力信号は、微分用
コンデンサ１０およびACアンプ１１からなる受
光変動量検知回路１２に入力され、この受光変動
量検知回路１２の出力信号の変化分が第２の比較
回路１３で比較判別される。両比較回路９，１３
の出力がオア回路１４を介して物体の検知信号と
して出力され、出力部１５から例えばドア開閉信
号が出力される。

次に、前記実施例装置の作用を第２図乃至第４
図を参照しながら説明する。

第３図および第４図は自動開閉ドアの起動スイ
ツチＳに適用した場合の説明図で、起動スイツチ
Ｓは、第３図に示すように、自動開閉ドアＤの上
方位置の壁面においてこのドアＤの前方の所定の
検知エリアＥに向けて設置される。また、第４図
に示すように、投光手段としての投光器Ａと受光
手段としての受光器Ｂとは近接して並設されてい
るが、投光器Ａの投光ビームA′が受光器Ｂによ
る受光エリアB′の床面を直接投射しないよう設
定されている。この理由は、投光ビームA′を受
光エリアB′に合致させて投射すると、受光エリ
アB′の床面による反射光が受光器Ｂに常時受光
されるためである。

投光器Ａにおいて、発光素子２は第２図ａにそ
の波形を示す同期信号により発光駆動され、この
発光素子２の発光が光学系３を介してパルス変調
光よりなる投光ビームA′が常に投射されている。
今、第３図に示すように、人体Ｈが矢印で示すよ
うに自動開閉ドアＤに近づき、受光素子６の出力
受光信号の波形を示した第２図ｂにおいて、Ｔ２
の時間帯に検知エリアＥ内に入つて自動開閉ドア
Ｄに向け接近し、Ｔ３の時間帯において検知エリ
アＥ内で立ち止まり、Ｔ４の時間帯において今度
は自動開閉ドアＤから遠ざかる方向に向け歩行
し、Ｔ５の時間帯において検知エリアＥ外に出た
場合を仮定して説明する。Ｔ１の時間帯では検知
エリアＥ内に人体が入つていないから、受光素子
６からは、第２図ｂに示すように受光エリア
B′の床面である背景からの反射光を光電変換し
た微小なパルス信号が出力され、Ｔ２，Ｔ３，Ｔ
４の各時間帯においては、それぞれ第２図ｂに示
すように人体Ｈの反射光の光量に応じたパルス信
号が受光素子６から出力される。この受光素子６
の出力パルス信号が増幅部７で増幅された後に受
光量検知回路８で発振部１からの同期信号に同期
してサンプリングされ、受光量検知回路８から
は、第２図ｃに示すように受光量に対応した波形
のサンプルホールド信号が出力される。

このサンプルホールド信号は第１の比較回路９
および受光変動量検知回路１２に対しそれぞれ出
力される。先ず、第１の比較回路９において、サ
ンプルホールド信号と第２図ｃに破線で示す設定
レベルと比較され、第２図ｅに示すように、サン
プルホールド信号が設定レベル以上となつた時の
みハイレベルの判定信号がオア回路１４に対し出
力される。一方、受光変動量検知回路１２におい
て、サンプルホールド信号がコンデンサ１０で微
分されて増減変化分が抽出され、且つ抽出信号が
ACアンプ１１で増幅されて第２図ｄに示すよう
に受光量の変化に対応した波形の信号が出力さ
れ、この出力信号が第２の比較回路１３で第２図
ｄにそれぞれ破線で示す上、下限の設定レベルと
比較されるとともに、第２図ｆで示すように入力
信号が上、下限の設定レベル範囲外となつた時の
みハイレベルの判定信号が出力される。この両比
較回路９，１３の各判定信号がオア回路１４で論
理和をとられて第２図ｇに示すような波形の物体
検知信号が出力部１５に対し出力される。この物
体検知信号は、第２図ｂに示したＴ１〜Ｔ５の各
時間帯における人体と検知エリアＥとの位置関係
から明らかなように、移動および静止の状態の別
に拘わらず人体Ｈの検知エリアＥ内における存在
の検知信号となる。

第２図ｂおよび同図ｆの比較から明らかなよう
に、人体Ｈが立ち止まつて静止しない限り受光変
動量検知回路１２により人体の検知エリアＥ内の
存在を検知できる。これを第３図により詳説する
と、光線ＬのうちのＬ１で示す大部分の光線を人
体Ｈが遮ることにより人体Ｈの移動を検知でき
る。換言するとＥ１で示す範囲内を人体Ｈが移動
した場合にこれを受光変動量検知回路１２で検知
できる。このようにドアＤら比較的遠距離の人体
Ｈを受光変動量検知回路１２で検知できるから、
静止状態をも検知できる受光量による検知手段で
は、ドアＤ近傍における人体Ｈの存在の有無のみ
を検知すればよいことになる。そこで、第２図ｃ
に破線で示す第１の比較回路９の設定レベルを高
くして人体Ｈの検知感度を低く設定してある。従
つて、受光量検知回路８と第１の比較回路９によ
る受光量の検知手段では、第３図に示す光線Ｌの
うちのＬ２で示す近距離部分の光線を人体Ｈが遮
つた時のみ検知できる。即ち、Ｅ２で示すドアＤ
の近傍箇所における人体Ｈの存在のみを検知す
る。このように、受光量の検知感度を低く設定す
ることにより、背景の反射率の相違による影響を
殆んど受けないので、設置時に煩雑な調整を行な
う必要がなく、反射率の高い背景による反射光に
よつて人体Ｈが存在しないにも拘わらず検知信号
を出力する誤動作を防止できる。特に、ドアＤか
ら比較的遠距離における背景の高い反射率に起因
する誤動作は絶無となる。

この光電センサを自動開閉ドアＤの起動スイツ
チとして適用した場合には、受光変動量検知回路
１２によりドアＤから比較的遠距離に近接した人
体Ｈを検知して、人体ＨがドアＤの前に到達する
までに予めドアＤを開放しておくことができ、し
かも、ドアＤの真近で人体Ｈが立ち止まつて静止
した場合にも、受光量検知回路８と第１の比較回
路９とによる検知手段で人体Ｈを検知でき、ドア
Ｄが閉つてこれに挟まれるトラブルも発生しな
く、安全である。

尚、前記実施例では、投光手段および受光手段
をそれぞれ１組設けた場合を例示して説明した
が、これに限定されるものではなく、１組の投光
手段により光学系を介して複数の検知エリアを設
定したり、複数の検知エリアにそれぞれ対応する
複数組の受光手段による受光信号を合成した後に
２種の信号に分解する等の種々の変形例をも包含
し得るのは勿論である。

〈考案の効果〉 以上詳述したように本考案の物体検知用光電ス
イツチによると、単一の受光手段の受光信号を受
光量検知回路と受光変動量検知回路とにより２種
の信号に分解するとともに、この各信号をそれぞ
れ個別の比較回路で設定レベルと比較判別し、こ
の両比較回路の出力をオア回路を介して少なくと
も何れか一方の信号出力により物体検知信号を発
生させる構成としたので、遠距離の人体は受光変
動量で検知できるので、受光量による物体検知手
段の検知感度を低く設定でき、それにより設置時
の煩雑な調整が不要になるとともに、反射率の良
い背景による誤動作を防止することができる。ま
た、前述の検知感度を低く設定した受光量による
物体検知手段により、近距離における物体をこれ
の静止状態においても検知でき、自動開閉ドアの
起動スイツチに適用した場合に、ドアに挟まれる
と云つたトラブルを防止でき、安全である。しか
も、投光手段および受光手段は一対備えるだけで
あるから、小型で安価なものとなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の物体検知用光電センサの１実
施例のブロツク構成図、第２図は第１図の各部の
信号波形を示すタイミングチヤート、第３図およ
び第４図はそれぞれ自動開閉ドアの起動スイツチ
に適用した場合の説明図である。 ２……発光素子、４……被検知物体、６……受
光素子、８……受光量検知回路、９……第１の比
較回路、１２……受光変動量検知回路、１３……
第２の比較回路、１４……オア回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 投光手段から所定の検知エリアに向けて可視
   光線、赤外線光等の光線を一定周期のパルス変
   調光として投射し、この光線の被検知物体によ
   る反射光を受光手段で受光して光電変換し、こ
   の電気信号により被検知物体の検知エリア内に
   おける存在の有無を検知する反射型物体検知用
   光電センサにおいて、一対の前記投光手段およ
   び受光手段を並設し、前記受光手段の受光信号
   を前記一定周期に同期してサンプリングして受
   光量に対応する信号に変換する受光量検知回路
   と、この受光量検知回路の出力信号をその増減
   変化分の増幅信号に変換する受光変動量検知回
   路と、前記受光量検知回路の出力信号レベルを
   設定レベルと比較してこの設定レベル以上と判
   別した時に信号出力する第１の比較回路と、前
   記受光変動量検知回路の出力信号を上、下限の
   各設定レベルと比較して両設定レベル間の範囲
   外と判別した時に信号出力する第２の比較回路
   と、前記両比較回路の少なくとも一方から信号
   が入力されることにより物体検知信号を出力す
   るオア回路とを備えてなる物体検知用光電セン
   サ。 (2) 前記受光量検知回路を、前記受光手段の受光
   信号を前記投光手段の一定周期の投光タイミン
   グに同期してサンプリングし且つホールドする
   構成とし、前記受光変動量検知回路を、前記受
   光量検知回路の出力信号を微分してその増減変
   化分を抽出し且つその抽出信号を増幅する構成
   としたことを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載の物体検知用光電センサ。