JPH0616087B2 - 光電検出装置 - Google Patents

光電検出装置

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JPH0616087B2
JPH0616087B2 JP62236209A JP23620987A JPH0616087B2 JP H0616087 B2 JPH0616087 B2 JP H0616087B2 JP 62236209 A JP62236209 A JP 62236209A JP 23620987 A JP23620987 A JP 23620987A JP H0616087 B2 JPH0616087 B2 JP H0616087B2
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、被検出物の反射光を利用した光電検出装置
で、例えば、自動車などに備えるバツクセンサーとして
利用するところの光電検出装置に関する。
「従来の技術」 被検出物の反射光を利用した光電検出装置として様々な
構成のものがあるが、その一例を第10図に示す。
この従来例は、発光ダイオード11の発光を被検出物1
2に投光し、被検出物12からの反射光をフォト・トラ
ンジスタ13で受光する構成となっている。
この光電検出装置によれば、被検出物12が距離dの範
囲にあるかぎりその存在を確認することができ、また、
フォト・トランジスタ13の出力閾値を予め定めれば、
このトランジスタ13の光電流が遮断したときを確認す
ることで、被検出物12までの最大距離dmaxを検出
することができる。
「発明が解決しようとする問題点」 上記したような検出装置は、被検出物12の反射率や反
射面の形状などの違いによって反射光の強さが変わるた
め、被検出物12が特定され、被検出物12が入れ換わ
ると、最大距離dmaxの値が変ってくる。
したがって、この検出装置は特定の被検出物(特に反射
率が同じもの)の距離検出には有効であるが、種々の被
検出物を検出する装置としては信頼性が少ない。
「問題点を解決するための手段」 本発明は上記した問題点にかんがみ開発したもので、第
1、第2の光源をもち、いずれか一方の光源の照射光軸
方向の距離に対する照度の減衰率が各々異なる第1、第
2の光源と、一方の光源の照射光軸方向にある被検出物
が第1、第2の光源の照射光を受けて反射する反射光を
受光する光電変換部材と、この光電変換部材の出力を第
1の光源による電気信号と第2の光源による電気信号と
に分ける分離手段と、この分離手段によって分けられた
2つの電気信号の信号値を比較処理する信号処理回路と
からなり、上記2つの電気信号の比較結果より一方の光
源の照射光軸方向にある被検出物の有無または被検出物
の位置を検出する構成としたことを特徴とする光電検出
装置を提案する。
「作 用」 一方の光源の照射光軸方向の距離に対する照度の減衰率
が各々異なる第1、第2の光源から一方の光源の照射光
軸方向にある被検出物に投光され、被検出物の反射光が
光電変換部材により電気信号に変換される。
そして、この光電変換部材より出力された電気信号は分
離手段によって第1の光源によるものか、第2の光源に
よるものかに分けられ、分けられた2つの電気信号が信
号処理回路によって比較処理される。
比較処理の結果、一方の電気信号Saが他方の電気信号
Sbに対してSa=Sbであれば、被検出物が一方の光
源の照射光軸方向に対して所定の距離にあることが検出
でき、Sa≠Sbであれば、両電気信号を比較処理する
ことにより、被検出物が一方の光源の照射光軸方向に対
して所定の距離内にあるか否かを検出できる。
このように、一方の光源の照射光軸方向の距離に対する
照度の減衰率が異なる第1の光源及び第2の光源の投光
に相当する2つの電気信号を比較処理して検出を行なう
ため、被検出物の反射率やその形状などに関係なく高精
度の検出が行なわれる。
「実施例」 次に、本発明の実施例について図面に沿って説明する。
先ず、本発明の原理について第1図〜第3図を用いて説
明する。
照度は光源からの距離に反比例して減少し、点光源の場
合には距離の二乗に反比例して減少する。その反面、光
源が大きな面積を持つものであるときには、この光源か
ら所定の距離までの間は上記の二乗則に従がわず、面積
の大きさによって距離に対する光の減少率が様々に変わ
る。
この発明はこのような照射距離に対する照度の減衰率の
異なる現象を利用し、2つの光源のうち一方の光源の照
射光軸方向に存在する被検出物を検出するように構成し
たものである。
第1図において、Aは一辺が100cmの正方形からなる
拡散面光源で、この一角点Pより垂直方向にDcm離れた
ところの点Qを定め、この点Qの水平面照度Eを求めて
みると、境界積分の定理より、 となる。
ただし、Lは拡散面光源Aの輝度、aはこの光源Aの一
辺の長さ、bはその他辺の長さ、d=Dである。
この計算式において、D=50cmとしたときの点Qの照
度を1(100%)とし、この距離Dを変化させたとき
の照度を求めると、第3図LQのようになる。
第2図において、A1は長辺の長さa1=50cm、短辺の
長さb1=15cmの長方形とした拡散面光源で、この光
源A1から長手方向にC1=30cm離した点をPとし、こ
の点Pより垂直方向にDcm離して点Qを定め、上記同様
に点Qの照度を上記式より求めると、第3図に示すLQ
1のようになる。
また、第1図及び第2図において、点Pに点光源Bを置
いた場合の点Qの照度を求めると、第3図のLQ2のよ
うになり、距離の二乗に反比例する。
一方、上記点光源Bと同じ位置に受光素子P・Cを配置
し、点Qに被検出物があるものと仮定すると、光源A、
BまたはA1、Bによる被検出物の反射光が受光素子P
・Cによって受光され、この受光素子出力より被検出物
が検出される。
すなわち、光源A、Bによる受光素子P・Cの出力はS
a、Sb、同様に光源A1、Bによるその出力はSa1
Sbと見ることができるから、Sa<Sb或いはSa1
<Sbとなるときには、被検出物がD=50cm以内にあ
ることが分かる。
なお、特定の距離(D=50cm)のとき光源A、B或い
はA1、Bによる受光素子出力を同値(Sa=Sb、S
1=Sb)とするように増幅器などによってこの素子
出力を予め定める。
このように、受光素子出力を予め定める場合、光源A、
Bのいずれか一方、或いは、光源A1、Bのいずれか一
方の光の強さを調整してもよい。
上記した説明では光源Bを点光源に仮定したが、上記し
た通り、本発明では2つの電気信号を比較する構成であ
るため、この光源Bは必ずしも点光源である必要はな
く、光源A或いはA1に比べて、異なる発光面積を持つ
光源など投光する照射光軸方向の距離に対する照度の減
衰率が異なる構成とすればよい。
第4図及び第5図は上記した光源A或いはA1の具体的
な実施例である光源21を示し、この光源21は回路基
板22に多数の発光ダイオード23をマトリクス状に設
けて広い発光面を有する光源として構成してある。
このような光源は、電気ルミネセンス(EL)、また
は、フロアルーセント(FL)を多数並べたものであっ
てもよい。
また、光源A或いはA1を第4図及び第5図に示す光源
21のように構成する場合には、発光ダイオード23の
うち一つを光源Bとして使用すると共にその近くにフォ
ト・トランジスタなどの受光素子P・Cを配置する構成
としてもよい。
第6図は本発明の他の実施例を示し、光源A或いはA1
を細長い帯状の光源24に形成し、光源Bと受光素子P
・Cの組構成(B1、P・C1、B2、P・C2)・・・・
・)を数箇所に配置した構成としてある。
本実施例では、光源B各々の干渉を避けるために、光源
1、B2、B3・・・・・・を順次点灯させて受光素子
P・C1、P・C2、P・C3・・・・・・・によって検
出を行なう。
なお、第6図に示す光源24は前面を点灯させることな
く、斜線で示した範囲を点灯させる構成としてもよい。
次に、第7図〜第9図は電気信号を処理する回路の実施
例を示すブロック図で、同じ回路または部材については
同符号を付して説明する。
第7図において、25は光源A或いはA1に相当する第
1の光源で、26は光源Bに相当する第2の光源であ
り、27、28は上記光源25、26を異なった周波数
で発光させるための電源回路である。
光源25、26から投光された光La、Lbは被検出物
によって反射され、反射光L′a、L′bが受光素子2
9により受光される。
受光素子29の出力は分離手段である処理回路30によ
り周波数分離と増幅が行なわれ、第1の光源25による
電気信号Saと第2の光源26による電気信号Sbとし
て出力される。
これら2つの電気信号Sa、Sbは信号処理回路である
比較回路31によって比較され、判別信号が表示器32
に送られる。
この表示器32は視覚によって識別できるもの、また、
音によって知らせるものであってもよい。
特に、被検出物或いは検出装置が動いている場合には比
較回路31の出力を利用してこの動きを停止させるよう
にしてもよい。
第8図は第1の光源25の光の波長と、第2の光源26
の光の波長とを変えた実施例であり、例えば、第1の光
源25を赤色光Laを発する発光ダイオードで、第2の
光源26を赤外光Lbを発する発光ダイオードで構成す
る。
そして、分離手段として赤色光のみを通過させるフィル
ター33と、赤外光のみを通過させるフィルター34と
を各々の第1の受光素子29及び第2の受光素子35の
前面に設ける。
なお、ブロック36は赤色光La、赤外光Lbを自然光
と区別するために変調させるように光源25、26を駆
動する電源回路である。この変調手段は上記第7図及び
後述の第9図の実施例についても同様に設けることが好
ましい。
したがって、被検出物から反射される赤色光L′aが第
1の受光素子29により、同様に反射される赤外光L′
bが第2の受光素子35によって受光され、2つに分か
れた受光素子出力が増幅回路37、38を介して電気信
号Sa、Sbとして比較回路31に送られる。
これより、上記同様に判別信号に応じて表示器32によ
って表示される。
第9図は分配器39によって第1、第2の光源25、2
6を交互に発光させるようにした実施例である。
この実施例では受光素子29が被検出物からの反射光
L′a、L′bを交互に受光する。
ブロック40はクロックパルス発振器で、クロックパル
スを分配器39と信号分離回路41に送る。
信号分離回路41は、クロックパルスの入力に応じて受
光素子29から送られる電気信号を回路42と回路43
とに分ける。
このように分けられた電気信号は積分して一定レベルに
増幅する回路42、43を経て電気信号Sa、Sbとし
て比較回路31に送られ、上記同様に表示器32によっ
て表示される。
以下、本発明の実施例について説明したが、例えば、自
動車のバックセンサーとして実装する場合には、発光面
積の広い光源をテールライトと共通にすることができ、
後退時に障害物を被検出物として検出することができ
る。
「発明の効果」 上記した通り、本発明では、一方の光源の照射光軸方向
の距離に対する減衰率が異なる第1、第2の光源によっ
て被検出物を投光すると共に、その照射光軸方向に存在
する被検出物からの反射光を光電変換部材によって光電
変換し、光電変換部材の出力を第1の光源による電気信
号と第2の光源による電気信号とに分けた後、これら2
つの電気信号を比較処理して検出判別する構成としたこ
とから、被検出物の反射率の違いや形状の相違などに関
係なく、被検出物までの特定距離が検出でき、また、特
定距離内にある被検出物を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の原理を説明するための図で、
第1図は正方形の拡散面光源Aと点光源Bとを使用して
検出する構成例、第2図は長方形の拡散面光源A1と点
光源Bを使用して検出する構成例、第3図は上記した光
源A、A1及びBの距離に対する照度の変化を示す図、
第4図は拡散面光源の実施例を示す側面図、第5図は当
該拡散面光源の正面図、第6図は帯状の第1の光源に第
2の光源と受光素子との組構成を多数設けた他の実施例
を示す図、第7図〜第9図は本発明を実施する回路例を
示し、第7図は第1の光源と第2の光源とを周波数を変
えて発光させる回路例、第8図は第1の光源と第2の光
源とを波長を変えて発光させる回路例、第9図は第1の
光源と第2の光源とを交互に発光させる回路例を示す。
第10図は従来の光電検出装置を示した簡略回路図であ
る。 21…光源 22…回路基板 23…発光ダイオード 24…光源 25…第1の光源 26…第2の光源 29、35…受光素子 30…処理回路 31…比較回路 32…表示器 33、34…フィルター 39…分配器 40…クロックパルス発振器 41…信号分離回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1、第2の光源をもち、いずれか一方の
    光源の照射光軸方向の距離に対する照度の減衰率が各々
    異なる第1、第2の光源と、一方の光源の照射光軸方向
    にある被検出物が第1、第2の光源の照射光を受けて反
    射する反射光を受光する光電変換部材と、この光電変換
    部材の出力を第1の光源による電気信号と第2の光源に
    よる電気信号とに分ける分離手段と、この分離手段によ
    って分けられた2つの電気信号の信号値を比較処理する
    信号処理回路とからなり、上記2つの電気信号の比較結
    果より一方の光源の照射光軸方向にある被検出物の有無
    または被検出物の位置を検出する構成としたことを特徴
    とする光電検出装置。
  2. 【請求項2】上記第1、第2の光源を発光ダイオードを
    使って構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の光電検出装置。
  3. 【請求項3】上記第1、第2の光源は各々異なった光波
    長で発光する構成とすると共に、上記光電変換部材とし
    て第1、第2の受光素子を備え、さらに、上記分離手段
    は第1の光源の発光波長の光を透過させ第2の光源の光
    を透過させない一方のフィルターと、第2の光源の発光
    波長の光を透過させ第1の光源の光を透過させない他方
    のフィルターとによって構成し、一方のフィルターを透
    過した光を第1の受光素子で受光し、他方のフィルター
    を透過した光を第2の受光素子で受光する構成としたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の光電検
    出装置。
  4. 【請求項4】上記した第1の光源と第2の光源とを交互
    に発光駆動すると共に、上記した分離手段を第1、第2
    の光源の発光駆動と同期させて動作させ、この分離手段
    によって分けられた2つの電気信号を信号処理回路によ
    って処理する構成としたことを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項記載の光電検出装置。
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