JPH0651073A - 赤外線式物体検知装置 - Google Patents
赤外線式物体検知装置Info
- Publication number
- JPH0651073A JPH0651073A JP19056491A JP19056491A JPH0651073A JP H0651073 A JPH0651073 A JP H0651073A JP 19056491 A JP19056491 A JP 19056491A JP 19056491 A JP19056491 A JP 19056491A JP H0651073 A JPH0651073 A JP H0651073A
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- Japan
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 太陽光，風等の外乱による失報，誤報といっ
た誤動作が無く、静止物体の検知が可能で、利用範囲の
広い赤外線式物体検知装置を提供する。 【構成】 赤外線を物体に投射し、その物体から反射し
てきた赤外線を検出することによって物体を検知する方
法に於いて、作為的に偏光された赤外線を投射する赤外
線投射手段と、物体存在時に反射される前記偏光赤外線
と自然界に存在する無作為な赤外線との違いを検出する
ように構成された赤外線検出手段とから赤外線式物体検
知装置を構成する。 【効果】 太陽光，風等の外乱による失報，誤報といっ
た誤動作が無く、静止物体の検知が可能で、利用範囲の
広い赤外線式物体検知装置を提供することを可能とす
る。
た誤動作が無く、静止物体の検知が可能で、利用範囲の
広い赤外線式物体検知装置を提供する。 【構成】 赤外線を物体に投射し、その物体から反射し
てきた赤外線を検出することによって物体を検知する方
法に於いて、作為的に偏光された赤外線を投射する赤外
線投射手段と、物体存在時に反射される前記偏光赤外線
と自然界に存在する無作為な赤外線との違いを検出する
ように構成された赤外線検出手段とから赤外線式物体検
知装置を構成する。 【効果】 太陽光，風等の外乱による失報，誤報といっ
た誤動作が無く、静止物体の検知が可能で、利用範囲の
広い赤外線式物体検知装置を提供することを可能とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動ドア開閉装置，在
室確認装置，自動水栓装置等を作動させるための物体検
知装置に関するものである。
室確認装置，自動水栓装置等を作動させるための物体検
知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より赤外線を用いて物体を検知する
方法としては、赤外線を物体に投射し、その物体から反
射してきた赤外線を検出することによって物体を検知す
る方法（以下、ＡＩＲと呼ぶことにする）と物体から放
射されるその物体の温度に対応した赤外線（以下、熱線
と呼ぶことにする）を検出することによって物体を検知
する方法（以下、ＰＩＲと呼ぶことにする）とが利用さ
れている。前者は静止物体の検知が可能であるが、太陽
光等の強力なエネルギを有した光は赤外線領域に於いて
も大きなエネルギを有しているため、これらの光が検出
部に入射した場合、物体の存在を検知できなかったり
（以下、失報と呼ぶことにする）、物体が存在しないの
に検知信号を出力したり（以下、誤報と呼ぶことにす
る）するという欠点がある。一方、後者は物体から放射
される熱線を検出する素子（以下、熱線検出素子と呼ぶ
ことにする）として焦電型の熱線検出素子が挙げられる
が、その場合静止物体の検知は困難である上、太陽光，
風等の影響によって環境背景の温度の振舞いが検知物体
の温度の振舞いと同様になった場合や太陽光等の強力な
エネルギを有した光が検出部に入射した場合、誤報の発
生が避けられないという欠点がある。
方法としては、赤外線を物体に投射し、その物体から反
射してきた赤外線を検出することによって物体を検知す
る方法（以下、ＡＩＲと呼ぶことにする）と物体から放
射されるその物体の温度に対応した赤外線（以下、熱線
と呼ぶことにする）を検出することによって物体を検知
する方法（以下、ＰＩＲと呼ぶことにする）とが利用さ
れている。前者は静止物体の検知が可能であるが、太陽
光等の強力なエネルギを有した光は赤外線領域に於いて
も大きなエネルギを有しているため、これらの光が検出
部に入射した場合、物体の存在を検知できなかったり
（以下、失報と呼ぶことにする）、物体が存在しないの
に検知信号を出力したり（以下、誤報と呼ぶことにす
る）するという欠点がある。一方、後者は物体から放射
される熱線を検出する素子（以下、熱線検出素子と呼ぶ
ことにする）として焦電型の熱線検出素子が挙げられる
が、その場合静止物体の検知は困難である上、太陽光，
風等の影響によって環境背景の温度の振舞いが検知物体
の温度の振舞いと同様になった場合や太陽光等の強力な
エネルギを有した光が検出部に入射した場合、誤報の発
生が避けられないという欠点がある。
【０００３】上記の欠点を改善するために行われている
方法としては、特開昭６２−２０４１１３号にあるよう
な三角法を利用したＡＩＲや、特公平０２−４５２３８
号にあるようなＰＩＲと超音波を用いた物体検知方法と
を併用する方法がある。しかし、前者はその検知エリア
が極めて狭く使用用途が限定されること、後者はＰＩＲ
も超音波を用いた物体検知方法もどちらも風によって誤
動作を起こすという問題点がある。
方法としては、特開昭６２−２０４１１３号にあるよう
な三角法を利用したＡＩＲや、特公平０２−４５２３８
号にあるようなＰＩＲと超音波を用いた物体検知方法と
を併用する方法がある。しかし、前者はその検知エリア
が極めて狭く使用用途が限定されること、後者はＰＩＲ
も超音波を用いた物体検知方法もどちらも風によって誤
動作を起こすという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、太陽
光，風等の外乱による失報，誤報といった誤動作が無
く、静止物体の検知が可能で、利用範囲の広い赤外線式
物体検知装置を提供することが本発明が解決しようとす
る課題である。
光，風等の外乱による失報，誤報といった誤動作が無
く、静止物体の検知が可能で、利用範囲の広い赤外線式
物体検知装置を提供することが本発明が解決しようとす
る課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたものである。その手段とすると
ころは、ＡＩＲに於いて、作為的に偏光された赤外線
（以下、偏光赤外線と呼ぶことにする）を投射赤外線源
として用い、物体存在時に反射される前記偏光赤外線と
自然界に存在する無作為な赤外線（以下、自然赤外線と
呼ぶことにする）との違いを検出するように構成するこ
と（以下、偏光ＡＩＲと呼ぶことにする）である。さら
に、より高度な物体検知を行うために演算処理を行うこ
と、ならびに前記演算処理に利用するために、多種多様
な信号を得るためにＰＩＲを付加することである。
解決するためになされたものである。その手段とすると
ころは、ＡＩＲに於いて、作為的に偏光された赤外線
（以下、偏光赤外線と呼ぶことにする）を投射赤外線源
として用い、物体存在時に反射される前記偏光赤外線と
自然界に存在する無作為な赤外線（以下、自然赤外線と
呼ぶことにする）との違いを検出するように構成するこ
と（以下、偏光ＡＩＲと呼ぶことにする）である。さら
に、より高度な物体検知を行うために演算処理を行うこ
と、ならびに前記演算処理に利用するために、多種多様
な信号を得るためにＰＩＲを付加することである。
【０００６】
【作用】上記のように構成されている本発明の原理を示
す概略図を図１に示す。この図に於いて、赤外線偏光子
（３）（５）（７）中の矢印の方向は各赤外線偏光子の
偏光方向を表している。まず、図１−ａ）のように検知
対象物（１）がある場合を考える。赤外線投射素子
（２）と赤外線偏光子（３）によって偏光赤外線を検知
対象物（１）に投射する。ここで検知対象物（１）から
反射してくる赤外線は、投射した偏光赤外線と同一の偏
光面を持つ偏光赤外線であるので、赤外線偏光子（３）
と偏光方向が同方向にセットされた赤外線偏光子（５）
を透過することはできるが、偏光方向が９０°異なった
赤外線偏光子（７）を透過することはできない。従っ
て、赤外線検出素子（４）では信号が検出されるが、赤
外線検出素子（６）では信号が検出されない。次に、図
１−ｂ）のように自然赤外線が入射した場合を考える。
自然赤外線は偏光していないので赤外線偏光子（３）
（５）のどちらも偏光面の方向は違うが同じ量の偏光赤
外線が透過することができる。従って、赤外線検出素子
（４）（６）はどちらも同じ大きさの信号を検出する。
ここで赤外線検出素子（４）（６）を互いに補償するよ
うな構成とすることで自然赤外線の影響を除去し、検知
対象物（１）で反射された偏光赤外線の信号のみを検出
することが可能である。また、複数の赤外線投射素子と
複数の赤外線偏光子とを用い、偏光面を持った偏光赤外
線を時間的にずらして投射することによって、偏光面が
変化する偏光赤外線を投射することが可能である。偏光
面が変化するような偏光赤外線は自然界には存在し得な
いので、偏光面が変化するような偏光赤外線だけを検出
する手段を構成することで各種の外乱に対してそのＳ／
Ｎは理論上無限大とすることが可能である。さらに、請
求項２のように熱線検出手段も併用し、請求項３のよう
に電気回路あるいは電子回路を用いることによって、時
系列的に信号処理を行い、偏光ＡＩＲの自動感度調整等
のさらに精度を向上した物体検知を行うことが可能とな
る。
す概略図を図１に示す。この図に於いて、赤外線偏光子
（３）（５）（７）中の矢印の方向は各赤外線偏光子の
偏光方向を表している。まず、図１−ａ）のように検知
対象物（１）がある場合を考える。赤外線投射素子
（２）と赤外線偏光子（３）によって偏光赤外線を検知
対象物（１）に投射する。ここで検知対象物（１）から
反射してくる赤外線は、投射した偏光赤外線と同一の偏
光面を持つ偏光赤外線であるので、赤外線偏光子（３）
と偏光方向が同方向にセットされた赤外線偏光子（５）
を透過することはできるが、偏光方向が９０°異なった
赤外線偏光子（７）を透過することはできない。従っ
て、赤外線検出素子（４）では信号が検出されるが、赤
外線検出素子（６）では信号が検出されない。次に、図
１−ｂ）のように自然赤外線が入射した場合を考える。
自然赤外線は偏光していないので赤外線偏光子（３）
（５）のどちらも偏光面の方向は違うが同じ量の偏光赤
外線が透過することができる。従って、赤外線検出素子
（４）（６）はどちらも同じ大きさの信号を検出する。
ここで赤外線検出素子（４）（６）を互いに補償するよ
うな構成とすることで自然赤外線の影響を除去し、検知
対象物（１）で反射された偏光赤外線の信号のみを検出
することが可能である。また、複数の赤外線投射素子と
複数の赤外線偏光子とを用い、偏光面を持った偏光赤外
線を時間的にずらして投射することによって、偏光面が
変化する偏光赤外線を投射することが可能である。偏光
面が変化するような偏光赤外線は自然界には存在し得な
いので、偏光面が変化するような偏光赤外線だけを検出
する手段を構成することで各種の外乱に対してそのＳ／
Ｎは理論上無限大とすることが可能である。さらに、請
求項２のように熱線検出手段も併用し、請求項３のよう
に電気回路あるいは電子回路を用いることによって、時
系列的に信号処理を行い、偏光ＡＩＲの自動感度調整等
のさらに精度を向上した物体検知を行うことが可能とな
る。
【０００７】
【実施例】以下、本発明による赤外線式物体検知装置の
実施例を図面を用いて詳細に説明する。図２は本発明の
一実施例を示す赤外線式物体検知装置のブロック図、図
３は図２に基づくタイムチャートである。赤外線偏光子
（３）（９）（５）（７）は同一の特性を持つ赤外線投
射素子（２）（８）、および同一の特性を持つ赤外線検
出素子（４）（６）の前面にそれぞれ設置される。この
場合、赤外線偏光子（３）（５）と赤外線偏光子（９）
（７）とはそれぞれ同一面方向の偏光赤外線を透過する
ようにし、互いに偏光面方向が９０°異なった偏光赤外
線を透過するようにする。赤外線投射素子（２）（８）
は、発振器（１１）とインバータ（１２）とによって、
図３の（Ｃ）（Ｄ）に示すように交互に発光するように
され、その発光強度は演算回路（１８），発光出力制御
回路（１３），駆動回路（１０）により制御される。交
互に出力される赤外線は赤外線偏光子（３）（９）によ
ってそれぞれ偏光される。従って、検知対象物（１）に
向かって、発振器（１１）の発振周波数で偏光面が９０
°変化する偏光赤外線が投射されることとなる。このよ
うな偏光赤外線は自然界には存在しないので、この偏光
赤外線だけを検出する手段を構成することで各種の外乱
に対してそのＳ／Ｎは理論上無限大となる。
実施例を図面を用いて詳細に説明する。図２は本発明の
一実施例を示す赤外線式物体検知装置のブロック図、図
３は図２に基づくタイムチャートである。赤外線偏光子
（３）（９）（５）（７）は同一の特性を持つ赤外線投
射素子（２）（８）、および同一の特性を持つ赤外線検
出素子（４）（６）の前面にそれぞれ設置される。この
場合、赤外線偏光子（３）（５）と赤外線偏光子（９）
（７）とはそれぞれ同一面方向の偏光赤外線を透過する
ようにし、互いに偏光面方向が９０°異なった偏光赤外
線を透過するようにする。赤外線投射素子（２）（８）
は、発振器（１１）とインバータ（１２）とによって、
図３の（Ｃ）（Ｄ）に示すように交互に発光するように
され、その発光強度は演算回路（１８），発光出力制御
回路（１３），駆動回路（１０）により制御される。交
互に出力される赤外線は赤外線偏光子（３）（９）によ
ってそれぞれ偏光される。従って、検知対象物（１）に
向かって、発振器（１１）の発振周波数で偏光面が９０
°変化する偏光赤外線が投射されることとなる。このよ
うな偏光赤外線は自然界には存在しないので、この偏光
赤外線だけを検出する手段を構成することで各種の外乱
に対してそのＳ／Ｎは理論上無限大となる。
【０００８】ここで検知対象物（１）があった場合を考
える。赤外線投射素子（２）から赤外線が投射された場
合、赤外線偏光子（３）を透過した偏光赤外線は検知対
象物（１）によって反射される。この反射赤外線も投射
した偏光赤外線と同一の偏光面を持った偏光赤外線であ
るので、赤外線検出素子（４）からのみ検出される。一
方、赤外線投射素子（８）から投射された場合は赤外線
検出素子（６）からのみ検出される。従って、赤外線検
出素子（４）（６）は図３（Ｅ）（Ｆ）の（イ）に示す
ように交互に信号を出力する。また、検知対象物（１）
が無く、自然赤外線が赤外線検出部に入射した場合は、
図３（Ｅ）（Ｆ）の（ロ）のように赤外線検出素子
（４）（６）の両方で検出される。ここで赤外線検出素
子（４）（６）はその出力を打ち消し合うように接続さ
れているので、後者の場合は図３（Ｇ）の（ロ）のよう
に信号は出力されないが、前者の場合は図３（Ｇ）の
（イ）のように発振器（１１）の発振周波数と同じ周波
数で個々の赤外線検出素子の出力の倍の振幅を持った信
号が出力される。このことは検知対象物（１）と自然赤
外線とが混在した場合でも同じであり、図３（Ｇ）の
（ハ）に示すように対象物から反射された前記偏光赤外
線のみを出力する。この信号をオペアンプ（１４）とイ
ンダクタ（１５）とを用いた回路を利用することによっ
て、直流成分を完全に除去する。次に、バンドパスフィ
ルタ（以下、ＢＰＦと呼ぶことにする）（１６）を通し
て発振器（１１）の発振周波数と同じ周波数成分以外を
除去し、検波回路（１７）を通すことで、図３（Ｈ）に
示すように検知対象物（１）の存在に対応した信号を得
ることが可能である。また、熱線検出素子（２０）およ
びその信号を増幅・処理するアンプ（２１），コンパレ
ータ（２２）によって得られた信号と上記の信号とを演
算回路（１８）によって演算している。これは、失報の
ほとんど無いという熱線検出素子（２０）の特徴を利用
し、検知対象物（１）が無い場合に発光出力の自動制御
を行い、常に検出能力が最適となるようにすること等の
ように、各信号を時系列的に処理することによってより
高度な機能を実現することを可能としている。そしてこ
の演算回路（１８）での演算結果を発報回路（１９）に
て検知対象物（１）の存在に対応した信号として出力し
ている。ここでは赤外線偏光子（３）（９）を用いて投
射する赤外線を偏光したが他の方法により偏光した場合
でもよい。ここでは赤外線投射素子の個数は２個とした
が１個もしくは３個以上でもよく、その場合の投射赤外
線を偏光するための赤外線偏光子は１枚でも複数枚でも
よい。ここでは赤外線投射素子（２）（８）から投射さ
れる赤外線をパルス波形としているが、これ以外の波形
で投射してもよい。また、赤外線投射素子，赤外線検出
素子に於いて、変調，復調を行ってもよく、その方法，
手段はとくには問わない。ここでは信号処理の方法とし
て上記のような方法を用いたが、他の方法例えばコンピ
ュータを用いた方法によるものでもよい。
える。赤外線投射素子（２）から赤外線が投射された場
合、赤外線偏光子（３）を透過した偏光赤外線は検知対
象物（１）によって反射される。この反射赤外線も投射
した偏光赤外線と同一の偏光面を持った偏光赤外線であ
るので、赤外線検出素子（４）からのみ検出される。一
方、赤外線投射素子（８）から投射された場合は赤外線
検出素子（６）からのみ検出される。従って、赤外線検
出素子（４）（６）は図３（Ｅ）（Ｆ）の（イ）に示す
ように交互に信号を出力する。また、検知対象物（１）
が無く、自然赤外線が赤外線検出部に入射した場合は、
図３（Ｅ）（Ｆ）の（ロ）のように赤外線検出素子
（４）（６）の両方で検出される。ここで赤外線検出素
子（４）（６）はその出力を打ち消し合うように接続さ
れているので、後者の場合は図３（Ｇ）の（ロ）のよう
に信号は出力されないが、前者の場合は図３（Ｇ）の
（イ）のように発振器（１１）の発振周波数と同じ周波
数で個々の赤外線検出素子の出力の倍の振幅を持った信
号が出力される。このことは検知対象物（１）と自然赤
外線とが混在した場合でも同じであり、図３（Ｇ）の
（ハ）に示すように対象物から反射された前記偏光赤外
線のみを出力する。この信号をオペアンプ（１４）とイ
ンダクタ（１５）とを用いた回路を利用することによっ
て、直流成分を完全に除去する。次に、バンドパスフィ
ルタ（以下、ＢＰＦと呼ぶことにする）（１６）を通し
て発振器（１１）の発振周波数と同じ周波数成分以外を
除去し、検波回路（１７）を通すことで、図３（Ｈ）に
示すように検知対象物（１）の存在に対応した信号を得
ることが可能である。また、熱線検出素子（２０）およ
びその信号を増幅・処理するアンプ（２１），コンパレ
ータ（２２）によって得られた信号と上記の信号とを演
算回路（１８）によって演算している。これは、失報の
ほとんど無いという熱線検出素子（２０）の特徴を利用
し、検知対象物（１）が無い場合に発光出力の自動制御
を行い、常に検出能力が最適となるようにすること等の
ように、各信号を時系列的に処理することによってより
高度な機能を実現することを可能としている。そしてこ
の演算回路（１８）での演算結果を発報回路（１９）に
て検知対象物（１）の存在に対応した信号として出力し
ている。ここでは赤外線偏光子（３）（９）を用いて投
射する赤外線を偏光したが他の方法により偏光した場合
でもよい。ここでは赤外線投射素子の個数は２個とした
が１個もしくは３個以上でもよく、その場合の投射赤外
線を偏光するための赤外線偏光子は１枚でも複数枚でも
よい。ここでは赤外線投射素子（２）（８）から投射さ
れる赤外線をパルス波形としているが、これ以外の波形
で投射してもよい。また、赤外線投射素子，赤外線検出
素子に於いて、変調，復調を行ってもよく、その方法，
手段はとくには問わない。ここでは信号処理の方法とし
て上記のような方法を用いたが、他の方法例えばコンピ
ュータを用いた方法によるものでもよい。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、太陽光，
風等の外乱による失報，誤報といった誤動作が無く、静
止物体の検知が可能で、利用範囲の広い赤外線式物体検
知装置を提供することを可能とする点で工業的価値があ
る。
風等の外乱による失報，誤報といった誤動作が無く、静
止物体の検知が可能で、利用範囲の広い赤外線式物体検
知装置を提供することを可能とする点で工業的価値があ
る。
【００１０】
【図１】本発明の原理を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例を示す赤外線式物体検知装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図３】図２に基づくタイムチャートである。
１ 検知対象物 ２ 赤外線投射素子 ３ 赤外線偏光子 ４ 赤外線検出素子 ５ 赤外線偏光子 ６ 赤外線検出素子 ７ 赤外線偏光子 ８ 赤外線投射素子 ９ 赤外線偏光子 １０ 駆動回路 １１ 発振器 １２ インバータ １３ 発光出力制御回路 １４ オペアンプ １５ インダクタ １６ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ） １７ 検波回路 １８ 演算回路 １９ 発報回路 ２０ 熱線検出素子 ２１ アンプ ２２ コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有岡 正登 鳥取県鳥取市雲山372番地４ 日本セラミ ック株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 偏光された赤外線を物体に投射する赤外
線投射手段と、前記物体で反射された前記偏光された赤
外線と同一の偏光面を持つ赤外線を検出する赤外線検出
手段と、前記赤外線検出手段が検出する前記偏光された
赤外線とは異なった偏光面を持つ赤外線を検出する赤外
線検出手段とから構成されることを特徴とする赤外線式
物体検知装置。 - 【請求項２】 物体から放射される前記物体の温度に対
応した赤外線を検出する赤外線検出手段を有することを
特徴とする請求項１の赤外線式物体検知装置。 - 【請求項３】 前記検出手段からの信号を、個別あるい
は複合的に演算処理をする電気回路あるいは電子回路を
有することを特徴とする請求項１，請求項２の赤外線式
物体検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19056491A JPH0651073A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 赤外線式物体検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19056491A JPH0651073A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 赤外線式物体検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0651073A true JPH0651073A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16260163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19056491A Pending JPH0651073A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 赤外線式物体検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0651073A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008083010A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Honda Denshi Giken:Kk | 自動ドア開閉制御用反射型センサ |
| JP2019020647A (ja) * | 2017-07-20 | 2019-02-07 | 大日本印刷株式会社 | 検出装置 |
-
1991
- 1991-07-03 JP JP19056491A patent/JPH0651073A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008083010A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Honda Denshi Giken:Kk | 自動ドア開閉制御用反射型センサ |
| JP2019020647A (ja) * | 2017-07-20 | 2019-02-07 | 大日本印刷株式会社 | 検出装置 |
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