(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光素子と、
前記投光素子から照射され、測定対象物で反射した光を受光して測定対象物までの距離
に反比例する電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子からの出力を受けて、測定対象物までの距離を示す測距値を算出する測距
値算出手段と、
測定対象物までの距離に対応して所定の測定距離範囲毎に予め設定される動体しきい値
を記憶するための動体しきい値記憶手段と、
前記測距値より算出した変動値を前記動体しきい値と比較することにより、測定対象物
が動体か否かを判定する動体判定手段と、
測定対象物が動体であるか否かの結果に基づいて、所定の処理を実行する処理実行手段
と、
を備えた動体判別機能付き電子機器であって、
前記動体しきい値記憶手段に記憶される動体しきい値を、測定対象物までの距離が遠い
場合には大きく、測定対象物までの距離が近い場合には小さくなるように、測定距離範囲
毎に予め設定した、
ことを特徴とする動体判別機能付き電子機器。
【請求項２】
請求項１の動体判別機能付き電子機器において、
前記動体判定手段は、
前記測距値算出手段より得られる複数の測距値の中から最大値および最小値となるものをそれぞれ選定し、
前記測距値の最大値が予め設定された何れの測定距離範囲内にあるかを判断することにより、対応する所定の動体しきい値を決定し、
前記最大値と最小値の差が、前記所定の動体しきい値よりも大きい場合か否かを比較し、前記所定の動体しきい値よりも大きい場合に測定対象物が動体であると判定する、
ことを特徴とする動体判別機能付き電子機器。
【請求項３】
請求項１または請求項２の動体判別機能付き電子機器において、
前記動体しきい値記憶手段に記憶される前記動体しきい値を、前記受光素子の離散的な出力特性に対応する最小距離変化量を算出することにより、測定距離範囲毎に予め設定した、
ことを特徴とする動体判別機能付き電子機器。
【請求項４】
請求項１または請求項２の動体判別機能付き電子機器において、
前記動体しきい値記憶手段に記憶される前記動体しきい値を、前記受光素子の離散的な出力特性による最小電圧変化量、または前記測距値算出手段の性能による距離分解能のうち何れか大きい方に対応する動体しきい値を算出することにより、測定距離範囲毎に予め設定した、
ことを特徴とする動体判別機能付き電子機器。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかの動体判別機能付き電子機器において、
異なる受光素子について、所定位置での測距値を取得しておき、
前記所定位置に対応する測定距離範囲の動体しきい値を、前記異なる受光素子のうち所定位置での最小距離変化量が最も大きくなる受光素子の最小距離変化量に基づいて設定した、
ことを特徴とする動体判別機能付き電子機器。
【請求項６】
請求項１または請求項２の動体判別機能付き電子機器において、
予め段階的に設定した動体しきい値に基づいて、各測定距離範囲を決定した、
ことを特徴とする動体判別機能付き電子機器。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかの動体判別機能付き電子機器において、
前記処理実行手段が、
前記動体判定手段が測定対象物が動体でないと判断した場合に、電子機器の電源供給モードを通常モードから省電力モードに移行する処理を行い、
前記動体判定手段が測定対象物が動体であると判定した場合に、電子機器の電源供給モードを省電力モードから通常モードに移行する処理を行う、
ことを特徴とする動体判別機能付き電子機器。
【請求項８】
投光素子と、
前記投光素子から照射され、測定対象物で反射した光を受光して測定対象物までの距離
に反比例する電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子からの出力を受けて、測定対象物までの距離を示す測距値を算出する測距
値算出手段と、
測定対象物までの距離に対応して所定の測定距離範囲毎に予め設定される動体しきい値
を記憶するための動体しきい値記憶手段と、
前記測距値より算出した変動値を前記動体しきい値と比較することにより、測定対象物
が動体か否かを判定する動体判定手段と、
測定対象物が動体であるか否かの結果を外部に出力する出力手段、
を備えた電子機器用の動体判別モジュールであって、
前記動体しきい値記憶手段に記憶される動体しきい値を、測定対象物までの距離が遠い
場合には大きく、測定対象物までの距離が近い場合には小さくなるように、測定距離範囲
毎に予め設定した、
ことを特徴とする電子機器用の動体判別モジュール。
【請求項９】
投光素子から照射され、測定対象物で反射した光を受光して測定対象物までの距離に反
比例する電気信号を出力する受光素子からの出力を受けて、測定対象物までの距離を示す
測距値を算出する測距値算出ステップと、
測定対象物までの距離に対応して所定の測定距離範囲毎に予め設定される動体しきい値
を記憶するための動体しきい値記憶ステップと、
前記測距値より算出した変動値を前記動体しきい値と比較することにより、測定対象物
が動体か否かを判定する動体判定ステップと、
測定対象物が動体であるか否かの結果に基づいて、所定の処理を実行する処理実行ステ
ップと、
を備えた動体判別方法であって、
前記動体しきい値記憶ステップで記憶される動体しきい値を、測定対象物までの距離が
遠い場合には大きく、測定対象物までの距離が近い場合には小さくなるように、測定距離
範囲毎に予め設定した、
ことを特徴とする動体判別方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
投光素子から照射され、測定対象物で反射した光を受光して測定対象物までの距離に反
比例する電気信号を出力する受光素子からの出力を受けて、測定対象物までの距離を示す
測距値を算出する測距値算出手段と、
測定対象物までの距離に対応して所定の測定距離範囲毎に予め設定される動体しきい値
を記憶するための動体しきい値記憶手段と、
前記測距値より算出した変動値を前記動体しきい値と比較することにより、測定対象物
が動体か否かを判定する動体判定手段と、
測定対象物が動体であるか否かの結果に基づいて、所定の処理を実行する処理実行手段、
として機能させるための動体判別プログラムであって、
前記動体しきい値記憶手段に記憶される動体しきい値を、測定対象物までの距離が遠い
場合には大きく、測定対象物までの距離が近い場合には小さくなるように、測定距離範囲
毎に予め設定した、
ことを特徴とする動体判別プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、三角測距を検出原理とした光学式測距センサを用いて対象物までの距離を測定し、所定の基準により対象物が動体か否かを判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式測距センサの代表的なものとしてＰＳＤ(Position Sensitive Detector)測距センサが挙げられる。このＰＳＤ測距センサは、比較的コンパクトな検出機器として知られており、センサから測定対象物までの距離を三角測量法によって測定する。三角測量法では、ＬＥＤ（投光素子）より投光した赤外線の反射成分をＰＳＤ（受光素子）で集光し、入射角度から距離を演算するため、センサの経年劣化により赤外線強度が劣化した場合でも測定精度の悪化が少なく、高精度な測定が可能である。しかしながら、測定対象物がセンサから遠方になるほど出力の誤差が大きくなり検出精度が低下するとともに出力電圧の個体差が大きくなるなど測定距離依存性や個体差の問題があった。特許文献１〜３には、ＰＳＤ測距センサの測定距離依存性を克服して、遠方または近方の位置においても測定対象物までの距離を精度良く検出するための技術が開示されている。
【０００３】
また、センサによって検出されている測定対象が静止している物体であるか、人間のように動いている動体であるかを判断したい場合がある。例えば、モニタにセンサを設け、モニタの前に人間がいなければモニタを省電力モードに移行させ、モニタの前に人間がいればモニタを省電力モードに移行させないような場合である。かかる場合、センサがモニタの前に測定対象物を検出した場合であっても、測定対象物が椅子のような静止物体であれば省電力モードに移行させることが好ましい。そこで、検出対象が人間のような動体であるか、椅子のような静体であるかを判定することが必要となる。また、特許文献４には、超音波センサを用いて測定対象物が動体であるか否かを判定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２４０５１１号公報
【特許文献２】実開平７−２０５０６号公報
【特許文献３】特開２００７−１０５５６号公報
【特許文献４】特開平１１−１３３１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３には、ＰＳＤ測距センサを用いて測定対象物までの距離を測定することは開示されているが、その測定対象物が動体であるか否かを判定することまでは開示されていない。一方、特許文献４には、超音波センサを用いて、所定の基準により測定対象物が動体であるか否かを判定することが開示されているが、超音波センサを用いているため装置が大型化してしまう問題があった。
【０００６】
この発明は、測定対象物が動体であるか否かを正確に判別することができるコンパクトな動体判別機能付き電子機器の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）この発明の動体判別機能付き電子機器は、
投光素子と、
前記投光素子から照射され、測定対象物で反射した光を受光して測定対象物までの距離
に反比例する電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子からの出力を受けて、測定対象物までの距離を示す測距値を算出する測距
値算出手段と、
測定対象物までの距離に対応して所定の測定距離範囲毎に予め設定される動体しきい値
を記憶するための動体しきい値記憶手段と、
前記測距値より算出した変動値を前記動体しきい値と比較することにより、測定対象物
が動体か否かを判定する動体判定手段と、
測定対象物が動体であるか否かの結果に基づいて、所定の処理を実行する処理実行手段
と、
を備えた動体判別機能付き電子機器であって、
前記動体しきい値記憶手段に記憶される動体しきい値を、測定対象物までの距離が遠い
場合には大きく、測定対象物までの距離が近い場合には小さくなるように、測定距離範囲
毎に予め設定した、
ことを特徴とする。
【０００８】
このように、測距センサの距離依存性を考慮することにより、動体判別機能付き電子機器は、測距センサを用いて動体か否かを正確に判別することができる。
【０００９】
（２）前記（１）の動体判別機能付き電子機器において、
前記動体判定手段は、
前記測距値算出手段より得られる複数の測距値の中から最大値および最小値となるものをそれぞれ選定し、
前記測距値の最大値が予め設定された何れの測定距離範囲内にあるかを判断することにより、対応する所定の動体しきい値を決定し、
前記最大値と最小値の差が、前記所定の動体しきい値よりも大きい場合か否かを比較し、前記所定の動体しきい値よりも大きい場合に測定対象物が動体であると判定する、
ことを特徴とする。
【００１０】
このように、測距値から最大値および最小値を選定し、最大値と最小値の差を所定の動体しきい値と比較して測定対象物が動体か否かを判定し測距センサの測定距離依存性を考慮することで動体判別機能付き電子機器は、測距センサを用いて、動体か否かを正確に判別することができる。
【００１１】
（３）前記（１）、（２）の発明の動体判別機能付き電子機器は、
前記動体しきい値記憶手段に記憶される前記動体しきい値を、前記受光素子の離散的な出力特性に対応する最小距離変化量を算出することにより、測定距離範囲毎に予め設定した、
ことを特徴とする。
【００１２】
これにより、受光素子の離散的な出力特性を考慮して動体しきい値を算出することができる。
【００１３】
（４）前記（１）、（２）の発明の動体判別機能付き電子機器は、
前記動体しきい値記憶手段に記憶される前記動体しきい値を、前記受光素子の離散的な出力特性による最小電圧変化量、または前記測距値算出手段の性能による距離分解能のうち何れか大きい方に対応する動体しきい値を算出することにより、測定距離範囲毎に予め設定した、
ことを特徴とする。
【００１４】
これにより、受光素子の離散的な出力特性および外部デバイスの性能を考慮して動体しきい値を算出することが可能となる。
【００１５】
（５）前記（１）ないし（４）の発明の動体判別機能付き電子機器は、
異なる受光素子について、所定位置での測距値を取得しておき、
前記所定位置に対応する測定距離範囲の動体しきい値を、前記異なる前記受光素子のうち所定位置での最小距離変化量が最も大きくなる受光素子の最小距離変化量に基づいて設定した、
ことを特徴とする。
【００１６】
これにより、受光素子の個体差を考慮して動体しきい値を決定することができる。
【００１７】
（６）前記（１）、（２）の発明の動体判別機能付き電子機器は、
予め段階的に設定した動体しきい値に基づいて、各測定距離範囲を決定した、
ことを特徴とする。
【００１８】
これにより、動体しきい値を基準として測定距離範囲を設定することができる。
【００１９】
（７）前記（１）ないし（６）の発明の動体判別機能付き電子機器は、
前記処理実行手段が、
前記動体判定手段が測定対象物が動体でないと判断した場合に、電子機器の電源供給モードを通常モードから省電力モードに移行する処理を行い、
前記動体判定手段が測定対象物が動体であると判定した場合に、電子機器の電源供給モードを省電力モードから通常モードに移行する処理を行う、
ことを特徴とする。
【００２０】
このように、測距センサの測定距離依存性を考慮して測定対象物が動体か否かを判定することで、電子機器を省電力で動作するように正確に制御することができる。
【００２１】
なお、この実施形態において、「動体しきい値」とは、測定対象物が動体であるか静体であるかを判断するために用いられるしきい値であり、具体的には、図１２に示す測定距離範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に対応して設定される動体しきい値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち何れかが動体しきい値Ｓthとして最終的に選定される）がこれに該当する。また、「測定対象物が動体であるか否かを判断する」とは、具体的には、ＰＳＤ測距センサにより測定される測定対象物までの距離（測距値）の変動値が、所定の動体しきい値より大きいか否かを比較することであり、図１５に示すステップＳ１３０７の処理がこれに該当する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の動体判別機能付き電子機器のブロック図である。
【図２】本発明の動体判別システムの仕組みを説明するための模式図（図２Ａ）、およびＰＳＤ測距センサの距離−出力電圧特性を示すグラフ（図２Ｂ）である。
【図３】ＰＳＤ測距センサの理想的な距離−出力電圧特性を示すグラフである。
【図４ａ】ＰＳＤ測距センサの離散的な距離−出力電圧特性を示すグラフである。
【図４ｂ】図４ａの拡大図である。
【図５】ＰＳＤ測距センサの実効値として制御された出力電圧を示すグラフである。
【図６ａ】図３に示すＰＳＤ測距センサの理想的な出力電圧を有限の分解能をもった外部デバイスで検出した場合の距離−出力電圧特性を示すグラフである。
【図６ｂ】図６ａの拡大図である。
【図７】図４ａ、ｂに示すＰＳＤ測距センサの離散的な出力電圧を有限の分解能をもった外部デバイスで検出した場合の距離−出力電圧特性を示すグラフである。
【図８】所定の測定距離におけるしきい値距離を示すグラフである。
【図９ａ】ＰＳＤ測距センサの製造上の個体差による距離−出力電圧特性のバラツキを示すグラフである。
【図９ｂ】図９ａの拡大図である。
【図１０】図９ａに示すＰＳＤ測距センサの製造上の個体差による距離−出力電圧特性のバラツキの具体的な値を示す表である。
【図１１】この発明の省電力モニタ装置のハードウェア構成を示す図である。
【図１２】動体判定ＤＢに記憶されるデータの具体例を示す図である。
【図１３】メイン処理の内容を示すフローチャートである。
【図１４】通常モードの周期的処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】動体判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】省電力モードの周期的処理を示すフローチャートである。
【図１７】他の実施形態におけるハードウェア構成を示す図である。
【図１８】動体しきい値Ｓthの設定フローを示す図である。
【図１９】ＰＳＤ測距センサの距離−出力電圧特性をもとにしきい値電圧ΔVthを電圧−距離変換した表である。
【図２０】離散的な出力電圧を有するＰＳＤ測距センサ２を有限の分解能をもった外部デバイスの出力電圧Voを離散値毎に目盛りでプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［動体判別機能付き電子機器のブロック図］
図１に、この発明の動体判別機能付き電子機器１００のブロック図を示す。図１に示すように、動体判別機能付き電子機器１００は、ＰＳＤ測距センサ２、測距値算出手段１０２、動体しきい値記憶手段１０４、動体判定手段１０６、処理実行手段１０８を備えている。なお、以下の実施形態では、電子機器がモニタ装置である場合を例に説明する（以下、「動体判別機能付き電子機器１００」に代わり「モニタ装置１００」と記す）。
【００２４】
図２Ａは、本発明の動体判別システムの仕組みを説明するための模式図である。
【００２５】
ＰＳＤ測距センサ２は、図２Ａに示すようにモニタ装置１００の上部に設けられ、測定対象物までの距離（以下、「測定距離Ｄ」と記す）を測定するために用いられる。ＰＳＤ測距センサ２は、内部に設けられた投光素子からＰＳＤビームを照射し、測定対象物で反射した光を内部に設けられたＰＳＤ素子で受光して測定距離Ｄに応じた出力電圧（以下、「出力電圧Ｖo」と記す）を出力する。測距値算出手段１０２は、ＰＳＤ測距センサ２からの出力電圧Ｖo を受けて、測定距離Ｄを示す測距値を算出する。
【００２６】
図２Ａに示すユーザー３は、モニタ装置１００の使用開始時にセンサ２の角度を手動で操作し、ＰＳＤ測距センサ２の狙点がユーザー３の胸の高さで、かつ、胸の中心付近に向かうように調節する。前記調整は、ＰＳＤ測距センサ２のＰＳＤビームの指向性が強いため、センサ正面をユーザー３の身体の比較的面積の広い部位に向け、ＰＳＤビームをユーザー３の身体で確実に反射させるために行う。なお、ＰＳＤビームをユーザー３の身体で反射させることができるならば、モニタ装置１００にＰＳＤ測距センサ２の角度を固定して構成したり、ＰＳＤ測距センサ２をモニタ装置１００の上部以外の位置に設けたりしてもよい。また、ＰＳＤビームがユーザー３の身体を常に狙うように、ＰＳＤ測距センサ２の角度調節を自動で行うように構成することも可能である。
【００２７】
図２Ｂは、ＰＳＤ測距センサ２からユーザー３までの測定距離Ｄ（図２Ａを参照）を横軸にとり、ＰＳＤ測距センサ２の出力電圧Ｖoを縦軸にとった特性図である。図２Ｂに示すように、測定距離Ｄと出力電圧Ｖo の関係（以下、「距離−出力電圧特性」と記す）は反比例の関係を有している。したがって、測定距離Ｄに対して出力電圧Ｖoが一通りに決まるため、ＰＳＤ測距センサ２を用いてモニタ装置１００からユーザー３までの距離を容易に測定することができる。
【００２８】
ユーザー３が着席している場合には、呼吸や揺れなどの動作によって、測定距離Ｄを示す測距値は図２Ａに示すように最大値Ｄmaxおよび最小値Ｄminの間で変動するため、ユーザー３を動体として検出することができる。
【００２９】
その一方で、ユーザー３が離席しており、例えば椅子のような静止物を検出した場合でも、ＰＳＤ測距センサ２や測距値算出手段１０２の性能や外乱要因により、測定距離Ｄを示す測距値は常に変動する。そのため、測定対象物を動体として検出するために最低限必要な測定距離Ｄの変化量（以下、「動体検出感度」と記す）があり、動体検出感度以下の微小な動作に対して、動体か否かを誤検出してしまう問題があった。
【００３０】
この問題を解決して測定対象物が動体か否かを正確に判定するためには、ＰＳＤ測距センサ２の動体検出感度を考慮した判定を行う必要がある。すなわち、動体検出感度をもとに、測定距離Ｄを示す測距値の変動の大きさについて、測定対象物が動体か否かの判定基準となるしきい値（以下、「動体しきい値Ｓth」と記す）を予め設定しておき、図２Ａに示す最大値Ｄmax および最小値Ｄminの差で得られる距離変動値ΔＤ（＝Ｄmax−Ｄmin）と動体しきい値Ｓthを比較し、動体しきい値Ｓthより距離変動値ΔＤが大きい場合には測定対象物を動体であると判定し、動体しきい値Ｓthより距離変動値ΔＤが小さい場合には測定対象物を静止物であると判定する。
【００３１】
しかしながら、図２Ｂに示すようにＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性は反比例の関係を有しているため、一定の距離変動値ΔＤに対する出力電圧Ｖoの変化量は測定距離Ｄに依存するという特徴をもつ。具体的には、ユーザー３がモニタ装置１００に近い位置にいる場合はＰＳＤ測距センサ２の出力電圧Ｖoは急峻に変化する一方、ユーザー３がモニタ装置１００から遠い位置にいる場合はＰＳＤ測距センサ２の出力電圧Ｖoは緩やかに変化する。このようなＰＳＤ測距センサ２の動体検出感度の測定距離依存性を考慮して、測定距離Ｄが近い場合には上記判定のための動体しきい値Ｓthが小さくなるように設定し、測定距離Ｄが遠い場合には上記判定のための動体しきい値Ｓthが大きくなるように設定する。このように、ＰＳＤ測距センサ２の動体検出感度の測定距離依存性をもとに、測定距離Ｄに応じた所定の動体しきい値Ｓthが設定されることで、測定距離Ｄによらず正確に測定対象物が動体か否かを判定することができる。
【００３２】
図１に示す動体しきい値記憶手段１０４は、測定距離Ｄに応じて予め設定される複数の動体しきい値Ｓthを、前記動体しきい値Ｓthが適用される所定の距離範囲（以下、「測定距離範囲Ｒ」と記す）毎に記憶するための手段である。例えば、図２Ｂにおいて測定距離範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３で示される測定距離範囲Ｒ毎に、それぞれ動体しきい値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（測定距離Ｄに応じてこのうちの何れかが動体しきい値Ｓthとして選定される）が予め設定され、記憶される。これらの各動体しきい値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、上記のとおり、ＰＳＤ測距センサ２の動体検出感度の測定距離依存性を考慮して、測定距離Ｄが近い測定距離範囲Ｒでは小さく、測定距離Ｄが遠い測定距離範囲Ｒでは大きくなるように設定される。
【００３３】
なお、所定の測定距離範囲Ｒを定めず、測定距離Ｄに応じて連続的に動体しきい値Ｓthを変化させるように構成することも可能である。
【００３４】
図１に示す動体判定手段１０６は、ＰＳＤ測距センサ２を用いて取得した測定距離Ｄを示す測距値の最大値Ｄmaxおよび最小値Ｄminの差で得られる距離変動値ΔＤを、測定距離Ｄに応じた動体しきい値Ｓthと比較することにより、測定対象物が動体か否かを判定する手段である。具体的には、動体判定手段１０６は、ＰＳＤ測距センサ２より経時的に得られる複数の測定距離Ｄを示す測距値の中から、まず最大値Ｄmax および最小値Ｄminとなるものをそれぞれ選定する。つぎに、最大値Ｄmax が予め設定された何れの測定距離範囲Ｒ内にあるかを判断することにより、測定距離Ｄに応じた動体しきい値Ｓthを選定する。つまり、最大値Ｄmax が図２Ｂに示す測定距離範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の何れの測定距離範囲Ｒ内にあるかを判断し、これに対応する動体しきい値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の何れかの値を測定距離Ｄに応じた動体しきい値Ｓth として選定する。そのうえで、距離変動値ΔＤが測定距離Ｄに応じた動体しきい値Ｓth よりも大きい場合には測定対象物を動体であると判定し、距離変動値ΔＤが測定距離Ｄに応じた動体しきい値Ｓth よりも大きくない場合には測定対象物を静止物であると判定する。
【００３５】
図１に示す処理実行手段１０８は、測定対象物が動体か否かを動体判定手段１０６が判定した場合に所定の処理を実行する手段である。具体的には、動体か否かの判定結果によりモニタ装置１００の動作モードを通常モードと省電力モードの間で切り替える処理が該当する。
【００３６】
上記のように、動体しきい値記憶手段１０４（図１を参照）に記憶される所定の動体しきい値Ｓth が、ＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性の反比例の関係を考慮して測定距離範囲Ｒ毎に予め設定されることにより、ＰＳＤ測距センサ２の動体検出感度の測定距離依存性が考慮され、測定距離Ｄによらず測定対象物が動体か否かを正確に判定することができるコンパクトなモニタ装置１００の提供を可能とする。
【００３７】
[ＰＳＤ測距センサ２の基本特性と動体しきい値Ｓth の設定方法について]
つぎに、ＰＳＤ測距センサ２の特性と動体しきい値Ｓth の設定方法について、以下に詳しく説明する。
【００３８】
「ＰＳＤ測距センサ２の基本特性の説明」
ＰＳＤ測距センサ２は、三角測量の原理を応用して、測定対象物までの距離（以下、「測定距離Ｄ」と記す）に応じた出力電圧Ｖo を出力する装置である。三角測量の原理上、測定距離Ｄと出力電圧Ｖo の関係（以下、「距離−出力電圧特性」と記す）は理想的には図３に示すような連続的な反比例の関係となる。
【００３９】
前記反比例の関係によれば、一定の測定距離Ｄの変化量（以下、「距離変化量Δd」と記す） に対するＰＳＤ測距センサ２の出力電圧Ｖoの変化量（以下、「電圧変化量ΔVo」と記す）は測定距離Ｄに応じて変化する特徴をもつ。すなわち、図３においてΔd1＝Δd2 に対してΔVo1＞ΔVo2 となる。また前記特徴を言いかえれば、一定の電圧変化量ΔVo に対する距離変化量Δd は、測定距離Ｄに依存する。すなわち、図３においてΔVo3＝ΔVo4 に対して、Δd3＜Δd4 となる。なお、図３の距離−出力電圧特性は、図２Ｂに示した特性を詳細に表したものでもある。
【００４０】
「離散的な出力電圧Ｖoをもち、かつ離散的な距離−出力電圧特性をもつＰＳＤ測距センサ２の説明」
ＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性は、理想的には図３に示すように、測定距離Ｄの連続的変化に対し出力電圧Ｖoも連続的に変化する。しかし、小型かつ廉価なＰＳＤ測距センサ２の場合、センサ内部の出力回路は８bit 程度のＤＡＣ（Digital Analog Converter）出力段となっていることが一般的であり、その出力電圧Ｖo は測定距離Ｄの連続的変化に対し、図４ａおよびその拡大図である図４ｂの距離−出力電圧特性に示すように、センサ内部の出力回路の性能に依存した一定の出力電圧変化ステップ（以下、「最小電圧変化量ΔVomin」と記す）をもつ離散的な変化となる。
【００４１】
このとき、最小電圧変化量ΔVominをＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性をもとに電圧−距離変換したものを最小距離変化量Δdminと定義する。最小距離変化量Δdminは、ＰＳＤ測距センサ２が測定距離Ｄの変化を出力電圧Ｖoの変化として検出するために最低限必要な距離変化量Δdを示す。すなわち、最小距離変化量Δdminは動体検出感度を示し、最小距離変化量Δdminが小さいほど動体検出感度が高く、最小距離変化量Δdminが大きいほど動体検出感度が低いとみなすことができる。ＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性は反比例の関係を有しているため、一定の電圧変化量ΔVo に対する距離変化量Δdは測定距離Ｄに依存するとともに、一定の最小電圧変化量ΔVomin に対する最小距離変化量Δdmin も測定距離Ｄに依存する。つまり、このような離散的な距離−出力電圧特性をもつＰＳＤ測距センサ２では、測定距離Ｄに応じて最小距離変化量Δdmin が変化する特徴をもち、近距離では動体検出感度が高く、遠距離では動体検出感度が低くなる。
【００４２】
「離散的な出力電圧Ｖoをもち、かつ実効値として連続的な距離−出力電圧特性を実現したＰＳＤ測距センサ２の説明」
また、このような離散的な出力電圧ＶoをもつＰＳＤ測距センサ２には、最小距離変化量Δdmin 以下の距離変化に対して、図５に示すように最小電圧変化量ΔVomin の振幅にて出力電圧Ｖo を瞬時的に制御し、実効値として最小電圧変化量ΔVomin 以下の中間電圧を出力することにより、図３に示すような連続的な距離−出力電圧特性を実効値として実現したものもある。このような一定の最小電圧変化量ΔVomin を最小ステップとする離散的な出力電圧Ｖoをもち、かつ実効値として連続的な距離−出力電圧特性を実現したＰＳＤ測距センサ２を用いるときは、瞬時的な電圧変化量ΔVoから測定対象物が動体か否かを判定する動体判別システムの場合には、瞬時的には静止物に対しても図５に示すような変動した出力電圧Ｖoを示すことから、図４ａに示す離散的な距離−出力電圧特性をもつＰＳＤ測距センサ２と同様にΔVomin＞０、Δdmin＞０とみなす必要がある。ただし、出力電圧Ｖoが測距値算出手段１０２にて十分に平均化され、実効値的な電圧変化量ΔVoから測定対象物が動体か否かを判定する動体判別システムの場合には、図３に示す理想的な距離−出力電圧特性をもつＰＳＤ測距センサ２同様にΔVomin＝０、Δdmin＝０とみなすことができる。
【００４３】
「ＰＳＤ測距センサ２の個体差によるバラツキの説明」
さらに、異なるＰＳＤ測距センサ２の間には、製造上の個体差による距離−出力電圧特性のバラツキがある。その一例として、最小電圧変化量ΔVomin＝１６[mV]のバラツキをもった３つの異なるＰＳＤ測距センサ２ａ、２ｂ、２ｃについて、図９ａおよびその拡大図である図９ｂに距離−出力電圧特性を示し、図１０に各測定距離Ｄ＝３０、５０、８０、１２０[cm]における出力電圧Ｖo と最小電圧変化量ΔVominから、最小距離変化量Δdminを算出した表を示す。何れのＰＳＤ測距センサ２も同一の仕様であるため、各最小電圧変化量はΔVmin_a＝ΔVmin_b＝ΔVmin_c＝１６[mV]である。その一方で、同一の測定距離Ｄにおける最小距離変化量は常にΔdmin_a＜Δdmin_b＜Δdmin_cとなっている。
【００４４】
このように、同一の測定距離Ｄにある測定対象物を異なるＰＳＤ測距センサ２ａ、２ｂ、２ｃを用いて測定対象物が動体か否かを検出する場合には、何れのＰＳＤ測距センサ２ａ、２ｂ、２ｃを用いたとき最小距離変化量Δdminが最大、すなわち動体検出感度が最も低くなるかを考慮する必要がある。上記の例では、同一の測定距離Ｄにおける最小距離変化量がΔdmin_a＜Δdmin_b＜Δdmin_cであることから、ＰＳＤ測距センサ２ｃの動体検出感度が最も低い。
【００４５】
「外部デバイスによる距離分解能Δdiの説明」
測距値算出手段１０２は、外部デバイス(ＡＤＣ（Analog Digital Converter）などの入力装置とマイクロコンピュータなどの演算装置を組合せたシステム)を用いて構成される。このとき、ＰＳＤ測距センサ２の出力電圧Ｖoの検出は、外部デバイスの性能（入力装置の分解能および電圧−距離変換を行う演算装置の分解能）に依存し、図６ａおよびその拡大図である図６ｂに示すように、外部デバイスの有限の分解能に依存した一定の検出電圧変化ステップ（以下、「電圧分解能ΔVi」と記す）の離散値で行われる。
【００４６】
このとき、電圧分解能ΔViをＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性をもとに電圧−距離変換したものを距離分解能Δdiと定義する。距離分解能Δdiは、外部デバイスがＰＳＤ測距センサ２の出力電圧Ｖoの変化を検出するために最低限必要な距離変化量Δdを示す。すなわち、距離分解能Δdiは最小距離変化量Δdminと同様に、測定距離Ｄに依存した動体検出感度を示している。したがって、このような有限の分解能をもつ外部デバイスを用いて測定対象物が動体か否かを検出する場合には、測定距離Ｄを示す測距値には測定距離Ｄに依存した距離分解能Δdiが発生することを考慮して動体しきい値Ｓthを設定する必要がある。
【００４７】
なお、無限の分解能とみなせる程度の高性能な外部デバイスを用いた場合は、電圧分解能ΔVi＝０とみなすことができる。
【００４８】
また、ＰＳＤ測距センサ２の出力電圧Ｖoを、前記ＰＳＤ測距センサ２と前記外部デバイスの間に備える外部増幅器によって増幅したうえで前記外部デバイスで検出する場合には、電圧分解能ΔViを外部増幅器の増幅率Ａの逆数倍（１／Ａ倍）に補正して扱う必要がある。なお、ＰＳＤ測距センサ２の出力電圧Ｖoを外部増幅器によって増幅するのは、測定距離Ｄが遠方の場合でも外部デバイスにおいて出力電圧Ｖoの変動を確実に測定可能とするためである。
【００４９】
「外乱要因による外乱距離変動Δdnの説明」
ＰＳＤ測距センサ２の過渡特性や、電気的・光学的外乱、温度ドリフトなどが要因となって、ＰＳＤ測距センサ２の出力電圧Ｖoあるいは外部デバイスの検出電圧は測定対象物が動体か否かに関わらず常に変動している。この外乱要因による電圧変動量（以下、「外乱電圧変動ΔVn」と記す）をＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性をもとに電圧−距離変換したものを外乱距離変動Δdnと定義する。外乱距離変動Δdnは、測定対象物が動体か否かに関わらず常に発生する距離変化量Δdを示す。すなわち、外乱距離変動Δdnは最小距離変化量Δdminあるいは距離分解能Δdiと同様に、測定距離Ｄに依存した動体検出感度を示すとともに、最小距離変化量Δdminあるいは距離分解能Δdiに加算されることで動体検出感度を低下させる要因となる。したがって、このような外乱要因が発生する動体判別システムを用いて測定対象物が動体か否かを検出する場合には、測定距離Ｄを示す測距値には測定距離Ｄに依存した外乱距離変動Δdn が発生することを考慮して動体しきい値Ｓthを設定する必要がある。
【００５０】
なお、外乱要因による外乱電圧変動ΔVnは、動体判別システムの仕様や測定対象物の物性・形状などに依存するほか、不特定の外部要因による増加が懸念されるため、適切なマージン（例えば、実測より得られた外乱電圧変動ΔVnに対し、数十％程度）を設けておくことが望ましい。ただし、外乱要因が無視できるほど小さいような場合には、マージンを０にすることも可能である。
【００５１】
「動体しきい値Ｓthの設定方法についての説明」
上記のとおり、ＰＳＤ測距センサ２を用いて電圧変化量ΔVoから算出される距離変化量Δd をもとに測定対象物が動体か否かを判定する動体判別システムにおいて、動体しきい値Ｓthは、ＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性や外部デバイスの性能、外乱要因などを総合的に考慮したうえで設定する。すなわち、ＰＳＤ測距センサ２の最小電圧変化量ΔVominと外部デバイスの電圧分解能ΔViと外乱要因による外乱電圧変動ΔVnから、静止物の検出時に発生しうる電圧変動の最大値（以下、「しきい値電圧ΔVth」と記す）を求め、つぎに、しきい値電圧ΔVthから静止物の検出時に発生しうる距離変動の最大値（以下、「しきい値距離Δdth」と記す）を求めることにより、動体しきい値Ｓthを設定する。
【００５２】
具体的には、ＰＳＤ測距センサ２の最小電圧変化量ΔVominと、外部増幅器有無により補正した外部デバイスの電圧分解能ΔViのうち、より大きいほうを選択し、それに外乱要因による外乱電圧変動ΔVnを加えたものをしきい値電圧ΔVthと定める。すなわち、ΔVth＝ΔVomin＋ΔVnまたはΔVth＝ΔVi＋ΔVnとなる。ここで、外乱電圧変動ΔVnは、外乱要因の影響がＰＳＤ測距センサ２および外部デバイスの何れについても同じであると考えて、同じ値に設定される。
【００５３】
つぎに、しきい値電圧ΔVthをＰＳＤ測距センサ２のうち動体検出感度が最も低い個体における距離−出力電圧特性をもとに電圧−距離変換したものをしきい値距離Δdthと定める。すなわち、Δdth＝Δdmin＋ΔdnまたはΔdth＝Δdi＋Δdnとなる。これを測定距離Ｄごとに算出し、動体しきい値Ｓthを測定距離Ｄによらず常にＳth＞Δdthとなるように設定すればよい。
【００５４】
なお、外乱要因の影響がＰＳＤ測距センサ２および外部デバイスについて同じでないような場合には、外乱電圧変動ΔVnは、ＰＳＤ測距センサ２の最小電圧変化量ΔVominに加えるものと、外部デバイスの電圧分解能ΔViに加えるものとで異なる値に設定しても良い。例えば、ＰＳＤ測距センサ２の最小電圧変化量ΔVominについての外乱電圧変動をΔVn1とし、外部デバイスの電圧分解能ΔViについての外乱電圧変動をΔVn2とし、しきい値電圧ΔVthを、ΔVth＝ΔVomin＋ΔVn1またはΔVth＝ΔVi＋ΔVn2で求めるようにしてもよい。
【００５５】
「測定距離Ｄに応じた動体しきい値Ｓth設定」
図８に横軸に測定距離Ｄ、縦軸にしきい値距離Δdthをとったグラフを示す。ＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性は反比例の関係を有しているため、しきい値距離Δdthは測定距離Ｄが遠くなるほどに大きくなる。しきい値距離Δdthは動体判別システムの総合的な動体検出感度とみなすことができ、動体しきい値Ｓth は、測定距離Ｄによらず常にしきい値距離Δdth以上の値に設定する必要がある。
【００５６】
一例として、図８を用いて動体しきい値Ｓth を段階的に設定した例（図８にＳth２で示す）および動体しきい値Ｓth を連続的に設定した例（図８にＳth1で示す）を示す。予め複数の測定距離範囲Ｒが定まっている場合は、各測定距離範囲Ｒ内におけるしきい値距離Δdthの最大値以上の動体しきい値Ｓthを段階的に設定すればよい。測定距離Ｄに応じて連続的に動体しきい値Ｓthを設定する場合は、図８に示すしきい値距離Δdthよりも常に大きくなるように曲線状（図８にＳth1で示す）や直線状（図８にＳth２で示す）にて連続的に設定すればよい。
【００５７】
以上の動体しきい値Ｓth設定の流れを図１８に示し、以下に動体判別システムの構成別に詳しく説明する。
【００５８】
[理想的なＰＳＤ測距センサ２を無限の分解能をもった外部デバイスで検出する場合]
連続的な出力電圧Ｖoをもち、かつ図３に示す理想的な距離−出力電圧特性をもつＰＳＤ測距センサ２を、無限の分解能とみなせる程度の高性能な外部デバイスで検出した場合には、ＰＳＤ測距センサ２の連続的な出力電圧Ｖoが連続性を保ったまま外部デバイスで検出されるため、離散性を考慮する必要はなく、動体しきい値Ｓthは外乱要因のみで決定される（図１８のＳＴ５）。すなわち、最小電圧変化量ΔVomin＝０、電圧分解能ΔVi＝０、外乱電圧変動ΔVn＞０であるから、しきい値電圧はΔVth＝ΔVnと定まり、このしきい値電圧ΔVthから、ＰＳＤ測距センサ２のうち動体検出感度が最も低い個体における距離−出力電圧特性をもとに電圧−距離変換した、しきい値距離Δdth＝Δdnが測定距離Ｄごとに算出されるので、測定距離Ｄによらず常に動体しきい値ＳthがＳth＞Δdnとなるように設定すればよい（図１８のＳＴ７）。
【００５９】
[離散的なＰＳＤ測距センサ２を無限の分解能をもった外部デバイスで検出する場合]
離散的な出力電圧Ｖo をもち、かつ図４ａに示す離散的な距離−出力電圧特性をもつＰＳＤ測距センサ２を、無限の分解能とみなせる程度の高性能な外部デバイスで検出した場合には、ＰＳＤ測距センサ２の最小電圧変化量ΔVominを最小ステップとする離散的な出力電圧Ｖoが離散性を保ったまま外部デバイスで検出されるため、動体しきい値ＳthはＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性と外乱要因で決定される（図１８のＳＴ１、ＳＴ５）。すなわち、最小電圧変化量ΔVomin＞０、電圧分解能ΔVi＝０、外乱電圧変動ΔVn＞０であるから、しきい値電圧はΔVth＝ΔVomin＋ΔVnと定まり、このしきい値電圧ΔVthから、ＰＳＤ測距センサ２のうち動体検出感度が最も低い個体における距離−出力電圧特性をもとに電圧−距離変換した、しきい値距離Δdth＝Δdmin＋Δdnが測定距離Ｄごとに算出されるので、測定距離Ｄによらず常に動体しきい値ＳthがＳth＞Δdthとなるように設定すればよい（図１８のＳＴ７）。
【００６０】
[理想的なＰＳＤ測距センサ２を有限の分解能をもった外部デバイスで検出する場合]
連続的な出力電圧Ｖoをもち、かつ図３に示す理想的な距離−出力電圧特性をもつＰＳＤ測距センサ２を、有限の分解能をもった外部デバイスで検出した場合には、ＰＳＤ測距センサ２の連続的な出力電圧Ｖoが電圧分解能ΔViを最小ステップとする離散値として外部デバイスで検出されるため、動体しきい値Ｓthは外部デバイスの有限の分解能と外乱要因で決定される（図１８のＳＴ２、ＳＴ５）。すなわち、最小電圧変化量ΔVomin＝０、電圧分解能ΔVi＞０、外乱電圧変動ΔVn＞０であるから、しきい値電圧ΔVth＝ΔVi＋ΔVnと定まり、このしきい値電圧ΔVthから、ＰＳＤ測距センサ２のうち動体検出感度が最も低い個体における距離−出力電圧特性をもとに電圧−距離変換したしきい値距離Δdth＝Δdi＋Δdnが測定距離Ｄごとに算出されるので、測定距離Ｄによらず常に動体しきい値ＳthがＳth＞Δdthとなるように設定すればよい（図１８のＳＴ７）。
【００６１】
[離散的なＰＳＤ測距センサ２を有限の分解能をもった外部デバイスで検出する場合]
離散的な出力電圧Ｖo をもち、かつ図４ａに示す離散的な距離−出力電圧特性をもつＰＳＤ測距センサ２を、有限の分解能をもった外部デバイスで検出した場合には、図７に示すように、ＰＳＤ測距センサ２の最小電圧変化量ΔVomin（図７において実線で示す）を最小ステップとする離散的な出力電圧Ｖoが電圧分解能ΔVi（図７において破線で示す）を最小ステップとする離散値として外部デバイスで検出されるため、動体しきい値ＳthはＰＳＤ測距センサ２の距離−出力電圧特性と外部デバイスの有限の分解能と外乱要因で決定される（図１８のＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ４、ＳＴ５）。すなわち、最小電圧変化量ΔVomin＞０、電圧分解能ΔVi＞０、外乱電圧変動ΔVn＞０であるから、しきい値電圧ΔVthはΔVth＝ΔVomin＋ΔVnとΔVth＝ΔVi＋ΔVnの何れか大きいほうで定まり、このしきい値電圧ΔVthから、ＰＳＤ測距センサ２のうち動体検出感度が最も低い個体における距離−出力電圧特性をもとに電圧−距離変換したしきい値距離Δdth＝Δdmin＋ΔdnまたはΔdth＝Δdi＋Δdnが測定距離Ｄごとに算出されるので、測定距離Ｄによらず常に動体しきい値ＳthがＳth＞Δdthとなるように設定すればよい（図１８のＳＴ７）。
【００６２】
なお、上記実施形態では、図７に示すように、離散的なＰＳＤ測距センサ２（最小電圧変化量ΔVomin）を有限の分解能（電圧分解能ΔVi）をもった外部デバイスで検出する場合に、最小電圧変化量ΔVominと電圧分解能ΔViの何れか大きいほうに外乱電圧変動ΔVnを加算したものを、しきい値電圧ΔVthとして定めることとしたが（すなわち、ΔVth＝ΔVomin＋ΔVnまたはΔVth＝ΔVi＋ΔVn）、これに限定されるものではない。
【００６３】
例えば、最小電圧変化量ΔVominのほうが電圧分解能ΔViより大きい場合（ΔVomin＞ΔVi）に、電圧分解能ΔViに基づいてΔVominの値を補正して、しきい値電圧ΔVthを決定するようにしてもよい。また、逆に、電圧分解能ΔViのほうが最小電圧変化量ΔVominより大きい場合（ΔVi＞ΔVomin）に、最小電圧変化量ΔVominに基づいて電圧分解能ΔViの値を補正することで、しきい値電圧ΔVthを決定するようにしてもよい。
【００６４】
上記補正処理について、図２０を用いて具体的に説明する。なお、図２０は、図７のような離散的なＰＳＤ測距センサ２（最小電圧変化量ΔVomin）を有限の分解能（電圧分解能ΔVi）をもった外部デバイスで検出する場合の距離−出力電圧特性を示すグラフにおいて、縦軸に相当する出力電圧Voの離散値毎にＰＳＤ測距センサ２および外部デバイスそれぞれについて目盛りをプロットした図である。
【００６５】
最小電圧変化量ΔVominのほうが電圧分解能ΔViより大きい場合（ΔVomin＞ΔViのとき）には、図２０Ｂに示すように、最小電圧変化量ΔVominが上限値Vomin_1bと下限値Vomin_2bとの差で表されるときに、その上限値Vomin_1bに丸められる最大の電圧分解能Vi_1bと、下限値Vomin_2bに丸められる最小の電圧分解能Vi_2bの差をΔVomin'とし（このとき、結果としてΔVomin'＞ΔVominとなる）、しきい値電圧をΔVth＝ΔVomin'＋ΔVnにより求めることができる。
【００６６】
また、電圧分解能ΔViのほうが最小電圧変化量ΔVominより大きい場合（ΔVi＞ΔVominのとき）には、図２０Ａに示すように、電圧分解能ΔViが上限値Vi_1aと下限値Vi_2aとの差で表されるときに、その上限値Vi_1aに丸められる最大の出力電圧Vomin_1aと、下限値Vi_2aに丸められる最小の出力電圧Vomin_2aの差をΔVi'とし（このとき、結果としてΔVi'＞ΔViとなる）、しきい値電圧をΔVth＝ΔVi'＋ΔVnにより求めることができる。
【００６７】
[動体しきい値Ｓth設定の具体的な実施例]
一例として、図９ａおよびその拡大図である図９ｂ、図１０に示す最小電圧変化量ΔVomin＝１６[mV]のバラツキをもった３つの異なるＰＳＤ測距センサ２ａ、２ｂ、２ｃの出力電圧Ｖoを、増幅率Ａ＝２の外部増幅器によって増幅したうえで、電圧分解能ΔVi＝１３[mV]の外部デバイスを用いて検出した場合、図１０に示す各測定距離Ｄ＝３０、５０、８０、１２０を境界とした３つの測定距離範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３（つまり、３０[cm]≦Ｒ１＜５０[cm]、５０[cm]≦Ｒ２＜８０[cm]、８０[cm]≦Ｒ３＜１２０[cm]）について、これに対応する各動体しきい値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の設定方法を示す。
【００６８】
まず、最小電圧変化量ΔVomin＝１６[mV]（図１８のＳＴ１）に対し、電圧分解能ΔViを増幅率Ａで補正すると、ΔVi／Ａ＝１３[mV]／２＝６．５[mV]と求まるので（図１８のＳＴ２、ＳＴ３）、ΔVomin＞ΔVi／Ａとなる。したがって、便宜上、外乱電圧変動ΔVnが実測によりΔVn＝１４[mV]であったとすると（図１８のＳＴ５）、しきい値電圧ΔVthはΔVth＝ΔVomin＋ΔVn＝１６[mV]＋１４[mV]＝３０[mV]と求まる（図１８のＳＴ４）。
【００６９】
つぎに、図１０よりＰＳＤ測距センサ２ａ、２ｂ、２ｃの同一の測定距離Ｄにおける最小距離変化量がΔdmin_a＜Δdmin_b＜Δdmin_cであることから、ＰＳＤ測距センサ２ｃの動体検出感度が最も低いとわかるので、図１９に示すようにＰＳＤ測距センサ２ｃの距離−出力電圧特性をもとに、上記で求めたしきい値電圧ΔVth（＝３０[mV]）を電圧−距離変換してしきい値距離Δdthを測定距離Ｄごとに算出し、図８に示すような測定距離Ｄとしきい値距離Δdthの関係を導く（図１８のＳＴ６）。
【００７０】
図８のＳth2に示すように、所定の測定距離範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３内におけるしきい値距離Δdthの最大値以上の動体しきい値Ｓth、例えば、それぞれＳ１＝３．０[cm]、Ｓ２＝７．５[cm]、Ｓ３＝２０．０[cm]と設定することによって、所定の各測定距離範囲ＲについてＰＳＤ測距センサ２ａ、２ｂ、２ｃの何れを用いた場合にも測定対象物が動体か否かを判定することができる動体しきい値Ｓthが設定される（図１８のＳＴ７）。
【００７１】
なお、上記実施例とは逆に、予め動体しきい値Ｓth を段階的に設定しておき、つぎにかかる条件を満たすように測定距離範囲Ｒを設定することも可能である。例えば、動体しきい値Ｓth をＳ１＝３．０[cm]、Ｓ２＝７．５[cm]、Ｓ３＝２０．０[cm]の３段階に予め設定しておき、上記実施例と同じく図８に示すような測定距離Ｄとしきい値距離Δdthの関係を求め、しきい値距離Δdthが各動体しきい値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３以内となるような各測定距離範囲Ｒを設定すればよい。すなわち、動体しきい値Ｓ１＝３．０に対応する測定距離範囲Ｒ１を、しきい値距離Δdthが３．０を超えない範囲の３０[cm]≦Ｒ１＜５０[cm]に設定し、同様に、動体しきい値Ｓ２＝７．５に対応する測定距離範囲Ｒ２を、しきい値距離Δdthが７．５を超えない範囲の５０[cm]≦Ｒ２＜８０[cm]に設定し、動体しきい値Ｓ３＝２０．０に対応する測定距離範囲Ｒ３を、しきい値距離Δdthが２０．０を超えない範囲の８０[cm]≦Ｒ３＜１２０[cm]に設定することによって、所定の各動体しきい値ＳthについてＰＳＤ測距センサ２ａ、２ｂ、２ｃの何れを用いた場合にも測定対象物が動体か否かを判定することができる測定距離範囲Ｒが設定される。
【００７２】
［動体判別機能付き電子機器のハードウェア構成］
図１１は、この発明の動体判別機能付きモニタ装置１００のハードウェア構成を示す図である。図１１に示すように、動体判別機能付きモニタ装置１００は、モニタ筐体の外部に取り付けられ、測定対象物までの距離を三角測量法により測定するＰＳＤ測距センサ２を備える。さらに、ＰＳＤ測距センサ２から出力されたデータを変換するＡＤＣ（Analog Digital Converter）３、モニタ筐体の内部基板に実装され測定対象物までの距離を算出するＭＰＵ４、モニタ６、外部ＰＣとのデータ送受信を行う通信部８、メモリ１２、電源
ボタンなどのユーザーインターフェース１４、タイマー１６などの外部デバイス１０を備えている。なお、外部デバイス１０の性能は、前述のようにＡＤＣ３（入力装置）とＭＰＵ４（演算装置）の組み合わせによって決まる。
【００７３】
図１１に示すようにメモリ１２には、測定対象物が動体か否かの判定するための動体判定プログラム２０の他、ＰＳＤ測距センサ２の出力から距離を算出するための距離算出テーブル２２（図２Ｂに示す距離−出力電圧特性グラフに相当するデータテーブル）、動体か否かの判定に用いられる各種データを備えた動体判定ＤＢ２４等が記録される。
【００７４】
図１２は、動体判定ＤＢ２４に記憶されるデータの例を示す図である。
【００７５】
図１２に示すように、動体判定ＤＢ２４には、各ユーザー毎に、ユーザーＩＤ、測距値より算出される最大値Ｄmaxおよび最小値Dminの差で得られる変動値ΔＤ、測距値の最大値Ｄmaxおよび最小値Dmin、各測定距離範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３について予め設定される動体しきい値Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３、およびその中から測定対象物までの距離に応じて決定される動体しきい値Ｓth、通常モードでＰＳＤ測距センサ２により測定したユーザーまでの距離を示す測距値である測定値Ｄａ（例えば、Ｄａ１〜Ｄａ５の５個）、所定数の測定値Ｄａを平均することで算出される測距値である測定値Ｄｂ（例えば、Ｄｂ１〜Ｄｂ３の３個）、省電力モードへの移行を示す省電力フラグＦ０、省電力モードで測定したユーザーまでの距離を示す測距値である測定値Ｄａ’（例えば、Ｄａ１’〜Ｄａ３’の３個）等の各種データが記憶されている。
【００７６】
図１２に示す測定値Ｄｂ（Ｄｂ１〜Ｄｂ３）は、測定値Ｄａが５回分溜まる毎に平均して得た値を過去３回分だけ蓄積したデータである。なお、測定値Ｄｂは、ＦＩＦＯ（ファーストイン−ファーストアウト）方式で記憶される。よって、例えば、記憶される測定値Ｄｂのデータが３個を超えると古いデータＤｂ３が消去され、同時に測定値Ｄｂ１、Ｄｂ２のデータが測定値Ｄｂ２、Ｄｂ３に書き換えられる。
【００７７】
測定値Ｄａ’（Ｄａ１’〜Ｄａ３’）は、省電力モードにおいてＰＳＤ測距センサ２で測定して得られる値を過去３回分だけ蓄積したデータである。省電力モードにおける測定値Ｄａ’は、ＦＩＦＯ（ファーストイン−ファーストアウト）方式で記憶される。
【００７８】
図１２に示す動体判定ＤＢの省電力フラグＦ０には、省電力モードへ移行した場合に「１」が書き込まれ、通常モードでは「０」が書き込まれる。省電力フラグＦ０を参照することにより、現在、省電力モード、通常モードの何れのモードであるかを判断することができる。
【００７９】
［動体判定プログラムが実行する処理］
動体判定プログラム２０（図１１）が実行するメイン処理のフローチャートを、図１３に示す。
【００８０】
図１３に示すように、動体判定プログラム２０は、まず、現在、通常モードにあるか省電力モードにあるかによって異なる所定周期（通常モードの場合には周期Ｔ１、省電力モードの場合には周期Ｔ２といったように、各モードについて予め設定）毎にメイン処理を
開始する（ステップＳ１００）。
【００８１】
具体的には、図１２に示す省電力フラグＦ０に「０」が記憶されているときは、所定時間Ｔ１毎にメイン処理を開始する。一方、動体判定ＤＢ２４の省電力フラグＦ０に「１」が記憶されているときは、所定時間Ｔ２毎にメイン処理を開始する。
【００８２】
メイン処理を実行する周期Ｔ１、Ｔ２は、例えば、通常モードの周期Ｔ１＝１００ｍ秒毎、省電力モードの周期Ｔ２＝１秒毎といったように、通常モードの周期Ｔ１よりも省電力モードの周期Ｔ２の方が長くなるように設定されるが、これは省電力モードでの消費電力を抑えるためである。
【００８３】
さらに、現在のモードが通常モードか省電力モードか否かにより（ステップＳ２００）、ＭＰＵ４は、通常モードの場合には所定の周期的処理（ステップＳ１０００）を実行し、省電力モードの場合には所定の周期的処理（ステップＳ２０００）を実行することになる。
【００８４】
［通常モードの周期的処理］
まず、図１３に示す通常モードの周期的処理（図１３のステップＳ１０００）の詳細について、図１４および図１５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００８５】
まず、図１１に示すＭＰＵ４は、ＰＳＤ測距センサ２の出力に基づいて距離算出テーブル２２を参照し、得られた測定値Ｄａを動体判定ＤＢ２４に記憶する（図１４のステップＳ１００１）。例えば、図１２に示す直近の測距値Ｄａ１「６７．２」が得られ、記憶される。
【００８６】
測定値Ｄａが所定数Ｎ１、例えば５個溜まると（ステップＳ１００２のＹｅｓ）、その平均を算出して得た値を動体判定ＤＢ２４に測定値Ｄｂとして記憶し、測定値Ｄａのデータは全て消去する（ステップＳ１００３）。例えば、図１２に示す測定値Ｄａ（１−５）の５つ分のデータ「６７．２，・・・，７６．１」の平均を算出して測定値Ｄｂ１「６９．２」が得られる。
【００８７】
なお、ステップＳ１００３では、測定値Ｄｂを測定値Ｄａのデータ５つが溜まる毎に算出することとしたが、測定値Ｄａのデータが一個得られる各周期毎に（つまり、移動平均により）測定値Ｄｂを算出してもよい。この場合、測定値ＤａのデータはＦＩＦＯ方式で記憶され、周期毎に古いものから１つずつ消去されることになる。
【００８８】
さらに、測定値Ｄｂのデータが所定数Ｎ２、例えば３個溜まるまで、通常モードの周期的処理を最初からループする（ステップＳ１００４）。測定値Ｄｂのデータが所定数Ｎ２
個溜まる（ステップＳ１００４のＹｅｓ）と、図１５に示すように、検知した測定対象物が動体か否かを判断する動体判定処理に移る。
【００８９】
動体判定においては、まず省電力判定ＤＢ２４（図１２）を参照することにより最も直近の測定値Ｄｂ１が所定の範囲内にあるか否かが判定される（ステップＳ１３０１）。つまり、ユーザーまでの距離がｒ０未満で近すぎたり（例えば、ｒ０＝３０[cm]）、ユーザーまでの距離がｒ３以上で遠すぎると（例えば、ｒ３＝１２０[cm]）、動体判定処理を行わずにタイマー１６を０にリセットし（ステップＳ１３０８）、次の周期に移行する。これは、センサまでの距離が近すぎると図２Ｂに示すよう急激に出力電圧が増加するという特性により感度が著しく低下してしまい動体判定を正確に行うことが困難なためである。また、センサまでの距離が遠すぎるとユーザーが離席していると考えられるため直ちにスリープ状態とすればよく、動体か否かを判定する必要がないためである。
【００９０】
ＭＰＵ４は、最も直近の測定値Ｄｂ１が所定の範囲（例えば、ｒ０〜ｒ３）内にあると判断した場合には（ステップＳ１３０１のＹｅｓ）、図１５に示すように、動体判定ＤＢ２４から直近の測定値Ｄｂのデータを所定数Ｎ３、例えば３個だけ読み出し、その中から
最大値と最小値を選定する（ステップＳ１３０２）。例えば、Ｄｂ１、Ｄｂ２、Ｄｂ３の３つの測定値Ｄｂを読み出し、それぞれの値が、図１２に示すようにＤｂ１＝６９．２[cm]、Ｄｂ２＝７０．４[cm]、Ｄｂ３＝７２．１[cm]の場合、Ｄｂ３が最大値Dmaxとして選定され、Ｄｂ１が最小値Dminとして選定される。
【００９１】
さらに、ＭＰＵ４は、選定した最大値Dmaxが、所定の測定距離範囲Ｒ１［ｒ０以上〜ｒ１未満］、Ｒ２［ｒ１以上〜ｒ２未満］、Ｒ３［ｒ２以上〜ｒ３未満］（例えば、ｒ０＝３０[cm]、ｒ１＝５０[cm]、ｒ２＝８０[cm]、ｒ３＝１２０[cm]）の何れに属するかを判断する（ステップＳ１３０３）。
【００９２】
その結果、最大値DmaxがＲ１［ｒ０以上〜ｒ１未満］の範囲にある場合は、Ｓ１（例えば、３．０[cm]）を動体しきい値Ｓthに決定する（ステップＳ１３０４）。最大値がＲ２［ｒ１以上〜ｒ２未満］の範囲にある場合は、Ｓ２（例えば、７．５[cm]）を動体しきい値に決定する（ステップＳ１３０５）。最大値がＲ３［ｒ２以上〜ｒ３未満］の範囲にある場合は、Ｓ３（例えば、２０．０[cm]）を動体しきい値に決定する（ステップＳ１３０６）。
【００９３】
例えば、図１２に示すように最大値Dmaxが「７２．１」[cm]である場合、測定距離範囲Ｒ２内にあるため、動体しきい値ＳthはＳ２＝７．５[cm]に選定される。なお、上記動体しきい値Ｓthの各値（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）は、各測定距離範囲に対応する動体しきい値としてそれぞれ予め設定されている。このように、動体しきい値Ｓthが測定対象物までの距離に応じて段階的に設定されるのは、ＰＳＤ測距センサの測定距離依存性を考慮したためである。
【００９４】
ＭＰＵ４は、動体しきい値Ｓthを決めた後、測定値Ｄｂの最小値Dminと最大値Dmaxの差ΔＤが動体しきい値Ｓth（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３より選定）より大きいか否かを判断する（ステップＳ１３０７）。
【００９５】
測定値Ｄｂの最小値Dminと最大値Dmaxの差が動体しきい値Ｓthより大きい（つまり、測定対象物に動きがある）場合には（ステップＳ１３０７のＹｅｓ）、図１５に示すように、タイマー１６を０にリセットし（ステップＳ１３０８）、次周期へ移る。
【００９６】
測定値Ｄｂの最小値Dminと最大値Dmaxの差ΔＤが動体しきい値Ｓth（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）より大きくない（つまり、測定対象物に動きがない）場合には（ステップＳ１３０７のＮｏ）、タイマー１６をカウントアップする（ステップＳ１３０９）。
【００９７】
例えば、図１２に示すようにＤｂ３「７２．１」を最大値として選定し、Ｄｂ１「６９．２」を最小値として選定した場合、その差「２．９」[cm]（＝７２．１−６９．２）が選定された動体しきい値Ｓth（Ｓ２＝７．５[cm]）より小さいため、タイマー１６がカウントアップされる。
【００９８】
以降の周期的処理において、所定のタイムアウト時間ｔ１、例えば４５秒を経過しても測定値Ｄｂの最小値Dminと最大値Dmaxの差が動体しきい値Ｓth（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）より小さい場合（ステップＳ１３１１のＹｅｓ）、ＭＰＵ４は所定の時間ｔｓ秒だけパネルの輝度をダウンするよう制御する（ステップＳ１３１２）。
【００９９】
さらに、所定のタイムアウト時間ｔ２、例えば６０秒（＞ｔ１）を経過しても測定値Ｄｂの最小値Dminと最大値Dmaxの差が動体しきい値Ｓth（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）よりも小さい場合には（ステップＳ１３１０のＹｅｓ）、省電力フラグＦ０に「１」を書き込んで（ステップＳ１３１３）、省電力モードに移行することになる（図１３のステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ２０００）。
【０１００】
以上のように、検知した測定対象物が静止物体であると判断された場合には、スリープ状態となって通常モードから省電力モードへ移行し、さらに後述する省電力モードの周期的処理において、スリープ状態からの復帰処理（図１６）が行われる。
【０１０１】
［省電力モードの周期的処理］
つぎに、省電力モードに移行した際に行われる復帰処理について、図１６を用いて以下に説明する。なお、図１６は、省電力モードの周期的処理を示すフローチャートである。
【０１０２】
なお、省電力モードに移行した場合、動体判定ＤＢ２４の省電力フラグＦ０には「１」が記憶されている。このため、図１３に示すメイン処理において、ＭＰＵ４（図１１）は、現在、省電力モードであると判断して所定時間Ｔ２毎に処理を開始し、これに基づいて、省電力モードの周期的処理（図１３のステップＳ２００、Ｓ２０００）が実行されることになる。
【０１０３】
省電力モードの周期的処理では、まず、図１６に示すように、ＰＳＤ測距センサ２の出力から距離算出テーブル２２（図１１）を参照することにより、ユーザーまでの距離の測定値が取得され、得られた値が図１２に示す動体判定ＤＢ２４に測定値Ｄａ’として記憶される（ステップＳ２００１）。なお、通常モードの周期的処理とは異なり、省電力モードの周期的処理では、消費電力を抑制するために測定値の平均（図１２に示す測定値Ｄａを平均した測定値Ｄｂに相当するデータ）を算出していない。
【０１０４】
ユーザーまでの距離の測定値Ｄａ’（図１６のステップ２００１で取得）が所定数Ｎ４
、例えば３個以上溜まると（図１６のステップＳ２２０１のＹｅｓ）、ＭＰＵ４は、直近の測定値Ｄａ’を所定数Ｎ４（例えば、３個）読み出して、最大値と最小値をそれぞれ選
定する（ステップＳ２２０３）。
【０１０５】
さらに、ＭＰＵ４は、測定値Ｄａ’の最小値Dminと最大値Dmaxの差が所定の動体しきい値Ｓth’より大きいか否かを判断する（ステップＳ２２０４）。なお、省電力モードにおける所定の動体しきい値Ｓth’は、通常モードに移行した時の動体しきい値Ｓthの値をそのまま用いることができるが、その他の方法、例えば、図１５に示す通常モードと同様の方法（ステップＳ１３０２〜Ｓ１３０６）により省電力モードにおける所定の動体しきい値Ｓth’を決定してもよい。
【０１０６】
測定値の最小値Dminと最大値Dmaxの差が所定の動体しきい値Ｓth’より大きい（つまり、測定対象物に動きがある）と判断された場合には（ステップＳ２２０４のＹｅｓ）、省電力フラグＦ０に「０」を書き込んで（ステップＳ２２０５）、次の周期で通常モードに移行する（図１３のステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ１０００）。
【０１０７】
一方、測定値の最小値Dminと最大値Dmaxの差が所定の動体しきい値Ｓth’より大きくない（つまり、測定対象物に動きがない）と判断された場合には（ステップＳ２２０４のＮｏ）、通常モードに移行せずに、次ループ（省電力モードの周期的処理）に移る。
【０１０８】
以上のように、省電力モードにおいてユーザーが動体である（静体でない）と判断された場合には、直ちに省電力モードから通常モードへ移行することになる。
【０１０９】
［その他の実施形態］
なお、上記実施形態では、測定値Ｄｂの中から選定した最小値Dminと最大値Dmaxの差により得られる変動値ΔＤを、動体しきい値Ｓthと比較することにより動体判定を行うこととしたが（図１５に示すステップＳ１３０７）、これに限定されるものではなく、測定値Ｄｂの前後（例えば、Ｄｂ１〜Ｄｂ２、Ｄｂ２〜Ｄｂ３、…、Ｄｂｎ−１〜Ｄｂｎの間）における差をそれぞれ算出しておき、その中で差が最も大きいものを変動値ΔＤとして動体しきい値Ｓthと比較することにより動体判定を行うようにしてもよい。
【０１１０】
なお、上記実施形態では、複数の測定値Ｄｂの中から選定した最大値Dmaxに基づいて動体しきい値Ｓthを決定することとしたが（図１５に示すステップＳ１３０３）、これに限定されるものではなく、測定値Ｄｂの平均値や、測定値Ｄｂの最小値に基づいて動体しきい値を決定するようにしてもよい。
【０１１１】
なお、上記実施形態では、図１１に示すようにメモリ１２に記憶した動体判定プログラム２０による処理をモニタ装置１００内部のＭＰＵ４などによって実行するようにしたが、図１７に示すように外部モニタ２０６に接続したＰＣ２００のハードディスク１３に動体判定プログラム２０などを記憶しておき、ＰＣ２００側のＣＰＵ５により動体判定プログラム２０を実行するようにしてもよい。
【０１１２】
図１７は、この発明の省電力制御ＰＣ２００の具体的なハードウェア構成を示す図である。図１７に示すように、外部のＰＳＤ測距センサ２および外部モニタ２０６に接続される省電力制御ＰＣ２００は、ＣＰＵ５、ＲＡＭ１３、モニタ６等とのデータ送受信を行う通信部８、ハードディスク１３、キーボード／マウス１５、タイマー１６を備えている。なお、外部モニタ２０６とＰＣ２００とは、ＵＳＢや専用ケーブル（ＤＤＣ／ＣＩ規格）などの有線方式または無線方式でデータ交換可能に接続される。
【０１１３】
図１７のハードディスク１３には、図１１に示すメモリ１２と同様、外部モニタ２０６の省電力制御を行うための動体判定プログラム２０、ＰＳＤ測距センサ２からの出力に基づいて距離を算出するための距離算出テーブル２２（図２Ｂに示す距離−出力電圧特性グラフに相当するデータテーブル）、測定対象物が動体か否かの判定に用いられるデータを記憶した動体判定ＤＢ２４（図１２）などが記録されている。
【０１１４】
また、上記実施形態では、モニタ装置１００（図１１）を省電力制御するようにしたが、図１７に示す外部モニタ２０６に接続されるＰＣ２００を省電力制御するようにしてもよい。また、図１７に示す外部モニタ２０６およびＰＣ２００の両方を省電力制御するようにしてもよい。
【０１１５】
なお、上記実施形態では、省電力制御を行う特別のモニタ装置１００によって処理を行うこととしたが、汎用のモニタ装置に省電力制御を行うためのモジュールを接続して上記省電力制御を実現してもよい。
【０１１６】
なお、上記実施形態では、ＰＳＤ測距センサ２をモニタ装置１００の上部に設けたが、モニタ装置１００の下部や左右に設けるようにしてもよい。または、上記実施形態では、ＰＳＤ測距センサ２を１つだけ設けるようにしたが、複数設けるようにしてもよい。
【０１１７】
なお、上記実施形態では、動体判別機能を備えた電子機器としてモニタ装置１００を例に説明したが、その他の電子機器の制御（例えば、トイレの流水制御、開蓋制御）のために動体判別機能を採用してもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１  ＰＳＤ測距センサ（投光素子、受光素子）
１０２  測距値算出手段
１０４  動体しきい値記憶手段
１０６  動体判定手段
１０８  処理実行手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
0005430707.tif 000008
【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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