(57)【要約】【課題】非接触のセンサースイッチの誤動作をなくする。【解決手段】定点からの多点の距離情報を光変調方式と走査の手段で得て、被計測体の動きを検出し、誤動作がないセンサースイッチを提供する。【選択図】図１０
2005174887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触の検知器と電気装置が接続される部分から構成されるセンサースイッチにおいて、多数の受光系と切換えスイッチを有する光変調方式によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、加工された信号により接続する電気装置の表示或いは出力を制御する手段を有する装置
【請求項２】
非接触の検知器と電気装置が接続される部分から構成されるセンサースイッチにおいて、多数の受光系と切換えスイッチを有する光変調方式と光学的走査によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、加工された信号により接続する電気装置の表示或いは出力を制御する手段を有する装置
【請求項３】
非接触センサースイッチにおいて、多数の受光系と切換えスイッチを有する光変調方式によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、距離情報、加工情報等をメモリーする手段を有し、加工情報、メモリーされたものないしはメモリーをさらに加工されたものを表示或いは警告出力する手段を有する装置
【請求項４】
非接触センサースイッチにおいて、多数の受光系と切換えスイッチを有する光変調方式によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、距離情報、加工情報等をメモリーする手段を有し、加工情報、メモリーされたものないしはメモリーをさらに加工されたものを表示或いは警告出力する手段を有し、接続する電気装置の表示或いは出力を制御する手段を有する装置
【請求項５】
非接触センサースイッチにおいて、多数の受光系と切換えスイッチを有する光変調方式によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、ある一巡目の距離情報を得て各部位の距離情報をメモリーし、以後の測定で対応する部位の距離情報との各変化量を求め、それら変化量がある値を超えた時に警告信号を発生させ、その信号により接続する電気装置の表示或いは出力を制御する手段を有する装置
【請求項６】
非接触センサースイッチにおいて、多数の受光系と切換えスイッチを有する光変調方式によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、ある一巡目の距離情報を得て各部位の距離情報をメモリーし、以後の測定で対応する部位の距離情報との各変化量を求め、それら変化量がある値を超えた時に警告信号を発生させ、それらの変化量、警告信号等をメモリーする手段を有し、メモリーされたもの、メモリーをさらに加工されたものないしは警告信号等を表示或いは警告出力する手段を有する装置
【請求項７】
非接触センサースイッチにおいて、多数の受光系と切換えスイッチを有する光変調方式によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、ある一巡目の距離情報を得て各部位の距離情報をメモリーし、以後の測定で対応する部位の距離情報との各変化量を求め、それら変化量がある値を超えた時に警告信号を発生させ、その信号により接続する電気装置の表示或いは出力を制御する手段を有し、それらの変化量、警告信号等をメモリーする手段を有し、メモリーされたもの、メモリーをさらに加工されたものないしは警告信号等を表示或いは警告出力する手段を有する装置
【請求項８】
非接触センサースイッチにおいて、光変調方式と光学的走査によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、ある一巡目の距離情報を得て各部位の距離情報をメモリーし、以後の測定で対応する部位の距離情報との各変化量を求め、それら変化量がある値を超えた時にトリガー信号を発生させ、その信号により接続する装置の表示或いは出力を制御する手段を有する装置
【請求項９】
非接触センサースイッチにおいて、光変調方式と光学的走査によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、ある一巡目の距離情報を得て各部位の距離情報をメモリーし、以後の測定で対応する部位の距離情報との各変化量を求め、それら変化量がある値を超えた時に警告信号を発生させ、それらの変化量、警告信号等をメモリーする手段を有し、メモリーされたもの、メモリーをさらに加工されたものないしは警告信号等を表示或いは警告出力する手段を有する装置
【請求項１０】
非接触の検知器と電気装置が接続される部分から構成されるセンサースイッチにおいて、光変調方式と光学的走査によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、ある一巡目の距離情報を得て各部位の距離情報をメモリーし、以後の測定で対応する部位の距離情報との各変化量を求め、それら変化量がある値を超えた時に警告信号を発生させ、その信号により接続する電気装置の表示或いは出力を制御する手段を有し、それらの変化量、警告信号等をメモリーする手段を有し、メモリーされたもの、メモリーをさらに加工されたものないしは警告信号等を表示或いは警告出力する手段を有する装置
【請求項１１】
非接触の検知器と電気装置が接続される部分から構成されるセンサースイッチにおいて、投光系の光学系と受光系の光学系の二つの光学系を有し、投光系の発光源と受光系の受光素子が測定部位を介して対応して設営され、光変調方式によって距離情報を得る手段を有し、定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、加工された信号により接続する電気装置の表示或いは出力を制御する手段を有する装置
【請求項１２】
非接触センサースイッチにおいて、投光系の光学系と受光系の光学系の二つの光学系を有し、投光系の発光源と受光系の受光素子が測定部位を介して対応して設営され、光変調方式によって距離情報を得る手段を有し、定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、距離情報、加工情報等をメモリーする手段を有し、加工情報、メモリーされたもの或いはさらにメモリーを加工したものを表示或いは警告出力する手段を有する装置
【請求項１３】
非接触センサースイッチにおいて、投光系の光学系と受光系の光学系の二つの光学系を有し、投光系の発光源と受光系の受光素子が測定部位を介して対応して設営され、光変調方式によって距離情報を得る手段を有し、定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、距離情報、加工情報等をメモリーする手段を有し、加工情報、メモリーされたもの或いはさらにメモリーを加工したものを表示或いは警告出力する手段を有し、加工された信号により接続する電気装置の表示或いは出力を制御する手段を有する装置
【請求項１４】
非接触センサースイッチにおいて、多数の受光系と切換えスイッチを有する光変調方式によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る手段を有し、測定点ないしは測定域を可視確認できる手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、距離情報、加工情報等をメモリーする手段を有し、加工情報、メモリーされたものないしはメモリーをさらに加工されたものを表示或いは出力する手段を有する装置
【請求項１５】
非接触センサースイッチにおいて、投光系の光学系と受光系の光学系の二つの光学系を有し、投光系の発光源と受光系の受光素子が測定部位を介して対応して設営され、光変調方式によって距離情報を得る手段を有し、定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、測定点ないしは測定域を可視確認できる手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、距離情報、加工情報等をメモリーする手段を有し、加工情報、メモリーされたもの或いはさらにメモリーを加工したものを表示或いは出力する手段を有する装置
【請求項１６】
非接触の検知器と電気装置が接続される部分から構成されるセンサースイッチにおいて、多数の受光系と切換えスイッチを有する光変調方式によって定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、測定点ないしは測定域を可視確認できる手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、加工された信号により接続する電気装置の表示或いは出力を制御する手段を有する装置
【請求項１７】
非接触の検知器と電気装置が接続される部分から構成されるセンサースイッチにおいて、投光系の光学系と受光系の光学系の二つの光学系を有し、投光系の発光源と受光系の受光素子が測定部位を介して対応して設営され、光変調方式によって距離情報を得る手段を有し、定点から被計測体域の多数点の距離情報を得る検知手段を有し、測定点ないしは測定域を可視確認できる手段を有し、その距離情報を加工する手段を有し、加工された信号により接続する電気装置の表示或いは出力を制御する手段を有する装置
【発明の詳細な説明】
【発明の属する分野】
本発明は人体の動きを応用した非接触スイッチの検出装置に関する。
【背景技術】    典型的な非接触スイッチの使用例は、室内の冷暖房機器の電源を人が入室すると自動的にＯＮにし、在室状態では自動的にＯＮを維持し、退室すると自動的にＯＦＦにする場合である。これらスイッチの検出装置の中で人の動きを応用した従来例は、動くことにより体温が検出されてその温度或いは温度変化を用いたものとか、動くことにより電界が変化しており、その変化をもちいたものとか、動くことに光路を遮断して光センサーで検知するものとかが挙げられる。
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらのスイッチのＯＮ、ＯＦＦの動作機能を１００％は保証していない、あるいは設定に問題がある。
温度変化を用いたものでは、変化率があるレベル以上でないと検知されなく、従ってゆっくりした人の動きは検知されない。入室ＯＮの場合は検知されなくＯＦＦのままは問題ではあるが手動でＯＮにすることも可能である。しかし、退室ＯＦＦの場合ＯＦＦにならなければＯＮ状態が長時間続くことも予想され問題となる。
温度レベルを検知するものでは室内の体温と同じものが室内にある場合は誤動作の問題が発生する。
光路遮断を用いた場合は、人が室内にいることの検出に対し検出装置が複雑になり調整も複雑になる。この装置の光源とセンサーが分離されている場合は、人が光路を遮断する可能性のあるところに光源かセンサーを複数個用意して複数の光路を用意しないといけない。或いは光源とセンサーが分離されていない場合でも確実に反射光が返ってくるためにはコーナーキューブのようなものを用意しないといけない。光路は複数個必要となり、分離型でも一体型でも室内に設営しようすれば取り付け場所の選定と取り付けが非常に難しい。
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるＯＮ，ＯＦＦ  スイッチの検出方法は、ある定点から被測定人物のある部位までの距離を正確に計測して人の動きを正確に捉えることである。人は通常起きている時は動いており、睡眠時においても呼吸動作があり、ある時間をとれば例えば胸部においては最低＋−１ｍｍ以上は動く。動かない時は呼吸停止の状態で死につながる場合である。この動きを正確に計測してＯＮ、ＯＦＦの検出スイッチのセンサーとする。
計測する手段は光変調距離計の位相差計測の手段を用いる。測定精度＋−１ｍｍは問題なく、また測定面積も直径３〜４ｍｍのサイズから計測でき、問題ない。問題は被測定体の動きを正確に捉えられるかということである。これに対しては、定点から被計測体のある一点までの距離のみを計測するのではなく、被測定体の測定点を多点としかつ時間経緯をみることにより解決する。ある時間で多点の距離を計測してメモリーをする。続く次の時間に対応する同一の多点を計測してメモリーする。後者のメモリーは必ずしも必要ではない。要は前の時刻の多点と後の時刻の多点の対応している点ごとに測定値が異なっているか否かを観るための手段である。例えば＋−１ｍｍ異なっていたら動いていると判断する。つまりそこに生きている人が居ると判断する。差がなければ人は居ないか死体になっているかもしれないという判断をする。その判断でスイッチのＯＮ，ＯＦＦを決める。
多点測定の手段は一点を計測する光変調距離計の光路をミラー等で２次元走査をするように動かして行う。
或いは、光変調距離測定の機能を多数個  線上に設けて、光路上に光学系を用意して測定域が線から面になるように光学的走査を行う。
或いは、光変調距離測定の機能を多数個  面上に設けて、光路上に光学系を用意して測定域が面からより広い面になるように光学的走査を行う。
或いは、光変調距離測定の機能を必要十分な個数用意し、それらを面上に設けて、光路上に光学系を用意して光学的走査を行うことなしに情報を取り出す。
【発明を実施するための最良の形態】以下に本発明の実施の形態を図面とともに詳しく説明する。
図１はセンサースイッチの概略説明図である。一般電気製品（１４）がセンサースイッチ（１１）を介してＡＣ１００Ｖ（１５）に接続されている図である。このスイッチは検知器（１２）を有しており、その検知した信号によりＡＣ電源（１３）が電気製品に接続されるか（ＯＮ）、或いは切断されるか（ＯＦＦ）の状態となる。検知器は非接触式になっており、本発明はその改良にかかわる。ここではＯＮ、ＯＦＦの場合のみで説明したが、これらはＯＮ状態での２つの場合、たとえば電気製品が起動しでいる状態と警告状態であってもよい。
図２はある室内（２５）で人（２０）が眠っている場合の本発明の一つの説明図である。壁（２３）にＡＣ１００Ｖ（１５）のコンセントがあり、それにセンサースイッチ（１１）が接続されて検出器（１２）は天井（２６）に取り付けられており、電気製品（１４）はそのセンサースイッチ（１１）に接続されている図である。この電気製品は例えばストーブとする。部屋の中では例えば老人（２０）が眠っていたとする。検知器（１２）は老人（２０）の呼吸による動きを距離（２２）の変化として捉えている。すると検知器からの変化の信号を受けてセンサースイッチはＯＮの状態を続け、図２のリレースイッチ（２４）はＯＮである。老人は室内で寝ている状態であるがストーブのＯＮは問題となる状態ではない。
次に老人がこの部屋から外へ出かける場合を想定する。すると検知器（１２）は床までの距離を計測することになり、これは被計測物床（２１）が動いていないことを検知することになる。この場合の判断は、変化がないのはそこには人がいないと判断し、センサースイッチ（１１）をＯＦＦとする。するとリレースイッチ（２４）がＯＦＦとなり続いて電気ストーブがＯＦＦとなり、このシステムは安全システムとして機能したことになる。この場合検知器（１２）は単にある定点に取り付けるだけでよく、たとえば光路を遮断する方式の光路の、調整確認などの面倒なことは一切いらない。
図３は、図２を更に詳しく説明した一つの例である。センサースイッチ（１１）はＡＣ電源（１５）にリレースイッチ（２４）を介して電気製品（１４）が接続されていることを示している。リレースイッチ（２４）はスイッチドライブ回路（３１）に接続されており、このドラブ回路の起動によりリレーがＯＮする。このセンサースイッチの初期設定（３３）としては表（３４）にあるようにＯＮ型とＯＦＦ型の２種類がある。ＯＦＦは必ずしもオフ切断を意味していなく別系列の回路が接続されるというもので、ここでは話を単純化してオフ切断の場合をとりあげる。
Ｌを今の測定距離、Ｌ＋ΔＬ  を次の測定時刻における距離とします。すると表にあるようにＣをある数値に設定するとＯＮ型の場合
｜ΔＬ（今と次の測定距離の差）｜≧Ｃ
の時は動きがあり、人は居ると判断してスイッチのドライブ回路（３１）はＯＮになり電気製品（１４）はＯＮになる。
｜ΔＬ｜＜Ｃ
の時は動きはなく人が居ないと判断してスイッチのドライブ回路（３１）はＯＦＦになり電気製品はＯＦＦになる。
ＯＦＦ型の場合はＯＮ型の逆となり
｜ΔＬ｜≧Ｃ
の時は電気製品はＯＦＦに、
｜ΔＬ｜＜Ｃ
の時は電気製品はＯＮになる。
またΔＬの検出は測定時刻に従い今と次の測定距離をメモリー（３５）しその差をとることにより求めることができる。被測定体の動きが非常にゆっくりしている場合は連続時刻の距離差ではなくある時間内の複数の測定値をメモリーしておき、その時間内の最大値と最小値の差を求めてもよい。
また｜ΔＬ｜＜Ｃになって一度ＯＦＦかＯＮになった場合、人為的にリレースイッチをその逆のＯＮかＯＦＦにしない限り、ＯＦＦかＯＮの状態を継続さすようにしてもよい。
このセンサースイッチ（１１）は最初にＯＮ型かＯＦＦ型かの初期設定（３２）を行なうが、表（３４）のＣの値も初期入力として設定してもよい。表（３４）の演算を演算出力回路で演算して出力することによりスイッチドライブ回路（３１）が起動する。
又、リレースイッチ（２４）の代わりに機械動作がないアナログスイッチを使ってもよい。ΔＬの精度は＋−１ｍｍ単位で測定可能であり、誤動作無い高精度センサーということになる。
ここで（３６）は、測定対象によってはそのΔＬなどの履歴等を表示する必要があり、メモリーの情報をうけてそのための加工処理機能と表示機能を表している。
図４は被測定点を多点にした図で、Ｌ１、Ｌ２、．．．．Ｌｍは、ある走査時刻（４２）における被測定体の各測定点（４１）Ｎ１、Ｎ２、．．．．Ｎｍに対応する測定距離である。
Ｌ１＋ΔＬ１、Ｌ２＋ΔＬ２、．．．．Ｌｍ＋ΔＬｍは次の走査時刻（４３）における各点に対応する各測定距離である。ΔＬ１、ΔＬ２、．．．．ΔＬｍが設定値Ｃに比べて大、或いは小で被計測体が動いているか否かを判断する。これは以下、図３にしめしたＯＮ型、ＯＦＦ型等の説明と同じである。このように多点測定により被測定物が多点測定域内にあればセンサースイッチは機能する。
図５は多点測定を行なうための一つの光変調距離測定の走査方法の一例を示したものである。この距離測定（５４）はある一点のみの距離を測定する機能を持っているが、その測定光路にミラー（５２）とポリゴンミラー（５１）を装入して適切な動きにより測定領域面が走査（５６）できる。すらわちポリゴンの回転により紙面の表裏方向を、ミラーの動きにより左右方向を走査（５６）する。これを例えば天井につけると床の上の動き、即ち人の動きが検知できる。ここで（５７）は瞬時のある測定点であり、（５３）は測定光であり、（５６）は一つの検知機能のブロックであり、（３０）は演算処理機能であり、（３２）は初期設定ＯＮ／ＯＦＦ機能であり、（１２）は検知器である。
図６は光の変調を用いたある一点までの距離を計測する場合の測定原理を示している。光を３０ＭＨＺの水晶発信器（６１）で変調し被測定体（７３）に向けて投光系（６２）を通して投光（７１）する。一方３０ＭＨＺ−６ＫＨＺの信号を分周回路（６４）等でつくり、ミキシング回路（６５）に入れる。また投光された光は被測定体から反射光（７２）となって受光系（６３）に入りその信号もミキシング回路に入れる。ミキシング回路により３０ＭＨＺと３０ＭＨＺ−６ＫＨＺの変調波どうしの振幅変調が生じる。次にＬＰＦ（ローパスフィルター）（６６）を通して６．５ＫＨＺの波形を取り出す。その波形は被計測体までの距離に相当した位相差をもつ６．５ＫＨＺの波形であり、これと分周回路等（６４）より得られる基準波形（７０）６．５ＫＨＺから、たとえばゼロラインによるアナログ／パルス変換処理（７４）（６９）を経て、位相差測定回路（６７）により位相差のみを抽出でき、位相差から距離演算処理（６８）を経て距離が算出され、次にメモリー回路等（３５）で必要なメモリー等がおこなわれる。距離情報は正確なｍｍ単位である必要はなく、例えば位相変化量だけで取り扱ってもよい。ここで（１２）は検知器を表す。
又、基凖信号（７０）の６．５ＫＨＺの発生方法は、例えば、図１２に示すように投光系（６２）の一部の光を短い一定光路長のファイバーＦｉｂ（１２２）いれ、受光系（６３）と同じハード構成にした受光系（１２３）でファイバーＦｉｂ（１２２）の射出光を受光し、その出力をミキシング回路（６５）と同型にした別のミキシング回路（１２４）に入れ、一報３０ＭＨＺ−６．５ＫＨＺの信号をそのミキシング回路（１２４）にいれ、ＬＰＦ回路（１２５）を経て６．５ＫＨＺ（７０）を取り出してもよい。この場合は位相に含まれる雑音情報が距離情報の雑音情報と等しくなりより正確な距離情報が得られる。ここではファイバーを用いているが他の光学系であっても問題ない。
図７はリレースイッチ（２４）がＯＮあるいはＯＦＦのスイッチではなく、ＯＮ１或いはＯＮ２のスイッチの場合を示している。例えばＯＮ型の場合、人が動いている場合はＯＮ１が接続され電気製品（１４）はＯＮされている。人が動いていない時すなわち部屋にいないか死体をふくめて活動していない状態の場合はＯＮ２が接続される。この場合はＯＦＦではなく警告装置（７５）がＯＮになる。すなわち警告装置の起動により人の命にかかわる場合にも対応できるシステムが構成され得る。ここで（３１）はスイッチドライブ回路であり、（３０）は演算出力機能である。
図８は被計測体として新生児を含めた赤ちゃんを想定した場合である。計測点は各格子の多点でしめしたようにこの場合は７×７である。体の大きな動き、例えば手足動きが計測の対象であるが、この場合、部位の動き、例えば胸部の変化について長時間に渡る監視が必要とされる場合がある。これに対してはメモリー機能を必要十分に拡張して適切なデータ処理が行なわれるようにする。例えば変化しているか否かの２値化処理ではなく、複数クラスに変化量を分け警告も複数用意する。或いは別途モニターの表示に各計測点の変化量が時系列的に数字、グラフ、或いは模式図等で表示されるようにする。図３、図１３の（８１）はメモリーしたデータをこれら表示にするための処理機能とその表示機能を表す。
又、この場合、測定点がどの部分かの確認も重要である。これに対しては測定用の光として可視光を用いれば直接目視確認できる。あるいは、確認したいときにのみ直接確認したい場合もある。この場合は測定用は赤外光或いは紫外光を用い確認用は可視光を用いる。可視光の光路を、可視光光源から被計測体までの光学的配置を適切にし、例えば必要に応じたミラー等を使用して、測定光の光路と同一にするか近傍にとればよく、確認したい場合にのみ例えば可視光光源を点灯すればよい。
また測定部位を別途ＴＶカメラ等で撮像しその画像再生と例えば変位差データの表示を同期させて表示させてもよい。図１３に模式図で示す。ここで（８２）はＴＶカメラであり、図１３の他の記号は図３と同じである。
図９は複数の光変調距離測定の機能、使用する光学系と非計測の複数点を表した本発明の説明図である。ＪＨ（９０）は複数の光変調距離測定の機能の発光、受光が行なわれる面を表していおり、夫々の一つの単位はａ（９１）、ｂ（９３）、ｃ（９４）であってそれらは線上に配置されているが、ＪＨ（９０）を含むＪＨＲ（１０１）面にたとえば各格子点に相当している。ただし、ここではａ（９１）を複数配置の中心位置とする。ＬＥ（９５）はレンズで被計測面ＪＨ’（９６）上にＪＨ（９０）を結像させているとする。ａ’（１００）、ｂ’（９９）、ｃ’（９７）はそれぞれａ（９１）、ｂ（９３）、ｃ（９４）に対応した像であり計測点である。またａ（９１）を通るようにＪＨとＪＨ’に垂線をたて、この垂線をＯ（９２）−Ｏ’（９８）とする。この場合ＬＥ（９５）の光軸はＯ−Ｏ’とは平行であるが適当にずれていおり、たとえばＣがＪＨ’上のＯ−Ｏ’に相当しているようになっている。この構成において、Ｏ−Ｏ’軸のまわりにＲＥが回転するとそれに対応してＪＨ’面の像ａ’、ｂ’、ｃ’等もＯ−Ｏ’軸のまわりに平行移動的に回転する。ＪＨ面の格子点の複数の機能素子がある面に配置することによりレンズの偏芯回転でＪＨ’の面の走査が可能となる。偏芯回転の一ステップの角度は、複数機能素子の像が３６０度の中でどのように角度を占拠するかできまる。だからその角度は例えば９０度とかの型になり、一つの角度で複数機能の出力を取り出したのち、次の角度にうつる。一周すればもとの位置にもどる。メモリーとしてはどの角度のどの機能素子のデータをメモリーしたかが重要となる。被計測上では３６０度の走査の中で重複測定が行なわれる可能性があっても差し支えはない。その部分について計測時間が掛かっただけのことでありこの場合問題とならない。
ＪＨの複数機能素子が被計測面ＪＨ’の被測定物を必要十分にカバーするように多数個の機能素子を配置してもよい。この場合はＬＥは偏芯回転さす必要はなくＯ−Ｏ’軸に光軸を合わせればよい。
図１１は複数の光変調距離測定の機能素子がＪＨＲ（１０１）面上に線上に配列された場合の一つの走査方法を示す説明図である。ＪＨＲ面をＥ⊥ＤとするとダブプリズムＤＰ（１１１）によりＪＨＲ’（１１０）面では１８０度回転したＥ’⊥Ｄ’となる光軸Ｏ−Ｏ’の周りにＤＰを回転するとその２倍の回転角度でＥ’⊥Ｄ’は回転する。このＥ⊥ＤのＯ軸の径方向  、例えばＥ軸に沿って複数の機能素子を配置してＰＤを回転することによりＪＨＲ’面の走査ができる。
図１０はＪＨＲ（１０１）面上の複数の光変調距離測定の機能素子の説明図である。
ａ（９１）、ｂ（９３）はそれぞれ一つの機能素子であり、省略しているがｃ（９４）等々配置されている。ａについては、ＬＪａ（１４４）、ＬＨＭａ（１４２）、ＬＪＭａ（１４３）の各リレーがＯＮ状態になっており、１０．７Ｍ（１５０）の水晶発信器から１０．７ＭＨＺの信号をうけてＨＭａ（１３２）の発光回路から１０．７ＭＨＺ変調の光が被計測体に向かって投光されている状態を表している。その反射光をＪＭａ（１３４）の受光系で受光して電気信号としてＭＩＸ／ＬＰＦ（１５２）のミキシングとローパスフィルター処理回路に入れる。一方１０．６９５Ｍ（１５１）の別の水晶発信器から１０．６９５ＭＨＺの信号を得てＭＩＸ／ＬＰＦ（１５２）に入力する。するとＭＩＸ／ＬＰＦ（１５２）の出力は５ＫＨＺの信号に対象物までの距離に相当する距離位相と雑音位相が加算された形となる。またＨＭａ（１３２）からの光を短い一定光路長のファイバーＦｉｂ（１２２）を通してＪＭａと同じ機能をもつ受光系Ｊａ（１３１）で受光するように構成する。その電気信号をＭＩＸ／ＬＰＦ（１５５）のミキシングとローパスフィルター処理回路に入れる。一方１０．６９５Ｍ（１５１）の水晶発信器から１０．６９５ＭＨＺの信号を得てＭＩＸ／ＬＰＦ（１５５）に入力する。するとＭＩＸ／ＬＰＦ（１５５）の出力は５ＫＨＺにＭＩＸ／ＬＰＦ（１５２）の雑音位相が加算された形となる。これら（１５２）と（１５５）の出力を次のアナログ／パルス変換と距離位相／距離のＡ／ＰＬ／Ｓｕｂ処理回路（１５６）に入力すると計測距離が出力する。あるいは位相のままでもよい。これを次の系におくり必要なメモリー（１５７）を行なえばよい。尚、ここではＨＭａの発光とＪＭａの受光は近接して配列しているか、またはダイクロイックフィルターなどで光路の合成がされているとしている。ここでＨＭａの発光素子はＬＥＤであっても、レーザー光であっても、或いはタングステンのような熱発光であってもよい。ｂ素子、続く他の素子の変調発光と受光も同様である。またＪＭａ、Ｊａの受光素子はフォトダイオードＰＤであってもアバランシアフォトダイオードＡＰＤであってもよい。ただしＡＰＤの場合はミキシング機能をかねることができる。
次にｂ（９３）の機能素子について説明する。この場合、ＬＪａ（１４４）、ＬＨＭａ（１４２）、ＬＪＭａ（１４３）の各リレーはＯＦＦになっており、ｂ（９３）系列のＬＪｂ（１４６）、ＬＨＭｂ（１４１）、ＬＪＪＭｂ（１４７）の各リレーがＯＮになっているとする。するとａ機能素子と同様にＡ／ＰＬ／Ｓｕｂ処理回路（１５６）から必要な計測距離が出され、同様に次の系におくり必要なメモリー（１５７）を行なえばよい。
ｃ機能素子についても同様であり、あとは省略する。
又、測定に使用する光が可視光でない測定部位を目視確認する必要が生じる場合がある。この場合は、例えばａ素子に対してはＨＭａ（１３２）の近傍においたＨＶａ（１３５）、ｂ素子に対してはＨＮｂ（１３７）の近傍においたＨＶｂ（１４０）の投光系を使用する。それはＬＨＶａ（１４５）のリレーのみをＯＮにして被計測体のａ’（１００）を確認し、次にｂ素子に対しＬＨＶｂ（１５８）のリレーのみをＯＮにして被計測体のｂ’（９９）を確認する。以下の他の素子に対しても同様である。ここでＨＶａ、ＨＶｂの発光素子はＬＥＤであっても、レーザー光であっても、或いはタングステンのような熱発光であってもよい。この場合順次ａ、ｂ、…の確認を行なう場合を示したが、同時に点灯して同時確認でもよい。
ここでＳＷＭ（１５３）とＳＷＶ（１５４）は各リレーのＯＮ／ＯＦＦをコントロールするもので、前者は各機能素子の測定系のリレーで各機能素子の測定順にＯＮ／ＯＦＦを制御し、後者は目視確認用の投光系を制御すし、後者は目的から手動設定で起動できるようにする。Ｆｉｂ（１３０）は一定光路のファイバーであり、Ｊｂ（１３６）は受光系であり、ＨＭｂ（１３７）は発光系であり、ＪＭｂ（１３８）は受光系であり、ＨＶｂ（１４０）は発光系である。以上が一つの説明例であるが次に別の例を示す。
ａ機能のなかで、Ｆｉｂ（１２２）とＪａ（１３１）はＭＩＸ／ＬＰＦ（１５２）とＭＩＸ／ＬＰＦ（１５５）の雑音位相を等しくするためのもので、必ずしも等しくなる必要はない。差が変化しないか、今と次の間で変化しないものであればよい。この場合はＪａ（１３１）の出力の代わりに１０．７Ｍ（１５０）の信号をＬＪａ（１３１）の直前にいれてやればよい。同様にｂ機能に対してもファイバーＦｉｂ（１３０）とＪｂ（１３６）は必ずしも必要ではない。他の機能も同様である。
又、さらに別の解を示す。ＨＭａ（１３２）、ＨＭｂ（１３７）等の投光系は一個で十分な場合がある。それは各点の計測距離に比べて各機能素子がお互いに十分に近い範囲に配置されている場合である。この場合は例えばＩＩＭａ（１３２）のみを用いればよい。ＬＨＭａ（１３２）のリレーのＯＮとＯＦＦのタイミングは各ＪＭａ（１３４）、ＪＭｂ（１３８）等の受光系のタイミングにあわせるか、計測中はＯＮ状態のままでもよい。この時の確認用の投光系もＨＶａ（１３５）一個でよい。
図１４は本発明の別の投光系と受光系の配置を示したものである。ＪＨＲ（１０１）は投光用の各光源ａａ（２００）、ｂｂ（２０１）と受光用の各素子ａ（９１）、ｂ（９３）が線上に配置されている場合を示している。そしてＬＥＥ（１９９）とＬＥ（９５）は同じ焦点距離をもつ光学系であり、Ｏ（９２）−Ｏ’（９８）線に対して対称配置されており、ＪＨＲの像をＪＨ’（９６）に結像させている。ａａがＪＨ’上のａａ’にｂｂが同じくｂｂ’に結像しており、またａａ’はＪＨＲ上のａにｂｂ’は同じくｂに結像している。またＯ−Ｏ’線のある部分Ｗ（２０５）−Ｗ’（２０６）に遮光部分を設け、ａａ或いはｂｂからの光がＬＥとＬＥＥから反射してａ、或いはｂに入射しない構造にしている。この構成では効率のよい測定光が得られる。更にＪＨＲとＬＥ、ＬＥＥの位置関係が平行移動、例えば図１４ではＬＥ、ＬＥＥが下方にＪＨＲに対して平行にずれる場合には、ａａ’とｂｂ’の像即ち測定部位はずれるがその像はａとｂに結像し、効率のよい配置に加え像ずれ即ち測定体の走査ができる。以上の説明は、ＪＨＲ線上のａａとａ、ｂｂとｂの２対の場合で説明したが、１対でもよいし、多対でもよいし、或いは線上ではなく面上の多対でもよい。またＬＥ，ＬＥＥにより結像さす場合をしめしたが、効率よく光を使うことであって結像の近辺、あるいは光束が十分に絞られた状態であればよい。だからｆ値が同じでない場合を採用してもよい。ここで光とは計測用の光で可視光以外の光を含み、例えば、測定光に赤外光を使い確認用に可視光をつかってもよく、場合によっては赤外光源と可視光の確認用光源はａａ、ｂｂに対で設定してもよい。
【発明の効果】
本発明によれば簡単な検知器の設定で被計測体の動きを正確にとらえて誤動作のないセンサースイッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる説明図
【図２】本発明にかかる説明図
【図３】本発明にかかる測定原理の説明図
【図４】本発明にかかる検出器の測定原理の説明図
【図５】本発明にかかる検出器の説明図
【図６】本発明にかかる検出器の説明図
【図７】本発明にかかるリレースイッチ部の説明図
【図８】本発明にかかる検出器の説明図
【図９】本発明にかかる検出器の説明図
【図１０】本発明にかかる検出器の説明図
【図１１】本発明にかかる検出器の説明図
【図１２】本発明にかかる検出器の測定原理の説明図
【図１３】本発明にかかる説明図
【図１４】本発明にかかる説明図
【符号の説明】
１１        センサースイッチ
１２        検知器
１３        スイッチ
１４        電気製品
１５        ＡＣ電源
２０        人
２１        床
２２        測定距離
２３        壁
２４        リレースイッチ
２５        部屋
２６        天井
３０        演算出力処理機能
３１        スイッチドライブ回路
３２        ＯＮ型／ＯＦＦ型機能
３３        初期入力
３４        表
３５        メモリー
３６        加工処理／表示機能
４０        表４０
４１        各点
４２        測定距離（今）
４３        測定距離（次）
５１        ポリゴンミラー
５２        ミラー
５３        光
５４        測定距離
５５        検知器５５
５６        走査
５７        測定点
６１        ３０ＭＨＺ水晶発信器
６２        投光系
６３        受光系
６４        分周回路
６５        ミキシング回路
６６        ＬＰＦローパスフィルター
６７        位相差測定回路
６８        距離演算処理機能
６９        アナログ／パルス変換機能６９
７１        投光
７２        反射光
７３        被測定体
７４        アナログ／パルス変換機能６９
７４        警告装置
（Ｎｉｊ，Ｎｋｌ）  各格子点
８２        ＴＶカメラ
９０        ＪＨ
９１        ａ点
９２        Ｏ点
９３        ｂ点
９４        ｃ点
９５        ＬＥ
９６        ＪＨ’
９７        ｃ’点
９８        Ｏ’点
９９        ｂ’点
１００      ａ’点
１０１      ＪＨＲ面
１１０      ＪＨＲ’面
１１１      ダブプリズムＤＰ
１２２      Ｆｉｂ１２０ファイバー
１３０      Ｆｉｂ１３０ファイバー
１３１      Ｊａ受光部
１３２      ＨＭａ投光部
１３４      ＪＭａ受光部
１３５      ＨＶａ投光部
１３６      Ｊｂ受光部
１３７      ＨＭｂ発光部
１３８      ＪＭｂ受光部
１４０      ＨＶｂ投光部
１４１      ＬＨＭｂリレー
１４２      ＬＨＭａリレー
１４３      ＬＪＭａリレー
１４４      ＬＪａリレー
１４５      ＬＨＶａリレー
１４６      ＬＪｂリレー
１４７      ＬＨＭｂリレー
１４７      ＬＪＭｂリレー
１５８      ＬＩＩＶｂリレー
１５０      １０．７ＭＨＺ水晶発信器
１５１      １０．６９５ＭＨＺ水晶発信器
１５２      ＭＩＸ／ＬＰＦ１５２ミキシング、ローパスフィルター
１５３      ＳＷＭ測定リレー制御
１５４      ＳＷＶ可視確認リレー制御
１５５      ＭＩＸ／ＬＰＦ１５４ミキシング、ローパスフィルター
１５６      Ａ／ＰＬ／Ｓｕｂ処理機能
１９９      ＬＥＥ光学系
２００      ａａ点の光源
２０１      ｂｂ点の光源
２０２      ａａ’点の像
２０３      ｂｂ’点の像
２０５      Ｗ’点
２０６      Ｗ”点
Ｄ          Ｄ軸
Ｅ          Ｅ軸
Ｄ’        Ｄ’軸
Ｅ’        Ｅ’軸
【図１】
2005174887.tif 000003
【図２】
2005174887.tif 000004
【図３】
2005174887.tif 000005
【図４】
2005174887.tif 000006
【図５】
2005174887.tif 000007
【図６】
2005174887.tif 000008
【図７】
2005174887.tif 000009
【図８】
2005174887.tif 000010
【図９】
2005174887.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005174887.tif 000013
【図１２】
2005174887.tif 000014
【図１３】
2005174887.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月27日(2004.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の属する分野】
本発明は人体の動きを応用した非接触スイッチの検出装置に関する。
【背景技術】    典型的な非接触スイッチの使用例は、室内の冷暖房機器の電源を人が入室すると自動的にＯＮにし、在室状態では自動的にＯＮを維持し、退室すると自動的にＯＦＦにする場合である。これらスイッチの検出装置の中で人の動きを応用した従来例は、動くことにより体温が検出されてその温度或いは温度変化を用いたものとか、動くことにより電界が変化しており、その変化をもちいたものとか、動くことに光路を遮断して光センサーで検知するものとかが挙げられる。
【発明が解決しょうとする課題】
しかし、これらのスイッチのＯＮ、ＯＦＦの動作機能を１００％は保証していない、あるいは設定に問題がある。
温度変化を用いたものでは、変化率があるレベル以上でないと検知されなく、従ってゆっくりした人の動きは検知されない。入室ＯＮの場合は検知されなくＯＦＦのままは問題ではあるが手動でＯＮにすることも可能である。しかし、退室ＯＦＦの場合ＯＦＦにならなければＯＮ状態が長時間続くことも予想され問題となる。
温度レベルを検知するものでは室内の体温と同じものが室内にある場合は誤動作の問題が発生する。
光路遮断を用いた場合は、人が室内にいることの検出に対し検出装置が複雑になり調整も複雑になる。この装置の光源とセンサーが分離されている場合は、人が光路を遮断する可能性のあるところに光源かセンサーを複数個用意して複数の光路を用意しないといけない。或いは光源とセンサーが分離されていない場合でも確実に反射光が返ってくるためにはコーナーキューブのようなものを用意しないといけない。光路は複数個必要となり、分離型でも一体型でも室内に設営しようすれば取り付け場所の選定と取り付けが非常に難しい。
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるＯＮ，ＯＦＦスイッチの検出方法は、ある定点から被測定人物のある部位までの距離を正確に計測して人の動きを正確に捉えることである。人は通常起きている時は動いており、睡眠時においても呼吸動作があり、ある時間をとれば例えば胸部においては最低＋−１ｍｍ以上は動く。動かない時は呼吸停止の状態で死につながる場合である。この動きを正確に計測してＯＮ、ＯＦＦの検出スイッチのセンサーとする。
計測する手段は光変調距離計の位相差計測の手段を用いる。測定精度＋−１ｍｍは問題なく、また測定面積も直径３〜４ｍｍのサイズから計測でき、問題ない。問題は被測定体の動きを正確に捉えられるかということである。これに対しては、定点から被計測体のある一点までの距離のみを計測するのではなく、被測定体の測定点を多点としかつ時間経緯をみることにより解決する。ある時間で多点の距離を計測してメモリーをする。続く次の時間に対応する同一の多点を計測してメモリーする。後者のメモリーは必ずしも必要ではない。要は前の時刻の多点と後の時刻の多点の対応している点ごとに測定値が異なっているか否かを観るための手段である。例えば＋−１ｍｍ異なっていたら動いていると判断する。つまりそこに生きている人が居ると判断する。差がなければ人は居ないか死体になっているかもしれないという判断をする。その判断でスイッチのＯＮ，ＯＦＦを決める。
多点測定の手段は一点を計測する光変調距離計の光路をミラー等で２次元走査をするように動かして行う。
或いは、光変調距離測定の機能を多数個  線上に設けて、光路上に光学系を用意して測定域が線から面になるように光学的走査を行う。
或いは、光変調距離測定の機能を多数個  面上に設けて、光路上に光学系を用意して測定域が面からより広い面になるように光学的走査を行う。
或いは、光変調距離測定の機能を必要十分な個数用意し、それらを面上に設けて、光路上に光学系を用意して光学的走査を行うことなしに情報を取り出す。
【発明を実施するための最良の形態】以下に本発明の実施の形態を図面とともに詳しく説明する。
図１はセンサースイッチの概略説明図である。一般電気製品（１４）がセンサースイッチ（１１）を介してＡＣ１００Ｖ（１５）に接続されている図である。このスイッチは検知器（１２）を有しており、その検知した信号によりＡＣ電源（１３）が電気製品に接続されるか（ＯＮ）、或いは切断されるか（ＯＦＦ）の状態となる。検知器は非接触式になっており、本発明はその改良にかかわる。ここではＯＮ、ＯＦＦの場合のみで説明したが、これらはＯＮ状態での２つの場合、たとえば電気製品が起動しでいる状態と警告状態であってもよい。
図２はある室内（２５）で人（２０）が眠っている場合の本発明の一つの説明図である。壁（２３）にＡＣ１００Ｖ（１５）のコンセントがあり、それにセンサースイッチ（１１）が接続されて検出器（１２）は天井（２６）に取り付けられており、電気製品（１４）はそのセンサースイッチ（１１）に接続されている図である。この電気製品は例えばストーブとする。部屋の中では例えば老人（２０）が眠っていたとする。検知器（１２）は老人（２０）の呼吸による動きを距離（２２）の変化として捉えている。すると検知器からの変化の信号を受けてセンサースイッチはＯＮの状態を続け、図２のリレースイッチ（２４）はＯＮである。老人は室内で寝ている状態であるがストーブのＯＮは問題となる状態ではない。
次に老人がこの部屋から外へ出かける場合を想定する。すると検知器（１２）は床までの距離を計測することになり、これは被計測物床（２１）が動いていないことを検知することになる。この場合の判断は、変化がないのはそこには人がいないと判断し、センサースイッチ（１１）をＯＦＦとする。するとリレースイッチ（２４）がＯＦＦとなり続いて電気ストーブがＯＦＦとなり、このンステムは安全システムとして機能したことになる。この場合検知器（１２）は単にある定点に取り付けるだけでよく、たとえば光路を遮断する方式の光路の、調整確認などの面倒なことは一切いらない。
図３は、図２を更に詳しく説明した一つの例である。センサースイッチ（１１）はＡＣ電源（１５）にリレースイッチ（２４）を介して電気製品（１４）が接続されていることを示している。リレースイッチ（２４）はスイッチドライブ回路（３１）に接続されており、このドラブ回路の起動によりリレーがＯＮする。このセンサースイッチの初期設定（３３）としては表（３４）にあるようにＯＮ型とＯＦＦ型の２種類がある。ＯＦＦは必ずしもオフ切断を意味していなく別系列の回路が接続されるというもので、ここでは話を単純化してオフ切断の場合をとりあげる。
Ｌを今の測定距離、Ｌ＋ΔＬを次の測定時刻における距離とします。すると表にあるようにＣをある数値に設定するとＯＮ型の場合
｜ΔＬ（今と次の測定距離の差）｜≧Ｃ
の時は動きがあり、人は居ると判断してスイッチのドライブ回路（３１）はＯＮになり電気製品（１４）はＯＮになる。
｜ΔＬ｜＜Ｃ
の時は動きはなく人が居ないと判断してスイッチのドライブ回路（３１）はＯＦＦになり電気製品はＯＦＦになる。
ＯＦＦ型の場合はＯＮ型の逆となり
｜ΔＬ｜≧Ｃ
の時は電気製品はＯＦＦに、
｜ΔＬ｜＜Ｃ
の時は電気製品はＯＮになる。
またΔＬの検出は測定時刻に従い今と次の測定距離をメモリー（３５）しその差をとることにより求めることができる。被測定体の動きが非常にゆっくりしている場合は連続時刻の距離差ではなくある時間内の複数の測定値をメモリーしておき、その時間内の最大値と最小値の差を求めてもよい。
また｜ΔＬ｜＜Ｃになって一度ＯＦＦかＯＮになった場合、人為的にリレースイッチをその逆のＯＮかＯＦＦにしない限り、ＯＦＦかＯＮの状態を継続さすようにしてもよい。
このセンサースイッチ（１１）は最初にＯＮ型かＯＦＦ型かの初期設定（３２）を行なうが、表（３４）のＣの値も初期入力として設定してもよい。表（３４）の演算を演算出力回路で演算して出力することによりスイッチドライブ回路（３１）が起動する。
又、リレースイッチ（２４）の代わりに機械動作がないアナログスイッチを使ってもよい。ΔＬの精度は＋−１ｍｍ単位で測定可能であり、誤動作無い高精度センサーということになる。
ここで（３６）は、測定対象によってはそのΔＬなどの履歴等を表示する必要があり、メモリーの情報をうけてそのための加工処理機能と表示機能を表している。
図４は被測定点を多点にした図で、Ｌ１、Ｌ２、．．．．Ｌｍは、ある走査時刻（４２）における被測定体の各測定点（４１）Ｎ１、Ｎ２、．．．．Ｎｍに対応する測定距離である。Ｌ１＋ΔＬ１、Ｌ２＋ΔＬ２、．．．．Ｌｍ＋ΔＬｍは次の走査時刻（４３）における各点に対応する各測定距離である。ΔＬ１、ΔＬ２、．．．．ΔＬｍが設定値Ｃに比べて大、或いは小で被計測体が動いているか否かを判断する。これは以下、図３にしめしたＯＮ型、ＯＦＦ型等の説明と同じである。このように多点測定により被測定物が多点測定域内にあればセンサースイッチは機能する。
図５は多点測定を行なうための一つの光変調距離測定の走査方法の一例を示したものである。この距離測定（５４）はある一点のみの距離を測定する機能を持っているが、その測定光路にミラー（５２）とポリゴンミラー（５１）を装入して適切な動きにより測定領域面が走査（５６）できる。すらわちポリゴンの回転により紙面の表裏方向を、ミラーの動きにより左右方向を走査（５６）する。これを例えば天井につけると床の上の動き、即ち人の動きが検知できる。ここで（５７）は瞬時のある測定点であり、（５３）は測定光であり、（５５）は一つの検知機能のブロックであり、（３０）は演算処理機能であり、（３２）は初期設定ＯＮ／ＯＦＦ機能であり、（１２）は検知器である。
図６は光の変調を用いたある一点までの距離を計測する場合の測定原理を示している。光を３０ＭＨＺの水晶発信器（６１）で変調し被測定体（７３）に向けて投光系（６２）を通して投光（７１）する。一方３０ＭＨＺ−６ＫＨＺの信号を分周回路（６４）等でつくり、ミキシング回路（６５）に入れる。また投光された光は被測定体から反射光（７２）となって受光系（６３）に入りその信号もミキシング回路に入れる。ミキシング回路により３０ＭＨＺと３０ＭＨＺ−６ＫＨＺの変調波どうしの振幅変調が生じる。次にＬＰＦ（ローパスフィルター）（６６）を通して６．５ＫＨＺの波形を取り出す。その波形は被計測体までの距離に相当した位相差をもつ６．５ＫＨＺの波形であり、これと分周回路等（６４）より得られる基準波形（７０）６．５ＫＨＺから、たとえばゼロラインによるアナログ／パルス変換処理（７４）（６９）を経て、位相差測定回路（６７）により位相差のみを抽出でき、位相差から距離演算処理（６８）を経て距離が算出され、次にメモリー回路等（３５）で必要なメモリー等がおこなわれる。距離情報は正確なｍｍ単位である必要はなく、例えば位相変化量だけで取り扱ってもよい。ここで（１２）は検知器を表す。
又、基準信号（７０）の６．５ＫＨＺの発生方法は、例えば、図１２に示すように投光系（６２）の一部の光を短い一定光路長のファイバーＦｉｂ（１２２）いれ、受光系（６３）と同じハード構成にした受光系（１２３）でファイバーＦｉｂ（１２２）の射出光を受光し、その出力をミキシング回路（６５）と同型にした別のミキシング回路（１２４）に入れ、一報３０ＭＨＺ−６．５ＫＨＺの信号をそのミキシング回路（１２４）にいれ、ＬＰＦ回路（１２５）を経て６．５ＫＨＺ（７０）を取り出してもよい。この場合は位相に含まれる雑音情報が距離情報の雑音情報と等しくなりより正確な距離情報が得られる。ここではファイバーを用いているが他の光学系であっても問題ない。
図７はリレースイッチ（２４）がＯＮあるいはＯＦＦのスイッチではなく、ＯＮ１或いはＯＮ２のスイッチの場合を示している。例えばＯＮ型の場合、人が動いている場合はＯＮ１が接続され電気製品（１４）はＯＮされている。人が動いていない時すなわち部屋にいないか死体をふくめて活動していない状態の場合はＯＮ２が接続される。この場合はＯＦＦではなく警告装置（７５）がＯＮになる。すなわち警告装置の起動により人の命にかかわる場合にも対応できるシステムが構成され得る。ここで（３１）はスイッチドライブ回路であり、（３０）は演算出力機能である。
図８は被計測体として新生児を含めた赤ちゃんを想定した場合である。計測点は各格子の多点でしめしたようにこの場合は７×７である。体の大きな動き、例えば手足動きが計測の対象であるが、この場合、部位の動き、例えば胸部の変化について長時間に渡る監視が必要とされる場合がある。これに対してはメモリー機能を必要十分に拡張して適切なデータ処理が行なわれるようにする。例えば変化しているか否かの２値化処理ではなく、複数クラスに変化量を分け警告も複数用意する。或いは別途モニターの表示に各計測点の変化量が時系列的に数字、グラフ、或いは模式図等で表示されるようにする。図３、図１３の（８１）はメモリーしたデータをこれら表示にするための処理機能とその表示機能を表す。
又、この場合、測定点がどの部分かの確認も重要である。これに対しては測定用の光として可視光を用いれば直接目視確認できる。あるいは、確認したいときにのみ直接確認したい場合もある。この場合は測定用は赤外光或いは紫外光を用い確認用は可視光を用いる。可視光の光路を、可視光光源から被計測体までの光学的配置を適切にし、例えば必要に応じたミラー等を使用して、測定光の光路と同一にするか近傍にとればよく、確認したい場合にのみ例えば可視光光源を点灯すればよい。
また測定部位を別途ＴＶカメラ等で撮像しその画像再生と例えば変位差データの表示を同期させて表示させてもよい。図１３に模式図で示す。ここで（８２）はＴＶカメラであり、図１３の他の記号は図３と同じである。
図９は複数の光変調距離測定の機能、使用する光学系と非計測の複数点を表した本発明の説明図である。ＪＨ（９０）は複数の光変調距離測定の機能の発光、受光が行なわれる面を表していおり、夫々の一つの単位はａ（９１）、ｂ（９３）、ｃ（９４）であってそれらは線上に配置されているが、ＪＨ（９０）を含むＪＨＲ（１０１）面にたとえば各格子点に相当している。ただし、ここではａ（９１）を複数配置の中心位置とする。ＬＥ（９５）はレンズで被計測面ＪＨ’（９６）上にＪＨ（９０）を結像させているとする。ａ’（１００）、ｂ’（９９）、ｃ’（９７）はそれぞれａ（９１）、ｂ（９３）、ｃ（９４）に対応した像であり計測点である。またａ（９１）を通るようにＪＨとＪＨ’に垂線をたて、この垂線をＯ（９２）−Ｏ’（９８）とする。この場合ＬＥ（９５）の光軸はＯ−Ｏ’とは平行であるが適当にずれていおり、たとえばＣがＪＨ’上のＯ−Ｏ’に相当しているようになっている。この構成において、Ｏ−Ｏ’軸のまわりにＲＥが回転するとそれに対応してＪＨ’面の像ａ’、ｂ’、ｃ’等もＯ−Ｏ’軸のまわりに平行移動的に回転する。ＪＨ面の格子点の複数の機能素子がある面に配置することによりレンズの偏芯回転でＪＨ’の面の走査が可能となる。偏芯回転の一ステップの角度は、複数機能素子の像が３６０度の中でどのように角度を占拠するかできまる。だからその角度は例えば９０度とかの型になり、一つの角度で複数機能の出力を取り出したのち、次の角度にうつる。一周すればもとの位置にもどる。メモリーとしてはどの角度のどの機能素子のデータをメモリーしたかが重要となる。被計測上では３６０度の走査の中で重複測定が行なわれる可能性があっても差し支えはない。その部分について計測時間が掛かっただけのことでありこの場合問題とならない。
ＪＨの複数機能素子が被計測面ＪＨ’の被測定物を必要十分にカバーするように多数個の機能素子を配置してもよい。この場合はＬＥは偏芯回転さす必要はなくＯ−Ｏ’軸に光軸を合わせればよい。
図１１は複数の光変調距離測定の機能素子がＪＨＲ（１０１）面上に線上に配列された場合の一つの走査方法を示す説明図である。ＪＨＲ面をＥ⊥ＤとするとダブプリズムＤＰ（１１１）によりＪＨＲ’（１１０）面では１８０度回転したＥ’⊥Ｄ’となる光軸Ｏ−Ｏ’の周りにＤＰを回転するとその２倍の回転角度でＥ’⊥Ｄ’は回転する。このＥ⊥ＤのＯ軸の径方向  、例えばＥ軸に沿って複数の機能素子を配置してＰＤを回転することによりＪＨＲ’面の走査ができる。
図１０はＪＨＲ（１０１）面上の複数の光変調距離測定の機能素子の説明図である。
ａ（９１）、ｂ（９３）はそれぞれ一つの機能素子であり、省略しているがｃ（９４）等々配置されている。ａについては、ＬＪａ（１４４）、ＬＨＭａ（１４２）、ＬＪＭａ（１４３）の各リレーがＯＮ状態になっており、１０．７Ｍ（１５０）の水晶発信器から１０．７ＭＨＺの信号をうけてＨＭａ（１３２）の発光回路から１０．７ＭＨｚ変調の光が被計測体に向かって投光されている状態を表している。その反射光をＪＭａ（１３４）の受光系で受光して電気信号としてＭＩＸ／ＬＰＦ（１５２）のミキシングとローパスフィルター処理回路に入れる。一方１０．６９５Ｍ（１５１）の別の水晶発信器がら１０．６９５ＭＨＺの信号を得てＭＩＸ／ＬＰＦ（１５２）に入力する。するとＭＩＸ／ＬＰＦ（１５２）の出力は５ＫＨＺの信号に対象物までの距離に相当する距離位相と雑音位相が加算された形となる。またＨＭａ（１３２）からの光を短い一定光路長のファイバーＦｉｂ（１２２）を通してＪＭａと同じ機能をもつ受光系Ｊａ（１３１）で受光するように構成する。その電気信号をＭＩＸ／ＬＰＦ（１５５）のミキシングとローパスフィルター処理回路に入れる。一方１０．６９５Ｍ（１５１）の水晶発信器から１０．６９５ＭＨＺの信号を得てＭＩＸ／ＬＰＦ（１５５）に入力する。するとＭＩＸ／ＬＰＦ（１５５）の出力は５ＫＨＺにＭＩＫ／ＬＰＦ（１５２）の雑音位相が加算された形となる。これら（１５２）と（１５５）の出力を次のアナログ／パルス変換と距離位相／距離のＡ／ＰＬ／Ｓｕｂ処理回路（１５６）に入力すると計測距離が出力する。あるいは位相のままでもよい。これを次の系におくり必要なメモリー（１５７）を行なえばよい。尚、ここではＨＭａの発光とＪＭａの受光は近接して配列しているか、またはダイクロイックフィルターなどで光路の合成がされているとしている。ここでＨＭａの発光素子はＬＥＤであっても、レーザー光であっても、或いはタングステンのような熱発光であってもよい。ｂ素子、続く他の素子の変調発光と受光も同様である。またＪＭａ、Ｊａの受光素子はフォトダイオードＰＤであってもアパランシアフォトダイオードＡＰＤであってもよい。ただしＡＰＤの場合はミキシング機能をかねることができる。
次にｂ（９３）の機能素子について説明する。この場合、ＬＪａ（１４４）、ＬＨＭａ（１４２）、ＬＪＭａ（１４３）の各リレーはＯＦＦになっており、ｂ（９３）系列のＬＪｂ（１４６）、ＬＨＭｂ（１４１）、ＬＪＭｂ（１４７）の各リレーがＯＮになっているとする。するとａ機能素子と同様にＡ／ＰＬ／Ｓｕｂ処理回路（１５６）から必要な計測距離が出され、同様に次の系におくり必要なメモリー（１５７）を行なえばよい。
ｃ機能素子についても同様であり、あとは省略する。
又、測定に使用する光が可視光でない測定部位を目視確認する必要が生じる場合がある。この場合は、例えばａ素子に対してはＨＭａ（１３２）の近傍においたＨＶａ（１３５）、ｂ素子に対してはＨＭｂ（１３７）の近傍においたＨＶｂ（１４０）の投光系を使用する。それはＬＨＶａ（１４５）のリレーのみをＯＮにして被計測体のａ’（１００）を確認し、次にｂ素子に対しＬＨＶｂ（１５８）のリレーのみをＯＮにして被計測体のｂ’（９９）を確認する。以下の他の素子に対しても同様である。ここでＨＶａ、ＨＶｂの発光素子はＬＥＤであっても、レーザー光であっても、或いはタングステンのような熱発光であってもよい。この場合順次ａ、ｂ、…の確認を行なう場合を示したが、同時に点灯して同時確認でもよい。
ここでＳＷＭ（１５３）とＳＷＶ（１５４）は各リレーのＯＮ／ＯＦＦをコントロールするもので、前者は各機能素子の測定系のリレーで各機能素子の測定順にＯＮ／ＯＦＦを制御し、後者は目視確認用の投光系を制御すし、後者は目的から手動設定で起動できるようにする。Ｆｉｂ（１３０）は一定光路のファイバーであり、Ｊｂ（１３６）は受光系であり、ＨＭｂ（１３７）は発光系であり、ＪＭｂ（１３８）は受光系であり、ＨＶｂ（１４０）は発光系である。以上が一つの説明例であるが次に別の例を示す。
ａ機能のなかで、Ｆｉｂ（１２２）とＪａ（１３１）はＭＩＸ／ＬＰＦ（１５２）とＭＩＸ／ＬＰＦ（１５５）の雑音位相を等しくするためのもので、必ずしも等しくなる必要はない。差が変化しないか、今と次の間で変化しないものであればよい。この場合はＪａ（１３１）の出力の代わりに１０．７Ｍ（１５０）の信号をＬＪａ（１３１）の直前にいれてやればよい。同様にｂ機能に対してもファイバーＦｉｂ（１３０）とＪｂ（１３６）は必ずしも必要ではない。他の機能も同様である。
又、さらに別の解を示す。ＨＭａ（１３２）、ＨＭｂ（１３７）等の投光系は一個で十分な場合がある。それは各点の計測距離に比べて各機能素子がお互いに十分に近い範囲に配置されている場合である。この場合は例えばＩＩＭａ（１３２）のみを用いればよい。ＬＨＭａ（１３２）のリレーのＯＮとＯＦＦのタイミングは各ＪＭａ（１３４）、ＪＭｂ（１３８）等の受光系のタイミングにあわせるか、計測中はＯＮ状態のままでもよい。この時の確認用の投光系もＨＶａ（１３５）一個でよい。
図１４は本発明の別の投光系と受光系の配置を示したものである。ＪＨＲ（１０１）は投光用の各光源ａａ（２００）、ｂｂ（２０１）と受光用の各素子ａ（９１）、ｂ（９３）が線上に配置されている場合を示している。そしてＬＥＥ（１９９）とＬＥ（９５）は同じ焦点距離をもつ光学系であり、Ｏ（９２）−Ｏ’（９８）線に対して対称配置されており、ＪＨＲの像をＪＨ’（９６）に結像させている。ａａがＪＨ’上のａａ’にｂｂが同じくｂｂ’に結像しており、またａａ’はＪＨＲ上のａにｂｂ’は同じくｂに結像している。またＯ−Ｏ’線のある部分Ｗ（２０５）−Ｗ’（２０６）に遮光部分を設け、ａａ或いはｂｂからの光がＬＥとＬＥＥから反射してａ、或いはｂに入射しない構造にしている。この構成では効率のよい測定光が得られる。更にＪＨＲとＬＥ、ＬＥＥの位置関係が平行移動、例えば図１４ではＬＥ、ＬＥＥが下方にＪＨＲに対して平行にずれる場合には、ａａ’とｂｂ’の像即ち測定部位はずれるがその像はａとｂに結像し、効率のよい配置に加え像ずれ即ち測定体の走査ができる。以上の説明は、ＪＨＲ線上のａａとａ、  ｂｂとｂの２対の場合で説明したが、１対でもよいし、多対でもよいし、或いは線上ではなく面上の多対でもよい。またＬＥ，ＬＥＥにより結像さす場合をしめしたが、効率よく光を使うことであって結像の近辺、あるいは光束が十分に絞られた状態であればよい。だからｆ値が同じでない場合を採用してもよい。ここで光とは計測用の光で可視光以外の光を含み、例えば、測定光に赤外光を使い確認用に可視光をつかってもよく、場合によっては赤外光源と可視光の確認用光源はａａ、ｂｂに対で設定してもよい。
【発明の効果】
本発明によれば簡単な検知器の設定で被計測体の動きを正確にとらえて誤動作のないセンサースイッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる説明図
【図２】本発明にかかる説明図
【図３】本発明にかかる測定原理の説明図
【図４】本発明にかかる検出器の測定原理の説明図
【図５】本発明にかかる検出器の説明図
【図６】本発明にかかる検出器の説明図
【図７】本発明にかかるリレースイッチ部の説明図
【図８】本発明にかかる検出器の説明図
【図９】本発明にかかる検出器の説明図
【図１０】本発明にかかる検出器の説明図
【図１１】本発明にかかる検出器の説明図
【図１２】本発明にかかる検出器の測定原理の説明図
【図１３】本発明にかかる説明図
【図１４】本発明にかかる説明図
【符号の説明】
１１      センサースイッチ
１２      検知器
１３      スイッチ
１４      電気製品
１５      ＡＣ電源
２０      人
２１      床
２２      測定距離
２３      壁
２４      リレースイッチ
２５      部屋
２６      天井
３０      演算出力処理機能
３１      スイッチドライブ回路
３２      ＯＮ型／ＯＦＦ型機能
３３      初期入力
３４      表
３５      メモリー
３６      加工処理／表示機能
４０      表４０
４１      各点
４２      測定距離（今）
４３      測定距離（次）
５１      ポリゴンミラー
５２      ミラー
５３      光
５４      測定距離
５５      検知器５５
５６      走査
５７      測定点
６１      ３０ＭＨＺ水晶発信器
６２      投光系
６３      受光系
６４      分周回路
６５      ミキシング回路
６６      ＬＰＦローパスフィルター
６７      位相差測定回路
６８      距離演算処理機能
６９      アナログ／パルス変換機能６９
７１      投光
７２      反射光
７３      被測定体
７４      アナログ／パルス変換機能６９
７４      警告装置
（Ｎｉｊ，Ｎｋｌ）  各格子点
８２      ＴＶカメラ
９０      ＪＨ
９１      ａ点
９２      Ｏ点
９３      ｂ点
９４      ｃ点
９５      ＬＥ
９６      ＪＨ’
９７      ｃ’点
９８      Ｏ’点
９９      ｂ’点
１００    ａ’点
１０１    ＪＨＲ面
１１０    ＪＨＲ’面
１１１    ダブプリズムＤＰ
１２２    Ｆｉｂ１２０ファイバー
１３０    Ｆｉｂ１３０ファイバー
１３１    Ｊａ受光部
１３２    ＨＭａ投光部
１３４    ＪＭａ受光部
１３５    ＨＶａ投光部
１３６    Ｊｂ受光部
１３７    ＨＭｂ発光部
１３８    ＪＭｂ受光部
１４０    ＨＶｂ投光部
１４１    ＬＨＭｂリレー
１４２    ＬＨＭａリレー
１４３    ＬＪＭａリレー
１４４    ＬＪａリレー
１４５    ＬＨＶａリレー
１４６    ＬＪｂリレー
１４７    ＬＨＭｂリレー
１４７    ＬＪＭｂリレー
１５８    ＬＩＩＶｂリレー
１５０    １０．７ＭＨＺ水晶発信器
１５１    １０．６９５ＭＨＺ水晶発信器
１５２    ＭＩＸ／ＬＰＦ１５２ミキシング、ローパスフィルター
１５３    ＳＷＭ測定リレー制御
１５４    ＳＷＶ可視確認リレー制御
１５５    ＭＩＸ／ＬＰＦ１５４ミキシング、ローパスフィルター
１５６    Ａ／ＰＬ／Ｓｕｂ処理機能
１９９    ＬＥＥ光学系
２００    ａａ点の光源
２０１    ｂｂ点の光源
２０２    ａａ’点の像
２０３    ｂｂ’点の像
２０５    Ｗ’点
２０６    Ｗ”点
Ｄ        Ｄ軸
Ｅ        Ｅ軸
Ｄ’      Ｄ’軸
Ｅ’      Ｅ’軸
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005174887.tif 000025
【図１１】
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【図１２】
2005174887.tif 000027
【図１３】
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【図１４】
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