(57)【要約】【課題】  検知エリアが重複しても、干渉を容易かつ確実に防止できる物体検知センサを提供すること。【解決手段】  物体検知センサ１は、発光素子２が出射して物体で反射した光を受光素子３で受光し、この受光素子３からの信号を受けたＣＰＵ５により、物体に関する距離を算出して測距動作を行う。ＲＯＭ６に、複数の待ち時間の値を予め記憶する。検知エリアが互いに重複する複数の物体検知センサ１について、ＲＯＭに記憶された複数の待ち時間の値のうちの互いに異なる待ち時間を設定する。基準信号としての光を受光素子３で受け取ると、ＣＰＵ５は設定された待ち時間が経過した後に測距動作を行う。複数の物体検知センサ１は、互いに異なる待ち時間を設定しているので、測距動作が重複することが無い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射されて物体で反射された光を受ける受光素子と、
上記受光素子から出力される信号に基づいて、上記物体に関する距離を算出する距離算出手段と、
上記距離算出手段が上記距離の誤った値を算出することを防止する誤算出防止手段と
を備えることを特徴とする物体検知センサ。
【請求項２】
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射されて物体で反射された光を受ける受光素子と、
上記発光素子及び受光素子に測距動作をさせる測距動作手段と、
上記測距動作手段の測距動作の開始時を複数の値に調節可能な開始時制御手段と
を備えることを特徴とする物体検知センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の物体検知センサにおいて、
上記誤算出防止手段は、
複数の待ち時間の値が格納された待ち時間格納部と、
上記待ち時間格納部に値が格納された複数の待ち時間のうちの所定の待ち時間が入力される待ち時間入力部と、
上記待ち時間のための基準信号を受信する基準信号受信手段と、
上記基準信号受信手段が上記基準信号を受信してから、上記待ち時間入力部に入力された上記所定の待ち時間が経過すると、上記発光素子及び受光素子を動作させる動作制御手段と
を含むことを特徴とする物体検知センサ。
【請求項４】
請求項３に記載の物体検知センサにおいて、
上記基準信号を発信する基準信号発信手段と、
上記基準信号発信手段の動作を開始させる一方、上記基準信号受信手段の動作を停止させる発信受信切換手段とを備え、
上記発信受信切換手段によって上記基準信号受信手段の動作が停止された場合、上記動作制御手段は、上記基準信号発信手段が上記基準信号を発信してから、上記待ち時間入力部に入力された上記所定の待ち時間が経過すると、上記発光素子及び受光素子を動作させることを特徴とする物体検知センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の物体検知センサにおいて、
上記基準信号発信手段は、上記発光素子に、上記基準信号としての光を出射させることを特徴とする物体検知センサ。
【請求項６】
請求項３に記載の物体検知センサにおいて、
上記受光素子は、上記基準信号受信手段を兼ねていることを特徴とする物体検知センサ。
【請求項７】
請求項３に記載の物体検知センサにおいて、
上記基準信号受信手段は、標準時の標準電波を上記基準信号として受信することを特徴とする物体検知センサ。
【請求項８】
請求項１に記載の物体検知センサにおいて、
上記誤算出防止手段は、
上記発光素子の出射光を変調する変調手段と、
上記変調手段が上記発光素子を変調する変調パターンを、予め定められた複数のパターンに変更する変調パターン変更手段と、
上記受光素子から出力される信号のうち、上記変調手段によって変調された光に対応する信号を抽出して上記距離算出手段に送出する抽出手段と
を備えることを特徴とする物体検知センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光により物体を検出する物体検知センサに関し、特に、複数個用いた場合に互いの干渉を防止できる物体検知センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばペット型ロボットや自走式掃除機等のように、一般的な生活において使用されるロボットが実現されている。この種のロボットに必要な機能の一つとしては、例えば人間の助けを借りずに歩行ができる機能や、人間の指示を受けることなく障害物を避けて床の掃除を行う機能のように、自律的に移動する機能がある。
【０００３】
このような機能を実現するためには、上記障害物を避けて移動する必要があることから、物体を検出する物体検知センサが必要である。この種の物体検知センサとしては、赤外光を用いて三角測量を行って、物体までの距離を検知する方式のものが多く用いられている。具体的には、この物体検知センサは、パルス状の光を出射する発光素子と、この発光素子の出射光が物体に反射して戻って来た戻り光を受光する受光素子とを備え、上記受光素子における戻り光の受光位置に基づいて、上記物体までの距離を検知する。この物体検知センサを備えたロボットは、上記物体検知センサが検知した物体までの距離が所定の距離以下となった場合に移動方向を変更し、障害物である上記物体を避けるようにしている。
【０００４】
しかしながら、上記物体検知センサを備えた複数のロボットが同時に動作する場合、複数のロボットのうちの一つのロボットの物体検知センサが、他のロボットの物体検知センサの出射光を受けて、物体の検知が不正確になるという問題がある。その結果、上記一つのロボットは、障害物の回避ができなくなるという問題がある。つまり、複数の物体検知センサの検知エリアが互いに重複する場合、上記複数の物体検知センサの間で干渉が生じる問題がある。
【０００５】
この問題を解決するため、従来、発光素子と、この発光素子の出射光を所定周波数に変調する変調手段と、上記発光素子からの光が物体で反射した光を受光する受光素子と、この受光素子からの信号のうちの上記所定の変調周波数の光に対応する信号のみを取り出すフィルタと、上記受光素子からの信号を処理して上記物体までの距離を検知する信号処理部とを備えた物体検知センサにおいて、上記発光素子と変調手段との間に第１のゲート回路と設けると共に、上記受光素子と信号処理部との間に第２のゲート回路を設けたものが提案されている（例えば特開昭６１−９１５８９号公報：特許文献１参照）。
【０００６】
上記従来の物体検知センサは、上記第１のゲート回路と第２のゲート回路の動作を同期させて、上記発光素子による所定の変調周波数の光の出射を、所定の周期で間欠的に行うと共に、この光の間欠的な出射の周期と同じ周期で、上記第１及び第２の受光素子からの受光信号を信号処理部に送出する。これにより、複数の上記物体検知センサの検知エリアが互いに重なり合う場合でも、一つの物体検知センサの発光素子からの光を、他の物体検知センサの受光素子が受光しないようにしている。また、上記フィルタによって、同一の物体検知センサが備える発光素子からの所定の変調周波数の出射光のみについて、上記受光素子から信号処理部に信号を送ることにより、他の物体検知センサの信号を誤って処理しないようにしている。
【０００７】
しかしながら、上記従来の物体検知センサは、以下のような問題点がある。
【０００８】
（１）大量生産される同一機種の物体検知センサについて、上記変調手段の変調周波数と、上記第１及び第２のゲート回路の動作周期とを、全ての製品の間で異ならせることは困難である。したがって、変調周波数及び動作周期が同一の物体検知センサを、同一の検知エリアに重複して用いる可能性があるので、干渉の可能性を完全に無くすることができない。
【０００９】
（２）異なるメーカーの異なる物体検知センサの間で干渉を防止するためには、全てのメーカーの間で上記変調周波数及び動作周期を異ならせる必要があり、手間とコストの大幅な増大を招く。
【００１０】
（３）全ての物体検知センサの間で上記変調周波数を異ならせて設定する場合、この設定される変調周波数の全ての範囲は比較的広くなるので、この広い範囲の周波数に対応する上記フィルタが必要になり、コストアップを招く。
【特許文献１】特開昭６１−９１５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の課題は、検知エリアが重複しても、干渉を容易かつ確実に防止できる物体検知センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の物体検知センサは、
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射されて物体で反射された光を受ける受光素子と、
上記受光素子から出力される信号に基づいて、上記物体に関する距離を算出する距離算出手段と、
上記距離算出手段が上記距離の誤った値を算出することを防止する誤算出防止手段と
を備えることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、上記発光素子から出射されて物体で反射された光が上記受光素子で受け取られ、この受光素子から出力される信号に基づいて、上記距離算出手段によって、上記物体に関する距離が算出される。この距離算出手段は、上記誤算出防止手段によって、上記距離の誤った値を算出することが防止される。したがって、複数の上記物体検知センサは、例えば検知エリアが重複する状態で用いられても、互いに干渉することなく、物体に関する距離を正確に検知することができる。
【００１４】
本発明の物体検知センサは、
光を出射する発光素子と、
上記発光素子から出射されて物体で反射された光を受ける受光素子と、
上記発光素子及び受光素子に測距動作をさせる測距動作手段と、
上記測距動作手段の測距動作の開始時を複数の値に調節可能な開始時制御手段と
を備えることを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、上記発光素子および受光素子に測距動作をさせる測距動作手段は、上記開始時制御手段によって、上記測距動作の開始時が複数の値に調節される。複数の上記物体検知センサが、検知エリアが重複する状態で用いられる場合、上記開始時制御手段で調節する上記測距動作手段の測距動作の開始時を、上記複数の物体検知センサの間で異ならせる。これにより、上記複数の物体検知センサは、時間的に重複して測距動作を行うことが防止されるので、例えば一つの物体検知センサからの光を他の物体検知センサが受けること等に起因する誤測距が、効果的に防止される。
【００１６】
１実施形態の物体検知センサは、
上記誤算出防止手段は、
複数の待ち時間の値が格納された待ち時間格納部と、
上記待ち時間格納部に値が格納された複数の待ち時間のうちの所定の待ち時間が入力される待ち時間入力部と、
上記待ち時間のための基準信号を受信する基準信号受信手段と、
上記基準信号受信手段が上記基準信号を受信してから、上記待ち時間入力部に入力された上記所定の待ち時間が経過すると、上記発光素子及び受光素子を動作させる動作制御手段と
を含む。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記誤算出防止手段では、上記待ち時間格納部に複数の待ち時間の値が格納され、この待ち時間格納部に値が格納された上記複数の待ち時間のうちの所定の待ち時間が、上記待ち時間入力部に入力される。上記基準信号受信手段で上記基準信号が受信されてから、上記所定の待ち時間が経過すると、上記動作制御手段の制御により、上記発光素子および受光素子が動作する。したがって、複数の上記物体検知センサが、検知エリアが重複する状態で用いられる場合、上記複数の物体検知センサの間で、上記待ち時間入力部に異なる待ち時間が入力されることによって、上記各物体検知センサの発光素子および受光素子が動作する時間の重複が防止される。その結果、上記複数の物体検知センサのうちの１つの物体検知センサの受光素子が、他の物体検知センサの発光素子の出射光を受けることが防止されるので、上記距離算出手段が上記距離の誤った値を算出することが、効果的に防止される。
【００１８】
１実施形態の物体検知センサは、
上記基準信号を発信する基準信号発信手段と、
上記基準信号発信手段の動作を開始させる一方、上記基準信号受信手段の動作を停止させる発信受信切換手段とを備え、
上記発信受信切換手段によって上記基準信号受信手段の動作が停止された場合、上記動作制御手段は、上記基準信号発信手段が上記基準信号を発信してから、上記待ち時間入力部に入力された上記所定の待ち時間が経過すると、上記発光素子及び受光素子を動作させる。
【００１９】
上記実施形態によれば、上記基準信号を発信する基準信号発信手段を備える。上記発信受信切換手段によって、上記基準信号発信手段の動作が開始される一方、上記基準信号受信手段の動作が停止される。この発信受信切換手段によって上記基準信号受信手段の動作が停止された場合、上記動作制御手段は、上記基準信号発信手段が上記基準信号を発信してから、上記待ち時間入力部に入力された上記所定の待ち時間が経過すると、上記発光素子及び受光素子を動作させる。すなわち、この物体検知センサは、他の物体検知センサに対して基準信号を送信できると共に、この基準信号に基づいて上記発光素子および受光素子を動作させることができる。したがって、検知エリアが重複する他の物体検知センサと共に用いられる場合、基準信号を発信する別の装置を設けることなく、物体に関する距離の誤算出を防止できる。
【００２０】
１実施形態の物体検知センサは、上記基準信号発信手段は、上記発光素子に、上記基準信号としての光を出射させる。
【００２１】
上記実施形態によれば、上記基準信号発信手段は、上記発光素子に、上記基準信号としての光を出射させるので、既存の上記発光素子を用いることにより、簡易な構成で基準信号を発信することができる。
【００２２】
１実施形態の物体検知センサは、上記受光素子は、上記基準信号受信手段を兼ねている。
【００２３】
上記実施形態によれば、上記受光素子は、上記基準信号受信手段を兼ねているので、基準信号を受信するための部品を追加することなく、物体に関する距離の誤算出を防止可能な物体検知センサが得られる。
【００２４】
１実施形態の物体検知センサは、上記基準信号受信手段は、標準時の標準電波を上記基準信号として受信する。
【００２５】
上記実施形態によれば、標準時の標準電波を上記基準信号として受信し、この基準信号としての標準時の標準電波を用いて、上記発光素子および受光素子の動作を制御する。したがって、基準信号を発信する別の装置を設けることなく、物体に関する距離の誤算出を防止可能な物体検知センサが得られる。
【００２６】
１実施形態の物体検知センサは、
上記誤算出防止手段は、
上記発光素子の出射光を変調する変調手段と、
上記変調手段が上記発光素子を変調する変調パターンを、予め定められた複数のパターンに変更する変調パターン変更手段と、
上記受光素子から出力される信号のうち、上記変調手段によって変調された光に対応する信号を抽出して上記距離算出手段に送出する抽出手段と
を備える。
【００２７】
上記実施形態によれば、上記誤算出防止手段では、上記発光素子の出射光が、上記変調手段によって変調される。この変調手段が上記発光素子を変調する変調パターンは、上記変調パターン変更手段によって、予め定められた複数のパターンに変更される。上記受光素子から出力される信号のうち、上記変調手段によって変調された光に対応する信号が、上記抽出手段で抽出されて、上記距離算出手段に送出される。この物体検知センサが、検知エリアが互いに重複する状態で複数個動作する場合、上記変調手段が変調すべき上記発光素子の変調パターンを、上記変調パターン変更手段によって、複数個の上記物体検知センサの間で互いに異ならせる。これにより、上記複数の物体検知センサの距離算出手段に、他の物体検知センサの発光素子の出射光に基づく信号が入力されることが防止されるので、上記距離算出手段が誤った距離の算出をすることが防止される。
【００２８】
なお、上記変調手段は、上記発光素子の発光周波数、発光強度、発光位相等のいずれの特性を変調してもよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明の物体検知センサは、光を出射する発光素子と、上記発光素子から出射されて物体で反射された光を受ける受光素子と、上記受光素子から出力される信号に基づいて、上記物体に関する距離を算出する距離算出手段と、上記距離算出手段が上記距離の誤った値を算出することを防止する誤算出防止手段とを備えるので、複数の上記物体検知センサが、例えば検知エリアが重複する状態で用いられても、互いに干渉することなく物体に関する距離を正確に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１実施形態の物体検知センサを示す概略図である。本実施形態の物体検知センサ１は、光を出射する発光素子２と、この発光素子２から出射されて物体で反射された光を受ける受光素子３と、この受光素子３から出力される信号に基づいて、上記物体に関する距離を算出する距離算出手段とを備える。上記発光素子２は、半導体レーザや発光ダイオードで形成されていると共に、上記受光素子３は、ＣＣＤ（電荷転送素子）やＰＳＤ（位置検出素子）等で形成されている。上記距離算出手段は、ＣＰＵ（中央演算装置）５で形成されており、予め記憶されたプログラムに従って、上記受光素子３から出力された信号に基づいて、三角測量の方法を用いて受光素子３から上記物体までの距離を算出するようになっている。すなわち、上記発光素子２、受光素子３及びＣＰＵ５は、測距動作手段として機能する。なお、上記距離算出手段は、専用ＩＣ（集積回路）で形成してもよい。また、上記距離算出手段は、三角測量の方法以外の方法によって上記物体までの距離を算出してもよく、例えば、上記発光素子からの直接光と、上記発光素子からの光が物体で反射された反射光との光路差に基づいて距離を検出するものでもよい。
【００３２】
上記物体検知センサ１は、本発明の誤算出防止手段を備える。この誤算出防止手段は、複数の待ち時間の値が予め格納された待ち時間格納部としてのＲＯＭ（読み出し専用メモリ）６と、このＲＯＭ６に格納された複数の待ち時間の値のうち、所定の待ち時間が入力される待ち時間入力部としてのロータリースイッチ８と、基準信号を受信する基準信号受信手段とを有する。上記ロータリースイッチ８は、予め設定された複数の待ち時間のうちの１つが、操作者の操作によって選択可能になっている。
【００３３】
図２Ａは、上記ロータリースイッチ８を示す模式図であり、ツマミの位置を第１パターンから第８パターンまでのいずれかに一致させることにより、８種類の異なる待ち時間のうちのいずれかが選択可能になっている。
【００３４】
上記ＲＯＭ６、ロータリースイッチ８およびＣＰＵ５により、開始時制御手段を形成している。
【００３５】
上記基準信号受信手段は、上記受光素子３が兼ねている。また、上記発光素子２のドライバ９に電力を供給する電源ラインに、トランジスタ又はリレーで形成されたスイッチ１１を夫々介設し、このスイッチ１１の入／切を、上記ＣＰＵ５が制御するようになっている。
【００３６】
上記構成の物体検知センサ１は、例えば全自動掃除機やペット型ロボット等のような自律的に移動する機能を有する機器に搭載される。
【００３７】
図２Ｂは、１つの室内において、複数の上記物体検知センサ１が動作する様子を示した概略図である。この室内には、上記物体検知センサ１が設けられて自律的に移動する第１乃至第３の機器２１，２２，２３が配置されている。上記部屋の天井には、基準信号としての光を出射する基準信号装置２５が設置されている。上記第１乃至第３の機器２１，２２，２３は、上記室内で同時に動作するので、上記各機器１，２，３に各々設けられた上記物体検知センサ１は、検知エリアが互いに重複する状態で動作することになる。図２Ｂに示すように、第１の機器２１の物体検知センサ１は、ロータリースイッチ８で第１パターンが選択されており、第２の機器２２の物体検知センサ１は、ロータリースイッチ８で第２パターンが選択されており、第３の機器２３の物体検知センサ１は、ロータリースイッチ８で第３パターンが選択されている。
【００３８】
上記第１乃至第３の機器２１，２２，２３の物体検知センサ１は、上記基準信号装置２５から出射された光を受光素子３で受け取り、上記基準信号を検知する。図３は、上記第１乃至第３の機器２１，２２，２３に設けられた各物体検知センサ１について、測距動作の様子を時系列的に示した概略図である。図３に示すように、第１の機器２１の物体検知センサ１は、上記基準信号を検知した時間Ｔ０１から第１パターンに対応する待ち時間Ｔ１が経過した時、測距動作を開始する。すなわち、上記ＣＰＵ５が電源ラインのスイッチ１１を切から入に切り換え、上記発光素子２のドライバ９に電力を供給して、上記発光素子２を起動する。これにより、上記発光素子２から光が出射され、この光が物体で反射された反射光が、上記受光素子３に受け取られる。この受光素子３からの出力に基づいて、上記距離算出手段としてのＣＰＵ５は、上記物体に関する距離を算出する。このような第１の機器２１の物体検知センサ１の測距動作は、所定の測距期間Ｔ１１に亘って行われる。この測距期間Ｔ１１が経過すると、上記ＣＰＵ５の制御により上記電源ラインのスイッチ１１が入から切に切り換えられて、上記発光素子の発光が停止して、上記測距動作が終了する。このように、上記ＣＰＵ５は、動作制御手段としても機能する。
【００３９】
上記第２の機器２２の物体検知センサ１は、上記基準信号を検知した時間Ｔ０１から第２パターンに対応する待ち時間Ｔ２が経過した時、測距動作を開始する。この時点で、上記第１の機器２１の物体検知センサ１の測距動作は終了している。上記第２の機器２２の物体検知センサ１において、上記ＣＰＵ５は、電源ラインのスイッチ１１を切から入に切り換えて、上記発光素子２を起動し、上記受光素子３からの出力に基づいて、物体に関する距離を算出する。この第２の機器２２の物体検知センサ１の測距動作は、所定の測距期間Ｔ２１に亘って行われる。この測距期間Ｔ２１が経過すると、上記ＣＰＵ５の制御によりスイッチ１１が入から切に切り換えられて、上記測距動作が終了する。
【００４０】
上記第３の機器２３の物体検知センサ１は、上記基準信号を検知した時間Ｔ０１から第３パターンに対応する待ち時間Ｔ３が経過した時、動作制御手段としてのＣＰＵ５の制御の下、測距動作を開始する。この時点で、上記第２の機器２２の物体検知センサの測距動作は終了している。上記第３の機器２３の物体検知センサの測距動作は、所定の測距期間Ｔ３１に亘って行われる。この測距期間Ｔ２１が経過すると、上記ＣＰＵ５の制御により、上記測距動作が終了する。
【００４１】
上記第１乃至第３の機器２１，２２，２３の物体検知センサ１が測距動作を行った後、上記基準信号装置２５から基準信号が再度発信され、この基準信号を受信した上記各物体検知センサ１は、上述の動作と同様の動作を再び行う。
【００４２】
つまり、上記第１の機器２１の物体検知センサ１は、基準信号を検知した時間Ｔ０２から待ち時間Ｔ１が経過してから、測距期間Ｔ１１に亘って測距動作を行う。また、上記第２の機器２２の物体検知センサ１は、基準信号を検知した時間Ｔ０２から待ち時間Ｔ２が経過してから、測距期間Ｔ２１に亘って測距動作を行う。また、上記第３の機器２３の物体検知センサ１は、基準信号を検知した時間Ｔ０２から待ち時間Ｔ３が経過してから、測距期間Ｔ３１に亘って測距動作を行う。
【００４３】
このように、上記第１乃至第３の機器２１，２２，２３の物体検知センサ１は、上記基準信号装置２５から発信される基準信号に基づいて、互いに異なる開始時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３から、所定の測距期間Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１だけ測距動作を行う。上記開始時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、所定の測距期間Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１の直前と直後との開始時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の間の期間が、上記所定の測距期間Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１よりも長くなるように設定されている。したがって、上記各物体検知センサ１の測距動作は、互いに重複して行われることがない。その結果、上記各物体検知センサ１は、検知エリアが互いに重複するにも拘わらず、他の物体検知センサ１の発光素子からの光を受けて物体に関する距離を誤算出することが確実に防止される。つまり、上記複数の物体検知センサ１は、互いの測距動作の干渉が防止される。
【００４４】
なお、上記機器２１，２２，２３が、自走式のロボットのように移動速度が変化する機器である場合、この機器２１，２２，２３の移動速度に応じて、例えば移動速度が遅いときは物体検知センサ１の測距動作を行う回数を削減したり、測距期間を短くしたりしてもよい。これにより、物体検知センサ１の消費電力の削減を行うことができる。
【００４５】
上記実施形態において、検知エリアが重複した状態で３個の物体検知センサ１が動作したが、この物体検知センサ１は、上記ロータリースイッチ８で選択可能なパターンの個数である８個まで重複して動作できる。この場合、上記８個のパターンに対応して、互いに異なる８個の待ち時間を設定する。この８個の待ち時間は、各待ち時間の間の期間が、その期間中の測距期間よりも長くなるように設定する。また、基準信号の発信間隔は、全ての上記測距期間を足し合わせた期間よりも長く設定する。
【００４６】
また、上記ロータリースイッチ８は、待ち時間に対応するパターンを、８個に限られず何個選択可能にしてもよい。
【００４７】
また、上記ロータリースイッチ８は、ディップスイッチであってもよい。
【００４８】
また、上記受光素子３は基準信号受信手段を兼ねたが、上記基準信号装置２５からの光を受け取る受光素子を別に設けてもよい。また、上記基準信号を電波によって送信すると共に、この電波を基準信号受信手段としてのアンテナで受信しても良い。
【００４９】
図４Ａは、第２実施形態の物体検知センサが備えるロータリースイッチ１８を示す概略図である。この物体検知センサのロータリースイッチ１８は、第１パターンから第７パターンまでのいずれか１つを選択することにより、基準信号を検知した時間から測距動作を開始するまでの待ち時間が設定可能であると共に、基準信号の出力が設定可能になっている。すなわち、この物体検知センサは、上記ロータリースイッチ１８の設定により、基準信号を発信することができるので、図４Ｂに示すように、室内に基準信号を発信するための基準信号装置を設置することなく、複数の物体検知センサを動作させることができる。本実施形態の物体検知センサは、基準信号を発信することができる点以外は、第１実施形態の物体検知センサと同様の構成を有する。本実施形態において、第１実施形態と同一の構成部分には、同一の参照番号を用いて詳細な説明を省略する。
【００５０】
図４Ｂに示すように、第１の機器３１の物体検知センサは、ロータリースイッチ１８により基準信号の出力が設定されており、第２の機器３２の物体検知センサは、ロータリースイッチ１８の第１パターンが選択されており、第３の機器３３の物体検知センサは、ロータリースイッチ１８で第２パターンが選択されている。
【００５１】
上記第１の機器３１の物体検知センサは、基準信号制御手段としてのＣＰＵの制御の下、発光素子２から基準信号としての光を出射する。この基準信号の発信が完了すると、予め定められた待ち時間が経過した後、動作制御手段としてのＣＰＵの制御の下、測距動作を行う。この測距動作は所定の測距期間に亘って行われ、この測距期間の終了に伴って測距動作を終了する。なお、上記待ち時間を削除して、上記基準信号の発信の完了と同時に、上記測距動作を開始してもよい。
【００５２】
上記第２の機器３２の物体検知センサは、上記第１の機器３１の物体検知センサが出射した基準信号としての光を受光素子で受け取り、上記基準信号を検知する。この後、上記第１パターンに対応した待ち時間が経過すると、動作制御手段としてのＣＰＵの制御の下、測距動作を開始する。この第２の機器３２の物体検知センサは、所定の測距期間が終了すると、上記ＣＰＵの制御の下、測距動作を終了する。
【００５３】
上記第３の機器３３の物体検知センサは、上記第１の機器３１の物体検知センサからの光を受光し、基準信号を検知する。この後、上記第２パターンに対応した待ち時間が経過すると、動作制御手段としてのＣＰＵの制御の下、測距動作を開始する。この第３の機器３３の物体検知センサは、所定の測距期間が終了すると、上記ＣＰＵの制御の下、測距動作を終了する。
【００５４】
このように、上記第１の機器３１の物体検知センサは、上記基準信号を発信する機能を有するので、基準信号を発信するための装置を物体検知センサと別個に設置する必要が無い。したがって、複数の物体検知センサの間の干渉を、物体検知センサのみによって、容易に防止することができる。
【００５５】
なお、上記実施形態において、第２および第３の機器３２，３３の物体検知センサは、ロータリースイッチ１８によって基準信号の出力を設定することが可能であるが、第１の機器３１の物体検知センサのみが基準信号の出力を設定可能にしてもよい。つまり、検知エリアが重複する複数の物体検知センサのうちの１つが、基準信号を出力できればよい。
【００５６】
図５は、第３実施形態の物体検知センサが受信する基準信号を含む信号を示す図である。この実施形態の物体検知センサは、基準信号として、日本国標準時の標準電波を用いている。この標準電波は、図５に示すように、１周期が６０秒の６０ビットのパルス信号からなり、各パルス信号の立ち上がりの５５％が、標準時の秒と一致している。
【００５７】
本実施形態の物体検知センサは、上記標準電波を受信するアンテナと、このアンテナで受信した信号から上記パルスを検出するパルス検出手段とを含む基準信号受信手段を備える。この基準信号受信手段は、上記標準電波のパルス信号に含まれる所定のパルスを基準信号として認識するように設定されている。この実施形態の物体検知センサは、上記基準信号受信手段以外は、第１実施形態の物体検知センサ１と同様の構成を有する。
【００５８】
上記構成の物体検知センサが設けられた複数の機器を、互いの検知エリアが重複する状態で複数個動作させる。そうすると、上記複数の物体検知センサは、いずれも、上記標準電波に含まれる所定のパルスを基準信号として検知する。各物体検知センサは、上記基準信号を受信してから所定の待ち時間が経過した後、所定の測距期間の間、測距動作を行う。上記待ち時間は、第１実施形態と同様に、各物体検知センサの間で異なる時間に設定され、かつ、上記測距期間は、この測距期間が開始される直前の待ち時間と、この測距期間が終了した直後の待ち時間との間の期間よりも短くしている。したがって、上記複数の物体検知センサは、測距動作が互いに干渉することが、効果的に防止される。
【００５９】
また、本実施形態の物体検知センサは、標準時の標準電波に基づいて基準信号を検知するので、基準信号を発信するための装置が不要である。したがって、干渉を確実に防止可能な物体検知センサを、簡易な構成で得ることができる。
【００６０】
なお、上記実施形態の物体検知センサは、日本国の標準時の標準電波を用いるが、使用される国に応じて、当該国の標準時の標準電波を用いてもよい。
【００６１】
本発明の第４実施形態の物体検知センサは、発光素子の出射光を変調する変調手段を備え、この変調手段が上記発光素子を変調する変調パターンを、複数の変調パターンの間で変更可能にしている。詳しくは、ロータリースイッチによって、複数のコンデンサの容量値および抵抗値が選択可能になっており、このロータリースイッチの操作によってコンデンサの容量値および抵抗値を変更することにより、上記変調手段の時定数を変更して発振周波数を変更し、上記変調パターンを変更するようになっている。上記受光素子が受光して出力する信号のうち、上記変調パターンの光に対応する信号のみを取り出して、上記距離算出手段としてのＣＰＵに送出する抽出手段としてのフィルタを備える。上記変調手段、ロータリースイッチ及びフィルタによって、本発明の誤算出防止手段を構成している。第４実施形態において、第１実施形態と同一の機能を有する部分には同一の参照番号を用いて説明する。
【００６２】
上記ロータリースイッチは、図２Ａの第１実施形態の物体検知センサのロータリースイッチ８と同様の形態を有し、選択可能な各パターンに対応して、互いに異なる上記コンデンサの容量値および抵抗値が設定されている。
【００６３】
上記物体検知センサが設けられた複数の機器を１つの室内で用いる場合、複数の上記物体検知センサのロータリースイッチにおいて選択されるパターンが、互いに異なるように設定する。これにより、上記複数の物体検知センサの発光素子２は、互いに異なる変調パターンの光を出射する。この変調パターンが異なる複数の光が、１つの物体検知センサの受光素子３に受け取られても、上記フィルタによって、この物体検知センサの変調パターンで変調された光に対応する出力のみが、上記受光素子３から取り出される。この取り出された出力は上記ＣＰＵ５に送出され、このＣＰＵ５によって上記物体までの距離が算出される。したがって、本実施形態の物体検知センサは、検知エリアが重複する状態で同時に複数個が動作しても、測距動作の干渉が効果的に防止される。
【００６４】
また、上記フィルタは、上記ロータリースイッチで選択可能な変調パターンの範囲について、この変調パターンの光による出力を受光素子３から取り出せばよいので、従来のように例えば広範囲の周波数帯の信号に対応したフィルタでなくてよい。したがって、従来よりも安価なフィルタを用いることができるので、物体検知センサのコストダウンを測ることができる。
【００６５】
また、上記変調パターンは、上記ロータリースイッチによって、互いの物体検知センサの間で重複しないように選択できるので、検知エリアが重複する物体検知センサの間で、簡易かつ確実に干渉を防止することができる。
【００６６】
上記実施形態において、上記変調パターンを変更するためにロータリースイッチを用いたが、例えばディップスイッチ等の他のスイッチを用いてもよい。
【００６７】
また、上記変調手段は、上記発光素子の発振周波数を変更したが、上記発光素子の発光強度や発光位相等を変調してもよい。この場合、上記抽出手段は、上記変調される特性に応じて、上記所定の変調パターンの信号を抽出する回路等を用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態の物体検知センサを示す概略図である。
【図２Ａ】ロータリースイッチを示す模式図である。
【図２Ｂ】１つの室内において、複数の物体検知センサが動作する様子を示した概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態の物体検知センサが動作する様子を示す図である。
【図４Ａ】第２実施形態の物体検知センサが備えるロータリースイッチを示す概略図である。
【図４Ｂ】１つの室内において、複数の物体検知センサが動作する様子を示した概略図である。
【図５】第３実施形態の物体検知センサが受信する基準信号を含む信号を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  物体検知センサ
２  発光素子
３  受光素子
５  ＣＰＵ
６  ＲＯＭ
８  ロータリースイッチ
９  発光素子のドライバ
１１  発光素子の電源ラインのスイッチ
１２  受光素子の電源ラインのスイッチ
【図１】
2005214716.tif 000003
【図２Ａ】
2005214716.tif 000004
【図２Ｂ】
2005214716.tif 000005
【図３】
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【図４Ａ】
2005214716.tif 000007
【図４Ｂ】
2005214716.tif 000008
【図５】
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