センサアレイ、及びセンサアレイ用センサ装置
本発明は、電磁放射線の発信源と、電磁放射線用の受信装置と、制御装置とを有する複数のセンサ装置を備えたセンサアレイを提案している。制御装置は、発信源を用いて電磁放射線を放射し、反射された放射線を評価することにより、発信源から放射された電磁放射線が、物体の反射面から受信装置まで進んだ距離を測定するように構成されている。本発明によれば、複数のセンサ装置からなるセンサ装置は、異なる周波数で動作、あるいは、時分割多重方式により動作する。本発明はまた、センサアレイ用センサ装置を提案しており、制御装置は、異なる周波数で距離を測定、あるいは、時分割多重方式により距離を測定するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、それぞれ請求項１及び３の前文（プリアンブル）に記載のセンサアレイとセンサ装置とに関する。
［背景技術］
ＴＯＦセンサ（飛行時間センサ）は、光を放射し、その反射光を使って、反射面からセンサに戻る光が進んだ距離を測定する。距離の測定は、例えば、光のパルスが、反射面を介して、光源からセンサに戻るのに要した時間を測定することにより達成できる。別の可能性としては、光の振動を変調し、反射して戻ってきた光の振動の位相と、放射された光の位相とを比較することである。光路の長さは、変調周波数の知識があれば、位相差から測定できる。
【０００２】
このようなセンサは、物や人がドアに挟まれることを防止する目的で、例えばドアシステム、例えばエレベータのドアシステム、の監視に利用可能である。
［発明の目的と利点］
本発明は、冒頭に記載した種類のセンサの使用分野を拡張する、特に干渉を受け難くするようにセンサを動作可能にするという目的に基づいている。
【０００３】
この目的は請求項１及び３に記載の特徴により達成される。
従属請求項は、本発明の有利かつ好適な展開を特定している。
本発明は、例えば、電磁放射線、具体的には、光、の発信源と、電磁放射線用の受信装置と、制御装置とを各々が備えた複数のセンサ装置を備え、制御装置が、発信源を使って電磁放射線を放射するように構成され、さらに、制御装置が、発信源から放射された電磁放射線が物体の反射面から受信装置に至るまでに進んだ距離を、反射光を評価することにより測定するように構成されているセンサアレイに基づいている。本発明の要点は、複数のセンサ装置からなるセンサ装置が、異なる周波数で動作することである。
【０００４】
この手段により、少なくとも１つのさらなるセンサ装置、適切な場合には、複数のさらなるセンサ装置、を備えたセンサアレイを、相互作用が引き起こす測定誤差を回避しながら、動作させることができるようになる。
【０００５】
この手段は、センサ装置により放射された電磁放射線が、反射して戻ってきた放射線として正確に評価される場合のみ、冒頭に記載した種類のセンサ装置が確実に機能するという知識に基づいている。この原理は、別のセンサが同じように光を放射すると、問題のセンサを評価する際に誤って解釈され、破綻する可能性がある。その結果、センサから反射面までの正確な距離を測定することが難しく、あるいは、不可能にすらなり得る。例えば、問題のセンサが、隣接するセンサが放射して、反射面を介して問題のセンサに届いた電磁放射線を評価するという状況が起きる可能性がある。問題のセンサによる評価から測定される、物体までの距離は、通常、正しい距離ではない。本発明によれば、このような状況は、異なる周波数を使用することにより避けられる。原則として、時分割多重方式を使用してセンサ装置を動作させることも可能である。
【０００６】
異なる周波数は、電磁放射線の変調周波数、あるいは、搬送波周波数自体と合致していてもよく、また変調周波数及び搬送波周波数の双方と合致していてもよい。どちらの手段によっても、センサ装置の相互作用を避けることが可能である。
【０００７】
時分割多重方式により、例えば２つの隣接する制御装置において、同時に、あるいは、重複して、測定が行われないようにできる。その結果、あるセンサが測定中に別のセンサにより混乱させられることがなくなる。
【０００８】
一例では、２つの隣接する制御装置において同時にあるいは重複して測定が行われないようにするために、センサ装置に対する入出力部が提供されてもよい。センサ装置が測定を行っているので隣接するセンサ装置は測定を行うべきではないという旨の、隣接するセンサ装置への信号を、その出力部を利用して、隣接するセンサ装置に提供することができる。
【０００９】
センサ装置は、隣接するセンサ装置から対応する信号を入力部で受信してもよい。対応する信号を入力部で受信することにより、好ましくない干渉の虞を伴う同時測定を避けるように、センサ装置を制御することができる。
【００１０】
具体的には、一方の装置が測定を実行している限り、他方の装置が待機しなければならないという旨の信号が、他のセンサ装置の対応する出力部または入力部に対して加えられる。１つの装置が測定を実行している限り、別の装置は、別の測定を始める前に、例えばランダムに決定された期間待機する。このように、全てのセンサ装置には、測定を行う選択権を等しく与えられている。
【００１１】
入力部あるいは出力部は、電気通信、あるいは光通信、あるいは別の種類の、有線通信あるいは無線通信を行うように構成されてもよい。
本発明の別の好ましい改良においては、実際に測定が行われる前に、制御装置が、光を放射せずに測定を行う。この制御装置が信号を受信した場合、他の制御装置が測定を行っていることは明らかである。“試験測定”を行った制御装置は、所定時間後、あるいは、ランダムに決定された時間の後に、再び試験測定を行い、この試験が良好である場合、実際の測定を開始するようになる。同様に、センサ装置により放射された電磁放射線、具体的には、光、にコードを含めることも考えられる。例えば、放射された信号は、強度が縮小された信号部分、具体的には、周期、を含む。この結果、センサ装置は、実際の測定動作を著しく混乱させることなく、互いに交信することができる。連続番号を使用したコーディングにより、センサ装置が、検出領域で作動している装置の数に関する情報を集めることができる。測定に複数の照射操作が含まれる場合、測定が終わる時間に関する情報を、照射操作の期間に入力してもよい。
【００１２】
さらに好ましい改良においては、センサ装置は、さらに存在するセンサ装置の数に基づいて、測定周期における測定時間を適応させることができる。さらに存在するセンサ装置の数に基づいて測定周期における測定時間を適応させるために、センサ装置は、適応処理において、他の装置が同時に距離測定を行っているか否か、そしてもし測定を行っているのであれば、他の何基の装置が同時に距離測定を行っているのかを検出してもよい。例えば、０．５からなる赤外線照射動作サイクルに基づいて、第２の装置は、赤外線照射動作サイクルに適応させて、当該第２の装置の測定持続時間を動作サイクルの半分だけ、空いている期間に移してもよい。第３の装置は、例えば周期的に干渉を行うことによって、他のセンサ装置に当該他のセンサの動作サイクルを短くするように指示する前に、まず利用可能な測定継続時間がないと判断するようになる。
【００１３】
関係するセンサ装置の数によって、この操作は繰り返され、その結果、個々のセンサ装置の測定継続時間は対応して分割される。この処理により、１つの完全な周期に対する測定継続時間は自動的に短縮され、完全な周期において３つ以上のセンサが重なり合う可能性がある。センサが２つの場合、測定持続時間を短縮しないで、上述したように、測定回数を互いに一致させるだけが好ましい。
【００１４】
本発明の別の基本的な局面は、例えば、電磁放射線、具体的には、光、の発信源と、電磁放射線用の受信装置と、制御装置とを備えたセンサ装置であって、制御装置が、発信源を使って電磁放射線を放射し、制御装置が、発信源から放射された電磁放射線が物体の反射面から受信装置に至るまでに進んだ距離を、反射光を評価することにより測定するように構成されているセンサ装置に関する。本発明の要点は、制御装置が、異なる周波数で、もしくは、時分割多重方式により、距離を測定するように構成されていることである。
【００１５】
この手段により、センサ装置自体が、好ましくない干渉を避けることができる。制御装置が、異なる周波数で、もしくは、時分割多重方式により、距離を測定するように構成されていることで、干渉を受けずに互いに並行して動作することを目的とする複数のセンサ装置のアレイが簡略化される。この場合、センサ装置を、製造工程ですでに干渉が起きないように構成する必要がない。むしろ、干渉については、設置場所において判断され、適切な手段を用いて、例えば、複数のセンサ装置から構成されるアレイの場合、センサ装置を異なる周波数に設定することによって、排除することができる。
【００１６】
変調周波数が、変更可能であるのが好ましい。しかしながら、制御装置により搬送波周波数を変更することも考えられる。
周波数を、例えば、ＤＩＰスイッチ、あるいは、外部から入力される信号、あるいは、自動的に、調整することも可能である。本発明の１つの好適な改良においては、制御装置が、搬送波周波数を変更するために、異なる周波数で動作する少なくとも２つの光源を備える。必要に応じて、光源間での切り替えも可能になる。
【００１７】
本発明の別の特に好ましい実施形態において、制御装置は、別のセンサ装置が存在すると、測定が重なり合うのを防止できる動作モードを探すように構成される。例えば、１つのセンサが同じ周波数、例えば、変調周波数、で動作する別のセンサ装置を検出した場合、この処理により、制御装置は、検出されたセンサ装置による重なり合いを回避できる別の変調周波数を探すことができる。
【００１８】
センサ装置の振動子の周波数は、原理的に、ソフトウェアを利用して設定できる。起動時に、各センサ装置は、光を放射せずに測定を実行できる。信号を受信すると、この装置は、順番を待つのではなく、当該センサ装置の測定用変調周波数を変更する。周波数をチェックして、その周波数が別の装置によって使用されていないと判断すると、この装置は、その周波数で実際の距離測定を実行することができる。
【００１９】
他のセンサ装置についての周波数範囲を確実かつ効果的に定めることができるように、以下の文では、距離測定中に周波数を変更することを提案する。例えば、所定の測定時間、例えば２０ｍｓ、の間、周波数を、例えば１００μｓ毎に変更する。周波数を連続的に変更することも考えられる。これにより、別のセンサ装置により使用されている周波数による、悪影響な重なり合いは、比較的小さな測定間隔でのみ発生し、全体の測定に重大な影響を及ぼすことがない。このことは、具体的には、他の残りのセンサ装置あるいは他の複数の残りのセンサ装置が同じ原理に従って動作する場合にも、他の残りのセンサ装置あるいは他の複数の残りのセンサ装置が、完全に同期して周波数を変更しない限り、当てはまる。この場合の完全同期は、ランダムな面を導入することにより除外することができる。
【００２０】
周波数が、距離測定の期間中、一定に留まっている場合、この期間は、測定の期間より短い、例えば１０分の１より短い、好ましくは１００分の１より短い、さらに最適化した場合には、１０００分の１より短い、ことが好ましい。その期間は、搬送波信号に変調される信号のほぼ１周期分のみであってもよい。
【００２１】
この場合、周波数変更は、１％、好ましくは５％、さらに最適化した場合には、ほぼ１０％より大きくてもよい。
周波数の違いが大きいほど、干渉を受けない測定結果に必要とされる測定時間は短くなる。
【００２２】
２つ以上のセンサ装置が同期して周波数を変更するのを避けるため、第１の周波数を任意に選択できることが提案されている。
さらに、周波数を、任意に、選択的または追加的に変更するのが好ましい可能性がある。
【００２３】
本発明の１つの特に好ましい改良において、制御装置は、特定の周波数の信号が存在するか否かを確認するために、光を放射せずに測定を行い、その周波数が存在するか否かに基づいて、適切な場合、その周波数を検出した時間に基づいて、第１の周波数を選択するように構成される。各測定においては、常に同じように予め定義され、センサ装置を識別するために使用可能な周波数を用いるのが好ましい。周波数は、距離測定の間に、１０回より多く、好ましくは１００回より多く、さらに最適化した場合には、１０００回より多く、変更してもよい。
【００２４】
１つの簡素な実施形態においては、周波数を手動で設定可能とすることが考えられる。また、単純な設定の可能性としては、所定時間後に自動的に周波数を変更することである。周波数は、スイッチ、例えばＤＩＰスイッチ、を用いて手動により設定可能である。スイッチを用いることにより、後に周波数を自動的に変更する時間を設定することも可能になる。
【００２５】
周波数の変更は、試験中に干渉を検出した範囲に従って行うこともできる。検出された干渉が少ない場合、周波数は、より小さい範囲で変更されてもよい。
重なり合いを避けるために、以下の文では、受信装置を、放射された光の周波数に合わせることが可能であることを提案している。例えば、受信装置は、狭い周波数範囲の信号のみを評価できる一方、他の周波数の信号については無視する。
【００２６】
距離測定は、搬送波信号に変調された信号の周波数範囲によって、明確にも不明確にもなる。送信装置から、物体を介して、受信装置に戻る距離が、変調された信号の波長より大きい場合、その測定は不明確になる。しかしながら、その測定は、信号の波長が短い場合には、より正確なものとなる。正確な測定を行うために、まず、第１の測定を、第１の周波数範囲の周波数で実行し、第２の測定を、第２の周波数範囲の周波数で実行し、第１の周波数範囲を、正確ではあるものの不明瞭な測定を提供するように、しかしながら、第２の周波数範囲により、明瞭な測定が可能になるように選択してもよい。２つの測定を重なり合わせることで、明確で正確な測定が提供される。２つの不明確な測定を関連させて、明確な測定を達成することも可能である。
【００２７】
本発明の１つの特に好適な改良において、最適化された測定精度を明確な測定で達成できるように、測定は、測定される物体への距離に適合する周波数範囲で実行される。
周波数は、電磁放射線、例えば、レーダーまたは光、の範囲であってもよい。しかしながら、音の範囲の周波数を使用することも可能である。
【００２８】
複数のセンサ装置のアレイは、ハウジングに収納されるのが好ましい。
［例示的な実施形態の説明］
本発明に係る複数の例示的な実施形態を図面に図示すると共に、付加的な利点及び詳細を特定することにより、複数の例示的な実施形態を以下にさらに詳細に説明する。
【００２９】
図１は、２つのセンサ装置１，２を図示している。これらセンサ装置１，２は、開口部３を開閉するためのローラドア４を監視する。センサ１，２は、監視領域５，６を有する。監視領域５，６は、中心領域８で重なり合っている。重なり領域８により、センサ装置１，２が正確に動作できなくなる測定不良が起きる可能性がある。
【００３０】
センサ装置１，２は、接続部７により互いに電気的に接続されている。内部で、接続部は、各センサの入力部または出力部を接続している（図示せず）。センサ装置１が測定を実行したい場合には、センサ装置２の現在の測定動作を示す、センサ装置２の出力部からの信号がセンサ装置１の入力部１に与えられているか否かを判断するためのチェックが実行される。この場合には、センサ装置１が、予め決められた選択的にランダムな期間の間、待機位置に入り、センサ装置２が測定を現在実行していないという入力信号があってから、測定動作を再開するように、センサ装置１が構成されるのが好ましい。さらなる測定が実行されるまで、すなわち、次の光放射フェーズまで、各センサ装置から接続部７への信号がないのが好ましい。各センサ装置から接続部７への信号がないというのは、各センサ装置が、測定したデータを評価しているか、あるいは、まさに待機時期にあるという事実に起因している可能性がある。両方のセンサ装置が全く同じように動作する場合、各センサ装置は、他方のセンサ装置が作動中である間は、測定を開始しないため、測定が同時に起こることはありえない。
【００３１】
図２は、本発明の別の例示的な実施形態を図示している。センサ装置１１，１２は、ローラドア１４を使って閉鎖可能な開口部１３の上方の、開口部の横木の領域に配置されている。センサ装置１１，１２は、各々の検出領域１５，１６を備えるが、検出領域１５，１６は、領域１８で重なり合っている。センサ装置１１，１２の間は、電気的に接続されていない。センサ装置１１もしくはセンサ装置１２が実際に距離測定を開始する前に、センサ装置１１もしくはセンサ装置１２は、まず、当該センサ装置１１自体もしくは当該センサ装置１２自体が光を放射せずに、測定を実行する。信号を測定できなかった場合、実際の距離測定が継続される。別の方法では、センサ装置は、予め決められた期間あるいはランダムな期間、待機した後、光を放射せずに、測定を再開する。その後、干渉信号を測定できない場合には、実際に距離測定を行う。
【００３２】
図３は、２つのセンサ装置２１，２２を図示している。これらのセンサ装置２１，２２は、開口部２３を開閉するためのローラドア２４を監視する。センサ装置２１，２２は、監視領域２５，２６を備える。監視領域２５，２６は、中央領域２８で重なり合っている。確実な検出を行うために、センサ装置２１，２２は、異なる変調周波数を使用している。
【００３３】
開始動作の間、センサ装置２１，２２は、ランダムな期間、待機する。センサ装置のうちの一方、例えば、センサ装置２１の方が、待機時間が短くなっている。この結果、センサ装置２１は、元の変調周波数で、検出領域２５を照射せずに測定を行う最初の試験測定を実行する。この測定の間に他の信号が検出されない場合には、センサ装置２１は、この周波数で距離測定を行う。待機時間後、センサ装置２２が、同様に試験測定を開始する。測定は、同じ開始周波数で、監視領域２６を照射せずに実行される。センサ装置２１がまだこの時点で動作しているのであれば、第２のセンサ装置２２は、重なり領域２８が存在するために、対応する変調周波数の信号を検出してから、変調周波数を変更することになる。この後に、変更した周波数で実際の距離測定が実行可能であることを明らかにする新規の試験測定が続く。複数のセンサがある場合には、空いた周波数が見つかるまで、この処理が繰り返される。
【００３４】
図３を、異なる搬送波周波数を持つ２つのセンサ装置２１，２２があるという効果として解釈することもできる。一方のセンサ装置、例えば、センサ装置２１、により放射された光は、例えば、およそ８５０ｎｍの波長を有する。放射された光を、振幅変調もしくはパルス状にしてもよい。センサ装置２１の受信部（図示せず）は、８２０ｎｍ〜８８０ｎｍからなる範囲の波長のみ検出できる。第２のセンサ装置２２は、およそ９２０ｎｍの波長の光を放射し、その受信装置は、９００ｎｍ〜９５０ｎｍの周波数範囲にある光のみ検出できる。この結果、センサ装置２１，２２が互いに干渉しないことは明らかである。
【００３５】
図面は、２つのセンサ装置のみしか示していないが、本発明は、２つ以上のセンサ装置であっても同様に“機能”する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１−３】ローラドア上のセンサアレイの異なる実施形態についての概略図をそれぞれ示す。
【図１】
【図２】
【図３】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、それぞれ請求項１及び３の前文（プリアンブル）に記載のセンサアレイとセンサ装置とに関する。
［背景技術］
ＴＯＦセンサ（飛行時間センサ）は、光を放射し、その反射光を使って、反射面からセンサに戻る光が進んだ距離を測定する。距離の測定は、例えば、光のパルスが、反射面を介して、光源からセンサに戻るのに要した時間を測定することにより達成できる。別の可能性としては、光の振動を変調し、反射して戻ってきた光の振動の位相と、放射された光の位相とを比較することである。光路の長さは、変調周波数の知識があれば、位相差から測定できる。
【０００２】
このようなセンサは、物や人がドアに挟まれることを防止する目的で、例えばドアシステム、例えばエレベータのドアシステム、の監視に利用可能である。
［発明の目的と利点］
本発明は、冒頭に記載した種類のセンサの使用分野を拡張する、特に干渉を受け難くするようにセンサを動作可能にするという目的に基づいている。
【０００３】
この目的は請求項１及び３に記載の特徴により達成される。
従属請求項は、本発明の有利かつ好適な展開を特定している。
本発明は、例えば、電磁放射線、具体的には、光、の発信源と、電磁放射線用の受信装置と、制御装置とを各々が備えた複数のセンサ装置を備え、制御装置が、発信源を使って電磁放射線を放射するように構成され、さらに、制御装置が、発信源から放射された電磁放射線が物体の反射面から受信装置に至るまでに進んだ距離を、反射光を評価することにより測定するように構成されているセンサアレイに基づいている。本発明の要点は、複数のセンサ装置からなるセンサ装置が、異なる周波数で動作することである。
【０００４】
この手段により、少なくとも１つのさらなるセンサ装置、適切な場合には、複数のさらなるセンサ装置、を備えたセンサアレイを、相互作用が引き起こす測定誤差を回避しながら、動作させることができるようになる。
【０００５】
この手段は、センサ装置により放射された電磁放射線が、反射して戻ってきた放射線として正確に評価される場合のみ、冒頭に記載した種類のセンサ装置が確実に機能するという知識に基づいている。この原理は、別のセンサが同じように光を放射すると、問題のセンサを評価する際に誤って解釈され、破綻する可能性がある。その結果、センサから反射面までの正確な距離を測定することが難しく、あるいは、不可能にすらなり得る。例えば、問題のセンサが、隣接するセンサが放射して、反射面を介して問題のセンサに届いた電磁放射線を評価するという状況が起きる可能性がある。問題のセンサによる評価から測定される、物体までの距離は、通常、正しい距離ではない。本発明によれば、このような状況は、異なる周波数を使用することにより避けられる。原則として、時分割多重方式を使用してセンサ装置を動作させることも可能である。
【０００６】
異なる周波数は、電磁放射線の変調周波数、あるいは、搬送波周波数自体と合致していてもよく、また変調周波数及び搬送波周波数の双方と合致していてもよい。どちらの手段によっても、センサ装置の相互作用を避けることが可能である。
【０００７】
時分割多重方式により、例えば２つの隣接する制御装置において、同時に、あるいは、重複して、測定が行われないようにできる。その結果、あるセンサが測定中に別のセンサにより混乱させられることがなくなる。
【０００８】
一例では、２つの隣接する制御装置において同時にあるいは重複して測定が行われないようにするために、センサ装置に対する入出力部が提供されてもよい。センサ装置が測定を行っているので隣接するセンサ装置は測定を行うべきではないという旨の、隣接するセンサ装置への信号を、その出力部を利用して、隣接するセンサ装置に提供することができる。
【０００９】
センサ装置は、隣接するセンサ装置から対応する信号を入力部で受信してもよい。対応する信号を入力部で受信することにより、好ましくない干渉の虞を伴う同時測定を避けるように、センサ装置を制御することができる。
【００１０】
具体的には、一方の装置が測定を実行している限り、他方の装置が待機しなければならないという旨の信号が、他のセンサ装置の対応する出力部または入力部に対して加えられる。１つの装置が測定を実行している限り、別の装置は、別の測定を始める前に、例えばランダムに決定された期間待機する。このように、全てのセンサ装置には、測定を行う選択権を等しく与えられている。
【００１１】
入力部あるいは出力部は、電気通信、あるいは光通信、あるいは別の種類の、有線通信あるいは無線通信を行うように構成されてもよい。
本発明の別の好ましい改良においては、実際に測定が行われる前に、制御装置が、光を放射せずに測定を行う。この制御装置が信号を受信した場合、他の制御装置が測定を行っていることは明らかである。“試験測定”を行った制御装置は、所定時間後、あるいは、ランダムに決定された時間の後に、再び試験測定を行い、この試験が良好である場合、実際の測定を開始するようになる。同様に、センサ装置により放射された電磁放射線、具体的には、光、にコードを含めることも考えられる。例えば、放射された信号は、強度が縮小された信号部分、具体的には、周期、を含む。この結果、センサ装置は、実際の測定動作を著しく混乱させることなく、互いに交信することができる。連続番号を使用したコーディングにより、センサ装置が、検出領域で作動している装置の数に関する情報を集めることができる。測定に複数の照射操作が含まれる場合、測定が終わる時間に関する情報を、照射操作の期間に入力してもよい。
【００１２】
さらに好ましい改良においては、センサ装置は、さらに存在するセンサ装置の数に基づいて、測定周期における測定時間を適応させることができる。さらに存在するセンサ装置の数に基づいて測定周期における測定時間を適応させるために、センサ装置は、適応処理において、他の装置が同時に距離測定を行っているか否か、そしてもし測定を行っているのであれば、他の何基の装置が同時に距離測定を行っているのかを検出してもよい。例えば、０．５からなる赤外線照射動作サイクルに基づいて、第２の装置は、赤外線照射動作サイクルに適応させて、当該第２の装置の測定持続時間を動作サイクルの半分だけ、空いている期間に移してもよい。第３の装置は、例えば周期的に干渉を行うことによって、他のセンサ装置に当該他のセンサの動作サイクルを短くするように指示する前に、まず利用可能な測定継続時間がないと判断するようになる。
【００１３】
関係するセンサ装置の数によって、この操作は繰り返され、その結果、個々のセンサ装置の測定継続時間は対応して分割される。この処理により、１つの完全な周期に対する測定継続時間は自動的に短縮され、完全な周期において３つ以上のセンサが重なり合う可能性がある。センサが２つの場合、測定持続時間を短縮しないで、上述したように、測定回数を互いに一致させるだけが好ましい。
【００１４】
本発明の別の基本的な局面は、例えば、電磁放射線、具体的には、光、の発信源と、電磁放射線用の受信装置と、制御装置とを備えたセンサ装置であって、制御装置が、発信源を使って電磁放射線を放射し、制御装置が、発信源から放射された電磁放射線が物体の反射面から受信装置に至るまでに進んだ距離を、反射光を評価することにより測定するように構成されているセンサ装置に関する。本発明の要点は、制御装置が、異なる周波数で、もしくは、時分割多重方式により、距離を測定するように構成されていることである。
【００１５】
この手段により、センサ装置自体が、好ましくない干渉を避けることができる。制御装置が、異なる周波数で、もしくは、時分割多重方式により、距離を測定するように構成されていることで、干渉を受けずに互いに並行して動作することを目的とする複数のセンサ装置のアレイが簡略化される。この場合、センサ装置を、製造工程ですでに干渉が起きないように構成する必要がない。むしろ、干渉については、設置場所において判断され、適切な手段を用いて、例えば、複数のセンサ装置から構成されるアレイの場合、センサ装置を異なる周波数に設定することによって、排除することができる。
【００１６】
変調周波数が、変更可能であるのが好ましい。しかしながら、制御装置により搬送波周波数を変更することも考えられる。
周波数を、例えば、ＤＩＰスイッチ、あるいは、外部から入力される信号、あるいは、自動的に、調整することも可能である。本発明の１つの好適な改良においては、制御装置が、搬送波周波数を変更するために、異なる周波数で動作する少なくとも２つの光源を備える。必要に応じて、光源間での切り替えも可能になる。
【００１７】
本発明の別の特に好ましい実施形態において、制御装置は、別のセンサ装置が存在すると、測定が重なり合うのを防止できる動作モードを探すように構成される。例えば、１つのセンサが同じ周波数、例えば、変調周波数、で動作する別のセンサ装置を検出した場合、この処理により、制御装置は、検出されたセンサ装置による重なり合いを回避できる別の変調周波数を探すことができる。
【００１８】
センサ装置の振動子の周波数は、原理的に、ソフトウェアを利用して設定できる。起動時に、各センサ装置は、光を放射せずに測定を実行できる。信号を受信すると、この装置は、順番を待つのではなく、当該センサ装置の測定用変調周波数を変更する。周波数をチェックして、その周波数が別の装置によって使用されていないと判断すると、この装置は、その周波数で実際の距離測定を実行することができる。
【００１９】
他のセンサ装置についての周波数範囲を確実かつ効果的に定めることができるように、以下の文では、距離測定中に周波数を変更することを提案する。例えば、所定の測定時間、例えば２０ｍｓ、の間、周波数を、例えば１００μｓ毎に変更する。周波数を連続的に変更することも考えられる。これにより、別のセンサ装置により使用されている周波数による、悪影響な重なり合いは、比較的小さな測定間隔でのみ発生し、全体の測定に重大な影響を及ぼすことがない。このことは、具体的には、他の残りのセンサ装置あるいは他の複数の残りのセンサ装置が同じ原理に従って動作する場合にも、他の残りのセンサ装置あるいは他の複数の残りのセンサ装置が、完全に同期して周波数を変更しない限り、当てはまる。この場合の完全同期は、ランダムな面を導入することにより除外することができる。
【００２０】
周波数が、距離測定の期間中、一定に留まっている場合、この期間は、測定の期間より短い、例えば１０分の１より短い、好ましくは１００分の１より短い、さらに最適化した場合には、１０００分の１より短い、ことが好ましい。その期間は、搬送波信号に変調される信号のほぼ１周期分のみであってもよい。
【００２１】
この場合、周波数変更は、１％、好ましくは５％、さらに最適化した場合には、ほぼ１０％より大きくてもよい。
周波数の違いが大きいほど、干渉を受けない測定結果に必要とされる測定時間は短くなる。
【００２２】
２つ以上のセンサ装置が同期して周波数を変更するのを避けるため、第１の周波数を任意に選択できることが提案されている。
さらに、周波数を、任意に、選択的または追加的に変更するのが好ましい可能性がある。
【００２３】
本発明の１つの特に好ましい改良において、制御装置は、特定の周波数の信号が存在するか否かを確認するために、光を放射せずに測定を行い、その周波数が存在するか否かに基づいて、適切な場合、その周波数を検出した時間に基づいて、第１の周波数を選択するように構成される。各測定においては、常に同じように予め定義され、センサ装置を識別するために使用可能な周波数を用いるのが好ましい。周波数は、距離測定の間に、１０回より多く、好ましくは１００回より多く、さらに最適化した場合には、１０００回より多く、変更してもよい。
【００２４】
１つの簡素な実施形態においては、周波数を手動で設定可能とすることが考えられる。また、単純な設定の可能性としては、所定時間後に自動的に周波数を変更することである。周波数は、スイッチ、例えばＤＩＰスイッチ、を用いて手動により設定可能である。スイッチを用いることにより、後に周波数を自動的に変更する時間を設定することも可能になる。
【００２５】
周波数の変更は、試験中に干渉を検出した範囲に従って行うこともできる。検出された干渉が少ない場合、周波数は、より小さい範囲で変更されてもよい。
重なり合いを避けるために、以下の文では、受信装置を、放射された光の周波数に合わせることが可能であることを提案している。例えば、受信装置は、狭い周波数範囲の信号のみを評価できる一方、他の周波数の信号については無視する。
【００２６】
距離測定は、搬送波信号に変調された信号の周波数範囲によって、明確にも不明確にもなる。送信装置から、物体を介して、受信装置に戻る距離が、変調された信号の波長より大きい場合、その測定は不明確になる。しかしながら、その測定は、信号の波長が短い場合には、より正確なものとなる。正確な測定を行うために、まず、第１の測定を、第１の周波数範囲の周波数で実行し、第２の測定を、第２の周波数範囲の周波数で実行し、第１の周波数範囲を、正確ではあるものの不明瞭な測定を提供するように、しかしながら、第２の周波数範囲により、明瞭な測定が可能になるように選択してもよい。２つの測定を重なり合わせることで、明確で正確な測定が提供される。２つの不明確な測定を関連させて、明確な測定を達成することも可能である。
【００２７】
本発明の１つの特に好適な改良において、最適化された測定精度を明確な測定で達成できるように、測定は、測定される物体への距離に適合する周波数範囲で実行される。
周波数は、電磁放射線、例えば、レーダーまたは光、の範囲であってもよい。しかしながら、音の範囲の周波数を使用することも可能である。
【００２８】
複数のセンサ装置のアレイは、ハウジングに収納されるのが好ましい。
［例示的な実施形態の説明］
本発明に係る複数の例示的な実施形態を図面に図示すると共に、付加的な利点及び詳細を特定することにより、複数の例示的な実施形態を以下にさらに詳細に説明する。
【００２９】
図１は、２つのセンサ装置１，２を図示している。これらセンサ装置１，２は、開口部３を開閉するためのローラドア４を監視する。センサ１，２は、監視領域５，６を有する。監視領域５，６は、中心領域８で重なり合っている。重なり領域８により、センサ装置１，２が正確に動作できなくなる測定不良が起きる可能性がある。
【００３０】
センサ装置１，２は、接続部７により互いに電気的に接続されている。内部で、接続部は、各センサの入力部または出力部を接続している（図示せず）。センサ装置１が測定を実行したい場合には、センサ装置２の現在の測定動作を示す、センサ装置２の出力部からの信号がセンサ装置１の入力部１に与えられているか否かを判断するためのチェックが実行される。この場合には、センサ装置１が、予め決められた選択的にランダムな期間の間、待機位置に入り、センサ装置２が測定を現在実行していないという入力信号があってから、測定動作を再開するように、センサ装置１が構成されるのが好ましい。さらなる測定が実行されるまで、すなわち、次の光放射フェーズまで、各センサ装置から接続部７への信号がないのが好ましい。各センサ装置から接続部７への信号がないというのは、各センサ装置が、測定したデータを評価しているか、あるいは、まさに待機時期にあるという事実に起因している可能性がある。両方のセンサ装置が全く同じように動作する場合、各センサ装置は、他方のセンサ装置が作動中である間は、測定を開始しないため、測定が同時に起こることはありえない。
【００３１】
図２は、本発明の別の例示的な実施形態を図示している。センサ装置１１，１２は、ローラドア１４を使って閉鎖可能な開口部１３の上方の、開口部の横木の領域に配置されている。センサ装置１１，１２は、各々の検出領域１５，１６を備えるが、検出領域１５，１６は、領域１８で重なり合っている。センサ装置１１，１２の間は、電気的に接続されていない。センサ装置１１もしくはセンサ装置１２が実際に距離測定を開始する前に、センサ装置１１もしくはセンサ装置１２は、まず、当該センサ装置１１自体もしくは当該センサ装置１２自体が光を放射せずに、測定を実行する。信号を測定できなかった場合、実際の距離測定が継続される。別の方法では、センサ装置は、予め決められた期間あるいはランダムな期間、待機した後、光を放射せずに、測定を再開する。その後、干渉信号を測定できない場合には、実際に距離測定を行う。
【００３２】
図３は、２つのセンサ装置２１，２２を図示している。これらのセンサ装置２１，２２は、開口部２３を開閉するためのローラドア２４を監視する。センサ装置２１，２２は、監視領域２５，２６を備える。監視領域２５，２６は、中央領域２８で重なり合っている。確実な検出を行うために、センサ装置２１，２２は、異なる変調周波数を使用している。
【００３３】
開始動作の間、センサ装置２１，２２は、ランダムな期間、待機する。センサ装置のうちの一方、例えば、センサ装置２１の方が、待機時間が短くなっている。この結果、センサ装置２１は、元の変調周波数で、検出領域２５を照射せずに測定を行う最初の試験測定を実行する。この測定の間に他の信号が検出されない場合には、センサ装置２１は、この周波数で距離測定を行う。待機時間後、センサ装置２２が、同様に試験測定を開始する。測定は、同じ開始周波数で、監視領域２６を照射せずに実行される。センサ装置２１がまだこの時点で動作しているのであれば、第２のセンサ装置２２は、重なり領域２８が存在するために、対応する変調周波数の信号を検出してから、変調周波数を変更することになる。この後に、変更した周波数で実際の距離測定が実行可能であることを明らかにする新規の試験測定が続く。複数のセンサがある場合には、空いた周波数が見つかるまで、この処理が繰り返される。
【００３４】
図３を、異なる搬送波周波数を持つ２つのセンサ装置２１，２２があるという効果として解釈することもできる。一方のセンサ装置、例えば、センサ装置２１、により放射された光は、例えば、およそ８５０ｎｍの波長を有する。放射された光を、振幅変調もしくはパルス状にしてもよい。センサ装置２１の受信部（図示せず）は、８２０ｎｍ〜８８０ｎｍからなる範囲の波長のみ検出できる。第２のセンサ装置２２は、およそ９２０ｎｍの波長の光を放射し、その受信装置は、９００ｎｍ〜９５０ｎｍの周波数範囲にある光のみ検出できる。この結果、センサ装置２１，２２が互いに干渉しないことは明らかである。
【００３５】
図面は、２つのセンサ装置のみしか示していないが、本発明は、２つ以上のセンサ装置であっても同様に“機能”する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１−３】ローラドア上のセンサアレイの異なる実施形態についての概略図をそれぞれ示す。
【図１】
【図２】
【図３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
例えば、電磁放射線、具体的には、光、の発信源と、電磁放射線用の受信装置と、制御装置とを備えたセンサ装置であって、該制御装置が、前記発信源を使って電磁放射線を放射し、該制御装置が、前記発信源から放射された電磁放射線が物体の反射面から前記受信装置に至るまでに進んだ距離を、反射された放射線を評価することにより測定するように構成されたセンサ装置、を複数備えたセンサアレイであって、
前記複数のセンサ装置からなるセンサ装置（１，２，１１，１２，２１，２２）が、異なる周波数で動作する、または、時分割多重方式を利用して動作する
ことを特徴とするセンサアレイ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサアレイであって、
少なくとも１つの制御装置は、異なる周波数を得るために、あるいは、センサ装置同士を一時的に相互に干渉しないように動作させるために、１つのセンサ装置（２１，２２）の周波数を、別のセンサ装置の周波数に合わせるように構成されている
ことを特徴とするセンサアレイ。
【請求項３】
具体的には、請求項１または請求項２に記載のセンサアレイ用の、センサ装置であって、
例えば、電磁放射線、具体的には、光、の発信源と、電磁放射線用の受信装置と、制御装置とを備え、該制御装置が、前記発信源を使って電磁放射線を放射し、該制御装置が、前記発信源から放射された電磁放射線が物体の反射面から前記受信装置に至るまでに進んだ距離を、反射された放射線を評価することにより測定するように構成されたセンサ装置であって、
前記制御装置は、異なる周波数で距離を測定するように、または、時分割多重方式を利用して、距離を測定するように構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記制御装置は、異なる周波数を設定可能に構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のセンサ装置であって、
異なる周波数で動作する２つの光源が設けられている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項６】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記制御装置は、別のセンサ装置（２１，２２）が存在する場合に、測定の重なり合いを防止可能な動作モードを探すように構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記制御装置は、前記センサ装置（２１）の動作を、周辺領域に存在する、異なる周波数の少なくとも１つの他のセンサ装置（２２）に関するモードで予め決めるように構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項８】
請求項３乃至請求項７のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、変調周波数について変更可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、搬送波周波数について変更可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１０】
請求項３乃至請求項９のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、少なくとも距離測定の間、変更可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１１】
請求項３乃至請求項１０のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、少なくとも距離測定の期間、一定である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１２】
請求項３乃至請求項１１のいずれかに記載のセンサ装置であって、
第１の周波数は、任意に選択可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１３】
請求項３乃至請求項１２のいずれかに記載のセンサ装置であって、
周波数変更は、任意に選択可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１４】
請求項３乃至請求項１３のいずれかに記載のセンサ装置であって、
特定の周波数の信号が存在するか否かを確認するために、前記制御装置は、光を放射せずに測定を実行するように構成され、
第１の周波数は、前記信号が存在するか否かに基づいて選択可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１５】
請求項３乃至請求項１４のいずれかに記載のセンサ装置であって、
周波数を予め決定するために、手動設定手段が設けられている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１６】
請求項３乃至請求項１５のいずれかに記載のセンサ装置であって、
周波数は、所定時間後に自動的に変更可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１７】
請求項３乃至請求項１６のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、試験の間に干渉が検出された範囲に基づいて変更可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１８】
請求項３乃至請求項１７のいずれかに記載のセンサ装置であって、
受信装置は、放射された光の周波数に適合可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１９】
請求項３乃至請求項１８のいずれかに記載のセンサ装置であって、
第１の測定は、第１の周波数範囲の周波数で実行可能であり、第２の測定は、第２の周波数範囲の周波数で実行可能であり、前記第１の周波数範囲は、正確ではあるものの不明確な測定が可能であるように選択され、前記第２の測定は、前記第１の測定を明確性を設定するために利用可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２０】
請求項３乃至請求項１９のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記測定は、測定精度が最も大きくなる周波数範囲で実行される
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２１】
請求項３乃至請求項２０のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、測定された距離に基づいて制御される
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２２】
請求項３乃至請求項２１のいずれかに記載のセンサ装置であって、
時分割多重方式に適合するために、前記センサ装置は、別のセンサ装置からの信号を受信するように構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１】
例えば、電磁放射線、具体的には、光、の発信源と、電磁放射線用の受信装置と、制御装置とを備えたセンサ装置であって、該制御装置が、前記発信源を使って電磁放射線を放射し、該制御装置が、前記発信源から放射された電磁放射線が物体の反射面から前記受信装置に至るまでに進んだ距離を、反射された放射線を評価することにより測定するように構成されたセンサ装置、を複数備えたセンサアレイであって、
前記複数のセンサ装置からなるセンサ装置（１，２，１１，１２，２１，２２）が、異なる周波数で動作する、または、時分割多重方式を利用して動作する
ことを特徴とするセンサアレイ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサアレイであって、
少なくとも１つの制御装置は、異なる周波数を得るために、あるいは、センサ装置同士を一時的に相互に干渉しないように動作させるために、１つのセンサ装置（２１，２２）の周波数を、別のセンサ装置の周波数に合わせるように構成されている
ことを特徴とするセンサアレイ。
【請求項３】
具体的には、請求項１または請求項２に記載のセンサアレイ用の、センサ装置であって、
例えば、電磁放射線、具体的には、光、の発信源と、電磁放射線用の受信装置と、制御装置とを備え、該制御装置が、前記発信源を使って電磁放射線を放射し、該制御装置が、前記発信源から放射された電磁放射線が物体の反射面から前記受信装置に至るまでに進んだ距離を、反射された放射線を評価することにより測定するように構成されたセンサ装置であって、
前記制御装置は、異なる周波数で距離を測定するように、または、時分割多重方式を利用して、距離を測定するように構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記制御装置は、異なる周波数を設定可能に構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のセンサ装置であって、
異なる周波数で動作する２つの光源が設けられている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項６】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記制御装置は、別のセンサ装置（２１，２２）が存在する場合に、測定の重なり合いを防止可能な動作モードを探すように構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記制御装置は、前記センサ装置（２１）の動作を、周辺領域に存在する、異なる周波数の少なくとも１つの他のセンサ装置（２２）に関するモードで予め決めるように構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項８】
請求項３乃至請求項７のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、変調周波数について変更可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、搬送波周波数について変更可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１０】
請求項３乃至請求項９のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、少なくとも距離測定の間、変更可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１１】
請求項３乃至請求項１０のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、少なくとも距離測定の期間、一定である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１２】
請求項３乃至請求項１１のいずれかに記載のセンサ装置であって、
第１の周波数は、任意に選択可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１３】
請求項３乃至請求項１２のいずれかに記載のセンサ装置であって、
周波数変更は、任意に選択可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１４】
請求項３乃至請求項１３のいずれかに記載のセンサ装置であって、
特定の周波数の信号が存在するか否かを確認するために、前記制御装置は、光を放射せずに測定を実行するように構成され、
第１の周波数は、前記信号が存在するか否かに基づいて選択可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１５】
請求項３乃至請求項１４のいずれかに記載のセンサ装置であって、
周波数を予め決定するために、手動設定手段が設けられている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１６】
請求項３乃至請求項１５のいずれかに記載のセンサ装置であって、
周波数は、所定時間後に自動的に変更可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１７】
請求項３乃至請求項１６のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、試験の間に干渉が検出された範囲に基づいて変更可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１８】
請求項３乃至請求項１７のいずれかに記載のセンサ装置であって、
受信装置は、放射された光の周波数に適合可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項１９】
請求項３乃至請求項１８のいずれかに記載のセンサ装置であって、
第１の測定は、第１の周波数範囲の周波数で実行可能であり、第２の測定は、第２の周波数範囲の周波数で実行可能であり、前記第１の周波数範囲は、正確ではあるものの不明確な測定が可能であるように選択され、前記第２の測定は、前記第１の測定を明確性を設定するために利用可能である
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２０】
請求項３乃至請求項１９のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記測定は、測定精度が最も大きくなる周波数範囲で実行される
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２１】
請求項３乃至請求項２０のいずれかに記載のセンサ装置であって、
前記周波数は、測定された距離に基づいて制御される
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２２】
請求項３乃至請求項２１のいずれかに記載のセンサ装置であって、
時分割多重方式に適合するために、前記センサ装置は、別のセンサ装置からの信号を受信するように構成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【公表番号】特表２００９−５１８６３４（Ｐ２００９−５１８６３４Ａ）
【公表日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４３６９９（Ｐ２００８−５４３６９９）
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０１１４７８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０６５５９１
【国際公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（５０８０３００８４）セデス アーゲー (5)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０１１４７８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０６５５９１
【国際公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（５０８０３００８４）セデス アーゲー (5)
【Ｆターム（参考）】
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