光学式測距装置
【課題】検出対象物に光を照射し、その検出対象物からの反射光の情報より、距離を求めるアクティブ方式の光学測距装置において、待機時間中の消費電力を低減する。
【解決手段】光学測距装置において、一定の検出距離を持つアクティブ方式の測距センサと、測距センサより広い検出距離を持つ熱型赤外線センサを有することで、検出対象物の存在の有無を熱型赤外線検出器で検知する事により、測距センサは検出対象物が熱型赤外線センサ検知距離外にあるときの待機時間をなくすことが可能となり、待機消費電力を大幅に減少させることが可能となる。
【解決手段】光学測距装置において、一定の検出距離を持つアクティブ方式の測距センサと、測距センサより広い検出距離を持つ熱型赤外線センサを有することで、検出対象物の存在の有無を熱型赤外線検出器で検知する事により、測距センサは検出対象物が熱型赤外線センサ検知距離外にあるときの待機時間をなくすことが可能となり、待機消費電力を大幅に減少させることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱型赤外線センサを有する光学式測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、非接触で検出対象物までの距離を光学的に測定する方式として、三角測量方式、時間飛行法など種々の方式が知られている。
三角測量の原理を利用した方式の中に、測距装置より検出対象物に光を照射し、その検出対象物からの反射光の情報より、距離を求めるアクティブ方式がよく使用されている。図１にこの方式の測距の原理を説明する。 図１において、１は発光素子２とレンズ３からなる発光部、４は受光素子５とレンズ６からなる受光部、７は検出対象物である。発光部１より照射された光を検出対象物７に照射し、検出対象物７からの反射光を受光部４の受光素子５に入射した際、その入射位置が検出対象物７と光学式測距センサとの距離に応じて変化する事を利用して、検出対象物とセンサとの距離を測定する。即ち、検出対象物７が７ａにあるときは受光素子５への反射光入射位置がａとなり、検出対象物が７ｂにあるときは反射光入射位置ｂとなり、この反射光入射位置の変化に応じて検出対象物までの距離を測定する。このような測距センサの発光素子として、レーザー、ＬＥＤ、ＩＲ−ＬＥＤのような発光素子が使用される。また、受光素子として、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ−Ｓｅｎｓｉｔｉｖ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、ＣＣＤやフォトダイオードのような画素が互いに分離している受光素子が使用される。
【０００３】
上記のようなアクティブ方式の光学式測距センサは自動ドアの挟まれ防止、ＯＡ機器の省エネ、ネットワークカメラ等の防犯機器、エアータオル等のサニタリー機器など様々な分野に広く使用されている。
【特許文献１】特開平８−１２２０５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような検出対象物に光を照射し、その検出対象物からの反射光の情報より、距離を求めるアクティブ方式の測距センサは、待機時間中においても常に発光素子より光を照射しておかなければならず、待機消費電力が大きくなることが問題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光学測距装置において、一定の検出距離を持つアクティブ方式の測距センサと、前述測距センサより広い検出距離を持つ熱型赤外線センサを有することで、検出対象物の存在の有無を熱型赤外線検出器で検知できることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は光学測距装置において、アクティブ方式の測距センサと、熱型赤外線センサを具備し、熱型赤外線センサは測距センサより長い検出距離を持つように配置される。熱型赤外線検出器が検出対象物の接近、離脱を検知し、検出対象物が熱型赤外線検知距離に入った場合、測距離センサを立ち上げ、検出対象物が熱型赤外線センサ検知距離を離脱した場合に測距離センサを立ち下げる。これにより、測距センサは検出対象物が熱型赤外線センサ検知距離外にあるときの待機時間をなくすことが可能となり、待機消費電力を大幅に減少させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の光学測距装置は、検出対象物の存在を検知するための熱型赤外線センサと、測距センサを構成する発光素子と受光素子を具備し、熱型赤外線センサは測距センサの検知距離より長い検出距離を検知できる形状にて提供される。また、焦電型赤外線センサはパッシブ型のセンサで、低消費電流であり、待機消費電力は小さい物となっている。
【実施例１】
【０００８】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。図２は本発明の最も基本的な実施例であり、同一基板上に焦電型赤外線センサ、発光素子、受光素子を具備した光学則距装置の概略構成と測距センサ、焦電型赤外線センサの検出距離を示す図である。
【０００９】
本実施例の光学式測距装置は発光素子であるＩＲ−ＬＥＤ８とレンズ３からなる発光部１、受光素子であるＰＳＤ１０とレンズ６からなる受光部２、赤外線を受光することにより検出対象物の放射赤外線変化量を検知することを可能とする焦電型赤外線センサ１１とレンズ１２からなる熱型赤外線センサ部１０が同一基板上に構成される。
【００１０】
ここで、熱型センサ部１０の焦電型赤外線センサ１１とレンズ１２は、発光部１と受光部２から構成される測距センサの検知距離１３と比べ長い検知距離１４を持つように配置されている。
【００１１】
本実施例の発光部１と受光部２から構成される測距センサは検出対象物が、熱型センサ部１０の検知距離１４の外側にある場合、起動していない状態にある。検出対象物が検知距離１４の内側に入った場合、焦電型赤外線センサ１１からの出力により、発光部１と受光部２から構成される測距センサを立ち上げる。また、検出対象物が検知距離１４外に出た場合、焦電型赤外線センサ１１からの出力により、発光部１と受光部２から構成される測距センサを立ちさげる。
【００１２】
上記のように、発光部１と受光部２から構成される測距センサは検出対象が焦電型赤外線センサ検知距離外にあるときのは起動する必要が無くなり、従来待機時間中においても常に発光素子より光を照射させていることに起因した待機消費電力を大幅に減少させることが可能となる。
【００１３】
また、本実施例では焦電型赤外線センサ、発光素子、受光素子を同一基板上に構成されているが、必ずしも同一基板上に構成される必要はない。
また、本実施例では発光素子としてＩＲ−ＬＥＤを使用しているが、ＬＥＤ等を発光素子として使用しても良い。
また、本実施例では受光素子としてＰＳＤを使用しているが、ＣＣＤやフォトダイオードを受光素子として使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】三角測量の原理を利用した測距の原理説明図
【図２】本発明による実施例の概略構成と測距センサ、焦電型赤外線センサの検出距離を示す図
【符号の説明】
【００１５】
１ 受光部
２ 発光素子
３ レンズ
４ 受光部
５ 受光素子
６ レンズ
７ 検出対象物
８ ＩＲ−ＬＥＤ
９ ＰＳＤ
１０ 熱型センサ部
１１ 焦電型赤外線センサ
１２ レンズ
１３ 測距センサ検知距離
１４ 熱型赤外線センサ検知距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱型赤外線センサを有する光学式測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、非接触で検出対象物までの距離を光学的に測定する方式として、三角測量方式、時間飛行法など種々の方式が知られている。
三角測量の原理を利用した方式の中に、測距装置より検出対象物に光を照射し、その検出対象物からの反射光の情報より、距離を求めるアクティブ方式がよく使用されている。図１にこの方式の測距の原理を説明する。 図１において、１は発光素子２とレンズ３からなる発光部、４は受光素子５とレンズ６からなる受光部、７は検出対象物である。発光部１より照射された光を検出対象物７に照射し、検出対象物７からの反射光を受光部４の受光素子５に入射した際、その入射位置が検出対象物７と光学式測距センサとの距離に応じて変化する事を利用して、検出対象物とセンサとの距離を測定する。即ち、検出対象物７が７ａにあるときは受光素子５への反射光入射位置がａとなり、検出対象物が７ｂにあるときは反射光入射位置ｂとなり、この反射光入射位置の変化に応じて検出対象物までの距離を測定する。このような測距センサの発光素子として、レーザー、ＬＥＤ、ＩＲ−ＬＥＤのような発光素子が使用される。また、受光素子として、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ−Ｓｅｎｓｉｔｉｖ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、ＣＣＤやフォトダイオードのような画素が互いに分離している受光素子が使用される。
【０００３】
上記のようなアクティブ方式の光学式測距センサは自動ドアの挟まれ防止、ＯＡ機器の省エネ、ネットワークカメラ等の防犯機器、エアータオル等のサニタリー機器など様々な分野に広く使用されている。
【特許文献１】特開平８−１２２０５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような検出対象物に光を照射し、その検出対象物からの反射光の情報より、距離を求めるアクティブ方式の測距センサは、待機時間中においても常に発光素子より光を照射しておかなければならず、待機消費電力が大きくなることが問題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光学測距装置において、一定の検出距離を持つアクティブ方式の測距センサと、前述測距センサより広い検出距離を持つ熱型赤外線センサを有することで、検出対象物の存在の有無を熱型赤外線検出器で検知できることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は光学測距装置において、アクティブ方式の測距センサと、熱型赤外線センサを具備し、熱型赤外線センサは測距センサより長い検出距離を持つように配置される。熱型赤外線検出器が検出対象物の接近、離脱を検知し、検出対象物が熱型赤外線検知距離に入った場合、測距離センサを立ち上げ、検出対象物が熱型赤外線センサ検知距離を離脱した場合に測距離センサを立ち下げる。これにより、測距センサは検出対象物が熱型赤外線センサ検知距離外にあるときの待機時間をなくすことが可能となり、待機消費電力を大幅に減少させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の光学測距装置は、検出対象物の存在を検知するための熱型赤外線センサと、測距センサを構成する発光素子と受光素子を具備し、熱型赤外線センサは測距センサの検知距離より長い検出距離を検知できる形状にて提供される。また、焦電型赤外線センサはパッシブ型のセンサで、低消費電流であり、待機消費電力は小さい物となっている。
【実施例１】
【０００８】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。図２は本発明の最も基本的な実施例であり、同一基板上に焦電型赤外線センサ、発光素子、受光素子を具備した光学則距装置の概略構成と測距センサ、焦電型赤外線センサの検出距離を示す図である。
【０００９】
本実施例の光学式測距装置は発光素子であるＩＲ−ＬＥＤ８とレンズ３からなる発光部１、受光素子であるＰＳＤ１０とレンズ６からなる受光部２、赤外線を受光することにより検出対象物の放射赤外線変化量を検知することを可能とする焦電型赤外線センサ１１とレンズ１２からなる熱型赤外線センサ部１０が同一基板上に構成される。
【００１０】
ここで、熱型センサ部１０の焦電型赤外線センサ１１とレンズ１２は、発光部１と受光部２から構成される測距センサの検知距離１３と比べ長い検知距離１４を持つように配置されている。
【００１１】
本実施例の発光部１と受光部２から構成される測距センサは検出対象物が、熱型センサ部１０の検知距離１４の外側にある場合、起動していない状態にある。検出対象物が検知距離１４の内側に入った場合、焦電型赤外線センサ１１からの出力により、発光部１と受光部２から構成される測距センサを立ち上げる。また、検出対象物が検知距離１４外に出た場合、焦電型赤外線センサ１１からの出力により、発光部１と受光部２から構成される測距センサを立ちさげる。
【００１２】
上記のように、発光部１と受光部２から構成される測距センサは検出対象が焦電型赤外線センサ検知距離外にあるときのは起動する必要が無くなり、従来待機時間中においても常に発光素子より光を照射させていることに起因した待機消費電力を大幅に減少させることが可能となる。
【００１３】
また、本実施例では焦電型赤外線センサ、発光素子、受光素子を同一基板上に構成されているが、必ずしも同一基板上に構成される必要はない。
また、本実施例では発光素子としてＩＲ−ＬＥＤを使用しているが、ＬＥＤ等を発光素子として使用しても良い。
また、本実施例では受光素子としてＰＳＤを使用しているが、ＣＣＤやフォトダイオードを受光素子として使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】三角測量の原理を利用した測距の原理説明図
【図２】本発明による実施例の概略構成と測距センサ、焦電型赤外線センサの検出距離を示す図
【符号の説明】
【００１５】
１ 受光部
２ 発光素子
３ レンズ
４ 受光部
５ 受光素子
６ レンズ
７ 検出対象物
８ ＩＲ−ＬＥＤ
９ ＰＳＤ
１０ 熱型センサ部
１１ 焦電型赤外線センサ
１２ レンズ
１３ 測距センサ検知距離
１４ 熱型赤外線センサ検知距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを検出対象物に照射する発光部と、照射された光ビームの検出対象物による反射光を受けて集光する受光レンズ及び前述受光レンズによる反射光の集光位置を検出する受光素子を有する光検出部と、前述検出部からの信号により検出対象物までの距離を算出する信号処理部を備えた光学式測距装置において、前述装置内に熱型赤外線検出器を有することを特徴とする光学式測距装置。
【請求項１】
光ビームを検出対象物に照射する発光部と、照射された光ビームの検出対象物による反射光を受けて集光する受光レンズ及び前述受光レンズによる反射光の集光位置を検出する受光素子を有する光検出部と、前述検出部からの信号により検出対象物までの距離を算出する信号処理部を備えた光学式測距装置において、前述装置内に熱型赤外線検出器を有することを特徴とする光学式測距装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−５４３６３（Ｐ２０１０−５４３６３Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２００６７（Ｐ２００８−２２００６７）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００２２９０８１）日本セラミック株式会社 (129)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００２２９０８１）日本セラミック株式会社 (129)
【Ｆターム（参考）】
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