專利名稱：人體檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及間歇光投射系統(tǒng)的反射型人體檢測器，特別涉及輸出檢測信號給例如供水控制系統(tǒng)以便控制閥門打開操作的人體檢測器。
在日本專利特許公開號294032/1986中公開的輸出檢測信號給供水控制系統(tǒng)或其它同類的系統(tǒng)的常規(guī)反射型人體檢測器將接收的光電值與一閾值進行比較，并且當該光電值達到該閾值時輸出一人體檢測信號。
在通常使用的反射型人體檢測器中，光電值被積分，該積分值與一閾值作比較，當該積分值達到該閾值時輸出一人體檢測信號。
在日本專利特許公開號156686/1993中公開的反射型人體檢測器中，接收的光電值在光投射期間被積分，該積分值與一閾值作比較，當該積分值達到該閾值時輸出一人體檢測信號。
但是，這些慣用的反射型人體檢測器有以下問題。
在第一種人體檢測器中，由于當光電值達到閾值時輸出一人體檢測信號，所以即使一人在一瞬間通過該設(shè)備也輸出一人體檢測信號。
在第二種人體檢測器中，由于當積分的光電值達到閾值時輸出一人體檢測信號，所以即使干擾光的積分光電值達到閾值時也輸出一錯誤的人體檢測信號。
在第三種人體檢測器中，由于接收的光電值在光投射期間被積分并且當該積分值達到閾值時輸出一人體檢測信號，所以即使在光投射期間接收干擾光并且干擾光的積分光電值達到閾值時也輸出一錯誤的人體檢測信號。
因此，本發(fā)明的目的就是消除在相關(guān)的技術(shù)中的上述問題，并提供間歇光投射系統(tǒng)的反射型人體檢測器，該反射型人體檢測器通過在光投射期間得到光電值的變化并存儲該變化直到下一次光投射，在下一次光投射中更新該變化，將在預(yù)定時間內(nèi)被積分的光電值的變化與閾值作比較以及當該積分值達到該閾值時輸出一人體檢測信號就能夠準確地檢測人體。
為實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明提供一反射型人體檢測器，該反射型人體檢測器具有光發(fā)射部件、光接收部件以及用以產(chǎn)生脈沖的光投射脈沖發(fā)生器，它將來自光發(fā)射部件的光間歇地注射到檢測物體上以便當從檢測物體反射的光被光接收部件接收時，通過處理光接收部件輸出的光接收信號對檢測物體進行檢測;該人體檢測器包括當光投射被光發(fā)射部件與光投射脈沖發(fā)生器的間歇光投射時序同步地啟動時，用于輸出光接收部件提供的光接收信號的變化的輸出變換器;對該變化進行積分的積分器;判斷積分器的輸出值是否在預(yù)定的閾值范圍之內(nèi)以便當該輸出值達到該閾值時輸出檢測物體的檢測信號的判斷裝置。
根據(jù)具有以上結(jié)構(gòu)的人體檢測器，光投射是與間歇光投射時序同步地開始的，且當從檢測物體反射的光被光接收部件接收時，輸出變換器輸出該光接收信號的變化，因此該變化是在其中消除了干擾光等的影響的數(shù)值。此外，由于該變化被積分器積分，所以當輸出值達到預(yù)定的閾值時，判斷裝置輸出表示物體被檢測的檢測信號。


圖1是本發(fā)明的人體檢測器第一實施例整體結(jié)構(gòu)的方框圖;
圖2是人體檢測器的時序圖;
圖3是圖1所示第一實施例的改進的方框圖;
圖4是本發(fā)明的人體檢測器第二實施例主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖。
以下將描述本發(fā)明的最佳實施例。
圖1是本發(fā)明的反射型人體檢測器第一實施例的結(jié)構(gòu)的方框圖，該檢測器輸出一人體檢測信號給供水控制系統(tǒng)。圖2是人體檢測器的時序圖。
如圖1所示，提供了根據(jù)微計算機1的指令控制晶體管Q的導(dǎo)通/截止的光注射脈沖發(fā)生器2。當光注射脈沖發(fā)生器2從微計算機1接收如圖2(a)所示的光發(fā)射指令時，該光注射脈沖發(fā)生器2就輸出如圖2所示的以例如2秒的間隔使晶體管Q導(dǎo)通的光注射脈沖，以便從由光發(fā)射二極管之類構(gòu)成的光發(fā)射部件D1發(fā)射光，如圖2(b)所示。由于每當光投射脈沖輸入到晶體管Q的基極時晶體管Q導(dǎo)通，所以電源VB給光發(fā)射部件D1提供電流，以便該光發(fā)射部件D1以2秒的間隔間歇地發(fā)射光。
當光發(fā)射部件D1發(fā)射的光被人體(未示出)反射時，反射的光就被由光接收二極管之類構(gòu)成的光接收部件D2接收。一旦光接收部件D2接收到光信號，它就以圖2(c)所示的時序輸出一光接收電壓。該光接收電壓提供給放大器A進行放大。放大的電壓提供給與放大器A的輸出側(cè)連接的電容C1，當該電容C1被激勵時，該電壓被微分。換句話說，相應(yīng)于被光接收部件D2接收的光接收電壓之變化的電壓作為光接收電壓從電容C1輸出。
與光投射脈沖的“通/斷”時序同步地被光投射脈沖發(fā)生器2接通和斷開的開關(guān)S1和S2與電容C1的輸出側(cè)連接。開關(guān)S1如圖2(d)所示與光投射脈沖的“通”同步地被斷開非常短的時間，而開關(guān)S2如圖2(e)所示與光投射脈沖的“通”同步地被接通非常短的時間。
由于開關(guān)S2與光投射脈沖的“通”同步地被接通非常短的時間，所以從電容C1輸出的光接收電壓在該非常短的接通時間內(nèi)經(jīng)過電阻R輸入到由運算放大器OP1和電容C2構(gòu)成的積分器3。如圖2(f)所示，積分器3對在開關(guān)S2的非常短的接通時間內(nèi)輸入的每一光接收電壓積分四次。
開關(guān)S1與光投射脈沖發(fā)生器2的光投射脈沖的“斷”同步地被接通非常短的時間，以釋放在電容C1中的電荷，準備下一次光接收。
復(fù)位電路4與積分器3的輸出側(cè)連接，積分器3的積分值被存儲到該復(fù)位電路4工作為止。積分器3輸出積分值給由運算放大器OP2和閾值電壓源E1給成的比較器5。
如圖2(g)所示，比較器5在積分值達到由閾值電壓源E1預(yù)置的電壓的時刻輸出表示人體檢測的檢測信號。該檢測信號輸出給供水控制器6，以便將供水閥門7打開預(yù)定的一段時間。
在這一實施例中，如圖2(c)所示，當干擾光引起的噪聲N1從光接收部件D2被輸出時，因為開關(guān)S1接通(開關(guān)S2斷開)，所以該噪聲N1沒有被積分。當另一干擾光束引起的噪聲N2被輸出時，由于該噪聲N2是在復(fù)位電路4的復(fù)位操作期間被產(chǎn)生的，所以該噪聲N2沒有被積分。
當噪聲N3被產(chǎn)生時，由于開關(guān)S1接通(開關(guān)S2斷開)，所以該噪聲N3沒有被積分。
因此，由于幾乎沒有對由意外的干擾光引起的噪聲進行積分，所以能夠得到不受干擾光影響的準確的人體檢測。
圖3是圖1所示實施例的改進的方框圖。在這一改進中，積分器3和比較器5由一微計算機來構(gòu)成。雖然積分器3和比較器5執(zhí)行模擬處理，但在該微計算機中設(shè)置了加減邏輯電路8，用來對從開關(guān)S2輸出的光接收電壓進行數(shù)字化的加和減，還設(shè)置了比較邏輯電路，用來當在預(yù)定的時間t內(nèi)的和或差達到一預(yù)定值時輸出一人體檢測信號。其它的結(jié)構(gòu)和操作與圖1所示的實施例相同。
現(xiàn)在參看圖4說明本發(fā)明的第二實施例。在第二實施例中提供了與第一實施例中的光發(fā)射系統(tǒng)相似的光發(fā)射系統(tǒng)(未示出)。提供了根據(jù)微計算機1的指令控制晶體管Q的導(dǎo)通/截止的光注射脈沖發(fā)生器2。當該光注射脈沖發(fā)生器2從微計算機1接收到光發(fā)射的指令時，該光注射脈沖發(fā)生器2就輸出光注射脈沖，使晶全管Q以例如2秒的間隔導(dǎo)通。由于每當光投射脈沖輸入到晶體管Q的基極時晶體管Q導(dǎo)通，所以光發(fā)射部件D1以2秒的間隔間歇地發(fā)射光。
半導(dǎo)體位置檢測器PSD(位置傳感的光電探測器)被用作接收光發(fā)射部件D1間歇地發(fā)射的光和從人體反射的光的光接收部件。該半導(dǎo)體位置檢測器PSD是根據(jù)三角測量的原理測量PSD和人體之間的距離的傳感器。
具體來說，當光被接收時，從半導(dǎo)體位置檢測器PSD的兩個端口或一公共端口輸出的兩個電壓V1、V2被相應(yīng)的放大器進行相同的放大。放大的光接收電壓提供給與相應(yīng)的放大器A的輸出側(cè)連接的電容C1，當電容C1被激勵時，該電壓被微分。換句話說，相應(yīng)于被半導(dǎo)體位置檢測器PSD接收的光之變化的電壓作為光接收電壓從每個電容C1輸出。
與光投射脈沖的“通/斷”時序同步地被光投射脈沖發(fā)生器2接通和斷開的開關(guān)S1和S2與每個電容C1的輸出側(cè)連接。開關(guān)S1與光投射脈沖的“通”同步地被斷開非常短的時間，而開關(guān)S2與光投射脈沖的“通”同步地被接通非常短的時間。
由于兩個開關(guān)S2與光投射脈的“通”同步地被接通非常短的時間，所以從每個電容C1輸出的光接收電壓在該非常短的接通時間內(nèi)經(jīng)過電阻R輸入到由運算放大器OP1和電容C2構(gòu)成的相應(yīng)的積分器3。每個積分器3對在開關(guān)S2的非常短的接通時間內(nèi)輸入的每一光接收電壓積分四次。
取樣保持電路S/H與每個積分器3的輸出側(cè)連接。每個取樣保持電路對從相應(yīng)的積分器3輸出的積分值進行取樣和保持并同時輸出該值給比較邏輯電路10。該比較邏輯電路10可被由一運算放大器構(gòu)成的比較器來代替。
比較邏輯電路10計算從兩個取樣保持電路S/H輸出的值(積分值)，以便計算人體和半導(dǎo)體位置檢測器PSD之間的距離。如果該距離不大于預(yù)定的值，就輸出表示人體檢測的一檢測信號。該檢測信號輸出給供水控制器6，以便以與第一實施例相同的方式將供水閥門7打開預(yù)定的一段時間。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，光投射被光投射發(fā)生器與間歇光投射時序同步地被啟動，當光接收部件接收到從人體反射的光時，輸出變換器輸出光接收信號的變化。該變化是在其中消除了干擾光等的影響的一數(shù)值并且被積分器積分。當積分器的輸出值達到預(yù)置的閾值時，判斷裝置輸出一人體檢測信號。因此可以保證對人體的檢測。
權(quán)利要求
1.反射型人體檢測器，具有光發(fā)射部件、光接收部件以及產(chǎn)生脈沖的光投射脈沖發(fā)生器，用以將來自所述光發(fā)射部件的光間歇地投射到檢測物體上，以便當從所述檢測物體反射的光被所述光接收部件接收時，通過處理所述光接收部件輸出的光接收信號對所述檢測物體進行檢測，所述人體檢測器包括當所述光發(fā)射部件與所述光投射脈沖發(fā)生器的間歇光投射時序同步地開始光投射時，輸出所述光接收部件提供的光接收信號之變化的輸出變換器；對所述變化進行積分的積分器；判斷所述積分器的輸出值是否在預(yù)定的閾值范圍之內(nèi)以便當所述輸出值達到所述閾值時輸出所述檢測物體的檢測信號的判斷裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的反射型人體檢測器，其特征在于所述光接收部件是半導(dǎo)體位置檢測器;來自所述半導(dǎo)體位置檢測器的兩個光接收信號的變化被積分;根據(jù)這兩個積分值計算所述檢測物體和所述半導(dǎo)體位置檢測器之間的距離;以及當所述距離不大于預(yù)定的值時輸出表示所述物體的檢測的檢測信號。
全文摘要
通過減少干擾光的影響能夠準確地檢測人體的反射型人體檢測器。該人體檢測器包括光發(fā)射部件；光接收部件；將光發(fā)射部件的光間歇地進行投射的光投射脈沖發(fā)生器；由電容和開關(guān)組成的輸出變換器，當光發(fā)射部件與光投射脈沖發(fā)生器的間歇光投射時序同步地開始光投射時，輸出光接收部件提供的光接收信號的變化的輸出變換器；對該變化進行積分的積分器；以及當積分器的輸出值達到預(yù)定的閾值時輸出表示人體檢測的檢測信號的判斷裝置。
文檔編號G01V3/12GK1109977SQ9411289
公開日1995年10月11日 申請日期1994年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月13日
發(fā)明者新木宏明 申請人:株式會社伊奈斯