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JP3090337B2 - Optical detector - Google Patents
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JP3090337B2 - Optical detector - Google Patents

Optical detector

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JP3090337B2
JP3090337B2 JP40615590A JP40615590A JP3090337B2 JP 3090337 B2 JP3090337 B2 JP 3090337B2 JP 40615590 A JP40615590 A JP 40615590A JP 40615590 A JP40615590 A JP 40615590A JP 3090337 B2 JP3090337 B2 JP 3090337B2
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detection
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angle
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素生 井狩
茂樹 奥代
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学式検知装置、殊に所
定検知領域から発せられる赤外線を受光検出することに
よって人体の有無を検知する受動型の光学式検知装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical detection device, and more particularly to a passive optical detection device for detecting the presence or absence of a human body by detecting and detecting infrared rays emitted from a predetermined detection area.

【0002】[0002]

【従来の技術】所定のエリア内に人がいるかどうかを検
出して、人がいる場合には照明器具を点灯させるように
するのに使用される光学式検知装置がある。この場合、
人体が発する赤外線を利用する受動型で構成するにあた
っては、熱源が動いているかどうかで判断しなくては、
誤認を生ずることになる。
2. Description of the Related Art There is an optical detection device used to detect whether a person is in a predetermined area and to turn on a lighting device when a person is present. in this case,
When constructing a passive type using infrared rays emitted by the human body, it is necessary to judge whether the heat source is moving,
This will lead to misperception.

【0003】このために、この種の検知装置において
は、検知エリア内において、多数個の実検知範囲が生じ
るようにするために、また受光手段である受光素子(焦
電素子)の数を少なくすることができるようにするため
に、図11もしくは図12に示す形態のものが使用され
ている。前者は同じ焦点距離の複数のレンズ(フレネル
レンズ)を組み合わせた分割レンズ2と、焦電素子から
なる受光素子1とで構成したもので、各レンズは一平面
上に組み合わされて像倍率が各部で一定となるようにさ
れている。後者は、多分割レンズ2を各レンズが半球上
に設けられるとともに各レンズの焦点位置が半球の中心
に一致したドームレンズを用いたものである。
For this reason, in this type of detecting device, the number of light receiving elements (pyroelectric elements) as light receiving means is reduced in order to generate a large number of actual detection ranges in the detection area. In order to be able to do this, the configuration shown in FIG. 11 or FIG. 12 is used. The former is composed of a split lens 2 in which a plurality of lenses (Fresnel lenses) having the same focal length are combined, and a light receiving element 1 composed of a pyroelectric element. Is to be constant. The latter uses a dome lens in which each lens is provided on a hemisphere and the focal position of each lens coincides with the center of the hemisphere.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前者では、光軸に対し
て角度をもった斜め入射光を利用することになるが、こ
の場合には、レンズがもつ収差による「ぼけ」の問題点
がつきまとう。これはフレネルレンズを用いた場合に
は、特に顕著となってしまうものであり、そして「ぼ
け」によって検知ビームが所定の大きさ以上に広がった
場合、受光素子に入射する赤外線量が低下するために、
感度の低下を招くほか、耐環境性及び耐外乱性の向上の
ために赤外線検知素子として2個のエレメントによる差
動出力を用いるツイン素子が使用されている場合には、
2個のエレメントにより生じる2検知ビームに重なり合
う部分で出力が打ち消し合ってしまうために、感度の低
下が更に顕著にあらわれることになる。
In the former case, oblique incident light having an angle with respect to the optical axis is used. In this case, however, the problem of "blur" due to the aberration of the lens is associated. . This is particularly noticeable when a Fresnel lens is used, and when the detection beam spreads beyond a predetermined size due to "blur", the amount of infrared light incident on the light receiving element decreases. To
In addition to causing a decrease in sensitivity, when a twin element using a differential output by two elements is used as an infrared detection element to improve environmental resistance and disturbance resistance,
Since the outputs cancel each other out at the portion where the two detection beams generated by the two elements overlap each other, the sensitivity is more significantly reduced.

【0005】後者では任意の方向からの入射光を収差な
く集光することができるが、レンズの位置によってレン
ズと検知面までの距離ROが異なるために、検知ビーム
の大きさが周辺にいくほど大きくなってしまう。これは
人体をその動きで検出する場合に、効率よく検出するこ
とが困難となる。放物面ミラーを組み合わせた多分割ミ
ラーを用いたものがあるが、この場合、「ぼけ」による
影響は小さく、また反射率が通常90%以上であるため
に効率良く集光することができるものの、光学系が大き
くなってしまうという問題を有している。
In the latter case, incident light from an arbitrary direction can be collected without aberration. However, since the distance RO between the lens and the detection surface varies depending on the position of the lens, the size of the detection beam increases as it goes to the periphery. It gets bigger. This makes it difficult to efficiently detect a human body by its movement. There is a mirror using a multi-segment mirror in which a parabolic mirror is combined. In this case, the effect of "blur" is small, and since the reflectivity is usually 90% or more, light can be efficiently collected. However, there is a problem that the optical system becomes large.

【0006】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは小型で効率よく人体の
検知を行うことができる検知装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a detection device which is small and can efficiently detect a human body.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、焦点
位置をほぼ同じとする複数枚のレンズが一平面上で組合
わされた多分割レンズと、上記焦点位置に配された受光
手段とを備えたものであって、各レンズは第一面が平
面、第二面が双曲面で且つ第二面の双曲面の回転軸が第
一面の平面に対して斜交したものとして形成されている
とともに、上記回転軸と第一面の平面の法線とがなす角
度をθ、レンズの頂点を通って焦点にいたる入射光が上
記法線となす角度をδ、レンズの頂点と受光素子の中心
との間の距離をL、焦点距離をf、レンズの材質の屈折
率をnとする時、 δ=arctan(L/f) θ=arcsin(sinδ/n) であり、 各レンズによる検知ビームは検知面上でほぼ同
じ大きさとなるように各レンズの焦点距離が設定されて
検知面上に検知対象の大きさの1〜2倍の間隔で格子状
に配設されており、且つ隣合う検知ビームの極性が反転
していることに特徴を有している。
According to the present invention, there is provided a multi-segment lens in which a plurality of lenses having substantially the same focal position are combined on one plane, and a light receiving means arranged at the focal position. Wherein each lens is formed such that the first surface is a plane, the second surface is a hyperboloid, and the rotation axis of the hyperboloid of the second surface is oblique to the plane of the first surface. Angle between the axis of rotation and the normal to the plane of the first surface
Degree θ, the incident light reaching the focal point through the vertex of the lens
The angle formed by the notation line is δ, the vertex of the lens and the center of the light receiving element
L, focal length f, refraction of lens material
When the ratio is n, δ = arctan (L / f) θ = arcsin (sinδ / n) , and the focal length of each lens is set so that the detection beam from each lens has substantially the same size on the detection surface. Then, it is characterized in that it is arranged in a grid at intervals of 1 to 2 times the size of the detection target on the detection surface, and that the polarities of adjacent detection beams are inverted.

【0008】本発明によれば、光学系が大型となること
もなく、またレンズの収差の影響による感度低下がない
上に、検知面上の検知対象の動きを確実に検出すること
ができる。
According to the present invention, the size of the optical system does not become large, the sensitivity does not decrease due to the influence of the aberration of the lens, and the movement of the detection target on the detection surface can be reliably detected.

【0009】[0009]

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、この検知装置は、赤外線を発する物体の動きを検
出して出力を出すもので、図4に示すように、集光光学
系と赤外線検知素子、増幅部、判断部、そして出力部と
からなっている。集光光学系としては、複数枚のレンズ
を一平面上に組み合わせたフラット型多分割レンズ2と
からなるものを、赤外線検知素子としては焦電素子から
なる受光素子1を、増幅部としては、周波数特性が図5
に示すように、1Hzに中心周波数があり且つ周囲の環
境の温度変化や風等によるゆらぎを抑えるために低周波
成分をカットするとともに、電磁ノイズ対策のために不
必要な高周波成分もカットしてしまうものとを用いてい
る。1Hzに中心周波数を設定しているのは、後述する
ように、0.1〜0.5m/sの速度範囲の人体の手の
動きを効率良く検出することができるようにしているた
めである。なお、判断部は増幅部の出力レベルがスレシ
ホールトレベルを越えた時に出力部に出力を出させるも
のとして構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiment. This detecting device detects the movement of an object emitting infrared rays and outputs an output. As shown in FIG. It consists of a system, an infrared detector, an amplifier, a determiner, and an output. The condensing optical system includes a flat multi-segment lens 2 in which a plurality of lenses are combined on one plane, the light receiving element 1 including a pyroelectric element as an infrared detecting element, and the amplifying unit includes: Fig. 5
As shown in the figure, there is a center frequency of 1 Hz, and low-frequency components are cut in order to suppress fluctuations due to temperature changes in the surrounding environment and wind, and unnecessary high-frequency components are also cut in order to prevent electromagnetic noise. Uses things that get lost. The center frequency is set to 1 Hz because, as described later, the movement of the hand of the human body in the speed range of 0.1 to 0.5 m / s can be detected efficiently. . The judging section is configured to output the output to the output section when the output level of the amplifying section exceeds the threshold level.

【0010】そして、ここでは受光素子1として、第3
図に示すように、4つの受光部11が格子型に並んだも
のを図示の極性で結線したものを使用している。尚、出
力は1出力である。多分割レンズ2には、図2に示す1
5個のレンズ20が一平面上に5個ずつ3列に並んだも
のを使用している。ここにおける各レンズ20は、図6
に示すように、第一面が平面21、第二面が双曲面22
として形成されたものであるが、双曲面22の回転軸C
が第一面の平面21の法線H方向と一致している通常の
無収差単レンズと異なり、第一面の平面21の法線Hと
第二面の双曲面22の回転軸Cとが角度θをなすものと
なっている。このレンズ20の焦点Fは上記回転軸C上
にあって、上記法線Hから離れたところに位置し、レン
ズ2の頂点Oを通って焦点Fにいたる入射光Pは、法線
Hに対して角度δをなすとともに、この入射光Pは無収
差で焦点Fに集光することになる。また角度θを大きく
すれば、焦点Fに無収差で集光する入射光Pが第一面の
平面10の法線Hとなす角度δも大きくなる。また、こ
のようなレンズ20は周縁の厚みを一定値にとった単体
のものを考えると、図7に示すように楕円形状のものと
なる。
In this case, the light receiving element 1 is a third light receiving element.
As shown in the figure, a structure in which four light receiving units 11 are arranged in a lattice pattern and connected with the illustrated polarity is used. The output is one output. The multi-segment lens 2 includes the 1 shown in FIG.
A lens in which five lenses 20 are arranged in three rows of five on one plane is used. Each lens 20 here is shown in FIG.
As shown in the figure, the first surface is a plane 21 and the second surface is a hyperboloid 22
The rotation axis C of the hyperboloid 22
Is different from a normal single lens having no aberration coincident with the normal H direction of the plane 21 of the first surface, the normal H of the plane 21 of the first surface and the rotation axis C of the hyperboloid 22 of the second surface are different from each other. It forms an angle θ. The focal point F of the lens 20 is located on the rotation axis C and away from the normal H, and the incident light P reaching the focal point F through the vertex O of the lens 2 is And the incident light P is converged on the focal point F without aberration. When the angle θ is increased, the angle δ between the incident light P condensed at the focal point F with no aberration and the normal H to the plane 10 of the first surface also increases. Further, considering a single lens having a constant peripheral edge thickness, such a lens 20 has an elliptical shape as shown in FIG.

【0011】そして図2に示した多分割レンズ2は、上
記の角度δが異なる15個のレンズ20を検知面3上で
検知ビーム4が図1の(b) に示す配置となるとともに、
検知面3上での検知ビーム4の大きさが同じとなるよう
に、また隣合う検知ビーム4の極性が異なるように組み
合わせたものである。ただし、ここでは検知装置が図1
0に示すように、流し台5の上方に設置される流し元灯
6の一端側に取り付けられて、この流し元灯6の点灯制
御を行うものとなっている場合を想定して、検知エリア
Aが照明範囲と一致するように左右非対称となるように
しており、また近年のキッチンでは流し台5の前面がカ
ウンターとなっている場合が多々ある上に、反転して使
用される場合があることから前後が対称となるようにし
ている。
In the multi-segment lens 2 shown in FIG. 2, the fifteen lenses 20 having different angles δ are arranged on the detection surface 3 so that the detection beam 4 is arranged as shown in FIG.
The detection beams 4 are combined so that the sizes of the detection beams 4 on the detection surface 3 are the same, and the polarities of the adjacent detection beams 4 are different. However, here, the detecting device is the one shown in FIG.
As shown in FIG. 0, the detection area A is assumed to be attached to one end of a sink lamp 6 installed above the sink 5 to control the lighting of the sink lamp 6. Is set to be asymmetrical to match the lighting range, and in recent kitchens, there are many cases where the front of the sink 5 is a counter, and in addition, it is sometimes used by being inverted. The front and rear are symmetrical.

【0012】つまり、受光素子1の中心をX、多分割レ
ンズ2における各レンズ20の頂点を 1 〜O 15 とする
時、これらの配置が図8に示すものとなるようにしてい
る。そして、このように配置を決めた時、各レンズ20
は図9に示すように重なり合うが、これは次の点を考慮
して各レンズ20の面積を振り分けている。すなわち、
レンズ20の面積をS、主光軸(回転軸C)が平面であ
る第1面21の法線Hとがなす角度をθとすると、検知
面3から入射する光のパワーPWは PW=k・S・cos4θ (k:比例定数) となるために、検知エリアA内での感度(パワーPW)
が一定となるように、角度θの大きいレンズ20ほど、
面積Sが大きくなるようにしている。もっとも、頂点が
4,O5,O9,O10,O14,O15のレンズ20につい
ては重なり合う部分が多いために、中央列(頂点が
9,O10)のレンズ20の面積を小さくし、残るレン
ズ20の面積を大きくしている。これは実使用条件を考
慮して決定したもので、人体が検知エリアA内にて作業
を行う場合、中央列の検知ビーム4にかかる場合は必ず
端部列のレンズ20による検知ビーム4にかかるため、
端部列のレンズ20による検知ビーム4の感度をあげて
おく方が効率良く人体の動きを検出できるためである。
尚、レンズ20の頂点Oと受光素子1の中心Xとの間の
距離をLとすると、レンズ2の頂点Oを通って焦点Fに
いたる入射光Pが法線Hに対してなす角度δは δ=arctan(L/f) (f:焦点距離)であり、また双曲面レンズの特性上 n×sinθ=sinδ (n:レンズ材質の屈折率) であることから、角度θは、 θ=arcsin(sinδ/n) で決まる。受光素子1との位置関係から角度θが決ま
り、双曲面形状が決定されるものである。
That is, when the center of the light receiving element 1 is X and the vertices of the lenses 20 in the multi-segment lens 2 are O 1 to O 15 , these arrangements are as shown in FIG. When the arrangement is determined in this way, each lens 20
Are overlapped as shown in FIG. 9, and the area of each lens 20 is distributed in consideration of the following points. That is,
Assuming that the area of the lens 20 is S, and the angle between the main optical axis (rotation axis C) and the normal H of the first surface 21 that is a plane is θ, the power PW of light incident from the detection surface 3 is PW = k・ S · cos 4 θ (k: proportional constant), so that sensitivity (power PW) in the detection area A
So that the lens 20 having a larger angle θ
The area S is set to be large. However, since the lenses 20 having vertices of O 4 , O 5 , O 9 , O 10 , O 14 , and O 15 have many overlapping portions, the area of the lenses 20 in the central row (vertices of O 9 , O 10 ) is reduced. It is made smaller and the area of the remaining lens 20 is made larger. This is determined in consideration of the actual use conditions. When the human body works in the detection area A, the detection beam 4 in the center row is always applied to the detection beam 4 by the lens 20 in the end row when the human body works in the detection area A. For,
This is because the movement of the human body can be detected more efficiently if the sensitivity of the detection beam 4 by the lens 20 in the end row is increased.
When the distance between the vertex O of the lens 20 and the center X of the light receiving element 1 is L, the focal point F passes through the vertex O of the lens 2.
The angle δ that the incident light P makes with respect to the normal H is δ = arctan (L / f) (f: focal length) , and n × sin θ = sin δ (n: (Refractive index) , the angle θ is determined by θ = arcsin (sin δ / n) . The angle θ is determined from the positional relationship with the light receiving element 1, and the shape of the hyperboloid is determined.

【0013】ところで、このようなフラット型多分割レ
ンズ2はポリエチレン樹脂の射出成形により安価に製作
することができるが、この場合、人体が発する赤外線の
中心波長10μm近辺での透過率が厚み1mmで40%
とあまりよくないために、レンズ20の肉厚を抑える必
要がある。このためにフレネルレンズとすることが考え
られるが、フレネルレンズとした時には、肉厚の変化が
大きいために、射出成形後の冷却して固まる時に冷え方
に時間的ずれを生じ、いわゆる「ひけ」が表面に発生し
てレンズ面に局部的な凹凸が生じて、十分な精度を得ら
れなくなってしまう。これ故にここでは各レンズ20を
フレネルレンズとはしておらない。
By the way, such a flat type multi-segment lens 2 can be manufactured at low cost by injection molding of a polyethylene resin. In this case, the transmittance of the infrared ray emitted from the human body near the center wavelength of 10 μm is 1 mm in thickness. 40%
Therefore, it is necessary to reduce the thickness of the lens 20. For this reason, it is conceivable to use a Fresnel lens. However, when a Fresnel lens is used, the wall thickness changes greatly, so that when cooled and solidified after injection molding, a time shift occurs in the cooling method, so-called “hike”. Is generated on the surface, and local irregularities are generated on the lens surface, and sufficient accuracy cannot be obtained. For this reason, each lens 20 is not a Fresnel lens here.

【0014】ただし、上記の透過率のことがあるため
に、図8(c)に示すように、最小肉厚t0 を成形時の樹
脂の流動性の点で許される最小限の値の0.3mm、有
効レンズ面積の確保に影響を与える最大最小肉厚差Δt
を前記流し元灯6用として使用する際に求められるレン
ズ面積の確保に必要な最小限の値の0.5mmとし、最
大肉厚tを1mm以下に抑えている。尚、前記「ひけ」
の問題は肉厚差がある以上どうしても生じてしまうが、
肉厚の変化が緩やかであるために、「ひけ」が生じる度
合いが小さく、また赤外線領域では可視光の場合より許
容誤差が20倍ほど大きくなるために、実際上問題とな
ってしまう凹凸がレンズ面に生じることはない。
However, due to the above-mentioned transmittance, as shown in FIG. 8 (c), the minimum thickness t 0 is set to the minimum value 0 which is allowable in terms of the fluidity of the resin during molding. .3 mm, the maximum and minimum thickness difference Δt that affects the securing of the effective lens area
Is set to 0.5 mm, which is the minimum value necessary for securing the lens area required for use in the sink light 6, and the maximum thickness t is suppressed to 1 mm or less. In addition, the "hike"
The problem of inevitably arises because there is a thickness difference,
Since the change in wall thickness is gradual, the degree of occurrence of sink marks is small, and the allowable error is about 20 times larger in the infrared region than in the case of visible light. It does not occur on the surface.

【0015】そして、前記受光素子1と多分割レンズ2
との組み合わせで、総計4×15の検知ビーム4が生じ
るわけであるが、各検知ビーム4の検知面3上での大き
さが等しくなるようにしているのはもちろん、各検知ビ
ーム4の検知面3での間隔も同じとなるようにして、検
知エリアA内の各所での検出能力が同じとなるようにし
ている。ここでは検知対象として、流し台5上に差し出
される手を想定しているために、手の大きさが100〜
150mmであることから、検知ビーム4の大きさを一
辺が70mm前後となるように、検知ビーム4の間隔が
160mm前後となるように、つまり人体の手の大きさ
にほぼ一致するようにしている。検知ビーム4の間隔が
検知対象の大きさの1〜2倍となる時、効率的がもっと
も高くなるからである。
The light receiving element 1 and the multi-segment lens 2
In this case, a total of 4 × 15 detection beams 4 are generated. In addition to the fact that the size of each detection beam 4 on the detection surface 3 is equal, the detection of each detection beam 4 The intervals on the surface 3 are also the same so that the detection capabilities at various points in the detection area A are the same. Here, as the detection target, a hand extended on the sink 5 is assumed.
Since it is 150 mm, the size of the detection beam 4 is set so that one side is about 70 mm, and the interval between the detection beams 4 is about 160 mm, that is, approximately equal to the size of the hand of the human body. . This is because the efficiency is highest when the interval between the detection beams 4 is 1 to 2 times the size of the detection target.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上のように本発明においては、焦点位
置をほぼ同じとする複数枚のレンズが一平面上で組合わ
された多分割レンズと、上記焦点位置に配された受光手
段とを備えたものであって、各レンズは第一面が平面、
第二面が双曲面で且つ第二面の双曲面の回転軸が第一面
の平面に対して斜交したものとして形成されているとと
もに、上記回転軸と第一面の平面の法線とがなす角度を
θ、レンズの頂点を通って焦点にいたる入射光が上記法
線となす角度をδ、レンズの頂点と受光素子の中心との
間の距離をL、焦点距離をf、レンズの材質の屈折率を
nとする時、 δ=arctan(L/f) θ=arcsin(sinδ/n) であり、 各レンズによる検知ビームは検知面上でほぼ同
じ大きさとなるように各レンズの焦点距離が設定されて
検知面上に検知対象の大きさの1〜2倍の間隔で格子状
に配設されており、且つ隣合う検知ビームの極性が反転
しているものであり、多分割レンズを構成する各レンズ
が、必要とする方向にレンズを向けなくとも、この方向
からの集光を無収差で効率よく行うことができるもので
あり、そしてこのレンズが一平面上で組み合わされて多
分割レンズが形成されているために、小型で集光効率に
優れているものであり、また各レンズによる検知ビーム
が検知面上でほぼ同じ大きさとなるように各レンズの焦
点距離が設定されているために、そして各レンズによる
検知ビームが検知面上に検知対象の大きさの1〜2倍の
間隔で格子状に配設され且つ隣合う検知ビームの極性が
反転しているために、検知エリア内にある検知対象の検
出を各部で均等に且つきわめて効率良く行うことができ
るものである。
As described above, the present invention comprises a multi-segment lens in which a plurality of lenses having substantially the same focal position are combined on one plane, and light receiving means disposed at the focal position. The first surface of each lens is flat,
The second surface is a hyperboloid, and the rotation axis of the hyperboloid of the second surface is formed as oblique to the plane of the first surface, and the rotation axis and the normal to the plane of the first surface. The angle made
θ, the incident light reaching the focal point through the vertex of the lens
Δ, the angle between the line and the vertex of the lens and the center of the light receiving element
L is the distance between the lenses, f is the focal length, and the refractive index of the lens material is
When n, δ = arctan (L / f) θ = arcsin (sinδ / n) , and the focal length of each lens is set so that the detection beam from each lens has substantially the same size on the detection surface. Each lens which is arranged in a grid pattern at intervals of 1 to 2 times the size of the detection target on the detection surface, and in which the polarities of adjacent detection beams are inverted, constitutes a multi-segment lens However, even if the lens is not directed in the required direction, it is possible to efficiently collect light from this direction without aberration, and this lens is combined on one plane to form a multi-segment lens. The focal length of each lens is set so that the detection beam from each lens is approximately the same size on the detection surface, and The detection beam from each lens is detected. Since the detection beams are arranged in a grid at intervals of 1 to 2 times the size of the detection target on the known surface and the polarities of the adjacent detection beams are inverted, detection of the detection target within the detection area is performed by each unit. It can be performed evenly and very efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例における検知エリア及び検知
ビームの配置を示すもので(a)は正面図、(b)は平面図で
ある。
FIGS. 1A and 1B show a detection area and an arrangement of detection beams according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a plan view.

【図2】同上の多分割レンズの具体例を示すもので(a)
は正面図、(b) は底面図である。
FIG. 2 shows a specific example of the multi-segment lens according to the first embodiment (a).
Is a front view, and (b) is a bottom view.

【図3】同上の受光素子の具体例を示すもので(a) は正
面図、(b) は側面図である。
FIGS. 3A and 3B show a specific example of the above light receiving element, wherein FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view.

【図4】同上のブロック構成図である。FIG. 4 is a block diagram showing the same.

【図5】同上の増幅部の特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram of the amplifier unit according to the first embodiment;

【図6】同上の多分割レンズを構成するレンズの説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a lens constituting the multi-segment lens according to the first embodiment.

【図7】同上のレンズの形状の説明図で(a)は側面図、
(b)は正面図である。
FIGS. 7A and 7B are explanatory views of the shape of the above lens, and FIG.
(b) is a front view.

【図8】同上の多分割レンズにおける各レンズの配置と
断面形状の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an arrangement and a cross-sectional shape of each lens in the multi-segment lens.

【図9】同上の多分割レンズにおける各レンズの重なり
合いの説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of an overlap of each lens in the multi-segment lens.

【図10】同上の設置例及び検知エリアを示すもので、
(a) は平面図、(b) は正面図、(c) は側面図である。
FIG. 10 shows an installation example and a detection area of the above.
(a) is a plan view, (b) is a front view, and (c) is a side view.

【図11】従来例を示すもので、(a) は斜視図、(b) は
説明図である。
11A and 11B show a conventional example, in which FIG. 11A is a perspective view and FIG. 11B is an explanatory view.

【図12】他の従来例を示すもので、(a) は断面図、
(b) は説明図である。
FIG. 12 shows another conventional example, in which (a) is a sectional view,
(b) is an explanatory view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 受光素子 2 多分割レンズ 3 検知面 4 検知ビーム Reference Signs List 1 light receiving element 2 multi-segment lens 3 detection surface 4 detection beam

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−186801(JP,A) 特開 平2−234091(JP,A) 実開 平1−118394(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01J 1/02 - 1/04 G01J 5/02 G01V 9/04 G08B 13/19 - 13/191 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-186801 (JP, A) JP-A-2-2344091 (JP, A) JP-A-1-118394 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01J 1/02-1/04 G01J 5/02 G01V 9/04 G08B 13/19-13/191

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 焦点位置をほぼ同じとする複数枚のレン
ズが一平面上で組合わされた多分割レンズと、上記焦点
位置に配された受光手段とを備えたものであって、各レ
ンズは第一面が平面、第二面が双曲面で且つ第二面の双
曲面の回転軸が第一面の平面に対して斜交したものとし
て形成されているとともに、上記回転軸と第一面の平面
の法線とがなす角度をθ、レンズの頂点を通って焦点に
いたる入射光が上記法線となす角度をδ、レンズの頂点
と受光素子の中心との間の距離をL、焦点距離をf、レ
ンズの材質の屈折率をnとする時、 δ=arctan(L/f) θ=arcsin(sinδ/n) であり、 各レンズによる検知ビームは検知面上でほぼ同
じ大きさとなるように各レンズの焦点距離が設定されて
検知面上に検知対象の大きさの1〜2倍の間隔で格子状
に配設されており、且つ隣合う検知ビームの極性が反転
していることを特徴とする光学式検知装置。
1. A multi-segment lens in which a plurality of lenses having substantially the same focal position are combined on one plane, and a light receiving means disposed at the focal position. The first surface is a plane, the second surface is a hyperboloid, and the rotation axis of the hyperboloid of the second surface is formed as oblique to the plane of the first surface. Plane
The angle between the normal of the lens and the focal point through the vertex of the lens
The angle between the incident light and the above normal is δ, the vertex of the lens
The distance between the lens and the center of the light receiving element is L, the focal length is f,
When the refractive index of the lens material is n, δ = arctan (L / f) θ = arcsin (sinδ / n) , and each lens is formed so that the detection beam by each lens has substantially the same size on the detection surface. Are set in a grid pattern at intervals of 1 to 2 times the size of the detection target on the detection surface, and the polarities of adjacent detection beams are inverted. Optical detection device.
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