光学式传感器及检测方法技术

本发明专利技术提供一种光学式传感器及检测方法，能抑制环境光的影响而检测对象物。光学式传感器(100)，检测对象物(TA)，包括：受光部(20)，多个像素分别接受光，获得表示每个像素的受光量的受光分布信号；A/D转换部(30)，针对每个像素将受光分布信号转换成数字信号；累计部(55)，针对每个像素来累计多个经转换的受光分布信号；以及判定部(58)，根据经累计的受光分布信号来判定对象物(TA)的有无。

Optical Sensor and Detection Method

【技术实现步骤摘要】
光学式传感器及检测方法
本专利技术涉及一种光学式传感器及检测方法。
技术介绍
以前，接受来自对象物的反射光并根据受光状态来检测物体的光学式传感器中，如下光学式传感器已为人所知：从由摄像元件经由模拟/数字(Analog-Digital，A/D)转换电路所生成的受光量分布数据中检测最大波峰，使用此最大波峰来进行感度调整处理(参照专利文献1)。此处，若摄像元件的曝光时间长，则有时输入到A/D转换电路中的信号超过A/D转换电路的输入信号范围的上限，受光量分布数据的受光量饱和。若受光量饱和，则可能无法准确地检测最大波峰。因此，专利文献1的感度调整处理中，在受光量分布数据的最大波峰的受光量已饱和的情况下，减少曝光时间。[现有技术文献][专利文献]专利文献1：日本专利特开2013-190378号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]但是，在检测反射率低的对象物的情况下，专利文献1的光学式传感器有最大波峰的受光量低于目标值，曝光时间变长的倾向。若延长曝光时间，则受光量分布容易受到环境光的影响。结果，如上文所述那样，有时在经由A/D转换电路所得的受光量分布中，最大波峰的受光量饱和。因此，本专利技术的目的在于提供一种能抑制环境光的影响而检测对象物的光学式传感器及检测方法。[解决问题的技术手段]本专利技术的一实施方式的光学式传感器，检测对象物，包括：受光部，多个像素分别接受光，获得表示受光量的受光分布信号；模拟/数字转换部，针对每个像素将受光分布信号转换成数字信号；累计部，针对每个像素来累计多个经转换的受光分布信号；以及判定部，根据经累计的受光分布信号来判定对象物的有无。根据此实施方式，获得表示每个像素的受光量的受光量分布信号，针对每个像素将受光量分布信号转换成数字信号，并针对每个像素来累计多个经转换的受光分布信号。由此，能在经累计的受光分布信号中，不延长各受光分布信号的曝光时间而充分地增大对象物的反射光的受光量与环境光的受光量之差，以区分来自对象物的反射光与环境光。如此这样，由于无需延长曝光时间，因此能抑制环境光的影响而检测对象物。在上文所述的实施方式中，可还包括：投光部，发出用于向对象物投光的光；以及差值处理部，获得经转换的投光时的受光分布信号与经转换的非投光时的受光分布信号的差值的受光分布信号，且累计部针对每个像素来累计多个差值的受光分布信号。根据此实施方式，通过获得投光时的受光分布信号与非投光时的受光分布信号的差值的受光分布信号，而从投光时的受光分布信号中将由环境光所引起的环境光成分除去。在上文所述的实施方式中，可还包括距离计算部，此距离计算部检测经累计的受光分布信号中的波峰，算出从光学式传感器到与波峰对应的位置的距离，且判定部根据距离来判定对象物的有无。根据此实施方式，通过检测经累计的受光分布信号中的波峰，算出从光学式传感器到与波峰对应的位置的距离，并根据此距离来判定对象物的有无，能在不检测距对象物的距离以外的物品、例如位于不同距离的背景的情况下，检测对象物。在上文所述的实施方式中，可使受光部包含将多个像素一维或二维地分别排列而成的摄像元件，且受光部所获得的受光分布信号为摄像元件的每个像素的受光量。根据此实施方式，通过包含将各像素一维或二维地排列而成的摄像元件，能容易地实现如下受光部，此受光部获得与距光学式传感器的距离相应的每个像素的受光量、即受光分布信号。另外，本专利技术的另一实施方式的光学式传感器的检测方法，检测对象物，包括以下步骤：受光部中多个像素分别接受光，而获得表示每个像素的受光量的受光分布信号；模拟/数字转换部针对每个像素将受光分布信号转换成数字信号；累计部针对每个像素来累计多个经转换的受光分布信号；判定部根据经累计的受光分布信号来判定对象物的有无。根据此实施方式，获得表示每个像素的受光量的受光量分布信号，针对每个像素将受光量分布信号转换成数字信号，并针对每个像素来累计多个经转换的受光分布信号。由此，能在经累计的受光分布信号中，不延长各受光分布信号的曝光时间而充分地增大对象物的反射光的受光量与环境光的受光量之差，以区分来自对象物的反射光与环境光。如此这样，由于无需延长曝光时间，因此能抑制环境光的影响而检测对象物。在上文所述的实施方式中，检测方法可还包括以下步骤：投光部发出用于向对象物投光的光；以及差值处理部获得经转换的投光时的受光分布信号与经转换的非投光时的受光分布信号的差值的受光分布信号，且在进行累计的步骤中，累计部针对每个像素来累计多个差值的受光分布信号。根据此实施方式，通过获得投光时的受光分布信号与非投光时的受光分布信号的差值的受光分布信号，而从投光时的受光分布信号中将由环境光所引起的环境光成分除去。在上文所述的实施方式中，检测方法可还包括以下步骤：距离计算部检测经累计的受光分布信号，算出从光学式传感器到与波峰对应的位置的距离的步骤，且在进行判定的步骤中，判定部根据距离来判定对象物的有无。根据此实施方式，通过检测经累计的受光分布信号中的波峰，算出从光学式传感器到与波峰对应的位置的距离，并根据此距离来判定对象物的有无，能在不检测距对象物的距离以外的物品、例如位于不同距离的背景的情况下，检测对象物。[专利技术的效果]根据本专利技术，能提供一种能抑制环境光的影响而检测对象物的光学式传感器及检测方法。附图说明图1为示意性地例示实施方式的光学式传感器的应用场景的一例的图。图2为例示实施方式的光学式传感器的构成的方块图。图3为例示图2所示的光学式传感器的检测原理的示意图。图4为例示光学式传感器的检测方法的流程图。图5为例示投光部所发出的光的波形的图。图6为例示差值的受光分布信号的波形的图。图7为例示不累计情况下的差值的受光分布信号的波形的参考图。图8为例示经累计的受光分布信号的波形的图。[符号的说明]10：投光部11：投光元件12：投光驱动电路13：投光透镜20：受光部21：摄像元件22：信号处理电路23：受光透镜30：A/D转换部40：传感头50：检测部51：控制部I/F52：寄存器群53：投光控制部54：差值处理部55：累计部56：特征量计算部57：距离换算部58：判定部60：控制部61：存储部62：显示部63：操作部64：输入输出I/F70：框体100、100A：光学式传感器BG：背景L、L1、L2、Lc：距离N：累计数P1：投光强度t1：投光期间(脉宽)t1：投光期间t2：非投光期间T1：投光周期TA：对象物Vs：饱和电压具体实施方式参照附图对本专利技术的优选实施方式进行说明。此外，各图中标注相同符号的构件具有相同或同样的构成。[应用例]首先，使用图1对应用本专利技术的场景的一例进行说明。图1为示意性地例示本实施方式的光学式传感器100的应用场景的一例的图。光学式传感器100为检测对象物TA的传感器。如图1所示那样，光学式传感器100具备：受光部20，多个像素分别接受光，获得表示每个像素的受光量的受光分布信号；A/D转换部30，针对每个像素将受光分布信号转换成数字信号；累计部55，针对每个像素来累计多个受光分布信号；以及判定部58，根据经累计的受光分布信号来判定对象物TA的有无。受光分布信号为表示每个像素的受光量的受光分布的电信号(以下称为“受光分布信号”)。对象物TA可包含将光反射的所有物品。对象物TA例如可为光泽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学式传感器，检测对象物，包括：受光部，多个像素分别接受光，获得表示每个所述像素的受光量的受光分布信号；模拟/数字转换部，针对每个所述像素将所述受光分布信号转换成数字信号；累计部，针对每个所述像素来累计多个经转换的所述受光分布信号；以及判定部，根据经累计的所述受光分布信号来判定所述对象物的有无。

【技术特征摘要】
2017.10.31 JP 2017-2100341.一种光学式传感器，检测对象物，包括：受光部，多个像素分别接受光，获得表示每个所述像素的受光量的受光分布信号；模拟/数字转换部，针对每个所述像素将所述受光分布信号转换成数字信号；累计部，针对每个所述像素来累计多个经转换的所述受光分布信号；以及判定部，根据经累计的所述受光分布信号来判定所述对象物的有无。2.根据权利要求1所述的光学式传感器，还包括：投光部，发出用于向所述对象物投光的光；以及差值处理部，获得经转换的投光时的所述受光分布信号与经转换的非投光时的所述受光分布信号的差值的受光分布信号，所述累计部针对每个所述像素来累计多个所述差值的受光分布信号。3.根据权利要求1或2所述的光学式传感器，还包括距离计算部，所述距离计算部检测经累计的所述受光分布信号中的波峰，算出从所述光学式传感器到与所述波峰对应的位置的距离，且所述判定部根据所述距离来判定所述对象物的有无。4.根据权利要求1或2所述的光学式传感器，其中，所述受光部包含将所述多个像素一维或二维地分...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤信太郎，饭田雄介，清水彻，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP