特開 2024-20890 検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024020890

(43)【公開日】2024-02-15

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01V 8/20 20060101AFI20240207BHJP

   H01L 31/12 20060101ALI20240207BHJP

【ＦＩ】

G01V8/20 N

G01V8/20 Q

H01L31/12 D

H01L31/12 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022123427

(22)【出願日】2022-08-02

(71)【出願人】

【識別番号】000194918

【氏名又は名称】ホシデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 公丈

(72)【発明者】

【氏名】小寺 祥平

(72)【発明者】

【氏名】岩城 禄憲

【テーマコード（参考）】

2G105

5F889

【Ｆターム（参考）】

2G105AA01

2G105BB16

2G105CC01

2G105CC03

2G105DD02

2G105EE02

2G105FF02

2G105FF04

2G105FF12

2G105GG01

2G105GG03

2G105HH04

5F889AB01

5F889AB03

5F889CA06

(57)【要約】

【課題】検出対象物の有無を適切に検出することが可能な検出装置を提供する。
【解決手段】検出装置１は、所定のエリア１２に向けて光を照射する照射部２０と、エリア１２に検出対象物２が存在している場合に、当該検出対象物２で反射された光を検出する反射光検出部３０と、エリア１２に検出対象物２が存在していない場合に、光を検出する透過光検出部４０と、反射光検出部３０が光を検出した場合、及び、透過光検出部４０が光を検出していない場合のうち、少なくともいずれか一方が成立した場合にエリア１２に検出対象物２が存在していると判定する判定部６０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定のエリアに向けて光を照射する照射部と、
前記エリアに検出対象物が存在している場合に、当該検出対象物で反射された前記光を検出する反射光検出部と、
前記エリアに前記検出対象物が存在していない場合に、前記光を検出する透過光検出部と、
前記反射光検出部が前記光を検出した場合、及び、前記透過光検出部が前記光を検出していない場合のうち、少なくともいずれか一方が成立した場合に前記エリアに前記検出対象物が存在していると判定する判定部と、
を備える検出装置。

【請求項2】

前記判定部は、前記反射光検出部が前記光を検出し、且つ、前記透過光検出部が前記光を検出していない場合に前記エリアに前記検出対象物が存在していると判定する請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

所定時間内に、前記反射光検出部が前記光の検出を行うと共に前記透過光検出部が前記光の検出を停止する第１状態と、前記反射光検出部が前記光の検出を停止すると共に前記透過光検出部が前記光の検出を行う第２状態とが含まれるように、前記反射光検出部及び前記透過光検出部の状態を切り替える状態切替部を更に備え、
前記判定部は、最新の前記第１状態における前記反射光検出部の検出結果及び前記第２状態における前記透過光検出部の検出結果のうちの一方と、直前の前記第１状態における前記反射光検出部の検出結果及び前記第２状態における前記透過光検出部の検出結果のうちの他方とに基づいて判定する請求項１又は２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記判定部は、前記エリアに前記検出対象物が存在していると判定している状態が継続している場合において、前記反射光検出部の検出結果及び前記透過光検出部の検出結果のうちの一方が変わったときは、当該変わった時点における前記検出対象物の量が、前記存在していると判定した時点における前記検出対象物の量よりも減少していると判定する請求項２に記載の検出装置。

【請求項5】

前記照射部は、前記エリアからの高さが前記反射光検出部及び前記透過光検出部の夫々の前記エリアからの高さとは異なるように設けられている請求項４に記載の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物体を検出する検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、物体を検出する検出装置が利用されてきた。このような検出装置として、光を利用して検出物対象物を検出するものがある（例えば特許文献１）。

【0003】

特許文献１には光結合装置が記載されている。この光結合装置は、検出対象物が通る通路に対して発光する発光素子と、通路における検出対象物を透過した発光素子の光を受光する透過用受光素子と、通路における検出対象物によって反射された発光素子の光を受光する反射用受光素子とを備え、透過用受光素子及び反射用受光素子の夫々の受光量に基づいて検出対象物を識別する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１－１６８２３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の光結合装置は、透過用受光素子の受光量に応じた出力電圧と、反射用受光素子の受光量に応じた出力電圧とに基づいて、通路を通る白紙と光沢用紙と透明用紙とを識別している。すなわち、特許文献１に記載の光結合装置では、透過用受光素子の受光量に応じた出力電圧と、反射用受光素子の受光量に応じた出力電圧とのうちの一方により識別（判定）している。例えば、光結合装置の構成や設置場所等によっては、検出対象物を識別（検出）する場所に、発光素子以外からの光が照射されている場合があり、透過用受光素子の受光量に応じた出力電圧と、反射用受光素子の受光量に応じた出力電圧とのうちの一方による識別（判定）では、検出対象物の有無を適切に検出することができない可能性がある。

【0006】

そこで、検出対象物の有無を適切に検出することが可能な検出装置が求められる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る検出装置の特徴構成は、所定のエリアに向けて光を照射する照射部と、前記エリアに検出対象物が存在している場合に、当該検出対象物で反射された前記光を検出する反射光検出部と、前記エリアに前記検出対象物が存在していない場合に、前記光を検出する透過光検出部と、前記反射光検出部が前記光を検出した場合、及び、前記透過光検出部が前記光を検出していない場合のうち、少なくともいずれか一方が成立した場合に前記エリアに前記検出対象物が存在していると判定する判定部と、を備えている点にある。

【0008】

このような特徴構成とすれば、反射光検出部及び透過光検出部の少なくともいずれか一方の検出結果によって所定のエリアに検出対象物が存在しているか否かを判定することができる。このため、反射光検出部の検出結果のみによって所定のエリアに検出対象物が存在していることが判定可能である場合や、透過光検出部の検出結果のみによって所定のエリアに検出対象物が存在していることが判定可能である場合はもちろん、例えば外乱光が存在するような状況においては、反射光検出部及び透過光検出部の双方の検出結果によって所定のエリアに検出対象物が存在しているか否かを判定することができる。したがって、適切に検出対象物の有無を検出することが可能となる。

【0009】

また、前記判定部は、前記反射光検出部が前記光を検出し、且つ、前記透過光検出部が前記光を検出していない場合に前記エリアに前記検出対象物が存在していると判定すると好適である。

【0010】

このような構成とすれば、反射光検出部及び透過光検出部の双方の検出結果によって所定のエリアに検出対象物が存在しているか否かを判定することができる。したがって、例えば外乱光が存在するような状況であっても、適切に検出対象物の有無を検出することが可能となる。

【0011】

また、前記検出装置は、所定時間内に、前記反射光検出部が前記光の検出を行うと共に前記透過光検出部が前記光の検出を停止する第１状態と、前記反射光検出部が前記光の検出を停止すると共に前記透過光検出部が前記光の検出を行う第２状態とが含まれるように、前記反射光検出部及び前記透過光検出部の状態を切り替える状態切替部を更に備え、前記判定部は、最新の前記第１状態における前記反射光検出部の検出結果及び前記第２状態における前記透過光検出部の検出結果のうちの一方と、直前の前記第１状態における前記反射光検出部の検出結果及び前記第２状態における前記透過光検出部の検出結果のうちの他方とに基づいて判定すると好適である。

【0012】

このような構成とすれば、反射光検出部及び透過光検出部の双方を、同時に光を検出することが可能な状態とする必要がないので、検出装置の消費電力を低減することが可能となる。

【0013】

また、前記判定部は、前記エリアに前記検出対象物が存在していると判定している状態が継続している場合において、前記反射光検出部の検出結果及び前記透過光検出部の検出結果のうちの一方が変わったときは、当該変わった時点における前記検出対象物の量が、前記存在していると判定した時点における前記検出対象物の量よりも減少していると判定するように構成することが可能である。

【0014】

このような構成とすれば、検出対象物の残量の判定を行うことが可能となる。したがって、検出対象物が補充を要するようなものである場合には、検出対象物が空になる前に補充を行うことが可能となる。

【0015】

また、前記照射部は、前記エリアからの高さが前記反射光検出部及び前記透過光検出部の夫々の前記エリアからの高さとは異なるように設けられていると好適である。

【0016】

このような構成とすれば、照射部から照射された光を検出対象物が反射し易いように照射部を配置することで、反射光検出部の検出精度を高めることが可能なる。また、照射部から照射された光を検出対象物が遮り易いように照射部を配置することで、透過光検出部の検出精度を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態の検出装置を備えたディスペンサの透過斜視図である。

【図2】図１のII－II線の断面図である。

【図3】第２の実施形態の検出装置の構成を示す模式図である。

【図4】第２の実施形態の検出装置による検出対象物の一例である。

【図5】反射光検出部及び透過光検出部の動作を説明する図である。

【図6】判定部による判定を説明する図である。

【図7】残量が少なくなった場合の判定を説明する図である。

【図8】判定部による判定を説明する図である。

【図9】その他の実施形態に係る照射部、反射光検出部、及び透過光検出部の配置について示した図である。

【図10】その他の実施形態に係る判定部による判定を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

１．第１の実施形態
本発明に係る検出装置は、所定のエリアにおける検出対象物の有無を検出することが可能である。以下、本実施形態の検出装置１について説明する。

【0019】

図１は本実施形態の検出装置１を備えたディスペンサ１０１の斜視図である。図２は図１の検出装置１のII－II線の断面図である（検出装置１以外の部分は平面図である）。本実施形態の検出装置１は、検出対象物２として、歯ブラシ２Ａを検出する。このため、以下の説明では、検出対象物２を歯ブラシ２Ａとして説明する。なお、図１では、理解を容易にするために、ディスペンサ１０１は筐体１００を透かした状態で示している。

【0020】

図１及び図２に示されるように、検出装置１は、照射部２０、反射光検出部３０、透過光検出部４０、及び判定部６０を備えて構成され、各機能部は、歯ブラシ２Ａの有無の検出に係る処理を行うために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。本実施形態では、判定部６０は、基板３に実装される。

【0021】

照射部２０は、所定のエリア１２に向けて光を照射する。所定のエリア１２とは、検出装置１における歯ブラシ２Ａの存在を検出するために設けられた空間（検出空間）にあたる。照射部２０は、例えば赤外線ＬＥＤ（light-emitting diode）を用いて構成するとよい。照射部２０は、このようなエリア１２に向けて光を照射する。照射部２０から照射される光（本実施形態では、赤外線）は、エリア１２において集光された状態になると好適である。これにより、エリア１２に向けて強度が大きい光を照射することができるので、後述する反射光検出部３０及び透過光検出部４０での誤検出を防止することが可能となる。

【0022】

反射光検出部３０は、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在している場合に、当該歯ブラシ２Ａで反射された光を検出する。上述したように、照射部２０は、エリア１２に向けて光を照射する。反射光検出部３０は、エリア１２に、上述した歯ブラシ２Ａが存在している場合には、照射部２０から照射された後、歯ブラシ２Ａで反射された光を検出する位置であって、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在していない場合には、照射部２０から照射された光を検出しない位置に設けられる。なお、反射光検出部３０は、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在していない場合には、歯ブラシ２Ａで反射された光の強度よりも低い強度の光（外乱光）が入力されていてもよい。これにより、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在している状態と、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在していない状態とで、反射光検出部３０に、互いに異なる検出結果を出力させることが可能となる。このような反射光検出部３０は、例えば、フォトディテクタを用いて構成するとよい。

【0023】

本実施形態では、反射光検出部３０は、検出した光の強度に応じた電圧値の電圧を出力するように構成される。すなわち、反射光検出部３０は、歯ブラシ２Ａで反射された光が入力されていない場合には予め設定された値以下の電圧値（例えば０Ｖ）の電圧を出力し、歯ブラシ２Ａで反射された光が入力された場合にはその強度に比例した電圧値の電圧を出力するように構成される。

【0024】

透過光検出部４０は、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在していない場合に、光を検出する。透過光検出部４０は、エリア１２に、上述した歯ブラシ２Ａが存在していない場合には、照射部２０から照射された光を検出する位置であって、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在している場合には、照射部２０から照射された光が歯ブラシ２Ａで遮られ、透過光検出部４０に入力されない位置に設けられる。なお、透過光検出部４０は、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在している場合には、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在していない場合における照射部２０から照射された光の強度よりも低い強度の光（外乱光）が入力されていてもよい。これにより、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在している状態と、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在してない状態とで、透過光検出部４０に、互いに異なる検出結果を出力させることが可能となる。このような透過光検出部４０も、反射光検出部３０と同様に、例えば、フォトディテクタを用いて構成するとよい。

【0025】

本実施形態では、透過光検出部４０は、検出した光の強度に応じた電圧値の電圧を出力するように構成される。すなわち、透過光検出部４０は、歯ブラシ２Ａがエリア１２に存在している場合には予め設定された値以下の電圧値（例えば０Ｖ）の電圧を出力し、歯ブラシ２Ａがエリア１２に存在していない場合にはその強度に比例した電圧値の電圧を出力するように構成される。

【0026】

判定部６０は、反射光検出部３０が光を検出した場合、及び、透過光検出部４０が光を検出していない場合のうち、少なくともいずれか一方が成立した場合にエリア１２に歯ブラシ２Ａが存在していると判定する。反射光検出部３０が光を検出した場合とは、照射部２０から照射された光が歯ブラシ２Ａで反射され、その反射された光を反射光検出部３０が検出した場合である。透過光検出部４０が光を検出していない場合とは、照射部２０から照射された光が歯ブラシ２Ａで遮られて、照射部２０から照射された光を透過光検出部４０が検出していない場合である。したがって、判定部６０は、照射部２０から照射された光が歯ブラシ２Ａで反射され、その反射された光を反射光検出部３０が検出した場合にエリア１２に歯ブラシ２Ａが存在していると判定し、また、照射部２０から照射された光が歯ブラシ２Ａで遮られて、照射部２０から照射された光を透過光検出部４０が検出していない場合にエリア１２に歯ブラシ２Ａが存在していると判定する。

【0027】

これにより、歯ブラシ２Ａを構成する材料の光の反射特性にかかわらず（すなわち、光を反射する材料を用いて歯ブラシ２Ａが作製されている場合でも、光を透過する材料を用いて歯ブラシ２Ａが作製されている場合でも）、検出装置１のエリア１２における歯ブラシ２Ａの存在を検出することが可能となる。

【0028】

ここで、本実施形態では、検出装置１は、泡状歯磨きを吐出するディスペンサ１０１に組み込まれている。ディスペンサ１０１は、液体歯磨きが貯留されるボトル１０２と、ボトル１０２から液体歯磨きを吸い込み、吸い込んだ液体歯磨きを吐出すると共に所定の圧力の空気を吐出するポンプ１０３と、泡状歯磨きを吐出する吐出口１０４とを備えている。

【0029】

上述したように、検出装置１によりエリア１２において、歯ブラシ２Ａの存在が検出されると、ポンプ１０３が吸込管１０５を介して所定量の液体歯磨きをボトル１０２から吸い込む。ポンプ１０３は、吸い込んだ液体歯磨きを、吐出管１０６に吐出すると共に、吐出管１０６に連通する空気吐出管１０７に所定の圧力の空気を吐出する。これにより、吐出管１０６に吐出された液体歯磨きが吐出管１０６における空気吐出管１０７との合流部１０８において泡状にされる。泡状歯磨き（泡状にされた液体歯磨き）は、吐出口１０４から吐出される。

【0030】

このように検出装置１は、当該検出装置１が検出対象物２の存在を検出した場合に所定の物体（例えば泡状歯磨き）を吐出するディスペンサ１０１に組み込んで構成すること可能である。また、ディスペンサ１０１は、泡状歯磨きだけでなく、例えばハンドソープを吐出する装置であってもよいし、例えばアルコールなどの消毒用液体を吐出する装置であってもよい。もちろん、ディスペンサ１０１は、液体だけでなく、固体を吐出する装置であってもよいし、気体を吐出する装置であってもよい。

【0031】

ここで、検出装置１が備えられる場所によっては、照射部２０による光とは異なる光（外乱光）が存在する場合がある。このような場所においては、検出装置１は、照射部２０が光を照射している時と光を照射していない時との夫々において、定期的に反射光検出部３０及び透過光検出部４０が光を検出しておき、これらの検出結果に基づいて判定するとよい。

【0032】

具体的には、反射光検出部３０は、照射部２０が光を照射している時と、照射部２０が光を照射してない時との双方において光を検出する。ここでは、照射部２０が光を照射している時の反射光検出部３０の検出結果をＶ１ＯＮとし、照射部２０が光を照射していない時の反射光検出部３０の検出結果をＶ１ＯＦＦとする。

【0033】

同様に、透過光検出部４０も、照射部２０が光を照射している時と、照射部２０が光を照射してない時との双方において光を検出する。ここでは、照射部２０が光を照射している時の透過光検出部４０の検出結果をＶ２ＯＮとし、照射部２０が光を照射していない時の透過光検出部４０の検出結果をＶ２ＯＦＦとする。

【0034】

判定部６０は、反射光検出部３０及び透過光検出部４０から検出結果を取得し、Ｖ１０ＦＦとＶ１０Ｎとの差（すなわち、Ｖ１０ＦＦ－Ｖ１０Ｎ）をＤ１として算定し、Ｖ２０ＦＦとＶ２０Ｎとの差（すなわち、Ｖ２０ＦＦ－Ｖ２０Ｎ）をＤ２として算定する。

【0035】

反射光検出部３０により歯ブラシ２Ａの検出を行う際、歯ブラシ２Ａがエリア１２に存在していないときは照射部２０による光の照射の有無にかかわらず、反射光検出部３０には外乱光のみが入射されるため、Ｄ１の値は零に近くなる（略零となる）。一方、歯ブラシ２Ａがエリア１２に存在しているときは照射部２０による光の照射時に、反射光検出部３０に光が入射されるため、Ｄ１の値は大きくなる。したがって、Ｄ１の値が所定の閾値を超えると、歯ブラシ２Ａが存在していると判定することが可能となる。

【0036】

一方、透過光検出部４０により歯ブラシ２Ａの検出を行う際、歯ブラシ２Ａがエリア１２に存在していないときは照射部２０が光を照射した時のみ、透過光検出部４０に光が入射されるため、Ｄ２の値は大きくなる。一方、歯ブラシ２Ａがエリア１２に存在しているときは照射部２０による光の照射の有無にかかわらず、透過光検出部４０には外乱光のみが入射されるため、Ｄ２の値は零に近くなる（略零となる）。したがって、Ｄ２の値が所定の閾値を下回ると、歯ブラシ２Ａが存在していると判定することが可能となる。

【0037】

このように、本実施形態の検出装置１によれば、反射光による検出及び透過光による検出のうちの一方、又は、双方で歯ブラシ２Ａを検出した場合に、エリア１２に歯ブラシ２Ａが存在していると判定することが可能である。また、透過光による検出が困難なもの（例えば透明な物体等、光を透過するもの）は反射光を用いて検出し、反射光による検出が困難なもの（例えば不透明で黒系色の物体等）は透過光を用いて検出することが可能である。すなわち、検出装置１は、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の双方を備えて構成されているため、反射光検出部３０及び透過光検出部４０のうちの一方が検出し難い物体を、反射光検出部３０及び透過光検出部４０のうちの他方が検出することができ、また、外乱光が存在するような環境においても適切に検出することが可能となる。

【0038】

なお、検出装置１の生産（製造）時に、特定の条件下で照射部２０が照射する光の強度（発光強度）を変化させて検出限界を確認し、予め調整する（キャリブレーションを行う）ことで、検出装置１にアセンブリされた照射部２０と、反射光検出部３０及び透過光検出部４０との組み合わせによるばらつきを吸収し、安定した検出確度（検出精度）を維持することが可能となる。

【0039】

２．第２の実施形態
次に、検出装置１の第２の実施形態について説明する。図３は、第２の実施形態の検出装置１の構成を模式的に示した模式図である。図３に示されるように、本実施形態の検出装置１は、ステージ１０、照射部２０、反射光検出部３０、透過光検出部４０、状態切替部５０、判定部６０、及び報知部７０を備えて構成され、各機能部は、検出対象物２の有無の検出に係る処理を行うために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。

【0040】

ステージ１０は、検出対象物２を載置可能に構成されている。検出対象物２とは、検出装置１によって、有無を検出する対象とされている物体である。図４には、検出装置１によって検出可能な検出対象物２の一例が示される。図４に示されるように、検出装置１では、検出対象物２として、ミルクコーヒーが入ったペットボトル、ミルクティーが入ったペットボトル、紙コップ、白色のアルミ缶、赤色の油性ペンで描いた白い紙、厚さが５ｍｍ程度の段ボール、厚さが１１μｍ程度のアルミホイル、持ち手が不透明な材料で構成されている歯ブラシ、人の指の有無を検出可能である。本実施形態では、検出対象物２として、紙コップ２Ｂを例に挙げて説明する。

【0041】

図３では、ステージ１０は、土台部１１上に設けられ、この土台部１１よりも小型に構成されている。ステージ１０と土台部１１とは、一体的に成形されていてもよいし、互いに別体で成形され、土台部１１上にステージ１０を固定するように構成してもよい。また、ステージ１０と土台部１１は平面視が同じサイズであってもよいが、この場合、土台部１１を設けずに構成してもよい。

【0042】

照射部２０は、所定のエリア１２に向けて光を照射する。本実施形態では、エリア１２は、ステージ１０の上方に設定される。したがって、照射部２０は、ステージ１０の上方に設定されたエリア１２に向けて光を照射する。照射部２０は、例えば赤外線ＬＥＤ（light-emitting diode）を用いて構成するとよい。また、照射部２０から照射される光（本実施形態では、赤外線）は、エリア１２において集光された状態になると好適である。これにより、エリア１２に向けて強度が大きい光を照射することができるので、後述する反射光検出部３０及び透過光検出部４０での誤検出を防止することが可能となる。

【0043】

反射光検出部３０は、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在している場合に、当該紙コップ２Ｂで反射された光を検出する。上述したように、照射部２０は、エリア１２に向けて光を照射する。反射光検出部３０は、エリア１２に、上述した検出対象物２が存在している場合には、照射部２０から照射された後、紙コップ２Ｂで反射された光を検出する位置であって、エリア１２に検出対象物２が存在していない場合には、照射部２０から照射された光を検出しない位置に設けられる。なお、反射光検出部３０は、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在していない場合には、紙コップ２Ｂで反射された光の強度よりも低い強度の光（外乱光）が入力されていてもよい。これにより、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在している状態と、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在していない状態とで、反射光検出部３０に、互いに異なる検出結果を出力させることが可能となる。このような反射光検出部３０は、例えば、フォトディテクタを用いて構成するとよい。

【0044】

本実施形態では、反射光検出部３０は、検出した光の強度に応じた電圧値の電圧を出力するように構成される。すなわち、反射光検出部３０は、紙コップ２Ｂで反射された光が入力されていない場合には予め設定された値以下の電圧値（例えば０Ｖ）の電圧を出力し、紙コップ２Ｂで反射された光が入力された場合にはその強度に比例した電圧値の電圧を出力するように構成される。

【0045】

透過光検出部４０は、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在していない場合に、光を検出する。透過光検出部４０は、エリア１２に、上述した紙コップ２Ｂが存在していない場合には、照射部２０から照射された光を検出する位置であって、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在している場合には、照射部２０から照射された光が紙コップ２Ｂで遮られ、透過光検出部４０に入力されない位置に設けられる。なお、透過光検出部４０は、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在している場合には、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在していない場合における照射部２０から照射された光の強度よりも低い強度の光（外乱光）が入力されていてもよい。これにより、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在している状態と、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在していない状態とで、透過光検出部４０に、互いに異なる検出結果を出力させることが可能となる。このような透過光検出部４０も、反射光検出部３０と同様に、例えば、フォトディテクタを用いて構成するとよい。

【0046】

本実施形態では、透過光検出部４０は、検出した光の強度に応じた電圧値の電圧を出力するように構成される。すなわち、透過光検出部４０は、紙コップ２Ｂがエリア１２に存在している場合には予め設定された値以下の電圧値（例えば０Ｖ）の電圧を出力し、紙コップ２Ｂがエリア１２に存在していない場合にはその強度に比例した電圧値の電圧を出力するように構成される。

【0047】

状態切替部５０は、所定時間内に、第１状態と第２状態とが含まれるように、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の状態を切り替える。反射光検出部３０及び透過光検出部４０の状態とは、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の駆動状態であって、具体的には、光を検出することが可能な状態と光の検出を停止している状態とが相当する。第１状態とは、反射光検出部３０が光の検出を行うと共に透過光検出部４０が光の検出を停止する状態である。このため、第１状態では、反射光検出部３０及び透過光検出部４０のうち、反射光検出部３０のみが光を検出することが可能な状態とされる。第２状態とは、反射光検出部３０が光の検出を停止すると共に透過光検出部４０が光の検出を行う状態である。このため、第２状態では、反射光検出部３０及び透過光検出部４０のうち、透過光検出部４０のみが光を検出することが可能な状態とされる。

【0048】

所定時間内に、第１状態と第２状態とが含まれるとは、１つの第１状態と１つの第２状態とが含まれる状態を、１つの状態とした場合に、このような１つの状態が周期的に繰り返されることを意味する。この周期は、例えば数十μ秒～数百ｍ秒程度とするとよい。したがって、状態切替部５０は、所定時間内に、このような第１状態と第２状態とが含まれる状態を、周期的に繰り返すように、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の状態を切り替える。

【0049】

図５には、検出装置１における処理を示すタイミングチャートが示される。図５では、横軸が時間軸として示される。図５の（Ａ）に示されるように、照射部２０がｔ０でエリア１２に向けて光の照射を開始する。光の照射の開始に伴い、状態切替部５０がｔ０からｔ１までの間に、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の状態を第１状態（図５では、第１状態を「Ｘ」として示している）にする。すなわち、ｔ０からｔ１までの間は、図５の（Ｂ）に示されるように、反射光検出部３０が光を検出することが可能な状態とされ、図５の（Ｃ）に示されるように、透過光検出部４０が光の検出を停止している状態とされる。このとき、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在していなければ、照射部２０から照射された光は紙コップ２Ｂで反射されないことから、反射光検出部３０には光（外乱光を除く）が入力されない。したがって、図５の（Ｅ）に示されるように、反射光検出部３０の出力（電圧）は、予め設定された値以下（以下「０」とする）となる。なお、このとき、上述したように、透過光検出部４０は光の検出を停止している状態となるため、図５の（Ｆ）に示されるように、透過光検出部４０の出力（電圧）は、予め設定された値以下（以下「０」とする）となる。

【0050】

続いて、状態切替部５０はｔ１からｔ２までの間に、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の状態を第２状態（図５では、第２状態を「Ｙ」として示している）にする。すなわち、ｔ１からｔ２までの間は、図５の（Ｂ）に示されるように、反射光検出部３０が光の検出を停止している状態とされ、図５の（Ｃ）に示されるように、透過光検出部４０が光を検出することが可能な状態とされる。このとき、照射部２０から照射された光は紙コップ２Ｂで遮られないことから、透過光検出部４０には照射部２０から照射された光が入力される。したがって、図５の（Ｆ）に示されるように、透過光検出部４０の出力（電圧）は、予め設定された値より大きくなる（以下「１」とする）。なお、このとき、上述したように、反射光検出部３０は光の検出を停止している状態となるため、図５の（Ｅ）に示されるように、反射光検出部３０の出力（電圧）は、０となる。

【0051】

本実施形態では、状態切替部５０は、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の状態を第２状態に切り替えてから、次に第１状態に切り替えるまでの間に、待機期間が設けられる。図５の例では、待機期間は反射光検出部３０及び透過光検出部４０の双方が光の検出を停止している状態とされる。この状態は待機状態であって、図５では、この状態を「Ｚ」として示している。すなわち、ｔ２からｔ３までの間は、図５の（Ｂ）に示されるように、反射光検出部３０が光の検出を停止している状態とされ、図５の（Ｃ）に示されるように、透過光検出部４０が光の検出を停止している状態とされる。したがって、図５の（Ｆ）に示されるように、透過光検出部４０の出力（電圧）及び反射光検出部３０の出力（電圧）は、０となる。以下同様に、照射部２０が光を照射している間、状態切替部５０は、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の状態を、第１状態と第２状態と待機状態とに、順次、切り替える。

【0052】

図３に戻り、判定部６０は、反射光検出部３０が光を検出し、且つ、透過光検出部４０が光を検出していない場合にエリア１２に紙コップ２Ｂが存在していると判定する。反射光検出部３０が光を検出し、且つ、透過光検出部４０が光を検出していない場合とは、照射部２０から照射された光が紙コップ２Ｂで反射され、その反射された光を反射光検出部３０が検出した場合であって、且つ、照射部２０から照射された光が紙コップ２Ｂで遮られて、照射部２０から照射された光を透過光検出部４０が検出していない場合である。したがって、判定部６０は、照射部２０から照射された光が紙コップ２Ｂで反射され、その反射された光を反射光検出部３０が検出した場合であって、且つ、照射部２０から照射された光が紙コップ２Ｂで遮られて、照射部２０から照射された光を透過光検出部４０が検出していない場合に、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在していると判定する。

【0053】

ここで、上述したように、本実施形態では、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の状態は、状態切替部５０によって第１状態と第２状態と待機状態とに切り替えられる。このため、反射光検出部３０及び透過光検出部４０とは、同時に光を検出することが可能な状態となることはない。そこで、本実施形態では、判定部６０は、最新の第１状態における反射光検出部３０の検出結果及び第２状態における透過光検出部４０の検出結果のうちの一方と、直前の第１状態における反射光検出部３０の検出結果及び第２状態における透過光検出部４０の検出結果のうちの他方とに基づいて、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在しているか否かを判定する。

【0054】

最新の第１状態における反射光検出部３０の検出結果及び第２状態における透過光検出部４０の検出結果のうちの一方とは、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の現在の状態が、状態切替部５０によって第１状態に切り替えられている場合には、反射光検出部３０の検出結果が相当し、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の現在の状態が、状態切替部５０によって第２状態に切り替えられている場合には、透過光検出部４０の検出結果が相当する。直前の第１状態における反射光検出部３０の検出結果及び第２状態における透過光検出部４０の検出結果のうちの他方とは、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の現在の状態が、状態切替部５０によって第１状態に切り替えられている場合には、直前の第２状態における透過光検出部４０の検出結果が相当し、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の現在の状態が、状態切替部５０によって第２状態に切り替えられている場合には、直前の第１状態における反射光検出部３０の検出結果が相当する。したがって、上述したように、１つの第１状態と１つの第２状態とを１つの状態とした場合に、判定部６０は、当該１つの状態における反射光検出部３０及び透過光検出部４０の夫々の検出結果に基づいて、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在しているか否かを判定する。

【0055】

例えば、図５の（Ｄ）に示されるように、ｔ５でエリア１２に紙コップ２Ｂが置かれたとする。ｔ６からｔ７の間は、反射光検出部３０は光を検出し、透過光検出部４０は光の検出を停止している第１状態であるので、図５の（Ｅ）に示されるように、ｔ６からｔ７の間において、紙コップ２Ｂによって反射された光が反射光検出部３０によって検出される。このとき、上述したように、透過光検出部４０は光の検出を停止している状態となるため、図５の（Ｆ）に示されるように、透過光検出部４０の出力（電圧）は、０となる。この場合、ｔ６からｔ７の間の第１状態の直前のｔ４からｔ５の間の第２状態では、透過光検出部４０に照射部２０から照射された光が入力され、光を検出している。したがって、判定部６０は、図５の（Ｇ）に示されるように、ｔ７において、紙コップ２Ｂがエリア１２に存在していないと判定する。

【0056】

続いて、ｔ７からｔ８の間は、反射光検出部３０は光の検出を停止している状態とされ、透過光検出部４０は光を検出することが可能な状態とされる第２状態にある。このとき、照射部２０から照射された光は、紙コップ２Ｂで遮られる。したがって、図５の（Ｆ）に示されるように、ｔ７からｔ８の間における透過光検出部４０の出力は０となる。この場合、ｔ７からｔ８の間の第２状態の直前のｔ６からｔ７の間の第１状態では、上述したように、反射光検出部３０が、紙コップ２Ｂで反射された光を検出している。したがって、判定部６０は、図５の（Ｇ）に示されるように、ｔ８において、紙コップ２Ｂがエリア１２に存在していると判定する。

【0057】

更に、ｔ８からｔ９の間の待機状態の後、ｔ９からｔ１０の間は、図５の（Ｅ）に示されるように、紙コップ２Ｂによって反射された光が反射光検出部３０によって検出される。また、直前の第２状態である、ｔ７からｔ８の間は、上述したように、照射部２０から照射された光は紙コップ２Ｂで遮られ、透過光検出部４０の出力は０となっている。したがって、判定部６０は、図５の（Ｇ）に示されるように、ｔ１０において、紙コップ２Ｂがエリア１２に存在していると判定する。判定部６０は、以下同様に判定する。

【0058】

図６には、反射光検出部３０の検出結果、及び透過光検出部４０の検出結果に応じた判定部６０による判定結果が示される。図６では、反射光検出部３０が反射光を検出したときの検出結果を「検出」として示され、反射光検出部３０が反射光を検出していないときの検出結果を「非検出」として示される。また、透過光検出部４０が照射部２０から照射された光を検出しているときの検出結果が「検出」として示され、照射部２０から照射された光が遮られ、透過光検出部４０が光を検出していないときの検出結果が「非検出」として示される。

【0059】

図６に示されるように、判定部６０は、反射光検出部３０の検出結果が「検出」であり、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」である場合にのみ、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在していると判定する。判定部６０は、反射光検出部３０の検出結果が「非検出」であるか、又は、透過光検出部４０の検出結果が「検出」である場合には、エリア１２に紙コップ２Ｂが存在していないと判定する。判定部６０の判定結果は、後述する報知部７０に伝達される。なお、本実施形態では、上述したように、反射光検出部３０及び透過光検出部４０は、同時に光を検出するのではなく、状態切替部５０により光を検出する状態が交互に切り替えられている。したがって、上述した反射光検出部３０の検出結果が「検出」であり、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」である場合とは、互いに連続する第１状態及び第２状態において、反射光検出部３０の検出結果が「検出」であり、且つ、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」であることを意味する。

【0060】

図３に戻り、報知部７０は、判定部６０がエリア１２に紙コップ２Ｂが存在していると判定した場合に報知する。報知部７０は、例えばライトを点灯あるいは点滅させて報知するように構成してもよいし、スピーカから音声を出力して報知するように構成してもよい。また、表示装置を備えている場合には、表示装置の画面にエリア１２に紙コップ２Ｂが存在していることを示す表示を行ってもよい。

【0061】

ここで、本実施形態では、検出対象物２が紙コップ２Ｂを例に挙げて説明したが、検出対象物２が、例えばミルクコーヒーが入ったペットボトル２Ｃや、ミルクティーが入ったペットボトル２Ｃである場合に、判定部６０はペットボトル２Ｃに入っているミルクコーヒーやミルクティーの量が減少しているか否かを判定することが可能である。

【0062】

判定部６０は、エリア１２に検出対象物２が存在していると判定している状態が継続している場合において、反射光検出部３０の検出結果及び透過光検出部４０の検出結果のうちの一方が変わったときは、当該変わった時点における検出対象物２の量が、存在していると判定した時点における検出対象物２の量よりも減少していると判定する。エリア１２に検出対象物２が存在していると判定している状態が継続している場合とは、図７の（Ａ）に示されるように、照射部２０と反射光検出部３０及び透過光検出部４０との間の高さまで、ペットボトル２Ｃにミルクコーヒーやミルクティーが入っている状態である。この状態は、図６において、反射光検出部３０の検出結果が「検出」であり、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」である場合にあたり、具体的には、反射光検出部３０が検出対象物２で反射された光を検出し、且つ、透過光検出部４０が照射部２０から照射された光を検出していない場合にあたる。なお、図７の例では、照射部２０における光を照射する部分の土台部１１からの高さＨ１と、透過光検出部４０における光を検出する部分の土台部１１からの高さＨ２とは、互いに等しく構成されている。

【0063】

反射光検出部３０の検出結果及び透過光検出部４０の検出結果のうちの一方が変わったときとは、図７の（Ｂ）に示されるように、照射部２０と反射光検出部３０及び透過光検出部４０との間の高さより低い位置に、ペットボトル２Ｃに入っているミルクコーヒーやミルクティーの液面が低下した状態である。この状態では、反射光検出部３０の検出結果が「検出」であり、透過光検出部４０の検出結果が「検出」に変わる。具体的には、反射光検出部３０が反射光を検出し、且つ、透過光検出部４０がペットボトル２Ｃを透過した照射部２０から照射された光を検出する。また、検出対象物２によっては、反射光検出部３０の検出結果が「非検出」に変わり、且つ、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」のままとなることもある。具体的には、反射光検出部３０が反射光を検出しなくなり、且つ、透過光検出部４０がペットボトル２Ｃを透過した照射部２０から照射された光を検出しない状態となる。

【0064】

判定部６０は、このような反射光検出部３０が反射光を検出したまま、且つ、透過光検出部４０がペットボトル２Ｃを透過した照射部２０から照射された光を検出するようになったとき、或いは、反射光検出部３０が反射光を検出しなくなり、且つ、透過光検出部４０がペットボトル２Ｃを透過した照射部２０から照射された光を検出しないままのときのペットボトル２Ｃに入っているミルクコーヒーやミルクティーの量が、反射光検出部３０が検出対象物２で反射された光を検出し、且つ、透過光検出部４０が照射部２０から照射された光を検出していないときのペットボトル２Ｃに入っているミルクコーヒーやミルクティーの量よりも減少していると判定する。

【0065】

図８には、反射光検出部３０の検出結果、及び透過光検出部４０の検出結果に応じた判定部６０による残量の判定結果が示される。図８でも図６と同様に、反射光検出部３０が反射光を検出しているときの検出結果が「検出」として示され、反射光検出部３０が反射光を検出していないときの検出結果が「非検出」として示される。また、透過光検出部４０が検出対象物２を透過した光を検出しているときの検出結果が「検出」として示され、透過光検出部４０が光を検出していないときの検出結果が「非検出」として示される。

【0066】

図８に示されるように、判定部６０は、反射光検出部３０の検出結果が「検出」であり、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」である状態から、反射光検出部３０及び透過光検出部４０のいずれか一方の検出結果が変わった場合、すなわち、反射光検出部３０の検出結果が「検出」のままであり、且つ、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」である状態から「検出」に変わったときに、ペットボトル２Ｃに入っているミルクコーヒーやミルクティーの残量が少なくなったと判定する。また、判定部６０は、反射光検出部３０の検出結果が「検出」である状態から「非検出」に変わり、且つ、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」のままである状態に変わったときに、ペットボトル２Ｃに入っているミルクコーヒーやミルクティーの残量が少なくなったと判定する。

【0067】

なお、図８に示されるように、判定部６０は、反射光検出部３０の検出結果が「検出」であり、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」である状態が継続している場合には、ペットボトル２Ｃに入っているミルクコーヒーやミルクティーの残量が少なくなっていないと判定する。また、判定部６０は、反射光検出部３０の検出結果が「検出」であり、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」である状態から、反射光検出部３０の検出結果が「非検出」に変わり、透過光検出部４０の検出結果が「検出」に変わったときは、ミルクコーヒーやミルクティーが入っているペットボトル２Ｃがエリア１２から取り除かれたと判定する。

【0068】

図５では、ｔ１５からｔ１６の間において、反射光検出部３０が光を検出し、ｔ１６からｔ１７の間において透過光検出部４０が照射部２０から照射された光を検出している。このため、判定部６０は、ｔ１７において、それまでの残量に比べて減少していると判定する。図５の（Ｇ）では、理解を容易にするために、判定結果の波高値を、ｔ１７以前の波高値よりも低い波高値で示している。

【0069】

３．その他の実施形態
上記第１の実施形態では、検出対象物２として歯ブラシ２Ａを挙げ、第２の実施形態では、検出対象物２として紙コップ２Ｂを挙げて説明した。しかしながら、歯ブラシ２Ａや紙コップ２Ｂは、検出対象物２の一例であって、検出装置１が検出対象物２として歯ブラシ２Ａや紙コップ２Ｂとは異なる物を検出するように構成することも可能である。

【0070】

上記実施形態では、検出装置１が、１つの照射部２０を備えている場合の例を挙げて説明したが、検出装置１は２つの照射部２０を備えて構成することも可能である。この場合には、２つの照射部２０のうちの一方を、検出対象物２で反射させる光を照射するために用い、２つの照射部２０のうちの他方を、検出対象物２を透過させる光を照射するために用いるとよい。

【0071】

上記実施形態では、照射部２０が赤外線ＬＥＤを用いて構成されるとして説明したが、照射部２０は可視光を照射するＬＥＤを用いて構成することも可能である。この場合には、反射光検出部３０及び透過光検出部４０は、可視光を検出することができるものを用いるとよい。

【0072】

上記実施形態では、検出装置１が、所定時間内に、第１状態と第２状態とが含まれるように、反射光検出部３０及び透過光検出部４０の状態を切り替える状態切替部５０を備えているとして説明したが、検出装置１は状態切替部５０を備えずに構成することも可能である。この場合には、反射光検出部３０及び透過光検出部４０は継続して光を検出するように構成し、同じタイミングで、反射光検出部３０が反射光を検出し、且つ、透過光検出部４０が照射部２０から照射された光を検出していない場合に、判定部６０がエリア１２に検出対象物２が存在していると判定するとよい。

【0073】

上記実施形態では、判定部６０は、エリア１２に検出対象物２が存在していると判定している状態が継続している場合において、反射光検出部３０の検出結果及び透過光検出部４０の検出結果のうちの一方が変わったときは、当該変わった時点における検出対象物２の量が、存在していると判定した時点における検出対象物２の量よりも減少していると判定するとして説明した。しかしながら、判定部６０は、エリア１２に検出対象物２が存在していると判定している状態が継続している場合において、反射光検出部３０の検出結果及び透過光検出部４０の検出結果のうちの一方が変わっても、当該変わった時点における検出対象物２の量が、存在していると判定した時点における検出対象物２の量よりも減少していると判定しなくてもよい。この場合、判定部６０は、エリア１２から検出対象物２が取り除かれたと判定してもよい。

【0074】

上記実施形態では、図７において、照射部２０、反射光検出部３０、及び透過光検出部４０の夫々のエリア１２からの高さが一様である、すなわち、照射部２０における光を照射する部分の土台部１１からの高さＨ１と、透過光検出部４０における光を検出する部分の土台部１１からの高さＨ２とは、互いに等しく構成されているとして説明した。例えば、照射部２０は、エリア１２からの高さが反射光検出部３０及び透過光検出部４０の夫々のエリア１２からの高さとは異なるように設けることも可能である。この場合、例えば図９の（Ａ）に示されるように、照射部２０における光を照射する部分の土台部１１からの高さＨ１が、透過光検出部４０における光を検出する部分の土台部１１からの高さＨ２よりも高くなるように構成してもよいし、図９の（Ｂ）に示されるように、照射部２０における光を照射する部分の土台部１１からの高さＨ１が、透過光検出部４０における光を検出する部分の土台部１１からの高さＨ２よりも低くなるように構成してもよい。

【0075】

上記実施形態では、図７の例において、判定部６０は、反射光検出部３０の検出結果が「検出」であり、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」である状態から、反射光検出部３０の検出結果が「検出」のままであり、且つ、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」である状態から「検出」に変わったときに、ペットボトル２Ｃに入っているミルクコーヒーやミルクティーの残量が少なくなったと判定するとして説明した。例えば、検出対象物２を、ペットボトル２Ｃに代えて光を反射しない容器に貯留した場合であって、図１０に示されるように、照射部２０における光を照射する部分の土台部１１からの高さＨ１が、透過光検出部４０における光を検出する部分の土台部１１からの高さＨ２よりも高くなるように構成する。このような構成において、照射部２０から照射された光が、図１０に示されるように検出対象物２の液面で反射する場合には、反射光検出部３０の検出結果が「検出」であり、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」である状態から、判定部６０は、反射光検出部３０の検出結果が「検出」である状態から「非検出」に変わり、且つ、透過光検出部４０の検出結果が「非検出」のままである状態に変わったとき、検出対象物２の残量が減少したと判定するように構成することも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明は、物体を検出する検出装置に用いることが可能である。

【符号の説明】

【0077】

１：検出装置
２：検出対象物
２Ａ：歯ブラシ
２Ｂ：紙コップ
２Ａ：ペットボトル
１２：エリア
２０：照射部
３０：反射光検出部
４０：透過光検出部
５０：状態切替部
６０：判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】