赤外線センサー

Question

SHARPのGP2Y0A710K0Fというセンサーで物体までの距離を測定しようとしています
正しく測定できるように測定したい物体に半反射版を取り付けようとしており、
この反射板の素材と大きさについて質問です

反射板の素材：鏡や金属は赤外線を反射する性質があるためNG、黒色の反射板はレーザの光を吸収するためNG、透明も通過してしまうためNG、アルミニウムや銀メタル、プラスチックなどの反射板が良い

反射板の大きさ：赤外線の視野角は約100度という記載がありました。
データシートの図を見ると１本の光線が反射しているように書いてますが、1本の赤外線が出ているわけではないですよね？（映画みたいに赤外線メガネをつけたら放射されている赤外線は見えるのでしょうか？？）

0〜5mまでの測定をしたいのですが、この場合反射板の大きさはそれくらいのものを想定しておけば良いのでしょうか

Accepted Answer

0～5mを測定したいということですが、0～1mは測定できません。
添付の特性グラフを御確認ください。
このセンサーは三角測量の原理を使っているため、近いと入光角が付きすぎて、受光センサーが正しく反応する範囲を超えてしまって、出力電圧が下がってしまいます。
出力電圧が下がるということは、もっと遠い距離と誤認してしまうということです。
例えば20cm付近と、1.5m付近は出力電圧が同じ2V程度なので、20cmmにある物体を、1.5mだと誤認します。
また、この特性グラフを見ていただければわかると思いますが、出力特性がリニアではないため、2mを超えるあたりからは、かなり検出精度が下がります。
3mから5.5mに関しては、距離を測るというよりも、そこに物体があるか無いかを検出する程度に捉えておいた方がいいです。
まともに距離計測に使えるのは1mから2.5mぐらいの間です。
その点は理解した上で御使用下さい。

元々、このセンサーは正確に距離を測定することを目的としたセンサーではなく、家電製品のように非常にコスト要求が厳しい商品でも距離センサーを組み込めるように、コスト重視で開発されたセンサーで、家電メーカーが大量に購入すれば100円程度で買えるようなものです。
だから、大体この辺りに物体があるというのを検出できる程度の物であり、正確な距離測定には使えないことは御承知おきください。

Answer

反射板の素材について：次のように捉えることが適切と思います。
－ 鏡や平滑な金属面は（波長850nm）赤外線を正反射する性質があるため不適
－黒色の反射板は赤外LEDの放射光（波長850nm）を吸収するので反射光が得られないため不適
－赤外LEDの放射光（波長850nm）を透過する透明材料は反射が得られないので不適
－赤外LEDの放射光（波長850nm）を拡散反射する材質が適切

反射板の大きさについて：
＞赤外線の視野角は約100度という記載がありました。
→どこに書いてあるか読み取れませんでした。
検出エリアは、30cmの距離で±2cmの程度のようです。角度で表わせば±4度程度・・・全角で8度以上の大きさがあればよさそうに思います。

反射板の大きさ：
＞0〜5mまでの測定をしたいのですが、この場合反射板の大きさはそれくらいのものを想定しておけば良いのでしょうか
→ 2×5 m× tan 4°≒0.7 mより大きなサイズの反射面を用意すればよさそうに思います。
なお、このサンサーの検出距離の仕様は、100cm～550cmと表明されていますので、0m～1mの距離ではうまく検出できない可能性があることを了解しておく必要があると思います。

アプリケーションノート：
https://jp.sharp/products/device/doc/opto/gp2y0a_gp2y0d_series_appl_e.pdf
仕様書：
https://jp.sharp/products/device/doc/opto/gp2y0a710k_e.pdf

Answer

SHARPのGP2Y0A710K0F
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-03157/
https://akizukidenshi.com/download/ds/sharp/GP2Y0A710K0F.pdf
5page
Fig. 2 Example of distance measuring characteristics(output) 
White paper,Gray paper
Distance L 500cm

って書いてあるんだけど

尚、ワークサイズについての記載は探し出せませんでした

赤外線センサーで物体までの距離を測定する方法と反射板の素材・大きさについて