JP2002214339A

JP2002214339A - 物体検知装置

Info

Publication number: JP2002214339A
Application number: JP2001011072A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Mori; 和彦森
Original assignee: Aichi Electric Co Ltd
Current assignee: Aichi Electric Co Ltd
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】超音波を送受信するセンサを複数備えた場合
でも、受信波から対象物の有無を判別する回路を１構成
だけ用意すればよい物体検知装置を提供する。【解決手段】複数備えたセンサ３のうち、動作させる
センサ３をコントローラ２からの指令信号により順次切
り替える切換器８を備えて物体検知装置を構成したの
で、低コストの装置の提供が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動扉の
開閉制御装置に用いられる物体検知装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、センサによって人体の有無を
検知して防犯等に利用する、所謂、人体検知装置は一般
的に知られている。前記人体検知装置を利用した装置の
中で、我々の生活に最も普及し、利用する機会が多いも
のの１つに、自動扉に取付けられた人体検知装置があ
る。

【０００３】これらの人体検知装置はその多くが光電式
や超音波式と言われるものであり、光電式の人体検知装
置としては、例えば、扉前に対向して配置したセンサと
反射板間に赤外線を放射し、人体が前記赤外線を遮断す
ることにより人体の有無を検知するものが存在する。

【０００４】また、超音波式の人体検知装置としては、
放射した超音波を人体により反射させ、この反射波が予
め設定した時間帯で受信できるか、否かによって人体の
有無を検知するものや、前記反射波の振幅の変化により
人体の有無を検知するものがよく知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然るに、前記光電式や
超音波式の人体検知装置は、赤外線や超音波（以下、超
音波等という）を外部に放射して、その反射波を受信す
ることにより、人体の有無を検出するので、当然、前記
超音波等を送受信する機能が必要不可欠な構成要素とな
る。

【０００６】そして、前記人体検知装置を自動扉に利用
する場合は、扉の表側と裏側における人体の有無を検知
するために、通常、扉の表側と裏側とにそれぞれ１機づ
つ人体検知装置を設置し、扉の表側から扉に接近してく
る人と、扉の裏側から扉に接近してくる人を検知して、
前記扉を自動開閉するように構成している場合が多い。

【０００７】したがって、前記扉の表側と裏側に１機づ
つ備えた人体検知装置は、それぞれ個々に人体を検知す
る超音波等の送受信機能、および、受信した超音波より
人体の有無を検出する機能を具現する回路要素が別々に
必要となり、人体検知装置のコストが必然的に上昇して
しまうという問題があった。

【０００８】そこで、本発明は前述した問題点を解消す
るために、簡易な構成で確実に対象物の検出が可能な物
体検知装置を提供する。

【０００９】

【問題を解決するための手段】請求項１記載の物体検知
装置は、扉付近の一定領域に超音波を照射し、前記一定
領域内の物体にて反射した反射波を受信する複数のセン
サと、前記反射波より扉の利用者の有無を検出するコン
トローラからの指令信号により、前記複数のセンサの動
作切り替えを行う切替器とを備えて構成した。

【００１０】請求項２記載の物体検知装置は、請求項１
記載の物体検知装置において、コントローラは、反射波
を受信する毎に前記切替器に切替指令信号を送信するよ
うに構成した。

【００１１】本発明の物体検知装置は、複数備えたセン
サを順次切換えて動作させるように構成したので、複数
のセンサにより受信した反射波から人体の有無を検出す
る回路は、１構成分だけ準備すればよく、装置のコスト
を容易に低減することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図４により説明する。図１は本発明の物体検知装
置の１構成例をブロック図にて示したものであり、図１
において、１は例えば、マイクロコンピュータからなる
コントローラ２から、ある一定の周期で送信された基本
パルスに基づいて動作する超音波発生回路である。

【００１３】３は前記超音波発生回路１の動作によって
前記基本パルスと同一周期で外部に超音波を発振する送
波機能と、物体にて反射した前記超音波を受信する受波
機能を備えたセンサである。

【００１４】４は前記センサ３により受信した超音波の
振幅を増幅する増幅回路であり、５は増幅した超音波を
ＡＭ検波するとともに、予め設定した規定値と比較する
比較・検波回路である。６は増幅回路４にて増幅した超
音波の周波数に応じた電圧値を出力する周波数−電圧変
換回路（以下、Ｆ−Ｖ変換回路という）であり、前記比
較・検波回路５と、このＦ−Ｖ変換回路６の出力はとも
に前記コントローラ２に送信され、コントローラ２はこ
の信号を基にして、例えば、扉を自動開放する動力部７
を駆動制御するのである。

【００１５】８は前記センサ３を複数備えた場合に、前
記コントローラ２からの指令信号によって、動作させる
センサ３を切替えるための切替器である。

【００１６】次に、前記物体検知装置の動作を図２ない
し図４に示すフローチャートを用いて説明する。まず最
初に、ステップＳ₁において、図１に示すコントローラ
２からある一定の周期で基本パルスが超音波発生回路１
に入力されると、これを受信した超音波発生回路１は動
作して、センサ３より前記基本パルスと同一周期で超音
波を外部に発振する（ステップＳ₂）。

【００１７】このとき、前記コントローラ２はステップ
Ｓ₃で、発振された超音波の周波数を基準周波数として
記憶する。そして、センサ３より発振された超音波は最
初、静止した物体に反射させることにより、その周波数
を変化させることなく、センサ３によって受信される
（ステップＳ₄）。

【００１８】受信された超音波は、ステップＳ₅におい
て、増幅回路４により増幅され、その後、Ｆ−Ｖ変換回
路６に送信される。前記Ｆ−Ｖ変換回路６は、受信した
信号の周波数に応じた電圧値（ステップＳ₆）を、コン
トローラ２に出力（ステップＳ₇）することにより、コ
ントローラ２はこの電圧値を基準電圧値として記憶する
（ステップＳ₈）。

【００１９】このように、基準周波数と基準電圧がコン
トローラ２に記憶された時点で、前記物体検知装置は初
期設定を完了し、実際に対象物を検知可能な状態とな
る。

【００２０】そして、前記対象物の検知が可能な状態に
おいて、図３のステップＳ₁₁でコントローラ２から基本
パルスが超音波発生回路１に出力されると、前記超音波
発生回路１は動作して、センサ３より自動扉の、例え
ば、表側の所定範囲に超音波が発振される（ステップＳ
₁₂）。

【００２１】前記超音波は照射範囲に何らかの物体が存
在すれば、その物体によって反射し物体が存在しなけれ
ば、床面等に反射してセンサ３に受信される（ステップ
Ｓ₁₃）。前記センサ３により受信された超音波は振幅
を、ステップＳ₁₄で増幅回路４によって増幅させる。そ
して、ステップＳ₁₅に示す所定の演算処理に移行する。

【００２２】この演算処理とは、図４のフローチャート
に示すように行われるものであり、ステップＳ₂₁にて、
図１に示すＦ−Ｖ変換回路６で変換した超音波の周波数
に応じた電圧値を、ステップＳ₂₂でコントローラ２に出
力する。

【００２３】前記コントローラ２はこの電圧値を入力す
ることにより、図１に示す切替器８に切替指令信号を送
信（ステップＳ₂₃）して、動作させるセンサ３の切替え
を行う。即ち、扉の表側と裏側にセンサ３を設置した場
合は、動作させるセンサを扉の表側から裏側のセンサ３
に切替えるのである。

【００２４】また、前記コントローラ２はＦ−Ｖ変換回
路６より入力した電圧値から物体に反射した超音波の周
波数を検出する。言い換えれば、ドップラ効果による反
射波の周波数変化をＦ−Ｖ変換回路６によって電圧値の
変化に変換するのである。

【００２５】そして、この電圧値の変化を基に、物体ま
での距離と、物体の移動速度および移動方向をステップ
Ｓ₂₄にて算出する。さらに、前記コントローラ２はこの
算出結果を基にして扉を自動開放するタイミングをステ
ップＳ₂₅において算出する。なお、具体的な算出手段
は、本発明の趣旨ではないので割愛する。

【００２６】一方、ステップＳ₁₄で増幅された超音波
は、ステップＳ₁₆において、比較・検波回路５にてＡＭ
検波され、ステップＳ₁₇で予め設定した電圧値（以下、
規定電圧値という）と比較される。

【００２７】前記検波した電圧値が規定電圧値以上であ
れば、前記超音波の基準周波数に相当するパルス幅を有
するパルス信号がコントローラ２に送信される（ステッ
プＳ ₁₈）。

【００２８】また、前記ステップＳ₁₇で、検波した電圧
値が規定電圧値以下である場合は、コントローラ２には
何ら信号は送信されない。そして、前記コントローラ２
は、比較・検波回路５から出力（パルス信号）があった
ときのみ、超音波の照射範囲（扉の表側）に物体が存在
すると判断して、ステップＳ₁₉で、受信したパルス幅が
充分なパルス幅（Ｆ−Ｖ変換回路６による変換が可能な
パルス幅）を有しているかどうかを判定する。

【００２９】その結果、パルス信号のパルス幅が充分で
ない場合は、比較・検波回路５からパルス信号の出力が
なかったときと同様に、自動扉の利用者は存在しないも
のとして、ステップＳ₁₁まで戻り、前述したと同様の動
作を繰り返す。また、パルス信号のパルス幅が充分であ
る場合は、ステップＳ₂₀に移行して、前記所定の演算処
理（ステップＳ₁₅）にて算出した扉の開放タイミング
で、前記扉を自動開放する。

【００３０】そして、前述した動作を、図４に示すステ
ップＳ₂₃の切替器８の切替をしつつ実行することによ
り、例えば、扉の表側と裏側に備えたセンサ３を交互に
動作させて、扉の表裏両側における物体（人体）の検出
を確実に行って、扉を適切なタイミングで良好に自動開
閉させることができるのである。

【００３１】以上、実施例に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施例になんら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の改良変
形が可能であることは容易に推察できるものである。

【００３２】例えば、受信した超音波の反射波より対象
物（人体等）の有無を判別する回路は、図１に示す回路
構成に限定するものではなく、物体検知装置の利用目的
に応じた検出情報が得られるのであれば、どのように構
成してもよい。

【００３３】即ち、複数のセンサに対し、切替器を１つ
設け、個々のセンサにより受信した反射波より、対象物
の有無を検出できる回路を１構成用意することにより、
本発明の物体検知装置は構成されればよいのである。

【００３４】また、前記物体検知装置の回路構成が変化
すれば、コントローラ２が切換器８に切替指令信号を送
信するタイミングも、図４に示すように、Ｆ−Ｖ変換さ
れた電圧値がコントローラ２に入力されたときに限定さ
れないことは当然であり、例えば、前記物体検知装置の
利用目的に応じた検出情報が得られたとき等、場合に応
じて変化させればよい。

【００３５】以上のように、本発明の物体検知装置は、
センサ３を除く構成要素（物体の有無を判別する回路）
は、センサ３の個数に関係なく１構成用意すればよく、
この結果、装置のコストが容易に低減できるとともに、
設置スペースの削減も可能となる等、種々の利点を具備
しており利便である。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の物体検知装置において
は、対象物を検出するセンサを複数備えた場合でも、動
作させるセンサを切替器によって１つとすることによ
り、受信波から対象物の有無を検出する回路は１構成だ
け用意すればよいので、この種装置のコストを確実に低
減できるとともに、設置スペースも容易に削減でき、利
便である。

【００３７】請求項２記載の物体検知装置においては、
前記切替器によるセンサの切替えを、コントローラが反
射波を検出した際に出力する指令信号によって行うよう
に構成したので、センサによる超音波の送受信と、受信
波による対象物の検出動作を円滑に繰り返し実行するこ
とができるという、利点も備えている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の物体検知装置の構成を示すブロック図
である。

【図２】前記物体検知装置の初期設定動作を示すフロー
チャートである。

【図３】前記物体検知装置において物体の有無を判別す
る動作を示すフローチャートである。

【図４】前記物体検知装置における所定の演算処理を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１超音波発生回路２コントローラ３センサ４増幅回路５比較・検波回路６Ｆ−Ｖ変換回路７動力部８切替器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】扉付近の一定領域に超音波を照射し、前
記一定領域内の物体にて反射した反射波を受信する複数
のセンサと、前記反射波より扉の利用者の有無を検出す
るコントローラの指令信号によって、前記複数のセンサ
の動作切り替えを行うための切替器とを備えて構成した
ことを特徴とする物体検知装置。
【請求項２】前記コントローラは、反射波を受信する
毎に前記切替器に切替指令信号を送信するように構成し
たことを特徴とする請求項１記載の物体検知装置。