JP2004239755A - 扉用複合センサ - Google Patents

Abstract

【課題】電波と光を用いた自動扉用人体検知複合センサにおいて、電波による検知エリアと光による検知エリアとの間の隙間を小さくし、不感領域の問題を解消する。
【解決手段】扉より離れた位置に、物体を検出するための電波エリアを電波送受信部によって形成する。扉に沿った位置に、物体を検出するための光エリアを投受光部２０によって形成する。投受光部２０が、光エリアを扉の奥行き方向に拡大、縮小可能とするミラー２８、３６を備えている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動扉の近傍において物体を検知するセンサに関し、特に電波と光とを用いて物体を検知する複合センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の扉用複合センサの一例が非特許文献１に開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】
ＢＥＡ社製複合センサ「ＡＣＴＩＶ８．３」カタログ「平成１５年１月２９日検索」、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｅａｉｎｃ．ｃｏｍ／ＡＳＳＥＴＳ／ＰＤＦ／ＥＵ＿ＴＨＣＨ＿ＳＨＨＥＴ／Ａ．８．３ＰＤＦ＞
【０００４】
非特許文献１に示されている複合センサでは、１つの筐体内にマイクロ波の送受信部と、赤外線の投受光部とが設けられている。マイクロ波は、扉に向かって移動している動体、例えば通行者を検知するために使用されている。マイクロ波によって通行者が検知されると、扉が開放される。赤外線は、ドアの近傍に静止している通行者を検知するために使用されている。赤外線で通行者が検知されると、扉の開放状態が維持される。この複合センサでは、マイクロ波の送受信部で使用するアンテナの角度を１５度から５０度の範囲で調整可能であり、これによってマイクロ波による検知範囲を奥行き方向に移動させることができる。また、赤外線による検知では、フィルタの交換によって、検知幅（扉の開閉方向の幅）を広狭に切り換えることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、マイクロ波は、移動する通行者を検知し、扉の開放を開始するために使用される。例えば、早期に通行者を検知し、早めに扉の開放を開始したいと言う要望が生じることがある。この場合、アンテナの角度を大きく設定し、扉の奥行き方向に扉から離れた位置での通行者を検知可能とする。このようにアンテナの角度を設定すると、赤外線の投受光部は、扉の奥行き方向へ検知領域を移動させることができないので、マイクロ波による検知領域と赤外線による検知領域との間に大きな非検知領域が形成される。この非検知領域に通行者が静止した場合には、この通行者をマイクロ波によっても赤外線によっても検知することができない。例えば、赤外線の投受光部の取付を工夫することによって、赤外線の検知エリアをマイクロ波による検知エリアに近づけることは可能かもしれないが、その場合には、扉近傍において静止する通行者を検知することができず、扉近傍において通行者を検知するセンサを別に設ける必要が生じる。
【０００６】
本発明は、電波による検知エリアと光による検知エリアとの間に隙間を小さくすることが可能な複合センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による扉用複合センサは、電波送受信部を有している。この電波送受信部は、扉より離れた位置に、物体を検出するための電波エリアを形成する。電波送受信部は、電波エリア内に電波を送信する電波の送信部と、電波エリアから反射された反射電波を受信する電波の受信部とを備えている。この電波送受信部は、基準面、例えば扉の扉面に対してなす角度を変更可能に構成することも可能である。扉に沿った位置に、物体を検出するための光エリアを投受光部が形成する。投受光部は、光エリアに光線を投光する投光部と、この光エリアからの反射光線を受光する受光部とを、備えている。投受光部が、光エリアを扉の奥行き方向、即ち前記扉の扉面に向かう方向に拡大、縮小可能とする光エリア可変手段を備えている。
【０００８】
このように構成された扉用複合センサでは、扉から離れた位置に電波エリアが形成されている。更に、扉に沿って扉の近傍に光エリアを形成することによって、電波エリアと扉との間に光エリアが形成されている。この光エリアが、扉の奥行き方向に拡大、縮小可能であるので、電波エリアの位置に応じて電波エリアと光エリアとの間の隙間を小さくすることができる。その結果、電波エリアで検出された通行者等が電波エリアを通過後に立ち止まっても、この通行者を検出することが可能になる。
【０００９】
光エリア可変手段は、前記投受光部の投光光線を分散させる反射手段と、受光光線を集光させる集光手段とを、主体に構成することができ、反射手段と集光手段とによって、光エリアが拡大、縮小する。反射手段と集光手段とは、同期して所定の面に対してなす角度を変更可能とすることが望ましい。
【００１０】
光エリアの拡大、縮小手段としては、例えば多数の投光部及び受光部を投受光部に扉の奥行き方向に設けておき、光エリアを拡大する場合には、奥行き方向にある多くの投光部と受光部とを有効にし、光エリアを縮小する場合には、奥行き方向にある少数の投光部と受光部のみを有効にすることも考えられる。しかし、この手段では、予め多くの投光部と受光部とを設置しなければならず、コストが増大する上に、投受光部が大型になる。これに対し、投受光部の投光部からの光を分散させたり、受光部に光を集束させるようにすれば、使用する投光部及び受光部の数を減少させることができ、投受光部にかかるコストを低減させることができる上に、投受光部を小型化することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施形態の複合センサ２は、図３に示すように、自動扉の扉４の上方にある無目６に取り付けられている。なお、扉４は、例えば図４に示すように、両引きの引き戸である。
【００１２】
複合センサ２は、図１（ｄ）に示すように、電波モジュール８を有している。電波モジュール８内には、図２に示すように、アンテナ１０から電波、例えばマイクロ波を送信し、そのマイクロ波の反射波をアンテナ１０で受信することによって、物体、例えば通行者等の動体を検知する電波送受信部１２が設けられている。この電波モジュール８は、例えば図３に示すように床面１４に対して電波を送受信するように配置されている。この電波の送受信によって、電波モジュール８から床面１４に向かう電波エリア１６が形成される。この電波エリア１６の形状は、アンテナ１０の指向性によって決定され、図４に示すように、扉４の幅寸法以上の幅寸法を有している。この電波エリア１６内において移動する動体が、電波送受信部１２によって検知される。
【００１３】
電波モジュール８には、図１（ｄ）に示すように、電波モジュール８の側方から扉面４ａに平行に突出するように角度調整手段、例えば角度調整軸１８が設けられている。この角度調整軸１８を回転させることによって、この電波モジュール８のアンテナ１０の電界強度の最大方向（電波エリア１６の中心）が基準面、例えば扉４の扉面４ａに対してなす角度が調整可能とされている。
【００１４】
図１（ｄ）に示すように、電波モジュール８の横に、投受光部２０が配置されている。投受光部２０は、床面１４側に投光する投光部２２を有している。投光部２２は、複数、例えば７個の投光素子２４ａ乃至２４ｇを備え、各投光素子２４ａ乃至２４ｇは、その正面から所定の投光角度範囲内に光、例えば赤外線を投光する。これら投光素子２４ａ乃至２４ｇは、その正面側が床面１４側を向くように配置されている。各投光素子２４ａ乃至２４ｇからの投光角度範囲内の光線のうち所定のものが、屈折手段、例えば凸レンズ２６の中心を通り、かつこれら光線が交差するように、凸レンズ２６が配置されている。この凸レンズ２６は両凸レンズである。図１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、凸レンズ２６の後端部（扉４側）から、各投光素子２４ａ乃至２４ｇ側に向かって伸びる１つの反射手段、例えば平板状のミラー２８が凸レンズ２６の後端部に取り付けられている。
【００１５】
凸レンズ２６とミラー２８とは、凸レンズ２６の中心（図１（ａ）乃至（ｃ）に点線の丸で示す。）を回転中心として、図１（ａ）乃至（ｃ）に示すように回転可能とされている。即ち、図１（ａ）に示すように、投光素子２４ａ乃至２４ｇの光線のうちその中心から投光されるものに、ミラー２８の上端部がほぼ接する第１の状態から、同図（ｂ）に示すように、ミラー２８の上端部が上記光線の中心から若干離れた第２の状態を経て、同図（ｃ）に示すように、ミラー２８の上端部が上記光線の中心からさらに離れた第３の状態にまで移動可能である。無論、第３の状態から第２の状態を経て第１の状態に戻ることもできる。
【００１６】
この投光素子２４ａ乃至２４ｇ、凸レンズ２６及びミラー２８は、投光光線のうち中心のものが床面１４に対してほぼ垂直になるように配置されている。
【００１７】
投受光部２０は、床面１４側からの光線を受光する受光部３０も有している。受光部３０も、各投光素子２４ａ乃至２４ｇに対応する受光素子３２ａ乃至３２ｇを有し、投光素子２４ａ乃至２４ｇと同様に配置され、かつ凸レンズ３４を介して対応する投光素子２４ａ乃至２４ｇからの反射光線を受光する。また、凸レンズ３４の後部には、ミラー２８と同様に集束手段としてのミラー３６が取り付けられている。凸レンズ３４とミラー３６も、凸レンズ３４の中心を回転中心として回転する。この回転は、凸レンズ２６及びミラー２８の回転と同期して行われるように、凸レンズ２６、３４とはそれらの中心を繋ぐ連結具３８によって連結されている。また、この回転を複合センサ２の外部から行えるように、凸レンズ２６に結合された操作レバー４０が複合センサ２の外部に導出されている。
【００１８】
投受光部２０において投光、受光される光線によって光エリア４２が形成される。この光エリア４２は、複合センサ２から床面１４に向かうものである。この光エリア４２の下端は、例えば図４に示すように、扉４付近にその幅方向にほぼ一致する幅方向を持つものであり、操作レバー４０の操作によって、扉４の奥行き方向（扉４の扉面４ａに垂直な方向）に拡大、縮小が可能である。即ち、ミラー２８、３６及びこれらの角度を変更する操作レバー４０等が、光エリア変更手段を構成している。
【００１９】
図１（ａ）に示す第１の状態では、各投光素子２４ａ乃至２４ｇ（図１（ａ）では代表として投光素子２４ｄを示してある。）から投光角度範囲に投光される各投光光線のうち最も前側（扉４から最も離れた方向）にある光線ＬＦは、凸レンズ２６の中央を通り床面１４に向かう。また、投光角度範囲の中心にある光線ＬＣは、そのまま下方に向かう。そして、これら２つの光線ＬＦ、ＬＣの間にある光線も同様にして床面側に向かう。その結果、図３、図４、図５、図６に示すように、扉４に非常に接近した第１の床面領域から複合センサ２に向かう１つの光エリア４４ａが形成される。
【００２０】
一方、中心の光線ＬＣよりも後方（扉４側）の光線（代表として投光角度範囲の光線のうち最も後方にある光線ＬＢを示す）は、ミラー２８によって床面１４側に反射されることはない。従って、これら光線が床面１４側に光エリアを構成することはない。図３、図４、図５、図６に示されるように、１つの光エリア４２ａのみが形成される。これら光エリア４２ａに投光された各投光素子２４ａ乃至２４ｇからの投光光線の床面１４等による反射光線は、凸レンズ３４、ミラー３６を介して対応する受光素子３２ａ乃至３２ｇに入光する。
【００２１】
図１（ｂ）に示す第２の状態では、上述した光エリア４２ａは第１の状態と同様に形成されるが、ミラー２８が第１の状態よりも扉４側に傾いている。そのため、光エリア４２ａに加えて、投光角度範囲の中心の光線よりも後側にある光線、例えば上述した光線ＬＢと、光線ＬＢと中心光線ＬＣとの間にある光線ＬＢ１とは、ミラー２８によって反射されて、光エリア４４ａの床面１４での到達面（第１の床面領域）に隣接した第２の床面領域に到達する。これによって、図７、図８に示すように、複合センサ２と第２の床面領域との間にもう１つの光エリア４２ｂが形成される。光エリア４２ｂに投光された各投光素子２４ａ乃至２４ｇからの投光光線の床面１４等による反射光線は、凸レンズ３４、ミラー３６を介して対応する受光素子３２ａ乃至３２ｇに入光する。このように、第２の状態では、光エリア４２ｂが形成されることによって、第１の状態よりも光エリア４２の奥行き寸法が拡張されている。
【００２２】
図１（ｃ）に示す第３の状態では、ミラー２８が第２の状態よりも扉４側に傾いている。そのため、光エリア４２ａは第１の状態と同様に構成される上に、光線ＬＢ、ＬＢ１の床面１４への到達位置である第３の床面領域は、第２の状態における第２の床面領域よりも扉４から離れた位置となる。その結果、図９、図１０に示すように、もう１つの光エリア４２ｂ’は、光エリア４２ｂよりも更に扉４から離れた位置である第３の床面領域と複合センサ２との間に形成される。光エリア４２ｂ’に投光された各投光素子２４ａ乃至２４ｇからの投光光線の反射光線は、凸レンズ３４、ミラー３６を介して対応する受光素子３２ａ乃至３２ｇに入光する。このように、第３の状態では、光エリア４２ａから離れて光エリア４２ｂ’が形成されることによって、第２の状態よりも光エリア４２の奥行き寸法が拡張されている。
【００２３】
第３の状態から第２の状態に、第２の状態から第１の状態に変更することによって、光エリア４２の奥行き寸法が縮小される。なお、上記の説明では、説明を簡略化するために、凸レンズ２６の作用は無視してある。
【００２４】
図２に示すように、投光部２２は、投受光部２０内の駆動回路４４によって駆動される。また、受光部３０は、投受光部２０内の駆動回路４６によって駆動される。受光部３０の各受光素子３２ａ乃至３２ｇからの受光信号は、投受光部２０内の増幅回路４８によって増幅されて、制御手段、例えばＣＰＵ５０に供給される。駆動回路４４、４６は、ＣＰＵ５０に制御される。電波送受信部１２での受信信号は、電波モジュール８内の増幅回路５２によって増幅され、ＣＰＵ５０に供給される。
【００２５】
ＣＰＵ５０では、増幅回路４８からの増幅受光信号や増幅回路５２からの増幅受信信号をそれぞれに対して予め定めた基準値と比較することによって、動体が検出されたか或いは静止物体が検出されたかを判断する。その判断結果が出力回路５４を介して、複合センサ２とは別途に設けられた扉４の制御回路（図示せず）に出力され、扉４の開閉制御が行われる。
【００２６】
ＣＰＵ５０には、電波エリア幅を調整するためのボリューム５６が設けられている。このボリューム５６を調整することによって電波エリア１６の幅が調整される。さらに、ＣＰＵ５０には、光エリア幅調整用ディップスイッチ５８も設けられている。このディップスイッチ５８を調整することによって、受光素子３２ａ乃至３２ｇのうち受光信号を有効とするものが決定され、これによって光エリア４２の幅が調整される。これら幅の調整は、扉４の幅に応じて行われる。
【００２７】
これらＣＰＵ５０、出力回路５４、電波エリア調整用ボリューム５６、光エリア幅調整用ディップスイッチ５８も、複合センサ２内に設けられている。
【００２８】
上述したように、電波エリア１６の中心が扉面４ａに対してなす角度は変更可能である。図３及び図４に示すように電波エリア１６の中心の扉面４ａに対する角度を小さく、例えば２１度とした場合、操作レバー４０を第１の状態として光エリア４２ａのみが形成されている状態としても、電波エリア１６と光エリア４２ａとの間の隙間が小さいので、通行者Ｐが扉４に向かって移動しているとき、電波エリア１６から抜けても、光エリア４２ａ内に直ちに入り、投受光部２０によって直ちに検出される状態になる。従って、そのまま通行者Ｐが立ち止まっても、全く検出されないという事態は生じず、扉４は開かれたままとなる。その後、扉４に向かって移動しても、開いたままの扉４を通過可能である。
【００２９】
ところで、ユーザーに要望によって、通行者Ｐが扉４から比較的離れた位置にいる状態で、電波送受信部１０によって通行者Ｐが検出できるようにして、早めに扉４を開くようにすることがある。この場合、電波エリア１６の中心が扉面４ａに対してなす角度を大きく、例えば４５度とすることがある。この状態を図５及び図６に示す。この状態において、第１の状態となるように操作レバー４０を操作して、光エリア４２として光エリア４２ａのみを形成していると、電波エリア１６と光エリア４２ａとの間の隙間が大きくなる。その結果、通行者Ｐが電波エリア１６を抜けて、そのまま停止すると、通行者Ｐが電波送受信部１２によっても、投受光部２０によっても検出されない状態が発生する。そのため、扉４が閉じられるように制御がされるが、扉４が閉じ始めたときに、通行者Ｐが扉４側に移動を開始すると、通行者Ｐが扉４に衝突する可能性がある。
【００３０】
この状態を回避するために、第２の状態となるように予め操作レバー４０を操作しておく。これによって、図７及び図８に示すように、光エリア４２が、扉４の近傍で隣接する２つの光エリア４２ａ、４２ｂによって構成される。その結果、光エリア４２の奥行きが拡張され、光エリア４２と電波エリア１６との隙間が小さくなる。従って、通行者Ｐが電波エリア１６から抜けた状態でも、その体の一部、例えば足が光エリア４２ｂ内に入るので、たとえそのまま通行者Ｐが停止したとしても、通行者Ｐは投受光部２０によって検出され、扉４は開いたままの状態が維持される。
【００３１】
或いは、第３の状態となるように操作レバー４０を予め操作しておいて、図９及び図１０に示すように、光エリア４２ａと、これから離れて電波エリア１６に近い位置に光エリア４２ｂ’とを形成する。このように光エリア４２ａ、４２ｂを形成することによっても、光エリア４２の奥行き寸法、即ち光エリア４２ａの扉４側の縁から光エリア４２ｂ’の電波エリア１６側の縁部との距離は、第２の状態よりも拡張されている。従って、通行者Ｐが電波エリア１６から抜けた状態でも、その体の一部が光エリア４２ｂ内に入るので、たとえそのまま通行者Ｐが停止したとしても、通行者Ｐは投受光部２０によって検出される。
【００３２】
なお、第２の状態では、通行者Ｐの歩幅が小さい場合には、電波エリア１６から通行者Ｐが抜けた後、光エリア４２ｂに体の一部が到達する前に、通行者Ｐが停止した場合、通行者Ｐが投受光部２０によって検出されない可能性がある。しかし、第３の状態では、光エリア４２ｂ’は、電波エリア１６に近い位置に形成されているので、たとえ通行者Ｐの歩幅が小さくても、電波エリア１６から抜けた通行者Ｐは光エリア４２ｂ’に入り、投受光部２０によって検出される。
【００３３】
また、光エリア４２ｂ’と光エリア４２ａとの隙間は小さいので、光エリア４２ｂ’から光エリア４２ａに移動する間には、必ず通行者Ｐの体の一部がどちらかのエリアにあり、たとえ光エリア４２ｂ’、４２ａの間で通行者Ｐが停止しても、確実に投受光部によって検出される。
【００３４】
光エリア４２は、ユーザーの要望によって、施工業者によって第２の状態または第３の状態とされる。
【００３５】
上記の実施の形態では、扉４は、両引きの引き戸としたが、扉が扉開口にそって進退する形式のものであれば、他の扉を使用することもできる。例えば片引きの引き戸とすることもできるし、折り戸等を使用することもできる。上記の実施の形態では、投受光部２０には凸レンズ２６、３４を設けたが、場合によっては不要であり、凸レンズの形状も上記のような両凸レンズの他に片凸レンズ等の種々のものを使用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、光エリアの奥行きを拡大、縮小することができるので、電波エリアの位置に応じて電波エリアと光エリアとの隙間を小さくして、通行者等の物体を確実に検出できる状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態の複合センサにおける投光素子とミラーとの関係を示す図と、複合センサの概略構成を示す図とである。
【図２】図１の複合センサのブロック図である。
【図３】図１の複合センサにおける電波エリアの角度が小さい状態で、光エリアを最も縮小させた状態を示す側面図である。
【図４】図１の複合センサにおける電波エリアの角度が小さい状態で、光エリアを最も縮小させた状態を示す平面図である。
【図５】図１の複合センサにおける電波エリアの角度が大きい状態で、光エリアを最も縮小させた状態を示す側面図である。
【図６】図１の複合センサにおける電波エリアの角度が大きい状態で、光エリアを最も縮小させた状態を示す平面図である。
【図７】図１の複合センサにおける電波エリアの角度が大きい状態で、光エリアを拡大した状態を示す側面図である。
【図８】図１の複合センサにおける電波エリアの角度が大きい状態で、光エリアを拡大した状態を示す平面図である。
【図９】図１の複合センサにおける電波エリアの角度が大きい状態で、光エリアを拡大した状態を示す側面図である。
【図１０】図１の複合センサにおける電波エリアの角度が大きい状態で、光エリアを拡大した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
２ 複合センサ
４ 扉
１２ 電波送受信部
２０ 投受光部
２８ ３６ ミラー（光エリア可変手段）

Claims (2)

1. 扉より離れた位置に、物体を検出するための電波エリアを形成する電波送受信部と、
   前記扉に沿った位置に、物体を検出するための光エリアを形成する投受光部とを、
   有し、前記投受光部が、前記光エリアを前記扉の奥行き方向に拡大、縮小可能とする光エリア可変手段を備える
   扉用複合センサ。
2. 請求項１記載の扉用複合センサにおいて、前記エリア可変手段は、前記投受光部の投光光線を分散させる反射手段と、受光光線を集光させる集光手段とを、主体に構成され、前記反射手段と前記集光手段とによって、前記光エリアを拡大、縮小することを特徴とする扉用複合センサ。

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