JP2009265017A - 自動ドア用センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 自動ドア用センサを小型化でき、しかもコストダウンを図ることができる。
【解決手段】 投光部は、投光が行われる投光器１４と、投光器１４の投光を監視エリアへ偏向させるシリンドリカルレンズであるレンズ１６とを、備えている。受光部は、監視エリアに投光された光を受光する受光器２２と、監視エリアに投光された光を受光器２２に集光させる多分割レンズ２４とを、備えている。受光器２２の受光状況から監視エリア内の人または物体の有無を制御部３０が判断する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動ドア用センサに関し、特に、投受光器を使用したものに関する。

投受光器を用いた自動ドア用センサには、監視エリア内に多数の検知範囲を形成して監視するものがある。例えば特許文献１に開示されているセンサでは、複数の投光素子からの光を多分割レンズを用いて分割し、これら分割光を監視エリアの様々な位置に投光し、これら様々な位置からの反射光を多分割レンズによって集光し、受光素子で受光している。投光素子と１対１に対応するように、投光素子と同数の受光素子が設けられている。

特開２０００−１６０９３８号公報

しかし、この構成では、投光素子側にも受光素子側にも多分割レンズを使用しているので、投光素子と受光素子とは同数でなければならない。そのため、自動ドア用センサの小型化、コストダウンを図りにくい。

本発明は、小型化及びコストダウンを図った自動ドア用センサを提供することを目的とする。

本発明の一態様の自動ドア用センサは、投光部と受光部とを、備えている。投光部は、投光を行う投光器を備えている。投光器の数は、単数でも複数でもよい。投光器の投光を監視エリアへ偏向させる光学素子も投光部が備えている。光学素子は、シリンドリカルレンズ、トーリックレンズ、ホログラムを利用した光学系、スリットまたは反射型ミラーの何れかである。受光部は、監視エリアに投光された光を受光する受光器を備えている。監視エリアに投光された光が前記受光器に集光されるように、前記投光部の投光と直交する方向に複数のレンズが組み合わされた多分割レンズも受光部が備えている。受光器の受光状況から前記監視エリア内の人または物体の有無を制御部が判断する。

この自動ドア用センサでは、投光器からの光が光学素子によって、監視エリアに向けて投光される。監視エリアからの例えば反射光が、多分割レンズの各レンズ部分を介して受光器で受光される。この受光器の受光状況から人または物体の有無を制御部が判断する。シリンドリカルレンズ、トーリックレンズ、ホログラムを利用した光学系、スリットまたは反射型ミラーの何れかの光学素子によって投光器の投光を偏向させているので、投光器と受光器とは１対１に対応している必要がなく、投光器及び受光器の一方の数を他方よりも少なくすることができる。従って、自動ドア用センサを小型化することができ、またコストダウンを図ることができる。

以上のように、本発明によれば、自動ドア用センサを小型化でき、しかもコストダウンを図ることができる。

本発明の第１の実施形態の自動ドアセンサ２は、図１に示すように、自動ドア４の無目６に取り付けられる。自動ドア４は、間隔をおいて配置した固定壁８、８間のドア開口を、両引き分けのドアパネル１０、１０によって開閉するもので、自動ドアセンサ２が形成した検知範囲１２内に人体や物が存在するか否かによって、ドアパネル１０、１０が開閉される。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、自動ドアセンサ２では、その中央に１つの投光器１４が設けられている。投光器１４は、例えば赤外線を所定の周期を持ったパルス状に発光することで投光するものである。投光器１４は、ドア開口幅方向およびドア開口幅方向に直交する方向に一定の長さを有し、ドア開口幅方向に直交する方向の長さが長い面状に発光することで投光を行う。なお、１つの発光体で面状に発光させてもよいし、小径の発光体を複数個並べて面状に発光させることにより投光させてもよい。さて、投光器１４の前面には、レンズ１６が光学素子として設けられている。レンズ１６は、例えばシリンドリカルレンズで、図３に示すように、投光器１４からの光によって、ドア開口幅方向及びドア開口幅方向に直交する方向にそれぞれ所定の長さを持つ例えば矩形状の投光領域１８を、基準面例えば床面上に形成する。これら投光器１４及びレンズ１６によって投光部が構成されている。

なお、光学素子としてトーリックレンズを用いることも出来る。またサーフェス・レリーフ・ホログラムパターンにより作られ、マイクロ凹レンズアレイと同様の効果がある、ランダム配置されたミクロンレベルの表面構造による屈折作用で光を拡散するように構成された光学系を光学素子として用いることで、自動ドアセンサ２を薄型に構成することが出来る。更に、投光器１４として高輝度の赤外線投光素子と、光学素子として光が放射される角度・位置を制約するスリットとを組み合わせることで、安価に構成することが出来る。また、投光器１４の後方に凹面の反射型ミラーを光学素子として配置することで複雑な投光領域を容易に形成することが出来る。

投光部のドア開口幅方向の両側に、それぞれ受光器が設けられている。図２（ａ）における右側には、ドアに近い位置に受光器２２ａが配置されている。同左側には同様にドアから離れる位置に受光器２２ｂが配置されている。受光器２２ａ、２２ｂは同一の構成のものである。

右側及び左側の受光器２２ａ、２２ｂの前面には、ドア開口幅方向の異なる位置からの光を同じ受光器に集光する多分割レンズ２４ａ、２４ｂがそれぞれ配置されている。多分割レンズ２４ａ、２４ｂは、ドア開口幅方向に４つに分割されており、投光領域１８から反射した光を各受光器２２ａ、２２ｂに集束させる。図３の投光領域１８内に円で示しているのが、各受光器２２ａ、２２ｂにおいて受光される反射光を発生する床面上の受光領域である。これら受光領域は、投光領域１８内において、受光器２２ａに対応してドア開口から遠い側にあるドア開口幅方向に一列の４つの受光領域２６ａと、受光器２２ｂに対応してドア開口に近い側にあるドア開口幅方向に一列の４つの受領領域２６ｂとからなる。このように受光領域２６ａ、２６ｂが形成されるように、多分割レンズ２４ａ、２４ｂを構成しているレンズの向きと傾きとが調整されている。

受光器２２ａと多分割レンズ２４ａとによって、１つの受光部が構成され、受光器２２ｂと多分割レンズ２４ｂとによって、１つの受光部が構成されている。

図４に示すように、投光器１４は、制御部３０から投光指示信号を受けたものが投光する。各受光器２２ａ、２２ｂは、投光器１４が投光しているとき、対応する受光領域２６ａ、２６ｂからの光を受光して、受光信号である受光情報を発生する。各受光器２２ａ、２２ｂのうち受光切替部３２によって選択されたものの受光情報が、Ａ／Ｄ変換器３４によってデジタル受光情報に変換されて、制御部３０に供給される。受光切替部３２は、制御部３０からの指示に従って、投光器１４が投光しているとき、各受光器２２ａ、２２ｂのいずれか１つからの受光情報を選択する。但し、受光器２２ａ、２２ｂの受光情報を順に選択することを受光切替部３２は、制御部３０からの指示によって繰り返し行う。

制御部３０では、Ａ／Ｄ変換器３４から供給されたデジタル受光情報を、予め設定されている閾値と比較し、その比較結果に従って、そのデジタル受光情報に対応する受光領域２６ａ、２６ｂに人または物体が存在するか否かを判定する。この判定結果は、制御部３０内の出力部３６、通信インターフェース３８、バス４０を介してドアコントローラ４２に供給される。ドアコントローラ４２は、この判定結果に従って、ドアパネル１０、１０を開いたり、閉じたりする。なお、バス４０は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で構成される。

上述した閾値は、設定部４４に設定される。この閾値は、ユーザーによって操作される携帯型の操作部、例えばＰＤＡ４６から、無線通信インターフェース４８、５０、バス４０、通信インターフェース３８を介して設定部４４に設定される。

図５は、制御部３０がどのように投受光器２２ａ、２２ｂを制御し、かつ、どのように人体や物体の有無を判定するかを示したフローチャートである。

まず、制御部３０は、投光器１４が投光するように投光指示を与える（ステップＳ２）。次に、受光器２２ａの受光情報がＡ／Ｄ変換器３４に入力されるように受光切替部３２を切り替える（ステップＳ４）。受光情報が安定するまで、すなわち切り替えノイズの影響が無くなる程度の時間待機（ウエイト）して（ステップＳ６）、受光器２２ａの受光情報をＡ／Ｄ変換した値を制御部３０に記憶する（ステップＳ８）。次に、受光器２２ｂの受光情報がＡ／Ｄ変換器３４に入力されるように受光切替部３２を切り替える（ステップＳ１０）。受光情報が安定するまで、すなわち切り替えノイズの影響が無くなる程度の時間待機して（ステップＳ１２）、受光器２２ｂの受光情報をＡ／Ｄ変換した値を制御部３０に記憶する（ステップＳ１４）。

次に、制御部３０に記憶した２つのデジタル受光情報を、それぞれ閾値と比較して、物体等が存在するか判断する（ステップＳ１６）。この判断の答えがイエスの場合には、ドアコントローラ４２に開放信号を出力する（ステップＳ１８）。これによって、ドアパネルが開放され、再びステップＳ２から実行される。ステップＳ１６の判断の答えがノーの場合も、ステップＳ２から再び実行される。

この自動ドアセンサ２では、受光器２２ａ、２２ｂには多分割レンズ２４ａ、２４ｂを使用し、投光器１４にはシリンドリカルレンズ１６を使用している。従って、受光器と投光器との数を同数にする必要が無く、自動ドアセンサ２では投光器１４の数が、受光器２２ａ、２２ｂの数よりも少ない。その結果、投光器の数が少ないので、コストダウンを図ることができるし、また、自動ドアセンサ２を小型化することも容易である。

本発明の第２の実施形態の自動ドアセンサ２ａを、図６及び図７に示す。自動ドアセンサ２ａでは、図６に示すように、投光器１４とレンズ１６とからなる投光部の構成は、第１の実施形態の自動ドアセンサ２と同一である。受光部は、１つだけ設けられている。その代わりに、受光部では、複数、例えば２つの受光器１２２ａ、１２２ｂがドアの高さ方向に沿って配置され、その前方に多分割レンズ２４が配置されている。

そのため、図７に示すように自動ドアセンサ２と同一の投光領域１８が形成されるが、この投光領域１８内に受光領域１２６ａ、１２６ｂが形成される。この自動ドアセンサ２ａの回路構成は、図４に示したブロック図と同一であるので、詳細な説明は省略する。この自動ドアセンサ２ａも、自動ドアセンサ２と同様に動作するので、その動作の説明は省略する。

この自動ドアセンサ２ａでも、自動ドアセンサ２と同様にコストダウンと小型化が図れる。その上、受光部は、１台だけ設けているので、自動ドアセンサ２よりもドア開口幅方向に更に小型化を図ることができる。

第３の実施形態の自動ドアセンサ２ｂを図８及び図９に示す。この自動ドアセンサ２ｂは、第２の実施形態の自動ドアセンサ２ａと同様に、１つの投光部と１つの受光部とを有している。受光部は、第１の実施形態の自動ドアセンサ２と同様に、１つの受光器２２２と１つの多分割レンズ２２４とから構成されている。

投光部は、それぞれ面状の複数、例えば２つの投光器２１４ａ、２１４ｂを有している。これらは、横長、即ちドア開口幅方向に長く形成されており、投光領域が重複しないように図中上下方向に並んで配置されている。これら投光器２１４ａ、２１４ｂの前面に例えばシリンドリカルレンズであるレンズ２１６が配置されている。これによって、図９に示すように、ドア開口幅方向に長い矩形の２つの投光領域２１6ａ、２１６ｂが、ドア開口幅方向に直交する方向に沿って２つ形成されている。これら投光領域２１６ａ、２１６ｂ内にそれぞれが跨る４つの楕円状の受光領域２１８がドア開口幅方向に沿って形成されるように、多分割レンズ２２４の傾きや方向が調整されている。

この自動ドアセンサ２ｂの回路構成は、投光器２１４ａ、２１４ｂの数が異なる以外、図４に示したブロック図と同一であるので、詳細な説明は省略する。この自動ドアセンサ２ｂも、自動ドアセンサ２と同様に動作するので、その動作の説明は省略する。

この自動ドアセンサ２ｂでも、自動ドアセンサ２と同様にコストダウンと小型化が図れる。その上、受光部は、１つだけ設けているので、自動ドアセンサ２よりもドア開口幅方向に更に小型化を図ることができる。

第１の実施形態の自動ドアセンサ２では、受光器２２ａ、２２ｂの受光情報それぞれを閾値と比較したが、例えば受光器２２ａまたは受光器２２ｂの受光情報のみを閾値と比較するように例えば設定部４０によって設定することもできる。第２の実施形態の自動ドアセンサ２ａでも同様である。また、第３の実施形態の自動ドアセンサ２ｂでは、２つの投光器２１４ａ、２１４ｂを使用しているので、制御部３０によって、例えば、投光器２１４ａだけが投光するように設定部４０に設定することで、ドア開口幅方向に直交する方向の検知範囲の調整もできるようになる。更に第３の実施形態の自動ドアセンサ２ｂにおいて、第２の実施形態の自動ドアセンサ２ａのように複数、例えば２つの受光器を持つこともできる。このとき、受光側でも投光側でも開口幅方向に直交する方向に調整が可能となる。

本発明の第１の実施形態の自動ドアセンサの使用状態を示す図である。 図１の自動ドアセンサの正面図及び平面図である。 図１の自動ドアセンサによって形成される検知範囲（監視エリア）を示す図である。 図１の自動ドアセンサのブロック図である。 図１の自動ドアセンサの投光及び受光に関連するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の自動ドアセンサの正面図及び平面図である。 図６の自動ドアセンサによって形成される検知範囲（監視エリア）を示す図である。 本発明の第３の実施形態の自動ドアセンサの正面図及び平面図である。 図８の自動ドアセンサによって形成される検知範囲（監視エリア）を示す図である。

符号の説明

１４ 投光器
１６ レンズ（光学素子）
２２ａ ２２ｂ 受光器
２４ａ、２４ｂ 多分割レンズ
３０ 制御部

Claims (1)

1. ドア近傍の監視エリアに対して投光が行われる投光器と、前記投光器の投光が前記監視エリアへ偏向される、光学素子とを、備え、前記光学素子は、シリンドリカルレンズ、トーリックレンズ、ホログラムを利用した光学系、スリットまたは反射型ミラーの何れかである投光部と、
   前記監視エリアに投光された光が受光される受光器と、前記監視エリアに投光された光が前記受光器に集光されるように、前記投光部の投光と直交する方向に複数のレンズが組み合わされた多分割レンズとを、備えた受光部と、
   前記受光器の受光状況から前記監視エリア内の人または物体の有無を判断する制御部とを、
   備えた自動ドア用センサ。

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