JP2019124584A - 光学式検知装置および検知システム - Google Patents
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Abstract
【課題】発光面または受光面の下側の異物を効率よく除去できる光学式検知装置を提供する。【解決手段】発光側装置および受光側装置を備える光学式検知装置であって、発光側装置および受光側装置は、発光部または受光部を含む光学部と、光学部を収容する筐体部と、それぞれの筐体部において、他方の筐体部と対向する対向面に設けられ、光を透過するパネル部と、筐体部の対向面に気体を噴射する気体噴射部を備え、気体噴射部は、筐体部の対向面に気体を噴射する上側噴射部と、筐体部の対向面において上側噴射部よりも下側の領域に気体を噴射する下側噴射部とを有し、下側噴射部が対向面の単位面積当たりに噴射する気体の流量は、上側噴射部が対向面の単位面積当たりに噴射する気体の流量よりも多い光学式検知装置を提供する。【選択図】図3
Description
本発明は、光学式検知装置および検知システムに関する。
車両の道路を挟むように発光部と受光部を対向して配置して、発光部と受光部の間を通過する車両等の物体を検知する光学式検知装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
[特許文献]
[特許文献1] 特開2015−125022号公報
[特許文献]
[特許文献1] 特開2015−125022号公報
光学式検知装置は、発光部から照射した赤外線等の光を、受光部において受光する。発光部と受光部との間を車両等が通過すると、赤外線等の光が車両等により遮光され、受光部が検出する受光量が変化する。光学式検知装置は、受光部における受光量に基づいて車両等を検出する。しかし、発光面または受光面に積雪等の異物が存在すると、車両等を精度よく検知することが難しくなる。
上記課題を解決するために、本発明の一つの態様においては、発光側装置および受光側装置を備える光学式検知装置を提供する。発光側装置および受光側装置は、発光部または受光部を含む光学部と、光学部を収容する筐体部と、それぞれの筐体部において、他方の筐体部と対向する対向面に設けられ、光を透過するパネル部とを備えてよい。発光側装置および受光側装置の少なくとも一方は、筐体部の対向面に気体を噴射する気体噴射部を備えてよい。気体噴射部は、筐体部の対向面に気体を噴射する上側噴射部と、筐体部の対向面において上側噴射部よりも下側の領域に気体を噴射する下側噴射部とを有してよい。下側噴射部が対向面の単位面積当たりに噴射する気体の流量は、上側噴射部が対向面の単位面積当たりに噴射する気体の流量よりも多くてよい。
下側噴射部が噴射する気体の流速が、上側噴射部が噴射する気体の流速よりも速くてよい。
気体噴射部は、筐体部の高さ方向に沿って配置され、内部に気体の流路が設けられた分配部を有してよい。分配部には、流路を移動する気体を筐体部の対向面に噴射する複数の噴射孔が設けられていてよい。下側噴射部における噴射孔の密度が、上側噴射部における噴射孔の密度よりも高くてよい。
筐体部の対向面に分配部が固定されていてよい。
光学式検知装置は、分配部の下端から、分配部に気体を供給する気体供給部を備えてよい。
上側噴射部は、内部に気体の流路が設けられ、気体を噴射する噴射孔が設けられた上側分配部を有してよい。下側噴射部は、上側分配部とは独立し、且つ、内部に気体の流路が設けられ、気体を噴射する噴射孔が設けられた下側分配部を有してよい。下側分配部に設けられた噴射孔の個数は、上側分配部に設けられた噴射孔の個数よりも少なくてよい。
上側分配部に噴射孔が設けられた領域の長さは、下側分配部に噴射孔が設けられた領域の長さよりも短くてよい。
下側噴射部は、対向面に向かう第1噴射方向に気体を噴射する第1噴射孔と、対向面から離れる第2噴射方向に気体を噴射する第2噴射孔とを有してよい。
光学式検知装置は、気体噴射部とは独立して設けられ、気体噴射部とは異なる方向に気体を噴射する異方向噴射部を備えてよい。
発光側装置および受光側装置の少なくとも一方は、筐体部のパネル部に熱を供給するパネル加熱部を備えてよい。パネル加熱部は、筐体部のパネル部に熱を供給する上側加熱部と、筐体部のパネル部において上側加熱部よりも下側の領域に熱を印加する下側加熱部とを有してよい。下側加熱部がパネル部の単位面積当たりに供給する熱量は、上側加熱部がパネル部の単位面積当たりに供給する熱量よりも多くてよい。
光学式検知装置は、パネル部の温度を検出する温度検出部を備えてよい。光学式検知装置は、温度検出部が検出したパネル部の温度に基づいて、パネル加熱部がパネル部に供給する熱量を制御する温度制御部を備えてよい。
温度検出部は、パネル部の予め定められた上側位置と、上側位置よりも下側の下側位置とにおける温度をそれぞれ検出してよい。温度制御部は、上側位置におけるパネル部の温度に基づいて、上側加熱部がパネル部に供給する熱量を制御してよい。温度制御部は、下側位置におけるパネル部の温度に基づいて、下側加熱部がパネル部に供給する熱量を制御してよい。
光学式検知装置は、筐体部の下方に設けられ、一部分が筐体部と重なり、他の部分が筐体部の対向面よりも突出して配置され、筐体部と対向する加熱面から熱を放出する足元加熱部を備えてよい。加熱面において、最大温度に対する温度差が3℃以下の領域を高温領域とした場合に、パネル部は、高温領域の上方に配置されていてよい。
足元加熱部は、筐体部の対向面から突出する長さが調整可能であってよい。足元加熱部は、筐体部の対向面から突出する長さが最大となる位置から最小となる位置の間のいずれの位置においても、パネル部が高温領域の上となるように配置された熱源を有してよい。
光学式検知装置は、筐体部の対向面において、パネル部の下方に設けられ、対向面から離れる方向に気体を噴射する足元噴射部を有してよい。
本発明の第2の態様においては、第1の態様に係る光学式検知装置と、光学式検知装置の筐体部を載置する載置面を有する台座部とを備える検知システムを提供する。台座部の載置面には、筐体部の対向面と対向する位置から、筐体部と離れる方向に延伸するプール部が設けられていてよい。プール部に熱源が配置されていてよい。
台座部の載置面には、筐体部の対向面と対向する位置から、筐体部と離れる方向に延伸し、且つ、高さが徐々に減少するスロープ部が設けられていてよい。スロープ部に熱源が配置されていてよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の一つの実施形態に係る光学式検知装置100の概要を示す斜視図である。光学式検知装置100は、発光側装置102および受光側装置104を備える。発光側装置102および受光側装置104は、車両等が通過する道路202を挟むように対向して配置され、発光側装置102および受光側装置104の間を車両等が通過する。
一例として道路202は、高速道路のインターチェンジおよびスマートインターチェンジ等において車両等が通過する屋外の道路である。ただし、光学式検知装置100が設置される道路202は、上述した道路に限定されない。
本例の発光側装置102および受光側装置104は、道路202の両側に配置された高所部200の上に設置されている。高所部200において発光側装置102および受光側装置104が設置された設置面は、道路202において車両等が通過する通過面よりも高い位置に配置されている。高所部200は、道路202に沿って帯状に設けられていてよく、発光側装置102および受光側装置104の近傍にだけ島状に設けられていてもよい。高所部200は、コンクリート等で形成され、道路202に固定されている。発光側装置102および受光側装置104を高所部200に設けることで、車両等が発光側装置102および受光側装置104と接触することを抑制できる。
発光側装置102および受光側装置104のそれぞれは、筐体部112を備える。筐体部112は、金属、樹脂、ガラス、プラスチック等で形成された箱体であってよい。筐体部112の内部には、発光部または受光部が収容されている。本明細書では、発光部および受光部を光学部と称する場合がある。
発光部は一例として、筐体部112の高さ方向に配列された複数の発光素子を有する。一例として発光素子は赤外線を照射するLEDであるが、これに限定されない。受光部は一例として筐体部112の高さ方向に配列された複数の受光素子を有する。一例として受光素子は、発光素子が照射する光の波長に感度を有するフォトダイオードであるが、これに限定されない。それぞれの受光素子は、発光素子と対向する高さに配置されていることが好ましい。本明細書では、発光素子および受光素子を光学素子と称する場合がある。
なお本明細書では、筐体部112において複数の光学素子が配列された方向を高さ方向と称する場合がある。高さ方向は、重力方向と一致していてもよいが、重力方向には限定されない。また、発光側装置102および受光側装置104において、高さ方向のうち高所部200の設置面から離れる方向を上、設置面に近づく方向を下と称する。
それぞれの筐体部112は、他方の筐体部112と対向する対向面116を有する。対向面116には、所定の波長の光を透過するパネル部114が設けられている。パネル部114は、例えばガラスまたはプラスチック等で形成されている。
パネル部114は、筐体部112に収容されている光学部と対向する位置に配置されている。それぞれの筐体部112のパネル部114は、高さ方向に複数配列された光学素子に沿って設けられてよい。つまりパネル部114は、高さ方向に長手を有してよい。パネル部114は高さ方向に複数個に分離していてよく、一つのパネル部114が連続して配置されていてもよい。
図2は、発光側装置102および受光側装置104の概要を示す断面図である。上述したように発光側装置102は筐体部112の内部に発光部106を有する。また、受光側装置104は筐体部112の内部に受光部108を有する。
発光部106には高さ方向に沿って複数の発光素子が配列されており、それぞれの高さ位置において赤外線等の光110を照射する。光110は、それぞれの筐体部112のパネル部114を透過して、受光部108に到達する。受光部108には高さ方向に沿って複数の受光素子が配列されており、それぞれの高さ位置において光110を受光する。
発光側装置102および受光側装置104の間を車両等が通過することで、光110の少なくとも一部が遮光され、車両等に対応する高さ位置の受光素子における受光量が低下する。これにより、光学式検知装置100は、車両等の通過の有無を検知でき、また、通過した車両等の高さも検知できる。
図3は、気体噴射部150を備える受光側装置104の一例を示す斜視図である。発光側装置102および受光側装置104の少なくとも一方は、気体噴射部150を備える。本明細書において発光側装置102および受光側装置104の一方において説明した機能および構成は、他方の装置も備えていてよい。図3においては受光側装置104の例を説明するが、発光側装置102も気体噴射部150を備えてよい。
気体噴射部150は、筐体部112の対向面116に気体158を噴射することで、筐体部112のパネル部114に付着した異物、または、パネル部114の近傍に存在する異物を除去する。異物は一例として雪、氷、水等であるが、これに限定されない。また、気体158は一例として空気であるが、これに限定されない。気体噴射部150は、空気を取り込んで噴射してよく、ボンベ等に予め蓄積された気体を噴射してもよい。
気体噴射部150は、筐体部112の対向面116における所定の上側の領域に気体を噴射する上側噴射部154と、対向面116において上側噴射部154よりも下側の領域に気体を噴射する下側噴射部156とを有する。上側噴射部154が気体を噴射する領域と、下側噴射部156が気体を噴射する領域とは、部分的に重複していてもよい。
気体噴射部150は、高さ方向に沿って配列された複数の噴射孔152を有する。噴射孔152は、気体158を噴射する。噴射孔152は、気体158を搬送する管の表面に形成された開口であってよく、気体158を搬送する管から突出するノズルの先端に形成された開口であってよく、その他の形態の開口であってもよい。噴射孔152は、一つの管に複数設けられてよく、一つの管に一つ設けられてもよい。
本例では、気体噴射部150に設けられた複数の噴射孔152のうち、最も下側の噴射孔152−1から所定の距離L1内に設けられた噴射孔152を下側噴射部156とし、最も上側の噴射孔152−2から所定の距離L1'内に設けられた噴射孔152を上側噴射部154とする。上側噴射部154および下側噴射部156における距離L1および距離L1'は同一であってよく、異なっていてもよい。所定の距離L1およびL1'は、噴射孔152−1と噴射孔152−2との距離の半分であってよく、半分より小さくてもよい。所定の距離L1およびL1'は、噴射孔152−1と噴射孔152−2との距離の1/3であってよく、1/4であってもよい。また、噴射孔152−1だけを下側噴射部156とし、噴射孔152−2だけを上側噴射部154としてもよい。
下側噴射部156が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量は、上側噴射部154が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量よりも多い。下側噴射部156に含まれる1つ以上の噴射孔152から噴射する気体の総流量を、下側噴射部156が気体を噴射する対向面116の総面積で除算することで、上述した単位面積当たりの気体の流量を算出してよい。同様に、上側噴射部154に含まれる1つ以上の噴射孔152から噴射する気体の総流量を、上側噴射部154が気体を噴射する対向面116の総面積で除算することで、上述した単位面積当たりの気体の流量を算出してよい。
距離L1およびL1'が同一の場合、下側噴射部156に含まれる1つ以上の噴射孔152から噴射する気体の総流量が、上側噴射部154に含まれる1つ以上の噴射孔152から噴射する気体の総流量より多くてよい。なお、本明細書では、単位時間当たりの気体の体積流量を、単に流量と称する。一例として下側噴射部156が噴射する気体の流量は、上側噴射部154が噴射する気体の流量の1.5倍以上であってよく、2倍以上であってもよい。
このような構造により、筐体部112の対向面116において、下側の領域の異物を効率よく除去できる。例えば雪が降っている場合、パネル部114のうち地面に近い下側の領域のほうが、積雪によって遮光されやすくなる。また、上側の領域において除去された雪も下側の領域の近傍に降り積もってしまい、遮光されやすくなる。これに対して本例の光学式検知装置100によれば、対向面116の下側に対してより多くの気体を噴射するので、下側の領域の近傍に降り積もった雪を効率よく除去できる。
光学式の光学式検知装置においては、地面に近い下側の領域における物体の検知が重要な場合がある。例えば牽引部を有する車両に対して、牽引部を精度よく検知しなければ、通過する車両の台数を誤検知してしまう場合がある。牽引部は地面に近い領域に配置されることが多い。本例の光学式検知装置100によれば、積雪等があっても牽引部の誤検知を抑制できる。
また、下側噴射部156が噴射する気体158の流速が、上側噴射部154が噴射する気体158の流速よりも速くてよい。本例において気体158の流速は、単位時間当たりに気体158が移動する距離を指す。これにより、下側の領域の異物を効率よく除去できる。
また、気体噴射部150は、受光部108における受光量に基づいて、気体を噴射してよい。一例として、受光部108のいずれかの領域における受光量が、予め定められた期間連続して閾値を下回った場合、気体噴射部150は、対応する位置の噴射孔152から気体を噴射してよい。この場合、他の噴射孔152からは気体が噴射されなくてもよい。他の例では、他の噴射孔152からも気体が噴射されるが、対応する位置の噴射孔152から噴射する気体は、他の噴射孔から噴射する気体の流量より多くてよい。対応する位置の噴射孔152から噴射する気体は、他の噴射孔から噴射する気体の流速より速くてよい。また、受光部108のいずれかの領域における受光量が、予め定められた期間連続して閾値を下回った場合、気体噴射部150は、全ての噴射孔152から気体を噴射してもよい。他の例では、気体噴射部150は、それぞれの噴射孔152から周期的に気体を噴射してもよい。
図3の例においては、気体噴射部150は、筐体部112と分離して設けられている。気体噴射部150は、パネル部114を覆わないように対向面116の斜め前方に配置されており、対向面116に対して斜めに気体158を噴射する。気体噴射部150は、パネル部114以外の対向面116の一部を覆っていてもよい。他の例では、気体噴射部150は筐体部112に固定されていてもよい。
図4Aは、気体噴射部150の他の例を示す斜視図である。本例の気体噴射部150は、筐体部112の高さ方向に沿って配置され、内部に気体の流路が設けられた分配部160を有する。分配部160は、管状でもよく、マニホールドであってもよい。分配部160は、例えば塩化ビニール管であるが、これに限定されない。
分配部160の表面には、流路を移動する気体を筐体部112の対向面116に噴射する複数の噴射孔152が設けられている。本例では、下側噴射部156における噴射孔152の密度が、上側噴射部154における噴射孔152の密度よりも高い。本例において、それぞれの噴射孔152の径および形状は同一である。噴射孔152の密度は、噴射孔152の個数を、噴射孔152が設けられる領域の長さで除算した値を用いてよい。これにより、下側噴射部156が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量を、上側噴射部154が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量よりも多くできる。他の例では、下側噴射部156における噴射孔152の径は、上側噴射部154における噴射孔152の径よりも小さくてよい。この場合、下側噴射部156における噴射孔152が噴射する気体の流速を高めることができる。
光学式検知装置100は、気体噴射部150に気体を供給する気体供給部162を更に備えてよい。本例の気体供給部162は、分配部160の下端から気体を供給する。分配部160の下端とは、厳密な端部でなくてよい。気体供給部162は、下側噴射部156が上流となり、上側噴射部154が下流となる位置で、分配部160に気体を供給する。これにより、下側噴射部156に到達する気体の圧力を、上側噴射部154に到達する気体の圧力よりも高めることができ、下側噴射部156が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量を、上側噴射部154が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量よりも多くできる。
なお、分配部160の上端は、閉じていることが好ましい。つまり、気体供給部162から分配部160に供給された気体は、全て噴射孔152から噴射されることが好ましい。
分配部160は、図4Aに示すように筐体部112に固定されていてよく、図3に示すように筐体部112とは分離していてもよい。分配部160が筐体部112に固定されている場合、分配部160の少なくとも一部は、筐体部112に収容されていてよい。また、分配部160の少なくとも一部は、筐体部112の外側の対向面116に固定されていてもよい。
また、下側噴射部156に含まれる少なくとも一つの噴射孔152は、パネル部114の下端119よりも下側に配置されていてよい。これにより、パネル部114の下端と地面との間の積雪等を除去しやすくなる。上側噴射部154に含まれる噴射孔152は、パネル部114の上端118よりも下側に配置されてよく、少なくとも一つの噴射孔152が上端118よりも上側に配置されていてもよい。
図4Bは、気体噴射部150の他の例を示す斜視図である。本例の下側噴射部156は、上側噴射部154よりも狭い範囲に気体158を噴射する。例えば下側噴射部156および上側噴射部154のそれぞれに複数の噴射孔152が含まれる場合、下側噴射部156の噴射孔152における噴射角の各中心軸がパネル部114に到達する範囲159は、上側噴射部154の噴射孔152における噴射角の各中心軸がパネル部114に到達する範囲157よりも小さい。図4Bでは、それぞれの中心軸を実線の矢印で示している。これにより、下側噴射部156が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量を、上側噴射部154が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量よりも多くできる。
本例において、上側噴射部154に含まれる噴射孔152の数と、下側噴射部156に含まれる噴射孔152の数は同一であってよい。また、下側噴射部156に含まれる少なくとも一つの噴射孔152の中心軸は、上側噴射部154に含まれる各噴射孔152の中心軸よりも、下側を向いていてよい。
また、下側噴射部156のそれぞれの噴射孔152の噴射角度が、上側噴射部154の噴射孔152の噴射角度より小さくてもよい。噴射孔152の噴射角度とは、噴射孔152から噴射される気体が広がる角度を指す。つまり、下側噴射部156の噴射孔152は、上側噴射部154の噴射孔152と比べて、より狭い面積に気体を噴射してよい。これにより、下側噴射部156が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量を、上側噴射部154が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量よりも多くできる。
図5は、分配部160の配置例を示す断面図である。図5においては、筐体部112の高さ方向と垂直な断面を示している。本例の筐体部112は、パネル部114の一部を覆う覆い部122を備えている。覆い部122は、光110が通過する領域以外において、パネル部114の一部を覆っていてよい。覆い部122は、筐体部112の対向面116と垂直な方向に突出する突出部126を有してよい。突出部126は、パネル部114において光110が通過する領域の両側に配置されてよい。突出部126を設けることで、パネル部114に風が直接吹き付けることを抑制し、パネル部114の表面に雪等の異物が付着することを抑制できる。
分配部160は、突出部126を挟んで、光110が通過する領域とは逆側に配置されてよい。分配部160は、覆い部122および突出部126の少なくとも一方に固定されてよい。突出部126において分配部160の噴射孔152と対向する位置には、気体158が通過する貫通孔124が設けられている。また、図5において破線で示すように、筐体部112は、分配部160を覆うカバー125を有してよい。
図6は、気体噴射部150の他の例を示す斜視図である。本例の上側噴射部154は、内部に気体の流路が設けられ、気体を噴射する噴射孔152が表面に設けられた上側分配部160−2を有する。下側噴射部156は、上側分配部160−2とは独立し、且つ、内部に気体の流路が設けられ、気体を噴射する噴射孔152が表面に設けられた下側分配部160−1を有する。気体供給部162は、上側分配部160−2および下側分配部160−1に、それぞれ独立して気体を供給してよい。
下側分配部160−1に設けられた噴射孔152の個数は、上側分配部160−2に設けられた噴射孔152の個数よりも少なくてよい。これにより、下側分配部160−1の噴射孔152一つ当たりに噴射される気体の流量を、上側分配部160−2の噴射孔152一つ当たりに噴射される気体の流量より多くできる。
下側分配部160−1において噴射孔152が設けられる領域の長さL3は、上側分配部160−2において噴射孔152が設けられる領域の長さL2よりも小さくてよい。これにより、下側分配部160−1における噴射孔152の密度を高くして、対向面116の単位面積当たりに下側噴射部156が噴射する気体の流量を多くできる。
また、気体噴射部150は、上側噴射部154と下側噴射部156とで、異なる形状の噴射孔152を有してもよい。一例として下側噴射部156は、対向面116に向かって伸びるノズルの先端に噴射孔152を有してよい。これに対して上側噴射部154は、高さ方向に伸びる分配部160の表面に噴射孔152を有してよい。下側噴射部156における噴射孔152と対向面116との距離は、上側噴射部154における噴射孔152と対向面116との距離よりも小さくてよい。このような構造により、下側噴射部156における噴射孔152からの気体を、対向面116における狭い範囲に集中させることができ、積雪等の比較的に重い異物を除去できる。一方、上側噴射部154の噴射孔152からの気体を、対向面116における広い範囲に拡散させることができ、パネル部114に付着した雪等の比較的に軽い異物を広範囲に除去できる。
また、下側分配部160−1は、可動式としてよい。下側分配部160−1を回転させることで筐体部112の足元に積雪した雪を除去する手段として使用してもよい。例えば、下側分配部160−1は、高さ方向を回転軸として回転してよい。この場合、下側分配部160−1は、対向面116に向かって気体を噴射する回転位置と、対向面116から離れる方向に向かって気体を噴射する回転位置との少なくとも2つの回転位置で気体を噴射可能であってよい。下側噴射部156が噴射面の単位面積当たりに噴射する気体の流量は、上側噴射部154が対向面116の単位面積当たりに噴射する気体の流量より多くてよい。
図7は、噴射孔152の配置例を示す斜視図である。本例では、分配部160が筐体部112に固定されている例を用いているが、図3に示した例においても図7と同様に噴射孔152が配置されていてよい。
本例では、受光部108等の光学部における受光素子等の光学素子128が、高さ方向に複数配列している。噴射孔152は、光学素子128と対向する位置に配置されてよい。それぞれの噴射孔152は、対向する光学素子128と同一の高さ位置に設けられてよい。これにより、パネル部114において光が通過する領域に重点的に気体を噴射できる。図7に示すように、パネル部114における下側の領域には、上側の領域よりも光学素子128が高密度に配置されていてよい。この場合、下側噴射部156における噴射孔152は、上側噴射部154における噴射孔152よりも高密度に配置されていてよい。
また、下側噴射部156は、最も下に配置された光学素子128よりも更に下側に配置された噴射孔152を有してよい。これにより、地面に積もった雪等を効率よく除去できる。上側噴射部154は、最も上に配置された光学素子128よりも上側には噴射孔152を有さなくてよく、有してもよい。
図8は、噴射孔152が気体158を噴射する方向の一例を示す上面図である。図8においては、噴射孔152が気体158を噴射する噴射角の中心軸を破線の矢印で示している。本例において少なくとも一部の噴射孔152−aは、対向面116に向かう第1噴射方向に気体を噴射する。第1噴射方向とパネル部114の表面との角度をθとする。角度θは、25度以上、35度以下であってよい。このような角度で噴射孔152を設けることで、パネル部114の表面に付着した異物を効率よく除去できる。
また、一部の噴射孔152−bは、対向面116から離れる第2噴射方向に気体158を噴射してよい。一例として下側噴射部156は、第1噴射方向に気体158を噴射する第1噴射孔152−aと、第2噴射方向に気体158を噴射する第2噴射孔152−bとを有してよい。下側噴射部156は、第1噴射孔152−aと第2噴射孔152−bとを、高さ方向において交互に有してよい。
上述したように、パネル部114において地面に近い下側の領域は、積雪等により覆われやすくなる。また、積雪による壁は、パネル部114から離れた位置にも形成されてしまう。また、後述するようにパネル部114等を加熱しても、パネル部114の近傍の積雪を溶融できるが、積雪による壁に所定以上の厚みがある場合、パネル部114から離れた部分には熱が届かずに、積雪による壁が残存してしまう。パネル部114に向かう方向だけに気体158を噴射しても、パネル部114から離れた位置に形成された壁を除去することは難しい。これに対して本例の下側噴射部156によれば、第2噴射方向にも気体158を噴射するので、パネル部114の前方の異物も除去できる。一つの第2噴射孔152−bが噴射する気体の流量は、一つの第1噴射孔152−aが噴射する気体の流量より多くてよい。上側噴射部154は、第1噴射孔152−aを有し、第2噴射孔152−bを有さなくてよい。
図9は、光学式検知装置100の他の例を示す斜視図である。本例の光学式検知装置100は、図1から図8において説明したいずれかの態様の光学式検知装置100の構成に対して、異方向噴射部170を更に備える。図9においては、図4Aに示した構成に異方向噴射部170を設けているが、他の図に示した構成に異方向噴射部170を設けてもよい。
異方向噴射部170は、気体噴射部150の分配部160とは独立して設けられ、気体噴射部150とは異なる方向に気体を噴射する。例えば気体噴射部150の少なくとも一部の噴射孔152は、対向面116に向かって気体を噴射し、異方向噴射部170は、筐体部112の周囲に向かって気体を噴射する。より具体的には、異方向噴射部170は、対向面116の下側の領域の前方に向かって気体を噴射してよい。これにより、筐体部112の下側において、周辺の異物を容易に除去できる。
異方向噴射部170の噴射孔172は、気体噴射部150の噴射孔152よりも下側に配置されてよい。異方向噴射部170は、噴射孔172が設けられた分配部174を有してよい。分配部174は、分配部160とは独立している。噴射孔172は、噴射孔152と同様の形状を有してよく、異なる形状を有してもよい。一例として、噴射孔152は分配部160の表面に形成された開口であり、噴射孔172は、分配部174の表面から突出するノズルの先端に形成された開口である。
図10は、光学式検知装置100の他の例を示す断面図である。本例における発光側装置102および受光側装置104の少なくとも一方は、筐体部112のパネル部114を含む対向面116に熱を供給するパネル加熱部130を備える。図10の例では、発光側装置102および受光側装置104の両方にパネル加熱部130が設けられている。
本例のパネル加熱部130は、パネル部114の裏面側に設けられる。パネル部114の裏面とは、それぞれの筐体部112において、光学部(発光部106または受光部108)と対向する面を指す。パネル加熱部130は、パネル部114の裏面に接して設けられていてよい。
図11は、対向面116におけるパネル加熱部130の配置例を示す正面図である。図11においては、パネル部114の全体領域を破線で示しており、パネル部114のうち覆い部122等により覆われずに露出する領域を実線で示している。本例のパネル加熱部130は、覆い部122等により覆われたパネル部114の裏面に設けられている。
パネル加熱部130は、パネル部114の露出領域を挟むように設けられてよい。本例のパネル加熱部130は、印加される電圧に応じて全体が発熱するベルト型のヒーターである。
パネル加熱部130は、パネル部114の所定の上側の領域に熱を供給する上側加熱部134と、パネル部114において上側加熱部134よりも下側の領域に熱を印加する下側加熱部136とを有する。本例では、パネル加熱部130の下端から所定の距離L4内に設けられたパネル加熱部130を下側加熱部136とし、パネル加熱部130の上端から所定の距離L4'内に設けられたパネル加熱部130を上側加熱部134とする。距離L4および距離L4'は同一であってよく、異なっていてもよい。所定の距離L4およびL4'は、パネル部114の高さ方向の長さの半分であってよく、半分より小さくてもよい。所定の距離L4およびL4'は、パネル部114の高さ方向の長さの1/3であってよく、1/4であってもよい。
下側加熱部136がパネル部114の単位面積当たりに供給する熱量は、上側加熱部134がパネル部114の単位面積当たりに供給する熱量よりも多い。本例では、下側加熱部136がパネル部114の高さ方向における単位長さ当たりに発生する熱量が、上側加熱部134がパネル部114の高さ方向における単位長さ当たりに発生する熱量よりも多い。本明細書では、単位時間当たりに発生または供給される熱量を単に熱量と称する。このような構造により、パネル部114の下側の領域の近傍の積雪を効率よく溶融できる。
本例では、パネル加熱部130として機能するベルト型のヒーターの密度が、下側加熱部136のほうが上側加熱部134よりも高い。より具体的には、ベルト型のヒーターが、パネル加熱部130の上端から下端まで設けられ、且つ、パネル加熱部130の下端において上側に折り返されて下側加熱部136の上端まで設けられている。つまり、下側加熱部136におけるベルト型のヒーターは二重に配置されている。他の例では、下側加熱部136におけるベルト型ヒーターが、蛇行またはジグザグに設けられていてよく、その他の配置により下側加熱部136のヒーター密度を高めていてもよい。
図12は、光学式検知装置100の他の構成例を説明する正面図である。本例の発光側装置102および受光側装置104の少なくとも一方は、温度検出部178および温度制御部179を備える。
温度検出部178は、パネル部114の温度を検出する。温度検出部178は、パネル部114において、光学素子128(図7参照)と重ならない位置に設けられることが好ましい。温度検出部178は、パネル部114において、筐体部112の外側に露出する面に設けられてよい。他の例では、温度検出部178は、パネル部114の裏面側に設けられてもよい。
温度制御部179は、温度検出部178が検出したパネル部114の温度に基づいて、パネル加熱部130がパネル部114に供給する熱量を制御する。一例として温度制御部179は、パネル部114の温度が所定の基準温度となるように、パネル加熱部130がパネル部114に供給する熱量を制御してよい。温度制御部179は、パネル加熱部130に印加する電力を制御することで、パネル部114に供給する熱量を制御してよい。
このような構成により、パネル部114を適切に加熱して、積雪等を適切に溶融できる。また、パネル部114の温度が十分に高い場合には、パネル加熱部130に供給する電力を低減できるので、光学式検知装置100における消費電力を低減できる。
温度検出部178は、パネル部114の複数の位置の温度を検出してよい。図12の例における温度検出部178は、下側加熱部136と対向する位置の温度を検出している。これにより、比較的に雪が積もりやすい、パネル部114の下側の領域を適切に加熱できる。
図13は、光学式検知装置100の他の構成例を説明する正面図である。本例においては、上側加熱部134および下側加熱部136が、それぞれ独立に温度制御可能である。より具体的な例としては、上側加熱部134および下側加熱部136において、ベルト型のヒーターが分離して設けられている。
温度検出部178は、パネル部114の予め定められた上側位置と、上側位置よりも下側の下側位置とにおける温度をそれぞれ検出する。上側位置は、上側加熱部134と対向する領域内の位置であってよい。下側位置は、下側加熱部136と対向する領域内の位置であってよい。温度検出部178は、それぞれの位置において温度検出素子を有してよい。
温度制御部179は、上側位置におけるパネル部114の温度に基づいて、上側加熱部134がパネル部114に供給する熱量を制御し、下側位置におけるパネル部114の温度に基づいて、下側加熱部136がパネル部114に供給する熱量を制御する。このような制御により、パネル部114の位置毎の温度を適切に制御できる。特に、パネル部114の下側に積雪が溜り温度が低くなっている場合に、パネル部114の下側を選択的に温めることができるので、光学式検知装置100における消費電力を低減できる。
本例においても、下側加熱部136におけるヒーター密度は、上側加熱部134におけるヒーター密度よりも高くてよい。他の例では、下側加熱部136におけるヒーター密度は、上側加熱部134におけるヒーター密度と同一であってもよい。この場合、温度制御部179が印加する下側加熱部136に印加する電力を、上側加熱部134に印加する電力よりも大きくすることで、下側加熱部136がパネル部114の単位面積当たりに供給する熱量を、上側加熱部134がパネル部114の単位面積当たりに供給する熱量よりも多くしてよい。
なお、図10から図13において説明した各形態は、図1から図8において説明した各形態と組み合わせることができる。気体噴射部150およびパネル加熱部130を組み合わせることで、より適切に積雪等の異物を除去できる。
下側加熱部136が設けられる長さL4は、下側噴射部156が設けられる長さL1と同一であってよい。他の例では、下側噴射部156が設けられる長さL1は、下側加熱部136が設けられる長さL4より短くてよく、長くてもよい。
図14は、光学式検知装置100の他の構成例を説明する斜視図である。本例の光学式検知装置100は、足元加熱部180を更に備える。足元加熱部180は、筐体部112の下方に設けられ、一部分が高さ方向において筐体部112と重なり、他の部分が筐体部112の対向面116よりも前方に突出して配置されている。対向面116の前方とは、他方の筐体部112に向かう方向を指す。
足元加熱部180は、熱を放出する加熱面182を有する。加熱面182は、足元加熱部180において、筐体部112と対向する上面である。足元加熱部180は、ヒーター等を収容する箱型形状を有しており、箱型形状の上面が加熱面182として機能してよい。加熱面182は、対向面116の下端120の前方から後方まで連続的に設けられる。足元加熱部180を設けることで、筐体部112の対向面116の下側の領域を効率的に加熱できる。このため、対向面116の下側の積雪を効率よく溶融できる。
図15は、足元加熱部180の一例を示す部分断面図である。図15は、高さ方向に平行で、且つ、対向面116と垂直な断面を示している。本例の筐体部112は、足元加熱部180の少なくとも一部を収容可能な収容溝140を有している。収容溝140は、対向面116から後方に延伸して設けられている。収容溝140に足元加熱部180の一部を挿入することで、対向面116の下端120の前方および後方の両方に、加熱面182を配置できる。このため、対向面116を効率よく加熱できる。
また、足元加熱部180は、対向面116から前方に突出する長さL5が調整可能であってもよい。本例では、収容溝140に足元加熱部180を挿入する長さを調整することで、長さL5が調整できる。一例として足元加熱部180の先端位置が、高所部200の先端位置とほぼ一致するように、長さL5が調整されてよい。これにより、対向面116よりも前方の領域を、高所部200の先端と重なる位置まで加熱できる。このため、対向面116の前方の積雪を効率よく除去できる。
図16は、加熱面182における温度分布の一例を示す図である。図16においては、室温雰囲気における温度分布を示している。また、足元加熱部180における熱源184の配置例を、実線で示している。一般に加熱面182において、熱源184が配置された領域の中心188近傍が高温となり、加熱面182の端部近傍は比較的に低温になる。
本例では、室温(25℃)且つ無風の環境で足元加熱部180の上に異物を載せない条件で定格駆動した場合に、加熱面182において最大温度(例えば、中心188における温度)に対する温度差が3℃以下の領域を高温領域186とする。最大温度(例えば、中心188における温度)に対する温度差が2℃以下の領域を高温領域186としてよく、当該温度差が1℃以下の領域を高温領域186としてもよい。パネル部114は、高温領域186の上方に配置されていることが好ましい。より具体的には、パネル部114において光110が通過する領域が、高温領域186の上方に配置されていることが好ましい。これにより、パネル部114の下方の領域における積雪を効率よく除去できる。
また、足元加熱部180は、対向面116から突出する長さL5が最大となる位置から、最小となる位置の間のいずれの位置においても、パネル部114が高温領域186の上方となるように熱源184が配置されていてよい。図16においては、L5が最大(L5=max)の場合における対向面116(すなわちパネル部114の表面)の位置と、L5が最小(L5=min)の場合における対向面116の位置とを、破線で示している。2つの位置に挟まれる領域の全体において、パネル部114が高温領域186の上方となることが好ましい。また前後方向において、L5=maxにおける対向面116の位置から、L5=minにおける対向面116の位置までの領域よりも広い範囲に、熱源184が配置されることが好ましい。
このような構造により、足元加熱部180の突出長さL5を調整した場合でも、パネル部114の下方を高温領域186で加熱できる。図14から図16において説明した各形態は、図1から図13において説明した各形態と組み合わせることができる。
図17は、光学式検知装置100の他の例を示す斜視図である。本例の光学式検知装置100は、筐体部112の対向面116において、パネル部114の下方に設けられ、対向面116から離れる方向に気体を噴射する足元噴射部196を有する。
足元噴射部196は、対向面116に開口を有しており、対向面116とは垂直な方向に気体を噴射してよい。足元噴射部196が噴射する気体の流量は、気体噴射部150のいずれの噴射孔152が噴射する気体の流量よりも多くてよい。このような構造によって、パネル部114の前方の積雪を除去できる。
図18は、検知システム300の概要を示す斜視図である。本例の検知システム300は、図1から図17において説明したいずれかの態様の光学式検知装置100と、台座部とを備える。台座部は、筐体部112を載置する載置面201を有する。図18の例では、高所部200が台座部として機能する。他の例では、高所部200の上に台座部が設けられていてもよい。また、図18においては、受光側装置104を示しているが、発光側装置102についても、同様の構造の台座部に載置されていてよい。
本例では、載置面201にプール部190が設けられている。プール部190は、筐体部112の対向面116の下端120と対向する位置から、筐体部112と離れる方向に延伸して設けられた窪みである。筐体部112と離れる方向とは、他の筐体部112に向かう方向である。本例のプール部190は、高所部200の先端まで設けられている。プール部190には、熱源192が配置されている。
このような構造により、パネル部114の前方の積雪を溶融した水の一部を、プール部190に貯留できる。これにより、パネル部114の前方の積雪を容易に溶融できる。また、プール部190に貯留した水が一定量以上になった場合、余剰の水を道路202に排出できる。
図19は、検知システム300の概要を示す斜視図である。本例の検知システム300は、図1から図17において説明したいずれかの態様の光学式検知装置100と、台座部とを備える。また、図19においては、受光側装置104を示しているが、発光側装置102についても、同様の構造の台座部に載置されていてよい。
本例では、載置面201にスロープ部194が設けられている。スロープ部194は、筐体部112の対向面116の下端120と対向する位置から筐体部112と離れる方向に延伸し、且つ、筐体部112から離れるに従い高さが徐々に減少する傾斜である。本例のスロープ部194は、高所部200の先端まで設けられている。スロープ部194には、熱源192が配置されている。
このような構造により、パネル部114の前方の積雪を溶融した水の一部を、スロープ部194により、道路202に順次排出できる。これにより、パネル部114の前方の積雪を容易に除去できる。図17から図19において説明した各形態は、図1から図13において説明した各形態と組み合わせることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
100・・・光学式検知装置、102・・・発光側装置、104・・・受光側装置、106・・・発光部、108・・・受光部、110・・・光、112・・・筐体部、114・・・パネル部、116・・・対向面、118・・・上端、119・・・下端、120・・・下端、122・・・覆い部、124・・・貫通孔、125・・・カバー、126・・・突出部、128・・・光学素子、130・・・パネル加熱部、134・・・上側加熱部、136・・・下側加熱部、140・・・収容溝、150・・・気体噴射部、152・・・噴射孔、154・・・上側噴射部、156・・・下側噴射部、157・・・範囲、158・・・気体、159・・・範囲、160・・・分配部、162・・・気体供給部、170・・・異方向噴射部、172・・・噴射孔、174・・・分配部、178・・・温度検出部、179・・・温度制御部、180・・・足元加熱部、182・・・加熱面、184・・・熱源、186・・・高温領域、188・・・中心、190・・・プール部、192・・・熱源、194・・・スロープ部、196・・・足元噴射部、200・・・高所部、201・・・載置面、202・・・道路、300・・・検知システム
Claims (17)
- 発光側装置および受光側装置を備える光学式検知装置であって、
前記発光側装置および前記受光側装置は、
発光部または受光部を含む光学部と、
前記光学部を収容する筐体部と、
それぞれの前記筐体部において、他方の前記筐体部と対向する対向面に設けられ、光を透過するパネル部と
を備え、
前記発光側装置および前記受光側装置の少なくとも一方は、前記筐体部の前記対向面に気体を噴射する気体噴射部を備え、
前記気体噴射部は、
前記筐体部の前記対向面に気体を噴射する上側噴射部と、
前記筐体部の前記対向面において前記上側噴射部よりも下側の領域に気体を噴射する下側噴射部と
を有し、
前記下側噴射部が前記対向面の単位面積当たりに噴射する気体の流量は、前記上側噴射部が前記対向面の単位面積当たりに噴射する気体の流量よりも多い光学式検知装置。 - 前記下側噴射部が噴射する気体の流速が、前記上側噴射部が噴射する気体の流速よりも速い
請求項1に記載の光学式検知装置。 - 前記気体噴射部は、前記筐体部の高さ方向に沿って配置され、内部に気体の流路が設けられた分配部を有し、
前記分配部には、流路を移動する気体を前記筐体部の前記対向面に噴射する複数の噴射孔が設けられており、
前記下側噴射部における噴射孔の密度が、前記上側噴射部における噴射孔の密度よりも高い
請求項1または2に記載の光学式検知装置。 - 前記筐体部の前記対向面に前記分配部が固定されている
請求項3に記載の光学式検知装置。 - 前記分配部の下端から、前記分配部に気体を供給する気体供給部を更に備える
請求項3または4に記載の光学式検知装置。 - 前記上側噴射部は、内部に気体の流路が設けられ、気体を噴射する噴射孔が設けられた上側分配部を有し、
前記下側噴射部は、前記上側分配部とは独立し、且つ、内部に気体の流路が設けられ、気体を噴射する噴射孔が設けられた下側分配部を有し、
前記下側分配部に設けられた噴射孔の個数は、前記上側分配部に設けられた噴射孔の個数よりも少ない
請求項1または2に記載の光学式検知装置。 - 前記上側分配部に前記噴射孔が設けられた領域の長さは、前記下側分配部に前記噴射孔が設けられた領域の長さよりも短い
請求項6に記載の光学式検知装置。 - 前記下側噴射部は、
前記対向面に向かう第1噴射方向に気体を噴射する第1噴射孔と、
前記対向面から離れる第2噴射方向に気体を噴射する第2噴射孔と
を有する請求項1から7のいずれか一項に記載の光学式検知装置。 - 前記気体噴射部とは独立して設けられ、前記気体噴射部とは異なる方向に気体を噴射する異方向噴射部を更に備える
請求項1から8のいずれか一項に記載の光学式検知装置。 - 前記発光側装置および前記受光側装置の少なくとも一方は、前記筐体部の前記パネル部に熱を供給するパネル加熱部を備え、
前記パネル加熱部は、
前記筐体部の前記パネル部に熱を供給する上側加熱部と、
前記筐体部の前記パネル部において前記上側加熱部よりも下側の領域に熱を印加する下側加熱部と
を有し、
前記下側加熱部が前記パネル部の単位面積当たりに供給する熱量は、前記上側加熱部が前記パネル部の単位面積当たりに供給する熱量よりも多い
請求項1から9のいずれか一項に記載の光学式検知装置。 - 前記パネル部の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部が検出した前記パネル部の温度に基づいて、前記パネル加熱部が前記パネル部に供給する熱量を制御する温度制御部と
を更に備える
請求項10に記載の光学式検知装置。 - 前記温度検出部は、前記パネル部の予め定められた上側位置と、前記上側位置よりも下側の下側位置とにおける温度をそれぞれ検出し、
前記温度制御部は、前記上側位置における前記パネル部の温度に基づいて、前記上側加熱部が前記パネル部に供給する熱量を制御し、
前記温度制御部は、前記下側位置における前記パネル部の温度に基づいて、前記下側加熱部が前記パネル部に供給する熱量を制御する
請求項11に記載の光学式検知装置。 - 前記筐体部の下方に設けられ、一部分が前記筐体部と重なり、他の部分が前記筐体部の前記対向面よりも突出して配置され、前記筐体部と対向する加熱面から熱を放出する足元加熱部を更に備え、
前記加熱面において、最大温度に対する温度差が3℃以下の領域を高温領域とした場合に、前記パネル部は、前記高温領域の上方に配置されている
請求項1から12のいずれか一項に記載の光学式検知装置。 - 前記足元加熱部は、前記筐体部の前記対向面から突出する長さが調整可能であり、
前記足元加熱部は、前記筐体部の前記対向面から突出する長さが最大となる位置から最小となる位置の間のいずれの位置においても、前記パネル部が前記高温領域の上方となるように配置された熱源を有する
請求項13に記載の光学式検知装置。 - 前記筐体部の前記対向面において、前記パネル部の下方に設けられ、前記対向面から離れる方向に気体を噴射する足元噴射部を有する
請求項1から14のいずれか一項に記載の光学式検知装置。 - 請求項1から15のいずれか一項に記載の光学式検知装置と、
前記光学式検知装置の前記筐体部を載置する載置面を有する台座部と
を備え、
前記台座部の載置面には、前記筐体部の前記対向面と対向する位置から、前記筐体部と離れる方向に延伸するプール部が設けられており、
前記プール部に熱源が配置されている
検知システム。 - 請求項1から15のいずれか一項に記載の光学式検知装置と、
前記光学式検知装置の前記筐体部を載置する載置面を有する台座部と
を備え、
前記台座部の載置面には、前記筐体部の前記対向面と対向する位置から、前記筐体部と離れる方向に延伸し、且つ、高さが徐々に減少するスロープ部が設けられており、
前記スロープ部に熱源が配置されている
検知システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018005200A JP2019124584A (ja) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | 光学式検知装置および検知システム |
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JP2018005200A JP2019124584A (ja) | 2018-01-16 | 2018-01-16 | 光学式検知装置および検知システム |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JP2021147873A (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-27 | 株式会社ネクスコ・エンジニアリング新潟 | 車両検知器用着雪防止装置とその設計方法 |
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2018
- 2018-01-16 JP JP2018005200A patent/JP2019124584A/ja active Pending
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JP2021147873A (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-27 | 株式会社ネクスコ・エンジニアリング新潟 | 車両検知器用着雪防止装置とその設計方法 |
JP7218871B2 (ja) | 2020-03-19 | 2023-02-07 | 株式会社ネクスコ・エンジニアリング新潟 | 車両検知器用着雪防止装置とその設計方法 |
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