JP2527992B2 - 物体検知装置 - Google Patents

物体検知装置

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JP2527992B2
JP2527992B2 JP63056185A JP5618588A JP2527992B2 JP 2527992 B2 JP2527992 B2 JP 2527992B2 JP 63056185 A JP63056185 A JP 63056185A JP 5618588 A JP5618588 A JP 5618588A JP 2527992 B2 JP2527992 B2 JP 2527992B2
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祥一 中西
貴志 和田
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株式会社ナブコ
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば、人体が扉に対して接近・離間し
たことを検知して該扉を自動的に開閉駆動する自動扉開
閉装置等に用いられる物体検知装置に関する。
〔従来の技術〕
自動扉開閉装置は、人体が検知エリアに進入したこ
と、また、人体が検知エリア外に出たことを検知する物
体検知装置(以下、人体検知装置という)を有し、該人
体検知装置が送出する人体検知信号により扉開閉駆動装
置を作動させる構成となつている。この人体検知装置に
は、投光器と受光器とを備え、投光器から発射した赤外
線を人体が遮断したことをもつて人体を検知する光遮断
型のものと、投光器から発射した赤外線の人体による反
射光を受光器が受光したことをもつて人体が人体検知エ
リアに入つたことを検知する光反射型のものとがある。
この光反射型の検知装置は、第4図に示すように、発
振器1、投光部2、受光部3、増幅器4、およびフイル
タ5を具えており、図示しない検知制御装置がこのフイ
ルタ5の出力を用いて扉開指令信号を作成する。
上記発振器1はマルチバイブレータ等を用いて構成さ
れ、パルス状の電圧信号(例えば、発深周波数f=1.2K
Hz)を発生する。投光部2は上記パルス状の電圧信号を
受けて、1.2KHzの変調赤外線(以下、単に、赤外線とい
う)Rを空間に投光する。受光部3は赤外線Rの人体に
よる反射光RLを受けて受光信号(電圧信号)VLを発生す
る。この受光信号VLは微弱信号であるため、増幅器4で
増幅する。フイルタ5はノイズ除去のために設けられる
もので、固定の周波数帯域(例えば、PB=1KHz〜2KHz)
を有し、増幅器4の出力のうち、この周波数帯域PB内に
ある受光信号VLを通過させる。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように、従来の人体検知装置は、赤外線Rの周波
数fも、フイルタ5の周波数帯域(以下、受光周波数帯
域という)PBも固定されているため、型式が同じである
複数台の人体検知装置を近接配置した場合には相互干渉
による誤動作が発生する場合がある。
以下、これを第5図について説明する。同図におい
て、6は風除室であつて、対向する出入口IN/OUTのそれ
ぞれに自動扉7、8が配設された室構成となつている。
7Aは自動扉7の人体検知装置であつて、自動扉7の室内
側近傍に検知エリアを区画する。8Aは自動扉8の人体検
知装置であつて、自動扉8の室内側近傍に検知エリアを
区画する。
このような扉配置の室においては、対向する出入口IN
/OUTの対向間距離が小さいと、一方の人体検知装置7Aの
投光部が投光した赤外線Rの反射光が他方の人体検知装
置8Aの受光部に入光する場合があり、人体検知装置7Aと
8Aとしては、通常、同一仕様のものが使用されるので、
受光周波数帯域PBが同じであることにより、上記入光に
よつて人体検知装置8Aも扉開指令信号を送出し、自動扉
8も開いてしまい、風除室6がその役目を果たさなくな
る。
また、第6図に示すように、狭い廊下9を隔てた室1
0、11の出入口IN/OUTが対向し、各出入口IN/OUTに自動
扉12とその人体検知装置12A、自動扉13とその人体検知
装置13Aが配設されている場合も、上記したような誤動
作が起こる。
このような誤動作を防止するためには、近接する一方
の自動扉開閉装置と他方の自動扉開閉装置として仕様の
異なるものを用い、両自動扉開閉装置の投光器の出力周
波数とフイルタの受光周波数帯域を異ならせばよいが、
仕様の異なるものを用いると、全体として高価になる
上、メンテナンスが面倒になるという問題があつた。
この発明は上記した従来の問題を解消するためになさ
れたもので、投光部の出力周波数と近似する周波数の光
信号による光干渉が発生した場合には、該光干渉を自動
的に排除して該光信号の影響を受けることなく検知動作
を実行することができる物体検知装置を提供することを
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は上記目的を達成するため、フイルタを可変
周波数帯域のフイルタとし、検知制御装置には、取り込
んだ受光量が判定基準を超えている場合に、受光部の出
力周波数を投光部の出力周波数と比較して、両周波数が
ほぼ同一である場合に上記フイルタの現在周波数帯域を
該現在周波数帯域と重複しない周波数帯域に変更すると
ともに上記投光部の出力周波数を該フイルタの上記変更
した周波数帯域内の周波数に変更する周波数診断ステツ
プを持たせ、該ステツプの実行後、検知ルーチンを再実
行させる構成としたものである。
〔作用〕
この発明では、受光量が判定基準を超えている場合
に、この現象が、他の光周波数信号によるものであるか
否かを確認するために、受光部の出力周波数を投光器の
出力周波数と比較して、比較結果が両周波数ほぼ同一で
ある場合に、上記フイルタの現在周波数帯域が該現在周
波数帯域と重複しない周波数帯域に変更されると共に投
光部の出力周波数が該フイルタの上記変更した周波数帯
域内の周波数に変更されるので、上記他の光周波数信号
による受光信号はフイルタで遮断され、フイルタを通過
するのは投光部の赤外線の反射光による受光信号だけと
なり、該受光信号に基づき物体の有無が判定される。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。
第1図において、21は投光部、22は増幅器、23は発振
器である。発振器23は所定周波数(例えば、f=500H
z)の駆動信号を発振し、該駆動信号は増幅器22で増幅
されて投光部21に供給され、パルス波形の赤外線Rを繰
り返し発射する。発射された赤外線Rは、例えば、図示
しない自動扉の前方の所定域を照射する。24は受光部で
あつて、投光器21からの赤外線Rが作る照射域内に検知
エリアAを区画し、その受光信号VLは増幅器25により増
幅されたのち、可変周波数帯域のフイルタ(アナログス
イツチ式フイルタ)26を通してA/D変換器27に導かれ
る。28は検知制御回路であつて、A/D変換器27とともに
検知制御装置を構成し、マイクロコンピユータ(CPU)2
9、プログラムメモリ(ROM)30、データメモリ(RAM)3
1、インタフエース回路32を有しており、プログラムメ
モリ30は第2図に示す基準値設定プログラムおよび第3
図に示す検知プログラムを格納している。33はオンタイ
マ、34は扉開閉指令信号を作成するためのリレー、35は
扉開閉駆動装置である。なお、フイルタ26の周波数帯域
PB1は周波数fの電圧信号を通過させるに充分な値に設
定されている。
次に、この装置の動作について説明する。
装置電源を投入すると、検知制御回路28のCPU29が作
動して、発振器23に発振指令が送出され、該発振器23は
駆動信号の送出を開始し、投光部21が赤外線Rの投光を
開始する。検知エリアAにある床等や人間からの反射光
RLを受光した受光部24は反射光量に比例したレベルの受
光信号VLを送出する。
I基準値設定動作(基準値設定プログラム参照) 電源投入と同時に自動的に、上記基準値設定プログラ
ムの実行が開始される。このプログラムは、検知エリア
Aに人間が存在しない環境下で実行させる。上記受光信
号VLを増幅器25、フイルタ26を通して取り込むA/D変換
器27は、CPU29からの指令に基づき、到来する受光信号V
Lの第1番目のパルス、第2番目のパルス・・・第n番
目のパルス(但し、この例では、n=4)の最大レベル
値VLMAXをデジタル値D1、D2、・・・Dnに変換して検知
制御回路28に送出する。検知制御回路28のCPU29は第n
番目のパルスの最大レベル値VLMAXがデジタル変換され
ると、赤外線Rがn回投光されたことを確認して、n個
のデジタルデータD1、D2、・・・Dnの平均値N0を演算
し、該平均値N0を基準値としてデータメモリ31に格納す
るとともに、その上下に、しきい値δ、δを設け、
判定基準K(N0−δ<K<N0+δ)を設定する。
II検知動作(検知プログラム参照) 上記基準値設定動作が終了すると、第3図の検知プロ
グラムが開始される。
A/D変換器27は、前記基準値設定動作時と同じく、到
来する受光信号VLのパルスの最大レベル値VLMAXをデジ
タル値に変換し、CPU29はn個(n=4)のパルスの最
大レベル値がデジタル値にデータ変換されると、n個
(n=4)のデジタル値D11、D12、・・・D1nを平均し
て平均受光量N1を演算し、該平均受光量N1が判定基準K
外にあるか否かを判定する。判定基準K内にある時は、
リレー34が消勢され、扉開閉指令信号Yが消滅している
ことを条件として、上記平均受光量演算動作を繰り返
す。
平均受光量N1が判定基準K外にある場合には、該平均
受光量N1が検知エリアAに進入した太陽光や、飛来物等
による瞬時的な外乱の影響を受けているか否かを確認す
るために、前記と同様の検知ルーチンが繰り返される。
即ち、CPU29は、続く2n個(n=4)のパルスについて
のデジタル値を平均して平均受光量N2を演算する。この
場合、異常に大きいデジタル値、あるいは異常に小さい
デジタル値は、外乱や交流的成分によるものとして除外
し、残つたデジタル値について平均演算する。次いで、
この平均受光量N2が判定基準K外にあるか否かを再度判
定し、依然として判定基準K外にある場合は、CPU29が
発振器23、増幅器22および投光器21からなる投光系統の
動作だけを停止させ、同時にA/D変換器27をオープン回
路にして、受光信号VLの全てをフイルタ26、A/D変換器2
7を通してフリーランで取り込み、受光信号VLの周波数
(説明の便宜上、fLとする)と、投光部21が投光する赤
外線Rの周波数(自己発振周波数)fとを比較する。比
較結果が、fL=fである場合には、CPU29はフイルタ26
に帯域変更指令信号を送出する。フイルタ26はこの帯域
変更指令信号を受けると、現在周波数帯域をPB1からPB2
へ切換える。この周波数帯域PB2は周波数帯域をPB1とは
重複しない値である。同時に、CPU29は発振器23に対し
て、上記自己発振周波数fから新たな周波数帯域PB2
のある周波数に変更する発振指令を送出し、第3図の検
知プログラムを最初から開始させる。
受光信号VLの周波数fLと、投光器21が投光する赤外線
Rの周波数(自己発振周波数)fとの比較結果が、fL
fである場合、もしくは、受光量が0である場合には、
この比較動作により中断したプログラムを続行し、外乱
の影響を受けているか否かを確認するために、第3回目
の検知ルーチンが繰り返され、CPU29は、続く2n個(n
=4)のパルスについてのデジタル値を平均して平均受
光量N3を演算する。この場合も、異常に大きい、あるい
は、小さいデジタル値は、外乱や交流的成分によるもの
として除外し、残つたデジタル値について平均演算す
る。CPU29は、この平均受光量N3を第2回目の検知ルー
チンで得た平均受光量N2と比較して両者が一致もしくは
近似している場合には、検知エリアAに人体が進入した
ものと判断して人体検知信号Xをリレー34に送出する。
これによりリレー34が付勢されて扉開閉指令信号Yが扉
開閉駆動装置35に送出されると同時にオンタイマ33がセ
ツトされる。オンタイマ33は人体検知信号Xが消滅して
も、安全のため、設定時間だけオンとなつて、リレー34
を付勢状態に置く。なお、検知ルーチンに要する時間は
極めて微小な時間であり、該所要時間から見た場合、自
動扉に向かつて進む人間は静止しているものと見ること
ができる。
本実施例では、第2回目の検知ルーチンの判定ステツ
プにおいて、平均受光量N2が依然として判定基準K外に
ある場合に、受光信号VLの周波数診断を行い、該受光信
号VLの周波数fLが投光部21の出力周波数(自己発振周波
数)fと同一もしくは極めて近似している場合には、自
己発振周波数fとフイルタ26の周波数帯域PB1を変更し
て、検知ルーチンをやり直す構成としたので、受光部24
が受光している赤外線RLが他の人体検知装置からの赤外
線である場合には、この自己発振周波数fと周波数帯域
PB1の変更によつて、他の人体検知装置からの赤外線に
よる受光信号はフイルタ26で遮断され、投光器21が投光
する赤外線Rによる受光信号VLだけがフイルタ26を通過
し、その最大レベル値VLMAXがCPU29に取り込まれること
になる。
このように、投光部21が投光する赤外線R以外の外乱
ノイズとなる光周波数信号が入つても、フイルタ26の帯
域を変更して、これを自動的に遮断し、新たな自己発振
周波数の受光信号に基づき人体検知動作を実行するの
で、上記他の光周波数信号による誤動作を確実に防止す
ることができる。
なお、本発明は、物体の検知を、上記実施例の物体検
知プログラムとは異なるプログラムに基づいて実行する
物体検知装置にも適用して同様の効果を得ることができ
る。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明した通り、受光量が増大して判定
基準を超えると、フイルタの周波数帯域と投光器の出力
周波数が自動的に変更されて検知ルーチンが再実行され
るので、上記受光量の増大が他の光周波数信号に起因し
た場合にも、上記変更後は該他の光周波数信号の干渉を
排除して検知動作を実行させることができ、このため、
同一仕様の物体検知装置を近接配置しても相互干渉によ
る誤動作を確実に防止することができるので、従来に比
して信頼性を高めることができ、上記近接配置する場合
に従来の如く、仕様の異なるものを用意する必要がない
ので、メンテナンスも楽になり、費用も安価になる利点
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示すブロツク図、第2図は
上記実施例における基準値設定プログラムの流れ図、第
3図は上記実施例における検知プログラムの流れ図、第
4図は従来の物体検知装置の構成を示すブロツク図、第
5図および第6図は上記従来装置の問題点を説明するた
めの図である。 21……投光部、23……発振器、24……受光部、26……フ
イルタ、27……A/D変換器、28……検知制御回路、29…
…CPU、31……データメモリ、A……検知エリア。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】赤外線をパルス状に投光して物体検知用照
    射域を画成する投光部と上記照射域内に検知エリアを区
    画して該検知エリアからの反射光を受光する受光部、該
    受光部の次段に設けられる外乱除去用フイルタ、上記投
    光及び受光を制御するとともに受光量を取り込んで物体
    の有無を判定する検知制御装置を有し、該検知制御装置
    は上記取り込んだ受光量を判定基準と比較するルーチン
    を少なくとも1回実行したのち人体の有無を判定する物
    体検知装置において、上記フィルタが可変周波数帯域の
    フイルタであり、上記検知制御装置が、上記受光量が上
    記判定基準を超えている場合に、上記受光部の出力周波
    数を上記投光部の出力周波数と比較して、両周波数がほ
    ぼ同一である場合に上記フイルタの現在周波数帯域を該
    現在周波数帯域と重複しない周波数帯域に変更するとと
    もに上記投光部の出力周波数を該フイルタの上記変更し
    た周波数帯域内の周波数に変更する周波数診断ステツプ
    を有し、該ステツプの実行後、上記ルーチンを再実行す
    ることを特徴とする物体検知装置。
  2. 【請求項2】判定基準と比較する受光量が、取り込んだ
    実受光量を所定受光回数分平均した平均受光量であり、
    判定基準が、検知エリアにおける検知対象不存在時の受
    光部の受光量を基準にして作成された値であることを特
    徴とする請求項1記載の物体検知装置。
  3. 【請求項3】物体検知信号を作成する動作が、確認動作
    を含み、該確認動作は、異常受光量を不算入して受光量
    を演算し、判定基準と比較する第1の動作と該今回検知
    した受光量を前回検知した受光量と比較する第2の動作
    を有し、上記第1の動作後に周波数診断ステツプを実行
    することを特徴とする請求項1または2記載の物体検知
    装置。
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