JP2674604B2 - 自動ドアーの起動スイッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、自動ドアーの近傍の所定の区域に人体等の
物体が接近したのを検出して自動ドアーの開閉動作を制
御するための自動ドアーの起動スイッチ装置に関するも
のである。

＜従来の技術＞ 斯かる自動ドアーを開閉制御する起動スイッチ装置と
しては、所定の間隙で対置した２枚の金属板全体を防水
用のゴムで被覆してなるゴムマットスイッチが従来にお
いて長らく用いられていたが、このゴムマットスイッチ
は、物体接触検出方式であることに起因して種々の欠点
を有している。この欠点を解消したものとして物体非接
触検出型の電子マット方式の物体検出器が案出され実用
化されているが、近年では、検知エリアの設定並びに変
更が容易な他の物体非接触型の物体検出器が多用される
傾向にある。これらの非接触型の物体検出器としては、
検知エリアの背景と移動物体との温度差に基づく放射赤
外線光束の変動を利用する熱線（パッシブインフラレッ
ド）式のもの、送信波と受信波の時間差やドップラー効
果を利用する超音波式のもの、赤外線を投射して物体か
らの反射光の光量変化を検知する赤外線式のもの、或い
は、マイクロ波のドップラー効果を利用する電波（レー
ダー）式のもの等が存在する。

そして、これらの物体検知器をそれぞれ用いた何れの
起動スイッチ装置も、ほぼ第９図に示すような構成にな
っているので、いま、熱線式の物体検知器１を用いたも
のを例に説明する。物体検知器１において、光学系によ
り設定された所定の検知エリアから放射される赤外線光
束が、前記光学系により集光されて物体検知器１の赤外
線検出素子に入射し、赤外線検出素子は入射した赤外線
光束をその変動量に比例した電気信号に変換して出力
し、この電気信号が増幅器２で増幅された後に、信号判
別部３で一定レベルの基準信号と比較されてこの基準信
号のレベル以上であるか否かが判別される。即ち、信号
判別部３は信号強度つまり赤外線光束の変動量を常時監
視しており、基準信号による設定検知感度を超える変動
を検知した時に検知信号を出力し、この検知信号により
ドアー起動用リレー４がオンされ、このオン状態のリレ
ー４を通じてドアー作動制御部に通電され、モータが回
転駆動されて自動ドアーが開かれるようになっている。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、前述の物体非接触検知型の何れの物体検知
器を用いたものにおいても、前述のように自動ドアーの
近傍位置に検知エリアを設定してその検知エリアに人体
等の物体が進入した時点でドアー起動用の検知信号を出
力し、ドアー起動用リレー４をオンさせて自動ドアーを
開放し、この物体が検知エリア内を通過した後に、安全
のために例えば１秒間程度の一定時間だけ開状態を保持
してから自動ドアーを閉動作させるようになっている。
然し乍ら、検知エリアは一旦設定されれば不変であるた
め、例えば、ゆっくり歩いて自動ドアーを通過した場合
には、この人体が検知エリアに進入した時点から検知エ
リアを通過した後の一定時間経過後までの比較長い時間
の間、自動ドアーが開いたままとなり、内部で冷，暖房
等の空調が行われている場合にはエネルギーの損失とな
り、また、外部に騒音が入り込む問題がある。そこで、
検知エリアの範囲を狭く設定すれば、前記問題を相当に
緩和できるが、そのようにすると、人体が足早に自動ド
アーを通過しようとした場合に、この人体が自動ドアー
に近接しても自動ドアーが開き切らないことになり、自
動ドアーの手前で立ち止まったり、自動ドアーに衝突し
たりすることになる。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであり、自動ドアーを通過する物体の移動速度に応
じて必要最小限の時間だけ自動ドアーを開くよう制御で
きるような自動ドアーの起動スイッチ装置を提供するこ
とを技術的課題とするものである。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、上記した課題を達成するための技術的手段
として、自動ドアーの起動スイッチ装置を以下のように
構成した。即ち、自動ドアーに近接して設けられ、この
自動ドアーの近傍に設された所定の検知エリア内に人体
等の移動物体が進入することにより変動する電気信号を
出力する物体検知器と、この物体検知器の電気信号の変
動を検知して物体の検知信号を出力する信号判別部とを
備えてなる自動ドアーの起動スイッチ装置において、前
記検知信号の出力時に前記物体検知器の出力信号に基づ
いて物体の移動速度を算出する速度判別手段と、この速
度判別手段から出力される速度データに対応してその速
度が速くなるに従って短く設定された時間の経過後また
は速度が速くなるに従って長く設定された前記物体検知
器からの距離に被検知物体が達した時点で自動ドアーの
起動信号を出力するとともに、前記速度データから求め
られた被検知物体の移動速度に対応して、その速度が速
くなるほど短くなるように自動ドアーの開放持続時間を
決定する開閉タイミング決定手段とを備えたことを特徴
として構成されている。

＜作用＞ 人体や車等の物体が自動ドアーに向かって移動して検
知エリア内に進入すると、物体検知器から出力される電
気信号が変動し、この変動を信号判別部が検知して物体
の検知信号を出力し、この検知信号の出力により速度判
別手段が物体検知器の出力電気信号に基づいて物体の移
動速度を算出する。そして、開閉タイミング決定手段に
は、移動速度が速くなるに従って短くなる時間、または
移動速度が速くなるに従って長くなる物体検知器から被
検知物体までの距離の少なくとも一方が設定されてお
り、開閉タイミング検定手段は、速度判別手段からの速
度データに対応する時間または距離を監視し、その時間
の経過後または被検知物体がその距離に達した時点で自
動ドアーの起動信号を出力する。また、この開閉タイミ
ング決定手段は、速度判別手段による物体の移動速度に
基づき、その速度が速くなるほど短くなるように自動ド
アーの開放持続時間を決定し、ドアーの閉鎖のタイミン
グをも制御する。従って、人体が速い速度で移動する場
合には、この人体が検知エリアに進入したのを検知した
後に自動ドアーが素早く開かれ、かつ、比較的短い開放
時間の後に素早く閉じられる。一方、逆に人体が遅い速
度で移動する場合には、この人体が検知エリアに進入し
てからゆっくりとしたタイミングで自動ドアーが開か
れ、かつ、比較的ゆっくりとしたタイミングで閉じられ
る。従って、自動ドアーの通過者の移動速度に応じた必
要最小限の時間だけ自動ドアーが開かれ、冷，暖房時の
省エネルギーを図れるとともに、外部から騒音が入り込
むのを可及的に防止できる。

＜実施例＞ 以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照し
ながら説明する。

（ａ）．実施例１ 本発明の一実施例のブロック構成を示した第１図にお
いて、第９図と同一若しくは同等のものには同一の符号
を付してあり、物体検知器１として、この実施例では超
音波ドップラーセンサを用いる場合について説明する。
そして、距離演算部５は、前記超音波ドップラーセンサ
からなる物体検知器１の送信波の出射時からこれが反射
した受信波を受信するまでの時間に基づいて物体検知器
１から被検知物体までの距離を演算する。また、速度演
算部６は、物体検知器１が受信する受信波の周波数変動
に基づいて被検知物体の移動速度を演算する。更に、開
閉タイミング決定部７は、マイクロコンピュータにより
構成され、距離演算部５および速度演算部７の各出力信
号に基づいて、先ず被検知物体の移動方向を判別し、そ
の移動方向と、被検知物体までの距離と、被検知物体の
移動速度とから、ドアー起動用リレー４に対し起動信号
を出力するタイミングを決定する。

そして、第２図に示すように、自動ドアー８の内側と
外側にそれぞれ物体検知器１が設置されており、従っ
て、第１図で示した構成が一対設けられている。また、
各物体検知器１の検知エリアは、第２図に１点鎖線で示
すように、自動ドアー８からｌ（0.1m）〜Ｌ（4m）の範
囲に決定されている。また、開閉タイミング決定部７に
は、第３図に示すように、起動信号を出力するタイミン
グを決定するための物体検知器１から被検知物体までの
距離と被検知物体の移動速度との関係のデータが予め記
憶設定されており、後述の第４図で示すように前記デー
タに基づいて起動信号を出力するタイミングを決定する
プログラムが設定されている。同図において、斜線部分
が起動信号を出力する領域であり、また、物体検知器１
からの距離における右方に示した正数は自動ドアー８に
接近する場合の距離で、且つ左方に示した負数は自動ド
アー８から遠ざかる場合の距離をそれぞれ示し、ｘは物
体検知器１の不感領域を示す物体検知器１からの距離を
示す。従って、第２図に矢印で示すように被検知物体Ｈ
が自動ドアー８に接近する方向に移動する場合には、そ
の移動速度が速い程、被検知物体Ｈが自動ドアー８から
遠い距離を移動時に起動信号を出力する。また、この開
閉タイミング決定部７には、第５図に示すような移動速
度に対応する開動作持続時間（自動ドアーの開放持続時
間）との関係を表すデータがあらかじめ記憶されてお
り、被検知物体が自動ドアー８から離れていく場合に
は、その移動速度に応じて、第５図のデータから自動ド
アー８の開放持続時間が決定される。

次に、前記実施例の作用を第４図および第６図を参照
しながら説明する。信号判別部３は、物体検知器１から
出力され且つ増幅器２で増幅された電気信号を一定レベ
ルの基準信号と比較して電気信号が基準信号のレベル以
上であるか否かを常時監視しており、基準信号による設
定検知感度を超える変動を検知した時に検知信号を出力
する。開閉タイミング決定部７は、前記信号判別部３か
ら検知信号が入力された否かにより、検知エリアに進入
する物体Ｈを検知したか否かを常に監視（ステップS1）
している。そして、検知エリアに進入した被検知物体Ｈ
を検知して検知信号が出力されると、この検知信号によ
り距離演算部５および速度演算部６がトリガされて駆動
し、速度演算部６が増幅器２からの電気信号の周波数変
動に基づいて被検知物体Ｈの移動速度を演算する（ステ
ップS2）とともに、距離演算部５が物体検知器１の送信
波の出射時からこれが反射した受信波を受信するまでの
時間に基づいて物体検知器１から被検知物体Ｈまでの距
離を演算する（ステップS3）。

そして、速度演算部６からの速度データおよび距離演
算部５からの距離データは共に開閉タイミング決定部７
に入力され、開閉タイミング決定部７は、先ず距離デー
タに基づいて被検知物体Ｈが自動ドアー８に向かって移
動しているか否かを判別（ステップS4）とする。即ち、
距離データがＬ（4m）に相当する場合には自動ドアー８
が接近していると判別し、且つ距離データがｌ（0.1m）
に相当する場合には自動ドアー８から離れる方向に移動
していると判別する。いま、被検知物体Ｈが自動ドアー
８に接近していると判別された場合、第３図に示したデ
ータに基づいて被検知物体Ｈが速度データの移動速度に
対応する距離に達したか否かが判別（ステップS5）され
る。

例えば、第６図に示すように、第１の被検知物体H1は
1m/secの速度で検知エリアに進入して自動ドアー８に向
かって移動し、第２の被検知物体H2は0.5m/secの速度で
検知エリアに進入して自動ドアー８に向かって移動し、
第３の被検知物体H3は自動ドアー８の手前で静止し、第
４の被検知物体H4は自動ドアー８に対しほぼ平行に検知
エリア内を移動したものとする。尚、同図におけるL1,L
2,L3,L4はそれぞれ物体検知器１から1m,2m,3m,4mの距離
を示す。

第１の被検知物体H1はL4の位置で検知されるが、第３
図から明らかなように物体検知器１から3mの距離のL3の
位置に達するまで待って、距離演算部５から3mに相当す
る距離データが入力された時点でドアー開信号が出力
（ステップS6）される。つまり起動信号がハイレベルと
なってドアー起動用リレーに通電される。第２の被検知
物体H2も同様に検知エリアに進入したL4の位置で検知さ
れるが、物体検知器１から2mの距離のL2の位置に達する
まで待ってドアー開信号が出力される。また、第３の被
検知物体H3は物体検知器位置から1m以内の位置に静止し
ているので、移動速度に拘わらずドアー開信号の出力が
接続される。更に、第４の被検知物体H4は、自動ドアー
８に平行に移動するので、物体検知器１からの距離はさ
ほど変化せず、速度演算部６からは1m/sec以下の速度デ
ータが出力され、自動ドアー８にかなり接近しない限り
自動ドアー８は開放されない。

一方、信号判別部３からの検知信号の出力時の距離デ
ータがｌ（0.1m）に相当するものであってステップS4で
NOと判断された場合には、被検知物体が自動ドアー８か
ら遠ざかっていくのであるから、あらかじめ記憶してい
る第５図に示した移動速度と開動作持続時間との関係を
用い、速度演算部６から出力される被検知物体の移動速
度に応じた開動作持続時間を決定し（ステップS7）、そ
の時間が経過した後にドアー開起動信号が出力される
（ステップ８）。すなわち、開閉タイミング決定部７か
らの起動信号がローレベルとなってドアー起動用リレー
４への通電が停止され、自動ドアー８が閉じられる。な
お、開動作持続時間の計時開始時点は、被検知物体が自
動ドアー８を開いた後に反対側の検知エリアに進入して
物体検知器１からの距離ｌが0.1mのＤ点で検知信号が得
られるから、その時点を計時開始時点とすることができ
る。

具体的な例を挙げると、被検知物体が自動ドアー８か
ら離隔するさいの移動速度が0.3m/secの時には検知され
てから３秒間、自動ドアー８の開状態が保持され、ま
た、移動速度が1.0m/secの時には検知されてから２秒
間、自動ドアー８の開状態が保持され、更に、移動速度
が2m/sec以上である時には検知されてから１秒間、自動
ドアー８の開状態が保持される。なお、自動ドアー８か
ら離れていく被検知物体が急に向きを変えて自動ドアー
８に再接近した場合には自動ドアー８の開状態を継続す
るようにすれば、安全を確保できる。

このように、速い速度で接近する物体に対しては自動
ドアー８を素早いタイミングで開くとともに、遅い速度
で接近する物体に対してはゆっくりしたタイミングで自
動ドアー８を開ける。また、自動ドアー８を開いた後、
速い速度で離隔する物体に対しては自動ドアー８を素早
いタイミングで閉じるとともに、遅い速度で離隔する物
体に対してはゆっくりしたタイミングで自動ドアー８を
閉じる。従って、自動ドアー８は物体の移動速度に応じ
て必要最小限の時間だけ開かれることになり、しかも、
検知エリア内を移動する物体であっても自動ドアーを通
過しない物体に対しては、かなり接近しない限り自動ド
アー８を開閉させないで済む。

（ｂ）．実施例２ 第１図の構成を変形した構成とすることもできる。即
ち、物体検知器１として超音波センサや赤外線センサを
用いてその出力電気信号により被検知物体までの距離の
みを検出するようにする。例えば、超音波センサでは、
超音波を被検知物体Ｈに照射してこれからの反射受信波
を受信するまでの時間を計測することにより被検知物体
Ｈまでの距離を算出し、赤外線センサでは三角計量方式
により被検知物体Ｈまでの距離を計測する。そして、こ
れらの物体検知器１を、例えば0.5秒毎に周期的に駆動
させ、距離演算部５で周期的に距離を算出する。速度演
算部は、第１図のものと異なり、距離演算部５から周期
的に出力される距離データの変化量を算出する構成とす
る。また、開閉タイミング決定部には、物体が接近する
ときの自動ドアー８の開放タイミングに関して、第３図
に示した被検知物体Ｈの物体検知器１からの距離と被検
知物体Ｈの移動速度との関係に対応して、距離データ毎
に起動信号をオンするための距離データの変化量を設定
しておく。即ち、この例では0.5秒ごとに距離データが
出力されるので、距離データが4mの場合には0.75mの変
化量を、3mの場合には0.5mの変化量を、2mの場合には0.
25mの変化量をそれぞれ設定し、この設定値以上の変化
量があった場合に起動信号をオンするようにするように
すれば、実施例１と同様の動作となる。

また、この距離データの一定時間毎の変化量は被検知
物体Ｈの移動速度に対応するので、速度演算部において
距離データの変化量から移動速度を算出するようにすれ
ば、被検知物体Ｈまでの距離のみ検知できる物体検知器
１を用いながらも距離データの他に速度データをも得ら
れるので、開閉タイミング決定部７における自動ドアー
８の開動作持続時間の決定については、先の実施例と同
等とすることができ、また、開放タイミングの決定につ
いても先の実施例と同等とすることも可能である。

（ｃ）．実施例３ また、第１図の距離演算部５を削除した構成とするこ
ともできる。即ち、物体検知器として超音波ドップラー
センサや電波式ドップラーセンサを用いて、被検知物体
からの反射受信波の周波数変動から被検知物体の移動速
度のみを検知するようにする。そして、開閉タイミング
決定部には、自動ドアー８の開放タイミングの決定動作
に関して、第７図に示すような移動速度に対応する開動
作遅延時間を設定する。開動作遅延時間は、被検知物体
が自動ドアーに向かって接近する場合には被検知物体を
検知して起動信号をオンするまでの遅延時間であり、例
えば、被検知物体が第２図の矢印方向に移動する場合に
は、被検知物体Ｈが検知エリアに進入して物体検知器１
からＬ（4m）の距離Ｃ点で検知されるので、このＣ点に
被検知物体Ｈが位置した時点から前記開動作遅延時間の
計時が開始される。

例えば、被検知物体Ｈが自動ドアー８に接近する場合
において、その移動速度が0.3m/secの時には検知されて
から４秒経過後に自動ドアー８が開かれ、また、移動速
度が1.0m/secの時には検知されてから２秒経過後に自動
ドアー８が開かれ、更に、移動速度が2m/sec以上である
時には直ちに自動ドアー８が開かれる。

なお、この例において、自動ドアー８の開動作持続時
間の決定については、図１の実施例と全く同じとするこ
とができる。

（ｄ）．実施例４ また、前記実施例３の変形として、反射受信波の周波
数の変動量から移動速度を算出する複雑な構成の速度演
算部を削除し、これに代えて、速度の基準値を設けてこ
の基準値に対し移動速度を同じ，速い，遅いの３段階に
分類する速度判別部を設け、開閉タイミング決定部に
は、速度判別部で分類した３段階の速度に対応した開動
作遅延時間および開動作保持時間をそれぞれ設定する。
例えば、下記の表のように設定する。

この実施例では、速度演算部よりも構成が簡単な速度
判別部を用いるので、回路構成を簡略化できる利点があ
る。

（ｅ）．実施例５ また、物体検知器としては熱線式，赤外線式或いは電
波式等を用い、検知エリア内に進入した移動物体の存在
のみを検知する場合には、次のような構成とすればよ
い。即ち、第８図に示すように、自動ドアー８の両側に
それぞれ設けた各物体検知器１に、それぞれ２本の検知
エリアa1,a2およびa3,a4を光学系等により設定する。そ
して、被検知物体Ｈが自動ドアー８に接近する場合に
は、速度検知部において第１の検知エリアa1での被検知
物体Ｈの検知時から第２の検知エリアa2での被検知物体
Ｈの検知時までの経過時間に基づいて移動速度を算出す
る。同様に、被検知物体Ｈが自動ドアー８から離間する
場合には、速度検知部において第３の検知エリアa3での
被検知物体Ｈの検知時から第４の検知エリアa4での被検
知物体Ｈの検知時までの経過時間に基づいて移動速度を
算出する。他は前記実施例３または実施例４と同様に、
検知された移動速度に対応した開動遅延時間の経過後に
自動ドアー８を開き、或いは開動作保持時間の経過後に
自動ドアー８を閉じるようにする。

＜発明の効果＞ 本発明は、以上のように構成し且つ作用するので、以
下のような効果を奏する。即ち、本発明の自動ドアーの
起動スイッチ装置によれば、人体等の物体が速い速度で
移動する場合には、この物体が検知エリアに進入したの
を検知した後に自動ドアーを素早く開き、逆に物体が遅
い速度で移動する場合には、この物体が検知エリアに進
入してからゆっくりとしたタイミングで自動ドアーを開
く。しかも、物体が検知エリアに進入して自動ドアーを
開いた後に離隔していく際には、その速度が速い場合に
は自動ドアーを素早く閉じ、その速度が遅い場合には自
動ドアーをゆっくりとしたタイミングで閉じる。従っ
て、自動ドアーを通過する物体の移動速度に応じた必要
最小限の時間だけ自動ドアーを開かせることができるの
で、冷，暖房時の省エネルギーを図れるとともに、外部
から騒音が入り込むのを可及的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック構成図、 第２図はその検知エリアの説明図、 第３図はその開閉タイミングを決定するための被検知物
体の物体検知器からの距離と被検知物体の移動速度との
関係図、 第４図は本発明実施例の動作を表すフローチャート、第
５図は本発明実施例における被検知物体の離隔時におけ
る移動速度と開動作持続時間との関係を示すグラフ、第
６図は本発明実施例の動作説明のための概略平面図、 第７図は本発明の他の実施例の物体が自動ドアーに接近
する場合の開放タイミングを決定するための被検知物体
の移動速度と開閉動作遅延時間との関係図、 第８図は本発明の更に他の実施例の検知エリアの説明
図、 第９図は従来例のブロック構成図である。 １……物体検知器 ３……信号判別部 ６……速度演算部（速度判別手段） ７……開閉タイミング決定部（開閉タイミング決定手
段） ８……自動ドアー H,H1〜H4……被検知物体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｈ 35/00 Ｇ０１Ｓ 17/88 Ｂ (72)発明者 天野 博之 滋賀県大津市におの浜４丁目７番５号 オプテックス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−187487（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−73677（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動ドアーに近接して設けられ、この自動
   ドアーの近傍に設けられた所定の検知エリア内に人体等
   の移動物体が進入することにより変動する電気信号を出
   力する物体検知器と、この物体検知器の電気信号の変動
   を検知して物体の検知信号を出力する信号判別部とを備
   えてなる自動ドアーの起動スイッチ装置において、前記
   検知信号の出力時に前記物体検知器の出力信号に基づい
   て物体の移動速度を算出する速度判別手段と、その速度
   判別手段から出力される速度データに対応してその速度
   が速くなるに従って短く設定された時間の経過後または
   速度が速くなるに従って長く設定された前記物体検知器
   からの距離に被検知物体が達した時点で自動ドアーの起
   動信号を出力するとともに、前記速度データから求めら
   れた被検知物体の移動速度に対応して、その速度が速く
   なるほど短くなるように自動ドアーの開放持続時間を決
   定する開閉タイミング決定手段とを備えてなることを特
   徴とする自動ドアーの起動スイッチ装置。