JP3730400B2 - 異物検出装置及び異物検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体の移動軌跡上の異物を検出するための異物検出装置及び異物検出方法に係り、特に、車両や建造物或いはエレベータ等の自動扉における扉等の移動軌跡上の異物の検出に好適な異物検出装置及び異物検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワゴンやバン等の車両では、モータ等の駆動手段の駆動力によってドアパネルを車両の前後方向に沿ってスライドさせて開閉する自動スライドドア装置がある。
【０００３】
また、このような自動スライドドア装置には、閉移動中のドアパネルと車体との間に異物が挟み込まれた場合に、ドアパネルのスライドを停止させたり、或いは、ドアパネルを再び開移動させたりする挟み込み防止装置を備えた自動スライドドア装置も考案されており、この挟み込み防止装置の一例が特開平９−３１５１５７号に開示されている。
【０００４】
この公報に開示されている挟み込み防止装置は、長尺筒状の外皮部の内部に複数の電極線を配置した感圧センサを備えている。この感圧センサはドアパネルの前端部（すなわち、ドアパネルの閉移動側の端部）に設けられており、閉移動しているドアパネルの前端部に異物が当接してドアパネルが異物を押圧した際の異物からの押圧反力により外皮部が弾性変形して電極線が撓んで、複数の電極線が互いに接触して短絡したことを検出した場合に、制御回路やコンピュータ等の制御手段が駆動手段を停止、或いは反転駆動させてドアパネルと車体とによる異物の挟み込みを防止する構成である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した挟み込み防止装置では、異物が感圧センサに当接して感圧センサの外皮部を弾性変形させるまでは異物を検出しない（換言すれば、閉移動する際のドアパネルのスライド軌跡上に異物が存在しても、感圧センサの外皮部に異物が当接するまでは、異物を検出することはできない）。したがって、異物を検出するまで時間がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、移動軌跡上の異物を早急に検出できる異物検出装置及び異物検出方法を得ることが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の異物検出装置は、移動終点へ向けて移動する移動体の前記移動終点と前記移動体との間の移動軌跡上の異物を検出する異物検出装置であって、前記移動体の移動方向側端部及び前記移動終点側の所定位置の何れか一方に設けられ、何れか他方へ向けて前記移動軌跡に沿って自らを通る仮想線を境にした線対称の略放射状に一定の出力の信号を発信する発信手段と、前記発信手段から発信されて前記何れか他方で反射された信号を受信するまでの時間が互いに等しくなる前記何れか一方の所定位置に設けられた一対の受信手段と、前記一対の受信手段の各々が同時に受信した前記信号の強度を比較する比較手段と、を備え、前記何れか他方の前記仮想線よりも上側で反射した前記信号を前記一対の受信手段の一方が受信し、前記何れか他方の前記仮想線よりも下側で反射した前記信号を前記一対の受信手段の他方が受信すると共に、前記比較手段により得られた前記一対の受信手段の各々で受信した前記信号の差異に基づき前記異物を検出する、ことを特徴としている。
【０００８】
上記構成の異物検出装置によれば、移動体の停止状態若しくは移動終点へ向けて移動体が移動している状態で、移動体の移動方向側端部及び移動終点側の所定位置の何れか一方に設けられた発信手段から一定の出力で信号が発信される。信号は移動体の移動軌跡に沿って発信手段を通る仮想線を境とする線対称の略放射状に移動体の移動方向側端部及び移動終点側の所定位置の何れか他方に向けて発信される。
【０００９】
移動体の移動軌跡上に異物が存在しない場合には、発信手段から発信された信号のうち、上記の仮想線よりも上側にて前記何れか他方の側で反射された信号が、前記何れか一方に設けられた一対の受信手段の一方により受信される。また、発信手段から発信された信号のうち、上記の仮想線よりも下側にて前記何れか他方の側で反射された信号が、前記何れか一方に設けられた一対の受信手段の他方により受信される。
【００１０】
この状態における受信手段の各々は、発信手段から信号が略放射状に発信さてから受信するまでの時間が等しくなるように設けられているため、受信手段が同時に受信した信号の強度を比較手段で比較すると、各受信手段毎の信号の強度には基本的に差異はない。
【００１１】
一方、移動体の移動軌跡上に異物が存在すると、発信手段から発信された信号の一部は前記何れか他方の側の所定位置に到達することなく、異物で信号が反射されて一対の受信手段の何れかで受信される。このように異物で反射される信号は、前記何れか他方に到達していないために、前記何れか他方で反射される本来の場合とは信号が辿る行路（行程）の長さが異なる。したがって、発信手段から発信されてから受信手段に受信されるまでの時間が異物が存在しない場合の本来の時間とは長さが異なる。このため、異物で反射された信号を受信する受信手段では、本来受信する筈の信号が受信されないか、或いは、本来受信する筈のない信号が受信されるかの何れかの現象が生じる。本来受信する筈の信号が受信されなければ、この受信手段が受信した信号の強度は他の受信手段で同時に受信した信号の強度よりも弱くなり、また、本来受信する筈のない信号が受信されれば、この受信手段が受信した信号の強度は他の受信手段で同時に受信した信号の強度よりも強くなる。
【００１２】
このように、移動軌跡上の異物で信号が反射した場合に各受信手段で同時に受信した信号の強度には差異が生じるため、比較手段により信号の強度を比較して強度の差異の有無を検出することで移動軌跡上の異物の有無が検出される。
【００１３】
なお、本発明において、移動終点側の所定位置は、移動体の移動終点である必要はない。すなわち、移動終点を介して移動体とは反対側に移動体と移動終点との間の空間が存在するような場合には、移動終点を介して移動体とは反対側に発信手段を設けたり、或いは、移動終点を介して移動体とは反対側に信号を反射させたりしてもよい。
【００１４】
また、移動終点側の所定位置は、動くことのない一定の位置でもよいし、移動終点側の所定位置が移動体の移動に連動して変位する構成でもよい。
【００１５】
請求項２記載の異物検出装置は、請求項１記載の異物検出装置において、前記発信手段及び一対の受信手段を、前記移動体の移動方向側端部、又は、前記移動軌跡を介して前記移動体の移動方向側端部と対向するように前記移動終点に設けられた固定体に設けたことを特徴としている。
【００１６】
上記構成の異物検出装置によれば、発信手段及び受信手段が移動体の移動方向側端部、又は、移動終点に設けられた固定体に設けられており、発信手段から発信された信号は、移動体の移動軌跡上を介して移動体及び固定体のうちの発信手段及び受信手段が設けられていない側へ向けて発信される。上述したように、移動軌跡上に異物が存在する場合には、発信手段から発信された信号が異物で反射され一対の受信手段の何れかにより受信されて、各受信手段が受信された信号の強度の差異を比較することで移動軌跡上の異物の有無が検出される。
【００１７】
ここで、移動終点には固定体が設けられており、仮に、移動軌跡上に異物が存在して移動中の移動体がその移動方向側端部で押圧すると、いずれは移動体の移動方向側の端部と固定体との間で異物を挟み込ことが考えられる。特に、モータ等の駆動手段により移動体を自動的に移動させるような構成であれば、手動で移動体を移動させる構成よりも、異物の存在を人が直接確認できない可能性があるため異物を挟み込む可能性は高くなる。しかしながら、本発明では、上述したように、移動体の移動軌跡上の異物を検出できる。したがって、例えば、比較手段が各受信手段で受信した信号の強度の差異を検出して移動軌跡上の異物を検出した場合に、音や光等の警報を発する警報手段や、また、駆動手段を停止させたり、或いは駆動手段を反転駆動させる制御回路等の制御手段を設けることで、移動体と固定体とによる異物の挟み込みを防止できる。
【００１８】
請求項３記載の異物検出装置は、請求項１又は請求項２記載の異物検出装置において、前記移動体の移動方向側端部に沿った方向の前記移動体の移動方向側端部中心、又は、前記移動体の移動方向に沿って前記移動方向側端部中心と対向した前記移動終点の所定位置に前記発信手段を設けたことを特徴としている。
【００１９】
上記構成の異物検出装置によれば、発信手段を移動体の移動方向側端部に沿った方向の移動体の移動方向側端部中心、又は、移動体の移動方向に沿って移動方向側端部中心と対向した移動終点側の所定位置に設けられている。したがって、発信手段から発信された信号は、移動体の移動方向側端部及び移動終点位置側の所定位置のうち、発信手段が設けられていない側へ到達するまでの間に、移動体の移動軌跡上を通り且つ発信手段を通る仮想線を境に線対称に広がり、これにより、前記何れか他方で反射した場合の信号も線対称となる。このため、基本的に発信手段を介して等距離の位置に受信手段を配置することができ、一対の受信手段を発信手段に近接配置できる（すなわち、一対の受信手段のうち何れかを他の受信手段に比べて発信手段から遠い位置に配置しなくてもよい）。このため、発信手段と受信手段とをユニット化した場合の全体的な小型化が可能となる。
請求項４記載の異物検出装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の異物検出装置において、前記放射状に発信された前記信号のうち、前記何れか他方を介した前記発信手段から前記一対の受信手段までの最短の行路を辿る前記信号を前記一対の受信手段の各々が受信開始してから、最長の行路を辿る前記信号を前記一対の受信手段の各々が受信終了するまでの間の前記信号強度の波形を前記比較手段が比較する、ことを特徴としている。
上記構成の異物検出装置によれば、信号は発信手段から発信されてから前記何れか他方にて反射されて一対の受信手段の各々に受信される。ここで、信号の行路の長さは前記何れか他方での受信位置によって異なる。したがって、最短の行路を辿った信号は最も早く受信手段にて受信され、最長の行路を辿った信号は最も遅く受信手段に受信される。
ここで、本発明に係る異物検出装置では、最短の行路を辿った信号の受信を開始してから最長の行路を辿った信号の受信が終了するまで一対の受信手段の各々によって信号が受信される。これにより、一対の受信手段の各々では、最短の行路を辿った信号の受信が終了するまでに、最短行路よりも長い行路を辿った信号が受信される。このため、一対の受信手段の各々で受信する信号の強度は、時間の経過に伴い漸次大きくなる。
また、発信手段における信号の発信が停止されると、最短行路を辿った信号から漸次消えていくため、一対の受信手段の各々で受信する信号の強度は、時間の経過に伴い漸次小さくなる。
ところで、移動軌跡間の異物に信号が反射されると、信号の行路が前記何れか一方で反射される信号の最短行路よりも短くなるため、本来の最短行路を辿った信号よりも早く一対の受信手段の何れかに受信される。また、異物で反射された信号は本来の行路を辿らないため、この本来の行路を辿る信号が受信手段に受信されない。これにより、一対の受信手段の一方と他方とで、時間の経過に伴う信号の波形に変化が生じる。
このような信号波形の変化が比較手段により比較され、この比較結果にに基づいて異物が検出される。
【００２０】
請求項５記載の異物検出方法は、移動終点へ向けて移動する移動体の前記移動終点と前記移動体との間の移動軌跡上の異物を検出する異物検出方法であって、前記移動体の移動方向側端部及び前記移動終点側の所定位置の何れか一方から何れか他方へ向けて前記移動軌跡に沿って略放射状に一定の出力の信号を発信して、前記何れか一方から発信されて前記何れか他方で反射された信号を受信するまでの時間が互いに等しくなる前記何れか一方での一対の受信位置の一方で、前記移動軌跡に沿って前記信号の発信位置を通る仮想線よりも上側にて前記何れか他方の側で反射した信号を受信すると共に、前記何れか他方の側の前記仮想線よりも下側で反射した信号を前記一対の受信位置の他方で受信し、前記一対の受信位置の各々で同時に受信した信号の強度を比較して、前記比較により得られた前記一対の受信位置の各々で受信した信号の所定値以上の差異を検出することで前記移動軌跡上の異物を検出する、ことを特徴としている。
【００２１】
上記構成の異物検出方法によれば、移動体の停止状態若しくは移動終点へ向けて移動体が移動している状態で、移動体の移動方向側端部及び移動終点側の何れか一方の発信位置から一定の出力で信号が発信される。信号は移動体の移動軌跡に沿って発信位置を通る仮想線を境とする線対称の略放射状に移動体の移動方向側端部及び移動終点側の所定位置の何れか他方に向けて発信される。前記何れか一方の一対の受信位置は、信号が何れか一方から発信されて各受信位置で信号を受信するまでの時間が互いに等しくなるように設定される。このため、通常の状態で各受信位置で同時に受信した信号の強度を比較すると、各受信位置毎の信号の強度には基本的に差異はない。
【００２２】
ここで、移動体の移動軌跡上に異物が存在すると、前記何れか一方から発信された信号の一部が異物で反射されて何れかの受信位置で受信される。このように異物で反射される信号は、前記何れか他方に到達していないために、前記何れか他方で反射される本来の場合とは信号が辿る行路（行程）の長さが異なる。したがって、前記何れか一方から信号が発信されてから受信位置で受信されるまでの時間が異物が存在しない場合の本来の時間とは長さが異なる。
【００２３】
このため、この異物で反射された信号を受信した受信位置では、本来受信する筈の信号が受信されないか、或いは、本来受信する筈のない信号が受信されるかの何れかの現象が生じる。本来受信する筈の信号が受信されなければ、この受信位置で受信した信号の強度は他の受信位置で同時に受信した信号の強度よりも弱くなり、また、本来受信する筈のない信号が受信されれば、この受信位置で受信した信号の強度は他の受信位置で同時に受信した信号の強度よりも強くなる。
【００２４】
このように、移動軌跡上の異物で信号が反射した場合に各受信位置で同時に受信した信号の強度には差異が生じるため、信号の強度を比較して強度の差異の有無を検出することで移動軌跡上の異物の有無が検出される。
【００２５】
なお、本発明において、移動終点側の所定位置は、移動体の移動終点である必要はない。すなわち、移動終点を介して移動体とは反対側に移動体と移動終点との間の空間が存在するような場合には、移動終点を介して移動体とは反対側に発信手段を設けたり、或いは、移動終点を介して移動体とは反対側に信号を反射させたりしてもよい。
【００２６】
また、移動終点側の所定位置は、動くことのない一定の位置でもよいし、移動終点側の所定位置が移動体の移動に連動して変位する構成でもよい。
【００２７】
請求項６記載の異物検出方法は、請求項５記載の異物検出方法において、前記移動体の移動方向側端部、又は、前記移動軌跡を介して前記移動体の移動方向側端部と対向するように前記移動終点に設けられた固定体から前記信号を発信することを特徴としている。
【００２８】
上記構成の異物検出方法によれば、移動体の移動方向側端部、又は、移動終点に設けられた固定体から、移動体の移動軌跡上を介して移動体の移動方向側端部及び固定体のうちの他方へ向けて信号が発信される。上述したように、移動軌跡上に異物が存在する場合には、信号が異物で反射され移動体の移動方向側端部、及び、移動終点に設けられた固定体のうちの信号が発信された側の一対の受信位置の何れかで受信されて、各受信位置での信号の強度を比較することで移動軌跡上の異物の有無が検出される。
【００２９】
ここで、移動終点には固定体が設けられており、仮に、移動軌跡上に異物が存在して移動中の移動体がその移動方向側端部で押圧すると、いずれは移動体の移動方向側の端部と固定体との間で異物を挟み込ことが考えられる。特に、モータ等の駆動手段により移動体を自動的に移動させるような構成であれば、手動で移動体を移動させる構成よりも、異物の存在を人が直接確認できない可能性があるため異物を挟み込む可能性は高くなる。しかしながら、本発明では、上述したように、移動体の移動軌跡上の異物を検出できる。したがって、例えば、信号波形の比較結果に応じて音や光等の警報を発したり、また、駆動手段を駆動を停止させたり、或いは駆動手段を反転駆動させることで、移動体と固定体とによる異物の挟み込みを防止できる。
【００３０】
請求項７記載の異物検出方法は、請求項５又は請求項６記載の異物検出方法において、前記移動体の移動方向側端部に沿った方向の前記移動体の移動方向側端部中心、又は、前記移動体の移動方向に沿って前記移動方向側端部中心と対向した前記移動終点の所定位置から前記信号を発信することを特徴としている。
【００３１】
上記構成の異物検出方法によれば、移動体の移動方向側端部に沿った方向の移動体の移動方向側端部中心、又は、移動体の移動方向に沿って移動方向側端部中心と対向した移動終点側の所定位置から信号が発信される。したがって、発信された信号は、移動体の移動方向側端部及び移動終点位置側の所定位置の信号が発信されない側へ到達するまでの間に、移動体の移動軌跡上を通り且つ信号の発信位置を通る仮想線を境に線対称に広がり、移動体及び移動終点位置側の所定位置のうちの信号が発信されない側で反射した場合の信号も線対称となる。
【００３２】
このため、信号の発信位置を介して等距離の位置に信号の受信位置を設けることができ、したがって、一対の受信位置を発信位置に近接させて設けることがきる（すなわち、一対の受信位置のうち何れかを他の受信位置に比べて発信位置から遠い位置に設けなくてもよい）。このため、信号を発信する発信素子やスピーカ等の発信手段と信号を受信する受信素子やマイク等の受信手段とをユニット化した場合の全体的な小型化が可能となる。
請求項８に記載の異物検出方法は、請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載の異物検出方法において、前記放射状に発信された前記信号のうち、前記何れか他方での反射位置を介した前記信号の発信位置から前記一対の受信位置までの最短の行路を辿る前記信号の受信を開始してから、最長の行路を辿る前記信号の受信を終了するまでの間の前記信号強度の波形を比較する、ことを特徴としている。
上記構成の異物検出方法によれば、発信位置から発信された信号は前記何れか他方にて反射されて一対の受信位置の各々で受信される。ここで、信号の行路の長さは前記何れか他方での受信位置によって異なる。したがって、最短の行路を辿った信号は最も早く受信位置に到達し、最長の行路を辿った信号は最も遅く受信位置に到達する。
ここで、本発明に係る異物検出方法では、最短の行路を辿った信号の受信が開始されてから最長の行路を辿った信号の受信が終了するまで一対の受信位置の各々によって信号が受信される。これにより、一対の受信位置の各々では、最短の行路を辿った信号の受信が終了するまでに、最短行路よりも長い行路を辿った信号が受信される。このため、一対の受信位置の各々に到達した信号の強度は、時間の経過に伴い漸次大きくなる。
また、信号の発信が停止されると、最短行路を辿った信号から漸次消えていくため、一対の受信位置の各々に到達する信号の強度は、時間の経過に伴い漸次小さくなる。
ところで、移動軌跡間の異物に信号が反射されると、信号の行路が前記何れか一方で反射される信号の最短行路よりも短くなるため、本来の最短行路を辿った信号よりも早く一対の受信位置の何れかに到達する。また、異物で反射された信号は本来の行路を辿らないため、この本来の行路を辿る信号が受信位置に到達しない。これにより、一対の受信位置の一方と他方とで、時間の経過に伴う信号の波形に変化が生じる。
このような信号波形の変化が比較され、この比較結果にに基づいて異物が検出される。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図３には本発明の一実施の形態に係る異物検出装置１０を自動スライドドア装置１２の挟み込み防止装置１４に適用した車両１６の概略的な構成が示されており、図１には挟み込み防止装置１４の構成がブロック図によって示されている。挟み込み防止装置１４の構成の説明に先立って自動スライドドア装置１２の構成の概略を簡単に説明する。
【００３４】
（自動スライドドア装置１２の構成の概略）
図３に示されるように、車両１６は移動体としてのドアパネル２０を備えている。ドアパネル２０は、車両１６の側壁２２の外側を側壁２２に沿って車両１６の前後方向へ向けてスライド可能とされており、側壁２２に沿ってスライドすることで側壁２２に形成された乗員乗降用の矩形の乗降口２４を開閉できるようになっている。
【００３５】
また、図５に示されるように、側壁２２の下端部には、車幅方向内側へ向けて延出されたブラケット２６が一体的に固定されている。このブラケット２６の先端部にはローラ２８が軸支されており、更に、ローラ２８は車両１６のフロアパネル（図示省略）の裏面側に設けられたガイドレール３０の車幅方向外側面へ当接している。このローラ２８はガイドレール３０との摩擦で転動しながら概ね車両１６の前後方向に沿って移動できるようになっている。また、このガイドレール３０の近傍には車両１６の上下方向を軸方向としてその軸周りに回転するプーリ３４と駆動ローラ３６が設けられており無端ベルト３８が掛け回されている。この無端ベルト３８には上述したブラケット２６が固定されており、無端ベルト３８の回転によりブラケット２６が移動するとガイドレール３０に沿ってローラ２８が転動し、更に側壁２２が移動するようになっている。
【００３６】
駆動ローラ３６は、図１に示されるスライドアクチュエータ４０へ接続されており、スライドアクチュエータ４０に設けられた駆動手段としてのスライドモータ４２（図１参照）の駆動力によって無端ベルト３８が回転するようになっている。また、図１に示されるように、スライドアクチュエータ４０は制御手段を構成するスライドドライバ４４を備えている。スライドモータ４２はスライドドライバ４４を介して制御手段を構成する制御回路４６へ電気的に接続されており、さらに、この制御回路４６を介して、例えば、車両１６の運転席近傍に設けられた操作スイッチ４８へ電気的に接続され、この操作スイッチ４８を操作して制御回路４６へ所定の信号を送ることでスライドアクチュエータ４０を作動或いは停止させてドアパネル２０をスライドさせることができるようになっている。
【００３７】
さらに、スライドモータ４２はスライドドライバ４４を介して車両１６の適宜位置に配置されているバッテリー５０へ接続されており、スライドドライバ４４がバッテリー５０からスライドモータ４２への電力の供給を調整する。
【００３８】
一方、ドアパネル２０の上下方向中間部と上端部には車幅方向内側へ向けて延出されると共に先端にローラが取り付けられたブラケット（何れも図示省略）が設けられている。これらのブラケットのローラは側壁２２の適宜位置に設けられたガイドレールのガイド溝（何れも図示省略）へ抜け止めされた状態で入り込んでおり、ガイドレールに沿って転動する。すなわち、これらのブラケットに設けられたローラ及びガイドレールは、ドアパネル２０のスライドのための案内用であると共に、側壁２２からのドアパネル２０の抜け落ちを防止するための支持用として主に機能する。
【００３９】
（挟み込み防止装置１４の構成）
また、図１に示されるように自動スライドドア装置１２は主に異物検出装置１０によって構成される挟み込み防止装置１４を備えている。異物検出装置１０は超音波センサ６０を備えている。図３に示されるように、超音波センサ６０は乗降口２４の車両前方側の端部６２の上下方向略中央部に設けられている。ここで、特許請求の範囲と照合して側壁２２や端部６２を説明すると、移動体としてのドアパネル２０が乗降口２４を閉止するために閉移動した際（すなわち、ドアパネル２０が車両１６の前方へスライドした際）の移動終点が端部６２となり、固定体が側壁２２となる。
【００４０】
図２に示されるように、超音波センサ６０は端部６２へ取り付けられた状態で車両１６の後方側へ向いた側の端部が開口した略箱形状若しくは有底筒形状のフレーム６４を備えている。このフレーム６４の開口端には発信手段としてのスピーカ６６が設けられている。このスピーカ６６は超音波センサ６０を端部６２へ取り付けた状態で端部６２の上下方向中央に位置し、車両１６の後方へ向けて略放射状に音を発する。
【００４１】
スピーカ６６にはリード線６８が接続されており、このリード線６８を介して直接或いは間接的に車両１６内の適宜位置に設けられた発信器７０（図１参照）へ電気的に接続され、発信器７０が作動することでスピーカ６６から超音波Ｓが発信されるようになっている（すなわち、上述した『音』がこの『超音波Ｓ』で特許請求の範囲で言うところの『信号』に相当する）。また、発信器７０はリード線等の図示しない接続手段を介して、上述した制御回路４６と共に挟み込み防止装置１４の制御手段を構成する異物検知回路７２へ電気的に接続されている。この異物検知回路７２は制御回路４６からの操作スイッチ４８に基づく指示信号を受信した場合に発信器７０を作動させてスピーカ６６から超音波Ｓを発生させるようになっている。
【００４２】
一方、図２に示されるように、フレーム６４の開口端側にはスピーカ６６に隣接して一対の受信手段としての一対のマイク７６、７８が設けられている。マイク７６はスピーカ６６の上方に設けられており、スピーカ６６を通る車両１６の前後方向に沿った仮想線Ｌよりも上側からの超音波Ｓを拾うよう、車両１６の後上方へ傾いた状態で配置されている。一方、マイク７８はスピーカ６６の下方に設けられており（すなわち、スピーカ６６を介して車両１６上下方向に沿ってマイク７６と対向配置されており）、仮想線Ｌよりも下側からの超音波Ｓを拾うよう、車両１６の後下方へ傾いた状態で配置されている。
【００４３】
これらのマイク７６、７８にはリード線８０、８２が接続されており、これらのリード線８０、８２を介して車両１６内の適宜位置に設置されている波形整形回路８６（図１参照）へ電気的に接続され、超音波Ｓを受信したマイク７６、７８は超音波Ｓの音量（すなわち特許請求の範囲で言うところの信号の『強度』に相当）に応じた電圧の電気信号Ｖ２、Ｖ３を波形整形回路８６へ送信する。この波形整形回路８６では、マイク７６、７８から送信された電気信号Ｖ２、Ｖ３に含まれるノイズ電圧等を消去する。
【００４４】
また、この波形整形回路８６は車両１６内の適宜位置に設置されている比較手段としての波形比較回路８８へ電気的に接続されており、波形整形回路８６を介してマイク７６、７８から送信された電気信号Ｖ２、Ｖ３を比較すると共に、各マイク７６、７８で同時に受信した超音波Ｓの音量に対応した電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値に所定値以上の差異があった場合には異物検知信号を発信する。
【００４５】
さらに、図１に示されるように、波形比較回路８８はリード線等の接続手段を介して異物検知回路７２へ電気的に接続されており、波形比較回路８８が出力した異物検知信号は異物検知回路７２へ入力される。異物検知回路７２は波形比較回路８８が発信した異物検知信号を受信すると、制御回路４６に対して信号を発信し、制御回路４６及びスライドドライバ４４を介してスライドモータ４２を反転駆動させるようになっている。
【００４６】
（本実施の形態の作用、効果）
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
【００４７】
上記の車両１６では、ドアパネル２０が乗降口２４を閉止している状態で乗員が操作スイッチ４８を操作すると、制御回路４６がスライドドライバ４４を操作し、バッテリー５０からスライドモータ４２へ電力を供給させてスライドモータ４２を正転駆動させる。これにより、駆動ローラ３６が正転して無端ベルト３８を回転させ、ドアパネル２０を側壁２２に沿って車両１６の後方へ向けてスライド（開移動）させる。これによって、それまで閉止されていた乗降口２４（すなわち、ドアパネル２０の前端部と側壁２２の端部６２との間の空間）が開放され、乗降口２４を介して乗員が乗降できるようになる。
【００４８】
また、乗降口２４を開放（全開状態のみならず中途開放も含む）した状態で乗員が操作スイッチ４８を操作すると、制御回路４６がスライドドライバ４４を操作してバッテリー５０からスライドモータ４２へ電力を供給させてスライドモータ４２を逆転駆動させる。これにより、駆動ローラ３６が逆転して無端ベルト３８を回転させ、ドアパネル２０を側壁２２に沿って車両１６の前方へ向けてスライドさせる。これによって、乗降口２４がドアパネル２０に閉止される。
【００４９】
さらに、図９のタイムチャートに示されるように、ドアパネル２０を閉移動させるべく操作スイッチ４８を操作すると、制御回路４６から異物検知回路７２へ作動開始の信号が所定時間毎に出力され（すなわち、パルス状に出力され）、操作スイッチ４８の操作開始時Ｔ０から所定時間経過後のＴ１に異物検知回路７２が発信器７０を作動させて図６の電圧波形に対応した超音波Ｓがスピーカ６６から車両後方へ向けて放射状で且つ断続的に発せられる。スピーカ６６から発せられた超音波Ｓは、乗降口２４の内周上端部、内周下端部、及びドアパネル２０の前端部にて反射し、車両１６の前方向へ向けて進行方向が変更されることで、マイク７６又はマイク７８によって拾われる（すなわち、信号が受信される）。次いで、各マイク７６、７６が超音波Ｓを拾うと、その音量に応じた電圧の電気信号Ｖ２、Ｖ３を連続して波形整形回路８６へ発信し、波形整形回路８６に受信された電気信号Ｖ２、Ｖ３のノイズ電圧等が除去される。
【００５０】
ところで、スピーカ６６は端部６２の上下方向中央に設けられているため、スピーカ６６から発せられた超音波Ｓは仮想線Ｌを境に線対称に広がり、乗降口２４の内周上端部、内周下端部、及びドアパネル２０の前端部で反射してマイク７６又はマイク７８に拾われる。
【００５１】
この超音波Ｓがスピーカ６６から発せられてからマイク７６又はマイク７８に拾われるまでの時間（すなわち、図６において超音波Ｓが発せられたＴ１と図７においてマイク７６又はマイク７８に超音波Ｓが拾われ始めたＴ３との時間差）は、基本的にスピーカ６６から各方向へ発せられた超音波Ｓが辿る行路（すなわち、スピーカ６６からマイク７６又はマイク７８までの超音波Ｓの経路）の長さによって決まる。したがって、全超音波Ｓのうち最短行路を辿った超音波Ｓが最も早くマイク７６又はマイク７８に拾われる。したがって、図７に示されるように、各マイク７６、７８から発信された電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値は、各マイク７６、７８が超音波Ｓを拾い始めた状態では電圧値が小さい。時間の経過に伴い、漸次遠い行路を辿った超音波Ｓがマイク７６又はマイク７８に拾われるが、この状態でもスピーカ６６から超音波Ｓが発せられる限りは最短行路を辿った超音波Ｓもマイク７６又はマイク７８に拾われるため、図７に示されるように、電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値は時間の経過に伴って漸次電圧値が大きくなる。
【００５２】
次いで、スピーカ６６からの超音波Ｓの発信が停止されると、最短行路を辿った超音波Ｓから漸次消えていくため、電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値は時間の経過に伴って漸次電圧値が小さくなる。
【００５３】
ここで、スピーカ６６は端部６２の上下方向中央の仮想線Ｌ上に設けられているため、スピーカ６６から出力された超音波Ｓは仮想線Ｌを境に線対称的に広がり、更には仮想線Ｌを境に線対称的に反射して各マイク７６、７８に拾われる。このため、各マイク７６、７８が拾う超音波Ｓの音量は時間の経過に伴い変化するものの基本的に同音量の超音波Ｓを同時に拾う。したがって、図７に示されるように、電気信号Ｖ２、Ｖ３は基本的に同一形状の波形を形成する。
【００５４】
ところで、図４に示されるように、ドアパネル２０の前端部と側壁２２の端部６２との間（すなわち、閉移動の際のドアパネル２０の移動軌跡上）で、且つ、仮想線Ｌよりも下側に異物９２が存在すると、スピーカ６６から発せられた超音波Ｓが異物９２で反射してマイク７８に拾われる。
【００５５】
ここで、異物９２は、ドアパネル２０の前端部と側壁２２の端部６２との間に位置するため、当然、端部６２から異物９２までの距離は端部６２からドアパネル２０の前端部までの距離よりも短く、したがって、異物９２で反射してマイク７８で拾われる超音波Ｓの行路は異物９２で反射せずにそのまま乗降口２４の内周上端部、内周下端部、及びドアパネル２０の前端部まで到達して進行方向を変えてマイク７８で拾われる超音波Ｓの行路よりも短くなる。このため、異物９２で反射した超音波Ｓはスピーカ６６にて発信されてからマイク７８で拾われるまでの時間も短くなり、Ｔ３よりも早いＴ２の時点で異物９２に反射した超音波Ｓがマイク７８に拾われる（すなわち、本来拾われる筈のない超音波Ｓがマイク７８に拾われる）。
【００５６】
ここで、図８には、異物９２が存在する場合でのパルス１回分の超音波Ｓを各マイク７６、７８が拾い始めてから終了するまでの時間の経過に伴う電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値の変化の一例が示されている。この図に示されるように、異物９２で反射した超音波Ｓはその行路が短いが故に本来の最短行路を辿った超音波Ｓよりも早くマイク７８に拾われる。このため、マイク７６で拾われた超音波Ｓの音量に応じた電気信号Ｖ２よりもマイク７８で拾われた超音波Ｓの音量に応じた電気信号Ｖ３の方が早く立ち上がる（すなわち、マイク７８がマイク７６よりも早く超音波Ｓの音量に応じた電気信号Ｖ３を発信する）。その後に最短行路を辿った超音波Ｓから順にマイク７８に拾われるため、時間の経過に伴い電気信号Ｖ３の電圧値が上昇する。但し、異物９２に反射せずに本来の行路を辿ってマイク７８に拾われる筈の超音波Ｓは、異物９２で反射されることで既にマイク７８に拾われているため、本来この超音波Ｓがマイク７８に拾われるべき時間に超音波Ｓが拾われず、このときには、電気信号Ｖ３の電圧値の上昇の度合いが本来の電圧値の上昇の度合いよりも小さくなる。
【００５７】
したがって、異物９２で反射した超音波Ｓをマイク７８が拾うことでマイク７８から発信された電気信号Ｖ３の波形がマイク７６から発信された電気信号Ｖ２の波形とは形状が異なってしまう（すなわち、各マイク７６、７８が同時に拾った超音波Ｓの音量が一時的に異なった状態となる）。
【００５８】
以上の２つの電気信号Ｖ２、Ｖ３の波形の差異（すなわち、各マイク７６、７８から同時に発信された電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値の差異）を波形比較回路８８が検出することでドアパネル２０の移動軌跡上に存在する異物９２を検出できる。
【００５９】
次いで、波形比較回路８８が異物９２を検出すると、波形比較回路８８は異物検出信号を発信し（すなわち、図９に示されるように波形比較回路８８がＯＮ状態となり）、この異物検出信号を異物検知回路７２が受信することで異物検知回路７２は制御回路４６を介してスライドドライバ４４を操作する。これにより、スライドモータ４２を反転駆動（すなわち、ドアパネル２０を開移動させる方向への駆動）させるべくスライドドライバ４４がスライドモータ４２を操作する。これにより、ドアパネル２０の前端部と側壁２２の端部６２とによる異物９２の挟み込みを防止できる。
【００６０】
ここで、上述したように、本異物検出装置１０では、異物９２がドアパネル２０の前端部から離間していても、スピーカ６６から発せられた超音波Ｓが異物９２で反射してマイク７６又はマイク７８で拾われれば、異物９２を検出できる（すなわち、異物９２がある位置までドアパネル２０が移動しなくても異物９２を検出できる）。このため、異物９２からの押圧反力を検知して異物９２を検出する感圧センサを用いた異物検出装置よりも早く異物９２を検出できる。
【００６１】
また、基本的には各マイク７６、７８で拾った超音波Ｓの音量の差異を検出して異物９２を検出する構成としたため、ドアパネル２０側へではなく側壁２２の端部６２側にセンサ（すなわち、超音波センサ６０）を設けることが可能となる。このため、リード線６８、８０、８２や各回路等を接続するリード線等の接続手段の取り回しが容易となる。
【００６２】
すなわち、感圧センサを用いた異物検出装置では、側壁２２の端部６２に感圧センサを設けると、閉移動するドアパネル２０の前端部に押圧された異物９２が感圧センサに当たって感圧センサを押圧するまで異物９２を検出することができないため、基本的に感圧センサをドアパネル２０の前端部に設ける必要がある。ここで、ドアパネル２０は側壁２２等に対して相対的に移動する構成であるため、感圧センサに電力を供給するバッテリーや感圧センサが押圧反力を受けたか否かを判定するための判定手段等の感圧センサ以外の各装置の何れかでもドアパネル２０とは異なる位置（すなわち、ドアパネル２０がスライドした際にはドアパネル２０に対して相対的に移動するような位置）に設けた場合には、摺動接点を用いてその装置と他の装置（感圧センサを含む）を接続したり、また、仮にリード線等で直接接続する場合でもその取り回しが困難であった。
【００６３】
しかしながら、本実施の形態では、側壁２２の端部６２側にセンサ（すなわち、超音波センサ６０）を設けているため、超音波センサ６０を含めて全ての回路や装置をドアパネル２０以外の位置に設置した場合に、ドアパネル２０がスライドすることによる回路や装置間の相対移動が生じることはない。したがって、リード線等で装置や回路を容易に直接接続することができる。
【００６４】
但し、本発明の主旨からすれば、リード線等の取り回しが容易にできるという効果は、あくまでも側壁２２の端部６２側にセンサ（すなわち、超音波センサ６０）を設けることによる付随的な効果であり、超音波センサ６０をドアパネル２０の前端部に設け、スピーカ６６から端部６２へ向けて（すなわち、車両１６の前方向けて）超音波Ｓを発する構成としてもよい。
【００６５】
また、本異物検出装置１０はマイク７６、７８の双方で拾った（受信した）超音波Ｓを電気信号に変換してその波形を比較することで異物９２の有無を検出する構成であるため、異物９２が無い場合の波形（標準波形）を予め記憶するための記憶素子等が不要である。しかも、異物９２が無い場合の波形を予め記憶素子等に記憶させておき、ドアパネル２０の位置に対応した標準波形を引き出す場合には、ドアパネル２０を閉じ移動させる際に随時ドアパネル２０の位置を検出しなければならず、そのための位置検出装置が必要となるが、上述した理由により、このような位置検出装置も不要である。
【００６６】
さらに、本異物検出装置１０では、スピーカ６６を仮想線Ｌ上に設置することで、通常時（すなわち、異物９２が存在しない場合）にドアパネル２０の前端部等で反射する超音波Ｓを仮想線Ｌを境に線対称としたため、マイク７６、７８をスピーカ６６に近接配置することができ、結果的に超音波センサ６０を小型化できる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、本発明を車両１６の自動スライドドア装置１２に適用した構成であったが、自動スライドドア装置という観点からすれば、例えば、建造物や鉄道、エレベータ等、様々なところで使用される一般的な自動スライドドア装置においても適用が可能である。
【００６８】
また、本実施の形態における異物検出装置１０は、固定体としての側壁２２の端部６２と移動体としてのドアパネル２０の前端部との間の異物９２を検出する構成であった。しかしながら、２枚のドアパネルを有し、双方のドアパネルが互いに相反する方向へスライドすることで開閉される自動スライドドア装置（一例としては、エレベータの扉や鉄道用車両の扉に適用される自動スライドドア装置）ように、移動体の移動方向側端部と対向する側の対向物が本実施の形態とは異なり移動する構成であっても、対向物と移動体との間に異物が存在すれば、マイク７６から発信される電気信号とマイク７８から発信される電気信号の波形がそれぞれ異なるので、適用が可能である。さらに言えば、ドアパネル２０のような移動体のみで端部６２のような対向物がない場合（すなわち、移動体が移動終点に達した状態でもそれまで移動方向側に空間が有限または無限に存在する場合）であっても本発明を適用できる。すなわち、終点位置もしくは終点位置を介して移動体とは反対側に超音波センサ６０を設けるか、或いは、終点位置もしくは終点位置を介して移動体とは反対側にドアパネル２０の前端部に設けられた超音波センサ６０から発信された超音波Ｓを反射可能な反射手段を設ければ、上述した作用、効果を得ることができる。
【００６９】
さらに、本実施の形態では、本発明を自動スライドドア装置１２の挟み込み防止装置１４に適用した構成であったが、例えば、車両若しくは車両以外に適用されて手動で開閉する構成のスライドドアに本発明を適用し、異物を検出した場合には、警報音等を発する構成としてもよい。
また、本実施の形態では、超音波センサ６０を端部６２の上下方向中央に設けた構成であったが、超音波センサ６０を端部６２の上下方向中央よりも上側或いは下側に設けてもよい。但し、この場合には、通常時（すなわち、異物９２が存在しない場合）にマイク７６とマイク７８とが拾う超音波Ｓの音量が同レベルになるように、マイク７６及びマイク７８の設置位置を調整する必要がある。
【００７０】
さらに、本実施の形態では、発信手段から発信されて受信手段で受信される信号を超音波Ｓとしたが、基本的に、一定の速度で発信され乗降口２４の内周上端部、内周下端部、端部６２、ドアパネル２０の前端部、及び異物９２で反射する構成の信号であれば、信号の態様は超音波Ｓに限らず、赤外線、紫外線、レーザ光等の光を複数本略放射状に発信する構成であってもよい。但し、信号に光を用いた場合には、複数の発信手段が必要となるが、スピーカ６６から発信された超音波Ｓは自然に放射状に広がるため、スピーカ６６は１つでよい。したがって、信号に超音波Ｓを用いた本実施の形態はコストが安価となるメリットがある。
【００７１】
また、本実施の形態を説明するうえで使用した図８の時間とマイク７６、７８が受信した超音波Ｓの音量に応じた電圧値のグラフの波形や図９のタイムチャートはあくまでも一例である。すなわち、異物９２で反射した後の超音波Ｓの行路によっては、マイク７６が通常の超音波Ｓを拾った後に異物９２で反射した超音波Ｓをマイク７８が拾うこともありうる。但し、この場合であっても、異物９２で反射した超音波Ｓの行路と異物９２で反射せずにそのまま乗降口２４の内周上端部、内周下端部、及びドアパネル２０の前端部まで到達した場合の超音波Ｓの本来の行路とはその長さが異なるため、本来、ある所定の時間に拾うべき筈の超音波Ｓがマイク７８に拾われず、また、別の所定の時間に拾う筈のない超音波Ｓがマイク７８に拾われるという現象が生じる。このため、時間の経過に伴い一時的にマイク７６、７８の各々から発せられた電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値が異なる（すなわち、マイク７６から発せられた電気信号とマイク７８から発せられた電気信号の波形が異なる）ので、この電圧値の差異から異物９２が存在することを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る異物検出装置を自動スライドドア装置の挟み込み防止装置として適用した場合のブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る異物検出装置の超音波センサ（発信手段及び受信手段）の構成を示す断面図である。
【図３】挟み込み防止装置を適用した車両の概略を示す側面図である。
【図４】ドアパネル（移動体）の移動軌跡上に異物がある場合の図３に対応した側面図である。
【図５】ドアパネル（移動体）の駆動機構を示す斜視図である。
【図６】スピーカ（発信手段）から発せられる超音波（信号）の音量に対応した電圧値の時間の経過に伴う変化を示すグラフである。
【図７】異物が存在しない状態において超音波（信号）を拾った各マイク（受信手段）が発信した電気信号の電圧値の時間の経過に伴う変化を示すグラフである。
【図８】異物が存在する状態において超音波（信号）を拾った各マイク（受信手段）が発信した電気信号の電圧値の時間の経過に伴う変化を示すグラフである。
【図９】異物が存在する状態での操作スイッチ、スピーカ（発信手段）、各マイク（受信手段）、及び波形比較回路（比較手段）の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ 異物検出装置
２０ ドアパネル（移動体）
２２ 側壁（固定体）
６２ 端部（移動終点）
６６ スピーカ（発信手段）
７６ マイク（受信手段）
７８ マイク（受信手段）
８８ 波形比較回路（比較手段）
Ｓ 超音波（信号）
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体の移動軌跡上の異物を検出するための異物検出装置及び異物検出方法に係り、特に、車両や建造物或いはエレベータ等の自動扉における扉等の移動軌跡上の異物の検出に好適な異物検出装置及び異物検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワゴンやバン等の車両では、モータ等の駆動手段の駆動力によってドアパネルを車両の前後方向に沿ってスライドさせて開閉する自動スライドドア装置がある。
【０００３】
また、このような自動スライドドア装置には、閉移動中のドアパネルと車体との間に異物が挟み込まれた場合に、ドアパネルのスライドを停止させたり、或いは、ドアパネルを再び開移動させたりする挟み込み防止装置を備えた自動スライドドア装置も考案されており、この挟み込み防止装置の一例が特開平９−３１５１５７号に開示されている。
【０００４】
この公報に開示されている挟み込み防止装置は、長尺筒状の外皮部の内部に複数の電極線を配置した感圧センサを備えている。この感圧センサはドアパネルの前端部（すなわち、ドアパネルの閉移動側の端部）に設けられており、閉移動しているドアパネルの前端部に異物が当接してドアパネルが異物を押圧した際の異物からの押圧反力により外皮部が弾性変形して電極線が撓んで、複数の電極線が互いに接触して短絡したことを検出した場合に、制御回路やコンピュータ等の制御手段が駆動手段を停止、或いは反転駆動させてドアパネルと車体とによる異物の挟み込みを防止する構成である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した挟み込み防止装置では、異物が感圧センサに当接して感圧センサの外皮部を弾性変形させるまでは異物を検出しない（換言すれば、閉移動する際のドアパネルのスライド軌跡上に異物が存在しても、感圧センサの外皮部に異物が当接するまでは、異物を検出することはできない）。したがって、異物を検出するまで時間がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、移動軌跡上の異物を早急に検出できる異物検出装置及び異物検出方法を得ることが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の異物検出装置は、移動終点へ向けて移動する移動体の前記移動終点と前記移動体との間の移動軌跡上の異物を検出する異物検出装置であって、前記移動体の移動方向側端部及び前記移動終点側の所定位置の何れか一方に設けられ、何れか他方へ向けて前記移動軌跡に沿って自らを通る仮想線を境にした線対称の略放射状に一定の出力の信号を発信する発信手段と、前記発信手段から発信されて前記何れか他方で反射された信号を受信するまでの時間が互いに等しくなる前記何れか一方の所定位置に設けられた一対の受信手段と、前記一対の受信手段の各々が同時に受信した前記信号の強度を比較する比較手段と、を備え、前記何れか他方の前記仮想線よりも上側で反射した前記信号を前記一対の受信手段の一方が受信し、前記何れか他方の前記仮想線よりも下側で反射した前記信号を前記一対の受信手段の他方が受信すると共に、前記比較手段により得られた前記一対の受信手段の各々で受信した前記信号の差異に基づき前記異物を検出する、ことを特徴としている。
【０００８】
上記構成の異物検出装置によれば、移動体の停止状態若しくは移動終点へ向けて移動体が移動している状態で、移動体の移動方向側端部及び移動終点側の所定位置の何れか一方に設けられた発信手段から一定の出力で信号が発信される。信号は移動体の移動軌跡に沿って発信手段を通る仮想線を境とする線対称の略放射状に移動体の移動方向側端部及び移動終点側の所定位置の何れか他方に向けて発信される。
【０００９】
移動体の移動軌跡上に異物が存在しない場合には、発信手段から発信された信号のうち、上記の仮想線よりも上側にて前記何れか他方の側で反射された信号が、前記何れか一方に設けられた一対の受信手段の一方により受信される。また、発信手段から発信された信号のうち、上記の仮想線よりも下側にて前記何れか他方の側で反射された信号が、前記何れか一方に設けられた一対の受信手段の他方により受信される。
【００１０】
この状態における受信手段の各々は、発信手段から信号が略放射状に発信さてから受信するまでの時間が等しくなるように設けられているため、受信手段が同時に受信した信号の強度を比較手段で比較すると、各受信手段毎の信号の強度には基本的に差異はない。
【００１１】
一方、移動体の移動軌跡上に異物が存在すると、発信手段から発信された信号の一部は前記何れか他方の側の所定位置に到達することなく、異物で信号が反射されて一対の受信手段の何れかで受信される。このように異物で反射される信号は、前記何れか他方に到達していないために、前記何れか他方で反射される本来の場合とは信号が辿る行路（行程）の長さが異なる。したがって、発信手段から発信されてから受信手段に受信されるまでの時間が異物が存在しない場合の本来の時間とは長さが異なる。このため、異物で反射された信号を受信する受信手段では、本来受信する筈の信号が受信されないか、或いは、本来受信する筈のない信号が受信されるかの何れかの現象が生じる。本来受信する筈の信号が受信されなければ、この受信手段が受信した信号の強度は他の受信手段で同時に受信した信号の強度よりも弱くなり、また、本来受信する筈のない信号が受信されれば、この受信手段が受信した信号の強度は他の受信手段で同時に受信した信号の強度よりも強くなる。
【００１２】
このように、移動軌跡上の異物で信号が反射した場合に各受信手段で同時に受信した信号の強度には差異が生じるため、比較手段により信号の強度を比較して強度の差異の有無を検出することで移動軌跡上の異物の有無が検出される。
【００１３】
なお、本発明において、移動終点側の所定位置は、移動体の移動終点である必要はない。すなわち、移動終点を介して移動体とは反対側に移動体と移動終点との間の空間が存在するような場合には、移動終点を介して移動体とは反対側に発信手段を設けたり、或いは、移動終点を介して移動体とは反対側に信号を反射させたりしてもよい。
【００１４】
また、移動終点側の所定位置は、動くことのない一定の位置でもよいし、移動終点側の所定位置が移動体の移動に連動して変位する構成でもよい。
【００１５】
請求項２記載の異物検出装置は、請求項１記載の異物検出装置において、前記発信手段及び一対の受信手段を、前記移動体の移動方向側端部、又は、前記移動軌跡を介して前記移動体の移動方向側端部と対向するように前記移動終点に設けられた固定体に設けたことを特徴としている。
【００１６】
上記構成の異物検出装置によれば、発信手段及び受信手段が移動体の移動方向側端部、又は、移動終点に設けられた固定体に設けられており、発信手段から発信された信号は、移動体の移動軌跡上を介して移動体及び固定体のうちの発信手段及び受信手段が設けられていない側へ向けて発信される。上述したように、移動軌跡上に異物が存在する場合には、発信手段から発信された信号が異物で反射され一対の受信手段の何れかにより受信されて、各受信手段が受信された信号の強度の差異を比較することで移動軌跡上の異物の有無が検出される。
【００１７】
ここで、移動終点には固定体が設けられており、仮に、移動軌跡上に異物が存在して移動中の移動体がその移動方向側端部で押圧すると、いずれは移動体の移動方向側の端部と固定体との間で異物を挟み込ことが考えられる。特に、モータ等の駆動手段により移動体を自動的に移動させるような構成であれば、手動で移動体を移動させる構成よりも、異物の存在を人が直接確認できない可能性があるため異物を挟み込む可能性は高くなる。しかしながら、本発明では、上述したように、移動体の移動軌跡上の異物を検出できる。したがって、例えば、比較手段が各受信手段で受信した信号の強度の差異を検出して移動軌跡上の異物を検出した場合に、音や光等の警報を発する警報手段や、また、駆動手段を停止させたり、或いは駆動手段を反転駆動させる制御回路等の制御手段を設けることで、移動体と固定体とによる異物の挟み込みを防止できる。
【００１８】
請求項３記載の異物検出装置は、請求項１又は請求項２記載の異物検出装置において、前記移動体の移動方向側端部に沿った方向の前記移動体の移動方向側端部中心、又は、前記移動体の移動方向に沿って前記移動方向側端部中心と対向した前記移動終点の所定位置に前記発信手段を設けたことを特徴としている。
【００１９】
上記構成の異物検出装置によれば、発信手段を移動体の移動方向側端部に沿った方向の移動体の移動方向側端部中心、又は、移動体の移動方向に沿って移動方向側端部中心と対向した移動終点側の所定位置に設けられている。したがって、発信手段から発信された信号は、移動体の移動方向側端部及び移動終点位置側の所定位置のうち、発信手段が設けられていない側へ到達するまでの間に、移動体の移動軌跡上を通り且つ発信手段を通る仮想線を境に線対称に広がり、これにより、前記何れか他方で反射した場合の信号も線対称となる。このため、基本的に発信手段を介して等距離の位置に受信手段を配置することができ、一対の受信手段を発信手段に近接配置できる（すなわち、一対の受信手段のうち何れかを他の受信手段に比べて発信手段から遠い位置に配置しなくてもよい）。このため、発信手段と受信手段とをユニット化した場合の全体的な小型化が可能となる。
請求項４記載の異物検出装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の異物検出装置において、前記放射状に発信された前記信号のうち、前記何れか他方を介した前記発信手段から前記一対の受信手段までの最短の行路を辿る前記信号を前記一対の受信手段の各々が受信開始してから、最長の行路を辿る前記信号を前記一対の受信手段の各々が受信終了するまでの間の前記信号強度の波形を前記比較手段が比較する、ことを特徴としている。
上記構成の異物検出装置によれば、信号は発信手段から発信されてから前記何れか他方にて反射されて一対の受信手段の各々に受信される。ここで、信号の行路の長さは前記何れか他方での受信位置によって異なる。したがって、最短の行路を辿った信号は最も早く受信手段にて受信され、最長の行路を辿った信号は最も遅く受信手段に受信される。
ここで、本発明に係る異物検出装置では、最短の行路を辿った信号の受信を開始してから最長の行路を辿った信号の受信が終了するまで一対の受信手段の各々によって信号が受信される。これにより、一対の受信手段の各々では、最短の行路を辿った信号の受信が終了するまでに、最短行路よりも長い行路を辿った信号が受信される。このため、一対の受信手段の各々で受信する信号の強度は、時間の経過に伴い漸次大きくなる。
また、発信手段における信号の発信が停止されると、最短行路を辿った信号から漸次消えていくため、一対の受信手段の各々で受信する信号の強度は、時間の経過に伴い漸次小さくなる。
ところで、移動軌跡間の異物に信号が反射されると、信号の行路が前記何れか一方で反射される信号の最短行路よりも短くなるため、本来の最短行路を辿った信号よりも早く一対の受信手段の何れかに受信される。また、異物で反射された信号は本来の行路を辿らないため、この本来の行路を辿る信号が受信手段に受信されない。これにより、一対の受信手段の一方と他方とで、時間の経過に伴う信号の波形に変化が生じる。
このような信号波形の変化が比較手段により比較され、この比較結果にに基づいて異物が検出される。
【００２０】
請求項５記載の異物検出方法は、移動終点へ向けて移動する移動体の前記移動終点と前記移動体との間の移動軌跡上の異物を検出する異物検出方法であって、前記移動体の移動方向側端部及び前記移動終点側の所定位置の何れか一方から何れか他方へ向けて前記移動軌跡に沿って略放射状に一定の出力の信号を発信して、前記何れか一方から発信されて前記何れか他方で反射された信号を受信するまでの時間が互いに等しくなる前記何れか一方での一対の受信位置の一方で、前記移動軌跡に沿って前記信号の発信位置を通る仮想線よりも上側にて前記何れか他方の側で反射した信号を受信すると共に、前記何れか他方の側の前記仮想線よりも下側で反射した信号を前記一対の受信位置の他方で受信し、前記一対の受信位置の各々で同時に受信した信号の強度を比較して、前記比較により得られた前記一対の受信位置の各々で受信した信号の所定値以上の差異を検出することで前記移動軌跡上の異物を検出する、ことを特徴としている。
【００２１】
上記構成の異物検出方法によれば、移動体の停止状態若しくは移動終点へ向けて移動体が移動している状態で、移動体の移動方向側端部及び移動終点側の何れか一方の発信位置から一定の出力で信号が発信される。信号は移動体の移動軌跡に沿って発信位置を通る仮想線を境とする線対称の略放射状に移動体の移動方向側端部及び移動終点側の所定位置の何れか他方に向けて発信される。前記何れか一方の一対の受信位置は、信号が何れか一方から発信されて各受信位置で信号を受信するまでの時間が互いに等しくなるように設定される。このため、通常の状態で各受信位置で同時に受信した信号の強度を比較すると、各受信位置毎の信号の強度には基本的に差異はない。
【００２２】
ここで、移動体の移動軌跡上に異物が存在すると、前記何れか一方から発信された信号の一部が異物で反射されて何れかの受信位置で受信される。このように異物で反射される信号は、前記何れか他方に到達していないために、前記何れか他方で反射される本来の場合とは信号が辿る行路（行程）の長さが異なる。したがって、前記何れか一方から信号が発信されてから受信位置で受信されるまでの時間が異物が存在しない場合の本来の時間とは長さが異なる。
【００２３】
このため、この異物で反射された信号を受信した受信位置では、本来受信する筈の信号が受信されないか、或いは、本来受信する筈のない信号が受信されるかの何れかの現象が生じる。本来受信する筈の信号が受信されなければ、この受信位置で受信した信号の強度は他の受信位置で同時に受信した信号の強度よりも弱くなり、また、本来受信する筈のない信号が受信されれば、この受信位置で受信した信号の強度は他の受信位置で同時に受信した信号の強度よりも強くなる。
【００２４】
このように、移動軌跡上の異物で信号が反射した場合に各受信位置で同時に受信した信号の強度には差異が生じるため、信号の強度を比較して強度の差異の有無を検出することで移動軌跡上の異物の有無が検出される。
【００２５】
なお、本発明において、移動終点側の所定位置は、移動体の移動終点である必要はない。すなわち、移動終点を介して移動体とは反対側に移動体と移動終点との間の空間が存在するような場合には、移動終点を介して移動体とは反対側に発信手段を設けたり、或いは、移動終点を介して移動体とは反対側に信号を反射させたりしてもよい。
【００２６】
また、移動終点側の所定位置は、動くことのない一定の位置でもよいし、移動終点側の所定位置が移動体の移動に連動して変位する構成でもよい。
【００２７】
請求項６記載の異物検出方法は、請求項５記載の異物検出方法において、前記移動体の移動方向側端部、又は、前記移動軌跡を介して前記移動体の移動方向側端部と対向するように前記移動終点に設けられた固定体から前記信号を発信することを特徴としている。
【００２８】
上記構成の異物検出方法によれば、移動体の移動方向側端部、又は、移動終点に設けられた固定体から、移動体の移動軌跡上を介して移動体の移動方向側端部及び固定体のうちの他方へ向けて信号が発信される。上述したように、移動軌跡上に異物が存在する場合には、信号が異物で反射され移動体の移動方向側端部、及び、移動終点に設けられた固定体のうちの信号が発信された側の一対の受信位置の何れかで受信されて、各受信位置での信号の強度を比較することで移動軌跡上の異物の有無が検出される。
【００２９】
ここで、移動終点には固定体が設けられており、仮に、移動軌跡上に異物が存在して移動中の移動体がその移動方向側端部で押圧すると、いずれは移動体の移動方向側の端部と固定体との間で異物を挟み込ことが考えられる。特に、モータ等の駆動手段により移動体を自動的に移動させるような構成であれば、手動で移動体を移動させる構成よりも、異物の存在を人が直接確認できない可能性があるため異物を挟み込む可能性は高くなる。しかしながら、本発明では、上述したように、移動体の移動軌跡上の異物を検出できる。したがって、例えば、信号波形の比較結果に応じて音や光等の警報を発したり、また、駆動手段を駆動を停止させたり、或いは駆動手段を反転駆動させることで、移動体と固定体とによる異物の挟み込みを防止できる。
【００３０】
請求項７記載の異物検出方法は、請求項５又は請求項６記載の異物検出方法において、前記移動体の移動方向側端部に沿った方向の前記移動体の移動方向側端部中心、又は、前記移動体の移動方向に沿って前記移動方向側端部中心と対向した前記移動終点の所定位置から前記信号を発信することを特徴としている。
【００３１】
上記構成の異物検出方法によれば、移動体の移動方向側端部に沿った方向の移動体の移動方向側端部中心、又は、移動体の移動方向に沿って移動方向側端部中心と対向した移動終点側の所定位置から信号が発信される。したがって、発信された信号は、移動体の移動方向側端部及び移動終点位置側の所定位置の信号が発信されない側へ到達するまでの間に、移動体の移動軌跡上を通り且つ信号の発信位置を通る仮想線を境に線対称に広がり、移動体及び移動終点位置側の所定位置のうちの信号が発信されない側で反射した場合の信号も線対称となる。
【００３２】
このため、信号の発信位置を介して等距離の位置に信号の受信位置を設けることができ、したがって、一対の受信位置を発信位置に近接させて設けることがきる（すなわち、一対の受信位置のうち何れかを他の受信位置に比べて発信位置から遠い位置に設けなくてもよい）。このため、信号を発信する発信素子やスピーカ等の発信手段と信号を受信する受信素子やマイク等の受信手段とをユニット化した場合の全体的な小型化が可能となる。
請求項８に記載の異物検出方法は、請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載の異物検出方法において、前記放射状に発信された前記信号のうち、前記何れか他方での反射位置を介した前記信号の発信位置から前記一対の受信位置までの最短の行路を辿る前記信号の受信を開始してから、最長の行路を辿る前記信号の受信を終了するまでの間の前記信号強度の波形を比較する、ことを特徴としている。
上記構成の異物検出方法によれば、発信位置から発信された信号は前記何れか他方にて反射されて一対の受信位置の各々で受信される。ここで、信号の行路の長さは前記何れか他方での受信位置によって異なる。したがって、最短の行路を辿った信号は最も早く受信位置に到達し、最長の行路を辿った信号は最も遅く受信位置に到達する。
ここで、本発明に係る異物検出方法では、最短の行路を辿った信号の受信が開始されてから最長の行路を辿った信号の受信が終了するまで一対の受信位置の各々によって信号が受信される。これにより、一対の受信位置の各々では、最短の行路を辿った信号の受信が終了するまでに、最短行路よりも長い行路を辿った信号が受信される。このため、一対の受信位置の各々に到達した信号の強度は、時間の経過に伴い漸次大きくなる。
また、信号の発信が停止されると、最短行路を辿った信号から漸次消えていくため、一対の受信位置の各々に到達する信号の強度は、時間の経過に伴い漸次小さくなる。
ところで、移動軌跡間の異物に信号が反射されると、信号の行路が前記何れか一方で反射される信号の最短行路よりも短くなるため、本来の最短行路を辿った信号よりも早く一対の受信位置の何れかに到達する。また、異物で反射された信号は本来の行路を辿らないため、この本来の行路を辿る信号が受信位置に到達しない。これにより、一対の受信位置の一方と他方とで、時間の経過に伴う信号の波形に変化が生じる。
このような信号波形の変化が比較され、この比較結果にに基づいて異物が検出される。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図３には本発明の一実施の形態に係る異物検出装置１０を自動スライドドア装置１２の挟み込み防止装置１４に適用した車両１６の概略的な構成が示されており、図１には挟み込み防止装置１４の構成がブロック図によって示されている。挟み込み防止装置１４の構成の説明に先立って自動スライドドア装置１２の構成の概略を簡単に説明する。
【００３４】
（自動スライドドア装置１２の構成の概略）
図３に示されるように、車両１６は移動体としてのドアパネル２０を備えている。ドアパネル２０は、車両１６の側壁２２の外側を側壁２２に沿って車両１６の前後方向へ向けてスライド可能とされており、側壁２２に沿ってスライドすることで側壁２２に形成された乗員乗降用の矩形の乗降口２４を開閉できるようになっている。
【００３５】
また、図５に示されるように、側壁２２の下端部には、車幅方向内側へ向けて延出されたブラケット２６が一体的に固定されている。このブラケット２６の先端部にはローラ２８が軸支されており、更に、ローラ２８は車両１６のフロアパネル（図示省略）の裏面側に設けられたガイドレール３０の車幅方向外側面へ当接している。このローラ２８はガイドレール３０との摩擦で転動しながら概ね車両１６の前後方向に沿って移動できるようになっている。また、このガイドレール３０の近傍には車両１６の上下方向を軸方向としてその軸周りに回転するプーリ３４と駆動ローラ３６が設けられており無端ベルト３８が掛け回されている。この無端ベルト３８には上述したブラケット２６が固定されており、無端ベルト３８の回転によりブラケット２６が移動するとガイドレール３０に沿ってローラ２８が転動し、更に側壁２２が移動するようになっている。
【００３６】
駆動ローラ３６は、図１に示されるスライドアクチュエータ４０へ接続されており、スライドアクチュエータ４０に設けられた駆動手段としてのスライドモータ４２（図１参照）の駆動力によって無端ベルト３８が回転するようになっている。また、図１に示されるように、スライドアクチュエータ４０は制御手段を構成するスライドドライバ４４を備えている。スライドモータ４２はスライドドライバ４４を介して制御手段を構成する制御回路４６へ電気的に接続されており、さらに、この制御回路４６を介して、例えば、車両１６の運転席近傍に設けられた操作スイッチ４８へ電気的に接続され、この操作スイッチ４８を操作して制御回路４６へ所定の信号を送ることでスライドアクチュエータ４０を作動或いは停止させてドアパネル２０をスライドさせることができるようになっている。
【００３７】
さらに、スライドモータ４２はスライドドライバ４４を介して車両１６の適宜位置に配置されているバッテリー５０へ接続されており、スライドドライバ４４がバッテリー５０からスライドモータ４２への電力の供給を調整する。
【００３８】
一方、ドアパネル２０の上下方向中間部と上端部には車幅方向内側へ向けて延出されると共に先端にローラが取り付けられたブラケット（何れも図示省略）が設けられている。これらのブラケットのローラは側壁２２の適宜位置に設けられたガイドレールのガイド溝（何れも図示省略）へ抜け止めされた状態で入り込んでおり、ガイドレールに沿って転動する。すなわち、これらのブラケットに設けられたローラ及びガイドレールは、ドアパネル２０のスライドのための案内用であると共に、側壁２２からのドアパネル２０の抜け落ちを防止するための支持用として主に機能する。
【００３９】
（挟み込み防止装置１４の構成）
また、図１に示されるように自動スライドドア装置１２は主に異物検出装置１０によって構成される挟み込み防止装置１４を備えている。異物検出装置１０は超音波センサ６０を備えている。図３に示されるように、超音波センサ６０は乗降口２４の車両前方側の端部６２の上下方向略中央部に設けられている。ここで、特許請求の範囲と照合して側壁２２や端部６２を説明すると、移動体としてのドアパネル２０が乗降口２４を閉止するために閉移動した際（すなわち、ドアパネル２０が車両１６の前方へスライドした際）の移動終点が端部６２となり、固定体が側壁２２となる。
【００４０】
図２に示されるように、超音波センサ６０は端部６２へ取り付けられた状態で車両１６の後方側へ向いた側の端部が開口した略箱形状若しくは有底筒形状のフレーム６４を備えている。このフレーム６４の開口端には発信手段としてのスピーカ６６が設けられている。このスピーカ６６は超音波センサ６０を端部６２へ取り付けた状態で端部６２の上下方向中央に位置し、車両１６の後方へ向けて略放射状に音を発する。
【００４１】
スピーカ６６にはリード線６８が接続されており、このリード線６８を介して直接或いは間接的に車両１６内の適宜位置に設けられた発信器７０（図１参照）へ電気的に接続され、発信器７０が作動することでスピーカ６６から超音波Ｓが発信されるようになっている（すなわち、上述した『音』がこの『超音波Ｓ』で特許請求の範囲で言うところの『信号』に相当する）。また、発信器７０はリード線等の図示しない接続手段を介して、上述した制御回路４６と共に挟み込み防止装置１４の制御手段を構成する異物検知回路７２へ電気的に接続されている。この異物検知回路７２は制御回路４６からの操作スイッチ４８に基づく指示信号を受信した場合に発信器７０を作動させてスピーカ６６から超音波Ｓを発生させるようになっている。
【００４２】
一方、図２に示されるように、フレーム６４の開口端側にはスピーカ６６に隣接して一対の受信手段としての一対のマイク７６、７８が設けられている。マイク７６はスピーカ６６の上方に設けられており、スピーカ６６を通る車両１６の前後方向に沿った仮想線Ｌよりも上側からの超音波Ｓを拾うよう、車両１６の後上方へ傾いた状態で配置されている。一方、マイク７８はスピーカ６６の下方に設けられており（すなわち、スピーカ６６を介して車両１６上下方向に沿ってマイク７６と対向配置されており）、仮想線Ｌよりも下側からの超音波Ｓを拾うよう、車両１６の後下方へ傾いた状態で配置されている。
【００４３】
これらのマイク７６、７８にはリード線８０、８２が接続されており、これらのリード線８０、８２を介して車両１６内の適宜位置に設置されている波形整形回路８６（図１参照）へ電気的に接続され、超音波Ｓを受信したマイク７６、７８は超音波Ｓの音量（すなわち特許請求の範囲で言うところの信号の『強度』に相当）に応じた電圧の電気信号Ｖ２、Ｖ３を波形整形回路８６へ送信する。この波形整形回路８６では、マイク７６、７８から送信された電気信号Ｖ２、Ｖ３に含まれるノイズ電圧等を消去する。
【００４４】
また、この波形整形回路８６は車両１６内の適宜位置に設置されている比較手段としての波形比較回路８８へ電気的に接続されており、波形整形回路８６を介してマイク７６、７８から送信された電気信号Ｖ２、Ｖ３を比較すると共に、各マイク７６、７８で同時に受信した超音波Ｓの音量に対応した電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値に所定値以上の差異があった場合には異物検知信号を発信する。
【００４５】
さらに、図１に示されるように、波形比較回路８８はリード線等の接続手段を介して異物検知回路７２へ電気的に接続されており、波形比較回路８８が出力した異物検知信号は異物検知回路７２へ入力される。異物検知回路７２は波形比較回路８８が発信した異物検知信号を受信すると、制御回路４６に対して信号を発信し、制御回路４６及びスライドドライバ４４を介してスライドモータ４２を反転駆動させるようになっている。
【００４６】
（本実施の形態の作用、効果）
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
【００４７】
上記の車両１６では、ドアパネル２０が乗降口２４を閉止している状態で乗員が操作スイッチ４８を操作すると、制御回路４６がスライドドライバ４４を操作し、バッテリー５０からスライドモータ４２へ電力を供給させてスライドモータ４２を正転駆動させる。これにより、駆動ローラ３６が正転して無端ベルト３８を回転させ、ドアパネル２０を側壁２２に沿って車両１６の後方へ向けてスライド（開移動）させる。これによって、それまで閉止されていた乗降口２４（すなわち、ドアパネル２０の前端部と側壁２２の端部６２との間の空間）が開放され、乗降口２４を介して乗員が乗降できるようになる。
【００４８】
また、乗降口２４を開放（全開状態のみならず中途開放も含む）した状態で乗員が操作スイッチ４８を操作すると、制御回路４６がスライドドライバ４４を操作してバッテリー５０からスライドモータ４２へ電力を供給させてスライドモータ４２を逆転駆動させる。これにより、駆動ローラ３６が逆転して無端ベルト３８を回転させ、ドアパネル２０を側壁２２に沿って車両１６の前方へ向けてスライドさせる。これによって、乗降口２４がドアパネル２０に閉止される。
【００４９】
さらに、図９のタイムチャートに示されるように、ドアパネル２０を閉移動させるべく操作スイッチ４８を操作すると、制御回路４６から異物検知回路７２へ作動開始の信号が所定時間毎に出力され（すなわち、パルス状に出力され）、操作スイッチ４８の操作開始時Ｔ０から所定時間経過後のＴ１に異物検知回路７２が発信器７０を作動させて図６の電圧波形に対応した超音波Ｓがスピーカ６６から車両後方へ向けて放射状で且つ断続的に発せられる。スピーカ６６から発せられた超音波Ｓは、乗降口２４の内周上端部、内周下端部、及びドアパネル２０の前端部にて反射し、車両１６の前方向へ向けて進行方向が変更されることで、マイク７６又はマイク７８によって拾われる（すなわち、信号が受信される）。次いで、各マイク７６、７６が超音波Ｓを拾うと、その音量に応じた電圧の電気信号Ｖ２、Ｖ３を連続して波形整形回路８６へ発信し、波形整形回路８６に受信された電気信号Ｖ２、Ｖ３のノイズ電圧等が除去される。
【００５０】
ところで、スピーカ６６は端部６２の上下方向中央に設けられているため、スピーカ６６から発せられた超音波Ｓは仮想線Ｌを境に線対称に広がり、乗降口２４の内周上端部、内周下端部、及びドアパネル２０の前端部で反射してマイク７６又はマイク７８に拾われる。
【００５１】
この超音波Ｓがスピーカ６６から発せられてからマイク７６又はマイク７８に拾われるまでの時間（すなわち、図６において超音波Ｓが発せられたＴ１と図７においてマイク７６又はマイク７８に超音波Ｓが拾われ始めたＴ３との時間差）は、基本的にスピーカ６６から各方向へ発せられた超音波Ｓが辿る行路（すなわち、スピーカ６６からマイク７６又はマイク７８までの超音波Ｓの経路）の長さによって決まる。したがって、全超音波Ｓのうち最短行路を辿った超音波Ｓが最も早くマイク７６又はマイク７８に拾われる。したがって、図７に示されるように、各マイク７６、７８から発信された電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値は、各マイク７６、７８が超音波Ｓを拾い始めた状態では電圧値が小さい。時間の経過に伴い、漸次遠い行路を辿った超音波Ｓがマイク７６又はマイク７８に拾われるが、この状態でもスピーカ６６から超音波Ｓが発せられる限りは最短行路を辿った超音波Ｓもマイク７６又はマイク７８に拾われるため、図７に示されるように、電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値は時間の経過に伴って漸次電圧値が大きくなる。
【００５２】
次いで、スピーカ６６からの超音波Ｓの発信が停止されると、最短行路を辿った超音波Ｓから漸次消えていくため、電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値は時間の経過に伴って漸次電圧値が小さくなる。
【００５３】
ここで、スピーカ６６は端部６２の上下方向中央の仮想線Ｌ上に設けられているため、スピーカ６６から出力された超音波Ｓは仮想線Ｌを境に線対称的に広がり、更には仮想線Ｌを境に線対称的に反射して各マイク７６、７８に拾われる。このため、各マイク７６、７８が拾う超音波Ｓの音量は時間の経過に伴い変化するものの基本的に同音量の超音波Ｓを同時に拾う。したがって、図７に示されるように、電気信号Ｖ２、Ｖ３は基本的に同一形状の波形を形成する。
【００５４】
ところで、図４に示されるように、ドアパネル２０の前端部と側壁２２の端部６２との間（すなわち、閉移動の際のドアパネル２０の移動軌跡上）で、且つ、仮想線Ｌよりも下側に異物９２が存在すると、スピーカ６６から発せられた超音波Ｓが異物９２で反射してマイク７８に拾われる。
【００５５】
ここで、異物９２は、ドアパネル２０の前端部と側壁２２の端部６２との間に位置するため、当然、端部６２から異物９２までの距離は端部６２からドアパネル２０の前端部までの距離よりも短く、したがって、異物９２で反射してマイク７８で拾われる超音波Ｓの行路は異物９２で反射せずにそのまま乗降口２４の内周上端部、内周下端部、及びドアパネル２０の前端部まで到達して進行方向を変えてマイク７８で拾われる超音波Ｓの行路よりも短くなる。このため、異物９２で反射した超音波Ｓはスピーカ６６にて発信されてからマイク７８で拾われるまでの時間も短くなり、Ｔ３よりも早いＴ２の時点で異物９２に反射した超音波Ｓがマイク７８に拾われる（すなわち、本来拾われる筈のない超音波Ｓがマイク７８に拾われる）。
【００５６】
ここで、図８には、異物９２が存在する場合でのパルス１回分の超音波Ｓを各マイク７６、７８が拾い始めてから終了するまでの時間の経過に伴う電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値の変化の一例が示されている。この図に示されるように、異物９２で反射した超音波Ｓはその行路が短いが故に本来の最短行路を辿った超音波Ｓよりも早くマイク７８に拾われる。このため、マイク７６で拾われた超音波Ｓの音量に応じた電気信号Ｖ２よりもマイク７８で拾われた超音波Ｓの音量に応じた電気信号Ｖ３の方が早く立ち上がる（すなわち、マイク７８がマイク７６よりも早く超音波Ｓの音量に応じた電気信号Ｖ３を発信する）。その後に最短行路を辿った超音波Ｓから順にマイク７８に拾われるため、時間の経過に伴い電気信号Ｖ３の電圧値が上昇する。但し、異物９２に反射せずに本来の行路を辿ってマイク７８に拾われる筈の超音波Ｓは、異物９２で反射されることで既にマイク７８に拾われているため、本来この超音波Ｓがマイク７８に拾われるべき時間に超音波Ｓが拾われず、このときには、電気信号Ｖ３の電圧値の上昇の度合いが本来の電圧値の上昇の度合いよりも小さくなる。
【００５７】
したがって、異物９２で反射した超音波Ｓをマイク７８が拾うことでマイク７８から発信された電気信号Ｖ３の波形がマイク７６から発信された電気信号Ｖ２の波形とは形状が異なってしまう（すなわち、各マイク７６、７８が同時に拾った超音波Ｓの音量が一時的に異なった状態となる）。
【００５８】
以上の２つの電気信号Ｖ２、Ｖ３の波形の差異（すなわち、各マイク７６、７８から同時に発信された電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値の差異）を波形比較回路８８が検出することでドアパネル２０の移動軌跡上に存在する異物９２を検出できる。
【００５９】
次いで、波形比較回路８８が異物９２を検出すると、波形比較回路８８は異物検出信号を発信し（すなわち、図９に示されるように波形比較回路８８がＯＮ状態となり）、この異物検出信号を異物検知回路７２が受信することで異物検知回路７２は制御回路４６を介してスライドドライバ４４を操作する。これにより、スライドモータ４２を反転駆動（すなわち、ドアパネル２０を開移動させる方向への駆動）させるべくスライドドライバ４４がスライドモータ４２を操作する。これにより、ドアパネル２０の前端部と側壁２２の端部６２とによる異物９２の挟み込みを防止できる。
【００６０】
ここで、上述したように、本異物検出装置１０では、異物９２がドアパネル２０の前端部から離間していても、スピーカ６６から発せられた超音波Ｓが異物９２で反射してマイク７６又はマイク７８で拾われれば、異物９２を検出できる（すなわち、異物９２がある位置までドアパネル２０が移動しなくても異物９２を検出できる）。このため、異物９２からの押圧反力を検知して異物９２を検出する感圧センサを用いた異物検出装置よりも早く異物９２を検出できる。
【００６１】
また、基本的には各マイク７６、７８で拾った超音波Ｓの音量の差異を検出して異物９２を検出する構成としたため、ドアパネル２０側へではなく側壁２２の端部６２側にセンサ（すなわち、超音波センサ６０）を設けることが可能となる。このため、リード線６８、８０、８２や各回路等を接続するリード線等の接続手段の取り回しが容易となる。
【００６２】
すなわち、感圧センサを用いた異物検出装置では、側壁２２の端部６２に感圧センサを設けると、閉移動するドアパネル２０の前端部に押圧された異物９２が感圧センサに当たって感圧センサを押圧するまで異物９２を検出することができないため、基本的に感圧センサをドアパネル２０の前端部に設ける必要がある。ここで、ドアパネル２０は側壁２２等に対して相対的に移動する構成であるため、感圧センサに電力を供給するバッテリーや感圧センサが押圧反力を受けたか否かを判定するための判定手段等の感圧センサ以外の各装置の何れかでもドアパネル２０とは異なる位置（すなわち、ドアパネル２０がスライドした際にはドアパネル２０に対して相対的に移動するような位置）に設けた場合には、摺動接点を用いてその装置と他の装置（感圧センサを含む）を接続したり、また、仮にリード線等で直接接続する場合でもその取り回しが困難であった。
【００６３】
しかしながら、本実施の形態では、側壁２２の端部６２側にセンサ（すなわち、超音波センサ６０）を設けているため、超音波センサ６０を含めて全ての回路や装置をドアパネル２０以外の位置に設置した場合に、ドアパネル２０がスライドすることによる回路や装置間の相対移動が生じることはない。したがって、リード線等で装置や回路を容易に直接接続することができる。
【００６４】
但し、本発明の主旨からすれば、リード線等の取り回しが容易にできるという効果は、あくまでも側壁２２の端部６２側にセンサ（すなわち、超音波センサ６０）を設けることによる付随的な効果であり、超音波センサ６０をドアパネル２０の前端部に設け、スピーカ６６から端部６２へ向けて（すなわち、車両１６の前方向けて）超音波Ｓを発する構成としてもよい。
【００６５】
また、本異物検出装置１０はマイク７６、７８の双方で拾った（受信した）超音波Ｓを電気信号に変換してその波形を比較することで異物９２の有無を検出する構成であるため、異物９２が無い場合の波形（標準波形）を予め記憶するための記憶素子等が不要である。しかも、異物９２が無い場合の波形を予め記憶素子等に記憶させておき、ドアパネル２０の位置に対応した標準波形を引き出す場合には、ドアパネル２０を閉じ移動させる際に随時ドアパネル２０の位置を検出しなければならず、そのための位置検出装置が必要となるが、上述した理由により、このような位置検出装置も不要である。
【００６６】
さらに、本異物検出装置１０では、スピーカ６６を仮想線Ｌ上に設置することで、通常時（すなわち、異物９２が存在しない場合）にドアパネル２０の前端部等で反射する超音波Ｓを仮想線Ｌを境に線対称としたため、マイク７６、７８をスピーカ６６に近接配置することができ、結果的に超音波センサ６０を小型化できる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、本発明を車両１６の自動スライドドア装置１２に適用した構成であったが、自動スライドドア装置という観点からすれば、例えば、建造物や鉄道、エレベータ等、様々なところで使用される一般的な自動スライドドア装置においても適用が可能である。
【００６８】
また、本実施の形態における異物検出装置１０は、固定体としての側壁２２の端部６２と移動体としてのドアパネル２０の前端部との間の異物９２を検出する構成であった。しかしながら、２枚のドアパネルを有し、双方のドアパネルが互いに相反する方向へスライドすることで開閉される自動スライドドア装置（一例としては、エレベータの扉や鉄道用車両の扉に適用される自動スライドドア装置）ように、移動体の移動方向側端部と対向する側の対向物が本実施の形態とは異なり移動する構成であっても、対向物と移動体との間に異物が存在すれば、マイク７６から発信される電気信号とマイク７８から発信される電気信号の波形がそれぞれ異なるので、適用が可能である。さらに言えば、ドアパネル２０のような移動体のみで端部６２のような対向物がない場合（すなわち、移動体が移動終点に達した状態でもそれまで移動方向側に空間が有限または無限に存在する場合）であっても本発明を適用できる。すなわち、終点位置もしくは終点位置を介して移動体とは反対側に超音波センサ６０を設けるか、或いは、終点位置もしくは終点位置を介して移動体とは反対側にドアパネル２０の前端部に設けられた超音波センサ６０から発信された超音波Ｓを反射可能な反射手段を設ければ、上述した作用、効果を得ることができる。
【００６９】
さらに、本実施の形態では、本発明を自動スライドドア装置１２の挟み込み防止装置１４に適用した構成であったが、例えば、車両若しくは車両以外に適用されて手動で開閉する構成のスライドドアに本発明を適用し、異物を検出した場合には、警報音等を発する構成としてもよい。
また、本実施の形態では、超音波センサ６０を端部６２の上下方向中央に設けた構成であったが、超音波センサ６０を端部６２の上下方向中央よりも上側或いは下側に設けてもよい。但し、この場合には、通常時（すなわち、異物９２が存在しない場合）にマイク７６とマイク７８とが拾う超音波Ｓの音量が同レベルになるように、マイク７６及びマイク７８の設置位置を調整する必要がある。
【００７０】
さらに、本実施の形態では、発信手段から発信されて受信手段で受信される信号を超音波Ｓとしたが、基本的に、一定の速度で発信され乗降口２４の内周上端部、内周下端部、端部６２、ドアパネル２０の前端部、及び異物９２で反射する構成の信号であれば、信号の態様は超音波Ｓに限らず、赤外線、紫外線、レーザ光等の光を複数本略放射状に発信する構成であってもよい。但し、信号に光を用いた場合には、複数の発信手段が必要となるが、スピーカ６６から発信された超音波Ｓは自然に放射状に広がるため、スピーカ６６は１つでよい。したがって、信号に超音波Ｓを用いた本実施の形態はコストが安価となるメリットがある。
【００７１】
また、本実施の形態を説明するうえで使用した図８の時間とマイク７６、７８が受信した超音波Ｓの音量に応じた電圧値のグラフの波形や図９のタイムチャートはあくまでも一例である。すなわち、異物９２で反射した後の超音波Ｓの行路によっては、マイク７６が通常の超音波Ｓを拾った後に異物９２で反射した超音波Ｓをマイク７８が拾うこともありうる。但し、この場合であっても、異物９２で反射した超音波Ｓの行路と異物９２で反射せずにそのまま乗降口２４の内周上端部、内周下端部、及びドアパネル２０の前端部まで到達した場合の超音波Ｓの本来の行路とはその長さが異なるため、本来、ある所定の時間に拾うべき筈の超音波Ｓがマイク７８に拾われず、また、別の所定の時間に拾う筈のない超音波Ｓがマイク７８に拾われるという現象が生じる。このため、時間の経過に伴い一時的にマイク７６、７８の各々から発せられた電気信号Ｖ２、Ｖ３の電圧値が異なる（すなわち、マイク７６から発せられた電気信号とマイク７８から発せられた電気信号の波形が異なる）ので、この電圧値の差異から異物９２が存在することを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る異物検出装置を自動スライドドア装置の挟み込み防止装置として適用した場合のブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る異物検出装置の超音波センサ（発信手段及び受信手段）の構成を示す断面図である。
【図３】挟み込み防止装置を適用した車両の概略を示す側面図である。
【図４】ドアパネル（移動体）の移動軌跡上に異物がある場合の図３に対応した側面図である。
【図５】ドアパネル（移動体）の駆動機構を示す斜視図である。
【図６】スピーカ（発信手段）から発せられる超音波（信号）の音量に対応した電圧値の時間の経過に伴う変化を示すグラフである。
【図７】異物が存在しない状態において超音波（信号）を拾った各マイク（受信手段）が発信した電気信号の電圧値の時間の経過に伴う変化を示すグラフである。
【図８】異物が存在する状態において超音波（信号）を拾った各マイク（受信手段）が発信した電気信号の電圧値の時間の経過に伴う変化を示すグラフである。
【図９】異物が存在する状態での操作スイッチ、スピーカ（発信手段）、各マイク（受信手段）、及び波形比較回路（比較手段）の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ 異物検出装置
２０ ドアパネル（移動体）
２２ 側壁（固定体）
６２ 端部（移動終点）
６６ スピーカ（発信手段）
７６ マイク（受信手段）
７８ マイク（受信手段）
８８ 波形比較回路（比較手段）
Ｓ 超音波（信号）
Claims (8)
- 移動終点へ向けて移動する移動体の前記移動終点と前記移動体との間の移動軌跡上の異物を検出する異物検出装置であって、
前記移動体の移動方向側端部及び前記移動終点側の所定位置の何れか一方に設けられ、何れか他方へ向けて前記移動軌跡に沿って自らを通る仮想線を境にした線対称の略放射状に一定の出力の信号を発信する発信手段と、
前記発信手段から発信されて前記何れか他方で反射された信号を受信するまでの時間が互いに等しくなる前記何れか一方の所定位置に設けられた一対の受信手段と、
前記一対の受信手段の各々が同時に受信した前記信号の強度を比較する比較手段と、
を備え、前記何れか他方の前記仮想線よりも上側で反射した前記信号を前記一対の受信手段の一方が受信し、前記何れか他方の前記仮想線よりも下側で反射した前記信号を前記一対の受信手段の他方が受信すると共に、前記比較手段により得られた前記一対の受信手段の各々で受信した前記信号の差異に基づき前記異物を検出する、
ことを特徴とする異物検出装置。 - 前記発信手段及び一対の受信手段を、前記移動体の移動方向側端部、又は、前記移動軌跡を介して前記移動体の移動方向側端部と対向するように前記移動終点に設けられて前記移動体との間を閉止する固定体に設けたことを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。
- 前記移動体の移動方向側端部に沿った方向の前記移動体の移動方向側端部中心、又は、前記移動体の移動方向に沿って前記移動方向側端部中心と対向した前記移動終点の所定位置に前記発信手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の異物検出装置。
- 前記放射状に発信された前記信号のうち、前記何れか他方を介した前記発信手段から前記一対の受信手段までの最短の行路を辿る前記信号を前記一対の受信手段の各々が受信開始してから、最長の行路を辿る前記信号を前記一対の受信手段の各々が受信終了するまでの間の前記信号強度の波形を前記比較手段が比較する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の異物検出装置。 - 移動終点へ向けて移動する移動体の前記移動終点と前記移動体との間の移動軌跡上の異物を検出する異物検出方法であって、
前記移動体の移動方向側端部及び前記移動終点側の所定位置の何れか一方から何れか他方へ向けて前記移動軌跡に沿って略放射状に一定の出力の信号を発信して、
前記何れか一方から発信されて前記何れか他方で反射された信号を受信するまでの時間が互いに等しくなる前記何れか一方での一対の受信位置の一方で、前記移動軌跡に沿って前記信号の発信位置を通る仮想線よりも上側にて前記何れか他方の側で反射した信号を受信すると共に、前記何れか他方の側の前記仮想線よりも下側で反射した信号を前記一対の受信位置の他方で受信し、
前記一対の受信位置の各々で同時に受信した信号の強度を比較して、
前記比較により得られた前記一対の受信位置の各々で受信した信号の所定値以上の差異を検出することで前記移動軌跡上の異物を検出する、
ことを特徴とする異物検出方法。 - 前記移動体の移動方向側端部、又は、前記移動軌跡を介して前記移動体の移動方向側端部と対向するように前記移動終点に設けられて前記移動体との間を閉止する固定体から前記信号を発信することを特徴とする請求項５記載の異物検出方法。
- 前記移動体の移動方向側端部に沿った方向の前記移動体の移動方向側端部中心、又は、前記移動体の移動方向に沿って前記移動方向側端部中心と対向した前記移動終点の所定位置から前記信号を発信することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の異物検出方法。
- 前記放射状に発信された前記信号のうち、前記何れか他方での反射位置を介した前記信号の発信位置から前記一対の受信位置までの最短の行路を辿る前記信号の受信を開始してから、最長の行路を辿る前記信号の受信を終了するまでの間の前記信号強 度の波形を比較する、
ことを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載の異物検出方法。
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