JP4164244B2

JP4164244B2 - 自動ドアの開閉制御方法

Info

Publication number: JP4164244B2
Application number: JP2001187196A
Authority: JP
Inventors: 宅屋伊藤; 宏史吉田; 丈典大原; 裕洋藤井
Original assignee: ヒースト株式会社
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: JP2003003750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型光センサによる自動ドアの開閉制御方法に関し、さらに詳しく言えば、分割レンズ方式でありながら、補助センサによることなくドアウエイ上をも監視可能とした自動ドアの開閉制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くの場合、自動ドア用光センサには、ドア付近の床面に向けて光（赤外線）を照射する発光部と、その反射光を受光する受光部とを有する反射型光センサが用いられており、床面から受光部に入射される反射レベル（受光量）の変化により人などの被検出物体が検出される。反射レベルは人や動物のみならず、移動するものであれば変化する。例えば、自動ドア自体の動きによっても反射レベルは変化する。
【０００３】
通常の反射型光センサは、もっぱらコスト的な面から、分割レンズを用いてより少ない発光素子数でより多くのスポット光を得るようにしているため、監視床面からの全体的な反射レベルの変動は検出し得るものの、各スポット光単位でのレベル変化は検出できない。したがって、分割レンズ方式の光センサでは、ドアの移動方向は検出できず、ドアも他の物体と同じとして検出してしまう。
【０００４】
そこで、従来においては図６に示すように、例えばドア１が引き戸式であるとして、その動きを拾わないようにするため、室内側と室外側とにそれぞれ光センサ２ａ，２ｂをドアウエイ上を避けて配置するとともに、それらの監視領域の間に安全光線としての光ビームを水平方向に照射する補助センサ３を例えば方立部分に所定数設けるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の制御装置では、光センサ２ａ，２ｂのほかに補助センサ３を必要とするため、全体的にコスト高となり、低コスト化が望まれていた。また、補助センサ３にしても、物理的にドアウエイ上には設置できず、ドアウエイ上から外れた位置、すなわち方立の室内側（もしくは室外側）に設置されているため、ドアウエイ上は不感帯となり危険でもある。
【０００６】
なお、ドアの移動方向を検出可能（ドアを認識可能）とするには、発光部および受光部ともに単眼レンズを使用し、発光部側ではその単眼レンズの周りに複数の発光素子を配置するとともに、受光部側では単眼レンズの周りに同数の受光素子を発光部側の発光素子と１対１の関係となるように配置すれば、各スポット光単位でのレベル変化を検出することが可能となるため、ドアの移動方向が分かることになるが、これには数多くの発光素子と受光素子を必要とし、コスト面での負担が大きくなる。
【０００７】
また、従来のドア開閉制御において、室内側の光センサ２ａと室外側の光センサ２ｂによるドアの開閉はそれぞれ独立しており、各センサ２ａ，２ｂ間で特に信号の遣り取りはない。例えば、室内側の光センサ２ａが人を検出してドア１を開いても、室外側の光センサ２ｂは依然としてドア閉信号のままである。これを防止するには、信号線で各センサ２ａ，２ｂ間をつなげばよいのであるが、それには壁や無目などに孔を開けて信号線を通す配線作業が必要となり施工上好ましくない。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、分割レンズ方式でありながら、ドアの動きを他の物体の動きと識別でき、補助センサによることなくドアウエイ上をも監視可能とした自動ドアの開閉制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、発光部および受光部を有し、駆動手段により開閉される引き戸式ドアの上方に配置される反射型の光センサと、上記光センサから出力される物体検出信号に基づいて上記駆動手段を制御して上記ドアを開閉する制御手段とを含み、上記発光部には分割レンズが設けられ、発光素子の出射光が上記分割レンズを介して床面上に複数のスポット光として照射される自動ドアの開閉制御方法において、上記光センサは、１列当たり上記ドアの移動方向と平行に配列された所定数の上記スポット光を含む複数の監視列を有し、その内の一つがドアウエイ監視列として上記ドアのドアウエイ上に配置されるとともに、他の監視列が上記ドアから離れる方向に所定間隔で平行に配置され、上記制御手段は、上記ドアを強制的に開位置から閉位置に移動させて、そのとき上記ドアウエイ監視列から出力される反射レベル変動に含まれる最高値と最低値とに所定の補正値を加味したウィンドコンパレータ的な閉上限値と閉下限値とからなる閉イニシャルデータを取得し、以後、上記閉イニシャルデータを参照して、上記ドアウエイ監視列から出力される物体検出信号が上記ドアの動きによるものか、検出対象物によるものかを判断することを特徴としている。
【００１０】
本発明において、上記閉イニシャルデータを、反射レベル変動の最高値と最低値に所定の補正値を加味してなるウインドコンパレータ的な閉上限値と閉下限値としているのは、誤検出防止および安全性を考慮してのことである。
【００１１】
また、本発明において、上記制御手段は、上記ドアを強制的に開位置とし、そのときに上記ドアウエイ監視列から出力される反射レベルに基づいて開イニシャルデータをさらに取得し、以後、上記開イニシャルデータを参照して、上記ドアが開かれた状態で、検出対象物が存在するか否かを判断するようにしている。これによれば、他のセンサから情報をもらわなくてもドア開であることを認識でき、この点も本発明の特徴の一つである。
【００１２】
開イニシャルデータも閉イニシャルデータと同様、反射レベルに所定の補正値を加味してなるウインドコンパレータ的な開上限値と開下限値とからなることが好ましい。
【００１３】
閉イニシャルデータは、ドア開状態から閉移動に伴なう反射レベルの最高値と最低値とを基準とし、これに対して、開イニシャルデータはドア開時の床面反射レベルを基準とするため、開イニシャルデータの閾値幅は閉イニシャルデータの閾値幅よりも狭く設定される。すなわち、開イニシャルデータの方が閉イニシャルデータよりも検出感度を高くでき、ドア開時はドアウエイ上の検出感度を他の監視列と同等にすることができる。
【００１４】
このことを踏まえて、上記制御手段は、上記ドアウエイ監視列の物体検出基準データとして、ドアが閉状態のときには閉イニシャルデータを採用し、ドアが開状態のときには開イニシャルデータを採用するようにしている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の制御方法が適用された自動ドア装置の斜視図で、これには光センサによる監視列が模式的に示されている。
【００１６】
この実施形態において、自動ドア装置は左右１対の引き戸式ドア１を有する両開き式であり、その無目２の中央部に反射型の光センサ１０が取り付けられている。なお、図１が室内側であるとすると、図示されていないが室外側の無目２にも同じく光センサが設けられる。
【００１７】
光センサ１０は発光部１１と受光部１２とを備え、この実施形態では、ドア近傍の床面を４列の監視列ＬＡ１〜ＬＡ４によって監視するようにしている。各監視列ＬＡ１〜ＬＡ４は、ドア１の移動方向に対して平行で、ドア１から離れる方向に所定の間隔で配列されているが、この場合、第１監視列ＬＡ１はドアウエイ監視列としてドアウエイ上に設定されている。
【００１８】
この実施形態において、各監視列ＬＡ１〜ＬＡ４には、楕円形で示す８つのスポット光ＳＰ１〜ＳＰ８がそれぞれ含まれている。図２に発光部１１に設けられている１監視列あたりの構成を示す。
【００１９】
この実施形態では、１監視列あたり２個の発光素子１１１，１１２が割り当てられ、この発光素子１１１，１１２からの光を４分割レンズ１１３を通すことにより、８つのスポット光ＳＰ１〜ＳＰ８を得ている。したがって、発光部１１には、発光素子１１１，１１２と４分割レンズ１１３とが４列分設けられている。
【００２０】
図示されていないが、受光部１２側にも各監視列ＬＡ１〜ＬＡ４の各列ごとに集光レンズおよび所定数の受光素子が配置されており、受光部１２から各列単位で検出信号が制御部としてのＣＰＵ２０に与えられる。ＣＰＵ２０は、その検出信号に基づいて図示しないドア駆動手段に開閉信号を出力する。
【００２１】
次に、図３のフローチャートおよび図４および図５のタイミングチャートを参照して、本発明の動作について説明する。なお、第２〜第４監視列ＬＡ２〜ＬＡ４については、従来と同じく所定幅の閾値が設定され、監視領域からの反射レベルが閾値内のときにはドア閉（リレーＯＦＦ）、閾値外のときにはドア開（リレーＯＮ）信号がＣＰＵ２０から出力される。
【００２２】
これに対して、ドアウエイ監視列（第１監視列）ＬＡ１には、人や犬猫などの物体の他にドア１をも認識可能とするため、自動ドアの電源投入時に、開イニシャルデータおよび閉イニシャルデータが設定される。この設定は、あらかじめ設定されたプログラムにしたがってＣＰＵ２０が行う。
【００２３】
まず、図４のタイミングチャートを参照して、開イニシャルデータの取得について説明する。電源投入時に、リレーＯＮ信号を出力してドア１を強制的に開とし（ステップＳＴ１）、すべての監視列ＬＡ１〜ＬＡ４の反射レベルが安定したならば（ステップＳＴ２）、その反射レベルを基準値Ｏｂｓとして記憶するとともに、この基準値Ｏｂｓに所定の補正値を加味してウインドコンパレータ的な開上限値Ｏｔｈと開下限値Ｏｔｌを求めて、これを開イニシャルデータとして記憶する（ステップＳＴ３）。
【００２４】
なお、この実施形態では、例えば反射レベルが継続して５秒間安定したときに基準値Ｏｂｓを記憶するようにしている。また、この実施形態では、反射レベルをＡ／Ｄ変換器により取得しており、基準値に対する補正値を±Ｎビット相当値としている。
【００２５】
次に、閉イニシャルデータを得る。これを図５のタイミングチャートを参照して説明する。開イニシャルデータを設定したならば、リレーＯＦＦ信号を出力してドア１を強制的に閉じる（ステップＳＴ４）。
【００２６】
このとき、第２〜第４監視列ＬＡ２〜ＬＡ４で物体が検出されたかどうかを判断するが（ステップＳＴ５）、ドアウエイ監視列ＬＡ１については、その反射レベルがドア１の移動によって変動してリレーＯＮ状態となっても、ドア１のハンチングを防止するため、それを無視してドア１をそのまま閉じる。
【００２７】
ＣＰＵ２０は、この強制的なドア１の移動中のレベル変動を含めてドアウエイ監視列ＬＡ１の反射レベルを記憶し、ドア１が閉じられてすべての監視列ＬＡ１〜ＬＡ４の反射レベルが例えば５秒間安定したならば（ステップＳＴ６）、それまでのドアウエイ監視列ＬＡ１の反射レベルの中から最高値Ｍａｘと最低値Ｍｉｎを検出する（ステップＳＴ７）。
【００２８】
そして、最高値Ｍａｘには＋Ｋビット相当値、最低値Ｍｉｎには−Ｌビット相当値を加算してウインドコンパレータ的な閉上限値Ｃｔｈと閉下限値Ｃｔｌを求めて、これを閉イニシャルデータとして記憶する（ステップＳＴ８）。また、ＣＰＵ２０は、この閉イニシャルデータの取得時にも、反射レベルが継続して５秒間安定したときの値を基準値Ｃｂｓとして記憶する。
【００２９】
この閉イニシャルデータの取得中に、ステップＳＴ５で他の監視列である第２〜第４監視列ＬＡ２〜ＬＡ４からリレーＯＮとする反射レベルが出力された場合には、それを優先してドア１を開かせてステップＳＴ１に戻り、再び開イニシャルデータを求めてから、閉イニシャルデータの取得モードに入る。
【００３０】
しかる後、物体検出モード（ステップＳＴ９）に入るが、ドアウエイ監視列ＬＡ１の閾値については、リレーＯＦＦでドア１が閉じられるときは、閉イニシャルデータの閉上限値Ｃｔｈと閉下限値Ｃｔｌとが採用され、リレーＯＮでドア１が開かれるときは開イニシャルデータの開上限値Ｏｔｈと開下限値Ｏｔｌとが採用される。
【００３１】
なお、閉イニシャルデータは反射レベル変動の最高値Ｍａｘと最低値Ｍｉｎとを基準とし、これに対して、開イニシャルデータはドア開時の床面反射レベルを基準とするため、開イニシャルデータの閾値幅は閉イニシャルデータの閾値幅よりも狭く設定される。すなわち、開イニシャルデータの方が閉イニシャルデータよりも検出感度が高い。
【００３２】
また、この物体検出モード時において、この実施形態では、閾値を床面状況に追随させるため、物体を検知していないことを条件として、所定時間間隔ごとに各監視列の閾値が更新（上書き）される（ステップＳＴ９ａ）。
【００３３】
この場合、ドアウエイ監視列ＬＡ１においては、ドア１が閉じているときに所定時間間隔ごとに検出される基準値Ｃｂｓが変動した場合には、その変動量に応じて、その閉上限値Ｃｔｈと閉下限値Ｃｔｌとを適宜補正する。また同様に、ドア１が開いているときに所定時間間隔ごとに検出される基準値Ｏｂｓが変動した場合には、その変動量に応じて、その開上限値Ｏｔｈと開下限値Ｏｔｌとを適宜補正する。
【００３４】
ステップＳＴ９において、いずれかの監視列で物体が検出されると、リレーＯＮ（ドア開）信号が出されてドア１が開けられる（ステップＳＴ１０）。そして、ステップＳＴ１１で物体が検出されている間リレーＯＮ信号が保持され（ステップＳＴ１１ａ）、その間、上記ステップＳＴ９ａと同様に各監視列の閾値の更新が行われる（ステップＳＴ１１ｂ）。
【００３５】
ステップＳＴ１１で検出すべき物体が存在しないと判断されると、そのときのドア開状態における基準値Ｏｂｓと開上限値Ｏｔｈおよび開下限値Ｏｔｌとが開イニシャルデータとして上書きされた後（ステップＳＴ１２）、リレーＯＦＦ（ドア閉）信号が出されてドア１が閉じられる（ステップＳＴ１３）。
【００３６】
ドア１の移動により、ドアウエイ監視列ＬＡ１の反射レベルは変動するが、このとき、ドアウエイ監視列ＬＡ１の閾値には閉イニシャルデータの閉上限値Ｃｔｈと閉下限値Ｃｔｌとが採用されるため、ドアウエイ監視列ＬＡ１から得られる反射レベルが閉上限値Ｃｔｈと閉下限値Ｃｔｌとの間に納まっていれば（ステップＳＴ１４）、ＣＰＵ２０は、その反射レベル変動はドア１によるものと判断しドア１を閉める。
【００３７】
このドア閉時においても、閉イニシャルデータの上書きが行われ（ステップＳＴ１５）、しかる後、ステップＳＴ９に戻る。なお、ドア１を閉じていく際、ステップＳＴ１４で、ドアウエイ監視列ＬＡ１から得られる反射レベルが、閉上限値Ｃｔｈもしくは閉下限値Ｃｔｌの少なくとも一方を超えた場合、ＣＰＵ２０はドア以外の物体によるものと判断して、ステップＳＴ１０に移行し、リレーＯＮ信号を出力してドア１を開かせる。
【００３８】
上記の動作は、図１に示されている室内側の光センサ１０にて物体を検出した場合であるが、図示されていない室外側の光センサで物体が検出されてもドア１が開く。これにより、ドアウエイ監視列ＬＡ１の反射レベルが、開イニシャルデータの開上限値Ｏｔｈと開下限値Ｏｔｌの間に入るため、これをもってＣＰＵ２０はドア１が開になったことを知り、ドアウエイ監視列ＬＡ１の閾値に開イニシャルデータを採用する。
【００３９】
このようにして、本発明によれば、室外側センサと室外側センサとを信号線で結ばなくても、相手方センサのオンオフを認識することができる。また、ドア１が開いたときに、ドアウエイ監視列ＬＡ１には、開イニシャルデータが採用されるため、物体の検出感度が高感度となりドアウエイ上の安全性が高められる。
【００４０】
また、電源投入後において取得した開イニシャルデータと閉イニシャルデータとが例えば同じ閾値を示す場合には、本来ドアウエイ上に設定されるべき第１監視列ＬＡ１がドアウエイから外れて設定されていると判断でき、早期に設置ミスなどにも気づくことができる。
【００４１】
以上、本発明を上記実施形態により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、監視列は４列に限定されない。発光素子数、受光素子数および分割レンズによるスポット光数も限定されない。ドアウエイ監視列以外の監視列については、列単位監視でなくてもよい。
【００４２】
また、センサ取り付け時の初電源投入時に、開イニシャルデータと閉イニシャルデータを例えば不揮発性メモリにセーブしておくことにより、毎回電源投入時のイニシャルデータ取得作業を省略することもできる。本発明は、建物の出入り口に設けられている自動ドアだけでなく、建物内の自動ドアにも当然に適用可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、分割レンズによる複数のスポット光を含む監視列をドアウエイ上に設定し、電源投入時に、ドアを強制的に開位置から閉位置に移動させて、そのときドアウエイ監視列から出力される反射レベル変動に基づいて閉イニシャルデータをあらかじめ取得し、以後、その閉イニシャルデータを参照して、ドアウエイ監視列から出力される物体検出信号がドアの動きによるものであるかどうかを判断するようにしたことにより、分割レンズ方式でありながら、ドアの動きを他の物体の動きと識別でき、補助センサによることなくドアウエイ上をも監視可能とした自動ドアの開閉制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る自動ドア装置の模式的斜視図。
【図２】本発明に用いられる光センサの発光部の構成を示す模式図。
【図３】本発明の動作フローチャート。
【図４】本発明における開イニシャルデータ取得時のタイミングチャート。
【図５】本発明における閉イニシャルデータ取得時のタイミングチャート。
【図６】従来例としての自動ドア装置を示した模式的側面図。
【符号の説明】
１ドア
２無目
１０反射型光センサ
１１発光部
１１１，１１２発光素子
１１３分割レンズ
１２受光部
２０制御部（ＣＰＵ）

Claims

発光部および受光部を有し、駆動手段により開閉される引き戸式ドアの上方に配置される反射型の光センサと、上記光センサから出力される物体検出信号に基づいて上記駆動手段を制御して上記ドアを開閉する制御手段とを含み、上記発光部には分割レンズが設けられ、発光素子の出射光が上記分割レンズを介して床面上に複数のスポット光として照射される自動ドアの開閉制御方法において、
上記光センサは、１列当たり上記ドアの移動方向と平行に配列された所定数の上記スポット光を含む複数の監視列を有し、その内の一つがドアウエイ監視列として上記ドアのドアウエイ上に配置されるとともに、他の監視列が上記ドアから離れる方向に所定間隔で平行に配置され、
上記制御手段は、上記ドアを強制的に開位置から閉位置に移動させて、そのとき上記ドアウエイ監視列から出力される反射レベル変動に含まれる最高値と最低値とに所定の補正値を加味したウィンドコンパレータ的な閉上限値と閉下限値とからなる閉イニシャルデータを取得し、以後、上記閉イニシャルデータを参照して、上記ドアウエイ監視列から出力される物体検出信号が上記ドアの動きによるものか、検出対象物によるものかを判断することを特徴とする自動ドアの開閉制御方法。
上記制御手段は、上記ドアを強制的に開位置とし、そのときに上記ドアウエイ監視列から出力される反射レベルに基づいて開イニシャルデータをさらに取得し、以後、上記開イニシャルデータを参照して、上記ドアが開かれた状態で、検出対象物が存在するか否かを判断する請求項１に記載の自動ドアの開閉制御方法。
上記開イニシャルデータが、上記反射レベルに所定の補正値を加味してなるウインドコンパレータ的な開上限値と開下限値とからなる請求項２に記載の自動ドアの開閉制御方法。
上記制御手段は、上記ドアウエイ監視列の物体検出基準データとして、上記ドアが閉状態のときには上記閉イニシャルデータを採用し、上記ドアが開状態のときには上記開イニシャルデータを採用する請求項２または３に記載の自動ドアの開閉制御方法。