JP4644575B2

JP4644575B2 - 赤外線検出器

Info

Publication number: JP4644575B2
Application number: JP2005286127A
Authority: JP
Inventors: 一俊久保田; 達博高嶋
Original assignee: ヒースト株式会社; 株式会社本田電子技研
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP2007093510A

Description

本発明は赤外線検出器に関し、さらに詳しく言えば、赤外線発光部と赤外線受光部とを含む自動ドア開閉用起動センサの赤外線照射エリアを検出するために用いられる赤外線検出器に関するものである。

自動ドアは、自動ドア開閉用起動センサの出力情報に基づきドアエンジンがドアの開閉を制御する。多くの場合、自動ドア開閉用起動センサは、赤外線発光部と赤外線受光部とを含む赤外線式でドアの無目もしくは天井に設置される。

これによると、赤外線発光部からドア近傍の床面に向けて赤外線が照射され、その反射光が赤外線受光部にて受光される。人（物体）が赤外線照射エリア内に入ると、赤外線受光部の受光量が変化するため、制御部はその受光量変化によりドア近傍に人が到来したと判断してドアエンジンに情報を伝達しドアを開ける。そして、人が通過し受光量が床面からの反射レベルに戻るとドアを閉める。

自動ドアは便利である反面、例えば人がドア近傍にいるにもかかわらず、ドアが強制的に閉じられてしまい、不測の事故を引き起こすという危険性を備えている。これを防止するため、方立間に安全ビームなどを設けて２重，３重に安全対策を講じているが、基本的には赤外線照射エリアを正確に把握する必要がある。

この赤外線照射エリアの検出は、比較的簡単な構成の赤外線検出器によって行うことができる。その従来例として、この種の赤外線検出器は、携帯可能であって床面のどこにでも配置可能なほぼ筆箱状を呈する筐体を備え、その筐体の上面に赤外線受光素子と、赤外線検出時に発光する可視光発光ダイオードとが配置され、機種によっては、筐体内にブザーが収納されている。

この赤外線検出器によれば、赤外線照射エリアとされる床面上に置いて移動させ、可視光発光ダイオードが点灯および／またはブザーが鳴動しているときには、その場所が赤外線照射エリア内であることが分かり、そうでないときには赤外線照射エリア外であると判定することができる。

しかしながら、上記従来例では、赤外線照射エリア内であっても、そのエリアに照射された赤外線が自動ドア開閉用起動センサに含まれている赤外線受光部に戻されているかどうかまでは検出することができない。

その一例として、上記赤外線受光部の受光範囲がマスクにより絞られ、赤外線発光部による赤外線照射エリアよりも狭くされている場合がある。このような場合、赤外線照射エリアを特定できたとしても、人（物体）を検知し得ない無効エリアを含むことになり、信頼性に欠けることになる。

したがって、本発明の課題は、赤外線発光部と赤外線受光部とを含む自動ドア開閉用起動センサの赤外線照射エリアを検出するにあたって、赤外線発光部より発光された赤外線がそのエリア内の人（物体）により赤外線受光部に戻されるかどうかまで、すなわち発光→物体反射→受光というトータル的な有効赤外線照射エリアを検出し得るようにすることにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、自動ドア近傍の床面に向けて赤外線を照射する赤外線発光部と、上記床面側から反射される赤外線を受光する赤外線受光部とを含む自動ドア開閉用起動センサの上記床面上での赤外線照射エリアを検出するために用いられる赤外線検出器で、上記床面上に移動可能に配置される筐体と、上記筐体の上面に設けられた赤外線受光素子と、報知手段と、上記赤外線受光素子の出力信号に基づいて上記報知手段を動作させる制御手段とを備えている赤外線検出器において、上記筐体の上面に、上記赤外線受光素子とともに光反射手段が設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記光反射手段として、無指向性のリフレクターが用いられることを特徴としている。

この無指向性のリフレクターとは、光源から到達した光を入射する光の角度に関わらずに光源方向に十分な直射光として返すことができる反射物体で、粗面加工された表面に金属蒸着膜を形成したものであってもよいが、市販されているものとして、例えばプリズム型やビーズタイプ型のものが好ましく採用される。

請求項１に記載の発明によれば、筐体の上面に赤外線受光素子とともに光反射手段が設けられているため、この赤外線検出器自体が反射物体として機能する。したがって、発光→物体反射→受光というトータル的な有効赤外線照射エリアを検出することができる。

光反射手段として無指向性のリフレクターを用いる請求項２に記載の発明によれば、赤外線発光部からの赤外線が乱反射し、その一部が赤外線受光部に戻されるため、赤外線入射角度に応じて筐体を傾けるなどの操作が不要で扱いやすいという利点がある。

次に、図面（図１ないし図７）により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図面中、図１（ａ）は本発明による赤外線検出器を示す平面図，図１（ｂ）はその側面図，図２は回路構成図である。

まず、図１（ａ）（ｂ）を参照して、この赤外線検出器１は、床面上に安定して置くことができる筐体１０を備える。持ち運びの容易性からすれば、筐体１０は図示のようにほぼ筆箱状であることが好ましいが、これ以外の形状であってもよい。

筐体１０の上面には赤外線受光素子２１が設けられる。赤外線受光素子２１は１つであってもよいが、この例では、第１ないし第３の３つの赤外線受光素子２１ａ〜２１ｃを備える。

各赤外線受光素子２１ａ〜２１ｃは、等間隔でほぼ一直線上に配置されることが好ましい。なお説明上、特に赤外線受光素子２１ａ〜２１ｃを区別する必要がないときには、それらを総称して赤外線受光素子２１と呼ぶ。

また、筐体１０の上面には、赤外線受光素子２１が赤外線検知状態であるかどうかを報知するため、赤外線受光素子２１が赤外線を検知している時に可視光を発光する検知時発光ダイオード２２が設けられる。

検知時発光ダイオード２２は赤外線受光素子２１に近接してペアで設けられることが好ましく、この例では、３つの赤外線受光素子２１ａ〜２１ｃを備えることから、その各々に対して検知時発光ダイオード２２ａ〜２２ｃがそれぞれペアとして配置されている。なお説明上、特に検知時発光ダイオード２２ａ〜２２ｃを区別する必要がないときには、それらを総称して検知時発光ダイオード２２と呼ぶ。

また、筐体１０には、電源スイッチ３１および電源表示発光ダイオード３２と、感度選択スイッチ４１と、内蔵されているブザー５１の放音孔５２およびブザー５１のボリュームスイッチ５３とが設けられている。この例において、これらの各部材は筐体１０の上面に配置されているが、筐体１０の側面に配置されてもよい。

本発明によると、筐体１０の上面の所定部位に光反射板もしくは光反射膜などの光反射手段６０が設けられる。この例では、光反射手段６０が筐体１０の上面にじかに貼り付けられているが、光反射手段６０を図示しないアームやヒンジ部材を介して筐体１０に支持させてもよく、さらには光反射手段６０を筐体１０に着脱可能としてもよい。このような態様も本発明に含まれる。

光反射手段６０は平面方式のミラー（平面ミラー）であってもよいが、乱反射する無指向性のリフレクター６１が好ましい。この種の無指向性のリフレクター６１には、一例として、プラスチックで全方向に光を反射するように成形されたプリズムタイプと、ビーズの回帰性反射により反射シート全体が回帰性反射（光を当てたところに真っ直ぐ反射する）の性能を有するビーズタイプのものとがあるが、これ以外に、粗面加工した表面に金属蒸着膜を形成したものであってもよい。この金属蒸着膜による場合には、筐体１０の上面の一部分を粗面加工し、その表面に金属蒸着膜を一体に形成することもできる。

次に、図２により、この赤外線検出器１の回路構成について説明する。この赤外線検出器１は制御手段１００を備える。制御手段１００には、例えばマイクロコンピュータやＣＰＵ（中央演算処理ユニット）などが用いられてよい。

この赤外線検出器１は携帯型であることから、電池３３を電源として動作する。すなわち、電池３３から電源スイッチ３１およびレギュレータ３４を介して制御手段１００，検知時発光ダイオード２２，電源表示発光ダイオード３２およびブザー５１などに駆動電源が供給される。この電源供給回路には、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる電圧監視回路３５が含まれており、その電圧が所定値を下回った場合、制御手段１００は電源表示発光ダイオード３２を点灯から点滅表示に切り替える。

電源スイッチ３１は、オン位置，オフ位置のほかに、オンとした状態で有効とする赤外線受光素子を選択できるスイッチであることが好ましい。この例において、電源スイッチ３１は３つの切替接点を有するスライドスイッチであり、図１の左側位置Ｌのとき電源オフで、図１の中央位置Ｃが選択されると電源オンでかつ例えば右側の第１赤外線受光素子２１ａのみが有効となる。これに対して、図１の右側位置Ｒが選択されると電源オンでかつ第１ないし第３のすべての赤外線受光素子２１ａ〜２１ｃが有効とされる。

赤外線受光素子２１は赤外線を受光すると、その受光量に比例した信号を出力する。その出力信号はアンプ２３により所定に増幅されたのち、Ａ／Ｄ変換器１１０を介して制御手段１００に入力されるとともに、別系統であるコンパレータ２４を介して制御手段１００に入力される。なお、アンプ２３の増幅度は、感度選択スイッチ４１により感度切替回路４２を介して適宜調整することができる。

このように、赤外線受光素子２１の出力信号を２系統に分けて制御手段１００に与えるのは、赤外線受光素子２１は、後述する自動ドア開閉用起動センサから照射される検出すべき赤外線のみならず、太陽光や蛍光灯などの外乱光をも検出するため、その検出すべき赤外線と外乱光とを識別するためである。

すなわち、コンパレータ２４は所定の閾値Ｔｈを有し、図３に示すように、赤外線受光素子２１の出力信号の中に、自動ドア開閉用起動センサから照射されたと思われるレベル以上の波形が現れたときに制御手段１００に検出パルスを出力する。一方、制御手段１００には、赤外線受光素子２１の出力信号がＡ／Ｄ変換器１１０にてデジタル化されて入力される。

制御手段１００は、上記２系統より入力される情報と、あらかじめ与えられている自動ドア開閉用起動センサから照射される赤外線の周波数情報とを対比し、所定の判定条件と一致した場合、自動ドア開閉用起動センサからの赤外線ありとして、検知時発光ダイオード２２を点灯する。また、場合によってはブザー５１を鳴動させる。

次に、図４ないし図７により、この赤外線検出器１の使用例について説明する。この赤外線検出器１は、図４に示すように、赤外線式である自動ドア開閉用起動センサ２００の監視領域内で赤外線を検出するために用いられる。

自動ドア開閉用起動センサ２００は、基本的な構成として、赤外線発光部２１０と赤外線受光部２２０とを備え、図示しない自動ドアの無目もしくは天井に設置される。通常、赤外線発光部２１０と赤外線受光部２２０は、所定の周波数で同期的に制御される。

赤外線発光部２１０は、図示しない例えば拡散レンズを介して自動ドア近傍の床面Ｆに赤外線をスポット光として照射する。通常、スポット光はｍ列×ｎ行のマトリクス配列として照射される。図４には、作図の都合上、その１列に含まれる例えば８個のスポット光Ｓ１〜Ｓ８のみを示す。

赤外線受光部２２０は、床面Ｆもしくは監視領域内に存在する人（物体）によって反射された赤外線を図示しない集光レンズを介して受光し、その受光量に比例した信号を図示しないドアコントローラに出力する。ドアコントローラは、常時、その出力信号の変動を監視し、図示しないドアエンジンを制御して自動ドアを開閉する。

この赤外線検出器１は、スポット光単位での検出と、スポット光の集合体である赤外線照射エリアの有効範囲の検出とを行うことができる。

図５に例えばスポット光Ｓ８を検出する場合を示すが、このスポット光単位での検出を行う場合には、図１において、電源スイッチ３１を中央位置Ｃとして例えば右側の第１赤外線受光素子２１ａのみを有効とする。

そして、赤外線検出器１をスポット光Ｓ８の照射位置あたりに配置し、赤外線検出器１を移動させる。そのとき、第１赤外線受光素子２１ａとペアの検知時発光ダイオード２２ａが点灯すればスポット光Ｓ８の照射範囲内、検知時発光ダイオード２２ａが不灯の場合にはスポット光Ｓ８の照射範囲外と判定できる。このようにして、各スポット光の大きさと位置を知ることができる。

また、スポット光Ｓ８の照射範囲内である場合、赤外線検出器１に設けられている光反射手段６０により、そのスポット光Ｓ８の一部もしくはその大部分が赤外線受光部２２０に戻され、赤外線受光部２２０の受光量が床面Ｆから反射される場合の受光量よりも大きくなるため、上記ドアコントローラを介して赤外線受光部２２０が正常に動作していることを確認することができる。

赤外線照射エリアの有効範囲の検出を行う場合には、図１において、電源スイッチ３１を右側位置Ｒとして第１ないし第３のすべての赤外線受光素子２１ａ〜２１ｃを有効とする。そして、赤外線検出器１を予想される赤外線照射エリアの縁に沿って移動させることにより、上記スポット光単体の検出と同様にして、赤外線照射エリアの大きさと位置を知ることができる。

また、光反射手段６０の反射光による赤外線受光部２２０の受光量変動により、上記ドアコントローラを介して赤外線受光部２２０が正常に動作していることを確認することができるが、その他に本発明によれば、例えば赤外線受光部２２０に受光範囲を絞るマスクがかけられ、その受光範囲が赤外線発光部２１０の赤外線照射範囲よりも狭められているような場合に特に効果が発揮される。

すなわち、光反射手段６０がない場合には、赤外線発光部２１０の赤外線照射範囲しか検出できないが、光反射手段６０を備えることにより、赤外線発光部２１０の赤外線照射範囲であっても、赤外線受光部２２０に反射光が戻されない、いわゆる不感帯までも検出することができる。

ところで、光反射手段６０に平面ミラーを用いる場合、平面ミラーでは、図６に示すように、赤外線発光部２１０から照射された赤外線は、入射角と等しい角度で反射されるため、赤外線受光部２２０に戻らない現象が生ずることがある。

そのため、平面ミラーを用いる場合には、赤外線検出器１を置かれた場所に応じて、赤外線検出器１を傾けて、光反射手段６０による反射光の光軸を赤外線発光部２１０から照射される赤外線の光軸と一致させる必要が生ずる。

このような煩わしさをなくすには、光反射手段６０に乱反射する無指向性のリフレクター６１を用いるとよい。この無指向性のリフレクター６１には、上記したように例えばプリズムタイプとビーズタイプとがあるが、これによれば、図７に示すように、赤外線検出器１をことさら傾けなくても、その反射光の一部を赤外線受光部２２０に戻すことができるので、扱いやすいという利点がある。

（ａ）は本発明による赤外線検出器を示す平面図，（ｂ）はその側面図。本発明による赤外線検出器の回路構成図。上記赤外線検出器の赤外線受光素子にて受光される外乱光を含む赤外線を示す波形図。自動ドア開閉用起動センサの設置状態を示す模式図。スポット光単位での検出例を示す模式図。光反射手段として平面ミラーを用いた場合を説明するための説明図。光反射手段として乱反射の無指向性ミラーを用いた場合を説明するための説明図。

符号の説明

１赤外線検出器
１０筐体
１１上面
２１（２１ａ〜２１ｃ）赤外線受光素子
２２（２２ａ〜２２ｃ）検知時発光ダイオード
３１電源スイッチ
４１感度調整スイッチ
５１ブザー
６０光反射手段
６１無指向性ミラー
１００制御手段
２００自動ドア開閉用起動センサ
２１０赤外線発光部
２２０赤外線受光部

Claims

自動ドア近傍の床面に向けて赤外線を照射する赤外線発光部と、上記床面側から反射される赤外線を受光する赤外線受光部とを含む自動ドア開閉用起動センサの上記床面上での赤外線照射エリアを検出するために用いられる赤外線検出器で、上記床面上に移動可能に配置される筐体と、上記筐体の上面に設けられた赤外線受光素子と、報知手段と、上記赤外線受光素子の出力信号に基づいて上記報知手段を動作させる制御手段とを備えている赤外線検出器において、
上記筐体の上面に、上記赤外線受光素子とともに光反射手段が設けられていることを特徴とする赤外線検出器。
上記光反射手段として、無指向性のリフレクターが用いられることを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出器。