JP5167558B2 - 光学センサ用エリア認識スコープ - Google Patents

Description

本発明は、赤外線などの不可視光線を利用して物体を検出する光学センサに用いられて、光学センサの検出エリアを認識させるために用いられるエリア認識スコープに関する。

従来から、赤外線などの人間の眼に見えない不可視光線を利用して、人体のような物体を検出する自動ドアセンサなどの光学センサが知られており、この光学センサは、光学体により形成された検出エリアに向けて投光器から赤外線などの検出波を送出して、物体で反射した検出波を受光器で受けたときに発生する受光信号が設定レベルを超えることにより物体を検出する。

この光学センサの一例としては、ドア上方の無目や天井などに設置され、ドア近傍の検出エリア内で人体からの検出波を検出し、ドアを自動的に開閉する自動ドアセンサが挙げられる（特許文献１）。

ところで、光学センサの光学体により形成される検出エリアも人間の眼に見えないのでその認識は困難であり、この場合、当該光学体と連動して視野角度を調整可能に設けられた筒状の光学スコープを投光器または受光器に取り付け、検出エリアの所定位置に目安となる物体を置き、光学スコープで覗きながらこの物体が見えるように視野角度を調整することにより、検出エリアを認識することが考えられる。
特開２００２−２８５７５５号公報

しかし、このような光学スコープでも、検出エリアが小さい場合に背景に対してどの場所を見ているのか認識するのが困難な場合があった。特に設置場所が暗かったり、検出エリアが設けられた場所が一様な面であると、どの場所を見ているのか認識するのがより困難だった。さらに、複数のエリアに区画された検出エリアが設けられている場合、そのうちどのエリアを見ているのか認識するのが一層困難であった。

本発明は、前記の問題点を解決して、赤外線などの不可視光線を利用して物体を検出する光学センサに用いられて、検出エリアを容易に認識できる光学センサ用エリア認識スコープを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の一構成に係る光学センサ用エリア認識スコープは、光学センサを構成する投光器または受光器に取り付けられて、光学センサの検出エリアを形成する光学体と連動して視野角度を調整可能に設けられた筒状のスコープ本体部を有し、当該光学センサの検出エリアを認識させるために用いられるものであって、前記スコープ本体部は、接眼窓と、採光窓と、光軸上にあって前記接眼窓近傍に配置された第１ミラーと、前記採光窓近傍に配置された入光表示体とを備え、前記接眼窓に目を近づけて覗いたときに、前記第１ミラーは、前記採光窓を通して見える中心領域の外側の周縁領域を映し、前記入光表示体は、前記中心領域の入光を透過可能で前記採光窓内への入光状態を視認可能に表示し、さらに、前記検出エリアの任意位置に対してエリア認識スコープの視野角度が調整されて、前記第１ミラーが、前記入光表示体が表示する中心領域と対比可能にその周縁領域を映すものである。

この構成によれば、接眼窓に目を近づけて覗いたときに、検出エリアの任意位置に対してエリア認識スコープの視野角度を調整することにより、第１ミラーが入光表示体の表示する中心領域と対比可能にその周縁領域を映すので、検出エリアの任意位置にエリア認識スコープの視野を合わせるのが容易になるとともに、入光表示体により表示された中心領域とその周縁領域との対比が容易となり、検出エリアの任意位置における中心領域がたとえ見えなくともその周縁領域が広く見えるから、検出エリアのどの場所を見ているかが認識しやすくなり、検出エリアの任意位置を容易に認識できる。

本発明の他の構成にかかる光学センサ用エリア認識スコープは、光学センサを構成する投光器または受光器に取り付けられて、光学センサの検出エリアを形成する光学体と連動して視野角度を調整可能に設けられた筒状のスコープ本体部を有し、当該光学センサの検出エリアを認識させるために用いられるものであって、前記スコープ本体部は、接眼窓と、採光窓と、それぞれ光軸上にあって、前記接眼窓近傍に配置された第１ミラーと、前記採光窓と前記接眼窓の間に配置された第２ミラーと、前記採光窓近傍に配置された入光表示体とを備え、前記接眼窓に目を近づけて覗いたときに、前記第２ミラーは、前記採光窓を通して見える中心領域を映し、前記第１ミラーは、前記中心領域の外側の周縁領域を映し、前記入光表示体は、前記中心領域の入光を透過可能で前記採光窓内への入光状態を視認可能に表示し、さらに、前記検出エリアの任意スポット位置に対してエリア認識スコープの視野角度が調整されて、前記第２ミラーが、前記中心領域に合致させた前記検出エリアの任意スポット位置と前記入光表示体とを重ねて映し、前記第１ミラーが、前記重ねられた検出エリアの任意スポット位置および入光表示体が表示する中心領域と対比可能にその周縁領域を映す。

この構成によれば、接眼窓に目を近づけて覗いたときに、検出エリアの任意スポット位置に対してエリア認識スコープの視野角度を調整することにより、第２ミラーが、採光窓を通して見える中心領域に合致させた検出エリアの任意スポット位置と入光表示体とを重ねて映し、第１ミラーが、前記重ねられた検出エリアの任意スポット位置および入光表示体が表示する中心領域と対比可能にその周縁領域を映すので、検出エリアの任意スポット位置にエリア認識スコープの視野を合わせるのが容易になるとともに、検出エリアの任意スポット位置および入光表示体により表示された中心領域とその周縁領域との対比が容易となり、そのスポット位置の周縁領域が広く見えるから、検出エリアのどの場所を見ているかが認識しやすくなり、検出エリアのスポット位置を容易に認識できる。

好ましくは、光学センサの下方に検出エリアが形成されており、前記スコープ本体部は折曲部を有する側面視で略逆Ｖ字形であって、前記スコープ本体部の接眼窓近傍の外周面から径方向に延びて環状に形成された前記第１ミラーの反射面と、前記スコープ本体部内の折曲部に設けられた前記第２ミラーの反射面とが、互いに平行に配置されている。したがって、第１ミラーと第２ミラーの平行な反射面により検出エリアのスポット位置とその周縁領域を重ねて映すとともに、第２ミラーが検出エリアのスポット位置の周縁領域を直接映すから、簡単な構造で検出エリアのスポット位置をより容易に認識できる。

好ましくは、前記入光表示体は、前記接眼窓近傍で前記光軸方向と直交して設けられた有色半透明板からなり、前記接眼窓に目を近づけて覗いたときに当該有色半透明板の色によって前記中心領域から前記採光窓内への入光状態を視認可能に表示する。したがって、検出エリアの任意スポット位置にエリア認識スコープの視野を合わせるのがより容易になる。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は、光学センサ１の一例である、ドアＤの上方Ｃに取り付けられた自動ドアセンサの設置状態を示す概略斜視図である。光学センサ１は、赤外線などの人間の眼に見えない光線を利用して物体を検出するものであり、この検出に基づきドアＤが自動的に開閉される。

図２の底面図に示す光学センサ１は、例えば近赤外線反射方式のセンサで、センサ本体２内に光学ユニット３が収納され、光学ユニット３は、図示しない投光器および受光器と、複数のレンズからなる光学体１０と、この光学体１０と連結してその角度を調整する左右角度調整ねじ１１および奥行角度調整ねじ１２とを備えている。前記光学体１０により図１のように複数に区画された検出エリアＥ（例えば、１〜６列）が、光学センサ１の下方に形成され、左右角度調整ねじ１１により検出エリアＥの左右方向Ｘの角度が調整され、奥行角度調整ねじ１２により奥行方向Ｙの角度が調整される。

さらに、光学ユニット３は、投光器または受光器に取り付けられて、前記角度調整ねじ１１、１２の角度調整により光学体１０と連動して視野角度を調整可能に設けられた筒状のスコープ本体部６を有し、簡易的に検出エリアＥを認識させるために用いられる光学センサ用のエリア認識スコープ５を備えている。なお、近赤外線反射方式のセンサに代えてＡＩＲ（能動型赤外線）センサなどを使用してもよいし、自動ドアセンサ以外の例えば防犯センサなどに適用してもよい。

図３は、本発明の第１実施形態に係る光学センサ用エリア認識スコープを示す概略側面図である。このエリア認識スコープ５は光学センサ１の検出エリアＥを認識するために用いられ、光学センサ１の検出エリアＥを形成する光学体１０と連結され、例えば奥行角度調整ねじ１２の角度調整により、光学体１０とスコープ本体部６が連動してともに回転軸Ｏを中心に回動して、エリア認識スコープ５の視野角度が調整される。

スコープ本体部６は、接眼窓６ａと、採光窓６ｂと、光軸上にあって接眼窓６ａ近傍に配置された第１ミラー（筒入口ミラー）７と、採光窓６ｂ近傍に配置された入光表示体（有色半透明板）９とを備えている。なお、入光表示体９を採光窓６ｂと接眼窓６ａとの間に配置してもよい。

接眼窓５ａに目を近づけて覗いたときに、第１ミラー７は、採光窓５ｂを通して見える中心領域２１の外側の周縁領域２２（図４（Ｂ））を映し、入光表示体９は、前記中心領域２１の入光を透過可能で採光窓２ｂ内への入光状態を視認可能に表示する。

この例では、入光表示体９は、採光窓６ｂに貼付されてスコープ本体部６内に光軸方向と直交して設けられた例えば赤色のような有色半透明板からなって、この入光表示体６は、当該有色半透明板の赤色によって中心領域２１の入光で採光窓２ｂ内への入光状態を表示して（図４（Ｂ）の赤丸２０）、エリア認識スコープ５の視野方向が認識できる。入光表示体９は赤色に限定されず、青色、緑色その他の有色を用いることができる。

光学センサ１の検出エリアＥを認識するために、検出エリアＥの任意位置を選択し（図１）、接眼窓６ａに目を近づけて覗いたときに、この任意位置に対して、図２の角度調整ねじ１１、１２の角度調整により、図３のエリア認識スコープ５の視野角度が調整されて、第１ミラー７が、入光表示体９が表示する中心領域２１と対比可能にその周縁領域２２を映す。

図３のように、この例では、エリア認識スコープ５を構成するスコープ本体部６は、軸方向に延びる円筒状の形状を有し、スコープ本体部６の接眼窓６ａの近傍の外周面から径方向に延びて環状に形成された第１ミラー（筒入口ミラー）７が設けられている。なお、円筒状に代えて角筒状にしてもよい。この第１ミラー７の環状の反射面８ａが周縁領域２２を直接に映す。また、採光窓６ｂに貼られた赤色の赤半透明板９は、その赤色によりこの採光窓６ｂから入ってくる光を通常の光と区別することができ、接眼窓６ａに目を近づけて視線を合わせると、前記中心領域２１の入光と重なって採光窓６ｂ内への入光状態を表示する赤半透明板９による赤丸２０が見えることになる。

この例では、第１ミラー７の反射面７ａは斜め下方を向いているので、検出エリアＥにおける周縁領域２２を映すものの、採光窓６ｂは斜め上方を向いているので、中心領域２１の入光はドア上方Ｃ方向からであり、採光窓６ｂを通して見える中心領域２１に検出エリアＥは重ならないから、見えるのは検出エリアＥにおける周縁領域２２だけであってその中心領域２１は見えない。

以下、本エリア認識スコープ５を用いて検出エリアＥを認識する動作について説明する。まず、図４（Ａ）に示すように、エリア認識スコープ５の接眼窓６ａを覗き、図２の奥行角度調整ねじ１２を回してエリア認識スコープ５の視野方向を検出エリアＥの任意位置（図１）に合わせる。このとき、図４（Ｂ）に示すように、採光窓６ｂにおける中心領域２１を表示する入光表示体（赤半透明板）９による赤丸２０が見えるので、検出エリアＥの任意位置にエリア認識スコープ５の視野方向を合わせやすい。そして、検出エリアＥの任意位置における中心領域２１は見えないものの、第１ミラー（筒入口ミラー）７により該赤丸２０との対比が容易であるその周縁領域２２が広く見えるので、これを見ながら角度調整することができ、検出エリアＥのどの場所を見ているかが分かりやすくなり、検出エリアＥの任意位置を容易に認識することができる。

これに対して、図５（Ａ）に示すように、本発明における図４（Ａ）と異なり、単に反射ミラー８だけで、第１ミラー（筒入口ミラー）７および赤半透明板９を設けていない場合には、図５（Ｂ）に示すように、エリア認識スコープの円筒内の視野に相当する枠内（中心領域）２１しか見えず、その周縁領域が見えないので、検出エリアＥのどの場所を見ているかが分かりにくくなる。

このように、第１実施形態では、接眼窓６ａに目を近づけて覗いたときに、検出エリアＥの任意位置に対してエリア認識スコープ５の視野角度を調整することにより、第１ミラー７が入光表示体９の表示する中心領域２１と対比可能にその周縁領域２２を映すので、検出エリアＥの任意位置にエリア認識スコープ５の視野を合わせるのが容易になるとともに、入光表示体９により表示された中心領域２１とその周縁領域２２との対比が容易となり、検出エリアＥの任意位置における中心領域２１がたとえ見えなくともその周縁領域２２が広く見えるから、検出エリアＥのどの場所を見ているかが認識しやすくなり、検出エリアＥの任意位置を容易に認識できる。また、光学センサ１の床面からの取付高さが高いと、検出エリアＥを可変させた時の一定角度による床面エリアの移動量が多く、より微調整が必要になるが、この微調整が容易となるとともに、高所での調整作業の手間がかからない。

図６は、本発明の第２実施形態に係る光学センサ用エリア認識スコープを示す底面図であり、図７はその概略側面図である。この第２実施形態のエリア認識スコープ５Ａは、第１ミラー（筒入口ミラー）７のほかに第２ミラー（反射ミラー）８を有し、例えば側面視で略逆Ｖ字形の円筒状の形状を有する点で、第１実施形態における軸方向に延びる円筒状のエリア認識スコープ５と異なる。その他の構成は第１実施形態と同様である。

図７のように、エリア認識スコープ５Ａのスコープ本体部６は、接眼窓６ａと、採光窓６ｂと、それぞれ光軸上にあって、接眼窓６ａ近傍に配置された第１ミラー（筒入口ミラー）７と、採光窓６ｂと接眼窓６ａの間に配置された第２ミラー（反射ミラー）８と、採光窓６ｂ近傍に配置された入光表示体（有色半透明板）９とを備えている。なお、入光表示体９を採光窓６ｂと第２ミラー８との間に配置してもよい。

接眼窓５ａに目を近づけて覗いたときに、第２ミラー８は、採光窓５ｂを通して見える中心領域２１（図８（Ｂ））を映し、第１ミラー７は、前記中心領域２１の外側の周縁領域２２（図８（Ｂ））を映し、入光表示体９は、前記中心領域の入光を透過可能で採光窓２ｂ内への入光状態を視認可能に表示する。

光学センサ１の検出エリアＥを認識するために、検出エリアＥの任意のスポット位置Ｅ１を選択し（図１）、接眼窓６ａに目を近づけて覗いたときに、この任意スポット位置Ｅ１に対して、図６の角度調整ねじ１１、１２の角度調整により、図７のエリア認識スコープ５Ａの視野角度が調整されて、第２ミラー８が、採光窓６ｂを通して見える中心領域２１に合致させた検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１と入光表示体９とを重ねて映し、第１ミラー７が、重ねられた検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１および入光表示体９が表示する中心領域２１と対比可能にその周縁領域２２を映す。

図７のように、この例では、エリア認識スコープ５Ａを構成する円筒状のスコープ本体部６は、折曲部６ｃを有する側面視で略逆Ｖ字形であって、接眼窓６ａの近傍の外周面から径方向に延びて環状に形成された第１ミラー（筒入口ミラー）７と、このスコープ本体部６内の折曲部６ｃに設けられた第２ミラー（反射ミラー）８とが設けられている。第１ミラー７の反射面７ａと第２ミラー８の反射面８ａはともに斜め下方を向いて、互いに平行に配置されており、この第１ミラー７の環状の反射面７ａが前記周縁領域２２を直接に映す。また、採光窓６ｂに貼られた赤色の赤半透明板９は、その赤色によりこの採光窓６ｂから入ってくる光を通常の光と区別することができ、接眼窓６ａに目を近づけて視線を合わせると、前記中心領域２１の入光が透過して見えるとともに、これと重なって採光窓６ｂ内への入光状態を表示する赤半透明板９による赤丸２０が見えることになる。

以下、本エリア認識スコープ５Ａを用いて検出エリアＥを認識する動作について説明する。図１の検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１（例えば１列目）に、目印となる例えば扁平な円板のようなターゲットＴを置いて、１列目のスポット位置Ｅ１を視認する。まず、図８（Ａ）に示すように、エリア認識スコープ５Ａの接眼窓６ａを覗き、図６の奥行角度調整ねじ１２を回してエリア認識スコープ５Ａの視野方向をターゲットＴに正確に合わせる。このとき、図８（Ｂ）に示すように、第２ミラー（反射ミラー）８に、採光窓６ｂを通して見える中心領域２１にターゲットＴが合致されて、該ターゲットＴと入光表示体（赤半透明板）９によって見える赤丸２０とが重なって映るように、第１ミラー（筒入口ミラー）７で該赤丸２０の周縁領域２２を見ながら角度調整する。角度調整されたエリア認識スコープ５Ａにより、中心領域２１と合致したターゲットＴと赤丸２０と、その周縁領域２２とが同時に見えるので、検出エリアＥの１列目のスポット位置Ｅ１を容易に認識することができる。

この場合、入光表示体（赤半透明板）９によって、検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１にエリア認識スコープ５Ａの視野を合わせるのが容易になるとともに、第１ミラー（筒入口ミラー）７により映し出された周縁領域２２が、重ねられた検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１および赤丸２０で表示された検出エリアＥの中心領域２１と対比可能に広く見えるので、検出エリアＥのどの場所を見ているかが分かりやすくなり、検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１の認識が容易となる。

また、図７のように、エリア認識スコープ５Ａが略逆Ｖ字状であるので、接眼窓６ａから視線を上方向に向けて下方の検出エリアＥを覗くことができるから、光学センサ１がドア上方Ｃで天井近くに取り付けられてもエリア認識スコープ５Ａの接眼窓６ａを覗きやすいので、検出エリアＥの認識が容易となる。さらに、エリア認識スコープ５Ａの筒長を長くすることにより、その光軸と視野方向の位置精度を高めることができる。しかも、接眼窓６ａおよび採光窓６ｂの入光の明るさがほぼ同一であり、第１ミラー７および第２ミラー８で見える像の明暗がほぼ同一であるので、周縁領域２２がより見やすくなる。

このように、第２実施形態では、接眼窓６ａに目を近づけて覗いたときに、検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１に対してエリア認識スコープ５Ａの視野角度を調整することにより、第２ミラー８が、採光窓６ｂを通して見える中心領域２１に合致させた検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１と入光表示体９とを重ねて映し、第１ミラー７が、重ねられた検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１および入光表示体９が表示する中心領域２１と対比可能にその周縁領域２２を映すので、検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１にエリア認識スコープ５Ａの視野を合わせるのが容易になるとともに、検出エリアＥの任意スポット位置Ｅ１における中心領域２１とその周縁領域２２との対比が容易となり、そのスポット位置Ｅ１の周縁領域２２が広く見えるから、検出エリアＥのどの場所を見ているかが認識しやすくなり、検出エリアＥのスポット位置Ｅ１を容易に認識できる。

なお、上記第２実施形態では、スコープ本体部６は折曲部６ｃを有する側面視で略逆Ｖ字形の形状であるが、折曲部６ｃを有する側面視で略逆Ｕ字形や略逆Ｌ字形などの形状でもよい。

なお、上記各実施形態では、エリア認識スコープを複数に区画された検出エリアＥの任意スポット位置を認識するために用いているが、複数でなく単一の検出エリアＥの任意スポット位置を認識するために用いてもよい。

光学センサである自動ドアセンサの検出エリアを示す概略斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光学センサ用エリア認識スコープを示す底面図である。 図２の光学センサ用エリア認識スコープを示す一部破断した概略側面図である。 （Ａ）は図３のエリア認識スコープを示す側面図、(Ｂ)は接眼窓から覗いたときに見える図である。 （Ａ）は本発明と異なるエリア認識スコープを示す側面図、(Ｂ)は接眼窓から覗いたときに見える図である。 第２実施形態に係る光学センサ用エリア認識スコープを示す底面図である。 図６の光学センサ用エリア認識スコープを示す一部破断した概略側面図である。 （Ａ）は図７のエリア認識スコープを示す側面図、(Ｂ)は接眼窓から覗いたときに見える図である。

符号の説明

１：光学センサ（自動ドアセンサ）
３：光学ユニット
５、５Ａ：エリア認識スコープ
６：スコープ本体部
６ａ：接眼窓
６ｂ：採光窓
６ｃ：折曲部
７：第１ミラー（筒入口ミラー）
８：第２ミラー（反射ミラー）
９：入光表示体（赤半透明板）
１０：光学体
１１：左右角度調整ねじ
１２：奥行角度調整ねじ
２１：第２ミラーが映す中心領域
２２：第１ミラーが映す周縁領域
Ｅ：検出エリア
Ｅ１：検出エリアの任意スポット位置

Claims (4)

1. 光学センサを構成する投光器または受光器に取り付けられて、光学センサの検出エリアを形成する光学体と連動して視野角度を調整可能に設けられた筒状のスコープ本体部を有し、当該光学センサの検出エリアを認識させるために用いられる光学センサ用エリア認識スコープであって、
   前記スコープ本体部は、接眼窓と、採光窓と、光軸上にあって前記接眼窓近傍に配置された第１ミラーと、前記採光窓近傍に配置された入光表示体とを備え、
   前記接眼窓に目を近づけて覗いたときに、前記第１ミラーは、前記採光窓を通して見える中心領域の外側の周縁領域を映し、前記入光表示体は、前記中心領域の入光を透過可能で前記採光窓内への入光状態を視認可能に表示し、さらに、前記検出エリアの任意位置に対してエリア認識スコープの視野角度が調整されて、前記第１ミラーが、前記入光表示体が表示する中心領域と対比可能にその周縁領域を映す、光学センサ用エリア認識スコープ。
2. 光学センサを構成する投光器または受光器に取り付けられて、光学センサの検出エリアを形成する光学体と連動して視野角度を調整可能に設けられた筒状のスコープ本体部を有し、当該光学センサの検出エリアを認識させるために用いられる光学センサ用エリア認識スコープであって、
   前記スコープ本体部は、接眼窓と、採光窓と、それぞれ光軸上にあって、前記接眼窓近傍に配置された第１ミラーと、前記採光窓と前記接眼窓の間に配置された第２ミラーと、前記採光窓近傍に配置された入光表示体とを備え、
   前記接眼窓に目を近づけて覗いたときに、前記第２ミラーは、前記採光窓を通して見える中心領域を映し、前記第１ミラーは、前記中心領域の外側の周縁領域を映し、前記入光表示体は、前記中心領域の入光を透過可能で前記採光窓内への入光状態を視認可能に表示し、さらに、前記検出エリアの任意スポット位置に対してエリア認識スコープの視野角度が調整されて、前記第２ミラーが、前記中心領域に合致させた前記検出エリアの任意スポット位置と前記入光表示体とを重ねて映し、前記第１ミラーが、前記重ねられた検出エリアの任意スポット位置および入光表示体が表示する中心領域と対比可能にその周縁領域を映す、光学センサ用エリア認識スコープ。
3. 請求項２において、
   光学センサの下方に検出エリアが形成されており、
   前記スコープ本体部は折曲部を有する側面視で略逆Ｖ字形であって、前記スコープ本体部の接眼窓近傍の外周面から径方向に延びて環状に形成された前記第１ミラーの反射面と、前記スコープ本体部内の折曲部に設けられた前記第２ミラーの反射面とが、互いに平行に配置されている、光学センサ用エリア認識スコープ。
4. 請求項１から３のいずれかにおいて、
   前記入光表示体は有色半透明板からなり、前記接眼窓に目を近づけて覗いたときに当該有色半透明板の色によって前記中心領域から前記採光窓内への入光状態を視認可能に表示する、光学センサ用エリア認識スコープ。
   
   
   
   

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