JP5200220B2

JP5200220B2 - 能動型検出装置および自動ドア開閉制御装置

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Publication number: JP5200220B2
Application number: JP2007298176A
Authority: JP
Inventors: 雅直白石
Original assignee: Optex Co Ltd
Current assignee: Optex Co Ltd
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2027-11-16
Also published as: JP2009122044A

Description

本発明は、能動型検出装置およびそれを用いた自動ドア開閉制御装置、特に、プリズムを用いて検出エリアを設定するものに関する。

従来、自動ドアの近傍の無目や壁面に設置される自動ドアセンサのような物体検出装置には、人体を検知するために、例えば、能動型赤外線（ＡｃｔｉｖｅＩｎｆｒａｒｅｄ：以下、「ＡＩＲ」と記す。）方式のセンサが内蔵されている。ＡＩＲ方式のセンサは、近赤外線を投光する投光素子（例えば、発光ダイオード）と、近赤外線を受光する受光素子（例えば、フォトダイオード）と投光レンズ、受光レンズ、光学フィルタ等を含んだ光学系により、検出エリアを設定している。光学フィルタとは、投光素子以外の光（例えば、可視光）をカットするための部材である。発光ダイオードは近赤外線を投光しており、検出エリア内の対象物から反射光をフォトセンサが受光することで、反射光量の変化に基づいて対象物体を検出する。

能動型検出装置では、投光素子から発生した近赤外線を所定の方向に向けるための可変技術が必要とされている。なぜなら、例えば、自動ドアセンサの場合は、検出エリアと自動ドアセンサの位置関係が一律に決まらず、そのため必要に応じて発射光の向きを変更しなければならないからである。
その場合、第一に、光学系に可変機構を持たせることが考えられる。この場合、検出エリアを可変にしても照射及び受光エネルギーの変化が少ない利点があるものの、光学系を回転駆動するために内部に空間が必要であり、装置が大型化してしまう。

第二に、投受光素子を固定しておき、レンズまたは他の光学部分の位置を変化させる方法、もしくはレンズや他の光学部分を固定し、投受光素子の位置を変化させる方法も知られている。この場合、素子から発生するアナログ信号に電気的なノイズが発生しにくい利点があるものの、素子とレンズの位置関係によって感度がばらついて好ましくない場合がある。

第三に、プリズムをレンズの前に設けて、投受光を屈折させる方法も知られている。プリズムは、光学フィルタでもある検出窓の内面にプリズム片を形成して実現される。この場合、光学系の移動や形状の変更が不要であるため、センサの小型化・薄型化ができる（例えば、特許文献１を参照。）。
特開平２００４−１７０１２８号公報

前記従来の能動型検出装置では、プリズムの片面に複数のプリズム片を形成して、各プリズム片の一辺を主な屈折面として設計している。そのため、構造上、プリズム片の他の面が検出エリア以外の他のエリアに投受光を行ってしまうことがある。この本来望まない検出エリアのことを以下「漏れエリア」と呼ぶ。漏れエリアによって、能動型検出装置は検出エリアと異なるエリアでの被検出物を検出していまい、そのために例えば自動ドアの誤動作が生じてしまう。

具体的には、能動型検出装置が自動ドアセンサに用いられている場合、自動ドアに対して検出エリアの左右片側に漏れエリアが発生することや、自動ドアに対して検出エリアの後ろ側に漏れエリアが発生することが考えられる。前者の場合は本来必要の無いまたは望ましくないエリアに人が近づいた場合に自動ドアが開いてしまい、後者の場合は自動ドア自体が検出されて自動ドアが開いてしまう。

図１４にそのような従来の投光プリズム２１６と受光プリズム２１７の構成を示す。
投光プリズム２１６は、内側に（投光部側に）複数のプリズム片Ｐが形成されており、外側に（検出エリア側に）に化粧面２１６ａを有している。プリズム片Ｐは、同一の形状であり、プリズム面２１９とプリズム面２２１とを有している。プリズム面２１９は化粧面２１６ａに対して傾斜した面であり、プリズム面２２１は化粧面２１６ａに対して垂直に延びる面であり、両者がプリズム片Ｐの頂点を形成している。受光プリズム２１７は、投光プリズム２１６と全く同じ形状である。

ここで、投光部から投光プリズム２１６の化粧面２１６ａに対して垂直方向に光が入っている場合について説明する。光は、投光プリズム２１６のプリズム面２１９の全ての領域に入るが、図に示す領域Ａに入った場合と領域Ｂに入った場合で異なる方向に出て行く。図から明らかなように、領域Ａに入った光は、図右側に屈折して、化粧面２１６ａから光Ｌ１として出て行く。一方、領域Ｂに入った光は、同じく図右側に屈折するが、次にプリズム面２２１に反射して図左側に向けられ、化粧面２１６ａから光Ｌ３として出て行く。受光プリズム２１７における光路も同様である。以上より、図右側に投射される光Ｌ１によって検出エリアが形成される一方、図左側に投射される光Ｌ２によって別の検出エリアが形成される。

しかし、本来は光Ｌ１による検出エリアが設計上望ましいものであり、光Ｌ３によって形成される検出エリアは、いわゆる漏れエリア、つまり、本来は検出が望ましくないものである。
漏れエリアの問題を解決するためには、感度による調整を行ったり、プリズムの不要な面に遮光用シールを貼って光を遮ったり、不要な辺にシボ加工を施して光を拡散させたりしている。しかし、感度を下げる場合には、必要な検出エリアの感度も低くなってしまう。また、遮光用シールやシボ加工では、不要なエリアを完全に消すことはできない。光の拡散があるためである。さらに、シールを用いる場合は、シール貼り付け作業の費用が発生し、そもそも小型のプリズム片が形成されたプリズムに対してはシールを貼ることが不可能である。さらに、シボ加工では、金型費が高額になる。

本発明の課題は、プリズムを用いた能動型検出装置において、検出エリアの設定の自由度と精度を高めることにある。

請求項１に記載の能動型検出装置は、投受光によって検出エリア内の対象物体を検出するための装置であって、投光部と、受光部と、投光部の近傍に配置された投光プリズムと、受光部の近傍に配置された受光プリズムとを備えている。投光プリズムは、複数の投光プリズム片を有している。受光プリズムは、複数の受光プリズム片を有している。投光プリズム片は第１投光プリズム面を有しており、受光プリズム片は第１受光プリズム面を有しており、第１投光プリズム面および第１受光プリズム面を通過する光によりそれぞれ形成される第１投光エリアおよび第１受光エリアを有しており、第１投光プリズム面と第１受光プリズム面が同一角度に設定されることにより、第１投光エリアと第１受光エリアが同一方向に形成され第１の検出エリアへの投受光を行うことができるようになっている。投光プリズム片は第２投光プリズム面を有しており、受光プリズム片は第２受光プリズム面を有しており、第２投光プリズム面および第２受光プリズム面を通過又は反射する光によりそれぞれ形成される第２投光エリアおよび第２受光エリアを有している。そして、第２投光プリズム面と第２受光プリズム面とを異なる角度に設定して第２投光エリアおよび第２受光エリアが異なる方向に設定されることにより、第１の検出エリアとは異なる第２の検出エリアが無効とされる。

この装置では、投光部から投光プリズムに向けて光が投射される。光は、投光プリズムのプリズム片の第１投光プリズム面を通って第１の検出エリアに向けられる。第１検出エリア内に被検出物があると、その反射光が受光プリズムに戻る。光は、受光プリズムのプリズム片の第１受光プリズム面を通って、受光部に戻る。このようにして、第１の検出エリア内にある対象物体の検出が行われる。

一方、第２投光プリズム面と第２受光プリズム面とを異なる角度に設定することにより、第２投光プリズム面および第２受光プリズム面を透過又は反射する光は、第１の検出エリアとは異なる第２の検出エリアを形成しない。これにより、感度調整や遮光用シールを用いなくてもいわゆる漏れエリアを形成することがなくなる。

請求項２に記載の能動型検出装置では、請求項１において、投光プリズム片と受光プリズム片それぞれにある投光プリズム面と受光プリズム面の組合せの種類が３以上の組合せについてそれぞれ検出エリアを形成することの有効・無効を任意に設定可能である。

請求項３に記載の自動ドア開閉制御装置は、自動ドアの開閉を行うための自動ドア開閉制御装置であって、自動ドア駆動部と、自動ドアの近傍の検出エリアを検出して、自動ドア駆動部に各種信号を送信する、請求項１又は２に記載の能動型検出装置とを備えている。
この装置では、能動型検出装置が検出エリア内に人を検出すると、自動ドア駆動部に各種信号を送信する。

本発明に係る能動型検出装置では、プリズムの設定によって、複数の検出エリアを設定できるので検出エリアの設定の自由度が向上したり、または、不要な検出エリアを形成しないので検出エリアの設定の精度が向上したりする。

１．能動型検出装置の基本構造
図１は、本発明の一実施形態としてのＡＩＲ方式センサ１（能動型検出装置）の模式構成図である。ＡＩＲ方式センサ１は、制御部２と、電源部３と、出力部４と、投光回路５と、投光素子６と、投光レンズ７と、受光回路８と、受光素子９と、受光レンズ１０と、検出窓１１とを有している。光学系（投光素子６、受光素子９、投光レンズ７、受光レンズ１０、検出窓１１の内側に施されたプリズム片）が、検出エリアを設定している。

制御部２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェアと、プログラム等のソフトウェアから構成されるコンピュータである。電源部３は、例えば、制御部２に電気を供給可能である。出力部４は、制御部２からの信号に基づいて、外部に駆動信号を出力可能である。投光回路５は、制御部２からの駆動信号に基づいて、投光素子６を駆動する。投光素子６は、例えば、発光ダイオードからなり、近赤外線を発射可能である。投光レンズ７は投光素子６の前方に配置されている。受光レンズ１０は受光素子９の前方に配置されている。検出窓１１は、薄板状の光学フィルタであり、投光レンズ７と受光レンズ１０の前方（投光素子６および受光素子９側と反対側）に配置されている。検出窓１１の内側にはプリズム片を設けても良いし、プリズム付き検出窓が嵌め換える事のできるようにしても良い。この場合、プリズムを交換することで異なる検出エリアを設定することが可能なためである。投光素子６から発射された光は、投光レンズ７を通過し、さらに検出窓１１から発射光１３として外部に出て行く。検出エリアである地面Ｇから反射した反射光１４は、検出窓１１に入り、さらに受光レンズ１０を通って、受光素子９に戻る。受光回路８は、検出信号を制御部２に送信する。制御部２は人間が検出されたか否かを判定し、人間が検出された場合は出力部に４に信号を送る。出力部４は、自動ドア駆動部（ドアエンジンコントローラ）１５に例えばドア開放信号や開放維持信号に対応する出力信号を送信する。自動ドア駆動部１５は、出力信号に従って、モータを有するドアエンジン（図示せず）を駆動する。

図２は、ＡＩＲ方式センサ１に用いられる検出窓１１(プリズム付き)の側面図である。検出窓１１のプリズムは、投光プリズム１６と、受光プリズム１７とを有している。投光プリズム１６は、化粧面１６ａと、複数のプリズム片Ｐ２を有している。受光プリズム１７は、化粧面１７ａと、複数のプリズム片Ｐ１を有している。化粧面１６ａ，１６ｂは、この実施例では平坦であるが、なめらかに湾曲する湾曲面であっても良い。複数のプリズム片Ｐ１，Ｐ２は、検出窓１１の短手方向（図２の奥行き方向）に延びる突起であり、検出窓１１の長手方向（図２の左右方向）に並んでいる。なお、検出窓１１は化粧面１６ａおよび化粧面１７ａが装置の外側を向くようにすることで、プリズム片Ｐ１，Ｐ２にゴミが付くのを防止することができる。ただし、プリズム片が装置の化粧面側を向くように配置しても良い。また、プリズムとしては、投光プリズムと、受光プリズムが分離していても良い。
なお、光学系のうち、投光素子６と投光レンズ７と受光素子９と受光レンズ１０は一つのユニットを構成し、ユニットごとに上下や左右に揺動可能でも良い。

２．能動型検出装置の具体例
図３は能動型検出装置が用いられた自動ドアセンサの一例の正面図であり、図４は能動型検出装置が用いられた自動ドアセンサの一例の上面図である。この実施例では、前述の能動型検出装置一対が一つのケースに収められて一つのセンサを構成している。

ＡＩＲ方式センサ１００は、細長い樹脂製のケース１２２と、これの上部及び外周部を覆う樹脂製の化粧カバー１２３とを備えている。化粧カバー１２３は、ケース１２２に着脱自在である。図４は、化粧カバー１２３を取り外して示すケース１２２の平面図である。ケース１２２は、各種部品（後述）が取りつけられているベース１２４と、これを上方から覆ってベース１２４に固定される樹脂製の内カバー１２５とを有している。

ＡＩＲ方式センサ１００は、一対のＡＩＲ方式センサ１０１をケース１２２及び化粧カバー１２３内に有している。一対のＡＩＲ方式センサ１０１の各々は、投光素子１０６と、投光レンズ１０７と、受光素子１０９と、受光レンズ１１０と、検出窓１１６とから構成されている。これら部品は前述の部品と同様である。さらに、ケース１２２内には、投光回路１０５や受光回路１０８が設けられている。検出窓１１６は、薄板状の光学フィルタであり、投光レンズ１０７と受光レンズ１１０の前方に配置されている。検出窓１１６の内側には、プリズム片が設けられている。検出窓１１６は、化粧カバー１２３の前壁に形成した開口窓に設けられている。

投光素子１０６から発せられた光は、投光レンズ１０７と検出窓１１６を通って、外部に発射光１１３として出て行く。検出エリアで被検出物に反射した反射光１１４は、検出窓１１６と受光レンズ１１０を通って、受光素子１０９に戻る。
なお、各ＡＩＲ方式センサ１０１の光学系のうち、投光素子１０６と投光レンズ１０７と受光素子１０９と受光レンズ１１０は一つのユニットを構成し、ユニットごとに上下や左右に揺動可能でも良い。
なお、受光ユニットが一つであり、その両側に一対の投光ユニットが設けられていても良い。

３．プリズムの実施例
投光プリズムと受光プリズムの組合せについて説明する。各投光プリズムと受光プリズムは同一形状部分を有するとともに、異なる形状部分をも有している。以下の説明では、理解を容易にするために、異なる実施例においても同一形状部分については同一・類似の数字を当てている。

また、以下の説明では、投光プリズムと受光プリズムの光路を説明するために、投光プリズムと受光プリズムに対してプリズム面側から（図上側から）光が化粧面に対して垂直に入射される場合について説明する。なお、図の左右は、実際の装置取付け状態の左右であるとは限らない。

第１実施例
図５は、プリズム構造の第１実施例を示す部分概略図である。
受光プリズム１７は、化粧面１７ａと、その反対側の複数のプリズム片Ｐ１を有している。プリズム片Ｐ１は、プリズム面１９’と、プリズム面２１’とを有している。プリズム面１９’は、化粧面１７ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図左から右側に向かって高くなっている。プリズム面２１’は、化粧面１７ａに対して垂直に延びる面であり、隣接するプリズム面１９’の両端（最も高い部分と最も低い部分）を結んでいる。なお、化粧面１７ａに対して垂直な光が上側から入る場合は、プリズム面１９’はプリズムに光が入る面であり、化粧面１７ａはプリズムから光が出る面であり、プリズム面２１’はプリズム内で光が内面反射する面である。

投光プリズム１６は、化粧面１６ａと、その反対側の複数のプリズム片Ｐ２を有している。プリズム片Ｐ２は、プリズム片Ｐ１とは異なり、プリズム面１９と、プリズム面２０と、プリズム面２１とを有している。プリズム面１９は、化粧面１６ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図左から右側に向かって高くなっている。プリズム面２１は、化粧面１６ａに対して垂直に延びる面である。プリズム面２０は、プリズム片Ｐ２の頂点部分に設けられた面であり、化粧面１６ａに対して平行に延びている。なお、プリズム片Ｐ２のプリズム面１９の傾斜角度と、プリズム片Ｐ１のプリズム面１９’の傾斜角度は同一である。なお、プリズム面１９，２０はプリズムに光が入る面であり、化粧面１６ａはプリズムから光が出る面である。

投光プリズム１６のプリズム片Ｐ２に入射する光は、プリズム面１９とプリズム面２０に入射する。プリズム面１９（領域Ａ）に入射した光は図右側に屈折し、光Ｌ１として化粧面１６ａから出て行く。しかし、プリズム面２０（領域Ｂ）に入射した光は、直進して、化粧面１６ａから光Ｌ２として出て行く。
受光プリズム１７のプリズム片Ｐ１に入射する光は、プリズム面１９’に入射する。光は、プリズム面１９’によって図右側に屈折し、光Ｌ１として化粧面１７ａから出て行く。しかし、プリズム面１９’の頂点付近の部分では、光は、プリズム面１９’によって図右側に屈折するが、プリズム面２１’に反射して図左側に向けられそのまま化粧面１７ａから光Ｌ３として出て行く。

以上より、光Ｌ１によって図右側に検出エリアが形成される。なお、投光プリズム１６においてプリズム面２０に入射された光は直進して出て行き、受光プリズム１７においてプリズム面１９’の頂点付近に入射された光は図左側に出ていく。このように光の投受光の向きが異なるため、傾斜面の頂部付近の入射光によって別の検出エリアが形成されることがない。

上記作用を別の表現で説明すると、投光プリズム片Ｐ２はプリズム面２０（第２投光プリズム面）を有しており、受光プリズム片Ｐ１はプリズム面１９’の頂点付近部分（第２受光プリズム面）を有しており、両者を通過する光によりそれぞれ形成される第２投光エリアおよび第２受光エリアを有しており、第２投光エリアおよび第２受光エリアが同一方向に形成されないことで、第１の検出エリアとは異なる第２の検出エリアを形成することが無効に設定されている。

第２実施例
図６は、プリズム構造の第２実施例を示す部分概略図である。この場合は、前記実施例に比較して、投光プリズムと受光プリズムの形状が入れ替わっている。
上記作用を別の表現で説明すると、投光プリズム片Ｐ２はプリズム面１９’の頂点付近部分（第２投光プリズム面）を有しており、受光プリズム片Ｐ１はプリズム面２０（第２受光プリズム面）を有しており、両者を通過する光によりそれぞれ形成される第２投光エリアおよび第２受光エリアを有しており、第２投光エリアおよび第２受光エリアが同一方向に形成されないことで、第１の検出エリアとは異なる第２の検出エリアを形成することが無効に設定されている。

第３実施例
図７は、プリズム構造の第３実施例を示す部分概略図である。
受光プリズム４７は、図５の受光プリズム１７と同様の形状である。
投光プリズム４６は、化粧面４６ａと、その反対側の複数のプリズム片Ｐ３を有している。プリズム片Ｐ３は、プリズム面４８と、プリズム面４９とを有している。プリズム面４８は、化粧面１６ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図左から右側に向かって高くなっている。プリズム面４９は、化粧面４６ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図右側から左側に向かって高くなっており、プリズム面４８とともに頂点を形成している。なお、投光プリズム４６のプリズム面４８の傾斜角度と受光プリズム４７のプリズム面１９’の傾斜角度は同一である。なお、プリズム面４８はプリズムに光が入る面であり、化粧面４６ａはプリズムから光が出る面である。

投光プリズム４６のプリズム片Ｐ３に入射する光は、プリズム面４８とプリズム面４９に入射する。光は、プリズム面４８によって図右側に屈折し、光Ｌ１として化粧面４６ａから出て行く。しかし、プリズム面４９では、光は臨界角を超えているため反射して図右側に向けられ、別のプリズム片Ｐ３のプリズム面４８を通過して化粧面４６ａから光Ｌ４として出て行く。

以上より、光Ｌ１によって図右側に検出エリアが形成される。また、投光プリズム４６においてプリズム面４９に入射された光は図右側に出て行き、受光プリズム４７においてプリズム面１９’の頂点付近に入射された光は図左側に出ていく。このように光の投受光の向きが異なるため、傾斜面の頂部付近の入射光による別の検出エリアが形成されることがない。

なお、投光プリズムのプリズム片の形状と受光プリズムのプリズム片の形状は入れ替わっていても良く、プリズム面４９の傾斜角度が臨界角以内である場合では光が左側に屈折し化粧面４６ａから出て行くが光Ｌ３と方向が平行でなければ、別の検出エリアが形成されることがない。
上記作用を別の表現で説明すると、投光プリズム片Ｐ３はプリズム面４９（第２投光プリズム面）を有しており、受光プリズム片Ｐ１はプリズム面１９’の頂点付近部分（第２受光プリズム面）を有しており、両者を通過する光によりそれぞれ形成される第２投光エリアおよび第２受光エリアを有しており、第２投光エリアおよび第２受光エリアが同一方向に形成されないことで、第１の検出エリアとは異なる第２の検出エリアを形成することが無効に設定されている。
以上に述べた第１〜第３実施例では、漏れエリアが形成されることがない。つまり、自動ドアセンサの検出精度が向上している。

第４実施例
図８は、プリズム構造の第４実施例を示す部分概略図である。
受光プリズム６７は、化粧面６７ａと、その反対側の複数のプリズム片Ｐ１、Ｐ５を有している。プリズム片Ｐ１とプリズム片Ｐ５は交互に設けられ、異なる角度によって光を異なる側に向けることができる。

プリズム片Ｐ１は、プリズム面７１’と、プリズム面７３’とを有している。プリズム面７１’は、化粧面６７ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図左から右側に向かって高くなっている。プリズム面７３’は、化粧面６７ａに対して垂直に延びる面である。なお、化粧面６７ａに対して垂直な光が上側から入る場合は、プリズム面７１’はプリズムに光が入る面であり、化粧面６７ａはプリズムから光が出る面であり、プリズム面７３’はプリズム内で光が内面反射する面である。

プリズム片Ｐ５は、プリズム面６８’と、プリズム面７０’とを有している。プリズム面６８’は、化粧面６７ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図左から右側に向かって高くなっている。プリズム面７０’は、化粧面６７ａに対して垂直に延びる面である。なお、プリズム面６８’の傾斜角度は、プリズム面７１’の傾斜角度より小さくなっている。なお、化粧面６７ａに対して垂直な光が上側から入る場合は、プリズム面６８’はプリズムに光が入る面であり、化粧面６７ａはプリズムから光が出る面であり、プリズム面７０’はプリズム内で光が内面反射する面である。

投光プリズム６６は、化粧面６６ａと、その反対側の複数のプリズム片Ｐ２、Ｐ４を有している。プリズム片Ｐ２とプリズム片Ｐ４は交互に設けられ、異なる角度によって光を異なる側に向けることができる。
プリズム片Ｐ２は、プリズム面７１と、プリズム面７２と、プリズム面７３とを有している。プリズム面７１は、化粧面６６ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図左から右側に向かって高くなっている。プリズム面７３は、化粧面６６ａに対して垂直に延びる面である。プリズム面７２は、プリズム片Ｐ２の頂点部分に設けられた面であり、化粧面６６ａに平行に延びている。なお、プリズム面７１，７２はプリズムに光が入る面であり、化粧面６６ａはプリズムから光が出る面である。

プリズム片Ｐ４は、プリズム面６８と、プリズム面６９と、プリズム面７０とを有している。プリズム面６８は、化粧面６６ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図左から右側に向かって高くなっている。プリズム面７０は、化粧面６６ａに対して垂直に延びる面である。プリズム面６９は、プリズム片Ｐ４の頂点部分に設けられた面であり、化粧面６６ａに平行に延びている。プリズム面６８の傾斜角度は、プリズム面７１の傾斜角度より小さくなっている。さらに、投光プリズム６６のプリズム面７１の傾斜角度と受光プリズム６７のプリズム面７１’の傾斜角度は同一であり、投光プリズム６６のプリズム面６８の傾斜角度と受光プリズム６７のプリズム面６８’の傾斜角度は同一である。なお、プリズム面６８，６９はプリズムに光が入る面であり、化粧面６６ａはプリズムから光が出る面である。

投光プリズム６６のプリズム片Ｐ２に入射する光は、プリズム面７１とプリズム面７２に入射する。光は、プリズム面７１によって図右側に屈折し、光Ｌ１として化粧面６６ａから出て行く。しかし、プリズム面７２においては、光は直進して、化粧面６６ａから光Ｌ２として出て行く。投光プリズム６６のプリズム片Ｐ４に入射する光は、プリズム面６８とプリズム面６９に入射する。光は、プリズム面６８によって図右側に屈折し、光Ｌ５として化粧面６６ａから出て行く。しかし、プリズム面６９においては、光は直進して、化粧面６６ａから光Ｌ２として出て行く。

受光プリズム６７のプリズム片Ｐ１に入射する光は、プリズム面７１’に入射する。光は、プリズム面７１’によって図右側に屈折し、光Ｌ１として化粧面６７ａから出て行く。しかし、プリズム面７１’の頂点付近の部分では、光は、プリズム面７１’によって図右側に屈折するが、プリズム面７３’に反射して図左側に向けられ、そのまま化粧面６７ａから光Ｌ３として出て行く。受光プリズム６７のプリズム片Ｐ５に入射する光は、プリズム面６８’に入射する。光は、主に、プリズム面６８’によって図右側に屈折し、光Ｌ５として化粧面６７ａから出て行く。しかし、プリズム面６８’の頂点付近の部分では、光は、プリズム面６８’によって図右側に屈折するが、プリズム面７０’に反射して図左側に向けられ、そのまま化粧面６７ａから光Ｌ３として出て行く。

以上より、光Ｌ１によって図右側に第１の検出エリアが形成される。さらに、光Ｌ５によって図右側に第２の検出エリアが形成される。一方、投光プリズム６６のプリズム片Ｐ２においてプリズム面７２に入射された光は直進し、受光プリズム６７のプリズム片Ｐ１においてプリズム面７１’の頂点付近に入射された光は図左側に出ていく。さらに、投光プリズム６６のプリズム片Ｐ４においてプリズム面６９に入射された光は直進し、受光プリズム６７のプリズム片Ｐ５においてプリズム面６８’の頂点付近に入射された光は図左側に出ていく。

このように、各プリズム片の構造によって、図の右側に第１の検出エリアと第２の検出エリアが形成される。また、各プリズム片の頂点付近では光の投受光の向きが異なるため、傾斜面の頂部付近の入射光によって別の検出エリアが形成されることがない。
上記作用を別の表現で説明すると、投光プリズム片Ｐ２はプリズム面７２（第２投光プリズム面）を有しており、受光プリズム片Ｐ１はプリズム面７１’の頂点付近部分（第２受光プリズム面）を有しており、両者を通過する光によりそれぞれ形成される第２投光エリアおよび第２受光エリアを有しており、第２投光エリアおよび第２受光エリアが同一方向に形成されないことで、第１の検出エリアとは異なる第２の検出エリアを形成することが無効に設定されている。

投光プリズム片Ｐ４はプリズム面６９（第３投光プリズム面）を有しており、受光プリズム片Ｐ５はプリズム面６８’の頂点付近部分（第３受光プリズム面）を有しており、両者を通過する光によりそれぞれ形成される第３投光エリアおよび第３受光エリアを有しており、第３投光エリアおよび第３受光エリアが同一方向に形成されないことで、第１の検出エリアとは異なる第３の検出エリアを形成することが無効に設定されている。

また、投光プリズム片Ｐ４はプリズム面６８（第４投光プリズム面）を有しており、受光プリズム片Ｐ５はプリズム面６８’の頂点付近以外の部分（第４受光プリズム面）を有しており、両者を通過する光によりそれぞれ形成される第４投光エリアおよび第４受光エリアを有しており、第４投光エリアおよび第４受光エリアが同一方向に形成されることで、第１の検出エリアとは異なる第４の検出エリアを形成することが有効に設定されている。

なお、投光プリズムと受光プリズムとで形状が入れ替わっていても良い。さらに、一対のプリズにおいてプリズム片Ｐ１とプリズム片Ｐ２のみが入れ替わっていても良いし、プリズム片Ｐ４とプリズム片Ｐ５のみが入れ替わっていても良い。

第５実施例
図９は、プリズム構造の第５実施例を示す部分概略図である。
受光プリズム８７は、化粧面８７ａと、その反対側の複数のプリズム片Ｐ１、Ｐ６を有している。プリズム片Ｐ１とプリズム片Ｐ６は、交互に設けられ、異なる角度によって光を異なる側に向けることができる。
プリズム片Ｐ１は、プリズム面９１’と、プリズム面９３’とを有している。プリズム面９１’は、化粧面８７ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図左から右側に向かって高くなっている。プリズム面９３’は、化粧面８７ａに対して垂直に延びる面である。なお、化粧面８７ａに対して垂直な光が上側から入る場合は、プリズム面９１’はプリズムに光が入る面であり、化粧面８７ａはプリズムから光が出る面であり、プリズム面９３’はプリズム内で光が内面反射する面である。

プリズム片Ｐ６は、プリズム面８８と、プリズム面８９と、プリズム面９０とを有している。プリズム面８８は、化粧面８７ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図左から右側に向かって高くなっている。プリズム面８９は、化粧面８７ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図右から左側に向かって高くなっている。プリズム面８９は、化粧面８７ａに対して垂直に延びる面である。プリズム面８８の傾斜角度は、プリズム面９１’の傾斜角度より小さくなっている。なお、化粧面８７ａに対して垂直な光が上側から入る場合は、プリズム面８８，８９はプリズムに光が入る面であり、化粧面８７ａはプリズムから光が出る面である。

投光プリズム８６は、化粧面８６ａと、その反対側の複数のプリズム片Ｐ２、Ｐ６を有している。プリズム片Ｐ２とプリズム片Ｐ６は交互に設けられ、異なる角度によって光を異なる側に向けることができる。
プリズム片Ｐ２は、プリズム面９１と、プリズム面９２と、プリズム面９３とを有している。プリズム面９１は、化粧面８６ａに対して所定角度を傾いた傾斜面であり、図左から右側に向かって高くなっている。プリズム面９３は、化粧面８６ａに対して垂直に延びる面である。プリズム面９２は、プリズム片Ｐ２の頂点部分に設けられた面であり、化粧面６６ａに平行に延びている。なお、プリズム面９１，９２はプリズムから光が入る面であり、化粧面８６ａはプリズムに光が入る面である。

投光プリズム８６のプリズム片Ｐ６は、受光プリズム８７のプリズム片Ｐ６と同様である。
投光プリズム８６のプリズム片Ｐ２に入射する光は、プリズム面９１とプリズム面９２に入射する。光は、プリズム面９１によって図右側に屈折し、光Ｌ１として化粧面８６ａから出て行く。しかし、プリズム面９２においては、光は直進して、化粧面８６ａから光Ｌ２として出て行く。投光プリズム８６のプリズム片Ｐ６に入射する光は、プリズム面８８とプリズム面８９に入射する。光は、プリズム面８８によって図右側に屈折し、光Ｌ５として化粧面８６ａから出て行く。また、光は、プリズム面８９によって図左側に屈折し、光Ｌ６として化粧面８６ａから出て行く。

受光プリズム８７のプリズム片Ｐ１に入射する光は、プリズム面９１’に入射する。光は、主に、プリズム面９１’によって図右側に屈折し、光Ｌ１として化粧面８７ａから出て行く。しかし、プリズム面９１’の頂点付近の部分では、光は、プリズム面９１’によって図右側に屈折するが、プリズム面９３’に反射して図左側に向けられ、そのまま化粧面８７ａから光Ｌ３として出て行く。受光プリズム８７のプリズム片Ｐ６のプリズム片Ｐ６に入射する光は、プリズム面８８とプリズム面８９に入射する。光は、プリズム面８８によって図右側に屈折し、光Ｌ５として化粧面８６ａから出て行く。また、光は、プリズム面８９によって図左側に屈折し、光Ｌ６として化粧面８６ａから出て行く。

以上より、光Ｌ１によって図右側に第１の検出エリアが形成される。さらに、光Ｌ５によって図右側に第２の検出エリアが形成される。さらに、光Ｌ６によって図左側に第３の検出エリアが形成される。一方、投光プリズム８６のプリズム片Ｐ２においてプリズム面９２に入射された光は直進し、受光プリズム８７のプリズム片Ｐ１においてプリズム面９１’の頂点付近に入射された光は図左側に出ていくので、検出エリアは形成されない。このように、各プリズム片の構造によって、図の右側に第１の検出エリアと第２の検出エリアが形成され、図の左側に第３の検出エリアが形成される。また、各プリズム片Ｐ１，Ｐ２の頂点付近では光の投受光の向きが異なるため、傾斜面の頂部付近の入射光によって別の検出エリアが形成されることがない。

上記作用を別の表現で説明すると、投光プリズム片Ｐ２はプリズム面９１（第２投光プリズム面）を有しており、受光プリズム片Ｐ１はプリズム面９１’の頂点付近部分（第２受光プリズム面）を有しており、両者を通過する光によりそれぞれ形成される第２投光エリアおよび第２受光エリアを有しており、第２投光エリアおよび第２受光エリアが同一方向に形成されないことで、第１の検出エリアとは異なる第２の検出エリアを形成することが無効に設定されている。

投光プリズム片Ｐ６はプリズム面８９（第３投光プリズム面）を有しており、受光プリズム片Ｐ６はプリズム面８９（第３受光プリズム面）を有しており、両者を通過する光によりそれぞれ形成される第３投光エリアおよび第３受光エリアを有しており、第３投光エリアおよび第３受光エリアが同一方向に形成されることで、第１の検出エリアとは異なる第３の検出エリアを形成することが有効に設定されている。
さらに投光プリズム片Ｐ６はプリズム面８８（第４投光プリズム面）を有しており、受光プリズム片Ｐ６はプリズム面８８（第４受光プリズム面）を有しており、両者を通過する光によりそれぞれ形成される第４投光エリアおよび第４受光エリアを有しており、第４投光エリアおよび第４受光エリアが同一方向に形成されることで、第１の検出エリアおよび第３の検出エリアとも異なる第４の検出エリアを形成することが有効に設定されている。

４．能動型検出装置の応用例
図１０は、第１応用例としてのＡＩＲ方式センサ１の正面図である。ＡＩＲ方式センサ１は、自動ドア機構３１の上部に設けられ、自動ドア３２に貼付けられているタッチシールもしくはプレート３３近傍に発射光１３を向け反射光１４を得ている。この場合、例えば、ＡＩＲ方式センサ１の右側に漏れエリアが形成されることがないため、自動ドア機構３１の誤動作が生じにくい。誤動作とは、例えば、タッチシールもしくはプレート３３から離れたところに人が来た場合に自動ドア３２が開くようなケースである。このＡＩＲ方式センサ１には、前記実施例１〜３が適用可能である。

図１１は、第２応用例としてのＡＩＲ方式センサ１の側面図である。ＡＩＲ方式センサ１は、自動ドア機構３１の上部に設けられ、自動ドア３２から前方に離れたところに発射光１３を向けて反射光１４を得ている。この場合、例えば、ＡＩＲ方式センサ１の後側に漏れエリアが形成されることがないため、自動ドア機構３１の誤動作が生じにくい。例えば、自動ドア３２自体を検出してしまい、自動ドア３２が開いたりするようなケースである。このＡＩＲ方式センサ１には、前記実施例１〜３が適用可能である。

図１２は、第３応用例としてのＡＩＲ方式センサ５１の正面斜視図である。ＡＩＲ方式センサ５１は、自動ドア機構５２の上部に設けられ、発射光１３と反射光１４によって、自動ドア機構５２の前方の複数の検出エリア５３，５４，５５，５６を形成している。検出エリア５３，５４，５５，５６は、図左右方向に並べられている。この場合、複数の検出エリアを設定することができ、自動ドアの制御を精度よく行うことができる。具体的には、自動ドア機構５２の横幅サイズに合致して検出エリアを設定しているため、横方向の侵入または斜め侵入に対する検出が可能になる。また、漏れエリアが形成されることがないため、自動ドア機構５２の誤動作が生じにくい。このＡＩＲ方式センサ５１には、前記実施例４〜５が適用可能である。

図１３は、第４応用例としてのＡＩＲ方式センサ５１の正面斜視図である。ＡＩＲ方式センサ５１は、自動ドア機構５２の上部に設けられ、発射光１３と反射光１４によって、自動ドア機構５２の前方の複数の検出エリア５７，５８，５９，６０を形成している。検出エリア５７、５８，５９，６０は、図前後方向に並べられている。この場合、複数の検出エリアを設定することができ、自動ドアの制御を精度よく行うことができる。具体的には、ドア近傍に検出エリアを設定することでドア近傍に立ち止まっている人の安全を確保できたり、ドア遠方に検出エリアを設定することで自動ドアの応答性を良くできたりする。また、漏れエリアが形成されることがないため、自動ドア機構５２の誤動作が生じにくい。このＡＩＲ方式センサ５１には、前記実施例４〜５が適用可能である。

本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
前記実施例ではプリズムは複数のプリズム片が形成された複合プリズムであったが、単一のプリズム片からなるプリズムであっても良い。
前記実施例ではプリズム片はプリズムの長手方向に並んでいたが、プリズム片がプリズムの短手方向に並んでいていても良い。さらに、異なる種類のプリズムを一つのユニット内の一対のＡＩＲ方式センサに別々に用いても良い。

本発明に係る能動型検出装置は、防犯センサ、警備センサ、自動ドアセンサや、それらセンサを組み込んだ各種システムにも適用可能である。

本発明の一実施形態としてのＡＩＲ方式センサの模式構成図。ＡＩＲ方式センサに用いられるプリズムの側面図。ＡＩＲ方式センサの一例の正面図。ＡＩＲ方式センサの一例の上面図。プリズム構造の第１実施例を示す部分概略図。プリズム構造の第２実施例を示す部分概略図。プリズム構造の第３実施例を示す部分概略図。プリズム構造の第４実施例を示す部分概略図。プリズム構造の第５実施例を示す部分概略図。第１応用例としてのＡＩＲ方式センサの正面図。第２応用例としてのＡＩＲ方式センサの側面図。第３応用例としてのＡＩＲ方式センサの正面斜視図。第４応用例としてのＡＩＲ方式センサの正面斜視図。従来のプリズム構造の部分概略図。

符号の説明

１ＡＩＲ方式センサ
２制御部
３電源部
４出力部
５投光回路
６投光素子
７投光レンズ
８受光回路
９受光素子
１０受光レンズ
１１プリズム
１６投光プリズム
１７受光プリズム
１９プリズム面
１９’ プリズム面
２０プリズム面
２１’ プリズム面
３１自動ドア機構
３２ドア
３３タッチセンサ
Ｐ１〜Ｐ６プリズム片

Claims

投受光によって検出エリア内の対象物体を検出するための能動型検出装置であって、
投光部と、
受光部と、
前記投光部の近傍に配置された投光プリズムと、
前記受光部の近傍に配置された受光プリズムとを備え、
前記投光プリズムは、複数の投光プリズム片を有しており、
前記受光プリズムは、複数の受光プリズム片を有しており、
前記投光プリズム片は第１投光プリズム面を有しており、前記受光プリズム片は第１受光プリズム面を有しており、前記第１投光プリズム面および前記第１受光プリズム面を通過する光によりそれぞれ形成される第１投光エリアおよび第１受光エリアを有しており、前記第１投光プリズム面と前記第１受光プリズム面が同一角度に設定されることにより、前記第１投光エリアと前記第１受光エリアが同一方向に形成され第１の検出エリアへの投受光を行うことができるようになっており、
前記投光プリズム片は第２投光プリズム面を有しており、前記受光プリズム片は第２受光プリズム面を有しており、前記第２投光プリズム面および前記第２受光プリズム面を通過又は反射する光によりそれぞれ形成される第２投光エリアおよび第２受光エリアを有しており、
前記第２投光プリズム面と前記第２受光プリズム面とを異なる角度に設定して、前記第２投光エリアおよび前記第２受光エリアが異なる方向に設定されることにより、前記第１の検出エリアとは異なる第２の検出エリアが無効とされる、
能動型検出装置。
前記投光プリズム片と前記受光プリズム片それぞれにある投光プリズム面と受光プリズム面の組合せの種類が３以上の組合せについてそれぞれ検出エリアを形成することの有効・無効を任意に設定可能である、請求項１に記載の能動型検出装置。
自動ドアの開閉を行うための自動ドア開閉制御装置であって、
自動ドア駆動部と、
前記自動ドアの近傍の検出エリア内にある物体を検出して、前記自動ドア駆動部に各種信号を送信する、請求項１又は２に記載の能動型検出装置と、
を備えた自動ドア開閉制御装置。