JPH0739038Y2 - 歩行者感知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本願考案は、半感応制御方式により信号機を制御する交
差点に設置される、超音波を利用し遮断感知式の歩行者
感知装置に関するものである。

従来の技術 夜間の閑散時の歩行者のための信号制御（閑散時制御）
の改良として、夜間押ボタン化や夜間半感応化制御が進
められている。また、夜間における歩行者「青」点灯時
間の長さについても閑散時制御を適用する方向に向かっ
ている。これらの目的のための歩行者半感応制御用の歩
行者感知装置としては、従来赤外線ビームを用いた光遮
断方式のもの及び超音波を用いた遮断方式のものが実用
に供されている。特に、両者共設置の容易さから赤外線
或いは超音波の放射手段と受信手段を同一の筐体に収容
し、反射器をこれら手段と対向して設置した、反射式の
ものが多用されている。

しかしながら、上記従来の遮断式で反射式の歩行者感知
装置は、周囲からの影響を排除するために放射超音波等
を狭指向性にしており放射板が平坦面で入射した超音波
等を所定方向にのみ反射するようになっている。

従って、反射板の取付角度を正確に設置する必要があり
設置時の調整に時間がかかるとの難点があった。また、
設置後も何かの拍子で正規の位置からわずかに角度がず
れると、受信手段にビームが到達しないため、常にあた
かも歩行者を検知しているごとく振る舞い本来の歩行者
感知そのものが出来なくなる事態となる。

こうした事態の解消のため、赤外線を用いたものについ
ては、設置角度によらず所定動作が可能なものとして、
例えば特開昭49-12866号として「光学式物体検知装置」
が開示されている。しかし、超音波を用いたものについ
ては、有効な提案は未だなされていない。

なお、屋外で使用される歩行者感知装置として用いる場
合には、赤外線を用いたものは降雨、降雪の影響が大で
あり、太陽直射光を避けるための配慮が必要であり、さ
らにはレンズ面の汚れを除去する必要から定期的な保守
点検をしなければならないという問題点がある。

考案が解決しようとする問題点 本願考案は、上記実情に鑑みてなされたものであって、
歩行者感知器に適した超音波を用いた遮断式かつ反射式
の歩行者感知器で、反射板の取付角度が正規の位置から
多少ずれたとしても放射超音波の受信レベルにあまり変
動が無く、不動作とならない歩行者感知器を提案するこ
とを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点は本考案によれば、超音波反射板（２）と、
この超音波反射板（２）に対向設置され超音波水平方向
に放射して該超音波反射板（２）の反射面（14）よりの
反射波を受信していて、該反射波が遮断された場合に感
知信号を出力する超音波センサ（５）を含み構成された
超音波式歩行者感知器（１）とを備えた歩行者感知装置
において、前記超音波反射板（２）の反射面（14）を、
外向き断面半円形の凸状曲面を複数略平面状に密に並べ
て形成することにより解決される。

前記超音波反射板（２）の反射面（14）には、複数の円
筒面の一部を円筒軸と直交方向に略平面状に密に並べた
もの、或いは複数の球面の一部を略平面状に密に並べた
ものが好適である。

作用 超音波式歩行者感知器の超音波センサから放射された超
音波は、超音波反射板の反射面に当たる。この反射面は
外向き断面半円形の凸状曲面を複数略平面状に密に並べ
て形成されているため、入射した超音波が適度に拡散さ
れ僅かに拡がった角度範囲に反射するので、超音波反射
板の取付角度が所定範囲内にあれば受信手段にて略同一
のレベルが得られる。例えば複数の円筒面を同方向に略
平面状に密に並べたものでは一平面上に沿って拡散する
し、複数の球面を略平面状に密に並べたものでは全方向
に拡散される。

従って、超音波反射板設置時に取付角度に極度に注意を
払う必要が無く作業が簡易となる。また、設置中に取付
角度が多少ずれても装置が不動作となることがない。

実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて本考案を説明する。

第１図は、本考案の歩行者感知装置の一実施例を側面図
で示したもので、この装置は主として超音波式歩行者感
知器（１）と、超音波反射板（２）とからなっている。
両者は半感応制御方式により信号機を制御する交差点、
即ち主同側の路側帯上に該主道路の横断歩道の渡り口に
対面して設置される。

上記超音波式歩行者感知器（１）は、第２図に示すよう
に、超音波を送受信する超音波センサ（５）を含み、こ
の他に歩行者操作用の押ボタンスイッチ（６）と、OR回
路（８）及び表示器（７）とを備えている。

超音波式歩行者感知器（１）は、主要部は本出願人によ
る実公平4-53588号に開示の超音波による感知装置と類
似のものであるので、説明は簡略に留める。

本考案に係る超音波式歩行者感知器（１）は、超音波を
水平方向に放射して前方の超音波反射板（２）により反
射された超音波（反射波）を受信している。そして、該
超音波歩行者感知器（１）と超音波反射板（２）との間
に歩行者が立って超音波の経路を遮断し受信が無くなる
と、一定時間経過後に歩行者の存在を意味する感知信号
がOR回路（８）を介して外部の交通信号制御回路（９）
へと出力され、その後、この交通信号制御回路（９）か
らの表示信号により表示器（７）が点灯し待機を促す。

なお、押ボタンスイッチ（６）が歩行者により押された
場合も同様で、その信号が前記OR回路（８）を介して交
通信号制御回路（９）に出力され、その後、この交通信
号制御回路（９）からの表示信号により表示器（７）が
点灯する。

次に、本願を特徴付ける前記超音波反射板（２）につい
て説明する。超音波反射板（２）は、入射した超音波を
適度に拡散させる形状に、すなわち外向き断面半円形の
凸状曲面を複数略平面状に密に並べた形状に形成されて
いる。本考案の超音波反射板（２）の好ましい第一の形
態は、第３図及び第４図に一実施例を示すように反射面
（14）を、複数の円筒面の一部を円筒軸と直交方向に略
平面状に密に並べて形成したものである。

また、本考案の超音波反射板（２）の好ましい第二の形
態は、反射面（14）を、第５図に一実施例を示すように
複数の球面の一部を略平面状に密に並べて形成したもの
である。

先ず、第３図の正面図及び上面図（第４図）にて示す
（第一形態）実施例は、反射板を構成する基板（13）の
片面に複数の半円筒状の部材（半曲面体（12））を軸方
向を略垂直にして左右方向（直交方向）に隙間なく並べ
て固設して連続曲面形状の反射面（14）を形成してい
る。

このような反射面（14）を有する超音波反射板（２）
は、入射した超音波を左右方向に適度に拡散して反射す
るので、反射板の設置角度にあまり依存せず略一定レベ
ルの反射波が受信部で得られる。換言すると、超音波送
出部分と受信部分との二等分線の略延長上に円筒面（反
射板）を置けば、必ず二等分線と垂直になる部分（円筒
面の一部）があり、この部分により送出部分から受信部
分に至る反射経路が確保されるので角度に依らず反射板
効率が略一定値となる。

従って、反射板設置時に左右方向の角度を精緻に調整す
る必要が無く、また、設置後に取付角度が多少ずれるよ
うなことがあっても得られる反射波のレベルはあまり変
動しないため不動作となることは無い。

なお、本考案では反射面の形状のみが重要であるから上
記基板（13）と半曲面体（12）とを同一材料で一体に形
成しても良い。この場合には、合成樹脂材料を用いて押
出成形により製造することができ安価に製造できる。

次に、上述実施例の効果を反射面を平坦面とした場合と
比較した実験を示す。

この実験は第６図（上面図）に示すように超音波式歩行
者感知器（１）から 周波数ｆ＝25KHz（波長λ＝13mm） の超音波を放射しながら対向して設置した超音波反射板
２′からの反射超音波のレベルを、超音波反射板２′の
左右方向の取付角度を変えて角度毎のレベルを調べたも
ので、超音波反射板２′として、平坦面を含め３種類の
ものについて結果を得たものである。なお、（Ｌ）は超
音波式歩行者感知器（１）と超音波反射板２′との間の
距離、（θ）は超音波反射板２′の正規角度（反射面が
超音波入射方向と直交する姿勢）からの水平回転方向の
ずれ角度である。以上の設定で以下の結果を得た。

（イ）：超音波反射板が160×160mmの正方形平板である
場合、Ｌ＝6m、θ）＝５°にすると、超音波式歩行者感
知器（１）で得られる反射波レベルがθ＝０°の場合に
比較して、1/15〜1/20に減衰してしまった。

（ロ）：（イ）の平板の反射面全面に、直径Ｄ＝20mm、
長さｌ＝160mmの半円筒体を８本隙間なく連続して左右
方向に並べて取付けた超音波反射板の場合、Ｌ＝4m、θ
＝０°〜10°の間では、超音波式歩行者感知器（１）で
得られる反射波レベルは３〜４箇所で極大値（飽和）を
示しつつ、θ＝０°の場合に比較して、1/3〜1/4程度ま
で減衰するに留まった。

（ハ）：（イ）の平板の反射面全面に、直径Ｄ＝40mm、
長さｌ＝160mmの半円筒体を４本隙間なく連続して左右
方向に並べて取付けた超音波反射板の場合、Ｌ＝4m、θ
＝０°〜10°の間では、超音波式歩行者感知器（１）で
得られる反射波レベルは１箇所で極大値（飽和）を示し
つつ、θ＝０°の場合に比較して、1/3〜1/4程度まで減
衰するに留まった。

以上の比較実験の結果から明らかように、超音波反射板
が、単に平板（反射面が平坦面）の場合には、ずれ角度
（θ）の変化により正面方向への反射レベルが大幅に変
動する。

しかし、超音波反射板が、複数の半曲面体を軸方向を略
垂直にして左右方向に隙間なく並べて固設して連続曲面
形状の反射面を形成したものの場合には、ずれ角度
（θ）の変化による正面方向への反射レベルの変動は少
ない。変動の割合（角度による減衰度合い）は、平坦面
の場合に較べて約1/5程度に抑えられる。

なお、上述の（ロ）、（ハ）の場合において、反射レベ
ルが極大値を含むのは、半円筒体表面で超音波が干渉す
るためと考えられる。この場合反射波の位相が影響を受
けるが本考案の処理では格別に問題は生じない。

従って、本考案には直径20mm〜40mm程度の半円筒体を８
〜４本程度用い軸方向を略垂直にして左右方向に隙間な
く並べて固設して連続曲面形状の反射面を形成した反射
体を用いた場合、充分所定の目的が達せられることがわ
かり、実用上も好適な寸法である。勿論これ以外の相当
広範囲の寸法でも本考案の目的は達成できる。

なお、指向性の拡散と引換えに反射波レベルの若干の絶
対的減少が伴うが、送波レベルの増強や受信感度の向上
により充分補うことができこの点でも格段問題は無い。

以上説明した本考案の第一形態の実施例は、反射波の左
右方向のレベル変動を低減するもので、上下方向の角度
ずれには対応していないものの、反射板は多くは柱状の
支持部に固定されることから充分実用的効果があるもの
である。勿論、上下方向の角度ずれにも同一の技術思想
で対応することができ、半曲面体（12）を軸水平方向に
して縦方向に複数並べて反射面を形成すれば良いし、単
に先に詳述したものを90度回転させて設置するのみで良
い。

なお、前述の円筒面からなる反射面を、円筒軸に沿って
外方に湾曲させた反射面とすれば上下方向にも受信範囲
が拡がる。

更には、同様の技術思想で全方向の取付角度ずれに対応
することができる（第二形態）。

即ち、本願考案の第二の好適形態では、前記超音波反射
板（２）の反射面（14）を、複数複数の球面の一部を略
平面状に密に並べて形成し、全方向の角度ずれに対応し
たものである。

この第二形態に対応する実施例を第５図に正面図で示
す。

第５図の反射板（２）は、反射板を構成する基板（13）
の片面に複数の球面（の一部）を有する部材（半曲面体
（12））を一面に隙間なく並べて固設して連続曲面形状
の反射面（14）を形成している。

このような反射面（14）を有する超音波反射板（２）
も、先に説明したと同様で入射した超音波を左右方向に
適度に拡散して反射するばかりか上下方向にも適度に拡
散して反射するもので、結局全ての方向に対応可能で、
設置角度にどのようなずれが生じても、微小であれば略
一定レベルの反射波が受信部で得られる。従って、設置
時に取付角度を精緻に調整する必要が無く、また、設置
後に取付角度が多少ずれるようなことあっても得られる
反射波のレベルはあまり変動しないため不動作となるこ
とは無い。

なお、既述した絶対的反射波レベルは無論一段と減少す
ることになるが、充分実用に耐える範囲である。

考案の効果 以上説明したように、本考案による歩行者感知装置は、 超音波反射板（２）と、超音波センサ（５）を含み構成
された超音波式歩行者感知器（１）とで成り、特に、前
記超音波反射板（２）の反射面（14）を、例えば複数の
円筒面の一部を軸と直交する方向に略平面状に密に並べ
る、或いは複数の球面の一部を略平面状に密に並べる等
によって、外向き断面半円形の凸状曲面を複数略平面状
に密に並べて形成したので、 超音波センサから超音波反射板に向けて放射された超音
波が前記反射面で、適切な角度範囲で拡散しながら反射
し所定範囲に戻ってくるので、 超音波反射板の角度にあまり依存することなく常に受信
部である超音波センサに当たる。従って、従来は精緻さ
を要求され時間のかかる作業であった反射板の設置が簡
易・短時間で終了する。また、運用中に反射板の取付角
度に多少のずれが万一生じた場合でも装置が不動作に陥
ることなく機能し続けるから維持が簡略になる。以上要
するに、運用コストも易く、故障が少ない歩行者感知装
置を提供できるとの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の歩行者感知装置の一実施例を示す側
面図、 第２図は、本考案に係る超音波式歩行者感知器のブロッ
ク図、 第３図は、本考案に係る超音波反射板の一実施例を示す
正面図、 第４図は、第３図の超音波反射板の平面図、 第５図は、本考案に係る他の形態の超音波反射板の一実
施例を示す正面図、 第６図は、本考案に係る実験を説明する図である。 （１）：超音波式歩行者感知器、（２）：超音波反射
板、（５）：超音波センサ、（12）：半曲面体、（1
4）：反射面。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波反射板（２）と、この超音波反射板
   （２）に対向設置され超音波を水平方向に放射して該超
   音波反射板（２）の反射面（14）よりの反射波を受信し
   ていて、該反射波が遮断された場合に感知信号を出力す
   る超音波センサ（５）を含み構成された超音波式歩行者
   感知器（１）とを備えた歩行者感知装置において、 前記超音波反射板（２）の反射面（14）を、外向き断面
   半円形の凸状曲面を複数略平面状に密に並べて形成した
   ことを特徴とする歩行者感知装置。
2. 【請求項２】前記超音波反射板（２）の反射面（14）
   が、複数の円筒面の一部を円筒軸と直交方向に略平面状
   に密に並べたものである実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の歩行者感知装置。
3. 【請求項３】前記超音波反射板（２）の反射面（14）
   が、複数の球面の一部を略平面状に密に並べたものであ
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の歩行者感知装
   置。