JPH11109035A - 物体検出装置 - Google Patents

物体検出装置

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JPH11109035A
JPH11109035A JP9275419A JP27541997A JPH11109035A JP H11109035 A JPH11109035 A JP H11109035A JP 9275419 A JP9275419 A JP 9275419A JP 27541997 A JP27541997 A JP 27541997A JP H11109035 A JPH11109035 A JP H11109035A
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JP
Japan
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light
detection
light receiving
door
area
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JP9275419A
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English (en)
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Sumiyuki Kita
純之 喜多
Masumitsu Kanou
増光 叶
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Nabco Ltd
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Nabco Ltd
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  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 距離検出精度を維持しつつ、必要な検出エリ
アを確保することができる、物体検出装置を提供する。 【解決手段】 検出エリア21を区画する第1の方向2
2に形成される複数の小検出エリア23に向けて投光ビ
ーム24を出射する複数個の投光素子2と、投光ビーム
24の被検知物体による反射光25の入射位置を検出
し、被検知物体までの距離を三角測量法に基づいて検出
できるように設けられた複数の受光素子6と、複数の小
検出エリア23を第1の方向22と直交する第2の方向
26に走査させながら順次形成する走査手段10と、を
具える構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の検出エリア
内における通行者の存在の有無を検知して自動的にドア
開閉を行う自動ドア装置用等に用いられる物体検出装置
に関し、特に被検知物体までの距離を三角測量法に基づ
いて検出できるものに関する。
【0002】
【従来の技術】自動ドア装置に用いられる物体検出装置
として、例えば、背景と被検知物体との温度差に基づく
放射赤外線光束の変動を利用する赤外線方式や、赤外線
を放射して被検知物体からの反射光の光量変化を検知す
る赤外線反射方式のもの等がある。前者の赤外線方式
は、被検知物体が静止している場合には赤外線光束の変
動がないことからこれを検知できないという問題があ
る。他方、後者の赤外線反射方式は、静止する被検知物
体を検知できるけれども床面からの反射光を利用するた
めに雨や雪等による床面の状況変化によって誤検知する
問題がある。
【0003】静止する被検知物体が検知でき、かつ、床
面の状況変化にも影響されない物体検出装置として、半
導体位置検出素子(PSD(POSITON-SENSITIVE-DETECT
ORS))を用いて、被検知物体までの距離を検出する方
式の装置が提案されている(特開昭62−204113
号公報参照)。この公報に開示の装置は、検知エリアに
対して複数本の投光ビームを出射させるとともに、この
各投光ビームの反射光を各々に対応するPSDで受光
し、三角測量法に基づいて被検知物体までの距離を測定
する物体検出装置である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このPSDは、他の投
光ビームが入力されると距離検出が不正確となるため、
対応する投光ビームのみが入力される受光領域とする必
要がある。一方、投光ビームは、距離検出精度を確保す
るため、その投光領域を絞る必要がある。したがって、
距離検出精度を確保するためには受光領域と投光ビーム
とで形成される各検出エリアが小さくなり、所定の検出
エリアの全域でもれなく被検知物体を検出しようとする
と、投光ビームの数を増やす必要がある。前記公報で
は、所定の検出エリアの前後方向又は左右方向のいずれ
かに複数の投光手段と受光手段の組を配列したり、この
組を二列以上配置することにより検出エリアをカバーす
る構成としている。
【0005】前述した公報の物体検出装置では、必要な
検出エリアの全域にわたって距離検出精度を確保しよう
とすると、複数の投光手段と複数の受光手段の組の多数
が必要になるという問題点があった。
【0006】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであって、距離検出精度を維持しつつ、必要な検
出エリアを確保することができる、物体検出装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項1の発明は、検出エリアを区画する第1の方向に形成
される複数の小検出エリアに向けて投光ビームを出射す
る複数個の投光素子と、前記投光ビームの被検知物体に
よる反射光の入射位置を検出し、被検知物体までの距離
を三角測量法に基づいて検出できるように設けられた複
数の受光素子と、前記複数の小検出エリアを前記第1の
方向と直交する第2の方向に走査させながら順次形成す
る走査手段と、を具える物体検出装置である。
【0008】請求項2の発明は、請求項1において、前
記投光素子の投光ビームの投光領域は、前記受光素子の
受光領域よりも小さい。
【0009】請求項3の発明は、請求項1において、前
記走査手段は、前記複数の投光素子に対する一つの投光
用反射ミラーと、前記複数の受光素子に対する一つの受
光用反射ミラーと、前記投光用反射ミラー及び前記受光
用反射ミラーを同期して揺動させる駆動部とからなる。
【0010】請求項4の発明は、ドアの奥行き方向と前
記ドアの走行方向とで区画された検出エリアのうち、前
記奥行き方向に形成される複数の小検出エリアに向けて
投光ビームを出射する複数個の投光素子と、前記投光ビ
ームの被検知物体による反射光の入射位置を検出し、被
検知物体までの距離を三角測量法に基づいて検出できる
ように設けられた複数の受光素子と、前記複数の小検出
エリアを前記ドアの走行方向に走査させながら順次形成
させて、前記検出エリアでの検出を可能とする走査手段
と、を具える自動ドア装置用の物体検出装置である。
【0011】請求項5の発明は、請求項4において、前
記小検出エリアは、前記ドアの奥行き方向よりもドアの
走行方向において密になるように形成する。
【0012】
【本発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。図1は物体検出装置の構造の概略
図である。
【0013】図1において、物体検出装置1は、長方形
の検出エリア21を区画する第1の方向22に形成され
る複数の小検出エリア23に向けて投光ビーム24を出
射する複数個の投光素子(IRED)2と、複数個の投
光素子(IRED)2に共通の投光レンズ3と、投光ビ
ーム24の被検知物体による反射光25の入射位置を検
出し、被検知物体までの距離を三角測量法に基づいて検
出できるように設けられた複数の受光素子(PSD)6
と、複数の受光素子(PSD)6に共通の受光レンズ7
と、複数の小検出エリア23を第1の方向22と直交す
る第2の方向26に走査させながら順次形成する走査手
段10とを具えてなる。
【0014】走査手段10は、複数の投光素子(IRE
D)2に対する一つの投光用反射ミラー11と、複数の
受光素子(PSD)6に対する一つの受光用反射ミラー
12と、投光用反射ミラー11及び受光用反射ミラー1
2を同期して揺動させる駆動部13とを具えてなる。駆
動部13は、投光用反射ミラー11のアクチュエータ1
4と、受光用反射ミラー12のアクチュエータ15と、
両アクチュエータ14,15に対するドライバー16と
を具えてなる。
【0015】一つの投光素子(IRED)2からの投光
ビーム24は、複数の投光素子(IRED)2に共通の
投光レンズ3により略平行光になり、複数の投光素子
(IRED)2に共通の投光用反射ミラー11を経て小
検知エリア23に至る。小検知エリア23からの反射光
25は、複数の受光素子(PSD)6に共通の受光用反
射ミラー12を経て同じく複数の受光素子(PSD)6
に共通の受光レンズにより集光され、一つの受光素子
(PSD)6に至る。図示例では、3個の投光素子(I
RED)2と3個の受光素子(PSD)6により、第1
の方向22に3個列設された小検知エリア23により検
知エリア21の第1の方向を区画する。また、走査手段
10により、小検知エリア23の列が第2方向26にず
れて順次形成されて、検知エリア21を第2方向26に
区画する。走査手段10の走査は、投光用反射ミラー1
1のアクチュエータ14と、受光用反射ミラー12のア
クチュエータ15とを、両アクチュエータ14,15に
対するドライバー16により同期的に同じ向きに揺動さ
せることにより行われる。
【0016】第1の方向22で検出精度を上げるために
は、投光素子(IRED)2と受光素子(PSD)6の
数を増やすことで対応できるが、第2の方向26で検出
精度を上げるためには、素子の数を増やすこと無く、走
査手段10による小検知エリア23の順次形成の密度を
より密にすることで対応できる。
【0017】一つの投光ビーム24のP点に被検知物体
が侵入したとすると、反射光は一点鎖線のようにより近
くでの反射となるため、受光用反射ミラー12及び受光
レンズ7を経たのちの受光位置が変わり、この受光位置
の変化を受光素子(PSD)6で検出すると被検知物体
までの距離が判る。
【0018】つぎに、図2及び図3により、PSDを用
いた受光素子6による三角測量法に基づく距離検出方法
について説明する。図2に示すように、投光ビーム24
を形成する発光ダイオード又はレーザダイオード等の投
光素子2と、投光レンズ3と、図示していないが投光タ
イミングを設定する同期信号を発生する発振回路と、こ
の同期信号に基づいて投光素子2を駆動するドライブ回
路とにより、距離が変化する被検知物体H1,H2に対
してパルス変調光より成る投光ビーム24を投光する投
光手段が形成されている。この投光手段から所定間隔を
もって側方に並置された受光手段は、投光手段および被
検知物体H1,H2に対して三角測量的に配置されてお
り、この受光手段は、被検知物体H1,H2による反射
光25を集光するための凸レンズより成る受光レンズ7
と、この受光レンズ7の集光面に配設され、集光スポッ
トS1,S2の位置に対応した位置信号を出力する受光
素子(PSD)6とで構成されている。
【0019】投光レンズ3から各被検知物体H1,H2
までの距離をD1,D2,受光レンズ7の焦点距離を
f,投光レンズ3と受光レンズ7の各光軸間の距離であ
る基線長をl、受光素子(PSD)6の基準位置から各
集光スポットS1,S2までの各距離をX1,X2とす
れば、l/D1=X1/f,l/D2=X2/fとな
り、X1=l×f/D1,X2=l×f/D2の関係が
成り立つ。即ち、投光レンズ3から被検知物体H1,H
2までの距離D1,D2は、受光素子(PSD)6の集
光スポットS1,S2の位置により検知することができ
る。
【0020】つぎに、受光素子6として用いられ、PS
Dと称せられる公知の半導体位置検出素子を図3により
説明する。平板状シリコンの表面にP層6a、裏面にN
層6bの2層から構成され、これに入射した光pは光電
変換され、光電流としてP層6aを矢印で示す両側方向
に流れてそれぞれの電極T1,T2から分割出力され
る。即ち、光Pが入射すると、入射位置に光エネルギに
比例した電荷が発生し、この発生電荷が光電流として抵
抗層があるP層6aを通って電極T1,T2より出力さ
れる。ここでP層6aは全面にわたり均一な抵抗値をも
つよう形成されているので、光電流は電極T1,T2ま
での距離つまり抵抗値に逆比例して分割される。例え
ば、両電極T1,T2間の距離をt、入射光pから電極
T1迄の距離をXa、入射光pから電極T2迄の距離を
Xb、両電極T1,T2からそれぞれ取り出される電流
をI1,I2とすれば、電流I1は、 I1=(I1+I2)×Xa/t から求めることができる。一方、電流I2は、 I2=(I1+I2)×Xb/t から求めることができ、光pの入射位置は、入射エネル
ギとは無関係に求めることができる。尚、受光素子6
は、このPSDに限らず、例えば、ホトトランジスタ,
ホトダイオード,太陽電池,cdsなどを所要個数分だ
け一列に配置して構成してもよい。
【0021】このような受光素子(PSD)6の検出精
度を上げるためには、投光素子2の投光ビームの投光領
域即ち入射光pの幅は、受光素子6の受光領域即ち電極
T1,T2間の距離をtよりも相当小さくする必要があ
る。そのため、投光素子2からの光を投光レンズ3で絞
り、反射光を受光レンズ7で絞って受光素子6に入射す
る構成になっている。
【0022】つぎに、図1の物体検出装置1が自動ドア
装置に適用された場合を、図4及び図5により説明す
る。図4は自動ドア装置に適用された物体検出装置の正
面図であり、図5は自動ドア装置に適用された物体検出
装置の側面の断面図である。
【0023】図4において、ドア31,31は両引きで
あって、ドアの走行中心の真上の框部分に一つのケース
32に機器を収納した物体検出装置1が取り付けられ
る。ケース32は直方体であって、ケース32内の走行
方向の両側に、3個の投光素子(IRED)2と一つの
投光レンズ3と一つの投光用反射ミラー11のセット、
及び、3個の受光素子(PSD)6と一つの受光レンズ
7と一つの受光用反射ミラー12のセットが配設されて
いる。投光用反射ミラー11と受光用反射ミラー12が
同じ向きに同期的に揺動することで、ドア31の走行方
向に対して投光ビーム24と反射光25で形成される3
個の小検知エリア23が順次形成されて走査が行われ
る。すなわち、検知エリアの第2の方向26がドア31
の走行方向であって、走行中心から左右に同じ距離だけ
広がるものになっている。
【0024】図5において、投光素子(IRED)2は
上下に3個列設されて投光レンズ3とともにカップ状筒
体の中に収納され、投光用反射ミラー11は斜め下向き
に配設されている。投光レンズ3からの投光ビーム24
は投光用反射ミラー11で横向きから下向きに向きを変
え、ドア31の奥行き方向に3個の小検知エリア23が
列設されて検知エリアの第1の方向22を形成する。な
お、受光素子(PSD)6と受光レンズ7と受光用反射
ミラー12のセットも図5と同様に配置されている。
【0025】ドア31の走行方向に3個の小検知エリア
23の列を走査させるため、ドア31の走行方向の広い
範囲で緻密に走査して、検知エリア内の検知精度を向上
させることができる。そのため、ドア31の奥行き方向
に対しては、3個の小検知エリア23の列の密度を走査
方向の密度より粗くして、投光素子(IRED)2と受
光素子(PSD)6の数を増やすこと無く、高い検出精
度を維持する。
【0026】
【発明の効果】請求項1の発明によると、検出エリアの
第1方向における被検知物体の検出は、複数の投光素子
と複数の受光素子とが複数の小検出エリアを形成するこ
とにより可能にし、検知エリアの第2方向における被検
知物体の検出は、複数の投光素子と複数の受光素子によ
る小検出エリアを第2方向に走査して順次形成すること
により検出可能にしているので、第1方向及び第2方向
で区画される検知エリアの広い範囲において距離検出精
度を維持しつつ被検知物体を存在の有無を検出すること
ができる。
【0027】請求項2の発明によると、投光素子の投光
領域を絞ることによって、距離検出精度を向上できる。
【0028】請求項3の発明によると、複数の投光素子
と複数の受光素子とで形成する小検出エリアの第2方向
への走査を、前記投光用反射ミラー及び前記受光用反射
ミラーを同期して前記第2方向に揺動させる駆動部によ
り簡単且つ素早く行うことができる。
【0029】請求項4の発明によると、小検出エリアを
ドアの奥行き方向に設け、ドアの走行方向に走査するた
め、投光素子と受光素子の数を抑えながら、ドアに向か
って近づく通行者をもれなく検出できる。
【0030】請求項5の発明によると、小検出エリアを
ドアの走行方向に密に走査させるので、通行者をよりも
れなく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】物体検出装置の構造の概略図である。
【図2】受光素子を用いた距離検出の原理を示す図であ
る。
【図3】受光素子の断面図である。
【図4】自動ドア装置に適用された物体検出装置の正面
図である。
【図5】自動ドア装置に適用された物体検出装置の側面
の断面図である。
【符号の説明】
1 物体検出装置 2 投光素子 6 受光素子 10 走査手段 11 投光用反射ミラー 12 受光用反射ミラー 13 駆動部 21 検出エリア 22 第1の方向(ドアの奥行き方向) 23 小検出エリア 24 投光ビーム 25 反射光 26 第2の方向(ドアの走行方向) 31 ドア

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出エリアを区画する第1の方向に形成
    される複数の小検出エリアに向けて投光ビームを出射す
    る複数個の投光素子と、 前記投光ビームの被検知物体による反射光の入射位置を
    検出し、被検知物体までの距離を三角測量法に基づいて
    検出できるように前記複数個の投光素子に対応して設け
    られた複数個の受光素子と、 前記複数の小検出エリアを前記第1の方向と直交する第
    2の方向に走査させながら順次形成する走査手段と、を
    具える物体検出装置。
  2. 【請求項2】 前記投光素子の投光ビームの投光領域
    は、前記受光素子の受光領域よりも小さい請求項1記載
    の物体検出素子。
  3. 【請求項3】 前記走査手段は、前記複数の投光素子に
    対する一つの投光用反射ミラーと、前記複数の受光素子
    に対する一つの受光用反射ミラーと、前記投光用反射ミ
    ラー及び前記受光用反射ミラーを同期駆動させる駆動部
    とからなる請求項1記載の物体検出装置。
  4. 【請求項4】 ドアの奥行き方向と前記ドアの走行方向
    とで区画された検出エリアのうち、前記奥行き方向に形
    成される複数の小検出エリアに向けて投光ビームを出射
    する複数個の投光素子と、 前記投光ビームの被検知物体による反射光の入射位置を
    検出し、被検知物体までの距離を三角測量法に基づいて
    検出できるように前記複数個の投光素子に対応して設け
    られた複数個の受光素子と、 前記複数の小検出エリアを前記ドアの走行方向に走査さ
    せながら順次形成させて、前記検出エリアでの検出を可
    能とする走査手段と、を具える自動ドア装置用の物体検
    出装置。
  5. 【請求項5】 前記小検出エリアは、前記ドアの奥行き
    方向よりもドアの走行方向において密になるように形成
    する請求項4記載の自動ドア装置用の物体検出装置。
JP9275419A 1997-10-08 1997-10-08 物体検出装置 Pending JPH11109035A (ja)

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