JPS636482A - 侵入物体検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動ドアにおける侵入物体を検知する方法に
関するものである。

従来の技術 赤外線光を投射する投光器と、侵入物体や背景から反射
した赤外線光を受光する受光器とを備え、背景からの反
射赤外線光量疋対して検知域に侵入した侵入物体からの
反射赤外線光量が所定値以上増加すると検知信号を出力
する、いわゆる積分動作型の検知方法。

反射赤外線光量の増加分ではなく、どれだけ変化したか
をとられ、その変化量が所定の値以上となると検知信号
を出力する、いわゆる微分動作シ准知方法。

発明が解決しようとする問題点 前者の検知方法であると侵入物体が検知域に静止し続け
ている場合でも検知できるが、背景からの反射赤外線光
量よりも侵入物体からの反射赤外線光量が減少した場合
には検知できず、例えば黒い服を着た人等の反射率の悪
い光を吸収する侵入物体が検知域に侵入した時には背景
からの反射赤外線光を吸収すると共に、投光器からの投
光赤外線光をも吸収するので、受光器の受光する反射赤
外線光量は背景からの反射赤外線光量よりも減少し、前
述のような反射率の悪い光を吸収する侵入物体を検知で
きない。

後者の検知方法であると変化分の大小で検出しているか
ら侵入物体からの反射赤外線光量が背景からの反射赤外
線光量よりも減少した場合でも検知できるが、侵入物体
が検知域に静止し続けている場合には変化が生じないの
で検知できない。

そこで、本出願人は先に積分動作型の検知方法と微分動
作型の検知方法の長所を有する検知方法を特願昭６１−
９６８８８号として出願した。

この検知方法は積分動作型であり、背景からの反射量と
侵入物体からの反射量とを比較して、侵入物体からの反
射量が背景からの反射量よりも一定値以上増加した場合
及び減少した場合に検知信号を出力する検知方法である
。

しかしながら前述した先に出願した検知方法であると、
投光器又は受光器の面に水滴や雪が付着した場合、急に
霧が発生した場合等に受光器の受光量が減少するので、
検知信号が出力されてその状態が継続している間にドア
が開き続ける。

また、検知域に荷物を置いた場合にも受光器の受光量が
増加又は減少して検知信号が出力され、荷物を置いであ
る限りドアが開き続ける。

したがって、侵入物体のみを検出できず誤まって検知信
号を出力し続けることがある。

問題点を解決するための手段及び作用 通常時には背景からの反射量と侵入物体からの反射量の
差が所定値以上の時に検知信号を出力すると共に、その
検知信号が設定した時間継続して出力されると、反射量
の変化分の大小で検知信号を出力する微分動作型の検知
に所定時間だけ切換えるようにして、積分動作型の検知
と微分動作型の検知の両方の利点を兼備すると共に、投
光器、受光器の面に水滴、雪が付着したりして反射量が
急激に変化しても検知信号を連続して出力しないように
したものである。

実施例 第５図は投光器と受光器の取付状態を示す概略図であり
、天井１には投光器２と受光器３とが配設され、投光器
２より赤外線光が床４に向けて照射域５で示すように投
射されると共に、受光器３の受光域６と照射域５との交
差部分が検知域７となっている。

そして、投光器２は所定の周波数で変調した赤外線光を
投射し、受光器３は検知域７で背景あるいは侵入物体よ
り反射した赤外線光を受光して電気信号に変えて出力す
る。

第１図は本発明の検知方法を実施する検知装置のブロッ
ク説明図であり、受光器３の出力は増幅器１０で増幅さ
れた後に同期検波器１１で同期検波されて第１積分回路
１２と第２積分回路１３とに受光量に比例した電圧とし
て入力され、第１積分回路１２の出力乞第２積分回路１
３の出力は差動増幅器１４と差動増幅器１５とにそれぞ
れ入力される。

差動増幅器１４は（第１積分回路１２の出力−第２積分
回路１３の出力）の値を増幅して第１比較器１６に出力
し、差動増幅器１５は（第２積分回路１３の出力−第１
積分回路１２の出力）の値を増幅して第２比較器１７に
出力する。

前記第１比較器１６は入力された値がしきい値より大き
い時に第１オアゲート１８に信号を出力し、第２比較器
１７も同様に入力された値がしきい値より大きい時にア
ンドゲート１９に信号を出力し、そのアンドゲート１９
は前記第１オアゲー）Ｉ８に信号を出力すると共に、第
１オアゲート１８より信号が出力されるとリレー２０が
作動して検知信号を図示しない自動ドアの制御回路に出
力する。

前記第１積分回路１２は第１コンデンサＣ１と第１抵抗
Ｒ１とを備え、その時定数Ｔ１は非常に小さくなって入
力電圧の数十ｍ５ｅｃの平均値をとらえろようになって
いる。

前記第２積分回路１３は第２コンデンサＣ２に第２、第
３抵抗Ｒ２、Ｒ３を接続し、その第２、第３抵抗Ｒ２，
Ｒ３を第１、第２スイッチ２１．２２を介して同期検波
器１１の出力側に接続したもので、第２コンデンサＣ２
と第３抵抗＆より成る時定数Ｔ２は前記第１積分回路１
２０時定数Ｔ工よりも大きくなり、入力電圧の数百ｍ５
ｅｃ間の平均値をとられるもので、背景からの反射赤外
線光量（以下単に反射量とする）に基づく入力電圧の平
均値を記憶するようにしであると共に１第２コンデンサ
Ｃ２と第２、第３抵抗＆、凡の合成抵抗より成る時定数
Ｔ３は前記第１積分回路１２の時定数Ｔ、とほぼ同一と
なるようにしである。

前記第２スイツチ２２は第２オアゲート２９よりＨ信号
が送られると閉となり、Ｌ信号が送られると開となると
共に、第２オアゲート２９には第１オアゲート１８の出
力側圧設けた第１インバータ２３及び第１インバータ２
３の出力側に設げた開閉制御回路、例えばタイマー３０
よりそれぞれ信号が人力される。

前記タイマー３０は第１インバータ２３の出力が一定時
間（Ｔｘｌ）以上連続してＬの状態の場合ＶＣＨの信号
を、第１インバータ２３の出力が一定時間（Ｔ工２）以
上連続してＨの状態となるまで出力し続ける。つまり、
タイマー３０のＨの信号はインバータ２３の出力が一定
時間以上連続してＨの状態が続くまで出力する。

図示しない電源スィッチを介して電源に接続した入力回
路２４は第４抵抗＆と第３コンデンサＣ３を介して接地
し、かつ第２インバータ２５、第３インバータ２６、遅
延回路２７を介してアンドゲート１９に接続していると
共に、前記第１スイツチ２１は第２インバータ２５より
Ｈ信号が入力すると閉となり、Ｌ信号の時には開となり
、前記入力回路２４はリセットボタン２８、第６抵抗山
を介して接地している。

次に作動とともに各部の詳細を説明する。

電源投入して所定時間経過した定常状態においては、リ
セットボタン２ＢがＯＦＦであるから第３コンデンサＣ
３が充電完了となってＨ信号を第２インバータ２５に出
力し、第２インバータ２５はＬ信号を出力するから第１
スイツチ２１は開となると共に、第３インバータ２６よ
り遅延回路２７にＨ信号が入力されて所定の時間、例え
ば３０　ｓｅｃ経過後にアントゲ−）１９ＫＨ信号を出
力する。

一方、第１オアゲート１８は侵入物体が無い限りＬ信号
を出力するから第１インバータ２３よりＨ信号が出力さ
れて第２オアゲート２９よりＨ信号が出力され、第２ス
イツチ２２が閉となる。

この状態で検知域に侵入物体がないときには背景からの
反射量を受光器３が受光して第１、第２積分回路１２．
１３に電圧Ａが入力するが、−定電圧が継続して入力さ
れるので第１、第２積分回路１２．１３の出力レベルに
差がないので差動増幅器１４．１５の出力はゼロとなり
第１、第２比較器１６．１７はＬ信号を出力して第１オ
アゲート１ｇはＬ信号を出力してリレー２０が作動しな
いから検知信号を出力しない。

前述の定常状態で検知域に反射率の比較的良い通常の侵
入物体が侵入すると、第２図（ａ）に示すように受光器
３の受光量が増加して（ａつに示すように第１、第２積
分回路１２．１３の入力電圧が増加する。

一方、第１積分回路１２０時定数Ｔ１は第２積分回路１
３０時定数Ｔ２よりも小さいので、第１、第２積分回路
１２．１３の積分波形は第２図（ｂ）。

（ｅ）に示すようになって立上りには差が生じ、その差
は差動増幅器１４．１５によって、増幅されるが、第１
積分回路１２の積分波形の方が第２積分回路１３よりも
大きいので差動増幅器１４は第２図（ｄ）に示すように
出力が順次増大し、しきい値を越えると第１比較器１６
がＨ信号を出力し、第１オアゲート１８よりＨ信号が出
力され、リレー２０が作動して検知信号を出力する。

これと同時に第１インバータ２３の出力はＬ信号となっ
て第２オアゲート２９の出力はＬとなり、第２スイツチ
２２が開となって第２コンデンサＣ２には侵入物体が侵
入して来た直後の入力電圧の平均値、つまり背景の平均
値（Ｔ３０時定数が大きい為侵入物体による略レベル増
加前の値となっている）が記憶されるので、検知域に侵
入物体が静止し続けている場合でも侵入物体による増加
前の背景の平均値が差動増幅器１４に人力されることに
なって検知信号を出力し続け、侵入物体が検知域に静止
し続けていても検知できる。

そして、侵入物体が検知域より退去すると受光器３の受
光量が減少し、第１積分回路１２の出力が減少するから
差動増幅器１４の出力も減少してしきい値以下となると
第１比較器１６の出力はＬ信号となりズ第１オアゲート
１８はＬ信号を出力するので、リレー２０が作動しなく
なって検知信号の出力を停止する。

これと同時忙第１インバータ２３の出力はＨ信号となる
から第２オアゲート２９の出力がＨとなって、第２スイ
ツチ２２が閉となって初期の状態に復帰する。

前述の定常状態において、黒い服を着た人等の反射率の
悪い光を吸収する侵入物体が検知域に侵入すると、第３
図（ａ）　Ｉｃ示すように受光器３の受光量が減少して
、第１、第２積分回路１２゜１３の入力電圧は第３図（
ａつ忙示すように減少する。

これによって第１、第２積分回路１２．１３の積分値は
第３図（ｂ）　、　（Ｃ）に示すように背景値よりも減
少した波形となるので、差動増幅器１５の出力は項次増
大して第２比較器１７に送られ、しきい値を越えるとＨ
信号なアンドゲート１９に出力し、このアンドゲート１
９には遅延回路２７よりＨ信号が入力されているからオ
アゲー）１８ＫＨ信号を出力するので、前述と同様に検
知信号を出力して侵入物体が検知域に静止ビ続げている
場合でも検知できる。

このように、定常状態より侵入物体によって受光量が増
加した場合でも、減少した場合でも検知できると共に、
検知域に静止し続げた場合でも検知できる。

次に投光器２、受光器３の面に水滴や雪が付着したり、
急に霧が出たりして受光器３の受光量が急激に低下した
場合又、検知域に荷物を置いた時に受光量が増加又は減
少した場合の動作を説明する。

この場合には前述と同様にして検知信号を出力するが、
この検知信号が設定時間（Ｔｘｌ）以上例えば３分間以
上連続して出力すると、前記第１インバータ２３の出力
が一定時間以上連続してＬの状態となるので、タイマー
３０はＨ信号を出力して第２スイツチ２２を閉とする。

これにより第２積分回路１３の出力は時間の経過ととも
に第１積分回路１２と同一となるので差動増幅器１４．
１５の出力は比較器１６．１７のしきい値以下となり検
知信号は出力されなくなる。

この時から、検知域に侵入物体が出入りすると第１．第
２積分回路１２．１３の出力は両者の時定数の差によっ
て立上り時に差が生じ、かつ−定時間経過すると同一と
なるので、差動増幅器１４．１５における両者の差は立
上り時にしきい値以上となり、時間の経過とともにしき
い値以下となる。つまり、背景からの受光量と侵入物体
よりの受光量の差（積分動作型の検知）による検知では
なく、第１．第２積分回路１２゜１３０出力差（変化分
の大小）による検知となって微分動作型の検知となる。

このために、第１オアゲート１８の出力は立上り時だけ
一定時間Ｈとなり、それ以後はＬとなって検知信号を出
力し続けない。

そして、タイマー３０がＨ信号を出力してから一定時間
（Ｔｘｚ）以上連続して、あらたに水滴や雪が付着した
り、人の出入が無くなると、すなわち第１インバータ２
３の出力が一定時間以上継続してＨの状態になると、タ
イマー３０はＨ信号の出力を停止してＬ信号を出力する
から、第２オアゲート２９の出力がＬとなって第２スイ
ツチ２２が開となる。

この時、第１積分回路１２と第２積分回路１３０時定数
が異なるが、微分検知出力が一定時間（Ｔｘｚ）以上継
続して無かったので両者とも同一の入力端子が入力され
てから一定時間（Ｔ１２）経過しているので両者の出力
レベルに差がなく、第１オアゲート１８よりＨ信号が出
力されることがなく検知信号を出力しないので誤検出動
作する事がなく、これ以後通常の積分動作型の検知を行
なう。

以上の動作時の第１オアゲート１８の出力と第２スイツ
チ２２の入力は第４図に示すようになる。

なお、前述のタイマー３０がＨ信号を出力している時に
侵入物体が検知域に入ると微分動作型の検知を行なって
検知信号を出力する。

次に電源投入時の動作を説明する。

図示しない電源スィッチをＯＮして電源を投入すると、
第３コンデンサＣ３の容量と抵抗風の値とで決定される
所定時間ｔ１、例えば数秒間は第２インバータ２５はＨ
信号を出力して第１スイツチ２１が閉となり、第２積分
回路１３０時定数Ｔ３は第１積分回路）２の時定数′ｒ
ｌと同一となるので、電源投入後に直ちに投光器２より
投射された赤外線光の反射光を受光器３が受光して第１
、第２積分回路１２．１３に反射量に相当するレベルの
電圧が人力されるが、両方の時定数Ｔ１．　Ｔ３がほぼ
同一であるから積分値の波形は同一となって差動増幅器
１４．１５の出力は所定時間ｔｌ内にゼロとなると共に
、前述の所定時間ｔｌ内に第２コンデンサＣ２に背景か
らの反射量に相当する値が充電され記憶される。

そして、第３コンデンサＧと抵抗＆で設定された時間後
に第２インバータ２５が反転してＬ信号を出力するので
、第１スイツチ２１が開となって第２ｆｉ分回路１３０
時定数はＴ２となる。

又、前述の第３コンデンサＣ３と抵抗風で設定された時
間後に第２インバータ２５よりＬ信号が出力され第３イ
ンバータ２６よりＨ信号が出力されるが、このＨ信号は
遅延回路２７に入力されて定められた設定時間ｔ２経過
後にアンドゲート１９に出力されるので、この設定時間
ｔ２、例えば３０秒間経過するまでの間に第２比較器１
７よりＨ信号が出力されてもアンドゲート１９はＨ信号
を出力しないから第１オアゲート１８はＨ信号を出力せ
ずに検知信号を出力しない。

つまり、遅延回路２７とアン・ドゲート１９で禁止回路
を構成している。

このようであるから、電源投入時に検知域に侵入物体が
静止していて第２コンデンサＣ２に侵入物体よりの反射
量が背景値として記憶され、その侵入物体が検知域より
離れて受光器３に床面、つまり真の背景よりの反射光が
受光されて反射量が減少し、第１積分回路１２の積分値
が第２積分回路１３の積分値よりも小さくなって第２比
較器１７がＨ信号を出力してもアンドゲート１９に遅逗
回路２７よりＨ信号が入力されないのでＨ信号を出力せ
ず、リレー２０は作動しないから検知信号を出力しない
。

なお、前述の設定時間内に侵入物体が検知域より離れれ
ば数秒後に第２コンデンサＣａＫは真の背景値が記憶さ
れる。

また、リセットボタン２８をＯＮすると第３コンデンサ
Ｃ３の電荷は放電され、その放電時間は第３コンデンサ
Ｃ３と第６抵抗八との時定数Ｔ４で決定されるので、こ
の時定数Ｔ４を極く小さくすればリセットボタン２ｇを
ＯＮすると直ちに放電されて第２インバータ２５にはＬ
信号が入力され、この状態は第３コンデンサＣ３と抵抗
風で設定された時間まで続（ので、電源投入時と同様に
なる。

このために、投光器２と受光器３の向きを変更した場合
等にリセットボタン２８をＯＮｔ、ても前述と同様に誤
動作を防止できる。

なお、以上の実施例では第１積分回路１２０時定数Ｔ１
と第２積分回路１３０時定数Ｔ２　、　Ｔ３の関係なＴ
にＴｓ　（Ｔ２としたが、これをＴｌ　＜　Ｔ５　＜　
Ｔ２とすれば第６図に示すようにタイマー３０の出力を
第２オアゲート２９に入力して第２インバータ２５の出
力とによって第１スイツチ２１を開閉するようにするこ
とができる。

発明の効果 侵入物体からの反射量が増加した場合でも、減少した場
合でも検知信号を出力できる。

したがって、通常の侵入物体や反射率が悪く光を吸収す
る侵入物体が検知域に侵入したことを検知して検知信号
を出力できる。

また、背景からの反射量と侵入物体からの反射量の差で
検知するので、検知域に侵入物体が静止し続けている場
合でも検知できる。

また積分動作型の検知を行なっている時に検知信号が設
定した時間だけ出力し続けると、微分動作壓の検知に所
定の時間だけ切換るので、投光器や受光器に水滴、雪が
付着したり、霧が急激に発生したりして受光器の受光量
が減少した場合や、検知域に荷物を置き続けた場合など
く検知信号を出力し続けることがなく、誤検出を防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の検知方法を実施する検知装置を示し、第
１図は検知装置のブロック説明図、第２図は反射量増加
の場合の動作説明図、第３図は反射量減少の場合の動作
説明図、第４図はタイマー動作時の動作説明図、第５図
は投光器と受光器の取付状態を示す概略図、第６図は他
の検知装置のブロック説明図である。 ２は投光器、３は受光器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 通常時には、背景からの反射量と侵入物体からの反射量
   との差が一定値以上又は一定値以下の場合に検知信号を
   出力する積分動作型の検知を行なうと共に、その検知信
   号が設定した時間継続して出力すると、反射量の変化分
   の大小で検知信号を出力する微分動作型の検知動作に所
   定時間だけ切換えるようにしたことを特徴とする侵入物
   体検知方法。