能動型物体検出装置
【課題】簡単な構成かつ低コストで、容易に複数の検知エリアのうち所定エリアを電気的に個別的に検出制御ができる能動型物体検出装置を提供する。
【解決手段】投光光学系４と受光光学系９を、その区画された方向が互いに直交する左右方向Ｘまたは前後方向Ｙである特定の組み合わせとし、投光素子３を受光光学系９の区画された方向に沿って受光光学系９の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させ、受光素子８を投光光学系４の区画された方向に沿って投光光学系４の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させる。エリア個別制御手段１４により、投光光学系４および受光光学系９に対応する投光素子３および受光素子８を電気的に作動または不作動に切り換えて、検知エリアＡのうちの所定エリアの検出制御を個別的に行う。
【解決手段】投光光学系４と受光光学系９を、その区画された方向が互いに直交する左右方向Ｘまたは前後方向Ｙである特定の組み合わせとし、投光素子３を受光光学系９の区画された方向に沿って受光光学系９の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させ、受光素子８を投光光学系４の区画された方向に沿って投光光学系４の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させる。エリア個別制御手段１４により、投光光学系４および受光光学系９に対応する投光素子３および受光素子８を電気的に作動または不作動に切り換えて、検知エリアＡのうちの所定エリアの検出制御を個別的に行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の検知エリアに向けて物体検出用の検知線を送出して、物体で反射した検知線を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人体のような物体を検出する能動型物体検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の検知エリアに向けて投光器から赤外線のような人間の眼に見えない物体検出用の検知線を送出して、受光器により物体で反射した検知線を受けて受光信号を発生させ、この受光信号が設定レベルを超えることにより人体のような物体を検出する能動型物体検出装置が知られている。この能動型物体検出装置は、例えば自動ドア開閉のための物体検出用として自動ドアセンサに用いられる。
【０００３】
この従来装置として、投光器および受光器により形成される複数の検知エリアが、自動ドアに近い位置から遠い位置に向かう前後方向、および左右方向に延びてマトリクス状に配置され、投光器により、検知エリアに向けて複数の投光素子から複数に分割されたレンズを介して物体検出用の検知線を送出させ、受光器により、物体で反射した前記検知線を複数の受光素子で同様に複数に分割されたレンズを介して受光させて、受光信号を発生させる能動型物体検出装置が挙げられる（特許文献１）。
【０００４】
図３は検知エリアの一例を示すもので、図３（Ａ）は自動開閉ドア１８のスライド方向から見た検知エリアＡの説明図、同図（Ｂ）は検知エリアＡを示す平面図である。図３（Ａ）のように、能動型物体検知装置１００は無目５０の側面に取り付けられ、検知エリアＡは、設置された能動型物体検知装置１００に近い位置から遠い位置に向かう前後方向Ｙに４列に配置されており、図３（Ｂ）のように、各列の検知エリアＡ１〜Ａ４は、それぞれ左右方向Ｘに８個のエリアからなる。
【０００５】
図１０（Ａ）は従来の能動型物体検知装置における投光器５１と受光器５２の構成、図１０（Ｂ）はこの投光器５１と受光器５２により形成される検知エリアＡを示す。図１０（Ａ）のように、投光器５１により、相異なる８個（Ａ〜Ｈ）の投光素子５３から図１０（Ｂ）の検知エリアＡに向けて左右（横）方向Ｘに４分割された投光レンズ５４を介して物体検出用の検知線が送出され、受光器５２により、物体で反射した検知線を相異なる８個（Ａ〜Ｈ）の受光素子５８で同様に横方向Ｘに４分割された受光レンズ５９を介して受光させて、受光信号が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９２５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、能動型物体検出装置は、上記したように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、上記投光器および受光器により形成される複数の検知エリアも人間の眼に見えないので、物体が複数の検知エリアのどのエリアに存在しているかを特定することが本来的に難しい。
【０００８】
また、検知エリア内の例えば装置真下のエリアでは、ドアの開閉による無目の振動により装置が振動し、この装置の僅かな移動によって、床が白黒などの反射量の異なるコントラストである場合には光反射の変化量が大きくなって、物体の誤検出が生じ易くなる。また、風で揺れる木や太陽光を反射する物体などが存在するエリアなどでも同様に物体の誤検出が生じ易くなる。このような場合、複数の検知エリアのうち誤検出の生じ易いエリアだけを無効にすることにより、誤検出を回避することができる。このエリア検出の制御方法としては、電気的にエリアを無効にする方法と光学的にエリアを除外する方法が知られている。
【０００９】
しかし、従来装置では、図１０（Ｂ）のように、複数の検知エリアＡにおいて、投光器５１の投光素子（Ａ〜Ｈ）と受光器５２の受光素子（Ａ〜Ｈ）のうち、互いに同じ位置に配置された、投光素子（Ａ〜Ｈ）からの投光レンズ５４を介した光線と、受光素子（Ａ〜Ｈ）からの受光レンズ５９を介した光線とが重なっているエリアが複数存在する。例えば、投光素子Ｂと受光素子Ｂとによる光線同士が重なるエリアが４つ存在する。この４つのエリアでは電気信号が同一であるため、検知エリアＡのうちどのエリアで物体を検出しているか判別できない。このため、複数の検知エリアＡのうち誤検出の生じ易い所定エリアだけを無効にするように、簡単な構成かつ低コストで、電気的に個別的に検出制御することが困難であるという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記の問題点を解決して、簡単な構成かつ低コストで、容易に複数の検知エリアのうち所定エリアを電気的に個別的に検出制御ができる能動型物体検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明にかかる能動型物体検出装置は、複数の検知エリアに向けて複数の投光素子から投光光学系を介して物体検出用の検知線を送出する投光器と、物体で反射した前記検知線を複数の受光素子で受光光学系を介して受光して受光信号を発生する受光器と、受光信号のレベルに基づき物体を検出する制御を行う制御部とを備えた、自動開閉装置の開閉に用いられるものである。前記投光器および受光器により形成される複数の検知エリアは、自動ドアに近い位置から遠い位置に向かう前後方向、および左右方向に延びてマトリクス状に配置されている。前記投光器の投光光学系は、前後方向または左右方向に沿ってｎ個に区画され、前記受光器の受光光学系は、前記投光光学系が区画された方向に直交する左右方向または前後方向に沿ってｍ個に区画され、前記投光素子は、前記受光光学系が区画された方向にｍ個またはその整数倍が配置されて、前記受光素子は、前記投光光学系が区画された方向にｎ個またはその整数倍が配置されている。前記制御部は、前記投光光学系および受光光学系に対応する前記投光素子および受光素子を電気的に作動または不作動に切り換えて、前記複数の検知エリアのうちの所定エリアの検出制御を個別的に行うエリア個別制御手段を備えている。
【００１２】
この構成によれば、投光光学系と受光光学系を、その区画された方向が互いに直交する左右方向または前後方向である特定の組み合わせとし、投光素子を受光光学系の区画された方向に沿って受光光学系の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させ、受光素子を投光光学系の区画された方向に沿って投光光学系の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させることにより、簡単な構成かつ低コストで、容易に複数の検知エリアのうちで物体が検出されたエリアを特定でき、所定エリアについての有効・無効の検出制御を電気的に個別的に行うことができる。
【００１３】
好ましくは、前記投光素子または受光素子のいずれか一方が、複数列に配置されている。したがって、より容易かつ低コストで、特定可能なエリアを増加させた検知エリアを得ることができる。
【００１４】
好ましくは、前記投光光学系および受光光学系は分割レンズであって、いずれか一方が左右方向に沿って複数のレンズセグメントが配置された横分割レンズであり、他方が前後方向に沿って複数のレンズセグメントが配置された縦分割レンズである。または、前記投光光学系および受光光学系は、少なくともいずれか一方が単一のレンズと窓部を利用したプリズムの組み合わせ構造であって、光線カットフィルタである窓部をプリズムの形状とすることで、左右方向または前後方向に沿って複数に区画されている。したがって、より簡単な構成で、物体が検出されたエリアを特定でき、所定エリアについての有効・無効の検出制御を電気的に個別的に行うことができる。
【００１５】
好ましくは、物体の検出タイミングとその位置情報に基づいて、自動ドアの開閉維持の制御または所定エリアの有効・無効の検出制御を行う。したがって、物体の位置および方向判別ができるので、物体の移動状態に応じた有効な制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、投光光学系と受光光学系を、その区画された方向が互いに直交する左右方向または前後方向である特定の組み合わせとし、投光素子を受光光学系の区画された方向に沿って受光光学系の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させ、受光素子を投光光学系の区画された方向に沿って投光光学系の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させることにより、簡単な構成かつ低コストで、容易に複数の検知エリアのうち所定エリアを電気的に個別的に検出制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成の一例、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。
【図２】同実施形態に係る能動型物体検知装置を示す概略正面図である。
【図３】（Ａ）は同実施形態における自動開閉ドアのスライド方向側から見た検知エリアの説明図、（Ｂ）は検知エリアを示す平面図である。
【図４】同上の能動型物体検知装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は同上の能動型物体検知装置の動作の一例を示す説明図である。
【図６】同上の能動型物体検知装置の動作の他例を示す説明図である。
【図７】（Ａ）は第２実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。
【図８】（Ａ）は第３実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。
【図９】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の第４実施形態に係る能動型物体検知装置の投光器と受光器の構成を示す図である。
【図１０】（Ａ）は従来の能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図３に示すように、本発明の第１実施形態の能動型物体検出装置１００は、例えば検知線Ｒとして近赤外線を使用するＡＩＲ（能動型赤外線方式）センサで、無目５０の側面に取り付けられている。この能動型物体検出装置１００は自動開閉装置の一種である自動ドア１８の開閉に用いられるものである。この検知エリアＡは前記したとおり、図３（Ａ）に示すように、例えば能動型物体検出装置１００に近い位置から遠い位置に向かって前後（縦）方向Ｙに４列に配置されており、各列の検知エリアＡ１〜Ａ４は、図３（Ｂ）に示すように、それぞれ左右（横）方向Ｘに８個のエリアからなる。
【００１９】
図２は、図３（Ａ）の能動型物体検出装置１００の一部破断した概略正面図を示す。図２のように、この能動型物体検出装置１００は、投光器１と受光器２とが横方向Ｘに離間して配置され、投光器１は、装置１００の下方に形成された検知エリアＡ（図３（Ｂ））に向けて複数の投光素子３から横方向Ｘに区画された投光光学系（投光レンズ）４を介して物体検出用の検知線Ｒを送出し、受光器２は、物体で反射した検知線Ｒを複数の受光素子８で縦方向Ｙに区画された受光光学系（受光レンズ）９を介して受光して受光信号を発生して、受光信号のレベルに基づき物体が検出される。投光レンズ４および受光レンズ９が、装置底面の窓枠６により形成された窓部５に近接して配置されている。装置１００の前側外面には、後述する検知エリアオン・オフ設定手段１４であるディップ（Ｄｉｐ）スイッチが設けられている。
【００２０】
図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成の一例、（Ｂ）はこの投光器１と受光器２により形成される検知エリアＡを示す。図１（Ａ）のように、投光器１は、横方向Ｘに２個、縦方向Ｙに４個が配置された合計８個（Ａ〜Ｈ）の相異なる投光素子３と、各投光素子３から送出される近赤外線を、各列Ａ１〜Ａ４が８個のエリアを有するように、複数の例えば４つの所定パターンで投射する横方向Ｘに４分割されたレンズセグメント（４-1、４-2、４-3、４-4）からなる投光レンズ４とを有している。受光器２は、横方向Ｘに配置された相異なる４個（ａ〜ｄ）の受光素子８と、各行、各列の検知エリアＡから反射した近赤外線を各受光素子８に入射するよう集光する縦方向Ｙに４分割されたレンズセグメント（９-1、９-2、９-3、９-4）からなる受光レンズ９とを有している。
【００２１】
この第１実施形態では、投光器１の投光レンズ４が横方向Ｘに沿ってｎ（４）個に分割され、受光器２の受光レンズ９が縦方向Ｙにｍ（４）個に分割されている場合に、投光器１の投光素子３は、受光器２の受光レンズ９が分割された縦方向Ｙにその分割数と同じ数のｍ（４）個と、および横方向Ｘにそれぞれ２個配置されて、受光器２の受光素子８は、投光器１の投光レンズ４が分割された横方向Ｘにその分割数と同じ数のｎ（４）個配置されており、投光素子３および受光素子８のうち、受光素子８が横方向Ｘおよび縦方向Ｙのうち横方向Ｘにのみ、つまり単列に配置されている。
【００２２】
図１（Ｂ）のように、検知エリアＡは、前記投光器１と受光器２を組み合わせた構成により、縦方向Ｙに４列（Ａ１〜Ａ４）に配置されるとともに、各列Ａ１〜Ａ４ごとにそれぞれ横方向Ｘに８行に配置される。各列Ａ１〜Ａ４は、投光素子３のＡ〜Ｈの投光に対応させたもので横方向Ｘにそれぞれ延びて形成され、１列目のＡ１はＡＢＡＢＡＢＡＢ、２列目のＡ２はＣＤＣＤＣＤＣＤ、３列目のＡ３はＥＦＥＦＥＦＥＦ、４列目のＡ４はＧＨＧＨＧＨＧＨに配置される。各行（１〜８行目）は、受光素子８の４つのａ〜ｄの受光に対応させたもので、縦方向Ｙにそれぞれ延びて形成され、以下の説明の便宜上により、４つの２行（ＡＣＧＥ、ＢＤＦＨ）ずつからなる４つのａ〜ｄグループにより形成されるものである。なお、検知エリアＡは、投光レンズ４および受光レンズ９の作用により、これらの位置に対して横方向Ｘ、縦方向Ｙともに逆向きに形成される。
【００２３】
投光レンズ４の横方向Ｘに４分割されたレンズセグメント（４-1、４-2、４-3、４-4）に対応して、投光素子３は、横方向Ｘに２個ずつが縦方向Ｙに４組（ＡＢ、ＣＤ、ＥＦ、ＧＨ）で合計８個装着され、受光レンズ９の縦方向Ｙに４分割されたレンズセグメント（９-1、９-2、９-3、９-4）に対応して、受光素子８は横方向Ｘに４個（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）装着されている。横方向Ｘに４分割された投光レンズ４を通して、縦方向Ｙに４組の投光素子３に対して、検知エリアＡの４列（Ａ１〜Ａ４）を割り当てており、縦方向Ｙに４分割された受光レンズ９を通して、横方向Ｘに４個の受光素子８に対して、検知エリアＡの各２行を有する４グループ（ａ〜ｄグループ）の８行を割り当てている。したがって、投光素子３および受光素子８は、対応する横方向Ｘに４分割された投光レンズ４および縦方向Ｙに４分割された受光レンズ９によって、４列で各列８（＝２×４）行の検知エリアＡを設定する。
【００２４】
この場合、それぞれ投光レンズ４および受光レンズ９を介した、受光素子ａおよび投光素子Ａ〜Ｈに対して４列２行のａグループ、受光素子ｂおよび投光素子Ａ〜Ｈに対して４列２行のｂグループ、受光素子ｃおよび投光素子Ａ〜Ｈに対して４列２行のｃグループ、受光素子ｄおよび投光素子Ａ〜Ｈに対して４列２行のｄグループの検知エリアＡが形成される。すなわち、検知エリアＡにおける８行４列の３２個のエリアが、それぞれ投光素子３の８個のＡ〜Ｈおよび受光素子８の４個のａ〜ｄによって特定される。
【００２５】
これにより、検知エリアＡの３２個のエリアでは各投光素子３および各受光素子８の組み合わせにより電気信号がそれぞれ異なるので、複数の検知エリアＡのうちどのエリアで物体を検出しているか判別することができる。
【００２６】
図４は本発明の第１実施形態に係る能動型物体検知装置１００の電気的構成を示すブロック図である。この能動型物体検知装置１００は、各投光素子３（Ａ〜Ｈ）が、マイクロコンピュータからなる制御部１０の制御を受けて駆動回路７により個々に駆動制御されて、近赤外線の検知線を検知エリアＡに向けて送出する。検知エリアＡから反射した近赤外線を受光した受光素子８（ａ〜ｄ）から出力される受光信号は、それぞれ個々に増幅回路１１で増幅されて制御部１０に出力される。
【００２７】
制御部１０は、装置全体を制御するとともに、各受光素子８ごとに個々に入力する受光信号が設定レベルを超えているか否かを判別する受光レベル判別手段１２と、前記投光レンズ４および受光レンズ９に対応する投光素子３および受光素子８を電気的に作動または不作動に切り換えて、複数の検知エリアＡのうちの所定エリアの検出制御を個別的に行うエリア個別制御手段１３とを備えている。エリア個別制御手段１３は、例えば、図２のＤｉｐスイッチのような検知エリアオン・オフスイッチ１４のオン・オフ設定に基づいて、所定エリアごとの検出制御を行う。
【００２８】
このように、この能動型物体検出装置１００は、横方向Ｘに４分割された投光レンズ４および縦方向Ｙに４分割された受光レンズ９の組み合わせを用い、投光素子３を縦方向Ｙに沿って受光レンズ９の分割数と同じ数だけ配列させ、受光素子８を横方向Ｘに沿って投光レンズ４の分割数と同じ数だけ配列させることにより、複数の検知エリアＡのうちどのエリアで物体を検出しているか判別して、誤検出の生じ易い所定エリアだけを無効にするように当該所定エリアを電気的に個別的に検出制御することが可能となる。また、上記レンズの組み合わせを用いることにより、図１０の従来の能動型物体検出装置の受光器５２の受光素子５８が８個であるのに対して、受光素子８を４個に削減することもできる。
【００２９】
制御部１０は、エリア個別制御手段１３により、各投光素子３Ａ〜３Ｅのうち、検知エリアオン・オフスイッチ（Ｄｉｐスイッチ）１４によりオンに設定された検知エリアの所定エリアに対応するもののみを駆動するよう駆動回路７に対し指令する。また、制御部１０は、各受光素子８ごとに個々に入力する受光信号が設定レベルを超えているか否かを受光レベル判別手段１０ａにより判別して、設定レベルを超えていると判別したときに、自動ドア１８の開閉制御装置１７に対し物体検知信号を出力する。
【００３０】
能動型物体検知装置１００の外部に設置された自動ドア１８の開閉制御装置１７は、制御部１０から物体検知信号が入力したときにドア開信号を出力する起動回路２２と、自動ドア１８を開閉作動させるドアエンジン２４と、起動回路２２からドア開信号を受けたときにドアエンジン２４を開動作させるドアエンジンコントローラ２３とを備えている。
【００３１】
以下、上記構成の能動型物体検出装置１００の動作例について説明する。図２のＤｉｐスイッチ１４のオン・オフ設定に基づくエリア個別制御手段１３によって、所定エリアごとの検出制御が行われる。この例では、図５（Ａ）のように、例えば８ビットのＤｉｐスイッチ１４（１〜８）に検知エリアＡの１〜８行目を対応させている。図５（Ａ）の例では、検知エリアＡの１〜３、８行目が誤検出の生じ易いエリアであり、このため、Ｄｉｐスイッチ１４の４〜７をオンとして検知エリアＡの４〜７行目を有効に、Ｄｉｐスイッチ１４の１〜３、８をオフとして、１〜３、８行目を無効としている。このように、各行ごとの有効、無効検出の選択が可能となる。
【００３２】
図５（Ｂ）の例では、検知エリアＡ内の例えば装置真下のエリアで、自動ドア１８の開閉による無目の振動により装置が振動し、この装置の僅かな移動により、床が白黒などの反射量の異なるコントラストであるとき光反射の変化量が大きくなって物体の誤検出が生じ易くなる場合に、自動ドア１８の図示しないリミットスイッチなどを利用して、自動ドア１８が閉じている間は検知エリアＡの真下エリア（１列目の４行目、５行目のエリア）を投光、受光しないように、投光素子３のＡ、Ｂ、受光素子８のｂ、ｃを制御する。
【００３３】
図５（Ｃ）の例では、戸袋を有する場合、自動ドア１８が開く側について、Ｄｉｐスイッチ１４の１〜４をオンとして検知エリアＡの１〜４行目を有効に、Ｄｉｐスイッチ１４の５〜８をオフとして、５〜８行目を無効としている。なお、戸袋安全用に、検知エリアＡの５〜８行目で人体のような物体を検出している場合に、自動ドア１８が開いて人体が当該ドアに挟まれないように、自動ドア１８を開けないようにしたり、人体に対して退出を促す音声などを出力することもできる。
【００３４】
図６は、能動型物体検知装置の動作の他例を示す説明図である。（Ａ）は、検知エリアＡにおける物体の進入方向α、βを示す図、（Ｂ）は、その検出タイミングチャートを示す図である。この他例では、物体の検出タイミングとその位置情報に基づいて、自動ドア１８の開閉維持の制御または所定エリアの有効・無効の検出制御を行う。（Ａ）のように、自動ドア１８を通過した後の進入方向αでは、（Ｂ）のように、順次１列・１行目、２列・３行目、３列・３行目、３列・４行目、４列・４行目と人体が検出され、自動ドア１８を通過した人体に対してその位置および方向に応じて、早く自動ドア１８を閉める制御を行うことができる。（Ａ）のように、進入方向βでは、自動ドア１８と平行に進入するもので、（Ｂ）のように同様に順次人体が検出され、この場合自動ドア１８を開けない制御を行うことができる。これにより、物体の位置および方向判別により、物体の移動状態に応じた有効な制御が可能となる。
【００３５】
また、図示しないが、検知エリアＡの１列目を自動ドア１８の内側に設定したドアウエイ機能時に、自動ドア１８が完全閉まっているときに１列目のエリアを無効にし、自動ドア１８が開き始めるとその動きに合わせて有効エリアを中央部から増加させ、逆に自動ドア１８が閉まり始めると有効エリアを両端から無効にする制御が可能となる。これにより、自動ドアが閉まる直前まで安全性の確保が可能となる。
【００３６】
このように、第１実施形態では、投光レンズ４と受光レンズ８を、その分割（区画）された方向が互いに直交する横方向Ｘと縦方向Ｙである特定の組み合わせとし、投光素子３を受光レンズ９の区画された縦方向Ｙに沿って受光レンズ９の区画数と同じ数だけ配列させ、受光素子８を投光レンズ４の区画された横方向Ｘに沿って投光レンズ４の区画数と同じ数だけ配列させることにより、簡単な構成かつ低コストで、容易に複数の検知エリアＡのうちで物体が検出されたエリアを特定でき、所定エリアについての有効・無効の検出制御を電気的に個別的に行うことができる。なお、後述するように、投光素子３を受光レンズ９の区画された縦方向Ｙに沿って受光レンズ９の区画数の整数倍だけ配列させ、受光素子８を投光レンズ４の区画された横方向Ｘに沿って投光レンズ４の区画数の整数倍だけ配列させることができる。
【００３７】
図７（Ａ）は、第２実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。図７（Ａ）のように、この第２実施形態では、投光器１の投光レンズ４が横方向Ｘに沿ってｎ（４）個に分割され、受光器２の受光レンズ９が縦方向Ｙにｍ（３）個に分割されている場合に、投光器１の投光素子３は、受光器２の受光レンズ９が分割された縦方向Ｙにその分割数と同じ数のｍ（３）個配置されて、受光器２の受光素子８は、投光器１の投光レンズ４が分割された横方向Ｘにその分割数と同じ数のｎ（４）個配置されており、この例では投光素子３、受光素子８がそれぞれ縦方向Ｙ、横方向Ｘに単列に配置されている。
【００３８】
図７（Ａ）の投光器１と受光器２の構成により、図７（Ｂ）のように、４行３列の検知エリアＡが形成される。その他の構成は第１実施形態と同様である。第２実施形態では、第１実施形態と同様に、検知エリアＡの１２個のエリアでは各投光素子３および各受光素子８の組み合わせにより電気信号がそれぞれ異なるので、複数の検知エリアＡのうちどのエリアで物体を検出しているか判別することができる。
【００３９】
図８（Ａ）は、第３実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。（Ａ）のように、この第３実施形態では、投光器１の投光レンズ４が横方向Ｘに沿ってｎ（４）個に分割され、受光器２の受光レンズ９が縦方向Ｙにｍ（３）個に分割されている場合に、投光器１の投光素子３は、受光器２の受光レンズ９が分割された縦方向Ｙにその分割数と同じ数のｍ（３）個、および横方向Ｘにそれぞれ３個（合計９個）配置されて、受光器２の受光素子８は、投光器１の投光レンズ４が分割された横方向Ｘにその分割数と同じ数のｎ（４）個配置されており、受光素子８が横方向Ｘにのみ単列に配置されている。
【００４０】
図８（Ａ）の投光器１と受光器２の構成により、図８（Ｂ）のように、１２行３列の検知エリアＡが形成される。その他の構成は第１実施形態と同様である。第３実施形態では、第１実施形態と同様に、検知エリアＡの３６個のエリアでは各投光素子３および各受光素子８の組み合わせにより電気信号がそれぞれ異なるので、複数の検知エリアＡのうちどのエリアで物体を検出しているか判別することができる。第３実施形態の投光素子３は、第２実施形態の投光素子３が縦方向Ｙに３個配置されたのと異なり、縦方向Ｙの３個、横方向Ｘにそれぞれ３個配置されており、横方向Ｘの数を増加させることにより、行数を増加させることができる。
【００４１】
第３実施形態のように、第２実施形態と比べて、投光素子３の数を受光レンズ９の分割数の整数倍（３倍）に増加させると、検知エリアの個数が増加するものの、検知エリアを構成する投光エリアと受光エリアにおいて、投光エリアが大きくなって受光エリアの外に投光エリアが照射される可能性があり、検知エリアのうちで物体が検出されたエリアを特定できない場合も起こり得る。これに対応するために、受光素子８の数を投光レンズ４の分割数の整数倍に増加させて受光エリアを大きくすることができる。例えば、第３実施形態において、投光レンズ４の４分割に応じて、１分割あたり１個ずつとして受光素子８を４個だけＸ方向に沿って配置しているが、投光素子３の数の増加に対応するため、１分割あたり２個ずつ（電気的には１個の取り扱い）として、受光素子８を合計８個に増加してＸ方向に沿って配置することができる。これにより、検知エリアの個数が増加しても物体が検出されたエリアを確実に特定することが可能となる。
【００４２】
図９は本発明の第４実施形態に係る能動型物体検出装置１１０を示す。（Ａ）は投光器１の側面図、（Ｂ）は投光器１の正面図、（Ｃ）は受光器２の正面図、（Ｄ）は受光器２の側面図である。この第４実施形態では、図１の第１実施形態が受光光学系に縦方向Ｙに分割（区画）した受光レンズ９を使用したのと異なり、それに代えて、単一の受光レンズ９ａと縦方向Ｙに区画したプリズム９ｂとを使用している。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００４３】
この装置１１０では、（Ｄ）のように、可視光線カットフィルタである窓部５をプリズム９ｂの形状にすることにより、縦方向Ｙに４つに区画している。また、横方向Ｘに分割された投光レンズ４による横方向Ｘに延びるエリアに対応して、受光光学系９の受光レンズ９ａは横方向Ｘに偏光させる例えばシリンドリカルレンズなどが好ましい。
【００４４】
これにより、第４実施形態では、第１実施形態と同様に、投光光学系（投光レンズ）４と受光光学系９を、その区画された方向が互いに直交する横方向Ｘまたは縦方向Ｙである特定の組み合わせとし、投光素子３を縦方向Ｙに沿って受光レンズ９の区画数と同じ数だけ配列させ、受光素子８を横方向Ｘに沿って投光レンズ４の区画数（分割数）と同じ数だけ配列させることにより、簡単な構成かつ低コストで、容易に、複数の検知エリアＡのうちで物体が検出されたエリアを特定でき、所定エリアについての有効・無効の検出制御を電気的に個別的に行うことができる。
【００４５】
なお、上記各実施形態では、投光器の投光光学系を横方向Ｘに区画、受光器の受光光学系を縦方向Ｙに区画したものをそれぞれ使用しているが、投光器の投光光学系を縦方向Ｙに区画、受光器の受光光学系を横方向Ｘに区画したものを使用してもよい。
【００４６】
また、上記各実施形態では、複数の検知エリアＡを８行４列、４行３列、１２行３列としているが、これに何ら限定されず、これより行数および列数が多いもの、並びに少ない検知エリアも含まれる。さらに、投光器、受光器をそれぞれ１セットとしているが、横方向Ｘに２セット以上設けるようにしてもよい。
【００４７】
なお、上記各実施形態では、検知線に近赤外線を使用しているが、これに限定されず、遠赤外線、または超音波、電波などを使用してもよい。さらに、本発明は、上下に開閉駆動する自動シャッタにも適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１：投光器
２：受光器
３：投光素子
４：投光用光学系（横方向に区画した投光レンズ）
５：窓部
８：受光素子
９：受光用光学系（縦方向に区画した受光レンズ）
１３：エリア個別制御手段
１４：検知エリアオン・オフ設定手段
１８：自動開閉ドア（自動ドア）
１００、１１０：能動型物体検出装置
Ａ（Ａ１〜Ａ４）：検知エリア
Ｘ：左右（横）方向
Ｙ：前後（縦）方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の検知エリアに向けて物体検出用の検知線を送出して、物体で反射した検知線を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人体のような物体を検出する能動型物体検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の検知エリアに向けて投光器から赤外線のような人間の眼に見えない物体検出用の検知線を送出して、受光器により物体で反射した検知線を受けて受光信号を発生させ、この受光信号が設定レベルを超えることにより人体のような物体を検出する能動型物体検出装置が知られている。この能動型物体検出装置は、例えば自動ドア開閉のための物体検出用として自動ドアセンサに用いられる。
【０００３】
この従来装置として、投光器および受光器により形成される複数の検知エリアが、自動ドアに近い位置から遠い位置に向かう前後方向、および左右方向に延びてマトリクス状に配置され、投光器により、検知エリアに向けて複数の投光素子から複数に分割されたレンズを介して物体検出用の検知線を送出させ、受光器により、物体で反射した前記検知線を複数の受光素子で同様に複数に分割されたレンズを介して受光させて、受光信号を発生させる能動型物体検出装置が挙げられる（特許文献１）。
【０００４】
図３は検知エリアの一例を示すもので、図３（Ａ）は自動開閉ドア１８のスライド方向から見た検知エリアＡの説明図、同図（Ｂ）は検知エリアＡを示す平面図である。図３（Ａ）のように、能動型物体検知装置１００は無目５０の側面に取り付けられ、検知エリアＡは、設置された能動型物体検知装置１００に近い位置から遠い位置に向かう前後方向Ｙに４列に配置されており、図３（Ｂ）のように、各列の検知エリアＡ１〜Ａ４は、それぞれ左右方向Ｘに８個のエリアからなる。
【０００５】
図１０（Ａ）は従来の能動型物体検知装置における投光器５１と受光器５２の構成、図１０（Ｂ）はこの投光器５１と受光器５２により形成される検知エリアＡを示す。図１０（Ａ）のように、投光器５１により、相異なる８個（Ａ〜Ｈ）の投光素子５３から図１０（Ｂ）の検知エリアＡに向けて左右（横）方向Ｘに４分割された投光レンズ５４を介して物体検出用の検知線が送出され、受光器５２により、物体で反射した検知線を相異なる８個（Ａ〜Ｈ）の受光素子５８で同様に横方向Ｘに４分割された受光レンズ５９を介して受光させて、受光信号が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９２５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、能動型物体検出装置は、上記したように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、上記投光器および受光器により形成される複数の検知エリアも人間の眼に見えないので、物体が複数の検知エリアのどのエリアに存在しているかを特定することが本来的に難しい。
【０００８】
また、検知エリア内の例えば装置真下のエリアでは、ドアの開閉による無目の振動により装置が振動し、この装置の僅かな移動によって、床が白黒などの反射量の異なるコントラストである場合には光反射の変化量が大きくなって、物体の誤検出が生じ易くなる。また、風で揺れる木や太陽光を反射する物体などが存在するエリアなどでも同様に物体の誤検出が生じ易くなる。このような場合、複数の検知エリアのうち誤検出の生じ易いエリアだけを無効にすることにより、誤検出を回避することができる。このエリア検出の制御方法としては、電気的にエリアを無効にする方法と光学的にエリアを除外する方法が知られている。
【０００９】
しかし、従来装置では、図１０（Ｂ）のように、複数の検知エリアＡにおいて、投光器５１の投光素子（Ａ〜Ｈ）と受光器５２の受光素子（Ａ〜Ｈ）のうち、互いに同じ位置に配置された、投光素子（Ａ〜Ｈ）からの投光レンズ５４を介した光線と、受光素子（Ａ〜Ｈ）からの受光レンズ５９を介した光線とが重なっているエリアが複数存在する。例えば、投光素子Ｂと受光素子Ｂとによる光線同士が重なるエリアが４つ存在する。この４つのエリアでは電気信号が同一であるため、検知エリアＡのうちどのエリアで物体を検出しているか判別できない。このため、複数の検知エリアＡのうち誤検出の生じ易い所定エリアだけを無効にするように、簡単な構成かつ低コストで、電気的に個別的に検出制御することが困難であるという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記の問題点を解決して、簡単な構成かつ低コストで、容易に複数の検知エリアのうち所定エリアを電気的に個別的に検出制御ができる能動型物体検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明にかかる能動型物体検出装置は、複数の検知エリアに向けて複数の投光素子から投光光学系を介して物体検出用の検知線を送出する投光器と、物体で反射した前記検知線を複数の受光素子で受光光学系を介して受光して受光信号を発生する受光器と、受光信号のレベルに基づき物体を検出する制御を行う制御部とを備えた、自動開閉装置の開閉に用いられるものである。前記投光器および受光器により形成される複数の検知エリアは、自動ドアに近い位置から遠い位置に向かう前後方向、および左右方向に延びてマトリクス状に配置されている。前記投光器の投光光学系は、前後方向または左右方向に沿ってｎ個に区画され、前記受光器の受光光学系は、前記投光光学系が区画された方向に直交する左右方向または前後方向に沿ってｍ個に区画され、前記投光素子は、前記受光光学系が区画された方向にｍ個またはその整数倍が配置されて、前記受光素子は、前記投光光学系が区画された方向にｎ個またはその整数倍が配置されている。前記制御部は、前記投光光学系および受光光学系に対応する前記投光素子および受光素子を電気的に作動または不作動に切り換えて、前記複数の検知エリアのうちの所定エリアの検出制御を個別的に行うエリア個別制御手段を備えている。
【００１２】
この構成によれば、投光光学系と受光光学系を、その区画された方向が互いに直交する左右方向または前後方向である特定の組み合わせとし、投光素子を受光光学系の区画された方向に沿って受光光学系の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させ、受光素子を投光光学系の区画された方向に沿って投光光学系の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させることにより、簡単な構成かつ低コストで、容易に複数の検知エリアのうちで物体が検出されたエリアを特定でき、所定エリアについての有効・無効の検出制御を電気的に個別的に行うことができる。
【００１３】
好ましくは、前記投光素子または受光素子のいずれか一方が、複数列に配置されている。したがって、より容易かつ低コストで、特定可能なエリアを増加させた検知エリアを得ることができる。
【００１４】
好ましくは、前記投光光学系および受光光学系は分割レンズであって、いずれか一方が左右方向に沿って複数のレンズセグメントが配置された横分割レンズであり、他方が前後方向に沿って複数のレンズセグメントが配置された縦分割レンズである。または、前記投光光学系および受光光学系は、少なくともいずれか一方が単一のレンズと窓部を利用したプリズムの組み合わせ構造であって、光線カットフィルタである窓部をプリズムの形状とすることで、左右方向または前後方向に沿って複数に区画されている。したがって、より簡単な構成で、物体が検出されたエリアを特定でき、所定エリアについての有効・無効の検出制御を電気的に個別的に行うことができる。
【００１５】
好ましくは、物体の検出タイミングとその位置情報に基づいて、自動ドアの開閉維持の制御または所定エリアの有効・無効の検出制御を行う。したがって、物体の位置および方向判別ができるので、物体の移動状態に応じた有効な制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、投光光学系と受光光学系を、その区画された方向が互いに直交する左右方向または前後方向である特定の組み合わせとし、投光素子を受光光学系の区画された方向に沿って受光光学系の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させ、受光素子を投光光学系の区画された方向に沿って投光光学系の区画数と同じ数またはその整数倍だけ配列させることにより、簡単な構成かつ低コストで、容易に複数の検知エリアのうち所定エリアを電気的に個別的に検出制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成の一例、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。
【図２】同実施形態に係る能動型物体検知装置を示す概略正面図である。
【図３】（Ａ）は同実施形態における自動開閉ドアのスライド方向側から見た検知エリアの説明図、（Ｂ）は検知エリアを示す平面図である。
【図４】同上の能動型物体検知装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は同上の能動型物体検知装置の動作の一例を示す説明図である。
【図６】同上の能動型物体検知装置の動作の他例を示す説明図である。
【図７】（Ａ）は第２実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。
【図８】（Ａ）は第３実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。
【図９】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の第４実施形態に係る能動型物体検知装置の投光器と受光器の構成を示す図である。
【図１０】（Ａ）は従来の能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図３に示すように、本発明の第１実施形態の能動型物体検出装置１００は、例えば検知線Ｒとして近赤外線を使用するＡＩＲ（能動型赤外線方式）センサで、無目５０の側面に取り付けられている。この能動型物体検出装置１００は自動開閉装置の一種である自動ドア１８の開閉に用いられるものである。この検知エリアＡは前記したとおり、図３（Ａ）に示すように、例えば能動型物体検出装置１００に近い位置から遠い位置に向かって前後（縦）方向Ｙに４列に配置されており、各列の検知エリアＡ１〜Ａ４は、図３（Ｂ）に示すように、それぞれ左右（横）方向Ｘに８個のエリアからなる。
【００１９】
図２は、図３（Ａ）の能動型物体検出装置１００の一部破断した概略正面図を示す。図２のように、この能動型物体検出装置１００は、投光器１と受光器２とが横方向Ｘに離間して配置され、投光器１は、装置１００の下方に形成された検知エリアＡ（図３（Ｂ））に向けて複数の投光素子３から横方向Ｘに区画された投光光学系（投光レンズ）４を介して物体検出用の検知線Ｒを送出し、受光器２は、物体で反射した検知線Ｒを複数の受光素子８で縦方向Ｙに区画された受光光学系（受光レンズ）９を介して受光して受光信号を発生して、受光信号のレベルに基づき物体が検出される。投光レンズ４および受光レンズ９が、装置底面の窓枠６により形成された窓部５に近接して配置されている。装置１００の前側外面には、後述する検知エリアオン・オフ設定手段１４であるディップ（Ｄｉｐ）スイッチが設けられている。
【００２０】
図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成の一例、（Ｂ）はこの投光器１と受光器２により形成される検知エリアＡを示す。図１（Ａ）のように、投光器１は、横方向Ｘに２個、縦方向Ｙに４個が配置された合計８個（Ａ〜Ｈ）の相異なる投光素子３と、各投光素子３から送出される近赤外線を、各列Ａ１〜Ａ４が８個のエリアを有するように、複数の例えば４つの所定パターンで投射する横方向Ｘに４分割されたレンズセグメント（４-1、４-2、４-3、４-4）からなる投光レンズ４とを有している。受光器２は、横方向Ｘに配置された相異なる４個（ａ〜ｄ）の受光素子８と、各行、各列の検知エリアＡから反射した近赤外線を各受光素子８に入射するよう集光する縦方向Ｙに４分割されたレンズセグメント（９-1、９-2、９-3、９-4）からなる受光レンズ９とを有している。
【００２１】
この第１実施形態では、投光器１の投光レンズ４が横方向Ｘに沿ってｎ（４）個に分割され、受光器２の受光レンズ９が縦方向Ｙにｍ（４）個に分割されている場合に、投光器１の投光素子３は、受光器２の受光レンズ９が分割された縦方向Ｙにその分割数と同じ数のｍ（４）個と、および横方向Ｘにそれぞれ２個配置されて、受光器２の受光素子８は、投光器１の投光レンズ４が分割された横方向Ｘにその分割数と同じ数のｎ（４）個配置されており、投光素子３および受光素子８のうち、受光素子８が横方向Ｘおよび縦方向Ｙのうち横方向Ｘにのみ、つまり単列に配置されている。
【００２２】
図１（Ｂ）のように、検知エリアＡは、前記投光器１と受光器２を組み合わせた構成により、縦方向Ｙに４列（Ａ１〜Ａ４）に配置されるとともに、各列Ａ１〜Ａ４ごとにそれぞれ横方向Ｘに８行に配置される。各列Ａ１〜Ａ４は、投光素子３のＡ〜Ｈの投光に対応させたもので横方向Ｘにそれぞれ延びて形成され、１列目のＡ１はＡＢＡＢＡＢＡＢ、２列目のＡ２はＣＤＣＤＣＤＣＤ、３列目のＡ３はＥＦＥＦＥＦＥＦ、４列目のＡ４はＧＨＧＨＧＨＧＨに配置される。各行（１〜８行目）は、受光素子８の４つのａ〜ｄの受光に対応させたもので、縦方向Ｙにそれぞれ延びて形成され、以下の説明の便宜上により、４つの２行（ＡＣＧＥ、ＢＤＦＨ）ずつからなる４つのａ〜ｄグループにより形成されるものである。なお、検知エリアＡは、投光レンズ４および受光レンズ９の作用により、これらの位置に対して横方向Ｘ、縦方向Ｙともに逆向きに形成される。
【００２３】
投光レンズ４の横方向Ｘに４分割されたレンズセグメント（４-1、４-2、４-3、４-4）に対応して、投光素子３は、横方向Ｘに２個ずつが縦方向Ｙに４組（ＡＢ、ＣＤ、ＥＦ、ＧＨ）で合計８個装着され、受光レンズ９の縦方向Ｙに４分割されたレンズセグメント（９-1、９-2、９-3、９-4）に対応して、受光素子８は横方向Ｘに４個（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）装着されている。横方向Ｘに４分割された投光レンズ４を通して、縦方向Ｙに４組の投光素子３に対して、検知エリアＡの４列（Ａ１〜Ａ４）を割り当てており、縦方向Ｙに４分割された受光レンズ９を通して、横方向Ｘに４個の受光素子８に対して、検知エリアＡの各２行を有する４グループ（ａ〜ｄグループ）の８行を割り当てている。したがって、投光素子３および受光素子８は、対応する横方向Ｘに４分割された投光レンズ４および縦方向Ｙに４分割された受光レンズ９によって、４列で各列８（＝２×４）行の検知エリアＡを設定する。
【００２４】
この場合、それぞれ投光レンズ４および受光レンズ９を介した、受光素子ａおよび投光素子Ａ〜Ｈに対して４列２行のａグループ、受光素子ｂおよび投光素子Ａ〜Ｈに対して４列２行のｂグループ、受光素子ｃおよび投光素子Ａ〜Ｈに対して４列２行のｃグループ、受光素子ｄおよび投光素子Ａ〜Ｈに対して４列２行のｄグループの検知エリアＡが形成される。すなわち、検知エリアＡにおける８行４列の３２個のエリアが、それぞれ投光素子３の８個のＡ〜Ｈおよび受光素子８の４個のａ〜ｄによって特定される。
【００２５】
これにより、検知エリアＡの３２個のエリアでは各投光素子３および各受光素子８の組み合わせにより電気信号がそれぞれ異なるので、複数の検知エリアＡのうちどのエリアで物体を検出しているか判別することができる。
【００２６】
図４は本発明の第１実施形態に係る能動型物体検知装置１００の電気的構成を示すブロック図である。この能動型物体検知装置１００は、各投光素子３（Ａ〜Ｈ）が、マイクロコンピュータからなる制御部１０の制御を受けて駆動回路７により個々に駆動制御されて、近赤外線の検知線を検知エリアＡに向けて送出する。検知エリアＡから反射した近赤外線を受光した受光素子８（ａ〜ｄ）から出力される受光信号は、それぞれ個々に増幅回路１１で増幅されて制御部１０に出力される。
【００２７】
制御部１０は、装置全体を制御するとともに、各受光素子８ごとに個々に入力する受光信号が設定レベルを超えているか否かを判別する受光レベル判別手段１２と、前記投光レンズ４および受光レンズ９に対応する投光素子３および受光素子８を電気的に作動または不作動に切り換えて、複数の検知エリアＡのうちの所定エリアの検出制御を個別的に行うエリア個別制御手段１３とを備えている。エリア個別制御手段１３は、例えば、図２のＤｉｐスイッチのような検知エリアオン・オフスイッチ１４のオン・オフ設定に基づいて、所定エリアごとの検出制御を行う。
【００２８】
このように、この能動型物体検出装置１００は、横方向Ｘに４分割された投光レンズ４および縦方向Ｙに４分割された受光レンズ９の組み合わせを用い、投光素子３を縦方向Ｙに沿って受光レンズ９の分割数と同じ数だけ配列させ、受光素子８を横方向Ｘに沿って投光レンズ４の分割数と同じ数だけ配列させることにより、複数の検知エリアＡのうちどのエリアで物体を検出しているか判別して、誤検出の生じ易い所定エリアだけを無効にするように当該所定エリアを電気的に個別的に検出制御することが可能となる。また、上記レンズの組み合わせを用いることにより、図１０の従来の能動型物体検出装置の受光器５２の受光素子５８が８個であるのに対して、受光素子８を４個に削減することもできる。
【００２９】
制御部１０は、エリア個別制御手段１３により、各投光素子３Ａ〜３Ｅのうち、検知エリアオン・オフスイッチ（Ｄｉｐスイッチ）１４によりオンに設定された検知エリアの所定エリアに対応するもののみを駆動するよう駆動回路７に対し指令する。また、制御部１０は、各受光素子８ごとに個々に入力する受光信号が設定レベルを超えているか否かを受光レベル判別手段１０ａにより判別して、設定レベルを超えていると判別したときに、自動ドア１８の開閉制御装置１７に対し物体検知信号を出力する。
【００３０】
能動型物体検知装置１００の外部に設置された自動ドア１８の開閉制御装置１７は、制御部１０から物体検知信号が入力したときにドア開信号を出力する起動回路２２と、自動ドア１８を開閉作動させるドアエンジン２４と、起動回路２２からドア開信号を受けたときにドアエンジン２４を開動作させるドアエンジンコントローラ２３とを備えている。
【００３１】
以下、上記構成の能動型物体検出装置１００の動作例について説明する。図２のＤｉｐスイッチ１４のオン・オフ設定に基づくエリア個別制御手段１３によって、所定エリアごとの検出制御が行われる。この例では、図５（Ａ）のように、例えば８ビットのＤｉｐスイッチ１４（１〜８）に検知エリアＡの１〜８行目を対応させている。図５（Ａ）の例では、検知エリアＡの１〜３、８行目が誤検出の生じ易いエリアであり、このため、Ｄｉｐスイッチ１４の４〜７をオンとして検知エリアＡの４〜７行目を有効に、Ｄｉｐスイッチ１４の１〜３、８をオフとして、１〜３、８行目を無効としている。このように、各行ごとの有効、無効検出の選択が可能となる。
【００３２】
図５（Ｂ）の例では、検知エリアＡ内の例えば装置真下のエリアで、自動ドア１８の開閉による無目の振動により装置が振動し、この装置の僅かな移動により、床が白黒などの反射量の異なるコントラストであるとき光反射の変化量が大きくなって物体の誤検出が生じ易くなる場合に、自動ドア１８の図示しないリミットスイッチなどを利用して、自動ドア１８が閉じている間は検知エリアＡの真下エリア（１列目の４行目、５行目のエリア）を投光、受光しないように、投光素子３のＡ、Ｂ、受光素子８のｂ、ｃを制御する。
【００３３】
図５（Ｃ）の例では、戸袋を有する場合、自動ドア１８が開く側について、Ｄｉｐスイッチ１４の１〜４をオンとして検知エリアＡの１〜４行目を有効に、Ｄｉｐスイッチ１４の５〜８をオフとして、５〜８行目を無効としている。なお、戸袋安全用に、検知エリアＡの５〜８行目で人体のような物体を検出している場合に、自動ドア１８が開いて人体が当該ドアに挟まれないように、自動ドア１８を開けないようにしたり、人体に対して退出を促す音声などを出力することもできる。
【００３４】
図６は、能動型物体検知装置の動作の他例を示す説明図である。（Ａ）は、検知エリアＡにおける物体の進入方向α、βを示す図、（Ｂ）は、その検出タイミングチャートを示す図である。この他例では、物体の検出タイミングとその位置情報に基づいて、自動ドア１８の開閉維持の制御または所定エリアの有効・無効の検出制御を行う。（Ａ）のように、自動ドア１８を通過した後の進入方向αでは、（Ｂ）のように、順次１列・１行目、２列・３行目、３列・３行目、３列・４行目、４列・４行目と人体が検出され、自動ドア１８を通過した人体に対してその位置および方向に応じて、早く自動ドア１８を閉める制御を行うことができる。（Ａ）のように、進入方向βでは、自動ドア１８と平行に進入するもので、（Ｂ）のように同様に順次人体が検出され、この場合自動ドア１８を開けない制御を行うことができる。これにより、物体の位置および方向判別により、物体の移動状態に応じた有効な制御が可能となる。
【００３５】
また、図示しないが、検知エリアＡの１列目を自動ドア１８の内側に設定したドアウエイ機能時に、自動ドア１８が完全閉まっているときに１列目のエリアを無効にし、自動ドア１８が開き始めるとその動きに合わせて有効エリアを中央部から増加させ、逆に自動ドア１８が閉まり始めると有効エリアを両端から無効にする制御が可能となる。これにより、自動ドアが閉まる直前まで安全性の確保が可能となる。
【００３６】
このように、第１実施形態では、投光レンズ４と受光レンズ８を、その分割（区画）された方向が互いに直交する横方向Ｘと縦方向Ｙである特定の組み合わせとし、投光素子３を受光レンズ９の区画された縦方向Ｙに沿って受光レンズ９の区画数と同じ数だけ配列させ、受光素子８を投光レンズ４の区画された横方向Ｘに沿って投光レンズ４の区画数と同じ数だけ配列させることにより、簡単な構成かつ低コストで、容易に複数の検知エリアＡのうちで物体が検出されたエリアを特定でき、所定エリアについての有効・無効の検出制御を電気的に個別的に行うことができる。なお、後述するように、投光素子３を受光レンズ９の区画された縦方向Ｙに沿って受光レンズ９の区画数の整数倍だけ配列させ、受光素子８を投光レンズ４の区画された横方向Ｘに沿って投光レンズ４の区画数の整数倍だけ配列させることができる。
【００３７】
図７（Ａ）は、第２実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。図７（Ａ）のように、この第２実施形態では、投光器１の投光レンズ４が横方向Ｘに沿ってｎ（４）個に分割され、受光器２の受光レンズ９が縦方向Ｙにｍ（３）個に分割されている場合に、投光器１の投光素子３は、受光器２の受光レンズ９が分割された縦方向Ｙにその分割数と同じ数のｍ（３）個配置されて、受光器２の受光素子８は、投光器１の投光レンズ４が分割された横方向Ｘにその分割数と同じ数のｎ（４）個配置されており、この例では投光素子３、受光素子８がそれぞれ縦方向Ｙ、横方向Ｘに単列に配置されている。
【００３８】
図７（Ａ）の投光器１と受光器２の構成により、図７（Ｂ）のように、４行３列の検知エリアＡが形成される。その他の構成は第１実施形態と同様である。第２実施形態では、第１実施形態と同様に、検知エリアＡの１２個のエリアでは各投光素子３および各受光素子８の組み合わせにより電気信号がそれぞれ異なるので、複数の検知エリアＡのうちどのエリアで物体を検出しているか判別することができる。
【００３９】
図８（Ａ）は、第３実施形態に係る能動型物体検知装置における投光器と受光器の構成、（Ｂ）はこの投光器と受光器により形成される検知エリアを示す。（Ａ）のように、この第３実施形態では、投光器１の投光レンズ４が横方向Ｘに沿ってｎ（４）個に分割され、受光器２の受光レンズ９が縦方向Ｙにｍ（３）個に分割されている場合に、投光器１の投光素子３は、受光器２の受光レンズ９が分割された縦方向Ｙにその分割数と同じ数のｍ（３）個、および横方向Ｘにそれぞれ３個（合計９個）配置されて、受光器２の受光素子８は、投光器１の投光レンズ４が分割された横方向Ｘにその分割数と同じ数のｎ（４）個配置されており、受光素子８が横方向Ｘにのみ単列に配置されている。
【００４０】
図８（Ａ）の投光器１と受光器２の構成により、図８（Ｂ）のように、１２行３列の検知エリアＡが形成される。その他の構成は第１実施形態と同様である。第３実施形態では、第１実施形態と同様に、検知エリアＡの３６個のエリアでは各投光素子３および各受光素子８の組み合わせにより電気信号がそれぞれ異なるので、複数の検知エリアＡのうちどのエリアで物体を検出しているか判別することができる。第３実施形態の投光素子３は、第２実施形態の投光素子３が縦方向Ｙに３個配置されたのと異なり、縦方向Ｙの３個、横方向Ｘにそれぞれ３個配置されており、横方向Ｘの数を増加させることにより、行数を増加させることができる。
【００４１】
第３実施形態のように、第２実施形態と比べて、投光素子３の数を受光レンズ９の分割数の整数倍（３倍）に増加させると、検知エリアの個数が増加するものの、検知エリアを構成する投光エリアと受光エリアにおいて、投光エリアが大きくなって受光エリアの外に投光エリアが照射される可能性があり、検知エリアのうちで物体が検出されたエリアを特定できない場合も起こり得る。これに対応するために、受光素子８の数を投光レンズ４の分割数の整数倍に増加させて受光エリアを大きくすることができる。例えば、第３実施形態において、投光レンズ４の４分割に応じて、１分割あたり１個ずつとして受光素子８を４個だけＸ方向に沿って配置しているが、投光素子３の数の増加に対応するため、１分割あたり２個ずつ（電気的には１個の取り扱い）として、受光素子８を合計８個に増加してＸ方向に沿って配置することができる。これにより、検知エリアの個数が増加しても物体が検出されたエリアを確実に特定することが可能となる。
【００４２】
図９は本発明の第４実施形態に係る能動型物体検出装置１１０を示す。（Ａ）は投光器１の側面図、（Ｂ）は投光器１の正面図、（Ｃ）は受光器２の正面図、（Ｄ）は受光器２の側面図である。この第４実施形態では、図１の第１実施形態が受光光学系に縦方向Ｙに分割（区画）した受光レンズ９を使用したのと異なり、それに代えて、単一の受光レンズ９ａと縦方向Ｙに区画したプリズム９ｂとを使用している。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００４３】
この装置１１０では、（Ｄ）のように、可視光線カットフィルタである窓部５をプリズム９ｂの形状にすることにより、縦方向Ｙに４つに区画している。また、横方向Ｘに分割された投光レンズ４による横方向Ｘに延びるエリアに対応して、受光光学系９の受光レンズ９ａは横方向Ｘに偏光させる例えばシリンドリカルレンズなどが好ましい。
【００４４】
これにより、第４実施形態では、第１実施形態と同様に、投光光学系（投光レンズ）４と受光光学系９を、その区画された方向が互いに直交する横方向Ｘまたは縦方向Ｙである特定の組み合わせとし、投光素子３を縦方向Ｙに沿って受光レンズ９の区画数と同じ数だけ配列させ、受光素子８を横方向Ｘに沿って投光レンズ４の区画数（分割数）と同じ数だけ配列させることにより、簡単な構成かつ低コストで、容易に、複数の検知エリアＡのうちで物体が検出されたエリアを特定でき、所定エリアについての有効・無効の検出制御を電気的に個別的に行うことができる。
【００４５】
なお、上記各実施形態では、投光器の投光光学系を横方向Ｘに区画、受光器の受光光学系を縦方向Ｙに区画したものをそれぞれ使用しているが、投光器の投光光学系を縦方向Ｙに区画、受光器の受光光学系を横方向Ｘに区画したものを使用してもよい。
【００４６】
また、上記各実施形態では、複数の検知エリアＡを８行４列、４行３列、１２行３列としているが、これに何ら限定されず、これより行数および列数が多いもの、並びに少ない検知エリアも含まれる。さらに、投光器、受光器をそれぞれ１セットとしているが、横方向Ｘに２セット以上設けるようにしてもよい。
【００４７】
なお、上記各実施形態では、検知線に近赤外線を使用しているが、これに限定されず、遠赤外線、または超音波、電波などを使用してもよい。さらに、本発明は、上下に開閉駆動する自動シャッタにも適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１：投光器
２：受光器
３：投光素子
４：投光用光学系（横方向に区画した投光レンズ）
５：窓部
８：受光素子
９：受光用光学系（縦方向に区画した受光レンズ）
１３：エリア個別制御手段
１４：検知エリアオン・オフ設定手段
１８：自動開閉ドア（自動ドア）
１００、１１０：能動型物体検出装置
Ａ（Ａ１〜Ａ４）：検知エリア
Ｘ：左右（横）方向
Ｙ：前後（縦）方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検知エリアに向けて複数の投光素子から投光光学系を介して物体検出用の検知線を送出する投光器と、物体で反射した前記検知線を複数の受光素子で受光光学系を介して受光して受光信号を発生する受光器と、受光信号のレベルに基づき物体を検出する制御を行う制御部とを備えた、自動開閉装置の開閉に用いられる能動型物体検出装置であって、
前記投光器および受光器により形成される複数の検知エリアは、自動ドアに近い位置から遠い位置に向かう前後方向、および左右方向に延びてマトリクス状に配置されており、
前記投光器の投光光学系は、前後方向または左右方向に沿ってｎ個に区画され、前記受光器の受光光学系は、前記投光光学系が区画された方向に直交する左右方向または前後方向に沿ってｍ個に区画され、前記投光素子は、前記受光光学系が区画された方向にｍ個またはその整数倍が配置されて、前記受光素子は、前記投光光学系が区画された方向にｎ個またはその整数倍が配置されており、
前記制御部は、前記投光光学系および受光光学系に対応する前記投光素子および受光素子を電気的に作動または不作動に切り換えて、前記複数の検知エリアのうちの所定エリアの検出制御を個別的に行うエリア個別制御手段を備えている、
能動型物体検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記投光素子または受光素子のいずれか一方が、複数列に配置されている、能動型物体検出装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記投光光学系および受光光学系は分割レンズであって、いずれか一方が左右方向に沿って複数のレンズセグメントが配置された横分割レンズであり、他方が前後方向に沿って複数のレンズセグメントが配置された縦分割レンズである、
能動型物体検出装置。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記投光光学系および受光光学系は、少なくともいずれか一方が単一のレンズと窓部を利用したプリズムの組み合わせ構造であって、光線カットフィルタである窓部をプリズムの形状とすることで、左右方向または前後方向に沿って複数に区画された、能動型物体検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項において、物体の検出タイミングとその位置情報に基づいて、自動ドアの開閉維持の制御または所定エリアの有効・無効の検出制御を行う、能動型物体検出装置。
【請求項１】
複数の検知エリアに向けて複数の投光素子から投光光学系を介して物体検出用の検知線を送出する投光器と、物体で反射した前記検知線を複数の受光素子で受光光学系を介して受光して受光信号を発生する受光器と、受光信号のレベルに基づき物体を検出する制御を行う制御部とを備えた、自動開閉装置の開閉に用いられる能動型物体検出装置であって、
前記投光器および受光器により形成される複数の検知エリアは、自動ドアに近い位置から遠い位置に向かう前後方向、および左右方向に延びてマトリクス状に配置されており、
前記投光器の投光光学系は、前後方向または左右方向に沿ってｎ個に区画され、前記受光器の受光光学系は、前記投光光学系が区画された方向に直交する左右方向または前後方向に沿ってｍ個に区画され、前記投光素子は、前記受光光学系が区画された方向にｍ個またはその整数倍が配置されて、前記受光素子は、前記投光光学系が区画された方向にｎ個またはその整数倍が配置されており、
前記制御部は、前記投光光学系および受光光学系に対応する前記投光素子および受光素子を電気的に作動または不作動に切り換えて、前記複数の検知エリアのうちの所定エリアの検出制御を個別的に行うエリア個別制御手段を備えている、
能動型物体検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記投光素子または受光素子のいずれか一方が、複数列に配置されている、能動型物体検出装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記投光光学系および受光光学系は分割レンズであって、いずれか一方が左右方向に沿って複数のレンズセグメントが配置された横分割レンズであり、他方が前後方向に沿って複数のレンズセグメントが配置された縦分割レンズである、
能動型物体検出装置。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記投光光学系および受光光学系は、少なくともいずれか一方が単一のレンズと窓部を利用したプリズムの組み合わせ構造であって、光線カットフィルタである窓部をプリズムの形状とすることで、左右方向または前後方向に沿って複数に区画された、能動型物体検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項において、物体の検出タイミングとその位置情報に基づいて、自動ドアの開閉維持の制御または所定エリアの有効・無効の検出制御を行う、能動型物体検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７２８６３（Ｐ２０１３−７２８６３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４６５７（Ｐ２０１１−２１４６５７）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１０３７３６）オプテックス株式会社 (116)
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１０３７３６）オプテックス株式会社 (116)
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