JPH0682508U

JPH0682508U - 自動ドア

Info

Publication number: JPH0682508U
Application number: JP72294U
Authority: JP
Inventors: 達也有本
Original assignee: Optex Co Ltd
Current assignee: Optex Co Ltd
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で、人が静止した場合にも、誤動作
することなく、確実に検知することができ、光量や検知
距離による影響がない検知機能を備えた自動ドアを提供
する。【構成】物体検出部には、ドアの両側にそれぞれ設定さ
れた、アプローチ用検知エリアおよび安全用検知エリア
に対しそれぞれ投光ビームを出射する投光手段と、その
各投光ビームの反射光を受光する受光手段と、その投光
ビームの出射光と反射光との見込み角に基づいて、その
投光手段から被検知物体までの距離を算出することによ
り、両検知エリア内の被検知物体の有無を検出する検出
手段とを備え、また、投光手段は、両検知エリアに対す
る投光ビームの出射角度を選択的に調整できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、人体等の存在の有無を検知して自動的にドアを開閉する自動ドアに関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動ドアには、人体等の物体を検知して自動ドアを開閉するための起動用スイッチが備えられている。この起動用スイッチに利用される移動物体検知装置として、（１）マットスイッチによるもの、（２）超音波によるもの、（３）マイクロ波のドップラー効果を利用したもの、（４）背景と移動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のもの、（５）赤外線を投射して物体からの反射光の光量変化を検知するもの、（６）投射した赤外線の物体からの反射光の光量の絶対量を検知するもの等が、実用化されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、これらの従来の技術には、いずれも以下のような問題点がある。まず、（１）のものは、検知エリアがマット形状により決定されるので、設置現場において検知エリア形状を可変とすることができないため、正確な検知を行うことができず、また、人体による接触型の機械的検知方式であるため、非接触型のものに比べ、寿命が短い欠点がある。また、（２）および（３）のものは、検知エリアが明確でないため、この検知エリアの形状の設定および可変とすることが困難であり、また、とくに（３）のものは、人体が静止した場合には、検知できない欠陥がある。さらに、（４）および（５）のものは、検知エリアが明確で、かつ、その設定ならびに可変とすることが容易であり、また、非接触型であるため長寿命である等の利点があり、近年はこれらが多く用いられている。しかし、これらについても、ドアのすぐ近くで人が立ち止まった時に、ドアが閉じてしまう危険があるため、この検知エリア検出用のセンサとは別に、ドアの左右の側壁に投光器と受光器とを対向する位置に安全ビーム装置を設ける必要があり、余分な装置を必要とするという問題がある。さらにまた、（６）のものは、人が静止した場合にも検出することができるものの、投光ビームと受光ビームのクロスする位置で物体の存在を検知するため、検知距離が限定される欠点がある。

【０００４】本考案はこれらの問題点を解決するためになされたもので、簡単な構成で、人が静止した場合にも、誤動作することなく、確実に検知することができ、光量や検知距離による影響がない検知機能を備えた自動ドアを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案の目的を達成するために、本考案の自動ドアは、検知エリア内の被検知物体の有無を検知する物体検出部と、その物体検出部の検出結果に基づいてドアの開閉駆動を行う開閉駆動部を有する自動ドアにおいて、上記物体検出部には、ドアの両側にそれぞれ設定された、被検知物体のドアへの接近を検知するためのアプローチ用検知エリア、および、ドア近傍における被検知物体の存在を検知するための安全用検知エリアに対し、それぞれ投光ビームを出射する投光手段と、その各投光ビームの反射光を受光する受光手段と、その投光ビームの出射光と反射光との見込み角に基づいて、上記投光手段から被検知物体までの距離を算出することにより、上記両検知エリア内の被検知物体の有無を検出する検出手段とを備えるとともに、上記投光手段は、上記両検知エリアに対する投光ビームの出射角度を選択的に調整できるよう構成されたことによって特徴付けられている。

【０００６】

【作用】

検出手段は、反射光の受光手段における入射位置を検出し、三角測量法によって求められる、検知用の投光ビームの出射光と反射光との見込み角により投光手段から被検知物体までの距離を算出することによって被検知物体の存在の有無を判別する。したがって、被検知物体が動いている状態、あるいは、静止した状態にかかわらず、その存在の有無を判別できる。したがって、この判別には、検知物体の背景や反射率の違いによる光量の大小等に影響されることがない。

【０００７】また、投光ビームは適宜、その出射角度が調整されて出射され、この出射角度に応じた検知エリアが形成され、この検知エリアの形状を可変とすることができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案実施例について、図面を参照しながら説明する図１は本考案実施例の説明図である。

【０００９】ドア７の両側には、被検知物体のドア７への接近を検知するためのアプローチ用検知エリアＤＥ１と、ドア７の近傍における物体の存在を検知するための安全用検知エリアＤＥ２が設けられている。この両検知エリアＤＥ１，ＤＥ２は、後述するように、投光ビームに対応して形成されるものである。また、ドア７上方には、複数の投光ビームを出射する投光手段３と、その各投光ビームの反射光を受光する受光手段４が設けられている。また、図示していないが、その投光ビームの出射光と反射光との見込み角により、その投光手段から被検知物体までの距離を算出し、その算出値に基づいて、両検知エリア内の被検知物体の有無を検出する位置検出手段が備えられている。この位置検出手段において、投光手段から被検知物体までの距離を算出する方法について、図５を参照しながら、以下に説明する。

【００１０】この距離の算出方法は三角測量法に基づくものである。まず、投光手段３は、発光ダイオードやレーザダイオード等の発光素子１と、投光ビームＰを形成する投光レンズ２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発光素子１を駆動するドライブ回路とによって構成されており、これらの構成により設定されたパルス変調光より成る検知用ビームＰが、被検知物体Ｈ１，Ｈ２に対して投光される。また、この投光手段３から所定間隔ｌをもって側方に並んで設置された受光手段４は、投光手段３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４は、被検知物体Ｈ１，Ｈ２による反射光Ｒ１，Ｒ２を集光するための凸レンズより成る受光レンズ５とこの受光レンズ５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位置検出手段６とで構成されている。同図において、投光レンズ２から各被検知物体Ｈ１，Ｈ２までの距離をＤ１，Ｄ２、受光レンズ５の焦点距離をｆ，投光レンズ２と受光レンズ５の各光軸間の距離である基線長をｌ、位置検出手段６の中点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。すなわち、投光レンズ３から被検知物体Ｈ１，Ｈ２までの距離Ｄ１，Ｄ２は、位置検出手段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。

【００１１】次に、この位置検出手段６の構成を、その概略断面図である図６と、図６における光電流Ｉ₀と距離Ｘ２との関係を示す図７に基づいて、以下に説明する。この位置検出手段６としては、ＰＳＤ(Position Sensitive Light Detector; 半導体位置検出素子) を示してある。このＰＳＤは、平板状シリコンの表面にｐ層６ａ、裏面にｎ層６ｂ、これらの中間にあるｉ層６ｃで構成されている。ＰＳＤにスポット光Ｐが入射すると、入射位置には光エネルギに比例した正と負の電荷が発生し、この電荷が抵抗層であるｐ層６ａを通過して入射点近傍のｐ層６ａに正、ｎ層６ｂに負の電荷となって現れる。ここで、抵抗層、ｐ層６ａ，ｎ層６ｂは全面に均一な抵抗値をもつように作られているので、ｐ層６ａ内の不均一な正の電荷分布がｐ層６ａ内の電荷の流れを作り出し、両端の出力電極Ｔ１，Ｔ２までの距離に反比例する電流Ｉ１，Ｉ２として出力される。

【００１２】ここで、両電極Ｔ１，Ｔ２間の距離を２Ｌ、光電流をＩ₀、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、中心を原点とした場合に、原点から光ｐの入射位置までの距離ＸＩは、（１）式から求めることができる。一方、一端を原点とした場合には、原点から光ｐの入射位置までの距離Ｘ２は（２）式から求めることができる。

【００１３】Ｉ１／Ｉ２＝（Ｌ−Ｘ１）／（Ｌ＋Ｘ２）・・・・（１）Ｉ１／Ｉ２＝（２Ｌ−Ｘ２）／Ｘ２・・・・（２）この距離Ｘ２と光電流をＩ₀との関係Ｉ₀は図７に示すとおりであるが、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。なお、この位置検出手段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。

【００１４】また、本考案実施例では、図３および図４に示すように、ドア７の上方に設けた投光手段３から複数本の投光ビームＰが所定のエリアに投光されており、受光手段４として、各投光ビームＰの反射光Ｒを個々に受光できるように、上述した図５および図６に示した構成のものを投光ビームＰの数に対応して設けても、あるいは、検知エリアからの各反射光Ｒを分割光学系を用いて集光させる、つまり、単一の位置検出手段６を備えた構成でもよい。

【００１５】また、投光手段３と受光手段４の配列としては、図３に示すように、複数の受光手段４を各々に対応する投光手段３に対し、左右方向への配列とするものや、図４に示すように、投光手段３に対し、前後方向への配列するものがある。

【００１６】したがって、本発明実施例では、必要に応じていずれか一方を選択するか、もしくは、双方を組み合わせて用いることができる。図８は、この投光手段の具体例を示す図である。以下に、複数本の投光ビームＰを出射させる構成について説明する。

【００１７】この投光手段３ａ〜３ｄは、いずれも単一の発光素子１の発光を分割光学系を用いて分割することによって、複数本の投光ビームＰが得られる構成となっている。

【００１８】まず、（ａ）図に示すものは、複数のレンズ２ａを発光素子に対し、弧状に配列した構成となっている。この複数のレンズ２ａの代替として、複数の光軸を有する分割レンズや分割ミラーを用いても同様である。

【００１９】また、（ｂ）図に示すものは、ミラー２ｂと多重プリズム２ｃを組み合わせた構成となっている。この構成の代替として、レンズとプリズム、または、多重プリズムと一般的なプリズムを組み合わせた構成のものを用いてもよい。

【００２０】さらに、（ｃ）図に示すものは、焦点距離の異なる２種のレンズ２ｄ，２ｅを一列に配列し、中央部のレンズ２ｄに対し、これよりも焦点距離の大きいレンズ２ｅを外側に配置することにより、床面に対しフラットな距離情報が得られるようにしたものである。

【００２１】さらにまた、（ｄ）図に示すものは、発光素子１の発光を分割ミラー２ｆで反射させたものである。以上述べた構成の手段を自動開閉ドア７の上方に設けることにより、検知エリア内に被検知物体、例えば人体が入り込むと、この人体により投光ビームＰが反射され、その反射光Ｒが、受光手段４により受光され、その入射位置によって人体までの距離が検知されて、距離信号が出力される。そして、この距離信号に基づいて、所定の検知エリア内に人体が存在するか否かが判別され、存在すると判別された場合に、自動開閉ドア７が作動し、ドア７が開けられる。

【００２２】このように、本発明実施例の自動ドアは、赤外線方式等と同様に、非接触型で長寿命であり、かつ、検知エリアが明確であってその設定ならびに可変を容易とすることができる。さらに、赤外線光束の変動を検知するものと異なり、被検知物体までの距離を検出することにより、その存在が判別されるので、人が検知エリア内で静止した場合にもこれを確実に検出することができる。しかも、背景や被検知物体の反射率の違いによる光量の大小に全く影響されることなく検知できるので、誤動作がほとんどなく、信頼性の高いものとなる利点がある。また、受光手段４からの距離検出信号を微分してその極性を判別するようにすれば、被検知物体の移動方向についても、判別できる機能を有することができる。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の自動ドアによれば、物体検出部には、ドアの両側にそれぞれ設定された、アプローチ用検知エリアおよび安全用検知エリアに対しそれぞれ投光ビームを出射する投光手段と、その各投光ビームの反射光を受光する受光手段と、その投光ビームの出射光と反射光との見込み角に基づいて、その投光手段から被検知物体までの距離を算出することにより、両検知エリア内の被検知物体の有無を検出する検出手段とを備え、また、投光手段は、両検知エリアに対する投光ビームの出射角度を選択的に調整できるよう構成したので、検知エリア内の移動物体は勿論、静止している物体をも確実に検知することができ、しかも、この場合、物体の反射率の違いによる光量の大小に全く影響されることなく検知することができる。したがって、誤動作する危惧のない、信頼性の高い自動ドアが実現できる。さらに、従来のように安全ビーム装置を別途設ける必要もなく、大きな経済的効果を得ることができる。

【００２４】さらにまた、検知エリアの形状を適宜変化させることができ、ドアの形状等に適した物体検知が可能となる点でも、施工性が良く、施工コストの低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例の構成を示す図

【図２】本考案実施例における検知エリアの調整例を示
す説明図

【図３】本考案実施例に適用される投光手段および受光
手段の設置例を示す図

【図４】本考案実施例に適用される投光手段および受光
手段のもう１つの設置例を示す図

【図５】本考案実施例の構成による光学図

【図６】本考案実施例の位置検出手段の概略断面図

【図７】図６における光電流Ｉ₀と距離Ｘ２との関係を
示す図

【図８】本考案実施例に適用される投光手段の具体例を
示す図

【符号の説明】

３・・・・投光手段４・・・・受光手段Ｐ・・・・投光ビームＲ・・・・反射光

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】検知エリア内の被検知物体の有無を検知
する物体検出部と、その物体検出部の検出結果に基づい
てドアの開閉駆動を行う開閉駆動部を有する自動ドアに
おいて、上記物体検出部には、ドアの両側にそれぞれ設
定された、被検知物体のドアへの接近を検知するための
アプローチ用検知エリア、および、ドア近傍における被
検知物体の存在を検知するための安全用検知エリアに対
し、それぞれ投光ビームを出射する投光手段と、その各
投光ビームの反射光を受光する受光手段と、その投光ビ
ームの出射光と反射光との見込み角に基づいて、上記投
光手段から被検知物体までの距離を算出することによ
り、上記両検知エリア内の被検知物体の有無を検出する
検出手段とを備えるとともに、上記投光手段は、上記両
検知エリアに対する投光ビームの出射角度を選択的に調
整できるよう構成されたことを特徴とする自動ドア。