JPS5869975A - 自動ドア用起動スイツチ装置 - 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】 この発明は、マイクロ波ドプラ信号センナを用いた自動
ドア用起動スイッチ装置に関する。

この柚天井に取付ける形式の自動ドア用起動スイッチ装
置として必要なことは、！９Ｔ賛の感知範囲を決めるこ
とで、特にホーンアンテナの設計に重点がｊかれる。１
１＠常第１図に示すように、ドア１を法んで室内外の天
井２Ａ　、　２Ｂに起動スイッチ装＠　３Ａ　、　３Ｂ
を垂設するか、室内にはレジスタ４などの感知してはい
けないものが多数ｆ＆置されている場合が多く、室外で
は道路の直ぐ近くに入口がある場合が多いので、通過す
る自動車５などによって不必斂な時にドア１が開−・て
しまう。したがって、第２図の床上斜線上ｊすように、
感゛知範囲は辺Ａを広゛＜、辺Ｂは狭くすることが望ま
しい。

ところで、マイクロ波ドプラ信号センナに用いるアンテ
ナは、第３図に示すような角錐ホーンアンテナを使用す
るのが一般的である。角錐ホーンアンテナは一端の広が
ったー柚の導鼓管でマイクロ波における基本アンテナで
ある。しかして−１一般に方形４波管内のｔａ界モード
はＴＥ１０　（Ｅｌｏ　）波であり、もしホーンを使わ
すに勇波管をそのまま切断すると、切り口において環墳
か急激に変化する。これｔｃよりｒｌ＋ｇ　、、波が平
面波（ＴＢＩ波）に順応するため反作用が起り、指向牲
が乱れて反射波を生じ、ＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｓ
ｔａｎｄｉｎｇ　−ＷａｖｅＲａＮｏ）が悪くなる。こ
のため、角錐ホーンを用いて開口面積を徐々に広げると
、ＴＥ、。波が平面波に無理なく変換され、指向性の鋭
い放射が効率良く行なわれる。つまり、ホーンは空間と
の間のインピーダンス変換装置となっている。ここで、
かかるホーンアンテナの特徴と特性を列挙すると次のよ
うである。

１）開口面積が一定の場合ッホーンの長さを長くするは
ど指向性は鋭くな勺、利得は大きくな−る。これは開口
角が一喝−Ｑ場合も同様である。

２）ホーンの長さを一定にして開口角（又は−口面積）
を増加して行くと、ある角度のときに利得が最大となる
。この理由は、−口角が大きくなると糊口面の中心と周
辺付近の電界の位相差が大きくなり、球面波の影響が現
われビーム幅が大きくなり、利得が低下するからである
。

３）角錐ホーンの８面、Ｈ面の開口長ａ、ｂが１波長よ
り長いと、一方の面の指向性は他の面の指向性に対して
はとんと無関係となる。

４）電力利得（絶対利得）Ｇは ｑ＝］ｒ−ダ　　　　・・・・・・・・・（１）で表わ
される。開口効率亨は理論的最大値は８７π２（約８ｏ
−）であるが、実際には薗〜５）その他、構造が簡巣、
広帝壊性、−サイドロープが少ない郷である。

このようｋ、ホーンアンテナを効率良く使用するためＫ
は長さと開口面積がおのずから規定されてしま（・、自
動ドアに使用する場合、理想に近いものは側口面積（社
）及び長、さく１）が大きくなり、デザインや使用上か
らも不便である。しかして、従来はデザインや使用上の
便宜性を優先し【いるため、角錐ホーンに無理が生じ、
希望する感知範囲を得るのが困難であると共に、一般に
は感知範囲を必要以上に拡大して一動作の原因となって
ん・る。特に角錐ホーンの設計上からは発振器も含めて
第３図の辺すを短かく、長さＩも短かいものが望ましい
が、感知範囲は逆に第２図の辺Ａが狭く、辺Ｂが拡がっ
てしまうので、自動ドア用スイッチ装置の感知範囲とし
ては最も不都合な状況にある。

よって、この発明の目的は上述の如き不都合を改善し、
マイクロ波ドプラ信号センサの利点を生か１−た自動ド
ア用起動スイッチ装置を提供することにある。

以下にこの発明を説明する。

この発明は角錐ホーンアンテナを付設されたマイクロ波
ドプラ信号センサを用いた自動ドア用起動スイッチ装置
に関し、角＠飄−ンアンテナの上下開口部間に電界（Ｅ
）面と平行する２枚の金ｊｔ４部材を間隔可変に配設す
ると共に、２枚の金１！！を部材の間隔に対応してマイ
クロ波ドプラ信号センサのゲインを変え得るようＫした
ものである。

第４１Ｑｉ（５）、（Ｂ）はこの発明の一実施例を示す
ものであり、角錐ホーンアンテナｌＯの後方にはガン発
振器、検出回路等を内蔵した発振検出部１１が連結され
ている。そして、ホーンアンテナ１０の前面上部及び下
部にそれぞれ長形状の９Ｊ欠１０１〜１０４を設けると
共に、ここに相互にその端部が重畳するようなコの字状
の開閉金１０５及び１０６を取付ける。

しかして、これら開閉板１０５及び１０６はホーンアン
テナｌＯの切欠残部片１０７及び１０８上を摺動し得る
ようになっており、開閉板１０５　ｌＩＩび１０６の上
下部にはそれぞれ駆動用の固定片１１０　、１１１及び
１１２　、１１３が垂設されている。また、ホーンアン
テナｌＯの前方−側面にはローラ１１４及び１１５を取
付ける゛ための取付板１１６及び１１７が設けられてお
り、他１ｉ１１面にはそれぞれ２系列のローラが並設さ
れた回転ローラ１１Ｂ及び１１１，６一般けられている
。

そして、そのホーンアンテナＪＯの°＠崩には更に係合
ローラ１２０及び１２１が設けられく（・ると井に、回
動可能な駆動ローラ１２２が設けられており、ローラ１
１４→固定片１１０→回転ローラ１１８→係合ローラ１
２０→駆動ローラ１２２→係合ローラ１２１→回転ロー
ラ１１９→固定片１１１→ローラ１１５・→同定片１１
３→回転ローラ１１９→ｂ１転ローラ１１８→固定片１
１２→ローラ１１４のようにスプリング１２３を介して
ロープ１２４が張架されている。なお、ロープ１２４は
スプリング１２３の弾性力によって適度な張力を持って
おり、固定片１１０〜１１３に留められている。

しかして、駆動ローラ１２２の頂部には回動用溝ないし
は把手が設けられており、これにより駆動ローラ１２２
をたとえばｎ方向に回動すると、′ロープ１２４の移動
に従って開閉板１０５がｎｌ　方向に、開閉板１０６が
ｎ２方向に摺動され、開閉板１０５及び１０６の間隔は
狭くなる。逆に、駆動ローラ１２２をｍ方向に回動する
と開閉板１０５はｍ１方向に、開閉板１′０６はｍ２方
向に摺動され、開閉板１０５及び１０６の間隔が広くな
る。

ここにおいて、第４図（〜、（Ｂ）の徊へ開閉板１０５
．１０６によってホーンアンテナｌＯの開口部上下を導
通すると、その−閉板１０５及び１０６に対して直角方
向の感知範囲が拡がることが知られている。

これは、導波管内に電界（Ｂ）　１ｉｆｔと平行な金属
板を挿入すると、電波は入力から指数関数的に減衰して
出力には極（わずかしか現われず、Ｍ５１ｄに示すよう
に電界はＥ面に）／［づくに従って零になり、を界のピ
ークの部分でショートすると当然電波は通過し難くなる
からである。ホーンアンテナは導波管が徐々に拡がった
ものであり、ホーンの中心に金属片を挿入すると非常に
減衰することが実験でも確かめられた。このようなこと
がら、第４図に示す如くホーンアンテナｌＯの開口部前
面に開閉板１０５及び１０６をショート挿入すると電界
に乱れが生じ、位相が乱れて拡散する。しかして、その
拡散方向は開閉板１０５及び１０６と垂直方向、つまり
第２図のＡ方向に拡がり、開閉板１０５及び１０６と平
行方向、つまり第２図のｎ方向には余り広がらない。ま
た、Ａ方向の拡がりは開閉板１０５及び１０６の間隔に
応じて変化する。なお、”−ｍ板１０５又は１０６とロ
ープ１゛２４との装着の一方、妃外せば、開閉権（ｌｏ
ｓ　、　１０６　）の一方のみが移動するが、これによ
っても感知範囲を変えることができる。

上述のようにして開閉板１０５及び１０６の間隔を変え
ると感知範囲の面積が変化し、マイクロ波ドプラ信号セ
ンサのゲインを一定にしておくと、単位面積当りの放射
エネルギー及び受信エネルギーがばらついてしまう。こ
のため、この発明では感知領域の変化に従ってマイクロ
波ドプラ信号センサの動作ゲインを変えるようＫしてい
る。

先ず、マイクロ波ドプラ信号センナを利用した検知回路
を９６図に示して設明すると、ドプラ信号出力装置４０
の中には基本波ｆ。を出力するガン発振器が含まれてい
ると共に、基本波ｆ０とこれが放射されて通行人などに
よって変調・反射されたマイクロ波ｆ１とをホモダイン
検波するミキサダイオードが組込まれており、出力側Ｋ
ｌｆｏ−ｆ１１のドプラ信号Ｄ８を出力する。このドプ
ラ信号ＤＳは数Ｈ２Ｎ数ＫＨｚの低周波信号であり、コ
ンデンサＣ１を経てバンドパスのフィルタ４ＵＣ大力さ
れ、適当な帯域幅の周波数のみを取出す。、ぞＹて、増
幅器４２及び検波器４３を鮭てコンパレータ躬の一方の
入力に与えられ、他方に入力されている基準電圧と比較
することによってトランジスタＱ□を介してリレー４５
を作動させるようにな？ている。なお、感度ゲインは可
変抵ｖｉ、″Ｉ！ＶＲｏによって内部で行なうようにな
って（・る。また、第７図の回路はドプラ信号出力装＠
４０の一段に、アナログスイッチ関、接地されたコンデ
ンサＣ２及び高インピーダンス電圧７オロワ５１ヲ接続
すると共に、アナログスイッチ（資）をパルス発生鼎５
２かものｉＩ源局周波数同期した同期パルス８ＰＫよっ
てオンオフ制御してドプラ信号Ｄ８をサンプリングする
ようになって（・る。しかして、同期パルスＳＰはパル
ス発住番５２の岸安定マルチ（ワンショットマルチ）５
２１から出力されるようになっており、そのパルス幅は
抵抗Ｒ２１及びコンデンサＣ７による時定数Ｒ１・Ｃ７
で定まるが、できるだけ狭くなるように調整されている
。そし゛て、同期パルスＳＰが出力された時にアナログ
スイッチ父がオンされ、ドプラ信号Ｄ８がアナログ、ス
イッチ（資）を軽てコンカ紗すＣ４に印加され、次の同
期パルスＳＰが来るまでこのレベルをコンデンサＣ４に
充電し、放電しないように高インピーダンス電圧フォロ
ワ５１で保持するようになっている。この場合も、可変
抵抗１Ｖ）ｔｏによって内部で感度゛ｆダイン変え得る
ようになって（・る。

したがって、第８図に示すように可変部゛抗器ＶＲ１を
介挿すると共に、この可変抵抗器ＶＲ１０回動軸を上述
した駆動ロー２１２２に連動するようにすれば、開閉板
１０５及び１０６の間隔、つまり感知範囲の面積に対応
してマイクロ波ドプラ信号センサの動作ゲインを変える
ことができる。また、第９図に示すように可変抵抗器ｖ
Ｒ２を介挿しても同様であり、第８図のフィードバック
抵抗Ｒ１を可変にしても良い。喪は、駆動軸１２２に連
動（直結又は歯車等を介して）するようにしてマイクロ
波ドプラ信号センサの動作ゲイン（１１，、作レベル）
を変えることができれば良（、回路の任意位置に介挿す
ることが可能である。

かくしξこの発明の起動スイッチ装置によム容易に感知
範囲を変えることかできる。したかって、一種類の起動
スイッチ装置でも、その感知範囲をＰＡ隻することによ
って片引用ドアや引分は用ドア等に対しても容易かつ自
由に利用することができる利点を有する。また、感知範
囲の面積に対応してセンサの動作ゲインを変えるように
しているので、常忙一定の感度ゲインで感知することが
　　゛でき、開閉動作の信頼性を向上することができる
。

なお、ここではロープ１２４で巻回するようにしている
が、チェーンやベルトによることも可能であり、＊１０
図に示す如く駆動ドラム１２５にロープ１２４を数回巻
回して、この駆動ドラム１２５を駆動するようにすれば
、ホーンアンテナの前面から感知範囲を調整することが
できる。また、第１１図に示す、Ｊ：５にホーンアンテ
ナｌＯ及び発振検出部１１を合成樹脂等で成る筐体加で
桿み、駆動ローラ１２２を外部の回動つまみ１２２Ａで
目盛１２２Ｂを見ながら回動するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイクロ波ドプラ信号センサによる自動ドア用
起動スイッチ装置の取付の様子を示す図、第２図はその
感知範囲をボす図、ｆ１！３図はマイクロ波ドプラ信号
センサ用ホーンアンテナの斜視図、第４回内及び鏝）は
この発明の一実施例を示す斜視図及びその前部断面構造
図、第５図はその動作を説明するための図、第６図及び
第７図はそれぞれこの発明を適用し得るマイクロ波ドプ
ラ信号センサの例を示す回路図、第８図及び第９図はそ
れぞれこの発明によるマイクロ波ドプラ信号センサの例
を示す回路図、第１０図及び第１１図はそれぞれこの発
明の詳細な説明するための構造図である。 １・・・ドア、２Ａ、２Ｂ・・・天井、３Ａ、３Ｂ・・
・起動スイッチ装置、４・・・レジスタ、１０・・・角
錐出動人代理人　　　安　　形　　雄−三（Ｂ） 第　６　図 第　７　図 第　８　囚 第　タ　図 風２］ へ。 第　ｌＯ図 １→ 第　ＩＩ　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 角錐ホーンアンテナを付設されたマイクロ波ドプラ信号
   センナを用いた自動ドア用起動スイッチ装置において、
   前記角錐ホーンアンテナの上下開口部間に電界（Ｅ）面
   と平行する２枚の金ｌｌ４ｓ材を間隔可変に配、設する
   と共に、前記２枚の金撫部材の関−に対応して前記マイ
   クロ波ドプラ信号センナのゲインを変え得るようにした
   ことを特徴とする自動ドア用起動スイッチ装置。