(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動変位することにより開口部を開閉するスイングドアと、
前記スイングドアを揺動変位させるアクチュエータと、
レーザ光を発光する発光部及び障害物にて反射した前記レーザ光を受光する受光部を有し、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光を受光した後、第２のパルス状レーザ光を受光した場合には、障害物を前記レーザ光を鏡面反射する鏡面反射障害物として認識し、一方、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光のみを受光した場合には、障害物を前記レーザ光を拡散反射する拡散反射障害物として認識した上で、前記スイングドアの揺動範囲に障害物が存在するか否かを判定する判定手段と、
前記アクチュエータの作動を制御するとともに、前記判定手段により前記揺動範囲に障害物が存在すると判定された場合には前記アクチュエータの作動を禁止する制御手段と
を備え、
前記判定手段は、前記鏡面反射障害物を認識すると前記揺動範囲に障害物が存在すると判定し、前記拡散反射障害物を認識すると、１つのパルス状レーザ光を発光した時と第１のパルス状レーザ光を受光した時との時間差に基づいて前記拡散反射障害物までの距離を検出し、検出した前記距離に基づく前記拡散反射障害物の位置が前記揺動範囲内にあるとき、前記揺動範囲内に障害物が存在すると判定する、
ことを特徴とするオートスイングドア装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１の位置及び第２の位置にてパルス状レーザ光を受光した場合には、障害物を前記鏡面反射障害物として認識することを特徴とする請求項１に記載のオートスイングドア装置。
【請求項３】
揺動変位することにより開口部を開閉するスイングドアと、
前記スイングドアを揺動変位させるアクチュエータと、
レーザ光を発光する発光部及び障害物にて反射した前記レーザ光を受光する受光部を有し、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１の位置及び第２の位置にてパルス状レーザ光を受光した場合には、障害物を前記レーザ光を鏡面反射する鏡面反射障害物として認識し、一方、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光のみを受光した場合には、障害物を前記レーザ光を拡散反射する拡散反射障害物として認識した上で、前記スイングドアの揺動範囲に障害物が存在するか否かを判定する判定手段と、
前記アクチュエータの作動を制御するとともに、前記判定手段により前記揺動範囲に障害物が存在すると判定された場合には前記アクチュエータの作動を禁止する制御手段と
を備え、
前記判定手段は、前記鏡面反射障害物を認識すると前記揺動範囲に障害物が存在すると判定し、前記拡散反射障害物を認識すると、１つのパルス状レーザ光を発光した時と第１のパルス状レーザ光を受光した時との時間差に基づいて前記拡散反射障害物までの距離を検出し、検出した前記距離に基づく前記拡散反射障害物の位置が前記揺動範囲内にあるとき、前記揺動範囲内に障害物が存在すると判定する、
ことを特徴とするオートスイングドア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動変位するスイングドアを自動的に開閉作動させるオートスイングドア装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オートスイングドア装置とは、揺動変位するスイングドアを電動モータ等のアクチュエータにより自動的に開閉作動させる装置である。
そして、発明者等は、スイングドアの揺動範囲に障害物が存在するか否かを判定してアクチュエータの作動を制御するオートスイングドア装置を試作・検討したが、障害物の存在を正確に判定できなかったために、スイングドアを自動的に開閉させた際に、スイングドアと障害物とが衝突してしまうといった不具合が発生した。
【０００３】
また、上記の試作・検討では、レーザ光を出射した時と障害物にて反射したレーザ光を受光した時との時間差に基づいて、スイングドアの揺動範囲に障害物が存在するか否かを判定している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５７０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、スイングドアを自動的に開閉させた際に、スイングドアと障害物とが衝突してしまうことを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１および２に記載の発明では、揺動変位することにより開口部（１１）を開閉するスイングドア（１０）と、スイングドア（１０）を揺動変位させるアクチュエータ（２）と、レーザ光を発光する発光部（３Ａ）及び障害物にて反射したレーザ光を受光する受光部（３Ｂ）を有し、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光を受光した後、第２のパルス状レーザ光を受光した場合には、障害物をレーザ光を鏡面反射する鏡面反射障害物として認識し、一方、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光のみを受光した場合には、障害物をレーザ光を拡散反射する拡散反射障害物として認識した上で、スイングドア（１０）の揺動範囲に障害物が存在するか否かを判定する判定手段（４）と、アクチュエータ（２）の作動を制御するとともに、判定手段（４）により揺動範囲に障害物が存在すると判定された場合にはアクチュエータ（２）の作動を禁止する制御手段（４）とを備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明では、揺動変位することにより開口部（１１）を開閉するスイングドア（１０）と、スイングドア（１０）を揺動変位させるアクチュエータ（２）と、レーザ光を発光する発光部（３Ａ）及び障害物にて反射したレーザ光を受光する受光部（３Ｂ）を有し、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１の位置及び第２の位置にてパルス状レーザ光を受光した場合には、障害物をレーザ光を鏡面反射する鏡面反射障害物として認識し、一方、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光のみを受光した場合には、障害物をレーザ光を拡散反射する拡散反射障害物として認識した上で、スイングドア（１０）の揺動範囲に障害物が存在するか否かを判定する判定手段（４）と、アクチュエータ（２）の作動を制御するとともに、判定手段（４）により揺動範囲に障害物が存在すると判定された場合にはアクチュエータ（２）の作動を禁止する制御手段と（４）とを備えることを特徴とする。
【０００７】
ところで、発明者等は、スイングドアと障害物とが衝突してしまうことを防止すべく、スイングドアの揺動範囲に障害物が存在するか否かを正確に判定できない原因を調査・研究したところ、特に、障害物が鏡面反射障害物である場合に、不具合が発生し易いことを発見した。
【０００８】
すなわち、鏡面反射障害物と拡散反射障害物とでは、後述するように、障害物で反射したレーザ光が受光部（３Ｂ）に至るまでの光路が大きく異なるため、障害物の種類（鏡面反射障害物と拡散反射障害物と）を識別することなく、単純に、レーザ光を出射した時と障害物にて反射したレーザ光を受光した時との時間差に基づいて障害物までの距離を検出すると、揺動範囲に障害物が存在するか否かを正確に判定できない可能性が高い。
【０００９】
具体的には、障害物が鏡面反射障害物である場合には、障害物にて鏡面反射したレーザ光は、その障害物以外の他の物に反射して受光部（３Ｂ）に至るのに対して、障害物が拡散反射障害物である場合には、障害物にて拡散反射したレーザ光のうち受光部（３Ｂ）側に向けて反射したレーザ光が、その障害物以外の他の物に反射することなく、直接的に受光部（３Ｂ）に至る。
【００１０】
このため、障害物が鏡面反射障害物である場合に、単純に、出射時と受光時との時間差に基づいて障害物までの距離を検出すると、検出距離が実際の距離よりも大きな距離となってしまうため、揺動範囲に障害物が存在するか否かを正確に判定できなくなる。
【００１１】
これに対して、請求項１から３に記載の発明では、鏡面反射障害物と拡散反射障害物とを識別した上で、障害物が揺動範囲内に存在するか否かを判定するので、従来に比べて揺動範囲に障害物が存在するか否かを正確に判定することが可能となる。したがって、スイングドア（１０）を自動的に開閉させた際に、スイングドア（１０）と障害物とが衝突してしまうことを防止することが可能となる。
【００１２】
ところで、鏡面反射障害物と拡散反射障害物とでは、前述したように、障害物で反射したレーザ光を受光部（３Ｂ）にて受光するまでの光路が大きく異なる。
【００１３】
そこで、請求項１および２に記載の発明では、判定手段（４）は、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光を受光した後、第２のパルス状レーザ光を受光した場合には、障害物を鏡面反射障害物として認識し、一方、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光のみを受光した場合には、障害物を拡散反射障害物として認識することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２および３に記載の発明では、判定手段（４）は、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１の位置及び第２の位置にてパルス状レーザ光を受光した場合には、障害物を鏡面反射障害物として認識し、一方、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光のみを受光した場合には、拡散反射障害物として認識することを特徴とする。なお、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と請求項２に記載された内容とを組み合わせた発明も含まれる。
【００１５】
ところで、障害物が鏡面反射障害物である場合には、前述したように、障害物までの距離を正確に検出することができない可能性が高くなる。
そこで、請求項１から３に記載の発明では、判定手段（４）は、鏡面反射障害物を認識したときに揺動範囲に障害物が存在すると判定することにより、スイングドア（１０）を自動的に開閉させた際に、スイングドア（１０）と障害物とが衝突してしまうことを確実に防止している。
【００１６】
また、請求項１から３に記載の発明では、障害物が鏡面反射障害物であるときには、障害物までの距離を検出することなく、アクチュエータ（２）の作動を禁止するので、オートスイングドア装置の製造原価上昇を抑制することができる。
【００２１】
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るオートスイングドア装置の概念図である。
【図２】レーザレーダ３とドア１０との関係を示す図である。
【図３】レーザレーダ３の走査（スキャン）範囲を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るオートスイングドア装置の判定制御を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は第１パターンの光路を示す図であり、（ｂ）第１パターンの受光タイミングを示す図である。
【図６】（ａ）は第２パターンの光路を示す図であり、（ｂ）第２パターンの受光タイミングを示す図である。
【図７】（ａ）は第３パターンの光路を示す図であり、（ｂ）第３パターンの受光タイミングを示す図である。
【図８】（ａ）はレーザレーダ３の走査（スキャン）範囲における走査角を示す図であり、（ｂ）走査角と設定距離等との関係を示す図表である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るオートスイングドア装置の判定制御を示すフローチャートである。
【図１０】第２パターンの光路を示す図である。
【図１１】受光パターンを示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る受光部３Ｂの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本実施形態は、本発明に係るオートスイングドア装置を乗用車の乗降用ドアに適用したものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（第１実施形態）
１．オートスイングドア装置の構成
オートスイングドア装置１とは、図１に示すように、揺動変位するスイングドア（以下、ドアと略す。）を電動モータ２等のアクチュエータにより自動的に開閉作動させる装置である。なお、ドア１０は、図２に示すように、車両外側に開くように揺動変位することにより車両の乗降口１１を開閉するものである。
【００２４】
レーザレーダ３は、図１に示すように、レーザ光を発光する発光部３Ａ及びレーザ光を受光する受光部３Ｂを有するとともに、制御装置４と協働してドア１０の揺動範囲に障害物が存在するか否かを判定する判定手段を構成する。
【００２５】
そして、レーザレーダ３は、図２に示すように、ドア１０のうち揺動中心側の外板部に設けられており、発光部３Ａは、出射されるレーザ光とドア１０の外板部とのなす角が常に角度φとなるように設定されている。このため、ドア１０が揺動変位すると発光部３Ａから出射されるレーザ光の出射方向は、ドア１０と共に連動して変化する。
【００２６】
さらに、発光部３Ａは、ポリゴンミラー等の鏡を回転させることにより、図３に示すように、水平方向前方側を基準として、レーザ光の出射方向を右回り（時計周り）に回転走査する。このため、レーザレーダ３及び制御装置４は、ドア１０の揺動範囲を三次元空間として認識してドア１０の揺動範囲に障害物が存在するか否かを判定する。
【００２７】
また、制御装置４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなる周知のコンピュータにて構成されており、ＲＯＭ又はフラッシュメモリ等の不揮発性記憶手段には、ドア１０の揺動範囲に障害物が存在するか否かを判定するとともに、電動モータ２の作動を制御するためのプログラムが予め記憶されている。このため、制御装置４は、電動モータ２の作動を制御する制御手段としても機能する。因みに、本実施形態に係る制御装置４は、電動モータ２を駆動するための駆動回路も一体化されている。
【００２８】
２．オートスイングドア装置の作動の概略
車両に設けられた開閉スイッチ（図示せず。）が乗降者により遠隔操作又は直接操作されると、電動モータ２が作動してドア１０が揺動し始める。そして、オートスイングドア装置１は、レーザ光を鏡面反射する障害物（以下、鏡面反射障害物という。）とレーザ光を拡散反射する障害物（以下、拡散反射障害物という。）とを識別した上で、ドア１０の揺動範囲に障害物が存在するか否かを判定する。
【００２９】
そして、揺動範囲に障害物が存在すると判定された場合には電動モータ２の作動を禁止し、電動モータ２によるドア１０の自動開閉を中止する。因みに、鏡面反射障害物とは、例えば車両の外板部等に相当し、拡散反射障害物とは、例えば石垣等に相当する。
【００３０】
なお、本実施形態に係るオートスイングドア装置１では、レーザ光がドア１０の外側で出射されているので、上記の判定作動はドア１０が開かれるときに有効となるが、ドア１０が閉じられるときに判定作動を実行してもよい。
【００３１】
以下、判定作動の詳細をドア１０が開かれる場合を例に図４に示すフローチャートに従って説明する。
ドア１０を開くための開閉スイッチが乗降者により操作されて電動モータ２が作動し始めると、先ず、レーザレーダ３が作動するとともに（Ｓ１）、ドア１０が全開状態になっているか否かが判定される（Ｓ３）。なお、本実施形態では、全開状態を検出するドアスイッチ（図示せず。）からの信号の有無、又は電動モータ２への通電電流が所定電流値を超えたか否か等に基づいて、ドア１０が全開状態であるか否かが判定される。
【００３２】
そして、ドア１０が全開状態になっていると判定された場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、電動モータ２が停止され（Ｓ９）、一方、ドア１０が全開状態になっていないと判定された場合には（Ｓ３：ＮＯ）、ドア１０の揺動範囲内に鏡面反射障害物が存在するか否かが判定される（Ｓ５）。なお、判定方法の詳細は後述する。
【００３３】
このとき、ドア１０の揺動範囲内に鏡面反射障害物が存在すると判定された場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、その旨が報知されるとともに電動モータ２が停止され（Ｓ９）、一方、ドア１０の揺動範囲内に鏡面反射障害物が存在しないと判定された場合には（Ｓ３：ＮＯ）、ドア１０の揺動範囲内に拡散反射障害物が存在するか否かが判定される（Ｓ７）。なお、判定方法の詳細は後述する。
【００３４】
そして、揺動範囲内に拡散反射障害物が存在すると判定された場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、その旨が報知されるとともに電動モータ２が停止された後（Ｓ９）、本制御フローが終了し、一方、揺動範囲内に拡散反射障害物が存在しないと判定された場合には（Ｓ７：ＮＯ）、再び、Ｓ３が実行される。
【００３５】
３．鏡面反射障害物又は拡散反射障害物の存在判定について
本実施形態では、発光部３Ａからパルス状レーザ光を出射した後、受光部３Ｂにてパルス状レーザ光を受光し、その受光タイミングの違いから障害物が鏡面反射障害物であるか又は拡散反射障害物であるかを判定する。
【００３６】
以下、障害物判定の理解を容易にするために、図５（ａ）に示すようなモデルを考える。すなわち、レーザレーダ３（発光部３Ａ及び受光部３Ｂ）がＡ点に位置し、障害物（図５（ａ）では、鏡面反射障害物）とレーザ光との反射面が地面（大地）に対して直交し、かつ、地面は拡散反射するものとする。
【００３７】
ところで、レーザ光が鏡面反射すると、反射の法則に従い、レーザ光は入射角と反射角とが等しくなるように反射し、レーザ光が拡散反射すると、任意の方向（例えば、反射面が平面の場合には、立体角で２πの範囲の方向）に反射するが、現実の障害物は、完全に鏡面反射障害物と拡散反射障害物とに分別することはできず、鏡面反射障害物としての反射と拡散反射障害物としての反射が混ざり合った反射となる。
【００３８】
したがって、本明細書でいう鏡面反射障害物とは、拡散反射量に比べて鏡面反射量の度合いが大きい障害物を意味し、拡散反射障害物とは、鏡面反射量に比べて拡散反射量の度合いが大きい障害物を意味する。
【００３９】
因みに、入射角及び反射角とは、通常、反射面と直交する仮想軸からの角度として定義されるが、本明細書では、説明の都合上、入射角Θ及び反射角を反射面からのなす角として定義する。
【００４０】
そして、以上に説明したモデルにおいて、障害物が鏡面反射障害物であると、発光部３Ａ（Ａ点）からレーザ光が出射されると、障害物のＢ点に衝突したレーザ光の多くは、鏡面反射して地面のＣ点に衝突する。Ｃ点に衝突したレーザ光の多くは、拡散反射するので、拡散反射したレーザ光の一部は、Ａ点に到達して受光部３Ｂで受光される。また、Ｃ点て拡散反射した他の一部は、再び、障害物のＢ点に衝突して鏡面反射してＡ点に到達して受光部３Ｂで受光される。
【００４１】
このため、受光部３Ｂは、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ａの光路を進むレーザ光と、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｂ→Ａの光路を進むレーザ光とを受光する。つまり、図５（ｂ）に示すように、１つのパルス状レーザ光が発光された後、受光部３Ｂは、第１のパルス状レーザ光（図５（ｂ）の第２パルス）を受光した後、第２のパルス状レーザ光（図５（ｂ）の第３パルス）を受光する。以下、この受光パターンを第１パターンという。
【００４２】
ところで、鏡面反射障害物であっても、前述したように拡散反射も発生するので、受光部３Ｂには、Ａ→Ｂ→Ａの光路を進むレーザ光（図５（ｂ）の第１パルス）が入射するが、入射角Θが小さい（例えば、１０度以下）場合には、その光量は小さく、通常、受光部３Ｂにて検出可能な検出閾値未満となるので、制御装置４は、１つのパルス状レーザ光が発光された後、２つのパルス状レーザ光を受光したと認識する。
【００４３】
しかし、例えば、入射角Θが１０度を超えて大きくなると（図６（ｂ）参照）、障害物が鏡面反射障害物であっても、Ａ→Ｂ→Ａの光路を進むレーザ光（図６（ｂ）の第１パルス）の光量が大きくなり、検出閾値以上となるので、制御装置４は、１つのパルス状レーザ光が発光された後、３つのパルス状レーザ光を受光したと認識する。以下、この受光パターンを第２パターンという。
【００４４】
そこで、本実施形態に係る制御装置４は、１つのパルス状レーザ光を発光した後に、第１のパルス状レーザ光を受光し、更にその後、第２のパルス状レーザ光を受光した場合には、障害物を鏡面反射障害物として認識するとともに、障害物までの距離を算出することなく、ドア１０の揺動範囲内に障害物が存在するとみなす。
【００４５】
つまり、本実施形態では、２つのパルス状レーザ光が受光された場合（第１パターン又は第２パターンの場合）には、ドア１０の揺動範囲内に現実に障害物（鏡面反射障害物）が存在するか否かを問わず、揺動範囲内に障害物が存在するものとみなされる。
【００４６】
また、障害物が拡散反射障害物である場合には、図７（ａ）に示すように、発光部３Ａ（Ａ点）からレーザ光が出射されると、受光部３Ｂは、障害物のＢ点に反射してＡ点に到達したレーザ光を受光するので、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光（図７（ｂ）の受光パルス）のみを受光する。以下、この受光パターンを第３パターンという。
【００４７】
なお、障害物のＡ点では、拡散反射するので、一部のレーザ光は、第１パターン又は第２パターンと同様な光路にて受光部３Ｂに入射するが、通常、その光量は小さく、検出閾値未満となるので、制御装置４は、１つのパルス状レーザ光が発光された後、１つのパルス状レーザ光のみを受光したと認識する。
【００４８】
そこで、受光パターンが第３パターンであると認識された場合には、制御装置４は、パルス状レーザ光を発光した時とパルス状レーザ光を受光した時との時間差ａ１を光速度（レーザ光の速度）の２倍で除した値をＡ点からＢ点までの距離ｘとして算出し、この距離ｘに基づく障害物の位置が揺動範囲にあるときに、揺動範囲に障害物（拡散反射障害物）が存在する判定する。
【００４９】
なお、レーザ光は、上述したように、揺動範囲内で走査されながら出射されるので、本実施形態では、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、走査角θに対応して予め記憶された距離Ｌと距離ｘとを比較することにより、障害物が揺動範囲内に存在するか否かが判定される。つまり、距離ｘが設定距離Ｌより小さい場合（例えば、図８（ｂ）の距離ｘがｘ２の場合）に、障害物が揺動範囲内に存在すると判定される。
【００５０】
４．本実施形態に係るオートスイングドア装置の特徴
鏡面反射障害物と拡散反射障害物とでは、前述したように、障害物で反射したレーザ光が受光部３Ｂに至るまでの光路が大きく異なるため、障害物の種類（鏡面反射障害物と拡散反射障害物と）を識別することなく、単純に、レーザ光を出射した時と障害物にて反射したレーザ光を受光した時との時間差に基づいて障害物までの距離を検出すると、揺動範囲に障害物が存在するか否かを正確に判定できない可能性が高い。
【００５１】
具体的には、障害物が鏡面反射障害物である場合には、障害物にて鏡面反射したレーザ光は、第１パターン及び第２パターンに示すように、その障害物以外の他の物（上記の例では、地面）に反射して受光部３Ｂに至るのに対して、障害物が拡散反射障害物である場合には、障害物にて拡散反射したレーザ光のうち受光部３Ｂ側に向けて反射したレーザ光が、第３パターンに示すように、その障害物以外の他の物（上記の例では地面）に反射することなく、直接的に受光部３Ｂに至る。
【００５２】
このため、障害物が鏡面反射障害物である場合に、単純に、出射時と受光時との時間差に基づいて障害物までの距離を検出すると、検出距離が実際の距離よりも大きな距離となってしまうため、揺動範囲に障害物が存在するか否かを正確に判定できなくなる。
【００５３】
これに対して、本実施形態では、鏡面反射障害物と拡散反射障害物とを識別した上で、障害物が揺動範囲内に存在するか否かを判定するので、従来に比べて揺動範囲に障害物が存在するか否かを正確に判定することが可能となる。したがって、ドア１０を自動的に開閉させた際に、ドア１０と障害物とが衝突してしまうことを防止することが可能となる。
【００５４】
ところで、障害物が鏡面反射障害物である場合には、前述したように、障害物までの距離を正確に検出することができない可能性が高くなるので、本実施形態では、鏡面反射障害物が認識されたときには、現実に揺動範囲に障害物が存在するか否かを問わず、揺動範囲に障害物が存在するとみなして電動モータ２を停止させることにより、ドア１０を自動的に開閉させた際に、ドア１０と障害物とが衝突してしまうことを確実に防止している。
【００５５】
なお、本実施形態では、鏡面反射障害物が認識されたときには、現実に揺動範囲に障害物が存在するか否かを問わず、揺動範囲に障害物が存在するとみなして電動モータ２を停止させるので、揺動範囲に障害物が存在する可能性が高い旨の警告を、例えば音声等にて報知している。
【００５６】
また、本実施形態では、障害物が鏡面反射障害物であるときには、障害物までの距離を検出することなく、電動モータ２の作動を禁止するので、障害物までの距離を算出するための算出処理が不要となり、オートスイングドア装置１の製造原価上昇を抑制することができる。
【００５７】
ところで、上記の説明では、障害物のうちレーザ光が衝突する反射面は、地面に対して垂直として第１〜第３パターンを分類したが、現実の反射面は地面に対して垂直とならず、地面に対する反射面の角度θ１（図５（ａ）参照）が小さくなると、入射角Θが大きくなる。
【００５８】
このため、例えば、レーザレーダ３に対して同じ位置に存在する障害物であっても、反射面の角度θ１が９０度の場合の受光パターンは、鏡面反射障害物及び拡散反射障害物を問わず第３パターンとなるため、現実の障害物が鏡面反射障害物であっても、制御装置４は拡散反射障害物が存在すると認識し、障害物の種別を誤認識する。
【００５９】
しかし、受光パターンが第３パターンである場合には、距離ｘを検出して揺動範囲内に障害物が存在するか否かが判定され、かつ、受光パターンが第３パターンであるときには、出射時と受光時との時間差に基づいて障害物までの距離を検出する手法にて、距離ｘを十分な精度で得ることができるので、障害物の種別を誤認識した場合であってもドア１０と障害物とが衝突してしまうことを防止することができる。
【００６０】
したがって、本実施形態では、反射面の角度θ１及び障害物の種別を問わず、ドア１０と障害物とが衝突してしまうことを確実に防止することができる。
５．発明特定事項と実施形態との対応関係
本実施形態では、電動モータ２が特許請求の範囲に記載されたアクチュエータに相当し、制御装置４及び制御装置４にて稼働するプログラムにより、特許請求の範囲に記載された判定手段、距離検出手段及び制御手段が構成されている。
【００６１】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、２つのパルス状レーザ光が受光された場合（第１パターン又は第２パターンの場合）には、ドア１０の揺動範囲内に現実に障害物（鏡面反射障害物）が存在するか否かを問わず、揺動範囲内に障害物が存在するものとみなしたが、本実施形態では、障害物が鏡面反射障害物又は拡散反射障害物であるか、つまり、受光パターンが第１〜第３パターンのうちいずれのパターンであるかを識別した上で、各受光パターンに適した手法にてＡ点からＢ点までの距離ｘを算出し、この距離ｘに基づく障害物の位置が揺動範囲にあるときに、揺動範囲に障害物（鏡面反射障害物又は拡散反射障害物）が存在する判定するものである。
【００６２】
１．オートスイングドア装置の作動の概略
本実施形態における判定作動の詳細をドア１０が開かれる場合を例に図９に示すフローチャートに従って説明する。
【００６３】
ドア１０を開くための開閉スイッチが乗降者により操作されて電動モータ２が作動し始めると、先ず、レーザレーダ３が作動するとともに（Ｓ１１）、ドア１０が全開状態になっているか否かが第１実施形態と同様な手法にて判定される（Ｓ１３）。
【００６４】
そして、ドア１０が全開状態になっていると判定された場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、電動モータ２が停止され（Ｓ２９）、一方、ドア１０が全開状態になっていないと判定された場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、受光パターンが第１パターンであるか否かが判定され（Ｓ１５）、受光パターンが第１パターンであると判定された場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、第１パターン用の算出手法（詳細は、後述する。）にてＡ点からＢ点までの距離ｘが算出される（Ｓ１７）。
【００６５】
一方、受光パターンが第１パターンでないと判定された場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、受光パターンが第２パターンであるか否かが判定され（Ｓ１９）、受光パターンが第２パターンであると判定された場合には（Ｓ１９：ＹＥＳ）、第２パターン用の算出手法（詳細は、後述する。）にてＡ点からＢ点までの距離ｘが算出される（Ｓ２１）。
【００６６】
また、受光パターンが第２パターンでないと判定された場合には（Ｓ１９：ＮＯ）、受光パターンが第３パターンであるか否かが判定され（Ｓ２３）、受光パターンが第３パターンであると判定された場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、第３パターン用の算出手法にてＡ点からＢ点までの距離ｘが算出される（Ｓ２５）。なお、第３パターン用の算出手法とは、第１実施形態において、受光パターンが第３パターンであると認識された場合に実行された距離ｘを算出手法と同一である。
【００６７】
そして、受光パターンが第３パターンでないと判定された場合には（２３：ＮＯ）、再び、Ｓ１３が実行され、一方、Ｓ１７、Ｓ２１又はＳ２５が実行された場合には、その算出された距離ｘに基づく障害物の位置が揺動範囲にあるか否かに基づいて、揺動範囲に障害物（鏡面反射障害物又は拡散反射障害物）が存在するか否か判定される（Ｓ２７）。
【００６８】
このとき、揺動範囲内に障害物が存在すると判定された場合には（Ｓ２７：ＹＥＳ）、その旨が報知されるとともに電動モータ２が停止された後（Ｓ２９）、本制御フローが終了し、一方、揺動範囲内に障害物が存在しないと判定された場合には（Ｓ２７：ＮＯ）、再び、Ｓ１３が実行される。
【００６９】
２．距離ｘの算出手法について
２．１．第１パターンの場合
第１パターンの場合には、前述したように、受光部３Ｂは、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ａの光路を進むレーザ光と、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｂ→Ａの光路を進むレーザ光とを受光するので、各部の距離等を示す記号を図１０に示すように定義する。なお、地面からレーザレーダ３までの距離ｈは既知であり、角度θ３はレーザ光を走査することにより決定される角度であるので、既知の値である。
【００７０】
また、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｂ→Ａの光路を進んだ場合のレーザ光の飛行時間（発光した時刻と図５の第３パルスを受光した時刻との差）をａ１とし、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ａの光路を進んだ場合のレーザ光の飛行時間（発光した時刻と図５の第２パルスを受光した時刻との差）をａ２とし、光速度（レーザ光の速度）をＣとすると、以下の式１〜５が成立する。
【００７１】
２・（ｘ１＋ｘ２）＝ａ１／Ｃ…式１
ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＝ａ２／Ｃ…式２
ｃｏｓθ１＝ｈ／ｘ３…式３
θ２＝９０−（θ１＋θ３）…式４
三角形ＡＢＣについての余弦定理より、
（ｘ２）＾２＝（ｘ１）＾２＋（ｘ３）＾２−２・ｘ１・ｘ３・ｃｏｓθ２…式５
次に、式１〜式５をｘ１について解くと、以下の式６となる。
【００７２】
ｘ１＝１／ｃ×（４・ａ２−ａ１＾２−２・ａ１）／[（８・ａ２−４・ａ２）ｓｉｎ｛θ３＋ａｃｏｓ（（２・ａ２−ａ１）／ｃ・ｈ）｝]…式６
但し、「ａｃｏｓ」は逆余弦（余弦関数の逆関数）を示す。そして、ｘ１はＡ点からＢ点までの距離ｘを示すので、制御装置４は、式６に従って距離ｘを算出する。
【００７３】
２．２．第２パターンの場合
第２パターンの場合には、Ａ→Ｂ→Ａの光路を進むレーザ光（図６（ｂ）の第１パルス）を受光する。そして、第１パルスは、第３パターンと同一光路を進むレーザ光であるので、制御装置４は、第２パターンの場合には、パルス状レーザ光を発光した時と第１パルスを受光した時との時間差ａ１を光速度（レーザ光の速度）の２倍で除した値をＡ点からＢ点までの距離ｘとして算出する。
【００７４】
３．本実施形態に係るオートスイングドア装置の特徴
本実施形態では、障害物の種類及び鏡面反射障害物におけるレーザ光の反射状態を考慮して障害物までの距離ｘが検出されるので、障害物までの距離ｘを正確に検出することができ、ドア１０と障害物とが衝突してしまうことを確実に防止できる。
【００７５】
（第３実施形態）
上述の実施形態では、２つのパルス状レーザ光が受光された場合（第１パターン又は第２パターンの場合）には、制御装置４は鏡面反射障害物が存在すると認識したが、レーザレーダ３から障害物までの距離が短い場合には、最初にパルス状レーザ光を受光した時刻と次にパルス状レーザ光を受光した時刻とが近接するため、図１１に示すように、１つのパルス状レーザ光を受光したものと誤検出してしまうおそれが高い。
【００７６】
そこで、本実施形態では、受光部３Ｂを、図１２に示すように、複数個の受光素子３Ｃを二次元配列（アレイ）状に配置した構造（例えば、ＣＣＤ）とするとともに、制御装置４は、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１の位置及び第２の位置にてパルス状レーザ光を受光した場合には、障害物を鏡面反射障害物として認識し、一方、１つのパルス状レーザ光を発光した後、第１のパルス状レーザ光のみを受光した場合には、障害物を拡散反射障害物として認識する。
【００７７】
つまり、第３パターンでは、受光部３Ｂで受光するパルス状レーザ光は１つであるのに対して、第１パターン又は第２パターンでは、異なる光路を経由して受光部３Ｂに至るので、受光部３Ｂは、空間的にずれた位置にて少なくとも２つのパルス状レーザ光が受光する。
【００７８】
したがって、本実施形態では、最初にパルス状レーザ光を受光した時刻と次にパルス状レーザ光を受光した時刻とが近接している場合であっても、２つのパルス状レーザ光が識別して受光することができるので、障害物が鏡面反射障害物であるか拡散反射障害物であるかを確実に識別することができる。
【００７９】
なお、本実施形態は、最初にパルス状レーザ光を受光した時刻と次にパルス状レーザ光を受光した時刻とが近接している場合にその適用が限定されるものではなく、時間的にずれた２つのパルス状レーザ光が識別して受光することができる場合にも適用できる。
【００８０】
つまり、障害物の種別判定は、ＣＣＤ等の空間的にずれた位置にて２つのパルス状レーザ光を受光することが可能な受光部と、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光時刻（時間的ずれ）を容易に検出することが可能な受光部とを組み合わせて受光部３Ｂを構成してもよい。
【００８１】
そして、このような構成とすれば、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の視野角（レーザ光が入射可能な角度）を比較的小さく設定することができるので、外乱光の影響（Ｓ／Ｎ比）を小さくすることができ、距離ｘを正確に検出することが可能なとなる。
【００８２】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ポリゴンミラーを回転させて出射されるレーザ光を走査したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８３】
また、上述の実施形態では、受光パターンの相違に基づいて障害物の種別を判定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば受光時の光量に基づいて障害物の種別を判定してもよい。
【００８４】
また、上述の実施形態では、車両用のスイングドアに本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば建築物のスイングドアにも適用できる。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８５】
１…オートスイングドア装置、３…レーザレーダ、３Ａ…発光部、３Ｂ…受光部、
４…制御装置。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１１】
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【図１２】
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