(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦横方向に配置された複数の検出エリアに向けて物体検出用の検知線を送出する複数の投光素子および物体で反射した前記検知線を受光する複数の受光素子と、
前記投光素子および受光素子の前方にそれぞれ配置されたレンズ体およびプリズム体を有し、前記検出エリアを形成する光学系と、を備えた自動ドアセンサ用の能動型物体検出装置であって、
前記プリズム体は水平な稜線で区画される複数のプリズム片を有し、それぞれ同一高さ形状の各プリズム片が鉛直方向に並べられて、前記検出エリアを遠くに拡大するように設定され、
前記各プリズム片のプリズム面の鉛直面内における傾斜角度が、水平方向の両端部で最小に、中央部に向かい次第に大きくなって中央部で当該傾斜角度が最大に設定されている、自動ドアセンサ用の能動型物体検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記プリズム体は、自動ドアセンサから遠い位置の検出エリアを形成するプリズム片にのみ、前記傾斜角度の変化が形成されている、自動ドアセンサ用の能動型物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の検出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自動ドアセンサ用の能動型物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の検出エリアに向けて投光器から赤外線や近赤外線などの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。
【０００３】
この能動型物体検出装置の一例として、検出装置に近い位置から遠い位置に向かって縦方向に複数列、および横方向に複数行の検出エリアが配置されて、複数の検出エリアを形成したものが挙げられる（特許文献１）。この能動型物体検出装置は、例えば自動開閉ドアの物体検出用として自動ドアセンサに用いられる。
【０００４】
上記複数の検出エリアが、投光素子から送出された検知線を投射するレンズ体およびプリズム体の光学系により構成される場合、プリズム体は検出エリアを遠くに拡大するために使用される。
【０００５】
また、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、上記光学系により形成される複数の検出エリアも人間の眼に見えないので、この検出エリアを具体的に認識することが難しく、その設定も困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１５７９２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、検出エリアを遠くに拡大するために、一定角度に設定されたプリズム体を使用した場合、複数の検出エリアのうち特に装置から遠い位置の検出エリアにおいて、歪曲収差と同様の現象が発生する場合があった。図４（Ｂ）は、この遠い位置の検出エリアにおける横方向に並んだ複数行のエリアに投光された光を実験装置によって撮像したものである。この図のように、横方向に一列に並んだ検出エリアは上記現象の影響を受けて、平面視で弓なり形状となっている。
【０００８】
この場合、人間の眼に見えないため検出エリアの設定自体が困難なことに加えて、検出エリアにおける上記弓なり形状により、設計上の検出エリアと実際に設定された検出エリアとで差異が生じるため、検出エリアの設定が不正確になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、前記の問題点を解決して、プリズム体を使用してエリアを遠くに拡大して複数の検出エリアが設定される場合に、装置から遠い位置の検出エリアであっても、検出エリアを正確に設定することができる自動ドアセンサ用の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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明にかかる自動ドアセンサ用の能動型物体検出装置は、複数の検出エリアに向けて物体検出用の検知線を送出する投光素子および物体で反射した前記検知線を受光する受光素子と、単一の前記投光素子または受光素子の前方に配置されたレンズ体およびプリズム体を有し、複数の検出エリアを形成する光学系と、を備え、前記プリズム体は水平な稜線で区画される複数のプリズム片を有して、前記検出エリアを遠くに拡大するように設定され、前記各プリズム片のプリズム面の鉛直面内における傾斜角度は、水平方向の両端部で最小に、中央部に向かい次第に大きくなって中央部で当該傾斜角度が最大に設定されている。
【００１１】
この構成によれば、プリズム体を構成する複数のプリズム片のプリズム面の鉛直面内における傾斜角度が、水平方向の両端部で最小に、中央部に向かい次第に大きくなって中央部で当該傾斜角度が最大に設定されているので、プリズム体に起因して検出エリアにおいて発生する歪曲収差と同様の現象による弓なり形状を、直線状に補正することができる。これにより、装置から遠い位置の検出エリアであっても、検出エリアを正確に設定することができる。
【００１２】
好ましくは、前記プリズム体は、自動ドアセンサから遠い位置の検出エリアを形成するプリズム片にのみ、前記傾斜角度の変化が形成されている。したがって、特に上記現象の影響が大きい装置から遠い位置の検出エリアにおいてより効果的に補正することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、プリズム体を構成する複数のプリズム片のプリズム面の鉛直面内における傾斜角度が、水平方向の両端部で最小に、中央部に向かい次第に大きくなって中央部で当該傾斜角度が最大に設定されているので、プリズム体に起因して検出エリアにおいて発生する歪曲収差と同様の現象による弓なり形状を、直線状に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態に係る自動ドアセンサ用の能動型物体検出装置を用いた自動開閉ドアのスライド方向側から見た検出エリアの説明図、（Ｂ）は検出エリアを示す平面図である。
【図２】図１の能動型物体検出装置のカバー、ウィンドウおよび上ケースを取り外した状態を示す正面図である。
【図３】（Ａ）はプリズム体を示す側面図、（Ｂ）はその斜視図、（Ｃ）は素子、レンズ体およびプリズム体を示す平面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ切断図である。
【図４】（Ａ）は本発明にかかる能動型物体検出装置の動作、（Ｂ）は従来の能動型物体検出装置の動作を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。まず、本発明の一実施形態に係る自動ドアセンサ用の能動型物体検出装置の構成の説明に先立って、検出エリアについて説明する。この実施形態では、自動開閉ドアの開閉制御装置の起動用に適用した場合を例示してあり、図１（Ａ）は、自動開閉ドア１８のスライド方向から見た検出エリアの説明図、同図（Ｂ）は検出エリアを示す平面図である。同図（Ａ）に示すように、前記能動型物体検出装置１００は無目５０に内蔵して設置され、検出エリアＡ１〜Ａ５は設置された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５列に配置されており、各列の検出エリアＡ１〜Ａ５は、同図（Ｂ）に示すように、それぞれ１２個のエリアからなる。
【００１６】
図２は、前記能動型物体検出装置１００の装置本体２９からカバー、その内側のウィンドウ（図示せず）および上ケースを取り外した状態を示す正面図である。図２に示すように、この能動型物体検出装置１００は、例えばＡＩＲ（能動型赤外線方式）センサであり、投光器１に近い位置から遠い位置に向かって５列に設定される検出エリアに向けて物体検出用の検知線の一種である近赤外線を投光する投光器１と、物体で反射した検知線を受けて受光信号を発生する受光器２とを備えている。
【００１７】
投光器１は、検知線として近赤外線を送出する赤外線発光ダイオードからなる第１〜第５列目投光素子３と、この投光素子３に対して、その前方に、各投光素子３から送出される近赤外線を、各列が１２個の検出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分割されたレンズ体４Ｌと、水平な稜線で区画される複数のプリズム片を有し、第４、５列に対応して上下方向Ｙに５分割されて検出エリアを遠くに拡大するように設定されるプリズム体４Ｐ（図３（Ａ））とが順次配置されてなる投光用光学系４とを有している。第１〜第３列に対してプリズム体４Ｐは設けられていない。
【００１８】
受光器２は、前記５列の各検出エリアの列ごとに受光する相異なる第１〜第５列目受光素子８と、この受光素子８に対して、その前方に、各列の検出エリア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横方向Ｘに４分割されたレンズ体９Ｌと、水平な稜線で区画される複数のプリズム片を有し、第４、５列に対応して上下方向Ｙに５分割されたプリズム体９Ｐ（図３（Ａ））とが順次配置されてなる受光用光学系９とを有している。第１〜第３列に対してプリズム体９Ｐは設けられていない。
【００１９】
この能動型物体検出装置１００は、装置本体２９の下面側（図の下側）に、投光用光学系４を構成する第１および第２投光レンズ４ＬＡ、４ＬＢとプリズム体４Ｐが装置本体２９の無目５０（図１（Ａ））の取付面２９ａと平行な水平方向である横方向Ｘに離間して配置され、その間に、受光用光学系９を構成する第１および第２受光レンズ９ＬＡ、９ＬＢとプリズム体９Ｐが配置されている。第１投光レンズ４ＬＡおよび第１受光レンズ９ＬＡは、図１の第１から第３の検出エリアＡ１〜Ａ３を設定し、第２投光レンズ３ＬＢおよび第２受光レンズ９ＬＢと、プリズム体４Ｐおよび９Ｐは、図１の第４および第５の検出エリアＡ４、Ａ５を設定する。
【００２０】
図２の第１投光レンズ４ＬＡに対応して各３個ずつが横方向Ｘに沿って一列に配列された第１〜第３列目投光素子３が装着され、第２投光レンズ４ＬＢおよびプリズム体４Ｐに対応して各３個ずつが横方向Ｘに沿って一列に配列された第４および第５列目投光素子（図示せず）が装着され、第１受光レンズ９ＬＡに対応して各３個ずつが横方向Ｘに沿って一列に配列された第１〜第３列目受光素子８が装着され、第２受光レンズ９ＬＢおよびプリズム体９Ｐに対応して各３個ずつが横方向Ｘに沿って一列に配列された第４および第５列目受光素子８（第１〜第３列目受光素子８よりも若干上方に傾斜している）が装着されている。第１および第２投光レンズ（複数のレンズセグメント）４ＬＡ、４ＬＢ、第１および第２受光レンズ（複数のレンズセグメント）９ＬＡ、９ＬＢはいずれも４分割されており、各１つの投光素子３および受光素子８に対して、４つの検出エリアを割り当てている。したがって、各列ごとに３個ずつ配列された第１〜第５列目の投光素子３および第１〜第５列目の受光素子８は、対応するレンズ４ＬＡ、４ＬＢ、９ＬＡ、９ＬＢおよびプリズム体４Ｐ、９Ｐによって、各列に１２（＝３×４）個の検出エリアを含む５列の検出エリアＡ１〜Ａ５を設定する。
【００２１】
図３（Ｂ）のプリズム体４Ｐ、９Ｐは、各プリズム片のプリズム面のＹ方向の鉛直面内における傾斜角度は、水平方向Ｘの両端部で最小に、中央部に向かい次第に大きくなって中央部で当該傾斜角度が最大に設定されている。このプリズム片の両端部と中央部との傾斜角度の差は１°〜５°の範囲内、好ましくは２°〜４°の範囲内である。上記傾斜角度および傾斜角度の差はプリズム材質や検出エリアの拡大設定の程度などに応じて変動する。図３（Ｃ）のように、プリズム体４Ｐ、９Ｐ全体の稜線Ｒは、平面視でＸ方向に直交するＺ方向に中央が凸の略山型の形状を有している。図３（Ｄ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ切断図であり、上記傾斜角度θを示す。
【００２２】
この例では、装置１００から遠い位置のＡ４、Ａ５の検出エリアを形成するために、プリズム面の傾斜角度θを変化させたプリズム体４Ｐ、９Ｐが配置されている。これにより、従来において装置１００から遠い位置のＡ４、Ａ５の検出エリアで発生する歪曲収差と同様の現象による弓なり形状（図５（Ｂ））を、図５（Ａ）に示すように、直線状に補正することができる。その一方、装置１００から近い位置のＡ１〜３の検出エリアを形成するのに、プリズム体４Ｐ、９Ｐは配置されていない。これは、近い位置の検出エリアでは遠くにエリアを拡大させる必要性が少なく、また、仮に従来のプリズム体を配置した場合に上記現象が生じる可能性はあるものの、その影響は小さいことによる。
【００２３】
上記構成において、図１の自動開閉ドアは、各列の受光素子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して、設定レベルを超えていると判別したときに、自動開閉ドア１８の開閉制御装置に対し物体検出信号を出力する。そして、この物体検出信号に基づき自動開閉ドア１８が開閉される。
【００２４】
例えば、図１（Ａ）の自動開閉ドア１８から２．４ｍ離間している検出エリアＡ５において、図４（Ｂ）の従来の弓なり形状の中央で直線状の仮想線に対して１２０ｍｍのずれ（凹み）がある場合に、本発明において、プリズム体４Ｐ、９Ｐが両端部で傾斜角度９°に設定され、中央部に向かい次第に傾斜角度が大きくなって、中央部で傾斜角度１２°に設定されて、両端部と中央部との傾斜角度の差が３°に設定されることにより、図４（Ａ）のように直線状に補正される。
【００２５】
こうして、プリズム体を構成する複数のプリズム片のプリズム面の鉛直面内における傾斜角度が、水平方向の両端部で最小に、中央部に向かい次第に大きくなって中央部で当該傾斜角度が最大に設定されているので、プリズム体に起因して検出エリアにおいて発生する歪曲収差と同様の現象による弓なり形状を、直線状に補正することができる。これにより、装置から遠い位置の検出エリアであっても、検出エリアを正確に設定することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、近い位置のＡ１〜３の検出エリアについて、プリズム面の傾斜角度を変化させたプリズム体を配置していないが、必要に応じて配置させてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１：投光器
２：受光器
３：投光素子
４：投光用光学系
４Ｌ：レンズ体
４Ｐ：プリズム体
８：受光素子
９：受光用光学系
９Ｌ：レンズ体
９Ｐ：プリズム体
１８：自動開閉ドア（自動ドア）
１００：能動型物体検出装置
Ａ１〜Ａ５：検出エリア
ＰＳ：プリズム片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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