(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ユニットに設けられた複数の発光器から発せられた光を受光ユニットに設けられた複数の受光器で受光する構成を有し、前記複数の受光器での受光状況に基づいて前記発光ユニットと前記受光ユニットとの間における車両の有無を検知し、その検知内容を示す検知信号を出力する車両検知器において、
前記複数の発光器を互いに異なるタイミングで順次発光させるとともに、１つの発光器から発せられる光を予め各発光器に対応付けられた複数の隣接する受光器で受光した結果を取得するスキャン制御手段と、
前記検知信号を非検知レベルとしている時には、各発光器のそれぞれに対応付けられた複数の受光器の全てが光を同時に検出できなくなったことに応じて前記検知信号を検知レベルに変化させるとともに、前記検知信号を検知レベルとしている時には、前記複数の発光器の発光動作が一巡する期間中に前記複数の受光器の全てが、対応付けられた全ての発光器から発せられた光を受光したことに応じて、前記検知信号を非検知レベルに変化させる検知信号生成手段とを具備したことを特徴とする車両検知器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば有料道路における入口自動化システムなどにおいて車両の進入や発進を検知するために用いられる車両検知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の車両検知器の外観および使用例を示す斜視図である。
この図に示すように車両検出器は、発光ユニット１０１および受光ユニット１０２からなる。この発光ユニット１０１および受光ユニット１０２は、車両通路Ｗの両側に形成されたアイランドＩＬ，ＩＲにそれぞれ配置される。そして発光ユニット１０１に内蔵された複数の発光器のそれぞれが発する光が受光ユニット１０２に内蔵された複数の受光器に到達するように対向される。
【０００３】
そして図５に示すように、発光ユニット１０１と受光ユニット１０２との間に車両Ｖが存在し、この車両Ｖによって発光ユニット１０１から発せられた光Ｐの少なくとも一部が遮られて受光ユニット１０２に到達しなくなったことによって車両を検知するものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
さて、このような車両検知器では、検知漏れを防止するために、一般的には光軸が１つでも遮断されれば車両有りと判定し、検知信号を検知レベルとする。
このため、雪やゴミなどの小さな物体が光軸を遮った場合でも、これに応じて検知信号を検知レベルとしてしまう恐れがある。
【０００５】
そこで、複数の光軸が同時に遮断されたことに応じて車両有りと判定し、検知信号を検知レベルとすることが考えられる。
しかしながらこのようにすると、図６に示すように主車両Ｖが細い棒状の連結部Ｃなどによって連結されたトレーラなどの付属車Ａを牽引している場合に、連結部の検出漏れが生じる恐れがあり、この場合、主車両Ｖと付属車Ａを別々の通過車両として検知してしまうという誤検知が生じることになる。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、雪やゴミなどの小さな物体により車両有りと判定してしまう誤検知や、１両と判定すべき車両における微小部分の検知漏れによる車両台数の誤検知のいずれも生じさせることなく、的確に車両を検知することができる車両検知器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために本発明は、例えば制御部および多数のラッチ部よりなるスキャン制御手段により、複数の発光器を互いに異なるタイミングで順次発光させるとともに、１つの発光器から発せられる光を予め各発光器に対応付けられた複数の隣接する受光器で受光した結果を取得するとともに、例えば前記受光器と同数のＡＮＤ回路、２つのＯＲ回路およびフリップフロップ回路からなる検知信号生成手段により、検知信号を非検知レベルとしている時には、各発光器のそれぞれに対応付けられた複数の受光器の全てが光を同時に検出できなくなったことに応じて前記検知信号を検知レベルに変化させるとともに、前記検知信号を検知レベルとしている時には、前記複数の発光器の発光動作が一巡する期間中に前記複数の受光器の全てが、対応付けられた全ての発光器から発せられた光を受光したことに応じて、前記検知信号を非検知レベルに変化させるようにした。
【０００８】
このような手段を講じたことにより、車両の有無を判定するための光軸が１時点に対して複数設定され、この複数の光軸の全てが遮断されたことの応じて検知信号が検知レベル（車両検出状態）に変化されるとともに、この検知信号が検知レベルである状態は、複数の発光器の発光動作が一巡する期間中に前記複数の受光器の全てが、対応付けられた全ての発光器から発せられた光を受光するようになるまで維持される。従って、一度ある程度の大きさの物体が通過するまでは車両検出とはされず、その後は比較的小さな物体でも存在すれば車両検出の状態が維持される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態につき説明する。
まず、本実施形態の車両検知器は、発光ユニットと受光ユニットとからなり、図４に示すような状態で使用されるという基本構成は、従来よりある車両検知器と同様である。
【００１０】
しかし本発明の車両検知器は、電気的な詳細構成が以下に詳述するような特徴的な構成をなす。
図１は本実施形態に係る車両検知器の要部構成を示すブロック図である。
【００１１】
この図に示すように本実施形態の車両検知器は、多数の発光器１、多数の受光器２、多数のラッチ部３、多数のＡＮＤ回路４、ＯＲ回路５、ＮＯＴ回路６，７、Ｄ形のフリップフロップ回路８、ＯＲ回路９および制御部１０を有している。
【００１２】
発光器１、受光器２、ラッチ部３およびＡＮＤ回路４の個数は同数であるが、図１では３つの発光器１ｎ−１  ，１ｎ  ，１ｎ＋１  、５つの受光器２ｎ−２  ，２ｎ−１  ，２ｎ  ，２ｎ＋１  ，２ｎ＋２  、５つのラッチ部３ｎ−２  ，３ｎ−１  ，３ｎ  ，３ｎ＋１  ，３ｎ＋２  、および３つのＡＮＤ回路４ｎ−１  ，４ｎ  ，４ｎ＋１  のみを示している。
【００１３】
発光器１および受光器２は例えば３５個ずつが、図２に示すように発光ユニットの筐体２１および受光ユニットの筐体２２に発光ポイントＥ（Ｅ１  〜Ｅ３５）および受光ポイントＲ（Ｒ１  〜Ｒ３５）を形成するように互いに対向して配置されている。そして、１つの発光ポイントＥｉ  から出射する光は、対向する１つの受光ポイントＲｉ  とそれに隣接する２つの受光ポイントＲｉ−１  ，Ｒｉ＋１  とにそれぞれ入射する。すなわち１つの発光器１ｉ  から発せられた光は、発光器１ｉ  ，１ｉ−１  ，１ｉ＋１  のそれぞれにて受光される。なお、発光器１および受光器２のうち、下から１番目乃至下から１７番目は所定間隔Ｌで等間隔に配置され、また下から１７番目乃至下から３５番目は所定間隔２Ｌで等間隔に配置されている。
【００１４】
ラッチ部３は、それぞれ受光器２に一対一で対応付けられている。ラッチ部３はそれぞれ、＃１，＃２，＃３なる３つのラッチ回路を有しており、これらのラッチ回路のそれぞれに、上記対応付けられている受光器２の出力が与えられいる。そしてラッチ部３の各ラッチ回路は、制御部１０の制御の下に個別のタイミングで上記対応付けられている受光器２の出力を取込んで保持する。ただし、最も下に位置する受光器２に対応付けられたラッチ部３は＃１，＃２なる２つのラッチ回路のみを、また最も上に位置する受光器２に対応付けられたラッチ部３は＃２，＃３なる２つのラッチ回路のみをそれぞれ有する。
【００１５】
ＡＮＤ回路４は、３つの入力端を有し、これらの入力端への入力レベルの論理積をとる。任意のＡＮＤ回路４ｉ  の入力端には、ラッチ部３ｉ−１  のラッチ回路＃１の出力、ラッチ部３ｉ  のラッチ回路＃２の出力およびラッチ部３ｉ＋１  のラッチ回路＃３の出力がそれぞれ入力されるものとなっている。すなわち、ＡＮＤ回路４ｎ  の入力端には、ラッチ部３ｎ−１  のラッチ回路＃１の出力、ラッチ部３ｎ  のラッチ回路＃２の出力およびラッチ部３ｎ＋１  のラッチ回路＃３の出力がそれぞれ入力される。
【００１６】
ＯＲ回路５は、ＡＮＤ回路４と同数の入力端を有し、これらの入力端への入力レベルの論理和をとる。このＯＲ回路５の入力端には全てのＡＮＤ回路４の出力がそれぞれ入力される。そしてＯＲ回路５の出力は、ＮＯＴ回路６，７を介してフリップフロップ回路８のクロック入力端子に入力される。
【００１７】
フリップフロップ回路８は、データ端子が高レベルに相当する電圧Ｖｃｃが与えられている。そしてフリップフロップ回路８の非反転出力端子からの出力が、検知信号とされる。
【００１８】
ＯＲ回路９は、ラッチ部３の数をｍとしたときに［ｍ×３−２］なる数の入力端を有し、これらの入力端への入力レベルの論理和をとる。このＯＲ回路９の入力端には、ラッチ部３が有しているラッチ回路の全ての出力がそれぞれ入力される。そしてＯＲ回路９の出力は、フリップフロップ回路８のリセット端子に入力される。
【００１９】
制御部１０は、発光器１を所定の順序で順次発光させ、スキャンを行う。また制御部１０は、発光器１のスキャンに同期して、発光している発光器１に対応した所定のラッチ回路に取込み動作を行わせる。
【００２０】
次に以上のように構成された車両検知器の動作につき説明する。
まず制御部１０は、３５個の発光器１を所定の順番で順次発光させる。ここでは、図２における発光ポイントＥ１  からＥ３５に向かって順に発光するように、各発光ポイントＥに対応した発光器１を発光させる。かくして、下からｎ−１番目の発光ポイントＥｎ−１  に対応する発光器１ｎ−１  、下からｎ番目の発光ポイントＥｎ  に対応する発光器１ｎ  および下からｎ＋１番目の発光ポイントＥｎ＋１  に対応する発光器１ｎ＋１  のそれぞれの発光タイミングは、図３に示すような関係となる。
【００２１】
また制御部１０は、上述のような発光器１の発光制御に並行して、ラッチ部３における取込みを制御する。すなわち、任意の発光器１ｉ  が発光中である時、ラッチ部３ｉ−１  のラッチ回路＃１、ラッチ部３ｉ  のラッチ回路＃２およびラッチ部３ｉ＋１  のラッチ回路＃３のそれぞれに取込みを行わせる。かくして、ラッチ部３ｎ−２  ，３ｎ−１  ，３ｎ  ，３ｎ＋１  ，３ｎ＋２  のそれぞれの取込みタイミングは、図３に示すような関係となる。
【００２２】
このようにして制御部１０は、発光している発光器１ｉ  に対向した受光器２ｉ  からの出力を、その受光器２ｉ  に対応したラッチ部３ｉ  のラッチ回路＃２に保持させるとともに、発光している発光器１ｉ  に対向した受光器２ｉ  に隣接する受光器２ｉ−１  および受光器２ｉ＋１  からの出力を、その受光器２ｉ−１  に対応したラッチ部３ｉ−１  のラッチ回路＃１および受光器２ｉ＋１  に対応したラッチ部３ｉ＋１  のラッチ回路＃３にそれぞれ保持させる。
【００２３】
さて、１つの発光器１ｉ  から発せられた光は、物体が遮光していない限りは、その発光器に対向した受光器２ｉ  と、その受光器２ｉ  に隣接した２つの受光器２ｉ−１  ，２ｉ＋１  のぞれぞれで受光される。従って、１つの発光器１ｉ  から発せられた光は３つの受光器２ｉ−１  ，２ｉ＋１  によってそれぞれ受光が試みられるが、その受光結果はラッチ部３ｉ−１  のラッチ回路＃１、ラッチ部３ｉ  のラッチ回路＃２およびラッチ部３ｉ＋１  のラッチ回路＃３にそれぞれ保持される。そしてこのように１つの発光器１ｉ  から発せられた光の受光結果を保持する３つのラッチ回路のそれぞれの出力は、いずれも同一のＡＮＤ回路４ｉ  に入力されるものとなっており、１つの発光器１ｉ  から発せられた光の受光結果の論理積がＡＮＤ回路４ｉ  にて求められることとなる。
【００２４】
ここで受光器２は、発光器１から発せられた光を受光した場合に低レベルを、また受光できない場合に高レベルをそれぞれ出力する。このため、ＡＮＤ回路４ｉ  の出力は、発光器１ｉ  から発せられた光を受光器２ｉ  ，２ｉ−１  ，２ｉ＋１  のいずれでも受光できなかった場合にのみ高レベルとなる。
【００２５】
そして各ＡＮＤ回路４の出力の論理和がＯＲ回路５で求められ、これがＮＯＴ回路６，７を介してフリップフロップ回路８のクロック入力端子に与えられる。ここで、フリップフロップ回路８のデータ端子には高レベルが与えられているので、ＡＮＤ回路４のいずれかの出力が高レベルとなった時、すなわち発光器１ｉ  から発せられた光を受光器２ｉ  ，２ｉ−１  ，２ｉ＋１  のいずれでも受光できない状況が発生した時にフリップフロップ回路８に光レベルが取込まれ、検知信号が「車両検知」を示す高レベルとされる。
【００２６】
一方、フリップフロップ回路８のリセット信号を生成するＯＲ回路９には、３５個のラッチ部３が有する全てのラッチ回路の出力が入力されている。従って、３５個のラッチ部３が有する全てのラッチ回路のそれぞれの出力が全て低レベルとなった場合にのみＯＲ回路９の出力が低レベルとなり、フリップフロップ回路８がリセットされる。フリップフロップ回路８はリセットされると、非反転出力端子から低レベルを出力する状態となるので、検知信号が低レベルとされる。かくして、３５個の受光器２の全てが、対向する発光器およびその発光器に隣接する２つの発光器のうちのいずれが発した光をも受光することができなくなったことに応じて、検知信号が「車両なし」を示す低レベルとされる。
【００２７】
以上のように本実施形態によれば、発光器１ｉ  と３つの受光器２ｉ  ，２ｉ−１  ，２ｉ＋１  との間にそれぞれ形成される３本の光軸が同時に遮断されたことに応じて「車両検知」とし、このように一旦「車両検知」の状態となったのちには、３５個の発光器と３５個の受光器との間に形成される［３５×３−２］本、すなわち１０３本の光軸のいずれも遮断されない状態となったことに応じて「車両なし」とする。従って、雪やゴミは通常は３本の光軸を遮るほどに大きくはないので、雪やゴミなどが発光ユニットと受光ユニットとの間を横切ったとしても、これによって「車両検知」としてしまうことがない。そして、一旦「車両検知」としたのちには、いずれか１本の光軸でも遮られれば「車両検知」の状態を維持するので、図６に示すように細い棒状の連結部などより連結された主車両Ｖと付属車Ａとを１両の車両として確実に検知することができる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、基本的には１つの発光器１から発せられた光を３つの受光器２でそれぞれ受光するものとしているが、１つの発光器１から発せられた光を２つまたは４つ以上の受光器２で受光するようにした場合にも本発明の適用が可能である。ただしこの場合には、ラッチ部３のラッチ回路の数を、対応する受光器２で受光する光の数（１つの受光器２と発光器１との間に形成される光軸の数）と同数とする。
【００２９】
このほか、検知信号を高レベルおよび低レベルに変化させるタイミングを決定するための具体的な構成などについては、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、スキャン制御手段により、複数の発光器を互いに異なるタイミングで順次発光させるとともに、１つの発光器から発せられる光を予め各発光器に対応付けられた複数の隣接する受光器で受光した結果を取得するとともに、検知信号生成手段により、検知信号を非検知レベルとしている時には、各発光器のそれぞれに対応付けられた複数の受光器の全てが光を同時に検出できなくなったことに応じて前記検知信号を検知レベルに変化させるとともに、前記検知信号を検知レベルとしている時には、前記複数の発光器の発光動作が一巡する期間中に前記複数の受光器の全てが、対応付けられた発光器の全てから発せられた光を受光したことに応じて、前記検知信号を非検知レベルに変化させるようにしたので、雪やゴミなどの小さな物体により車両有りと判定してしまう誤検知や、１両と判定すべき車両における微小部分の検知漏れによる車両台数の誤検知のいずれも生じさせることなく、的確に車両を検知することができる車両検知器となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両検知器の要部構成を示すブロック図。
【図２】発光ユニットの筐体２１および受光ユニットの筐体２２における発光ポイントＥ（Ｅ１  〜Ｅ３５）および受光ポイントＲ（Ｒ１  〜Ｒ３５）の形成状況の一例を示す図。
【図３】発光器１の発光タイミングおよびラッチ部３での取込みタイミングの関係を示す図。
【図４】従来の車両検知器の外観および使用例を示す斜視図。
【図５】車両検知器における車両検知の原理を説明する図。
【図６】主車両Ｖが連結部Ｃによって連結された付属車Ａを牽引している例を示す図。
【符号の説明】
１（１ｎ−１  ，１ｎ  ，１ｎ＋１  ）…発光器
２（２ｎ−２  ，２ｎ−１  ，２ｎ  ，２ｎ＋１  ，２ｎ＋２  ）…受光器
３（３ｎ−２  ，３ｎ−１  ，３ｎ  ，３ｎ＋１  ，３ｎ＋２  ）…ラッチ部
４（４ｎ−１  ，４ｎ  ，４ｎ＋１  ）…ＡＮＤ回路
５…ＯＲ回路
６，７…ＮＯＴ回路
８…フリップフロップ回路
９…ＯＲ回路
１０…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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