(57)【要約】【課題】誤感知が多発するという課題を解決して、かつ容易なシステムで、自動扉を動作できうるセンサモジュールおよび移動開閉体を提供する。【解決手段】扉または窓に設置されて開信号を出力するセンサモジュールであって、複数の電極を有する検出部と、検出部にて検出された静電容量から前記検出部に対する被検出体の相対位置を連続的に検出して被検出体の動作を非接触で検出し、被検出体の動作が所定の動作入力であると判断したときに開信号を出力する制御部を有する。【選択図】図１
2011252881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉または窓に設置されて開信号を出力するセンサモジュールであって、
複数の電極を有し、静電容量値の変化を検出する検出部と、
前記検出部にて検出された静電容量値の変化から前記検出部に対する被検出体の相対位置を連続的に検出して前記被検出体の動きを非接触で検出し、前記被検出体の動きが所定の動作入力であると判断したときに開信号を出力する制御部とを有する事を特徴とするセンサモジュール。
【請求項２】
前記請求項１に記載のセンサモジュールであって、
前記複数の電極は、隣接電極間で容量を形成するように基準面内に配置され、前記基準面に属する第一の軸方向に対向配置された一方の電極対と、前記基準面に属し、前記第一の軸方向と交差する第二の軸方向に対向配置された他方の電極対とを含み、
前記制御部は、
前記複数の電極のうち駆動電極となる電極に印加する駆動電圧を出力する駆動回路と、
前記複数の電極のうち検出電極となる電極から出力された信号を検出する検出回路と、
前記駆動回路に接続し前記駆動電極となる電極と、前記検出回路に接続して前記検出電極となる電極とを相互に適宜切り替える切替え手段とを備えており、
前記制御部は、前記検出部の検出結果から前記被検出体の位置情報を演算して前記被検出体の動作を非接触で検出するものであり、
前記切替え手段は、前記第一の軸方向の被検出体位置を検出する際に前記一方の電極対を前記検出回路に接続するとともに、前記他方の電極対を前記駆動回路に接続し、
前記第二の軸方向の被検出体位置を検出する際に前記他方の電極対を前記検出回路に接続するとともに、前記一方の電極対を前記駆動回路に接続することを特徴とする請求項１記載のセンサモジュール。
【請求項３】
前記基準面と直交する第三の軸方向の被検出体の位置を検出する場合、前記切替え手段が前記複数の電極内で駆動電極となる電極と検出電極となる電極とを順次切替えながら前記複数の電極を前記駆動回路及び前記検出回路に順次接続して、前記基準面と直交する方向の被検出体位置を検出することを特徴とする請求項２記載のセンサモジュール。
【請求項４】
前記請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のセンサモジュールであって、
前記制御部が、前記検出部にて検出された静電容量値の変化から、前記被検出体が前記検出部に接近したことを検出した後、
前記静電容量値の変化が実質的にないことを検出した場合に、前記被検出体が前記検出部に接触したと判断し、前記開信号を出力する事を特徴とするセンサモジュール。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のセンサモジュールと、前記センサモジュールが設置された扉または窓と、前記扉または窓を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する駆動制御部とを有し、
前記駆動制御部は、前記開信号を受信して、前記扉または窓を開くよう前記駆動部を作動させる機能を有する事を特徴とする移動開閉体。
【請求項６】
請求項５に記載の移動開閉体であって、前記所定の動作入力が、前記扉または窓の開閉状態または駆動状態に応じて異なることを特徴とする移動開閉体。
【請求項７】
請求項６に記載の移動開閉体であって、前記扉または窓が閉動作中には、前記被検出体が前記扉または窓に挟み込まれるような相対的な動作を前記所定の動作入力に含むことを特徴とする移動開閉体。
【請求項８】
請求項５に記載の移動開閉体であって、前記扉または窓が二つ設置されて両開きとされており、前記センサモジュールが前記二つの扉または窓のそれぞれに設置されていることを特徴とする移動開閉体。
【請求項９】
請求項５に記載の移動開閉体であって、前記扉または窓が二つ設置されて両開きとされており、前記検出部の複数の電極が前記二つの扉または窓に分離されて設置されていることを特徴とする移動開閉体。
【請求項１０】
前記請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のセンサモジュールであって、
前記複数の電極が、透明電極である事を特徴とするセンサモジュール。
【請求項１１】
前記請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のセンサモジュールであって、
前記複数の電極のうちの少なくとも一つが、可撓性のあるフィルム上に配置されて扉または窓の表面に貼付け可能とされた事を特徴とするセンサモジュール。
【請求項１２】
前記請求項１１に記載のセンサモジュールであって、
前記複数の電極のうち少なくともひとつが前記フィルム上で電気的に接続されながら扉または窓の表面および裏面に位置するよう貼付け可能とされている事を特徴とするセンサモジュール。
【請求項１３】
請求項５に記載の移動開閉体であって、前記扉または窓が誘電体で形成され、前記扉または窓の一面側に前記検出部が設置されており、前記扉または窓の他面側における前記被検出体の動作を検出することを特徴とする移動開閉体。
【請求項１４】
前記請求項１３に記載の移動開閉体であって、
前記扉または窓が、屋内と屋外の境界に設置されており、
前記検出部が、前記扉または窓の屋内側に設置されている事を特徴とする移動開閉体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサモジュールおよび移動開閉体に関するものであり、特に、センサモジュールを設置した自動扉および自動窓に好適に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来の自動扉の人体検知器を示している。遠赤外線を利用して人体の存在を検出するようにした自動ドア用人体検知器において、第１の焦電素子１１１と第２の焦電素子１１２は自動ドア１０１付近の天井に取り付けてある。第１の焦電素子１１１は第１の光学レンズ（フレネルレンズ）１２１を介して第１の監視領域１３１を監視している。この監視領域１３１には自動ドア１０１も含まれている。第２の焦電素子１１２は第２の光学レンズ（フレネルレンズ）１２２を介して第２の監視領域１３２を監視している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２４７６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の自動扉の人体検知器では、遠赤外線を利用して人体の存在を検出することはできるが、自動扉を利用しない人体、例えば自動扉の屋外の通行人などに関しても、人体検知をしてしまい。不要に自動扉が開いてしまうなどの誤感知が多発するという問題があった。
【０００５】
本発明は、誤感知が多発するという課題を解決して、かつ容易なシステムで、自動扉を動作できうるセンサモジュールおよび移動開閉体を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、扉または窓に設置されて開信号を出力するセンサモジュールであって、複数の電極を有し、静電容量値の変化を検出する検出部と、前記検出部にて検出された静電容量値の変化から前記検出部に対する被検出体の相対位置を連続的に検出して前記被検出体の動きを非接触で検出し、前記被検出体の動きが所定の動作入力であると判断したときに開信号を出力する制御部とを有することを特徴とする。本構成とすることにより、被検出体が扉または窓を開けるための動作をしたときに限って開信号を出力することができるため、誤感知が多発するという課題を解決できる。
【０００７】
また、本発明のセンサモジュールは、前記複数の電極が、隣接電極間で容量を形成するように基準面内に配置され、前記基準面に属する第一の軸方向に対向配置された一方の電極対と、前記基準面に属し、前記第一の軸方向と交差する第二の軸方向に対向配置された他方の電極対とを含み、前記制御部は、前記複数の電極のうち駆動電極となる電極に印加する駆動電圧を出力する駆動回路と、前記複数の電極のうち検出電極となる電極から出力された信号を検出する検出回路と、前記駆動回路に接続し前記駆動電極となる電極と、前記検出回路に接続して前記検出電極となる電極とを相互に適宜切り替える切替え手段とを備えており、前記制御部は、前記検出部の検出結果から前記被検出体の位置情報を演算して前記被検出体の動作を非接触で検出するものであり、前記切替え手段は、前記第一の軸方向の被検出体位置を検出する際に、前記一方の電極対を前記検出回路に接続するとともに、前記他方の電極対を前記駆動回路に接続し、前記第二の軸方向の被検出体位置を検出する際に、前記他方の電極対を前記検出回路に接続するとともに、前記一方の電極対を前
記駆動回路に接続することを特徴とする。本構成とすることにより、シンプルな構成で被検出体の動作を非接触で検出でき、より容易に誤感知を減らすことができる。
【０００８】
さらに、本発明のセンサモジュールは、前記基準面と直交する第三の軸方向の被検出体の位置を検出する場合、前記切替え手段が前記複数の電極内で駆動電極となる電極と検出電極となる電極とを順次切替えながら前記複数の電極を前記駆動回路及び前記検出回路に順次接続して、前記基準面と直交する方向の被検出体位置を検出することを特徴とする。本構成とすることにより、被検出体の動作を立体的に捉えることができ、意図しない動作による誤感知をさらに減らすことができる。
【０００９】
また、本発明のセンサモジュールは、前記制御部が、前記検出部にて検出された静電容量値の変化から、前記被検出体が前記検出部に接近したことを検出した後、前記静電容量値の変化が実質的にないことを検出した場合に、前記被検出体が前記検出部に接触したと判断し、前記開信号を出力することを特徴とする。本構成とすることにより、被検出体が所定の動作を行いづらい状況においても開信号を出力させることができたり、開信号を継続して出力させることができるなど多彩な制御が可能となるとともに、被検出体が検出部に接触している際に、不用意にセンサモジュールが設置された扉または窓が閉じることを防止でき安全性を確保することもできる。
【００１０】
また、本発明の移動開閉体は、前記センサモジュールが設置された扉または窓と、前記扉または窓を駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する駆動制御部とを有し、前記駆動制御部は、前記開信号を受信して、前記扉または窓を開くよう前記駆動部を作動させる機能を有することを特徴とする。本構成とすることにより、容易なシステムによって、被検出体が扉または窓を開けるための動作をしたときに限って開信号を出力することができるため誤感知が多発するという課題を解決できる。
【００１１】
また、本発明の移動開閉体は、前記所定の動作入力が、前記扉または窓の開閉状態または駆動状態に応じて異なることを特徴とする。本構成とすることによって、センサモジュールが扉または窓とともに移動することによる誤動作を防止したり、閉じようとする扉または窓を再び開いたり、開いたままの状態を維持したりするなど、より多彩な動作を行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明の移動開閉体は、前記扉または窓が閉動作中には、前記被検出体が前記扉または窓に挟み込まれるような相対的な動作を前記所定の動作入力に含むことを特徴とする。本構成とすることにより、被検出体が挟み込まれるような位置で停止していても、閉動作中の扉または窓に設けられたセンサモジュールとの間の相対的な移動によって、被検出体が挟み込まれるような位置で停止していること自体を被検出体の動作として検知して、所定の信号として認識して開信号を出力させることにより安全性を確保できる。
【００１３】
また、本発明の移動開閉体は、前記扉または窓が二つ設置されて両開きとされており、前記センサモジュールが前記二つの扉または窓のそれぞれに設置されている移動開閉体であることを特徴とする。本構成とすることにより、より多彩な移動開閉体の動作が可能となる。
【００１４】
また、本発明の移動開閉体は、前記扉または窓が二つ設置されて両開きとされており、前記検出部の複数の電極が前記二つの扉または窓に分離されて設置されている移動開閉体であることを特徴とする。本構成とすることにより、容易なシステムによって、被検出体が挟み込まれるような位置で停止していること自体を被検出体の動作として検知して、所定の信号として認識して開信号を出力させることにより安全性が確保される。
【００１５】
また、本発明のセンサモジュールは、前記複数の電極が、透明電極であることを特徴とする。本構成とすることにより、電極の存在を目立たなくできより自由な電極配置を可能とするとともに、移動開閉体自体のデザイン自由度を高めることができる。
【００１６】
また、本発明のセンサモジュールは、前記複数の電極のうち少なくともひとつが前記フィルム上で電気的に接続されながら扉または窓の表面および裏面に位置するよう貼付け可能とされていることを特徴とする。本構成とすることにより、扉または窓の両面に容易に電極を配置することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の移動開閉体は、前記扉または窓が誘電体で形成され、前記扉または窓の一面側に前記検出部が設置されており、前記扉または窓の他面側における前記被検出体の動作を検出することを特徴とする。本構成とすることにより、一面に電極を配置するのみで両側からの動作を検出することができるため、より容易なシステムによって構築可能となる。
【００１８】
また、本発明の移動開閉体は、前記扉または窓が、屋内と屋外の境界に設置されており、前記検出部が、前記扉または窓の屋内側に設置されていることを特徴とする。本構成とすることにより、より容易なシステムによって、誤感知が多発するという課題が解決される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のセンサモジュールおよび移動開閉体を用いれば、自動扉または自動窓の誤感知が多発するという課題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態の概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態のセンサモジュールのブロック図（先願図１）である。
【図３】本発明の第１実施形態のセンサモジュール動作説明図（先願図２）である。
【図４】本発明の第１実施形態のセンサモジュール動作説明図（先願図３）である。
【図５】本発明の第１実施形態の電極配置のバリエーション図である。
【図６】本発明の裏面の電気力線の分布の効果説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態の概念図である。
【図８】本発明の第３実施形態のセンサモジュールの電極の配置図である。
【図９】本発明の第３実施形態のセンサモジュールの電極の上面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の概念図である。
【図１１】従来の自動扉の概念図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態の例について図を参照しながら詳細に説明をする。
【００２２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するための概念図である。同図に示されるように、本実施形態は、片開きの自動扉すなわち移動開閉体の例を示している。扉１は、受信機５、ドア制御部７、ドア駆動部９を備えた自動扉であって、建物の内部と外部を区切る扉として配置されている。扉１の屋内側にはセンサモジュール３が具備されており、センサモジュール３は、被検出体３１の動作が所定の動作入力（扉が開く方向に動作する）であると判断したときに開信号を送信する。ドア制御部７は、センサモジュール３が送信した開信号を受信機５が受信したときに、ドア駆動部９を制御して扉１を開ける。
【００２３】
図２は、本実施形態に用いられるセンサモジュールのブロック図を示している。本実施の形態に係るセンサモジュールは、被検出体３１の近接を検出する検出部すなわちセンサ部１１と、このセンサ部１１によって検出された出力信号を基に被検出体３１の位置を算出する制御回路部１２とを備える。
【００２４】
センサ部１１は、検出基準面としてのセンサ面１３内に配置された４つの電極１３ａ〜１３ｄを備える。センサ面１３は、扉１の表面であってもよいし、扉に据え付けられた取っ手などの表面であってもよい。各電極１３ａ〜１３ｄは、それぞれの隣接する電極間に静電容量が形成されるように所定の間隔をとって配置されている。電極１３ａ、１３ｄは、略矩形形状のセンサ面１３内の対向する２辺に略平行に配置され、この一対の電極１３ａ、１３ｄと略直交するように、センサ面１３内の対向する他の２辺に一対の電極１３ｂ、１３ｃが配置されている。
【００２５】
制御回路部１２は、センサ部１１の電極１３ａ〜１３ｄの切替え手段としてのマルチプレクサ１４と、各電極１３ａ〜１３ｄから出力された信号より、被検出体の位置を演算する演算手段としてのＣＰＵ１５とを備える。ＣＰＵ１５とマルチプレクサ１４との間には、駆動電極として切替えられた各電極１３ａ〜１３ｄに駆動電圧を印加する駆動回路１６が設けられている。また、ＣＰＵ１５とマルチプレクサ１４との間には、検出電極として切替えられた各電極１３ａ〜１３ｄの出力信号を検出する検出回路１７が設けられている。
【００２６】
マルチプレクサ１４は、センサ部１１の各電極１３ａ〜１３ｄに接続されると共に、駆動回路１６及び検出回路１７に接続され、各電極１３ａ〜１３ｄの接続を駆動回路１６及び検出回路１７に切替える。また、マルチプレクサ１４は、ＣＰＵ１５と接続され、ＣＰＵ１５からの切替え信号により、各電極１３ａ〜１３ｄの接続を切替え制御可能に構成されている。マルチプレクサ１４は、駆動電極となる電極１３ａ〜１３ｄ（以下、単に駆動電極ともいう）を駆動回路１６に接続すると共に、検出電極となる電極１３ａ〜１３ｄ（以下、単に検出電極ともいう）を検出回路１７に接続する。
【００２７】
駆動回路１６は、図示されない発振回路を備え、マルチプレクサ１４によって駆動電極となる電極１３ａ〜１３ｄに駆動電圧を印加する。駆動電圧の印加は、ＣＰＵ１５によりタイミング制御されている。
【００２８】
検出回路１７は、マルチプレクサ１４を介して検出電極となる電極１３ａ〜１３ｄに接続される増幅回路１８と、この増幅回路１８に接続され、増幅された出力信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１５に出力するＡ／Ｄコンバータ１９とを備える。
【００２９】
増幅回路１８は、正極端子及び負極端子を備え、マルチプレクサ１４によって検出電極として切替えられた電極１３ａ〜１３ｄから出力された信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ１９へ出力する。
【００３０】
本実施の形態では、マルチプレクサ１４によって電極１３ａ〜１３ｄのいずれかを駆動回路１６、検出回路１７に適宜切り替えながら接続することにより、センサ部１１と被検出体３１との相対位置を複数の軸の方向で検出する。検出基準面であるセンサ面１３に含まれるＸ軸方向及びセンサ面１３内においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向の被検出体位置の検出の際には、マルチプレクサ１４によって対向する一対の電極１３ａ〜１３ｄが検出電極として増幅回路１８に接続される。この場合、増幅回路１８の正極端子には、一方の検出電極１３ａ〜１３ｄが接続されて出力信号が入力され、負極端子には他方の検出電極１３ａ〜１３ｄが接続されて出力信号が入力される。増幅回路１８では、入力された一対の検出電極１３ａ〜１３ｄの出力信号が差動で増幅されて出力信号の差分値が検出される
。
【００３１】
また、センサ面１３と直交する高さ方向（Ｚ軸方向）の被検出体位置の検出の際には、マルチプレクサ１４によって少なくとも１つの電極１３ａ〜１３ｄが検出電極として増幅回路１８に接続される。この場合、増幅回路１８の一方の端子には、マルチプレクサ１４によって切替えられた検出電極１３ａ〜１３ｄが接続されて出力信号が入力され、他方の端子には基準電圧が入力される。増幅回路１８では、入力された出力信号を基準電圧との間で増幅する。
【００３２】
このように、本実施の形態では、一つの増幅回路１８において、検出方向に応じて検出電極１３ａ〜１３ｄからの出力信号を、一対の検出電極１３ａ〜１３ｄから出力された信号の差分による増幅と、検出電極１３ａ〜１３ｄから出力された信号と基準信号との出力信号の差分に応じた増幅とを時分割で切り替えて増幅する。これにより、各軸毎に増幅回路１８を設けることなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向並びにＺ軸方向の検出を行うことができる。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の検出に用いられた一対の検出電極１３ａ〜１３ｄの出力信号の差分値が得られない状態においても、Ｚ軸方向の検出により被検出体を検出することができ、それぞれの増幅特性による不感領域を補完することができる。
【００３３】
Ａ／Ｄコンバータ１９は、増幅回路１８で増幅された出力信号をフィルタリング処理及びデジタル変換してＣＰＵ１５に出力する。ＣＰＵ１５に入力された出力信号は、検出回路としてのＣＰＵ１５で差分値などが検出される。尚、差分値の検出は、Ａ／Ｄコンバータ１９で行ってもよい。また、演算手段としてのＣＰＵ１５では、検出された出力信号を用いて、被検出体の３軸方向の位置情報が算出される。
【００３４】
次に、図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照して、本実施の形態に係るセンサモジュールのセンサ部１１の電極切替えについて詳細に説明する。本実施の形態に係るセンサモジュールでは、マルチプレクサ１４により、検出方向に応じてセンサ部１１に配置された電極１３ａ〜１３ｄの接続を駆動回路又は検出回路に切替え、駆動電極及び検出電極として切替えることにより被検出体を検出する。図３（ａ）は、Ｘ軸方向（紙面左右方向）の被検出体を検出する際の電極１３ａ〜１３ｄの切替えを示す図である。Ｘ軸方向の被検出体を検出する際には、Ｘ軸方向と略平行に配置される電極１３ａ、１３ｄを駆動電極として切替え、Ｘ軸方向と略直交して配置される電極１３ｂ、１３ｃを検出電極として切替える。尚、検出電極１３ｂ、１３ｃの出力信号は、出力信号の絶対値の差分値を算出してもよく、一方の出力信号の正負を反転して差分値を算出してもよい。
【００３５】
図３（ｂ）は、Ｙ軸方向（紙面上下方向）の被検出体を検出する際の検出電極の切替えを示す図である。Ｙ軸方向の被検出体を検出する際には、Ｙ軸方向と略平行に配置される電極１３ｂ、１３ｃを駆動電極として切替え、Ｙ軸方向と略直交して配置される電極１３ａ、１３ｄを検出電極として切替える。尚、Ｘ軸方向の検出と同様に、検出電極１３ａ、１３ｄの出力信号は、一方の出力信号の正負を反転して差分値を算出してもよい。
【００３６】
図３（ｃ）は、Ｚ軸方向（紙面手前−奥行方向）の検出体を検出する際の検出電極の切替えを示す図である。Ｚ軸方向の被検出体を検出する際には、電極１３ａ〜１３ｄの少なくとも１つを検出電極として切替え、残りの電極１３ａ〜１３ｄを駆動電極として切替える。このようにしてＺ軸方向の検出を行うことにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の検出に用いられた一対の検出電極１３ａ〜１３ｄの出力信号の差分値が得られない状態、例えば中心点Ｐ１直上で被検出体が垂直に上下してＸ軸方向及びＹ軸方向の差分値がいずれも０で変化しない状態においても、Ｚ軸方向の検出により被検出体の動作を検出することができ、それぞれの増幅特性による不感領域を補完することができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、４つの電極１３ａ〜１３ｄのうち電極１３ａを検出電極として切替え、残り電極１３ｂ〜１３ｄを駆動電極として切替える。このように、３つの駆動電極１３ｂ〜１３ｄを用い、それぞれの駆動電極１３ｂ〜１３ｄから駆動電圧を印加することにより、電極１３ａ〜１３ｄ間に形成される電界強度が増大するので、検出電極１３ａから出力される信号が増大し、Ｚ軸方向の検出感度を向上させることができる。尚、本実施の形態では、Ｚ軸方向の被検出体の検出において、駆動電極の数が検出電極の数より多くなるように電極を切替えればよく、検出電極として切替えられた電極１３ａ以外の電極１３ｂ〜１３ｄの全てを駆動電極として切替えなくともよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、Ｚ軸方向の被検出体を検出する場合、検出電極を電極１３ａ〜１３ｄの間で順次切替えながら複数回測定し、それぞれの出力信号の測定値の加算平均を算出して被検出体を検出する。このように、検出電極を電極１３ａ〜１３ｄの間で順次切替えながら検出することにより、Ｚ軸方向に対する被検出体の検出において、検出方向の指向性を低減することができる。例えば、検出電極を電極１３ａのみとして被検出体を測定した場合、図３（ｃ）の紙面上方に位置する検出電極１３ａと、紙面左右方向に位置する電極１３ｂ、１３ｃ及び紙面下方に位置する電極１３ｄとの間に形成される静電容量に基づいて電極１３ａから信号が出力されるので、紙面上方に位置する電極１３ａの近傍の検出感度が最も高くなり、紙面下方の電極１３ｄ近傍の検出感度は低下する。これに対し、検出電極を電極１３ａ〜１３ｄの間で切替えながら複数回測定し、その測定回数に応じて出力信号の平均値を算出することにより、センサ部１１のセンサ面１３内の四方に対して均等に被検出体を検出することができ、検出感度の指向性を低減することができる。
【００３９】
尚、本実施の形態では、センサ部１１の各電極１３ａ〜１３ｄが略矩形形状のセンサ面１３の四辺に配置された例について説明するが、各電極１３ａ〜１３ｄの配置は、例えば、ひし形や、格子状などその他の配置をとっていても良い。また、電極数に関しては、少なくとも３本の電極１３ａ、１３ｂ及び１３ｃがあれば良く、電極数の上限については特に限定されない。電極の配置は、例えば、３角形の３辺に位置するようにしてもよい。この場合、特にＸＹ平面方向における差分値が相殺される領域が減少するので、好ましい。また、本実施の形態では、電極数の数が多いほど被検出体の検出感度を向上させることができる。本実施の形態に係るセンサモジュールにおける電極１３ａ〜１３ｄの形状（長方形）を示しているが、これに限られるものではなく、図５に示されるようなＬ字型形状であっても構わない。
【００４０】
また、各電極１３ａ〜１３ｄの配置は、電極間に形成される静電容量により、検出基準面を形成できる範囲に配置されていればよく、必ずしも同一平面に配置されている必要はない。例えば、電極１３ａ〜１３ｄのいずれかがセンサ面１３に対して、相対的にＺ軸方向上方側に配置されていてもよく、それぞれの電極がセンサ面１３に対して、Ｚ軸方向において前後するように配置されていてもよい。
【００４１】
次に、図４（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施の形態に係るセンサモジュールにおけるＸ軸方向及びＹ軸方向の被検出体の検出原理について説明する。図４（ａ）に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の検出では、駆動電極として対向する一対の電極１３ａ、１３ｄが切替えられ、対向する他の一対の電極１３ｂ、１３ｃが検出電極として切替えられる。この場合、駆動電極１３ａ、電極１３ｄと検出電極１３ｂとの間に静電容量Ｃｘ１が形成され、駆動電極１３ａ、電極１３ｄと検出電極１３ｃとの間に静電容量Ｃｘ２が形成される。そして、この静電容量Ｃｘ１，Ｃｘ２の差分をとることにより被検出体３１としての手の位置を検出することができる。なお、図４（ａ）は、被検出体３１がＸ軸方向に移動する場合の被検出体３１の位置を検出する場合について示している。
【００４２】
図４（ｂ）は、本実施の形態に係るセンサモジュールで、異なる電極配置をとった場合
の検出原理の一例を示す図である。図４（ｂ）に示す例は、駆動電極としての電極１３ｅを中央に配置し、その両側に検出電極としての電極１３ｆ，１３ｇを配置した例である。この場合、電極１３ｅと電極１３ｆとの間に静電容量Ｃ１が形成され、電極１３ｅと電極１３ｇとの間に静電容量Ｃ２が形成される。この静電容量Ｃ１，Ｃ２の差分をとることにより被検出体３１の位置を検出することができる。
【００４３】
さらに、図４（ａ）を参照して、被検出体３１の動きと静電容量の変化について説明する。図４（ａ）に示す例では、検出電極１３ｂと駆動電極１３ａ，１３ｄとの間に静電容量Ｃｘ１が形成されており、検出電極１３ｃと駆動電極１３ａ，１３ｄとの間に静電容量Ｃｘ２が形成されている。被検出体３１がＸ軸方向（左右方向）のいずれかの方向に動いた場合、電極１３ａ〜１３ｄ間に形成される電気力線（不図示）が被検出体３１に吸収され、静電容量Ｃｘ１，Ｃｘ２が変化する。例えば、被検出体３１が中央にあった状態から左側に動くと、静電容量Ｃｘ１が減少して、静電容量Ｃｘ２が増加する。このため、被検出体３１がＸ軸方向（左右方向）に移動した場合、静電容量値の差分（Ｃｘ２−Ｃｘ１）をとることにより、静電容量の変化量から、被検出体のＸ軸方向（左右方向）の被検出体３１の位置情報及び動き（モーション）を検出することが可能となる。
【００４４】
尚、Ｙ軸方向の被検出体を検出する場合、センサ部１１の上下の電極１３ａ，１３ｄを検出電極とし、左右の電極１３ｂ，１３ｃを駆動電極とすることにより、Ｘ軸方向と同様の原理で被検出体の位置情報及びモーションが検出される。
【００４５】
ＣＰＵ１５は、以上のようにして得られた被検出体３１の位置情報または位置情報の時間変化であるモーションを、予め定められたパターンと一致するかどうか判定し、一致した場合には制御回路部内に設けられた送信回路（図示せず）を用いて開信号を送信する。本実施の形態では、利用者がセンサモジュール３の直近で手を扉１が開く方向に動かしたとき、すなわち、利用者の手である被検出体３１の連続的な位置情報が、Ｙ軸方向とＺ軸方向にはあまり変化がなく、かつＺ軸方向の距離が小さい状態で、Ｘ軸の扉１が開く方向へと変化したことが検出された場合に、所定の動作であると認識して開信号を送信する。連続的に取得される位置情報と、所定の動作パターンとが一致するかどうかの判定には、種々のパターン認識手法を用いることができる。このことによって、自動扉の前の通行人に対する誤感知が減らすことができるとともに、扉を開ける方向へ手を動かすという直感的な操作で扉１を開けることができる。
【００４６】
また、本実施形態の自動扉は、センサ部に接触することなく、かつ被検出体の動作で自動扉の開閉ができるため、被検出体の接触による汚染や感染を嫌う環境例えば病院の手術室の自動扉などにも、有効に利用されうる。
【００４７】
なお、本実施形態では、被検出体３１の動作が、扉が開く方向に動作する場合を所定の動作と判断し、開信号を出す場合を示したが、開信号を出す所定の動作としてはこれに限られるものではない。例えば、センサモジュール３のセンサ部へ被検出体３１が接触した場合、すなわちセンサ部１１にて検出された静電容量値の変化から、前記被検出体が前記センサ部１１に接近したことを検出した後、前記静電容量値の変化が実質的にないことを検出した場合にも所定の動作と認識して、開信号を出すこともできる。この場合、センサ部へ接触し続けると扉１の開放を維持する動作などが可能となる。また、扉１の閉動作中に、扉１自身の移動と、扉１が閉まる方向で停止している被検出体３１との相対的な位置の変化を検知して所定の動作と認識して、開信号を出すこともできる。これにより、扉１に被検出体３１が挟まれることを防止できる。
【００４８】
また、被検出体３１の動作が所定の動作であると判断したときに閉信号を出すような構成とすることもできる。例えば、扉１の全開時に、被検出体３１が扉の閉まる方向へ動作
した時や、センサモジュール３のセンサ部に短時間に２回接触したなどに所定の動作であると認識し、閉信号を出すなどの機能を持たせても良い。
【００４９】
また、センサモジュール３はセンサ部１１と制御回路部１２とが別れて設置されていても良く、例えばセンサ部１１のみが扉１上に形成され、ドア制御部７と一体に設けられた制御回路部１２と配線を通じて接続されていてもよい。
【００５０】
本実施の形態の扉は屋内と屋外の境界に設置されており、電極１３ａ〜１３ｄは、ＩＴＯ膜等の透明電極で形成されており、扉１の屋内側に設置されている。本実施の形態に係る扉１は、ガラスで形成されているため、扉１の屋内側にセンサ部の電極１３ａ〜１３ｄがあったとしても、扉１のガラスを通して、屋外側の被検出体の検出が可能である。この場合の電気力線の分布を図６に示す。この構造を用いることで、電気力線５１は、扉１のガラスの誘電体で吸収されてしまうため、屋内側の被検出体の感度に対して、屋外側の被検出体の感度が低くなる。このため、人通りの多い公共の建物の自動扉などで扉を開ける意志がなく単に通過する人などを誤感知することが少なく、好適である。
［第２実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態の概念図である。本実施形態は、扉１が移動開閉体である両開きの扉１ａ、１ｂに、それぞれセンサモジュール３ａ、３ｂが備えられており、その余の部分については第１の実施形態と共通である。
【００５１】
本実施形態では、利用者がセンサモジュール３ａ、３ｂの前に両手を近づけ、そこから両手を拡げるような動作をしたときに扉１ａ、１ｂを開く。センサモジュール３ａにおいては、被検出体３１が扉１ａの開方向への動作を検知して、開信号を出力する。センサモジュール３ｂにおいても、被検出体３１が扉１ｂの開方向への動作を検知して、開信号を出力する。ドア制御部７は、センサモジュール３ａ、３ｂ両方からの開信号を受信機５が受信したときに、ドア駆動部９を制御して、扉１ａと扉１ｂの両方を開く。このようにすることによって、センサモジュールのごく近くを通った通行人であっても誤感知しないため、さらに誤感知が減らすことができる。また直感的操作で扉１ａ、１ｂを開けることができる。
【００５２】
尚、本実施形態の両開きの自動扉では、センサモジュール３ａ、３ｂいずれかの開信号を受信したときに、対応する扉１ａ、１ｂのいずれか一方のみを開いてもよい。これにより自動扉の開口面積を減らして冷暖房効率を向上させ、一方の扉のみを駆動することにより消費電力をおさえる事ができる。
【００５３】
［第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態を示す図である。本実施形態のセンサモジュール３のセンサ部は、両開きの扉１、１にまたがって設置されており、電極１３ａ、１３ｂは、一方の扉に、電極１３ｃ、１３ｄは、もう一方の扉に設置されている。この構造をとることによって、扉が開いている時に扉の間に被検出体３１が存在することを検知可能となり、容易なシステムで、安全性を確保することができる。
【００５４】
次に図９は、本実施形態のセンサモジュール３のセンサ部の電極の上面図を示している。本実施形態で示されるセンサモジュール３は、センサモジュール３のセンサ部のそれぞれの電極１３ａ〜１３ｄが、図９に示されるように、扉１の表裏の両面に設置されており、かつＰＥＴ等のフィルム８によりコーティングされており、電極そのものも可撓性を持っている。この構造の電極を使うことによって、その設置が容易で、かつ、ひとつのセンサモジュール３において、扉１の材質を問わずに、扉１の表裏の両面にセンサ感度を持たせることができうる。
［第４実施形態］
図１０は、本発明の第４の実施形態を説明するための概念図である。同図に示されるように、本実施形態は、自動車の自動窓すなわち移動開閉体の例を示している。自動窓２にはセンサモジュール３が具備されており、センサモジュール３には、被検出体３１の動作が所定の動作入力（手を回す動作をする等）であると判断したときに開信号を出力する制御部と送信機を有しており、図示はしないが、その開信号を受信機により受信し、その開信号は窓制御部に送られ、窓駆動部が窓２を開ける。
【００５５】
また本実施形態で示されるセンサモジュール３は、第１の実施形態で示されたものと同様な容量式センサモジュールを用いており、センサモジュール３におけるセンサ部の電極もＩＴＯ膜等の透明電極で形成されており、窓２の車内側のガラス面に設置されている。この構造によって、第１実施形態の効果と同様に、誤感知が非常に少なく、かつ自動車の車内外での被検出体３１の動作を検知して、窓２を開けることができる。このことにより、人が荷物を持った状態でも、窓２を開けることができる等の、より多彩な動作を行う機能を持たせることができるため、非常に便利である。
【００５６】
さらに本実施形態では、自動車のスマートキー等のユーザー認証の信号（電波や赤外線等）を受けた場合のみ、被検出体３１の動作を認識することで、自動車のユーザー以外が窓２を開けてしまうことを防いでもよい。
【００５７】
なお、以上第一ないし第四の実施形態として、自動扉、自動窓に応用した場合を示したが、本発明の移動開閉体はこれらに限られるものではなく、家電機器の蓋、家具の引き出し、ブラインドやロールスクリーンなど様々な移動開閉体にも応用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１、１ａ、１ｂ  扉
２  窓
３、３ａ、３ｂ  センサモジュール
５  受信機
７  ドア制御部
９  ドア駆動部
１１  センサ部
１２  制御回路部
１３  センサ面
１３a、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  電極
１４  マルチプレクサ
１５  ＣＰＵ
１６  駆動回路
１７  検出回路
１８  増幅回路
１９  Ａ／Ｄコンバータ
【図１】
2011252881.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011252881.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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