(57)【要約】【課題】対向配置された投光器および受光器における投光窓および受光窓に付着した雪を溶かして除去する融雪用ヒータでの無駄な電力消費を防ぐことのできる光学センサ装置を提供する。【解決手段】投光窓および受光窓に付着した雪を溶かして除去する融雪用ヒータをオン・オフ制御する制御装置を、温度センサにより検出される投光器および受光器の設置環境の温度が予め定めた温度閾値よりも低下し、且つ、前記投光器と前記受光器との間に遮蔽物が存在しないときにおける前記受光器での受光量が予め定めた光量閾値よりも低下したときに前記融雪用ヒータをオン駆動するように構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光窓を介して所定光量の光を一方向に向けて投光する投光器と、
所定の距離を隔てて前記投光器に対向配置されて該投光器から投光された光を受光窓を介して受光する受光器と、
この受光器による受光量を所定の検出閾値で弁別して前記投光器と前記受光器との間を遮る遮蔽物の有無を判定する判定手段と、
前記投光窓および前記受光窓にそれぞれ設けられて前記投光窓および前記受光窓に付着した雪を溶かして除去する融雪用ヒータと、
前記融雪用ヒータをオン・オフ制御する制御装置とを具備し、
前記制御装置は、温度センサにより検出される前記投光器および前記受光器の設置環境の温度が予め定めた温度閾値よりも低下し、且つ、前記投光器と前記受光器との間に遮蔽物が存在しないときにおける前記受光器での受光量が予め定めた光量閾値よりも低下したときに前記融雪用ヒータをオン駆動することを特徴とする光学センサ装置。
【請求項２】
前記温度閾値は、前記投光窓および前記受光窓に雪が付着すると予想される気温であって、
前記光量閾値は、前記投光器と前記受光器との間に遮蔽物が存在しないときにおける前記受光器での平均的な受光量を基準として、前記投光窓および前記受光窓への雪の付着による受光量の低下を見込んで定められた光量値である請求項１に記載の光学センサ装置。
【請求項３】
前記融雪用ヒータは、前記投光窓および前記受光窓をそれぞれ形成する各光学ガラスの裏面にそれぞれ装着されたシート状の透明ガラスヒータである請求項１に記載の光学センサ装置。
【請求項４】
前記温度センサは、前記投光器および前記受光器の設置環境の温度が前記温度閾値よりも低下したときにオン動作して前記融雪用ヒータの通電を可能とする温度スイッチであって、
前記制御装置は、前記温度スイッチに直列に接続され、前記受光器での受光量が前記光量閾値よりも低下したときにオン動作して前記融雪用ヒータを通電するリレースイッチである請求項１に記載の光学センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向配置された投光器と受光器との間を遮る物体の有無を判定する光学センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対向配置された投光器と受光器との間を遮る物体の有無を判定する光学センサ装置として、代表的には車両の通過を検知する車両検知装置がある。この種の車両検知装置は、車両の通過領域を挟んで前記投光器と前記受光器とを対向配置したもので、例えば車両の通過台数を計測したり、料金所において通行券を発行する為の制御に用いたり、或いはＥＴＣレーンにおける車両の進入・退出の検出に利用される。図３はこの種の車両検知装置の設置例を示している。
【０００３】
車両検知装置は、例えば車両が通過する道路１の両側に設けられて走行レーンを規定するアイランド２の一方に投光器３を設置すると共に、他方のアイランド２に上記投光器３に対峙させて受光器４を設置して構築される。前記投光器３は、その前面に設けた投光窓を介して前記受光器４に向けて所定光量の光、例えば赤外線５を投光するように構成される。また前記受光器４は、その前面に設けた受光窓を介して前記投光器３から投光された赤外線を受光するように構成される。そして車両の検知は、前記受光器４による受光量の大きさから、前記道路１を通過する車両により前記赤外線が遮られたか否かを判定することにより行われる。
【０００４】
ところでこの種の車両検知装置においては、あらゆる車種の車両の通過を１台毎に確実に検知することが必要である。この為、前記投光器３および前記受光器４は、通常、前記道路１の路面に対して直角となるように正対させて設けられる。また前記投光器３は、例えば５０個程度の発光素子を高さ方向に一列に並べて構成される。これらの発光素子は、例えば半値角７°程度の赤外線を一方向に向けて発光するＬＥＤ等からなる。更に前記受光器４は、上記各発光素子のそれぞれに対峙させて５０個程度の受光素子を高さ方向に一列に並べて構成される。これらの受光素子は、例えば赤外線受光センサからなる。
【０００５】
尚、この種の車両検知装置における前記投光器３と前記受光器４との間の光軸合わせや、前記投光器３と前記受光器４との設置間隔に応じた前記投光器３からの光の拡がり角度の設定・調整等ついては、例えば特許文献１,２等に詳しく紹介される通りである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２７１４６６号公報
【特許文献２】特開平１１−２５７９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで寒冷地に設置される車両検知装置においては、前記投光器３の投光窓および前記受光器４の受光窓に付着した雪や氷によって前記赤外線が拡散され、その透過光量が低下することが懸念される。この為、前記車両検知装置には、前記投光窓および前記受光窓をそれぞれ形成する各光学ガラスに装着されたシート状の融雪用ガラスヒータをオン・オフ制御することで、光学ガラスからなる前記投光窓および前記受光窓の表面に付着した雪や氷を溶かして除去する工夫がなされる。
【０００８】
ちなみに従来の車両検知装置においては、専ら、前記投光器および前記受光器の設置環境の温度に応じてオン・オフする、いわゆるサーモスタットと称される温度スイッチを前記融雪用ガラスヒータのオン・オフ制御スイッチとして用いている。しかしながらこの種の温度スイッチを前記融雪用ガラスヒータのオン・オフ制御スイッチとして用いた場合、降雪のない気象条件下においても前記車両検知装置の設置環境の温度（気温）が低下した場合、前記融雪用ガラスヒータが通電駆動されることが否めない。このような条件下での前記融雪用ガラスヒータの通電駆動は、無駄な電力消費の要因となる。
【０００９】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、投光器および受光器にそれぞれ設けられた融雪用ヒータでの無駄な電力消費を防ぐことのできる光学センサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するべく本発明に係る光学センサ装置は、
投光窓を介して所定光量の光を一方向に向けて投光する投光器と、
所定の距離を隔てて前記投光器に対向配置されて該投光器から投光された光を受光窓を介して受光する受光器と、
この受光器による受光量を所定の検出閾値で弁別して前記投光器と前記受光器との間を遮る遮蔽物の有無を判定する判定手段と、
前記投光窓および前記受光窓にそれぞれ設けられて前記投光窓および前記受光窓に付着した雪を溶かして除去する融雪用ヒータと、
前記融雪用ヒータをオン・オフ制御する制御装置とを具備し、
前記制御装置は、温度センサにより検出される前記投光器および前記受光器の設置環境の温度が予め定めた温度閾値よりも低下し、且つ、前記投光器と前記受光器との間に遮蔽物が存在しないときにおける前記受光器での受光量が予め定めた光量閾値よりも低下したときに前記融雪用ヒータをオン駆動することを特徴としている。
【００１１】
ちなみに前記温度閾値は、前記投光窓および前記受光窓に雪が付着すると予想される気温であって、前記光量閾値は、前記投光器と前記受光器との間に遮蔽物が存在しないときにおける前記受光器での平均的な受光量を基準として、前記投光窓および前記受光窓への雪の付着による受光量の低下を見込んで予め定められた光量値である。この光量値は、例えば前記平均的な受光量の９０％等として設定される。
【００１２】
好ましくは前記融雪用ヒータは、前記投光窓および前記受光窓をそれぞれ形成する各光学ガラスの裏面にそれぞれ装着されたシート状の透明ガラスヒータからなる。
【００１３】
また前記温度センサは、例えば前記投光器および前記受光器の設置環境の温度が前記温度閾値よりも低下したときにオン動作して前記融雪用ヒータの通電を可能とする温度スイッチであって、前記制御装置は、例えば前記温度スイッチに直列に接続され、前記受光器での受光量が前記光量閾値よりも低下したときにオン駆動されて前記融雪用ヒータを通電するリレースイッチからなる。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成の光学スイッチ装置によれば、投光器の投光窓および受光器の受光窓にそれぞれ設けられた融雪用ヒータは、気温が低下し、且つ前記投光窓または前記受光窓に付着した雪や氷によって前記受光器での受光量が低下したときにだけ通電駆動される。換言すれば気温が低下しても、雪や氷に起因する前記受光器での受光量の低下がない場合には、前記融雪用ヒータが通電されることはない。従って晴天時等における前記融雪用ヒータの無駄な通電を防ぐことができ、簡易にして効果的に省電力化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学センサ装置の要部概略構成図。
【図２】受光量の低下を検出してリレースイッチをオン駆動する制御回路の構成例を示す図。
【図３】車両検知装置の概略構成図。
【図４】投光器と受光器の設置例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明に係る光学センサ装置について説明する。この光学センサ装置は、例えば屋外に設置される車両検知装置として実現される。
【００１７】
この車両検知装置は、基本的には図３を用いて声明したように所定の距離を隔てて対向配置された投光器３と受光器４とを備えて構成される。特に本発明の係る車両検知装置は、図１にその概略構成を示すように前記投光器３は、例えばＬＥＤからなる複数の発光素子を高さ方向に一列に並べて配列した発光素子アレイ３ａを備える。前記投光器３は、前記発光素子アレイ３ａが発光した光、具体的には所定の発光量Ｐの赤外線を投光窓３ｂを介して一方向に投光するように構成される。ちなみに前記投光窓３ｂは、板状の光学ガラスの裏面に、該投光窓３ｂの表面に付着した雪や氷を溶かして除去する融雪用ヒータ３ｃとしてのシート状の透明ガラスヒータを貼着したものからなる。
【００１８】
また前記投光器３から所定の距離を隔てて、該投光器３に対峙して設けられる前記受光器４は、前記複数の発光素子にそれぞれ正対する複数の受光センサを高さ方向に一列に並べて配列した受光センサアレイ４ａを備える。この受光センサアレイ４ａは、その前面に設けられた受光窓４ｂを介して前記投光器３から投光された赤外線を受光し、その受光量に応じた信号を出力するものである。ちなみに前記受光窓４ｂは、前述した投光窓３ｂと同様に板状の光学ガラスの裏面に、該受光窓４ｂの表面に付着した雪や氷を溶かして除去する融雪用ヒータ４ｃとしてのシート状の透明ガラスヒータを貼着したものからなる。
【００１９】
ここで前記シート状の透明ガラスヒータからなる融雪用ヒータ３ｃ,４ｃの通電をオン・オフ制御する制御装置は、例えば前記投光器３および前記受光器４の設置環境の温度である気温が、予め定めた温度閾値よりも低下したときにオン動作する温度スイッチ６を備える。この温度スイッチ６は、いわゆるサーモスタットと称されるもので、前記環境温度に応じて前記融雪用ヒータ３ｃ,４ｃの通電を制御する温度センサとしての役割を担う。
【００２０】
また前記制御装置は、前記温度スイッチ６に直列に接続されて前記融雪用ヒータ３ｃ,４ｃの通電をオン・オフ制御するリレースイッチ７を備える。このリレースイッチ７は制御回路８によりオン・オフ制御される。ちなみに前記制御回路８は、前記受光器４での受光量Ｒが、予め設定された光量閾値よりも低下したときに前記リレースイッチ７をオン動作せる役割を担う。具体的には前記受光器４は、前記投光器３と前記受光器４との間に車両が存在しないときの前記受光器４での平均的な受光量Ｒを標準受光量Ｒｅとして記憶するメモリ９を備えている。そして前記制御回路８は、前記投光器３と前記受光器４との間に車両が存在しないとき前記受光器４にて受光される受光量Ｒが、前記メモリ９に記憶された標準受光量Ｒｅを基準として設定された光量閾値よりも低下したとき、前記リレースイッチ７をオン動作させる。
【００２１】
従って前記融雪用ヒータ３ｃ,４ｃは、気温が前記温度閾値よりも低下して前記温度スイッチ６がオン動作し、且つ、前記受光器４の受光量Ｒが前記光量閾値よりも低下して前記リレースイッチ７がオン動作したときにだけ、所定の電力が供給されて通電駆動されるようになっている。即ち、前記各融雪用ヒータ３ｃ,４ｃは、降雪の可能性のある気温の低下時であって、且つ、前記投光窓３ｂおよび／または前記受光窓４ｂに付着した雪や氷に起因して前記受光器４での受光量が低下した場合にだけ通電駆動されるようになっている。
【００２２】
尚、前記光量閾値は、例えば前記標準受光量Ｒｅの９０％の光量値として設定される。ちなみに前記標準受光量Ｒｅは、前記投光器３と前記受光器４との間に車両が存在しない条件下において、所定期間に亘って計測される受光量Ｒの平均値等として求められる。また前記制御回路８は、例えば図２に示すように前記メモリ９に記憶された標準受光量Ｒｅに所定の係数（９０％）を乗じて前記光量閾値を設定する係数器８ａと、この係数器８ａにより設定された前記光量閾値と、前記受光器４にて受光された現時点での受光量Ｒとを比較する比較器８ｂとを備えて構成される。
【００２３】
かくしてこのように構成された光学センサ装置、具体的には前記車両検知装置によれば、晴天時に気温が低下しても前記融雪用ヒータ３ｃ,４ｃが通電駆動されることはない。そして気温が低下し、前記投光窓３ｂおよび／または前記受光窓４ｂに付着した雪や氷に起因して前記受光器４での受光量が低下した場合にだけ、前記融雪用ヒータ３ｃ,４ｃが通電駆動される。
【００２４】
従って晴天時等のように前記投光窓３ｂや前記受光窓４ｂに雪や氷が付着する虞がない場合に前記融雪用ヒータ３ｃ,４ｃを通電駆動するような無駄がない。そして前記投光窓３ｂや前記受光窓４ｂに雪や氷が付着した場合にだけ前記融雪用ヒータ３ｃ,４ｃを通電駆動して上記雪や氷を溶かして除去することが可能となる。従って前記融雪用ヒータ３ｃ,４ｃの不本意な通電駆動を防止して、無駄な電力消費を防止することが可能となる。よって車両検知装置に代表される光学センサ装置の省電力化を図ることが可能となる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【００２５】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば前記温度スイッチ６に代えてサーミスタ等の温度センサを用いて気温を検出することも可能である。この場合には、上記サーミスタを用いて検出される温度を前記温度閾値と比較して気温の低下を判定し、この判定結果と前記制御回路８において検出される受光量の低下の検出結果とを論理処理して前記リレースイッチ７をオン・オフ制御するように構成すれば良い。
【００２６】
また前記光量閾値については、例えば車両検知装置の設置現場において前記投光窓３ｂおよび前記受光窓４ｂヘの雪や氷の付着に起因する受光量の低下の程度を学習し、その学習結果に基づいて適宜更新するようにしても良い。更に前記温度閾値についても車両検知装置が設置される地域の気象条件を考慮して設定すれば十分である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００２７】
３  投光器
３ａ  発光素子アレイ（ＬＥＤ）
３ｂ  投光窓（光学ガラス）
３ｃ  融雪用ヒータ（透明ガラスヒータ）
４  受光器
４ａ  受光素子アレイ（受光センサ）
４ｂ  受光窓（光学ガラス）
４ｃ  融雪用ヒータ（透明ガラスヒータ）
６  温度スイッチ（サーモスタット）
７  リレースイッチ
８  制御回路
９  メモリ（標準受光量）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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