(57)【要約】  【課題】  特定の検知エリアに物体が進入したことのみを確実に検知することができる検知精度の高い物体検知装置および物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置を提供する。  【解決手段】  同一の検知エリア１４に対して光を照射する２個の発光素子７、８と、検知エリア１４に進入した人体に対して発光素子７、８から照射されて反射された光を受光する受光素子６とを備え、発光素子７、８から検知エリア１４に照射される光線の角度が互いに異なる角度となるように発光素子７、８を設置し、発光素子７、８から一定の間隔で発光するとともに、その発光間隔を発光素子７、８毎に異なるようにした。【選択図】  図１
2005134184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の検知エリアに対して光を照射する少なくとも２個以上の発光素子と、前記検知エリアに進入した物体に対して前記発光素子から照射されて反射された光を受光する受光素子とを備え、
前記各発光素子から前記検知エリアに照射される光線の角度が互いに異なる角度となるように前記各発光素子を設置し、前記各発光素子から一定の間隔で発光するとともに前記各発光素子の発光間隔を異なるようにしたことを特徴とする物体検知装置。
【請求項２】
前記受光素子が全ての発光素子からの反射光を受光したときに前記検知エリア内で物体を検知したことを認識し、検知信号を出力する認識手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項３】
前記検知エリアに照射された光の反射光の光量を記憶する記憶手段を有し、前記認識手段は、前記受光素子が受光した反射光を前記記憶手段に記憶された前記光量と比較し、前記受光素子が前記記憶手段に記憶された光量以上の反射光を受光したときに前記検知エリア内で物体を検知したことを認識することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物体検知装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置であって、
前記認識手段が物体を検知したことを認識したときに、アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置。
【請求項５】
前記アクチュエータを自動給水装置から構成し、前記認識手段が物体を検知したことを認識したときに前記自動給水装置から吐水することを特徴とする請求項４記載のアクチュエータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動ドアや自動給水装置等のようなアクチュエータを自動的に駆動する装置に使用され、検知エリアに進入した人体等の物体を検知してアクチュエータを自動的に駆動することができる物体検知装置および物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、人体を検知して水を自動的に吐出する自動給水装置としては、例えば、特許文献１に示すものが知られている。特許文献１に示すものは、水栓器と、投光素子および受光素子を有する光センサからなり光センサによって人体を検知して検知信号を出力する人体検知装置と、この人体検知装置からの検知信号の入力に基づいて給水部に開閉信号を出力する制御部と、制御部からの開閉信号により弁を開放させる給水部とを備えた自動給水装置において、人体検知装置の投光素子から所定周期で間欠投光し、受光素子で受光する反射信号を１回検知した後に前記所定周期よりも短い時間後に人体検知装置の投光素子より確認用投光を行い、受光素子で確認用投光の反射信号を検知した場合のみ給水部に開弁信号を出力するようにしている。
【特許文献１】特開平６ー４９８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の自動給水装置にあっては、１個の投光素子から投光した光を１個の受光素子で受光するようになっていたので、所定の検知エリアに進入する人体を確実に検知することができないという問題があった。
【０００４】
具体的には、図７に示すように１個の投光素子２１から投光した光を１個の受光素子２２で受光する場合には、検知エリア２３のみで人体を検知したいのにもかかわらず、検知エリア２３から遠方のエリア２４、２５でも人体を検知してしまう。また、遠方のエリア２４、２５では投光素子２１からエリア２４、２５に進入する人体までの距離が長くなってしまうことから、反射光の光量が少なくなるが、検知物の反射面が広かったり、反射率が高い場合には、自ずと反射光量も多くなる。
【０００５】
このため、１個の投光素子２１から投光した光を１個の受光素子２２で受光する場合には、検知エリア２３のみで人体を検知することができない。したがって、このような人体検知装置を自動給水装置に用いた場合には、吐水口の下方エリア以外のエリアに人体を進入させた場合でも吐水が行われてしまい、節水効果を期待できない上に、吐水口の下方エリア以外のエリアに何等かの物体が進入した場合に誤検知が発生して吐水が継続されてしまう。
【０００６】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、特定の検知エリアに物体が進入したことのみを確実に検知することができる検知精度の高い物体検知装置および物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の物体検知装置は、同一の検知エリアに対して光を照射する少なくとも２個以上の発光素子と、前記検知エリアに進入した物体に対して前記発光素子から照射されて反射された光を受光する受光素子とを備え、前記各発光素子から前記検知エリアに照射される光線の角度が互いに異なる角度となるように前記各発光素子を設置し、前記各発光素子から一定の間隔で発光するとともに前記各発光素子の発光間隔を異なるようにしたものから構成される。
【０００８】
この構成により、異なる角度で設置された少なくとも２個以上の発光素子から同一の検知エリアに一定の間隔で、かつ各発光素子毎で異なる間隔で発光を行い、検知エリアに進入した物体からの反射光を受光素子で受光する。このとき、受光素子が全ての発光素子から反射光を受光したときにのみ、同一の検知エリアで物体を検知することができる。この結果、特定の検知エリアに物体が進入したことのみを確実に検知することができ、検知精度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明の物体検知装置は、前記受光素子が全ての発光素子からの反射光を受光したときに前記検知エリア内で物体を検知したことを認識し、検知信号を出力する認識手段を備えたものから構成される。
【００１０】
この構成により、受光素子が全ての発光素子から反射光を受光したときに認識手段が同一の検知エリアで物体を検知したことを認識し、検知信号を出力するので、この検知信号を利用してアクチュエータを駆動することができる。
【００１１】
また、本発明の物体検知装置は、前記検知エリアに照射された光の反射光の光量を記憶する記憶手段を有し、前記認識手段は、前記受光素子が受光した反射光を前記記憶手段に記憶された前記光量と比較し、前記受光素子が前記記憶手段に記憶された光量以上の反射光を受光したときに前記検知エリア内で物体を検知したことを認識するものから構成される。
【００１２】
この構成により、検知エリアに進入した物体からの反射光の光量を減衰することなく、安定した光量を受光することができるので、物体の検知能力が低下するのを防止することができる。
【００１３】
また、本発明の物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置は、上記物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置であって、前記認識手段が物体を検知したことを認識したときに、アクチュエータを駆動するものから構成される。
【００１４】
この構成により、特定の検知エリアに物体が進入したことのみを確実に検知して高い検知精度でアクチュエータを駆動することができるアクチュエータ駆動装置を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置は、前記アクチュエータを自動給水装置から構成し、前記認識手段が物体を検知したことを認識したときに前記自動給水装置から吐水するものから構成される。
【００１６】
この構成により、例えば、吐水口の下方の特定の検知エリアに人体が進入したときにのみに吐水を行うことができるので、節水を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、特定の検知エリアに物体が進入したことのみを確実に検知することができる検知精度の高い物体検知装置および物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１乃至図６は、本発明に係る物体検知装置および物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置の一実施の形態を示す図である。
【００１９】
まず、構成を説明する。図１において、アクチュエータとしての自動給水装置１は、手洗場所となるシンク２の上部に設置されており、水栓本体３を備えている。水栓本体３の先端部には吐水口４が設けられており、この吐水口４からシンク２内に吐水される。また、水栓本体３の下方には人体検知装置５が設けられており、この人体検知装置５は中央部に設けられた受光素子６および受光素子６の両側に設けられた発光素子７、８を備えている。
【００２０】
また、図２に示すように、人体検知装置５が手等の人体（物体）を検知したときに人体検知装置５から制御装置９に検知信号を送信するようになっており、制御装置９は図３に示すようにコントローラ１２およびメモリ１３を備え、人体検知装置５からの検知信号に基づいて自動給水装置１の電磁弁１０を開放して給水部１１からの水を自動給水装置１に供給して吐水口４から吐水するようになっている。
【００２１】
一方、図４に示すように発光素子７、８はシンク２内の同一の検知エリアに対して光を照射するように光線７ａ、８ａの角度が互いに異なる角度となるように設置されており、コントローラ１２は発光素子７、８を一定の間隔で発光するとともにその発光間隔を発光素子７、８毎で異なるように制御している。
【００２２】
受光素子６は検知エリア１４に進入した人体に対して発光素子７、８から照射されて反射された光を受光するようになっており、コントローラ１２は受光素子６が発光素子７、８の両方からの反射光を受光したときに検知エリア１４内で人体を検知したことを認識し、検知信号をコントローラ１２に出力するようになっている。
【００２３】
また、メモリ（記憶手段）１３は発光素子７、８から検知エリア１４に照射された光の反射光の光量を記憶するようになっており、コントローラ１２は受光素子６が受光した反射光をメモリ１３に記憶された光量と比較し、受光素子６がメモリ１３に記憶された光量以上の光量の反射光を受光したときに検知エリア１４内で人体を検知したことを認識するようになっている。
【００２４】
本実施の形態では、人体検知装置５、コントローラ１２およびメモリ１３が物体検知装置を構成するとともにコントローラ１２が認識手段を構成し、制御装置９がアクチュエータ駆動装置を構成している。
【００２５】
次に、自動給水装置１の動作を説明する。
【００２６】
まず、電源投入時に発光素子７、８から発光されシンク２や周辺の物体に反射されて受光素子６に受光される光量をメモリ１３に記憶してこの記憶値を比較値として設定する。
【００２７】
また、コントローラ１２は図５に示すように発光素子７、８から一定の間隔で、かつ発光間隔をずらして発光素子７、８から赤外線を発光する。すなわち、この発光間隔は、物体から反射されて受光素子６に受光された光が、発光素子７、８の何れから発光されたものなのかを識別できる時間差範囲でそれぞれ発光させるものである。
このとき、図４（ｂ）に示すように、発光素子７から発光される赤外線は検知エリア１４に進入した物体１５で反射されると、受光素子６に受光されるが、検知エリア１４よりも遠方の物体１６、１７で反射されても受光素子６に反射・到達しないので受光素子６によって検知されない。
【００２８】
また、発光素子８から発光される赤外線は検知エリア１４に進入した物体１５で反射されると、受光素子６に受光されるが、検知エリア１４よりも遠方の物体１６、１７で反射されても受光素子６に反射・到達しないので受光素子６によって検知されない。
【００２９】
したがって、コントローラ１２は図５に示すように受光素子６に発光素子７、８の両方から反射光が受光されたときに、この反射光の光量をメモリ１３に記憶された比較値と比較し、比較値よりも大きい光量の場合には、検知エリア１４で人体が検知されたものと判断し、電磁弁１０を開放して給水部１１からの水を自動給水装置１に供給して吐水口４から吐水する。また、図５の破線で示すように、受光素子６が発光素子８からの反射光を受光しないときにはコントローラ１２は電磁弁１０を閉状態に維持して吐水を行わない。
【００３０】
このように本実施の形態では、同一の検知エリア１４に対して光を照射する２個の発光素子７、８と、検知エリア１４に進入した人体に対して発光素子７、８から照射されて反射された光を受光する受光素子６とを備え、発光素子７、８から検知エリア１４に照射される光線７ａ、８ａの角度が互いに異なる角度となるように発光素子７、８を設置し、発光素子７、８から一定の間隔で発光するとともにその発光間隔を発光素子７、８毎に異なるようにしたので、両発光素子７、８から反射光を受光したときにのみ、同一の検知エリア１４で人体を検知することができる。この結果、特定の検知エリア１４に人体が進入したことのみを確実に検知することができ、検知精度を向上させることができる。
【００３１】
また、受光素子６が両発光素子７、８からの反射光を受光したときに検知エリア１４内で人体を検知したことを認識して検知信号を出力し、この検知信号に基づいて電磁弁１０を開放して吐水するので、吐水口４の下方で手に水が掛からない場所で吐水が行われることがなく、節水を行うことができる。
【００３２】
また、検知エリア１４に照射された光の反射光の光量を記憶するメモリ１３を設け、コントローラ１２は、受光素子６が受光した反射光をメモリ１３に記憶された光量と比較し、受光素子６がメモリ１３に記憶された光量以上の反射光を受光したときに検知エリア１４内で物体を検知したものと認識するので、検知エリア１４に進入した人体からの反射光の光量を減衰することなく、安定した光量を受光することができ、人体の検知能力が低下するのを防止することができる。
【００３３】
具体的には、検知エリア１４に人体が進入していない状態で発光素子７、８から赤外線を照射すると、検知エリア１４の周囲のシンク２や固定物の反射光を受光してしまうので、シンク２や固定物の反射光を影響を除去するために、発光素子７、８から発光される光信号の増幅度を下げて、固定された固定値と受光素子６が受光した光量を比較することにより、検知エリア１４内に進入した人体の有無を検知する。このようにすると、発光素子７、８から発光される光信号の増幅度が低下する分だけ検知エリア１４に進入した物体からの反射光の光量が低下してしまい、物体の検知能力が低下してしまう。
【００３４】
本実施の形態では、受光素子６がメモリ１３に記憶された光量以上の反射光を受光したときに検知エリア１４内で物体を検知したものと認識するので、検知エリア１４に進入した人体からの反射光の光量を減衰することなく、安定した光量を受光することができ、人体の検知能力が低下するのを防止することができるのである。
【００３５】
なお、本実施の形態では、発光素子を２個設けているが、発光素子は２個以上であれば何個でも構わない。例えば、図６に示すように４個の発光素子１８ａ〜１８ｄを設け、この発光素子１８ａ〜１８ｄから検知エリア１４に照射される光線の角度が互いに異なる角度となるように発光素子１８ａ〜１８ｄを設置し、各発光素子１８ａ〜１８ｄから一定の間隔で発光するとともにその発光間隔を発光素子１８ａ〜１８ｄで異なるようにしても良い。
この場合には、受光素子１９は全ての発光素子１８ａ〜１８ｄが反射光を受光したときに検知エリア１４に人体が進入したものと判断して吐水を行う。
【００３６】
また、本実施の形態では、アクチュエータとして自動給水装置に適用しているが、これに限らず、人体を近接させて非接触で動作させたい対象物であれば如何なるものでも良い。例えば、エレベータの各階の呼び出し動作、自動ドアの開動作、照明等を作動するために設置されたスイッチのＯＮ動作等がある。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明に係る物体検知装置および物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置は、特定の検知エリアに物体が進入したことのみを確実に検知して検知精度の向上させることができるという効果を有し、自動ドアや自動給水装置等のようなアクチュエータを自動的に駆動する装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態における物体検知装置を備えた自動給水装置の外観図
【図２】本発明の一実施の形態における物体検知装置を備えた自動給水装置を示す図（ａ）自動給水装置の概略側面図（ｂ）自動給水装置の概略正面図
【図３】本発明の一実施の形態における物体検知装置を備えたアクチュエータ駆動装置のブロック図
【図４】本発明の一実施の形態における物体検知装置を備えた自動給水装置を示す図（ａ）発光素子、受光素子および検知エリアの位置関係を示す図（ｂ）発光素子から発光された赤外線と各位置に設置された物体から反射される反射光を示す図
【図５】本発明の一実施の形態における発光素子の発光パルスと受光素子の受光パルスを示す図
【図６】本発明の一実施の形態における物体検知装置を備えた自動給水装置の他の態様を示す図（ａ）発光素子から発光された赤外線と各位置に設置された物体から反射される反射光を示す図（ｂ）発光素子の発光パルスと受光素子の受光パルスを示す図
【図７】従来の発光素子と受光素子の位置関係を示す図
【符号の説明】
【００３９】
１  自動給水装置（アクチュエータ）
５  人体検知装置（物体検知装置）
６  受光素子
７、８  発光素子
９  制御装置（アクチュエータ駆動装置）
１２  コントローラ（認識手段、人体検知装置）
１３  メモリ（記憶手段、人体検知装置）
【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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【図７】
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