(57)【要約】ワイドエリア、ナローエリアのみならず、これらの中間的エリアのスポットエリアについても装置の設置環境に応じて検知エリアを十分調整できる物体検知装置を提供するために、検知波を検知エリアに放射するとともに、物体からの反射波を受信するアンテナＡＴと、このアンテナＡＴの前面を覆って前記検知エリアの形状を調整する調整カバー６，７とを備え、前記調整カバー６，７として、検知エリアを相異なる複数の形状に調整する複数の調整カバー６，７の一つを選択的に取り付ける。このとき、検知エリアは、検知波のサイドローブを抑制する一対の切欠部６３，６３が形成された調整カバー６を選択して用いることで、不要な検知エリアのない状態で形成できる。
2004081609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知波を検知エリアに放射するとともに、物体からの反射波を受信するアンテナと、
前記アンテナの前面を覆って前記検知エリアの形状を調整する調整カバーとを備え、
前記調整カバーとして、検知エリアを相異なる複数の形状に調整する複数の調整カバーの一つが選択的に取り付けられる物体検知装置。
【請求項２】
請求項１において、前記調整カバーの一つは、円板状の前壁と、この前壁の周縁から後方に延びる周壁とを有し、相対向する両側部に、放射される検知波のサイドローブを抑制する一対の切欠部が、径方向内側へ凹入して形成されている物体検知装置。
【請求項３】
請求項２において、前記調整カバーの他の一つは、円板状の前壁と、この前壁の周縁から後方に延びる周壁とを有し、前記前壁は周縁部から中央部に向かって厚さが増大する凸レンズ部を有している物体検知装置。
【請求項４】
請求項１において、前記アンテナは、センサ本体に対し回動自在に取り付けられた保持部材に保持されており、この保持部材に前記調整カバーが装着されている物体検知装置。
【請求項５】
請求項１において、さらに、
支持台と、
前記支持台に第１軸心の回りに回動自在に支持された第１ホルダと、
前記第１ホルダに前記第１軸心と直交する第２軸心の回りに回動自在に支持された第２ホルダと、
前記アンテナを保持し、前記第２ホルダに前記第２軸心と直交する第３軸心の回りに回動自在に支持されたアンテナモジュールと、
を備えた物体検知装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、自動ドアや防犯監視用などに用いられるマイクロ波のような検知波を利用した物体検知装置に関し、詳しくは、人体などの物体の検知エリアを装置の設置環境に応じて適切に調整できる物体検知装置に関する。
【背景技術】  自動ドア用や防犯監視用の物体検知装置は、例えばマイクロ波よりなる検知波を人体のような物体の検知エリアに向けて放射し、この物体に当たって反射した検知波を受信してドップラー効果による周波数変化から前記物体を検知できるようになっている。このような物体検知装置の検知エリア形成を行うアンテナとして、従来、主にホーンアンテナが使用されていたが、この場合、ホーンアンテナのユニットがラッパ状の形をしていて嵩高となるため、装置自体が大型化し、施工時の取扱性が良くない。また、装置の設置環境に応じ、幅広ドアに装置を設置した場合には幅広のエリア（以下、ワイドエリアという）に、幅狭ドアに装置を設置した場合には幅狭のエリア（以下、ナローエリアという）にそれぞれ検知エリアを設定変更するが、この設定変更はホーンアンテナの左右の壁に設けられた幅調節用の調節壁を動かしたり、あるいは幅調節用の調節壁を所定位置に設定した後、ユニット全体を９０°回転させることで操作しているが、検知エリアの調整が面倒である。
このような不具合を解決し、装置の小型化および検知エリア調整のしやすさをはかった物体検知装置として、前記ホーンアンテナに替えて金属箔よりなるパッチアンテナを使用し、このアンテナの前面に９０°回転させることにより凸レンズもしくは凹レンズとなりうる誘導体レンズを回転自在に配設したものがある（例えば、特開平７−１１０３７５号公報参照）。この装置は、誘導体レンズを９０°回転することで検知エリア（ワイドエリアもしくはナローエリア）の調整を行うことができ、その操作も容易である。
しかしながら、前記誘導レンズを回転自在に設けた物体検知装置でも、一つのレンズを回転させるだけであるから、検知ヱリアの変更幅に限度があり、十分な調整を行えない場合がある。また、物体検知装置の場合、マイクロ波の放射ビームのうち、中央の主ビームの側方にサイドローブといわれる小さなビームが生じることがある。このサイドローブが生じると、主ビームの出力がサイドローブに取られるため、主ビームの出力が低下し、主ビームにより形成される検知エリア以外に本来形成されるべきでない不要な検知エリアが同時に形成される。このように、不要な検知エリアが形成されると、例えばこの装置を自動ドア開閉の検知センサとして用いた場合、この不要な検知エリアでも人や物体を検知してしまい、開閉動作すべきでないときでも開閉動作が行われる誤作動を誘発する可能性がある。さらに、得られる検知エリアの形状もワイドエリアもしくはナローエリアの２種類であって、これらの中間的エリアについては形成することができず、多様な設置環境に応じた検知エリアの形成という点で十分に満足できるものでなかった。
【発明の開示】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、検知エリアの十分な調整が可能な物体検知装置を提供することを第１の目的とする。本発明の第２の目的は、誤作動の原因となるサイドローブを生じることがなく、しかも検知エリアの形状も装置の設置環境に応じて３種類から選択できる物体検知装置を提供することである。
前記第１の目的を達成するために、本発明の物体検知装置は、検知波を検知エリアに放射するとともに、物体からの反射波を受信するアンテナと、前記アンテナの前面を覆って前記検知エリアの形状を調整する調整カバーとを備え、前記調整カバーとして、検知エリアを相異なる複数の形状に調整する複数の調整カバーの一つが選択的に取り付けられる。
この構成によれば、検知エリアの形状の調整がアンテナの前面を覆う調整カバーによって行える。したがって、検知エリアを相異なる複数の形状に調整する複数の調整カバーのうちから所望の一つを選択してアンテナ前面を覆うことで、十分に調整された所望の検知エリアを必要に応じて容易に設定できる。また、アンテナ自体も調整カバーによって保護されるので、アンテナの向きが意に反してずれたり、損傷するおそれもなく、アンテナの機能を低下させることもない。
本発明の実施形態では、前記調整カバーの一つは、円板状の前壁と、この前壁の周縁から後方に延びる周壁とを有し、相対向する両側部に、放射される検知波のサイドローブを抑制する一対の切欠部が、径方向内側へ凹入して形成されている。
この構成によれば、幅の広い検知エリア（ワイドエリア）を設定することができる。しかも、放射された検知波の放射ビームのうち、中央の主ビームの側方に生じやすいサイドローブの発生を切欠部によって強制的に抑制できる。したがって、主ビームの出力を低下させることがなく、主ビームにより形成される検知エリア以外に本来形成されるべきでない不要な検知エリアも形成されない。このように、主ビームの出力の低下がないので、検知エリアにおける検知精度が優れ、前記不要な検知エリアが形成されないことで、同装置を例えば自動ドア開閉用の検知センサとして用いた場合、この不要な検知エリアに人や物体があってもこれを検知することがなく、開閉動作すべきでないときに、開閉動作が行われるような誤作動を誘発することがない。
また、本発明の実施形態では、前記調整カバーの他の一つは、円板状の前壁と、この前壁の周縁から後方に延びる周壁とを有し、前記前壁は周縁部から中央部に向かって厚さが増大する凸レンズ部を有している。
この構成によれば、凸レンズ部の存在によって通過する検知波の指向性が狭まれる結果、幅も奥行きも小さいスポット状の検知エリア（スポットエリア）を形成することができる。このことにより、検知エリアの大きな変更が可能となる。
さらに、本発明の実施形態では、前記アンテナは、センサ本体に対し回動自在に取り付けられた保持部材に保持されており、この保持部材に前記調整カバーが装着されている。
この構成によれば、保持部材を介してアンテナと調整カバーとが固定されることになるので、前記調整カバーを回動させると、アンテナも同時に回動して検知エリアの形状が変更される。したがって、前記切欠部付きの調整カバーを用いた場合、アンテナおよび調整カバーを９０°回転させることにより、検知エリアを、ナローエリアに形成されるように縦向きに、あるいはワイドエリアに形成されるように横向きに位置させることができる。このように、ワイドエリアもしくはナローエリアの切替選択を必要なエリア形成のための専用アンテナを用いることなく、一つのアンテナの向きを変えるだけで達成でき、部品点数の削減および構造の簡素化がはかれる。また、凸レンズ部を有する調整カバーとの交換により、スポットエリア、ワイドエリア、これらの中間の大きさのナローエリアの３つに調整することができる。
【００００】  本発明の好ましい実施形態では、さらに、支持台と、前記支持台に第１軸心の回りに回動自在に支持された第１ホルダと、前記第１ホルダに前記第１軸心と直交する第２軸心の回りに回動自在に支持された第２ホルダと、前記アンテナを保持し、前記第２ホルダに前記第２軸心と直交する第３軸心の回りに回動自在に支持されたアンテナモジュールとを備えている。
この構成によれば、第１ホルダを第１軸心の回りに回動させることにより、左右方向の検知エリア調整が行える。また、第２ホルダを第２軸心の回りに回動させることにより、前後方向の検知エリア調整が行える。さらに、アンテナモジュールを第３軸心の回りに回動させることにより、アンテナの向きを変えることができて、検知エリアの形状を、例えばワイドエリアまたはナローエリアに切替調整できる。このように、３軸方向の検知エリアの調整が容易であるから、装置取付現場での取付施工が容易かつ迅速に行える。
【図面の簡単な説明】  本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は同等部分を示す。
図１は、本発明の一実施形態にかかる物体検知装置を示す断面図で、図２の矢印Ｉ方向から見た図である。
図２は、同物体検知装置の正面図である。
図３は、同物体検知装置の第１ホルダを示す斜視図である。
図４は、同物体検知装置の第２ホルダを示す斜視図である。
図５Ａ〜図５Ｄは、第１の調整カバーの正面図および一部断面した側面図である。
図６Ａ〜図６Ｃは、それぞれワイドエリアの形状を示す図である。
図７Ａ〜図７Ｃは、それぞれナローエリアおよびスポットエリアの形状を示す図である。
図８は、第２の調整カバーを装着した物体検知装置を示す断面図で、図９の矢印ＶＩＩＩ方向から見た図である。
図９は、同物体検知装置の正面図である。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、第２の調整カバーの正面図および一部断面した側面図である
図１１は、同物体検知装置を用いた物体検知システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】  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。
図１は、本発明の一実施形態にかかる物体検知装置を示す断面図で、図２の矢印方向Ｉから見た側面図である。図２は同じく物体検知装置の正面図である。
図１において、本発明にかかる物体検知装置Ｄは、支持台１と、この支持台１の底面と直交する第１軸心Ｒ１の回りに回動自在に支持された第１ホルダ２（図３）と、この第１ホルダ２に前記第１軸心Ｒ１と直交する第２軸心Ｒ２の回りに回動自在に支持された第２ホルダ３（図４）と、検知波を送受信するアンテナＡＴを保持し、前記第２ホルダ３に前記第２軸心Ｒ２と直交する第３軸心Ｒ３の回りに回動自在に支持されたアンテナモジュール４とを備えている。
前記支持台１は、電子部品Ｅ１を組み込んだ基板１３を収容し、自動ドアの上方の無目や天井のような外部の部材に取り付けられるベース１１と、このベース１１上を覆うインナーカバー１２とを有している。また、前記第１ホルダ２は、図３に示すように、具体的には半球形をしており、その下端外周部２ａがベース１１とインナーカバー１２との間に挟持されて支持され、前記ベース１１とインナーカバー１２とは、例えば図２に示す５ヶ所のねじ止め９で取り付けられている。
また、この第１ホルダ２内に前記第１軸心Ｒ１と直交する第２軸心Ｒ２の回りに回動自在に支持された第２ホルダ３（図４）も半球形となっており、前記第１ホルダ２内に第２ホルダ３を支持する手段は、図４に示す第２ホルダ３の第２軸心Ｒ２に相当する位置にある突出部３１，３１を、図３の第１ホルダ２の軸心Ｒ２に相当する位置にある孔２２，２２にそれぞれ弾発的に嵌め込むことにより行う。
前記したように、図１に示す前記第２ホルダ３の頂部には、検知波の一例であるマイクロ波を送受信するアンテナモジュール４が、前記第２軸心Ｒ２と直交する第３軸心Ｒ３の回りに回動自在となるように支持されている。このアンテナモジュール４は、アンテナＡＴを保持する保持部材４１と第２ホルダ３の裏板４２とが、その間で第２ホルダ３の頂部取付部３２を挟持した状態で、２ヵ所のビス止め４４によって固定されている。また、前記第２ホルダ３の裏板４２の裏面側には、電子部品Ｅ２を収容した基板４３が装着されており、前記アンテナＡＴは、図２に示すように、ジグザク状の２次元形状のワイヤで構成されている。アンテナモジュール４は、第２ホルダ３の回動により、前記第１ホルダ２の開口部２１内を図１の実線で示す位置Ｐ１から想像線で示す位置Ｐ２まで前後動できるようになっている。
前記支持台１は、その上方から合成樹脂製のドーム状の外部カバー５で覆われ、前記第１ホルダ２、第２ホルダ３およびアンテナモジュール４が保護されている。
前記保持部材４１の上には、アンテナＡＴの前面を覆うように樹脂製の誘電体で形成された第１の調整カバー６が装着され、この調整カバー６によって検知エリアの形状を調整するようになっている。
前記第１の調整カバー６を図５に示す形状である。図５Ｂにおいて、調整カバー６は、円板状の前壁６１と、この前壁６１の周縁から後方へ延びる周壁６２とを有したキャップ形状となっており、前壁６１の相対向する両側部に径方向内方に凹入した一対の切欠部６３，６３（図５（Ａ））が形成されている。この調整カバー６を図１に示すように、保持部材４１に保持したアンテナＡＴを覆うように装着した場合には、前記切欠部６３，６３によって放射される検知波のサイドローブが抑制される。調整カバー６は型成形されたもので、その装着手段は、図５Ｄに示すように、保持部材４１の外周の突部４１ａの下縁４１ａａに、調整カバー６の下端の４ヵ所に一体形成した係止爪６０を係止する構造になっている。調整カバー６の前壁６１には、図５Ａ，Ｃに示すように、前記係止爪６０を成形するための型抜き用の孔６４が係止爪６０の軸方向に対応する位置に設けられている。
このように構成される物体検知装置の検知エリアの設定は、次のようにして行う。すなわち、左右方向の検知エリア設定は、図１の支持台１に対して第１ホルダ２を第１軸心Ｒ１の回りに、図２に示す矢印Ａ方向に回動させることで行う。次に、前後方向の検知エリア設定は、第１ホルダ２に対して第２ホルダ３を第２軸心Ｒ２の回りに、図１に示す矢印Ｂ方向に回動（前後動）させることで行う。続いて、ワイドエリアまたはナローエリアの設定は、図２に示すように、第２ホルダ３に対して、調整カバー６が装着されたアンテナモジュール４を第３軸心Ｒ３の回りに矢印Ｃ方向に回動させてアンテナＡＴの向きを変えることにより行う。
例えば、物体検知装置Ｄは、図６の正面図に示すように、スライド式の自動ドア８１の上方の無目８２に取り付ける。アンテナモジュール４を回動させて調整カバー６および前記アンテナＡＴの向きを、図５Ａに示すように、縦向き（この場合、切欠部６３，６３は上下方向に位置する）にすれば、図６に示す装置設置面の前方に幅が広くなったワイドエリアＷを設定することができる。このワイドエリアＷからなる検知エリアは、正面から見て、床８３上における幅がＷ１（図６Ａ）、上から見たエリア形状は横長の長楕円形状（図６Ｂ）となり、側方から見たエリア形状は奥行き長さがＬ１（図６Ｃ）と比較的短めになっている。また、前記調整カバー６に切欠部６３，６３を設けなかった場合に発生するサイドローブが抑制され、斜線で示すエリアＷの外側に不要な検知エリアが形成されない。このように検知エリアをワイドエリアＷに設定すると、両開きになった自動ドア８１に適した物体検知装置となる。
図２のアンテナモジュール４を回動させて調整カバー６および前記アンテナＡＴの向きを、図５Ｃに示すように、横向き（この場合、切欠部６３，６３は左右方向に位置する）にすれば、装置設置面の前方に幅が狭くなったナローエリアＮを設定することができる。このナローエリアＮからなる検知エリアは、正面から見て、床８３上における幅がＷ１よりも小さいＷ２（図７Ａ）、上から見たエリア形状は縦長の長楕円形状（図７Ｂ）となり、側方から見たエリア形状は奥行き長さがＬ１よりも大きいＬ２（図７Ｃ）となっている。このように検知エリアをナローエリアＮに設定すると、片引きドアやスウイング式の自動ドア８１Ａに適した物体検知装置となる。
本発明の第２調整カバーを図８に示す。この調整カバー７も前記図５に示した調整カバー６と同様、樹脂などからなる誘電体で形成され、図１０から明らかなように、円板状の前壁７１と、この前壁７１の周縁から後方へ延びる周壁７２とを有したキャップ形状となっている（図１０Ａ）。前壁７１は周縁部よりも若干中心寄りの位置から中央部に向かって厚さが増大する凸レンズ部７３（図１０Ｂ）を有している。なお、この第２の調整カバー７の装着にあたっても、前記第１の調整カバー６と同様、係止爪６０によって、図８のアンテナモジュール４の保持部材４１に係止される。
この調整カバー７をアンテナモジュール４の保持部材４１に装着した場合、放射されたマイクロ波は前記凸レンズ部７３を通過するとき、そのレンズ作用によって広がりが抑制され、ナローエリアＮよりもさらに狭い検知エリアであるスポットエリアＳが形成される。すなわち、図７Ａに示すように、正面から見た検知エリアの幅Ｗ３は、ナローエリアの幅Ｗ２と同様であり、上から見たエリア形状はナローエリアＮでは縦長の長楕円形状であったのに対し、ほぼ正円形状のスポットエリアＳとなる（図７Ｂ）。さらに、側方から見たエリア形状はナローエリアＮの場合の奥行き長さＬ２に比べ、より奥行き長さが短いＬ３となっている（図７Ｃ）。このように、第１と第２の調整カバー６，７を選択的に使用することにより、ワイドエリアＷ、ナローエリアＮおよびスポットエリアＳの３つの検知エリアを得ることができる。
この物体検知装置を図１１に示す自動ドアシステム５０に用いた場合、アンテナモジュール４に設けた送受信回路２５の作動により、アンテナモジュール４のアンテナＡＴから、マイクロ波よりなる検知波が検知エリアに向けて放射され、移動する人体などの物体で反射した検知波がアンテナＡＴから、送受信回路２５に送られる。この送受信回路Ｂで受信した反射波にドップラー効果による周波数の変化があったとき、検出回路２６にて検出される。この検出結果は図２の接続端子８に接続された回線を介して外部のドア制御回路２７に送られて、自動ドアを制御する。
このとき、第１の調整カバー６を装着したアンテナモジュール４を図１の第３軸心Ｒ３の回りに回動して、アンテナＡＴおよび調整カバー６の切欠部６３，６３の向きを予め図５Ａのように位置させておくと、検知エリアをワイドエリアＷ（図６）に設定できる。またアンテナＡＴおよび切欠部６３，６３の向きを図５Ｃのように位置させておくと、検知エリアをナローエリアＮ（図７）に設定できる。さらに、第１の調整カバー６に替えて図１０に示す第２の調整カバー７を用いた場合には、検知エリアをスポットエリアＳ（図７）に設定できる。したがって、前記自動ドアの制御は、装置の設置環境を考慮して、両開きドア８１（図６）の場合にはワイドエリアＷに、片引きドア８１Ａ（図７）の場合にはナローエリアＮまたはさらに狭いスポットエリアＳに検知エリアをそれぞれ設定できる。
上記構成によれば、検知エリアの調整が左右方向および前後方向に加えて、装置Ｄの設置環境に応じ、図６のワイドエリアＷ、図７のナローエリアＮおよびスポットエリアＳの設定も、装置取付の施工現場で簡便かつ迅速に行える。特に、ワイドエリアＷまたはナローエリアＮの設定は、図２のアンテナモジュール４の回転によって容易に行えるので、従来のようにワイドエリアまたはナローエリア用の２種類の専用アンテナを必要とすることなく、部品点数の削減を実現することができる。これにより、コンパクトで取扱性に優れた物体検知装置Ｄを低コストで製作できる。また、調整カバー６，７によってアンテナＡＴが保護される。
さらに、第１ホルダ２を第１軸心Ｒ１の回りに回動させることにより、左右方向の検知エリア調整が行える。また、第２ホルダ３を第２軸心Ｒ２の回りに回動させることにより、前後方向の検知エリア調整が行える。さらに、アンテナモジュール４を第３軸心Ｒ３の回りに回動させることにより、アンテナＡＴの向きを変えることができて、検知エリアの形状をワイドエリアＷまたはナローエリアＮに切替調整できる。このように、３軸方向の検知エリアの調整が容易であるから、装置取付現場での取付施工が容易かつ迅速に行える。
なお、前記実施形態では、Ｒ１〜Ｒ３の３つの軸心回りに検知エリアを調整できる３軸調整型の物体検知装置への適用例として説明したが、必すしも３軸調整型に限らず、２軸調整型または１軸調整型にも同様に適用できる。また、アンテナは前記実施形態のワイヤ状のほか、金属箔からなるパッチアンテナであってもよい。さらに本発明の物体検知装置は、自動ドア用に限らず、不法侵入者を検知して警報信号を出力する防犯検知センサにも使用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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2004081609.tif 000007
2004081609.tif 000008
2004081609.tif 000009
【図８】
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【図９】
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2004081609.tif 000012
【図１１】
2004081609.tif 000013
【国際調査報告】
2004081609.tif 000014
2004081609.tif 000015
2004081609.tif 000016
2004081609.tif 000017