JP5824701B2 - 物体検出装置に使用する自動角度調整ユニット - Google Patents

Description

本発明は、送信器から送信された検知線を受信器で受信し、その受信レベルに基づいて物体を検出する物体検出装置において、外部から検知ユニットの角度を自動調整する自動角度調整ユニットに関する。

一般に、赤外線のような物体検出用の検知線を送信する送信用光学系（検知ユニット）を有する送信器と、送信器に相対向して配置され、前記検知線を受信して検出信号を出力する受信用光学系（検知ユニット）を有する受信器とを備えた、送信器、受信器の対向型の物体検出装置は、両光学系間での遮光による信号レベルの変化により物体を検出するとともに、各光学系の光軸（角度）を調整する角度調整機構とを有する。この光軸調整に際しては、照準器を用いて目視により手動で、これら光学系の垂直角度および水平角度の調整をして光軸を合わせる。

その一方、光軸調整を自動的に行う赤外線センサの角度自動調整装置も知られている（例えば、特許文献１）。この角度調整機構では、送信器の光軸を直交する２方向に所定角度揺動させて、受信器で受信した信号レベルが最大になったときの角度位置に固定する。この光軸の揺動は信号レベルに応じて装置内部のモータを駆動させることにより自動的に行われる。

特開２００９−８７２４０号公報

しかし、特許文献１では、光軸調整を自動的に行うために、装置内部に垂直角度および水平角度を調整するための駆動モータやその制御部からなる自動角度調整部が組み込まれており、装置全体が大型化かつ高コスト化する。

その一方、検出装置と自動角度調整部とを分離して、外部から該ユニットにより光軸調整を自動的に行うことも考えられる。しかし、一般の角度調整機構は、ユニットを垂直軸回りに回動させる水平回動部材の上に、水平軸回りに回動させる垂直回動部材が組み込まれており、水平回動部材に連結されてこれを駆動するダイヤルのような水平調整部材と、垂直回動部材に連結されてこれを駆動するねじのような調整部材との位置が互いに離間するとともに、水平回動部材の位置の変化に伴って垂直回動部材の位置が変化すると、調整部材の位置も変化してしまう。このため、構造的に装置に対する自動角度調整ユニットの着脱が容易でないという問題があった。

本発明は、前記の問題点を解決して、角度調整機構を備えた物体検出装置に使用するもので、小型かつ低コストで着脱が容易な構造を有し、外部から容易に自動角度調整を行うことができる自動角度調整ユニットを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明にかかる物体検出装置に使用する自動角度調整ユニットは、送信器の送信用検知ユニットから送信された物体検出用の検知線を、受信器の受信用検知ユニットが受信して検出信号を出力し、この検出信号の信号レベルに基づき物体を検出するもので、前記検知ユニットの角度調整時に、前記検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整し、かつ外部から係合可能で、互いに隣接した位置に配置された水平および垂直調整・係合部材をもち、前記検出信号レベルに基づいて角度を調整する角度調整機構と、前記検出信号レベルを外部へ出力する信号レベル出力手段とを有する、物体検出装置に使用されるものであり、前記物体検出装置の水平および垂直調整・係合部材に係合し、外部からこれを駆動し、前記検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整して自動的に角度を調整する自動角度調整ユニットであって、
前記水平および垂直調整・係合部材に外部から着脱自在に容易に係合してこれを駆動させる係合・駆動伝達手段と、前記係合・駆動伝達手段を駆動させる駆動手段と、前記物体検出装置に該自動角度調整ユニットを着脱自在に固定するクランプ手段と、物体検出装置からの検出信号レベルが入力されるレベル入力手段と、前記検出信号レベルに基づき前記駆動手段により、前記係合・駆動伝達手段を駆動させて、前記検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整させる制御を行う調整ユニット制御部とを備えている。

この構成によれば、自動角度調整ユニットが物体検出装置の水平および垂直調整・係合部材に外部から着脱自在に容易に係合して、これを駆動し、光学系の水平角度および垂直角度を調整するので、小型かつ低コストで着脱が容易となり、外部から容易に自動角度調整を行うことができる。

好ましくは、前記クランプ手段は、前記物体検出装置から該自動角度調整ユニットを離脱させるとき、これに連動して、前記係合・駆動伝達手段を前記水平および垂直調整・係合部材との係合方向と反対方向に移動させて当該係合を解除させるイジェクト部を有する。したがって、係合・駆動伝達手段と水平および垂直調整・係合部材との係合をスムーズに解除させることができる。

好ましくは、前記自動角度調整ユニットは、位置情報を取得するＧＰＳ手段、および複数の自動角度調整ユニット間で互いの位置情報を通信する通信手段を有するものであり、前記物体検出装置に対して、該位置情報に基づき角度の粗調整を自動的に行う。したがって、粗調整用の照準器を省略することができる。

本発明の他の構成による物体検出システムは、前記自動角度調整ユニットと、送信器の送信用検知ユニットから送信された物体検出用の検知線を、受信器の受信用検知ユニットが受信して検出信号を出力し、この検出信号の信号レベルに基づき物体を検出するもので、前記検知ユニットの角度調整時に、前記検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整し、かつ外部から係合可能で、互いに隣接した上下方向に相対移動不能に固定された位置に配置された水平および垂直調整・係合部材をもち、前記検出信号レベルに基づいて角度を調整する角度調整機構と、前記検出信号レベルを外部へ出力する信号レベル出力手段とを有する、物体検出装置とを備え、前記調整ユニット制御部は、前記検出信号レベルのピーク位置を決定するピーク位置決定手段を有し、前記係合・駆動伝達手段により前記駆動手段を駆動させ、決定された検出信号レベルのピーク位置で前記水平および垂直調整・係合部材を停止させて、前記物体検出装置の検知ユニットの水平角度および垂直角度を設定する。

この構成によれば、小型かつ低コストの構造を有し、物体検出装置と外部の自動角度調整ユニットとの着脱が容易で、外部から容易に自動角度調整を行うことができる。

好ましくは、前記ピーク位置決定手段は、前記水平および垂直調整・係合部材の回転方向をそれぞれ正方向と逆方向の２方向で行い、それぞれの検出信号レベルのピーク位置の中点をピーク位置と決定する。また、前記ピーク位置決定手段は、検出信号レベルが飽和する場合に、飽和点に達する立上がり位置、および飽和点から外れる立下り位置の中点に基づいて、検出信号レベルのピーク位置を決定する。さらに、前記ピーク位置決定手段は、垂直調整と水平調整または水平調整と垂直調整を行った後、垂直調整または水平調整を行って、少なくとも１回、垂直調整または水平調整を繰り返すことにより、検出信号レベルのピーク位置を決定する。したがって、より正確に角度調整を行うことができる。

本発明は、自動角度調整ユニットが物体検出装置の水平および垂直調整・係合部材に外部から着脱自在に容易に係合して、これを駆動し、検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整するので、小型かつ低コストで着脱が容易となり、外部から容易に自動角度調整を行うことができる。

（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る自動角度調整ユニットが使用される角度調整機構を備えた物体検出装置を示す概略側面図、（Ｂ）は、その受光器を示す構成図である。 （Ａ）は図１の物体検出装置の受信部２のカバーを外した状態、（Ｂ）はカバーを示す斜視図である。 受信器を示す斜視図である。 受信器の取付状態を示す分解図である。 受信器を示す分解図である。 本発明の第２実施形態に係る自動角度調整ユニットを含む物体検出システムを示す斜視図である。 受信器に自動角度調整ユニットを取り付けた状態を示す正面図である。 自動角度調整ユニットを示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は自動角度調整ユニットの内部構造を示す平面図である。 自動角度調整ユニットの内部構造を示す側面図である。 自動角度調整ユニットの電気系統を示す図である。 物体検出システムの動作の一例を示す図である。

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（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る自動角度調整ユニットが使用される角度調整機構を備えた物体検出装置の概略側面図を示す。この物体検出装置Ｄは、それぞれ送信素子ａ、ａを有する送信器１Ａと送信器１Ｂが上下に配置された送信部１と、この送信器１Ａ、１Ｂと相対向して配置されて、送信器１Ａ、１Ｂから送信された赤外線（ＩＲ）のような検知線をそれぞれ受信する受信素子ｂ、ｂを有する受信器２Ａと受信器２Ｂが上下に配置された受信部２とを備えている。

送信部１および受信部２は、それぞれ本体ケース１６内に収納され、壁、ポール等の装着部Ｋに装着される。この物体検出装置Ｄは、例えば送信器１Ａからの赤外線（ＩＲ）が遮光されたとき、相対向する受信器２Ａで受信された検出信号の信号レベルの変化により物体を検出する。

送信器１Ａ、１Ｂおよび受信器２Ａ、２Ｂはともに、それぞれ検出信号のレベルに基づいて検知ユニット（光学系）の光軸（角度）を調整する同一の角度調整機構を有する。光軸調整では、まずユニットの光軸の方向を合わせる粗調整と、最良の光軸状態になって検知信号レベルが所定値以上になるようにする微調整とが行われる。この場合、送信部１および受信部２は図示しない通信機能を有し、送信器１Ａ、１Ｂは、受信器２Ａ、２Ｂから送信された検出信号レベルに基づいて光軸調整を行う。なお、物体検出装置に上記送受信機能を設けない場合には、送信器１Ａ、１Ｂでは手動で光軸合わせを行い、受信器２Ａ、２Ｂでのみ検出信号レベルに基づいて光軸調整を行う。以下、各送信器および受信器の構成については、代表して受信器２Ａについて説明する。

図１（Ｂ）は、受信器２Ａを示す構成図である。受信器２Ａ全体を制御する制御部（ＣＰＵ）１０は、送信器１Ａからの検知線の受信量に応じて受信素子ａから出力される電気信号（検出信号）は、増幅回路３で増幅され、この増幅信号の信号強度、すなわち赤外線光束の変動量がレベル検出手段５で常時監視されている。レベル検出手段５は、入力する電気信号の検出信号レベルを検出する。警報出力手段６は、検出信号レベルが物体検出用の基準値以下のとき警報信号を出力する。レベル出力手段７は、この検出信号レベルを外部へ出力する。

図２は、角度調整機構を備えた物体検出装置Ｄを示す斜視図である。図２（Ａ）は受信部２のカバーを外した状態、図２（Ｂ）はカバーを示す。図２（Ａ）のように、上下の受信器２Ａ、２Ｂは固定ホルダ６０により保持されて、上下方向に細長い平板状のシャーシ１７上に固定されている。受信部２の本体ケース１６は、図２（Ａ）のシャーシ１７と、これを覆う図２（Ｂ）の樹脂製のカバー１８とにより構成されており、カバー１８の上部の係止突部２２にシャーシ１７の係合段部２１を係合させるとともに、カバー１８の下部に固定ねじ２４をシャーシ１７のねじ孔２３にねじ込んでシャーシ１７とカバー１８とが結合されている。固定ホルダ６０とシャーシ１７により装置筐体を構成する。レベル出力手段７は、固定ホルダ６０に設けられた出力端子６５を有する。

この例では、受信部２はホルダ６０により上下に受信器２Ａ、２Ｂが一体に形成されているが、上下に分離して設けてもよいし、受信器２Ａまたは２Ｂのみでもよい。送信部１も同様である。

図３は受信器２Ａを示す斜視図、図４は受信器２Ａの取付状態を示す分解図、図５は受信器２Ａを示す分解図である。図３のように、受信器２Ａは、有底の略円筒形の保持部材２５の内部に受信素子ｂ（図１（Ａ））が収納され、保持部材２５の前面部にレンズ２６が嵌め込み固定されている。この受信素子ｂとレンズ２６により受信器２Ａの受信用光学系（検知ユニット）１２が形成される。同様に、送信素子ａとレンズ２６により送信器１Ａの送信用光学系（検知ユニット）１１が形成される（図１（Ａ））。

受信器２Ａの角度調整機構３０は、各光学系１２の水平角度を調整する水平角度調整部３１、および垂直角度を調整する垂直角度調整部３５を有する。水平角度調整部３１は各光学系１２を水平方向に回動駆動させる回動ホルダからなる水平回動部材３２と、この回動ホルダ３２に係合して、これを駆動させるように回転するとともに、外部から係合可能な水平調整ダイヤルのような水平調整・係合部材３３とを備えている。垂直角度調整部３５は各光学系１２を垂直方向に回動駆動させるコンロッドからなる垂直回動部材３６と、このコンロッド３６に係合して、これを駆動させるように回転するとともに、外部から係合可能な垂直調整ダイヤルのような垂直調整・係合部材３７とを備えている。

光学系１２は、垂直回動部材であるコンロッド３６内に収納されている。このコンロッド３６は、その上下方向中央部に設けられた支軸３９により、水平回動部材である回動ホルダ３２に相対水平回動不能で、上下移動自在に支持された状態で、回動ホルダ３２内に収納されている。光学系１２のレンズ２６は、コンロッド３６および回動ホルダ３２の前面に露出している。回動ホルダ３２は、固定ホルダ（装置筐体）６０に水平回動自在に支持されている。

水平調整ダイヤル３３および垂直調整ダイヤル３７は、表面が例えば外歯歯車状のローレット加工が施されており、後述する外部から固定ホルダ６０に装着される自動角度調整ユニット７０による自動角度調整時には、自動角度調整ユニット７０の歯車７２、７３に係合してダイヤル３３、３７が回転して光軸が微調整される。粗調整時には、手動でダイヤル３３、３７が回転される。なお、ダイヤル３３、３７をローレットに代えてゴムローラとしてもよい。

図４のように、受信器２Ａはその下部が固定ホルダ６０に保持される。固定ホルダ６０は、前後に２つ割りの第１および第２半体６０ａ、６０ｂからなり、中央に回動ホルダ３２の円筒部４３を水平回動自在に貫通する貫通孔６１が設けられている。円筒部４３の外周面には周方向に離間した複数（この例では２つ）の突起４５が設けられ、これら突起４５が、第１および第２半体６０ａ、６０ｂのそれぞれに設けた貫通孔６１内の周方向溝部６２に収納されて、回動ホルダ３２の軸方向（上下方向）に沿った移動を規制している。固定ホルダ６０には、垂直調整ダイヤル３７を水平回転自在に収納する収納部６３が設けられている。

固定ホルダ６０の第１半体６０ａには、水平調整ダイヤル３３が前面に露出して、水平回転可能に保持されている。第２半体６０ｂには、その両外側部に物体検出装置Ｄの外部における自動角度調整ユニット７０のクランプ手段７６が嵌合する溝部６７が形成されている。両半体６０ａ、６０ｂ同士は図示しない複数のねじで締め付け連結される。固定ホルダ６０はねじをねじ孔６６からシャーシ１７のねじ孔２７にねじ込んでシャーシ１７に固定される。シャーシ１７の凹部１７ａに受信器２Ａのコンロッド３６の背面部が収納される。また、シャーシ１７には、装着部Ｋに取り付けるための複数の取付孔２８が配置されて、シャーシ１７が装着部Ｋにねじ止めされて固定される。

図３の水平角度調整部３１を構成する回動ホルダ３２は、図５のように、上蓋４１と底壁４２をもつ略円筒形の形状を有して前面が開口している。底壁４２には、下方へ突出した円筒部４３（垂直軸心ｖを持つ）が連結され、その中央部と円筒部４３の中心部とを貫通する貫通孔４４が設けられている。ここで、垂直軸心ｖとは、物体検出装置Ｄの長手方向に合致した軸心で、水平調整ダイヤル３３によって得られる回動動作の軸心をいう。

回動ホルダ３２の両側部４０、４０には、コンロッド３６を回動自在に支持する雄ねじ３９からなる支軸（水平軸心ｈを持つ）が螺合されるねじ孔４９が設けられている。水平軸心ｈとは、物体検出装置Ｄの長手方向に直交する軸心で、垂直調整ダイヤル３７によって得られる回動動作の軸心をいう。

２つの光学系１２、１２および照準器９からなる光学ユニットＵの両側面中央には、雌ねじ部５５およびその後方位置の突起部５６がそれぞれ外方に突出して設けられている。コンロッド３６の両側部５０には、後方位置に水平方向に延びる水平長孔５８および前方位置に上下方向に延びる垂直長孔５９が設けられている。光学ユニットＵの突起部５６をコンロッド３６の水平長孔５８に回転自在に嵌め込み、雄ねじ（支軸）３９を雌ねじ部５５にねじ込むことにより、コンロッド３６は回動ホルダ３２に保持された状態で、光学ユニットＵが垂直長孔５９間を上下方向に移動自在となる。

円筒部４３内をコンロッド３６の底部５１から下方へ突出した軸部５２が貫通孔４４内に上下移動可能に挿通されている。回動ホルダ３２の底壁４２は上方へ凹入しており、底壁４２の内周面４２ａに、周方向に沿って内歯歯車４６が形成されている。

水平調整ダイヤル３３は、固定ホルダ６０に上下方向に相対移動不能で、水平方向に回転可能に取り付けられて、回動ホルダ３２の下方に配置されている。固定ホルダ６０から前面の一部が露出し、粗調整時には手動で操作可能で、微調整時には外部から係合可能となって自動的に駆動される。なお、手動での微調整も操作可能である。

水平調整ダイヤル３３は、回動ホルダ３２の円筒部４３と平行な軸心３８の回りに回転する。このダイヤル３３の回転に連動して、光学ユニットＵが内蔵されたコンロッド３６を支持する回動ホルダ３２を垂直軸ｖ回りに回動させる。すなわち、ダイヤル３３の上面中央部に形成された外歯車からなる駆動歯車３４と、回動ホルダ３２の底壁内周面４２ａに形成された内歯歯車からなる従動歯車４６とが係合して、回動ホルダ３２は、水平調整ダイヤル３３の回転により、その垂直軸Ｖ回りの水平角が移動する。

図３の垂直角度調整部３５を構成するコンロッド３６は、図５のように、有底の略円筒形の形状を有して前面が開口され、その底部５１から下方へ突出した軸部５２を有し、軸部５２の中央部分に雄ねじ部５３が形成されている。

コンロッド３６の軸部５２は、回動ホルダ３２の貫通孔４４内に上下移動自在に挿入され、その外周に、コンロッド３６の底部５１下面と回動ホルダ３２の底壁４２上面との間でコイルばね５４が介装され、コンロッド３６に対し上方向にばね力が付加されている。コンロッド３６の軸部５２の雄ねじ部５３が垂直調整ダイヤル３７の中央のねじ孔に形成された雌ねじ５５とねじ結合する。

垂直調整ダイヤル３７は、固定ホルダ６０に上下方向に相対移動不能で、水平方向に回転可能に取り付けられて、回動ホルダ３２の下方に配置されている。ホルダ６０から垂直調整ダイヤル３７の前面の一部が露出し、粗調整時には手動で操作可能で、微調整時には外部から係合可能となって自動的に駆動される。なお、手動での微調整も操作可能である。

コンロッド３６は、支軸３９によって回動ホルダ３２に対する水平方向の相対回動が阻止されることにより、垂直調整ダイヤル３７の回転が軸部５２の軸方向往復運動に変換され、かつ、回動ホルダ３２の支軸３９に軸支されている。これにより、軸部５２を有するコンロッド３６内の光学ユニットＵが、軸部５２の軸方向の移動に伴い、垂直長孔５９を通る突出した雌ねじ部５５と水平長孔５８を通る突起部５６との間の距離が保持されることから、垂直長孔５９の中心に雌ねじ部５５が位置する状態から雌ねじ部５５に対し長手方向に垂直長孔５９が移動されると、水平長孔５８の長手方向に突起部５６が移動されて、傾動され、支軸３９を中心軸として、つまり水平軸ｈ回りに回動する。こうして、光学ユニットＵの光学系１２、１２の上下角が調整される。つまり、光学系１２、１２は、垂直調整ダイヤル３７、支軸３９、軸部５２、雌ねじ部５５、突起部５６、水平長孔５８、垂直長孔５９を含むクランク機構により、水平軸ｈ回りに傾動自在に設定されている。

また、図３の受信器２Ａは、光軸の粗調整用に照準器９を備えている。この照準器９は、受信器２Ａの側面側からのぞくための左右一対ののぞき窓１４、前面に形成されたマーキング１５、および図示しない内部に図１の送信器１Ａを写すミラー、対物レンズ、マイクロレンズをもつ接眼レンズを有している。光軸調整においては、のぞき窓１３から見て、水平角度調整ダイヤル３３および垂直角度調整ダイヤル３７を手動で回転させて光軸の方向が調整される。なお、後述するＧＰＳ機能を本ユニット７０に搭載し、送信器側、受信器側それぞれに装着して互いに設置位置情報を無線通信などで通信することにより粗調整を行うことができるので、照準器９を不要とすることが可能となる。

本発明は、水平角度調整ダイヤル３３と垂直角度調整ダイヤル３７が、ともに装置の前面にその一部が露出して互いに隣接した固定位置に配置されている。このため、本発明は、従来のように、水平回動部材の回動位置によって垂直調整ダイヤルの位置が変化することなく、回動ホルダ（水平回動部材）３２の回動位置にかかわらず垂直調整ダイヤル３７の位置が固定されるため、自動角度調整ユニット７０の係合が容易となる。また、水平角度調整ダイヤル３３と垂直角度調整ダイヤル３７が近接して配置されているので、本発明は、外部の自動角度調整ユニット７０を両調整・係合部材に容易に着脱することができる。しかも、外部に自動角度調整ユニット７０が設けられているので、物体検出装置の大型化を抑制できる。さらに、水平調整ダイヤル３３および垂直調整ダイヤル３７がともに垂直軸回りに回転するように配置されているので、両調整ダイヤル３３、３７に対する外部の自動角度調整ユニット７０の係合、駆動が容易となり、着脱もより容易となる。水平角度調整ダイヤル３３と垂直角度調整ダイヤル３７がともに前面に隣接して配置されているので、手動での操作も容易となる。

図６は、本発明の第２実施形態に係る物体検出システムを示す斜視図である。この物体検出システムは、物体検出装置Ｄのほかに、物体検出装置Ｄの受信器２Ａの角度調整機構３０に係合し、その光学系１２の水平角度および垂直角度を調整して、光軸を外部から自動的に調整する自動角度調整ユニット７０と、これを制御する制御ボックス７１とを備えている。制御ボックス７１は、検出信号レベルの入力用プローブＰを有している。この自動角度調整ユニット７０は、受信器２Ａの角度調整機構３０の水平および垂直調整ダイヤル３３、３７に前面から容易に着脱自在に係合して、これを駆動させる水平および垂直調整ギアである係合・駆動伝達手段７２、７３と、これらが係合した状態で受信器２Ａに該自動角度調整ユニット７０を固定する一対のアーム部材であるクランプ手段７６とを備えている。図７は、受信器２Ａに自動角度調整ユニット７０が固定された状態を示す。

図８は、自動角度調整ユニット７０を示す斜視図、図９は、そのギア機構を示す概略側面図、図１０は、内部機構を示す平面図である。図８のように、自動角度調整ユニット７０は、平面視で台形状の蓋部８１、略Ｕ字状の台座８２、およびボックス状のギアケース８３を備えている。蓋部８１の下面に水平調整ギア７２が水平回動自在に取り付けられている（図１０）。蓋部８１と台座８２との間に、水平および垂直調整ギア７２、７３と水平および垂直調整ダイヤル３３、３７（図９）とが係合した状態で受信器２Ａに該ユニット７０を固定する、一対のアーム部材であるクランプ手段７６が設けられている。一対のアーム部材７６は、台座８２とアーム取付板８４の間に支軸８６でアーム取付板８４に軸支されて水平回動可能に取り付けられている。アーム取付板８４の下面に垂直調整ギア７３が水平回動自在に取り付けられている（図１０）。ギアケース８３には、図１０の水平調整ギア７２および垂直調整ギア７３を駆動する減速機Ｒ付きモータ７４、７５が着座されている。

図９のように、蓋部８１に取り付けられた水平調整ギア７２にはこの水平調整ギア７２の垂直軸ｖ１回りの回転に連動する駆動ギア７８が設けられており、この駆動ギア７８を減速機Ｒ付きモータである駆動手段７４が駆動する。アーム取付板８４に取り付けられた垂直軸ｖ２回りに回転する垂直調整ギア７３を減速機Ｒ付きモータである駆動手段７５が駆動する。水平調整ギア７２および垂直調整ギア７３の駆動により、これと歯合した水平および垂直調整ダイヤル３３、３７を回転させる。

図１０（Ａ）のように、一対のアーム部材７６は、基端に取手部１０３と、中央に内側方に突出する突出部１０４が設けられて、その先端に棒状の蹴り出し部材１０５が形成され、アーム先端７６ａにフック部１０６を有している。突出部１０４の基端が支軸８６の回りに回動可能に支持されている。ばね部材１０１は、その一端がアーム取付板８４に、他端が突出部１０４の上端に係止され、突出部１９４に上方向へのばね力を付加してアーム先端７６ａを内方に押圧する。図６の固定ホルダ６０の両側壁の外面に係合溝６７が形成されており、アーム先端７６ａの内面およびフック部１０６が係合溝６７に嵌合する。

一対のアーム部材７６は、受信器２Ａの固定ホルダ６０へのクランプを解除するとき、固定ホルダ６０を蹴り出して水平および垂直調整ダイヤル３３、３７と水平および垂直調整ギア７２、７３との係合解除をスムーズに導く、蹴り出し部材１０５が先端に形成された突出部１０４からなるイジェクト部を有する。

図１０（Ｂ）において、指で取手部１０３をばね部材１０２のばね力に抗して内方へ狭めることによりアーム先端７６ａを外方へ広げ、受信器２Ａの固定ホルダ６０の両側壁の係合溝６７にアーム先端７６ａを接近させ、つぎに、図１０（Ａ）のように、指を取手部１０３から離してアーム先端７６ａを内方へ狭めて、係合溝６７にアーム先端７６ａを嵌め込み、フック部１０６を係合溝６７の角部裏面に係止させる。こうして、ユニット７０を固定ホルダ６０に装着して、固定する。

図１０（Ｂ）において、イジェクト部１０２は、指で取手部１０３をばね部材１０２のばね力に抗して内方へ狭めることによりアーム先端７６ａを外方へ広げたとき、フック部１０６が係合溝６７から脱離するとともに、突出部１０４が内方へ回動し、その先端の蹴り出し部材１０５が固定ホルダ６０外面に当たって、ユニット７０を両調整ダイヤル３３、３７から水平方向に蹴り出す。これにより、水平調整ギア７２および垂直調整ギア７３を水平調整ダイヤル３３および垂直調整ダイヤル３７から係合方向と反対方向に移動させて、係合部分がこじられることなく、その係合をスムーズに解除するので、ユニット７０の離脱時に水平調整ダイヤル３３および垂直調整ダイヤル３７に設定時からの角度ずれが発生することを防止することができる。

図１１の制御ボックス７１の上面には、電源スイッチ９１、駆動スイッチ９２、検出信号レベルの電圧値を表示する電圧値表示部９３が設けられている。制御ボックス７１内には電池のような電源供給用の電源９４、および調整ユニット制御部（ＣＰＵ）８０が設けられている。

図１１は、制御ボックス７１内の電気系統を示す構成図である。調整ユニット制御部（ＣＰＵ）８０は、ユニット７０全体を制御するとともに、検出信号レベルに基づき水平および垂直調整ギア７２、７３によりモータ７４、７５を駆動させて、水平および垂直調整ダイヤル３３、３７を駆動させる制御を行う。調整ユニット制御部（ＣＰＵ）８０は、プローブＰからの検知信号レベルが入力されるレベル入力手段７７、駆動スイッチ９２による駆動指令を出力する駆動指令手段９５、駆動指令に基づいて、モータ７４を駆動させる水平角度用駆動回路９６、モータ７５を駆動させる垂直角度用駆動回路９７、および検出信号レベルのピーク位置を決定するピーク位置決定手段９８を備えている。決定された検出信号レベルのピーク位置で水平および垂直調整ダイヤル３３、３７を停止させて、物体検出装置の光学系１２の水平角度および垂直角度が設定される。

このように、本発明では、自動角度調整ユニットが物体検出装置の水平および垂直調整・係合部材に前面から着脱自在に容易に係合して、外部からこれを駆動し、光学系の水平角度および垂直角度を調整するので、小型かつ低コストで着脱が容易となり、外部から容易に自動角度調整を行うことができる。

以下、上記の物体検出装置Ｄおよび自動角度調整ユニット７０を備えた物体検知システムの動作を説明する。図３の上下受信器２Ａ、２Ｂはそれぞれ光学系１２を有しているので、前述した目視による光軸の粗調整の後の光軸微調整の際には、光軸調整を行う光学系以外の光学系を予め図示しない遮光プレートで覆っておく。この例では、送信器１Ａ、１Ｂ、受信器２Ａ、２Ｂともに角度調整機構を有しているので、各送信器、受信器ごとに光軸調整を行う。

制御ボックス７１上の電源スイッチ９１のオンで、電源９４から調整ユニット制御部８０へ電源が供給され、駆動スイッチ９２のオンで、駆動指令部９５から駆動指令が出力され、レベル入力手段７７からの検知信号レベルに基づいて、水平角度用駆動回路９６、垂直角度用駆動回路９７がモータ７４、７５により水平および垂直調整ギア７２、７３を駆動させる。ピーク位置決定手段９８により検出信号レベルのピーク位置が決定される。

水平および垂直調整ギア７２、７３は、それぞれ予め規定された回転のエンドで回転方向が自動的に切り替わって、水平調整ダイヤル３３と垂直調整ダイヤル３７とをそれぞれ所定角度回転させる。調整ユニット制御部８０は、決定された検出信号レベルのピーク位置でモータ７４、７５を停止させて、物体検出装置の光学系１２の水平角度および垂直角度を設定させる。

ピーク位置決定手段９８は、水平および垂直ダイヤル３３、３７の回転方向をそれぞれ正方向と逆方向の２方向で行い、それぞれの検出信号レベルのピーク位置の中点をピーク位置と決定する。すなわち、水平調整ギア７２は、一方向へ回転を開始し、一方向の回転のエンドを検知すると、自動的に逆方向に回転を切り替える。このとき、図示しないピーク位置検出手段によりピーク位置（Ｐ１）を求め、そのピーク位置（Ｐ１）を記憶させながら、逆方向の回転のエンドを検知するまで回転させる。つぎに、逆方向の回転のエンドを検知すると、自動的に逆方向（一方向）に回転を切り替える。このとき、同様にピーク位置検出手段によりピーク位置（Ｐ２）を求め、そのピーク位置（Ｐ２）を記憶させながら、一方向の回転のエンドを検知するまで回転させる。その後、ピーク位置（Ｐ１）とピーク位置（Ｐ２）の中点まで回転させて、水平方向のピーク位置に停止させる。垂直調整ギア７３も、上記と同様の動作を行い、垂直方向のピーク位置に停止させる。

これにより、モータ７４、７５のヒステリシスや水平および垂直調整ギア７２、７３のガタつきなどによるピークずれを防止して、検出信号レベルのピーク位置を正確に決定することができる。

また、ピーク位置決定手段９８は、図１２のように、検出信号レベルが飽和して検出信号ピークの位置を検出できない場合に、飽和点に達する立上がり位置Ａ、および飽和点から外れる立下り位置Ｂの中点Ｃに基づいて、検出信号レベルのピーク位置を決定する。すなわち、中点Ｃをピーク位置と仮定し、前記したように正方向と逆方向で行い、それぞれ仮定したピーク位置の中点をピーク位置と決定する。これにより、検出信号レベルが飽和した場合にも、検出信号レベルのピーク位置を正確に決定することができる。

回動ホルダ３２の水平角度調整部とコンロッド３６の垂直角度調整部は、それぞれ独立して調整されるものであるが、最初に水平角度を調整するときには、垂直角度がピーク位置にあるとは限らず、仮の水平角度のピークしか調整できない。仮の水平角度のピークを求めた後、垂直角度のピークを調整することで、垂直角度のピークが真値に近づくが、先ほど仮に得られた水平角度のピークを真値に近づけるためにもう一度水平角度を調整する必要がある。そこで、ピーク位置決定手段９８は、垂直調整と水平調整または水平調整と垂直調整を行った後、垂直調整または水平調整を行って、少なくとも１回、垂直調整または水平調整を繰り返すことにより、検出信号レベルのピーク位置を決定する。すなわち、垂直調整−水平調整−垂直調整、水平調整−垂直調整−水平調整を行う。少なくとも合計で３回の調整が行われる。なお、垂直調整と水平調整をそれぞれ２回以上交互に繰り返してもよい。これにより、より正確に光軸調整ができる。

自動角度ユニットにＧＰＳ機能を搭載し、２台の自動角度ユニット間で互いの位置情報を通信する通信手段を有する場合には、設置位置情報により粗調整を行うことができる。さらに、この通信手段を利用することで、送信部１および受信部２に検出信号レベルを送受信する通信機能を有しない物体検出装置Ｄでも投光部の角度調整を自動で行うことが可能となる。この場合、最初に駆動スイッチ９２をオンにすると、ＧＰＳの位置情報による粗調整を行ったのち、検出信号レベルによる微調整を行う。

なお、上記各実施形態では、水平調整ダイヤルおよび垂直調整ダイヤルがともに垂直軸回りに回動するように配置されているが、垂直角度調整部を例えばラック・ピニオン機構として、垂直調整ダイヤルを水平軸回りに回動するように配置してもよい。

なお、上記各実施形態では、検知線として赤外線を使用しているが、これに何ら限定されず、可視光線、マイクロウェーブ、レーザーなどを使用してもよい。また、検知線に応じて、光学系で表現される検知ユニットは、検知線を効果的に送信、受信する手段、例えばアンテナを使用してもよい。

なお、上下の受信器２Ａ、２Ｂを各コンロッド３６の軸部５２で連結した場合には、自動角度調整ユニット７０により、上下の受信器２Ａ、２Ｂを１回で調整できる。また、相対向して送信器、受信器を設置する検知器以外でも、送信器からの検知線を反射させて受信器に受信させる回帰ミラーを用いた物体検出装置にも適用できる。

１：送信部
１Ａ、２Ａ：送信器
２：受信部
２Ａ、２Ｂ：受信器
５：レベル検出手段
７：レベル出力手段
１０：制御部
１１：送信用検知ユニット（光学系）
１２：受信用検知ユニット（光学系）
３０：角度調整機構
３１：水平角度調整部
３２：水平回動部材（回動ホルダ）
３３：水平調整・係合部材（水平調整ダイヤル）
３５：垂直角度調整部
３６：垂直回動部材（コンロッド）
３７：垂直調整・係合部材（垂直調整ダイヤル）
６０：ホルダ
７０：自動角度調整ユニット
７２、７３：係合・駆動伝達手段
７４、７５：駆動手段（モータ）
７６：クランプ手段
７７：レベル入力手段
８０：調整ユニット制御部
９８：ピーク位置決定手段
Ｄ：物体検出装置

Claims (5)

1. 送信器の送信用検知ユニットから送信された物体検出用の検知線を、受信器の受信用検知ユニットが受信して検出信号を出力し、この検出信号の信号レベルに基づき物体を検出するもので、前記検知ユニットの角度調整時に、前記検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整し、かつ外部から係合可能で、互いに隣接した位置に配置された水平および垂直調整・係合部材をもち、前記検出信号レベルに基づいて角度を調整する角度調整機構と、前記検出信号レベルを外部へ出力する信号レベル出力手段とを有し、前記水平および垂直調整・係合部材に外歯歯車状のローレット加工が施されている、物体検出装置に使用されるものであり、
   前記物体検出装置の水平および垂直調整・係合部材に係合し、外部からこれを駆動し、前記検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整して自動的に角度を調整する自動角度調整ユニットであって、
   前記水平および垂直調整・係合部材に外部から着脱自在に容易に係合してこれを駆動させる係合・駆動伝達手段と、前記係合・駆動伝達手段を駆動させる駆動手段と、前記物体検出装置に該自動角度調整ユニットを着脱自在に固定するクランプ手段と、物体検出装置からの検出信号レベルが入力されるレベル入力手段と、前記検出信号レベルに基づき前記駆動手段により、前記係合・駆動伝達手段を駆動させて、前記検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整させる制御を行う調整ユニット制御部とを備えており、
   前記クランプ手段は、前記物体検出装置から該自動角度調整ユニットを離脱させるとき、これに連動して、前記係合・駆動伝達手段を前記水平および垂直調整・係合部材との係合方向と反対方向に移動させて当該係合を解除させるイジェクト部を有し、前記イジェクト部は、蹴り出し部材を含み、当該係合を解除させる際に、前記蹴り出し部材が前記物体検出装置の筐体を前記反対方向に向けて水平方向に蹴り出す、自動角度調整ユニット。
2. 請求項１の自動角度調整ユニットと、
   前記物体検出装置とを備えた物体検出システムであって、
   前記調整ユニット制御部は、前記検出信号レベルのピーク位置を決定するピーク位置決定手段を有し、前記係合・駆動伝達手段により前記駆動手段を駆動させ、決定された検出信号レベルのピーク位置で前記水平および垂直調整・係合部材を停止させて、前記物体検出装置の検知ユニットの水平角度および垂直角度を設定する、物体検出システム。
3. 請求項２において、
   前記ピーク位置決定手段は、検出信号レベルが飽和する場合に、飽和点に達する立上がり位置、および飽和点から外れる立下り位置の中点に基づいて、検出信号レベルのピーク位置を決定する、物体検出システム。
4. 請求項２において、
   前記ピーク位置決定手段は、垂直調整と水平調整または水平調整と垂直調整を行った後、垂直調整または水平調整を行って、少なくとも１回、垂直調整または水平調整を繰り返すことにより、検出信号レベルのピーク位置を決定する、物体検出システム。
5. 送信器の送信用検知ユニットから送信された物体検出用の検知線を、受信器の受信用検知ユニットが受信して検出信号を出力し、この検出信号の信号レベルに基づき物体を検出するもので、前記検知ユニットの角度調整時に、前記検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整し、かつ外部から係合可能で、互いに隣接した位置に配置された水平および垂直調整・係合部材をもち、前記検出信号レベルに基づいて角度を調整する角度調整機構と、前記検出信号レベルを外部へ出力する信号レベル出力手段とを有する、物体検出装置に使用されるものであり、
   前記物体検出装置の水平および垂直調整・係合部材に係合し、外部からこれを駆動し、前記検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整して自動的に角度を調整する自動角度調整ユニットであって、
   前記水平および垂直調整・係合部材に外部から着脱自在に容易に係合してこれを駆動させる係合・駆動伝達手段と、前記係合・駆動伝達手段を駆動させる駆動手段と、前記物体検出装置に該自動角度調整ユニットを着脱自在に固定するクランプ手段と、物体検出装置からの検出信号レベルが入力されるレベル入力手段と、前記検出信号レベルに基づき前記駆動手段により、前記係合・駆動伝達手段を駆動させて、前記検知ユニットの水平角度および垂直角度を調整させる制御を行う調整ユニット制御部とを備えている自動角度調整ユニットと、
   前記物体検出装置とを備えた
   物体検出システムであって、
   前記調整ユニット制御部は、前記検出信号レベルのピーク位置を決定するピーク位置決定手段を有し、前記係合・駆動伝達手段により前記駆動手段を駆動させ、決定された検出信号レベルのピーク位置で前記水平および垂直調整・係合部材を停止させて、前記物体検出装置の検知ユニットの水平角度および垂直角度を設定し、
   前記ピーク位置決定手段は、前記水平および垂直調整・係合部材の回転方向をそれぞれ正方向と逆方向の２方向で行い、それぞれの検出信号レベルのピーク位置の中点をピーク位置と決定する、物体検出システム。

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