CN216272610U - ToF电梯光幕装置和电梯 - Google Patents

Abstract

公开了一种ToF电梯光幕装置以及使用该装置的电梯。所述装置包括：光源模块，用于向包含轿厢门和楼道电梯门之间的夹缝的投射空间投射激光；成像区为带状的ToF传感器，用于获取来自所述夹缝的返回光并生成感应信号；控制器，用于控制所述光源模块和所述ToF传感器的工作，并基于所述感应信号，生成轿厢门开闭控制信号；以及底座，用于固定所述光源模块、所述ToF传感器和所述控制器。本公开利用成像区呈带状的ToF传感器，使得ToF传感器仅对电梯夹缝进行成像，由此，能够避免对投射高性能线形光的需求，仅需与常规光源模块相配合，就能够实现精确、稳定且使用寿命长的电梯光幕。

Description

ToF电梯光幕装置和电梯

技术领域

本公开涉及电梯检测领域，尤其涉及一种ToF电梯光幕装置以及使用该装置的电梯。

背景技术

现代电梯门***安全性能不断提高，轿门防夹功能由机械触板的机械开关动作方式进化至光幕方式的非触碰式信号动作方式，并且通过投射的线形光幕以及与其匹配的ToF(飞行时间)传感器提升了电梯光幕的性能。

然而，由于安全性的考虑，轿厢门与楼道电梯门之间的夹缝通常很窄 (例如，要求小于3cm)，因此对线形光的集中度要求很高，这就对投射线形光的光源模块存在极高的性能要求，从而大幅提升电梯光幕设备的成本。另外，由于光源模块的集中度会随着使用而劣化，因此也导致电梯光幕的使用寿命短且返修率高。

为此，需要一种更为稳定且成本更低的电梯光幕方案。

实用新型内容

本公开要解决的一个技术问题是提供一种电梯光幕方案，该方案利用成像区呈带状的ToF传感器，使得ToF传感器仅对电梯夹缝进行成像，因此只要投射光覆盖夹缝区域，就能够实现检测有人或物正进出电梯的防夹功能。由此，能够避免对高性能线形光投射装置的需求，仅需与常规光源模块(例如，投射面光源的光源模块)相配合，就能够实现精确、稳定且使用寿命长的电梯光幕。

根据本公开的第一个方面，提供了一种ToF电梯光幕装置，包括：光源模块，用于向包含轿厢门和楼道电梯门之间的夹缝的投射空间投射激光；成像区为带状的ToF传感器，用于获取来自所述夹缝的返回光并生成感应信号；控制器，用于控制所述光源模块和所述ToF传感器的工作，并基于所述感应信号，生成轿厢门开闭控制信号；以及底座，用于固定所述光源模块、所述ToF传感器和所述控制器。

可选地，所述ToF传感器的成像区中像素列与像素行之比大于10:1。

可选地，所述ToF传感器的成像区中像素列与像素行之比大于100:1。

可选地，所述ToF传感器是成像视野与所述夹缝重合的ToF传感器。

可选地，所述ToF传感器是基于返回光的接收时间生成表征距离的感应信号的直接飞行时间传感器。

可选地，所述ToF传感器是利用两个时间窗测量一个返回信号的增强型直接飞行时间传感器。

可选地，所述光源模块包括：发光装置，用于产生激光束；以及扩散片，布置在所述光束的传播光路上，以将所述激光束转换为面阵光。

可选地，所述发光装置包括：激光二极管(LD)；垂直腔面发射激光器(VCSEL)；或发光二极管(LED)。

可选地，所述ToF电梯光幕装置，包括：被切换轮番投入工作的多个所述光源模块。

可选地，所述底座是与所述光源模块的光出射方向平行布置的、用于包围所述光源模块、所述ToF传感器和所述控制器的单个壳体。进一步地，设备还可以包括可拆卸连接的备用光源模块。

为了与轿厢位置固定，所述底座可以包括：连接机构，用于固定至位于轿厢门之上的轿厢壳体上或固定至轿厢门的上部，或者所述装置包括：连接机构，用于安装在位于轿厢门之上的轿厢壳体上或轿厢门的上部，并且固定所述底座。

为了与轿厢进行通信，所述装置还可以包括：通信机构，用于：向所述轿厢的控制模块发送所述轿厢门开闭控制信号；和/或接收来自所述轿厢的控制模块发送的轿厢门状态信号，以开始或停止光幕感测操作。

根据本公开的第二个方面，提供了一种电梯，包括：轿厢；安装在位于轿厢门之上的轿厢壳体上或轿厢门的上部的如第一方面所述的ToF电梯光幕装置；以及与所述ToF电梯光幕装置相连接的控制模块，用于基于来自所述ToF电梯光幕装置的轿厢门开闭控制信号，控制所述轿厢的轿厢门开闭。

本实用新型的ToF电梯光幕方案通过引入成像视野与电梯夹缝大致重合的带状ToF传感器，能够避免对高成本且不易维护的线形光投射装置的需求，并且由于成像区域变小，因此能够在降低传感器处理带宽的同时，提升针对夹缝本身的成像精度。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是轿厢门和楼道电梯门之间夹缝的示意图。

图2A-B是线形光形成光幕的一个例子。

图3示出了根据本公开一个实施例的ToF电梯光幕装置的组成示意图。

图4示出了根据本实用新型的ToF电梯光幕装置的投影区域、成像视野与电梯夹缝之间的关系的一个例子。

图5示出了根据本公开的ToF电梯光幕装置安装在电梯轿厢上时的工作场景示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

现代电梯门***安全性能不断提高，轿门防夹功能由机械触板的机械开关动作方式进化至光幕方式的非触碰式信号动作方式，并且通过投射的线形光幕以及与其匹配的ToF(飞行时间)传感器提升了电梯光幕的性能。

然而，由于安全性的考虑，轿厢门与楼道电梯门之间的夹缝通常很窄 (例如，要求小于3cm)，因此对线形光的集中度要求很高。图1示出了电梯夹缝的一个例子。在本实用新型中，为了方便描述，可将水平面规定为xy平面，其中与轿厢门平行的方向为x方向，与轿厢门垂直的方向为y 方向，并将电梯上下运动的竖直方向规定为z方向。

图1是轿厢门和楼道电梯门之间夹缝的示意图。更具体地，图1是俯视视角下轿厢门和楼道电梯门都关闭时的夹缝示意图。应该理解的是，图中为了图示方便，增大了夹缝的实际宽度。在实际场景中，出于安全考虑，轿厢门和楼道电梯门之间的夹缝要比图1所示的窄的多，例如不超过3cm，而此时电梯门的宽度通常为1.5米到2米。

图2A-B是线形光形成光幕的一个例子，其中图2A是俯视视角下的电梯门，图2B则示出了平视视角(例如，从楼道望向电梯门的方向)下，线形光覆盖范围与电梯门之间的相对关系。

在图1中，由于电梯正处于上下运行或是待机状态，此时电梯门(包括轿厢门和各个楼道电梯门)处于关闭状态。由于电梯门处于关闭状态，此时ToF光幕装置可以处于待机或是休眠状态，无需投射光幕进行进出检测。虽然图中未示出，但是为了方便投射光幕，ToF装置可以被设置在轿厢门的上方，并用于垂直向下(例如，z方向)的固定范围内(例如，在α角度的范围内)向下投射点激光。ToF电梯光幕装置也可以布置在轿厢门上方的其他位置，例如不位于中线位置，此时光源模块通常需要与z方向呈一定角度投射线形光。

在图2A中，由于电梯例如运行到某一用户在轿厢内或是楼道上选择楼层，因此电梯门(包括轿厢门和对应楼道的电梯门)开启。此时，由于电梯门处于开启状态，因此ToF光幕装置可以进入工作状态，投射线形光进行进出检测。图2B示出了平视视角(例如，从楼道望向电梯门的方向) 下，线形光覆盖范围与电梯门之间的相对关系。如图所示，安装在轿厢门上方的ToF光幕装置的光源模块所投射的光可以具有一定扩散角度(例如，图示的α)。由此，当有人、动物或是其他物体进出轿厢门时，反射光会被ToF传感器捕捉到，由此检测到有对象进出并保持电梯门(包括轿厢门和楼道电梯门)开启。

如图2A所示，为了能够检测在任意位置穿越电梯门的物体，线形光在x方向上的覆盖范围需要不小于轿厢门开启后的长度。进一步地，为了包含更多的空中位置，如图2B所示，线形光在x方向上的覆盖范围可以大于轿厢门开启后的长度。例如，图中三角形光幕与轿厢门重叠的位置，才是有效的光幕检测范围。

在将ToF电梯光幕装置如图2B所示布置在轿厢门上方并以垂直于地面方向向下照射的情况下，可以在轿厢门开启时，控制光源模块向被测空间投射与轿厢门平行线形光(或是由点激光扫描动态形成的线形光)。当没有人或是物穿过轿厢门时，因为没有物体会阻挡线形光的前行，因此 ToF传感器拍摄的被摄空间内没有返回光。在规定时间内没有人或是物穿过轿厢门并且没有用户点击开门按钮时，轿厢门会关闭。而当有人或是物穿过轿厢门以进出电梯时，ToF传感器接收到的返回光，因此可以就此判定正有人或物通过电梯门，从而产生保持电梯门打开的感应信号。

在如图2A-B所示采用线形光形成光幕的情况下，为了保证基于光幕的准确判断，从电梯光幕装置投射的线形光在已经传播了2m甚至3m(例如，从安装了电梯光幕装置的轿厢门上方到轿厢门下方两侧之间的距离) 的情况下，仍然需要保持例如宽度不超过3cm，长度不小于1.5m(甚至两米)的线形光集中度。形成如此高集中度的线形光，需要高成本的光源模块。另外，即便光源模块在使用初期能够保持高集中度，但随着使用的推移，线形光的集中度会劣化(例如，在使用3个月后宽度超过10cm)，从而导致频繁的检修和替换。虽然现有技术中可以通过点激光扫描，点激光扩散拼接等方式来降低线形光的形成难度，但如上的扫描和扩散拼接方案仍然会增加***的复杂度和成本。

有鉴于此，本实用新型改变了思路，创造性地将难以实现和保持“光幕”变为稳定的“成像幕”，从而避免对高集中度的线形光的需求，大幅降低了电梯光幕的制造和维护成本。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的ToF电梯光幕装置的组成示意图。

如图3所示，ToF电梯光幕装置300包括光源模块310、ToF传感器 320和底座330。

在此，光源模块310可以是常规光源模块，例如投射面阵光的光源模块，只要其投射范围能够包含轿厢门和楼道电梯门之间的夹缝即可。

ToF传感器320则可以是定制的成像区为带状，用于获取来自所述夹缝的返回光并生成感应信号。在此，成像区为带状可以指代在其成像区域中，一个方向的像素要远大于另一个方向的像素。在一个实施例中，所述 ToF传感器的成像区中，像素列与像素行之比大于10:1。在一个优选实施例中，所述ToF传感器的成像区中像素列与像素行之比甚至可以大于100:1。由此，ToF传感器320可以具有呈带状的成像视野。在进行ToF电梯光幕的安装时，可以进行安装调试以使得ToF传感器320的视野与轿厢门和楼道电梯门之间的夹缝区域相重合。这样，只要投射的光能够覆盖夹缝区域，就能够仅获取夹缝区域中的返回光，从而实现准确的电梯门开关判断。

图4示出了根据本实用新型的ToF电梯光幕装置的投影区域、成像视野与电梯夹缝之间的关系的一个例子。图4可以看作时本实用新型的ToF 电梯光幕装置工作时，在轿厢底部以及与其平齐的楼面所在平面的投影区域和成像视野示意图。

如图4所示，ToF传感器的成像视野(即，其能够进行成像的区域，图中深灰色区域)与轿厢门和楼道电梯门之间的夹缝区域相重合。由于 ToF传感器320仅对光源装置310投射的特定波长的光(例如，940nm的激光)进行成像，因此光源装置310投射的光的投影区域(图中浅灰色区域)只需覆盖该夹缝区域即可。此时，即便轿厢内有物体A位于投影区域内，但由于该物体并不处于ToF传感器320的成像视野内，因此不会对轿厢门的正常关闭产生任何影响。

另外，应该理解的时，在此，ToF传感器的成像视野与所述夹缝的重合，可以是在电梯光幕的精度允许范围内的大致重合。ToF传感器的成像视野可以比轿厢门和楼道电梯门之间的夹缝区域略大、略小、略短、或是更长，这仍然可以视作与所述夹缝在精度允许范围内的大致重合。例如，可以使得ToF传感器的成像视野可以比轿厢门和楼道电梯门之间的夹缝区域略大(例如，略宽，包括轿厢门和楼道电梯门开启后露出的区域)，电梯内外的人或物需要不进入如上区域才能保证轿厢门的正常关闭，由此提升安全性。在某些实施例中，ToF传感器的成像视野还可以具有比图示区域更长，由此能够被应用于更宽的电梯，而在电梯门较窄时，由于两侧夹缝区域不会有其他物体存在，因此也不会因此电梯光幕的工作。

由此，本实用新型通过用“成像幕”(即，成像视野好比轿厢门和楼道电梯门之间的幕布)来代替“光幕”(即，投射光覆盖范围好比轿厢门和楼道电梯门之间的幕布)，消除了对投射高集中度的线形光的需求。进一步地，由于ToF传感器的成像视野稳定度要比线形光的投射集中稳定度高得多(即，不易随着使用时间的增长而劣化)，因此本方案的ToF传感器有着更低的维修和更换需要。但应该理解的是，由于本方案仍然是基于返回光进行检测的方案，因此仍然是一种电梯“光幕”装置。

具体地，光源模块310可以实现为投射面光源的面光源模块。光源模块310可以包括发光装置，用于产生激光束；以及扩散片，布置在所述光束的传播光路上，以将所述激光束转换为面阵光。发光装置可以发射激光，并且可以实现为激光二极管(LD)或是垂直腔面发射激光器(VCSEL)。在某些实施例中，发光装置甚至可由发光二极管(LED)实现。另外，为了与环境光区分并对电梯乘坐人不可见，发光装置发射红外光，例如，可以优选发射抗干扰性强的940nm红外光。

ToF传感器320与光源模块310分隔设置，并且两者的光轴不重合。 ToF传感器320用于接收所述被测空间返回光并生成感应信号。由于两者呈旁轴设置，并且光路不重合，为此光源模块310包括单独的出光口I， ToF传感器320包括单独的入光口II，而非两者共用一个出入光口。

控制器(未示出)用于控制所述光源模块310和所述ToF传感器320 的工作，并基于所述感应信号，生成轿厢门开闭控制信号。具体地，控制器可以在轿厢门打开时控制所述光源模块310向被测空间投射所述光，并且基于所述感应信号，生成轿厢门开闭控制信号。底座330可以用于固定光源模块310、ToF传感器320和未示出的所述控制器。在一个实施例中，底座330可以是其上布置有控制器和其他电路的电路板。上述电路板可以垂直于竖直方向(z轴方向)布置。

应该理解的是，为了方便安装并防止灰尘侵入，ToF电梯光幕装置还可以包括装入并固定如上组件的壳体，并且壳体上要同样要留有分别用于点激光投射和返回光如上的出光口和入光口。

在此，为了提供高精度成像，ToF传感器可以是基于返回光的接收时间生成感应信号的直接飞行时间(dToF)传感器。

ToF是Time ofFlight的缩写，直译为飞行时间，该技术通过向目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测这些发射和接收光脉冲的飞行(往返)时间或是相位来得到目标物距离。

ToF的照射单元(即，对应于本公开的光源模块)可以是对光进行高频调制之后再进行发射，可以采用激光器(例如VCSEL)来发射高性能脉冲光，脉冲可达到100MHz左右。

当前市面上已有的ToF技术大部分是基于连续波强度调制方法，还有一些是基于光学快门的方法。

基于连续波的调制方法发射一束照明光，利用发射光波信号与反射光波信号的相位变化来进行距离测量。其中，照明模组的波长一般是红外波段，且需要进行高频率调制。ToF感光模组与普通手机摄像模组类似，由芯片，镜头，线路板等部件构成，ToF感光芯片每一个像元对发射光波的往返相机与物体之间的具体相位分别进行记录，通过数据处理单元提取出相位差，由公式计算出深度信息。该传感器结构与普通手机摄像模组所采用的CMOS图像传感器类似，但包含的像素比一般图像传感器像素尺寸要大，一般20um左右。也需要布置红外带通滤光片来保证只有与照明光源波长相同的光才能进入。使用上述调制方法的传感器可以称为iToF(间接飞行时间)传感器。

基于光学快门的方法发射一束脉冲光波，通过光学快门快速精确获取照射到三维物体后反射回来的光波的时间差t，由于光速c已知，只要知道照射光和接收光的时间差，来回的距离可以通过公示d＝t/2·c。此种方法在实际应用中如要达到较高，需要控制光学快门开关的时钟具有较高精度，还要能够产生高精度及高重复性的短脉冲，照射单元和ToF传感芯片都需要高速信号控制，这样才能达到高的深度测量精度。假如照射光与 ToF传感器之间的时钟信号发生10ps的偏移，就相当于1.5mm的位移误差。使用上述调制方法的传感器可以称为dToF(直接飞行时间)传感器。

dToF和iToF的原理区别主要在于发射和反射光的区别。dToF的原理比较直接，即直接发射一个光脉冲，之后测量反射光脉冲和发射光脉冲之间的时间间隔，就可以得到光的飞行时间。在iToF中，发射的并非一个光脉冲，而是调制过的光。接收到的反射调制光和发射的调制光之间存在一个相位差，通过检测该相位差就能测量出飞行时间，从而估计出距离。

从原理上来看，iToF的最大问题就在于最大测距距离和测距精度之间的矛盾。举例来说，如果当前目标的距离是0.15m，那么整个发射和反射光的飞行时间就是1ns。在调制光的调制频率为100MHz(周期为10ns) 时，1ns的飞行时间差转化为相位差就是36度，而如果调制光的调制频率为10MHz(周期为100ns)时，1ns的飞行时间差转化为相位差就是3.6度。显然，36度的相位差比起3.6度的相位差要容易检测，因此iToF的调制光调制频率越高，则测距精度越好。调制频率越高也限制了最大测距距离。与之相对的是，dToF不存在这个测距距离和测距精度之间的矛盾。

在具体的实现上，dToF相较于iToF来说难度要大许多。dToF的难点在于要检测的光信号是一个脉冲信号，因此检测器对于光的敏感度比需要非常高。为此，本实用新型使用的dToF传感器可以使用SPAD (single-photon avalanche diode，单光子雪崩二极管)。SPAD的工作区域位于二极管的击穿区附近，当单个光子进入SPAD后就会产生大量的电子 -空穴对，从而SPAD能检测到非常微弱的光脉冲。在其他实施例中，本实用新型还可以使用雪崩光电二极管(APD)作为dToF传感器。

SPAD是一种工作在盖革模式的光电二极管，就像光子触发开关一样，处于“开”或“关”状态。在一个优选实施例中，可以使用由多个独立的 SPAD传感器组成的硅光电倍增管(SiPM)作为ToF传感器320。SiPM 是由多个独立的SPAD传感器组成，每个传感器都有自己的淬灭电阻，从而能够更为敏感地接收返回脉冲。

另外，应该理解的是，本公开的光源模块发射的激光脉冲是可见光频带之外的脉冲，例如近红外脉冲，由此能够结合带通滤波器滤除无关环境光的干扰。

由于ToF技术能够直接输出被测物体的深度数据，因此其对待测物体进入电梯轿厢这一状态更为敏感。另外，由于其抗干扰能力强，ToF测距模块所需的发射功率比结构光的发射功率要小得多，因此用作电梯光幕的 ToF测距模块的发光器件不会对人眼造成伤害。进一步地，由于dToF不存在积分电路，因此相比于iToF，对环境光干扰的抵抗力更强。

由于光源模块310的出射光路和ToF传感器320的入射光路被各自独立布置(即，“旁轴”而非“同轴”设置)，此时ToF传感器320可以是用于对所述光影模块投射范围内的返回光进行感测的“广角”ToF传感器。换句话说，ToF传感器320在x方向上可以至少具备α的成像角，以便能够感测在夹缝宽度范围内的返回光。另外，由于ToF传感器320还需要起到“成像幕”的作用，即，仅对夹缝(至多是夹缝附近区域)进行成像，因此其在y方向上的成像角应该相当有限(如下图5所示)。

如前所示，本方案的ToF传感器是成像区呈带状的传感器。在一个优选实现中，本方案可以采用1024x5像素分辨率(或是1024x8)的dToF 传感器。在优选实施例中，ToF传感器是利用两个时间窗测量一个返回信号的增强型直接飞行时间传感器(eToF)，由此进一步提升抗干扰能力。在一个实施例中，ToF传感器320可以包括能够接收所述光影模块投射角度内的返回光的广角透镜，由此结合1024x5像素的成像区域，得到例如 90°x1°的成像视野(FoV)。这样，就能够对成像视野(例如，对应于夹缝区)的物体存在进行感测，并且能够基于返回时间精确测量物体所在高度，基于对应的像素确定物体在x和y方向上的位置。

另外，由于像素行大为减少，因此在ToF传感器处理带宽有限的情况下，能够大幅提升ToF传感器的帧率，从而进一步提升电梯光幕装置的精度。

由于利用的是常规光源，为此可以提供多个光源，以轮流投入工作或是方便替换。此时，控制器可以包括：切换装置，用于在轿厢门打开时切换多个光源模块中的一个提供投射。

本方案的电梯光幕装置还可以包用于包围所述光源模块、所述ToF传感器、所述控制器和所述底座的单个壳体。

在装置包括多个光源模块的情况下，为了方便对故障光源的替换，本公开的ToF电梯光幕装置还可以实现为包括外置的(备用)光源模块。在某些实施例中，光源模块可以经由所述外部线缆可拆卸地与所述主壳体相连接。于是，在例如一个光源模块故障时，可以简单地通过拆卸单独的光源壳体并替换新的包含光源模块的光源壳体来实现故障排除。光源分立设置尤其适用于备用光源的布置。另外，由于在本方案中，光源模块投射的光只要覆盖夹缝区域即可，因此在安装或后续更换中，对光源模块的调试相比于线形光光源模块的安装调整会简单的多。

为了实现光幕功能，本公开的ToF电梯光幕装置优选地安装在位于轿厢门之上(例如，正上方)的轿厢壳体上。图5示出了根据本公开的ToF 电梯光幕装置安装在电梯轿厢上时的工作场景示意图。图5是垂直于轿厢门方向的侧视图，为此光源模块投射的面阵光则示出为在垂直轿厢门截面上呈现为一个发射角的疏虚线。在不同的实现中，面阵光的发射角可以是圆锥形发射角，即其面阵光的投射截面为圆形；也可以投射截面为矩形或正方形的面阵光，以便更好地覆盖电梯区域。相应地，ToF传感器的成像范围(视野)则如图中的灰色区域所示，为覆盖夹缝区域的很窄的一个范围，即相比于投射光，成像视野更像一个“幕”。

如图5所示，图的左侧为楼道，右侧为电梯轿厢。在楼道门和轿厢门同时开启之后，乘坐者从左向右跨越两道门走进轿厢。如图5所示，本公开的ToF电梯光幕装置(图中的ToF)被安装在电梯轿厢的外部，轿厢门的正上方(在很多场景中，也可以按照在轿厢门上方的一角)。由此方便成像视野正对楼道门和轿厢门当中的夹缝，从而对进出入轿厢的对象进行检测。

为了安装在轿厢上，ToF电梯光幕装置的壳体或是底座上还可以包括用于固定至轿厢的连接机构，例如，利用磁铁的吸附连接机构，螺纹连接机构，或是胶体连接机构。上述机构可以用于固定至如图5所示的轿厢门之上的轿厢壳体上，也可以固定至其他合适的位置，例如轿厢门的上部。

在其他实施例中，本公开的ToF电梯光幕装置还可以包括分立的连接机构，用于安装在位于轿厢门之上的轿厢壳体上或轿厢门的上部，并且固定所述底座。

另外，应该理解的是，ToF电梯光幕装置还可以包括与电梯控制***通信的机构，用于将生成的轿厢门开闭控制信号发送给电梯控制***，以方便后者对轿厢门的开闭进行机械控制。在一个实施例中，ToF电梯光幕装置还可以包括通信机构，用于：向所述轿厢的控制模块发送所述轿厢门开闭控制信号；和/或接收来自所述轿厢的控制模块发送的轿厢门状态信号，以开始或停止光幕感测操作。例如，上述通信机构可以是物理连接线或是近距离无线通信模块。

在某些实施例中，可以读取轿厢的运行信号来确定ToF电梯光幕装置进入休眠态或是触发态。在其他实施例中，ToF电梯光幕装置自身可以带有判定电梯的工作状态。为此，本实用新型的ToF电梯光幕装置还可以包括：接近传感器，用于感测轿厢门的开闭并生成接近传感信号，所述装置基于所述接近传感信号切换休眠态和触发态。具体地，可以在装置侧面加入接近传感器，当电梯的轿厢门合上以后(例如，进行上升或下降运行)，能够通过检测距离为0(或者足够小于某个阈值)，使得ToF电梯光幕装置进入休眠态，或者至少使得光源模块进入休眠，例如使得发光装置和 dToF组成的光幕***休眠；反之距离大于某个阈值，则说明电梯门已经打开，会自动启动发光装置和ToF组成的光幕***以使其进入触发态。因为接近传感器会一直处于工作状态，但是接近传感器的发光功耗没有第一和第二光源模块大，因此通过引入接近传感器来避免光源模块一直处于工作状态中，由此能够大幅延长ToF电梯光幕装置的工作年限。

如上已经结合附图描述了根据本公开的ToF电梯光幕装置。在本公开的另一个方面，还可以实现为一种电梯，包括：轿厢；安装在位于轿厢门之上的轿厢壳体上或轿厢门的上部的如上所述的ToF电梯光幕装置；以及与所述ToF电梯光幕装置相连接的控制模块，用于基于来自所述ToF电梯光幕装置的轿厢门开闭控制信号，控制所述轿厢的轿厢门开闭。

上文中已经参考附图详细描述了根据本实用新型的ToF电梯光幕装置和电梯。本实用新型的ToF电梯光幕方案通过引入成像视野与电梯夹缝大致重合的带状ToF传感器，能够避免对高成本且不易维护的线形光投射装置的需求，并且由于成像区域变小，因此能够在降低传感器处理带宽的同时，提升针对夹缝本身的成像精度。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种ToF电梯光幕装置，其特征在于，包括：

光源模块，用于向包含轿厢门和楼道电梯门之间的夹缝的投射空间投射激光；

成像区为带状的ToF传感器，用于获取来自所述夹缝的返回光并生成感应信号；

控制器，用于控制所述光源模块和所述ToF传感器的工作，并基于所述感应信号，生成轿厢门开闭控制信号；以及

底座，用于固定所述光源模块、所述ToF传感器和所述控制器。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述ToF传感器的成像区中像素列与像素行之比大于10:1。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述ToF传感器的成像区中像素列与像素行之比大于100:1。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述ToF传感器是成像视野与所述夹缝重合的ToF传感器。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述ToF传感器是基于返回光的接收时间生成表征距离的感应信号的直接飞行时间传感器。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述ToF传感器是利用两个时间窗测量一个返回信号的增强型直接飞行时间传感器。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源模块包括：

发光装置，用于产生激光束；以及

扩散片，布置在所述光束的传播光路上，以将所述激光束转换为面阵光。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述发光装置包括：

激光二极管LD；

垂直腔面发射激光器VCSEL；或

发光二极管LED。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：

被切换轮番投入工作的多个所述光源模块。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

用于包围所述光源模块、所述ToF传感器、所述控制器和所述底座的单个壳体；和/或

可拆卸连接的备用光源模块。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座包括：

连接机构，用于固定至位于轿厢门之上的轿厢壳体上或固定至轿厢门的上部，或者

所述装置包括：

连接机构，用于安装在位于轿厢门之上的轿厢壳体上或轿厢门的上部，并且固定所述底座。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

通信机构，用于：

向所述轿厢的控制模块发送所述轿厢门开闭控制信号；和/或

接收来自所述轿厢的控制模块发送的轿厢门状态信号，以开始或停止光幕感测操作。

13.一种电梯，其特征在于，包括：

轿厢；

安装在位于轿厢门之上的轿厢壳体上或轿厢门的上部的如权利要求1-12中任一项所述的ToF电梯光幕装置；以及

与所述ToF电梯光幕装置相连接的控制模块，用于基于来自所述ToF电梯光幕装置的轿厢门开闭控制信号，控制所述轿厢的轿厢门开闭。

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