JP2007031103A5 - - Google Patents

Description

エレベータの乗客検出装置

この発明は、光学式距離センサによりエレベータドア付近の乗客の有無を検出するエレベータの乗客検出装置に関するものである。

従来のエレベータの乗客検出装置は、一対のドアのうちの一方のドアに設けられた発信装置と、他方のドアに設けられた受信装置とを有している。発信装置は、赤外ビームを乗場へ向けて斜めに発信する。ドアの前方に乗客がいる場合、赤外ビームが乗客により反射され、反射光が受信装置により検出される（例えば、特許文献１参照）。

特許第３０８８９３６号公報

上記のような従来の乗客検出装置では、受光素子が受ける反射光量によって検出対象を検知するが、例えば乗客の服の色の差など、検出対象の反射率には違いがあるため、反射率の差によって十分な反射光量が得られず、検出対象を検出できないことがあった。また、外乱光の影響を受け易いという問題もあった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、所定の領域内における被検出体の有無をより正確に検出することができるエレベータの乗客検出装置を得ることを目的とする。

この発明に係るエレベータの乗客検出装置は、検出ビームを投光する投光部と、検出ビームを掃引する掃引手段と、被検出体で反射された検出ビームの反射光を結像する結像光学系と、結像光学系における反射光の結像点の位置に応じた信号を発生する結像位置検出部とを有し、エレベータドアに設けられている距離センサ、及び結像位置検出部からの信号に基づいて、所定の領域内における被検出体の有無を判定する判定部を備えている。

この発明のエレベータの乗客検出装置は、被検出体からの反射光の結像点の位置に応じた検出信号が結像位置検出部により得られるので、反射光の光量ではなく、反射光の結像点の位置に基づいて被検出体の位置を検出することができ、所定の領域内における被検出体の有無をより確実に検出することができる。また、検出ビームを掃引するので、直径の小さい検出ビームを用いた場合でも、より広い範囲について被検出体を検出することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータの乗客検出装置を示す平面図である。図において、エレベータドア（かごの戸又は乗場の戸）１の先端部には、光学式の距離センサ２が搭載されている。距離センサ２は、例えば赤外光や可視光等の検出ビーム３を乗場側へ斜め下向きに投光する。検出ビーム３の水平面内での投光角度θは、掃引可能になっている。

図２は図１の距離センサ２を示す構成図である。距離センサ２は、投光部４、受光部５及び掃引手段６を有している。投光部４及び受光部５は、上下に並べて配置されている。投光部４は、発光素子７と、発光素子７で発生した光をコリメートする投光レンズ８とを有している。発光素子７としては、例えば発光ダイオード又は半導体レーザ等を用いることができる。

受光部５は、乗客や台車等の被検出体９で反射された検出ビーム３の反射光（散乱光）１０を受光する。また、受光部５は、反射光１０を結像する結像光学系である受光レンズ１１と、反射光１０が受光レンズ１１により結像される位置に配置された結像位置検出部１２とを有している。結像位置検出部１２としては、位置検出素子、撮像素子又はフォトダイオードアレイ等を用いることができる。

図３は図２の掃引手段６を示す平面図である。掃引手段６は、検出ビーム３を反射する掃引ミラー１３と、掃引ミラー１３を回動させることにより検出ビーム３の出射方向を掃引する掃引用アクチュエータ（図示せず）とを有している。掃引用アクチュエータとしては、例えばモータ等を用いることができる。

図４は図１の乗客検出装置を示すブロック図である。被検出体の位置情報を含む結像位置検出部１２からの検出信号は、処理部１４へ出力される。処理部１４は、入力された位置情報に基づいて投光部４と被検出体９との間の距離を演算値として求める演算部１５と、演算部１５により求められた演算値に基づいて、所定の領域内における被検出体９の有無を判定する判定部１６とを有している。

次に、動作について説明する。エレベータドア１が戸閉動作される際、検出ビーム３は連続して乗場に投光される。このとき、検出可能範囲内に被検出体９が位置していると、被検出体９からの反射光１０が受光レンズ１１に入射され、結像位置検出部１２上に集光スポットが形成される。この集光スポットの位置は、投光部４と被検出体９との間の距離Ｌに応じて変化する。従って、結像位置検出部１２上の集光スポットの位置を検知すれば、三角測量法の原理に基づいて距離Ｌを算出することができる。

判定部１６は、被検出体９の有無及び位置に関する判定情報をドア開閉制御装置（図示せず）に出力する。ドア開閉制御装置は、被検出体９が所定の領域内に位置する場合、即ち検出された距離Ｌが所定の範囲（例えば０．３ｍ≦Ｌ≦１ｍ）内にある場合に、戸閉動作中のエレベータドア１を戸開方向へ反転させる。他の場合、即ち被検出体９が検出されない場合や被検出体９が所定の領域外に位置するときには、エレベータドア１の戸閉動作はそのまま継続される。

ここで、ある瞬間における検出範囲は、検出ビーム３の照射方向だけであるため、その検出範囲外の被検出体９を検出することはできない。これに対して、この実施の形態では、エレベータドア１の閉まる時間に比べて十分に短い周期で検出ビーム３が水平方向に掃引される。このとき、結像位置検出部１２上における集光スポットの位置も、検出ビーム３の掃引によって水平方向に対応する方向に掃引されることになる。しかし、投光部４と受光部５とは上下に並べて配置されているため、集光スポットの掃引方向は三角測量法で必要な検出方向とは直交する。

例えば、結像位置検出部１２として、集光スポットの一次元方向の輝度重心位置を検出する位置検出素子（ＰＳＤ）を用いた場合、位置検出方向をＹ方向、Ｙ方向に直交する方向をＸ方向とすると、検出ビーム３の水平方向への掃引によりＸ方向に集光スポットの位置がずれたとしても、Ｙ方向の位置変化がなければ、この一次元ＰＳＤで検出される輝度重心位置は、ＰＳＤの受光面からスポットが外れない限り変化しない。

このようなエレベータの乗客検出装置では、被検出体９からの反射光１０の結像点の位置に応じた検出信号が結像位置検出部１２により得られるので、反射光１０の光量ではなく、反射光１０の結像点の位置に基づいて被検出体９の位置を検出することができる。従って、所定の領域内における被検出体９の有無をより確実に検出することができる。
また、検出ビーム３を水平方向（投光部４と受光部５とが並ぶ方向と直交する方向）へ掃引するので、直径の小さい検出ビーム３を用いた場合でも、より広い範囲について被検出体９を検出することができる。

実施の形態２．
次に、図５はこの発明の実施の形態２によるエレベータの乗客検出装置の掃引手段６を示す平面図である。掃引手段６は、投光レンズ８をその軸方向に直角な方向に変位（並進）させる掃引用アクチュエータ１７を有している。掃引用アクチュエータ１７により投光レンズ８が連続的に変位されることにより、投光レンズ８からの検出ビーム３の出射角度が連続的に掃引される。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような乗客検出装置によっても、検出ビーム３が水平方向へ掃引されるので、直径の小さい検出ビーム３を用いた場合でも、より広い範囲について被検出体９を検出することができる。

実施の形態３．
次に、図６はこの発明の実施の形態３によるエレベータの乗客検出装置を示す平面図である。図において、エレベータドア１の先端部には、光学式の距離センサ２が搭載されている。距離センサ２は、複数の異なる出射角度で複数の検出ビーム３を、乗場側へ斜め下向きに同時に投光する。

図７は図６の距離センサ２の要部を示す平面図である。投光部４には、複数の発光素子７と、これらの発光素子７に対向する投光レンズ８とが設けられている。これにより、実施の形態３の投光部４は、複数の検出ビーム３を同時に投光することが可能になっている。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このようなエレベータの乗客検出装置では、投光部４と受光部５とが並ぶ方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）について異なる出射角度で複数の検出ビーム３を投光するので、直径の小さい検出ビーム３を用いた場合でも、より広い範囲について被検出体９を検出することができる。また、検出ビーム３の角度間隔を適当に広げることにより、検出範囲をさらに広げることができる。

このとき、複数の検出ビーム３がそれぞれ異なる距離の物体に照射される場合、その反射光の受光部５による受光スポットはそれぞれの物体までの距離に対応した位置に配置され、三角測量法で必要なＹ方向の輝度重心位置がそれら複数スポットの輝度重心和になってしまうため、一つの検出ビームが検出範囲内の物体を検知していたとしても他の検出ビームの信号に引っ張られて検知範囲外と判定する可能性がある。この場合、発光素子７を同時に発光させるのではなく、順次発光させれば、実施の形態１と同様に検出ビーム３を離散的な角度ではあるが掃引することになり、上述の問題を回避できる。

実施の形態４．
次に、図８はこの発明の実施の形態４によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す平面図である。投光部４は、発光素子７と、発光素子７に対向する投光レンズ８と、発光素子７とは反対側で投光レンズ８に対向する回折格子２２とを有している。回折格子２２は、投光部４を透過した検出ビーム３を、出射角度の異なる複数の検出ビーム３に分散する。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような乗客検出装置では、投光部４と受光部５とが並ぶ方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）について異なる出射角度で複数の検出ビーム３を投光するので、直径の小さい検出ビーム３を用いた場合でも、より広い範囲について被検出体９を検出することができる。

なお、投光部の構成は実施の形態３、４に限定されるものではなく、例えば複数の発光素子が予め並べて実装されているダイオードアレイ等を用いてもよい。

実施の形態５．
次に、図９はこの発明の実施の形態５によるエレベータの乗客検出装置を示す斜視図である。図において、エレベータドア１の先端部には、光学式の距離センサ２が搭載されている。距離センサ２は、進行方向に沿う断面が扇形状の検出ビーム３を、乗場側へ斜め下向きに投光する。即ち、検出ビーム３の幅（照射領域）は、進行するに従って徐々に広がっている。

図１０は図９の距離センサ２を示す平面図である。投光部４は、発光素子７と、発光素子７に対向する投光レンズ８と、発光素子７とは反対側で投光レンズ８に対向するシリンドリカルレンズ２４とを有している。シリンドリカルレンズ２４は、投光部４を透過した検出ビーム３を、扇形状に出射する。受光部や処理部の構成は、実施の形態１と同様である。

このようなエレベータの乗客検出装置では、投光部４と受光部５とが並ぶ方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）について検出ビーム３の幅を広げているので、より広い範囲について被検出体９を検出することができる。このとき、投光部４と受光部５との並ぶ方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）であれば、検出ビーム３の幅が広がっても、実施の形態１と同様に、三角測量法で必要なＹ方向の輝度重心位置は変わらない。

実施の形態６．
次に、図１１はこの発明の実施の形態６によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す側面図である。図において、投光部４は、発光素子７と、発光素子７で発生した光を平行光に変換する投光レンズ８と、発光素子７からの光を反射して投光レンズ８に導く偏向手段としての反射ミラー２５とを有している。反射ミラー２５は、距離センサ２内における光路を反射により偏向する。即ち、発光素子７からほぼ垂直に出射された光は、反射ミラー２５によりほぼ９０°屈曲され、ほぼ水平な検出ビーム３として投光される。なお、受光部や処理部の構成は、実施の形態と同様である。

このような乗客検出装置では、発光素子７からの光を反射ミラー２５により反射して投光レンズ８に導いているので、投光レンズ８の光軸上に発光素子７を配置する場合に比べて、投光部４の厚さｔを低減することができる。従って、エレベータドア１の先端部の狭いスペースに距離センサ２を容易に配置することができる。

実施の形態７．
次に、図１２はこの発明の実施の形態７によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す側面図である。この例では、発光素子７からほぼ垂直に出射された光は、反射ミラー２５によりほぼ鋭角に屈曲され、検出ビーム３として乗場側へ斜め下向きに投光される。他の構成は、実施の形態６と同様である。

このように、検出ビーム３を斜め下向きに投光するタイプについても、投光レンズ８の光軸上に発光素子７を配置する場合に比べて、距離センサ２の投光部４の厚さｔを低減することができる。

実施の形態８．
次に、図１３はこの発明の実施の形態８によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す側面図である。図において、投光部４は、発光素子７と、発光素子７で発生した光を平行光に変換する投光レンズ８と、投光レンズ８から出射された検出ビーム３の光路を偏向する偏向手段としてのプリズム２６とを有している。他の構成は、実施の形態６と同様である。

このような乗客検出装置では、投光レンズ８からの検出ビーム３をプリズム２６で屈曲させて投光しているので、投光される検出ビーム３の光軸上に投光レンズ８及び発光素子７を配置する場合に比べて、投光部４の厚さｔを低減することができる。従って、エレベータドア１の先端部の狭いスペースに距離センサ２を容易に配置することができる。

実施の形態９．
次に、図１４はこの発明の実施の形態９によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す側面図である。図において、投光部４は、発光素子７と、発光素子７で発生した光を平行光に変換する投光レンズ８と、投光レンズ８から出射された検出ビーム３の光路を偏向する偏向手段としての偏向回折格子２７とを有している。他の構成は、実施の形態６と同様である。

このような乗客検出装置では、投光レンズ８からの検出ビーム３を偏向回折格子２７で屈曲させて投光しているので、投光される検出ビーム３の光軸上に投光レンズ８及び発光素子７を配置する場合に比べて、投光部４の厚さｔを低減することができる。従って、エレベータドア１の先端部の狭いスペースに距離センサ２を容易に配置することができる。

なお、実施の形態６〜９では、投光される光の光路を偏向手段により偏向したが、受光部側の光路を偏向手段により偏向してもよい。
また、偏向手段は、実施の形態１〜５の乗客検出装置に組み合わせて適用しても、検出ビームの掃引等を行わない装置に適用してもよい。

実施の形態１０．
次に、図１５はこの発明の実施の形態１０によるエレベータの乗客検出装置を示す側面図である。図において、エレベータドア１の先端部には、光学式の距離センサ２、距離センサ２を保護する透明なカバー２８、及びカバー２８の汚れを検知する汚れセンサ２９が搭載されている。カバー２８は、投光レンズ８及び受光レンズ１１等に乗客が直接触れるのを防止する。汚れセンサ２９としては、例えば、カバー２８の光の透過度や、汚れによる光の反射を検知する光学式センサを用いることができる。処理部の構成は、実施の形態１と同様である。

このような乗客検出装置では、カバー２８に汚れが付着すると、汚れから散乱迷光が発生し、乗客の誤検出を生じる恐れがある。これに対して、汚れセンサ２９を距離センサ２に並設したことにより、カバー２８の汚れを検知し、誤検出を未然に防ぐことができる。そして、カバー２８の汚れが検知された場合、距離センサ２の動作を停止したり、汚れが発生していることをエレベータ保守者に知らせたりする運用が可能になる。
なお、カバー２８及び汚れセンサ２９は、実施の形態１〜９の乗客検出装置に組み合わせて適用しても、検出ビームの掃引や偏向等を行わない装置に適用してもよい。

実施の形態１１．
次に、図１６はこの発明の実施の形態１１によるエレベータの乗客検出装置を示す構成図、図１７は図１６の乗客検出装置を示すブロック図である。図において、エレベータドア１には、エレベータドア１の開間隔（開口距離）を検出する間隔センサ３０が設けられている。判定部１６は、エレベータドア１の開間隔が所定の範囲内のときに、距離センサ２からの信号に基づいて、所定の領域内における被検出体９の有無を判定する。

ここで、エレベータドア１間が大きく開いているときには、まだ乗客がエレベータドア１間に挟まれる可能性は低いので距離センサ２の検出は必要ではないと考えられる。逆に、エレベータドア１の開間隔が小さく、完全に閉まる直前に、遠い位置の乗客を検出する必要もないと考えられる。さらに、不必要な乗客検出によってエレベータドア１を開くと、エレベータの運行効率が低下してしまう。

そこで、実施の形態１１では、間隔センサ３０から得られる情報に基づいて、エレベータドア１の開き具合（閉じ具合）によって、距離センサ２の検出範囲を変化させたり、距離センサ２の動作のオン・オフをさせたりしている。これにより、被検出体９の有無を判定するべき領域を絞ることができ、不必要なときにエレベータドア１を開く動作を抑制することができる。従って、エレベータドア１に挟まれそうな乗客のみを検出することができ、エレベータのスムーズな運用が可能となる。
なお、実施の形態１１で示したような判定処理は、実施の形態１〜１０の乗客検出装置に組み合わせて適用しても、検出ビームの掃引や偏向等を行わない装置に適用してもよい。

実施の形態１２．
次に、図１８はこの発明の実施の形態１２によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す側面図である。この例では、検出ビーム３が斜め下方へ投光されており、受光部５が投光部４に対して検出ビーム３の投光方向とは反対側、即ち上部側に配置されている。

このように配置されていると、検出ビーム３のカバー２８による反射光は、図のように下方へ反射される。一方、受光部５は上方に配置されているので、受光部５に迷光が入射されるのが防止され、距離センサ２の測定精度を高めることができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータの乗客検出装置を示す平面図である。 図１の距離センサを示す構成図である。 図２の掃引手段を示す平面図である。 図１の乗客検出装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータの乗客検出装置の掃引手段を示す平面図である。 この発明の実施の形態３によるエレベータの乗客検出装置を示す平面図である。 図６の距離センサの要部を示す平面図である。 この発明の実施の形態４によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す平面図である。 この発明の実施の形態５によるエレベータの乗客検出装置を示す斜視図である。 図９の距離センサを示す平面図である。 この発明の実施の形態６によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す側面図である。 この発明の実施の形態７によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す側面図である。 この発明の実施の形態８によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す側面図である。 この発明の実施の形態９によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す側面図である。 この発明の実施の形態１０によるエレベータの乗客検出装置を示す側面図である。 この発明の実施の形態１１によるエレベータの乗客検出装置を示す構成図である。 図１６の乗客検出装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１２によるエレベータの乗客検出装置の要部を示す側面図である。

符号の説明

１ エレベータドア、２ 距離センサ、３ 検出ビーム、４ 投光部、６ 掃引手段、９ 被検出体、１０ 反射光、１１ 受光レンズ（結像光学系）、１２ 結像位置検出部、１６ 判定部、２５ 反射ミラー（偏向手段）、２６ プリズム（偏向手段）、２７ 偏向回折格子（偏向手段）、２８ カバー、２９ 汚れセンサ、３０ 間隔センサ。

Claims (10)

1. 検出ビームを投光する投光部と、上記検出ビームを掃引する掃引手段と、被検出体で反射された検出ビームの反射光を結像する結像光学系と、上記結像光学系における反射光の結像点の位置に応じた信号を発生する結像位置検出部とを有し、エレベータドアに設けられている距離センサ、及び
   上記結像位置検出部からの信号に基づいて、所定の領域内における上記被検出体の有無を判定する判定部
   を備えていることを特徴とするエレベータの乗客検出装置。
2. 複数の異なる出射角度で検出ビームを投光する投光部と、被検出体で反射された検出ビームの反射光を結像する結像光学系と、上記結像光学系における反射光の結像点の位置に応じた信号を発生する結像位置検出部とを有し、エレベータドアに設けられている距離センサ、及び
   上記結像位置検出部からの信号に基づいて、所定の領域内における上記被検出体の有無を判定する判定部
   を備えていることを特徴とするエレベータの乗客検出装置。
3. 進行するに従って徐々に幅が広がるように検出ビームを投光する投光部と、被検出体で反射された検出ビームの反射光を結像する結像光学系と、上記結像光学系における反射光の結像点の位置に応じた信号を発生する結像位置検出部とを有し、エレベータドアに設けられている距離センサ、及び
   上記結像位置検出部からの信号に基づいて、所定の領域内における上記被検出体の有無を判定する判定部
   を備えていることを特徴とするエレベータの乗客検出装置。
4. 検出ビームを投光する投光部と、被検出体で反射された検出ビームの反射光を結像する結像光学系と、上記結像光学系における反射光の結像点の位置に応じた信号を発生する結像位置検出部とを有し、エレベータドアに設けられている距離センサ、及び
   上記結像位置検出部からの信号に基づいて、所定の領域内における上記被検出体の有無を判定する判定部
   を備え、
   上記距離センサには、上記距離センサ内の光路を偏向する偏向手段が設けられていることを特徴とするエレベータの乗客検出装置。
5. 上記偏向手段は、反射ミラーであることを特徴とする請求項４記載のエレベータの乗客検出装置。
6. 上記偏向手段は、プリズムであることを特徴とする請求項４記載のエレベータの乗客検出装置。
7. 上記偏向手段は、偏向回折格子であることを特徴とする請求項４記載のエレベータの乗客検出装置。
8. 検出ビームを投光する投光部と、被検出体で反射された検出ビームの反射光を結像する結像光学系と、上記結像光学系における反射光の結像点の位置に応じた信号を発生する結像位置検出部とを有し、エレベータドアに設けられている距離センサ、
   上記結像位置検出部からの信号に基づいて、所定の領域内における上記被検出体の有無を判定する判定部、
   上記投光部及び上記結像光学系の少なくともいずれか一方を保護するカバー、及び
   上記カバーの汚れを検知する汚れセンサ
   を備えていることを特徴とするエレベータの乗客検出装置。
9. 検出ビームを投光する投光部と、被検出体で反射された検出ビームの反射光を結像する結像光学系と、上記結像光学系における反射光の結像点の位置に応じた信号を発生する結像位置検出部とを有し、エレベータドアに設けられている距離センサ、
   上記エレベータドアの開間隔を検出する間隔センサ、
   上記間隔センサ及び上記結像位置検出部からの信号に基づいて、所定の領域内における上記被検出体の有無を判定する判定部
   を備えていることを特徴とするエレベータの乗客検出装置。
10. 検出ビームを投光する投光部と、被検出体で反射された検出ビームの反射光を結像する結像光学系と、上記結像光学系における反射光の結像点の位置に応じた信号を発生する結像位置検出部とを有し、エレベータドアに設けられている距離センサ、
    上記結像位置検出部からの信号に基づいて、所定の領域内における上記被検出体の有無を判定する判定部、及び
    上記投光部及び上記結像光学系の少なくともいずれか一方を保護するカバー
    を備え、
    上記投光部は、検出ビームを斜めに投光し、
    上記結像光学系は、上記投光部に対して検出ビームの投光方向とは反対側に配置されていることを特徴とするエレベータの乗客検出装置。