DE19708083A1 - Optisches Überwachungssystem zur Zutrittserfassung bei Fahrtreppen und Fahrsteigen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Überwachungssystem zur Zutrittserfassung bei Fahrtreppen und Fahrsteigen mit mindestens zwei, aus je einem Sender und einem Empfänger bestehenden Reflexlichttastern, die mit Halterungen innenseitig an einer Verkleidung je eines Geländers einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges befestigt sind und von mindestens je einer lichtdurchlässigen Schutzscheibe abgedeckt sind.

Um Energiekosten zu senken, werden seit Jahren im Zutrittsbereich von Fahrtreppen und Fahrsteigen sog. "mechanische Trittmatten" benutzt, die dafür sorgen, daß nur dann, wenn eine Person die mechanische Trittmatte betritt, die Fahrtreppe bzw. der Fahrsteig eingeschaltet wird. Da sich der Zutrittsbereich der Fahrtreppen und Fahr­ steige häufig im Freien befindet, sind die Trittmatten Umwelteinflüssen und Ver­ schmutzungen ausgesetzt. Dies führt besonders im Winter durch den Einsatz von Streusalz oder Granulat dazu, daß die Funktion der mechanischen Trittmatten beein­ trächtigt werden kann.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden zur Zutrittserfassung bei Fahrtreppen und Fahrsteigen als Ersatz für mechanische Trittmatten teilweise optische Überwachungs­ systeme verwendet, bei denen Reflexlichttaster mit Halterungen innenseitig an der Verkleidung der Geländer einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges befestigt sind. Die Reflexlichttaster sind dabei so angeordnet, daß sie in den ordnungsgemäßen Zutritts­ bereich der Fahrtreppe oder des Fahrsteiges gerichtet sind.

Reflexlichttaster bestehen aus einem Sender und einem Empfänger, welche neben­ einander angeordnet sind und deren optische Achse parallel zu einander verlaufen. Der von dem Sender kommende Lichtstrahl wird von einem abzutastenden Gegen­ stand reflektiert und gelangt so in den Empfänger. Ausgewertet werden somit die beiden Zustände Reflexion vorhanden oder keine Reflexion vorhanden.

Durch den unterschiedlichen Reflexionsgrad der bei der Überwachung des Zutritts­ bereichs bei Fahrtreppen und Fahrsteigen möglichen Objekte (Personen mit heller oder dunkler, glänzender oder aufgerauhter Kleidung), sind sehr unterschiedliche Er­ fassungsreichweiten gegeben. Aus Sicherheitsgründen muß auch das Licht, das von einer in schwarz gekleideten Person, die den Zutrittsbereich betritt, reflektiert wird, vom Empfänger noch detektiert werden können. Dazu ist es notwendig, einen Licht­ sender mit einer großen Lichtleistung zu verwenden. Dies führt dazu, daß das von ei­ nem optisch sehr gut reflektierenden Objekt reflektierte Licht auch dann noch vom Empfänger detektiert wird, wenn sich das Objekt weit außerhalb des Zutrittsbereichs befindet. Somit kommt es auch dann schon zu einem Anfahren der Fahrtreppe, wenn eine Person lediglich an der Fahrtreppe vorbeigeht, diese jedoch gar nicht benutzen möchte.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und damit kosten­ günstiges optisches Überwachungssystem zur Zutrittserfassung bei Fahrtreppen und Fahrsteigen zur Verfügung zu stellen, welches nur dann das Signal zum Anfahren der Fahrtreppe oder des Fahrsteiges gibt, wenn eine Person tatsächlich den Zutrittsbe­ reich der Fahrtreppe oder des Fahrsteiges betritt, wobei ein sicheres Erfassen aller in den Zutrittsbereich tretenden Personen gewährleistet sein muß.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reflexlichttaster so in den Geländern angeordnet sind, daß der Erfassungsbereich im wesentlichen auf eine rechteckige Fläche vor der Fahrtreppe bzw. vor dem Fahrsteig begrenzt ist. Dazu sind die Sender der Reflexlichttaster, welche sich in den beiden gegenüberliegenden Geländern der Fahrtreppe befinden, so ausgerichtet, daß ihr jeweiliger Mittelstrahl auf die diagonal gegenüberliegende, entfernte Ecke der rechteckigen Fläche vor der Fahrtreppe gerichtet ist, sich die Mittelstrahlen der Sender also über der Mitte der Fläche kreuzen. Die Empfänger der Reflexlichttaster sind entsprechend ausgerichtet, so daß sie das von einem Objekt reflektierte Licht empfangen können. Durch diese Anordnung der Reflexlichttaster ist sichergestellt, daß ein Objekt, d. h. ein Benutzer der Fahrtreppe, nur dann detektiert wird, dann aber auf jeden Fall, wenn er in den Zu­ trittsbereich vor der Fahrtreppe tritt. Dies bewirkt bei vielen Fahrtreppen und Fahr­ steigen mit vorbeiführendem Personenstrom (Personenquerverkehr), der die Anlage nicht benutzt, eine erhebliche Senkung der Betriebszeiten, der Anfahrhäufigkeit und damit auch des Verschleißes, da die Fahrtreppen bzw. die Fahrsteige nur dann anfah­ ren, wenn sie wirklich genutzt werden.

Vorzugsweise ist das optische erfindungsgemäße Überwachungssystem zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß bei Abdeckung mindestens einer Schutzscheibe auf­ grund von Beschädigung, Verkleben, Besprühen oder dgl. das optische Überwa­ chungssystem dauerhaften Zutritt zur Fahrtreppe oder zum Fahrsteig dadurch vor­ gibt, daß das vom Sender ausgestrahlte Licht zwischen der Halterung einerseits und der abgedeckten Schutzscheibe andererseits zumindest teilweise geführt wird und so zum Empfänger gelangt.

Wird eine der Schutzscheiben oder ein Teil einer Schutzscheibe abgedeckt, so kann entweder das vom Sender ausgestrahlte Licht, wenn sich die Abdeckung vor dem Sensor befindet, nicht mehr durch die Schutzscheibe austreten oder, wenn sich die Abdeckung vor dem Empfänger befindet, das an einem Objekt reflektierte Licht nicht mehr durch die Schutzscheibe in den Empfänger gelangen. Das optische Überwa­ chungssystem wäre also "blind". Da die Fahrtreppe oder der Fahrsteig jedoch auch bei einer solchen Störung des optischen Überwachungssystems funktionieren muß, ist erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß in einem solchen Fall ein ausreichender Anteil des von dem Sender ausgestrahlten Lichtes den Empfänger auf direktem Wege er­ reicht.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße optische Überwachungssystem weiter da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest vor dem Empfänger der Reflexlichttaster die Halterung so ausgebildet ist, daß vom Boden kommende Reflexionen der vom Sender ausgesendeten Lichtstrahlen nicht auf den Empfänger treffen können.

Da die Zutrittsfläche vor Fahrtreppen oder Fahrsteigen häufig aus glattem Stein oder Metall besteht, also aus Materialien mit einem hohen Reflexionsgrad, tritt ein hoher Anteil störender Lichtreflexionen auf, die zu einer Fehlfunktion des optischen Über­ wachungssystems führen würden, wenn sie in den Empfänger gelangen könnten.

Zum Zwecke einer gezielten Funktionsüberprüfung des Reflexlichttaster des erfin­ dungsgemäßen Überwachungssystems ist vorzugsweise in der Halterung ein den Sender und den Empfänger miteinander verbindender Lichtkanal vorgesehen, der durch eine mechanische oder elektrische Blende geöffnet und geschlossen werden kann. So kann zu einem beliebigen Zeitpunkt die Funktion von Sender und Empfän­ ger getestet werden, indem der Lichtkanal über die Blende geöffnet wird, ohne daß der Reflexlichttaster ausgebaut werden muß.

Besonders vorteilhaft ist es weiter, wenn für das erfindungsgemäße optische Über­ wachungssystem ein Reflexlichttaster verwendet wird, bei dem das Licht des Senders im infraroten Bereich liegt. Die Verwendung von Infrarotlicht hat den Vorteil, daß dann andere herkömmliche Lichtquellen, z. B. Glühlampen, keinen störenden Einfluß auf das optische Überwachungssystem haben.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße op­ tische Überwachungssystem weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Be­ schreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführung eines Teils eines erfindungsgemäßen optischen Überwachungssystems, nämlich einen in ein Geländer einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges eingebauten Reflexlichttaster,

Fig. 2 den Kopf einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges mit einem eingebauten optischen Überwachungssystem in Frontansicht,

Fig. 3 den Kopf einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges mit einem eingebauten optischen Überwachungssystem in Seitenansicht,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Gegenstandes nach den Fig. 2 und 3,

Fig. 5 eine besondere Ausgestaltung der Halterung für den Reflexlichttaster eines erfindungsgemäßen optischen Überwachungssystems und

Fig. 6 eine zweite Ausführung eines Teils eines erfindungsgemäßen optischen Überwachungssystems, nämlich einen in ein Geländer einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges eingebauten Reflexlichttaster.

In Fig. 1 ist dargestellt ein Sender 1 und ein Empfänger 2 eines Reflexlichttasters 3, der mit einer Halterung 4 innenseitig an einer Verkleidung 5 eines hier nicht darge­ stellten Geländers 6 einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges befestigt ist. In die im all­ gemeinen lichtundurchlässige Verkleidung 5 des Geländers 6 ist im Bereich des Re­ flexlichttasters 3 eine lichtdurchlässige Schutzscheibe 7 eingelassen. Ein Lichtstrahl des Senders 1 kann somit durch die lichtdurchlässige Schutzscheibe 7 aus dem inne­ ren des Geländers 6 hinaustreten und in den Zutrittsbereich einer Fahrtreppe oder ei­ nes Fahrsteiges strahlen. Wird der Lichtstrahl von einer Person reflektiert, die sich in­ nerhalb des Zutrittsbereiches der Fahrtreppe befindet, so gelangt er durch die Schutz­ scheibe 7 in den Empfänger 2 und wird dort detektiert.

Hat die Fahrtreppe bzw. der Fahrsteig ein Geländer 6, das eine lichtdurchlässige Ver­ kleidung 5 aufweist, so können die Schutzscheiben 7 entfallen.

In Fig. 1 ist weiter dargestellt ein aus dem Sender 1 austretender Lichtkegel 8 und ein Strahlenbündel 9, der alle Lichtstrahlen umfaßt, die in einem Winkel auf die Schutz­ scheibe 7 treffen, so daß sie dann vom Empfänger 2 detektiert werden können. Der Lichtkegel 8 und das Strahlenbündel 9 sind jeweils in einen optisch wirksamen Be­ reich 8a bzw. 9a und einen optisch ausgeblendeten Bereich 8b bzw. 9b unterteilt. Die optisch ausgeblendeten Bereiche 8b bzw. 9b werden durch Vorsprünge 10 der Halterung 4 erzeugt, die über einen Teil des Senders 1 bzw. über einen Teil des Emp­ fängers 2 hinausragen. Dadurch wird verhindert, daß starke Lichtreflexionen am Bo­ den vor der Fahrtreppe bzw. vor dem Fahrsteig zu einer Fehlfunktion des Reflex­ lichttasters 3 führen.

In Fig. 2 ist zur Veranschaulichung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen opti­ schen Überwachungssystems der Kopf einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges in Frontansicht und in Fig. 3 in Seitenansicht schematisch dargestellt. In beiden Figuren sind auch die Reflexlichttaster 3 mit eingezeichnet, die sich tatsächlich jedoch hinter Verkleidungen 5 der gegenüberliegenden Geländer 6 befinden.

Fig. 2 zeigt die beiden sich gegenüberliegenden Geländer 6 einer Fahrtreppe oder ei­ nes Fahrsteiges mit jeweils einem Handlauf 11 und die aus einem Sender 1 und einem Empfänger 2 bestehenden Reflexlichttaster 3. Die Sender 1 der Reflexlichttaster 3 sind so in den Geländern 6 angeordnet, daß ihr jeweiliger Mittelstrahl 12 auf die dia­ gonal gegenüberliegende Ecke der rechteckigen Fläche vor der Fahrtreppe bzw. dem Fahrsteig gerichtet ist. Die rechteckige Fläche, die der Grundfläche des Zutrittsbe­ reichs der Fahrtreppe oder des Fahrsteiges entspricht, ist durch die in Fig. 2 einge­ zeichnete Breite 13 und die in Fig. 3 eingezeichnete Länge 14 festgelegt (siehe auch Fig. 4). Die Breite 13 und die Länge 14 sind nicht größer als jeweils 1600 mm, so daß die rechteckige Fläche in etwa den Abmaßen einer herkömmlichen mechanischen Trittmatte entspricht.

Tritt eine Person in den Zutrittsbereich, so wird ein von dem Sender 1 ausgesendeter Lichtstrahl an ihr reflektiert und von dem Empfänger 2 detektiert. Der Reflex­ lichttaster 3 gibt ein Signal an die Steuerungseinheit der Fahrtreppe, worauf diese an­ fährt.

Fig. 5 zeigt eine besondere Ausgestaltung der Halterung 4 eines Reflexlichttasters 3 eines erfindungsgemäßen optischen Überwachungssystems. In der Halterung 4 be­ findet sich ein den Sender 1 und den Empfänger 2 miteinander verbindender Licht­ kanal 15, der durch eine Blende 16 geöffnet und geschlossen werden kann. Die Blende 16 kann beispielsweise aus einem lichtundurchlässigen Material bestehen, das über einen Aktor bewegt werden kann, oder aus einem elektrisch steuerbaren Bauteil, welches einen ersten Zustand mit hoher Lichtdurchlässigkeit und einen zweiten Zu­ stand mit geringer Lichtdurchlässigkeit hat. Wird nun zum Zwecke einer gezielten Funktionsüberprüfung des Reflexlichttasters 3 die Blende 16 geöffnet, so gelangt ein Teil des von dem Sender 1 ausgestrahlten Lichtes auf sehr kurzem Wege über den Lichtkanal 15 zum Empfänger 2. Somit kann zu einem beliebigen Zeitpunkt die Funktion von Sender 1 und Empfänger 2 getestet werden, ohne daß der Reflex­ lichttaster 3 ausgebaut werden muß.

Fig. 6 zeigt ähnlich wie Fig. 1 einen Reflexlichttaster 3, der mit einer Halterung 4 in­ nenseitig an einer Verkleidung 5 eines hier nicht dargestellten Geländers einer Fahr­ treppe bzw. eines Fahrsteiges befestigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen optischen Überwachungssystems sind der Sender 1 von einer eigenen Senderschutzscheibe 17a und der Empfänger 2 von einer eigenen Empfängerschutz­ scheibe 17b abgedeckt. Zwischen der Senderschutzscheibe 17a und der Empfän­ gerschutzscheibe 17b befindet sich ein optischer Durchlaß 18, der es ermöglicht, daß in der Senderschutzscheibe 17a geführtes Licht in die Empfängerschutzscheibe 17b übertreten kann. Der optische Durchlaß 18 kann im einfachsten Fall durch einen Hohlraum gebildet sein. Wird die Senderschutzscheibe 17a oder/und die Empfänger­ schutzscheibe 17b aufgrund von Beschädigung, Verkleben, Besprühen oder dgl. ab­ gedeckt, so wird die stets vorhandene Reflexion am Übergang von Senderschutz­ scheibe 17a oder Empfängerschutzscheibe 17b zur Luft so stark erhöht, daß der An­ teil des Lichtes des Empfängers 1, der über den optischen Durchlaß 18 in die Empfän­ gerschutzscheibe 17b gelangt, ausreicht, um vom Empfänger 2 detektiert zu werden.

Für die Senderschutzscheibe 17a und die Empfängerschutzscheibe 17b müssen je­ weils nur Ausschnitte in der Verkleidung 5 des Geländers 6 vorhanden sein, die je­ weils kleiner als eine quadratische Vergleichsfläche von 25 mm Seitenlänge sind. Da­ durch sind die Ausschnitte in der Verkleidung 5 sehr unauffällig und somit gegen Be­ schädigung von außen gut geschützt.

Claims (9)

1. Optisches Überwachungssystem zur Zutrittserfassung bei Fahrtreppen und Fahr­ steigen mit mindestens zwei, aus je einem Sender (1) und einem Empfänger (2) beste­ henden Reflexlichttastern (3), die mit Halterungen (4) innenseitig an einer Verklei­ dung (5) je eines Geländers (6) einer Fahrtreppe bzw. eines Fahrsteiges befestigt sind und von mindestens je einer lichtdurchlässigen Schutzscheibe (7) abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexlichttaster (3) so in den Geländern (6) ange­ ordnet sind, daß der Erfassungsbereich im wesentlichen auf eine rechteckige Fläche vor der Fahrtreppe bzw. dem Fahrsteig begrenzt ist.

2. Optisches Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abdeckung mindestens einer Schutzscheibe (7) auf Grund von Beschädigung, Verkleben, Besprühen oder dgl. das optische Überwachungssystem dauerhaften Zu­ tritt zur Fahrtreppe oder zum Fahrsteig dadurch vorgibt, daß das vom Sender (1) aus­ gestrahlte Licht zwischen der Halterung (4) einerseits und der abgedeckten Schutz­ scheibe (7) andererseits zumindest teilweise geführt wird und so zum Empfänger (2) gelangt.

3. Optisches Überwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest vor dem Empfänger (2) der Reflexlichttaster (3) die Halterung (4) so ausgebildet ist, daß vom Boden kommende Reflexionen der von dem Sender (1) ausgesendeten Lichtstrahlen nicht auf den Empfänger (2) treffen können.

4. Optisches Überwachungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Halterung (4) einen den Sender (1) und den Empfänger (2) miteinander verbindenden Lichtkanal (15) aufweist, der durch eine mechanische oder elektrische Blende (16) geöffnet und geschlossen werden kann.

5. Optisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sender (1) von einer Senderschutzscheibe (17a) und der Emp­ fänger (2) von einer separaten Empfängerschutzscheibe (17b) abgedeckt sind.

6. Optisches Überwachungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Senderschutzscheibe (17a) und der Empfängerschutzscheibe (17b) ein optischer Durchlaß (18) vorgesehen ist.

7. Optisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verkleidung (5) des Geländers (6) der Fahrtreppe bzw. des Fahrsteiges lichtdurchlässig ist und somit die Funktion der Schutzscheiben (7) bzw. der Senderschutzscheibe (17a) und der Empfängerschutzscheibe (17b) übernimmt.

8. Optisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Licht des Senders (1) im infraroten Bereich liegt.

9. Optisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Erfassungsbereich eine Breite (13) und eine Länge (14) von 1600 mm nicht überschreitet und somit den Abmaßen einer herkömmlichen mechani­ schen Trittmatte in etwa entspricht.