JP2007525669A - エレベータ用超音波／電磁式非接触型ボタン／スイッチ - Google Patents

Abstract

非接触式のデータ選択を提供する方法が、少なくとも一つのデータ選択部を提供するステップと、前記少なくとも一つのデータ選択部の付近で少なくとも一つの信号（２１）を送信するステップと、前記少なくとも一つの送信された信号の経路を選択装置（３１）による遮断を通して変更させるステップと、少なくとも一つの変更された信号（２３）を検出するステップと、前記少なくとも一つの変更された信号から選択装置による選択を決定するステップと、を備えてなる。

Description

本発明は非接触式のデータ選択を提供する装置およびその方法に関する。さらに具体的には、本発明は非接触で選択装置の位置を検出し、この位置をデータ選択に対応させるように超音波および電磁信号を用いることに関する。

例えばＳＡＲＳのような潜在的に危険な病気の流行により、例えばエレベータボタンのような一般大衆に日常的に使用される表面接触を介した病気の潜在的な伝染に関する懸念が生じる。アジアにおけるＳＡＲＳの流行の場合、中国のビルディング管理者はエレベータ呼出しボタンをセロファンラップで覆い、ビルディング内の人々の間で潜在的に感染が広がることを最小限に抑えるため、このセロファンを１時間ごとに除去し交換した。さらに、多くの場合、不衛生で細菌やその他の病気の伝染につながると考えられる公共利用されるものに接触することに対してはある程度、人々の間には一般的に嫌悪感がある。

したがって、例えば所望の行き先階を選択するように作動させるエレベータのボタンといった、データ選択部の非接触式の起動を可能にする装置およびその使用方法が必要となる。

したがって、本発明の目的は非接触式のデータ選択を提供する装置およびその方法を提供することである。さらに具体的には、本発明は非接触で選択装置の位置を検出し、この位置をデータ選択部に対応させる超音波および電磁信号の使用に関する。

本発明では、非接触式のデータ選択を提供する方法が、少なくとも一つのデータ選択部を提供するステップと、前記少なくとも一つのデータ選択部の付近で少なくとも一つの信号を送信するステップと、前記少なくとも一つの送信された信号の経路を選択装置による遮断を介して変更させるステップと、少なくとも一つの変更された信号を検出するステップと、前記少なくとも一つの変更された信号から選択装置による選択を決定するステップと、を備えてなる。

さらに本発明では、非接触式のデータ選択システムが、少なくとも一つのデータ選択部と、複数のデータ選択部の付近で複数の信号を送信する手段と、複数の信号のうち少なくとも一つが変更されたことを受信する手段と、前記少なくとも一つの変更された信号から選択装置の位置を決定する手段と、前記選択装置の位置を少なくとも一つのデータ選択部と対応させる手段と、を備えてなる。

したがって、本発明の教示はデータ選択の非接触式の作動を提供する装置、およびこの装置を使用する方法である。各々の実施例では、例えばボタンのような、少なくとも一つのデータ選択部と関連した少なくとも一つのシグナルエミッタおよび一つのシグナルレシーバが使用者によるデータ選択の起動を非接触で決定するように利用される。シグナルエミッタから送信され、シグナルレシーバにより受信される信号が電磁信号である実施例では、本発明はシグナルエミッタとシグナルレシーバとの間の信号の遮断すなわち変更を検出するように機能する。データ選択フィールドの周りにシグナルエミッタおよびシグナルレシーバの列を配置することにより、一つもしくは複数の送信信号の一つもしくは複数の遮断を、通常、データ選択フィールドに近づけた指や手などのデータセレクタの位置を測定するように処理することができる。シグナルエミッタから送信され、シグナルレシーバで受信される信号が音波である実施例では、３次元空間内で信号が反射されるデータセレクタの位置を決定できるように、３組以上のシグナルエミッタ／シグナルレシーバから、信号の送信からシグナルレシーバへと戻る信号の反射までの間に経過する継続時間を測定することが可能である。したがって、３次元空間でのデータセレクタの位置の測定から、データ選択フィールド内で作動させたいデータ選択部を導き出すことは可能である。

さらに非接触式のデータ選択を行うように一組の音波式エミッタとレシーバもしくは音響変換機のいずれかの使用の教示がある。この場合、一組の音波式エミッタとレシーバもしくは音響変換機は反射信号を検出し、この反射信号の振幅に基づいてデータ選択部を導き出す。

図１を参照すると、本発明の非接触式データ選択システム１０の実施例が示されている。データ選択フィールド１９はグリッド状のパターンに配列された複数のデータ選択部１７を備えてなる。各々のデータ選択部１７は以下に詳しく述べるようにデータセレクタ３１を用いて作動される離散型の選択肢を表す。各々のデータ選択部１７は、例えばエレベータ使用者がエレベータの運搬をガイドするように選択したいビルディング内のフロアと対応しうる。データ選択フィールド１９の周りでその近くに配列されているのが、シグナルエミッタ１３の列とシグナルレシーバ１５の列との対向型の配置である。「近く」とは、シグナルエミッタ１３およびシグナルレシーバ１５が概ねデータ選択フィールド１９の上すなわち正面で信号を１メートル以下の距離で送受信するように配置されることを意味する。好ましい実施例では、単一のシグナルレシーバ１５が単一のシグナルエミッタ１３に対応するように位置する。単一のエミッタ１３は電磁エネルギーを備えた信号を送信する。好ましい実施例では、信号は発光ダイオード（ＬＥＤ）によって放出される赤外線パルスを備える。しかしながら、本発明はシグナルエミッタ１３から送信され、シグナルレシーバ１５により受信されるあらゆる全ての電磁信号を包含するように示される。上記のように、本発明では各々のシグナルエミッタ１３が対応するシグナルレシーバ１５をもつ。例えば、シグナルエミッタ１３´は信号をシグナルレシーバ１５´へと案内する。同様に、シグナルエミッタ１３''および１３'''は各々、主にシグナルレシーバ１５''および１５'''に信号を送信する。本実施例では、２組のシグナルエミッタ１３およびシグナルレシーバ１５の列が配置されており、データ選択フィールド１９の周りに一つは水平方向に、一つは垂直方向に配置されている。

各々のシグナルエミッタ１３は単一のシグナルレシーバ１５に対して電磁エネルギーを放出するように配置されているため、対応する単一のレシーバ１５によって受信される信号の強度は、あるとすれば、主にシグナルエミッタ１３とこれに対応するシグナルレシーバ１５との間の一帯が遮断される割合に依存する。各々のシグナルエミッタ１３から送信される信号が望ましくは主に単一のシグナルレシーバ１５に到達するように集中される一方、作動中は各シグナルエミッタ１３から放出される信号のうち微量はこの信号が照準を定めるシグナルレシーバ１５の隣のシグナルレシーバ１５に到達する可能性がある。

図３を参照すると、本発明の非接触式インプット装置１０をデータセレクタ３１に近接するように示す。データセレクタ３１は、シグナルエミッタ１３からシグナルレシーバ１５へと送信された少なくとも一つの信号を遮断するのに十分近いデータセレクタ３１に近接するように位置した任意の物理的対象物である。図示のように、シグナルエミッタ１３''から送信されたシグナル２１はシグナルエミッタ１５''への経路を部分的に遮断されている。結果として、シグナルレシーバ１５''によって記録される信号２１の強度は減少する。この強度の減少はプロセッサ４１によって感知される。

プロセッサ４１は、信号２１を送信するシグナルエミッタ１３を作動させ、この信号のシグナルレシーバ１５による受信を検出し、データセレクタの位置およびこれに対応するデータ選択部を計算することが可能なコンピュータもしくは電子装置の任意の形態である。プロセッサ４１は各々のシグナルエミッタ１３にいつ信号２1を送信するかを指示するとともに、各々のシグナルレシーバ１５により受信された信号の強度についての情報を受け取る。前述のように、シグナルエミッタ１３から送信された各々の信号２１は信号の一部を２つ以上のシグナルレシーバ１５に送信している可能性が高い。前述のように、単一のシグナルレシーバ１５は、これに対応する単一のエミッタ１３によって照準を定められた信号２１の大部分を受信する一方、信号２１を発生させるシグナルエミッタ１３に対応するシグナルレシーバ１５の隣のシグナルレシーバ１５は、信号２１が案内されるシグナルレシーバ１５からの距離が離れるに従い、概ねガウスの法則のように消散する量の信号２１を受信する。結果として、シグナルエミッタ１３からシグナルレシーバ１５へ送信された信号の一部を遮断するようにデータセレクタ３１を位置させることにより、多くの場合、複数のシグナルレシーバ１５にわたって受信される信号強度の減少パターンが生じる。プロセッサ４１は信号２１を受信する複数のシグナルレシーバ１５にわたる信号を補間すなわち平均化することができる。この平均化すなわち補間の処理を通じて、シグナルレシーバ１５とシグナルエミッタ１３が配置された一帯にわたるどの地点にデータセレクタ３１が位置しているかを正確に測定することができる。シグナルエミッタ１３およびシグナルレシーバ１５は水平方向と垂直方向の両方に配置されているため、プロセッサ４１はデータセレクタ３１の水平位置および垂直位置に対応するデータ選択フィールド１９における一点を特定するようにデータセレクタ３１の位置を水平方向と垂直方向の両方で決定することが可能である。特に、データセレクタ３１の水平位置および垂直位置が決定されているため、プロセッサ４１はデータセレクタ３１の位置を単一のデータ選択部１７に対応させることができる。

好ましい実施例では、全てのシグナルエミッタ１３が同時に作動しているわけではない。むしろシグナルエミッタ１３は素早く順に作動しており、好ましくは各々のシグナルエミッタ１３が作動し終えるまで水平方向と垂直方向の両方で進行し、各点でこのプロセスが繰り返される。この活動が素早く順に実行されることにより、垂直方向のみならず水平方向に配列されたすべてのシグナルエミッタ１３がデータセレクタ３１およびこれに対応するデータ選択部１７の位置を特定するように繰り返し次々と作動する。シグナルエミッタ１３により送信される所定量のエネルギーをさらに最小限に抑えるため、シグナルエミッタ１３の一連の作動は、データ選択フィールド１９の近くでデータセレクタ３１が感知されるもしくは起動されるまでは開始されない。一実施例では、近接検出器３７が、データセレクタ３１の存在により非接触式選択システム１０を作動させるように利用される。近接検出器３７は本発明の非接触式システム検出器１０を備えるシグナルエミッタ１３およびシグナルレシーバ１５と同様もしくは同一のシグナルエミッタおよびシグナルレシーバを備えうる。作動中、近接検出器３７は電磁もしくは超音波信号２１を繰り返し送信するとともに、データ選択フィールド１９の前方に物体の存在を示すこの信号の反射を検出する。物体が検出されると、本発明の非接触式選択システム１０は作動する。同様に、データ選択フィールド１９付近から本体が離れたことを近接検出器３７が検出すると、本発明の非接触式データ選択部システム１０は停止する。

図２を参照すると、本発明の別の実施例が示されている。図示のように、各グループが一つのシグナルエミッタ１３とシグナルレシーバ１５とからなる少なくとも３つ、望ましくは４つのグループがデータ選択フィールド１９の周辺に配置されている。数個のシグナルエミッタ１３の各々は、他のすべてのシグナルエミッタ１３の信号とは異なる周波数の信号を送信するように設定されている。この実施例では、信号は音波を備えてなる超音波信号である。図４を参照すると、データセレクタ３１の位置を特定する方法が示される。各々のシグナルエミッタ１３は特定の周波数の信号を送信する。さらに、各々のシグナルエミッタ１３に対応するシグナルレシーバ１５は反射した音波を検出する。図示のように、各々のシグナルエミッタ１３から音波２１が発出され、この音波がデータセレクタ３１によって反射２３として反射される。一度でもシグナルレシーバ１５がこれに対応するシグナルエミッタ１３と一致する周波数の反射２３を受け取ると、この反射２３を受信したことをプロセッサ４１に通信する。プロセッサ４１は各シグナルエミッタ１３の起動に応答し、これによりシグナルエミッタ１３が特有の周波数の信号２１を送信した時間を記録する。プロセッサ４１がシグナルレシーバ１５による反射２３の受信を報知されると、プロセッサ４１はシグナルエミッタ１３からの信号２１の送信からこれに対応する反射２３のシグナルレシーバ１５による受信までの時間間隔を計算する。この時間間隔と音波の速度とが分かれば、プロセッサ４１は反射を受け取った各々のシグナルレシーバからデータセレクタ３１までの距離を計算することができる。少なくとも３つの反射が受信される実施例では、プロセッサ４１は３次元空間でデータセレクタ３１の位置をデータ選択フィールド１９の前方もしくは後方で測定することができる。４つのシグナルエミッタ１３が用いられる実施例では、データセレクタ３１の位置は３次元空間でさらに正確に測定される。その後データセレクタ３１の位置や３次元空間が測定されると、プロセッサ４１はデータセレクタ３１の位置をデータ選択フィールドにおける位置の最も近いところにあるデータ選択部１７と対応させることができる。

別の実施例では、単一のグループがボタンもしくはデータ選択部１７として機能する領域に取り付けられる。信号がこのグループのシグナルエミッタ１３から送信され、このグループのシグナルレシーバ１５に反射するとき、プロセッサ４１はデータセレクタ３１の存在を検出し、これによりデータ選択部１７の選択を検出する。

これまで述べてきた双方の実施例では、データセレクタ３１がデータ選択フィールド１９を横切って移動するに従い、この移動からデータセレクタ３１の位置の複数の決定を生じさせることが考えられる。好ましい実施例では、プロセッサ４１はデータセレクタ３１の複数の位置を決定し、各々の位置間で経過する時間に注意するようにプログラムされている。さらにプロセッサ４１は、データセレクタ３１が設定された時間に亘ってほぼ同一の位置に維持されるまでは、データセレクタ３１の最終的な位置を決定しない。「ほぼ同一の位置」とは、データセレクタ３１の決定された位置に対応するデータ選択部が変更されないということを意味する。好ましい実施例では、この時間は望ましくは２０分の１（１／２０）秒から２分の１（１／２）秒の間である。さらに望ましくは、この時間は約０．１秒である。

複数の電磁式シグナルエミッタを利用した本発明の非接触型データ選択システムの実施例の図。 複数の超音波シグナルエミッタを利用した本発明の非接触型選択システムの実施例の図。 作動中の図１の実施例を示す図。 作動中の図２の実施例を示す図。

Claims (10)

1. 非接触式のデータ選択を提供する方法であって、
   少なくとも一つのデータ選択部を提供するステップと、
   前記複数のデータ選択部の付近で複数の信号を送信するステップと、
   前記送信された複数の信号のうち少なくとも一つの経路を選択装置による遮断を介して変更させるステップと、
   前記変更された複数の信号のうち少なくとも一つを検出するステップと、
   前記変更された複数の信号のうちの前記少なくとも一つから前記選択装置の位置を決定するステップと、
   前記選択装置の位置を前記少なくとも一つのデータ選択部と対応させるステップと、
   を備えてなるデータ選択提供方法。
2. 前記送信が、少なくとも３つのグループから複数の音波信号を送信するステップを備えるとともに、この少なくとも３つのグループの各々が、異なる周波数をもつ前記複数の音波信号のうちの一つを送信するシグナルエミッタと、前記複数の音波信号のうちの一つを受信するシグナルレシーバと、を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のデータ選択提供方法。
3. 前記変更させるステップが、前記複数の音波信号の各々を前記選択装置に反射させて前記複数のシグナルレシーバのうちの一つに信号を受信させることを特徴とする請求項２に記載のデータ選択提供方法。
4. 前記決定するステップが、前記複数の音波信号の各々の送信と前記複数のシグナルレシーバによる受信との間の時間を測定し、前記時間を複数の距離に変換し、前記選択装置の位置を特定するように前記複数の距離を用いることを特徴とする請求項１に記載のデータ選択提供方法。
5. 前記送信ステップが、各々対応するシグナルレシーバに照準を定めた複数のシグナルエミッタから複数の電磁信号を送信することを特徴とする請求項１に記載のデータ選択提供方法。
6. 前記変更させるステップが、前記複数の電磁信号のうち少なくとも一つの前記経路を部分的に遮断することを特徴とする請求項５に記載のデータ選択提供方法。
7. 前記検出するステップが、前記電磁信号の各々の強度を前記複数のシグナルレシーバの各々で測定することを特徴とする請求項６に記載のデータ選択提供方法。
8. 前記少なくとも一つのデータ選択部を提供するステップが、前記少なくとも一つのデータ選択部をエレベータに提供することを特徴とする請求項１に記載のデータ選択提供方法。
9. 非接触型のデータ選択システムであって、
   少なくとも一つのデータ選択部と、
   前記複数のデータ選択部の付近で複数の信号を送信する手段と、
   前記複数の信号のうちの少なくとも一つを受信する手段と、
   前記複数の信号のうちの少なくとも一つがいつ変更されたかを検出する手段と、
   前記少なくとも一つの変更された信号から選択装置の位置を決定する手段と、
   前記選択装置の位置を前記少なくとも一つのデータ選択部に対応させる手段と、
   を備えてなる非接触型データ選択システム。
10. 前記少なくとも一つのデータ選択部が、エレベータで行くことができる階に対応することを特徴とする請求項９に記載の非接触型データ選択システム。

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