JP2023083929A - エレベータ用スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能で、衛生的に使用することができ、利用者の操作に応じて適正に動作し得る非接触式のエレベータ用スイッチ装置を提供する。【解決手段】エレベータのカゴ内またはエレベータの乗り場の壁面に設けられたスイッチ面に、取り付けられる非接触式のエレベータ用スイッチ装置である。スイッチ面の側部に取り付けられる細長の長尺ケース１０内に、複数のＴＯＦセンサモジュール２を、間隔をおいて一列に配置したセンサ部１と、各ＴＯＦセンサモジュール２から出力される距離信号を入力し、距離信号に基づき、スイッチ操作位置を判定するスイッチ位置判定手段と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、エレベータのカゴ内またはエレベータの乗り場の壁面に取り付けられて使用され、利用者が非接触で操作するエレベータ用スイッチ装置に関する。

通常、エレベータのカゴ内、及び各階のエレベータの乗り場の壁部に、エレベータ用スイッチが設けられており、使用者がそれらのエレベータ用スイッチを押して或いはタッチして、オン操作し、エレベータを使用する。この種のエレベータ用スイッチとして接触式スイッチが汎用されており、例えば、可動接点式スイッチ、或いは静電容量式タッチスイッチがそこには使用される。

近年、衛生上の観点から、使用者がエレベータ用スイッチへの接触を避けたい希望があり、上記のような接触式スイッチに代えて、非接触式のエレベータ用スイッチの使用が要望されている。そこで、下記特許文献１に記載されるような従来の非接触スイッチを、エレベータ用スイッチとして使用することが考えられた。

特許第２８６９６１９号公報 実用新案登録第３２３００１４号公報

しかし、特許文献１の非接触スイッチは、構造が複雑であるとともに、スイッチ装置が大型化し、限られたスペース内に装着することが難しい。さらに、この非接触スイッチは、空間に複数の光軸を投光し、その光軸の遮光状態を受光器で検出する光学式であり、スイッチ平面上に複数のスイッチ位置をマトリックス状の配置し、使用者が指をスイッチ空間に差し入れたとき、縦横の光軸の遮光により、そのスイッチ位置を検出し、スイッチ信号を発生させる。

しかるに、スイッチ空間では、操作する指などが自由に動くため、略同時に複数のスイッチ位置が検出されやすく、使用者の意識した正しいスイッチ信号を発生させることができない虞が大きい。このため、略同時に複数のスイッチ位置が検出された場合、スイッチ信号の出力を禁止することが考えられたが、これでは、エレベータスイッチを操作したにも係わらず、エレベータが動かず、利用者に戸惑いや苛々を感じさせやすい。

そこで、本出願人は、上記特許文献２により、スイッチ空間に複数の投光器と受光器配置し、スイッチ空間に、縦横に光軸を発生させ、縦横の光軸の交点位置に、スイッチ位置をマトリックス状に形成するエレベータ用スイッチ装置を提案した。

このスイッチ装置は、エレベータの利用者が、スイッチ空間内のスイッチ位置に、指等を差し入れたとき、光軸の遮光状態に応じて、スイッチ信号を非接触で発生させることができる。しかし、このエレベータ用スイッチ装置は、複数の投光器と受光器を対向して配置するために、比較的大型のフレームが必要となり、例えば、既存のエレベータカゴ内やエレベータホールの壁面に、スイッチ装置を設置した場合、大型のフレームが壁面から突出する。このため、スイッチ装置が壁面の面一化を大きく阻害し、スイッチ部のデザイン性を悪化させやすい課題があった。

本発明は、上述の課題に鑑みなされたもので、小型化が可能で、衛生的に使用することができ、利用者の操作に応じて適正に動作し得る非接触式のエレベータ用スイッチ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るエレベータ用スイッチ装置は、
エレベータのカゴ内またはエレベータの乗り場の壁面に設けられたスイッチ面に、取り付けられる非接触式のエレベータ用スイッチ装置であって、
該スイッチ面の側部に取り付けられる細長の長尺ケース内に、複数のＴＯＦセンサモジュールを、間隔をおいて一列に配置したセンサ部と、
該各ＴＯＦセンサモジュールから出力される距離信号を入力し、該距離信号に基づき、スイッチ操作位置を判定するスイッチ位置判定手段と、
を備え、
該センサ部の該各ＴＯＦセンサモジュールは、レーザ投光素子と、該レーザ投光素子から投光されたレーザ光の反射レーザ光を受光する受光素子と、を有し、
該各ＴＯＦセンサモジュールは、該レーザ光が指等に当たって反射した該反射レーザ光を該受光素子で受光したとき、該投光から該受光までの時間を計測し、該時間から算出されたスイッチ操作位置までの距離を示す該距離信号を出力することを特徴とする。

この発明のエレベータ用スイッチ装置によれば、センサ部は、スイッチ面の側部に取り付けられる細長の長尺ケース内に、複数のＴＯＦセンサモジュールを、間隔をおいて一列に配置した構成であるため、小型化が可能で、既に設置されたエレベータ装置のカゴ内や乗り場の壁面のスイッチ面に、或いは新たに設計され製作されるエレベータ装置のカゴ内や乗り場の壁面であっても、簡単に設置することができる。また、枠状のフレームなど大型突出部がカゴ等の壁面から突出する構造ではないため、スイッチ装置が壁面の面一化を阻害することはなく、スイッチ面のデザイン性も良好に保持することができる。

ここで、上記エレベータ用スイッチ装置において、上記各ＴＯＦセンサモジュールのレーザ投光素子は、所定周期のパルスレーザ光を投光し、受光素子が反射レーザ光を受光するタイミングまでの経過時間から、各ＴＯＦセンサモジュールは、距離信号を算出して出力し、上記スイッチ位置判定手段は、各ＴＯＦセンサモジュールから出力される距離信号を、順に取り込み、スイッチ操作位置を判定するように構成することが好ましい。

またここで、上記エレベータ用スイッチ装置において、上記センサ部による一回の検出動作時、上記複数のＴＯＦセンサモジュールから、略同時に複数の距離信号が出力されたとき、スイッチ位置を示すスイッチ信号の出力を停止する多重検知停止手段が設けられた構成とすることができる。

これによれば、例えば、盲人などの利用者が、点字を探して、誤ってスイッチの多重押しが発生した場合、スイッチ位置を示す信号の出力を停止し、エレベータスイッチの誤操作や誤動作を防止することができる。なお、この場合、最初に処理回路に取り込まれたスイッチ信号を優先してスイッチ装置が認識するように構成することもできる。

またここで、上記レーザ光には赤外線レーザ光が使用され、上記長尺ケースには、該レーザ光を投光するための開口部が設けられ、該開口部のスイッチ面側に投光制限部が設けられた構成とすることが好ましい。

この発明のエレベータ用スイッチ装置によれば、スイッチ部を小型化することができ、利用者の操作に応じて適正に動作し、非接触で衛生的に使用することができる。

この発明の一実施形態を示す、エレベータ用スイッチ装置の正面図である。 同スイッチ装置のII-II拡大断面図である。 同スイッチ装置の左側面図である。 同スイッチ装置の構成ブロック図である。 センサ部の検出動作を示す説明図である。 センサ部の使用形態の動作を示す説明図である。 同スイッチ装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１はエレベータ用スイッチ装置の正面図、図２はその拡大断面図、図３はその左側面図を示しており、スイッチ装置のセンサ部１は、スイッチ操作位置を非接触で検出し、そのスイッチ位置を示す信号を出力する構造である。

図１～図３に示すように、センサ部１は、細長い直方体形状の長尺ケース１０を有し、長尺ケース１０内に、複数のＴＯＦセンサモジュール２が縦に所定の間隔をおいて配設される。複数のＴＯＦＳ１～ＴＯＦＳｎからなるＴＯＦセンサモジュール２は、レーザ光を投光するレーザ投光素子２１と、レーザ投光素子２１から照射されたレーザ光が被検出物の指等に当たり反射された反射レーザ光を受光する受光素子２２とを備える。レーザ投光素子２１として、例えば波長９４０ｎｍの赤外線レーザ光を照射する半導体レーザ（ＶＣＳＥＬなど）が使用され、受光素子２２として、例えばアバランシェホトダイオード（ＳＰＡＤなど）を使用することができる。

各ＴＯＦセンサモジュール２は、レーザ投光素子２１、受光素子２２とともに、小型の測距処理回路を設けて構成される。測距処理回路は、レーザ投光素子２１を所定周期のパルス信号で投光動作させ、被検出物の指等で反射された反射レーザ光を受光素子２２が受光し、有効受光信号が出力されたとき、その受光信号を取り込む。有効受光信号を入力した測距処理回路は、レーザ光の投光タイミングから受光信号までの時間差を測定し、その時間差から、指等で操作されたＥスイッチまでの距離を算出し、その距離データ信号を出力する。

図２に示すように、各ＴＯＦセンサモジュール２は、基板２３上に測距処理回路、レーザ投光素子２１、受光素子２２等を実装し、長尺ケース１０内に取り付けられる。図２に示す如く、長尺ケース１０には、側面に開口部１１が長手方向に設けられ、開口部１１から、レーザ投光素子２１のレーザ光を投光し、指等で反射された反射レーザ光を、開口部１１を通して入光させ、ケース内の受光素子２２が受光するように、開口部１１の内部にレーザ投光素子２１と受光素子２２が配設される。レーザ投光素子２１及び受光素子２２は、開口部１１から外側に向けて配置される。

レーザ投光素子２１は、図５に示すように、対応するスイッチ面のスイッチ列に向けて、レーザ光を投光するように取り付けられ、受光素子２２は、当該スイッチ列のスイッチ、例えば図５では「１」「２」「３」のスイッチ上に指等が入ったとき、指等で反射された反射レーザ光を受光するように取り付けられる。

また、ＴＯＦセンサモジュール２の測距処理回路は、受光素子２２から、指等の反射レーザ光を示す有効受光信号が出力されたとき、そのレーザ光の発光タイミングから有効受光信号までの時間を計測し、その時間差に基づき距離を算出し出力する。例えば、スイッチ面ＳＭ上のスイッチ列とスイッチ列の間に、指等が入り、その指等から反射レーザ光が受光素子２２に受光された場合、その受光信号が有効受光信号のとき、測距処理回路は、投光時から受光時までの時間から指等までの距離信号を算出し、出力する。これにより、ＴＯＦセンサモジュール２は、非接触操作されたエレベータスイッチＥＳまでの距離信号を、正確に算出し出力することができる。

さらに、図２に示す如く、開口部１１の下側には、投光制限部１２が設けられる。この投光制限部１２は、レーザ投光素子２１からレーザ光が前方に投光されるとき、投光されるレーザ光の壁面（エレベータスイッチＥＳ）側をカットするように作用する。これにより、レーザ光の投光時、スイッチ面ＳＭからの反射光が受光素子２２に受光される不具合を防止することができる。

図６に示すように、複数のＴＯＦセンサモジュール２を内蔵した長尺ケース１０は、エレベータ装置のカゴ内や乗り場の壁面のスイッチ面ＳＭの側部に、取り付けて使用される。長尺ケース１０は細く小型に形成することができるので、既存のエレベータ装置、或いは新たに設計製作されるエレベータ装置のスイッチ面ＳＭであっても、スイッチ面ＳＭのデザインを阻害することなく、設置することができる。また、スイッチ面ＳＭの設けられる既存のスイッチ等の機能をそのまま保持した状態、或いは設定切換により、非接触式のエレベータスイッチ機能をスイッチ面ＳＭに付加することができる。

また、図６に示すように、ＴＯＦセンサモジュール２は、スイッチ面ＳＭに設けられた複数のエレベータスイッチＥＳの横行数の数だけ長尺ケース１０内に設けられ、各ＴＯＦセンサモジュール２の位置は、エレベータスイッチＥＳの行に対応した位置に設置される。エレベータスイッチＥＳの横行数の数が異なるエレベータスイッチに対して、ＴＯＦセンサモジュール２の数を変更するのみで、簡単に対応することができる。

図４に示すように、複数のＴＯＦＳ１～ＴＯＦＳｎからなるＴＯＦセンサモジュール２の出力側には、処理回路７が接続され、処理回路７は、例えば汎用のシングルチップＣＰＵなどから構成される。

処理回路７は、予め記憶されたソフトウエアに基づき、所定周期ごとに、ＴＯＦＳ１～ＴＯＦＳｎのＴＯＦセンサモジュール２から出力される、距離データ信号を取り込む。距離データ信号は、受光素子２２の有効受光信号に基づき算出された信号である。これらの距離データ信号が、スイッチ位置を示す有効距離データ信号である場合、処理回路７は、その有効距離データからスイッチ操作されたスイッチ操作位置を判定する。

スイッチ位置の判定は、図５に示すように、例えば、有効距離データ信号の距離データが、距離Ｌ１と距離Ｌ２の間にある場合、処理回路７において、「３」のエレベータスイッチＥＳ３と判定され、距離Ｌ３と距離Ｌ４の間にある場合、「２」のスイッチＥＳ２と判定し、距離Ｌ５と距離Ｌ６の間にある場合、「１」のスイッチＥＳ１と判定する。処理回路７は、上記のスイッチ位置判定手段を構成する。

図４に示すように、処理回路７の出力側に出力回路６が接続され、出力回路６には、表示器１９とブザー１８が接続される。処理回路７は、スイッチ位置判定手段がスイッチ位置を判定したとき、そのスイッチ信号を出力回路６に出力する。出力回路６は、スイッチ位置が判定されたとき、例えばスイッチ面ＳＭのエレベータスイッチＥＳ３の内側に配設された表示器１９（ランプなど）を点灯させ、ブザー１８を鳴動させる。これにより、利用者はエレベータスイッチＥＳのスイッチ位置の上方に、僅かに指をかざすのみで、非接触スイッチ操作を行うことができる。また、利用者は、ランプや音でスイッチ操作を確認できるため、不要に指をエレベータスイッチＥＳに触れることを回避でき、非接触で楽にスイッチ操作をすることができる。

なお、処理回路７には、切換設定スイッチを接続し、この切換設定スイッチにより、多重押しが発生したとき、つまり、短時間内に複数のエレベータスイッチＥＳの操作が検出された場合、最初の検出信号に基づき、スイッチ操作位置を判定するか、或いは判定処理を無効とするかを切り換えるように構成することもできる。この場合、処理回路７は、多重押し発生時、最初の信号のスイッチ位置からのみスイッチ操作位置を判定し、そのスイッチ位置信号を出力回路６から出力するか、又は、本スイッチ装置の出力を全て無効とするかを、切換設定スイッチにより切り換える。これにより、盲人など目の不自由は人が、スイッチ面の点字を探して、予期しないスイッチ装置の誤動作を防止することができる。

次に、上記構成のエレベータ用スイッチ装置の動作を、図７のフローチャートを参照して説明する。エレベータの利用者は、図６に示すように、例えばエレベータカゴのエレベータスイッチＥＳに触れずに、各エレベータスイッチＥＳの、真上に、指等を入れ、或いはかざすように操作する。

スイッチ装置の各ＴＯＦセンサモジュール２（センサＴＯＦＳ１～ＴＯＦＳｎ）は、所定時間ごとに、レーザ投光素子２１を所定周期のパルス信号で投光動作させ、被検出物の指等で反射された反射レーザ光を受光素子２２が受光し、有効受光信号が出力されたとき、その受光信号を取り込む。エレベータスイッチＥＳ上における指などの位置が、スイッチとスイッチの間や、スイッチ位置から外れている場合、受光信号の信号レベルは閾値未満となり、無効となる。

有効受光信号を入力したとき、各ＴＯＦセンサモジュール２は、レーザ光の投光タイミングから受光信号までの時間差を測定し、その時間差から、指等で操作されたＥスイッチまでの距離を算出し、その距離データ信号を所定時間ごとに、処理回路７に出力する。

処理回路７のＣＰＵは、図７の処理に入ると、先ず、ステップ１００で、各ＴＯＦセンサモジュール２（センサＴＯＦＳ１～ＴＯＦＳｎ）から順に検出距離データを取り込む。

次に、ステップ１１０，ステップ１２０で、各ＴＯＦセンサモジュール２から取り込んだ検出距離データについて、図５に示すように、スイッチ位置に相当するか否かを判定する。スイッチ位置の判定は、図５に示す如く、例えば、有効距離データ信号の距離データが、距離Ｌ１と距離Ｌ２の間にある場合、「３」のエレベータスイッチＥＳ３と判定され、距離Ｌ３と距離Ｌ４の間にある場合、「２」のスイッチＥＳ２と判定し、距離Ｌ５と距離Ｌ６の間にある場合、「１」のスイッチＥＳ１と判定する。

一方、検出距離データの示すスイッチ位置が、距離Ｌ６より長い場合、距離Ｌ５と距離Ｌ４の間の場合、距離Ｌ３と距離Ｌ２の間の場合、或いは距離Ｌ１より短い場合、スイッチ位置ではない、と判定し、この回の処理を終了する。

次に、ステップ１３０に進み、ステップ１２０で判定し検出したスイッチ位置について、出力回路６からそのスイッチ信号を図示しないエレベータ制御回路に出力し、同時に、表示器１９のスイッチ表示用ランプを点灯させ、ブザー１８等の報知手段を鳴動させる。

このように、エレベータ用スイッチ装置のセンサ部１は、スイッチ面ＳＭの側部に取り付けられる細長の長尺ケース１０内に、複数のＴＯＦセンサモジュール２を、間隔をおいて一列に配置した構成であるため、小型化が可能で、既に設置されたエレベータ装置のカゴ内や乗り場の壁面のスイッチ面ＳＭに、或いは新たに設計され製作されるエレベータ装置のカゴ内や乗り場の壁面であっても、簡単に設置することができる。

また、枠状のフレームなど大型突出部がカゴ等の壁面から突出する構造ではないため、スイッチ装置が壁面の面一化を阻害することはなく、スイッチ面のデザイン性も良好に保持することができる。また、本発明の非接触式スイッチ装置は、既存のタッチ式エレベータスイッチと並列的に設置し使用することができるので、利用者の希望に応じて、つまり、エレベータスイッチに触れることを避けたい利用者は、非接触式スイッチ装置を使用し、既存の接触式スイッチ装置に触れてもかまわない利用者は、そのスイッチ装置を使用することができ、両者を容易に選択して使用することができる。

その場合、非接触式エレベータスイッチ装置から、最初に出力されたスイッチ位置信号を優先して取り込み、或いは、接触式エレベータスイッチ装置から最初に出力されたスイッチ位置信号を優先して取り込むように動作させることもできる。また、盲人などの使用者が点字表示をさがしているとき、非接触式エレベータスイッチ装置から異常な無効スイッチ信号が、複数のＴＯＦセンサモジュール２から頻繁に出力された場合、非接触式エレベータスイッチ装置の機能を停止させ、接触式エレベータスイッチ装置のみの機能を維持して誤操作、誤動作を防止することができる。

１ センサ部
２ ＴＯＦセンサモジュール
６ 出力回路
７ 処理回路
１０ 長尺ケース
１１ 開口部
１２ 投光制限部
１８ ブザー
１９ 表示器
２１ レーザ投光素子
２２ 受光素子
２３ 基板

Claims (4)

1. エレベータのカゴ内またはエレベータの乗り場の壁面に設けられたスイッチ面に、取り付けられる非接触式のエレベータ用スイッチ装置であって、
   該スイッチ面の側部に取り付けられる細長の長尺ケース内に、複数のＴＯＦセンサモジュールを、間隔をおいて一列に配置したセンサ部と、
   該各ＴＯＦセンサモジュールから出力される距離信号を入力し、該距離信号に基づき、スイッチ操作位置を判定するスイッチ位置判定手段と、
   を備え、
   該センサ部の該各ＴＯＦセンサモジュールは、レーザ投光素子と、該レーザ投光素子から投光されたレーザ光の反射レーザ光を受光する受光素子と、を有し、
   該各ＴＯＦセンサモジュールは、該レーザ光が指等に当たって反射した該反射レーザ光を該受光素子で受光したとき、該投光から該受光までの時間を計測し、該時間から算出されたスイッチ操作位置までの距離を示す該距離信号を出力することを特徴とするエレベータ用スイッチ装置。
2. 前記各ＴＯＦセンサモジュールの該レーザ投光素子は、所定周期のパルスレーザ光を投光し、該受光素子が反射レーザ光を受光するタイミングまでの経過時間から、該各ＴＯＦセンサモジュールは、距離信号を算出して出力し、前記スイッチ位置判定手段は、該各ＴＯＦセンサモジュールから出力される距離信号を、順に取り込み、スイッチ操作位置を判定することを特徴とする請求項１記載のエレベータ用スイッチ装置。
3. 前記レーザ光には赤外線レーザ光が使用され、前記長尺ケースには、該レーザ光を投光するための開口部が設けられ、該開口部のスイッチ面側に投光制限部が設けられたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ用スイッチ装置。
4. 前記センサ部による一回の検出動作時、前記複数のＴＯＦセンサモジュールから、略同時に複数の距離信号が出力されたとき、スイッチ位置を示すスイッチ信号の出力を停止する多重検知停止手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ用スイッチ装置。
   
   
   
   
   

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