JP2712553B2 - 自動改札機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、駅などの改札口に設置される自動改札機
に関する。

（ｂ）従来の技術 従来の自動改札機の構造を第５図（Ａ）〜（Ｃ）に示
す。同図（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−
Ｘ方向の側面図、（Ｃ）は正面図である。

図において100a,100bはそれぞれ自動改札機ユニット
であり、この２つのユニット100a,100bが対となって１
つの自動改札機が構成されている。なお、101bは隣接す
る他の自動改札機の片側のユニットである。自動改札機
ユニット100bには、券挿入口１、券放出口２および通行
阻止扉5b,6bが設けられている。また、自動改札機ユニ
ット100aには、同様に券挿入口３、券放出口４および通
行阻止扉5a（図には現れていない。）,6aが設けられて
いる。この２つの自動改札機ユニット100a,100b間が通
路として用いられ、図において左方向に通行する場合に
は券挿入口１および巻放出口２が用いられ、5a,5bが通
行阻止用の扉として用いられる。また図において右方向
に通行する場合には券挿入口３および券放出口４が用い
られ、6a,6bが通行阻止用の扉として用いられる。

さらに、第５図に示した自動改札機ユニット100a,100
bには、人や物の通行状態を検知するための複数のセン
サが設けられている。同図おいて10b〜19bはそれぞれ透
過型光電センサの受光器であり、これに対向して自動改
札機ユニット100aには送光器10a〜19a（図には現れてい
ない。）が設けられている。ここで10,16は入り口検知
用センサ、15,19は出口検知用センサ、11は入口側進入
検知用センサ、14は出口側進入検知用センサとして、ま
た12,13,17および18は中央検出用センサとしてそれぞれ
用いられる。

センサ10〜15がユニット100a,100bの本体側に設けら
れているのに対し、センサ16〜19はユニット本体より上
部に突出した手摺状の枠体7a,7bに設けられている。こ
の手摺状枠体7a,7bの高さはこの改札機を通行する人
（物）の背の高さを検知するために設けられている。具
体的には中央の４つの光電センサ12,13,17,18が全部オ
ン（物体を検知）してから全部オフする動作によって大
人１名をカウントし、また、光電センサ12,13のみが共
にオンし、オフする動作によって、その物体を小人また
は手荷物などの物として処理し、通過方向は他のセンサ
と中央の４つのセンサのオンオフタイミングによって判
定している。

（ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが、このような従来の自動改札機においては、
通路を通過する物体の高さを検知する必要上、手摺状の
枠体を設けていたため、 （１）手摺状枠体が通行する人に心理的圧迫感を与え
る。

（２）手摺状枠体が障害となって、肩などにかけた荷物
が通行時にぶつかる場合がある。

（３）手摺状枠体の取付高さや形状が一定であるために
自動改札機本体の形状や設置方法が限られ、デザイン上
にも大きな制約がある。

などの問題があった。

この発明の目的は、このような従来の問題点を解消す
るものであり、従来の手摺状枠体を用いることなく、通
路を通過する物体（人、物）の高さを検出できるように
し、しかも絶対的な高さを測定することによって大人／
小人等の判定精度を高めた自動改札機を提供することに
ある。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明は、通路を通過する物体の高さを検出する手
段を有する自動改札機において、 通路側部の一定高さの位置に、通路側を指向し、かつ
指向方向が上下に変化する物体検出センサを設けるとと
もに、 この物体検出センサが物体を検出することのできる最
大指向角度を求める最大指向角度検知手段を設けたこと
を特徴とする。

（ｅ）作用 この発明の自動改札機においては、物体検出センサ
が、通路側部の一定高さの位置から通路側を指向すると
ともに指向方向を上下に変化させて、進路を通過する物
体を検出する。最大指向角度検知手段は、物体検出セン
サの指向角度とその検出結果より、物体を検出すること
のできる最大指向角度を求める。たとえば、物体検出セ
ンサの指向角度を水平方向から順次斜め上方に変化させ
つつ物体の有無を検出するようにすれば、物体の頂部よ
りさらに上方を指向する角度では物体を検出することが
ない。この場合、物体検出センサの指向方向を順次上向
きにし、物体を検出できなくなった直前の指向角度を最
大指向角度として求める。物体検出センサの取り付け高
さは一定であり、物体検出センサと物体（人，物）との
水平距離もほぼ一定であるため、物体検出センサと物体
の位置関係および前記最大指向角度によって物体の高さ
を求めることができる。

したがって、物体検出センサを自動改札機本体の上面
などに設けることによって、自動改札機本体より斜め上
方に位置する物体の高さを検知することができ、従来の
手摺状枠体が不要となる。

（ｆ）実施例 この発明の実施例である自動改札機の構造を第１図に
示す。同図（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ
−Ｘ方向の側面図、（Ｃ）は正面図である。図において
100a,100bはそれぞれ自動改札機ユニットであり、この
２つのユニット100a,100bが対となって１つの自動改札
機を構成している。なお、101bは隣接する他の自動改札
機の片方のユニットである。第５図に示した従来例と同
様に自動改札機ユニット100bには券挿入口１、券放出口
２および通行阻止扉5b,6bを設けている。自動改札機ユ
ニット100aには同様に券挿入口３、券放出口４および通
行阻止扉5a（図には現れていない。）,6aを設けてい
る。また、自動改札機ユニット100bには同図（Ｂ）に示
すように複数の透過型光電センサの受光器10b〜15bを設
けている。自動改札機ユニット100aにはこれに対向して
透過型光電センサの送光器10a〜15a（図には現れていな
い。）を設けている。ここでセンサ10は入口検知用セン
サ、11は入口側進入検知用センサ、12,13は中央検知用
センサ、14は出口側進入検知用センサ、15は出口検知用
センサとしてそれぞれ用いる。

第１図（Ａ）に示すように、自動改札機ユニット100a
および100bの上面には、それぞれ三つの距離センサ21,2
2,23および31,32,33を設けている。これらの距離センサ
は、それぞれこの発明に係る物体検出センサに相当する
ものであり、例えば距離限定型の反射型光電センサを用
いる。これは、光ビーム照射部と２分割フォトダイオー
ド等の受光部が一体化されて、三角測量方式で一定距離
以内からの反射光を検出するものである。

これらの距離センサのうち21,31,23,33はそれぞれ予
め通路側の斜め上方を指向するように設けている。距離
センサ21,31は透過型センサ10とともに入口検知を行
い、距離センサ23,33は透過型センサ15とともに出口検
知を行う。距離センサ22,32はそれぞれ通路側を指向
し、かつ指向方向が上下に変化するように構成してい
て、透過型センサ12,13がオン状態（物体検知状態）で
指向角度を変化させ、物体の検出可能な最大指向角度を
求める。

第１図（Ｃ）に示すように、中央に設けた二つの距離
センサ22,32の設置高さをｈ、間隔をＷとし、距離セン
サ22の最大指向角度をα、距離センサ32の最大指向角度
をβとすれば次式が成り立つ。

Ｗ＝（l/tanα）＋（l/tanβ） ・・・（１） ∴ｌ＝Wtanα・tanβ／（tanα・tanβ） ・・・（２） ここでｌは図に示すように距離センサの設置高さから
物体の頂点までの高さ距離である。したがって物体の高
さＨは Ｈ＝ｈ＋ｌ ・・・（３） として求めることができる。

前記距離センサ22,32の構造を第２図に示す。図にお
いて55は距離センサ22を一定角度範囲内で回転駆動する
パルスモータであり、その回転軸にセンサの指向角度を
検出するアブソリュート型ロータリーエンコーダを設け
ている。距離センサ32についても同様であり、パルスモ
ータの駆動により、その指向方向を順次変化させるとと
もに、ロータリーエンコーダによって現在の指向角度を
検出するようにしている。

第３図は自動改札機の制御部のブロック図である。CP
U40は自動改札機全体の制御を統括する。ROM41にはCPU4
0の処理プログラムを予め書き込んでいる。RAM42には各
センサのオン／オフ状態の一時記憶や通過人数のカウン
トなどを行う領域を設けている。搬送機構43は挿入され
た券を所定の経路で搬送する機構であり、搬送制御回路
44がその搬送制御を行う。磁気ヘッド46は搬送中の券に
記録されている磁気データを読み取る、または書き込む
ものであり、リードライト制御回路47がデータの読出制
御または書込制御を行う。5,6は通行阻止扉であり、扉
開閉制御回路49がその開閉制御を行う。距離センサ21〜
33は第１図に示したように自動改札機ユニットの上面に
設けているセンサであり、距離センサ制御回路51が各距
離センサの検出制御を行う。送光器10a,受光器10b・・
・送光器15a,受光器15bなどは第１図に示したように透
過型光電センサであり、透過型センサ制御回路53がその
検出制御を行う。

モータ55,56はそれぞれ距離センサ22,32の指向角度を
変化させるパルスモータであり、ロータリーエンコーダ
57,58はそれぞれ距離センサ22,32の絶対指向角度を検出
する。センサ角度制御回路59はモータ55,56およびロー
タリーエンコーダ57,58の制御を行う。上記各制御回路
はインターフェイス回路45,48,50,52,54および60を介し
てそれぞれバスラインに接続している。

次に自動改札機制御部の処理手順を第４図のフローチ
ャートに従って説明する。

まず、入口検知を行う透過型センサ10および距離セン
サ21,31、出口検知を行う透過型センサ15および距離セ
ンサ23,33さらに入口側進入検知を行う透過型センサ11
および出口側進入検知を行う透過型センサ14の各センサ
の状態を検出することによって、自動改札機に対する進
入および通過状態を確認する。また、進入があった場合
にはその方向を記憶する（n1）。続いて中央検知を行う
透過型センサ12,13の状態を読み取って、この二つのセ
ンサがともにオン状態（物体検知状態）となれば、距離
センサ22,32をスキャンさせ、その指向角度をほぼ水平
方向から順次上方向に変化させる。これとともに両距離
センサ22,32が物体を検知しなくなった直前の角度（最
大指向角度）α，βを記憶する（n3）。続いて距離セン
サ22,32をともに初期の指向角度に戻し（n4）、前記
（（２）式）および（（３）式）より物体の高さＨを算
出する（n5）。このn3〜n5の処理を中央透過型センサ1
2,13がオフするまで繰り返し行い、中央透過型センサ1
2,13がオフすれば、すでに求めた高さデータＨの平均値
を算出する（n6→n7）。この物体の高さの平均値を基準
高さHtypと比較する（n8）。この基準高さは大人と小人
とを判別するしきい値として予め定めておく。基準高さ
より高い物体である場合には、その通過物体を大人とし
てカウントアップする（n9）。そうでなければ、その通
過物体を小人または荷物などとみなして通過人数のカウ
ントアップを行わない（n8→n1）。

なお、実施例では、物体検出センサとして、いわゆる
距離限定型の反射型光電センサを用いたが、その他に、
反射光量を検出する一般の反射型光電センサを用いるこ
ともできる。また、マイクロ波や超音波などの進行波を
用い、物体からの反射波到来までの時間差によって距離
を検出する反射型センサを用いることもできる。

また、実施例では、パルスモータによってセンサを回
動させたが、DCモータを用いることもできる。また、パ
ルスモータを用い、パルスモータに対するパルス数によ
ってセンサの絶対指向角度を定める場合には、アブソリ
ュート型ロータリーエンコーダは不要である。さらに、
センサ自体を回動させるのではなく、たとえばポリゴン
ミラーを用いて光ビームをスキャンニングさせることに
よって指向角度を変化させることも可能である。

（ｇ）発明の効果 この発明によれば、通路側部の一定高さの位置に、検
出方向が通路側を指向し、かつ指向方向が上下に変化す
る物体検出センサを設けるとともに、この物体検出セン
サが物体を検出する最大指向角度を求めることによっ
て、通路を通過する物体の高さを検出するようにしたの
で、次のような効果が得られる。

（１）手摺状枠体が不要となるため、通過する人に心理
的圧迫感を与えることがなくなり、円滑な改札を行うこ
とができる。

（２）障害物が無くなるため、比較的大型の荷物を肩な
どにかけたまま通過することができる。

（３）自動改札機本体が、手摺状枠体を設けることによ
る設計上の制限を受けず、その使用形態やデザイン上の
自由度が大きくなる。

（４） さらに、通路を通過する物体の実際の高さを精
度よく検知できるため、判定精度が向上し、誤判定によ
る通行阻止扉の誤動作をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施である自動改札機の構造を示す
図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ
−Ｘ方向の側面図、（Ｃ）は正面図である。第２図は同
自動改札機に設けた距離センサの構造を示す図である。
第３図は同自動改札機の制御部のブロック図、第４図は
その処理手順を表すフローチャートである。第５図は従
来の自動改札機の構造を示す図である。 1,3……券挿入口、2,4……券放出口、 5,6……通行阻止扉、７……手摺状枠体、 10〜19……透過型光電センサ、 21〜23,31〜33……距離センサ、 100a,100b……自動改札機ユニット。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通路を通過する物体の高さを検出する手段
   を有する自動改札機において、 通路側部の一定高さの位置に、通路側を指向し、かつ指
   向方向が上下に変化する物体検出センサを設けるととも
   に、 この物体検出センサが物体を検出することのできる最大
   指向角度を求める最大指向角度検知手段を設けたことを
   特徴とする自動改札機。