JP4304531B2 - 検知装置および自動改札機 - Google Patents

Description

この発明は、例えば鉄道や空港等の改札口に設置され人間等の検知対象を検知するような自動改札機、およびこの自動改札機に設けられるような検知装置に関する。

従来、鉄道や空港等の改札口に設置する自動改札機が提供されている。この自動改札機には、改札通路を通行する人間を検知するセンサが設けられている。このような自動改札機として、屈折器としての反射鏡と反射型センサとを備えたゲート装置が提案されている（特許文献１参照）。

このゲート装置は、筐体内で反射型センサから反射鏡までの距離をかせぎ、反射鏡によって目的とする検知対象へ向けて光を屈折させることで、反射型センサの不感帯領域が筐体の外部に出ることを防止しようとするものである。

ここで、反射型センサは、投光部から投光した光が検知対象で反射した反射光を受光部で受光して検知するものである。そして、目的とする検知距離によって投光部から投光する光の広がり角度が異なり、目的とする検知距離が近いほど光の広がり角度が広くなる。

そして、近距離を検知しようとする場合、光の広がり角度が広くなるから、前述の反射鏡を用いると、該反射鏡のエッジが光の光束幅の中に入り、このエッジで光が乱反射することになる。このように光が乱反射すると、乱反射した光を受光部が検知することがあり、誤検知につながるという問題点がある。

特開２００６−１４６７３３号公報

この発明は、上述の問題に鑑み、屈折器による誤検知を防止できる検知装置および自動改札機を提供することを目的とする。

この発明は、光を照射する投光部と、該投光部から照射された光が検知対象で反射された反射光を受光する受光部とを備えた反射型センサと、前記投光部から照射された光を前記検知対象へ向けて屈折させる屈折器と、前記投光部から前記屈折器へ向けて照射された光のうち前記屈折器の端部へ向かう光を遮光する遮光体とを備えた検知装置であって、前記反射型センサの投光部として、長距離検知用の長距離用投光部と短距離検知用の短距離用投光部を備え、前記屈折器を、前記長距離用投光部から照射された光と前記短距離用投光部から照射された光の両方を前記検知対象へ向けて屈折させる構成とし、かつ、前記屈折器の前記検知対象側の端部が、前記短距離用投光部から照射された光の光束幅の中に位置する配置としたことを特徴とする。

前記屈折器は、光の方向を反射により変化させる鏡、あるいは透過する光の方向を変化させるプリズムなど、光の方向を屈折させる物で構成することができる。
この発明により、長距離検知するために光束幅を絞ることにより生じる長距離用投光部と受光部による不感帯領域を短距離用投光部と受光部で補って検知でき、しかも、屈折器の検知対象側の端部で短距離用投光部からの照射光が乱反射して誤検知することを防止できる。

またこの発明の態様として、前記屈折器を、前記長距離用投光部から照射された光の光束幅全体が該屈折器の屈折面内に収まるように配置することができる。
これにより、長距離用投光部の照射光を検知対象の検知に有効に活用することができる。

またこの発明の態様として、前記長距離用投光部と前記短距離用投光部と前記受光部とを近い位置に集合配置し、前記長距離用投光部から照射した光が検知対象に反射された反射光と前記短距離用投光部から照射した光が検知対象に反射された反射光との両方を前記受光部で共通して受光する構成とすることができる。

これにより、長距離用投光部の照射光が検知対象に反射された反射光と短距離用投光部の照射光が検知対象に反射された反射光との両方について共通の受光部でまとめて検知することができ、効率よく検知できる。

またこの発明は、前記検知装置を備え、前記屈折器を、前記投光部から照射された光を改札通路側の検知対象へ向けて反射する向きに配置した自動改札機とすることができる。
これにより、充分な検知範囲を有する自動改札機を提供することができる。

またこの発明の態様として、前記遮光体は、前記投光部から前記屈折器へ向けて照射された光のうち、前記屈折器の改札通路側の端部へ向かう光を遮光する構成とすることができる。

これにより、前記屈折器における改札通路側の長さを短く構成しても改札通路側の端部へ向かう光を遮光でき、該端部で光が乱反射して受光部が誤検知することを防止できる。

この発明により、屈折器による誤検知を防止できる検知装置および自動改札機を提供することができる。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
まず、図１に示す正面図、図２に示す平面図、及び図３に示す側面図と共に、自動改札機１の構成について説明する。

自動改札機１は、２つの改札機本体１０が左右に対向配置されて構成されている。この２つの改札機本体１０の対設部間には、改札通路３が備えられている。ここで、右側の改札機本体１０は正面が手前に向けて配置され、左側の改札機本体１０は背面が手前に向けて配置されている。これにより、自動改札機１は、前後両方向の通行について通行許可と通行拒否の規制を行う。

改札機本体１０は、改札通路３側の内側筐体１１と、該内側筐体１１の外側に接続され該内側筐体１１より少し高く幅が狭い外側筐体１２とで構成されており、全体が大人の普通人の腹部程度の高さに構成されている。

内側筐体１１には、切符や定期券等の乗車券の投入を受け付ける券投入口１４が上面手前側に開口形成されている。
内側筐体１１の上面奥側には、図２の平面図に示すように、乗車券を放出する券放出口１８と、改札利用案内を表示する案内表示器１９とが備えられている。

内側筐体１１の前後両端部の通路内面には、改札通路３内側から見た図３の側面図に示すように、開閉動作する２つの扉１６が備えられている。
内側筐体１１の中央高さには、通行者や荷物の通行を検知する透過型検知部１７が前後方向へ計６つ配設されている。

外側筐体１２の上部の通路内面側には、斜め上方へ光を投光し、通行者に当たって反射した光を検知する反射型検知部１５が、前方、中央、後方の位置にそれぞれ１つずつ計３つ備えられている。このように反射型検知部１５は、ほぼ同じ高さ位置で前後方向へ複数配設されている。

このように反射型検知部１５の検知方向を斜め上方とすることで、改札機本体１０をバーレス型改札機として構成している。

次に、図４に示す正面部分（図１のＡ部分）拡大断面図、図５に示す反射型検知部１５の拡大斜視図、図６に示す反射型センサ部３５の平面図、および図７に示す遮光説明図と共に、外側筐体１２に備えた反射型検知部１５の構成について説明する。
図４に示すように、反射型検知部１５は、外側筐体１２内に備えられており、透過板３１、反射鏡３３および反射型センサ部３５により構成されている。このうち反射鏡３３および反射型センサ部３５は、図５に示すようにユニット筐体３２に固着されてユニット化されている。

図４に示す透過板３１は、外側筐体１２の内側壁に形成した穴１３に、該穴１３を塞ぐように備えられており、半透明部材又は透明部材等、検知用の光が通過できる部材で形成されている。

反射鏡３３は、平面の鏡で形成されており、検知対象側である通路内側へ向かって斜め下方へ反射面が向くようにして、反射型センサ部３５の鉛直上方位置に配置されている。この配置により、反射型センサ部３５の鉛直方向の光を、大人の普通人の頭部付近へ向けて水平より約４０度程度に斜め上方へ反射する構成としている。

図５，図６に示すように、反射型センサ部３５には、横長のケース３５ｂの上面に５つの開口部３５ａが形成されている。中央の開口部３５ａ内には長距離用投光素子３８が備えられ、その両横の２つの開口部３５ａ内には短距離用投光素子３７が互いに左右対称に備えられ、さらにその外側の２つの開口部３５ａ内には受光素子３６が互いに左右対称に備えられている。

長距離用投光素子３８および短距離用投光素子３７は、いずれも光の投光方向を略鉛直上方へ向けて備えられており、受光素子３６は、略鉛直上方からの光を受光する向きに備えられている。また、長距離用投光素子３８、短距離用投光素子３７、および受光素子３６は、いずれもほぼ同じ高さで改札通路３（図２）の通行方向へ一列に整列して配置されている。

受光素子３６は、少しでも光が入るとＯＮするタイプの素子を用いており、長距離用投光素子３８からの照射光と短距離用投光素子３７からの照射光のいずれの光が検知対象の通行者に反射された場合でも、反射光が受光素子３６に入光して検知できる。従って、受光素子３６は、長距離用投光素子３８と短距離用投光素子３７の共用の受光素子として機能する。

短距離用投光素子３７の上方位置には、短距離用投光素子３７が収納されている開口部３５ａの上面を半分近くまで被覆して短距離用投光素子３７の照射する光を遮光する遮光板３９が設けられている。この遮光板３９は、黒色の板状部材で構成されており、図４に示すように、開口部３５ａのうち検知対象側となる通路側に設けられている。なお、遮光板３９は、板状部材に限らず、フィルム状部材、シート状部材、あるいはラベル状部材など、適宜の部材で構成すると良い。

また、短距離用投光素子３７の一方の近傍には、動作中であるか否かを点灯と消灯とにより示す動作確認用ＬＥＤ４０が設けられている。
また、各開口部３５ａの上面は、光を投光しつつ長距離用投光素子３８、短距離用投光素子３７、および受光素子３６を保護する長方形のフィルター４１により被覆されている。

反射鏡３３と反射型センサ部３５との互いの離間間隔は、短距離用投光素子３７と受光素子３６による不感帯領域が反射鏡３３で反射されても透過板３１から外部に出ない間隔とでき、この実施形態では、図４に示すように短距離用投光素子３７と受光素子３６による不感帯領域Ｅ１の距離よりさらに離間した位置に反射鏡３３を備えている。

またこの実施形態では、長距離用投光素子３８と受光素子３６による不感帯領域Ｅ２の距離が不感帯領域Ｅ１より長いため、不感帯領域Ｅ２が反射鏡３３で反射して透過板３１から外部に一部出る構成としている。この外部に出る不感帯領域Ｅ２の範囲については、長距離用投光素子３８を用いて受光素子３６で人を検知することができないため、短距離用投光素子３７を用いて受光素子３６で人を検知する構成としている。

反射鏡３３の大きさは、長距離用投光素子３８が照射する光の光束幅Ｗ２が反射鏡３３の存在位置で反射面３３ａ内に収まる大きさとしている。ここで、図４に一点鎖線で示す短距離用投光素子３７が照射する光の広がり角度は、図４に点線で示す長距離用投光素子３８が照射する光の広がり角度より広い。このため、短距離用投光素子３７の光束幅Ｗ１は反射面３３ａ内に収まらず、反射鏡３３の通路側のエッジ３３ｂが本来の短距離用投光素子３７の光束幅Ｗ１内に位置する構成となっている。

遮光板３９は、図７に示すように、短距離用投光素子３７が照射する光のうち通路側の一部を遮光する。この遮光板３９の遮光により、短距離用投光素子３７が照射した光が反射鏡３３の通路側のエッジ３３ｂに到達することを防止できる。従って、光がエッジ３３ｂによって乱反射することがなく、乱反射による誤検知を防止することができる。

なお、反射型センサ部３５で検知可能な限界に設定している最長有効検知ポイントＰ（図１）は、改札通路３の幅方向中央付近の上方位置に設定しており、正確には、幅方向中央よりも反射型検知部１５から見て少し遠い方の位置に設定している。この最長有効検知ポイントＰまで検知可能とするために、長距離用投光素子３８と受光素子３６による不感帯領域Ｅ２が外側筐体１２より外部に出てしまうが、この外部に出てしまう不感帯領域Ｅ２についても通行者や荷物を検知できるように短距離用投光素子３７がカバーしている。

次に、図８に示すブロック図と共に、自動改札機１の構成について説明する。
自動改札機１は、ＣＰＵ２１に接続して、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、反射型検知部１５、透過型検知部１７、案内表示器２４、乗車券処理部２５、入口扉処理部２６、及び出口扉処理部２７を備えている。

ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納されたプログラムに沿って各回路装置を制御し、その制御データをＲＡＭ２３で読出し可能に記憶する。
反射型検知部１５は、改札通路３上部空間の通行状態を検知し、検知信号をＣＰＵ２１に送信する。この検知は、短距離用投光素子３７と長距離用投光素子３８によって、反射型検知部１５に近い位置から遠い位置まで広い範囲について検知する。

透過型検知部１７は、改札通路３下部空間の通行状態を検知し、検知信号をＣＰＵ２１に送信する。
案内表示器２４は、ＣＰＵ２１の制御に従って通行者の改札案内情報を表示する。

乗車券処理部２５は、券投入口１４に投入された乗車券の磁気データを読取ってその有効性を判定し、有効と判定した場合に磁気データ処理、印刷処理、パンチ穴形成等の券処理動作を実行する。

入口扉処理部２６及び出口扉処理部２７は、ＣＰＵ２１の扉制御信号に基づいて各扉１６を開閉操作し、改札利用する通行者を通行許容・規制する。

次に、図９に示すフローチャートと共に、自動改札機１のＣＰＵ２１が実行する動作について説明する。
反射型検知部１５が、改札通路３を通行する通行者等の物体を検知すると、ＣＰＵ２１は、その物体までの通路幅方向の検知距離を算出する（ステップｎ１）。

ＣＰＵ２１は、上記検知距離が検知対象範囲である検知範囲内か否か判定し（ステップｎ２）、検知範囲外であれば（ステップｎ２：ＮＯ）、ステップｎ１にリターンする。
なお、前記検知範囲は、最長有効検知ポイントＰと透過板３１との間の範囲に設定している。

検知距離が検知範囲内であれば（ステップｎ２：ＹＥＳ）、通路内の物体を検知したと認識する（ステップｎ３）。
ＣＰＵ２１は、人間の検知処理を実行し、改札通路３内の大人の通行者を正確に確実に検知し（ステップｎ４）、処理を終了する。

以上の構成および動作により、反射型センサ部３５の長距離用投光素子３８および短距離用投光素子３７から鉛直上方へ向けて投射した光を、傾斜配置した反射鏡３３で斜め上方へ向けて反射し、透過板３１を透過させて改札通路３（図１）内へ斜め上方に照射することができる。

大人の通行者が改札通路３を通行すると、前記投射した光が該通行者によって反射され、該反射光が透過板３１を透過して反射鏡３３で反射される。この反射光を、反射型センサ部３５の受光素子３６で受光することができる。このように、改札通路３の上部空間の物体の通行を光電検知することができる。

ここで、透過板３１から遠い位置の検知は、長距離用投光素子３８からの照射光によって行い、長距離用投光素子３８と受光素子３６による不感帯領域Ｅ２となる透過板３１に近い位置の検知は、短距離用投光素子３７からの照射光によって行うことができる。従って、通行者が透過板３１に近寄って通行する場合と透過板３１から離れて通行する場合のいずれであっても確実に検知することができ、精度の良い検知を実現できる。

また、遮光板３９によって反射鏡３３のエッジ３３ｂに短距離用投光素子３７の照射光を到達させないため、エッジ３３ｂの乱反射による誤検知を防止できる。特に、長距離用投光素子３８と短距離用投光素子３７のいずれの照射光も、長距離用投光素子３８と短距離用投光素子３７と反射鏡３３の配置関係および遮光板３９によって、反射鏡３３における全てのエッジ部分（改札通路３側のエッジ３３ｂとその他のエッジの全て）のどこにも到達しない構成としているため、乱反射による誤検知を確実に防止できる。

また、検知対象の通行人物により反射された光が、長距離用投光素子３８と短距離用投光素子３７のいずれの照射光が反射された光であっても、共通の受光素子３６により受光することができる。これにより、受光素子３６の数を削減して反射型センサ部３５を小型コンパクトに構成でき、さらに改札機本体１０も小型コンパクトに構成できる。また、長距離用と短距離用とを個別に設置するよりも簡素化することができる。

また、自動改札機１は、反射型検知部１５によって大人（有料客）の通行検知を行い、透過型検知部１７によって改札通路３の通行検知（有料客や無料客や荷物等の検知）を行い、これらの検知結果と投入された券媒体に基づいて、通行の可否を扉１６で規制できる。

なお、遮光板３９は、ユニット筐体３２に設けたが、エッジ３３ｂに設けてもよい。この場合でも、短距離用投光素子３７からの照射光がエッジ３３ｂで乱反射することを防止できる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の検知装置は、実施形態の反射型検知部１５に対応し、
以下同様に、
屈折器は、反射鏡３３に対応し、
屈折面は、反射面３３ａに対応し、
検知対象側の端部は、エッジ３３ｂに対応し、
反射型センサは、反射型センサ部３５に対応し、
受光部は、受光素子３６に対応し、
投光部は、短距離用投光素子３７または長距離用投光素子３８に対応し、
短距離用投光部は、短距離用投光素子３７に対応し、
長距離用投光部は、長距離用投光素子３８に対応し、
遮光体は、遮光板３９に対応し、
短距離用投光部から照射された光の光束幅は、光束幅Ｗ１に対応し、
長距離用投光部から照射された光の光束幅は、光束幅Ｗ２に対応し、
検知対象は、通行者や荷物に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

自動改札機の正面図。 自動改札機の平面図。 自動改札機の側面図。 反射型検知部周辺を正面から見た拡大断面図。 反射型検知部の拡大斜視図。 反射型センサ部の平面図。 遮光板による遮光の説明図。 自動改札機のブロック図。 自動改札機の動作を示すフローチャート。

１…自動改札機
１５…反射型検知部
３３…反射鏡
３３ａ…反射面
３３ｂ…エッジ
３５…反射型センサ部
３６…受光素子
３７…短距離用投光素子
３８…長距離用投光素子
３９…遮光板
Ｗ１，Ｗ２…光束幅

Claims (5)

1. 光を照射する投光部と、該投光部から照射された光が検知対象で反射された反射光を受光する受光部とを備えた反射型センサと、
   前記投光部から照射された光を前記検知対象へ向けて屈折させる屈折器と、
   前記投光部から前記屈折器へ向けて照射された光のうち前記屈折器の端部へ向かう光を遮光する遮光体とを備えた検知装置であって、
   前記反射型センサの投光部として、長距離検知用の長距離用投光部と短距離検知用の短距離用投光部を備え、
   前記屈折器を、前記長距離用投光部から照射された光と前記短距離用投光部から照射された光の両方を前記検知対象へ向けて屈折させる構成とし、かつ、前記屈折器の前記検知対象側の端部が、前記短距離用投光部から照射された光の光束幅の中に位置する配置としたことを特徴とする
   検知装置。
2. 前記屈折器を、前記長距離用投光部から照射された光の光束幅全体が該屈折器の屈折面内に収まるように配置した
   請求項１記載の検知装置。
3. 前記長距離用投光部と前記短距離用投光部と前記受光部とを近い位置に集合配置し、
   前記長距離用投光部から照射した光が検知対象に反射された反射光と前記短距離用投光部から照射した光が検知対象に反射された反射光との両方を前記受光部で共通して受光する構成とした
   請求項１または２記載の検知装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の検知装置を備え、
   前記屈折器を、前記投光部から照射された光を改札通路側の検知対象へ向けて反射する向きに配置した
   自動改札機。
5. 前記遮光体は、前記投光部から前記屈折器へ向けて照射された光のうち、前記屈折器の改札通路側の端部へ向かう光を遮光する
   請求項４記載の自動改札機。

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