JP7418369B2 - 計測装置、エレベーターシステム、及びエレベーター運行方法 - Google Patents

Description

本発明は、計測装置、エレベーターシステム、及びエレベーター運行方法に関し、例えば、移動体の移動に係る情報を算出する計測装置、エレベーターシステム、及びエレベーター運行方法に適用して好適なものである。

従来、移動体として乗りかご（以下、「エレベーターかご」、あるいは「かご」と記す）を備えるエレベーターでは、エレベーターかごの位置やエレベーターかごの移動速度等を監視するための安全装置としてガバナロープが使われてきた。そして近年、ガバナロープの代わりとなる、非接触式でエレベーターかごの位置及び移動速度を計測するセンサ（以下、「位置・速度センサ」と記す）が知られている。

例えば特許文献１には、エレベーターかご上に設置したイメージセンサにより昇降路内に存在する構造物を撮影し、エレベーターかごの位置及び移動速度を計測する光学式の位置・速度センサが開示されている。非接触式の位置・速度センサでは、ガバナロープのような長尺な構造物が不要となるので、据付性及び保全性が向上するという効果があり、さらに、滑りによる測定誤差が発生しないという効果もある。

国際公開第２０１９／２３９５３６号

ところで最近は、都市部における建屋の高層化に伴ってエレベーターの運行速度が高速化しているため、位置・速度センサに対して、計測可能な最大移動速度（最大計測可能速度）を高速域に拡張することが要求されている。

しかしながら、特許文献１に開示された非接触式の位置・速度センサの場合、イメージセンサの撮像領域が狭く、計測可能な最大移動速度に制限があった。上記問題に対して、検出分解能を維持しつつ、撮像領域を広げようとすると、より画素数の大きいイメージセンサを用いる必要があるが、その場合は、撮像画像の転送処理、及び移動体の位置や速度の算出処理における処理負荷が増加してしまう。一方で、高速エレベーターでは、移動体（エレベーターかご）を安全に停止させるために、エレベーターかごの位置や速度の計測結果の更新に要する時間（更新時間）を十分に短時間に維持することが必要であり、そのためには、撮像画像の転送処理、及び移動体の位置や速度の算出処理における処理時間の増大を抑制しなければならなかった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、移動体の位置や速度の更新時間を短時間に維持しつつ、イメージセンサの撮像領域を広げて、計測装置が機能する測定レンジ（分解能に対する計測可能な最大量の比）を拡張することにより、移動行路（例えば昇降路）を高速で移動可能な移動体（例えばエレベーターかご）の移動距離及び／または移動速度を、高速かつ高精度に計測することが可能な計測装置、エレベーターシステム、及びエレベーター運行方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、移動路を移動する移動体に設置されて、前記移動体の移動距離及び／または移動速度を計測する計測装置であって、所定周期のフレームごとに発生されるゲート信号に応答して、前記移動路において前記移動体の移動方向に平行な第１の方向に沿って配置された静止構造物を照射する光を送信する光送信系と、前記光による前記静止構造物からの散乱光を撮像面に結像する結像系と、前記ゲート信号に基づく露光時間に亘って、前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像系と、前記ゲート信号を生成し、前記撮像系で変換された前記電気信号に基づいて前記移動体の移動距離及び／または移動速度を算出し送信する画像処理部と、を備え、前記撮像系が撮像する前記散乱光は、前記静止構造物において前記第１の方向に直列に配置されるｎ個（ｎは２以上の整数）の撮像領域からの散乱光である、計測装置が提供される。

また、かかる課題を解決するため本発明においては、昇降路内を移動するエレベーターかごと、前記昇降路内に前記エレベーターかごの移動方向に平行な第１の方向に沿って配置されたガイドレールと、前記エレベーターかごの動作を制御するエレベーター制御部と、前記エレベーターかごに配置されて前記エレベーターかごの移動距離及び／または移動速度を計測する計測装置と、を備え、前記計測装置は、所定周期のフレームごとに発生されるゲート信号に応答して、前記ガイドレールを照射する光を送信する光送信系と、前記光による前記ガイドレールからの散乱光を撮像面に結像する結像系と、前記ゲート信号に基づく露光時間に亘って、前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像系と、前記ゲート信号を生成し、前記撮像系で変換された前記電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離及び／または移動速度を算出し、前記エレベーター制御部に送信する画像処理部と、を有し、前記撮像系が撮像する前記散乱光は、前記ガイドレールにおいて前記第１の方向に直列に配置されるｎ個（ｎは２以上の整数）の撮像領域からの散乱光である、エレベーターシステムが提供される。

また、かかる課題を解決するため本発明においては、エレベーターかごの運行を制御するエレベーターシステムによる以下のエレベーター運行方法が提供される。前記エレベーターシステムは、昇降路内を移動するエレベーターかごと、前記昇降路内に前記エレベーターかごの移動方向に平行な第１の方向に沿って配置されたガイドレールと、前記エレベーターかごの動作を制御するエレベーター制御部と、前記エレベーターかごに配置されて前記エレベーターかごの移動速度を計測する計測装置と、前記エレベーターかごを非常止めによって停止させる安全装置と、を有し、前記計測装置は、所定周期のフレームごとに発生されるゲート信号に応答して、前記ガイドレールを照射する光を送信する光送信系と、前記光による前記ガイドレールからの散乱光を撮像面に結像する結像系と、前記ゲート信号に基づく露光時間に亘って、前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像系と、前記ゲート信号を生成し、前記撮像系で変換された前記電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動速度を算出し、算出した移動速度を前記エレベーター制御部に送信する画像処理部と、を有し、前記計測装置において、前記撮像系が撮像する前記散乱光は、前記ガイドレールにおいて前記第１の方向に直列に配置されるｎ個（ｎは２以上の整数）の撮像領域からの散乱光であり、前記画像処理部は、前記フレーム間における前記エレベーターかごの前記移動速度を算出して前記エレベーター制御部に送信する。そして、このエレベーター運行方法は、前記計測装置が、前記エレベーターかごの移動速度を計測して前記エレベーター制御部に送信する第１工程と、前記エレベーター制御部が、前記第１工程で計測装置から受信したエレベーターかごの移動速度が運行可能な閾値速度を超えたか否かを判定する第２工程と、前記エレベーター制御部が、前記第２工程で前記エレベーターかごの移動速度が前記閾値速度を超えたと判断した場合に、非常止めを作動させる信号を前記安全装置に送信する第３工程と、前記信号を受信した前記安全装置が、前記非常止めを作動させて前記エレベーターかごを停止させる第４工程と、を備える。

本発明によれば、移動行路を高速で移動可能な移動体の移動距離及び／または移動速度を、高速かつ高精度に計測することができる。

本発明の第１の実施形態に係るエレベーターシステム１０の構成例を示す図である。 計測装置１１０の構成例を示す図である。 画像処理部２４０の内部構成例を示す図である。 エレベーターかご１２０が移動しているときの単一の撮像部２３０による撮像画像の変化を説明するための図である。 エレベーターかご１２０が移動しているときの、複数の撮像部２３０による撮像画像の相関を説明するための図である。 撮像時刻が異なる撮像領域の相関例を表形式で示した図である。 撮像タイミングのゲート信号及び撮像画像の入力信号の送信タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 移動量算出部３３０の内部構成例を示す図である。 移動量算出部３３０による移動量算出処理の処理手順例を示すフローチャートである。 光送信部２１０及び結像部２２０と静止構造物との配置関係を説明するための図（その１）である。 光送信部２１０及び結像部２２０と静止構造物との配置関係を説明するための図（その２）である。 光送信部２１０及び結像部２２０と静止構造物との配置関係から得られる散乱輝度の増幅効果を説明するための概念図（その１）である。 光送信部２１０及び結像部２２０と静止構造物との配置関係から得られる散乱輝度の増幅効果を説明するための概念図（その２）である。 第１の実施形態における結像部２２０の配置構成の一例を示す図である。 第１の実施形態における結像部２２０の配置構成の別例を示す図である。 計測装置１１０によるエレベーターかご１２０の最大計測可能速度の導出を説明するための模式図である。 第２の実施形態に係る計測装置１７００における結像部１７２０の配置構成例を示す図である。 第２の実施形態に係る計測装置１８００における結像部１８２０の配置構成例を示す図である。 第３の実施形態に係る計測装置１９００における結像部１９２０の配置構成例を示す図である。 計測装置１１０を車両に適用した車両移動距離・速度検出システム２０００の構成例を示す図である。 計測装置１１０をクレーンに適用したクレーン移動距離・速度検出システム２１００の構成例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳述する。以下に詳述する本発明の各実施形態では、計測部（光送信部、結像部、及び撮像部）を用いて移動体の位置、速度、または加速度等を高速かつ高精度に計測する装置、システム、及び方法等において、移動体の位置及び／または速度の更新時間を高速（短時間）に維持しつつ、移動体の検出可能な測定レンジを拡張することができる技術に関して説明する。但し、本発明は、以下に説明する各実施形態に限定されるものではない。

各実施形態に示す計測装置は、移動体上部に載置され、移動体を案内する行路（移動行路）に沿った移動体の移動に係る情報（具体的には、移動体の移動距離、移動体の移動速度、移動体の加速度、または移動体の振動等の少なくとも何れか）を計測する。例えば、計測装置は、制御部で発生したゲート信号に応答して、移動体から被写体である静止構造物の表面に向けて、光送信部から光を照射（送信）する。そして、計測装置は、静止構造物の表面で跳ね返された光（正反射光及び拡散反射光を含み得る光であり、以下では、「散乱光」と記す）を、結像部を介して撮像部の撮像面に入射し、撮像部において光信号を電気信号に光電変換する。そして、計測装置は、変換した電気信号から生成した画像を基に、画像処理部において、移動体の移動に係る情報を計測する。そして、計測装置は、移動体の移動に係る情報に基づいて、移動体の運行制御あるいは安全装置の制御を行う移動体制御部に送信する。そして移動体制御部は、計測装置で算出された移動体の移動に係る情報に基づいて、移動体の運行制御や安全装置の制御を行う。

また、いくつかの実施形態では、本発明に係る計測装置が設置される移動体として、エレベーターかごを例に挙げて説明するが、本発明を適用可能な移動体はエレベーターかごに限定されない。各実施形態で示す技術は、人工的な研磨の傷があるような静止構造物（例えば、ガイドレール、線路、道路等）に沿って移動する移動体（例えば、自動ドア、列車、車、クレーン等）にも適用できる。なお、本明細書において「光」とは電磁波を指し、具体的には、可視光の他、マイクロ波、テラヘルツ波、赤外線、紫外線、Ｘ線等であってもよい。同様に、本発明を適用可能な計測システムも、エレベーターシステムに組み込まれる計測システムに限定されるものではなく、例えば、自動運転が制御される車両の位置決めシステムや、クレーンの位置決めシステム等にも適用可能である。

また、以下の説明では、同種の要素を区別せずに説明する場合には、枝番を含む参照符号のうちの共通部分（枝番を除く部分）を使用し、同種の要素を区別して説明する場合には、枝番を含む参照符号を使用することがある。例えば、光送信部を特に区別せずに説明する場合には「光送信部２１０」と記載するのに対して、個々の光送信部２１０を区別して説明する場合には「光送信部２１０－１」、「光送信部２１０－２」、・・・、「光送信部２１０－ｎ」のように記載することがある。

（１）第１の実施形態
（１－１）エレベーターシステム１０の構成
図１は、本発明の第１の実施形態に係るエレベーターシステム１０の構成例を示す図である。

図１に示すように、エレベーターシステム１０は、建屋（図示は省略）の昇降路（移動体の移動行路（移動路））内を昇降するエレベーターかご１２０の上部に載置された計測装置１１０を含んで構成される。また、図１に示すように、エレベーターシステム１０には、エレベーターかご１２０、エレベーター制御部１３０、またはガイドレール１４０が含まれるが、これらの構成要素の少なくとも何れかは、計測装置１１０に含まれるとしてもよい。

計測装置１１０は、エレベーターかご１２０の運行制御を行うために有用な信号情報（例えば、エレベーターかご１２０の位置、移動速度、または加速度等に関する信号情報）を、エレベーター制御部１３０に出力する。エレベーター制御部１３０は、エレベーターかご１２０の運行の制御及び安全装置の制御等を行う。なお、計測装置１１０は、エレベーターかご１２０の上部に配置場所を限定されるものではなく、上部以外、例えば側面部や下部等に配置されてもよい。

ガイドレール１４０は、昇降路内に配置された静止構造物の一例であって、昇降路内に移動体の移動方向（図１ではｙ軸方向）に沿って配置され、エレベーターかご１２０のガイドローラ（図示は省略）に接触して、移動体（エレベーターかご１２０）の移動を支持する。

図２は、計測装置１１０の構成例を示す図である。図２に示すように、計測装置１１０は、光送信部２１０、複数（図２ではｎ個（ｎ≧２））の結像部２２０、複数（図２ではｎ個（ｎ≧２））の撮像部２３０、及び画像処理部２４０を、含んで構成される。なお、図２では、光路を矢印付きの破線で示し、電気信号の経路を矢印付きの実線で示している。

光送信部２１０は、光源（図示は省略）を備え、被写体であるガイドレール１４０に向けて光を照射するように配置される。光送信部２１０の光源には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やハロゲンランプのような時間的かつ空間的にインコヒーレントな光源を用いてもよいし、レーザー光源のような時間的かつ空間的にコヒーレントな光源を用いてもよい。なお、図２に示す計測装置１１０では、結像部２２０及び撮像部２３０と同じく、ｎ個（ｎ≧２）の光送信部２１０を設けているが、光送信部２１０の個数に制限はなく、例えば、エレベーターかご１２０の昇降方向に長い単一の光源を用いることによって、最小構成では１個の光送信部２１０を構成要素とすることもできる。

結像部２２０は、光送信部２１０からガイドレール１４０の表面に向けて照射された光である出射光線（出射光）がガイドレール１４０の表面で散乱された散乱光を、撮像部２３０の撮像面に結像させる光学系として構成されている。

撮像部２３０は、結像部２２０からの光信号（ガイドレール１４０の表面における散乱輝度分布を示す光信号）であって、複数の画素（ピクセル）を含む撮像面に結像された光信号を、画素の輝度に応じた電気信号に変換し、変換した電気信号を、暗視野画像を示す画像信号として画像処理部２４０に送信する。なお、本実施形態において撮像部２３０が画像処理部２４０に送信する画像信号は、暗視野画像を示すものに限定されるものではなく、例えば明視野画像等を示すものであってもよい。撮像部２３０には、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等を用いることができる。また、撮像部２３０は、二次元のエリアセンサであってもよいし、かご１２０の昇降方向に空間分解の機能を有する一次元のラインセンサであってもよい。

なお、計測装置１１０は、光送信部２１０からの出射光及びその散乱光の経路中に、結像部２２０以外にバンドパスフィルタ等の波長選択式フィルタを設けて、所望の波長以外の外光を除去するようにしてもよい。また、計測装置１１０は、砂塵や埃等が内部に入らないように、計測装置１１０を防護する目的で、上記入射光及び散乱光の経路中に窓材等を設けるようにしてもよい。

画像処理部２４０は、撮像部２３０から受信した画像信号（撮像面に結像された光信号が変換された電気信号）に対して所定の画像処理（詳細は後述する）を実行し、当該画像処理によって生成される撮像画像に基づいて、エレベーターかご１２０の移動に係る情報（かご移動関連情報）を算出し、これらの情報をエレベーター制御部１３０に送信する。画像処理部２４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはマイクロコントローラのような情報処理記憶媒体によって構成されてもよいし、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）のような論理回路素子等によって構成されてもよい。

（１－２）画像処理部２４０の構成、及び画像処理部２４０による計測処理
以下に、画像処理部２４０の内部構成、及び画像処理部２４０で実施される処理について詳しく説明する。

図３は、画像処理部２４０の内部構成例を示す図である。図３に示すように、画像処理部２４０は、タイミング制御部３１０、複数（図３ではｎ個（ｎ≧２））の画像生成部３２０、移動量算出部３３０、及び通信部３４０を含んで構成される。

タイミング制御部３１０は、複数のゲート信号（ゲートパルス信号）を生成し、生成した複数のゲート信号の一部を光送信部２１０に送信し、別の一部の複数のゲート信号を撮像部２３０に送信し、残りの複数のゲート信号を画像生成部３２０に送信する。光送信部２１０に送信されるゲート信号は、光送信部２１０における光源の駆動時間を規定するタイミング信号として用いられる。撮像部２３０に送信されるゲート信号は、撮像部２３０における露光時間を規定するタイミング信号として用いられる。撮像部２３０は、画像処理部２４０のタイミング制御部３１０から受信したゲート信号に同期して、撮像部２３０において光電変換した電気信号（例えば暗視野画像を示す画像信号）を画像処理部２４０の画像生成部３２０に送信する。

画像生成部３２０は、撮像部２３０からの電気信号を受信し、受信した電気信号に対して所定の画像処理を実施し、画像処理後の画像を移動量算出部３３０に送信する。なお、画像生成部３２０による画像処理は、具体的には例えば、撮像部２３０からの電気信号（例えば暗視野画像を示す画像信号）を、ガイドレール１４０の表面の散乱輝度分布に応じた画像に空間分解する処理である。

移動量算出部３３０は、画像生成部３２０から受信した画像処理の結果に基づいて、エレベーターかご１２０の移動に係る信号情報（かご移動関連情報）を算出し、算出した信号情報を通信部３４０に送信する。かご移動関連情報には、具体的には例えば、エレベーターかご１２０の位置（移動位置）や移動速度等を示す情報が含まれる。

通信部３４０は、移動量算出部３３０から受信したかご移動関連情報を、エレベーター制御部１３０が受信可能な通信プロトコル（例えばＣＡＮ（Controller Area Network）通信等のプロトコル）に従って変換し、変換後の信号情報をエレベーター制御部１３０に出力する。

図４は、エレベーターかご１２０が移動しているときの単一の撮像部２３０による撮像画像の変化を説明するための図である。移動速度Ｖで移動するエレベーターかご１２０から撮像部２３０がガイドレール１４０を被写体として撮影したとき、同一の撮像部２３０の撮像領域はエレベーターかご１２０とともに移動することから、その撮像画像は時間で変化する。詳しくは、図４に示すように、過去の時刻ｔ－Δｔにおける被写体表面（ガイドレール１４０の表面）の散乱輝度分布４１１の撮像画像４２１と、現在の時刻ｔにおける被写体表面（ガイドレール１４０の表面）の散乱輝度分布４１２の撮像画像４２２との間には、移動方向のずれΔｙ（移動量Δｙ）が発生する。

そして、移動量算出部３３０は、撮像画像４２１，４２２のような異なるフレーム間の撮像画像を比較処理することにより、移動量Δｙを算出（または計測）する。本実施形態では、分かりやすさのため、相関関数法による移動量算出処理について後述するが、移動量の算出方法は、相関関数法に限定されるものではない。

図５は、エレベーターかご１２０が移動しているときの、複数の撮像部２３０による撮像画像の相関を説明するための図である。

計測装置１１０では、複数の撮像部２３０（図５の例では４個の撮像部２３０－１～２３０－４）が設けられ、各撮像部２３０の撮像領域が、移動行路方向に直列に配置される。例えば図５の場合、撮像時刻ｔ－Δｔにおける撮像部２３０－１～２３０－４による撮像領域５２１－１～５２１－４は、ｙ軸方向に等間隔で直列に配置されている。以降の説明では、撮像領域の移動行路に沿った方向（ｙ軸方向）の辺の長さを「Ｌ_ｏｂｓ」とし、隣り合う撮像領域（撮像画像と読み替えてもよい）の間隔を「Ｌ_ｇａｐ」とする。なお、各撮像領域の大きさは同一または略同一とする。

図５には、エレベーターかご１２０の移動中に、４個の撮像部２３０がガイドレール１４０（より具体的には、ガイドレール１４０の表面の散乱輝度分布５１１，５１２）を被写体として撮影するときの撮像領域（撮像画像）の一例として、時刻ｔ－Δｔにおける撮像領域（撮像画像）５２１と、時刻ｔにおける撮像領域（撮像画像）５２２とが示されている。以下に、図５を参照しながら、時刻ｔ－Δｔにおける撮像画像５２１と時刻ｔにおける撮像画像５２２との間に生じる移動方向のずれΔｙ（移動量Δｙ）について説明する。

エレベーターかご１２０の移動速度をＶとするとき、時刻ｔ－Δｔと時刻ｔとの時間差である時間Δｔにおける移動量Δｙは、Δｙ＝Ｖ×Δｔで算出されることから、エレベーターかご１２０の移動速度Ｖが速くなるにつれて移動量Δｙは増加する。そのため、移動速度Ｖが速くなったときには、時刻ｔ－Δｔにおける撮像画像５２１－１と、時刻ｔにおける撮像画像５２２－１との間に相関がなくなる（共通する画像部分が存在しなくなる）ことが想定され、この場合、単一の撮像部２３０を設けた構成だと移動量Δｙを計測することができない。

上記問題を解決するための構成として、本実施形態に係る計測装置１１０は、複数の撮像部２３０を備えて、移動行路に沿った方向に複数の撮像領域を配置することにより、移動速度Ｖが速くなった場合でも、撮像タイミングが異なる複数の撮像画像の何れかの間で相関を持つようにしている。具体的には例えば、図５の場合、時刻ｔ－Δｔにおける撮像部２３０－１による撮像画像５２１－１と、時刻ｔにおける撮像部２３０－２による撮像画像５２２－２との間には相関が生じる。したがって、移動量算出部３３０は、比較処理を行うことによって、相関画像（撮像画像５２１－１と撮像画像５２２－２）の間の移動方向のずれΔｙ’（移動量Δｙ’）を算出することが可能である。

図６は、撮像時刻が異なる撮像領域の相関例を表形式で示した図である。図６に示す相関表６１０は、図５の例について、異なる撮像タイミング（過去時刻ｔ－Δｔ、現在時刻ｔ）における各撮像画像（撮像領域）５２１，５２２の間の相関の有無を表したものであり、相関を有する場合には「○」、相関がない場合には「×」が記載されている。例えば、過去時刻ｔ－Δｔにおける領域１と現在時刻ｔにおける領域２の組み合わせに「○」が記載されることにより、前述した撮像画像５２１－１と撮像画像５２２－２とが相関を有することが表されている。

図５及び図６によれば、撮像部２３０－１による撮像画像５２１－１は、時間Δｔが経過したとき、撮像部２３０－１による撮像画像５２２－１との間には相関がなく、１つ隣の撮像領域を有する撮像部２３０－２による撮像画像５２２－２との間に相関を有している（少なくとも一部が重複している）。そして、相関を有する撮像画像５２１－１と撮像画像５２２－２とは、移動経路方向にΔｙ’だけずれている。したがって、移動量算出部３３０は、時間Δｔの経過に伴う同一の撮像部による撮像画像の移動量Δｙを、時間Δｔの経過の前後で相関関係を有する撮像画像５２１，５２２（相関画像）間のずれΔｙ’に、相関画像を撮像した撮像部２３０の同一時刻での撮像領域の中心の間隔（具体的には例えば、時刻ｔ－Δｔにおける撮像部２３０－１の撮像領域５２１－１の中心と、撮像部２３０－２の撮像領域５２１－２の中心との距離であり、Ｌ_ｏｂｓ＋Ｌ_ｇａｐ）を加えることによって、算出することができる。なお、第１の実施形態では、後述する図１４や図１５に示すように、ｎ個の撮像部２３０が移動行路方向に直列に配置されるため、上記した「撮像領域の中心の間隔」は、対応する撮像部２３０の中心（例えば光軸）の間隔に置き換えても算出可能である。そして、上記のようにして算出される移動量Δｙは、移動体（エレベーターかご１２０）の移動量である。なお、図５、図６の例では、同一の撮像部２３０による撮像画像の時間経過に伴う移動幅は、撮像領域１つ分であったが、例えば撮像領域２つ分の移動幅であった場合は、ずれΔｙ’に、Ｌ_ｏｂｓ＋Ｌ_ｇａｐの２倍を加えることにより、移動量Δｙを算出することができる。

また、本実施形態において、Ｌ_ｇａｐはＬ_ｏｂｓを超えないように構成される（Ｌ_ｇａｐ≦Ｌ_ｏｂｓ）。すなわち、計測装置１１０では、隣り合う撮像領域の中心の間隔Ｌ_ｏｂｓ＋Ｌ_ｇａｐは、移動方向における撮像領域の辺の長さＬ_ｏｂｓの２倍以下となるように（Ｌ_ｏｂｓ＋Ｌ_ｇａｐ≦２×Ｌ_ｏｂｓ）、複数の撮像部２３０が配置される。このような構成とすることにより、過去時刻ｔ－Δｔにおける各撮像領域５２１の隙間に、現在時刻ｔにおける各撮像領域５２２が位置してしまい、撮像画像間で全く相関が得られない、という状況を防ぐことができる。

図７は、撮像タイミングのゲート信号及び撮像画像の入力信号の送信タイミングの一例を示すタイミングチャートである。図７には、タイミング制御部３１０から複数の撮像部２３０－ｋ（ｋ＝１，２，・・・，ｎ）に送信されるタイミング信号（ゲート信号）と、複数の撮像部２３０－ｋから対応する画像生成部３２０－ｋ（ｋ＝１，２，・・・，ｎ）に送信される、暗視野画像の撮像画像５２１－ｋ（ｋ＝１，２，・・・，ｎ）を示す画像信号（入力信号）とについて、各信号の送受信のタイミングを比較できるタイミングチャートが示されている。

図７に示すように、画像処理部２４０のタイミング制御部３１０は、撮像部２３０に対して、フレーム周期Δｔごとに、ゲート信号７１０を送信する（図７のゲート信号７１０－１，７１０－２）。そして、撮像部２３０は、タイミング制御部３１０から送信されたゲート信号７１０のパルスに応答して、パルス幅Ｔの時間だけ露光を行って（露光時間Ｔ）、撮像面に結像された光信号を撮像する。計測装置１１０では、複数の撮像部２３０の撮像タイミングにゲート信号７１０を利用することにより、撮像画像の同時性を担保することができる。そして、撮像した撮像画像５２１－ｋ（ｋ＝１，２，・・・，ｎ）は、電気信号として、それぞれの撮像部２３０に対応する画像生成部３２０－ｋに並列に送信される。撮像画像の画素数をＮ_ｘ×Ｎ_ｙとし、転送クロック時間をｔ_ｃｌｋとすると、その転送時間は少なくともＮ_ｘ×Ｎ_ｙ×ｔ_ｃｌｋだけかかる。本構成では、並列に撮像画像を転送することにより、同一タイミングに複数の撮像部２３０で撮像した複数の撮像画像５２１を複数の画像生成部３２０に転送する際に要する転送時間を、単一の撮像部２３０が設けられる構成の場合と同程度に短く維持することができる。

なお、本実施形態に係る計測装置１１０では、タイミング制御部３１０から撮像部２３０へのゲート信号７１０の送信と並行して、タイミング制御部３１０から光送信部２１０にもゲート信号７１０を送信し、ゲート信号７１０を受信した光送信部２１０が、露光時間Ｔの間だけ光源を点灯するようにしてもよい。このような点灯制御を行うことにより、光送信部２１０の単位時間あたりの平均出力パワーを下げることができるため、駆動に必要なパワー及び放熱を抑制する効果が得られる。

図８は、移動量算出部３３０の内部構成例を示す図である。図８に示すように、移動量算出部３３０は、複数の記憶素子８００－ｋ（ｋ＝１，２，・・・，ｎ）、ｎ×ｎ個（ｎ≧２）の相関計算部８１０－（ｋ，ｌ）（ｋ，ｌ＝１，２，・・・，ｎ）、及び統合計算部８２０を含んで構成される。

記憶素子８００－ｋには、対応する画像生成部３２０－ｋから送信される暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）（ｋ＝１，２，・・・，ｎ）を表す画像信号を受信し、格納する。なお、記憶素子８００には、画像処理部２４０または計測装置１１０内の全体的な制御部（不図示）に含まれるレジスタ等の揮発性メモリを用いてもよく、あるいは、画像処理部２４０または計測装置１１０に外部接続された不揮発性メモリ等を用いてもよい。また、本説明では、記載の簡略のために、暗視野画像Ｉを単に画像Ｉと表記することがある。

移動量算出部３３０は、記憶素子８００－ｋに格納されたフレームｉの暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）を記憶素子８００から読み出すとともに、フレームｉよりも前に記憶素子８００に格納されたフレーム（ｉ－ｊ）の暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）を記憶素子８００から読み出し、読み出した暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）と暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）とを、ｎ×ｎ個の相関計算部８１０－（ｋ，ｌ）にそれぞれ入力する。なお、フレーム（ｉ－ｊ）の暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）の選択方法については、フレームｉの１フレーム前の暗視野画像を選択するようにしてもよいし（ｊ＝１）、複数フレーム前の暗視野画像を選択するようにしてもよい（ｊ＝２以上の整数）。

次に、相関計算部８１０－（ｋ，ｌ）は、入力された暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）と暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）との相互相関関数Ｃ（ｋ，ｌ）を計算する。相互相関関数の計算方法は、特定の計算方法に限定されない。そして相関計算部８１０－（ｋ，ｌ）は、相互相関関数Ｃ（ｋ，ｌ）から、暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）と暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）との相互相関の有無を判定し、さらに、相互相関関数Ｃ（ｋ，ｌ）のピーク座標位置Δｙ’（ｋ，ｌ）とを推定し、これらの結果を統合計算部８２０に送信する。相互相関の有無の判定方法としては、例えば、相互相関関数における雑音の程度から定まる閾値に対して、相互相関関数Ｃ（ｋ，ｌ）のピークの値が大きい場合は相関有りと判定し、小さい場合は相関無しと判定する方法が挙げられる。

上述したように、統合計算部８２０は、ｎ×ｎ個の相関計算部８１０－（ｋ，ｌ）から、各組（ｋ，ｌ）における相互相関の有無と、相互相関関数Ｃ（ｋ，ｌ）（ｋ，ｌ＝１，２，・・・，ｎ）のピーク座標位置Δｙ’（ｋ，ｌ）と、を受信する。このとき受信するピーク座標位置Δｙ’（ｋ，ｌ）は、ｋ×ｌの各組み合わせによる暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）と暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）との間のずれを示すものであり、相互相関を有する組（ｋ，ｌ）におけるピーク座標位置Δｙ’は、図５で説明したずれΔｙ’に相当する。そこで、統合計算部８２０は、受信した相互相関の有無を、図６に示した相関表６１０等の形式に整理し、さらに、相互相関を有する組（ｋ，ｌ）に基づいて、図５，図６を参照しながら前述した方法によって移動量Δｙを算出し、算出した移動量Δｙを通信部３４０に送信する。

なお、統合計算部８２０は、移動量Δｙとは別に、あるいは移動量Δｙに加えて、移動量Δｙにさらなる演算処理を行って得られる結果を通信部３４０に送信するようにしてもよい。例えば、統合計算部８２０は、移動量Δｙをフレーム時間ｊ×Δｔで除算することによって算出される速度または加速度を送信するようにしてもよいし、マーク認識等の方法で計測した基準位置に移動量Δｙを累積することで算出される位置情報を送信するようにしてもよい。

以上、図８に示したように、本実施形態の移動量算出部３３０は、ｎ×ｎ個（ｎ≧２）のマトリクス状の相関計算部８１０－（ｋ，ｌ）を設け、並列に相互相関関数Ｃ（ｋ，ｌ）の計算を行う構成とすることにより、移動体（エレベーターかご１２０）の移動量Δｙを算出する演算処理の処理時間を、単一の相関計算部８１０が設けられる構成の場合と同程度に短く維持することができる。

図９は、移動量算出部３３０による移動量算出処理の処理手順例を示すフローチャートである。図９に示す移動量算出処理は、時間Δｔが経過する間の移動体（エレベーターかご１２０）の移動量Δｙを算出する処理である。なお、以下では一例として、相関関数法による移動量算出処理について説明するが、本実施形態における移動量Δｙの算出方法は、相関関数法を用いるものに限定されるものではない。

移動量算出部３３０は、タイミング制御部３１０から測定開始の信号を受信したことをトリガとして図９に示す移動量算出処理を開始し、まず、フレームｉごとに全ての暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）を画像生成部３２０－ｋから並列に取得し、取得したフレームｉの暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）を、移動量算出部３３０内の記憶素子８００－ｋに格納する（ステップＳ９０１）。

次に、移動量算出部３３０は、ステップＳ９０１で記憶素子８００－ｋに格納したフレームｉの暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）を記憶素子８００－ｋから読み出すとともに、フレームｉよりも前に記憶素子８００に格納されたフレーム（ｉ－ｊ）の暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）を記憶素子８００から読み出し、読み出した暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）と暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）とを、ｎ×ｎ個の相関計算部８１０－（ｋ，ｌ）にそれぞれ入力する（ステップＳ９０２）。なお、最新の画像Ｉ_ｋ（ｉ）との差分をとる画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）の選択方法は、１フレーム前の画像を選択するようにしてもよいし（ｊ＝１）、複数フレーム前の画像を選択するようにしてもよい（ｊ＝２以上の整数）。

次に、ｎ×ｎ個（ｎ≧２）のマトリクス状の相関計算部８１０－（ｋ，ｌ）は、ステップＳ９０２で入力された暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）と暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）との相互相関関数Ｃ（ｋ，ｌ）を、ｋ×ｌの全ての組み合わせに対して並列に計算する（ステップＳ９０３）。なお、相互相関関数Ｃの計算は他の計算方法を採用してもよい。

次に、それぞれの相関計算部８１０－（ｋ，ｌ）は、ステップＳ９０３で計算した相互相関関数Ｃ（ｋ，ｌ）から、暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）と暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）との相互相関の有無を判定し、さらに、相互相関関数Ｃ（ｋ，ｌ）のピーク座標位置のｙ成分（昇降方向と同じ方向の成分）であるピーク座標位置Δｙ’（ｋ，ｌ）を推定する（ステップＳ９０４）。

なお、ステップＳ９０４で推定されるそれぞれのピーク座標位置Δｙ’（ｋ，ｌ）は、ｋ×ｌの各組み合わせによる暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）と暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）との間のずれを示すものであり、そのうち、相互相関を有する組（ｋ，ｌ）におけるピーク座標位置Δｙ’は、図５で説明したずれΔｙ’（移動量Δｙ’）に相当するものである。また、ステップＳ９０４においてピーク座標位置のｙ成分から移動量Δｙ’（ｋ，ｌ）を推定する方法は、特定の方法に限定されない。例えば、最大位置のピーク座標から推定してもよいし、最大位置近傍の数点を用いて最小二乗フィッティングを行って推定する等してもよい。

次に、移動量算出部３３０では、ステップＳ９０４における相互相関の有無の判定結果及びピーク座標位置Δｙ’（ｋ，ｌ）の推定結果が、それぞれの相関計算部８１０－（ｋ，ｌ）から結果を統合計算部８２０に入力され、統合計算部８２０は、これらの入力情報を用いて、エレベーターかご１２０の移動量Δｙを算出する（ステップＳ９０５）。

ステップＳ９０５における移動量Δｙの算出方法を詳しく説明すると、まず、統合計算部８２０は、相互相関の有無を整理し、相互相関を有する組（ｋ，ｌ）に対応するピーク座標位置Δｙ’（ｋ，ｌ）を抽出する。前述したように、このようにして抽出されたピーク座標位置Δｙ’（ｋ，ｌ）は、図５で説明した移動量Δｙ’に相当する。そこで、統合計算部８２０は、移動量Δｙ’にＬ_ｏｂｓ＋Ｌ_ｇａｐの２倍を加えることにより、相互相関を有する組（ｋ，ｌ）のそれぞれについて、撮像画像間の移動量Δｙを算出することができる（Δｙ＝Δｙ’＋（Ｌ_ｏｂｓ＋Ｌ_ｇａｐ）×２）。このようにして算出されたそれぞれの移動量Δｙは、理論上は全て同一の値になるが、実際には多少の差異が生じることもあり得る。そのような場合、統合計算部８２０は、算出された各移動量Δｙの平均値をとる等して、最終的な１つの移動量Δｙを決定すればよい。

また、ステップＳ９０５において、統合計算部８２０は、算出した移動量Δｙを、暗視野画像Ｉ_ｌ（ｉ－ｊ）の撮像時刻から暗視野画像Ｉ_ｋ（ｉ）の撮像時刻までの経過時間ｊ×Δｔによって除算することで、エレベーターかご１２０の移動速度Ｖを計算する等してもよい（Ｖ＝Δｙ／（ｊ×Δｔ））。

そして、統合計算部８２０は、ステップＳ９０５で算出したエレベーターかご１２０の移動に関する情報（かご移動関連情報とも称する。具体的には例えば、移動量Δｙや移動速度Ｖ）を通信部３４０に出力する（ステップＳ９０６）。さらにステップＳ９０６では、タイミング制御部３１０が、フレームｉのｉ値を「１」加算する。

その後、移動量算出部３３０は、計測装置１１０（例えば画像処理部２４０）に電源が供給されている状態であるか否かを確認し（ステップＳ９０７）、電源が供給されている限りは（ステップＳ９０７のＹＥＳ）、ステップＳ９０１～Ｓ９０６の処理を繰り返し、電源供給が遮断された場合は（ステップＳ９０７のＮＯ）、移動量算出処理を終了する。

以上、図９のステップＳ９０１～Ｓ９０７の処理が実行されることにより、移動量算出部３３０は、計測装置１１０に電源が供給されている間は継続的に、各フレームにおけるかご移動関連情報を算出し、出力することができる。

（１－３）光送信部２１０及び結像部２２０の構成
図１０及び図１１は、光送信部２１０及び結像部２２０と静止構造物との配置関係を説明するための図（その１，その２）である。本例において静止構造物はガイドレール１４０である。

図１０において、光送信部２１０は、光源の光軸が、ガイドレール１４０の凹凸方向（図中のｘ軸方向）とガイドレール１４０の表面から垂直な方向(図中のｚ軸方向)とで張られる面内(図中のｘｚ面内)のうち、ｚ軸方向に対して傾斜して入射するように配置されている。そして、結像部２２０は、ガイドレール１４０の表面（撮像領域１０１０）からの散乱光を取り込み、撮像部２３０の撮像面に結像させる。なお、上記したガイドレール１４０における凹凸とは、例えば、ガイドレール１４０の加工時の仕上げで行われる研磨加工による傷などが挙げられ、ガイドレール１４０上に存在する特徴的な傷を表す。

図１１は、図１０の俯瞰図に示した配置構成をｙ軸正方向から見た平面図である。図１１では、光送信部２１０からの出射光線（ガイドレール１４０に対して入射する入射光）をＬ１～Ｌ３で示し、ガイドレール１４０からの散乱光線（散乱光）をＬ１１～Ｌ１３で示している。

図１２及び図１３は、光送信部２１０及び結像部２２０と静止構造物との配置関係から得られる散乱輝度の増幅効果を説明するための概念図（その１，その２）である。図１０，図１１と同様、本例における静止構造物はガイドレール１４０である。

図１２は、本実施形態に係る計測装置１１０における光送信部２１０及び結像部２２０の配置例を示すものであり、光送信部２１０がｘｚ面内に配置される。一方、図１２と比較するために、図１３には、ガイドレール１４０の凹凸方向に対して垂直な面内（図中のｙｚ面内）に、光送信部２１０の光軸を含む方向から光線を照射したときの配置例を示している。

図１３の配置例の場合は、光送信部２１０からの出射光線１３１０が、静止構造物（ガイドレール１４０）の凹凸に沿った方向に光線が入射するため、ガイドレール１４０からの散乱光線１３２０は上記凹凸による散乱が起こりにくい。これに対して、本実施形態における図１２の配置例の場合は、光送信部２１０からの出射光線１２１０が、ガイドレール１４０の凹凸方向に対して斜め方向から入射するため、ガイドレール１４０からの散乱光線１２２０は上記凹凸による散乱が起こりやすく、散乱輝度を大きく増幅させる効果に期待できる。

図１４は、第１の実施形態における結像部２２０の配置構成の一例を示す図である。図１４では、ガイドレール１４０からの散乱光の光線が矢印付きの破線で示されており、これは、後述する図１５でも同様である。

図１４に示すように、結像部２２０は、対物レンズ１４２１及び絞り１４２２を含んで構成され、ガイドレール１４０からの散乱光を撮像部２３０に結像する。具体的には、対物レンズ１４２１は、ガイドレール１４０に相対向して配置され、ガイドレール１４０で散乱した散乱光を集光する。絞り１４２２は、対物レンズ１４２１で集光された散乱光の光量を制限し、撮像部２３０の撮像面に向けて送出する。

図１４に示す配置構成では、ｎ個（ｎ≧２）の結像部２２０が用いられ、これらの結像部２２０は、それぞれに対応する撮像領域１４３０が移動体（エレベーターかご１２０）の移動行路方向に等間隔で直列に配置され、撮像領域１４３０からの散乱光を撮像部２３０に結像するように、移動行路方向に直列に配置される。なお、前述した説明と同様、撮像領域１４３０の移動行路方向の辺の長さをＬ_ｏｂｓとし、隣り合う撮像領域１４３０の間隔をＬ_ｇａｐとし、これらは後述する図１５，図１７～図１９でも同様である。

図１４に示す配置構成を実現するために具体的には、隣り合う撮像領域の撮像画像（例えば、撮像領域１４３０－１の撮像画像と撮像領域１４３０－２の撮像画像）が、移動行路方向にＬ_ｇａｐだけ離れた位置となるように、結像部２２０における焦点距離、倍率、及び隣り合う結像部２２０間の距離（例えば、結像部２２０－１と結像部２２０－２との距離）を定める。すなわち、隣り合う結像部２２０の中心の間隔（例えば、図１４における光軸Ｌ１４００－１と光軸Ｌ１４００－２との距離）が、Ｌ_ｏｂｓ＋Ｌ_ｇａｐとなるように、結像部２２０を配置する。但し、図５を参照しながら前述したように、本実施形態において、Ｌ_ｇａｐはＬ_ｏｂｓを超えない（Ｌ_ｇａｐ≦Ｌ_ｏｂｓ）。

なお、本実施形態に係る計測装置１１０における複数の結像部２２０の配置構成は、図１４の例に限定されるものではない。そこで、結像部２２０の配置構成の別例について、図１５を参照しながら説明する。

図１５は、第１の実施形態における結像部２２０の配置構成の別例を示す図である。図１５に示す計測装置１１０Ａは、本実施形態に係る計測装置１１０の別例であって、複数の結像部２２０が図１４とは異なる構成で配置されている。

図１５に示すように、計測装置１１０Ａにおいて結像部２２０は、対物レンズ１５２１及び絞り１５２２を含んで構成され、ガイドレール１４０からの散乱光を撮像部２３０に結像する。具体的には、対物レンズ１５２１は、ガイドレール１４０に相対向して配置され、ガイドレール１４０で散乱した散乱光を集光する。絞り１５２２は、対物レンズ１５２１で集光された散乱光の光量を制限し、撮像部２３０の撮像面に向けて送出する。

図１５に示す配置構成では、ｎ個（ｎ≧２）の結像部２２０が用いられ、これらの結像部２２０は、それぞれに対応する撮像領域１５３０（移動行路方向の辺の長さはＬ_ｏｂｓ）が移動行路方向に間隔をあけずに直列に配置され、撮像領域１５３０からの散乱光を撮像部２３０に結像するように、移動行路方向に直列に配置される。

図１５に示す配置構成を実現するために具体的には、隣り合う撮像領域の撮像画像（例えば、撮像領域１５３０－１の撮像画像と撮像領域１５３０－２の撮像画像）が、移動行路方向で隣接または部分的に重複するように、結像部２２０における焦点距離、倍率、及び隣り合う結像部２２０間の距離（例えば、結像部２２０－１と結像部２２０－２との距離）を定める。すなわち、隣り合う結像部２２０の光軸間の距離（例えば、図１５における光軸Ｌ１５００－１と光軸Ｌ１５００－２との距離）がＬ_ｏｂｓ以下（換言すればＬ_ｇａｐ≦０）となるように、結像部２２０を配置する。但し、図５を参照しながら前述したように、本実施形態において、Ｌ_ｇａｐはＬ_ｏｂｓを超えない（Ｌ_ｇａｐ≦Ｌ_ｏｂｓ）。図１５では、分かりやすさのため、隣接する結像部２２０の光軸Ｌ１５００間の距離がＬ_ｏｂｓに等しくなるケースを表しており、この場合、Ｌ_ｇａｐ＝０となり、隣り合う撮像領域１５３０が隣接する。また、隣接する結像部２２０の光軸Ｌ１５００間の距離がＬ_ｏｂｓより小さくなるケースでは、Ｌ_ｇａｐ＜０となり、隣り合う撮像領域１５３０が部分的に重複する。

図１５の配置構成に示すように、隣り合う撮像画像同士が接する（または部分的に重複する）ようにすることで、現在時刻における撮像画像と過去時刻における撮像画像との相互相関関数Ｃを計算するときに、図１４の配置構成のように撮像画像の間に間隔が生じる場合と比べて、共通する領域の面積を増やすことができ、相互相関関数Ｃのピーク値（ピーク座標位置Δｙ’）を増大する効果が得られる。その結果、ピーク座標位置Δｙ’の推定精度を高めることができることから、ピーク座標位置Δｙ’を用いて算出される移動量Δｙも、より高精度に算出することができる。

（１－４）計測装置１１０の測定レンジ
本実施形態に係るエレベーターシステム１０は、計測装置１１０を利用することにより、エレベーターかご１２０が超高速で移動する仕様である場合にも、エレベーターかご１２０の速度を高精度かつ短時間で検出することができる。以下ではその理由について、詳しく説明する。

図１６は、計測装置１１０によるエレベーターかご１２０の最大計測可能速度の導出を説明するための模式図である。図１６の例では、計測装置１１０は、４つの撮像部２３０を備えるとする。撮像画像１６２１，１６２２は、ガイドレール１４０の表面の散乱輝度分布１６１１，１６１２を被写体として、撮像部２３０で撮像した画像である。より具体的には、例えば、撮像画像１６２１－１は、過去時刻ｔ－Δｔにおいて撮像部２３０－１が撮像した画像であり、撮像画像１６２２－４は、現在時刻ｔにおいて撮像部２３０－４が撮像した画像である。

図１６に示した例では、時刻ｔ－Δｔにおける上から１番目の撮像画像１６２１－１と、時刻ｔにおける上から４番目の撮像画像１６２２－４との間には、相関が生じているため、前述した比較処理を移動量算出部３３０が行うことにより、ずれΔｙ’を算出することができる。Δｔの時間差で撮像領域に重複部分を有する撮像画像同士の比較処理によって算出可能な最大ずれ量Δｙ’_Ｍａｘは、撮像領域の大きさ（Ｌ_ｏｂｓ）の半分である。すなわち、Δｙ’_Ｍａｘ＝Ｌ_ｏｂｓ／２である。

そして、図１６の実例において算出可能な移動体の最大移動距離Δｙ_Ｍａｘは、上記の最大ずれ量Δｙ’_Ｍａｘに、同一時刻で最も離れた撮像領域を撮像する２つの撮像部２３０の距離（具体的には、撮像部２３０－１の中心と撮像部２３０－４の中心との距離であり、Ｌ_ｏｂｓ＋Ｌ_ｇａｐの３倍に相当する）を加えることにより、算出できる。すなわち、Δｙ_Ｍａｘ＝Δｙ’_Ｍａｘ＋３×（Ｌ_ｏｂｓ＋Ｌ_ｇａｐ）である。

以上を踏まえると、計測装置１１０がｎ個の撮像部２３０を備える構成の場合、計測装置１１０が検出可能な最大移動距離Δｙ_Ｍａｘは、以下の式１で与えられる。

また、計測装置１１０が移動体の移動距離Δｙを計測する際の分解能δｙは、撮像部２３０の撮像領域の移動経路方向（ｙ軸方向）の画素数Ｎ_ｙに応じて定まり、δｙ＝Ｌ_ｏｂｓ／Ｎ_ｙで与えられる。計測装置１１０の測定レンジｒを、計測分解能δｙ＝Ｌ_ｏｂｓ／Ｎ_ｙに対する最大移動距離Δｙ_Ｍａｘの比で定義すると、ｎ個の撮像部２３０を備える構成による計測装置１１０の測定レンジｒは、以下の式２で与えられる。

上記の式２によれば、ｎ個の撮像部２３０を備える構成による計測装置１１０は、撮像箇所（撮像領域、撮像部）の個数ｎを増やすことにより、その測定レンジｒを拡張することができる。

具体例を挙げると、計測装置１１０において、直列に配置する撮像部２３０の個数ｎが２、撮像領域の大きさＬ_ｏｂｓが１２ｍｍ、ｙ軸方向の画素数Ｎ_ｙが１００、隣り合う撮像領域（撮像画像）間の距離Ｌ_ｇａｐが２ｍｍ、フレーム周期Δｔが１ミリ秒であるとするとき、計測装置１１０が計測可能な最大移動距離Δｙ_Ｍａｘは２０ｍｍ、移動距離の分解能δｙは０．１２ｍｍとなり、計測装置１１０が計測可能な最大移動速度は毎分１２００ｍとなる。

また、計測装置１１０におけるデータ更新速度について、ｘ軸方向の画素数Ｎ_ｘ及びｙ軸方向の画素数Ｎ_ｙがともに１００のセンサを用い、転送クロック時間ｔ_ｃｌｋを２００ナノ秒とすると、計測装置１１０において並列転送に要する時間は２ミリ秒となる。この結果、画像処理部２４０における並列演算に要する時間を別途考慮しても、計測装置１１０においてデータ更新に要する時間を、数ミリ秒（例えば４ミリ秒）以下に抑えることが可能となる。

なお、上述した本実施形態に係る計測装置１１０における計算結果との比較のために、単一の撮像部２３０を備えた従来構成の計測装置でも同様の計算を行うと（ｎ＝１で計算すると）、従来の計測装置が計測可能な最大移動速度Δｙ_Ｍａｘは、Δｙ_Ｍａｘ＝Ｌ_ｏｂｓ／２の結果６ｍｍとなり、計測可能な最大移動速度は毎分３６０ｍとなる。このような計算結果によれば、本実施形態に係る計測装置１１０は、従来構成の計測装置に比べて、計測可能な移動体の移動速度を３．３倍に高めることが可能となり、毎分３６０ｍを超える超高速エレベーター向けに有用な構成であることが確認できる。

以上に説明したように、本実施形態に係るエレベーターシステム１０によれば、移動体（エレベーターかご１２０）が移動する際、移動体に搭載された計測装置１１０が、ガイドレール１４０を撮像した際の暗視野画像に対して、図９に示した移動量算出処理等を行うことにより、移動行路における移動体の移動に係る情報（かご移動関連情報）の計測を、画像転送処理と位置及び速度の算出演算処理とにかかる処理時間の増大を抑えつつ、計測可能な測定レンジを向上させて実現することができる。その結果、計測装置１１０は、超高速エレベーターのように移動体が高速で移動可能な場合であっても、移動体の移動距離及び／または移動速度を、高速かつ高精度に計測することができるため、エレベーターシステム１０では、計測装置１１０が算出した移動体の移動に係る情報（かご移動関連情報）に基づいて、所定の制御部（エレベーター制御部１３０）が移動体の運行制御や安全装置の制御を行うことができる。

詳しくは、本実施形態に係るエレベーターシステム１０がエレベーターかご１２０を安全に運行する移動体運行方法は、例えば以下の各工程によって実現することができる。すなわち、計測装置１１０が、エレベーターかご１２０の移動速度を計測してエレベーター制御部１３０に送信する第１工程と、エレベーター制御部１３０が、第１工程で計測装置１１０から受信したエレベーターかごの移動速度が運行可能な閾値速度を超えたか否かを判定する第２工程と、エレベーター制御部１３０が、第２工程でエレベーターかご１２０の移動速度が閾値速度を超えたと判断した場合に、非常止めを作動させる信号を安全装置に送信する第３工程と、安全装置が非常止めを作動させてエレベーターかご１２０を停止させる第４工程と、を備えることにより、エレベーターシステム１０は、エレベーターかご１２０の移動速度が所定の閾値速度を超えた場合に、エレベーターかご１２０を非常停止させることができる。

（２）第２の実施形態
図１７は、第２の実施形態に係る計測装置１７００における結像部１７２０の配置構成例を示す図である。

第２の実施形態に係る計測装置１７００（あるいは、図１８で後述する計測装置１８００）は、第１の実施形態に係る計測装置１１０における結像部２２０に代えて、エレベーターかご１２０のｚ軸方向の揺れに対して撮像部２３０における結像倍率を不変に保つことができる、ロバストな結像部１７２０（あるいは結像部１８２０）を備える点を特徴とする。なお、第１の実施形態に係る計測装置１１０がｎ個（ｎ≧２）の結像部２２０を備えるのと同様に、第２の実施形態に係る計測装置１７００はｎ個（ｎ≧２）の結像部１７２０を備え、計測装置１８００はｎ個（ｎ≧２）の結像部１８２０を備える。そして、第２の実施形態に係る計測装置１７００，１８００のその他の構成については、第１の実施形態に係る計測装置１１０と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図１７では、ガイドレール１４０からの散乱光の光線が矢印付きの破線で示されている。図１７に示すように、結像部１７２０は、ガイドレール１４０からの散乱光を撮像部２３０に結像する。具体的には、対物レンズ１７２１は、ガイドレール１４０に相対向して配置され、ガイドレール１４０で散乱した散乱光を集光する。絞り１７２２は、対物レンズ１７２１で集光された散乱光の光量を制限し、撮像部２３０の撮像面に向けて送出する。

図１７に示すように、計測装置１７００において、結像部１７２０は、被写体（検出対象）となるガイドレール１４０がエレベーターかご１２０に対して相対的にｚ軸方向にぶれたときの倍率の変化の影響をなくすために、少なくとも物体側（ガイドレール１４０側）をテレセントリックな光学配置とする。

すなわち、計測装置１７００では、撮像部２３０の撮像面の中心、絞り１７２２の中心、及び対物レンズ１７２１の光軸が、同一直線上に位置するように配置され、かつ、絞り１７２２が対物レンズ１７２１の撮像部２３０側の焦点位置に配置される。なお、図１７の配置構成の場合、各撮像部２３０に対応する撮像領域１７３０には、移動方向に間隔Ｌ_ｇａｐが生じる。

図１８は、第２の実施形態に係る計測装置１８００における結像部１８２０の配置構成例を示す図である。前述したように、計測装置１８００は、第２の実施形態に係る計測装置１７００の別例であり、結像部１７２０とは異なる構造の結像部１８２０を複数備える点で、計測装置１７００とは異なる。

図１８では、ガイドレール１４０からの散乱光の光線が矢印付きの破線で示されている。図１８に示すように、結像部１８２０は、ガイドレール１４０からの散乱光を撮像部２３０に結像する。具体的には、結像部１８２０は、対物レンズ１８２１（第１のレンズ）と、絞り１８２２と、集光レンズ１８２３（第２のレンズ）とを備えて構成される。対物レンズ１８２１は、ガイドレール１４０に相対向して配置され、ガイドレール１４０で散乱した散乱光を集光する。絞り１８２２は、対物レンズ１８２１で集光された散乱光の光量を制限する。集光レンズ１８２３は、絞り１８２２と撮像部２３０との間に配置され、絞り１８２２で光量が制限された散乱光を集光し、集光した散乱光を撮像部２３０の撮像面に向けて送出する。

図１８に示すように、計測装置１８００において、結像部１８２０は、被写体（検出対象）となるガイドレール１４０がエレベーターかご１２０に対して相対的にｚ軸方向にぶれたときの倍率の変化の影響をなくすために、物体側（ガイドレール１４０側）をテレセントリックな光学配置とするとともに、撮像部２３０で生じる幾何収差を抑えるために、２枚以上のレンズによって撮像部２３０に結像する。またさらに、結像部１８２０は、像側（撮像部２３０側）もテレセントリックな光学配置にしてもよく、この場合は、撮像部２３０の取付時におけるｚ軸方向の寸法公差（ｚ軸方向の取付公差）を広げる役割を果たす。

すなわち、計測装置１８００では、撮像部２３０の撮像面の中心、集光レンズ１８２３の光軸、絞り１８２２の中心、及び対物レンズ１８２１の光軸が、同一直線上に位置するように配置され、かつ、絞り１８２２が、対物レンズ１８２１の撮像部２３０側の焦点位置に配置されるとともに、集光レンズ１８２３の対物レンズ１８２１側の焦点位置に配置される。なお、図１８の配置構成の場合、各撮像部２３０に対応する撮像領域１８３０には、移動方向に間隔Ｌ_ｇａｐが生じる。

以上に説明したように、本実施形態に係る計測装置１７００（または計測装置１８００）は、エレベーターかご１２０のｚ軸方向の揺れに対してロバストな、テレセントリックな光学配置の結像部１７２０（または結像部１８２０）を備えることにより、ガイドレール１４０の画像が光軸方向（ｚ軸方向）にぶれても、撮像部２３０の撮像面で結像する像の倍率を不変にすることができる。さらに、計測装置１７００（または計測装置１８００）は、撮像部２３０のｚ軸方向の取付位置のずれに対しても、撮像部２３０の撮像面で結像する像の倍率を不変にする構成とすることもできる。これらの結果として、計測装置１７００（または計測装置１８００）は、結像部１７２０（または結像部１８２０）及び撮像部２３０の取付時の寸法公差を大きく取ることができ、よりロバストな光学系を構成することができる。

また、計測装置１８００のように、結像部１８２０に、対物レンズ１８２１及び集光レンズ１８２３を含む複数枚のレンズを用いることにより、撮像部２３０で生じる結像部１８２０の幾何収差の影響を小さくすることにも期待できる。

また、本実施形態では、結像部１７２０（または結像部１８２０）において、対物レンズ１７２１（または対物レンズ１８２１）を、両側が球面、あるいは片側が球面で他方の片側を平面とし、かつ、ガラスレンズとして構成してもよい。また、集光レンズ１８２３についても、光線が通過する面の形状を、両側が球面、あるいは片側が球面で他方の片側を平面とし、かつ、ガラスレンズとして構成してもよい。このような構成を採用することにより、本実施形態に係る計測装置１７００（または計測装置１８００）は、より安価で高い耐久性を有する結像部１７２０（または結像部１８２０）を構成することができる。

また、本実施形態に係る計測装置１７００（または計測装置１８００）は、結像部の配置構成以外は、第１の実施形態に係る計測装置１１０と同様に構成されることから、第１の実施形態と同様に、超高速エレベーターのように移動体が高速で移動可能な場合であっても、移動体の移動距離及び／または移動速度を、高速かつ高精度に計測することができる。その結果、本実施形態に係る計測装置１７００（または計測装置１８００）を配置したエレベーターシステムでは、計測装置が算出した移動体の移動に係る情報（かご移動関連情報）に基づいて、所定の制御部（エレベーター制御部１３０）が移動体の運行制御や安全装置の制御を行うことができる。

（３）第３の実施形態
図１９は、第３の実施形態に係る計測装置１９００における結像部１９２０の配置構成例を示す図である。

第３の実施形態に係る計測装置１９００は、第２の実施形態と同様に、エレベーターかご１２０のｚ軸方向の揺れに対して撮像部２３０における結像倍率を不変に保つことができる、ロバストな結像部１９２０を備え、かつ、隣り合う撮像画像同士が接するようにｎ個（ｎ≧２）の結像部１９２０を配置する点を特徴とする。そして、第３の実施形態に係る計測装置１９００のその他の構成については、第１の実施形態に係る計測装置１１０と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図１９では、ガイドレール１４０からの散乱光の光線が矢印付きの破線で示されている。また、図１９では、分かりやすさのため、計測装置１９００が３つの結像部１９２０（１９２０－１～１９２０－３）を備える場合について、その配置構成例を示している。

図１９では、ガイドレール１４０からの散乱光の光線が矢印付きの破線で示されている。図１９に示すように、計測装置１９００では、結像部１９２０とガイドレール１４０との間にビームスプリッタ１９４０を配置するため、ガイドレール１４０からの散乱光はビームスプリッタ１９４０によって分割される。結像部１９２０－１と結像部１９２０－３は、ガイドレール１４０の表面で散乱された散乱光のうち、ビームスプリッタ１９４０により分割された透過光を、撮像部２３０－１，２３０－３の撮像面にそれぞれ結像させる光学系として構成されている。一方、結像部１９２０－２は、ガイドレール１４０の表面で散乱された散乱光のうち、ビームスプリッタ１９４０により分割された反射光を、撮像部２３０－２の撮像面に結像させる光学系として構成されている。

図１９に示すように、本実施形態における結像部１９２０は、第２の実施形態における結像部１７２０と同様に、被写体（検出対象）となるガイドレール１４０がエレベーターかご１２０に対して相対的にｚ軸方向にぶれたときの倍率の変化の影響をなくすために、少なくとも物体側（ガイドレール１４０側）をテレセントリックな光学配置とする。

ここで、テレセントリックな光学配置では、被写体（検出対象）となるガイドレール１４０の表面に対して、主光線（散乱光線Ｌ１９０１～Ｌ１９０３）が垂直になるという特徴がある。主光線以外の散乱光線は主光線を中心に広がり、結像部１９２０に入射するため、図１９のように結像部１９２０の受光面は、撮像領域１９３０の移動行路方向の辺の長さＬ_ｏｂｓに比べて大きくなる。そのため、第２の実施形態で図１７や図１８に示した配置構成では、第１の実施形態で図１５に示した配置構成のように隣り合う撮像領域が接する配置関係まで、結像部１７２０や結像部１８２０を空間的に近付けることができなかった。

上記問題に対して、第３の実施形態では、図１９に示すようにビームスプリッタ１９４０を設けて散乱光を分割することにより、物体側（ガイドレール１４０側）にテレセントリックな構成と、隣り合う撮像領域１９３０（撮像画像と読み替えてもよい）が接する構成とを両立することが可能となる。

なお、ビームスプリッタ１９４０は、ハーフミラーのように透過率と反射率が１：１となるような光学素子を用いてもよい。

また、ビームスプリッタ１９４０は、偏光ビームスプリッタのように、偏光により反射と透過が入れ替わる光学素子を用いることも可能である。この場合には、光送信部２１０（図１９には不図示）から出射される光の偏光を、対応する撮像部２３０の配置によって変えるとよい。例えば、ビームスプリッタ１９４０を透過する光の偏光を、例えばｙ軸方向になるように、ビームスプリッタ１９４０の方向を定める。そして、撮像部２３０－１，２３０－３により撮像する撮像領域１９３０－１，１９３０－３には、ビームスプリッタ１９４０によってｙ軸方向に偏光した光が入射するように、そして、撮像部２３０－２により撮像する撮像領域１９３０－２には、ビームスプリッタ１９４０によってｘ軸方向に偏光した光が入射するように、光送信部の偏光を定める。

以上に説明したように、本実施形態に係る計測装置１９００は、エレベーターかご１２０のｚ軸方向の揺れに対してロバストな、テレセントリックな光学配置の結像部１９２０を備えることにより、第２の実施形態と同様に、ガイドレール１４０の画像が光軸方向（ｚ軸方向）にぶれても、撮像部２３０の撮像面で結像する像の倍率を不変にすることができる。

また、本実施形態に係る計測装置１９００は、結像部１９２０とガイドレール１４０との間にビームスプリッタ１９４０を配置することにより、結像部１９２０をテレセントリックな光学配置とした場合でも、隣り合う撮像領域１９３０（撮像画像）が接するように配置することができる。この結果、相互相関関数Ｃを計算する際に撮像画像間で共通する領域の面積を増やすことができるため、移動体の移動量Δｙや移動速度の計測精度を高めることができる。

また、本実施形態に係る計測装置１９００は、結像部及び撮像部の配置構成以外は、第１の実施形態に係る計測装置１１０と同様に構成されることから、第１の実施形態と同様に、超高速エレベーターのように移動体が高速で移動可能な場合であっても、移動体の移動距離及び／または移動速度を、高速かつ高精度に計測することができる。その結果、本実施形態に係る計測装置１９００を配置したエレベーターシステムでは、計測装置が算出した移動体の移動に係る情報（かご移動関連情報）に基づいて、所定の制御部（エレベーター制御部１３０）が移動体の運行制御や安全装置の制御を行うことができる。

（４）第４の実施形態
上述した第１～第３の各実施形態では、計測装置をエレベーターシステムにおけるエレベーターかご１２０の位置または移動速度を計測する装置に適用した場合について述べたが、本発明は上記用途に限定されるものではなく、その他種々のシステム、装置、方法、及びプログラムに広く適用することができる。

例えば、第１の実施形態に係る計測装置１１０（他の実施形態に係る計測装置でもよい）は、エレベーターの運行だけではなく、エレベーターかご１２０よりも高速で走行する自動車や列車等の車両（移動体）において、車両の位置や速度を高精度に検出する用途に適用することが可能である。例えば、自動運転車においては、高速道路における位置監視または速度監視の目的、あるいは、駐車場、ガソリンスタンド、または充電スタンド等における高精度な位置決定の目的で、計測装置１１０を適用することが可能である。

図２０は、計測装置１１０を車両に適用した車両移動距離・速度検出システム２０００の構成例を示す図である。

図２０に示す車両移動距離・速度検出システム２０００において、計測装置１１０は、路面２０２０内（例えば、線路上）を走行する車両２０１０（例えば、自動車や列車）の側部または底部に配置される。計測装置１１０は、車両２０１０の移動距離及び／または速度（車両２０１０の移動に係る情報）を計測し、車両２０１０の運行制御を行うために有用な信号情報を、車両制御部（不図示）に出力する。車両制御部は、例えば車両２０１０を安全に動作及び停止させるための運行制御を実施する。

以上のように計測装置１１０を車両２０１０に適用することにより、車両移動距離・速度検出システム２０００は、より高速に移動する車両上からも、移動距離及び／または移動速度を高精度かつ短時間で測定することができるため、車両２０１０を安全に動作及び停止させる制御に役立てることができる。

また、例えば、第１の実施形態に係る計測装置１１０（他の実施形態に係る計測装置でもよい）は、クレーンの運行制御にも適用することが可能である。

図２１は、計測装置１１０をクレーンに適用したクレーン移動距離・速度検出システム２１００の構成例を示す図である。

図２１に示すクレーン移動距離・速度検出システム２１００において、計測装置１１０は、レール２１２０に沿って１軸方向に運行するクレーン２１１０の側部または底部に配置される。図２１の場合、レール２１２０が静止構造物に相当する。

計測装置１１０は、レール２１２０の壁面を撮像し、クレーン２１１０の移動量または速度（クレーン２１１０の移動に係る情報）を計測し、クレーン２１１０の運行制御を行うために有用な信号情報を、クレーン制御部（不図示）に出力する。そしてクレーン制御部は、計測装置１１０から入力された情報に基づいて、クレーン２１１０の動作を監視し、位置異常や速度異常を検出する。

以上のように計測装置１１０をクレーン２１１０に適用することにより、クレーン移動距離・速度検出システム２１００は、クレーン２１１０の運行制御においてその安全性を高めることができる。

なお、以上に述べた各実施形態は、本発明を分かりやすく説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また例えば、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換等をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、図面において制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０ エレベーターシステム
１１０，１１０Ａ，１７００，１８００，１９００ 計測装置
１２０ エレベーターかご
１３０ エレベーター制御部
１４０ ガイドレール
２１０ 光送信部
２２０，１７２０，１８２０，１９２０ 結像部
２３０ 撮像部
２４０ 画像処理部
３１０ タイミング制御部
３２０ 画像生成部
３３０ 移動量算出部
３４０ 通信部
４１１，４１２，５１１，５１２，１６１１，１６１２ 散乱輝度分布
４２１，４２２，１６２１，１６２２ 撮像画像
５２１，５２２ 撮像領域（撮像画像）
６１０ 相関表
７１０ ゲート信号
８００ 記憶素子
８１０ 相関計算部
８２０ 統合計算部
１０１０，１４３０，１５３０，１７３０，１８３０，１９３０ 撮像領域
１２１０，１３１０ 出射光線
１２２０，１３２０ 散乱光線
１４２１，１５２１，１７２１，１８２１ 対物レンズ
１４２２，１５２２，１７２２，１８２２ 絞り
１８２３ 集光レンズ
１９４０ ビームスプリッタ
２０００ 車両移動距離・速度検出システム
２０１０ 車両
２０２０ 路面
２１００ クレーン移動距離・速度検出システム
２１１０ クレーン
２１２０ レール

Claims (14)

1. 移動路を移動する移動体に設置されて、前記移動体の移動距離及び／または移動速度を計測する計測装置であって、
   所定周期のフレームごとに発生されるゲート信号に応答して、前記移動路において前記移動体の移動方向に平行な第１の方向に沿って配置された静止構造物を照射する光を送信する光送信系と、
   前記光による前記静止構造物からの散乱光を撮像面に結像する結像系と、
   前記ゲート信号に基づく露光時間に亘って、前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像系と、
   前記ゲート信号を生成し、前記撮像系で変換された前記電気信号に基づいて前記移動体の移動距離及び／または移動速度を算出し送信する画像処理部と、
   を備え、
   前記撮像系が撮像する前記散乱光は、前記静止構造物において前記第１の方向に直列に配置されるｎ個（ｎは２以上の整数）の撮像領域からの散乱光である
   ことを特徴とする計測装置。
2. 前記ｎ個の撮像領域は、前記静止構造物において前記第１の方向に直列に、略同一の大きさで等間隔に配置され、
   隣り合う前記撮像領域の中心の間隔が、前記撮像領域の前記第１の方向の辺の長さの２倍以下とされる
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 前記結像系は、前記第１の方向に沿って直列に配置されたｎ個の結像部を有し、
   前記撮像系は、前記第１の方向に沿って直列に配置されたｎ個の撮像部を有し、
   それぞれの前記結像部は、前記撮像領域からの散乱光を前記撮像系の撮像面に結像し、
   それぞれの前記撮像部は、時間的に同期した前記ゲート信号を受信すると、前記結像部によって前記撮像面に結像された散乱光を、当該ゲート信号の周期ごとに略同時に取り込む
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。
4. 前記結像系と前記静止構造物との間に配置されるビームスプリッタをさらに備え、
   前記結像系は、前記撮像領域からの散乱光を前記撮像系の撮像面に結像するｎ個の結像部を有し、
   前記撮像系は、時間的に同期した前記ゲート信号を受信すると、前記結像部によって前記撮像面に結像された散乱光を、当該ゲート信号の周期ごとに略同時に取り込むｎ個の撮像部を有し、
   前記ｎ個の撮像部は、前記ビームスプリッタを透過した前記散乱光を取り込む第１の撮像部と、前記ビームスプリッタを反射した前記散乱光を取り込む第２の撮像部と、に分けられ、
   隣り合う前記撮像領域の中心の間隔が、前記撮像領域の前記第１の方向の辺の長さ以下とされる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。
5. 前記ビームスプリッタは偏光式ビームスプリッタであり、
   前記光送信系は、前記第１の撮像部の撮像領域を照射する第１の光送信部と、前記第２の撮像部の撮像領域を照射する第２の光送信部と、を有し、
   前記第１の光送信部が出射する光の偏光方向は、前記偏光式ビームスプリッタが透過する偏光方向と略一致し、
   前記第２の光送信部が出射する光の偏光方向は、前記偏光式ビームスプリッタが反射する偏光方向と略一致する
   ことを特徴とする請求項４に記載の計測装置。
6. それぞれの前記結像部は、
   前記撮像領域からの散乱光を集光する第１のレンズと、
   前記第１のレンズを透過した散乱光の光量を制限する絞りと、
   を有し、
   前記第１のレンズ及び前記絞りが、前記静止構造物側にテレセントリックに配置される
   ことを特徴とする請求項３から請求項５の何れか１項に記載の計測装置。
7. 前記結像部は、
   前記撮像領域からの散乱光を集光する第１のレンズと、
   前記第１のレンズを透過した散乱光の光量を制限する絞りと、
   前記絞りと前記撮像部との間に配置され、前記絞りによって光量が制限された散乱光を集光する第２のレンズと、
   を有し、
   前記第１のレンズ、前記絞り、及び前記第２のレンズが、前記静止構造物側及び前記撮像部側の双方にテレセントリックに配置される
   ことを特徴とする請求項６に記載の計測装置。
8. 前記画像処理部は、
   第１フレームにおいて撮像されたｎ個の第１撮像画像と、前記第１フレームよりも後の第２フレームにおいて撮像されたｎ個の第２撮像画像のうち、撮像領域が相関関係を有する前記第１撮像画像と前記第２撮像画像との画像上のずれを算出し、
   前記算出したずれに、前記第１撮像画像の撮像領域の中心と前記第２撮像画像の撮像領域の中心との距離を加算する加算演算を行い、
   前記加算演算による算出値を、前記第１フレームから前記第２フレームまでのフレーム間における前記移動体の前記移動距離とする
   ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の計測装置。
9. 前記撮像系において前記ｎ個の撮像部が前記第１の方向に沿って直列に配置されているとき、
   前記画像処理部は、前記加算演算において、
   前記算出したずれに、前記第１撮像画像を撮像した前記撮像部の中心と前記第２撮像画像を撮像した前記撮像部の中心との距離を加算する
   ことを特徴とする請求項８に記載の計測装置。
10. 前記画像処理部は、撮像領域が相関関係を有する前記第１撮像画像と前記第２撮像画像の全ての組み合わせについて、各組み合わせに対する前記ずれの算出及び前記加算演算を並列処理で実行する
    ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の計測装置。
11. 前記画像処理部は、前記加算演算による算出値を前記第１フレームから前記第２フレームまでの経過時間で除算した値を、前記第１フレームから前記第２フレームまでのフレーム間における前記移動体の前記移動速度とする
    ことを特徴とする請求項８から請求項１０の何れか１項に記載の計測装置。
12. 前記画像処理部が前記加算演算を用いて算出する前記移動距離及び／または前記移動速度の分解能に対する計測可能な最大量の比は、前記撮像領域の個数ｎの増加により、前記第１の方向に沿って拡張される
    ことを特徴とする請求項８から請求項１１の何れか１項に記載の計測装置。
13. 昇降路内を移動するエレベーターかごと、
    前記昇降路内に前記エレベーターかごの移動方向に平行な第１の方向に沿って配置されたガイドレールと、
    前記エレベーターかごの動作を制御するエレベーター制御部と、
    前記エレベーターかごに配置されて前記エレベーターかごの移動距離及び／または移動速度を計測する計測装置と、
    を備え、
    前記計測装置は、
    所定周期のフレームごとに発生されるゲート信号に応答して、前記ガイドレールを照射する光を送信する光送信系と、
    前記光による前記ガイドレールからの散乱光を撮像面に結像する結像系と、
    前記ゲート信号に基づく露光時間に亘って、前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像系と、
    前記ゲート信号を生成し、前記撮像系で変換された前記電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離及び／または移動速度を算出し、前記エレベーター制御部に送信する画像処理部と、
    を有し、
    前記撮像系が撮像する前記散乱光は、前記ガイドレールにおいて前記第１の方向に直列に配置されるｎ個（ｎは２以上の整数）の撮像領域からの散乱光である
    ことを特徴とするエレベーターシステム。
14. エレベーターかごの運行を制御するエレベーターシステムによるエレベーター運行方法であって、
    前記エレベーターシステムは、昇降路内を移動するエレベーターかごと、前記昇降路内に前記エレベーターかごの移動方向に平行な第１の方向に沿って配置されたガイドレールと、前記エレベーターかごの動作を制御するエレベーター制御部と、前記エレベーターかごに配置されて前記エレベーターかごの移動速度を計測する計測装置と、前記エレベーターかごを非常止めによって停止させる安全装置と、を有し、
    前記計測装置は、所定周期のフレームごとに発生されるゲート信号に応答して、前記ガイドレールを照射する光を送信する光送信系と、前記光による前記ガイドレールからの散乱光を撮像面に結像する結像系と、前記ゲート信号に基づく露光時間に亘って、前記撮像面に結像された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像系と、前記ゲート信号を生成し、前記撮像系で変換された前記電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動速度を算出し、算出した移動速度を前記エレベーター制御部に送信する画像処理部と、を有し、
    前記計測装置において、前記撮像系が撮像する前記散乱光は、前記ガイドレールにおいて前記第１の方向に直列に配置されるｎ個（ｎは２以上の整数）の撮像領域からの散乱光であり、前記画像処理部は、前記フレーム間における前記エレベーターかごの前記移動速度を算出して前記エレベーター制御部に送信するものであり、
    前記計測装置が、前記エレベーターかごの移動速度を計測して前記エレベーター制御部に送信する第１工程と、
    前記エレベーター制御部が、前記第１工程で計測装置から受信したエレベーターかごの移動速度が運行可能な閾値速度を超えたか否かを判定する第２工程と、
    前記エレベーター制御部が、前記第２工程で前記エレベーターかごの移動速度が前記閾値速度を超えたと判断した場合に、非常止めを作動させる信号を前記安全装置に送信する第３工程と、
    前記信号を受信した前記安全装置が、前記非常止めを作動させて前記エレベーターかごを停止させる第４工程と、
    を備える
    ことを特徴とするエレベーター運行方法。
    

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