JPS6337028B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は空間フイルタ法の原理を利用して、
輝度空間分布状態の変化を捉えることにより、エ
レベータのかご内の異常を検出する装置に関する
ものである。

輝度空間分布の変化を捉えることにより、エレ
ベータのかご内の異常を検出する装置として、出
願人は例えば、特願昭55―178524「エレベータか
ご内異常検出装置」や、特願昭56―10997「状況検
出装置」、特願昭56―100241「エレベータの制御装
置」、特願昭56―214083「エレベータかご内異常検
出装置」等を提案している。これらの詳細につい
ては説明を省略するが、輝度空間分布の変化を捉
えることにより、かご内の乗客の動きや或いは刃
物、煙、炎等を検出し、犯罪や、子供の飛び跳ね
によるいたずら、火災等を未然に防止することの
できる防犯、防災装置として非常に有効なもので
ある。

ところで、輝度空間分布の変化を捉える方法の
一例として、上述の特願昭56―10997「状況検出装
置」のように広立体角プリズムを用いた場合につ
いて考えてみる。第１図はその原理を説明する図
である。なお、以下は説明の都合上、測定対象は
点光源としているが、不規則な輝度分布をもつ二
次元の広がりが対象であつても点光源の集まりと
して同様に考えることができる。図中、１は広立
体角プリズム、ａ〜ｇは広立体角プリズム１のカ
ツト面（他のカツト面は図示を省略）、２は集光
レンズ、Ａ及びＢは物面Ｘ―X′上の点光源、
A′及びB′は点光源Ａ及びＢに対応する像面Ｓ―
S′上の像である。この時、像面Ｓ―S′上にできる
像の数は、点光源が広立体角プリズム１の視野内
にある場合、カツト面数と同じ数だけ現われる
が、第１図では簡単のためカツト面ａについてだ
け示している。いま点光源Ａがｘ方向に等速度
Vaで移動すると、像面Ｓ―S′上の像A′はＰ点が
見る点光源Ａのイメージ角速度（Va／Ｈ）に比
例して移動し、その速度Va′はVa′＝ｈ／Ｈ・Va
で表わされる。ただしＨは点光源Ａとカツト面ａ
上のＰ点との距離、ｈは像A′とＰ点との距離で
ある。同様に、点光源Ｂの速度をVb、点光源Ｂ
と点Ｐとの距離をH′、点Ｐと像B′との距離を
h′とすると像B′の速度Vb′は、Vb′＝h′／H′・Vb
で表わされる。ここで点光源Ａの速度Vaと点光
源Ｂの速度Vbが等しいとすると、図から明らか
なようにｈ／Ｈ＞h′／H′であるためVa′＞Vb′と
なる。すなわち、物面Ｘ―X′上を点光源が等速
度で移動しても各点のイメージ角速度が異なるた
め、広立体角プリズム１の視野角の周辺部を移動
する点光源に対応する像の移動速度は、視野角の
中心部を移動する点光源に対応する像の移動速度
より遅くなる。

以上はカツト面ａに対するものだけについて述
べたが、他のカツト面についても同様である。

第２図は点光源Ａについて、他のカツト面によ
る像についても示した図であり、第３図は第２図
のＬ―L′矢視図である。図中、３は光電変換素
子、Ｑはその出力信号、なお第１図と同一のもの
は同一符号にて示している。今、点光源Ａが第２
図に示す位置にあるとき、広立体角プリズム１及
び集光レンズ２を透過した光線は、第３図に示す
ように光電変換素子３の受光面及びその周辺に多
数の像A′を結ぶ。点光源Ａが移動すると像A′群
も光電変換素子３上を移動し、その出力信号Ｑの
振幅は点光源Ａの光強度に比例し、又周波数は点
光源Ａの移動速度（厳密にはイメージ角速度）に
比例する。

第４図は点光源Ｂについて示した第２図相当図
であり、第５図は第４図のＬ―L′矢視図で第３図
相当図である。第４図のように点光源B′が広立
体角プリズム１の視野角の周辺部にあるときは、
その像B′群は第５図の如くなり、光電変換素子
３への光量は減少し、また像B′の移動速度は第
１図で説明したように像A′に比べて遅くなる。
従つて点光源ＡとＢとが等速度で移動していて
も、点光源Ｂに対応する出力信号Q′は点光源Ａ
に対応する出力信号Ｑに比べて、振幅は小さく、
周波数は低くなる。この結果、広立体角プリズム
１の視野角内すなわち検出範囲内を物体が等速度
で移動しても、プリズム直下付近とそれより離れ
た位置とでは、光電変換素子の出力信号の周波数
や振幅が異なり、移動物体の空間情報の検出にバ
ラツキが生じ、等価的に視野角が減少することに
なる。これを防止するためには光電変換素子３の
受光面積を大きくすることも考えられるが、空間
周波数の減少やＳ／Ｎ比の悪化につながり、望ま
しくない。通常エレベータ内での犯罪は、ほとん
どの場合かごの真中よりも壁に近い所で行なわれ
ると予想され、この点からもプリズムの直下付近
だけでなく周辺部の動きも的確にとらえる必要が
ある。

本発明はこうした点に鑑みてなされたもので、
空間情報の検出感度のバラツキをなくすことによ
り、視野角の増大と信頼性の向上とを図ることを
目的としたものである。

本発明の最も特徴とするところは、光電変換素
子を複数個設けたことと、更に視野角の中心部に
対応する光電変換素子の出力信号処理と、視野角
の周辺部に対応する光電変換素子の出力信号処理
とにおいて、それぞれの帯域フイルタの特性、或
いは前置増幅器の増幅度を異なつた値に設定する
ようにしたことである。

以下本発明を図面に基づいて説明する。第６図
は本発明の構成の一実施例を示す図である。第６
図において２０〜２８（一部図示省略）は光電変
換素子であり、その具体的な配置の一例を第７図
に示している。第７図において、２０は視野角の
中心部に対応する光電変換素子で、第３図或いは
第５図の光電変換素子３に相当するものであり、
この光電変換素子２０の周囲に、視野角の周辺部
に対応する光電変換素子２１〜２８を配置した構
成となつている。このような配置とすることによ
り、第３図或いは第５図のように点光源の像群が
生じた場合、点光源が視野角の中心部に位置する
場合の像群A′はその大部分が光電変換素子２０
上に生じ、点光源が視野角の周辺部に位置する場
合の像群B′はその大部分が光電変換素子２１〜
２８の何れかに生じることになる。

このように光電変換素子２０は主に視野角の中
心部に対応し、光電変換素子２１〜２８は視野角
の周辺部に対応するが、このとき視野角の周辺部
に位置する点光源に対応する像群、すなわち光電
変換素子２１〜２８上に生じる像群は点光源から
の距離が大きいために暗くなり、反対に視野角の
中心部に位置する点光源と対応する像群、ずなわ
ち光電変換素子２０上に生じる像群は点光源から
の距離が小さいために明るくなる。従つて視野角
周辺部の点光源と中心部の点光源とを同一の輝度
レベルで検出するためには、光電変換素子２０の
出力信号の増幅度を光電変換素子２１〜２８の出
力信号の増幅度より低く設定する必要のあること
が分かる。

また、前述のように視野角の周辺部に位置する
点光源に対応する像群の速度は、視野角の中心部
に位置する点光源に対応する像群の速度よりも遅
くなるため、すなわち点光源の速度が同じであつ
ても光電変換素子２１〜２８の出力信号の周波数
は低く、光電変換素子２０の出力信号の周波数は
高くなる。従つて周辺部の点光源と中心部の点光
源を同一の速度レベルで捉えるためには、光電変
換素子２０に対応する帯域通過フイルターの通過
帯域を、光電変換素子２１〜２８に対応する帯域
通過フイルターの通過帯域より高帯域側に設定す
る必要のあることが分かる。

第６図に戻つて、３０〜３８（一部図示省略）
は光電変換素子２０〜２８からの出力信号をそれ
ぞれ増幅する前置増幅器で、前述の点から光電変
換素子２０に接続された前置増幅器３０のみ他の
ものより増幅度を設定している。１０はこれらを
内蔵した検出部で、例えばエレベータのかごの天
井部等に取り付けられる。４０〜４８はそれぞれ
不要な信号成分が取り除き異常な動きに対応する
信号を取り出すための帯域通過フイルターで、そ
の通過特性は前述の点から、前置増幅器３０に接
続された帯域通過フイルター４０のみ他のものよ
り高帯域側に設定する。例えば帯域通過フイルタ
ー４０は15〜40Hz、他のフイルターは５〜30Hz前
後において減衰特性のよい、チエビシエフ特性を
持つたアクテイブ形のものを使用すればよい。４
０ａ〜４８ａはそれぞれ帯域通過フイルター４０
〜４８を通過後の信号で、５０はそれらの信号の
合成回路、５０ａは合成回路５０の出力信号、６
０はウインドコンパレータで構成され、ある一定
値以上の振幅信号を出力６０ａとして取り出すレ
ベル検出器である。

第８図は合成回路５０の一実施例を示す回路図
で、５１は加算、減算を行う差動増幅器であり、
信号４１ａ＋４３ａ＋４５ａ＋４７ａと信号４２
ａ＋４４ａ＋４６ａ＋４８ａとを入力する構成と
しているので、同相雑音成分は除去され、光電変
換素子全体の受光合計面積が広くてもＳ／Ｎ比は
悪化しない。５１ａはその出力信号であり、５２
は信号５１ａと信号４０ａとを加算する加算器、
５０ａはその出力信号である。

以上の構成において、エレベータのかご内では
通常、特に運転中は乗客の動きは緩慢であるため
光電変換素子２０〜２８の出力信号の周波数は低
いが、かご内に何らかの異常が発生するとかご内
の乗客の動きも正常時より激しくなり、周波数も
高くなつて、帯域通過フイルター４０〜４８を通
過し、信号４１ａ〜４８ａとして取り出される。

このとき、前述のように同じ動きに対して、光
電変換素子２０の出力周波数は高くなり、光電変
換素子２１〜２８の出力周波数は低くなるが、各
帯域通過フイルター４０〜４８の特性はそれに合
わせて設定したあるのため、かごの中央部の動き
のみを検出し周辺部の動きは検出されないといつ
たようなことは避けることができる。

また、前述のように光電変換素子２０の出力信
号の振幅レベルは他の光電変換素子２１〜２８の
出力信号の振幅レベルよりも高くなるが、それに
合わせて前置増幅器３０のみ増幅度を低く設定し
てあるので、帯域通過フイルター通過後の信号４
０ａ〜４８ａは、同じ物体の動きに対してはかご
内のどの位置に対してもほぼ同じ振幅レベルにな
る。そしてこれらの信号を合成回路５０で合成し
た後、レベル検出器６０である一定値以上の振幅
レベルの信号を出力６０ａとして取り出し、これ
により警報装置や通報装置を作動させたり、エレ
ベータを最寄階へ停止させたりして乗客の早期の
安全を図ることができる。

このようにして、同一物体の同じ動きに対し
て、かご内の中心部であろうと周辺部であろうと
同じ判断を下すことができる。

以上のように本発明によれば、光電変換素子を
複数個設け、それぞれの前置増幅器の増幅度や帯
域フイルターの特性を、視野角の中心部に対応す
るものと周辺部に対応するものとで異なる値に設
定するようにしたので、空間情報の検出のバラツ
キをなくすることができ、等価的に視野角を増大
させ、信頼性の向上に大きな効果を発揮する。

なお上記の説明において、光電変換素子の数や
形状や配列は第７図の例に限られるものではな
く、例えばアレー状に配列するなど種々の構成が
考えられる。また合成回路５０内の信号の重みづ
けは光電変換素子の配列の仕方により任意に選べ
ばよい。また検出体として上記の例では広立体角
プリズムを用いて説明したが、勿論これに限られ
るものではない。更に、上記の例では輝度空間分
布の変化として乗客や物体の動きのみについて説
明を行なつたが、例えば前述の特願昭56―214083
「エレベータかご内異常検出装置」のように、炎
や煙の発生、或いは刃物を検出する場合にも同様
に本発明を適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は輝度空間分布の変化を捉える原理を説
明する図、第２図は点光源Ａとその像との関係を
示す図、第３図は第２図のＬ―L′矢視図、第４図
は点光源Ｂについて示した第２図相当図、第５図
は第４図のＬ―L′矢視図、第６図は本発明の構成
の一実施例を示す図、第７図は光電変換素子素子
の配置の一実施例を示す図、第８図は合成回路５
０の一実施例を示す回路図である。 １…広立体角プリズム、２…集光レンズ、３，
２０〜２８…光電変換素子、３０〜３８…前置増
幅器、４０〜４８…帯域通過フイルター、５０…
合成回路、６０…レベル検出器、Ａ，Ｂ…点光
源、A′，B′…点光源の像、ａ〜ｇ…カツト面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数のカツト面を有しエレベータのかご内を
   視野角とする広立体角プリズムと、該プリズムを
   通過した光線を集光するレンズと、集光された光
   線に対応する信号を出力する光電変換素子と、該
   光電変換素子の出力信号の内容を判定する装置と
   を備え、エレベータかご内の輝度空間分布の変化
   により異常を検出するようにしたエレベータのか
   ご内異常検出装置において、 前記光電変換素子を複数個設け、各光電変換素
   子のそれぞれに前置増幅器と帯域通過フイルター
   を接続するとともに、その中で前記視野角の中心
   部に対応する光電変換素子に接続された前置増幅
   器の増幅度を、前記視野角の周辺部に対応する光
   電変換素子に接続された前置増幅器の増幅度より
   も低く設定し、前記視野角の中心部に対応する光
   電変換素子に接続された帯域通過フイルターの通
   過帯域を、前記視野角の周辺部に対応する光電変
   換素子に接続された帯域通過フイルターの通過帯
   域よりも高帯域側に設定したことを特徴とするエ
   レベータのかご内異常検出装置。