JPH067170B2

JPH067170B2 - 像発生方法及び像形成装置

Info

Publication number: JPH067170B2
Application number: JP59263068A
Authority: JP
Inventors: ニルス‐ロベルト・ロツシヤー
Original assignee: Elevator GmbH
Current assignee: Elevator GmbH
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1984-12-14
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: GB2154004A; FI71206B; US4679032A; FI834600A0; FI71206C; GB8431338D0; GB2154004B; BR8406408A; FR2556858B1; DE3445756A1; DE3445756C2; FI834600A7; FR2556858A1; JPS60203881A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、一次元又は複数次元像フィールドを有する像
形成装置におけるコントラスト弁別に基づく像発生方
法、及びこの方法で使用する像形成装置に関する。

多数の産業の製品及び機能を自動化するのは容易であ
り、その能率は、視覚又は聴覚として作用する簡単な像
形成装置を種々の制御及び監視機能に対して使用できれ
ば向上することができる。この種の動作としては、例え
ば、昇降機ドアの動作の最適化又は自動化材料取扱にお
ける倉庫システムにおいて棚ビーム中の位置選定があ
る。

現在使用されている像形成装置のうち多数の像素子と共
に作動する像形成装置は小さいフォーマット制御及び監
視の仕事において使用するには感度が充分でない。例え
ば、カラーテレビジョン映像を実時間で符号化するには
約８５Ｍビット／秒の処理速度を必要とするが、８ビッ
トマイクロプロセッサはかなり高速のものでもクロック
周波数が６〜８MHz以下である。本発明の構成は比較的
少ない数の像点を有する小型フォーマット装置を対象と
し、特に像情報の前処理に集中されており、その場合使
用対象物に差程左右されないで前処理を行うことができ
る。

撮像装置又はこれに等価な装置を使用しない小型フォー
マット装置は一般に、少ない数の独立作動オン／オフ・
センサの周りに構成される。最も普通の形式のセンサと
してホトセル、超音波ピックアップ装置並に誘導性及び
容量性ピックアップ装置がある。前記ピックアップ装置
は一層正確かつ安価となるよう開発されているので、種
々の用途においてその数を増大することができるが、か
かる用途において前記センサは依然として個別に作動
し、各センサは固有の動作点に設定される。異なる測定
点の同期化において相違する構成のものが、例えば、ヨ
ーロッパ特許出願に開示されており、これには６個の像
形成点を有する近接検出器が記載されている。この構成
では容量性アンテナからの信号を合成処理して、いずれ
か一つのアンテナにおけるキャパシタンスの適切な変化
により、すべてのアンテナの平均変化につき識別可能な
変化が生じるようにしている。

一点センサ及び差動二点センサに比べた上記構成の利点
はそのカバー範囲即ちカバレッジが遥に大きいことであ
る。アンテナの出力はその平均値と比較されるだけであ
るから、これは精密な像形成を表わすと考えることはで
きない。更に前記ヨーロッパ特許出願による構成の欠点
は当該環境における背景キャパシタンスに対する感度が
高いことであり、背景キャパシタンスは特に昇降機での
使用に際しては各階毎に変化し、かつ例えば、特に昇降
機ドアが完全に閉じたときの如き特殊な状態における制
御能力が貧弱なことである。例えば、昇降機ドアにおけ
る縁部センサの感度については環境状態に起因して妥協
案の使用を避け得ないことがしばしばあり、その理由は
そうしないと装置が低信頼性、過敏となるからである。

６個の如き少ない数の像形成点で構成された像は単なる
平均値からのずれに比べ遥に多くの情報を含んでいる。
ホトダイオード・アレイの如き、典型的に多い数の像点
を取扱う装置は、すべての像形成点ができるだけ同じ利
得を有するよう構成される。像を複数の安価なセンサ例
えばホトトランジスタに基づいて形成することが所望さ
れる場合、利得の変化並に汚染及び他の環境要因により
像形成点の安定な同期を図ろうとする試みがいずれも阻
害されている。かかる場合には、例えばマイクロコンピ
ュータにより自動的に増幅器を個別に校正できるとして
も、増幅器の個別の校正によっては満足な解決策を得る
ことはできない。

本発明の目的は、小フォーマット用の像発生方法及び像
形成装置であって、上記欠点を除去するか又は大幅に軽
減し、かつ簡単であって、状態及び擾乱の変化に感応せ
ず、更に、安価である像発生方法及び像形成装置を提供
するにある。この目的を達成するため本発明の像発生方
法は、像形成点から得た像信号により各像形成点に接続
した像形成回路部（以下像形成チャンネルと称する）に
おける電流を発生し、前記電流が像形成チャンネルの中
間引出タップ点（以下引出タップ点と称する）から前記
チャンネルに流れる電流と、前記引出タップ点に確立さ
れる電圧とに影響を及ぼしてその積が像信号電流に比例
するようにし、その場合像形成チャンネルの出力を電流
に比例する周波数とし、かつ適切に選定したインピーダ
ンスを介して１個又は複数個の像形成チャンネルの引出
タップ点を接続する相互作用回路網に外部から適切な電
流を供給することにより所望のコントラスト向上を達成
し、各像形成チャンネルから得た周波数が像形成過程に
対する開始点を構成することを特徴とする。

この方法の利点は、相互作用回路網により、像形成点に
よって発生した電流が、像フィールドの背景の前方に入
った物体のため電流が通常より大きくなった点に漏洩す
ることである。この特長はコントラスト弁別の基礎とな
り、その理由は像形成チャンネルの間の差異が増大され
かつ感度が向上するからである。

周波数に基づいて像をディジタル形式に変換すること、
例えば、一定期間にわたりパルスの数を計数することに
より像をディジタル形式に変換することは容易である。
周波数成分によって規定されたコントラスト像は各特定
用途において適切な態様で後処理することができる。従
って他の重要な利点は像信号を簡単な手段により実時間
において並列にディジタル形式に直接変換できることで
ある。

本発明の方法の好適な実施例は相互作用回路網の直列接
続抵抗−コンデンサ・インピーダンスと共に元の像信号
から成る強度像の角度変化に比例する周波数成分を形成
し、前記周波数成分が角度変化によって決まる時間が経
過するに従って、見られた物体の永久的変化に適応して
円滑な像に寄与するようにすることを特徴とする。

ここに云う“強度像の角度変化”とは直線性強度像のグ
ラフの個別の値を表わす点を結ぶライン間の角度の変化
を意味し、以下“二次微分係数”とも称する。

また、“物体の永久的変化”とは適応効果を意味し、
“永久的変化”によって適応を生じ、この後像の特長は
最早検出されなくなる。

また本発明の方法は、像形成チャンネルの引出タップ点
に抵抗を接続し、その一端を適切に選定した電圧レベル
に結合することにより像信号の絶対値に比例する周波数
成分を発生させることを特徴とする。

用語“適応”は一般に、擾乱に対し或る数の反応動作が
減少し、遂には擾乱が依然存在しているが反応動作が完
全に存在しなくなることを意味する。かかる特長は前も
って種々の制御装置に組込まれる。かかる特長は、擾乱
の原因が依然存在しかつ考慮する必要があるにも拘らず
人間の如き主要な擾乱さえ監視像と適応してしまうとい
う欠点によって阻害される。この様な場合本発明の方法
は３つの異なる態様で行われ、即ち二次微分係数に比例
する成分の適応即ち像形成点からの強度信号から成る曲
線の勾配の変化に適応させることによって行われるか；
擾乱が存在している間に絶対値に比例する成分を発生及
び維持することによって行われるか；擾乱が消滅したと
き適応の残像効果によって行われ、従って適応した円滑
な背景像において、“負”像を発生する。前記異なる動
作モードにより精密な監視装置を構成することが可能と
なる。

正常な状態において決定的要因となる第１周波数像成分
が像形成の対象物の二次微分係数だけに比例するという
ことは、たとえその大きさが像フィールドを横切って直
線性で変化しなくても、擾乱の指示は像フィールド全体
にわたって起る変化に対しては生じないことを意味し、
擾乱の指示は不連続な局部的変化に対してだけ生じる。
かかる態様において当該環境における無関係な変化は像
形成から除去される。

昇降機の分野における本発明の方法の好適な実施例は、
コントラスト弁別に基づく容量性像形式装置を昇降機の
安全縁部につき一次元的に使用して昇降機のドア開放部
分の少なくとも一側において像形成点を垂直列の形態に
配置し、前記点により昇降機ドアの開放部分に人間及び
物体が入るのを監視し、前記像形成装置が、昇降機ドア
の間に障害物が入っている旨結論したとき、このことを
昇降機の制御装置に知らせることを特徴とする。

用語“安全縁部”は、ドア縁部においてさら穴に配設さ
れるばね力の作用する細条から成り、かつ障害物に衝突
した際昇降機ドアの動作を制御するリミットスイッチ上
で作動する昇降機ドア上の機械的安全装置に由来してい
る。上述した本発明の特長を参照して、本発明の安全縁
部は環境変化分を除去すること及び適応によりあらゆる
状態において適切な感度を有する他、構造が簡単なため
良好な安定性を示す。

本発明の方法の昇降機に対する実施例では、像形成装置
が、ドア開放部分においてアンテナによって見られるキ
ャパシタンスの絶対値及び障害物指示の持続時間を独立
して測定することにより昇降機ドアの動作を監視し、ド
アが閉じたとき、安全縁部を不作動とし、従ってキャパ
シタンスが、ドアが開いている間、または障害物指示の
加算された持続時間が所定限界値を超えている間に比べ
明確に大きくなるようにすることを特徴とする。

上述した動作のため昇降機の使用可能の度合は安全縁部
の故障に大幅に左右されなくなり、その理由は安全縁部
が内部監視動作により永久的に作動不能となり、これ
を、例えば、ホトセルで置換してほぼすべての故障瞬時
に安全装置として作動させるからである。

本発明の方法の実施例使用するため本発明の像形成装置
は、各像形成点に対し１個の像形成チャンネルを備え、
像形成チャンネルには像形成点におけるピックアップ装
置に対する信号／周波数変換装置を設け、前記変換装置
を２段電荷供給装置で構成し、その第１段電荷供給装置
を像形成点の電流信号の発生装置とし、かつその第２段
電荷供給装置を発振器とし、その周波数を前記電流信号
を介して、かつ２段電荷供給装置を介して、又は相互作
用回路網を形成するため適切なインピーダンスを経て１
個又は数個の他の信号／周波数変換装置の引出タップを
接続した相互作用点を介して変化することができ、更
に、像形成装置が像形成チャンネルによって発生しかつ
周波数から成る像即ち周波数像を解釈する解釈部を備え
たことを特徴とする。

ここで電荷供給（ポンプ）とは、一定周波数の外部電圧
と共に、信号／周波数変換装置の発振器におけるキャパ
シタンスを周期的に充電することを意味し、前記電圧の
第２段においてこの電圧によって生じ電流は第１段の像
信号によって影響され、前記キャパシタンスが充電され
るペースによって信号／周波数変換装置の出力周波数が
決定される。

次に図面につき本発明の実施例を説明する。

本発明の基本構成は或る態様で互に関連する入力及び出
力を有する２段装置として規定することができる。入力
及び出力につき電流、電圧及び周波数の如き実際の量を
使用することにより２段装置を第１図の基本ユニットに
示すように具体化することができる。

入力量は電流i₀であり、出力量は周波数₁である。電
流i₁が導入されかつ電圧U₁を有する点に引出タップを配
置する。２段動作は、ブロック内に記入した関係式によ
って示す如く、電流i₁が一定の場合、入力量i₀が引出タ
ップ点電圧U₁だけに直接影響するという態様で実現され
る。出力周波数₁は電流U₁に正比例する（係数k₁と共
に）。引出タップをインピーダンスを介して定電圧点又
は並列に作動する回路の引出タップに結合した場合、電
圧u₁及び電流i₁の相互作用が生じ、この相互作用により
電流i₁、従って出力周波数₁が変化する。

第１図に示した関係式が成立つように作動する回路を第
２図に示す。この回路の重要な特長は適切に選定された
引出タップ点にあり、これにより基本回路の特長を、並
列に作動する回路の相互作用により変更して、多数の信
号の相互作用に基づく複数の実際的な用途の簡単な解決
策を求めることができる。

第２図に示した回路の動作は、ダイオード閾電圧を無視
しかつU₀≫U₁と仮定して次の如く説明することができる
（第３図参照）。

ＣＭＯＳ回路４，５，６（例えば否定形式の）の電源電
圧はＥであり、図示の回路の判定閾値はE/2と仮定す
る。従って電圧U₁は判定閾値及びコンデンダＣ２の間の
差動電圧である。

コンデンサＣ２により電荷が周波数₀でコンデンサＣ
２からコンデンサＣ１へ供給される。これにより電流が
生じ、その平均値はi₀である。

U₀≫U₁なら (1) i₀＝C₀＊U₀＊₀ となる。コンデンサＣ１の電圧はこのサイクルの開始時
には判定閾値E/2よりU₁だけ低い。電流ｉ₀によりコンデ
ンサＣ１は時間 (2)t₁＝（C1＊U1）／i₀ に判定閾値まで充電される。時間t₁の経過後コンデンサ
Ｃ１はＣＭＯＳ回路を介して放電し、電荷 (3)Ｑ＝C1＊Ｅを送出し、然る後再びダイオードを介して判定閾値より
U₁だけ低い電圧に充電され、新たなサイクルが開始され
る。かかる態様において周波数₁＝1/t₁を有するパル
スが発生する。

除去された電流は（式(3)から） (4)Q₁/t₁＝(C1*E)/t₁＝i₁（平衡状態において）となる。従って (5)₁＝i₁/(C1*E)＝k₁+i₁；k₁＝1/(C1*E) 即ち第１図のブロックに対する２つの状態の一方が求め
られる。式(2)及び(5)から₁ ＝1/t₁＝i₀/(C1*U₁)＝i₁/(C1*E) 但しU₁*i₁＝E*i₀＝k₀*i₀；k₀＝Ｅ即ち他方の状態が求め
られる。

機能ブロックの条件が正確に満足されると回路には入力
端を介して電流が導入されなくなるようにする必要があ
るから、入力量i₀はコンデンサによる電荷供給によって
発生している。その場合式(1)により実際の入力量とし
ては、３つの実際の入力量C₀,U₀および₀のうちいずれ
か２つが一定に維持されるならば、残る１つを考察すれ
ばよい。本例では電圧及び周波数が一定で、キャパシタ
ンスが可変入力量であるが、他の形式のピックアップ装
置を使用する場合にはピックアップ装置の出力量を、例
えば、周波数に変換し、当業者に既知の技術を適用する
ことができる。本例では電流i₀は式(1)によりキャパシ
タンスだけに依存する状態 (6)i₀＝k₂*C₀ に維持される。

第２図の基本回路の種々の引出タップを種々のインピー
ダンスを介して互に接続し、かつインピーダンス又は相
互作用回路網に適切な電流供給点を配設することによ
り、機能的像情報の予備処理を行う回路が得られ、この
回路は同時にアナログ・ディジタル・コンバータとして
も作動し、その理由は出力が、ディジタル処理に極めて
好適な周波数であるからである。

第４図には一次元キャパシタンス像に対する予備処理回
路のブロック図を示す。各ブロックの引出タップには一
定電流ｉを供給し、かつこれら引出タップを、例えば、
抵抗Ｒを介して互に接続する。異なるチャンネルの間に
おける一定流ｉの分配は電圧Ｕ₁……Ｕ_nに或る程度依存
する。各チャンネルの出力の周波数₁……_nは、得ら
れる周波数像がそれぞれのキャパシタンス像の二次微分
係数に原理的に比例するという態様において入力パター
ンのキャパシタンスＣ₀₁……Ｃ_0nを反映する。

第５図にこれを示してある。第５図Ｉの左半部にはＣ
（即ちキャパシタンス）パターンの変化を示し、これに
よっては、第５図Ｉの右半部に示したように、対応する
（即ち周波数）パターンには何等変化を生じない。Ｃ
パターンの微分係数勾配が第５図IIの左半部に示したよ
うに変化しても、第５図IIの右半部に示したように、
パターンは、何等影響を受けない。Ｃパターンの微分係
数が、第５図IIIの左半部に示したように変化したとき
だけ、パターンには、第５図IIIの右半部に示したよ
うに、この微分係数に比例する周波数成分が付加され
る。

第６ａ〜６図には一次元の像形成点に配置する６個の
容量性アンテナを備えた像形成装置における像信号処理
過程を示す。第６ａ図には、第３アンテナに隣接して現
われた物体をアンテナによって感知する態様を示し、第
３アンテナのキャパシタンスＣ₀₃が増大する一方、他の
アンテナのキャパシタンスは実際上変化しない。これら
アンテナのキャパシタンス値の間を仮想線で結ぶと、そ
の角度変化が、本発明の像形成装置の見地から重要な情
報を含む容量性像が得られる。

第６ｂ図においてはキャパシタンスの変化が第２図のキ
ャパシタンス／周波数変換装置の出力周波数₁〜₆に
変換され、これから対応する周波数像が生ずる場合を示
す。この図から明らかなようにキャパシタンス像に比べ
角度変化が増大されており、即ちコントラストが高めら
れている。この特長は相互作用回路網によってもたらさ
れる。

第６ｃ図には本例の像形成装置による処理後の状態を示
し、この状態においては、発生した周波数₁〜₆は、
所定数のパルス（本例では８個のパルス）に基づいて周
波数像成分を同期関係で測定することにより像形成チャ
ンネル間の時間差に変換されている。同時に周波数／時
間変換が行われる。

第６ｄ図には測定過程において得た時間像を、互に隣接
する時点ｔ₁〜ｔ₆の時間量を互に減算することによって
変換する態様を示し、この過程により５つの時間差量t1
2,t23,t34,t45及びt56が得られる。かかる過程もコント
ラストを高めるのに寄与する。

第６ｅ図にはチャンネルの重みづけの１つの形態を示
し、低い重み係数（Ｋ１，Ｋ２）が、像フィールドの中
央に位置する像形成点の重み係数(K3)に比べ“余裕チャ
ンネル”に割当てられている。このようにするのが有利
であることがしばしばあり、その理由は、余裕区域にお
ける背景係数は、不連続性に起因して、像の中央区域か
ら著しくずらすことができる一方、同時に余裕区域にお
ける背景係数は動作の見地からは重要でなく、従ってそ
の重み係数を低減することにより像形成装置の動作の信
頼性が遥に向上するからである。重み係数は部品選択及
び部品接続を介してしばしば固定される一方、動作を最
適にするため感度調整Ｓを容易に達成できるようにする
必要がある。

第６図は本例の容量性像処理において最終的に得られ
る像を示してある。本例では第３アンテナに隣接して現
われた物体により電圧像において、判定閾値を超え従っ
て物体の存在を指示する電圧Ｕ₃が発生している。第６
図の電圧は各チャンネルの周波数₁〜₆について行
われる計数の終了を示すディジタル信号につき、その周
波数についての計数の終了から次のチャンネルにおいて
一層低い周波数についての計数の終了までの時間間隔に
積分を行うことによって発生し、積分によりかかる態様
において得られたいずれか一チャンネルの電圧が判定閾
値を超えたとき、像フィールドにおける物体の発生の指
示が生じる。

第７ａ及び７ｂ図により適応性の特長を説明する。上に
述べたように、物体がアンテナNO.３の前に現われた場
合、第７ａ図に実線で示した周波数曲線が得られる。通
常は、円滑な曲線が、先に述べたように物体が示す余分
なキャパシタンスに対応する周波数変化によって攪乱さ
れる。攪乱を生ぜしめる物体がある時間の間像フィール
ドに留る場合には、曲線の形状が第７ａ図に破線で示し
た態様での平坦化を開始し、最終的に曲線は再度水平線
になる。この現象は、相互作用回路網において像形成チ
ャンネルから他のチャンネルへの接続がコンデンサを介
して確立され、従って、相互作用点の間の電流発生電圧
差がコンデンサへ移行した後、高いアンテナ・キャパシ
タンスによって局部的に生じた近傍チャンネルからの余
分な電流が持続しなくなることに起因している。攪乱を
生ぜしめた物体が、見られている物体以内に依然存在し
ていても、適応化曲線の場合の最終結果は円滑な周波数
像となる。

適応化により、緩慢に変化する背景攪乱の影響を低減す
ることができる。適応化が行われた後物体を除去した場
合には、物体に対応する“孔（ホール）”がアンテナに
よる像フィールド内に留り、攪乱が等価な寸法の局部的
最小寸法を形成する“負”の周波数像が生ずる。これ
は、例えば、障害物によりドアが長時間開放状態に維持
された後ドアが直ちに閉じない如き、後述する昇降機安
全縁部において有用である。

第７ｂ図は像形成点から導出したキャパシタンス値に比
例する非適応成分を示す。この成分は、攪乱を生ぜしめ
た物体と共に直ちに発生し消滅する。更に、この場合に
は最終的な周波数像に対する前記成分の相対的影響が最
終的な周波数像に対する適応成分の相対的影響より小さ
く調整されるので、かなり大きい攪乱によってしか有意
の非適応成分は発生しない。非適応成分は有用であり、
その理由は、例えば、昇降機の場合人間がドアを開放状
態に維持しているとき、ドアの開放部分に依然人間がい
ることをドア監視装置が認識する必要があり、そうしな
いと人間によって生じた攪乱が適応に起因して最終的に
消失したときにドアが閉じてしまうからである。

次に、第８〜１１図につき本発明の実施例を詳細に説明
する。

第８図には本発明の像形成方法を実施するための像形成
装置の実施例として、昇降機のドアに配置すべき容量性
安全縁部の場合を示してあり、容量性安全縁部の最終的
な機能は、ドアが閉じるとき、ドアの開放部分に障害物
があるかないかを指示することである。現在ではこの機
能は機械的な“衝突細条（collision strips）”によっ
て、ホトセルによって、又は、例えば、独立もしくは差
動方式で作動する容量性センサによって実現される。

ピックアップの基本キャパシタンスがアンテナの面積及
び形状だけに依存するようにすることは容量性感知の一
つの物理的基本事項である。実際のアンテナ構造におい
て考慮すべき他のキャパシタンスは回路の基本キャパシ
タンス、アンテナ保護板キャパシタンス及び攪乱キャパ
シタンスである。

アンテナ板の一側に配置した保護板によりアンテナの有
効面積が約２分の１に低減され、アンテナがドア構体に
おいて見られる（seeing）が防止されるので、アンテナ
の基本キャパシタンスが低減され、その感度が改善され
る。また本発明の像形成装置における適応、電圧保護及
び配置の特長も実際に達成できる高い感度に寄与する。

昇降機のドアが互いに対向移動する２個の半部で構成さ
れている場合には、像処理装置８は両側に安全縁部７を
それぞれ設ける必要がある。ドアが完全に片側へ開く場
合には、１個の安全縁部で充分である。他の構成要素子
として制御装置９及び電源１０がある。像処理装置８の
電圧供給点はアース電位に対し、例えば、３０ＫHzの周
波数及び５０Ｖの振幅（Ｕ１２及びＵ２２）で振動し、
この振動により本発明の電荷供給（ポンプ動作に似た周
期的充電）がアンテナ・キャパシタンスと共に達成され
る。像処理装置８の接続点の電圧をＵ１１及びＵ１２で
示してあり、これら電圧は制御装置９の出力端子１１及
び１２の電圧より遥かに低い。

第９図には第８図の像処理装置８の一例の回路図をその
容量性アンテナと共に示してある。像処理装置において
第９図の上から第２番目のチャンネルに発生した像信号
を処理する状態を考察する。攪乱キャパシタンスを符合
（registering）することにより、アンテナの像フィー
ルドに物体が現われたことをアンテナが丁度符合したと
仮定する。

第２図の回路に対応する回路ブロック１４は電荷供給
“ポンプ”として作動し、これにより電気的妨害に対す
る或る不適応性が導入される。実用上これは極めて重要
であり、その理由は特殊な妨害シールディングを何等必
要とず、かつゼロレベルの自由な攪乱に対し殆んど注意
を払う必要がないからである。電荷供給ポンプ動作のた
めに必要なエネルギーは電圧Ｕ１２から得られ、この電
圧は周波数３０ＫHzでパルス状に変化する５０Ｖ直流電
圧である。このパルス電圧からダイオードＤ２２を介し
て電流ｉ₂が流れ、このパルス電流によりコンデンサＣ
２１が充電される。

攪乱キャパシタンスのためアンテナ・キャパシタンスが
増大した場合、電流ｉ₂は式(1)によりこれに正比例して
増大する。これに対応して、第２図の相互作用点２の電
圧Ｕ₁に対応する相互作用点Ｐ₂の電圧（回路の動作点及
び相互作用点の間の電圧に決めた）が増大する。これに
より、コンデンサＣ２２及びＣ１２から、攪乱されたチ
ャンネル即ち攪乱チャンネルに余分な電流成分が供給さ
れ、休止状態において相互作用点Ｐ２に新たな電圧が得
られる。攪乱チャンネルに供給されたこの余分な電流は
このチャンネルのコンデンサＣ２１の放電周波数におい
て感知されるだけでなく、隣接チャンネルにおいてその
相互作用点における対応エネルギー損としても感知さ
れ、攪乱チャンネルに対比して、“負”の反応動作が行
われる。この作用は、例えば、生物神経系において観察
される“横方向禁止（lateral inhibition）”と対比す
ることができ、コントラストが高められることとなる。

相互作用点Ｐ２の新たな平衡電圧に到達した後、相互作
用回路網におけるチャンネル間には電流が流れなくな
る。同時に、攪乱キャパシタンスの動作は終了する。そ
して攪乱はアンテナによって見られる背景像に適用して
しまう。しかし有意の攪乱が関連している場合（本例で
はアンテナの極く近くに少なくとも人間の手がある場
合）には、Ｕ₁の増大により抵抗Ｒ２１の電流が僅かだ
け増大する。このチャンネル及び他のチャンネルのそれ
ぞれの抵抗は端子１３において定電圧に結合されてい
る。定電圧源から抵抗Ｒ２１を介して得られる電流成分
は、相互作用点Ｐ２の電圧Ｕ₁が変化しない限り適応せ
ずに流れる。第２図の電流ｉ₁のこの余分な成分によっ
て非適応の特長がもたらされる。

前記電流成分のすべてが電流ｉ₂を介してコンデンサＣ
２１の放電周波数に影響を及ぼし、前記周波数は当該チ
ャンネルの周波数成分₂を構成する。周波数は８進カ
ウンタ１５と同期して８パルスのサンプルによって計数
され、計数値から生ずる時間差が、第６ｃ及び６ｄ図に
つき先に述べた如く解釈される。

最も早く計数するチャンネル（本例では出力端子Ａ２を
有するチャンネル）が８個のパルスを計数した後直ち
に、計数の終了を示すディジタル信号Ａ２が調整可能電
圧レベルで作動するインバータ回路に影響を及ぼし始
め、インバータ回路が周波数／電圧変換装置２１の積分
入力端子１７に電流を供給するので、他のチャンネルに
対するこのチャンネルの相対周波数に等価な電圧Ｕ２が
コンデンサＣ２３の端子間に発生し始める。同時にコン
デンサＣ１３〜Ｃ６３は抵抗Ｒ１２〜Ｒ６２と共にその
ＲＣ時定数を介して、チャンネルの感度を区別する他の
重み付け装置として作動する。

チャンネル出力端Ａ２〜Ａ５の８個のパルスが計数され
たとき、すべてのカウンタ１５の出力が高レベルにな
り、これによりゲート１６の出力が低−高レベル変化を
呈する。これによりパルス形成回路１８が駆動され、こ
のパルス駆動回路が読取瞬時を同期化するパルスＨを攪
乱検出ゲート２０に供給する。またこのパルスは本発明
の像形成装置１４の出力端を開放して新たな計数サイク
ルを開始させる。またパルス形成回路１８はタンブラ回
路１９に指令を供給して、ゼロ化パルスＲによりカウン
タ１５をゼロに設定させる。

従って攪乱を伴わない通常の場合には攪乱検出ゲート例
えばはＮＡＮＤゲート２０のすべての入力は読取の瞬時
に論理０なので、ＮＡＮＤゲート２０が出力段２２のト
ランジスタＴ１にパルスを供給し、電圧Ｕ１１を脈動さ
せることにより制御装置（第８図の参照数字９）に、攪
乱が存在しないことを知らせる。

本例ではパルスＨがＮＡＮＤゲート２０に到達した瞬時
に電圧Ｕ２が判定閾値を超え、これはＮＡＮＤゲート２
０からパルスが送出されないようにする効果を奏する。
従って出力段２２においてもパルスが形成されない。

第１０図には６個のアンテナを有する安全縁部によって
形成されたカバレッジを示してあり、像形成チャンネル
は先に述べた態様で重み付けされている。最高感度は像
フィールドの中央に位置する像形成点において生ずるよ
う構成配置されており、この像形成点に対しては最大感
知距離ａを、本発明の像形成装置により、アンテナの設
計に応じ、不利な状態（例えば、不安定に移動し近接配
置されたシャフト・ドア）においてさえ最大100mmとす
ることができる。

第１１図には、出力段及び電圧安定回路を含むブロック
２２の接続点の間の電圧Ｕ１１、及びこのブロックの出
力パルスにより第８図の制御装置９の出力端１１及び１
２に生ずる出力を、典型的な電圧及び周波数の値と共に
示してある。電圧Ｕ１１は１６〜２２Ｖの範囲において
調整可能であり、この調整により点２４における電圧の
レベルが影響を受け、この電圧は積分入力端子１７を制
御するインバータ回路に供給される。この切替可能な電
圧レベルは第６ｅ図に示した態様で攪乱検出感度に影響
を及ぼす。正常動作モードにおいては、昇降機のドアが
開いているとき、測定サイクルの終り及びドア開放部分
に攪乱が生じていないことを示すパルスは周波数１２０
〜１５０Hzで生じる。昇降機のドアが閉じたとき、アン
テナのキャパシタンスが領域ＤＣにおいて著しく増大す
るのでパルスの周波数が１６０〜３００Hzに増大する。
攪乱された状態Ｄにおいては、上に述べたように、パル
スが発生しなくなり、少なくとも連続して２つのパルス
が欠如していると、これは制御においてドアを開放する
ことを必要とする攪乱であると解釈される。

領域Ｄにおいて攪乱が起ったとき、第８図の制御装置９
は２個のパルスの欠如にほぼ等価な遅延時間にその出力
端子１１の出力を低下させる。攪乱作用が止んだ後ライ
ンは状態１に戻る。

ドアが閉じたとき、パルス周波数が増大するので、或る
遅延時間後に制御装置９はその出力端子１２における出
力を低下させることにより安全縁部を不作動にする。こ
れを行わなければならない理由は、アンテナキャパシタ
ンスが著しく増大したときには、予測することの難かし
い種々の動作の攪乱が起る可能性があるからである。ド
アが閉じている間安全縁部は必要がないから、不作動に
するのが最も適切である。この場合第１１図のラインＳ
は単に、安全縁部が実際に作動していないことを示して
いる。また本発明によれば、像形成装置がドアの閉成に
起因する全キャパシタンスと、ドア開放部分における障
害物に起因する攪乱キャパシタンスとを識別するので、
この機能も高信頼性になるという利点が得られる。ドア
が開いた後或る遅延時間と共に安全縁部は再び作動状態
となる。

攪乱が２０秒以上継続する場合、又は加算された攪乱検
出時間が２０秒以上になった場合には、誤り点検回路Ｆ
Ｓがスイッチオンされ、この回路が制御装置９の出力端
子１２の出力を、第１１図のライン１２に示したように
低下させる。この出力により、ドアの動作を制御する装
置に安全縁部が機能していないことを知らせ、その場合
例えばドア開放装置であるホトセルをスイッチオンする
ようにすることができる。

然る後、障害物が存在しなくなったか又は除去された場
合には、ドアが閉成され、ラインＳが高レベルになった
かどうかを確めるため点検を行う。ラインＳが高レベル
になっていれば、安全縁部は多分正常であり、正常動作
モードへ移行し、Ｕ１１のパルスを点検する。像形成装
置に故障がある場合には、安全縁部除去（カット・アウ
ト）検出器（ラインＳ）が作動することはなく、安全縁
部は誤り点検回路ＦＳに従属した状態に維持される。誤
り点検回路は既知の簡単な論理回路で構成でき、従って
詳細な説明は省略する。

本発明は上に述べた実施例に限定されず、本発明の範囲
内で種々の変形が可能であることは当業者には明らかで
ある。例えば像形成は、ピックアップ装置によって発生
した出力信号を例えば周波数に変換する場合ホトトラン
ジスタ、ホトダイオード、ホト抵抗等の如き像形成に好
適なピックアップ装置又は部品によって行うことができ
る。また信号の変化の範囲が広い場合には、信号を本発
明の像形成装置へ供給する前に既存の技術を用いて信号
を対数変調することもできる。像点−特定周波数を介し
て形成したコントラスト像は、例えば、形状識別の用途
に対し多数の態様で後処理することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の実施に使用する像形成装置の基
本ユニットの動作原理を示すブロック図、第２図は第１図の基本ユニットの回路図、第３図は第２図の作動説明図、第４図は複数の基本ユニットの接続回路図、第５図は本発明によってコントラスト向上原理の説明
図、第６図はコントラスト向上の具体例を説明する図、第７図は適応動作説明図、第８図は本発明の像形成装置を示すブロック図、第９図は第８図の像処理装置８の回路図、第１０図は第９図の装置の感度を示す図、第１１図は第９図の作動説明図である。７…安全縁部、８…像処理装置９…制御装置、１０…電源１１，１２…出力端子、１４…像形成装置１５…８進カウンタ、１６…ゲート１８…パルス形成回路、１９…タンブラ回路２０…攪乱検出ゲート２１…周波数／電圧変換装置２２…出力段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一次元又は複数次元像フィールドを有する
像形成装置におけるコントラストに基づく情報のみを含
むように処理された像を発生するに当たり、像形成点
(1,7)から得た像信号により各像形成点に接続した像形
成回路部(14)における電流(i₀,i1〜i6)を発生し、前記
電流が像形成回路部の中間引引出タップ点(P1〜P6)から
前記回路部に流れる電流と、前記引出タップ点に確立さ
れる電圧(U₁)とに影響を及ぼしてその積(U₁*i₁)が像信
号電流(i₀,i1〜i6)に比例するようにし、その場合像形
成回路部の出力を電流(i₁)に比例する周波数(₁ ₁,
1〜6)とし、且つ適切に選定したインピーダンス(C12,
R12)を介して１個又は複数個の像形成回路部(14)の中間
引出タップ点(P1〜P6)を接続する相互作用回路網に外部
から適切な電流を供給することにより所望のコントラス
ト向上を達成し、各像形成回路部(14)から得た周波数
(₁,1〜6)が像形成過程に対する開始点を構成する
ことを特徴とする像発生方法。
【請求項２】像形成回路部(14)の各中間引出タップ点(P
1〜P6)に一定電流を供給し、これにより出力周波数
(₁,1〜6)における一定基本周波数成分を発生する
特許請求の範囲第１項記載の像発生方法。
【請求項３】相互作用回路網の直列接続抵抗−コンデン
サ・インピーダンス(C12,R12)と共に元の像信号(i1〜i
6)から成る強度像の角度変化に比例する周波数成分を形
成し、前記周波数成分が角度変化によって決まる時間が
経過するに従って、見られた物体の永久的変化に適応し
て円滑な像に寄与するようにする特許請求の範囲第１又
は第２項記載の像発生方法。
【請求項４】像形成回路部(14)の中間引出タップ点(P1
〜P6)に抵抗(R11〜R61)を接続し、その一端(13)を適切
に選定した電圧レベルに結合することにより像信号の絶
対値に比例する周波数成分を発生させる特許請求の範囲
第１又は２項或は３項記載の像発生方法。
【請求項５】発生した周波数像(1〜6)を、所定のあ
らかじめ選定した数のパルスの通過時間差に基づいて周
波数像成分を同期して測定することにより像形成回路部
間の時間差(t12・・・・t56)に変換し、各像形成回路部の周
波数について行われた計数の終りを示すディジタル信号
(A1〜A6)の時間につき、その周波数における計数の終り
から隣接像形成回路部において一層低い周波数で起る計
数までの時間を積分することによって、見られている物
体において起る変化に関する結論を引出し、このように
積分したいずれかの像形成回路部の信号が判定閾値を越
えたとき、像フィールドに物体が現われたことを指示す
る特許請求の範囲第１乃至４項中のいずれか一項記載の
像発生方法。
【請求項６】像フィールドの異なる部分に配置した像形
成点(7)に対する重み付けを、像形成点の所望感度分布
を達成するため相違させる特許請求の範囲第１乃至５項
中のいずれか一項記載の像形成発生方法。
【請求項７】像形成点(7)において容量性アンテナを使
用してコントラスト像を発生し、前記アンテナにより当
該環境におけるキャパシタンスの変化を識別しかつその
像信号を形成する特許請求の範囲第１乃至６項中のいず
れが一項記載の像発生方法。
【請求項８】コントラスト弁別に基づく容量性像形成装
置の安全縁部につき一次元的に使用して昇降機のドア開
放部分の少なくとも一側において像形成点(7)を垂直列
の形態に配置し、前記点により昇降機ドアの開放部分に
人間及び物体が入るのを監視し、前記像形成装置が、昇
降機ドアの間に障害物が入っている旨結論したとき、こ
のことを昇降機の制御装置(9)に知らせる特許請求の範
囲第７項記載の像発生方法。
【請求項９】像形成装置が、ドア開放部分においてアン
テナによって見られるキャパシタンスの絶対値及び障害
物指示(11)の持続時間を独立して測定することにより昇
降機ドアの動作を監視し、ドアが閉じたとき、安全縁部
を不作動とし、従ってキャパシタンスが、ドアが開いて
いる間、または障害物指示の加算された持続時間が所定
限界値を越えている間に比べ明確に大きくなる特許請求
の範囲第８項記載の像発生方法。
【請求項１０】像形成装置であって、その像平面が、コ
ントラストに基づく情報のみを含むように処理された一
次元又は複数次元像を発生するため個別の像形成点(7)
から成る像形成装置において、各像形成点(7)に対して１個の像形成回路部を備え、こ
の像形成回路部には像形成点におけるピックアップ装置
に対する信号／周波数変換装置(14)を設け、前記変換装
置を２段電荷供給装置で構成し、その第１段電荷供給装
置を像形成点の電流信号(i₀,i1〜i6)の発生装置とし、
かつその周波数(₁,1〜6)を前記電流信号を介し
て、且つ２段電荷供給装置を介して、又は相互作用回路
網を形成するため適切なインピーダンス(C12,R12)を経
て１個又は数個の他の信号／周波数変換装置の中間引出
タップを接続した相互動作ポイント(P1〜P6)を介して変
化することができ、更に、像形成装置が像形成チャンネ
ル(14)によって発生しかつ周波数から成る像即ち周波数
像をインタープリートする手段を備えたことを特徴とす
る像形成装置。
【請求項１１】発生した前記周波数像(1〜6)から相
互作用回路網を介して、コントラスト曲線における勾配
の変化に比例する像成分を分離でき、前記成分を相互動
作ポイント(P1〜P6)の間に接続したキャパシタンス(C12
〜C62)によって維持し、かつ永久的変化の場合前記成分
をある期間内に像の外部に適応させる特許請求の範囲第
10項記載の像形成装置。
【請求項１２】得られた周波数像から、像信号の電流に
よって生じた抵抗(R11・・・・R61)の端子電圧の変化から形
成されたコントラスト曲線の差の絶対値に比例する永久
的像成分を分離できる特許請求の範囲第10または11項記
載の像形成装置。
【請求項１３】信号／周波数変換装置(14)の出力端をパ
ルスカウンタ(15)に接続し、パルスカウンタを介し像形
成回路部における同期されたパルスを計数することによ
って周波数／時間変換を行うことができ、各像形成回路
部においてパルス計数の終りを指示するディジタル電圧
信号(A1〜A6)をアナログ時間／電圧変換装置(21)に結合
し、前記ディジタル電圧しを像形成回路部間の時間差の
大きさに等価な期間中時間につき積分して、見られた物
体のコントラストに比例する像電圧(U1〜U6)を発生でき
る特許請求の範囲第10又は11又は12項記載の像形成装
置。
【請求項１４】アナログ時間／電圧変換装置(21)が、異
なる像形成回路部から得た信号(A1〜A6)に異なる重みを
割当てることができるＲＣ時定数回路を備える特許請求
の範囲第13項記載の像形成装置。
【請求項１５】像形成点におけるピックアップ装置を容
量性アンテナとし、容量性アンテナを介して当該環境に
おける容量性変化を識別できる特許請求の範囲第10乃至
14項記載の像形成装置。
【請求項１６】昇降機の安全縁部を一次元像形成装置で
構成して昇降機のドア開放部分の少なくとも一側に垂直
列の形態に容量性アンテナ(7)を配置し、これにより人
間及び物体の昇降機ドアへの到達を監視し、かつその情
報を供給できる特許請求の範囲第15項記載の像形成装
置。