JPH11125679A - ドア障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多種多様な状況で使用可能なエレベータ等の
ドア傷害物検知装置を提供する。 【解決手段】 セグメント化されたフレネル・レンズな
どの光学装置と、動くドア４，８に取り付けられたＰＩ
Ｒセンサーを備える。ドア４，８が動くと、光学装置に
より検知ゾーンＡ内の物体のイメージがＰＩＲセンサー
の感知領域を横切って動く。物体が検知ゾーンＡ内で感
知されると、駆動信号が発生してドア４，８の動きが制
御される。サーミスタを使用して、周囲温度の変化を補
償し、検知感度を調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１個の
ドアの動きを制御する必要がある多種多様な状況で使用
できるドア障害物検知装置に関する。

【０００２】このドア障害物検知装置は、例えば、エレ
ベータの１個または複数のドアの動きを制御する安全装
置の一部として使用できる。この装置はまた、例えばシ
ョッピング・トロリー（買い物用手押し車）の使用を可
能にする大形の回転ドアを通って顧客がスーパーマーケ
ットに出入りする場合に、その回転ドア内の活動を監視
する安全装置にも使用可能である。

【０００３】

【従来の技術】本発明はエレベータでの使用に特に適し
ているため、以下の説明では、この分野での使用につい
て説明する。しかしながら、本発明の応用範囲はエレベ
ータに限定されるものではなく、他の動くドア、特に検
知区域を監視してドアの動きを制御する信号を発生させ
ることが必要な場合にも適用できる。

【０００４】エレベータの場合、エレベータの昇降容器
には一般に、一緒に閉まる一対の滑りドア、あるいはス
ラム支柱（slam post）で閉まる１個の滑りドアが取り
付けられる。いずれの場合にも、ドアの開口部において
ドアの閉鎖を妨げる障害物の有無を監視することが必要
である。

【０００５】ドアの閉鎖を妨げる障害物には、人体（ま
たはペット）も含まれる。この場合には、障害物検知装
置は、ドアを開閉するための制御回路を切り離して、ド
アの開閉によって人体（またはペット）が障害を受けな
いようにしなければならない。

【０００６】この障害物は、患者のトロリー（手押し
車）、病院のベッド、ショッピング・トロリー、あるい
は車輪付きパレットなどの無生物のこともある。これら
の物体は、閉まるドアに捕捉されて妨害や損傷に至る場
合がある。

【０００７】これらの問題に対処するには、障害物検知
装置をエレベータの昇降容器内に設置してそのドアの開
口部を監視するように構成するのが一般的なやり方であ
る。この場合、障害物検知装置は、障害物を検知すると
駆動信号を発生する検知回路に接続される。そして、こ
の駆動信号でドア制御回路を駆動してドアの閉鎖を防止
する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のある種のエレベ
ータでは、一組の発光ダイオードを使用して短波長の赤
外光を検知区域に照射し、さらに一組の同様な受光ダイ
オードによりこの赤外光を直接受光し、あるいはこの赤
外光の反射光を受光するように構成される。

【０００９】簡単な「赤外光ビーム遮断システム」で
は、ドアの開口部の片側に設けられた発光ダイオード
が、その開口部の他の側に設けられた受光ダイオードに
向かって赤外光を照射する。障害物があると赤外光のビ
ームが遮断されるので、その遮断によって障害物を検知
する。これらの発光・受光ダイオードは検知回路に接続
される。この検知回路は、赤外光ビームの遮断に反応し
て駆動信号を生成し、ドアを閉じる動きを停止するか、
あるいは逆にドアを開く方向に動かす。

【００１０】「赤外光ビーム反射システム」では、検知
区域に障害物があると発光ダイオードから照射された赤
外光が反射され、その反射光が受光ダイオードに受光さ
れる。受光ダイオードはこれにより検知信号を生成す
る。この検知信号に応じて検知回路は駆動信号を生成
し、ドアを閉じる動きを停止するか、あるいは逆にドア
を開く方向に動かす。

【００１１】この「赤外光ビーム反射システム」は、赤
外光ビームの反射を単に利用したものではない。なぜな
ら、障害物はどんな形状でもどんな反射率のものでもよ
いので、発光された赤外光ビームは障害物によってラン
ダムに反射または散乱し、その結果、受光ダイオードに
届く反射赤外光の成分の強さは互いに異なるからであ
る。そこで、動作の信頼性を保証するため、また赤外光
の浮遊反射による誤動作を防ぐため、従来より複雑な回
路の開発が必要とされてきた。

【００１２】ある種の「赤外光ビーム遮断システム」の
いくつかでは、発光ダイオード・アレイがエレベータの
ドアの閉まる縁に隣接して設けられており、その発光ダ
イオード・アレイにより赤外光ビームのネットワークを
エレベータのドアの開口部に向かって照射する。その結
果、いわゆる赤外光の「カーテン」が生成される。この
「カーテン」は一対の滑りドアの間において存在し、そ
れら一対の滑りドアが開くとそれらの移動経路に沿って
延在する。発光ダイオード・アレイとは反対側のドアの
縁に隣接して設けられた受光ダイオード・アレイは、発
光ダイオードから直接、赤外光ビームを受け取る。障害
物により赤外光の「カーテン」が遮断されることによ
り、その障害物は検知される。

【００１３】ある種の「赤外光ビーム反射システム」の
いくつかでは、発光ダイオード・アレイは、１枚または
複数枚のドアの直前の区域に赤外光を照射する。受光ダ
イオード・アレイは、この区域内の障害物によって反射
または散乱された赤外光を受け取る。この種のシステム
は、赤外光「アプローチ（接近）」検知システムと呼ば
れる場合がある。

【００１４】「赤外光ビーム遮断システム」と「赤外光
ビーム反射システム」を組み合わせて、安全性を向上さ
せることができる。しかし、いずれにしても、ダイオー
ド・アレイとこれらのアレイが効果的に動作できるよう
にする複雑な回路を設けるための費用が必要である。

【００１５】これら従来のシステムのいずれも、滑りド
アの縁に取り付けられる静電容量検知装置を含む今や旧
式となった「近接（proximity）検知装置」と混同すべ
きではない。これらの検知装置では、静電容量を確実に
平衡させ且つその平衡を維持するのが難しいため、エラ
ーが生じていた。この静電容量の平衡の維持は、熟練し
た技能者がまずそれぞれのエレベータの現場で、検知回
路が障害物にのみ反応するように行わねばならなかっ
た。その上、静電容量の平衡を維持するのに複雑な検知
回路が必要であった。

【００１６】どのようなシステムを使用する場合でも、
問題はドアの閉鎖によって生じる。発光・受光ダイオー
ドがドアの縁にセットされている場合、ドアが閉まるに
つれて発光ダイオードと受光ダイオードの間の空間が狭
くなるため、検知信号の強さはドアが閉まるにつれて増
大する。したがって、誤動作を防ぐためにある種の利得
制御が必要となる。

【００１７】「静電容量検知装置」では、ドアおよびス
ラム支柱あるいはそれらのいずれか一方の静電容量によ
り、ドアが閉まるにつれて静電容量の平衡状態が変化す
る。したがって、この変化を打消すための補償回路が必
要となる。そして、このような対策はまた、複雑さと費
用の明らかな増大を招くことになる。

【００１８】本発明は、従来技術におけるこれらの問題
を少なくともエレベータ技術の分野で解決しようとする
ものである。

【００１９】また、本発明は、乗客の安全性を犠牲にす
ることなく安価で信頼性が高い簡単な解決策を提供する
ものである。

【００２０】これは、少なくとも１個のドアの動きを利
用する「受動赤外光放射（PassiveInfrared Radiation,
PIR）センサー」（以下、ＰＩＲセンサーという）の特
殊な応用により達成される。

【００２１】米国特許明細書第５，０７３，７０６号
（US-A-5073706）に記載のエレベータ装置では、両凸レ
ンズ付きのＰＩＲセンサーが、エレベータ・ロビーの壁
に取付けられていて、動く人々を潜在的なエレベータの
乗客として検知する。しかしながら、ＰＩＲセンサー
は、ロビーにいる人々（彼らは熱信号を発生する）が動
いていないと何も検知しない。ＰＩＲセンサーは周知で
あるが、それらは全て熱を発生する標的が動けば検知で
きるという事実に依拠している。すなわち、標的が静止
していれば、ＰＩＲセンサーではそれを検知することは
できない。

【００２２】欧州特許公開公報第５７２，９２６号（EP
-A-0572926）も、エレベータ・ロビーにいる人々を検知
するためにエレベータ上に設けられたセンサーを開示し
ている。

【００２３】国際特許公開公報第８２／２５，３６０号
（WO-A-82/025360）には、一組の近接（proximity）セ
ンサーがエレベータのドアの閉まる縁にセットされ、且
つそれら近接センサーが差動増幅器の構成に接続された
エレベータ装置が記載されている。しかしながら、これ
らの近接センサーは静電容量型であり、エラーを生じや
すいためにほとんど廃れてしまった。この種のセンサー
を用いる場合に生じる不平衡の問題の解決には、差動増
幅器構成が使用されている。この公報はまた、光電池及
び超音波センサーにも手短に言及しているが、これらで
は本発明が解決しようとする他の問題が解決されない。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明のドア障害物検知
装置は、イメージを生成する光学装置と、そのイメージ
を受け取る少なくとも１個のＰＩＲセンサーとをドアに
取り付けることにより、上記の問題及び他の従来技術の
問題を解決している。前記光学装置は、前記ドアが動く
時に、前記ＰＩＲセンサーの感知領域を横切って前記イ
メージを移動させ、それによって前記ＰＩＲセンサーに
その信号を発生できるようにしている。

【００２５】前記光学装置の主要な条件は、その光学装
置が物体を認識して動かされる時に、その光学装置がそ
の物体のイメージをイメージ平面を横切って移動させる
ことである。前記ＰＩＲセンサーの感知領域は、このイ
メージ平面内に位置する。

【００２６】前記光学装置は、フレネル・レンズで構成
されていることが望ましいが、適当な表面を持つミラー
で代用してもよい。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態では、セグメ
ント化されたフレネル・レンズを用いて、前記イメージ
平面に前記物体の多重イメージを作り出す。そのイメー
ジ平面には、前記ＰＩＲセンサーの感知要素が位置す
る。セグメント化されたレンズを用いた場合、前記物体
の多重イメージが敏感な領域（検知領域）を順次通過す
るという利点もある。例えば、セグメント化されたレン
ズ（このレンズでは、各セグメントはその光軸が隣接セ
グメントに対して垂直方向にずれている正のフレネル・
レンズである）を用いて、前記ドアの開口部を横切る敏
感な領域（検知領域）を走査し、もって赤外光の「カー
テン」効果をシミュレートすることが可能である。同様
な効果を得るためには、両凸レンズ（lenticular len
s）を用いることもできる。

【００２８】本発明の他の実施形態では、セグメント化
されたフレネル・レンズを、ミラーを含んでもよい構成
で用いて、赤外光の「アプローチ」効果をシミュレート
する。すなわち、エレベータに接近する乗客の存在を検
知する。

【００２９】本発明のさらに他の実施形態では、単一の
正のフレネル・レンズをミラーと共に用いて、赤外光の
「近接（proximity）」効果をシミュレートする。この
実施形態では、前記ドアの前縁に隣接した検知区域が、
旧式の静電容量あるいはタッチ検知器を使用することな
く得られる。

【００３０】赤外光の「カーテン」、「アプローチ」及
び「近接」の三つの効果は、それぞれ独立に利用可能で
あるし、それらを任意に組み合わせて利用することも可
能である。これは、エレベータ装置の条件とコストによ
って決められる。

【００３１】大きなオフィス・ブロックでは、迅速なエ
レベータ・サービスが必要である。しかし、乗客の安全
性を確保することも必要であるから、赤外光の「近接」
及び「接近」の各効果がエレベータで利用できる。しか
しながら、あまり忙しくない環境では、赤外光の「カー
テン」効果を利用することによって、十分な安全性がよ
り適当なより低いコストで得られる。

【００３２】「検知区域」とは、赤外光の「カーテン」
効果をシミュレートする場合には、ドアの開口の床を横
切っていっぱいに延在する幅の狭い空間であると言え
る。この「カーテン」は、床から上方に向かって、ドア
の開口部の大部分または全てを横切って延在し得るもの
である。

【００３３】赤外光の「近接」効果をシミュレートする
場合には、検知区域はドアの前縁の近くまで延びている
のが望ましく、床上の小さなエリアのみをカバーしても
よい。この検知区域は、エレベータが満員になり一人ま
たは複数の乗客がエレベータのドア近くに立っている場
合に、ドア障害物回路のトリガ動作を防ぐため、エレベ
ータのドアのすぐ外にあってもよい。

【００３４】エレベータの滑りドアが一対の場合は、検
知区域は、それらのドアの各前縁の近くまで延びること
になる。こうすると、二つの検知区域の間に監視されな
い区域が残る。しかし、これらの検知区域は一対のドア
が閉まる時に一緒になり、その結果、どんな障害物で
も、いずれか一方のＰＩＲセンサーによって、あるいは
結果的に二つのオーバラップした区域によって検知され
る。

【００３５】赤外光の「アプローチ」効果による感知の
場合は、検知区域はエレベータの一つまたは複数のドア
の外に在って、例えばエレベータに接近する乗客を検知
する。この検知区域は、エレベータが空であることを、
例えばエレベータを離れる乗客を監視することによって
検知することが必要となった場合には、エレベータの内
部にあってもよい。

【００３６】ＰＩＲセンサーの視野または感知区域は、
特殊設計の閉鎖容器（エンクロージャ）、マスク、バッ
フル、調整可能な羽根などの不透明な光バリヤを用いて
限定するのが望ましい。赤外光を焦点面の特定のエリア
に集めるレンズの設計と、ミラーなどの他の光学装置の
使用も、ＰＩＲセンサーの視野の修正に役立つ。

【００３７】「物体」は、必ずしも人体（これは良好な
熱イメージを作り出す）である必要はない。例えば、冷
凍食品を含むショッピング・トロリー（これはより温か
い背景に対して感知される）などであってもよい。

【００３８】本発明の一実施形態では、セグメント化さ
れたレンズの自己チョッピング動作（これはドアの運動
によって生じる）を利用して、１個または複数の受動赤
外光感知要素で、出入口に赤外光の発生源または吸収源
があるかどうかを監視し、このような信号が検知された
場合にドアが閉まるのを妨げる。

【００３９】所望の検知区域を調査し、その視野内に何
か温かい物体が現れた場合に反応させるためには、少な
くとも１個の長波長（赤外光ビーム検知器の波長に比べ
て長い波長）のＰＩＲセンサーを使用する。このような
物体熱検知装置は、多くの侵入者警報装置で能動要素と
して長年利用可能であったが、これらは侵入者の動きに
依存して検知可能な信号を発生する静止検知器であり、
物体熱検知装置自体が動いてその環境についての情報を
抽出する装置には応用されなかった。

【００４０】本発明は、大部分の場合において、冷たい
背景に対して相対的に温かい物体を熱的に感知するのに
効果的に使用できるが、ＰＩＲセンサーは、赤外光の自
然な背景の変化に敏感であり、この現象は周囲温度が３
７℃に近い場合に、おそらく効果的な範囲の喪失として
観察されよう。なぜなら、人体の温度は３７℃に近い温
度であるから、その背景との「コントラスト」が大幅に
減少するからである。

【００４１】同様のしかし反対の効果は、検知器の検知
範囲が非常に広くて、背景全体の望ましくない小さな変
化によってトリガ操作される場合に、非常に低い周囲温
度で観察できる。

【００４２】本発明の一実施形態では、この問題は、周
囲温度が上昇して物体と周囲温度の差が減少すると検知
感度を上げ、この温度差が増大すると検知感度を下げる
ように、利得制御手段を組み込むことによって解決され
る。この利得制御手段は、例えば、駆動信号を発生する
ための回路では利得制御装置でよい。そのためには、高
い周囲温度では検知感度を上げ、低い周囲温度では検知
感度を下げるように構成された１個または複数の「サー
ミスタ」を組み込めばよい。そして、熱的な利得制御を
慎重に最適化すれば、周囲温度の変動の影響を大幅に低
減できる。

【００４３】上述したように、ＰＩＲセンサーを様々な
組合わせで使用して、「カーテン」、「アプローチ」及
び「近接」の三つの効果をシミュレートすることができ
る。しかしながら、本発明による熱感知法に、より一般
的な熱感知法（すなわち、より冷たいあるいはより温か
い背景に対して熱的対象を検知することに依存しないも
の）を組み合わせることにより、さらなる利点が得られ
る。

【００４４】本発明の一実施形態では、検知区域にある
物体を感知し、駆動信号を発生してドアの運動を制御す
る回路を具備した補助感知手段が含まれる。この補助感
知手段は、赤外光ビームを遮断したり反射したり、ある
いは静電容量の変化を生じたりするなど、熱的方法以外
の方法で物体を感知し、少なくとも１個の感知手段また
は他の手段によって物体を検知する種類のものである。

【００４５】この種の組合わせシステムでは、信頼性及
び「誤トリガ」に対する不感性を向上させることができ
る。また、ある種のより不満足な一般的な方法の生存力
を向上させることもできる。例えば、本発明では、送ら
れる赤外光カーテンと組合わせてカーテンの「密度」を
上げ、カーテンと区域のそれぞれで検知能力を向上させ
ることが可能である。また、本発明は、「静電容量近接
（proximity）エッジ」検知器と組み合わせて、狭範囲
の静電容量センサーの前に「カーテン」区域を設けるこ
とが可能である。

【００４６】熱感知手段によって生成された信号に応答
して駆動信号を発生する回路（この駆動信号は、ドアと
その付属機器の運動を制御するのに使用される）は、構
造が周知であり、したがってこれ以上の説明を必要とし
ない。この技術分野の当業者ならば、物体を熱的に感知
することの結果として、あるいは、赤外光ビームを遮断
したり、反射された赤外光を受け取ったり、静電容量の
変化に反応したりするなど、物体を熱的に感知しないこ
との結果として、感知手段によって生じた信号が適当に
処理されて、普通の回路をトリガし、ドア制御のための
駆動信号を発生するのに利用できる入力信号となること
が理解できよう。しかしながら、熱センサーでは、上述
のように、利得調整を用いて熱的物体とその背景の間の
温度差の変化を補償することができる。

【００４７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面を参照して説明する。

【００４８】以下の説明から、本発明では、センサー
は、単一のドア（できればスラム支柱）かあるいは一対
のドアの一方または両方に取り付けられることが理解さ
れよう。しかし、説明を簡単にするため、ここでは単一
のドアに取り付ける場合についてのみ説明する。

【００４９】（第１実施例）図１〜図３は、本発明の第
１実施例のドア障害物検知装置を適用したエレベータを
示す。この実施例では、赤外光の「カーテン」動作モー
ドと「近接」動作モードが組み合わせられている。

【００５０】「カーテン」ＰＩＲセンサー手段には、デ
ュアル感知要素１と、湾曲されたバンドの形態を持つセ
グメント化されたフレネル・レンズ６が含まれている。
デュアル感知要素１とフレネル・レンズ６は、エレベー
タのシールドされた閉鎖容器２内に位置づけられてい
る。これらの構成については、後に図５を参照しながら
詳細に説明する。

【００５１】閉鎖容器２は、エレベータ・ドア４の前縁
３の頂部の近くに設置して、ドア開口部５の床上の狭い
エリアＡが感知区域になるようにするのが望ましい（図
３参照）。この感知区域には、エリアＡの上方の領域が
含まれていて、その領域はドア開口部５によって取り囲
まれている（すなわち、通常は赤外光の「カーテン」に
より覆われている）。このエリアＡは、ドア開口部５を
横切る狭いストリップとして延びているのが望ましい。
また、エレベータ１９が満員で乗客がドア４の近くに立
っている場合に、ドア障害物回路が誤ってトリガされる
のを防ぐため、ドア開口部５のすぐ外側までエリアＡを
延ばす場合もある。

【００５２】閉鎖容器２には、さらに「近接」ＰＩＲ感
知手段が取り付けられている。この「近接」ＰＩＲ感知
手段には、デュアル感知要素９、フレネル・レンズ１
０、ミラー７が含まれている。この構成については、後
に図５を参照しながらより詳細に説明する。

【００５３】「近接」ＰＩＲ感知手段の感知区域は、エ
レベータ・ドア４とランディング・ドア８の前縁に沿っ
て延びており、さらにそれらのドア４，８の縁に近い床
上の小さなエリアＢを覆っている（図３参照）。「近
接」動作モードでは、障害物は、ドア開口部５全体を横
切る感知区域ではなく、ドア４，８の縁に近い狭い感知
区域で検知される。

【００５４】図５は「カーテン」ＰＩＲ感知手段の構成
をより詳細に示している。「カーテン」ＰＩＲ感知手段
には、一連のセグメント６a、６b、６c、．．．を具備
する、湾曲され且つセグメント化されたフレネル・レン
ズ６が含まれている。このレンズ６の各セグメント６
a、６b、６c、．．．は、それらの光軸が隣接セグメン
トに対して垂直方向にずれている正のフレネル・レンズ
である。これは、視野の多重重畳イメージが、小さな正
のオフセットで１つまたは複数のセンサー要素２０、２
１に当たることを可能にする。

【００５５】閉鎖容器２は、図１と図２に示すように、
幅の狭い構造を持っている。そのスロット形の検知用孔
（アパーチャ）は、その長辺が垂直面内にあり、且つド
ア４，８の縁に平行になっている。感知要素２０、２１
は、この検知用孔の奥に取り付けられており、それらの
水平平面内の視野は厳密に制限され、且つドア４，８の
閉鎖区域を横切る狭い領域に閉じ込められて、「カーテ
ン」感知区域をシミュレートすることになる。

【００５６】図６は、「近接」モード・センサーをより
詳細に示す。単一のフレネル・レンズ１０と銅ミラー７
は、エレベータ・ドアの前縁に隣接した視野（あるいは
感知区域）を与える（図３参照）。この視野の「占有面
積（フットプリント）」は、エレベータ・ドアのすぐ外
のランディング・フロア上の小さな狭い区域Ｂである。
滑りドアが一対の場合は、これらの感知区域はエレベー
タ・ドア４とランディング・ドア８の各前縁に隣接す
る。

【００５７】「カーテン」感知機能は、一つのＰＩＲ感
知手段と適当な光学系及び回路を用いることにより、
「近接」機能と組み合わせることができる。

【００５８】（第２実施例）図４と図７は、赤外光の
「アプローチ」動作モードを持つ第２実施例を示す。

【００５９】この第２実施例のドア障害物検知装置に
は、閉鎖容器２の側壁に設けたアパーチャ１８（図１及
び図２に示したものに似ている）を通して視野を与える
ためのセグメント化されたフレネル・レンズ１６のスト
レート部分と、傾斜した銅ミラー１７とが含まれてい
る。この閉鎖容器２は、エレベータ１９のドア開口部５
の前に感知区域を与えるようにエレベータ１９のドアに
取り付けられている。

【００６０】動く発熱体は、エレベータ１９に近づく
と、この感知区域で感知される。この構成は、驚くほど
敏感であることが分かった。例えば、ドアの敷居から約
３メートル離れた物体でも感知できる。ＰＩＲ感知手段
の感度の非対称性は、ドアに近づくあるいはドアから遠
ざかる温かい物体に対してこの感知手段を特に敏感にし
ている。このＰＩＲ感知手段を用いると、「カーテン」
効果と「近接」効果またはそれらのいずれか一方を高め
て、最後の瞬間にエレベータ１９に入ろうとする乗客に
対してドア４，８を開放状態に保つことが可能である。
このＰＩＲ感知手段は、出入り口のすぐ外側の領域、す
なわち図４に示すランディング・フロア上の領域Ｃとそ
の領域のすぐ上方の領域を検知するように構成されてい
る。この「アプローチ」感知手段は、図２に示されるよ
うにデュアル感知要素９も備えている。デュアル感知要
素９に対応するミラー７は、視野を下方に向けてエレベ
ータ・ドア４のすぐ外側の発熱体を感知する。「アプロ
ーチ」感知機能と、「カーテン」感知機能または「近
接」感知機能とは、適当な光学系及び回路と共に一つの
ＰＩＲ感知手段を用いることができる。

【００６１】デュアル・センサー要素１として、一つま
たは複数のイメージがまず一方の要素２０を通過し、次
いで他方の要素２１を通過するもの（構造は既知のもの
でよい）を用いるのが望ましい。これらの要素２０，２
１は、極性が反対の応答をするので、結果として生ずる
出力（正弦波に似ている）は、効果的に倍加される。望
ましいセグメント化されたレンズ６では、物体の多重イ
メージを生じ、これらのイメージはドア４が動くにつれ
てセンサー要素２０，２１を順次通過せしめられる。

【００６２】エレベータでは、レンズのセグメント化を
垂直平面内で行い、ドア（したがってＰＩＲセンサー）
の運動でこれらのイメージが垂直平面内のセンサー要素
を横切るようにするのが望ましい。ドア４が動き始める
時、環境に対して温度差を持つ物体が感知範囲に入る場
合でも、この物体の熱イメージは、一つまたは複数のセ
ンサー１を次々と迅速に横切り、センサー出力に交番信
号を現出させる。この信号は、次いで、図示されていな
いが構造は既知のものでよい回路により処理して駆動信
号とする。そして、ドア制御回路（図示されていないが
構造は既知のものでよい）により、エレベータ・ドア４
の動きを止めるかあるいは逆転させることが可能であ
る。

【００６３】ランディング・ドア８（図１と図３に示さ
れている）は、エレベータ・ドア４と共に動くが、その
動きはこの技術分野の当業者には既知のものであろう。

【００６４】ＲＩＰ感知手段は、冷たい背景に対して温
かい物体を検知するよう設計されているが、環境より冷
たい物体を検知することも可能である。したがって、冷
蔵庫から取り出した冷たい食品を載せたショッピング・
トロリー、あるいはより冷たいエリアから運ばれてきた
他の物体を検知することが可能である。

【００６５】多くの場合、「カーテン」感知手段が敏感
に検知する区域を各ドア４，８の前縁のすぐ前の狭い領
域に限るのが望ましい。これにより、「近接」動作がも
たらされ、その結果、エレベータ１９に乗る人がドア
４，８の縁の近くにいる場合のみドア４，８が再び開く
ようになる。これは、最大限の速度での階から階へのサ
ービスが要求される場合に有用である。なぜなら、乗客
が出入りしていても、乗客がドア４，８の縁の非常に近
い所を通過しない限り、ドア４，８は一般に閉鎖動作を
続けるからである。

【００６６】レンズ・アパーチャのスロットが長い場合
は、検知器によりカバーされる感知区域は、ドア開口部
５を横切っていっぱいまで延在して、入り口のエリア全
体を効果的に占めるようになる。したがって、エレベー
タ１９に入れば、ドア４，８は必ずトリガされて逆転
し、その挙動は赤外光カーテンのそれと同様になる。

【００６７】「カーテン」感知手段による「近接」動作
は、調整可能なバリアを光学系に組込んで検知区域（視
野）を可変とし、もって所望の性能が得られるようにす
れば容易に実現できる。この動作は、フレネル・レンズ
の前で回転し且つ所望の位置でロックできる湾曲した羽
根を追加することによって遂行するのが望ましい。

【００６８】（第３実施例）本発明の第３実施例では、
２個のＰＩＲセンサーを用いてエレベータ・ドア４の前
の領域を感知し、「カーテン」動作と「近接」動作の両
方を行うことが可能である。これらＰＩＲセンサーの一
方には、垂直平面内で広い感知区域を割り当て、他方に
は、ドアの縁の平面に近く狭い感知区域を割り当てる。
こうすると、感知区域の広いセンサーには「カーテン」
検知機能が与えられてドア開口部５の全体をカバーし、
一方、感知区域の狭いセンサーには「近接」機能が与え
られる。

【００６９】この実施例では、「カーテン」動作と「近
接」動作の二つの動作モードは独立に調整でき、いずれ
か一方の動作モードのみを望む場合は、他方を完全に無
効にすることができる。

【００７０】近接センサーの感知区域は、調整可能にし
て必要な近接範囲を設定できるようにしなければなら
ず、したがってセンサーのすぐ前に旋回軸の付いたミラ
ーを使用するのが得策である。このミラーは、ドアの縁
の前の検知範囲が満足な値にプリセットされるように調
整して、適当な箇所に固定できる。

【００７１】センサーは、周囲温度に等しい温度の物体
に対しては敏感でないため、トロリーあるいはパレット
などを普通に使用する環境では、検知装置が不適当な場
合がある。この欠点を克服するには、ＰＩＲヘッドを低
コストの静電容量あるいは赤外光ビーム装置と組み合わ
せて、このような障害物に対する性能を高めればよい。

【００７２】（第４実施例）環境によっては、大きなし
かし輪郭のはっきりした区域内で人体の検知が必要とさ
れ、しかも他の検知手段の実施が難しい場合がある。例
えば、スーパーマーケットなどの入口で非常に大きな電
動式回転ドアが使用されている場合がそれである。この
場合に必要なことは、回転ドアの回転区域内でゆっくり
と動く人にドア・リーフが追い付いてこれに衝突し、そ
の人に怪我をさせる可能性をなくすことである。

【００７３】上述したＰＩＲユニットのバリエーション
を図８に示す。このバリエーションでは、多数のＰＩＲ
センサー１２が回転ドアの各ドア・リーフ１３の上縁に
沿って配列されている（あるいは、図示されていない
が、中心ハブ１４から出ている）。これらのセンサー１
２は、ドア・リーフ１３のすぐ前に位置した一連の狭い
オーバラップする「ファン」１５内で、感知可能となる
ように配列されている。

【００７４】人体が、図９に示すように、いずれかの点
においてこの感知区域１５に入ると、一つまたは複数の
センサーが信号の急激な増大を示すので、これを利用し
てドアの回転を止めたり、その速度を遅くしたりするこ
とができる。例えば、回転ドアの駆動電動機の軸速度を
制御する駆動信号を発生させる。このようなドアのガラ
ス・パネルは、センサーが検知する波長の長い赤外光に
対して不透明であり、したがって、ドア・パネルは感知
区域１５を非常に正確に決定している。このため、ドア
の背後であるいは外壁の外で人体を誤まって検知するこ
とはない。

【００７５】別案としては、その回転ドアは通常与えら
れた一定の速度で回転していてよい。そして、そのドア
が回転するのと同じ速度で（すなわち、そのドアに歩調
を合わせて）人が歩く場合には、センサー１２は動作し
ない。しかし、人が止まったり走ったり、あるいはゆっ
くりと動いたりすると、相対運動の差によりセンサー１
２が動作する。

【００７６】（第５実施例）本発明のドア障害物検知装
置は、特定の用途に合うように、他の既知の形態のセン
サーと組み合わせて使用することができる。したがっ
て、あらゆる形態の障害物をよりよく感知でき、総合的
な信頼性が向上したシステムが得られる。例えば、エレ
ベータのＰＩＲセンサーは、トロリーに対しては、背景
が同様の無生物で周囲温度が全て同じの場合には動作し
ない。したがって、補助検知器、できるならアクティブ
な赤外光ビーム装置、あるいは機械的なエッジあるいは
静電容量装置を適当な場所に組み込むのがよい。また、
このシステムは、検知器の環境を感知し、ＰＩＲセンサ
ー（及び他の全てのセンサー）の性能を自己調整する装
置と回路を組み込んで、使用条件に適合させることが可
能である。このような適合化は、マイクロ・コントロー
ラを用いて障害物無しの試運転をいくつか行い、その際
に受け取った信号を記録してから、この情報を用いて通
常運転で予想される周囲信号の特性を決定することのが
望ましい。

【００７７】図１０は、周囲温度の変化を補償するため
の修正ないし改良（オプション）を施す場合の概略ブロ
ック図を示す。

【００７８】例えば、検知対象の物体が温度３７℃の人
体の場合、背景の相対温度が増大するにつれて、検知感
度は減少する。同様に、周囲温度が低いと検知感度は増
大する。

【００７９】図１０は、１個または複数個のサーミスタ
を組み込んだ利得制御方法を示す。この方法による利得
制御により、周囲温度が上昇すると利得を増大させ、周
囲温度が低下すると利得を減少させることができる。し
たがって、図１０の回路は、物体と背景の温度差が小さ
いと利得が高くなり、検知感度が向上する。しかしなが
ら、温度差が大きいと利得は減少し、背景全体の望まし
くない小さな変化によって起こるトリガ動作が防止され
る。

【００８０】図１０において、ドア上のＰＩＲセンサー
ＰＩＲは、ドアの相対運動によって暖かい物体に反応
し、オペアンプＯＰ１に向けて信号を出力する。オペア
ンプＯＰ１は、オペアンプＯＰ２に向けて信号を出力す
る。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ
３を持つ抵抗器、ＴＨ１、ＴＨ２はそれぞれ抵抗値ＴＨ
１、ＴＨ２を持つサーミスタ、ＶＲ１は当該回路に対し
て適当に調整された抵抗値ＶＲ１を持つ可変抵抗器であ
る。オペアンプＯＰ１の利得は、Ｒ１／（Ｒ２＋ＴＨ
１）なる比によって設定され、オペアンプＯＰ２の利得
は、ＶＲ１／（Ｒ３＋ＴＨ２）なる比によって設定され
る。

【００８１】負の温度係数を持つサーミスタＴＨ１、Ｔ
Ｈ２を用いることにより、ある程度の熱利得制御が可能
である。サーミスタＴＨ１、ＴＨ２の抵抗値は、温度が
上昇すると低下するので、前記比の分母の値が減少す
る。したがって、それにつれて回路の利得が増大する。
Ｒ２／ＴＨ１なる比とＲ３／ＴＨ２なる比の値を変えれ
ば、必要な温度補償の相対的な程度が変えられる。

【００８２】オペアンプＯＰ２の出力は、トリガ回路Ｔ
Ｒに供給されてこれを付勢する。リレーＲＥＬは、電動
機（図示されていない）と直列に接続された接点Ｃを具
備している。電動機は、エレベータ（図示されていな
い）のドア（図示されていない）を駆動する。温度補償
が必要でない場合は、オペアンプＯＰ１、ＯＰ２の代わ
りに、標準的な利得制御の付いた、あるいは付かないオ
ペアンプを１個用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のドア障害物検知装置を適用
したエレベータの部分側面図で、「カーテン」効果（ド
ア開口部を見渡す効果）を与えるセンサーと、「近接」
効果（ドアの前縁に沿って視る効果）を与えるセンサー
とを有する。

【図２】図１を直角に回転して見た図であり、各センサ
ーの視野を示している。

【図３】図１及び図２に示したセンサーを具備するエレ
ベータのエンクロージャの斜視図である。

【図４】「アプローチ（接近）」動作モード用のセンサ
ーを取付けたエレベータのエンクロージャの斜視図であ
る。

【図５】「カーテン」動作モードをシミュレートするよ
うに使用される本発明の実施例の詳細図である。

【図６】「近接」動作モードをシミュレートするように
使用される本発明の実施例の詳細図である。

【図７】「アプローチ（接近）」動作モードをシミュレ
ートするように使用される本発明の実施例の詳細図であ
る。

【図８】本発明の他の実施例のドア障害物検知装置を適
用した回転ドアの部分斜視図である。

【図９】本発明の他の実施例のドア障害物検知装置を適
用した回転ドアにおいて、動作原理を示す概略図であ
る。

【図１０】背景の周囲温度の変化により感度を調整する
ための利得制御を含む回路に接続された感知手段を示す
概略ブロック図である。

【符号の説明】

１ デュアル感知要素 ２ 閉鎖容器 ３ エレベータ・ドアの前縁 ４ エレベータ・ドア ５ エレベータ・ドア開口部 ６ セグメント化されたフレネル・レンズ ６ａ、６ｂ、６ｃ、… フレネル・レンズのセグメント ７ ミラー ８ ランディング・ドア ９ デュアル感知要素 １０ フレネル・レンズ １２ ＰＩＲセンサ １３ ドア・リーフ １４ 中心ハブ １５ ファン １６ セグメント化されたフレネル・レンズ １７ ミラー １８ アパーチャ １９ エレベータ ２０，２１ デュアルセンサー要素

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドアに隣接した検知区域内の物体を熱的
   に感知する感知手段と、その感知手段により発生する信
   号に応答して前記ドアの動きを制御するための駆動信号
   を発生する回路とを備えてなり、前記感知手段は、少な
   くとも１個のＰＩＲセンサーと、イメージを作り出すた
   めの光学装置とを含んでいるドア障害物検知装置におい
   て、 前記光学装置と前記ＰＩＲセンサーが前記ドアに取り付
   けられており、 前記ドアが動く時に、前記光学装置により前記イメージ
   が前記ＰＩＲセンサーの感知領域を横切って動かされ、
   もって前記ＰＩＲセンサーが前記検知区域内の物体を感
   知すると共にその物体の感知を知らせる信号を発生する
   ことを特徴とするドア障害物検知装置。
2. 【請求項２】 前記光学装置がレンズまたはミラーを含
   んでいる請求項１に記載のドア障害物検知装置。
3. 【請求項３】 前記レンズが、前記ＰＩＲセンサーの感
   知領域を横切って動かされる前記物体の多重イメージを
   生成するセグメント化されたフレネル・レンズまたは両
   凸レンズである請求項２に記載のドア障害物検知装置。
4. 【請求項４】 前記検知区域が前記ドアの開口部の限ら
   れた領域に限定されるように、前記レンズのセグメント
   またはレンチキュールが閉鎖容器内に連続して配列され
   ており、それによって、前記ドアの動きにより前記限定
   された領域内の前記イメージのみが前記ＰＩＲセンサー
   の感知領域を横切って移動する請求項３に記載のドア障
   害物検知装置。
5. 【請求項５】 エレベータ装置の一部を構成しており、
   前記感知手段が前記ドアの開口部を閉じる前記エレベー
   タ装置の滑りドアに取り付けられているか、あるいは前
   記感知手段が前記ドアの開口部を横切って閉じる一対の
   滑りドアのそれぞれに取り付けられている請求項１〜４
   のいずれかに記載のドア障害物検知装置。
6. 【請求項６】 前記感知手段が、前記滑りドアの前縁と
   頂部に取り付けられ、あるいは前記滑りドアの前縁と頂
   部に隣接して取り付けられている請求項５に記載のドア
   障害物検知装置。
7. 【請求項７】 前記感知区域が、前記滑りドアの開口部
   を横切って延在する狭い区域に限定されている請求項５
   に記載のドア障害物検知装置。
8. 【請求項８】 前記感知区域が、前記滑りドアの前縁に
   沿って延在する狭い区域に限定されている請求項５に記
   載のドア障害物検知装置。
9. 【請求項９】 前記感知区域が、「アプローチ」感知機
   能が得られるように、前記滑りドアの開口部のすぐ外側
   の区域に限定されている請求項５に記載のドア障害物検
   知装置。
10. 【請求項１０】 前記感知手段の敏感な領域が、不透明
    なバリヤによって少なくとも部分的に限定されている請
    求項１〜９のいずれかに記載のドア障害物検知装置。
11. 【請求項１１】 前記ドアが複数の放射状リーフを持つ
    回転ドアであり、１個又はそれ以上の前記ＰＩＲセンサ
    ーが前記放射状リーフの間の動きを監視するように配列
    されており、しかも、前記動きに応じて、前記ドアの回
    転を制御するための前記駆動信号が生成される請求項１
    に記載のドア障害物検知装置。
12. 【請求項１２】 周囲温度が変化する検知区域内におい
    て前記物体を熱的に感知するように構成され、さらに前
    記周囲温度が上昇して前記物体とその周囲温度との温度
    差が減少すると検知感度を上げ、その温度差が増大する
    と検知感度を下げる利得制御手段を含む請求項１〜１０
    のいずれかに記載のドア障害物検知装置。
13. 【請求項１３】 前記利得制御手段が、前記駆動信号を
    発生するための前記回路内の利得制御装置である請求項
    １２に記載のドア障害物検知装置。
14. 【請求項１４】 前記利得制御手段が、前記周囲温度の
    変化に対応して利得を調整するサーミスタを含む請求項
    １２または１３に記載のドア障害物検知装置。
15. 【請求項１５】 前記検知区域内の前記物体を感知して
    前記ドアの動きを制御する前記駆動信号を発生する補助
    感知手段と回路とをさらに含んでおり、 前記補助感知手段は、赤外光ビームを遮断したり反射し
    たり、あるいは静電容量の変化を生じたりするなど、熱
    的方法以外の方法で前記物体を感知し、 しかも、前記物体は、少なくとも１個の前記感知手段ま
    たは他のものによって検知される請求項１〜１４のいず
    れかに記載のドア障害物検知装置。