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Patent Searching and Data


Title:
SHADE DETECTION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/146672
Kind Code:
A1
Abstract:
A shade detection system includes a natural signal output device (11) and a shade detection device (12). The natural signal output device (11) generates and outputs a light containing different natural signals. The shade detection device (12) receives the light from the natural signal output device (11), identifies a natural signal in the received light, detects the signal intensity of the natural signal, and identifies a natural signal output device (11) which outputs the light shielded, according to the signal intensity.

Inventors:
SHINDOI, Takashi (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 10, 1008310, JP)
新土井 賢 (〒10 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 三菱電機株式会社内 Tokyo, 1008310, JP)
HIRAI, Takashi (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 10, 1008310, JP)
平位 隆史 (〒10 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 三菱電機株式会社内 Tokyo, 1008310, JP)
HIRAI, Takahide (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 10, 1008310, JP)
平井 敬秀 (〒10 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 三菱電機株式会社内 Tokyo, 1008310, JP)
Application Number:
JP2008/059320
Publication Date:
December 04, 2008
Filing Date:
May 21, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku Tokyo, 10, 1008310, JP)
三菱電機株式会社 (〒10 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 Tokyo, 1008310, JP)
SHINDOI, Takashi (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 10, 1008310, JP)
新土井 賢 (〒10 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 三菱電機株式会社内 Tokyo, 1008310, JP)
HIRAI, Takashi (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 10, 1008310, JP)
平位 隆史 (〒10 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 三菱電機株式会社内 Tokyo, 1008310, JP)
HIRAI, Takahide (7-3 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-k, Tokyo 10, 1008310, JP)
International Classes:
B66B29/08; B43L1/04; B66B31/00; G01V8/20; G08B13/183
Attorney, Agent or Firm:
TANAKA, Mitsuo et al. (AOYAMA & PARTNERS, IMP Building3-7, Shiromi 1-chome,Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 01, 5400001, JP)
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Claims:
 互いに異なる固有信号を含む光を生成して出力する少なくとも1つの固有信号出力装置と、
 前記光を受光し、前記受光した光から前記固有信号を識別して前記固有信号の信号強度を検出し、前記信号強度に基づいて前記少なくとも1つの固有信号出力装置のうち、どの固有信号出力装置からの光が遮光されたかを検知する少なくとも1つの遮光検知装置とを備えたことを特徴とする遮光検知システム。
 前記固有信号出力装置は、互いに異なる周波数を有する固有信号を生成し、
 前記遮光検知装置は、前記周波数毎に前記各固有信号の信号強度を検出して、前記信号強度を所定のしきい値と比較することによって遮光を検知することを特徴とする請求項1記載の遮光検知システム。
 前記固有信号出力装置は、互いに異なる符号を用いて符号分割多重化された固有信号を生成し、
 前記遮光検知装置は、前記符号毎に前記各固有信号の信号強度を検出して、前記信号強度を所定のしきい値と比較することによって遮光を検知することを特徴とする請求項1記載の遮光検知システム。
 前記しきい値は遮光検知システムの設置時又は起動時に決定されることを特徴とする請求項2又は3記載の遮光検知システム。
 前記少なくとも1つの固有信号出力装置は、複数の固有信号出力装置であり、
 前記少なくとも1つの遮光検知装置は、複数の遮光検知装置であることを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか1つに記載の遮光検知システム。
 前記複数の固有信号出力装置及び前記複数の遮光検知装置は、各グループが少なくとも1つの固有信号出力装置及び少なくとも1つの遮光検知装置を含む複数のグループに分類されることを特徴とする請求項5記載の遮光検知システム。
 前記複数の固有信号出力装置及び前記複数の遮光検知装置は、前記固有信号出力装置の投光方向及び前記遮光検知装置の受光方向が各グループ間で互いに異なるように設けられたことを特徴とする請求項6記載の遮光検知システム。
 請求項1乃至7のうちのいずれか1つに記載の遮光検知システムを備えたことを特徴とするエスカレータ。
 上記エスカレータは、踏み段のないエスカレータである動く歩道であることを特徴とする請求項8記載のエスカレータ。
 前記遮光検知システムは、エスカレータの乗り場及び降り場の少なくとも一方に設置されたことを特徴とする請求項8又は9記載のエスカレータ。
 前記遮光検知システムは、エスカレータのスカートガードに設置されたことを特徴とする請求項8乃至10のうちのいずれか1つに記載のエスカレータ。
 前記遮光検知システムの遮光検知装置は、エスカレータの手すり付近の高さに設置されたことを特徴とする請求項8乃至11のうちのいずれか1つに記載のエスカレータ。
 請求項1乃至7のうちのいずれか1つに記載の遮光検知システムを備えたことを特徴とする歩道。
 上記遮光検知システムは上記歩道上の人の動きを検出することを特徴とする請求項13記載の歩道。
 請求項5乃至7のうちのいずれか1つに記載の遮光検知システムを備えたボード装置であって、
 上記複数の固有信号出力装置は、上記ボード装置の周辺部に設けられ、互いに並置された複数の第1の固有信号出力装置と、上記各第1の固有信号出力装置とは実質的に直交するように互いに並置された複数の第2の固有信号出力装置とを含み、
 上記複数の遮光検知装置は、上記ボード装置の周辺部に設けられ、互いに並置されかつ上記各第1の固有信号出力装置にそれぞれ対向して設けられ対応する固有信号を検出する複数の第1の遮光検知装置と、互いに並置されかつ上記各第2の固有信号出力装置にそれぞれ対向して設けられ対応する固有信号を検出する複数の第2の遮光検知装置とを含み、
 上記各第1の遮光検知装置からの検知結果信号と、上記各第2の遮光検知装置からの検知結果信号とに基づいて、上記ボード装置上で遮光された2次元の位置を検出する制御手段を備えたことを特徴とするボード装置。
 上記制御手段は、上記ボード装置上で遮光位置が移動するときに、上記検出された上記ボード装置の2次元の位置を蓄積することにより遮光位置の描画画像を検出することを特徴とする請求項15記載のボード装置。
Description:
遮光検知システム

 本発明は、遮光検知システムとそれを備 たエスカレータ、歩道及びボード装置に関 る。

 特許文献1に、1個の発光素子に対して1個 受光素子を用いて1対1で遮光を検知する従 例1に係る遮光検知装置が開示されている。 た、特許文献2及び特許文献3に、複数の光 装置を使用してエスカレータでの転倒を検 する従来例2に係る遮光検知装置が開示され いる。

特開平5-75421号公報。

実開平5-81174号公報。

特開2005-8326号公報。

 しかしながら、従来例1及び2に係る遮光 知装置では、複数対の光電センサにおいて 時に遮光を検知するためには、各発光素子 ビーム幅を狭くし、かつ対応する受光素子 光軸を合わせる必要があり、設置に手間が かるという問題点があった。

 本発明の目的は、以上の問題点を解決し 設置が容易な遮光検知システムとそれを備 たエスカレータ、歩道及びボード装置を提 することにある。

 本発明に係る遮光検知システムは、互い 異なる固有信号を含む光を生成して出力す 少なくとも1つの固有信号出力装置と、前記 光を受光し、前記受光した光から前記固有信 号を識別して前記固有信号の信号強度を検出 し、前記信号強度に基づいて前記少なくとも 1つの固有信号出力装置のうち、どの固有信 出力装置からの光が遮光されたかを検知す 少なくとも1つの遮光検知装置とを備えたこ を特徴とする。

 本発明に係る遮光検知システムによれば 互いに異なる固有信号を含む光を用いて遮 検知を行うので、1つの遮光検知装置で複数 の固有信号出力装置からの固有信号を識別で き、発光素子のビーム幅を狭くしたり、対応 する受光素子と光軸を合わせたりする必要が なく、設置が容易である。また、固有信号を 含む光を用いて遮光検知を行うので、自然光 や蛍光灯など他の外乱光による影響を受け難 いという特有の効果を有する。

本発明の実施の形態1に係る遮光検知シ ステムの構成を示すブロック図である。 図1の固有信号出力装置11の構成を示す ロック図である。 図1の遮光検知装置12の構成を示すブロ ク図である。 図1の遮光検知装置12における受光強度 び周波数の関係を示す関係図である。 図3の遮光検知回路35のしきい値判定回 34の動作を説明するための固有信号強度及 遮光検知出力信号の経時変化を示す波形図 ある。 本発明の実施の形態1の変形例に係る遮 光検知回路35の構成を示すブロック図である 本発明の実施の形態2に係る遮光検知シ ステムにおける固有信号出力装置11Aの構成を 示すブロック図である。 図7の固有信号出力装置11Aに対応する遮 光検知装置12Aの構成を示すブロック図である 。 図8の遮光検知装置12Aにおける受光強度 及び周波数の関係を示す関係図である。 図8の遮光検知回路35Aのしきい値判定 路34の動作を説明するための固有信号強度及 び遮光検知出力信号の経時変化を示す波形図 である。 本発明の実施の形態2の変形例1に係る 光検知システムにおける固有信号出力装置1 1Bの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態2の変形例2に係る 光検知装置12Aにおける受光強度及び周波数 関係を示す関係図である。 実施の形態3に係る遮光検知システム 構成を示すブロック図である。 実施の形態4に係る遮光検知システム 構成を示すブロック図である。 図1の遮光検知システムを備えたエス レータの平面図である。 図15Aに対応する側面図である。 図14の遮光検知システムを備えたエス カレータの平面図である。 図16Aに対応する側面図である。 図14の遮光検知システムを備えたエス レータにおける転倒検知を説明するための 式図である。 実施の形態4の変形例に係る遮光検知 ステムを備えたエスカレータの正面図であ 。 図1の遮光検知システムを備えた、実 の形態5に係る動く歩道の平面図である。 図19Aに対応する側面図である。 図1の遮光検知システムを備えた、実 の形態7に係るホワイトボード装置の正面図 びブロック図である。

符号の説明

 11,11A,11B,11X,11Y,11-1~11-8 固有信号出力装置 12,12A,12X,12Y,12-1~12-4 遮光検知装置、11x,11y LE D,12x,12y フォトディテクタ、13 遮蔽物、13A  画ペン、21,56 搬送波信号生成回路、22 増 器、23 LED、31 受光回路、32,73 バンドパス ィルタ(BPF)、33 整流回路、34 しきい値判定 路、35,35A,35-1~35-4,35A-1~35A-4 遮光検知回路、3 6 遮光判定回路、51 90度移相器、52-1,52-2,72  算器、53-1,53-2,74 ローパスフィルタ(LPF)、54- 1,54-2 自乗器、55 加算器、71,82 スペクトラ 拡散符号生成器、81-1,81-2 相関演算器、90  ワイトボード、91 論理ゲート回路、92 遮光 位置検出DSP、92m 内部メモリ、93 パーソナル コンピュータ、94 外部記憶装置、95 ディス レイ、96 プリンタ、111 エスカレータ、111A  動く歩道、112 スカートガード。

 以下、本発明に係る実施形態について図 を参照して説明する。なお、以下の各実施 態において、同様の構成要素については同 の符号を付している。

実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1に係る遮光検 システムの構成を示すブロック図である。 1において、遮光検知システムは、4つの固有 信号出力装置11-1,11-2,11-3,11-4と、1つの遮光検 装置12とを備えて構成される。固有信号出 装置11-1,11-2,11-3,11-4(以下、総称して「固有信 号出力装置11」という。)は、例えば発光ダイ オード(以下、「LED」という。)等の発光素子 有し、周波数分割多重を利用して、他の固 信号出力装置11と区別するためにそれぞれ いに異なる周波数f1,f2,f3,f4を有する固有信号 を含む可視光を生成して出力する。遮光検知 装置12は、固有信号出力装置11によって出力 れた可視光を受光する。遮光検知装置12は、 受光した可視光から固有信号を識別して固有 信号の信号強度(以下、「固有信号強度」と う。)を検出し、その固有信号強度に基づい 、固有信号出力装置11-1~11-4からの可視光が 光されているか否かを検知する。なお、本 施の形態において、固有信号出力装置11は 固有信号を含む可視光を生成して出力し、 光検知装置12は固有信号出力装置11によって 力された可視光を受光することによって遮 を検知するが、本発明はこれに限らず、可 光に代えて、例えば近赤外光、遠赤外光等 他の波長を有する光を用いてもよい。可視 を用いた場合には、遮光検知機能と照明機 とを兼ね備えることができるという利点が る。以下、一例として、固有信号出力装置1 1が照明として利用可能な可視光を生成して 力し、遮光検知装置12が固有信号出力装置11- 1,11-2,11-4からの可視光を受光し、固有信号出 装置11-3からの可視光は遮蔽物13によって遮 されている場合について説明する。

 図2は、図1の固有信号出力装置11の構成を 示すブロック図である。固有信号出力装置11 、搬送波信号発生器21と、増幅器22と、LED23 を備えて構成される。搬送波信号発生器21 、例えば水晶発振器等によって固有信号出 装置11毎に互いに異なる所定の発振周波数を 有する搬送波信号を生成して出力する。増幅 器22は、LED23を駆動するために必要なレベル まで搬送波信号を増幅することによって固 信号を生成して出力する。LED23は、搬送波信 号発生器21及び増幅器22により生成された固 信号を含む可視光を出力する。ここで、搬 波信号発生器21の発振周波数は人間の目にち らつかない程度の高速な周波数である。なお 、搬送波信号発生器21の発振周波数は、振幅 抑えるために、DC成分に重畳してからLED23に 入力してもよい。

 図3は、図1の遮光検知装置12の構成を示す ブロック図である。図3において、遮光検知 置12は、受光回路31と、4つの遮光検知回路35- 1,35-2,35-3及び35-4(以下、総称して「遮光検知 路35」という。)と、遮光判定回路36とを備え て構成される。各遮光検知回路35は、帯域通 フィルタ(以下、「BPF」という。)32と、整流 回路33と、しきい値判定回路34とを備えて構 される。受光回路31は、例えばフォトダイオ ード等により受光した可視光を電気信号に変 換して、必要であれば電流電圧変換して増幅 して出力する。遮光検知回路35は遮光を検知 たい固有信号の数、即ち固有信号出力装置1 1の数に等しい数だけ設けられ、遮光検知回 35-1~35-4はそれぞれ固有信号出力装置11-1~11-4 対応する。BPF32は、それぞれ対応する固有信 号出力装置11からの各固有信号の所定の周波 f1,f2,f3,f4を含む所定の周波数範囲の信号を 域通過ろ波して出力する。整流回路33は、BPF 32からの出力信号を整流することによって固 信号強度を検出して出力する。しきい値判 回路34は、整流回路33によって検出された固 有信号強度を所定のしきい値ITHと比較するこ とによってしきい値判定処理を行い、その比 較結果を遮光検知出力信号として遮光判定回 路36に出力する。遮光判定回路36は、各遮光 知回路35からの遮光検知出力信号に基づいて 遮光を判定する。なお、遮光検知回路35はア ログ及びディジタルのいずれで構築されて よい。

 図4は、図1の遮光検知装置12における受光 強度及び周波数の関係を示す関係図である。 図4において、横軸は周波数を示し、縦軸は 光強度を示す。図4において、遮光検知装置1 2は、周波数f1に対応する固有信号出力装置11- 1と、周波数f2に対応する固有信号出力装置11- 2と、周波数f4に対応する固有信号出力装置11- 4とから固有信号を受光しているが、周波数f3 に対応する固有信号出力装置11-3からの固有 号は遮光されており受光していない。固有 号出力装置11からの可視光を受光したとき、 遮光検知装置12では周波数f1,f2,f4のように実 で示す線スペクトルが検出される一方、固 信号が何らかの遮蔽物13により遮光されたと き、周波数f3のようにスペクトルが検出され い。固有信号出力装置11からの固有信号が 光状態から遮光状態に変化したとき及び遮 状態から受光状態に変化した時には、搬送 信号の周波数がオンオフ変調されるため、 送波信号の周波数周辺に信号成分が現れる この信号成分はオンオフの周期が早いとき 帯域となり、即ち対応する周波数の受信強 の横軸方向の幅が広くなり、オンオフの周 が遅いとき狭帯域となる、即ち対応する周 数の受信強度の横軸方向の幅が狭くなる。 って、BPF32の帯域通過幅を広くすることによ って高速な遮光に対応でき、狭くすることに よって低速な遮光に対応でき、BPF32の帯域通 幅は遮光を検知したい遮光物の遮光速度に じて設計すればよい。なお、遮光検知装置1 2で受光される各固有信号出力装置11からの光 の固有信号強度は、固有信号出力装置11のLED2 3と遮光検知装置12の受光回路31との距離や角 等によって変化する。

 図5は、図3の遮光検知回路35のしきい値判 定回路34の動作を説明するための固有信号強 及び遮光検知出力信号の経時変化を示す波 図である。図5の上側信号波形において、横 軸は時間を示し、縦軸は固有信号強度を示す 。また、図5の下側信号波形において、横軸 時間を示し、縦軸は遮光検知出力信号を示 。整流回路33により整流されて出力された固 有信号強度は、対応する固有信号出力装置11 らの可視光が遮光されない限り一定の値で 力される。しきい値判定回路34は、固有信 強度を所定のしきい値ITHと比較し、固有信 強度が所定のしきい値ITHを超えたときに受 と判定し、固有信号強度が所定のしきい値IT H以下であるときに遮光と判定し、判定結果 示す遮光検知出力信号を出力する。例えば 図5の下側に示した例において、固有信号強 が所定のしきい値ITHを超えたときにハイレ ルを有する遮光検知出力信号を出力し、固 信号強度が所定のしきい値ITH以下であると にロウレベルを有する遮光検知出力信号を 力する。なお、ここで遮光検知出力信号の イレベル及びロウレベルの関係が逆であっ もよい。遮光判定回路36は、各遮光検知回 35からの遮光検知出力信号に基づいて、どの 固有信号出力装置11の可視光が遮光されたか 判定する。

 図15Aは図1の遮光検知システムを備えたエ スカレータ111の平面図であり、図15Bは図15Aに 対応する側面図である。例えば、図15A及び図 15Bに示したエスカレータ111が上りエスカレー タであるとすると、エスカレータ111の乗り場 のスカートガード112の両端に固有信号出力装 置11及び遮光検知装置12が設置される。固有 号出力装置11の他に単なるLED照明装置を備え ていてもよい。このような構成によれば、固 有信号出力装置11をエスカレータ乗り場の足 灯としての照明装置として利用できるとと に、エスカレータ111に人が来たことを検知 て動作する省エネ運転センサとして利用で る。また、乗り場において、一定時間以上 続した遮光を検知したときは、何かが滞留 ている、もしくは転倒者がいると判断し、 スカレータ111を停止する安全装置としても 用できる。

 従って、本実施の形態に係る遮光検知装 によれば、互いに異なる固有信号を含む光 用いて遮光検知を行うので、1つの遮光検知 装置12で複数の固有信号出力装置11からの固 信号を識別でき、発光素子のビーム幅を狭 たり、受光素子と光軸を合わせたりする必 がなく、設置が容易である。

 また、従来例1及び2に係る遮光検知装置 は、1個の発光素子に対して1個の受光素子を 用いる1対1の遮光検知であるため、例えばエ カレータに設置された場合、転倒検知の目 だけのために複数対の光電センサを設ける 要があり高価であった。これに対して、本 施の形態に係る遮光検知装置によれば、固 信号を含む光として可視光を用いるので、 光検知機能と照明機能とを兼ね備えること でき、低コストである。

 さらに、例えば遮光検知に時分割多重を 用した場合には、発光素子及び受光素子を いに接続する同期専用の信号線を必要とす か、若しくは同期を取るために発光素子及 受光素子間で光信号をやりとりする必要が る。信号線を必要とする場合、配線が複雑 なるという問題点があり、光信号をやりと する場合は、頻繁に遮光される場所では同 を得ることが困難となり正確に遮光検知を うことができないという問題点があった。 実施の形態に係る遮光検知システムでは、 波数分割多重を利用することによって、発 側である固有信号出力装置11と受光側であ 遮光検知装置12との間の同期線や固有信号出 力装置11間の同期線を必要とせず、設置が容 で、正確に遮光検知を行うことができる。

 なお、本実施の形態において、遮光検知 ステムは、4つの固有信号出力装置11-1~11-4を 備えたが、本発明はこれに限らず、1個又は2 以上の固有信号出力装置を備えていてもよ 。その場合、遮光検知装置12の遮光検知回 35の数が固有信号出力装置11の数と一致する うに構成されればよい。

 また、図1に示した例において、遮光検知 装置12は、固有信号出力装置11-3からの光のみ が遮光されていることを検知したが、同時に 複数の固有信号出力装置11からの可視光が遮 されても、遮光検知装置12はどの固有信号 力装置11からの可視光が遮光されているかを 判断できる。

 さらに、しきい値判定回路34において、 きい値ITHを固定としたが、本発明はこれに らず、しきい値ITHが変更されてもよい。受 強度は固有信号出力装置11のLED23と遮光検知 置12の受光回路31との距離や角度によって変 化するため、しきい値を予め決めた場合、受 光と遮光を正しく判定できない可能性がある 。この場合、例えば、遮光検知システムの設 置時又は起動時に、一定時間遮光されずに受 光するようにして、受光と遮光を正しく判定 できるようなしきい値を決定してもよい。こ れにより、設置環境に対応した遮光検知を行 うことができる。固有信号出力装置11が固有 号を含む可視光を出力しているので、複数 固有信号出力装置11を同時に点灯した状態 もそれぞれしきい値を決めることができ、 々にしきい値設定処理を行う必要がなく、 間が掛からず、短時間で設定を終了できる いう効果がある。

 さらに、搬送波信号発生器21の一例とし 水晶発振器を挙げたが、本発明はこれに限 ず、フィールドプログラマブルゲートアレ (FPGA)、ディジタル信号プロセッサ(DSP)等によ り生成したディジタル信号をD/A変換すること によって搬送波信号を生成してもよく、固有 信号出力装置11毎に互いに異なる周波数を有 る搬送波信号を生成できるものであれば他 構成であってもよい。

 またさらに、固有信号出力装置11はLEDに り可視光を生成して出力したが、本発明は れに限らず、例えば高速点滅可能な照明装 等、LED以外の照明装置により可視光を出力 てもよく、また、例えば、近赤外光、遠赤 光等、他の波長を有する光を生成して出力 てもよい。しかし、可視光を出力する照明 LED等を利用した場合には、遮光検知機能と 明機能とを兼ね備えることができ、低コス であるという利点がある。

 また、図4において、周波数f1,f2,f3,f4は等 隔に図示されたが、等間隔である必要はな 、それぞれ任意の周波数値に設定されても い。

 さらに、遮光検知回路35は図3の構成に代 て図6のように構成されてもよい。図6は、 発明の実施の形態1の変形例に係る遮光検知 路35の構成を示すブロック図である。図6に いて、遮光検知回路35は、90度移相器51と、 算器52-1,52-2と、低域通過フィルタ(以下、「 LPF」という。)53-1,53-2と、自乗器54-1,54-2と、 算器55と、搬送波信号生成器56と、しきい値 定回路34とを備えて構成される。搬送波信 生成器56は、対応する固有信号出力装置11の 送波信号生成器21と同一の発振周波数を有 る搬送波信号を生成して出力する。90度移相 器51は、搬送波信号生成器56からの搬送波信 の位相を90度だけ遅延させるように移相して 移相後の搬送波信号を出力する。乗算器52-1 、搬送波信号生成器56からの搬送波信号と受 光回路31からの受光信号とを乗算することに って混合し、混合後の信号を出力する。乗 器52-2は、90度移相器51からの移相後の搬送 信号と受光回路31からの受光信号とを乗算す ることによって混合し、混合後の信号を出力 する。LPF53-1及び53-2は、それぞれ乗算器52-1及 び52-2からの混合後の信号を帯域通過ろ波す ことによって高調波成分を除去して出力す 。ここで、LPF53-1及び53-2の通過帯域を広く設 定することによって高速の遮光に対応でき、 狭く設定することによって低速の遮光に対応 できる。LPF53-1の出力信号を同相成分とし、LP F53-2の出力信号を直交成分とすると、自乗器5 4-1及び54-2はそれぞれ同相成分及び直交成分 自乗して出力し、加算器55は自乗器54-1及び54 -2の各出力信号を加算して固有信号強度を出 する。しきい値判定回路34は、加算器55の固 有信号強度に応じて、上述のしきい値判定処 理を行う。

 またさらに、図15A及び図15Bにおいて、固 信号出力装置11及び遮光検知装置12は、上り エスカレータ111の乗り場に設置されたが、本 発明はこれに限らず、下りエスカレータに設 置されてもよく、エスカレータ111の降り場に 設置されても、乗り場及び降り場の両方に設 置されてもよい。また、固有信号出力装置11 び遮光検知装置12の設置位置の左右関係は であってもよい。さらに、固有信号出力装 11及び遮光検知装置12が1対1である必要は無 、必要なだけ複数個設置してもよい。

実施の形態2.
 図7は、本発明の実施の形態2に係る遮光検 システムにおける固有信号出力装置11Aの構 を示すブロック図である。図7において、固 信号出力装置11Aは、図2に示した実施の形態 1に係る遮光検知システムの固有信号出力装 11と比較して、スペクトラム拡散符号生成器 71と、乗算器72と、BPF73とをさらに備えた点が 異なる。それ以外の点については、図2の固 信号出力装置11と同様であり、同一符号を付 した構成要素についての詳細な説明は省略す る。

 図7において、固有信号出力装置11Aは、例 えばLED等の発光素子を有し、符号分割多重を 利用して、他の固有信号出力装置と区別する ためにそれぞれ互いに異なる符号を用いて周 波数f1を有する固有信号を含む可視光を出力 る。スペクトラム拡散符号生成器71は、固 信号出力装置11A毎に互いに異なる拡散符号 生成して出力する。乗算器72は、搬送波信号 生成器21からの周波数f1を有する搬送波信号 スペクトラム拡散符号生成器71からの拡散符 号と乗算することによって、周波数拡散して 出力する。BPF73は、乗算器72からの出力信号 帯域通過ろ波して出力する。ここで、搬送 信号発生器21の発振周波数は人間の目にちら つかない程度の高速な周波数に設定される。

 図8は、図7の固有信号出力装置11Aに対応 る遮光検知装置12Aの構成を示すブロック図 ある。図8において、遮光検知装置12Aは、図3 に示した実施の形態1に係る遮光検知装置12と 比較して、遮光検知回路35-1~35-4に代えて遮光 検知回路35A-1~35A-4(以下、総称して「遮光検知 回路35A」という。)を備えた点が異なる。遮 検知回路35Aは、図6に示した実施の形態1の変 形例に係る遮光検知回路35の構成と比較して れぞれLPF53-1及び53-2と自乗器54-1及び54-2との 間に設けられた相関演算器81-1及び81-2と、相 演算器81-1及び81-2に接続されたスペクトラ 拡散符号生成器82とを備えた点が異なる。

 図8において、スペクトラム拡散符号生成 器82は、対応する固有信号出力装置11Aのスペ トラム拡散符号生成器71によって生成され 拡散符号と同一の拡散符号を生成して出力 る。相関演算器81-1及び81-2は、スペクトラム 拡散符号生成器82によって生成された拡散符 を用いて、それぞれLPF53-1及び53-2から入力 れる信号を逆拡散し、符号長分の相関演算 行う。その後、それぞれ自乗器54-1及び54-2に より自乗され、両者を加算器55により加算す ことで固有信号強度を得る。相関演算器81-1 及び81-2の相関演算は、例えば周波数領域で う場合、符号長分をひと塊として、同相成 を実部、直交成分を虚部として高速フーリ 変換(以下、「FFT」という。)して得られた周 波数成分と、拡散符号をFFTして得られた周波 数成分の複素共役を乗算して、それを逆FFTし て実部を同相成分、虚部を直交成分として時 間信号に戻す。なお、相関演算器81-1及び81-2 相関演算は、周波数領域で行うことに代え 時間領域で行ってもよい。

 図9は、図8の遮光検知装置12Aにおける受 強度及び周波数の関係を示す関係図である 図9において、横軸は周波数を示し、縦軸は 光強度を示す。搬送波信号の周波数は周波 f1に固定されている。C1,C2,C4は、それぞれ固 有信号出力装置11-1,11-2,11-4が出力した可視光 遮光検知装置12により受光したときの受光 度を示す。図9に示すように、搬送波信号の 波数が周波数f1に固定であるとき、周波数f1 を中心に周波数拡散されて受光強度C1,C2,C4は じ帯域で加算される。

 図10は、図8の遮光検知回路35Aのしきい値 定回路34の動作を説明するための固有信号 度及び遮光検知出力信号の経時変化を示す 形図である。図10の上側信号波形において、 横軸は時間を示し、縦軸は固有信号強度を示 し、図10の下側信号波形において、横軸は時 を示し、縦軸は遮光検知出力信号を示す。 有信号強度は、受光時において符号の自己 関特性が高いため、符号長周期PC毎に鋭い 有信号強度が得られるが、遮光時において の鋭い固有信号強度成分が無くなる。従っ 、符号長周期PC毎に固有信号強度としきい値 ITHとを比較し、固有信号強度がしきい値ITHを 超えたとき受光と判定し、固有信号強度がし きい値ITH以下であるとき遮光と判定する。

 従って、本実施の形態に係る遮光検知シ テムによれば、実施の形態1に係る遮光検知 システムの効果に加えて、単純に周波数分割 するよりもノイズ耐力が高くなるので、誤検 知の確率を低減することができるという効果 を有する。

 なお、本実施の形態において、図7の固有 信号出力装置11Aの構成に代えて図11の固有信 出力装置11Bの構成を用いてもよい。図11は 本発明の実施の形態2の変形例1に係る遮光検 知システムにおける固有信号出力装置11Bの構 成を示すブロック図である。図11において、 有信号出力装置11Bは、図7の固有信号出力装 置11Aと比較して、乗算器72と増幅器22との間 設けられたBPF73に代えて、乗算器72とスペク ラム拡散符号生成器71との間に設けられたLP F74を備えた点が異なる。固有信号出力装置11B において、スペクトラム拡散符号生成器71に り生成された拡散符号は、LPF74により帯域 限され、その後、乗算器72により搬送波信号 生成器21からの搬送波信号と乗算されてもよ 。

 また、搬送波信号生成器21により発生さ る搬送波信号の周波数は同一の周波数f1に固 定されたが、本発明はこれに限らず、固有信 号出力装置11A毎に互いに異なるように搬送波 信号の周波数を変更してもよい。図12は、本 明の実施の形態2の変形例2に係る遮光検知 置12Aにおける受光強度及び周波数の関係を す関係図である。図12において、横軸は周波 数を示し、縦軸は受光強度を示す。f1,f2,f3,f4 、それぞれ固有信号出力装置11A-1~11A-4に対 する搬送波信号の周波数である。受光強度C1 ,C2,C4はそれぞれ搬送波信号の周波数f1,f2,f4を 心に周波数拡散される。拡散された成分が いに重ならないように設定されたとき、拡 符号として相互相関特性は弱いが、自己相 特性が強いプリファードペアでない疑似雑 (PN)符号及びプリファードペアでないゴール ド符号を使用することができる。なお、図12 おいて、周波数f1,f2,f3,f4は、等間隔に図示 れているが、等間隔である必要はなく、ま 、各周波数f1,f2,f3,f4に対応する受信強度が一 部重なるように選ばれてもよい。搬送波信号 の周波数を固定にしたとき、又は拡散された 受信強度の成分C1,C2,C4が一部重なるように設 したときは、自己相関特性と相互相関特性 共に強いプリファードペアの疑似雑音(PN)符 号及びプリファードペアのゴールド符号によ り拡散符号を生成する。拡散符号は、疑似雑 音(PN)符号及びゴールド符号に限らず、相互 関特性の良い符号であれば他の符号を用い もよい。発光側で同期し、受光側で拡散符 が1チップもずれないときは、直交符号を用 てもよい。

実施の形態3.
 図13は、実施の形態3に係る遮光検知システ の構成を示すブロック図である。図13にお て、遮光検知システムは、4つの固有信号出 装置11-1~11-4(以下、総称して「固有信号出力 装置11」という。)と、2つの遮光検知部12-1及 12-2(以下、総称して「遮光検知装置12」とい う。)を備えて構成される。各固有信号出力 置11及び各遮光検知装置12の構成は、実施の 態1で既に説明したため、詳細な説明は省略 する。

 図13において、固有信号出力装置11-1~11-4 、遮光検知装置12-1及び12-2の両方に対して、 互いに異なる固有信号を含む可視光を出力す る。ここで、固有信号出力装置11及び遮光検 装置12の幾何学的な位置が予め判っている 合、各遮光検知装置12において可視光が受光 された固有信号出力装置11の位置と、可視光 受光されなかった固有信号出力装置11の位 との関係から、遮蔽物13により遮光された領 域を特定できる。固有信号出力装置11及び遮 検知装置12の個数を増やすことで、遮光領 をよりきめ細かく特定することができる。

 なお、本実施の形態において、遮光検知 ステムは、4つの固有信号出力装置11-1~11-4と 、2つの遮光検知装置12-1及び12-2を備えたが、 本発明はこれに限らず、1個又は2個以上の固 信号出力装置11を備えていてもよく、3個以 の遮光検知装置12を備えていてもよい。

実施の形態4.
 図14は、実施の形態4に係る遮光検知システ の構成を示すブロック図である。図14にお て、遮光検知システムは、8つの固有信号出 装置11-1~11-8と、4つの遮光検知装置12-1~12-4を 備えて構成される。固有信号出力装置11-5~8と 遮光検知装置12-1及び12-2とをグループAとし、 固有信号出力装置11-1~4と遮光検知装置12-3及 12-4とをグループBとする。

 図14において、異なるグループに分類さ た固有信号出力装置11でも互いに異なる固有 信号を含む可視光を出力する。但し、可視光 が互いに同じ場所に届かないことが予め判っ ている場合には同じ固有信号を使用してもよ い。ここで、固有信号出力装置11と遮光検知 置12との幾何学的な位置が予め判っている 合、各遮光検知装置12において可視光が受光 された固有信号出力装置11の位置と、可視光 受光されなかった固有信号出力装置11の位 との関係から、遮蔽物13により遮光された領 域を特定できる。固有信号出力装置11及び遮 検知装置12の個数を増やすことで、遮光領 をよりきめ細かく特定することができる。 た、異なるグループに分類された固有信号 力装置11でも固有信号で区別できるので、固 有信号出力装置11の投光方向及び遮光検知装 12の受光方向がグループA及びグループB間で 対向するように設けることで、遮光領域の分 解能をさらに向上させることができる。

 図16Aは図14の遮光検知システムを備えた スカレータ111の平面図であり、図16Bは図16A 対応する側面図である。例えば、図16A及び 16Bにおいて、エスカレータ111のスカートガ ド112の両側に複数の固有信号出力装置11及び 複数の遮光検知装置12が設置される。複数の 有信号出力装置11及び複数の遮光検知装置12 をどのようにグルーピングするか、どのよう な間隔で取り付けるか、何個設置するかは設 計時に適宜決定されてよい。複数の固有信号 出力装置11の間に単なるLED照明装置を併設し 足下灯としての光量を確保しても良い。こ 構成によれば、人が増えると遮光が多くな 、人が減ると遮光が少なくなるため、エス レータ111全体の利用状況又は負荷状況をリ ルタイムで検出することができる。また、 り場だけに遮光検知システムを設置した場 、人がエスカレータ111に乗ったことを検知 ることはできても人が降りたかどうかを知 ことができないため、省エネルギー運転に いて人がエスカレータ111に乗ってから一定 間が経過するまでエスカレータ111を動作さ 続ける必要があったが、この構成であれば が乗っているか否かをリアルタイムに検知 き、人が降りると即座にエスカレータ111を 止することも可能である。エスカレータ111 人が乗っているか否かを常時監視し、きめ かいエスカレータ111のオンオフ制御を行う とで、高効率に省エネルギー運転ができる うになる。また、遮光領域の大きさや時間 化を見ることで人が転倒したことを検出で 、必要に応じて安全のためエスカレータ111 停止できる。また、当然ながら、足元照明 しても利用できる。

 図17は、図14の遮光検知システムを備えた エスカレータにおける転倒検知を説明するた めの模式図である。図17において、丸印が固 信号出力装置11を示し、四角印が遮光検知 置12を示す。ここでは左側の固有信号出力装 置11と右側の遮光検知装置12とが第1のグルー に分類され、右側の固有信号出力装置11と 側の遮光検知装置12とが第2のグループに分 されている。また、上部に正常乗車してい 人172が2人乗車しており、下部に転倒者171が1 人乗車している。図17において、実線は遮光 れていない可視光を示し、破線は正常乗車 ている人172又は転倒者171により遮光されて る可視光を示す。正常乗車の場合、足の部 で遮光されるが、その遮光領域は狭いもの ある。しかし、人が転倒している場合、そ 遮光領域は正常乗車の場合に比較して大幅 大きくなる。エスカレータは等速で動いて るため、エスカレータに連動して遮光領域 動く。転倒者が一定時間経っても起き上が ない場合には、遮光領域は大きいまま動く この状態を検知することによりエスカレー 途中部でも転倒者171を検知して、検知後、 停止する等の安全制御を行う安全装置とし 利用できる。

 なお、本実施の形態において、グループA 及びグループBは、4つの固有信号出力装置11 2つの遮光検知装置12とを含むが、本発明は れに限らず、固有信号出力装置11及び遮光検 知装置12の各数は、1以上の任意の数であって もよい。また、遮光検知装置は、2つのグル プA及びBに分類されたが、本発明はこれに限 らず、3つ以上のグループに分類されてもよ 。また、固有信号出力装置11の投光方向及び 遮光検知装置12の受光方向がグループA及びグ ループB間で対向するように設けたが、本発 はこれに限らず、固有信号出力装置11の投光 方向及び遮光検知装置12の受光方向が各グル プ間で互いに異なるように設けられればよ 。

 また、複数の固有信号出力装置11及び複 の遮光検知装置12は、エスカレータ111のスカ ートガード112に設けられたが、本発明はこれ に限らず、例えばエスカレータ111の手すり付 近の高さに設けられてもよい。図18は、実施 形態4の変形例に係る遮光検知システムを備 えたエスカレータ111の正面図である。図18に いて、遮光検知装置12はエスカレータ111の すり付近の高さに設けられる。これにより 高さ方向の情報を得ることができるため、3 元のメッシュとして領域判定でき、転倒検 において荷物か転倒者かの判別等に有利で る。平面での遮光領域ではなく、空間の遮 領域検知が可能となり、転倒検知の識別精 を上げることができる。

実施の形態5.
 実施の形態4では昇降型エスカレータに適用 したが、いわゆる動く歩道にも適用すること ができる。図19Aは図1の遮光検知システムを えた、実施の形態5に係る動く歩道の平面図 あり、図19Bは図19Aに対応する側面図である ここで、動く歩道は、自動移動型歩道であ て、建築用語では、「踏み段の無いエスカ ータ」として定義されている。この実施の 態5に係る動く歩道では、実施の形態4に係 エスカレータに比較して、昇降しないこと 除けば、同様の信号処理を行って遮光検知 理を行う。なお、図15に示したように、当該 動く歩道を乗り降り場付近だけにも適用でき る。また、図18に示したようにした運用も可 である。また、実施の形態4と実施の形態5 示したエスカレータや動く歩道以外でも、 様のマンコンベアに対して適用することが 能である。このように構成したことで、歩 歩道においても昇降型エスカレータと同様 効果を得ることができる。

実施の形態6.
 実施の形態4及び5では、人間を運ぶエスカ ータや歩く歩道などのマンコンベアに対す ものであったが、廊下などの歩道(図19A及び 19Bにおいてエスカレータ機能を有しない。) に対しても適用することが可能である。マン コンベアと異なり、廊下などの歩道では人が 立ち止まることが前提となるため、単純に転 倒検知とすることはできない。そこで、実施 の形態4で遮光領域を使用して転倒を検知す ことを示した手法を廊下などの歩道に適用 、実施の形態1に係る遮光検知システムによ 歩道における人の混雑度や人の動きを検知 ることができる。混雑度や人の動きを検知 ることができれば、駅などの注意表示や混 を緩和するための誘導などに使用すること できる。また、監視カメラと併用すれば、 えば、一定時間以上遮光が続いたときに、 の領域を注目して不審物か無いかなどをチ ックすることにも適用することが可能とな 。

実施の形態7.
 図20は図1の遮光検知システムを備えた、実 の形態7に係るホワイトボード装置の正面図 及びブロック図である。図20において、矩形 形状のホワイトボード90の上辺に沿って、 れぞれ異なる固有信号を有する光ビーム信 を放射するように並置された複数N個のLED11x 備えたLEDアレイを含むX座標検出用固有信号 出力装置11Xが設けられる一方、ホワイトボー ド90の下辺に沿って、上記各LED11xからの対応 る光ビーム信号を受光するように並置され 複数N個のフォトディテクタ(以下、PDという 。)12xを備えたPDアレイを含むX座標検出用遮 検知装置12Xが設けられる。また、ホワイト ード90の左辺に沿って、それぞれ異なる固有 信号を有する光ビーム信号を放射するように 並置された複数M個のLED11yを備えたLEDアレイ 含むY座標検出用固有信号出力装置11Yが設け れる一方、ホワイトボード90の右辺に沿っ 、上記各LED11yからの対応する光ビーム信号 受光するように並置された複数M個のフォト ィテクタ(PD)12yを含むPDアレイを含むY座標検 出用遮光検知装置12Yが設けられる。

 ホワイトボード装置のユーザがホワイト ード90の表面上で描画ペン13Aを用いてその 端ペン先である遮蔽物13を位置させると、そ の位置に対応するホワイトボード90の2次元座 標(X,Y)の位置で、それに対応するX座標検出用 遮光検知装置12Xの複数のPD12xのうちの少なく も1つのPD12xからハイレベルの遮光検知信号 出力されるとともに、上記対応するY座標検 出用遮光検知装置12Yの複数のPD12yのうちの少 くとも1つのPD12yからハイレベルの遮光検知 号が出力される。X座標検出用遮光検知装置 12XからのN個の遮光検知信号線は論理ゲート 路91に接続され、Y座標検出用遮光検知装置12 YからのM個の遮光検知信号線は論理ゲート回 91に接続される。論理ゲート回路91は、N個 遮光検知信号線の遮光検知信号と、M個の遮 検知信号線の遮光検知信号とのすべての組 合わせの論理積の演算を行って、N×M個の論 理積演算信号を得て遮蔽位置検出DSP(デジタ ・シグナル・プロセッサ)92に出力する。遮 位置検出DSP92は内部メモリ92mを有し、N×M個 論理積演算信号のうちの少なくとも1つの論 積信号がハイレベルになるとき、それに対 する2次元座標(X,Y)を演算してそのデータを 部メモリ92mに記憶する。ここで、ユーザが ワイトボード90の表面上で描画ペン13Aを用 てその先端ペン先である遮蔽物13を移動させ たときに、所定の時間間隔で時系列的に2次 座標(X,Y)のデータを順次記憶してゆくことに より、ユーザがホワイトボード90上で描画し 画像データ(上記データの集合をいう。)を る。当該画像データは例えばメモリカード どの外部記憶装置94に出力して記憶してもよ いし、その画像をディスプレイ95に表示し、 の画像データをプリンタ96に出力して印字 ることもできる。また、パーソナルコンピ ータ93から画像データを無線LANを介して他の パーソナルコンピュータに送信してもよい。

 本実施の形態では、各PD12x,12yはそれぞれ 数のLED11x,11yからの光ビーム信号を識別でき るため、ホワイトボード90の表面をメッシュ の領域として認識することができる。その め、LED11x,11yやPD12x,12yを並置するピッチを小 さくするほど、描画ペン13Aの描画領域を細か く認識でき、描画ペン13Aのペン先の太さ、位 置を精密に認識することが可能となる。

 なお、消しゴムの機能が必要な場合には 途消しゴム使用ボタンなどを遮蔽位置検出D SP92に設けて内部メモリ92m内の対応する一部 画像データを消去することにより、遮光さ た領域の画像データを消すことができる。 るいは、消去ペンの先端の太さを描画ペン13 Aの太さよりも大きく設定しておき、その太 をDSP92で検出して、ある一定以上の太さの遮 光領域を認識した場合には、消しゴム機能を 自動認識させることも可能である。

 以上のように構成することで、通常コピ ができないホワイトボード90に対してコピ 機能及び消去機能を実現できる。また、LED11 x,11yはホワイトボード90の照明としても利用 ることができる。また、例えばタッチパッ 機能の付いた液晶画面などにも適用するこ ができる。この場合、指や指示棒などの遮 を認識する。このようにすることで表示画 を照明し、かつ入力機能を持った表示装置 提供できる。

 以上の実施の形態では、ホワイトボード ついて説明しているが、本発明はこれに限 ず、黒板などでもよい。

 従って、本発明に係る遮光検知システム よれば、互いに異なる固有信号を含む光を いて遮光検知を行うので、1つの遮光検知装 置で複数の固有信号出力装置からの固有信号 を識別でき、発光素子のビーム幅を狭くした り、対応する受光素子と光軸を合わせたりす る必要がなく、設置が容易である。また、固 有信号を含む光を用いて遮光検知を行うので 、自然光や蛍光灯など他の外乱光による影響 を受け難いという特有の効果を有する。

 本発明に係る遮光検知システムは、例え 省エネルギー運転機能又は転倒検知機能を するエスカレータ、歩道又はボード装置な に利用することができる。