JP4600009B2

JP4600009B2 - ゲート装置

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Publication number: JP4600009B2
Application number: JP2004338276A
Authority: JP
Inventors: 多寿夫一居
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2024-11-24
Also published as: CN100573598C; CN1779721A; JP2006146733A

Description

この発明は、例えば鉄道、空港等の改札口に設置される自動改札機、建築物の出入り口若しくはその内部の部屋の出入り口に設置される人間用ゲート装置、又は駐車場や有料道路の出入り口に設置される車両用ゲート装置など、人間や車両等の検知対象の通過を検知するようなゲート装置に関する。

従来、例えば自動改札機の人間検知センサとして反射型センサが用いられている。この反射型センサは、図７の正面図に示すように、投光素子１１５ｄと受光素子１１５ｅとを２つ横並びに配設して構成している。

反射型センサ１１５は、投光素子１１５ｄの投光Ｙと、受光素子１１５ｅの受光Ｚとの間に不感帯領域Ｅ’が存在し、該不感帯領域Ｅ’より遠くに検知領域Ｆ’が存在する。

この検知領域Ｆ’の有効検知距離を長く遠くへ設定しようとすると、投光素子１１５ｄの投光Ｙと受光素子１１５ｅの受光Ｚとを細くする必要があるため、不感帯領域Ｅ’の不感帯距離Ｌ５’が長くなる問題がある。

従って、図８の正面部分拡大図に示すように、自動改札機を利用する利用者を検知するため検知距離を長く設定すると、反射型センサ１１５の近傍が不感帯領域Ｅ’となる。

この不感帯領域Ｅ’に物体が存在した場合は、この物体そのものを検知できないばかりか、通路を通過する通行者も検知できない。

これは、上記不感帯領域Ｅ’に実際に物体が存在しても、何も検知していない状態と同一の状態となってしまい、さらには反射型センサ１１５の投光光路や受光光路が物体により遮蔽されてしまうからである。
この状態になると、例えば乗車券を券投入口１１４に投入せず通過する通行者等、自動改札機１０１が通路内の不正な通行者を検知できない問題があった。

この問題を解決する方法として、通路内の検知対象を検知する第１センサに加えて、該第１センサの不感帯領域の物体を検知する第２センサを設ける方法が提案されている（特許文献１参照）。

しかし、このようにセンサを２重にすると、装置が大型化、複雑化してしまうという問題があった。

特開２００１−１３３５５２号公報

この発明は、上述の問題に鑑み、上述した従来技術のように装置を複雑化させることなく、通路内の検知対象を確実に検知することができるゲート装置を提供し、ゲート装置の運用者の満足度を向上させることを目的とする。

この発明は、通路に光を投光し、投光した光の反射光を受光して、通路内の検知対象の通過の有無を検知する反射型検知手段を備えたゲート装置であって、前記反射型検知手段を、筐体外部から入光口を通過し筐体内部に入光した前記反射光を反射して該反射光の方向を変更する反射部材と、該反射部材にて方向が変更された前記反射光を受光する受光素子とで構成し、該受光素子を、受光方向を略鉛直上方、又は上記通路の略通過方向へ傾斜させた斜め上方に向けて備え、上記反射部材を、上記通路側の筐体外部から入光口を通過し筐体内部へ斜め下方に進む上記反射光を上記受光素子へ向けて反射する向きに備え、上記入光口と上記反射部材の反射面との距離である第１光路距離と、上記反射部材の反射面から上記受光素子までの距離である第２光路距離とを加算した筐体内光路距離が、上記受光素子の近傍に生じる前記反射型検知手段の不感帯距離より長くなるように、上記反射部材と上記受光素子とを配設したゲート装置であることを特徴とする。

前記反射部材は、鏡又は金属板等、光を反射する部材で構成することができる。
前記ゲート装置は、鉄道や空港等の改札口に設置される自動改札機、企業のビルや図書館等の建築物の出入り口若しくはその内部の部屋の出入り口に設置される人間用ゲート装置、又は、駐車場や有料道路の出入り口に設置される車両用ゲート装置など、人間や車両等の検知対象の通過を検知する装置とすることができる。

前記構成により、反射型検知手段の不感帯領域を装置の筐体内部に収め、通路を通過する検知対象を確実に検知することができる。

また、反射光の向きを変更し、筐体外部から入光してくる反射光と略同方向となるゲート装置の幅寸法を大きくすることなく、反射型検知手段の不感帯領域を装置の筐体内部に収めることができる。従って、ゲート装置の幅を小型化することができる。

またこの発明の態様として、反射型検知手段に備えられて光を投光する投光素子を、前記受光素子の近傍に備えることができる。
これにより、投光素子と受光素子の間に発生する不感帯領域を小さくすることができ、不感帯距離も短くすることができる。また、反射型検知手段のゲート装置への取り付けを容易にすることができる。
さらに、前記投光素子を、前記受光素子に対して、ゲート装置本体の幅方向、又は通過方向に並べて備えることができる。
これにより、反射型検知手段の厚みを薄くすることができる。

この発明により、ゲート装置を複雑化させることなく、通路内の検知対象を確実に検知することができる。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
まず、図１に示す正面図、図２に示す平面図、及び図３に示す側面図と共に、ゲート装置の一種である自動改札機１の構成について説明する。

自動改札機１は、２つの改札機本体１０を左右に対向させて設け、この対設部間で改札通路３を構成している。ここで、右側の改札機本体１０は正面を手前に向け、左側の改札機本体１０は背面を手前に向けて構成し、前後両方向の通過について通過許可と通過拒否の規制を行う。

改札機本体１０は、改札通路３側の内側筐体１１と、該内側筐体１１の外側に接続した内側筐体１１より少し高く幅が狭い外側筐体１２とで構成しており、全体を大人の普通人の腹部程度の高さに形成している。

内側筐体１１には、切符や定期券等の乗車券の投入を受け付ける券投入口１４を上面手前側に開口している。
内側筐体１１の上面奥側には、図２の平面図に示すように、乗車券を放出する券放出口１８と、改札利用案内を表示する案内表示器１９とを備えている。

内側筐体１１の前後両端部の通路内面には、改札通路３内側から見た図３の側面図に示すように、開閉動作する２つの扉１６を備えている。
内側筐体１１の中央高さには、通行者や荷物の通過を検知する透過型検知部１７を前後方向へ計６つ配設している。

外側筐体１２の上部の通路内面側には、斜め上方へ光を投光し、通行者に当たって反射した光を検知する反射型検知部１５を、前方、中央、後方の位置にそれぞれ１つずつ計３つ備えている。このように反射型検知部１５は、ほぼ同じ高さ位置で前後方向へ複数配設している。

このように反射型検知部１５の検知方向を斜め上方とすることで、改札機本体１０をバーレス型改札機として構成している。なお、バーレス型改札機とは、従来のように、大人検知のために水平方向に検知する透過型センサを、大人の普通人の肩高さ程度のバーに備えたものとは異なり、大人検知用の反射型検知部の検知方向を斜めにして上記バーを無くしたか低くしたものを指す。

以上の構成により、通行者による乗車券の投入を受け付け、該乗車券を返却し、投入された乗車券に基づいて扉１６による通行者の通行規制を行うことができる。透過型検知部１７では、通行者や荷物を検知することができ、反射型検知部１５では、大人の通行者を検知することができる。

次に、図４に示す正面部分（図１のＡ部分）拡大断面図と共に、外側筐体１２に備えた反射型検知部１５の構成について説明する。
反射型検知部１５は、外側筐体１２に備えており、透過板１５ａ、反射鏡１５ｂ、及び反射型センサ１５ｃで構成している。

透過板１５ａは、外側筐体１２の内側壁に形成した穴１３に、該穴１３を塞ぐように備えており、半透明部材、又は透明部材等、検知用の光が通過できる部材で形成している。

反射鏡１５ｂは、平面の鏡で形成しており、反射面が通路内側へ向けて斜め下方へ向くように、反射型センサ１５ｃの鉛直上方位置に配置している。この配置により、反射型センサ１５ｃの鉛直方向の光を、大人の普通人の頭部付近へ向けて水平より約４０度程度に斜め上方へ反射する構成としている。

反射型センサ１５ｃは、投光素子１５ｄと受光素子１５ｅを近接させて並設した反射型のセンサであり、投光素子１５ｄは鉛直上方へ光を照射し、受光素子１５ｅは鉛直上方からの光を受光する。

投光素子１５ｄの投光と受光素子１５ｅの受光は、反射鏡１５ｂで反射されて方向が変化する。従って、投光素子１５ｄと受光素子１５ｅの間で近傍位置に発生する不感帯領域Ｅも反射鏡１５ｂで反射する。

反射鏡１５ｂと反射型センサ１５ｃとの位置関係は、所定間隔を隔てた位置関係としている。これにより、透過板１５ａの筐体外側面と反射鏡１５ｂの反射面との距離である第１光路距離Ｌ２と、反射鏡１５ｂの反射面から反射型センサ１５ｃまでの距離である第２光路距離Ｌ３とを加算した筐体内光路距離Ｌ１が、反射型センサ１５ｃの不感帯領域Ｅの不感帯距離Ｌ５と同一になるように構成している。

なお、筐体内光路距離Ｌ１と不感帯距離Ｌ５が同一距離でなくとも、筐体内光路距離Ｌ１を不感帯距離Ｌ５（反射型センサ１５ｃから不感帯領域Ｅの最離端までの距離）より長く構成すれば良い。
また、不感帯距離Ｌ５が第２光路距離Ｌ３より短くなる構成とし、検知領域Ｆで反射鏡１５ｂにより反射する構成としても良い。

また、反射型検知部１５は、投光素子１５ｄと受光素子１５ｅを改札機本体１０の幅方向に２つ並べて構成したが、投光素子１５ｄと受光素子１５ｅを通過方向に２つ並べて構成しても良い。
この場合は、改札機本体１０の幅方向の反射型検知部１５の厚みを薄くすることができ、改札機本体１０の幅方向の厚みをより薄くすることができる。

なお、反射型センサ１５ｃで検知可能な限界に設定している最長有効検知ポイントＰ（図１）は、改札通路３の幅方向中央付近の上方位置に設定しており、正確には、幅方向中央よりも反射型検知部１５から見て少し向こう側の位置に設定している。

以上の構成により、反射型センサ１５ｃの投光素子１５ｄから投射した光を、反射鏡１５ｂで反射し透過板１５ａを透過して、改札通路３（図１）内へ斜め上方に照射することができる。

大人の通行者が改札通路３を通過すると、前記投射した光が該通行者によって反射し、該反射光を透過板１５ａを透過させ反射鏡１５ｂで反射し反射型センサ１５ｃの受光素子１５ｅで受光することができる。このように、改札通路３の上部空間の物体の通過を光電検知することができる。

筐体内光路距離Ｌ１を不感帯距離Ｌ５より長く設定しているため、透過板１５ａの表面に異物等が接触したような状態であっても、反射型検知部１５が物体の存在を確実に検知できる。

従って、反射型検知部１５の傾斜検知光線９（図１）で検知できる有効検知距離Ｌ４（図１）を、予め設定した最長有効検知ポイントＰ（図１）と透過板１５ａの表面との間の距離とすることができ、その間の物品の通過を確実に検知できる。

また、反射型検知部１５の投光素子１５ｄと受光素子１５ｅとを近接させているため、通行者等に照射する照射光と、通行者等によって反射した反射光とを、１つの反射鏡１５ｂで反射して光の方向を変更することができる。これにより、改札機本体１０を小型コンパクトに形成することができる。

また、反射鏡１５ｂと反射型センサ１５ｃとを上下方向に配設し、その間の距離設定で不感帯領域Ｅを外側筐体１２内に収納しているため、反射光の入光方向と同方向となる改札機本体１０の幅方向の厚みを増加させずに、透過板１５ａの近傍に物体が存在して通行者を検知できなくなることを防止できる。

このように、透過板１５ａ、反射鏡１５ｂ及び反射型センサ１５ｃの配置によって、不感帯距離Ｌ５が改札機本体１０の筐体内に収まる構成とすることで、反射型検知部１５で検知可能な検知距離を長く遠くへ設定しても、透過板１５ａ近傍に物体が存在することで通行者等が検知できなくなることを防止できる。

なお、この効果を得る他の構成として、反射鏡１５ｂと反射型センサ１５ｃを、改札通路３の通過方向に並べて同じ高さに配置する、あるいは鉛直方向から改札通路３の通過方向に傾斜させた斜め方向に配置する構成としても良い。

この場合でも、改札機本体１０の幅方向の厚みを増加させずに、不感帯領域Ｅを改札機本体１０内に収めることができ、透過板１５ａの近傍に物体が存在して通行者を検知できなくなることを防止できる。

反射鏡１５ｂと反射型センサ１５ｃを鉛直方向に配置した場合、あるいは鉛直方向から改札通路３の通過方向に傾斜させた斜め方向に配置した場合は、反射鏡１５ｂと反射型センサ１５ｃを同じ高さで通過方向に並べた場合に比べて、反射型検知部１５を改札通路３の通過方向（前後方向）に複数配置することが容易となる。

次に、図５に示すブロック図と共に、自動改札機１の構成について説明する。
自動改札機１は、ＣＰＵ２１に接続して、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、反射型検知部１５、透過型検知部１７、案内表示器２４、乗車券処理部２５、入口扉処理部２６、及び出口扉処理部２７を備えている。

ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納されたプログラムに沿って各回路装置を制御し、その制御データをＲＡＭ２３で読出し可能に記憶する。
反射型検知部１５は、改札通路３上部空間の通行状態を検知し、検知信号をＣＰＵ２１に送信する。

透過型検知部１７は、改札通路３下部空間の通行状態を検知し、検知信号をＣＰＵ２１に送信する。
案内表示器２４は、ＣＰＵ２１の制御に従って通行者の改札案内情報を表示する。

乗車券処理部２５は、券投入口１４に投入された乗車券の磁気データを読取ってその有効性を判定し、有効と判定した場合に磁気データ処理、印刷処理、パンチ穴形成等の券処理動作を実行する。

入口扉処理部２６及び出口扉処理部２７は、ＣＰＵ２１の扉制御信号に基づいて各扉１６を開閉操作し、改札利用する通行者を通行許容・規制する。

以上の構成により、反射型検知部１５による改札通路３の大人（有料客）の通過検知、透過型検知部１７による改札通路３の通過検知（有料客や無料客や荷物等の検知）を行い、この検知結果と投入された券媒体に基づいて、通過の可否を扉１６で規制できる。

なお、ＣＰＵ２１は、反射型検知部１５により検知対象物を検知する際に、改札通路３を通行する通行者の身長、横幅等の体格と通路幅方向の通行位置を正確に求めることもできる。また、検知範囲である改札通路３を通過した物体だけを特定して捉え、検知範囲外の物体の移動等は検知から排除することもできる。

次に、図６に示す処理フロー図と共に、自動改札機１のＣＰＵ２１が実行する動作について説明する。
反射型検知部１５が、改札通路３を通行する通行者等の物体を検知すると、ＣＰＵ２１は、その物体までの通路幅方向の検知距離を算出する（ステップＮ１）。

ＣＰＵ２１は、上記検知距離が検知対象範囲である検知範囲内か否か判定し（ステップｎ２）、検知範囲外であれば（ステップｎ２：ＮＯ）、ステップｎ１にリターンする。
なお、前記検知範囲は、最長有効検知ポイントＰと透過板１５ａとの間の範囲に設定している。

検知距離が検知範囲内であれば（ステップｎ２：ＹＥＳ）、通路内の物体を検知したと認識する（ステップｎ３）。
ＣＰＵ２１は、人間の検知処理を実行し、改札通路３内の大人の通行者を正確に確実に検知し（ステップｎ４）、処理を終了する。

以上の動作により、斜め上方を検知する反射型検知部１５で大人の通行者を検知することができる。反射型検知部１５の不感帯領域Ｅ（図４）は、改札機本体１０から外へ出ないようにしているため、透過板１５ａ（図４）の近傍に異物があった場合でも、その異物の存在を検知することができる。

従って、異物の存在によって料金不足の大人の通行者を検知漏れするといったことを防止し、大人の通行者の通行可否の判定を確実に行うことができる。

傾斜検知光線９（図１）は、外側筐体１２から斜め上方へ向けて設定しているため、改札通路３内の子供は検知範囲から外れることとなり、子供を大人の通行者であると誤検知することを防止できる。

なお、自動改札機１の改札通路３の通路幅は、車椅子に乗った人間１人の通過を許容する程度の幅としても良く、前述した改札機本体１０の幅間隔を狭く構成して、人間１人の通過を許容する程度の通路幅に構成しても良い。

この場合でも、最長有効検知ポイントＰは改札通路３の上方（正確には対向する改札機本体１０側の改札通路３側部の上方）に位置するため、同一の改札機本体１０を、通常の歩行者用と車椅子利用者用の両方に使用することができる。

また、自動改札機１に限らず、図書館等の施設の出入り口のゲート、駐車場等の自動車用のゲートに、反射型検知部１５を備える構成としても良い。
この場合、複数人の通過を許容する幅を有するゲート装置、あるいは自動車の通過を許容する程度の幅を有するゲート装置等、適宜の幅を有するゲート装置に構成することができる。

また、この自動改札機１は改札通路３を双方向から改札許容する共用改札機能を有して構成しても良く、また、通行者が正通行方向と逆通行方向のいずれかの通過方向のみ許容する構成としてもよい。

いずれかの通過方向のみを許容する場合、１つの改札機本体１０内に右側通路用と左側通路用の反射型検知部１５を備え、該改札機本体１０の左右の改札通路３内の大人の通過を検知できる構成として、この構成の改札機本体１０を複数並べて配設すると良い。
これにより、片方向改札機能を有する改札機本体１０として利用することができる。

この場合の右側通路用と左側通路用の反射型検知部１５は、右側通路用の反射型検知部１５が右側の改札通路３へ向けて斜め上方に検知し、左側通路用の反射型検知部１５が左側の改札通路３へ向けて斜め上方に検知するように、検知方向を左右対称に構成すればよい。この場合の反射型検知部１５は、改札通路３の通過方向へ並設すると良い。

これにより、反射型検知部１５を通路幅方向に並設する場合に比べて、改札機本体１０の幅サイズを小さく保つことができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のゲート装置は、実施形態の自動改札機１に対応し、
以下同様に、
通路は、改札通路３に対応し、
反射光は、傾斜検知光線９に対応し、
筐体は、改札機本体１０に対応し、
反射型検知手段は、反射型検知部１５に対応し、
入光口は、透過板１５ａに対応し、
反射部材は、反射鏡１５ｂに対応し、
検知対象は、通行者に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

自動改札機の正面図。自動改札機の平面図。自動改札機の側面図。正面部分の拡大断面図。自動改札機のブロック図。自動改札機のＣＰＵの動作を示すフローチャート。反射型センサの不感帯領域を説明する説明図。従来の自動改札機の正面部分拡大図。

１…自動改札機
３…改札通路
９…傾斜検知光線
１０…改札機本体
１５…反射型検知部
１５ａ…透過板
１５ｂ…反射鏡
１５ｃ…反射型センサ
１５ｄ…投光素子
１５ｅ…受光素子
Ｌ１…筐体内光路距離
Ｌ５…不感帯距離

Claims

通路に光を投光し、投光した光の反射光を受光して、通路内の検知対象の通過の有無を検知する反射型検知手段を備えたゲート装置であって、
前記反射型検知手段を、
筐体外部から入光口を通過し筐体内部に入光した前記反射光を反射して該反射光の方向を変更する反射部材と、
該反射部材にて方向が変更された前記反射光を受光する受光素子とで構成し、
該受光素子を、受光方向を略鉛直上方、又は上記通路の略通過方向へ傾斜させた斜め上方に向けて備え、
上記反射部材を、上記通路側の筐体外部から入光口を通過し筐体内部へ斜め下方に進む上記反射光を上記受光素子へ向けて反射する向きに備え、
上記入光口と上記反射部材の反射面との距離である第１光路距離と、上記反射部材の反射面から上記受光素子までの距離である第２光路距離とを加算した筐体内光路距離が、上記受光素子の近傍に生じる前記反射型検知手段の不感帯距離より長くなるように、上記反射部材と上記受光素子とを配設した
ゲート装置。
反射型検知手段に備えられて光を投光する投光素子を、前記受光素子の近傍に備えた
請求項１記載のゲート装置。
前記投光素子を、前記受光素子に対して、ゲート装置本体の幅方向、又は通過方向に並べて備えた
請求項２記載のゲート装置。