JPS5948355B2 - 近接検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は静電容量の変化により物体を検出する装置に
関するものである。

近接検出装置はエレベータ等の戸の前縁に取り付けられ
、戸閉動作時及び戸全開時に戸の運動路上の人または障
害物を無接触で検出し、戸を反転させたり、戸が閉まり
始める動作を停止させたりするのに用いられる。

この種の近接検出装置は第１図に示すように構成されて
いる。

第１図中、１，２は分割されて戸の前縁に装着されたア
ンテナ、３はアンテナ１，２と絶縁配置されたじゃへい
板、４はアンテナ１，２を保護するアンテナカバー、５
，６はそれぞれアンテナ１゜２とじやへい板３の間の静
電容量、７，８はそれぞれアンテナ１，２が大地との間
に有する静電容量、９は交流電源で、静電容量５〜８は
交流ブリッジを形成し、通常 静電容量５×静電容量８＝静電容量６×静電容量７とな
るよう設定される。

１０は交流増幅回路、１１は整流回路で、１１ａはその
出力、１２は直流増幅回路で、１２ａはその出力、１３
は出力リレーで、１３ａはその出力、１４は交流増幅回
路で、１４ａはその出力、１５は整流回路で、１５ａは
その出力である。

通常、上記交流ブリッジは平衡しており、アンテナ１と
アンテナ２の間の電圧はなく、整流回路１１の出力１１
ａは零である。

しかし、アンテナと大地間の静電容量７，８は、アンテ
ナカバー４へのちりの付着、温度・湿度等周囲環境の変
化により変化する。

そのため、上記交流ブリッジは不平衡となり、出力１１
ａに不平衡の程度に応じた出力が現れる。

上記周囲環境による交流ブリフジの不平衡の影響を避け
るため、直流増幅回路１２では整流回路１１の出力１１
ａを増幅し、上記交流ブリッジに大きな不平衡があると
き、すなわち、アンテナカバー４に手を触れるようなと
きのみ、出力リレー１３を、駆動する。

一方、交流増幅回路１４では、上記交流ブリッジの周囲
環境による不平衡の影響を避けるため、整流回路１１の
出力１１ａの変化を選択増幅し、整流回路１５で全波整
流し、アンテナ１，２への人の接近を高感度で検出して
出力リレー１３を駆動する。

上記出力リレー１３はエレベータ等の戸の閉動作の阻止
、戸閉中の戸の停止反転等を行わせ、人が戸にはさまれ
るのを防止する。

しかし、上記近接検出装置においては、人がアンテナカ
バー４に手を触れ、そのままアンテナカバー４に手を触
れ続け、その後にアンテナカバー４から手を離した場合
、手の動きと出力リレー１５の動作の不一致が現れる不
具合が発生する。

この不具合を第２図を用いて説明する。

時間ｔ１において、人がアンテナ１の部分のアンテナカ
バー４に手を触れたとき、アンテナ１の静電容量７は増
加し、その増加程度に応じて整流回路１１の出力１１ａ
が変化する。

直流増幅回路１２では整流回路１１の出力１１ａを増幅
し、その出力１２ａがあらかじめ設定された電圧レベル
Ｖａよりも太きいとき出力リレー１３を、駆動する。

同時に交流増幅回路１４においては整流回路１１の出力
１１ａの変化分を選択増幅し、整流回路１５で全波整流
し、その出力１５ａがあらかじめ設定された電圧レベル
ｖｂよりも大きいとき出力リレー１３を駆動する。

アンテナカバー４に手を触れ、そのままアンテナカバー
４に手を触れ続けている間は、アンテナカバー４に対す
る手の動きと出力リレー１３の動きは一致する。

しかし、時間ｔ２において、アンテナカバー４から手を
離すと、交流増幅回路１４は前と逆極性の出力１４ａを
発し、時間Ｔの聞出カリレー１３が動作し、時間ｔ３に
おいて不動作となる。

すなわち、手の動きと出力リレー１３の動きが一致しな
くなる。

そのため、次のような不具合が現れて来る。

（ア）戸が全開中、アンテナカバー４に手を触れ、戸閉
動作を阻止しているとき、アンテナカバー４から手を離
しても、すぐ戸が閉まることが不可能となり、第２図に
示した時間Ｔだけ遅れて閉まり始めるため、エレベータ
等においては、運転効率が低下する。

（イ）戸が閉まりつつあるとき、アンテナカバー４に手
を触れると、手を触れている間だけ戸が開き、手を離す
と直ちに戸閉動作を行うような制御をしている戸閉装置
においては、アンテナカバー４に手を触れて戸閉を阻止
しようとした場合、必要以上に戸が開き、−ト記同様に
運転効率が低下する。

この発明は上記欠点を改良するもので、障害物が戸から
離れたら直ちに戸閉動作を行なわせる近接検出装置を提
供することを目的とする。

以下、第３図及び第４図によりこの発明の一実施例を説
明する。

第３図中、２０，２１はそれぞれアンテナ１゜２に現わ
れる交流電圧を直流電圧に変換する整流回路、２０ａ、
２１ａはそれぞれ整流回路２０゜２１の出力である。

整流回路２０．２１の出力２０ａ、２１ａはそれぞれア
ンテナ１，２の対地静電容量７，８を直流電圧に変換し
た形となり、アンテナ１と人が接近した場合対地静電容
量７が増加し、アンテナ１に現れる電圧が変化し、整流
回路２０の出力２０ａが変化する。

同様にアンテナ２と人が接近した場合も整流回路２１の
出力２１ａが変化する。

２２は第１の検出回路で、アンテナ１，２と接近する人
を無接触で検出する回路で、２２ａはその出力、２３は
差動増幅回路で、２３ａはその出力、２４は交流増幅回
路で、２４ａはその出力、２５は整流回路で、２５ａは
その出力、２６は電圧比較器、２７は基準電圧制御回路
で、２７ａはその出力である。

第１の検出回路２２内の差動増幅回路２３では、整流回
路２０．２１のそれぞれの出力２０ａ。

２１ａの差を増幅する。

差動増幅回路２３の出力から見た静電容量５，６、対地
静電容量７，８はブリッジを構成していることになり、
〔静電容量５〕×〔静電容量８〕−〔静電容量６〕×〔
静電容量７〕が満足するとき、差動増幅回路２３の出力
２３ａは零となる。

アンテナ１に人が接近してアンテナ１の対地静電容量７
が増加したとき、差動増幅回路２３の出力２３ａが正方
向に変化するように設定すれば、アンテナ２に人が接近
したときは、差動増幅回路２３の出力２３ａは負方向に
変化する。

通常、この差動増幅回路２３の出力２３ａが零となるよ
う静電容量５，６、対地静電容量７，８が調整されるが
、周囲温度・湿度等の変化や、アンテナカバー４へのち
り等の付着のため、静電容量５〜８の平衡を常時保つこ
とは困難となる。

したがって、差動増幅回路２３の出力２３ａは常時零と
はならず、変動していることになる。

一般に、この周囲条件による差動増幅回路２３の出力２
３ａの変動は、アンテナ１，２に人が接近するときの差
動増幅回路２３の出力２３ａの変化よりも周期が長いの
で、出力２３ａのうちアンテナ１，２に人が接近すると
きの出力２３ａの変化分のみを次段の交流増幅回路２４
で選択増幅し周囲条件による影響を取り除いている。

交流増幅回路２４の出力２４ａは、アンテナ１に人が接
近したときと、アンテナ２に人が接近したときとは極性
が異なるため、次段の整流回路２５で全波整流し、電圧
比較器２６により整流回路２５の出力２５ａがあらかじ
め設定された基準電圧制御回路２７の出力２７ａ以上に
なったとき、検出信号として第１の検出回路２２の出力
２２ａを発生する。

２８は第２の検出回路で、アンテナカバー４に接触する
人を検出する回路で、２８ａはその出力、２９は和動増
幅回路で、２９ａはその出力、３０は交流増幅回路で、
３０ａはその出力、３１゜３２は電圧比較器で、３１ａ
、３２ａはそれぞれその出力、３３はパルスカウンタで
ある。

第２の検出回路２８の和動増幅回路２９において、整流
回路２０．２１で得られた出力２０ａ。

２１ａを加算増幅する。

この和動増幅回路２９の出力２９ａがアンテナ１又はア
ンテナ２の対地静電容量７，８の増加により減少するよ
うに設定すれば、アンテナ１又はアンテナ２の対地静電
容量７．８の減少により和動増幅回路２９の出力２９ａ
は増加する。

このように、和動増幅回路２９の出力２９ａから見た、
分割されたアンテナ１，２は１本のアンテナを構成した
のと同じになる。

このような１本アンテナ構成のときは、戸閉動作中の戸
の揺れや、周囲温度、湿度等によるアンテナ１，２の対
地静電容量７，８の変化を受けやすく、和動増幅回路２
９の出力２９ａが変動する。

このため、和動増幅回路２９の出力２９ａからアンテナ
１，２の対地静電容量７，８の変化の高感度検出は困難
となる。

そこで、第２の検出回路２８においてはアンテナ１，２
の対地静電容量７゜８の大きな変化、すなわちアンテナ
カバー４に手を触れたり、離したりする動作のみを検出
するようにしている。

和動増幅回路２９の出力２９ａに大きな変化があるとき
、この変化分を交流増幅回路３０で選択増幅すると、ア
ンテナカバー４に手を触れるような動作があるときと、
アンテナカバー４から手を離すような動作があるとき交
流増幅回路３０の出力３０ａの極性は異なる。

電圧比較器３１において、交流増幅回路３０の出力３０
ａの極性及び大きさを弁別し、アンテナカバー４に手を
触れる動作があるとき、電圧比較器３１の出力３１ａを
発生し、アンテナカバー４から手を離す動作があるとき
電圧比較器３２の出力３２ａを発生する。

パルスカウンタ３３は、通常その内容が零に設定されて
おり、電圧比較器３１の出力３１ａにより、すなわちア
ンテナカバー４に手を触れる動作によりパルスカウンタ
３３がカウントアツプされ、アンテナカバー４に手を触
れたことが記憶される。

そして、アンテナカバー４に手を触れているという信号
を第２の検出回路２８の出力２８ａとして発生する。

パルスカウンタ３３は、電圧比較器３２の出力３２ａに
より、すなわち、アンテナカバー４から手を離す動作に
よりパルスカウンタ３３がカウントダウンされ、アンテ
ナカバー４に手を触れた動作の記憶が抹消され、第２の
検出回路２８の出力２８ａもなくなる。

アンテナカバー４への複数の触手があった場合、同数の
触手があるまで、第２の検出回路２８の出力２８ａが発
生している。

基準電圧制御回路２７は、第２の検出回路２８の検出信
号出力２８ａから第１の検出回路２２の電圧比較器２６
の基準電圧を設定する回路である。

３４はＯｒ（回路で、１３は出力リレーである。

第１の検出回路２２の出力２２ａ及び第２検出回路２８
の出力２８ａはＯＲ回路３４を通じて出力リレー１３を
駆動する。

第３図に示した実施例において、アンテナカバー４に手
を触れ続け、その後アンテナカバー４から手を離した場
合の動作を第４図について説明する。

基準電圧制御回路２７の出力２７ａは、第２の検出回路
２８の出力２８ａがないとき、通常低い！圧しベル■１
を保っている。

アンテナ１に相当する部分のアンテナカバー４に手を触
れたとき、第１の検出回路２２の整流回路２５の出力２
５ａは正パルスが発生し、それが基準電圧制御回路２７
の出力２７ａよりも大きくなったとき、第１の検出回路
２２の出力２２ａを発生する。

同時に、第２の検出回路２８の交流増幅回路３０の出力
３０ａに負パルスが発生し、電圧比較器３１においてそ
の基準電圧■２以−Ｈになると、アンテナカバー４に手
を触れたことを検出し出力３１ａを発生しパルスカウン
タ３３をカウントアツプし、第２の検出回路２８の出力
２８ａを発生する。

基準電圧制御回路２７の出力２７ａは、第２の検出回路
２８の出力２８ａにより出力電圧が今までのレベル■１
よりも高いレベルｖ４に変化する。

アンテナカバー４に手を触れ続けた場合は、第２の検出
回路２８の出力２８ａにより、基準電圧制御回路２７の
出力２７ａは高いレベル■４を保ち続ける。

次に、アンテナカバー４から手を離したときは、第２の
検出回路２８の交流増幅回路３０の出力３０ａに正パル
スが発生し、電圧比較器３２の設定電圧ｖ３よりも大き
くなったとき、アンテナカバー４から手を離した信号と
して出力３２ａを発生し、パルスカウンタ３３をカウン
トダウンし、その内容が零になると、第２の検出回路２
８の出力２８ａはなくなる。

このとき、基準電圧制御回路２７の出力２７ａは高い電
圧し・ベルｖ４から低い電圧レベルＶ１にゆるやかに変
化させる作、第１の検出回路２２の整流回路２５の出力
２５ａに正パルスが発生するが、基準電圧制御回路２７
の出力２γａよりも小さいため、電圧比較器２６は動作
せず、第１の検出回路２２の出力２２ａ、は発生しなく
なる。

すなわち、アンテナカバー４から手を離すとき、第１の
検出回路２２の検出感度を相対的に低くしたことになる
。

上記の動作により、出力リレー１３の動作は時間ｔ□か
ら時間ｔ２までとなり、手の動作と一致し、アンテナカ
バー４に手を触れ戸閉動作を阻＋ｇ−した後、アンテナ
カバー４から手を離したとき、すぐに戸閉動作を行わせ
ることが可能となる。

−Ｆ記実施例においては、アンテナカバー４に手を触れ
ていることを検出する第２の検出回路２８の出力２８ａ
で基準電圧制御回路２７の出力２７ａを変化させ、アン
テナカバー４から手を離したとき、第１の検出回路２２
の検出感度を低くさせたが、以下に述べる他の実施例に
よっても同等の結果が得られることは明らかである。

（力 第２の検出回路２８の出力２８ａにより第１の検
出回路２２の増幅回路の増幅度を変化させ、アンテナカ
バー４から手を離すときの第１の検出回路２２の検出感
度を低くする。

（イ）第２の検出回路２８の出力２８ａにより第１の検
出回路２２の整流回路２５の出力２５ａにバイアスを与
え、アンテナカバー４から手を離すときの第１の検出回
路２２の検出感度を低くする。

（つ）アンテナ１，２、しやへい板３、アンテナカバー
４等を含む検出体が可動的に戸の先端に取付けられ、上
記検出体又は上記戸に取付けられたスイッチが上記検出
体を押すことにより作動するような構造の近接検出器に
おいては、上記スイッチの信号により基準電圧制御回路
２７を動作させる。

また、上記スイッチの信号により第１の検出回路２２の
増幅回路の増幅度を変化させてもよく、上記スイッチの
信号により第１の検出回路２２の整流回路２５の出力２
５ａにバイアス電圧を与えてもよい。

（１）アンテナカバー４から手を離したときに発生する
第２の検出回路２８の交流増幅回路２０の出力２０ａ又
はアンテナカバー４から手を離し−たことを検出する電
圧比較器３２の出力３２ａを用い、基準電圧制御回路２
７を動作させる。

また、出力３０ａ又は出力３２ａを用い、第１の検出回
路２２の増幅回路の増幅度を変化させてもよく、上記出
力３０ａ又は出力３２ａを用い、第１の検出回路２２の
整流回路２５の出力２５ａにバイアス電圧を与えてもよ
い。

げ）アンテナカバー４から手を離したときから第１の検
出回路２２の検出感度をゆるやかに変化させているが、
これをアンテナカバー４から手を離したときから時間遅
れを持たせ、検出感度の全くない状態又は低い検出感度
の状態から元の検出感度の状態へステップ状に変化させ
る。

以上説明したとおりこの発明では、アンテナの有する対
地静電容量の変化に対応する値が基準値を越えたこきを
検出して戸に接近するか又は戸から離れた物体を検出し
、また、物体が戸に接触したか又は戸から離れたかを検
出し、物体が離れた直後の間、上記基準値を高くするよ
うにしたので、物体が戸から離れた直後の物体検出感度
が低下することにより、戸閉動作を阻止していた物体が
離れたらすぐ戸を閉めることが可能となり、戸の動作中
に生じるむだ時間を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の近接検出装置のブロック回路図、第２図
は第１図の各部の出力波形図、第３図はこの発明による
近接検出装置の一実施例を示すブロック回路図、第４図
は第３図の各部の出力波形図である。 １．２・・・・・・アンテナ、３・・・・・・しやへい
板、４・・・アンテナカバー、５，６・・・・・・アン
テナ１，２とじやへい板３の間の静電容量、７，８・・
・・・・アンテナ１．２の有する対地静電容量、９・・
・・・・交流電源、１３・・・・・・出力リレー、２０
．２１・・・・・・整流回路、２２・・・・・・第１の
検出回路、２３・・・・・・差動増幅回路、２４・・・
・・・交流増幅回路、２５・・・・・・整流回路、２６
・・・・・・電圧比較器、２７・・・・・・基準電圧制
御回路、２８・・・・・・第２の検出回路、２９・・・
・・・和動増幅回路、３０・・・・・・交流増幅回路、
３１．３２・・・・・・電圧比較器、３３・・・・・・
パルスカウンク、３４・・・・・・ＯＲ回路。 なお、図中同一部分は同一符号により示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに間隔を置いて配列された一対のアンテナを戸
   の前縁に沿って配置し、上記アンテナの有する対地静電
   容量の変化に対応する値が基準値を越えたことを検出し
   て上記戸に接近するか又は上記戸から離れる物体を検出
   する第１の検出回路と、上記対地静電容量の変化よりも
   大きい変化を検出して上記物体が上記戸に接触すると出
   力を発し上記物体が上記戸から離れると出力がなくなる
   第２の検出回路を設け、上記第１及び第２の検出回路の
   出力により上記戸の運動を制御するものにおいて、上記
   第２の検出回路の出力がなくなった直後の間上記第１の
   検出回路に設定された上記基準値を高くする手段を備え
   たことを特徴とする近接検出装置。