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公開番号2025096005
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023212438
出願日2023-12-15
発明の名称計測装置及びエレベーターシステム
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類G01B 11/02 20060101AFI20250619BHJP(測定;試験)
要約【課題】
計測対象の静止構造物の状態の変化に因らず、高精度かつ高いロバスト性でエレベーターかごの位置及び速度を計測可能にする。
【解決手段】
計測装置110において、照射部210は、光を出射する光源310と、光源310から出射した光の光路を変更し得る結像素子(結像光学素子311)と、を有し、照射部210において光源310から結像素子を経由して出射される光が、エレベーターかご120の移動方向に対して略垂直な方向で、静止構造物(ガイドレール140)に入射する。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
昇降路を移動するエレベーターかごに設置されて、前記エレベーターかごの移動距離または速度を計測する計測装置であって、
前記昇降路において前記エレベーターかごの移動方向に沿って配置された静止構造物に光を照射する照射部と、
前記照射部によって前記静止構造物を照射した光による、前記静止構造物からの散乱光を撮像面に集光する結像部と、
前記結像部で集光された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像部と、
前記撮像部で変換された電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離または速度を計測する計測部と、
を備え、
前記照射部は、光を出射する光源と、前記光源から出射した光の光路を変更し得る結像素子と、を有し、
前記照射部において前記光源から前記結像素子を経由して出射される光が、前記エレベーターかごの移動方向に対して略垂直な方向で、前記静止構造物に入射する
ことを特徴とする計測装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記静止構造物からの散乱光を前記結像部がその視野内に均一に集光可能にするために、前記照射部から出射されて前記静止構造物を照射する光の前記エレベーターかごの移動方向への広がり角が所定範囲内に収まるように、前記照射部が配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記照射部から出射される光の前記エレベーターかごの移動方向への広がり角をθ
ｙ
とし、前記結像部の開口数をＮＡとし、前記計測装置と前記静止構造物との間の媒質の屈折率をｎとしたときに、
｜θ
ｙ
｜≦ａｓｉｎ（ＮＡ／Ｎ）・・・（式１）
の関係式が成立する
ことを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記照射部から出射される光の前記エレベーターかごの移動方向への広がり角が、５．８度以下となる
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項５】
前記照射部において、
前記光源は、前記結像素子の焦点面に配置され、
前記結像素子の光軸は、前記エレベーターかごの移動方向に対して垂直な面内に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項６】
前記照射部において、前記結像素子は前記エレベーターかごの移動方向に対して光を屈折するシリンドリカルレンズである
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項７】
前記照射部において、前記結像素子は凹面鏡である
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項８】
前記光源が、前記エレベーターかごの移動方向に対して垂直で前記結像部の光軸を含む面と、前記結像素子の焦点面と、が交差する直線の近傍に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項９】
前記照射部は、１の前記結像素子に対応して２以上の前記光源を有する
ことを特徴とする請求項８に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記照射部において、前記光源の配光角が５度以上である
ことを特徴とする請求項８に記載の計測装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置及びエレベーターシステムに関し、エレベーターの移動に係る情報を算出する計測装置及びエレベーターシステムに適用して好適なものである。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、移動体として乗りかご（以下、「エレベーターかご」、あるいは「かご」と記す）を備えるエレベーターでは、エレベーターかごの位置や速度等を監視するための安全装置としてガバナロープが使われてきた。そして近年、ガバナロープの代わりとなる装置として、非接触式でエレベーターかごの位置及び速度を非接触で計測するセンサ（以下、「位置速度センサ」と記す）が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、エレベーターかご上に設置したイメージセンサにより昇降路内に存在する構造物を撮影し、エレベーターかごの位置及び速度を計測する光学式の位置速度センサが開示されている。特許文献１に開示された位置速度センサのような非接触式の計測装置の場合には、ガバナロープのような長尺の構造物が不要となるので、据付性及び保全性が向上するという効果があり、さらに、滑りによる測定誤差が発生しないという効果もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／２３９５３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された光学式センサは、昇降路内の静止構造物、例えば、ガイドレールを被写体としている。しかし、昇降路内の静止構造物は、汚損の蓄積、錆の付着、油滴の劣化等により、当該静止構造物における光吸収率が経年的に変化し得る。また、エレベーターがシュー式のかご固定方法を採用している場合には、潤滑油を利用してガイドレールとの摩擦を減らしているため、ローラ式のかご固定方法を採用している場合に比べて、ガイドレールにおける光吸収率がより変化し易い。これらの結果、光学式センサによって静止構造物（例えばガイドレール）を撮像する際に、新設時に比べて受光量が低下し、十分な信号雑音比（Ｓ／Ｎ比：Signal-to-Noise Ratio）を得ることができず、かごの位置及び速度を計測する計測装置における計測精度及びロバスト性が低下する一因となっていた。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、計測対象の静止構造物（例えばガイドレール）の状態の変化に因らず、光学式センサが十分な受光量を得ることができ、高精度かつ高いロバスト性でエレベーターかごの位置及び速度を計測可能な計測装置及びエレベーターシステムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため本発明においては、昇降路を移動するエレベーターかごに設置されて、前記エレベーターかごの移動距離または速度を計測する計測装置であって、前記昇降路において前記エレベーターかごの移動方向に沿って配置された静止構造物に光を照射する照射部と、前記照射部によって前記静止構造物を照射した光による、前記静止構造物からの散乱光を撮像面に集光する結像部と、前記結像部で集光された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像部と、前記撮像部で変換された電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離または速度を計測する計測部と、を備え、前記照射部は、光を出射する光源と、前記光源から出射した光の光路を変更し得る結像素子と、を有し、前記照射部において前記光源から前記結像素子を経由して出射される光が、前記エレベーターかごの移動方向に対して略垂直な方向で、前記静止構造物に入射することを特徴とする計測装置が提供される。
【０００８】
また、かかる課題を解決するため本発明においては、昇降路を移動するエレベーターかごと、前記昇降路において前記エレベーターかごの移動方向に沿って配置されたガイドレールと、前記エレベーターかごの動作を制御するエレベーター制御部と、前記エレベーターかごに据え付けられて前記エレベーターかごの移動距離または速度の少なくとも何れかを計測する計測装置と、を備え、前記計測装置は、前記ガイドレールに光を照射する照射部と、前記照射部によって前記ガイドレールを照射した光による、前記ガイドレールからの散乱光を撮像面に集光する結像部と、前記結像部で集光された散乱光の光信号を取り込み、電気信号に変換して撮像する撮像部と、前記撮像部で変換された電気信号に基づいて前記エレベーターかごの移動距離または速度を計測する計測部と、を有し、前記照射部は、光を出射する光源と、前記光源から出射した光の光路を変更し得る結像素子と、を有し、前記照射部において前記光源から前記結像素子を経由して出射される光が、前記エレベーターかごの移動方向に対して略垂直な方向で、前記ガイドレールに入射することを特徴とするエレベーターシステムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、計測対象の静止構造物の状態の変化に因らず、高精度かつ高いロバスト性でエレベーターかごの位置及び速度を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１の実施形態に係るエレベーターシステム１０の構成例を示す図である。
計測装置１１０の内部構成例を示す図である。
第１の実施形態に係る照射部２１０及び結像部２２０とガイドレール１４０との位置関係を示す俯瞰図である。
第１の実施形態に係る照射部２１０とガイドレール１４０との位置関係を説明するための図である。
ガイドレール１４０における拡散反射光の配光分布特性を示す概念図である。
照射部２１０における結像光学素子３１１の有用性を説明するための図である。
撮像部２３０の受光面上に結像した反射・散乱輝度パターンの一例を示す概念図（その１）である。
撮像部２３０の受光面上に結像した反射・散乱輝度パターンの一例を示す概念図（その２）である。
照射部２１０から出力される光線を平行光化する際に要求される、平行光のビーム（平行光線）の広がりの許容範囲を説明するための図である。
本発明の第２の実施形態に係る計測装置９１０における各部の位置関係を示す図である。
第２の実施形態に係る計測装置９１０の別の構成例を示す図である。
本発明の第３の実施形態に係る計測装置１１１０における各部の位置関係を示す図（その１）である。
本発明の第３の実施形態に係る計測装置１１１０における各部の位置関係を示す図（その２）である。
ある光源１１２１－ａの位置Δｘと、ガイドレール１４０と計測装置９１０との間の距離変動の許容値Δｚと、の関係を導くための概念図である。
第３の実施形態において、視野内で均一な画像を得るための光源１１２１の配光角を導くための概念図である。
本発明の第４の実施形態に係る計測装置１４１０における各部の位置関係を示す図である。
本発明の第５の実施形態に係る計測装置１５１０における各部の位置関係を示す図である。
本発明の第６の実施形態に係る計測装置１６１０における各部の位置関係を示す図（その１）である。
本発明の第６の実施形態に係る計測装置１６１０における各部の位置関係を示す図（その２）である。
本発明の第７の実施形態に係る計測装置１７１０における各部の位置関係を示す図である。
ｙ軸を含む面内における照射部１７２０の側面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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