(57)【要約】【課題】画像光学ユニットに対して画像センサを個別に方位決めできるようにし、簡単で頑丈な機械的構成を得ること。【解決手段】カメラユニット（26）は、部品支持基体（66）上に配置された電子的な画像センサ（64）と、レンズ筐体（46）とを有する。レンズ筐体（46）と部品支持基体（66）とは、第1の連結部品（70）を介して接続されて、一体的な構造ユニットを形成する。さらに第1の連結部品（70）、レンズ筐体（46）および部品支持基体（66）を互いに固定するために、第1の解放可能な締め付け機構（74、76、84）および第2の解放可能な締め付け機構（62、90、94）を有する。第1の連結部品（70）は、レンズ筐体（46）に対する少なくとも1つの制限された第1の動き（100、102、106）と、部品支持基体（66）に対する少なくとも1つの制限された第2の動き（108）とが可能である。【選択図】図３
2010517063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に可動式の機械部分（12）上で同時に動く安全装置の部分としての、空間領域を監視するためのカメラユニットであって、
部品支持基体（66）上に配置された電子的な画像センサ（64）と、
少なくとも1つの光学素子（48）が固定されたレンズ筐体（46）を有するレンズ（44）と、
前記レンズ筐体（46）および前記部品支持基体（66）に接続されて一体的な構造ユニットを形成する第1の連結部品（70）とを備え、
前記一体的な構造ユニットの前記第1の連結部品（70）は、前記レンズ筐体（46）に対する少なくとも1つの制限された第1の動き（100、102、106）と、前記部品支持基体（66）に対する少なくとも1つの制限された第2の動き（108）とが可能であり、
前記一体的な構造ユニットは、前記第1の連結部品（70）、前記レンズ筐体（46）および前記部品支持基体（66）を互いに固定するために、少なくとも1つの第1の解放可能な締め付け機構（74、76、84）および少なくとも1つの第2の解放可能な締め付け機構（62、90、94）を有する、カメラユニット。
【請求項２】
前記第1（100、102、106）および前記第2（108）の動きが、互いに直交している、請求項1に記載のカメラユニット。
【請求項３】
前記画像センサ（64）がセンサ平面（98）を規定し、前記第1の動き（100、102、106）が、前記センサ平面（98）に平行な運動平面（96）を規定する、請求項1または2に記載のカメラユニット。
【請求項４】
前記第1の動き（100、102、106）により、前記レンズ筐体（46）に対する前記第1の連結部品（70）の並進および回転運動が可能になる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のカメラユニット。
【請求項５】
前記画像センサ（64）がセンサ平面（98）を規定し、前記第2の動き（108）が、前記センサ平面（98）に垂直に延びる運動方向を規定する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のカメラユニット。
【請求項６】
前記第2の動き（108）により、前記部品支持基体（66）に対する前記第1の連結部品（70）の並進および回転運動の組み合わせが可能になる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のカメラユニット。
【請求項７】
前記部品支持基体（66）に固定的に接続され、前記第2の動き（108）を可能にするために前記第1の連結部品（70）に対して移動可能な第2の連結部品（72）を特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のカメラユニット。
【請求項８】
前記第1および前記第2の連結部品（70、72）が互いにねじ付けられ、前記連結部品の一方が外側ねじ溝（76）を有し、他方の連結部品が内側ねじ溝（74）を有し、これらがかみ合う、請求項7に記載のカメラユニット。
【請求項９】
前記第1の解放可能な締め付け機構が、前記第1および前記第2の連結部品（70、72）を互いに固定するロックナット（84）を有する、請求項8に記載のカメラユニット。
【請求項１０】
前記ロックナット（84）が解放された状態で一方の連結部品（70）を他方の連結部品（72）に対して固定するために、前記一方の連結部品（70）に係合するように設計されたばね要素（88）を特徴とする、請求項9に記載のカメラユニット。
【請求項１１】
前記第2の連結部品（72）が、前記部品支持基体（66）の開口（68）に係合する少なくとも1つの円錐形の取り付けピン（78）を有している、請求項7〜10のいずれか1項に記載のカメラユニット。
【請求項１２】
前記第1の連結部品（70）が、突出したフランジ領域（71）を有しており、前記第2の解放可能な締め付け機構が、前記突出したフランジ領域（71）を締め付けるように設計された少なくとも1つの第1のおよび1つの第2の締め付け要素（62、90）を有している、請求項1〜11のいずれか1項に記載のカメラユニット。
【請求項１３】
前記画像センサ（64）が、センサハウジングなしに、前記部品支持基体（66）上に直接配置されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載のカメラユニット。
【請求項１４】
前記部品支持基体（66）、前記少なくとも1つの連結部品（70）および前記レンズ筐体（46）が、実質的に防塵式に前記画像センサ（64）を収容している、請求項1〜13のいずれか1項に記載のカメラユニット。
【請求項１５】
機械（10）を保護するための機器であって、前記機械（10）は、
第1および第2の機械部分（12、14）を備え、
前記第1の機械部分（12）は、特に固定式のプレス器、スタンプ器または切断器を保護するために、前記第2の機械部分（14）に対して稼動運動（22）を行い、
光源（24）と、  カメラユニット（26）と、制御ユニット（30）とを備え、
前記カメラユニット（26）は、前記第1の機械部分（12）の前記稼動運動に従って同時に動いて、処理中に前記第1の機械部分（12）の前方に位置する空間領域を記録するように、前記第1の機械部分（12）に固定されており、
前記光源（24）は、前記カメラユニット（26）を照明するように、前記カメラユニット（26）の反対側に配置されており、
前記制御ユニット（30）は、前記カメラユニット（26）により生成される信号に基づき、前記第1の機械部分（12）の前記稼動運動（22）を停止するように設計されており、
前記カメラユニット（26）は請求項1〜14のいずれか1項に記載の構造に従って設計されている、機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に可動式の機械部分上で同時に動く安全装置の部分としての、空間領域を監視するためのカメラユニットに関し、部品支持基体上に配置された電子的な画像センサを備え、少なくとも1つの光学素子が固定されたレンズ筐体を有するレンズを備え、レンズ筐体と部品支持基体とを接続して一体的な構造ユニットを形成する第1の連結部品を備えている。
【背景技術】
【０００２】
このようなカメラユニットは、特許文献１より、原理的に公知である。しかし、特許文献１は、可動式の機械部分上で同時に動く安全装置の部分としての公知のカメラユニットの使用を開示していない。
本発明はさらに、機械を保護するための機器であって、機械は、第1および第2の機械部分を備え、第1の機械部分は、特に固定式のプレス器、スタンプ器または切断器を保護するために、第2の機械部分に対して稼動運動を行い、光源を備え、カメラユニットを備え、制御ユニットを備え、カメラユニットは、第1の機械部分の稼動運動に従って同時に動いて、処理中に第1の機械部分の前方に位置する空間領域を記録するように、第1の機械部分に固定されており、光源は、カメラユニットを照明するように、カメラユニットの反対側に配置されており、制御ユニットは、カメラユニットにより生成される信号に基づき、第1の機械部分の稼動運動を停止するように設計されている、機器に関する。
【０００３】
このような機器は、当該技術分野において、互いに移動する機械部分を有する機械を保護するための、同時に移動する（または可動の）安全装置と呼ばれている。カメラユニットを含むこのような安全装置の1つの例が、製品V4000プレスブレーキセンサシステムを説明したドイツのSick AG社の取扱説明書（非特許文献１）から公知である。
SickのV4000センサシステムは、光源およびカメラユニットを備えており、これらは、プレス器の稼動運動に従って動くように、プレス器の右側および左側で横方向に配置されるように設計されている。光源は、プレス器の前縁と平行に延びる光線を生成する。カメラユニットは光線を受けて、それによりプレス器の前縁の前方で空間領域を直接監視することができる。プレス器の稼動運動中に、監視されている空間領域へのあらゆる介入は検知されて、通常、稼動運動は停止される。カメラユニットの機械的構成についての詳細は、取扱説明書に開示されていない。
【０００４】
上記の特許文献１は、電子アセンブリ用の部品支持基体を選択的に追加することができるため、多くの異なる用途の選択肢を提供できるとされる電子カメラ用の機械的構成を開示している。この公知のカメラは、カメラハウジングの前板の整合ねじ孔にねじ付けることができるレンズ筐体を有するレンズを有している。一方、前板は、さまざまな部品支持基体を収容するハウジング本体にねじ付けられる。カメラは、カメラハウジングに収容された保持板にはめ込まれた画像センサを有している。保持板は、プラグ接続を介して、さらなる電子的構成要素を受ける部品支持基体に接続されている。この公知のカメラは、個々のカメラ構成要素を互いにはめ込み、互いにねじ付けることにより、比較的簡単な組み立てを可能にする。しかし、この公知のカメラの短所は、画像センサおよびレンズを、互いに個別に方位決めする、または整列することができないことである。互いに対するレンズおよび画像センサの方位は、個々の構成要素の寸法および製造公差により、あらかじめ固定的に決められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第0 597 934号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】製品V4000プレスブレーキセンサシステムを説明したドイツのSick AG社の取扱説明書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようにして機械的に規定される構成は、多くの用途向けに十分、それどころか望ましいかもしれない。しかし、自動で稼動する機械または設備を保護するための安全関連の制御ユニットの一部として機能することを意図したカメラユニットについては、例えば、画像センサの個々のピクセルまたはピクセル領域を特定の仕方で評価できるようにするために、画像センサおよびレンズまたは画像光学ユニットを、互いに独立して方位決めするのが望ましい。
【０００８】
他方、同時に動く安全装置の部分として使用することを意図したカメラユニットの機械的設計は、非常に頑丈でなければならず、特に、激しい衝撃および振動に対する耐久性がなくてはならない。画像センサおよびレンズの整列が、ある場合に起きるかもしれない激しい衝撃および振動により失われてはならない。
さらに、製造コストを低減するために、カメラユニットをできるだけ簡単にかつすばやく組み立ておよび整列できることが望ましい。
【０００９】
この背景に照らして、本発明の目的は、危険な機械または設備を保護するための画像センサとして特にふさわしい、空間領域を監視するためのカメラユニットを提供することである。本新規なカメラユニットは、画像光学ユニットに対して画像センサを個別に方位決めできるようにし、簡単で頑丈な機械的構成を得ることを意図している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一局面によれば、[技術分野]で言及した種類のカメラユニットにおいて、一体的な構造ユニットの第1の連結部品が、レンズ筐体に対する少なくとも1つの制限された第1の動き、および、部品支持基体に対する少なくとも1つの制限された第2の動きを有しており、一体的な構造ユニットは、第1の連結部品、レンズ筐体および部品支持基体を互いに固定するために、少なくとも1つの第1の解放可能な締め付け機構および少なくとも1つの第2の解放可能な締め付け機構を有している。
【００１１】
本新規なカメラユニットの場合、第1の連結部品が、一体的な構造ユニットの中心要素を形成している。これは、第1の連結部品が、一方でレンズ筐体と相互作用し、他方で、画像センサが取り付けられる部品支持基体と相互作用するためである。第1の連結部品は、2つの相互に独立した動き、すなわち、一方でレンズ筐体に対する動きおよび他方で部品支持基体に対する動きを有している。少なくとも2つの解放可能な締め付け機構により、これら2つの動きを、互いに独立して可能にする、または妨げることができる。これにより、画像センサを、異なる運動方向において、レンズに対し非常に正確に整列することができる。
【００１２】
言うまでもなく、少なくとも2つの締め付け機構は、レンズ筐体、第1の連結部品および部品支持基体の相対的な動きがゼロになるように、組み立ておよび整列後に固定的に締め付けられる。すなわち、2つの解放可能な締め付け機構により、組み立ておよび整列処理の終了後、これら3つの要素は固定的に連結され、互いに対する相対的な運動がなくなる。しかし、第1または第2の締め付け機構を解放することにより、画像センサおよびレンズ筐体を互いに対して移動させることができ、画像センサをレンズに対して独立して方位決めすることができる。
【００１３】
しかし、締め付け機構を解放した状態での動きは制限されている。すなわち、締め付け機構を解放していても、レンズ筐体、第1の連結部品および部品支持基体は依然として接続されていて、一体的な構造ユニットを形成しており、簡単な扱いおよび整列を可能にする。
動きを少なくとも2つの「部分的な動き」に分けることで、画像センサおよびレンズの個々の整列が簡単になるだけではない。それにより、さらに、互いに対して可動の構成要素の、特に安定した耐衝撃性の固定が可能になる。これらの特性により、本新規なカメラユニットは、自動で稼動する機械を保護するための安全装置における画像センサとしての使用に特に適しており、プレス機、スタンピングマシンなどの可動の機械部分の同時に動く安全装置における画像センサとしての使用に特に適している。ゆえに、上記の目的は完全に達成される。
【００１４】
本発明の好ましい改良形態では、第1および第2の動きは、互いに対して直交している。動きの一方が、1つの運動平面にわたり、または1つの運動平面を規定し、他方の動きが上記運動平面に対して垂直な動きを可能にすることが、特に好ましい。
この改良形態では、画像センサおよびレンズは、互いに対して非常に簡単におよび正確に方位決めすることができる。さらに、この構成により、整列の際に複数の程度の自由が得られ、その結果、高度の柔軟性が得られる。
【００１５】
さらなる改良形態では、画像センサがセンサ平面を規定しており、第1の動きが、センサ平面に平行な運動平面を規定している。
この改良形態では、第1の動きにより、レンズを、画像センサの表面に平行な平面において方位決めすることができる。ゆえに、レンズを画像センサに対して横方向に移動することができる。これにより、画像光学ユニットにより照明された画像センサの領域を、正確に規定することが可能になる。特に、画像センサの表面上の規定されたピクセル領域を、画像光学ユニットの中央に最適に配置すること、またはその代わりに、それを画像光学ユニットにより照明された領域から除去することが可能になる。好ましい改良形態では、レンズはまた、センサ平面に垂直な軸を中心に回転することもできる。これにより、画像センサのピクセルマトリクスを、画像センサのピクセル列およびピクセル行があらかじめ規定された物体の輪郭に平行に延びるように、方位決めすることができる。この整列の選択肢は、危険な機械または設備を保護するための安全装置における画像センサとしての本新規なカメラユニットの使用に関して、特に有利である。
【００１６】
さらなる改良形態では、第1の動きにより、レンズ筐体に対する第1の連結部品の並進および回転運動が可能になる。
この改良形態では、レンズ筐体を、第1の連結部品に対して移動および回転させることができる。画像センサのピクセル列および行を、規定された物体の輪郭に対して方位決めするために、後者は特に有利である。さらに、この動きは、横方向のケーブルアウトレットを構成部品支持体上で特定の方向に配置するのに使用することができる。両方の調整の選択肢は、本発明のさらなる好ましい改良形態において画像センサをレンズの焦平面に正確に配置するために、画像センサ自体が連結部品に対して回転できる場合に、特に有利である。レンズ筐体と第1の連結部品との間の回転運動により、この場合、画像センサの望ましくない回転位置を補正することが可能になる。
【００１７】
さらなる改良形態では、画像センサがセンサ平面を規定し、第2の動きが、センサ平面に垂直に延びる運動方向を規定する。
この改良形態では、第2の動きにより、画像センサとレンズ筐体との間の垂直方向の距離を変更することが可能である。これにより、画像センサを、レンズの焦点または焦平面に、最適に配置することができる。この動きは、センサ平面に平行な動きから分離されているのが有利である。これは、その場合、焦点合わせを、センサの横方向から独立して実施できるためである。
【００１８】
さらなる構成では、第2の動きにより、部品支持基体に対して、第1の連結部品の並進および回転運動を組み合わせることが可能になる。
この改良形態では、並進運動および回転運動が、一緒にしか行えず一方の運動が他方の運動を必要とするように、互いに組み合わされている。すなわち、ここでは、回転運動が並進方向への移動を引き起こすようにされている。この構成は、並進方向への移動を非常に感度よく正確に設定できるという利点を有している。
【００１９】
さらなる改良形態では、カメラユニットは第2の連結部品を有しており、第2の連結部品は、部品支持基体に固定的に接続されており、第2の動きを可能にするために、第1の連結部品に対して可動とされている。
この改良形態により、非常に頑丈な機械的構成と、第2の締め付け機構による、第1の連結部品および部品支持基体の安定した固定とが可能になる。
【００２０】
さらなる改良形態では、第1および第2の連結部品が互いにねじ付けられており、連結部品の一方が外側ねじ溝を有しており、他方の連結部品が内側ねじ溝を有しており、これらがかみ合う。第1の連結部品が内側ねじ溝を有しており、第2の連結部品が外側ねじ溝を有しており、それにより、第1の連結部品が、スリーブナットの要領で第2の連結部品にねじ付けられることが好ましい。
【００２１】
この改良形態により、本新規なカメラユニットのきわめて頑丈で耐衝撃性の構造が可能になる。くわえて、浅いねじ溝のピッチを有利に選択することにより、レンズに対する画像センサの相対的な移動を、非常に正確に感度よく設定することができる。ゆえに、この構成は、序文に記載した意図された用途向けのカメラユニットを実現するために、特に好ましい。
【００２２】
さらなる改良形態では、第2の締め付け機構が、第1および第2の連結部品を互いに解放可能に固定するように設計されたロックナットを有している。
ロックナットの使用により、2つの連結部品が上述した仕方で互いに接続される場合に、非常に簡単でありながら頑丈な固定が可能になる。さらに、この態様により、非常にコンパクトな構成が可能になり、その結果、組み立ておよび整列をより複雑にすることなく、本新規なカメラユニットの構造上の寸法を低減することができる。
【００２３】
さらなる改良形態では、本新規なカメラユニットは、ロックナットが解放された状態で一方の連結部品を他方の連結部品に対して固定するために、一方の連結部品に係合するように設計されたばね要素を有している。好ましい構成では、ばね要素は、ロックナットと第1の連結要素との間に配置された弾性のリングとされている。この場合、上記リングは、第2の連結部品を同心に包囲しているのが好ましい。
【００２４】
この改良形態により、小さな構造を有する特にコンパクトな設計が可能になる。これは、ばね要素が係合する連結部品が、静止位置においてばね要素により保持されるためである。ゆえに、ばねで留められた連結部品に外部から接近する必要なしに、レンズ筐体に対して画像センサを移動できるようにするために、他方の連結部品を、ねじ接続により回転することができる。ばねで留められた連結部品は、一体的な構造ユニットの内部に「隠して」配置することができる。ロックナットと連結部品との間で弾性のリング、特にＯリングを使用するのは、非常に費用効率がよく、簡単で、頑丈な態様である。
【００２５】
さらなる改良形態では、第2の連結部品が、部品支持基体の開口に係合する少なくとも1つの円錐形の取り付けピンを有している。第2の連結部品は、3つの円錐形の取り付けピンにより、部品支持基体に固定されているのが好ましい。さらに、取り付けピンは、孔の領域において取り付けピンの外径よりも内径がわずかに小さい部品支持基体の孔に係合されているのが好ましい。このようにして、圧入が行われ、（画像センサを有する）部品支持基体が、第2の連結部品の正確に規定された位置に保持される。
【００２６】
これらの改良形態により、簡単で費用効率のよい組み立てが、レンズに対する画像センサの高い位置決め精度とともに、可能になる。さらに、この構成により、非常に頑丈で耐衝撃性の構成が実現する。
さらなる改良形態では、第1の連結部品が、突出したフランジ領域を有しており、第1の締め付け機構が、突出したフランジ領域を解放可能に締め付けるように設計された、少なくとも1つの第1のおよび第2の締め付け要素を有している。第1の連結部品が周方向のフランジ領域を有しており、第1および第2の締め付け要素が、周方向のフランジ領域を大きな支持領域で固定するために、環状または円盤状とされているのが特に好ましい。
【００２７】
この改良形態により、簡単に費用効率よく組み立てられる、非常に頑丈で耐衝撃性の態様が可能になる。さらに、この改良形態により、レンズに対する画像センサの整列において、複数の程度の自由と、それゆえに高度の柔軟性とを有する第1の動きが得られる。
さらなる改良形態では、画像センサは、センサハウジングなしで、部品支持基体上に直接配置される。画像センサは、部品支持基体に直接接合される半導体チップであるのが好ましい。
【００２８】
この改良形態により、レンズに対する画像センサの方位決めを、特に高い精度にすることができる。これは、半導体チップをPGAまたはSPGAハウジングなどの一般的なチップハウジングに収容する場合に必然的に生じる取り付け公差が除去されるためである。
さらなる改良形態では、部品支持基体、少なくとも1つの連結部品およびレンズ筐体が、画像センサを実質的に防塵式に収容している。
【００２９】
この改良形態は、画像センサが、センサハウジングなしで、部品支持基体に直接接合される場合に特に有利である。これは、画像センサが、このようにして汚染物質および機械的損傷から保護されるためである。しかし、この構成は、半導体チップがチップハウジングに収容されている市販の画像センサの場合にも利点がある。これは、追加の保護が、費用効率のよい仕方で可能になるためである。
【００３０】
上記の特徴および以下に説明する特徴を、本発明の請求の範囲から逸脱することなしに、それぞれ明記した組み合わせだけでなく、他の組み合わせで、または単独で使用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】本発明の好ましい実施形態に係るカメラユニットを備えた安全装置を含むプレスブレーキの略図である。
【図１Ｂ】制御ユニットを示すブロック図である。
【図２】本新規なカメラユニットの実施形態の分解図である。
【図３】図2の実施形態の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施形態を図面で説明し、以下に詳細に説明する。
図1Aにおいて、本発明の好ましい実施形態に係るカメラユニットを画像センサとして使用する安全機器、およびそれを含むプレスブレーキを、全体として参照番号10で示す。このプレスブレーキは、第1の機械部分12および第2の機械部分14を有しており、これらは、互いに対して稼動運動を行うことができる。通常、下側の機械部分14が固定式であり、上側の機械部分12が垂直方向に移動可能である。しかし、原則的に、下側の機械部分14も稼動であってもよい。
【００３３】
本発明は、プレスブレーキを保護するカメラユニットに限定されない。これは用途の好ましい範囲を含んでいるものの、本新規なカメラユニットはまた、自動で稼動する機械または設備の危険な稼動領域を画像センサにより保護することを意図している他の用途向けの画像センサとして使用することもできる。さらに、本新規なカメラユニットは、例えば、接近制御という状況で空間領域を監視するために、または、品質管理のための自動化された設備および処理における画像センサとして、他の目的のために使用することもできる。
【００３４】
本実施形態において、プレスブレーキ10は、上側の機械部分12に固定されたプレス器16（雄型）を有している。下側の機械部分14上には雌型18が配置されており、その上に加工品20が置かれている。プレス器16は、矢印22の方向へと下方に移動することができ、加工品20を変形するために雌型18へと降下することができる。
参照番号24は、光源を示している。参照番号26は、本発明の好ましい実施形態に係るカメラユニットを示している。
【００３５】
光源24およびカメラユニット26は、上側の機械部分12の稼動運動に追従するように、プレス器16の横で、上側の機械部分12に固定されている。光源24は、プレス器16の稼動領域に向かって突き出した障害物により妨げられまたは隠されていなければ、カメラユニット26に配置された画像センサが、光線28を受けることができるように、プレス器16の前縁と平行に進みカメラユニット26を照明する光線28を発生する。このようにして、光源24およびカメラユニット26は、プレス器16の前縁の前方に位置する空間領域を監視する光学センサを形成する。
【００３６】
図1Bにおいて参照番号30は、複数の端末32を有する制御ユニットを示している。制御ユニット30は、端末32を介して、プレスブレーキ10のセンサおよびアクチュエータに接続されている。特に、制御ユニット30は、1つ以上の出力端末34を介して、停止信号を出力することができ、この信号により、プレスブレーキ10の稼動運動22が停止される。制御ユニット30は、とりわけ、カメラユニット26から、監視されている空間領域中での干渉を通知する制御信号を受け取ったときに、上記停止信号を生成する。
【００３７】
制御ユニット30はまた、プレスブレーキ10の運転順序を制御することもできる。この代わりとして、制御ユニット30は、保護機能を監視する、特に、危険な事態が生じたときに適時稼動運動を停止する責任だけを担う専用の安全制御器であってもよい。最後に挙げた状況では、制御ユニット30の全体または一部が、カメラユニット26に一体化されているのが有利である。しかし、図1Bに示すように、制御ユニット30は、カメラユニット26から独立して配置されていてもよい。
【００３８】
制御ユニット30は、第1および第2のプロセッサ36a、36bならびに第1および第2のメモリ38a、38bを有している。プロセッサ36a、36bおよびメモリ38a、38bは、制御ユニット30内部の、安全機能を制御するための安全制御器の公知の態様である冗長信号処理チャネルを表している。このマルチチャネル冗長構成は、制御ユニット30の全部または一部がカメラユニット26に一体化されている場合に、有利に維持される。好ましい実施形態では、カメラユニット26は、少なくとも欧州規格EN954-1のカテゴリー3に基づく要求、または、例えばIEC61508などに基づく類似の安全要求を満たしている限り、フェールセーフに実現されている。
【００３９】
カメラユニット26の好ましい機械的構成を、図2および図3を参照して、以下に説明する。同一の参照符号は、それぞれの場合に同一の要素を示す。
カメラユニット26は、レンズ筐体46に設置されたレンズ44を有している。レンズ44には1つのレンズ要素48が配置されている。原則的に、レンズ44はまた、複数のレンズ要素（図示せず）を有していてもよい。さらに、レンズ44はまた、例えばミラーまたはレンズとミラーとの組み合わせなど、他の光学素子を包含していてもよい。レンズ44の光軸を、図3において参照番号50で示す。
【００４０】
参照番号52および54は、2つの取り付けフランジを示しており、取り付けフランジ52はレンズ筐体46の前（先）端56に据え付けられ、取り付けフランジ54はレンズ筐体46の後（基）端58に配置されている。2つの取り付けフランジ52、54は、それぞれ、平坦な取り付け領域52aおよび54aを有しており、カメラユニット26のこの部分を、カメラハウジング（ここでは図示せず）および／またはホルダに固定することができる。
【００４１】
レンズ筐体46は、ここで円錐形状とされている。その空洞部の内径は、先端56から基端58に向かって先細になっている。画像出口開口60が、基端58に設けられている。
さらに、円形の取り付けフランジ62が基端58に配置されており、当該取り付けフランジ62は、レンズ筐体46に固定的に接続されている。取り付けフランジ62は、レンズ筐体46を画像センサ64に接続して、一体化された「単体の」カメラユニットを以下に説明する仕方で形成するために使用される複数の孔63を有している。
【００４２】
画像センサ64は、部品支持基体66上に配置されている。画像センサ64を駆動し読み出すためのさらなる電子的部品（ここでは図示せず）が、部品支持基体66上に配置されていることも好ましい。さらに、制御器30のプロセッサ36a、36bおよびメモリ38a、38bの全部または一部を、部品支持基体66上に配置することもできる。その代わりに、上記部品を、プラグ接続を介して、部品支持基体66に接続されたさらなる部品支持基体（ここでは図示せず）上に配置することもできる。
【００４３】
好ましい実施形態において、画像センサ64は、センサまたはチップハウジングなしに、部品支持基体66に直接接合されている。部品支持基体66は、画像センサ64が内部に配置される三角形の領域を区画するように配置された3つの孔68を有している。孔68は、部品支持基体66を以下に説明する要素に接続するために使用される。
参照番号70は第1の連結部品を示している。これは環状に形成されており、環状で周方向にわたって径方向に突出したフランジ領域71を有している。参照番号72は、環状スリーブの形状をした第2の連結部品を示している。
【００４４】
第1の連結部品70は、内側ねじ溝74を有している。第2の連結部品72は、外側ねじ溝76を有している。内側ねじ溝74および外側ねじ溝76は、連結部品70をスリーブナット（図3参照）の要領で第2の連結部品72にねじ付けることができるように、形成されている。原則的に、第2の連結部品72をスリーブナットの要領で第1の連結部品70にねじ付けるという、逆の構成も可能である。
【００４５】
第2の連結部品72は、部品支持基体66に対向する端面上に、部品支持基体66の孔68に係合するように設計された3つの円錐形の取り付けピン78を有している（図2参照）。図に示す実施形態では、取り付けピン78は、第2の連結部品72と一体的に形成されている。各取り付けピン78は、ねじ80のうちの1つを螺合すことができる軸方向のねじ孔を有している。
【００４６】
図3に示すように、第2の連結部品72は、取り付けピン78により、部品支持基体66に固定的に接続されている。円錐形の取り付けピン78は、ここでは、孔68のレベルにおいて、孔68の空洞部の内径と比較して、少し大きくなるような寸法とされている。このようにして、圧入が実現され、第2の連結部品72が部品支持基体66に対して非常に正確に非常に安定して方位決めされる。第1および第2の連結部品の間の精密なねじ接続により、第1の連結部品70はまた、部品支持基体66と、そこに配置された画像センサ64とに対して、高い精度で方位決めされる。
【００４７】
参照番号82は、第2の連結部品72と部品支持基体66との間に配置されたＯリングを示している。Ｏリング82は、第2の連結部品72と部品支持基体66との間で、防塵接続を提供している。
参照番号84は、第1の連結部品70と部品支持基体66との間で、第2の連結部品72の外側ねじ溝76にねじ付けられるロックナットを示している。第2のＯリング88が、第1の連結部品70とロックナット84との間に、追加的に配置されている。Ｏリング88は、ばね要素として機能し、ロックナット84が解放された状態で、取り付けフランジ62の方向へと第1の連結部品70を押圧する。その結果、ロックナットをわずかに解放した状態で、第1の連結部品70は一体化された部品支持基体66の中に隠されていて、ゆえに外部から接近できないものの、第2の連結部品72を第1の連結部品70に対して回転させることができる。
【００４８】
参照番号90は、第1の連結部品70に対して同心に配置された締め付けリングを示している。締め付けリング90は、端面に、取り付けフランジ62の孔63に整列された複数の孔92を有している。締め付けリング90は、上記孔92に係合するねじ94により、取り付けフランジ62に解放可能に螺合され、第1の連結部品70の周方向のフランジ領域71は、取り付けフランジ62および締め付けリング90の相互に対向する端面の間で、固定的に締め付けられる。このようにして、取り付けフランジ62、締め付けリング90およびねじ94は、第1の締め付け機構を形成しており、それにより、第1の連結部品70をレンズ筐体46に対して固定することができる。
【００４９】
しかし、第1の連結部品70および締め付けリング90は、ねじ94を解放した状態で第1の連結部品70が一体的な構造ユニットの内部で一定の動きができるように、寸法が選択されている。特に、ねじ94を解放した状態で、画像センサ64の表面に区画または規定されるセンサ平面98に平行な運動平面96に沿って、第1の連結部品70は移動することができる。このようにして、ねじ94を解放した状態で、第1の連結部品70を、垂直方向100および水平方向102に向かって移動することが可能である。さらに、ねじ94を解放した状態で、本好ましい実施形態において、第1の連結部品70は、レンズ54の光軸50と一致する軸104を中心として回転することができる。この回転運動を、図3の双方向矢印106により示す。これは、並進運動100、102から実質的に独立している。
【００５０】
ロックナット84を締め付けた状態で、第1の連結部品70は第2の連結部品72に、そしてその結果として部品支持基体66に、固定的に接続される。この構成により画像センサ64の、3つの運動方向100、102、106に沿った、レンズ筐体46に対する移動が可能になる。さらに、ねじ94を解放した状態で、軸方向への、すなわち運動平面96に垂直な一定の遊びが出る。しかし、ねじ94を締めるとすぐにこの遊びはなくなる。
【００５１】
他方、解放されたロックナット84と、続いて軸104を中心として回転している第2の連結部品72とにより、画像センサ64を搭載する部品支持基体66を、センサ平面98に垂直な運動方向108に向かって移動することができる。第1および第2の連結部品の間のねじ溝により、この回転運動は、双方向矢印108の方向への並進運動となる。ロックナット84を新たに係止することで、2つの連結部品70、72は互いに対して再び固定され，それにより、画像センサ64と画像出口開口60との間にこのとき設けられた垂直方向の距離が維持される。
【００５２】
図に示す実施形態において、ロックナット84は、ポット型の形状を有している。すなわち、径方向の孔110が配置された側面を有する（図2）Ｕ字形状の断面輪郭（図3参照）を有している。径方向の孔110により、対応するように調整されたフックレンチ（図示せず）によって、ロックナット84を強く締め付けるおよび解放することが可能になる。
さらに、ねじ94が解除されており、第1の連結部品70がそれに対応して一体的な構造ユニット内で第1の動きを有している場合、運動平面96内で接続された要素である「第1の連結部品70、第2の連結部品72、部品支持基体66および画像センサ64」の細かい比率の移動を可能にするために、孔110を有利に使用することができる。この目的のために、図3に矢印112により示すように、ばねピンおよび／または調節ねじを径方向の孔110に導入することができる。
【００５３】
この好ましい実施形態において、部品支持基体66、（Ｏリング82を含めた）第2の連結部品72、第1の連結部品70および取り付けフランジ62は、「裸の」画像センサ64用に、実質的に防塵のハウジングを形成している。フランジが互いに係合することによる入り組んだかみ合わせにより、レンズ筐体46に対して第1の連結部品70を動かすためにねじ94を解放したときにも、防塵のハウジングが維持される。
【００５４】
本カメラユニット26により、画像センサ64と画像出口開口60との間の垂直の距離を個別に設定すること、および、画像センサ64をレンズ46に対して中央寄せすることが可能になる。
垂直の距離を設定することにより、画像センサ64を、レンズ44の焦点または焦平面に正確に配置することができる。さらに、上記距離の設定により、画像化スケールを変更することができる。運動平面96内で画像センサを中央寄せすることにより、照明されたピクセル領域を画像センサ66上に設定することが可能になる。さらに、画像センサ64が軸104を中心とする回転運動により調整された場合でも、いずれかの望ましい物体の輪郭と平行な回転運動106により、ピクセル列およびピクセル行を方位決めすることができる。さらに、回転運動106により、ケーブルアウトレット（ここでは図示せず）を、部品支持基体66の所望の位置に所望の方向で配置することが可能になる。
【００５５】
これらの多様な調整の選択肢にもかかわらず、レンズ筐体46、連結部品70、72および部品支持基体66を備える一体的な構造ユニットは、非常な頑丈さおよび耐衝撃性を有しているため、カメラユニット26を、プレスブレーキ10の同時に動く安全装置用の画像センサとして容易に使用することができる。さらに、カメラユニット26は、非常にコンパクトであり、個々の整列要素および締め付け機構に容易に接近できる。
【００５６】
無論、さまざまな変更が可能である。例えば、ロックナット84がより小さい場合、または、締め付けリング90に対して垂直方向に十分な距離がある場合、ねじ94を、図3に示したのと反対の方向にねじ付けることができる。連結部品70、72の一方に、ロックナット94を解放した状態で第1および第2の連結部品の間のねじ付け運動を可能にするのに十分な摩擦係止をさせるために、原則的に、Ｏリング88の代わりに、いくつかの他のばね要素を使用してもよい。
【図１Ａ】
2010517063.tif 000003
【図１Ｂ】
2010517063.tif 000004
【図２】
2010517063.tif 000005
【図３】
2010517063.tif 000006
【国際調査報告】
2010517063.tif 000007
2010517063.tif 000008
2010517063.tif 000009
2010517063.tif 000010