(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をおいて配置された２つの光カーテン支持部材の幾何学的アライメントをとる方法であって、この２つの光カーテン支持部材は、複数の放射線トランスミッタ（１３）を支持する放射線送出側支持部材（１７）と複数の放射線レシーバ（１５）を支持する放射線受容側支持部材（１９）をそれぞれ形成する支持バー（１７，１９）であり、前記トランスミッタからの放射線は前記放射線レシーバに向けて送出される、該方法は、
前記放射線送出側支持部材（１７）と前記放射線受容側支持部材（１９）の間で相互に逆向きの第１と第２の２つのアライメント放射線ビーム（３３，３３’）を発生させるステップであって、これによって前記逆向きのビームに関して前記支持部材の各放射線送出機能および放射線受容機能を反対にする、該ステップと、
前記支持部材（１７，１９）の互いの光学的アライメントが最適となるように、前記第１と第２のアライメント放射線ビームの各々を、それぞれ前記放射線送出側支持部材（１７）と前記放射線受容側支持部材（１９）に配置された放射線アライメント検出器（３５，３５’）で検出するステップと、を含み、
少なくとも１つの光源（３６）は、前記支持バー（１７，１９）の一方のバー（１７）に配置され、偏向手段（３９、３９’）は、前記支持バー（１７，１９）の他方のバー（１９）に配置され、前記トランスミッタ（１３）と前記レシーバ（１５）を含む前記支持バー（１７，１９）に対する前記光源（３６）によって放出されるビームのアライメントと前記偏向手段（３９、３９’）のアライメントは、工場において前もって実施され、前記一方のバー（１７）から他方のバー（１９）に送出される前記第１のビーム（３３）は、前記他方のバー（１９）で偏向され、次いで、前記第１のビーム（３３）に対して離隔した位置において前記第２のビーム（３３’）として前記一方のバー（１７）に反射される、前記幾何学的アライメントをとる方法。
【請求項２】
さらに、
前記放射線送出側支持部材（１７）において前記放射線トランスミッタ（１３）とアライメント放射線トランスミッタ（２９）が同一線上に位置するようにアライメントをとるステップと、
前記放射線受容側支持部材（１９）において前記放射線レシーバ（１５）のアライメントをとり、かつ、アライメントビームトランスミッタ（２９'）が前記第１のアライメントビーム（３３）とは逆向きの第２のアライメント放射線ビーム（３３’）の線上に位置するようにアライメントをとり、さらに前記放射線受容側支持部材（１９）において前記第１のアライメントビーム（３３）の線上に位置するようにアライメントビームレシーバ（３５）のアライメントと、前記放射線送出側支持部材（１７）において前記第１のアライメントビーム（３３）とは逆向きの第２のアライメント放射線ビーム（３３'）の線上に位置するようにアライメントビームレシーバ（３５’）のアライメントとを同時にとって、協働するレシーバとトランスミッタの対（１３，１５）の位置のアライメント、並びに、対応するアライメントビームトランスミッタ（２９, ２９’）とアライメントビームレシーバ（３５, ３５’）の対のアライメントをとるステップとが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アライメントをとるステップが、
まず、対応するアライメント放射線レシーバすなわち検出器（３５）に第１のアライメント放射線トランスミッタ（２９）からの第１のアライメント放射線ビーム（３３）を投射し、前記アライメント放射線ビームを最も多く受け取れるように前記支持部材（１７、１９）のアライメントをとるステップと、
次に、前記放射線送出側支持部材（１７）における対応する放射線レシーバ（３５’）に前記放射線受容側支持部材（１９）における第２のアライメント放射線トランスミッタ（２９’）からの逆向きの第２のアライメント放射線ビーム（３３’）を投射し、この第２の逆向きのアライメント放射線ビームを最も多く受け取れるように前記支持部材（１７、１９）のアライメントをとるステップと、
それぞれのアライメント放射線トランスミッタ（２９、２９’）からの両アライメント放射線ビーム（３３、３３’）が、対応するアライメント放射線レシーバ（３５、３５’）に対して正確に向けられるまで、上記２つのステップを繰り返すステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
アライメント放射線トランスミッタ（２９、２９’）にエネルギーを供給して、所定の第１の時間間隔にわたって前記アライメント放射線ビーム（３３、３３’）を発生させ、次に、前記時間期間が経過すると、自動的に前記アライメント放射線トランスミッタを消勢するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
さらに、前記アライメント放射線トランスミッタ（２９、２９’）用のエネルギー供給スイッチ（４１）を含むことと、
切断時間間隔を設定するステップと、
前記スイッチ（４１）の位置に関係なく、前記時間間隔が経過すると、前記アライメント放射線トランスミッタ（２９、２９’）を消勢するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
それぞれが放射線送出側支持部材（１７）と放射線受容側支持部材（１９）を形成し、間隔をおいて配置された少なくとも２つの光カーテン支持部材（１７，１９）と、
前記放射線送出側支持部材（１７）において支持された複数の放射線トランスミッタ（１３）と、
前記放射線受容側支持部材（１９）において支持された複数の放射線レシーバ（１５）と、
前記トランスミッタ（１３）から前記放射線レシーバ（１５）に向けて送出されて、前記トランスミッタ（１３）と前記放射線レシーバ（１５）の間で、それぞれの前記支持部材における前記トランスミッタ（１３）と前記放射線レシーバ（１５）の間の放射線によって覆われるガードゾーンを形成する放射線とを含み、さらに、
前記放射線送出側支持部材（１７）に設けられ、第１のアライメント放射線ビーム（３３）を発生する第１のアライメント放射線トランスミッタ（２９）と、
前記放射線受容側支持部材（１９）に設けられ、前記第１のアライメント放射線ビーム（３３）の入射点（３５）から離隔した位置において前記放射線受容側支持部材から放出される逆向きの第２のアライメント放射線ビーム（３３’）を発生する手段と、
前記放射線送出側支持部材（１７）に設けられ、前記逆向きの第２のアラインメント放射線ビーム（３３’）を受容するアライメント放射線レシーバ（３５’）と、を含む光カーテンまたは光ゲートであって、
少なくとも１つの光源（３６）は、前記２つの光カーテン支持部材（１７，１９）の一方の部材（１７）に配置され、偏向手段（３９、３９’）は、前記支持部材（１７，１９）の他方の部材（１９）に配置され、前記トランスミッタ（１３）と前記レシーバ（１５）を含む前記支持部材（１７，１９）に対する前記光源（３６）によって放出されるビームのアライメントと前記偏向手段（３９、３９’）のアライメントは、工場において前もって実施され、前記一方の部材（１７）から他方の部材（１９）に送出される前記第１のビーム（３３）は、前記他方の部材（１９）で偏向され、次いで、前記第１のビーム（３３）に対して離隔した位置において前記第２のビーム（３３’）として前記一方の部材（１７）に反射される、前記光カーテンまたは光ゲート。
【請求項７】
偏向手段（３９、３９’）は、ミラーまたはプリズムから成ることを特徴とする請求項６に記載の光カーテンまたは光ゲート。
【請求項８】
前記アライメント放射線トランスミッタ（２９、２９’）は、可視スペクトル領域で動作するレーザから成り、
前記支持部材（１７、１９）に配置されて、アライメント放射線トランスミッタ（２９、２９’）から送り出されたアライメント放射線ビームを受け取り、検出するように位置決めされているアライメント放射線検出器（３５、３５’）を備え、
前記放射線検出器は、クロス・ヘヤ（３８Ａ）または電磁放射線感応素子を含むマーキング手段を含むことを特徴とする請求項６に記載の光カーテンまたは光ゲート。
【請求項９】
さらに、前記支持部材の少なくとも一方（１７, １９）に配置された１つまたは複数の前記アライメント放射線トランスミッタ（２９, ２９’）にエネルギーを供給するための手動操作可能なスイッチング素子（４１）が含まれていることを特徴とする請求項６に記載の光カーテンまたは光ゲート。
【請求項１０】
前記アラインメント放射線トランスミッタ（２９、２９’）が、前記支持部材（１７、１９）のそれぞれに組み込まれており、電気的スイッチ手段が、１つ、または、複数のいずれかの前記アラインメント放射線トランスミッタ（２９、２９’）にエネルギーを供給するために設けられていることを特徴とする請求項８に記載の光カーテンまたは光ゲート。
【請求項１１】
前記アライメント放射線トランスミッタが、少なくとも１つのレーザ（３６）から成り、
少なくとも１つの制御装置（４０）が、前記１つまたは複数のレーザ（３６）を制御するために設けられており、前記制御装置が、それぞれのレーザに間欠的にパルス動作をさせるためのパルス発生器（４９ａ）を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の光カーテンまたは光ゲート。
【請求項１２】
前記制御装置（４０）は、前記レーザのエネルギー供給後、前記支持部材（１７、１９）のアライメントをとるためのタイミング間隔を与え、前記タイミング間隔が経過すると、自動的に前記レーザをエネルギー供給源から切断する第１のタイミング回路（４５）を備えることを特徴とする請求項１１に記載の光カーテンまたは光ゲート。
【請求項１３】
さらに、接続スイッチ（４１）の位置に関係なく、前記第１のタイミング間隔より長い第２のタイミング間隔の後、前記レーザの前記エネルギー供給源を切断する第２のタイミング素子（４７）を備えることを特徴とする請求項１２に記載の光カーテンまたは光ゲート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間隔をあけた光カーテン部材の幾何学的アライメントをとるための方法に関するものであり、とりわけ、簡単かつ有効な部材相互のアライメントを可能にするアライメント装置を組み込んだ前記光カーテン部材に関するものである。それぞれの部材は、一般に、支持バーに列をなすように配置された光トランスミッタ及びレシーバを備えている。
【背景技術】
【０００２】
光カーテン、光ゲート、及び、光スクリーンと組み合わせる補助素子としてのレーザの利用は既知のところである。レーザは、トランスミッタまたは光スクリーンまたはカーテンのレシーバ用ストリップに応用することが可能である。既知の装置の１つは、バッテリを電源とし、約５ｍの距離で、直径１０ｍｍ未満の光スポットを発生する。このアライメント補助装置は、光ゲート・バーが取り付けられたストリップに沿ってシフトさせることができ、これによって、監視フィールドまたはガード・フィールド、すなわち、レシーバとトランスミッタとの間において光に曝されるフィールドの全高にわたって、トランスミッタ・ストリップとレシーバ・ストリップの平行関係をテストすることができるようになっている。この補助装置は、ストリップの調整が行われる時間だけしか利用できないのが欠点である。さらに、この調整では、可能性のあるストリップの全ての自由度について同時にテストすることはできないし、機械的な相対調整をテストすることもできない。調整後、光カーテンが設けられると、一般に、バーに対するアクセスが容易には行えないので、引き続き、レシーバ及びトランスミッタ用ストリップの相対的アライメントをテストするのは、困難または不可能になる場合が多い。また、アライメント装置を追加するのに必要なスペースが得られない場合も多い。アライメント装置をそれぞれのレシーバまたはトランスミッタ用ストリップに沿ってシフトさせる場合、光カーテンの受け取り及び送り出し機能を停止させなければならない。
【０００３】
Ｋａｈｌ他に対する米国特許第３，７５２，９７８号には、赤外トランスミッタとそれぞれのレシーバを備えた、光ゲートの形態をとる光電侵入検出器の記載がある。トランスミッタ及びレシーバは、独立したそれぞれの取り付けまたは支持バーに配置される。光ゲートの構造的深度を浅くするため、個々のストリップのそれぞれには、テスト・ビームを直角に偏向させるミラーが設けられている。ミラーの初期調整のため、ストリップに固定することが可能な、可視光を生じる独立した光源が用いられる。１つのストリップにおける１つのミラーのアライメントがとられて、もう１つの反対側のストリップにおける光源が、もう１つのミラーの前に取り付けられ、第１のミラーは、光源のビームが、それぞれ、トランスミッタまたはレシーバに入射するまで調整される。設置時にトランスミッタとレシーバの間で使用ビームの調整が行われるこの調整システムは、たった１つのビームではなく、監視スクリーンまたはカーテンを形成するため、多数のトランスミッタ及びレシーバを備える光カーテンには利用することができない。
【０００４】
アライメント補助装置とトランスミッタ及びレシーバを保持するストリップまたはバーの一体化は、１つのポイントでしかアライメントをとることができないので、一般には望ましくないとみなされてきた。実際には、その全範囲にわたって保護されたフィールドのテストを実施することが可能な、最初に述べたアライメント補助装置が望ましいが、この装置は、光カーテン自体と一体化されない。さらに、周知のように、一般に市販されているレーザ源は、光カーテン自体を形成し、光カーテンの完全性をチェックするために用いられるオプトエレクトロニク素子に比べてはるかに寿命が短い。アライメント補助装置は、オプトエレクトロニク素子の寿命のある間永久動作することになる場合、オプトエレクトロニク素子自体よりもはるかに頻繁に交換しなければならない。従って、レーザ・アライメント装置を光ゲートに組み込むのは、一般に、望ましくないということが明らかになった。
【０００５】
Ｂｌａｕに対する米国特許第５，３０２，９４２号には、各レシーバが可視光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）と結合された光カーテンの記載がある。レシーバ素子は、所定のしきい値未満の信号を受信すると、ダイオードが発光するので、オペレータは、監視またはガード・ゾーンの状態を容易にチェックすることが可能である。この開示によれば、トランスミッタ及びレシーバ用ストリップまたはバーのそれぞれのアライメントをとるのに、ＬＥＤを利用することも可能であり、そうしてバーの相互アライメントをとることによって、全てのＬＥＤが応答するようになる。しかし、こうした調整には、レシーバ・バーに対するトランスミッタ・バーの正しいアライメントについてしかテストすることができず、可能性のあるミスアライメントの理由についてはテストできないという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、間隔をあけて対置する２つのトランスミッタ、トランスミッタ用及びレシーバ用バーの相対的幾何学的アライメントを相互にとることができるようにする方法を提供し、さらに、互いに適正なアライメントがとれるように、レシーバ・バー及びトランスミッタ・バーの迅速かつ信頼できる整合を可能にするアライメント装置を備えた光カーテン・システムを提供することにある。  前記方法及び装置は、両方とも、数移動自由度の調整と、連続動作によるそれぞれの調整の監視を可能し、同時に、容易に、かつ、時間をあまり消費することなく、それぞれのアライメントの再調整を可能にするものであることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
要するに、２つのそれぞれ逆向きのアライメント放射線ビームが発生し、この場合、それぞれの放射線ビームは、それぞれ、複数の放射線を送り出すトランスミッタとレシーバのための支持ストリップまたは支持バーの間に延び、従って、それぞれの放射線トランスミッタ及びレシーバ用バーは、アライメント放射線ビームを発生する装置及び受容する装置のための支持部材としても機能する。それぞれ逆向きのビームが検出されると、次に、それぞれのレシーバ及びトランスミッタ用バーの適正なアライメントによって、レシーバによる最適な受光が行われるように、アライメントがとられる。
【０００８】
互いに間隔をあけた２つ、さらには３つ以上の、それぞれ逆向きのビームを利用することによって、トランスミッタ及びレシーバにおけるビームが、互いに同軸をなしているか否かの判定を容易に行うことが可能になる。
【０００９】
２つの独立した光源によって、それぞれ逆向きの２つのビームを得ることが可能である。あるいは、その代わりに、単一光源によってそれぞれ逆向きの２つのビームを発生することも可能であり、この場合、その光を適当なミラー、プリズム等によって反射して逆方向に偏向、すなわち１８０゜逆転させる。
【００１０】
アライメント・ビームは、所望に応じて放射可能であり、それぞれの発光器及び受光器は、それぞれのレシーバ及びトランスミッタ用バーに組み込まれているので、これらのバーのアライメントはいつでもチェックすることが可能である。
【００１１】
本発明の望ましい特徴によれば、アライメント放射線ビームを発生する光源、並びに、アライメント放射線ビームを検出するアライメント放射線レシーバは、それぞれの放射線送出側支持部材及び放射線受容側支持部材において所定のアライメントがとれる所定の位置に、すなわち、一般には、支持バーの細長いリブに配置される。従って、設置の場合、送出されたアライメント放射線ビームが対応するアライメント放射線ビーム・レシーバに入射するような位置にそれぞれのストリップまたはバーを配置することによって、支持バー相互の相対的位置決めを容易かつ迅速に実施することが可能である。これによって、同時に、協働するレシーバとトランスミッタの対の位置の最適なアライメント及び整合も可能になる。従って、バーまたはストリップには、アライメント光源の光軸がアライメント放射線レシーバ、すなわち、検出器の中心に集まるように、最適な事前調整が施される。望ましくは、アライメント放射線ビームを発生するために、２つのストリップまたはバーのそれぞれに少なくとも１つの光源が設けられ、または、一体化される。ストリップまたはバーは、例えば、フラットな押し出しストリップまたは成形バーとして形成することが可能であり、同時に、それぞれ、光カーテンのトランスミッタ素子及びレシーバ素子、並びに、それぞれ、アライメント放射線ビーム・トランスミッタ及びレシーバのための、例えばプレートのような、取り付け支持体を形成することが可能である。
【００１２】
それぞれのレシーバ及びトランスミッタ用支持ストリップまたはバーのアライメントをとるために、アライメント放射線ビーム・トランスミッタ及びレシーバに順次エネルギーを供給して、アライメント放射線トランスミッタからのビームがそれぞれのアライメント放射線レシーバに当たるようにすることが可能である。しかし、両方のアライメント放射線ビームを同時に生じさせることが望ましい。よって、ストリップの一方においてなされる位置調整によって、２つのストリップの位置の所望の整合が実現したかどうかを即座に示すことが可能になり、即座に整合の確認が可能である。従って、間隔をあけた２つのストリップのアライメントを迅速にとって、光カーテンまたは光スクリーンを形成することが可能となる。アライメント放射線ビームは、連続して、または、連続したパルス・モードで発生することが可能である。前記ビームは、可視範囲内の変調レーザ・ビームとすることが可能であり、従って、振動及びミスアライメントを容易に確認することが可能である。振動及びミスアライメントは、例えば、レシーバの一方または両方におけるクロス・ヘヤに関する位置に、リサージュ図形として現れる。リサージュ図形を分析することによって、振動強度及びその作用方向に関する判断を下すことも可能になる。従って、アライメントをとることによって、最適な効果を得ることが可能である。
【００１３】
特に、約１〜５Ｈｚの、できれば、約２〜４Ｈｚの周波数で、光源、一般には、レーザをパルス動作させるのがとりわけ望ましいことが明らかになった。こうして、日光または明るい周囲光の条件下であっても、アライメント放射線トランスミッタによって発生する光スポットを容易に確認することが可能になる。
【００１４】
本発明は、本発明の特徴に従って、アライメント補助装置が組み込まれた光カーテン・システムまたは光スクリーン・システムを提供する。実施態様の１つによれば、少なくとも１つの光源が、第１のストリップまたはバーに配置されて、第１のアライメント放射線ビームを発生する。第１のストリップまたはバーから離れた位置に配置され、第１のバーとの間において放射線スクリーンまたはカーテンを有効とする第２のストリップまたはバーは、第１の放射線ビームを偏向させ、第１の放射線ビームから間隔をあけて位置する逆方向の第２の放射線ビームを、例えば、放射線レシーバ・ストリップまたはバーの反対側の端部から、発生する偏向素子が設けられている。送り出されるアライメント放射線ビームを１８０゜偏向させる偏向装置は、周知のように、ミラー、プリズム等とすることが可能である。本発明の第２の実施態様によれば、光カーテン・ストリップまたはバーのそれぞれには、間隔をあけた逆向きの２つのアライメント放射線ビームを発生するように、それぞれ、第１と第２のストリップまたはバーに配置された、第１と第２の光源が設けられている。
【００１５】
本発明の第１の実施態様が利用される場合、偏向素子、ミラー、プリズム、または、同様の働きをする光学素子は、ストリップまたはバーの１つに組み込まれる。光源は、可視範囲で動作し、アライメント操作中に、連続光ビームとパルス化または変調ビームのいずれかを発生するレーザが望ましい。従って、パルス化または変調光を発生する光源も適している。１つまたは全ての光源をそれぞれのストリップまたはバーに組み込むことが望ましい。これには、ストリップまたはバー、及び、それに配置された光カーテン・トランスミッタ及びレシーバに対するアライメント放射線源の調整が、光カーテン・システムを供給する工場において前もって実施可能であるという利点がある。こうして、所望に応じて、アライメント放射線源にエネルギーを供給してアライメントをとり、その後、電源を切ることが可能になる。アライメント放射線源は、ストリップまたはバーに組み込まれているので、必要があれば、いつでも、再調整または再アライメントに利用することが可能である。
【００１６】
特に望ましい実施態様の場合、ストリップまたはバーの一方には、少なくとも２つのレーザ光源が設けられ、もう一方のストリップまたはバーには、少なくとも１つのレーザ光源が設けられる。全てのレーザは、ストリップまたはバーに物理的に組み込まれる。この構成には、保護されるフィールド内における捻りまたはひねりの確認も可能になるという大きい利点がある。
【００１７】
もう１つの望ましい実施態様によれば、アライメント検出及び表示素子には、クロス・ヘヤまたは他のマーカを含むことが可能である。単純な場合、ストリップまたはバーのアライメントは、例えば、隣に配置されたレシーバまでの所定の距離に関してなど、ストリップの前面における入射ポイントに基づいて実施することが可能である。基本的には、アライメント放射線ビームの検出素子は、光センサとすることが可能であり、従って、最適なアライメントは、光センサが受ける光の強度を測定することによって決定することが可能である。それぞれのストリップまたはバーは、アライメント放射線システムにエネルギーを供給して、例えば、作動させる触覚スイッチまたはキーのようなスイッチを備えていることが望ましい。このスイッチは、とりわけ、２つ以上の光源が用いられる場合、それぞれのアライメント放射線光源に同時にエネルギーを供給することもできるし、あるいは、独立したスイッチをすることも可能である。光カーテンの通常動作において、アライメント放射線光源は動作しない。スイッチは、所定の時間間隔が経過すると、アライメント放射線源を自動的に切断するのに適したタイマに結合することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
最初に図１を参照すると、光カーテン１１は、複数の協働するトランスミッタ１３とレシーバ１５を備えている。トランスミッタ１３及びレシーバ１５は、それぞれ、互いに均一または不均一な間隔をあけて、それぞれのトランスミッタ用バー１７及びレシーバ用バー１９に配置されている。バー１７、１９は、例えば、矩形の断面を備えている。トランスミッタは、可視の放射線、または、通常は不可視の、例えば、赤外線をレシーバに対して送り出す。ある物体が、トランスミッタ１３とレシーバ１５の間に結果生じる放射線のカーテン内に位置する場合、すなわち、少なくとも１つの光ビームが遮断される場合、周知のように、適当な回路によって、アラーム、カウント、または、欠陥信号等とすることが可能なスイッチング信号が発生する。
【００１９】
ビーム２１の全てによって形成される光カーテンが適正に機能するためには、バー１９のレシーバのそれぞれが、放射線フィールド内、すなわち、実際には、協働するトランスミッタ１３によってそれに対して送り出される細い円錐である、送り出されるビーム内になければならないし、各トランスミッタ１３は、そのビームを放射して、協働するレシーバ１５の受け取りフィールド内に入射させなければならない。これは、実際に行うとなると、ストリップまたはバー１７、１９のそれぞれが、数移動自由度を有しており、該システムが適正に機能するための上記条件を満たすように、そのアライメントをとらなければならないので、実現が困難である場合が多い。トランスミッタが、例えば、トランスミッタ・バー１７とレシーバ・バー１９との間のかなりの距離をカバーする光カーテンのために、極めて狭いビーム拡散角だけしかないビームを送り出す場合、正確なアライメントはとりわけ困難である。こうした光カーテンは、一般には、保安用途に用いられる。このタイプの光カーテンは、例えば、国際規格ＩＥＣ／ＥＮ６１４９６も満たさなければならない。
【００２０】
図２において明らかなように、バー１７、１９のそれぞれは、まず、ｙ方向とｚ方向においてアライメントがとれなければならない。調整は、回転軸２３に対しても実施しなければならない（矢印２３Ａを参照）。この角度は、ヨー角とも呼ばれる。一方、軸２５（矢印２５Ａを参照）は、ロール角としても知られる。さらに、バーのそれぞれは、完全に直立、すなわち、対応するバーに対して完全に平行または同一線上になければならない。ライン２７によって示された直立からのずれが、図２において矢印２７Ａ及び２７Ｂによって示されている。矢印２７Ａ及び２７Ｂは、まとめて、単一矢印２７Ｃによって表すことが可能である。直立軸に対するミスアライメントは、２つの方向において生じる可能性がある。このミスアライメントは、傾斜角と表すことも可能である。見て分かるように、各バー１７、１９は、従って、５移動自由度を有している、すなわち、光カーテンのために、ミスアライメントの可能性を有している。
【００２１】
これらの角度の任意の１つに関して理想の位置からずれると、レシーバ１５のうちの１つ以上が、それぞれのトランスミッタ１３から最大の光強度を受けないので、光カーテンの適正及び／または最適機能を妨げることになる。極端な場合、これは、光カーテンの機能不全につながる可能性がある。例えば、単なるミスアライメントのために、光カーテンが物体の侵入を信号で伝えるが、何もない場合、あるいは、もっと悪いのは、ガード・ゾーンとしても知られる、監視フィールドに侵入した物体の存在を検出しない場合、機能を果たせなくなる可能性がある。
【００２２】
本発明に従って、図２は、それぞれ、トランスミッタ・バー１７とレシーバ・バー１９に、それぞれの光源２９及び２９’を組み込んだアライメント補助システムが設けられた実施態様の１つを例示されている。アライメント放射線源２９、２９’は、動作時、各バー１７、１９の向かい合った表面３１に本来は垂直に延びる直射光ビーム３３と逆向きビーム３３’をそれぞれ発生するように配置されている。光ビーム３３、３３’は、それぞれ、光カーテンを形成する送出・受容されるビーム２１の光軸に対して平行である。ビーム２１、並びに、トランスミッタ１３及びレシーバ１５は、図解を分かりやすくするため、図２から省かれている。バー１７、１９のそれぞれは、バー１７、１９の適正なアライメントがとれると、アライメント放射線ビーム３３、３３’が当たることになる基準マーカまたは基準点３５、３５’を備えている。当該技術者には明らかなように、バー１７、１９は、通常、同じ寸法、及び、基準点を備えており、従って、協働アライメント光源は、それぞれ向かい合ったバー１７、１９のちょうど同じ位置に配置される。
【００２３】
図２に示すシステムの場合、アライメント光源２９及び基準点３５は、それぞれのバー１７、１９の上方端に位置し、アライメント光源２９’及び基準点３５’は、それぞれのバー１７、１９の下方端に配置されている。アライメント光源２９、２９’、及び、レシーバを形成するアライメント基準点３５、３５’のこの構成によって、２つの逆向きのアライメント放射線ビーム３３、３３’が発生し、上述の５移動自由度に対して２つのバー１７、１９の適正なアライメントをとることが可能になる。
【００２４】
本発明のもう１つの特徴によれば、図３に示すように、トランスミッタ・バー１７には、２つの光源２９及び２９”が設けられる。分かりやすくするため、図２と同じ参照番号が用いられている。バー１７の下方端に示すように、バー１７の一方の端部には、第３の追加アライメント光源２９”が配置されている。光源２９’から送り出されるビーム３３’は、アライメント光源２９”によって送り出されるビーム３３”と同一線上にあり、できれば、同軸をなして、それぞれの基準点に当たることになる。この構成の利点は、バー１７の縦軸に沿った捻りまたはひねり、すなわち、２３Ａと、捻りによるミスアライメント、すなわち、２７Ｃを容易に検出することができるということである。もちろん、バー１７と１９は、両方とも、ビーム３３及び３３”に関連して示すように、それぞれ、逆方向に動作する２つのアライメント光源を備えることが可能である。
【００２５】
本発明によれば、図４に示すように、２つのバー１７、１９は、単一アライメント光源２９だけしか利用せずに、アライメントをとることも可能である。単一レーザ・ダイオード３６は、バー１７に配置される。レンズ３７は、レーザ・ダイオード３６からの直射ビームをバー１９の１８０゜偏向システムに向かって集束させる。概略が示されているように、偏向システムには、その最も単純な形態の場合、バー１７から生じた光ビーム３３を偏向させ、ビーム３３’としてバー１７に戻す、２つのミラーまたはプリズム３９、３９’が含まれており、反射された、今や逆向きのビーム３３’は、レシーバ３８によって検出される。偏向システム３９、３９’は、概略だけしか示されていない。レシーバ３８には、クロス・ヘヤ３８Ａを用いることが可能である。代わりに、バー１７の幾何学的に定義された位置に、マーカを配置することも可能である。この構成によれば、全移動自由度に対する調整、及び、これらの移動自由度に対する適正なアライメントの監視も可能になる。実際に適用する場合、偏向素子３９、３９’の可能性のあるミスアライメントは、そのミスアライメントを４倍したものになるので、一方が放射線レシーバとして機能する偏向素子、一般には、ミラーまたはプリズムは、０．１゜未満またはそれより優れ精度で、アライメントをとることが望ましい。
【００２６】
図５には、アライメント補助システムを制御するための制御装置４０の回路が示されている。タッチ・スイッチ、キー・スイッチ、または、他の適当なスイッチとすることが可能なスイッチ４１によって、前記システムにエネルギーを供給し、該システムによって、アライメント放射線源２９、２９’、２９”の全てを制御することもできるし、あるいは、所望に応じて、該スイッチによって、それぞれ、１つ以上のまたは全てのアライメント放射線源の個別に関連した放射線システムを制御することもできるし、あるいは、個別のスイッチを設けることも可能である。スイッチは、１回の動作で、回路にエネルギーが供給され、ＪＫフリップ・フロップ４３がセットされるように構成することが望ましい。次に、フリップ・フロップ４３によって、レーザ制御システム４９にエネルギーが供給される。レーザ制御システム４９には、システム４９によって制御されるレーザ・ダイオード３６がパルス化モードで動作するように、パルス発生器４９ａを組み込むことが可能である。連続またはパルス動作のためのこうしたレーザ制御システムは、周知のところであり、市販システムを用いることが可能である。スイッチ４１を作動させることによって、ＪＫフリップ・フロップが再びリセットされ、レーザ・ダイオード３６が切断される。
【００２７】
単安定またはモノフロップ回路４５も、スイッチ４１によってセットされる。モノフロップ４５は、例えば、５分の時間遅延を生じ、オペレータが、スイッチ４１を用いてレーザ回路３６を切断するのに失敗した場合、モノフロップ４５が、ＯＲ回路４４及びモノフロップ４６によって、ＪＫフリップ・フロップ４３をリセットする。モノフロップ４６は、約１ミリ秒の時間遅延を生じる。スイッチ４１がＯＮ位置にロックされる場合、長くとも、約３０分後にはレーザ・ダイオードを切断するように、第２のモノフロップ４７が設けられる。
【００２８】
上記の回路によれば、レーザ・ダイオードの負荷がほぼ最小限に抑えられ、同時に、予測されるシステムの寿命中に、光カーテンに用いられるレーザ・ダイオード、並びに、光電子放射素子及びＬＥＤを交換する必要がないという保証が得られる。一般的な経験に基づく時間遅延は、本発明によるアライメント・システムによって２つのバー１７、１９のそれぞれのアライメントをテストし、チェックするのに十分である。
【００２９】
レーザ制御システム４９には、パルス発生部分４９ａが含まれているのが望ましい。これにより、日光にさらされていても、レーザ３６によって発生するアライメント光ビームを容易に確認することができるという保証が得られる。適当なパルス・レートは、例えば、約２Ｈｚである。
【００３０】
アライメント・システムの制御は、ソフトウェア、すなわち、例えば、半導体チップのような、プログラム記憶媒体に記憶された適当なプログラムによって実施することが可能である。図６には、連続して、あるいは、所定の時間間隔で、スイッチ４１が作動して、レーザ３６にエネルギーを供給したか否かをチェックするプログラムのフローチャートが示されている。
【００３１】
スイッチ４１が作動すると、レーザがＯＮになり、タイミング・サイクルが約５分の第１のタイマ、並びに、タイミング・サイクルが約３０分の第２のタイマが作動する。次に、プログラムは、スイッチ４１がリセットされたか、あるいは、ＯＮ位置のままかをテストする。スイッチがＯＦＦ位置にある場合、第２のタイマがリセットされ、プログラムは、第１のタイマが停止するまで待機する。このホールド・ループにおいて、同時に、スイッチが再び作動したか否かのテストが実施される。作動している場合には、５分経過する前に、レーザが切断される。スイッチが作動していなければ、レーザは５分後に切断される。
【００３２】
スイッチがＯＮ位置にロックされている場合、プログラムは、第２のタイマの時間間隔、一般には、３０分の経過時を監視する、ホールド・ループ状態のままである。第２のタイマの所定の時間が経過すると、レーザは切断される。もちろん、時間間隔は適宜変更することが可能である。上記時間間隔は、経験から適正であることが分かっている。
【００３３】
それぞれのハードウェアによる制御またはソフトウェアによる制御によって、レーザ光源は、時間期間を延長して動作状態に留まることはできず、長くとも、第２の時間期間が経過すると、切断されるという保証が得られる。さらに、これによって、例えば、無許可の第３者が、例えば、破壊行為によって、スイッチをＯＮ位置に拘束し、結果として、レーザ光源に損傷（オリジナルでは、ｎｏ  ｄａｍａｇｅであるが、ｎｏは不要では？）が生じる可能性も阻止される。
【００３４】
図７には、光カーテンのトランスミッタ１３及びレシーバ１５、並びに、アライメント光源２９、２９’及び関連のアライメント・レシーバ３５、３５’を保持するモジュール５１、５３が、概念的に透視正面図で示されている。バー１７、１９には、モジュール５５、５５’が配置されている。トランスミッタ１３及びレシーバ１５は、例えば、周知の表面実装素子（ＳＭＤ）テクノロジによって細長いベース・プレート５７、５９に配置されている。それらは、ベース・プレート５７、５９にハンダ付けされている。トランスミッタ及びレシーバ１３、１５は、光軸がベース・プレート５７、５９に対して垂直に延びるようにアライメントがとられている。レンズ６１、６３は、それぞれ、トランスミッタ１３及びレシーバ１５の前に、間隔をあけて配置され、それぞれ、トランスミッタによって送り出された光の細いビームを形成し、それぞれ、受けた光をレシーバ１５に集束させる。例えば、放射される光カーテンまたは光スクリーン放射線のビーム開き角を制限する、ダイヤフラムのような他の素子は、それぞれ、レンズ６１、６３とトランスミッタ１３及びレシーバ１５の間に配置することが可能である。ベース・プレート５７、５９は、例えば、周知のような、ベース・プレート５７、５９を受けるのに適した整形が施された、バー１７、１９のガイド・グルーブ等の間に、適切な方法で配置される。唯一の要件は、ベース・プレート５７、５９が、あらかじめ決められた所定の相対位置となるようにバー１７、１９に対して適正な角度で配置されて、それぞれのトランスミッタ及びレシーバ１３、１５間の光軸が、バー１７、１９に対して適切な角度で延びるということだけである。
【００３５】
レーザ・ダイオードによって形成される光源２９、２９’、２９”は、それぞれ、図８に示すように、支持プレート６５、６５’に配置されており、前記支持プレートは、やはり、例えば、バー１７、１９の側面に形成されたグルーブのような、適当なガイド装置に配置されている。図８に概略が示された接続ワイヤ６６によって、全方向においてレーザ・ダイオードのアライメントが可能になる。完全なアライメントをとるため、工場において、バー１７、１９のＹ−Ｚ平面（図２）上におけるレーザ・ダイオードの位置決めを前もって行うことができるように、調整ネジ６９、７１（図８）が設けられている。従って、レーザ・ダイオードの光軸及びビーム２１によって形成される平面は、互いに平行に延びることになる。集束レンズ６７、６７’は、放出された光を集束させて、細いビームにするように、光源２９、２９’の前に設けられており、バー１９が、ビーム２１によって形成される光スクリーンまたは光カーテンによって、及び、必要なガード・ゾーンのサイズによって必要とされる距離だけ、バー１７から間隔をあけた位置に取り付けられると、レシーバ・バー１９では、直径が約２〜８ｍｍの小さい光スポットだけしか見えないようになっている。
【００３６】
光カーテンを形成する場合、トランスミッタ及びレシーバ・モジュール５１、５３、並びに、レーザ・モジュール５５、５５’は、レーザ・ダイオードのアライメントを可能にするため、バー１７、１９に施された基準マーカ（図７及び８には示されていない）に対してアライメントがとられる。レーザ・ダイオードは、そのビームが、ビーム２１に対して平行に、その平面内に延び、光カーテンまたは光スクリーンを形成するようにアライメントがとられる。これには、光カーテンを配置し、光カーテンを機能させる場合、あるいは、その後、引き続き、アライメントをとるために、監視及び調整を行い、テストを実施する場合、バーが、所定位置にある間、すなわち、レーザ・ダイオードによって放出されるアライメント光ビームが基準マーカまたはレシーバ３５、３５’に対してアライメントがとれるようにバーに調整を施すことによって前記位置にある間は、２つのバー１７、１９のテスト及び再調整を容易に実施することができるという利点がある。もちろん、バーには、トランスミッタ１３、レシーバ１５、光源２９、及び、基準マーカ３５が、それぞれ、配置される、それぞれの取り付けプレートまたはモジュールが含まれている。基準マーカ３５には、クロス・ヘヤ等を含むことも可能である。光源２９及び基準マーカ、並びに、トランスミッタ及びレシーバ１３、１５は、別個に配置することもできるし、あるいは、上述のように、取り付けプレートまたは支持プレートの迅速な調整を可能にするため、共通支持プレートに配置することが可能である。
【００３７】
本発明の方法を用いて、逆方向に投射される２つのアライメント・ビームを利用すれば、間隔をあけて対置する、トランスミッタ及びレシーバを備えた２つのバーのアライメントを迅速かつ確実にとることが可能である。まず、ｚ及びｙ方向に対して、バー１７、１９の位置のアライメントがとられる。これは、バー１７、１９に適当な細長いホールまたは傾斜ホールを配置することによって、簡単に実施することが可能である。その後、周知のように、例えば、ネジ、シム等のような適当な調整素子によって、軸２３、２５、２７に対してバーのアライメントをとることが可能になる。
【００３８】
トランスミッタ１３及びレシーバ１５の光軸は、光スクリーンの製造工場において、既に、それぞれのバーに対する事前アライメントがとられている。これによって、トランスミッタ及びレシーバのビーム、または、ビーム感度が、既に、バー１７及び１９に対して適正に確定している、すなわち、バー１７、１９の向かい合った表面３１に対して正確に適切な角度をなしているという保証が得られる。同様に、レーザ光源２９、２９’のアライメント・ビーム３３、３３’は、既に、工場において、バー１７、１９の向かい合った表面に対して適切な角度で延びるようにアライメントがとられている。従って、アライメント・ビーム３３、３３’は、光カーテンまたは光スクリーン・ビーム２１同様に、それぞれのレシーバの受光領域またはゾーンに向かって平行に延びる。光源及び基準点は、トランスミッタ及びレシーバ素子に対して正確に定義された位置を備えているので、それぞれのバー１７、１９のアライメントをとると、これによって、アライメント・ビーム３３、３３’と基準点３５、３５’のアライメントもとれることになるため、光カーテンまたは光スクリーンのトランスミッタ・レシーバ対は、所定位置につくように最適な調整が施されることになる。
【００３９】
上述のアライメント・システムは、電気的検出装置またはオプトエレクトロニク検出装置の調整及びアライメントに用いることが可能であり、とりわけ、光カーテンまたは光スクリーンに適しているが、例えば、それぞれ、協働するトランスミッタ及びレシーバと共に機能する反射光スイッチ、または、光カーテン、または、光ゲートにも利用することが可能である。トランスミッタ及びレシーバは、均一な間隔をあけて、それぞれのバーまたは支持プレートに配置することが可能であるが、これは必要というわけではなく、互いに不規則な間隔をあけて配置することも可能であり、有効なテスト・ビームが異なるトランスミッタ／レシーバ対の間にくるように構成することが可能である。アライメント・システムのための光源は、例えば、６３５ｎｍまたは６７０ｎｍの可視光といった、可視範囲で動作するパルス・レーザを利用する。十分な放射線パワーを有していれば、正確に規定された放射線ビームを形成することが可能な他の光源を利用することも可能である。アライメント・システムは、光カーテンまたは光スクリーン全体の構造に組み込まれるのが望ましい。バー１７または１９のような、複数のバーによる光カーテンを形成することも可能であり、各バーは、本発明による、一体化されたアライメント・システムを備えることが望ましい。
【００４０】
本発明の概念の範囲内において、さまざまな変更及び修正を施すことが可能であり、本明細書に記載の任意の特徴を他の任意のものに利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】それぞれ、複数の放射線トランスミッタ／レシーバ対を備える、２つの間隔をあけて配置された、先行技術による光カーテン・システムの極めて大まかな透視図である。
【図２】それぞれのトランスミッタ・バー及びレシーバ・バーに組み込まれた２つのレーザ光源を備える、本発明によるアライメント・システムの第１の実施態様を、本発明の理解に不要な全ての素子を省いて示した極めて大まかな図である。
【図３】それぞれのトランスミッタ・バー及びレシーバ・バーに組み込まれた２つのレーザ光源を備える、本発明によるアライメント・システムのもう１つの実施態様を、本発明の理解に不要な全ての素子を省いて示した極めて大まかな図である。
【図４】それぞれのトランスミッタ・バー及びレシーバ・バーに組み込まれた２つのレーザ光源を備える、本発明によるアライメント・システムのさらにもう１つの実施態様を、本発明の理解に不要な全ての素子を省いて示した極めて大まかな図である。
【図５】光カーテン・アライメント・システムのための制御システムの極めて大まかなブロック図である。
【図６】アライメント・システムを制御するためのプログラムの流れ図である。
【図７】トランスミッタ・バー及びレシーバ・バーを備えた光カーテン、及び、本発明に従ってそれに組み込まれるアライメント・システムの極めて大まかな縦断面図である。
【図８】それぞれ、アライメント・レシーバまたはトランスミッタを一定の拡大率で示す、図７のアライメント・システムの極めて大まかな部分図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１    光カーテン
１３    トランスミッタ
１５    レシーバ
１７    バー
１９    バー
２１    ビーム
２９    光源
２９’  光源
２９”  光源
３１    向かい合った表面
３３    光ビーム
３３’  光ビーム
３３”  光ビーム
３５    基準点
３５’  基準点
３６    レーザ・ダイオード
３７    レンズ
３８    レシーバ
３８Ａ  クロス・ヘヤ
３９    偏向素子
３９’  偏向素子
４０    制御装置
４１    スイッチ
４３    ＪＫフリップ・フロップ
４４    ＯＲ回路
４５    モノフロップ回路
４６    モノフロップ回路
４７    モノフロップ回路
４９    レーザ制御システム
４９ａ  パルス発生器
５１    レシーバ・モジュール
５３    レシーバ・モジュール
５５    レーザ・モジュール
５５’  レーザ・モジュール
５７    ベース・プレート
５９    ベース・プレート
６１    レンズ
６３    レンズ
６５    支持プレート
６５’  支持プレート
６６    接続ワイヤ
６７    集束レンズ
６７’  集束レンズ
６９    調整ネジ
７１    調整ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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