JP6773080B2 - ライトカーテン配置の操作方法およびライトカーテン配置 - Google Patents

Description

本発明は、安全領域を監視するためのライトカーテン配置の操作方法、および安全領域を監視するためのライトカーテン配置に関するものである。

ライトカーテン配置は、安全領域を監視するために使用することができ、具体的には、上述した安全領域内の移動物体を検出するために使用される。ライトカーテン配置は、安全領域の発光側に設置された複数の発光体素子と、安全領域の受光側に設置された複数の受光体素子とを含むことができる。各受光体素子を特定の発光体素子に結合させることにより、上述した特定の発光体素子から放射された光を検出することができる。受光体素子に結合された特定の発光体素子から光を検出／受信しなかった場合、ライトカーテン配置は、安全領域内に物体が存在すると判断し、例えば、アラームを発することができる。

例えば、米国特許出願公開第２００５／０１３３７０２号明細書の文献は、複数の発光体を順番および／または周期的に、個別に起動するライトカーテン配置を開示している。

比較的大きな距離で物体を検出できることが望ましいが、その結果、安全領域の大きさが増加し、具体的には、発光体素子と受光体素子の間の距離が増加する。

そのため、本発明は、改良されたライトカーテン配置の操作方法、および改良されたライトカーテン配置を提供することを目的とする。

第１の態様によれば、安全領域を監視するためのライトカーテン配置の操作方法を提供する。ライトカーテン配置は、安全領域の発光体側に設置され、固定された幾何学模様に配列された複数の第１の発光体素子と、安全領域の受光体側に設置され、固定された幾何学模様に配列された複数の第２の受光体素子とを含み、発光体側と受光体側は、所定距離によって隔てられる。発光体素子は、発光ダイオードと発光体レンズを含み、発光ダイオードは対応する発光体レンズの焦平面に設置される。各１つの受光体素子に割り当てられた所定数Ｎ個の専用の発光体素子を含むアレイを備え、割り当てられた発光体素子が、各１つの受光体素子に幾何学的に最も近くに設置されたＮ個の発光体素子である。この方法は、
複数の第１の発光体素子の複数の専用の発光体素子を複数の第２の受光体素子の各１つの受光体素子に割り当てて、割り当てられた発光体素子がアレイ（array）を形成するステップと、
各アレイの専用の発光体素子を起動して、同期させて光を放射し、起動された発光体素子からの放射光を各受光体素子によって同時に受信するステップと、
を含む。

第２の態様によれば、安全領域を監視するためのライトカーテン配置を提供する。ライトカーテン配置は、
安全領域の発光体側に設置され、固定された幾何学模様に配列された複数の第１の発光体素子と、
安全領域の受光体側に設置され、固定された幾何学模様に配列された複数の第２の受光体素子と、
を含み、発光体側と受光体側は、所定距離によって隔てられ、発光体素子は、発光ダイオードと発光体レンズを含み、発光ダイオードは対応する発光体レンズの焦平面に設置され、各１つの受光体素子に割り当てられた所定数Ｎ個の専用の発光体素子を含むアレイを備え、割り当てられた発光体素子が、各１つの受光体素子に幾何学的に最も近くに設置されたＮ個の発光体素子である。
複数の第２の受光体素子のそれぞれに複数の第１の発光体素子の専用の発光体素子を割り当てて、割り当てられた発光体素子がアレイを形成し、専用の発光体素子は、各受光体素子が受信する光を同期させて放射するよう実施される。

実施形態において、第２の態様に基づくライトカーテン配置は、第１の態様の方法に基づいて操作されるよう構成される。

詳しく説明すると、安全領域は、ライトカーテン配置が監視することのできる領域である。例えば、ライトカーテン配置は、安全領域内の物体の移動および／または存在を検出することができる。安全領域は、発光体側と受光体側の間に延伸する空間の領域であってもよい。詳しく説明すると、安全領域は、発光体素子によって放射された光が到達することのできる領域である。

発光体素子は、発光ダイオード（light emitter diode, LED）を含むことができる。
また、各発光体素子は、光学発光体レンズを含むことができる。詳しく説明すると、各ダイオードは、対応する発光体レンズの焦平面（focal plane）に設置することができる。複数の発光体素子は、例えば、半田付けにより、電子基板の上に固定することができる。発光体素子は、例えば、一列、２本の平行線、長方形等の固定された幾何学模様に配列される。詳しく説明すると、発光体素子は、変位不可能であるため、幾何学模様を変更することはできない。

発光体素子は、例えば、受光装置（photoreceiver）等の光学センサーを含むことができる。また、各発光体素子は、光学受光体レンズを含むことができる。各光学受光体レンズは、光学発光体レンズと同じ種類のレンズであってもよい。各光学受光体レンズは、対応する光学センサーの焦平面に設置することができ、具体的には、発光体素子から受信した光を受光体素子の作用面に集めるために設置される。

受光体素子は、例えば、一列、２本の平行線、長方形等の固定された幾何学模様に配列される。詳しく説明すると、受光体素子は、変位不可能であるため、幾何学模様を変更することはできない。受光体素子に配列される幾何学模様は、発光体素子に配列される幾何学模様と同じであってもよい。あるいは、これらの幾何学模様は、異なっていてもよい。受光体素子の数は、発光体素子の数と同じであってもよい。

発光体側と受光体側は、所定距離によって隔てられる。例えば、発光体側は、発光体素子が配列された平面であり、受光体側は、受光体素子が配列された平面である。発光体素子を含む平面は、受光体素子を含む平面に対して平行であってもよい。

複数の専用の発光体素子は、各１つの受光体素子にアレイとして割り当てることができる。詳しく説明すると、いくつかの発光体素子を複数の発光体素子の中から選択して専用の発光体素子とし、単一の各受光体素子に割り当てる。実施形態において、複数の専用の発光体素子は、複数の受光体素子のそれぞれに割り当てられるため、各受光体素子にアレイが割り当てられる。複数の専用の発光体素子を各１つの受光体素子に割り当てるステップは、使用前にライトカーテン配置を設定するステップの一部であってもよい。

専用の発光体素子は、光を同期(contemporaneously)または同時(simultaneously)に放射することができるため、専用の発光体素子に割り当てられた各受光体素子は、専用の発光体素子によって放射された光を瞬時に受信し、具体的には、同時に受信する。詳しく説明すると、各受光体素子は、複数の専用の発光体素子から瞬時に光を受信することができる。

専用の発光体素子から放射された光は、重複することがあるため、各受光体素子は、専用の発光体素子からそれぞれ放射された光ビームの重複に対応する光ビームを受信／検出する。各受光体素子が受信する光ビームの出力密度は、単一の発光体素子が放射する単一の光ビームの出力密度よりも高くてもよい。例えば、同じ発光パワーで光を放射する専用の発光体素子の数Ｎに対し、各受光体素子が受信する光ビームの発光パワーは、単一の専用の発光体素子の発光パワーのＮ倍まで可能である。Ｎ個の発光体素子を単一の受光体素子に割り当てるため、ライトカーテン配置の「Ｎ対１のマルチビーム構成」と表すことができる。

単一の発光体素子によって単一の光ビームが放射されると、受光体素子のうちの１つに到達する光ビームの発光パワーは、所定距離が大きい場合に、非常に弱い可能性がある。専用の発光体素子によって放射された重複する光ビームの発光パワーは、単一の発光体素子によって放射された単一の光ビームの範囲よりも大きくてもよい。

詳しく説明すると、専用の発光体素子によって光が同時に放射された時、発光体側と受光体側の間の所定距離は、１つのみの発光体素子によって光が放射された場合と比較して、増加することができる。ライトカーテン配置は、高い作動距離に届くことができ、具体的には、直径の小さい発光体レンズを使用することができる。

理論上、同時に起動されたＮ個の発光体素子が到達することのできる作動距離ｄ＿Ｎは、ｄ＿Ｎ＝ｄ＊ｓｑｒｔ（Ｎ）であり、ｄは、単一の発光体素子が到達できる作動距離である。例えば、所定距離は、９０ｍまでであってもよい。

詳しく説明すると、第２の態様に基づくライトカーテン配置を使用することにより、発光体素子が放射した光によって効率的に覆われる範囲が増えるため、より大きな安全領域を監視することができる。

第２の態様に基づくライトカーテン配置について説明する実施形態、特徴、および利点は、第１の態様に基づくライトカーテン配置の操作方法に準用する。

１つの実施形態によれば、第１の態様に基づく方法は、さらに、発光体素子と発光体アレイの組（pair）を順番に起動して、安全領域にある物体を検出することを含み、１つの組は、各１つの受光体素子に割り当てられた専用の発光体素子と各１つの受光体素子を含む。

この１つの組は、一方に各１つの受光体素子に割り当てられた複数の専用の発光体素子を含み、他方に各１つの受光体素子を含んでもよい。詳しく説明すると、この１つの組は、少なくとも２つの専用の発光体素子と少なくとも１つの各受光体素子を含む。

ここでは、「順番に（sequentially）」という単語は、「次々に（one after another）」と理解することができる。詳しく説明すると、同じ第１の時間において、第１の各受光体素子に割り当てられた全ての専用の発光体素子を起動またはオンにする。そして、第１の時間よりも遅い第２の時間において、第２の各受光体素子に割り当てられた全ての専用の発光体素子を起動またはオンにすることができる。詳しく説明すると、受光体素子のアレイを順番または周期的に起動して、安全領域全体をスキャンする。

さらなる実施形態によれば、１つのみの各受光体素子と上述した１つの各受光体素子に割り当てられた専用の発光体素子は、一度に起動される。

詳しく説明すると、専用の発光体素子の各アレイは、個別にオンにすることができ、アレイは、次々にオンにしてもよい。例えば、第２の時間において第２の各受光体素子に割り当てられた専用の発光体素子を起動した時、第１の各受光体素子に割り当てられた全ての専用の発光体素子をオフにすることができる。詳しく説明すると、第１の各受光体素子に割り当てられた専用の発光体素子は、第２の各受光体素子に割り当てられた専用の発光体素子と同じ回においては決して起動されない。

さらなる実施形態において、各受光体素子に複数の専用の発光体素子を割り当てるステップは、
所定距離を決定することと、
前記所定距離に基づいて、各受光体素子に割り当てられた発光体素子の数を決定することと、
を含む。

詳しく説明すると、各受光体素子に割り当てられた発光体素子の数を選択することにより、専用の発光体素子からの重複する光ビームが各受光体素子に到達する。例えば、各受光体素子に割り当てられた発光体素子の決められた数は、所定距離の増加とともに増加する。

さらなる実施形態によれば、第１の態様に基づく方法は、さらに、
各受光体素子に対し、各受光体素子に割り当てられた専用の発光体素子のうちの１つのみの発光体素子を選択することと、所定距離が所定閾値距離よりも低い場合に、各アレイを形成する他の専用の発光体素子を停止（deactivate）することとを含む。

詳しく説明すると、ライトカーテン配置は、少なくとも２つのモードで操作することができる。所定距離が大きい場合、具体的には、所定閾値距離よりも大きい場合、ライトカーテン配置は、各１つの受光体素子に割り当てられた複数の専用の発光体素子が瞬時に起動される第１操作モードで操作される。例えば、所定閾値距離は、１０ｍである。

所定距離が小さい場合、具体的には、所定閾値距離よりも低い場合、ライトカーテン配置は、１つのみの発光体素子が瞬時に起動される第２操作モードで操作される。第２操作モードでは、選択されたものを除いて、アレイを形成する全ての専用の発光体素子を起動することができる。

ライトカーテン配置は、発光体素子および／または受光体素子の配置を変更せずに、第１および第２操作モードで操作することができる。ライトカーテン配置は、測定または決定した所定距離に基づいて、第１操作モードで操作するか、第２操作モードで操作するかを決定することができる。詳しく説明すると、小さい所定距離と大きい所定距離に対して同じライトカーテン配置を使用することができるため、フレキシブルに使用される。例えば、ライトカーテン配置の設置は、ユーザーによって変わらないため、非常に単純である。さらに、同じ設計のライトカーテン配置を様々な応用に使用することができるため、コストの面で有利である。

さらなる実施形態によれば、受光体素子の数は、発光体素子の数よりも少ない。例えば、Ｎ個の発光体素子をそれぞれ各受光体素子に割り当てる場合、受光体素子は、発光体素子よりもＮ倍少なくてもよい。

さらなる実施形態によれば、発光体素子および／または受光体素子は、一列に配列される。実施形態において、受光体素子に割り当てられた発光体素子は、受光体素子の周りに対称に設置される。

さらなる実施形態によれば、発光体素子は、安全領域の発光体側から安全領域の受光体側に向かう主方向と同じ方向に光を放射するよう実施される。

発光体素子が光を放射する主な方向は、全ての発光素子について同じであってもよく、具体的には、同じアレイの発光体素子について同じであってもよい。

さらなる実施形態によれば、アレイは、各１つの受光体素子に割り当てられた所定数Ｎ個の専用の発光体素子を含み、上述した割り当てられた発光体素子は、各１つの受光体素子に幾何学的に最も近くに設置されたＮ個の発光体素子である。

各１つの受光体素子に最も近いＮ個の発光体素子を割り当てることによって、上述したＮ個の発光体素子によって放射された光が実際に各１つの受光体素子に到達するのを確実にすることができる。また、所定距離をさらに増やすことができる。

さらなる実施形態によれば、各１つのアレイの発光体素子は、隣り合わせに配列される。詳しく説明すると、アレイは、隣接する発光体素子を含む。

さらなる実施形態によれば、全ての発光体素子は、同じ公称(nominal)上の発光パワーを有する。

さらなる実施形態によれば、ライトカーテン配置は、第１所定距離に沿って延伸する安全領域において物体を検出するための第１操作モードで操作し、且つ第２所定距離に沿って延伸する安全領域において物体を検出するための第２操作モードで操作するよう実施され、第１所定距離は、第２所定距離よりも大きく、
第１操作モードは、各受光体素子に対し、各１つの受光体素子に割り当てられた専用の発光体素子から各１つの受光体素子に向かって同時に光を放射することを含み、
第２操作モードは、各受光体素子に対し、１つの選択された発光体素子から各１つの受光体素子に対して光を放射することを含み、１つの選択された発光体素子は、各１つの受光体素子に幾何学的に最も近くに設置された発光体素子である。

第１操作モードにおいて専用の発光体素子が放射した光に覆われる距離は、第２操作モードにおいて単一の有効な発光体素子が放射した光で覆われる距離よりも大きくてもよい。詳しく説明すると、所定距離が所定閾値距離よりも大きい場合、例えば、第１所定距離については、大きな第１所定距離に沿って延伸する安全領域を監視することができるため、第１モードにおいてライトカーテン配置を操作するのが有利である。所定距離が所定閾値距離よりも小さい場合、例えば、第２所定距離については、単一の発光体素子のみを使用する時はエネルギーの消費が少ないため、第２モードにおいてライトカーテン配置を操作するのが有利である。

実施形態において、発光体素子に対する供給電流を変更して放射された光で覆われる距離を増やす、または減らすことが可能である。ライトカーテン配置のエネルギー消費は、所定距離を考慮して最適化することができる。

さらなる実施形態によれば、ライトカーテン配置は、さらに、操作モードを設定するためのコンフィギュレーション（configuration）装置を含み、コンフィギュレーション装置は、ディップスイッチ（dip switch）装置、コンフィギュレーションメモリ（configuration memory）装置、およびプログラミングインターフェイス（programming interface）のうちの少なくとも１つを含む。

操作モードの設定は、ライトカーテン配置を第１操作モードで操作するか、第２操作モードで操作するかの選択に対応することができる。コンフィギュレーション装置は、ライトカーテン配置を設定するために使用することができる。詳しく説明すると、コンフィギュレーション装置は、ライトカーテン配置のユーザーによって操作される。

実施形態において、ライトカーテン配置は、第１および第２操作モード以外の操作モード、例えば、中間操作モードで操作してもよい。中間操作モードでは、アレイの全ての発光体素子を起動せずに、各アレイからのいくつかの発光体素子が瞬時に起動される。この中間操作モードは、中程度の所定距離に対して有用である。詳しく説明すると、いくつかの異なる操作モードでライトカーテン配置を操作することにより、ライトカーテン配置の操作範囲を設定することができる。各操作モードは、例えば、コンフィギュレーション装置を使用して設定することができる。

さらなる実施形態によれば、各受光体素子に割り当てられる発光体素子の数は、コンフィギュレーション装置によって設定される。詳しく説明すると、ユーザーは、所定距離に基づいて、コンフィギュレーション装置を使用して各受光体素子に割り当てられる発光体素子の数を設定することができる。

さらなる実施形態によれば、第２操作モードにおいて、発光体素子の供給電流値は、第１操作モードに対して減少する。ライトカーテン配置を第２操作モードで操作した時に消費されるエネルギーは、第１操作モードで操作した時に消費されるエネルギーよりも小さい。

さらなる実施形態によれば、第２の態様のライトカーテン配置は、さらに、第１の態様の方法に基づいて、発光体素子および受光体素子を起動および停止するために実施される制御装置を含む。

さらなる実施形態によれば、本発明は、少なくとも１つのコンピュータで動作する時に、第１の態様に基づいて上述したライトカーテン配置の操作方法を実行するプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品に関する。

コンピュータプログラム手段等のコンピュータプログラム製品は、メモリカード、ＵＳＢスティック、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤとして、またはネットワークのサーバーからダウンロードできるファイルとして実施されてもよい。例えば、このようなファイルは、無線通信ネットワークからコンピュータプログラム製品を含むファイルを転送することによって提供することができる。

本発明のさらなる可能な実施態様または代替案は、ライトカーテン配置およびライトカーテン配置の操作方法に関する上述した、または後述する特徴の組み合わせ（ここでは明白に言及していない）も含む。本分野における技術者であれば、個別の、または単独の態様および特徴をライトカーテン配置およびライトカーテン配置の操作方法の最も基本的な形態に追加することができる。

ライトカーテン配置およびライトカーテン配置の操作方法のさらなる実施形態、特徴、および利点は、添付の図面とともに以下の説明および独立項から明らかであろう。

本発明の専用の発光体素子によって光が同時に放射された時、発光体側と受光体側の間の所定距離は、１つのみの発光体素子によって光が放射された場合と比較して、増加させることができる。ライトカーテン配置は、高い作動距離に届くことができ、具体的には、直径の小さい発光体レンズを使用することができる。
本発明のライトカーテン配置を使用することにより、発光体素子が放射した光によって効率的に覆われる範囲が増えるため、より大きな安全領域を監視することができる。
本発明は、小さい所定距離と大きい所定距離に対して同じライトカーテン配置を使用することができるため、フレキシブルに使用される。例えば、ライトカーテン配置の設置は、ユーザーによって変わらないため、非常に単純である。さらに、同じ設計のライトカーテン配置を様々な応用に使用することができるため、コストの面で有利である。

添付図面は、本発明の原理がさらに理解されるために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。

第１実施形態に係るライトカーテン配置を示したものである。 第１実施形態に係るライトカーテン配置の操作方法を示したものである。 図３Ａ乃至図３Ｃは第１操作モードで操作する時の第１実施形態に係るライトカーテン配置を示したものである。 図４Ａ乃至図４Ｃは第２操作モードで操作する時の第１実施形態に係るライトカーテン配置を示したものである。 光を放射する発光体素子の例を示したものである。 第２実施形態に係るライトカーテン配置の操作方法を示したものである。 第２実施形態に係るライトカーテン配置を示したものである。

図面において、同様の参照番号は、記載がない限り、同様の、または機能的に類似する要素を指す。

図１は、第１実施形態に係るライトカーテン配置を示したものである。ライトカーテン配置１を使用して安全領域６の物体を検出することにより、上述した安全領域６を監視することができる。

ライトカーテン配置１は、安全領域６の発光体側２に配列された複数の第１の発光体素子４ａ〜４ｏを含む。発光体素子４ａ〜４ｏは、一列に配列される。各発光体素子４ａ〜４ｏは、ＬＥＤ９と、発光体レンズ１０とを含む。各ＬＥＤ９は、対応するレンズ１０の焦平面にある。図１において、発光体素子４ａのＬＥＤ９および発光体レンズ１０のみに参照符号を提供するが、残りの発光体素子４ｂ〜４ｏも同じである。全ての発光体素子４ａ〜４ｏは、同じ公称上の発光パワー(nominal luminous power)を有し、同じ方向に沿って光を放射するよう、つまり、安全領域６の受光体側３に向かって配置される。発光体素子４ａ〜４ｏは、機械式ホルダー（ここでは、電子基板）によって保持される。

ライトカーテン配置１は、さらに、安全領域６の受光体側３に一列に配列された複数の第２の受光体素子５ａ〜５ｃを含む。発光体側２と受光体側３の間の距離を所定距離Ｄで示す。各受光体素子５ａ〜５ｃは、受光体レンズ１１と、受光装置１２とを含む。各レンズ１１は、受信した光を受光装置１２の作用面に集める。図１において、受光体素子５ａの受光体レンズ１１および受光装置１２のみに参照符号を提供するが、残りの受光体素子５ｂ、５ｃも同じである。

図１のライトカーテン配置１は、図２に示した第１実施形態に基づくライトカーテン配置１の操作方法に基づいて操作することができる。以下、ライトカーテン配置１の操作について、図１および図２を参照しながら説明する。

最初のステップＳ０において、図１に示したライトカーテン配置１を提供する。ステップＳ１において、複数の専用の発光体素子４ａ〜４ｏを各１つの受光体素子５ａ〜５ｃに割り当てる。つまり、各受光体素子５ａ〜５ｃにそれぞれ最も近い５つの発光体素子４ａ〜４ｏを割り当てる。すなわち、隣接する発光体素子４ａ〜４ｅを受光体素子５ａに割り当て、隣接する発光体素子４ｆ〜４ｊを受光体素子５ｂに割り当て、隣接する発光体素子４ｋ〜４ｏを受光体素子５ｃに割り当てる。発光体素子４ａ〜４ｅは、アレイ７ａを形成し、発光体素子４ｆ〜４ｊは、アレイ７ｂを形成し、発光体素子４ｋ〜４ｏは、アレイ７ｃを形成する。

ステップＳ２において、アレイ７ａ〜７ｃの発光体素子４ａ〜４ｏを起動して、光Ｌを同時に放射する。図１において、アレイ７ｂの発光体素子４ｆ〜４ｊは、全て同期させて起動されるため、受光体素子５ｂは、起動された発光体素子４ｆ〜４ｊから光を同時に受信する。

図１に示すように、各起動された発光体素子４ｆ〜４ｊは、円錐（cone）に沿って受光体側３に向かって発光パワーＰ₁の光を放射する。発光体素子４ｆ〜４ｊは、隣り合わせに配列されるため、各発光体素子４ｆ〜４ｊによって放射された光の発光パワーは重複する。つまり、光が重複していない領域８ａにおいて、光は、Ｐ₁の発光パワーを有する。２つの光ビームが重複する領域８ｂにおいて、光は、Ｐ₁の２倍のＰ₂の発光パワーを有する。３つの光ビームが重複する領域８ｃにおいて、光は、Ｐ₁の３倍のＰ_３の発光パワーを有する。４つの光ビームが重複する領域８ｄにおいて、光は、Ｐ₁の４倍のＰ₄の発光パワーを有する。最後に、５つの光ビームが重複する領域８ｅにおいて、光は、Ｐ₁の５倍のＰ₅の発光パワーを有する。

図１に示すように、受光体素子５ｂは、発光パワーＰ₅の光を受信する。受光体素子５ｂが受信した発光パワーＰ₅の光は、発光体素子４ａ〜４ｅの１つのみから放射される光よりも４倍高い。

有利には、受光体素子５ｂが受信した光は、高い発光パワーＰ₅を有するため、ライトカーテン配置１を使用して、大きな安全領域６を監視することができる。そのため、距離Ｄを大きくすることができる。

アレイ７ｂの発光体素子４ｆ〜４ｊを起動する代わりに、アレイ７ａの発光体素子４ａ〜４ｅまたはアレイ７ｃの発光体素子４ｋ〜４ｏのみを起動することが可能である。これは、第１操作モードで操作する時の第１実施形態に係るライトカーテン配置を示した図３Ａ〜３Ｃにおいて示されている。

第１操作モードは、上述したステップＳ２で説明したように、アレイ７ａ〜７ｃの発光体素子４ａ〜４ｏを瞬時に起動することを特徴とする。図３Ａ〜３Ｃは、アレイ７ａ〜７ｃの発光体素子４ａ〜４ｏおよび対応する受光体素子５ａ〜５ｃを含む組をどのように順番に起動するかを示したものである。図３Ａ〜３Ｃにおいて、起動された発光体素子４ａ〜４ｏおよび受光体素子５ａ〜５ｃに点（dot）を付けて示す。

つまり、時間ｔ＝１において、アレイ７ａを形成する発光体素子４ａ〜４ｅおよび対応する受光体素子５ａのみを起動する。図３Ａ〜３Ｃにおいては、各発光体素子４ａ〜４ｏから放射された光錐（light cone）を図示していないが、理解すべきこととして、これらの形状および出力分布は、図１に示したものと同じである。

そして、時間ｔ＝１の後の時間ｔ＝２において、アレイ７ｂを形成する発光体素子４ｆ〜４ｊおよび対応する受光体素子５ｂのみを起動する。時間ｔ＝１において起動された発光体素子４ａ〜４ｅおよび受光体素子５ａは、時間ｔ＝２において停止される。

そして、時間ｔ＝２の後の時間ｔ＝３において、アレイ７ｃを形成する発光体素子４ｋ〜４ｏおよび対応する受光体素子５ｃのみを起動する。時間ｔ＝２において起動された発光体素子４ｆ〜４ｊおよび受光体素子５ｂは、時間ｔ＝３において停止される。

時間ｔ＝３で示したスキャンを実行した後、ライトカーテン配置１は、ｔ＝１に戻り、順序ｔ＝１、ｔ＝２、およびｔ＝３を周期的に繰り返す。それにより、安全領域６をスキャンして、安全領域６にある物体を検出することができる。

ライトカーテン配置１は、また、図６に示した第２実施形態に基づくライトカーテン配置１の操作方法に基づいて操作することができる。第２実施形態に基づく方法は、第１実施形態に基づく方法を基礎としたものであり、Ｓ０、Ｓ１、およびＳ２は、図２で既に説明したこれらのステップと同じである。以下、追加したステップについてのみ、説明する。

ステップＳ０１において、所定距離Ｄを決定する。ユーザーは、上述した所定距離Ｄを測定することができる。ステップＳ０２において、ライトカーテン配置１の操作モードを決定する。つまり、ライトカーテン配置１を上記の図３Ａ〜３Ｃで説明した第１操作モードで操作するか、あるいは下記の図４Ａ〜４Ｃで説明する第２操作モードで操作するかを決定する。

上述した操作モードを決定するために、ライトカーテン配置１は、コンフィギュレーション装置(configuration device)（図示せず）を含む。コンフィギュレーション装置は、操作モードを選択するためのディップスイッチ(dip switch)、少なくとも所定閾値距離を保存するためのコンフィギュレーションメモリ装置(configuration memory device)、およびプログラミングインターフェイス(programming interface)を含む。

ステップＳ０２において、操作モードは、所定距離Ｄに基づいて決定される。つまり、ステップＳ０１で決定した所定距離Ｄとコンフィギュレーションメモリ装置に保存された所定閾値距離を比較する。

所定距離Ｄが所定閾値距離よりも大きい場合、ライトカーテン配置１を第１操作モードで操作するよう決定する。この場合、ステップＳ０３において、ライトカーテン配置１は、各受光体素子５ａ〜５ｃに割り当てる発光体素子４ａ〜４ｏの数を決定する。図１の実施形態において、各受光体素子５ａ〜５ｃに割り当てる発光体素子４ａ〜４ｏの数は、５である。そして、上記で既に説明したステップＳ１およびＳ２を実行することによって、ライトカーテン配置１を第１操作モードで操作する。

しかしながら、所定距離Ｄが所定閾値距離よりも小さい場合、ステップＳ０２において、ライトカーテン配置１を第２操作モードで操作するよう決定する。この場合、ステップＳ３において、アレイ７ａ〜７ｃの発光体素子４ａ〜４ｏのうちの１つのみを起動することによって、ライトカーテン配置１を第２操作モードで操作する。

第２操作モードは、第２操作モードで操作する時の第１実施形態に係るライトカーテン配置を示した図４Ａ〜４Ｃにおいて説明されている。

第２操作モードは、各アレイ７ａ〜７ｃから１つのみの発光体素子４ａ〜４ｏを一度に起動することを特徴とする。つまり、各受光体素子５ａ〜５ｃに最も近い各アレイ７ａ〜７ｃからの発光体素子４ａ〜４ｏを起動する。これは、図４Ａ〜４Ｃに示した発光体素子４ｃ、４ｈ、および４ｍを起動することに対応する。図４Ａ〜４Ｃにおいて、起動された発光体素子４ａ〜４ｏおよび受光体素子５ａ〜５ｃに点を付けて示す。

図４Ａ〜４Ｃに示した時間ｔ＝１において、全ての発光体素子４ａ〜４ｅのうち、発光体素子４ｃのみを起動する。それに応じて、受光体素子５ｂも起動する。

そして、時間ｔ＝１の後の時間ｔ＝２において、発光体素子４ｈおよび対応する受光体素子５ｂのみを起動する。時間ｔ＝１において起動された発光体素子４ｃおよび受光体素子５ａは、時間ｔ＝２において停止される。

そして、時間ｔ＝２の後の時間ｔ＝３において、発光体素子４ｍおよび対応する受光体素子５ｃのみを起動する。時間ｔ＝２において起動された発光体素子４ｈおよび受光体素子５ｂは、時間ｔ＝３において停止される。

時間ｔ＝３で示したスキャンを実行した後、ライトカーテン配置１は、ｔ＝１に戻り、順序ｔ＝１、ｔ＝２、およびｔ＝３を周期的に繰り返す。それにより、安全領域６をスキャンして、安全領域６にある物体を検出することができる。

発光体素子４ｃ、４ｈ、および４ｍによって放射された光は、図４Ａ〜４Ｃにおいて示されていないが、図５に示したように放射される。図５は、発光体素子４ｃがどのようにして受光体素子５ａに光を放射するかの例を示したものである。理解すべきこととして、発光体素子４ｈおよび４ｍから受光体素子５ｂおよび５ｃへの光放射も、それぞれ同じである。

図５に示すように、光Ｌは、対称軸１３を中心とする円錐形に沿って発光パワーＰ₁で発光体素子４ｃから放射される。受光体素子５ａは、同じ発光パワーＰ₁で光を受信する。第２操作モードにおいて、同期させて起動される隣接する発光体素子４ａ〜４ｏが存在しないため、発光パワーの追加は生じない。そのため、ライトカーテン配置１は、所定距離Ｄが比較的小さい時に、第２操作モードにおいてのみ操作される。

実施形態において、所定距離Ｄが中間値を有することを決定した場合、同じアレイ７ａ〜７ｃの発光体素子４ａ〜４ｏの中間数を瞬時に起動することができる。例えば、３つの発光体素子４ｇ、４ｈ、および４ｉを同時に起動することができるため、対応する受光体素子５ｂは、発光パワーＰ₃の光を受信する。

図７は、第２実施形態に係るライトカーテン配置２１を示したものである。ライトカーテン配置２１は、第１実施形態のライトカーテン配置１の発光体素子４ａ〜４ｏとは異なって配列された発光体素子１４ａ〜１４ｎを含む。図７に示すように、発光体素子１４ａ〜１４ｎは、それぞれ受光体素子５ａおよび５ｂに割り当てられた２つのアレイ１７ａおよび１７ｂを形成する。発光体素子１４ａ〜１４ｎを配列する幾何学模様は、第１実施形態のような一列ではない。むしろ、発光体素子１４ａ〜１４ｇおよび発光体素子１４ｈ〜１４ｎは、それぞれ円形状に配列され、図７に示すように、発光体素子１４ａ、１４ｈが円の中心にある。図７において、中心の発光体素子１４ｆおよび１４ｌは、それぞれ受光体素子５ａおよび５ｂに最も近い発光体素子１４ａ〜１４ｎである。

本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、全ての実施形態において変更が可能であることは、本分野における技術者にとって明白である。例えば、１つのアレイ７ａ〜７ｃにおいてより多くの、または少ない発光体素子４ａ〜４ｏが存在してもよい。受光体素子５ａ〜５ｃおよび／またはアレイ７ａ〜７ｃの発光体素子４ａ〜４ｏの合計数は、変更可能である。発光体素子４ａ〜４ｏおよび／または受光体素子５ａ〜５ｃの幾何学模様は、例えば、長方形等に変更可能である。発光体素子４ａ〜４ｏは、レンズ１０を有するＬＥＤ９でなくてもよく、白熱電球であっても、または安全基準を満たす任意の種類の発光体であってもよい。同様に、安全基準を満たす任意の種類の光検出器を受光体素子５ａ〜５ｃとして使用することができる。所定距離は、任意に変更してもよい。さらに、受光体素子５ａ〜５ｃに割り当てられた発光体素子４ａ〜４ｏは、上述した受光体素子５ａ〜５ｃの周囲に対称に配列される必要はない。また、異なる発光体素子４ａ〜４ｏの公称上の発光パワーは、同じである必要はない。

改良されたライトカーテン配置の操作方法、および改良されたライトカーテン配置を提供する。

１ ライトカーテン配置
２ 発光体側
３ 受光体側
４ａ〜４ｏ 発光体素子
５ａ〜５ｃ 受光体素子
６ 安全領域
７ａ〜７ｃ アレイ
８ａ〜８ｅ 領域
９ ＬＥＤ
１０ 発光体レンズ
１１ 受光体レンズ
１２ 受光装置
１３ 対称軸
１４ａ〜１４ｎ 発光体素子
１７ａ、１７ｂ アレイ
２１ ライトカーテン配置
Ｄ 所定距離
Ｌ 光
Ｐ₁〜Ｐ₅ 発光パワー
Ｓ０、Ｓ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 方法ステップ

Claims (16)

1. 安全領域（６）を監視するためのライトカーテン配置（１）の操作方法であって、前記ライトカーテン配置（１）が、前記安全領域（６）の発光体側（２）に設置され、固定された幾何学模様に配列された複数の第１の発光体素子（４ａ〜４ｏ）と、前記安全領域（６）の受光体側（３）に設置され、固定された幾何学模様に配列された複数の第２の受光体素子（５ａ〜５ｃ）とを含み、前記発光体側（２）と前記受光体側（３）が、所定距離（Ｄ）によって隔てられ、
   前記発光体素子は、発光ダイオードと発光体レンズを含み、発光ダイオードは対応する発光体レンズの焦平面に設置され、
   各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）に割り当てられた所定数Ｎ個の専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）を含むアレイ（７ａ〜７ｃ）を備え、前記割り当てられた発光体素子（４ａ〜４ｏ）が、前記各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）に幾何学的に最も近くに設置された前記Ｎ個の発光体素子（４ａ〜４ｏ）であり、
   前記方法が、
   前記複数の第１の発光体素子の複数の専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）を前記複数の第２の受光体素子の各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）に割り当てて（Ｓ１）、前記割り当てられた発光体素子（４ａ〜４ｏ）がアレイ（７ａ〜７ｃ）を形成するステップと、
   前記各アレイ（７ａ〜７ｃ）の前記専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）を起動して（Ｓ２）、同期させて光（Ｌ）を放射し、前記起動された発光体素子（４ａ〜４ｏ）からの前記放射光（Ｌ）を前記各受光体素子（５ａ〜５ｃ）によって同時に受信するステップと、
   を含むライトカーテン配置の操作方法。
2. 前記受光体素子（５ａ〜５ｃ）と発光体アレイ（７ａ〜７ｃ）の組を順番に起動して、前記安全領域（６）にある物体を検出することをさらに含み、１つの組が、前記各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）に割り当てられた前記専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）と、前記各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）とを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記１つのみの各受光体素子（５ａ〜５ｃ）と前記１つの各受光体素子（５ａ〜５ｃ）に割り当てられた前記専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）が、一度に起動される請求項１または２に記載の方法。
4. 前記各受光体素子（５ａ〜５ｃ）に前記複数の専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）を割り当てるステップが、
   前記所定距離（Ｄ）を決定することと（Ｓ０１）、
   前記所定距離に基づいて、各前記受光体素子（５ａ〜５ｃ）に割り当てられた前記発光体素子（４ａ〜４ｏ）の数を決定することと（Ｓ０３）、
   を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記所定距離（Ｄ）が所定閾値距離よりも低い場合に、各前記受光体素子（５ａ〜５ｃ）に対し、前記各受光体素子（５ａ〜５ｃ）に割り当てられた前記専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）のうちの前記１つのみの発光体素子（４ａ〜４ｏ）を選択することと、前記各アレイ（７ａ〜７ｃ）を形成する前記他の専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）を停止することとを含む請求項４に記載の方法。
6. 安全領域（６）を監視するためのライトカーテン配置（１）であって、
   前記安全領域（６）の発光体側（２）に設置され、固定された幾何学模様に配列された複数の第１の発光体素子（４ａ〜４ｏ）と、
   前記安全領域（６）の受光体側（３）に設置され、固定された幾何学模様に配列された複数の第２の受光体素子（５ａ〜５ｃ）と、
   を含み、前記発光体側（２）と前記受光体側（３）が、所定距離（Ｄ）によって隔てられ、
   前記発光体素子は、発光ダイオードと発光体レンズを含み、発光ダイオードは対応する発光体レンズの焦平面に設置され、
   各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）に割り当てられた所定数Ｎ個の専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）を含むアレイ（７ａ〜７ｃ）を備え、前記割り当てられた発光体素子（４ａ〜４ｏ）が、前記各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）に幾何学的に最も近くに設置された前記Ｎ個の発光体素子（４ａ〜４ｏ）であり、
   前記複数の第２の受光体素子（５ａ〜５ｃ）のそれぞれに前記複数の第１の発光体素子の複数の専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）を割り当てて、前記割り当てられた発光体素子（４ａ〜４ｏ）がアレイ（７ａ〜７ｃ）を形成し、前記専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）が、前記各受光体素子（５ａ〜５ｃ）が受信する光（Ｌ）を同期させて放射するよう実施されるライトカーテン配置。
7. 前記受光体素子（５ａ〜５ｃ）の数が、前記発光体素子（４ａ〜４ｏ）の数よりも少ない請求項６に記載のライトカーテン配置。
8. 前記発光体素子（４ａ〜４ｏ）および／または前記受光体素子（５ａ〜５ｃ）が、一列に配列された請求項６または７に記載のライトカーテン配置。
9. 前記発光体素子（４ａ〜４ｏ）が、前記安全領域（６）の前記発光体側（２）から前記安全領域（６）の前記受光体側（３）に向かう主方向と同じ方向に前記光（Ｌ）を放射するよう実施される請求項６〜８のいずれか１項に記載のライトカーテン配置。
10. 前記各１つのアレイ（７ａ〜７ｃ）の前記発光体素子（４ａ〜４ｏ）が、隣り合わせに配列された請求項６〜９のいずれか１項に記載のライトカーテン配置。
11. 全ての前記発光体素子（４ａ〜４ｏ）が、同じ公称上の発光パワー（Ｐ₁）を有する請求項６〜１０のいずれか１項に記載のライトカーテン配置。
12. 前記ライトカーテン配置（１）が、第１所定距離に沿って延伸する前記安全領域（６）において物体を検出するための第１操作モードで操作し、且つ第２所定距離に沿って延伸する前記安全領域（６）において物体を検出するための第２操作モードで操作するよう実施され、前記第１所定距離が、前記第２所定距離よりも大きく、
    前記第１操作モードが、各前記受光体素子（５ａ〜５ｃ）に対し、前記各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）に割り当てられた前記専用の発光体素子（４ａ〜４ｏ）から前記各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）に向かって同期させて前記光（Ｌ）を放射することを含み、
    前記第２操作モードが、各前記受光体素子（５ａ〜５ｃ）に対し、１つの選択された発光体素子（４ａ〜４ｏ）から前記各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）に対して前記光（Ｌ）を放射することを含み、前記１つの選択された発光体素子（４ａ〜４ｏ）が、前記各１つの受光体素子（５ａ〜５ｃ）に幾何学的に最も近くに設置された前記発光体素子（４ａ〜４ｏ）である請求項６〜１１のいずれか１項に記載のライトカーテン配置。
13. 前記操作モードを設定するためのコンフィギュレーション装置をさらに含み、前記コンフィギュレーション装置が、ディップスイッチ装置、コンフィギュレーションメモリ装置、およびプログラミングインターフェイスからなるグループのうちの少なくとも１つを含む請求項１２に記載のライトカーテン配置。
14. 各前記受光体素子（５ａ〜５ｃ）に割り当てられる前記発光体素子（４ａ〜４ｏ）の数が、前記コンフィギュレーション装置によって設定される請求項１３に記載のライトカーテン配置。
15. 前記第２操作モードにおいて、前記発光体素子（４ａ〜４ｏ）の供給電流値が、前記第１操作モードに対して減少する請求項１３〜１４のいずれか１項に記載のライトカーテン配置。
16. 請求項１〜５のいずれか１項の前記方法に基づいて、前記発光体素子（４ａ〜４ｏ）および前記受光体素子（５ａ〜５ｃ）を起動および停止するために実施される制御装置をさらに含む請求項６〜１５のいずれか１項に記載のライトカーテン配置。

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