JPH0120402B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、光カーテンを供給する光源と、被検
査領域に該光ビームを案内して所定方向に平行移
動させ光ビームによつて光カーテンを該被検査領
域に形成する光分配装置と、該被検査領域を経た
光ビームを受けてその変化を検出する光学装置に
関する。

背景技術 光カーテンは、光ビームを走査した場合、その
走査光ビーム全体の軌跡が形成するものであつ
て、ある被検査領域のある点に存在する障害物の
検知手段として、あるいは事故防止のために用い
られる。光カーテンを発生させ検知する装置とし
ては種々知られているが、その中には例えば、電
源に順次接続可能で且つ並設された半導体ダイオ
ード光源、光ビーム光源とミラーホイールの組、
光ビーム光源と振動鏡の組、光ビーム光源と振動
鏡或はミラーホイールと凹面鏡の組等を用いたも
のがある。しかし、光ビーム光源としては、構造
が複雑になる故に複数の光源を用いるべきではな
い。更に、光ビーム光源と振動鏡の組、ミラーホ
イールと凹面鏡の組を有する光カーテン発生検知
装置において、平行移動する光ビームからなる光
カーテンから形成される被検査領域（光カーテン
域）の上に設けられる光ビームを分配する光分配
器及び光ビームを受光する受光器は、単純且つ経
済的構造であることが望まれている。

発明の概要 本発明の目的は、単純な構造であつて、信頼性
が高く、使用分野に応じて測定精度の高低を選べ
るような光カーテンの発生検知装置を提供するこ
とである。

かかる問題を解決するため、本発明においては
光分配器として送光用の光伝導柱状体が用いられ
ている。少なくとも一本の光ビームは、該送光用
光伝導柱状体の一端面へ、その長手軸方向に対し
てある角度をもつて入射する。該送光用光伝導柱
状体の光カーテン域に面する側の反対側の側面に
は隣接する傾斜鏡構造が設けられ、該傾斜鏡は該
傾斜鏡に入射する光ビームが光カーテン域に分配
されるように該送光用光伝導柱状体の長手軸から
ある角度だけ傾いている。

よつて、従来技術においてはつや消し周側面を
有する透明な光伝導柱状体が送光用としてかかる
装置に用いられ、そのつや消し面に入射する光ビ
ームの散乱により、光ビームをその送光用光伝導
柱状体の終端部まで到達させていたが、本発明に
おいては、かかる従来の光ビーム伝達方法ではな
く、送光用光伝導柱状体の周側面をつや消しとせ
ず滑かなものとして内周側面において全反射を用
いてる。しかし乍ら、このことは送光用光伝導柱
状体内で展開する光ビームと入射光ビームとの干
渉の問題を生ずる。そこで、この問題を解決する
ために、本発明は前記傾斜鏡の１つに入射する光
ビームが一定方向に光カーテン域に向つて反射す
るようにした傾斜鏡装置を用いている。

該送光用光伝導柱状体の断面が矩形、特に正方
形を有する場合、前記傾斜鏡装置は４個の長手方
向に伸長する側面のうちの１の上に設けられるの
が具合がよい。

該傾斜鏡装置は、送光用光伝導柱状体の表面に
おける鋸歯状凹部若しくはその表面に設けられた
分割ストリツプにより構成されるのが好ましく、
それらの光ビームの入射する側面は銀メツキされ
ている。該傾斜鏡は相互に結合し且つ同一形状で
ある。

該送光用光伝導柱状体への入射光ビームが傾斜
鏡各々の広い面に当るためには、該光ビームの送
光用光伝導柱状体への入射角があまり小さ過ぎて
はてはならない。さもなくば、前方にある鏡が後
方の鏡にある程度は妨害することになるからであ
る。好ましくは、該光ビームの入射角を急峻にす
るためにプリズムが送光用光伝導柱状体の前端部
（光ビーム入射端）に装着され、このプリズムは
該送光用光伝導柱状体の長手軸に平行な入射光ビ
ームに必要な偏向を与える。第１の実施例におい
ては、該プリズムは二等辺三角形の断面のもので
あり、その底面は送光用光伝導柱状体の前端面に
対向し、該底面に対する頂部は該送光用光伝導柱
状体の長手軸上にある。他の実施例においては送
光用光伝導柱状体の前端面に対向した垂辺を有す
る直角三角形断面のプリズムを用いている。

これらのプリズムは、該送光用光伝導柱状体の
前端面から離れて設けられてもよいが、該送光用
光伝導柱状体の前端面上に設けられるのが好まし
い。

該傾斜鏡においては、その反射面が該送光用光
伝導柱状体の長手軸に対して傾斜するように設け
られ、該送光用光伝導柱状体の長手軸に対して垂
直に光ビームが送出されるのが好ましい。このよ
うにすれば、光ビームが送光用光伝導柱状体の長
手軸に垂直に送光され明確な幾何学的な配置とす
ることができる。

本発明による特に望ましい実施例においては、
ミラーホイール又は回転若しくは振動鏡のような
間欠的光ビーム偏向装置によつて、単一の光ビー
ムを、間欠的走査運動を与えつつ送光用光伝導柱
状体の矩形の前端面に入射させる。このようにし
て該光伝導柱状体に入射する光ビームは、順に配
列された傾斜鏡を順次走査し、該光伝導柱状体の
出力面において該光伝導柱状体の長手軸に直角に
且つ該柱状体の長手軸方向に沿つて平行な走査運
動をなす光ビームとなつて発射される。傾斜鏡を
例えば階段状に部分的に配置しているので、送光
用光伝導柱状体の傾斜鏡系の反対側の側面におけ
る全反射により、入射光ビームにより直接照射さ
れなかつた他の傾斜鏡の領域を光ビームの走査に
利用できるのである。

送光用光伝導柱状体の前端面における逆光用光
伝導柱状体の長手軸に対する光ビームの入射角
は、該傾斜鏡のデツドゾーンができるだけ小さく
なるように、更に内側から該光伝導柱状体の内面
に入射する光ビーム及び該傾斜鏡に入射する光ビ
ームが全反射するように、選ばれねばならない。
送光用光伝導柱状体の前端面における走査幅は、
該光伝導柱状体の矩形断面の高さに等しいのが望
ましい。このようにすれば該送光用光伝導柱状体
の長手方向の長さが最大限利用できるのみなら
ず、直接入射光ビーム及び全反射光ビームの走査
域が該光伝導柱状体の内部における走査域と対応
するのである。このようにして、すき間のない光
カーテンが作られる。

更に他の実施例においては、絞り等により光ビ
ームを送光用光伝導柱状体の端面において微小部
分だけ存在させるようにし、更には光伝導柱状体
からの光ビームの送光が絞り等により各走査の後
光ビーム自身の幅だけ横方向に移動するように構
成されている。このような光ビームの案内の仕方
より光カーテンの測定精度及び解像度を向上させ
ることができる。

光ビームの横方向（走査方向に対して垂直な方
向）の偏向を、例えば、回転軸に対して徐々に傾
斜した複数の反射面を有するミラーホイールに光
ビームを照射することにより達成できる。このよ
うなミラーホイールはワイラー（Weiller）ミラ
ーホイール（シユレータ、テレビジヨン分散法）
として知られている。

前述した実施例において、送光用光伝導柱状体
の該傾斜鏡系は順次並んだ複数の狭小のストリツ
プ部分に分割されるのが望ましい。ここに、傾斜
鏡系の狭小のストリツプ部分の傾斜鏡は、該光ビ
ームと等しい幅を有し且つその幅毎に横方向にず
れる、すなわち段階状にすべきである。こうする
ことにより、入射光ビームの横方向変位により生
ずる各成分光ビームが直接若しくは全反射によ
り、本発明により構成された傾斜鏡系の１つに入
射することができる。一方、例えば電子的装置に
よりミラーホイールの位置を知つて、どの成分光
ビームが実際に入射しているかを知ることができ
る故に、光カーテンの出力信号とある瞬間に走査
される傾斜鏡との正確な関係を求めることができ
る。

上述の狭小のストリツプ部分の長さは、該光伝
導柱状体に入射するか又は全反射によつて該光伝
導柱状体表面で生じた光ビームの長手方向の走査
域に対応させるのが望ましい。

送光用光伝導柱状体の光ビーム入射端面の反対
側の端面に基準信号発生のための光電受光素子を
設けるのが有利である。

本発明においては、光カーテン域の光ビームの
強度を示す受光信号を検知、発生させるために、
送光用光伝導柱状体から離れた光カーテンの反対
側に該送光用光伝導柱状体に平行に配置された受
光用光伝導柱状体と、その一端に設けられた受光
素子と、が設けられている。

他の実施例においては、傾斜した複数の反射面
を有するミラーホイールに代えて、光源から発す
る光ビームを円柱レンズスクリーンによつて走査
方向に対して直角に複数の成分光ビームに分散さ
せる。このような構成においては、成分光ビーム
の横方向シフトはミラーホイールを用いた場合の
ように順次行なわれるのではなく同時に行なわれ
る。この場合、例えば回転若しくは振動鏡を用い
て垂直走査を行なうことも可能である。

円柱レンズスクリーンの特性は、辞書「ABC
der Optik」の中で術語「レンズスクリーンフイ
ルム」として説明されている。円柱レンズスクリ
ーンは各々が例えば1/25ミリメートルの幅を有す
る多数の円柱レンズを平行に並べたような構成と
考えることができる。

光カーテンの出力側で得られた電気信号と各成
分光ビームとの精確な相関を得たい場合、間欠的
に横方向変位をなし得る絞り装置を設け、ある瞬
間においては単一の成分光ビームを入射せしめる
ようにすることができる。簡単な同期を得るため
に、光バリア（barrier）と協働する別の窓を絞
り装置に設ける。該光バリアは、例えば該絞り装
置が１の成分光ビームについて走査運動を開始し
たことを示す。よつて、必要な相関は適当な電子
的検知装置を用いることにより行なうことができ
る。

更に他の実施例においては、光源から発せられ
る光ビームは垂直方向において円柱レンズスクリ
ーンによつて多数の成分光ビームに分散されて、
該光伝導柱状体において上下に並んだ光ビームは
光伝導柱状体内部にあつて連続する傾斜鏡に入射
する。

このような実施例においては、該円柱レンズス
クリーンが静止して配置される光学素子である故
に、可動部がなく有利である。この実施例におい
ても、全ての展開光ビームが該傾斜鏡により定ま
る間隔をもつて該光伝導柱状体から同時に送出さ
れる。

ここで、光ビームの分離をなすために、更に他
の実施例おいては、単一の成分光ビームが該光伝
導柱状体に入射するように横方向に間欠的変位を
する絞り装置を設ける。この場合も、光バリアと
協働する別の窓を設けて光カーテンの出力信号と
成分光ビームとの正確な相関を電子的検知装置に
よりなすことができる。

展開光ビームの各々を分離するために前述した
ような構成を該絞り装置に組み合わせることもで
き、この場合、成分光ビームは対応する傾斜鏡内
で前後に振動するような振幅の振動運動をする。
該可動絞り装置を用いない場合、該光伝導柱状体
の光ビームの送出側面上に各傾斜鏡に整合した窓
を有するバーニアダイアフラム等のバーニア
（vernier）絞り装置を設けることができる。よつ
て、例えば振動鏡によりなされる振動運動の結
果、ある瞬間においては、単一の出力光ビームが
該バーニア絞り装置の窓を通過する。

よつて、光カーテンの出力部における受光素子
からの信号は処理されて、電子的検知装置により
各成分光ビーム毎に別々に検出される。

ここに、各展開光ビームの空間的距離の故に、
該バーニア絞り装置を有する構成は、事故防止用
光カーテンとして適しており、成分光ビームによ
り生じ各傾斜鏡内での前後方向に振動する光スポ
ツトを生ずる構成は、振動鏡等の振動装置と絞り
装置との同期により振動する各展開光ビームの位
置を常時検知することができる故に、測定光カー
テンとして用いることができる。振動鏡の振動周
波数は、光ビームから光ビームへ段階的に移動す
る間欠移動絞り装置の振動周波数よりは大であ
る。

上記間欠移動絞り装置は、例えば、送光用光伝
導柱状体に対して設けられ各傾斜鏡に対応した複
数のホトセルからなるホトセル装置と置換し得
る。該ホトセルが順次循環的に励起されれば、電
気的手段により、該間欠移動絞り装置によつて得
られたと同じ効果が得られる。

本発明においては、受光用光伝導柱状体に傾斜
鏡系が設けられている。こうすれば、該受光用光
伝導柱状体に入射する光ビームが損失なく受光素
子に到達し得るから有利である。

この場合、該傾斜鏡系は、受光用光伝導柱状体
の長手軸に対して同一角度にて傾斜して設けら
れ、該光伝導柱状体の長手軸に垂直に入射する光
ビームが受光用光伝導柱状体の内面にて全反射臨
界角以下の角度で全反射されるように傾斜して設
けられていることが望ましい。このような配置
は、送光用光伝導柱状体の場合にも好ましいと考
えられる。このようにして、光損失は最小限に抑
えられる。

矩形断面を有するのが好ましい送光用光伝導柱
状体とは異なり、受光用光伝導柱状体の断面はほ
ぼ円形であることが好ましく、該傾斜鏡は受光用
光伝導柱状体の長手軸に平行で且つ該光伝導柱状
体の狭小表面域若しくは該光伝導柱状体上の凹部
に設けられた狭小なストリツプ上に設けられる。
すなわち、該ストリツプ状の傾斜鏡は受光用光伝
導柱状体の直径より小なる幅を有する。かかる受
光用光伝導柱状体の円形断面は、該受光用光伝導
柱状体表面に入射する光ビームが該ストリツプに
向かつて屈折する故に、適当である。ここに、該
ストリツプの幅は、光ビームが反対側表面から入
射して長手軸に向かつて屈折して丁度ストリツプ
に入射する程度であれば望ましい。よつて、受光
用光伝導柱状体は理想的な結像レンズではなく、
屈折光がある幅をもつたストリツプを照射するこ
とに考慮を払うべきである。

他の実施例においては、光ビームが入射する受
光用光伝導柱状体の前端面の反対側の端面に受光
素子が設けられる。このような構成は、送光用光
伝導柱状体における全反射により生ずる不可避的
な吸収損失を自動的に補償する故に有利である。
送光用光伝導柱状体側での受光素子到達前の光ビ
ームの経路は、比較的長い距離を経て、受光用光
伝導柱状体中で展開前に短い距離を経なければな
らない。逆に、送光用光伝導柱状体の終端部から
展開する光ビームは、受光用光伝導柱状体の受光
素子の直ぐ近くの部分に入射する故に、受光用光
伝導柱状体内ではほとんど損失が生じないのであ
る。よつて、受光素子に到達する全ての光ビーム
は同程度に吸収される。

本発明においては、送光用光伝導柱状体に平行
に、受光用光伝導柱状体内に焦線が存する円柱レ
ンズが設けられる。

このような構成は、送光用光伝導柱状体の種々
の部分から発射する光ビームは円柱レンズにより
全て受光用光伝導柱状体の表面に焦光する故に、
有利である。

この点に関して、該円柱レンズ近傍に、例えば
該円柱レンズの平行な伸長軸を有する円柱レンズ
スクリーン等の分散素子を設け、該円柱レンズの
焦線が受光用光伝導柱状体を越えて伸びるように
することができる。このようにすることにより、
送光及び受光系の相対的横方向シフトによる悪影
響は、受光用光伝導柱状体の横方向におけるオー
バーシユート（overshoot）により常時一定入射
光量がある故に避けることができる。これは調整
を容易にして無視し得ない振動を生ずる送光をす
る機械に本装置を取り付けることを可能にする。

更に他の実施例においては、１又は２つの受光
用光伝導柱状体が送光用光伝導柱状体と同じ側に
これと平行に設けられ、光カーテンの反対側には
受光用光伝導柱状体を照射するに適当な散乱域を
有するトリプル反射器の如き後方反射域が設けら
れる。この構成は、送光及び受光部が光カーテン
域の一方にのみあつて、例えば、同一ハウジング
に送光及び受光部を収納させることができるとい
う利点がある。光カーテン域の他端部には電気的
接続を要しない反射器のみが置かれる。勿論、反
射器において反射光ビームがある程度偏向するこ
とが必要である故に、厳密な意味での後方反射器
は用いてはならない。通常の測定範囲において
は、通常の後方反射器はある程度散乱領域が存在
し、測定範囲すなわち光カーテンは光伝導柱状体
の幅よりほぼ大きいことを考慮すべきである。適
当なトリプル反射器が用いられる場合、該反射器
から反射した光の主要部が受光用光伝導柱状体に
入射する。

最後に、望ましい実施例においては、該傾斜鏡
系が相互に平行であつて、少なくともデツドゾー
ンだけ長手方向においてずれた少なくとも２つの
部分からなつている。このような構成によつて、
光ビームの一部がデツドゾーンに入射した場合で
もその傍に傾斜鏡域が存在するのである。よつて
場合によつては問題となるデツドゾーンを除くこ
とができるのである。

実施例 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第１図において、光源１１は好ましくはレーザ
ーによつて構成され、細い平行光ビーム３２を矢
印方向に回転するミラーホイール２５へ与える。
光ビームの入射するミラーホイール２５の反射面
は、対物レンズ３７の焦点位置にある。対物レン
ズの直径は、ミラーホイール２５により反射され
て偏向された光ビームの全てが対物レンズに入射
して各々が平行な光ビームに展開するような大き
さとする。偏向された光ビーム中の一つの光ビー
ムＤを例として対物レンズの後方に示した。光ビ
ームＤは、中心軸３８の周りにミラーホイール２
５が回転することにより対物レンズ３７上を図面
上から下へ走査するように移動する。この光ビー
ムＤは図示された如き二等辺三角形状のプリズム
２０に入射し、送光用光伝導柱状体１２の内部に
光ビーム１４として伝達されるが、詳細は第３図
に示す。送光用光伝導柱状体１２は、矩形断面を
有し、さらに光カーテンを存在せしめて被検査領
域とする光カーテン域１６から遠い側面上に傾斜
鏡１８からなる傾斜鏡系１７を有する。第２図か
ら明らかな如く複数の細い傾斜鏡系１７ａ，１７
ｂ，１７ｃが長手方向において横に互い違いに設
けられている。これらの傾斜鏡系１７は送光用光
伝導柱状体１２の側面に直接挿入されるか又送光
用光伝導柱状体１２上に光学的に密に、すなわち
一体的に設けられている（第１１図参照）。光ビ
ーム１４は、送光用光伝導柱状体１２の内面にて
一度全反射した傾斜鏡系１７ｂにより反射され、
送光用光伝導柱状体１２から垂直にカーテン領域
１６へ発射される。

ミラーホイール２５の個々の反射面は、回転軸
３８に対して徐々に角度を変えて設けられてい
る。よつて、ミラーホイール２５の回転により、
個々の傾斜した反射面が例えば第２図に示す如き
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順に時間を変えて１の走査
の光ビームを順次形成する。これら光ビームは図
面上から下へ走査するように順次移動する。

このように、横方向（図面上から下へ向かう方
向）にずれて形成される光ビームの数は、ミラー
ホイール２５の反射面の数による。

更に、第１及び２図から明らかなように、光ビ
ーム３２は送光用光伝導柱状体１２の前端面１３
を間欠的に垂直に走査するのみならず１の走査か
ら次の走査まで横方向（図面上から下へ向かう方
向）に変位する。すなわち光ビームは第２図の一
番上Ａにて一度走査されると、光ビームは順に下
にずれて再び同様の走査を繰返し、第２図の一番
下Ｅまでずれると再び一番上にずれて走査を繰返
すのである。

第３図には第２図のある光ビームの一回の走査
における光ビームの光路を示す。上記した垂直走
査の結果、入力の光ビーム２１はａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ、ｆの順にプリズム２０上を移動する。こ
れらの光ビームは時間がずれて存在し同時には存
在せず、その移動を示している。プリズム２０の
頂部２３は前端面１３の反対側にその底部は前端
面１３に対向している。第３図に示した屈折状態
により光ビームａは傾斜鏡系１７で反射された送
光用光伝導柱状体１２から発射され、光カーテン
域１６において矢印Ｆの方向に図面左方へ走査動
作をなす。光ビームｂ及びｃを経て、光ビームｃ
の位置に達した後、光ビームｄにジヤツプする。
更に光ビームｄはｅ及びｆを経て、第３図の光カ
ーテン域１６において右方へ走査を継続する。こ
のようにして二等辺三角形状のプリズム２０を用
いることにより、光カーテン域１６において一回
の光ビームの走査で２方向に走査を行うのであ
る。

第４図における他の実施例においては、第３図
における二等辺三角形状のプリズム２０の代り
に、図示した如く配置される直角三角形状のプリ
ズム２０′が用いられる。第４図には第３図と同
様に第２図のある光ビームの一回の走査における
光ビームの光路を示す。このようにすれば光カー
テン域１６において光ビームｂからｃへの１方向
の連続走査がなされる。このようにして直角三角
形状のプリズム２０′を用いることにより、光カ
ーテン域１６において一回の光ビームの走査で１
方向にのみの走査を行うこともできる。

第３図におけるａないしｆの光ビームの走査又
は第４図におけるｂないしｃの光ビームの走査を
横方向に変位させるには、第２図に示したミラー
ホイール２５が回転して、その傾斜した反射面が
順次入れ代わることによつてなされる。光ビーム
２１の直径は送光用光伝導柱状体１２の矩形断面
の一辺より小さくなされているので、光ビーム２
１の光伝導柱状体の端面１３において例えば第２
図の如く５回横方向にシフトされる。傾斜鏡系１
７ａ，１７ｂ，１７ｃは、第２図の如く送光用光
伝導柱状体１２の伸長方向に対する垂直方向にお
ける幅が送光用光伝導柱状体１２の矩形断面の一
辺の幅より狭くなるように形成され、矩形断面の
送光用光伝導柱状体１２の側面において光ビーム
の各々を受けるように平行且つ階段状に一体的に
並設されている。各傾斜鏡系は端面１３からの光
ビームの各々に対応させることができる。従つ
て、傾斜鏡系は端面１３の全走査域から入射した
光ビーム１４若しくは全走査域から送光用光伝導
柱状体１２内面にて１度、２度、３度、など何度
か全反射した光ビームのいずれか１を受光する。

ミラーホイール２５上に回転すべく設けられた
角度検出器によりミラーホイール２５の角度位置
が電子装置により常時検知できる故に、第１及び
３図に示された装置は、光カーテンから出力信号
と光カーテン域１６による瞬間に射出される光ビ
ームの位置とを正確に相関させることができる。

第１図に示すように、受光装置は光カーテン域
１６の一端にある送出用光伝導柱状体１２に平行
に延びる受光用光伝導柱状体２９からなり、受光
用光伝導柱状体２９の一端には好ましくは光増倍
器等の受光素子３０が設けられ、該受光素子は、
受光用光伝導柱状体２９に入射する光の強度に比
例する電気信号を発生する。

送光用光伝導柱状体１２の端部１３近くに設け
られたプリズム２０，２０′は、送光用光伝導柱
状体１２の長手軸に平行に入射した光ビーム２１
によつて傾斜鏡系１７の各傾斜鏡１８が適当に照
射されるべく、長手軸１５に対して傾きを与えつ
つ光ビーム２１を端部１３に入射される。この点
が重要である。

第１ないし４図から解るように、傾斜鏡１８
は、これに入射した光ビームが光伝導柱状体の長
手軸１５に対して垂直に発射するような角度で傾
いている。

第４図に示された構成において、直角プリズム
２０′の垂辺２４は端面１３に平行に対向してい
る。

また、上記した実施例においては、光伝導柱状
体の右側部は省略して書かれており、右方にさら
に延びているものと考えるべきである。

第５ないし７図に示された他の実施例は、ミラ
ーホイール２５の代りに対物レンズ３７の焦点に
往復振動鏡２６が設けられ、この鏡２６が第５図
に示す両方矢印の方向に揺動するという点で上記
実施例とは異なる。

走査光ビーム２１の横変位は、第１及び２図の
実施例においてはミラーホイール２５の特殊な形
状によりなされるが、第５及び６図の実施例にお
いては、次ぎのようにして得られる。先ず、第７
図において平面図で示されている円柱レンズから
なる円柱レンズスクリーン３１を用意する。円柱
レンズスクリーン３１を、第５図に示すように光
源１１及び往復振動鏡２６の間に配置する。円柱
レンズスクリーン３１は光ビーム３２を第５図の
面に垂直方向に拡散させるように配置する。往復
振動鏡２６の揺動によつて光ビーム３２は、対物
レンズ３７上を図面上から下へ又はその逆に走査
するように移動し、入力光ビーム２１としてプリ
ズム２０に入射する。従つて、光ビーム３２は、
第６図の面に平行な方向のみ拡散する。

円柱レンズスクリーン３１によつて生ぜしめら
れた一方向に拡散した成分光ビームは、第１図に
おけるように順次ではなく同時に現れる故、各成
分光ビームを横方向に分離させるために第５及び
６図の装置においては、第６図に示すような絞り
装置３３が設けられている。該絞り装置３３は、
両方向矢印で示したように図面の上下方向に開欠
的に動き、ある瞬間には成分光ビームの内の１部
のみがプリズム２０に入射する。該往復運動絞り
装置３３の動作を表わす信号を得るために光源３
５と協働する窓３４が絞り装置に設けられる。

送光用光伝導柱状体１２の傾斜鏡系１７ａ，１
７ｂ，１７ｃ，………の幅は、個々の成分光ビー
ムa′ないしc′幅に等しい。その他の点については
第２図の装置と同様である。

もし、光カーテン域１６に侵入する障害物を検
出することだけが必要な場合は、絞り装置３３を
設ける必要はない。そのような装置はそれ自体で
既に事故防止用として適当である。しかし、受光
素子３０に接続した検出器によつて障害物を検知
するとき検知された障害物の位置をも知らんとす
る場合には、該検出器において振動鏡２６の位置
及び絞り装置３３を丁度通過する成分光ビームを
検出することにより光カーテン域１６の何処に走
査光ビームが位置しているかを検知することが必
要である。

第８及び８ａ図は、既述の実施例とは基本的に
異なる態様で動作する他の実施例を示している。
この装置において、円柱レンズスクリーン３１は
第５ないし７図の装置における円柱レンズスクリ
ーンから光軸を中心にして90゜回転したものとな
つている。対物レンズ３７は、振動鏡２６′によ
つ反射し拡散した円柱レンズスクリーン３１から
の成分比を光ビームを平行にする故に、該成分光
ビームは送光用光伝導柱状体１２の端面１３近傍
に設けられたプリズム２０に成分光ビームｆない
しｎとして図示した如く同時に入射する。円柱レ
ンズスクリーン３１の配置は、成分光ビームｆな
いしｎの各々が傾斜鏡系１７の傾斜鏡１８に正確
に入射すべくなされている。第８図に示した装置
においても、第２及び６図に示した装置と同様
に、複数の傾斜鏡１７ａ，１７ｂ，１７ｃ………
を横方向にずらせて配置することにより、入射光
ビームの全反射成分を送光用光伝導柱状体１２内
の傾斜鏡１８に導くこともできる。

第８図に示した装置においては、光伝導柱状体
の全出力光ビームは同時に発射される。該出力光
ビームは円柱レンズスクリーン３１のスクリーン
特性に応じて相互にある距離だけ離れている。か
かる装置は、事故防止用光カーテンとして用いる
のに適している。この装置は、第１図及び第２図
のミラーホイール２５並びに第６図の絞り装置３
３等の可動部を除いた点に特徴がある。

しかし、更に明らかな相違点は、バーニアダイ
アフラム３６が送光用光伝導柱状体１２の出力側
面上に設けられていることである。バーニアダイ
アフラム３６は第８図に示す如く図面垂直方向に
伸長する細長いの開孔の窓を複数有するものであ
り、その窓の各々は傾斜鏡１８の各々に対向して
いる。その窓は傾斜鏡の反射面よりも幅の狭い幅
を有する。しかし、該窓及び傾斜鏡の各々の位置
は、図示したように相互にずれている。振動鏡２
６′が両方向矢印方向において振動するようにな
されている。これにより、傾斜鏡１８上の光スポ
ツトが第８ａ図に示す如く対応する各傾斜鏡内に
おいて振動運動ｙをなすならば、ある瞬間におい
ては第８図のバーニアダイアフラムの窓１のみか
ら１本の光ビームが送出される。この動作は、バ
ーニアダイアフラム３６の窓の各々及び傾斜鏡の
各々の位置が相互にずれているので生じる。よつ
て、振動鏡２６′の位置を電気的に知ることによ
り、受光素子３０によつて測定された光カーテン
からの出力信号と出力光ビームの瞬時位置との明
確な相関を得ることができる。勿論、走査光ビー
ムは、バーニアダイアフラム３６の窓の間をあけ
る時間間隔をもつてジヤンプする。

第８図に示した装置は、事故防止用光カーテン
として特に有用であるが、第９図に示した下述の
他の実施例による装置は測定用光カーテンとして
構成されている。円柱レンズスクリーン３１、振
動鏡２６′、対物レンズ、プリズム２０及び送光
用光伝導柱状体１２からなる構成は、第８図のそ
れと同様である。図示を簡潔にするため、円柱レ
ンズスクリーン３１によつて生じる成分光ビーム
のうち３つの光ビームｏ，ｐ，ｑのみが第９図に
示す。ここに、振動鏡２６は、傾斜鏡１８により
生ずる光スポツトに、対応する傾斜鏡１８内での
間欠的往復運動を与える。この往復運動は、第８
ａ図においては文字（ｙ）で示されるが、第９図
において３本の各光ビームによつて示される。
今、両方向矢印方向に間欠的に動く絞り装置３４
によりある瞬間には成分光ビームｏ，ｐ，ｑのう
ちの１のみがプリズム２０に入るようにできるな
らば、光カーテン域１６に丁度入射する光ビーム
と受光素子３０からの電気信号との正確な相関を
電子的手段により確立し得る。前述した第８図の
実施例と異なり、該電気信号は振動鏡２６′の往
復運動により変調される故に、例えば非常に小さ
な対象物も単一の出力光ビームｆ，ｇ，ｈ，ｉ，
ｋ………内において精確に探査される。よつて、
第９図の装置は、傾斜鏡１８の長手方向における
大きさより小なる大きさの対象物の位置を非常に
精確に検知し得る。

上記絞り装置３３による成分光ビームの分離
は、１例であり、例えば電子的分離装置によつて
光ビームの分離をなすこともできる。

既述した如く、第９図においては、３本の成分
光ビームｏ，ｐ，ｑのみが示されているが、実際
の装置においては多数の成分光ビームが光伝導柱
状体に入射して各傾斜鏡が１つの成分光ビームを
受け、各成分光ビームは振動鏡２６′の振動によ
り該傾斜鏡内に維持される。

第１０図は、本発明において、入射光ビームの
光強度の信号を如何に容易に得るかを示してい
る。傾斜鏡系１７の傾斜鏡１８の頂部３９におい
ては隣合う傾斜鏡の境界となり凸部となる故に、
光ビームが図示したように散乱するので、端面１
３の反対側の端面２７まで入射光のある一部分は
到達する。端面２７の近傍に、好ましくはホトマ
ルの如き光電受光素子２８が設けられているの
で、該受光素子２８は電気的検出器に入射光ビー
ムの一部分を受けてその光強度に対応する信号を
出力することが出来て、その光強度信号から入射
光ビーム全体の光強度を得ることができる。

上記実施例の全てにおいて、光源１１は好まし
くはレーザーにより構成される。

第１１図は、上記実施例のいずれにも用いうる
本発明の光カーテン発生検知装置を示している。
しかし、光カーテン域１６を通過する光ビーム４
０は、光カーテン域１６の端部において特別に構
成された受光用光伝導柱状体２９に入射する。第
１１及び１２図から明らかなように、受光用光伝
導柱状体２９は円形断面を有し、光入射面とは反
対側の円周面上に光を通さないように設けられた
ストリツプ１９上に構成された狭い傾斜鏡系１７
を有する。ストリツプ１９の幅は受光用光伝導柱
状体２９の直径より狭くなされている。第１２図
に示すような円柱レンズからなる集光レンズ４２
を用いなくとも、受光用光伝導柱状体２９の屈折
効果により入射光ビーム４０は傾斜鏡系１７に集
束する。受光用光伝導柱状体２９の長手軸１５に
対する傾斜鏡１８各々の傾斜角度は、軸に対して
角度αである。この角度αは、受光用光伝導柱状
体２９に入射する光ビーム傾斜鏡１８にて反射
し、傾斜鏡１８に対向した内面にて全反射して受
光用光伝導柱状体２９に入射する光が全て不可避
的な吸収損失を除き受光素子３０に到達するよう
に、選択される。

受光素子３０は、受光用光伝導柱状体２９の前
端面４１の反対側の端面に意図的に設けられ、前
端面４１は送光用光伝導柱状体１２の入射端面１
３と同一レベルに置かれる。こうすることによ
り、送光用光伝導柱状体１２に入射し受光用光伝
導柱状体２９において、展開する光ビームは両光
伝導柱状体内において実質的に同一経路を通過す
る故に、各成分光ビームについての合計の光吸収
はほぼ等しくなる。

第１２図は、円柱レンズからなる集光レンズ４
２を、送光用光伝導柱状体１２の近傍で且つこれ
と平行に設けて、平行入射光を受光用光伝導柱状
体２９側面上の焦線４３に集束させ得ることを示
している。このような集光レンズ４２は、横方向
変位により得られる成分光ビームＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅ（第２又は６図）全てを受光用光伝導柱状
体２９の側面に完全に集光せしめ得る。第１２図
から明らかな如く、集光レンズ４２は光カーテン
を、例えば光ビームＡ，Ｄのごとく、受光用光伝
導柱状体２９上に集光せしめ、集光した光ビーム
は受光用光伝導柱状体２９に貫通して反射鏡系１
７に達てて反射鏡１８による反射光の大部分は、
入射光路に戻ることなく受光用光伝導柱状体２９
の内面にて全反射し再び反射鏡系１７に入射する
ことはない。これは第１２図から明らかなように
受光用光伝導柱状体２９の直径が反射鏡系１７の
ストリツプ１９の幅に比して大きいためである。

他の実施例として第１３図に示すように、分散
素子４４を円柱レンズの集光レンズ４２に組み合
せて図の光ビーム経路に示したような効果を生ぜ
しめることができる。即ち、分散粒子４４及び集
光レンズ４２の組合せにより、第１２図に示した
焦線４３の代りに、複数の焦線４５を受光用光伝
導柱状体２９の光カーテン域１６側に平面状に並
置する構成４６が得られる。分散素子４４として
は、焦光レンズ４２にその軸線が平行に伸長する
多数の円柱レンズからなる円柱レンズスクリーン
が適している。

第１３図の装置は、複数の焦線４５が存在する
故に、送光用光伝導柱状体１２に対して受光用光
伝導柱状体２９が横方向（第１３図の上下方向）
の変位をしても測定動作に影響がないという点で
有利である。

最後に、更なる他の実施例として第１４及び１
５図に示された装置においては、２つの受光用光
伝導柱状体２９が送光用光伝導柱状体１２に平行
に発射側に設けられている。第１４図は、かかる
装置を示す第１５図の−線から見た側面図で
ある。

光カーテン域１６の反対側には、送光用及び受
光用光伝導柱状体１２，２９に平行に且つ同じ長
さに伸びるトリプル反射器４７が設けられてい
る。トリプル反射器は交通標識等の反射板として
用いられるものであつて、直交する３つの微細反
射面の組を複数並設したものである。送光用光伝
導柱状体１２から生ずる光が集光レンズ４２によ
つて第１５図に示される如く集束されるならば、
トリプル反射器はその幅が比較的狭いものでも十
分である。

反射器４７について重要な点は、反射光が送光
用光伝導柱状体を越えてある程度受光用光伝導柱
状体２９に入射できるように、該反射器は、厳密
な後方反射特性を有することなく散乱領域４８を
有することである。２つの受光用光伝導柱状体に
代えて、このような構成の単一の受光用光伝導柱
状体２９に設ければ十分である。

第１６図は、送光側に用いる好ましい傾斜鏡装
置１７の概略平面図を示している。傾斜鏡装置は
デツドゾーンｔを有する故に、光カーテン域１６
はこれに対応する不連続性を示し、ある応用分野
において不利であると考えられる。この問題は、
送光側の傾斜鏡装置１７を長手方向において第１
６図のようになすことにより解消できる。２つの
部分斜鏡１７′，１７″は送光用光伝導柱状体１２
の長手方向において相補して部分斜鏡１７，１
７″のデツドゾーンが長手方向においてある距離
だけ分離される。このようにすると、光ビームは
送光用光伝導柱状体１２の全領域から反射し、光
カーテン域１６内には不連続性は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における光分配手段の全体的
側面図である。第２図は、第１図の装置の平面図
である。第３図は、送光用光伝導柱状体内の光ビ
ームの経路を示すための第１図の装置の一部拡大
側面図である。第４図は、他のプリズムを有した
送光用光伝導柱状体を示す一部拡大側面図であ
る。第５図は、本発明における他の光分配手段を
示す側面図である。第６図は、第５図の装置の平
面図である。第７図は、第５図の−線から見
た図である。第８図は、本発明における更に他の
光分配手段を示す側面図である。第８ａ図は、第
８図の一部拡大側面図である。第９図は、本発明
におけるその更に他の光分配手段を示す側面図で
ある。第１０図は、本発明に用いられる送光用光
伝導柱状体と隣接する受光素子を示す拡大側面図
である。第１１図は、本発明による光カーテン発
生検知装置の全体側面図であり、受光用光伝導柱
状体の有利な構成を示す図である。第１２図は、
本発明による光カーテン発生検知装置の全体を示
す光伝導柱状体の長手軸方向から見た図である。
第１３図は、第１１図の装置に更に変更を施した
ものを示す光伝導柱状体の長手軸方向から見た図
である。第１４図は、全ての光伝導柱状体が一方
に偏在している他の実施例の光カーテン発生検知
装置の半分を示す平面図である。第１５図は、第
１４図の光カーテン発生検知装置を示す光伝導柱
状体の長手軸方向から見た図である。第１６図
は、本発明による装置に特に好ましい傾斜鏡を示
す第８ａ図の−線から見た図である。 主な符号の説明、１１……光源、１２……送光
用光伝導柱状体、１６……光カーテン域、１７…
…傾斜鏡系、２０……プリズム、２１……光ビー
ム、２５……ミラーホイール、２６……振動鏡、
２９……受光用光伝導柱状体、３０……受光素
子、３１……円柱レンズスクリーン、３３……絞
り装置、４２……集光レンズ、４３……焦線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光ビームを供給する光源と、 該光ビームを被検査領域に射出して所定方向に
   平行移動させ光カーテンを該被検査領域に形成す
   る光分配手段と、 その入射側面にて該光ビームを受ける受光用光
   伝導柱状体と、 前記受光用光伝導柱状体の側面上にてその長手
   方向に沿つて順次配列され且つ該光ビームを前記
   受光用光伝導柱状体の端面に向ける複数の傾斜反
   射面と、 前記受光用光伝導柱状体の前記端面に配設され
   た該光ビームを受ける光電検出器と、からなる光
   カーテン発生検知装置であつて、 (a) 前記受光用光伝導柱状体は前記所定方向に沿
   つた中心軸を有する円柱であり、 (b) 前記傾斜反射面は前記受光用光伝導柱状体の
   直径方向において前記入射側面とは反対の側面
   にて配列した列をなし、当該列の幅は前記受光
   用光伝導柱状体の直径より小であり、 (c) 前記傾斜反射面は全て前記受光用光伝導柱状
   体の中心軸に対して同一角度にて傾斜し、 (d) 前記傾斜反射面は、該傾斜反射面への全入射
   光ビームが前記受光用光伝導柱状体の中心軸に
   対して同一角度で反射する傾斜角度を有し、 (e) 前記傾斜反射面の傾斜角度は、該傾斜反射面
   にて反射した光ビームが前記受光用光伝導柱状
   体の該傾斜反射面に対向する内壁にて全反射す
   る角度に定められており、 (f) 前記光分配手段から噴射した光ビームを前記
   受光用光伝導柱状体の入射側面に収束せしめる
   べく前記受光用光伝導柱状体に平行に配置され
   た円柱レンズを含み、 前記傾斜反射面に入射した光ビームは前記受光
   用光伝導柱状体の内壁面にて全反射するように構
   成されてなることを特徴とする光カーテン発生検
   知装置。