JPH01482A - 反射光バリア装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は再帰反射器を用いた物体の検出装置に関し、た
とえば進物などの侵入監視に適した物体検出装置に関す
る。

［従来の技術］ 送光用および受光装置を共通のケースに配した反射光バ
リア装置には基本的な実施可能である２つの考え方があ
る。

第１の方法はオートコリメーシタン（ａｕｔ。

ｃｏｌｌｉｍａＬｉｏｎ）の原理を厳密に用いたもので
あって、送光装置及び受光装置は共通の＠（ｐｕｐｉｌ
）を有し、送信チャンネルと受信チャンネルの分離は一
方に送光装置および受光装置を配置し他方に対物レンズ
（ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ）を配置し、その間に分割（ｄｉ
ｖｉｄｉｎｇ）ミラーを置くことによって成される。

又送光装置及び受光装置のための分離されてはいるが近
接している２つの瞳を有する反射光バリア装置が知られ
ている。この反射光バリア装置は次の事を利用している
。即ち、通常反射光バリア装置に用いられる再帰反射の
状態は理想的ではない。むしろ大なり小なりの散乱角内
で反射する。

この反射光バリア装置においては、この再帰反射器の理
想的でない性質を利用して２つの近接した瞳によって、
送出された光の一部は反射され、受光装置に入射するよ
うにしている。尚再帰反射器は多数の三面反射１７（Ｌ
ｒｉｐｌｅ）のセグメントや反射ｉ（ｒｅｆｌｅｃｔｉ
ｎｇ　ｆｏｉｌ）からなり、たとえば自帖車後部に取り
付けられ、夜間自動車のヘッドランプからの光を反射し
てその存在を示す反射器のようなもので、個々の反射素
子は３角形を立体的に組み合わせた形をしていて、３つ
の鏡面を有する。

［発明が解決しようとする課題１ 上記２つの従来例の反射光バリア装置は至近距離におい
て問題点をもっていた。即ち、上記第１の従来例のオー
トコリノー２９２反射光バリア装置の場合、至近距離に
おいては受光信号が非常に強くなるという問題点をもっ
ていた。又上記第２の従来例の２枚のレンズを用いた反
射光バリア装面の場合、至近距離においては受光信号が
非常に弱くなるという問題点をもっていた。

本発明の目的は反射光バリア装置の光路を遮るものがな
い時、再帰反射器が至近Ｉ！離に配置された時の受光信
号が、再帰反射器が離れて配置された時得られる受光信
号と実質的に同じ大汚さとなるよう構成した反射光バリ
ア装置を提供することにある。

［問題を解決するための手段および１ヤ用１本発明はこ
の目的を達成するため、再帰反射器が送受光装置の近く
に配置された時、三面反射鏡による変位（ｄｉｓｐｌａ
ｃｅｍｎｔ）によって、受光装置の瞳に入射する光の量
が再帰反射器を離して配置した時の受光量と実質的に同
じになるように、各三面反射鏡の底面の大きさ又は送光
装置の瞳の境界線の長さ及び形を、あるいは両者を設定
した反射光バリア装置を提供するものである。

即ち、本発明の底流をなす考えを以下に述べると、再帰
反射器が至近距離にある時は理想的でない散乱効果を利
用しないで、光学的にＮ密な方法で送出光の一部を偏向
（ｄｅｆｌｅｃｔ）させるために、各三面反射鏡に固有
なビーム変位を意識的に利用して、特定の閾値を超える
受光信号を発生するということである。既に従来の再帰
反射器において基本的に知られているこの効果を利用す
るために、再帰反射器を至近距離に配置した時の受光信
号と再帰反射器を離して配置した時の受光信号とが同じ
になるように何らかの特別の手段を講じなければならな
い、即ち各三面反射鏡の底面の大きさの拡大を行うか、
送光装置の瞳と受光装置の瞳の間の境Ｓａの伸長と形づ
けの手段を講じることを適切な構造設計によって行うも
のである。

従って、本発明の反射光バリア装置の構造に対して次の
ような手段を講じることである。即ち、各三面反射鏡を
大きく、するか、又は送光装置と受光装置の瞳の間の境
界線の伸長と曲線化、あるいは両者を行うことであろ０
本発明によれば一般に入手可能な再帰反射器の利用を可
能とするためには以下の事を実施するのが好ましい、Ｊ
ｌｌＩち、送光装置の瞳と受光装置の瞳の間の境界線の
曲線化を特定の簡単な方法で実施する。それは送光装置
の瞳を曲線の境界線、特に円弧の境界線によって受光装
置の瞳と分離するという方法である。特に本発明におい
ては、送光装置の瞳を受光装置の瞳に対して相補形をし
た円形切欠の中に配置するという方法がとられる。各三
面反射鏡は一般的に直交の配置パターンを有するので、
曲線の境界線は三面反射鏡の列に平行になることはない
、そして各三面反射鏡は三面反射鏡の構造から生じる変
位によって、光が送光装置の瞳から受光装置の瞳の中に
直接入るように三面反射鏡は境界線において繰り返し配
置されることになる。境界線の曲線化は次のようなもの
である。即ち、各三面反射鏡の少なくとも実質的効力を
もつ部分が境界線の橋渡しをする。そしてその橋・渡し
は送受光装置に対して再帰反射器の配置の際の位置調整
とは無関係となる。このことは境界線の曲線化による伸
長における付加的な利点を有するという本発明の重要な
特徴を示している。

反射光バリア装置の好ましい方法について述べると、円
形の切欠は１３０°から１７０°にわたり、特に１４０
°から１６０°において好ましく、さらに好ましくは約
１５０°付近がよい、又受光装置の瞳の直径に対する送
光装置の瞳の直径は便宜的に１：１．３から１：１．７
にあり、特に１：１．４から１：１．６までが好ましく
、さらに好ましくは約１：１．５がよい、そして受光装
置の瞳の光軸からの送光装置の瞳の光軸までの距離は受
光装置の開口（ａｐｅｒｔｕｒｅ）の約０．３倍から０
．７倍が好ましく、特に０．４倍から０．６倍がよく、
さらに好ましくは０．５倍がよい。

特に好ましい実施例にあっては、送光装置の瞳と受光装
置の瞳の分離線は送光装置の瞳と受光装置の瞳の２つの
半径のより小さい半径によって描かれる。

送光装置と受光装置に対する画角（ｆｉｅｌｄ　ａｂｌ
ｅ）即ち、放射ロープ（ｌｏｂｅ）と受信ローブは一般
に反射光バリア装置に対して小さく保たれるので、受光
用レンズの異なったゾーン（ｚｏｎｅ）に対する開口誤
差（ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｅｒｒｏｒ）は小さく保たれね
ばならない、そして受光装置のレンズの端部のゾーンの
領域における開口誤差の補正がここでは十分にされてい
るという前提のもとに同じことが送光装置のレンズにつ
いてもあてはまる。これらの手段を講することによりこ
のシステムに対する個々の分離線セグメントの効率は実
質的に一定に保たれる。

この理由のため送光＊ｉと受光装置のレンズの開口誤差
は実質的に開口の全面にわたって補正される実施例が特
に重要である。

尚開口誤差は開口の径が増すにつれて増加するレン′ズ
の収差のことで、その補正は球面レンズの表面の形を変
えることによって行なわれる。

［実施例１ 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の反射光バリア装置の模
式的断面図である。

第１図において、光源２０は送受光装ｒＩｌ１４に配置
されていて、図示しないコンデンサと絞りを通って送光
装置の瞳１５を有するレンズ１８を照らし、これによっ
て平行な光のビーム２１を生じる。受光用レンズ１９は
送受光装置１４内に配置され送光用レンズ１８の近傍に
配置される。そして受光素子２２はレンズ１９の後のそ
の焦点面に置かれる。

もしこの種の反射光バリア装置において、再帰反射器１
３゛が第１図の破線で示されるように、送受光装置１４
から離れて配置されているならば、再度帰反射器１３゛
に当った送出先の一部は狭い反射口−プ（ｌｏｂｅ）内
で散乱する。このように光線２３に例示されたような散
６Ｌ光ビームは受光装置の瞳１６を有するレンズ１９を
通過して受光素子２２に達することができる。

らし通例の三面反射鏡を用いた再帰反射器１３が送受光
装置の近くに配置されたとしたら、はんのわずかの光し
か受光部分に入らないので、その受光部分に入射する光
による信号はあらかじめ設定されたスイッチング閾値を
超えることはできないであろう。

上記理由によって、本発明に係る多数の三面反射鏡を用
いた再帰反射器１３は各々の三面反射鏡１１の底面の大
きさＢを大きくした。これによって、三面反射鏡による
変位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）Ｖは増加する。その
結果再帰反射器１２．１３が送受光装置１４の近くにあ
る時でさえも、十分な量の光がレンズ１９に入り、受光
素子２２に当る。従って、再帰反射器１３が至近距離に
配置されている時の受光信号は再帰反射器１３が離れて
配置されている時の受光信号と実質的に変わらない０本
発明によれば、再帰反射器１３の広がりは再帰反射器１
３がレンズ１９と受光装置の＠１６を十分覆うよう広が
ってぃなけｔしばならない。それと共ｉこ再帰反射′５
１３は送光装置の瞳１５の端に現われる光は各三面反射
ｍ１１を通ってレンズ１９の当たることが可能なように
しなければならない、上記のように構成することによっ
て、本発明の第１の実施例の反射光バリア装置は、互い
に近接した送光用レンズおよび受光用レンズをそれぞれ
有する送光装置と受光装置からなる送受光装置と、送受
光装置からの光路上に配置された複数の鏡面からなる反
Ｉｔ素子を複数有する再帰反射器とを有する反射光バリ
ア装置において、光路の垂直断面に投影された反射素子
の大きさを大きくすることによって、再帰反射器が送受
光装置の近くに配置される時と離れて配置される時の受
光量をほぼ同じにすることが可能となった。

次に第２の実施例の反射光バリア装置について説明する
。

第２図および第３図は本発明の第２の実施例の反射光バ
リア装置のそれぞれ模式的断面図および正面図である。

第２図及び第３図の実施例の反射光バリア装置において
は、一般に入手可能な比較的小さい多数の三面反射鏡を
有する再帰反射器１３゛が用いられている。そのため、
再帰反射器を送受光装置の近くに配置する際の距離が小
さい場合大きな感度を得るためには三面反射鏡による変
位■だけでは反射損失を補償するには十分でないであろ
う。

上記理由のため第２図及び第３図の実施例においては、
円形の切欠１つを備えた受光装置の瞳１６を有する受光
用レンズ１９をそれだけ大きな直径とした。そしてその
切欠には小さな直径のレンズ１８を円弧状の境界線１２
が送光装置のＩｔ、ｉ１５と受光装置の瞳１６の間に生
じるように配置する。このようにすると、送光装置の瞳
１５と受光装置の＠１６の境界線は相当伸長されること
になる。これにより、三面反射鏡による変位Ｖが比較的
小さいにもかがわらず、再帰反射器１３゛の大きいｉ域
から変位した光のビームはレンズ１９又は受光装置の瞳
１６に入射する。従って再帰反射器１３′を送受光装置
１４の近くに配置するときは三面反射鏡１１の大きさは
比較的小さいにもかかわらず、三面反射鏡による変位■
によって十分な量の光が送受光装置１４の受光部分に偏
向される。

受信側瞳１６から送信側＠１５までの光軸間の距離Ａは
受光用開口の約１７２であり、一方送光装置の瞳１５の
直径Ｄｓと受光装置の瞳１６の直径Ｄεの比は便宜的に
約１：１．５になる。

１１１ｉ１５と瞳１６の間の境界線１２の伸長は各三面
反射鏡を大きくしたものを用いるのに対して好ましい。

それは後者の場合再帰反射器と受光装置との開で比較的
精密な調整が必要となるからである。もし多数の三面反
射鏡が曲線である境界線の領域に位置していれば三面反
射鏡のどのような不都合な配置も平均化される。その結
果再帰反射器は調整の際に特に要求されることなしに位
置決め可能である。

送受光装置から再帰反射器までの距離が小さい場合、大
きな感度を決定づける要因は境界＃！１２の長さと半径
である。もし境界線１２が２つの半径より小さい方（送
信側１１ｉ１５）によって描かれるならば、境界ｆｉ１
２のレイアウトの利点に加え、受光用開口に討する不利
益は比較的小さいが、送出装置に対して開口角度が理想
的となる。

上記のように構成することによって、本発明の第２の実
施例の反射光バリア装置は、互いに近接した送光用レン
ズおよび受光用レンズをそれぞれ有する送光装置と受光
装置からなる送受光装置と、送受光装置からの光路上に
配置された複数の鏡面からなる反射素子を複数有する再
帰反射器とを有する反射光バリア装置において、送光用
レンズの瞳と受光用レンズの瞳の間の境界線を直線又は
曲線とすることによって、再帰反射器が送受光装置の近
くに配置される時と離れて配置される時の受光量をほぼ
同じにすることが可能となった。

［発明の効果］ 本発明は以上に説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

本発明の第１の実施例の反射光バリア装置にあっでは、
従来のように再帰反射の２次元的作用、即ち、散乱した
反射を利用するのではなく、再帰反射の三面反射鏡によ
るビームの変位を利用したの、で、受光装置への光量が
増加し、高感度となった。

従って確実な検出が可能となった。又検出距離を大きく
することが可能となった。

本発明の第２の実施例の反射光バリア装置にあっては、
送光装置の瞳と受光装置の瞳の境界を線状としたので、
第１の実施例の反射光バリア装置よりもさらに高感度で
あると共に、境界線を曲線としだので、再帰反射器の三
面反射鏡の配置パターンとは一致しないので、三面反射
鏡によるビーム変位の利用が境界線上の各点でバラつき
があるけれども、それが平均化されるため、再帰反射器
の設定の際の位置調整が不必要となった。又、第２の実
施例の反射光バリア装置では一般に入手可能な再帰反射
器が使用可能なので装置全体のコストを低くすることが
可能となりな。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る反射光バリア装置の模式的側面図
、！５３図は第２図の反射光バリア装置の模式的正面図
である。 １１−・・三面反射鏡（ｔｒｉｐｌｅ　ｌｌｌ１ｒｒｏ
ｒ）　　　１２−境界線１３・・・再帰反射器　　１４
・・・送受光装置１５．１６・・・瞳１７・・・円形切
欠　　　１８．１９・・・レンズ２０・・・光源　　２
１・・・ビーム　　　２２・・・受光素子２３・・・散
乱光　　Ａ・・・光軸間距離　　Ｂ・・・底辺Ｄｓ・・
・送光レンズの瞳の径 ＤＥ・・・受光レンズの瞳の径　　■・・・変位発　　
明　　者　　　マイ　ナー　ト　　　ト　−　マス特許
出願人　　工ルヴイン　ノ・／り　ゲゼルシャフト　ミ
ツト　ベシュレンクタ　ハ７トウングオブティック　エ
レクトロニック 代　理　人　　弁理士　二　瓶　正　敬手続補正書（龍
） 昭和６３年７月１４日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに近接した送光用レンズおよび受光用レンズ
   を有する送受光装置と、反射光バリア装置の光路の端部
   に配列された複数の個々の三面反射鏡を有する再帰反射
   器とを有し、前記送光用レンズの瞳と受光用レンズの瞳
   とが少なくとも境界を有している前記反射光バリア装置
   において、前記再帰反射器（１３）が前記送受光装置（
   １４）の近くに配置された時に前記受光用レンズの瞳に
   入射する光の量が前記３面反射鏡における変位（Ｖ）の
   結果前記再帰反射器が遠くに配置された時の入射光量に
   実質的に対応するように前記個々の三面反射鏡（１１）
   の底辺の寸法（Ｂ）及び、又は前記送光用レンズの瞳と
   受光用レンズの瞳の間の境界線（１２）の長さと形が選
   定されたことを特徴とする反射光バリア装置。
2. （２）前記送光用レンズの瞳（１５）と受光用レンズの
   瞳（１６）が曲線状の前記境界線（１２）で分離されて
   いることを特徴とする請求項１記載の反射光バリア装置
   。
3. （３）前記送光用レンズの瞳（１５）が円形であって、
   前記送光用レンズの瞳と相補形の円形切欠（１７）を有
   する前記受光用レンズの瞳（１６）内に配置されたこと
   を特徴とする請求項２記載の反射光バリア装置。
4. （４）前記受光用レンズの瞳が円形であることを特徴と
   する請求項３記載の反射光バリア装置。
5. （５）前記円形切欠（１７）の角度が１３０°から１７
   ０°であり、特に１４０°から１６０°が好ましく、さ
   らに好ましくは１５０°であることを特徴とする請求項
   ３または４記載の反射光バリア装置。
6. （６）前記受光用レンズの瞳（１６）に対する前記送光
   用レンズの瞳（１５）の直径の比は１：１．３から１：
   １．７であり、１：１．４から１：１．６が好ましく、
   特に好ましくは１：１．５であることを特徴とする請求
   項３から５のいずれか記載の反射光バリア装置。
7. （７）前記受光用レンズの瞳（１６）から前記送光用レ
   ンズの瞳（１５）の光軸の距離は前記受光用レンズの開
   口の０．３倍から０．７倍であり、０．４倍から０．６
   倍が好ましく、特に好ましくは０．５倍であることを特
   徴とする請求項３から６のいずれか記載の反射光バリア
   装置。
8. （８）前記送光用レンズの瞳（１５）と受光用レンズの
   瞳（１６）の間の境界線（１２）は前記送光用レンズの
   瞳又は受光用レンズの瞳の２つの半径のより小さい方に
   よって描かれることを特徴とする請求項２から７のいず
   れか記載の反射光バリア装置。
9. （９）送光用レンズ（１８）と受光用レンズ（１９）の
   開口誤差は実質的に全開口に亘って補正を行うことを特
   徴とする請求項１から８のいずれか記載の反射光バリア
   装置。