JPH04295739A - ビームセンサの光軸調整方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投光器と受光器を対向
させて配置する警報システムにおけるビームセンサの光
軸調整に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、赤外線投光器（以下、投光器と称
す）と、赤外線受光器（以下、受光器と称す）とを対向
させて配置する警報システムが知られており、当該警報
システムにおいては、投光器から受光器に向けて赤外線
を投射し、受光器に入射する赤外線量を検出することに
よって侵入者の有無を検知することができる。従って、
当該警報システムにおいては投光器の投光光学系と受光
器の受光光学系を正しく対向させる必要があり、そのた
め従来においては、次のような作業を行っていた。

【０００３】投光器側と受光器側にそれぞれ作業者が付
き、目視により概略の位置合わせを行った後、投光器か
ら赤外線を投射した状態で投光器の投光光学系をドライ
バー等の所定の手段で例えば左右方向に移動させ、その
ときの受光器における赤外線検出レベルを受光器側の作
業者がテスター等で測定して、検出レベルが最大となる
位置をトランシーバー等で連絡する。これによって投光
器側の作業者は投光光学系の左右方向位置を受光器の検
出レベルが最大となる位置に固定し、次にその位置で投
光光学系を上下方向に移動させ、同様にして投光光学系
の上下方向位置を受光器の検出レベルが最大となる位置
に固定する。以上の作業が終了すると投光器側の作業者
はその旨を受光器側の作業者に連絡する。これによって
受光器側の作業者は、まず受光光学系を左右方向に移動
して検出レベルが最大となる位置を定め、次にその位置
で検出レベルが最大となる上下方向位置を定める。以上
の作業を通常は２回または３回行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光軸調整に際しては少なくとも二人の作業者が必要で
あり、しかも時間がかかるばかりでなく、作業には高度
の熟練が要求されるものであった。これは特に投光器と
受光器の距離が離れる程顕著である。従って作業効率の
改善が強く望まれていた。本発明は、上記の課題を解決
するものであって、一人で容易に光軸調整を行うことが
できるビームセンサの光軸調整方式を提供することを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のビームセンサの光軸調整方式は、投光器
と受光器とを備えるビームセンサの光軸調整方式におい
て、投光器の光学系の上下左右方向の角度調整を受光器
側から制御する手段を備えることを特徴とする。

【０００６】

【作用】投光器２０には投光光学系の位置調整を行うた
めの投光器側コントローラ（ＴＣ）２３が取り付けられ
、受光器２１には受光光学系の位置調整を行うと共に光
学系の最適位置を求める処理を行うための受光器側コン
トローラ（ＲＣ）２４が取り付けられる。そして、ＴＣ
２３の動作はＲＣ２４により制御される。この制御信号
は電源線２７を介して、または電波を用いた無線通信あ
るいは光通信により伝送される。従って、投光器２０の
投光光学系の位置調整は受光器２１側から行うことがで
きるので、作業者は受光器２１側に一人だけ付けばよく
、しかも光学系の最適位置はＲＣ２４が自動的に求める
ので、短時間に且つ高精度に光軸調整を行うことができ
る。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。 図１は本発明に係るビームセンサの光軸調整方式の一実
施例の構成を示す図であり、図中、２０は投光器、２１
は受光器、２２は受信器、２３は投光器側コントローラ
（以下、ＴＣと称す）、２４は受光器側コントローラ（
以下、ＲＣと称す）、２５は電源線、２６は信号線、２
７は電源線を示す。

【０００８】受光器２１には受信器２２から電源線２５
により所定の直流電源が供給されており、投光器２０の
電源は電源線２７により受光器２１から供給されている
。また、受光器２１と受信器２２の間には、警報信号を
伝達するための信号線２６が敷設されている。投光器２
０、受光器２１にはそれぞれＴＣ２３、ＲＣ２４が取り
付けられている。ＴＣ２３とＲＣ２４はそれぞれの光学
系を上下方向及び左右方向に調整するためのステッピン
グモータ（以下、単にモータと称す）を備えている。 また、ＴＣ２３とＲＣ２４とは電源線２７を介して互い
に通信を行う。即ち、ＲＣ２４は電源線２７の直流電圧
にデータを重畳することによりＴＣ２３に対して所望の
データを送信する。ＴＣ２３は直流電圧に重畳されてい
るデータのみを抽出することによって受信する。ＴＣ２
３からＲＣ２４への通信も同様に行われる。投光器２０
の光学系の上下方向の角度及び左右方向の角度を調整す
るための機構としては、ＴＣ２３のモータにより上下方
向及び左右方向へ調整可能な駆動機構備えていればよい
が、例えば本出願人が実開平２−１２２３８０号公報で
提案した機構を用いることができる。受光器２１につい
ても同様である。その概略を図２，図３及び図４を参照
して説明する。

【０００９】図２は投光器２０または受光器２１の正面
図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図３のＢ−Ｂ断
面図である。断面が略コ字形の基台１の底面に設けられ
た孔にはギア２の軸３が嵌合され、ギア２の鍔４はネジ
５により基台１に締め付け固定可能になされている。基
台１には軸６等により枠型の支持台７が水平面内で回動
自在に取り付けられている。摘み８を有するウォーム９
はギア２と螺合している。支持台７には摘み１０を有す
るネジ棒１１が水平に取り付けられており、該ネジ棒１
１には移動子１２が螺合されている。投光光学系または
受光光学系１４，１４が取り付けられている取付台１５
の下面には突起１６が配設されており、該突起１６は移
動子１２の凹部に嵌合されている。従って、ネジ棒１１
が回転されて移動子１２が移動すると取付台１５は水平
軸１３を中心として回動する。以上の構成によれば、摘
み１０を回転させることによって投光光学系または受光
光学系１４，１４の上下方向の角度を調整することがで
き、また、摘み８を回転させることによって投光光学系
または受光光学系１４，１４の左右方向の角度を調整す
ることができる。なおここで上下左右の方向は投光器ま
たは受光器を正面から見た場合の方向を言う。

【００１０】ＲＣ２４，ＴＣ２３はそれぞれ受光器２１
、投光器２０に着脱可能になされており、光軸調整を行
う際に取り付けられる。取り付けの機構は周知のものを
採用することができる。ＲＣ２４は、図５に示すように
、Ａ／Ｄ変換器３０、制御部３１、送受信部３２、メモ
リ３３、モータ駆動部３４、二つのモータ３５、３６、
スタートボタン３７を備えている。Ａ／Ｄ変換器３０は
受光器２１の受光素子（図示せず）から出力される検出
信号の大きさを所定のビット数のデジタルデータに変換
するものである。制御部３１はマイクロプロセッサで構
成されている。送受信部３２は通信処理を行うものであ
り、制御部３１から送信するように指示されたデータに
対しては変調等の所定の処理を施して電源線２７の直流
電源電圧に重畳させてＴＣ２３に送信し、また電源線２
７を介してＴＣ２３から送信されたデータを受信した場
合には、復調等の所定の処理を施して制御部３１に転送
する。

【００１１】モータ駆動部３４は二つのモータ３５、３
６を駆動するためのものであり、どちらのモータを駆動
するかは制御部３１により指示される。モータ３５、３
６の一方のモータは摘み８，１０の一方の摘みに接続さ
れ、他方のモータは他方の摘みに接続されることは当然
である。スタートボタン３７は制御部３１に対して光軸
調整の処理の開始を指示するためのものである。

【００１２】上記の接続を達成するための受光器２１と
ＲＣ２４との配線は、ＲＣ２４の電源電圧が受光器２１
の電源電圧と同じである場合には、受光器２１及びＲＣ
２４の対向する面にそれぞれ検出信号接続端子、通信回
線用端子を兼ねる電源端子等を配設し、ＲＣ２４を取り
付けた際に、ＲＣ２４と受光器２１の対応する端子が接
触するように構成することによって容易に行うことがで
きる。ＲＣ２４の電源電圧が受光器２１の電源電圧と異
なっている場合にはＲＣ２４のための電源装置を用いる
必要があることは言うまでもない。

【００１３】ＴＣ２３は、図６に示すように、送受信部
４０、制御部４１、モータ駆動部４２、モータ４３、４
４を備えている。送受信部４０は通信処理を行うもので
あり、制御部４１から送信するように指示されたデータ
に対しては変調等の所定の処理を施して電源線２７の直
流電源電圧に重畳させてＲＣ２４に送信し、また電源線
２７を介してＲＣ２４から送信されたデータを受信した
場合には、復調等の所定の処理を施して制御部４１に転
送する。制御部４１はマイクロプロセッサで構成されて
おり、ＲＣ２４の制御部３１の指示に従ってモータ４３
、４４を駆動する。モータ駆動部４２は二つのモータ４
３、４４を駆動するためのものであり、どちらのモータ
を駆動するかは制御部４１により指示される。モータ４
３、４４の一方のモータは摘み８，１０の一方の摘みに
接続され、他方のモータは他方の摘みに接続されること
は当然である。上記の接続を達成するための投光器２０
とＴＣ２３との配線は、受光器２１とＲＣ２４の接続の
態様と同じ方式を採用することができる。

【００１４】次に、光軸調整時の作業者の操作及びＴＣ
２３，ＲＣ２４の動作について説明する。投光器２０、
受光器２１の設置後、作業者は投光器２０にＴＣ２３を
、受光器２１にＲＣ２４をそれぞれ取り付け、ＲＣ２４
のスタートボタン３７を押す。これにより制御部３１は
光軸調整処理を開始する。まず、制御部３１は、投光器
２０の光学系の左右方向の最適位置を求めるために、Ｔ
Ｃ２３の制御部４１に対して、投光光学系を可動範囲の
左または右の一方の端部に位置させることを指示する。 この指示データは送受信部３２により電源電圧に重畳さ
れて伝送され、ＴＣ２３の送受信部４０により抽出され
て制御部４１に転送される。制御部４１はモータ駆動部
４２に対して、投光光学系を左右方向に移動させるモー
タ、例えばモータ４３の駆動を指示する。これによって
摘み８がモータ４３により回転され、投光光学系は指示
された方向に移動する。そして、可動範囲の端部に位置
すると図示しないマイクロスイッチが閉じるので、制御
部４１は当該マイクロスイッチの状態を検出することで
投光光学系が端部に位置したことを認識することができ
る。制御部４１はマイクロスイッチの状態から投光光学
系が端部に位置したことを検知すると、投光光学系の移
動が終了した旨を制御部３１に通知する。

【００１５】投光光学系の移動終了を認識すると制御部
３１は、検出信号を取り込み、投光光学系の位置データ
と共にメモリ３３に書き込む。次に、制御部３１は制御
部４１に対して、投光光学系を１ステップ移動させるこ
とを指示する。これを受けて制御部４１はモータ駆動部
４２に対して１ステップだけモータ４３を駆動すること
を指示すると共に制御部３１に対してアンサーを返す。 これを受けると制御部３１は検出信号を取り込み、その
ときの投光光学系の位置データと共にメモリ３３に書き
込む。

【００１６】以上の処理を可動範囲の他端部まで１ステ
ップ毎に行う。投光光学系が他端部に達してマイクロス
イッチ（図示せず）が閉じると、制御部４１は投光光学
系が他端部に達したことを認識してその旨を制御部３１
に通知する。これにより制御部３１は、メモリ３３に書
き込んだ検出信号データ及び投光光学系の位置データを
参照して、検出信号が最大となる投光光学系の位置を求
める。この際、投光光学系の位置に対する検出信号レベ
ルのグラフが図７Ａに示すように一つのピークを有する
場合には制御部３１は当該ピーク位置Ｐを最適位置とす
る。これに対して、受光器２１に入射する赤外線の強度
が大きい場合には図７Ｂに示すようにピーク部は略平坦
になるが、この場合には制御部３１は平坦部ＱＲの中央
位置Ｓを等価的にピーク位置と見なして最適位置とする
。

【００１７】以上のようにして左右方向の最適位置を決
定すると、制御部３１は制御部４１に対して投光光学系
を当該最適位置に位置させることを指示する。制御部４
１は投光光学系を指示された位置に位置させるとその旨
を制御部３１に通知する。これを受けると制御部３１は
、次に投光光学系の上下方向の最適位置を求めるために
、制御部４１に対して投光光学系を可動範囲の上または
下の一方の端部に位置させることを指示する。このとき
左右方向位置は前記最適位置に固定されていることは当
然である。以下上述したと同様の処理が行われる。これ
によって投光光学系の上下方向の最適位置が求められ、
投光光学系は当該最適位置に位置される。

【００１８】以上のようにして投光器２０の光軸調整が
終了すると、次に制御部３１は受光器２１の光軸調整を
行う。この受光器２１側の光軸調整は上述した投光器２
０側の光軸調整と同様に行われる。即ち、制御部３１は
まず受光光学系を左または右の端部に移動させ、その状
態から１ステップずつ右方向または左方向に順次移動さ
せながら、そのときの位置と検出信号をメモリ３３に書
き込み、検出信号が最大値となる最適位置を求めて受光
光学系を当該最適位置に位置させ、次に左右方向を当該
最適位置に保持した状態で上述したと同様にして上下方
向の最適位置を求め、受光光学系を当該最適位置に位置
させる。以上で光軸調整の１サイクルが終了し、これに
よって投光光学系と受光光学系は殆ど正しく向かい合っ
た状態になるが、更に１〜２回上記の光軸調整を行うこ
とによって、光軸調整の調整精度を更に向上させること
ができる。

【００１９】光軸調整処理が終了すると、制御部３１は
所定の方法により光軸調整処理が終了したことを作業者
に知らせる。この方法としては、ブザー等の発音手段に
より所定の音を発するようにすることもできるし、ラン
プを点灯させるようにすることもでき、更には液晶表示
装置等の表示手段を設けて光軸調整処理が終了した後に
得られた検出信号レベルを表示するようにすることもで
きる。これにより作業者は投光光学系及び受光光学系が
不要に回転しないように固定し、ＴＣ２３、ＲＣ２４を
取り外す。

【００２０】以上の説明において、投光光学系及び受光
光学系の上下方向の可動範囲、即ち調整範囲は正面に向
いた位置を０°として±１０°程度でよいが、左右方向
の調整範囲は正面位置を０°として±９０°は必要であ
る。なぜなら、投光器２０および／または受光器２１を
壁付けとし、警戒範囲が壁沿いに設定される場合もある
からである。また、モータの１ステップは、これにより
投光光学系、受光光学系が０．０５°程度回転する角度
とする。即ち、赤外線ビームセンサの場合、検出信号の
レベルは投光光学系と受光光学系が正しく対向した位置
を中心として±１°程度の範囲で大きく変化するので、
検出信号のピークから最適位置を求めるためには０．０
５°程度ずつ回転させないと精度よい光軸調整はできな
いのである。

【００２１】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形が可能である。例えば、上記実施例では左右方
向の調整を先に行い、次に上下方向の調整を行うように
説明したが、逆に行ってもよいことは当然である。また
、上記実施例では左右方向の光軸調整は１８０°の範囲
を０．０５°毎に行うものとしたが、調整時間をより短
縮させようとする場合には、例えばまず　１８０°の範
囲に渡って　０．５°毎に検出信号を取り込んで概略の
ピーク位置を求め、次に概略のピーク位置を中心として
±３°程度の範囲を０．０５°ステップで細かい角度で
検出信号を取り込むようにすればよい。

【００２２】更に、上記実施例ではＴＣ２３の制御部４
１は、制御部３１から１ステップの移動が指示され、そ
れを実行するとその都度アンサーを返すようにしたが、
アンサーを省略し、制御部３１は制御部４１に１ステッ
プの回転を指示した後にアンサーを待つことなく即座に
検出信号を取り込むようにすることができることも当業
者に明らかであり、これによって通信するデータ量を減
らすことができるので、調整時間を短縮することができ
る。また更に、図２〜図４に示す構成では摘み８、１０
の回転により二つの投光光学系または受光光学系が同時
に回転するようになされているが、二つの光学系を別個
に回転させる構成にできることは明らかであり、その場
合には摘みは４個設けられるので、ＴＣ２３、ＲＣ２４
にはモータは４個設けられる。また、投光器２０及び受
光器２１の光学系は図２〜図４に示されるように二つに
限られるものではなく、一つでもよいし、３個以上でも
よいものである。

【００２３】また、上記実施例では投光器２０の電源は
受光器２１から供給されるようになされているが、投光
器２０の電源は別個の電源装置から供給してもよいもの
であり、その場合には上述したような電源電圧にデータ
を重畳する通信方式は採用できないので、ＴＣ２３とＲ
Ｃ２４との間の通信は無線により行うようにする。無線
通信としては電波により行うことができることは当然で
あるが、所望の波長の光、例えば赤外線を用いた光通信
を行うことも可能である。即ち、投光器２０には投光光
学系の外に通信用の発光素子及び受光素子を設け、また
受光器２１には受光光学系の外に通信用の発光素子及び
受光素子を設け、これを用いることによってＲＣ２４と
ＴＣ２３とは通信を行うことができる。特に通信用の光
として赤外線を用いた場合には、発光された光は比較的
広い範囲に広がるから、投光器２０と受光器２１との距
離が長い場合においても良好な通信を行うことができる
ものである。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、投光器側の光軸調整は受光器側から制御でき
るので、作業者は受光器側に一人付けばよく、従来に比
較して短時間で高精度に光軸調整を行うことができ、且
つ作業者には熟練は要求されない。また、投光器側コン
トローラと受光器側コントローラの通信は電源線または
無線により行うことができるので、光軸調整のために通
信回線を敷設する必要はないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明に係るビームセンサの光軸調整方式
の一実施例の構成を示す図である。

【図２】　　本発明に使用して好適な光学系の調整機構
の正面図である。

【図３】　　図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】　　図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】　　受光器側コントローラの構成例を示す図で
ある。

【図６】　　投光器側コントローラの構成例を示す図で
ある。

【図７】　　最適位置検出の手法を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

２０…投光器、２１…受光器、２２…受信器、２３…投
光器側コントローラ（ＴＣ）、２４…受光器側コントロ
ーラ（ＲＣ）、２５…電源線、２６…信号線、２７…電
源線。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　投光器と受光器とを備えるビームセン
   サの光軸調整方式において、投光器の光学系の上下左右
   方向の角度調整を受光器側から制御する手段を備えるこ
   とを特徴とするビームセンサの光軸調整方式。
2. 【請求項２】　　受光器側から投光器側への前記制御の
   ための制御信号及び投光器側から受光器側への応答信号
   は受光器と投光器との間に配設された電源線を介して伝
   送することを特徴とする請求項１記載のビームセンサの
   光軸調整方式。
3. 【請求項３】　　受光器側から投光器側への前記制御の
   ための制御信号及び投光器側から受光器側への応答信号
   は無線通信により伝送されることを特徴とする請求項１
   記載のビームセンサの光軸調整方式。
4. 【請求項４】　　前記無線通信は光通信であることを特
   徴とする請求項３記載のビームセンサの光軸調整方式。