KONCEPCJA AKTYWNEJ BARIERY OPTYCZNEJ

_______________________________________

* Politechnika Białostocka.

Łukasz GRYKO*

Marian GILEWSKI*

Andrzej ZAJĄC*

KONCEPCJA AKTYWNEJ BARIERY OPTYCZNEJ

W artykule przedstawiono opracowany system rekonfigurowalnej bariery optycznej, która składa się z aktywnej bariery laserowej analizującej i sygnalizującej naruszenie jej toru zabezpieczającego dostęp do obszaru chronionego. W celu zachowania standardów bezpieczeństwa wyznaczono parametry widmowe, energetyczne i przestrzenne wiązek promieniowania laserowego wykluczające możliwość wywołania szkodliwych skutków dla ludzi.

SŁOWA KLUCZOWE: aktywna bariera optyczna, laser, bezpieczeństwo

1. WSTĘP

Aktywne bariery podczerwieni są jednym z najważniejszych elementów sys- temu ochrony zewnętrznej i wewnętrznej pomieszczeń, zachowania standardów bhp na stanowiskach pracy i w życiu codziennym – zapewniają ochronę przed znalezieniem się w polu pracy niebezpiecznej maszyny [1, 2], stosowane w win- dach sterują zamykaniem drzwi w taki sposób, aby nie przytrzaskiwały pasaże- rów [3].

W odróżnieniu od pasywnych barier (zwykle z odbiornikami piezoelektrycz- nymi) – które nie emitują własnej energii, ale wykrywają zmiany promieniowa- nia podczerwonego ze źródeł znajdujących się w ich polu widzenia [4, 5] – wy- krycie obiektu w polu działania aktywnej bariery opiera się na detekcji narusze- nia toru skierowanej wiązki promieniowania elektromagnetycznego z zakresu częstotliwości promieniowania optycznego. W tego typu aplikacjach stosowane są głównie emitery ledowe (rzadziej laserowe) o długości fali promieniowania z zakresu podczerwieni (808–950) nm, a czasami światła czerwonego (630–660) nm i odbiorniki promieniowania wraz z układami wykonawczymi [1, 6–9]. Pro- ducenci sprzętu zabezpieczającego nie podają jednak klasy bezpieczeństwa ofe- rowanego sprzętu i ich zgodności z normami bezpieczeństwa dla urządzeń lase- rowych [10].

Celem pracy jest określenie właściwości promieniowania emitowanego przez barierę spełniającego standardy bezpieczeństwa, a także zestawienie ukła- du bariery oraz dobór jej parametrów zapewniających poprawną pracę.

2. UKŁAD AKTYWNEJ LASEROWEJ BARIERY PODCZERWIENI

Realizowana aktywna bariera podczerwieni składa się z dwóch podstawo- wych obwodów: nadajnika i odbiornika wraz z układem wykonawczym, rys. 1.

Sterownik Dioda Fotodioda

laserowa

Wzmacniacz / konwerter Zmodulowana

wiązka promieniowania

FPGA

Nadajnik Odbiornik

Zasilanie akumulatorowe

Nadajnik / odbiornik ZigBee

Jednostka centralna

Nadajnik / odbiornik ZigBee

Rys. 1. Schemat blokowy bariery laserowej

Nadajnik jest odpowiedzialny za generację niewidocznego gołym okiem zmodulowanego laserowego promieniowania podczerwonego o parametrach energetyczno-widmowych bezpiecznych dla oka [10-12]. Odbiornik, który jest sprzężony z nadajnikiem poprzez układy optyczne, odbiera nadawany optyczny sygnał i przetwarza go na sygnał elektryczny, który następnie poddawany jest dalszej obróbce w celu stwierdzenia naruszenia (bądź nienaruszenia) toru optycznego bariery. Nadzór nad pracą układów nadajnika, odbiornika i modułów komunikacyjnych realizowany jest przez programowalny układ logiczny FPGA – Terasic DE0-Nano (P0082)–EDU.

2.1. Nadajnik

Wykorzystane, w układzie aktywnej bariery, promieniowanie laserowe musi spełniać warunek energetyczny, na który w normalnych warunkach jej pracy mogą być eksponowane osoby bez doznawania przez nie szkodliwych skutków. W normie PN-EN 60825–1:2010 podane są wartości maksymalnej dopuszczalnej ekspozycji (MDE) reprezentujące maksymalny poziom napromieniowania – gęstość mocy bądź energii – na który oko lub skóra mogą być eksponowane bez wynikających z tego powodu obrażeń [10–12]. Zależą one od: długości fali promieniowania, czasu trwa-

nia impulsu lub czasu ekspozycji, rodzaju tkanki narażonej na obrażenie, wymiarów obrazu na siatkówce w przypadku promieniowania widzialnego i bliskiej podczer- wieni. W przypadku ekspozycji oka na wiązkę bezpośrednią już bardzo niskie po- ziomy mocy promieniowania mogą powodować uszkodzenia narządu wzroku. Po- dobna sytuacja ma miejsce w przypadku odbić zwierciadlanych promieniowania, np. od wypolerowanych powierzchni metalicznych.

W celu doboru źródła promieniowania bezpiecznego dla oka przyjęto do analizy źródła laserowe emitujące 5 odmiennych długości fal z zakresu świa- tła czerwonego i podczerwieni (w nawiasach typowe zastosowanie lasera lub LED): 635 nm (wskaźnik laserowy), 850 nm (nadajnik interfejsu IrDA), 940 nm (nadajnik pilota TV), 1310 nm i 1550 nm (źródła odpowiednio dla II i III okna transmisji światłowodowej). Wartości maksymalne dopuszczalnej ekspozycji (MDE) pojedynczego impulsu dla ww. punktowych źródeł przy założeniu pro- pagacji w przestrzeni wiązki równoległej (kąt rozbieżności α < 10 mrad) o emisji impulsowej bądź zmodulowanej i czasów ekspozycji na promieniowanie rów- nych 1 s i 10 s przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Maksymalne dopuszczalne ekspozycje (MDE) oka na promieniowanie laserowe źródeł punktowych (patrzenie w wiązkę), opracowano na podstawie [10-12]

Czas ekspozycji

1 s 10 s

Długość fali

[nm] Gęstość energii [J/m²]

Gęstość mocy [mW/cm²]

Gęstość energii [J/m²]

Gęstość mocy [mW/cm²]

635 18∙t^0,75= 18 1,8 18∙t^0,75= 101 1,0

850 18∙t^0,75∙C4 = 36 3,6 18∙t^0,75∙C4 = 202 2,0 940 18∙t^0,75∙C4 = 54 5,4 18∙t^0,75∙C4 = 306 3,0

1310 90∙t^0,75= 90 9,0 90∙t^0,75= 506 5,0

1550 5600∙t^0,25 = 5600 560 10000 100

Legenda: t – czas ekspozycji, C4 = 10(λ-700)/500

, λ – długość fali wyrażona w nanometrach.

Lasery emitujące promieniowanie podczerwone małej mocy o długości fali dłuższej niż około 1,4 μm często są określane jako "bezpieczne dla oka", ponie- waż rogówka oka absorbuje większą część energii o tych długościach fal, za- pewniając ochronę siatkówki przed uszkodzeniem [12]. Analiza wyników obli- czeń jednoznacznie sugeruje wykorzystanie jako bezpiecznego dla oka źródła sygnału nadawczego lasera emitującego długość fali 1550 nm. Zbliżona wrażli- wość oka na promieniowanie optyczne występuje dla długości fal powyżej 1550 nm (do 2000 nm), lecz ich zastosowanie jest nieekonomiczne – lasery takie są 2–3 razy droższe od laserów emitujących długość fali 1550 nm. Należy mieć jednak w szczególnej uwadze fakt, że przy ekspozycji oka na promieniowanie

z zakresu bliskiej podczerwieni (IR–A) występuje brak mechanizmów obron- nych w postaci mrugania, ponieważ jest ono niewidoczne dla oka, w związku z czym stanowi szczególne zagrożenie [12].

Wybór długości fali promieniowania bezpiecznego dla oka determinuje pa- rametry przestrzenne wiązki promieniowania o stałym natężeniu (tabela 2), jest to przypadek graniczny, gdy głębokość modulacji amplitudy sygnału optycznego wynosi zero. W celu określenie średnicy wiązki bezpiecznej dla oka poczynione zostało założenie upraszczające – przyjęto, że rozkład gęstości mocy w przekroju wiązki jest jednorodny.

Tabela 2. Minimalna dopuszczalna średnica wiązki promieniowania bezpiecznego dla oka o długości fali 1550 nm i stałym natężeniu

Czas ekspozycji Moc źródła

[mW] 1 s 10 s

1 0,5 mm 1,1 mm

10 1,5 mm 3,6 mm

20 2,1 mm 5,0 mm

50 3,4 mm 8,0 mm

100 4,8 mm 11,3 mm

Moc wiązki wyjściowej źródła w zależności od parametrów układu optycznego i czułości detektora promieniowania ustalono na poziomie od kilku do kilkunastu mW. Takie parametry energetyczne źródła umożliwią uzyskanie wysokiego po- ziomu proporcji: sygnał użyteczny/szum (promieniowanie otoczenia). W przypad- ku użycia emitera małej mocy stabilizacja termiczna źródła przy wykorzystaniu chłodzenia pasywnego (radiatora) jest wystarczającym rozwiązaniem umożliwia- jącym rozproszenie wydzielanego ciepła. Nie jest wówczas wymagane aktywne chłodzenie źródła, np. za pomocą chłodziarki termoelektrycznej.

Podstawowym zdaniem bariery jest zabezpieczenie obszaru, poprzez realiza- cję procedury ciągłej kontroli naruszenia toru optycznego bariery. Wyodrębnie- nie wąskopasmowego ciągłego sygnału optycznego z dynamicznie zmiennego szerokopasmowego promieniowania tła wewnątrz oświetlonych pomieszczeń (bez wykorzystania technik spektrometrycznych bądź pasmowo-przepustowych filtrów optycznych) jest trudnym zadaniem z punktu widzenia detekcji i analizy sygnału. Z tego względu opracowany został układ zasilania z cyfrowo sterowa- nym źródłem prądowym iC-Haus realizujący zmienne parametry czasowe pracy źródła. Sterownik ten umożliwia kluczowanie (modulację sygnałem okresowym) z zadaną częstotliwością sygnału optycznego i regulowanie współczynnika głę- bokości modulacji amplitudy wiązki, co umożliwia emisję sygnału optycznego bez znaczących przeregulowań.

2.2. Układ optyczny

Laser półprzewodnikowy generuje asymetryczną geometrycznie wiązkę promieniowania o dwupołówkowych kątach rozbieżności równych ok. 10° i 30°

(a nawet 45°) we wzajemnie prostopadłych płaszczyznach, tworząc wiązkę o przekroju elipsy. Szerokość wiązki bardzo szybko wzrasta wraz ze wzrostem odległości, a co za tym idzie maleje wartość natężenia promieniowania reduku- jąc obszar skutecznej detekcji do odległości rzędu pojedynczych metrów. W odległości 1 m wiązka tworzy elipsę o półosiach małej i wielkiej wynoszących odpowiednio do 20 cm i 100 cm. W efekcie uzyskiwane użyteczne natężenie promieniowania na fotodetektorze o powierzchni światłoczułej do kilku mm² jest znacząco ograniczone. Parametr sygnał użyteczny do szumu otoczenia (SNR) (natężenie promieniowania słonecznego na Ziemi wynosi do 100 mW/cm²) osiąga niską wartość i występuje niepożądane błądzenie promienio- wania laserowego w przestrzeni.

Najprostszą metodą zwiększenia natężenia napromieniowania, a więc zasięgu bariery, bądź czułości układu jest zmniejszenie kąta świecenia źródła poprzez zastosowanie układu optycznego kierującego większość promieniowania na powierzchnię fotodiody. Wymagane jest, więc zastosowanie układu optycz- nego formującego, o ile to możliwie, równoległą wiązkę promieniowania o średnicy pojedynczych mm, a następnie skupienie jej na powierzchni detekto- ra, rys. 2. Dodatkowo dzięki ukształtowaniu wiązki równoległej wyeliminowana zostaje dość problematyczna kwestia możliwości wystąpienia wiązki odbitej od elementów otoczenia i jej detekcji przez odbiornik. Odbiornik niestety nie jest w stanie odróżnić wiązki bezpośrednio na niego padającej od wiązki odbitej, w obu przypadkach jest to promieniowanie o identycznej długości fali docierają- ce ze stałą przerwą między impulsami, w dodatku w tym samym czasie.

Opracowany optyczny układ kolimatora wykorzystuje soczewkę asferyczną ustawioną za laserem w odległości równej ogniskowej soczewki 8 mm, co za- pewnia wiązkę promieniowania o średnicy 5 mm propagującą w przestrzeni między nadajnikiem a odbiornikiem. Średnica wiązki została dobrana, tak aby spełnione zostały normy bezpieczeństwa – gęstość mocy promieniowania na soczewce oka nie przekraczała maksymalnych bezpiecznych wartości (dla dłu- gości fali 1550 nm maksymalna gęstość mocy wynosi 100 mW/cm²) [10-12].

Dla wiązki laserowej o mocy optycznej wynoszącej 20 mW i średnicy równej 5 mm średnia gęstość mocy wynosi 100 mW/cm² (tab. 2), a dla stosowanej w badaniach diody laserowej S1550–5MG o mocy 5 mW i średnicy wiązki 5 mm średnia gęstość mocy wynosi odpowiednio 25 mW/cm², co spełnia wy- móg bezpieczeństwa dla czasów ekspozycji oka na promieniowanie nawet dłuż- szych niż 10 s.

LD Wiązka laserowa PD

Kolimator Filtr optyczny

Soczewka skupiająca

Przysłona ograniczająca pole widzenia

Rys. 2. Tor optyczny układu bariery laserowej (LD - dioda laserowa, PD - fotodioda)

Układ optyczny w postaci soczewki skupiającej o ogniskowej ok. 20 mm umiejscowionej przed fotodetektorem realizuje dopasowanie średnicy wiązki do jego powierzchni czynnej. Soczewka o dłuższej ogniskowej zapewnia więk- szy komfort justowania położenia powierzchni czynnej fotodetektora i soczewki, natomiast o krótszej ogniskowej zwiększa kompaktowość rozwiązania – zmniej- sza odległość między tymi elementami. W celu eliminacji detekcji promienio- wania otoczenia rozważyć należy też ograniczenie kąta widzenia detektora po- przez zastosowanie silnie absorbującej przysłony – w najprostszym przypadku wystarczy poczerniona od wewnątrz rurka o niewielkiej średnicy i odpowiedniej długości.

2.3. Odbiornik

Szerokopasmowy fotodetektor oprócz sygnału bariery wykrywa wolno lub szybkozmienne promieniowanie zewnętrznych źródeł promieniowania (słońca, reflektorów samochodowych, itp.) bądź promieniowanie oświetlenia pomiesz- czenia, ponieważ zawierają one w swoim spektrum emisji fale z jego zakresu pomiarowego. Prawidłowe funkcjonowanie bariery może zatem zostać zakłóco- ne. Rozwiązaniem problemu jest zastosowanie optycznego filtru o paśmie czę- stości dopasowanym do widma emisji nadajnika oraz lokalizacja odbiornika w taki sposób, aby prawdopodobieństwo detekcji promieniowania tła było jak naj- mniejsze.

Do układu bariery podczerwieni wyselekcjonowano fotodiodę InGaAs PT511B o zakresie czułości widmowej (1000–1650) nm – nieobejmującej pro- mieniowania widzialnego – wraz z układem wzmacniającym (DIGIBOARD, Sglux SolGel Technologies, Niemcy). Układ wzmacniający zawiera wzmacniacz przełączany wzmacniacz transimpedancyjny, przekształcający prąd fotoelek- tryczny fotodiody w napięcie wyjściowe. Następnie, otrzymany sygnał napię- ciowy przekształcany jest na sygnał cyfrowy o zmiennej częstotliwości lub doprowadzany bezpośrednio na wyjście.

Dodatkowo w celu spektralnego odfiltrowania sygnału użytecznego od widma tła (szumu otoczenia) i jego zmian wykorzystano filtr górnoprzepu- stowy, o transmisji poniżej 0,01% (gęstość optyczna OD > 4,0) w zakresie pa- sma zaporowego – dla fal krótszych niż 1500 nm. Filtr optyczny może pełnić też rolę tłumika dopasowującego wielkość strumienia energii wiązki do zakresu pomiarowego fotodetektora. Przeprowadzone badania wykazały, że fotodetektor rejestrował jednak pulsujące widmo promieniowania oświetlenia nakładające się na przebieg sygnału użytecznego. Docelowo w układzie odbiornika powinien zostać zastosowany wąskopasmowy filtr optyczny dostrojony widmowo do dłu- gości fali promieniowania laserowego nadajnika pozwalający na pracę systemu bariery w zmiennych warunkach oświetleniowych i wyeliminowanie wpływu na jej działanie przypadkowych źródeł światła. Zastosowanie takiego filtra zwięk- sza jednak znacząco koszt układu.

Tabela 3. Dobór czasu trwania przerwy między impulsami promieniowania bariery

Czas przerwania [ms] Skuteczność wykrywania

50 Szybki bieg

100 Trucht

200 Szybki marsz

300-400 Normalny marsz

500 Wolny marsz

Niezwykle ważna jest dla prawidłowej detekcji naruszenia toru bariery regu- lacja parametrów czasowych promieniowania użytecznego (jej częstotliwości), gdyż niewłaściwe jej dobranie może generować zarówno fałszywe alarmy, jak i brak alarmów. Zbyt długa przerwa powoduje, że szybko poruszający się obiekt może nie być wykryty przez odbiornik, jeżeli przetnie wiązkę w momencie prze- rwy między impulsami. Z kolei zbyt krótka przerwa powoduje wykrywanie również przedmiotów niesionych przez ruch powierza. Zwykle odstęp czasowy między impulsami promieniowania wynosi (50–500) ms, tab. 3.

Opracowywany układ detekcyjny oparty na wzmacniaczu transimpedancyj- nym i konwerterze napięcie-częstoliwość umożliwia identyfikację zbocza nara- stającego i opadającego sygnału optycznego i ich braku w sygnale (przerwana wiązka promieniowania bariery optycznej). Identyfikacja zboczy sygnału optycznego i w efekcie jego częstotliwości jest metodą skuteczniejszą niż anali- za wysokiego/niskiego poziomu sygnału, niewrażliwą na zakłócenia zewnętrze.

Układ odbiornika bariery wówczas może zostać zbudowany w oparciu o wzmacniacz prądu, konwerter prąd-napięcie z fotodiodą oraz układ kilkupo- ziomowego konwertera sygnału analogowego na cyfrowy. Obserwacja sygnału pozwala na identyfikację stanu bariery: kontrola (monitoring), obiekt w obrębie

bariery, fałszywy sygnał. Zabezpieczenie przed fałszywym naruszeniem wiązki realizowane może być przez układ cyfrowy monitorujący przebieg sygnału.

Mniej skuteczną i bardziej podatną metodą na zakłócenia jest metoda oparta na analizie wysokiego, niskiego oraz zerowego poziomu sygnału optycznego (przerwana wiązka promieniowania bariery optycznej) po odseparowaniu go od sygnału tła. Identyfikacja poziomów niskiego i wysokiego odbywa się po- przez progowe porównanie wymagające dodatkowego sygnału synchronizujące- go. Proponowana metoda dokonuje detekcji w otoczeniu zbocza sygnału w krót- kim oknie czasowym, dzięki temu można zredukować wpływ potencjalnych zakłóceń. Sygnał synchronizujący umożliwia "sterowanie detekcją" – unikniecie próbkowania stanu przejściowego (zboczy impulsów – zmiany poziomów sy- gnału), a wstrzelenie się w wartości ustalone stanu wysokiego i niskiego. Za- pewnia on transmisję synchroniczną, możliwe jest pominięcie tego sygnału – wymusza to jednak większą złożoność charakterystyki czasowej emitowanej wiązki. W takiej sytuacji należy zrezygnować z modulacji amplitudy sygnału emitowanego na rzecz transmisji asynchronicznej z kodowaniem.

2.4. Komunikacja

Optyczna bariera podczerwieni może być częścią systemu bezpieczeństwa (maszyn, wind) bądź elementem systemu kontroli dostępu. Do komunikacji mo- dułów nadawczego i odbiorczego bariery z systemem centralnym zastosowano system transmisji bezprzewodowej ZigBee (rys. 1). Ze względu na małą ilość transmitowanych danych, przepustowość toru transmisyjnego jest wystarczająca i nie wymaga zastosowania bardziej złożonych systemów. Charakteryzuje się on: minimalnym poborem mocy w trybie czuwania, a w trybie nadawania do 0,5 W, niewielką przepustowością danych (do 250 kbps) oraz wystarczającym zasięgiem między węzłami rzędu 100 m w terenie otwartym, a w konstrukcji budynku zasięgiem poniżej 50 m. Zarówno nadajnik jak i odbiornik ZigBee mogą być obsługiwane bezpośrednio z układu FPGA bez konieczności stosowa- nia dodatkowych modułów pośredniczących. Ten sposób komunikacji zapew- nienia niezawodną łączność bariery z systemem centralnym, nie jest on wrażli- wy na wzajemny układ przestrzenny systemu centralnego i układu bariery.

W przypadku uszkodzenia jednego węzła sieci sygnał może podążać inną drogą.

Umożliwia on też mobilność bariery w dowolne położenie

–

„dostrajania” systemu w nowej konfiguracji. Możliwa jest komunikacja optycz- na modułu bariery z centralnym systemem sterującym, wówczas oba systemy musiałyby "widzieć" siebie w otwartej przestrzeni – co prowadziłoby do więk- szej złożoności toru komunikacyjnego.

3. PODSUMOWANIE

Opracowany system bariery podczerwieni sterowany przez układ FPGA jest w pełni funkcjonującym modułem bezpiecznym dla ludzi i pozwalającym speł- nić funkcje analizy i sygnalizacji naruszenia toru zabezpieczającego dostęp do obszaru chronionego. Spełnia on wymaganie modułowości systemu kontroli dostępu, tzn. może pracować autonomicznie lub w komunikacji z centralnym systemem sterującym. Kolejną cechą, proponowanego rozwiązania, jest jego mobilność ze względu na brak okablowania strukturalnego – dzięki autonomicz- nemu zasilaniu i komunikacji w podczerwieni, możliwe jest szybkie przemiesz- czenie bariery w inne miejsce i ponowna jej rekonfiguracja. Ponadto, zasoby przedstawionego systemu pozwalają na realizację wielowymiarowej funkcji hierarchicznego systemu. Hierarchiczność może być rozumiana z przekroju:

zakresu terytorialnego, uprawnień funkcyjnych, czasu dostępu, kolejności dostę- pu i innych. Można ją implementować w postaci odpowiednich algorytmów decyzyjnych zarówno w centralnym systemie sterującym jak i lokalnie w zaso- bach FPGA.

Badania modelu bariery realizowane są głównie z wykorzystaniem podzespo- łów i modułów prototypowych, opracowaniu własnych układów sklejających i oprogramowania. Na tym etapie rozwoju systemu nie optymalizowano w za- kresie: poboru mocy zasilającej, minimalizacji podzespołów czy optymalizacji parametrów.

Przewagą proponowanego rozwiązania, w stosunku do istniejących, jest za- stosowanie optycznej transmisji w podczerwieni. To ten czynnik decyduje o mobilności, elastyczności i uniwersalności rozwiązania.

Opracowano na podstawie wyników III etapu programu wieloletniego "Poprawa bez- pieczeństwa i warunków pracy", finansowanego w latach 2014-2016 w zakresie badań

naukowych i prac rozwojowych ze środków MNiSW/NCBiR – PW/BWP/WE/1/2014.

Koordynator programu: Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Ba- dawczy, Wykonawca projektu: Politechnika Białostocka

LITERATURA

[1] García J. J., Ureńa J., Mazo M., Hernández Á., IR Barrier Data Integration for Obstacle Detection, University of Alcalá, Spain, Sensor and Data Fusion, www.intechopen.com, 2006.

[2] Hollanagel E., Barriers and accident prevention, Ashagate Publishing Limited, Hampshire, England, 2006.

[3] Booth K., Hill S., Optoelektronika, WKŁ, Warszawa, 2001.

[4] Madura H., Pasywny czujnik podczerwieni o dużym zasięgu wykrywania do za- stosowań w systemach ochrony, Pomiary, Automatyka, Kontrola, 52, 4-7, 2006.

[5] Madura H., Kastek M., Sosnowski T., Piątkowski T., Polakowski H., Pomiar pa- rametrów optycznych i czasowych pasywnego czujnika podczerwieni, Prace In- stytutu Elektrotechniki, 5-20, 2008.

[6] Hitch J. R., Hlebasko J. C., Mersch S. H., Milbrath T. J., U.S. Patent No. 6,166,371. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office, 2000.

[7] Anderson E. P., Ashford J. A., Klass R., U.S. Patent No. 5,198,661. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office, 1993.

[8] Bartu P., Neulinger A., Jakoby B., Bauer S., Koeppe R., Light curtain for 2D lar- ge-area object detection, Optics express, 21(10), 12757-12766, 2013.

[9] Bosworth W. R., Weiss M., U.S. Patent No. 8,169,596. Washington, DC: U.S.

Patent and Trademark Office, 2012.

[10] Norma PN-EN 60825-1:2010 Bezpieczeństwo urządzeń laserowych - Część 1:

Klasyfikacja sprzętu i wymagania.

[11] Rozporządzenie ministra pracy i polityki społecznej z dnia 29 listopada 2002 r.

w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (DzU nr 217, poz. 1833).

[12] Wolska A., Głogowski P., Promieniowanie laserowe. Dokumentacja dopuszczal- nych wartości natężenia czynnika fizycznego. Podstawy i Metody Oceny Środo- wiska Pracy, nr 1(63), 5-78, 2010.

CONCEPT OF OPTICAL ACTIVE BARRIER

In the article was presented developed reconfigurable optical barrier system. Active laser barrier analyzes the signals violation of its beam which secures access to the pro- tected area. Spectral, energy and spatial parameters of laser beam was appointed in order to maintain security guarantees. Were excluded the possibility of inducing harmful effects by barrier light on humans.

(Received: 23. 02. 2016, revised: 9. 03. 2016)