JP2003178655A - 多光軸光電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のモジュールを互いに連結して光カーテ
ンを作るときに、光軸間隔が密であったとしても隣接す
るモジュール間の光軸間隔を維持するのが容易な多光軸
光電センサを提供する. 【解決手段】 モジュール１００の両端には、その角
隅部分に、ケース端面１１ａに隣接して、夫々、付加的
な投光孔又は受光孔１３が形成されている。２つの付加
的な投光孔又は受光孔１３は、上記の最外端の投光孔又
は受光孔１２と正三角形を作る位置関係にあり、且つ、
モジュール１００に設けられた全ての投光孔又は受光孔
１２、１３の光軸間隔は等しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多光軸光電セン
サに関し、より詳しくは、複数のモジュールを連結して
隙間の無い光カーテンを作るのに好都合な多光軸光電セ
ンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】多光軸光電センサは、工作機械、プレス
機、ロボットなどの作業エリアの境界に防護フェンスつ
まり光カーテンを作り、例えば作業者の身体の一部が作
業エリアの中に侵入すると、これを多光軸光電センサが
検知して、機会の動作を停止及び／又は警報を発するの
に用いられている。

【０００３】多光軸光電センサは、数多くの発光素子を
等間隔に且つ一列に配置した投光器と、これに対応した
受光素子を備えた受光器とを含むモジュールで構成され
る。

【０００４】投光器、受光器からなるモジュールには、
特開２０００−２５１５９５号公報にも見られるよう
に、投光素子又は受光素子や、レンズなどを含む光学系
システムなどの他に、投光素子又は受光素子を制御する
ための電子基板が内装される。

【０００５】この種の多光軸光電センサは、米国特許第
6,166,371号公報、同第 5,198,661号公報、PCT国際公
開ＷＯ 00/54077号公報に見られるように、複数のモジ
ュールを直線状又は屈曲した状態となるように互いに連
結して使用されることが多い。

【０００６】例えば、３組のモジュールを用いてコ字状
の光カーテンを作る場合、例えば、米国特許第 6,166,3
71号の図２に開示のように、中央モジュールに対して、
その両端に、端モジュールを夫々直角に連結する必要が
ある。

【０００７】このように、複数のモジュールを互いに屈
曲した状態で連結する場合、一方のモジュールの端に位
置する光軸と、これに隣接する他方のモジュールの端に
位置する光軸との間隔が拡大し、光カーテンに隙間が出
来てしまう虞がある。

【０００８】この問題を解消するために、ＷＯ 00/5407
7号公報は、外方に向けて凸となる湾曲した端面を備え
たモジュールを開示している。本書に添付の図１は、Ｗ
Ｏ 00/54077号公報に開示のモジュールを模式的に示
す。

【０００９】図１を参照して、モジュール１つまり投光
器及び受光器は、細長いケース２を含み、このケース２
は、その前面に長手方向に沿って等間隔ｄに且つ一列に
配置された投光孔又は受光孔３を有する。モジュール１
の端面１ａは、外方に向けて凸となる湾曲した面で構成
されている。これによれば、隣接する２つのモジュール
１、１の端同士を突き合わせた状態で連結したときに、
この２つのモジュール１、１間の角度θに関わりなく、
一方のモジュール１の端の光軸と他方のモジュール１の
端の光軸との間の間隔をほぼ一定（ｄ）に維持すること
ができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光軸間
隔ｄを小さくして最小検出体を小さくすればするほど内
装部品の実装密度が高くなり、また、内装部品を収容す
るためのケース２の幅Ｗが拡大する傾向になる。

【００１１】このように光軸間隔ｄを小さくして、光軸
の密度を密にした光カーテンを作るとしたときに、図１
を参照して説明したようなモジュール端面１ａの形状で
は隣接するモジュール１、１間の光軸間隔ｄを維持する
ことが困難になる。

【００１２】この問題を解消するために、モジュール端
面１ａの形状を例えば図２に示すような立体的に切り欠
いた凹凸形状にしたときには、確かに、隣接するモジュ
ール１、１間の光軸間隔ｄを維持することは容易となる
が、モジュール端面１ａを意図的に変形させることは内
装部品を実装することができなくなる可能性を含むた
め、好ましい改善方法とは呼べない。

【００１３】そこで、本発明の目的は、複数のモジュー
ルを互いに連結して光カーテンを作るときに、光軸間隔
が密であったとしても隣接するモジュール間の光軸間隔
を維持するのが容易な多光軸光電センサを提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】かかる技術的課題は、本
発明によれば、細長いケース内に複数の投光素子を有
し、これら複数の投光素子が一列に並んで且つ共に等し
い第１の光軸間隔を隔てて配置された投光器と、細長い
ケース内に複数の受光素子を有し、これら複数の受光素
子が一列に並んで且つ共に等しい第１の光軸間隔を隔て
て配置された受光器とからなる多光軸光電センサにおい
て、前記ケースの長手方向端の角隅部に付加的な投光素
子又は受光素子が配置され、該付加的な投光素子又は受
光素子が、前記一列に並んで配置された複数投光素子又
は受光素子の最も外側に位置する最外端の投光素子又は
受光素子から第２の光軸間隔を隔てて配置され、該第２
の光軸間隔と前記第１の光軸間隔とが等しいことを特徴
とする多光軸光電センサを提供することにより達成され
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態において、最
も典型的な多光軸光電センサは、そのケースの端面が、
従来のように湾曲した面で構成するのではなく、鉛直面
で構成するのが、内装部品を実装するのに好都合であ
る。

【００１６】本発明の上記目的及び他の目的並びにその
作用効果は、以下に図面を参照した本発明の好ましい実
施例の詳しい説明から明らかになるであろう。

【００１７】

【実施例】以下に、添付の図面に基づいて、本発明の好
ましい実施例を説明する。

【００１８】第１実施例（図３〜図７） 図３〜図７は、本発明の第１実施例を示し、参照符号１
００は多光軸光電センサのモジュールを示す。このモジ
ュール１００には、投光器と受光器とが含まれる。従っ
て、モジュール１００は多光軸光電センサの投光器及び
受光器のいずれか一方を図示したものと理解すべきであ
る。

【００１９】モジュール１００は、図５から理解できる
ように、細長い略直方体形状のケース１１を有し、ケー
ス１１の端面１１ａ（図４、図５参照）は、平らな鉛直
面で構成されている。ケース１１は、その前面に、その
中心線に沿って長手方向に等間隔ｄを隔てて配置された
複数の投光孔又は受光孔１２を有し、最も端に位置する
投光孔又は受光孔１２ｅは、ケース端面１１ａから若干
離間して位置している。モジュール１００を構成する投
光器と受光器は、対応する投光孔１２と受光孔１２とを
通じて光ビームの投受光を行う。

【００２０】モジュール１００の両端には、その角隅部
分に、ケース端面１１ａに隣接して、夫々、付加的な投
光孔又は受光孔１３が形成されている。モジュール１０
０を構成する投光器と受光器は、対応する投光孔１３と
受光孔１３とを通じて光ビームの投受光を行う。

【００２１】ケース１１の中心線に沿って長手方向に一
列に並んだ投光孔又は受光孔１２の中心間の間隔つまり
光軸間隔が距離ｄであるとすると、その最外端に位置す
る孔１２ｅと追加の投光孔又は受光孔１３との間の間隔
も距離ｄであり、また、２つの追加の投光孔又は受光孔
１３、１３間の間隔も距離ｄである。すなわち、２つの
付加的な投光孔又は受光孔１３は、上記の最外端の投光
孔又は受光孔１２と正三角形を作る位置関係にあり、且
つ、モジュール１００に設けられた全ての投光孔又は受
光孔１２、１３の光軸間隔は等しい。

【００２２】図３は、２つのモジュール１００をその長
手方向軸線に沿って直列に配置した例を示し、図４及び
図５は、２つのモジュール１００の長手方向軸線が互い
に直交するようにこれら２つのモジュール１００を直角
に屈曲した状態で配置した例を示す。

【００２３】図３から理解できるように、２つのモジュ
ール１００の端面同士を隣接して又は突き合わせた状態
で直列に配置した場合、各モジュール１００の各端の角
隅部分に、夫々、付加的な投光孔又は受光孔１３が配置
されているため、隣接する２つのモジュール１００、１
００間の隣接する光軸間の距離を先に説明した距離ｄ以
下に保持することは容易である。

【００２４】すなわち、例えば、図３に図示のように、
２つのモジュール１００の端面同士を互いに突き合わせ
るようにして配置したときには、この隣接する２つのモ
ジュール１００、１００間の隣接する光軸間の距離は、
図３から明らかなように、距離ｄよりも小さい。

【００２５】直列に配置する別の例として、２つのモジ
ュール１００のケース端面１１ａが互いに対面するよう
に多少離間した状態で配置したとしても、この離間距離
が光軸間隔ｄよりも小さい限り、この隣接する２つのモ
ジュール１００、１００間の隣接する光軸間の距離を距
離ｄと等しいか又はこれよりも小さく保つことができ
る。

【００２６】図４及び図５は、２つのモジュール１０
０、１００の配置角度θが９０度となるように配置した
例を示すものである。これらの図面に図示の２つのモジ
ュール１００に関し、説明の都合上、一方のモジュール
には符号「１００Ａ」を付し、他方のモジュールには符
号「１００Ｂ」を付してあるが、モジュール１００Ａと
モジュール１００Ｂとは基本的に同じであると理解され
たい。

【００２７】図示のように直角に交わるように２つのモ
ジュール１００Ａ、１００Ｂを配置しても、各モジュー
ルの角隅部分に配置した付加的な投光孔又は受光孔１３
によって、隣接するモジュール１００Ａと１００Ｂと間
の隣接する光軸間の距離を、距離ｄよりも小さく保つこ
とは容易である。

【００２８】すなわち、２つのモジュール１００、１０
０は、端面同士を突き合わせたり、端面と側面とを突き
合わせるようにして配置することで、光軸間距離ｄを保
ちながら連結することができる。

【００２９】例えば、図示のように、隣接するモジュー
ル１００Ａと１００Ｂとの間の隣接する光軸間の距離を
距離ｄと等しくするのであれば、他方のモジュール１０
０Ｂを一方のモジュール１００Ａのケース端面１１ａか
ら若干内方側又は外方側に変位させる必要がある。つま
り、他方のモジュール１００Ｂのケース外側面１１ｂ
が、一方のモジュール１００Ａのケース端面１１ａとほ
ぼ面一となる配置を基準として、互いに隣接する追加の
投光孔又は受光孔１３間の光軸間隔が距離ｄとなるま
で、内外にオフセットすることが可能である（図示の配
置は内方側にオフセットしている）。

【００３０】このことから、ケース１１の幅Ｗが光軸間
隔ｄよりも大きい場合でも、更に（１／２）Ｗが光軸間
隔ｄよりも大きく場合であっても、隣接するモジュール
１００Ａ、１００Ｂ間の光軸間隔を距離ｄ以下に維持す
ることが可能である。

【００３１】モジュール１００は、例えば一端の２つの
追加の投光孔又は受光孔１３を通じて投受光され、次い
で、長手方向に並んだ投光孔又は受光孔１２が一端側か
ら他端側に向けて順に投受光され、次いで、他端の２つ
の追加の投光孔又は受光孔１３が順に投受光される。次
いで、隣接するモジュール１００の投受光が同様にして
行われる。

【００３２】図６、図７は、第１実施例のモジュール１
００のようにケース端面１０ａに隣接してモジュール１
００の各端の両角隅部に追加の投光孔又は受光孔１３を
有する場合、隣接するモジュール１００、１００同士又
は図外のコントローラとの間の通信及び／又は電気的な
接続を行うためにケーブルを利用するときに、外部コネ
クタ及びコネクタピンの配置の一例を示す。

【００３３】図６、図７は、モジュール１００の内部構
造を概略的に示すものである。モジュール１００の内部
には、その前面に沿って投光素子又は受光素子を保持す
るための素子ホルダ１４が配置され、この素子ホルダ１
４はモジュール１００の端から端まで延びる長方形のプ
レート１５を含み、このプレート１５に上述した投光孔
又は受光孔１２、１３が形成されている。

【００３４】素子ホルダ１４は、また、プレート１５と
一体に成形された円筒体１６を含み、この円筒体１６は
光軸に沿って延びており、円筒体１６の下端又は後端に
投光素子又は受光素子（共に図示せず）が配置されてい
る。モジュール１００の内部には、また、モジュール１
００の背面に沿ってプリント基板１７が配置されてい
る。

【００３５】素子ホルダのプレート１５は、その一端部
において一側縁に沿って矩形に切り欠いた第１切欠き部
１８を有し、また、このプレート１５に対向して位置す
るプリント基板１７には、第１切欠き部１８に対面する
位置にコネクタピン１９が配置されている。プリント基
板１７には、また、コネクタピン１９に隣接し且つ第１
切欠き部１８と整合した位置に第２切欠き部２０が形成
されている。

【００３６】モジュール１００のケース１１には、その
前面と背面とに、図示を省略したが、上述した第１切欠
き部１８及び第２切欠き部２０に対応した開口が形成さ
れるか、または、この開口を含む凹所がケース側面に形
成されている。

【００３７】図７の参照符号２１は外部コネクタを示
す。外部コネクタ２１は、モジュール１００のケース１
１に形成した上記開口又は凹所と相補的な形状を有し、
外部コネクタ２１をコネクタピン１９に連結したときに
は、モジュール１００の略直方体形状の一部となる。外
部コネクタ２１は、第２切欠き部２０を通じてモジュー
ル１００の背面側から外部に延出するケーブル２２を有
する。

【００３８】図８〜図１１は、本発明の他の実施例又は
変形例を示すものであり、これらの実施例又は変形例に
おいて、上記第１実施例と同一の要素には同一の参照符
号を付すことにより、その詳しい説明は省略する。

【００３９】第２実施例（図８、図９） 第２実施例のモジュール２００にあっては、ケース１１
の中心線に沿って長手方向に等間隔に配置された投光孔
又は受光孔１２のうち最も端に位置する孔１２ｅがケー
ス端面１１ａに隣接して配置され、この最端に位置する
投光孔又は受光孔１２ｅは、ケース１１の角隅部に配置
された付加的な投光孔又は受光孔１３を結ぶ直線上に位
置している。

【００４０】この第２実施例のモジュール２００にあっ
ても、上記第１実施例１００と同様の作用効果を発揮す
ることができることは言うまでもない。

【００４１】第３実施例（図１０、図１１） 第３実施例のモジュール３００にあっても、第２実施例
と同様に、ケース１１の中心線に沿って長手方向に等間
隔ｄに配置された投光孔又は受光孔１２のうち最も端に
位置する孔１２ｅがケース端面１１ａに隣接して配置さ
れている。また、この第３実施例では、ケース１１の角
隅部に配置された付加的な投光孔又は受光孔１３がケー
ス端面１１ａから若干内方側に変位して配置されてい
る。

【００４２】すなわち、第３実施例のモジュール３００
にあっては、第１、第２実施例１００、２００の付加的
な投光孔又は受光孔１３の配置位置に比べて、ケース端
面１１ａから若干離間して配置されている。したがっ
て、付加的な２つの投光孔又は受光孔１３の配置位置に
関し、ケース１１の中心線に沿って配置された投光孔又
は受光孔１２の列に対して、２つの投光孔又は受光孔１
３を結ぶ直線がケース１１の端部において直交するよう
に配置されているということができる。

【００４３】この付加的な２つの投光孔又は受光孔１３
は、最も外側端に位置する孔１２ａから等間隔に離間し
ており、この離間距離は、一列に配置された投光孔又は
受光孔１２の光軸距離ｄと等しい。そして、ケース端面
１１ａは、図１０から理解できるように、その幅方向両
端が丸まった形状を有し、幅方向中央部分がケースの長
手方向と直交した平面で構成されている。このケース端
面１１ａの中央平面が属する平面から各投光孔又は受光
孔１３までの最短距離は、好ましくは、ケース１１の幅
ｗの１／２の長さの半分と等しいか又はこれよりも短
い。

【００４４】この第３実施例のモジュール２００にあっ
ても、上記第１実施例１００と同様の作用効果を発揮す
ることができることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の多光軸光電センサを示す。

【図２】従来の多光軸光電センサの問題点を解決するの
に考えられる一つの例を説明するための図である。

【図３】第１実施例の多光軸光電センサの正面図であ
り、この図は、２つのモジュールを直列に配置した例を
示す。

【図４】第１実施例の多光軸光電センサの正面図であ
り、この図は、２つのモジュールを直角に屈曲した状態
で配置した例を示す。

【図５】図４に関連した斜視図である。

【図６】第１実施例の多光軸光電センサの内部構造の概
略図であり、外部コネクタを受け入れるための手段を説
明するための図である。

【図７】図６に関連して多光軸光電センサの内部構造の
概略図であり、外部コネクタを受け入れた状態を示す。

【図８】第２実施例の多光軸光電センサの正面図であ
り、この図は、２つのモジュールを直角に屈曲した状態
で配置した例を示す。

【図９】図８に関連した斜視図である。

【図１０】第３実施例の多光軸光電センサの正面図であ
り、この図は、２つのモジュールを直角に屈曲した状態
で配置した例を示す。

【図１１】図１０に関連した斜視図である。

【符号の説明】 １００、２００、３００ 多光軸光電センサのモジュ
ール １１ ケース １１ａ ケース端面 １２ 等間隔に且つ一列に配置された投光孔又は受
光孔 １３ 付加的な投光孔又は受光孔 ｄ 光軸間隔

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長いケース内に複数の投光素子を有
   し、これら複数の投光素子が一列に並んで且つ共に等し
   い第１の光軸間隔を隔てて配置された投光器と、 細長いケース内に複数の受光素子を有し、これら複数の
   受光素子が一列に並んで且つ共に等しい第１の光軸間隔
   を隔てて配置された受光器とからなる多光軸光電センサ
   において、 前記ケースの長手方向端の角隅部に付加的な投光素子又
   は受光素子が配置され、 該付加的な投光素子又は受光素子が、前記一列に並んで
   配置された複数投光素子又は受光素子の最も外側に位置
   する最外端の投光素子又は受光素子から第２の光軸間隔
   を隔てて配置され、 該第２の光軸間隔と前記第１の光軸間隔とが等しいこと
   を特徴とする多光軸光電センサ。
2. 【請求項２】 前記一列に配置された投光素子又は受光
   素子の最外端の投光素子又は受光素子が、前記ケースの
   端面に隣接して配置されていることを特徴とする請求項
   １に記載の多光軸光電センサ。
3. 【請求項３】 前記付加的な投光素子又は受光素子が、
   前記ケースの端面に隣接して配置されていることを特徴
   とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
4. 【請求項４】 前記ケースの幅の１／２が、前記第１の
   光軸間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか一項に記載の多光軸光電センサ。
5. 【請求項５】 前記ケースの端面が、前記ケースの長手
   方向と直交する鉛直面で構成されていることを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれか一項に記載の多光軸光電セン
   サ。
6. 【請求項６】 細長い投光器ケースの幅方向中央部分に
   該投光器ケースの長手方向に一列に並んで且つ等しい第
   １の光軸間隔を隔てて配置された複数の投光素子を有す
   る投光器と、 細長い受光器ケースの幅方向中央部分に該受光器ケース
   の長手方向に一列に並んで且つ前記第１の光軸間隔を隔
   てて配置された複数の受光素子を有する受光器とを含
   み、 前記投光器は、前記投光器ケースの長手方向端の角隅部
   に付加的に配置された投光素子を更に有し、また、 前記受光器は、前記受光器ケースの長手方向端の角隅部
   に付加的な配置された受光素子を更に有し、 前記投光器ケースと前記受光器ケースは、実質的に同じ
   幅及び長さを有し、これら投光器ケース及び受光器ケー
   スの幅の１／２が、前記投光素子及び前記受光素子の第
   １の光軸間隔よりも大きく、 前記付加的な投光素子又は受光素子が、前記一列に並ん
   で配置された複数投光素子又は受光素子の最も外側に位
   置する最外端の投光素子又は受光素子から第２の光軸間
   隔を隔てて配置され、 該第２の光軸間隔と前記第１の光軸間隔とが等しいこと
   を特徴とする多光軸光電センサ。
7. 【請求項７】 前記一列に並んで配置された複数の投光
   素子又は受光素子のうち、最も外側に位置する最外端の
   投光素子又は受光素子が、前記投光器ケース又は前記受
   光器ケースの端面から離れて配置され、前記付加的な投
   光素子又は受光素子が、前記投光器ケース又は前記受光
   器ケースの端面に近接して配置されていることを特徴と
   する請求項６に記載の多光軸光電センサ。
8. 【請求項８】 前記一列に並んで配置された複数の投光
   素子又は受光素子のうち、最も外側に位置する最外端の
   投光素子又は受光素子が、前記投光器ケース又は前記受
   光器ケースの端面に隣接して配置され、前記付加的な投
   光素子又は受光素子が、前記投光器ケース又は前記受光
   器ケースの端面から、ケースの長手方向中央側に若干離
   れて配置されていることを特徴とする請求項６に記載の
   多光軸光電センサ。
9. 【請求項９】 前記ケースの端面が、ケースの幅方向両
   端部分が丸まった形状を有し、その中央部分が、前記ケ
   ースの長手方向と直交する平面で構成され、 前記ケースの端面の前記中央平面が属する平面と前記付
   加的な投光素子又は受光素子との最短距離が、前記ケー
   ス１１の幅の１／２の長さの半分と等しいか又はこれよ
   りも短いことを特徴とする請求項８に記載の多光軸光電
   センサ。
10. 【請求項１０】 前記多光軸光電センサが、複数の前記
    投光器及びこれと同数の前記受光器を有し、 前記複数の投光器が、互いに端面同士を対面させて又は
    端面と側面とを対面させることにより、隣接する投光器
    間の光軸間隔を前記第１の光軸間隔に保ちながら任意の
    角度で配置可能であり、 前記複数の受光器が、互いに端面同士を対面させて又は
    端面と側面とを対面させることにより、隣接する受光器
    間の光軸間隔を前記第１の光軸間隔に保ちながら任意の
    角度で配置可能であることを特徴とする請求項１〜９の
    いずれか一項に記載の多光軸光電センサ。