JP2020165930A - Detector with display function and display-detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出エリアのエリア情報を可視化して表示しつつ検出対象物を検出するための表示機能付き検出装置に関する。 The present invention relates to a detection device with a display function for detecting an object to be detected while visualizing and displaying the area information of the detection area.
特開２０１６−１０５０４９号公報には、監視エリア内に侵入した侵入物を検知して工作機械やロボット等の動作を停止させる安全装置として、エリア監視センサが記載されている（同公報の段落［０００１］、［０００２］、［０００４］参照）。エリア監視センサは、外部に向かって周方向に検出光を走査させつつ、対象物で反射した反射光を受光して処理を行うことにより、侵入物を検知している（同公報の段落［０００２］参照）。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-105049 describes an area monitoring sensor as a safety device that detects an intruder that has invaded the monitoring area and stops the operation of a machine tool, a robot, or the like (paragraph [] of the same publication. 0001], [0002], [0004]). The area monitoring sensor detects an intruder by scanning the detected light outward in the circumferential direction, receiving the reflected light reflected by the object, and performing processing (paragraph [0002] of the same publication. ]reference).
上記公報に示すエリア監視センサにおいては、検出光として、波長が赤外領域のレーザ光を用いると記載されており（同公報の段落［００３１］参照）、検出光は人の目には見えない。ところが、人と協働して作業を行う協働ロボットや、工場内で人のいる中を走行する無人搬送車（ＡＧＶ：Automatic guided vehicle）の場合、監視エリアが人の目に見えないままだと、人が不用意に機械に接近した際にエリア監視センサが人を検知することで、機械が頻繁に停止する（いわゆる「チョコ停」が発生する）といったことが起こり得る。このような作業者による不用意なチョコ停によって、生産性は低下する。 In the area monitoring sensor shown in the above publication, it is described that laser light having a wavelength in the infrared region is used as the detection light (see paragraph [0031] of the same publication), and the detection light is invisible to the human eye. .. However, in the case of collaborative robots that work in collaboration with people and automatic guided vehicles (AGVs) that run in the presence of people in factories, the monitoring area remains invisible to humans. Then, when a person inadvertently approaches the machine, the area monitoring sensor detects the person, so that the machine may stop frequently (so-called "chocolate stop" occurs). Inadvertent choco-stopping by such workers reduces productivity.
その一方、レーザ加工の分野においては、可視光レーザビームを加工用の非可視光レーザビームの光路に合致するように照射することにより、非可視光レーザビームの照準を目視で加工開始点に合わせることができるようにしたものが提案されている（特開昭５３−１４４９５号公報、特公昭６３−３４７４号公報、特開２０１７−５４０３２号公報参照）。 On the other hand, in the field of laser processing, the aim of the invisible light laser beam is visually aligned with the processing start point by irradiating the visible light laser beam so as to match the optical path of the invisible light laser beam for processing. It has been proposed that this can be done (see JP-A-53-14495, JP-A-63-3474, JP-A-2017-54032).
そこで、レーザ加工分野における、可視レーザ光を非可視レーザ光の光路に合致するように照射する技術を上述のエリア監視センサにそのまま適用することも考えられるが、エリア監視センサにおいては、検出用の非可視光は空間内に向かって照射されており、そのため、可視光を非可視光の光路に合致するように照射しても、可視光が同様に空間内に照射されるだけなので、人が監視エリアを明確に認知することは困難である。 Therefore, in the field of laser processing, it is conceivable to apply the technique of irradiating visible laser light so as to match the optical path of invisible laser light to the above-mentioned area monitoring sensor as it is, but in the area monitoring sensor, it is for detection. Since the invisible light is emitted toward the inside of the space, even if the visible light is irradiated so as to match the optical path of the invisible light, the visible light is also emitted into the space in the same manner. It is difficult to clearly recognize the surveillance area.
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、検出エリアのエリア情報を可視化して表示しつつ検出対象物を検出できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and the problem to be solved by the present invention is to make it possible to detect an object to be detected while visualizing and displaying the area information of the detection area. There is.
本発明に係る表示機能付き検出装置は、検出対象物を検出するための検出光を出射する検出光源と、検出光による検出エリアのエリア情報を表示するための表示光を出射する表示光源と、表示光が検出エリアに対応した表示面に照射されるように、表示光の進路を偏向する光学素子とを備えており、表示光は、光学素子により進路を偏向されていない状態で検出光の進路と一致する方向に進んでおり、その状態から光学素子により検出光の進路に対して所定角度をなす方向に進路を偏向されている。 The detection device with a display function according to the present invention includes a detection light source that emits detection light for detecting an object to be detected, and a display light source that emits display light for displaying area information of a detection area by the detection light. It is provided with an optical element that deflects the path of the display light so that the display light is applied to the display surface corresponding to the detection area, and the display light is the detection light in a state where the path is not deflected by the optical element. It travels in a direction that coincides with the course, and from that state, the course is deflected in a direction forming a predetermined angle with respect to the course of the detected light by the optical element.
本発明においては、検出光源から対象物検出用の検出光が出射されるとともに、表示光源から検出エリアのエリア情報の表示用の表示光が出射される。表示光は、光学素子により進路が偏向されていない状態では、検出光の進路と一致する方向に進んでいる。その状態から、表示光は、光学素子により検出光の進路に対して所定角度をなす方向に進路を偏向されており、これにより、表示光が検出エリアに対応した表示面に照射される。 In the present invention, the detection light source emits the detection light for detecting the object, and the display light source emits the display light for displaying the area information of the detection area. The display light travels in a direction that coincides with the path of the detected light in a state where the path is not deflected by the optical element. From that state, the display light is deflected in a direction forming a predetermined angle with respect to the path of the detection light by the optical element, whereby the display light is applied to the display surface corresponding to the detection area.
本発明によれば、表示光を検出光の検出エリアに対応した表示面（たとえば地面等）に照射することができるので、人は検出エリアの位置情報を表示面上に照射される表示光によって認知することが可能になる。このとき、表示光で文字や図形等も表示するようにすれば、検出エリアの特性（たとえば防護領域であるか警告領域であるか等）をも認知できるようになる。 According to the present invention, the display light can be applied to a display surface (for example, the ground) corresponding to the detection area of the detection light, so that a person can use the display light to irradiate the position information of the detection area on the display surface. It becomes possible to recognize. At this time, if characters, figures, and the like are also displayed by the display light, the characteristics of the detection area (for example, whether it is a protection area or a warning area) can be recognized.
本発明では、表示光の進路が光学素子により偏向されるように、光学素子に作用する作用手段を有している。ここでいう「作用手段」とは、たとえば、光学素子がミラーの場合には、ミラーを回転等させる駆動手段であり、光学素子が音響光学素子の場合には、超音波発生手段である。 In the present invention, there is an action means that acts on the optical element so that the path of the display light is deflected by the optical element. The "acting means" referred to here is, for example, a driving means for rotating the mirror when the optical element is a mirror, and an ultrasonic wave generating means when the optical element is an acoustic optical element.
本発明に係る表示・検出システムは、表示機能付き検出装置を備えており、検出光による検出エリアの位置、および、表示光源の光軸の表示面からの高さ位置に基づいて、表示光を表示面に照射するための所定角度を算出している。 The display / detection system according to the present invention includes a detection device with a display function, and emits display light based on the position of the detection area by the detection light and the height position of the optical axis of the display light source from the display surface. A predetermined angle for irradiating the display surface is calculated.
本発明によれば、検出光による検出エリアの位置および表示光源の光軸の表示面からの高さ位置に基づいて、表示光が光学素子により偏向される所定角度が算出されるので、検出エリアの位置および表示光源の光軸の高さ位置が分かれば、表示面上において検出エリアに対応した位置に表示光を正確に照射できるようになる。また、検出エリアの設定位置や表示光源の光軸の高さ位置が変更された場合でも、表示光の照射角度の設定を容易に行える。 According to the present invention, a predetermined angle at which the display light is deflected by the optical element is calculated based on the position of the detection area by the detection light and the height position of the optical axis of the display light source from the display surface. If the position of the above and the height position of the optical axis of the display light source are known, the display light can be accurately irradiated to the position corresponding to the detection area on the display surface. Further, even when the setting position of the detection area or the height position of the optical axis of the display light source is changed, the irradiation angle of the display light can be easily set.
以上のように本発明によれば、表示光を検出光の検出エリアに対応した表示面に照射することができるので、表示面上に照射される表示光によって、検出エリアの位置情報や検出エリアの特性を含むエリア情報を人が認知できるようになる。 As described above, according to the present invention, since the display light can be applied to the display surface corresponding to the detection area of the detection light, the position information of the detection area and the detection area are determined by the display light emitted on the display surface. People will be able to recognize area information including the characteristics of.
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図６は、本発明の一実施例による表示機能付き検出装置としてのレーザスキャナ（ＬＳ）を説明するための図である。
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 6 are diagrams for explaining a laser scanner (LS) as a detection device with a display function according to an embodiment of the present invention.
図１ないし図３に示すように、レーザスキャナ１は、検出光としての不可視レーザ光Ｌ２を出射するレーザ（検出光源）２と、表示光としての可視レーザ光Ｌ３を出射するレーザ（表示光源）３と、可視レーザ光Ｌ３を透過するとともに、不可視レーザ光Ｌ２を反射するハーフミラー４と、レーザ３とハーフミラー４の間に配置され、レーザ３から出射された可視レーザ光Ｌ３を反射してその進路を所定角度偏向するために傾動可能に設けられたガルバノミラー（光学素子）５と、レーザ２から出射された不可視レーザ光Ｌ２により検出エリアを走査するように揺動可能に設けられたガルバノミラー等の光走査デバイス６とを備えている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the laser scanner 1 has a laser (detection light source) 2 that emits invisible laser light L 2 as detection light and a laser (display) that emits visible laser light L 3 as display light. Light source) 3, half mirror 4 that transmits visible laser light L 3 and reflects invisible laser light L 2 , and visible laser light L that is arranged between laser 3 and half mirror 4 and emitted from laser 3. 3 reflects a galvanometer mirror (optical element) 5 disposed tiltably to a predetermined angle deflecting the path thereof, so as to scan the detection area by the invisible laser beam L 2 emitted from the laser 2 swing It is provided with an optical scanning device 6 such as a galvano mirror provided as possible.
図1（平面図）および図２（正面図）に示すように、ガルバノミラー５が可視レーザ光Ｌ３の進路に進入しておらず、可視レーザ光Ｌ３の進路がガルバノミラー５により偏向されていない状態では、可視レーザ光Ｌ３は、ハーフミラー４で反射して進む不可視レーザ光Ｌ２の進路（光路）Ｌと一致する方向に進んでいる。このとき、進路Ｌに沿って進む不可視レーザ光Ｌ２および可視レーザ光Ｌ３は、いずれも走査デバイス６の反射面上の点Ａに集束する。光走査デバイス６の点Ａに入射した不可視レーザ光Ｌ２および可視レーザ光Ｌ３は、反射面で反射していずれも反射光Ｌｒとなる。なお、図１中、実線で示した光走査デバイス６での反射光Ｌｒは一点鎖線で示されており、二点鎖線で示された光走査デバイス６での反射光Ｌｒは二点鎖線で示されている。 As shown in FIGS. 1 (plan view) and 2 (front view), the galvano mirror 5 does not enter the path of the visible laser light L 3 , and the course of the visible laser light L 3 is deflected by the galvano mirror 5. In the non-existing state, the visible laser light L 3 travels in a direction corresponding to the path (optical path) L of the invisible laser light L 2 reflected by the half mirror 4. At this time, the invisible laser light L 2 and the visible laser light L 3 traveling along the path L are both focused on the point A on the reflection surface of the scanning device 6. The invisible laser light L 2 and the visible laser light L 3 incident on the point A of the optical scanning device 6 are reflected by the reflecting surface and both become reflected light Lr. In FIG. 1, the reflected light Lr of the optical scanning device 6 shown by the solid line is indicated by the alternate long and short dash line, and the reflected light Lr of the optical scanning device 6 indicated by the alternate long and short dash line is indicated by the alternate long and short dash line. Has been done.
図３（正面図）に示すように、ガルバノミラー５が図２の位置から傾動して可視レーザ光Ｌ３の進路に進入すると、可視レーザ光Ｌ３がガルバノミラー５の表面で反射することにより、可視レーザ光Ｌ３の進路がガルバノミラー５で偏向される。これにより、可視レーザ光Ｌ３は、不可視レーザ光Ｌ２の進路Ｌに対して下方に角度（偏向角）θだけ偏向された進路Ｌ’を進み、そのままハーフミラ−４を透過して、光走査デバイス６の反射面上において点Ａの下方の点Ｂに入射する。このとき、光走査デバイス６での反射光はＬ’ｒで示されている。反射光Ｌ’ｒは反射光Ｌｒに対して角度（照射角）（後述）をなして下方の地面（表示面）に向かって進む。反射光Ｌｒは、検出エリアの検出対象物を検出するための検出光であり、反射光Ｌ’ｒは、検出エリアに対応した表示面に照射され、検出エリアのエリア情報（たとえば、検出エリアの境界や検出エリアの特性（防護領域であるか警告領域であるか等））を表示するための表示光である。なお、図３を平面側から見たとき、図２の場合と同様に、可視レーザ光Ｌ３の進路Ｌ’および反射光Ｌ’ｒの進路は、不可視レーザ光Ｌ２の進路Ｌおよび反射光Ｌｒの進路と一致して見える。 As shown in FIG. 3 (front view) and enters the path of the visible laser beam L 3 galvanomirror 5 is tilted from the position of FIG. 2, by which the visible laser beam L 3 reflected by the surface of the Galvano mirror 5 , The path of the visible laser beam L 3 is deflected by the galvanometer mirror 5. As a result, the visible laser light L 3 travels on the path L'biased downward by the angle (deflection angle) θ with respect to the path L of the invisible laser light L 2 , passes through the half mirror -4 as it is, and performs optical scanning. It is incident on the point B below the point A on the reflective surface of the device 6. At this time, the light reflected by the optical scanning device 6 is indicated by L'r. The reflected light L'r makes an angle (irradiation angle) (described later) with respect to the reflected light Lr and travels toward the ground (display surface) below. The reflected light Lr is detection light for detecting an object to be detected in the detection area, and the reflected light L'r is applied to the display surface corresponding to the detection area, and the area information of the detection area (for example, the detection area) This is an indicator light for displaying the characteristics of the boundary or detection area (whether it is a protection area or a warning area, etc.). When FIG. 3 is viewed from the plane side, the path L'of the visible laser light L 3 and the path L'r of the reflected light L'r are the path L of the invisible laser light L 2 and the reflected light, as in the case of FIG. It seems to match the course of Lr.
レーザスキャナ１は、図４に示すようなＬＳコントローラ１０を有している。ＬＳコントローラ１０には、レーザスキャナ１に対して検出エリアの設定やレーザの光軸の高さ位置の設定を含む各種設定等を行うための入出力部１１と、レーザスキャナ１に対して各種通信を行うための送受信部と、受光した検出光を処理するための受光信号処理部１３と、各種表示を行う表示部１４と、レーザ２を駆動するレーザドライバ１５と、レーザ３を駆動するレーザドライバ１６と、光走査デバイス６を駆動する光走査デバイス駆動部１７と、ガルバノミラー５を駆動するミラー駆動部（作用手段）１８とが接続されている。 The laser scanner 1 has an LS controller 10 as shown in FIG. The LS controller 10 has an input / output unit 11 for making various settings including setting of a detection area for the laser scanner 1 and setting of the height position of the optical axis of the laser, and various communications for the laser scanner 1. A transmitting / receiving unit for performing the above, a receiving signal processing unit 13 for processing the received detection light, a display unit 14 for performing various displays, a laser driver 15 for driving the laser 2, and a laser driver for driving the laser 3. 16, the optical scanning device driving unit 17 that drives the optical scanning device 6, and the mirror driving unit (acting means) 18 that drives the galvano mirror 5 are connected to each other.
次に、可視レーザ光Ｌ３の偏向角θと照射角αの関係について、図５および図６を用いて説明する。
図５は、図３に示した状態を三次元的に見た図であり、図６は、図５中から照射角α、検出光Ｌｒおよび表示光Ｌ’ｒに着目してこれらを取り出して示す図である。
Next, the relationship between the deflection angle θ and the irradiation angle α of the visible laser light L 3 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
FIG. 5 is a three-dimensional view of the state shown in FIG. 3, and FIG. 6 shows the irradiation angle α, the detection light Lr, and the display light L'r taken out from FIG. It is a figure which shows.
図５中、点Ｏは、レーザ３から出射された可視レーザ光Ｌ３がガルバノミラー５に入射した入射点である。また、同図において、ガルバノミラー５の点Ｏで反射して進路を偏向された可視レーザ光Ｌ３の進路Ｌ’は線分ＯＢで表されており、光走査デバイス６の反射面上の点Ｂに入射する。その一方、線分ＯＡは、ガルバノミラー５で進路を偏向されていない場合の可視レーザ光Ｌ３の進路Ｌを表しており、これは、レーザ２から出射され、ハーフミラー４で反射して進む不可視レーザ光Ｌ２の進路Ｌと一致しており、光走査デバイス６の反射面上の点Ａに入射する。 In FIG. 5, the point O is the incident point of the visible laser beam L 3 emitted from the laser 3 is incident on the galvano-mirror 5. Further, in the figure, the path of the visible laser beam L 3 which deflects the path reflected by the point O galvanomirror 5 L 'is represented by a line segment OB, the point on the reflecting surface of the optical scanning device 6 It is incident on B. On the other hand, the line segment OA represents the path L of the visible laser light L 3 when the path is not deflected by the galvano mirror 5, which is emitted from the laser 2 and reflected by the half mirror 4 to proceed. It coincides with the path L of the invisible laser beam L 2 and is incident on the point A on the reflection surface of the optical scanning device 6.
ここで、図５において、三角形ＯＡＢを含む平面をＰ、線分ＡＢ、検出光Ｌｒおよび表示光Ｌ’ｒを含む平面をＱとすると、平面Ｐ、Ｑは、光走査デバイス６の反射面に対してなす角度が相等しい。また、同図中、平面Ｑを光走査デバイス６の裏面側まで延長した平面をＴとする。このとき、平面Ｐを線分ＡＢの回りに回転させて平面Ｔに重ねると、点Ｏは平面Ｔ上の点Ｏ’に重なる。平面Ｔ上において、線分Ｏ’Ａと線分Ｏ’Ｂがなす角度をα、線分Ｏ’Ａの長さをｍとし、平面Ｐ上において、線分ＯＡの長さをｋとするとき、
α＝θ
ｍ＝ｋ
である。
Here, in FIG. 5, assuming that the plane including the triangle OAB is P, the plane including the line segment AB, the detection light Lr, and the display light L'r is Q, the planes P and Q are on the reflecting surface of the optical scanning device 6. The angles they make are equal. Further, in the figure, a plane obtained by extending the plane Q to the back surface side of the optical scanning device 6 is defined as T. At this time, when the plane P is rotated around the line segment AB and overlapped with the plane T, the point O overlaps with the point O'on the plane T. When the angle formed by the line segment O'A and the line segment O'B is α on the plane T, the length of the line segment O'A is m, and the length of the line segment OA is k on the plane P. ,
α = θ
m = k
Is.
図６中、高さＨは、表示面（地面）Ｄから点Ｏ’までの距離を示し、これはレーザ３の光軸の表示面Ｄからの高さに相当しており、距離Ｒは、走査デバイス６の反射面からの距離を示している。表示光Ｌ’ｒの表示面Ｄへの入射点Ｅを距離Ｒの位置に一致させるようにすれば、可視光である表示光Ｌ’ｒにより、検出光Ｌｒによる検出エリア（およびその境界）が表示されることになる。同図から明らかなように、
ｔaｎα＝Ｈ／（ｍ＋Ｒ）＝Ｈ／（ｋ＋Ｒ）［∵ｍ＝ｋ］・・・（１）
ｔaｎα＝ｔaｎθ［∵α＝θ］・・・（２）
（１）、（２）式より、
Ｈ／（ｋ＋Ｒ）＝ｔaｎθ
よって、
θ＝ｔaｎ-1［Ｈ／（ｋ＋Ｒ）］・・・（３）
となる。ここで、距離ｋ、高さＨは既知であるから、距離Ｒを特定することにより、たとえば、レーザスキャナ１の防護領域として距離Ｒ＝２ｍと設定することにより、（３）式から可視レーザ光Ｌ３の偏向角θを容易に算出することができる。
In FIG. 6, the height H indicates the distance from the display surface (ground) D to the point O', which corresponds to the height of the optical axis of the laser 3 from the display surface D, and the distance R is. The distance from the reflecting surface of the scanning device 6 is shown. If the incident point E of the display light L'r on the display surface D is made to match the position of the distance R, the detection area (and its boundary) by the detection light Lr is caused by the display light L'r which is visible light. It will be displayed. As is clear from the figure
tanα = H / (m + R) = H / (k + R) [∵m = k] ... (1)
tanα = tanθ [∵α = θ] ... (2)
From equations (1) and (2)
H / (k + R) = tanθ
Therefore,
θ = tan -1 [H / (k + R)] ... (3)
Will be. Here, since the distance k and the height H are known, by specifying the distance R, for example, by setting the distance R = 2 m as the protection region of the laser scanner 1, the visible laser light can be obtained from the equation (3). The deflection angle θ of L 3 can be easily calculated.
〔第１の変形例〕
図７ないし図９は、レーザスキャナの光学系のレイアウトの第１の変形例を示している、図７は平面図であり、図８および図９は正面図であって、図８は可視レーザ光Ｌ３の進路がミラーによって偏向されていない状態を、図９は可視レーザ光Ｌ３の進路がミラーによって偏向された状態をそれぞれ示している。これらの図は、前記実施例の図１ないし図３にそれぞれ対応しており、各図において、前記実施例と同一符号は同一または相当部分を示している。
[First modification]
7 to 9 show a first modification of the layout of the optical system of the laser scanner, FIG. 7 is a plan view, FIGS. 8 and 9 are front views, and FIG. 8 is a visible laser. the state where the path of the light L 3 is not deflected by the mirror, Figure 9 shows a state in which the path of the visible laser beam L 3 is deflected by the mirror respectively. These figures correspond to FIGS. 1 to 3 of the above embodiment, respectively, and in each figure, the same reference numerals as those of the above embodiment indicate the same or corresponding parts.
この第１の変形例では、ガルバノミラー５の位置が前記実施例と異なっている。前記実施例では、ガルバノミラー５はレーザ３とハーフミラー４の間に配置されていたが、第１の変形例では、ガルバノミラー５はハーフミラ−４と光走査デバイス６の間に配置されている。その他の点は前記実施例と同様である。 In this first modification, the position of the galvanometer mirror 5 is different from that of the embodiment. In the above embodiment, the galvano mirror 5 is arranged between the laser 3 and the half mirror 4, but in the first modification, the galvano mirror 5 is arranged between the half mirror-4 and the optical scanning device 6. .. Other points are the same as those in the above embodiment.
図９と前記実施例の図３を対比すると分かるように、第１の変形例では、可視レーザ光Ｌ３のガルバノミラー５への入射点Ｏと走査デバイス６との距離が接近しているので、可視レーザ光Ｌ３の偏向角を前記実施例と同じθに設定しても、可視レーザ光Ｌ３の光走査デバイス６への入射点Ｂが不可視レーザ光Ｌ２の走査デバイス６への入射点Ａと接近した位置に配置されている。そのため、表示光Ｌ’ｒの表示面Ｄへの入射点Ｅを前記実施例と同様の距離Ｒの位置に一致させるためには、ガルバノミラー５の傾動角を前記実施例の場合よりも大きくして、偏向角をθよりも大きく設定する必要がある。 As can be seen by comparing FIG. 9 with FIG. 3 of the above embodiment, in the first modification, the incident point O of the visible laser light L 3 on the galvano mirror 5 and the scanning device 6 are close to each other. Even if the deflection angle of the visible laser light L 3 is set to the same θ as in the above embodiment, the incident point B of the visible laser light L 3 on the optical scanning device 6 is incident on the scanning device 6 of the invisible laser light L 2. It is located close to the point A. Therefore, in order to make the incident point E of the display light L'r on the display surface D coincide with the position of the same distance R as in the above embodiment, the tilt angle of the galvanometer mirror 5 is made larger than in the case of the above embodiment. Therefore, it is necessary to set the deflection angle to be larger than θ.
〔第２の変形例〕
前記実施例および前記第１の変形例では、可視レーザ光を出射するレーザとして単一のレーザ３が設けられた例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。可視レーザ光を出射するレーザとして複数のレーザを設けるようにしてもよい。
[Second modification]
In the above embodiment and the first modification, an example in which a single laser 3 is provided as a laser that emits visible laser light is shown, but the application of the present invention is not limited thereto. A plurality of lasers may be provided as lasers that emit visible laser light.
図１０に示す例では、可視レーザ光を出射するレーザとして３つのレーザ３、３０、３１が設けられている。たとえば、レーザ３は赤色のレーザ光を出射するレーザであり、レーザ３０は緑色のレーザ光を出射するレーザであり、レーザ３１は青色のレーザ光を出射するレーザである。各レーザはそれぞれ専用のレーザドライバにより駆動されるようになっている。また、ハーフミラ−４０は緑色のレーザ光のみを反射して赤色のレーザ光を透過させるミラーであり、ハーフミラ−４１は青色のレーザ光のみを反射して赤色および緑色のレーザ光を透過させるミラーである。 In the example shown in FIG. 10, three lasers 3, 30, and 31 are provided as lasers that emit visible laser light. For example, the laser 3 is a laser that emits a red laser beam, the laser 30 is a laser that emits a green laser beam, and the laser 31 is a laser that emits a blue laser beam. Each laser is driven by a dedicated laser driver. The half mirror 40 is a mirror that reflects only the green laser light and transmits the red laser light, and the half mirror 41 is a mirror that reflects only the blue laser light and transmits the red and green laser light. is there.
このような構成により、表示面に照射される表示光をフルカラーにできるとともに、たとえば、検出エリアが防護領域の場合には、エリア全体を赤色で表示したり、エリア内に赤色の文字で「ＤＡＮＧＥＲ」と表示したりすることができ、また検出エリアが警告領域の場合には、エリア全体を黄色で表示したり、エリア内に黄色の文字で「ＣＡＵＴＩＯＮ」と表示したりすることができるようになる。 With such a configuration, the display light radiated to the display surface can be made full color, and for example, when the detection area is a protected area, the entire area is displayed in red, or "DANGER" is displayed in red in the area. , And when the detection area is a warning area, the entire area can be displayed in yellow, or the area can be displayed as "CAUTION" in yellow characters. Become.
なお、図示していないが、レーザおよびガルバノミラー等を含むすべての光学素子をメムス（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）化するようにしてもよい。メムスとは、機械要素部品や電子回路、光学素子等を一つの基板上に微細加工技術によって集積化したデバイスのことである。これにより、レーザスキャナの小型・コンパクト化が可能になる。 Although not shown, all optical elements including a laser, a galvanometer mirror, and the like may be made into MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). MEMS is a device in which mechanical element parts, electronic circuits, optical elements, etc. are integrated on a single substrate by microfabrication technology. This makes it possible to make the laser scanner smaller and more compact.
〔第３の変形例〕
前記実施例および前記第１、第２の変形例では、レーザ２として不可視レーザ光を出射するレーザを例にとって説明したが、レーザ２としては、可視レーザ光を出射するレーザであってもよい。この場合でも、レーザ２から出射されるレーザ光は検出エリアの空間に向かって出射されるので、人が検出エリアを認知できるようにするためには、表示面上に可視レーザ光である表示光を照射する必要がある。また、レーザ３として可視レーザ光を出射するレーザを例にとって説明したが、レーザ３としては、ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）光源を用いるようにしてもよい。
[Third variant]
In the above-described embodiment and the first and second modifications, the laser 2 that emits invisible laser light has been described as an example, but the laser 2 may be a laser that emits visible laser light. Even in this case, the laser light emitted from the laser 2 is emitted toward the space of the detection area. Therefore, in order for a person to recognize the detection area, the display light which is a visible laser light is displayed on the display surface. Need to be irradiated. Further, although the laser 3 that emits visible laser light has been described as an example, an SLD (Super Luminescent Diode) light source may be used as the laser 3.
〔第４の変形例〕
前記実施例および前記第１、第２の変形例では、表示光の進路を偏向する光学素子５として、ガルバノミラーを用いた例を示したが、ガルバノミラーの代わりに、超音波を当てると光を偏向させる性質を有する音響光学素子を用いるようにしてもよい。この場合、超音波発生手段が音響光学素子に作用する作用手段として機能する。また、光学素子５として、ホログラムデバイスを用いたり、その他の反射デバイスや屈折デバイスを用いるようにしてもよい。光走査デバイス６についても、ガルバノミラー以外に、ポリゴンミラーやその他の光走査デバイスを用いるようにしてもよい。ハーフミラ−４としては、特定の波長の光を反射してその他の波長の光を透過するダイクロイックミラーや、プリズム等の反射デバイス、さらには回折光学素子（ホログラム）を用いるようにしてもよい。
[Fourth variant]
In the above-described embodiment and the first and second modified examples, an example in which a galvano mirror is used as the optical element 5 for deflecting the path of the display light is shown, but when ultrasonic waves are applied instead of the galvano mirror, light is emitted. An acoustic optical element having a property of deflecting the light may be used. In this case, the ultrasonic wave generating means functions as an acting means acting on the acoustic optical element. Further, as the optical element 5, a hologram device may be used, or another reflection device or refraction device may be used. As for the optical scanning device 6, a polygon mirror or other optical scanning device may be used in addition to the galvano mirror. As the half mirror-4, a dichroic mirror that reflects light of a specific wavelength and transmits light of other wavelengths, a reflective device such as a prism, or a diffractive optical element (hologram) may be used.
〔その他の変形例〕
上述した実施例および各変形例はあらゆる点で本発明の単なる例示としてのみみなされるべきものであって、限定的なものではない。本発明が関連する分野の当業者は、本明細書中に明示の記載はなくても、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施例を構築し得る。
[Other variants]
The above-mentioned examples and each modification should be regarded in all respects merely as an example of the present invention, and are not limited. Those skilled in the art in the field to which the present invention is related will not deviate from the spirit and essential features of the present invention when considering the above teaching contents, even if not explicitly stated in the present specification. Various variants and other embodiments that employ the principle of can be constructed.
〔適用例〕
図１１ないし図１３は、本発明による表示機能付き検出装置としてのレーザスキャナの適用例を示している。図１１はレーザスキャナがロボットに適用された例を、図１２および図１３はレーザスキャナが無人搬送車（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）に適用された例をそれぞれ示している。
[Application example]
11 to 13 show an application example of a laser scanner as a detection device with a display function according to the present invention. FIG. 11 shows an example in which a laser scanner is applied to a robot, and FIGS. 12 and 13 show an example in which a laser scanner is applied to an automatic guided vehicle (AGV).
図１１に示すように、ロボットＲは、先端にエンドエフェクタＥを有する複数のロボットアームＲａを備えている。ロボットＲの基台の周囲には、一対のレーザースキャナＬＳが１８０度間隔で配置されている（図１１では一方のみ図示）。各レーザースキャナＬＳの検出光による検出エリアＬＡは、ロボットＲの周りに環状領域として配置されており、検出エリアＬＡの境界がレーザスキャナＬＳの表示光により表示されている。これにより、レーザスキャナＬＳの検出エリアＬＡを可視光で表示でき、作業者ＰとロボットＲが協調する作業環境において、作業者ＰがロボットＲに不用意に接近するのを防止でき、その結果、ロボットＲのチョコ停等を防止して生産性を向上できるとともに、作業環境の安全性を向上できる。 As shown in FIG. 11, the robot R includes a plurality of robot arms Ra having an end effector E at the tip. A pair of laser scanners LS are arranged at intervals of 180 degrees around the base of the robot R (only one of them is shown in FIG. 11). The detection area LA by the detection light of each laser scanner LS is arranged as an annular region around the robot R, and the boundary of the detection area LA is displayed by the display light of the laser scanner LS. As a result, the detection area LA of the laser scanner LS can be displayed with visible light, and in a work environment in which the worker P and the robot R cooperate, it is possible to prevent the worker P from inadvertently approaching the robot R, and as a result, It is possible to improve the productivity by preventing the robot R from stopping, and to improve the safety of the working environment.
図１２および図１３に示すように、無人搬送車ＡＧＶの前後左右の各側面にそれぞれレーザースキャナＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４（各図ではその一部のみ図示）が設けられている。各レーザースキャナＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４の矩形状の検出エリアＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４の各境界が各レーザースキャナＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４の表示光により表示されている。これにより、レーザスキャナＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４の検出エリアＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４を可視光で表示でき、作業者と無人搬送車ＡＧＶが協調する作業環境において、作業者が無人搬送車ＡＧＶに不用意に接近するのを防止でき、その結果、作業者が意図しない無人搬送車ＡＧＶの停止を防止して生産性を向上できるとともに、作業環境の安全性を向上できる。 As shown in FIGS. 12 and 13, laser scanners LS 1 , LS 2 , LS 3 , and LS 4 (only a part thereof is shown in each figure) are provided on the front, rear, left, and right sides of the automatic guided vehicle AGV, respectively. .. Each laser scanner LS 1, LS 2, LS 3 , a rectangular detection area LA 1 of LS 4, LA 2, LA 3 , each boundary is the laser scanner LA 4 LS 1, LS 2, LS 3, the LS 4 It is displayed by the indicator light. As a result, the detection areas LA 1 , LA 2 , LA 3 , and LA 4 of the laser scanners LS 1 , LS 2 , LS 3 , and LS 4 can be displayed with visible light, and in a work environment where the operator and the automatic guided vehicle AGV cooperate. , It is possible to prevent the operator from inadvertently approaching the automatic guided vehicle AGV, and as a result, it is possible to prevent the operator from stopping the automatic guided vehicle AGV unintentionally, improve productivity, and improve the safety of the working environment. Can be improved.
〔他の適用例〕
本発明は、上述したロボットやＡＧＶに限らず、ライトカーテンやエリアセンサ、ライダー（ＬＩＤＡＲ：Laser Imaging Detection and Ranging）等の検出装置にも適用可能である。また、本発明が適用される分野としては、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）には限定されず、本発明は、製造業以外の分野、たとえば、飲食業や食品業、建設業、土木業、運輸業、運送業、医療業、流通業等の分野にも同様に適用できる。
[Other application examples]
The present invention is applicable not only to the robots and AGVs described above, but also to detection devices such as light curtains, area sensors, and lidars (Laser Imaging Detection and Ranging). Further, the field to which the present invention is applied is not limited to FA (factory automation), and the present invention relates to fields other than the manufacturing industry, for example, the food service industry, the food industry, the construction industry, the civil engineering industry, the transportation industry, and the transportation industry. The same applies to fields such as industry, medical industry, and distribution industry.
本発明は、対象物検出用の検出光による検出エリアのエリア情報を可視化して表示しつつ検出対象物を検出するための表示機能付き検出装置に有用である。 The present invention is useful for a detection device with a display function for detecting an object to be detected while visualizing and displaying the area information of the detection area by the detection light for detecting the object.
１： レーザスキャナ（表示機能付き検出装置）
２： レーザ（検出光源）
３： レーザ（表示光源）
５： ガルバノミラー（光学素子）
１８： ミラー駆動部（作用手段）
Ｌ２、Ｌｒ： 不可視レーザ光（検出光）
Ｌ： 不可視レーザ光の進路
Ｌ３、Ｌ’ｒ： 可視レーザ光（表示光）
Ｌ’： 可視レーザ光の進路
θ： 所定角度
Ｄ： 表示面
Ｈ： レーザ（表示光源）の光軸の高さ
Ｒ： 検出エリアの境界までの距離
1: Laser scanner (detector with display function)
2: Laser (detection light source)
3: Laser (display light source)
5: Galvano mirror (optical element)
18: Mirror drive unit (means of action)
L 2 , Lr: Invisible laser light (detection light)
L: Path of invisible laser light L 3 , L'r: Visible laser light (display light)
L': Path of visible laser light
θ: Predetermined angle
D: Display surface H: Height of the optical axis of the laser (display light source) R: Distance to the boundary of the detection area
Claims (3)
検出対象物を検出するための検出光を出射する検出光源と、
前記検出光による検出エリアのエリア情報を表示するための表示光を出射する表示光源と、
前記表示光が前記検出エリアに対応した表示面に照射されるように、前記表示光の進路を偏向する光学素子とを備え、
前記表示光は、前記光学素子により進路を偏向されていない状態で前記検出光の進路と一致する方向に進んでおり、その状態から前記光学素子により前記検出光の進路に対して所定角度をなす方向に進路を偏向されている、
ことを特徴とする表示機能付き検出装置。 It is a detection device with a display function.
A detection light source that emits detection light to detect an object to be detected,
A display light source that emits display light for displaying area information of the detection area by the detection light, and
An optical element that deflects the path of the display light so that the display light is applied to the display surface corresponding to the detection area is provided.
The display light travels in a direction that coincides with the path of the detection light in a state where the path is not deflected by the optical element, and from that state, the optical element forms a predetermined angle with respect to the path of the detection light. The course is deflected in the direction,
A detection device with a display function.
前記表示光の進路が前記光学素子により偏向されるように、前記光学素子に作用する作用手段を有している、
ことを特徴とする表示機能付き検出装置。 In claim 1,
It has an action means that acts on the optical element so that the path of the display light is deflected by the optical element.
A detection device with a display function.
前記検出光による前記検出エリアの位置、および、前記表示光源の光軸の前記表示面からの高さ位置に基づいて、前記表示光を前記表示面に照射するための前記所定角度を算出するようにした、
ことを特徴とする表示・検出システム。 The detection device with a display function according to claim 1 is provided.
The predetermined angle for irradiating the display surface with the display light is calculated based on the position of the detection area by the detection light and the height position of the optical axis of the display light source from the display surface. I made it
A display / detection system characterized by this.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013224915A (en) * | 2011-08-29 | 2013-10-31 | Denso Wave Inc | Laser radar device |
| JP2014140920A (en) * | 2013-01-23 | 2014-08-07 | Denso Wave Inc | System and method for monitoring intrusion of object around robot |
| JP2017083371A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | Light irradiation device and light irradiation method |
| US20170219706A1 (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-03 | Sick Ag | Optoelectronic sensor and method for detecting objects |
| JP2019010704A (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | Idec株式会社 | Illumination light display device |
-
2019
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013224915A (en) * | 2011-08-29 | 2013-10-31 | Denso Wave Inc | Laser radar device |
| JP2014140920A (en) * | 2013-01-23 | 2014-08-07 | Denso Wave Inc | System and method for monitoring intrusion of object around robot |
| JP2017083371A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | Light irradiation device and light irradiation method |
| US20170219706A1 (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-03 | Sick Ag | Optoelectronic sensor and method for detecting objects |
| JP2019010704A (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | Idec株式会社 | Illumination light display device |
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