JP4141169B2 - エリアセンサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を出射する投光器と、その投光器からの光を受光する受光器とを対向配置してなり、それら投受光器間の光路が遮られることで動作するエリアセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
この種のものとしては、例えば複数の投光素子を備えた投光器と、それら複数の投光素子のそれぞれと対をなして光軸を形成する複数の受光素子を備えた受光器とからなる多光軸光電センサがある。このものは、例えば、工場内の生産ラインにおいて、プレス機械や産業ロボットの周囲など作業者に危害が及び得る危険領域と、その領域よりプレス機械から離れた安全領域とを、投光器及び受光器間の光軸で仕切るように配置される。ここで、作業者が危険領域に侵入すると、その際に前記光軸が遮られ、これに基づき多光軸光電センサから検出信号がプレス機械等を制御する制御装置に送られ、これにより生産ラインの各種機械を緊急停止させて事故を回避するようにしている。
【０００３】
しかしながら、生産ラインを一旦停止させると、それを再度起動させて生産復帰させるまでには、ある程度時間がかかり、生産ラインの稼働率の低下にも繋がる。このため、生産ラインの停止は極力避けるべきである。通常、投光器から出射される光は赤外光であり人間の目では視認することができず、また、工場内にはその作業環境等を熟知した者だけでなく、十分に理解していない者も入ってくることがあり、不用意に危険領域に侵入して生産ラインを停止させてしまうことが少なくない。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、危険領域への侵入を未然に防止することが可能なエリアセンサを提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、光を出射する投光器と、その投光器からの光を受光する受光器とが危険領域と非危険領域との境界部に設置され、前記危険領域への侵入により前記投光器と前記受光器との間の光路が遮られることで検出動作を行うエリアセンサにおいて、前記投光器、及び、前記受光器のうち少なくともいずれか一方には、それらが投受光を行う投受光部分に沿った領域の略全体に亘り、かつ、前記危険領域の外側から視認可能な位置に、可視光による発光動作を行う領域表示手段が設けられ、領域表示手段は、投光器と受光器とを正規の位置関係に設置するための調整作業の際には、受光器での受光量に応じた表示動作を行う設置調整用の表示手段として機能するところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、光を出射する投光器と、その投光器からの光を受光する受光器とが危険領域と非危険領域との境界部に設置され、前記危険領域への侵入により前記投光器と前記受光器との間の光路が遮られることで検出動作を行うエリアセンサにおいて、前記投光器、及び、前記受光器のうち少なくともいずれか一方には、それらが投受光を行う投受光部分に沿った領域の略全体に亘り、かつ、前記危険領域の外側から視認可能な位置に、可視光による発光動作を行う領域表示手段が設けられ、投光器は複数の投光素子を備えると共に、受光器は複数の投光素子のそれぞれと対をなして光軸を形成する複数の受光素子を備えて構成され、領域表示手段は、光軸調整の際には、複数の受光素子での受光状態に応じた表示動作を行う光軸調整用の表示手段として機能するところに特徴を有する。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
【０００９】
＜請求項１及び請求項２の発明＞
請求項１及び請求項２の構成によれば、投光器及び受光器のうち少なくともいずれか一方には、危険領域の外から視認可能な位置に領域表示手段が設けられており、例えば、その危険領域に近づいてきた者は、領域表示手段の可視光による発光動作によってエリアセンサの存在を知り、それより奥は立ち入り禁止等の危険領域であることを事前に認識することができる。即ち、危険領域への侵入を未然に防止することができる。また、領域表示手段は、設置調整或いは光軸調整の際には、受光器での受光量或いは複数の受光素子の受光状態に応じた表示動作を行うので、この表示態様に基づき調整作業を行うことができる。そして、その調整後には、領域表示用として所定の発光動作を行う。従って、設置調整用或いは光軸調整用の表示手段を別途設けたものに比べて部品点数の削減によるコストダウンや装置の小型化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を、エリアセンサの一例としての多光軸光電センサに適用した第１実施形態について図１ないし図４を参照しつつ説明する。
【００１１】
本実施形態の多光軸光電センサは、図１に示すように、互いに対向配置される投光器１０と受光器２０とからなり、例えば工場内の生産ラインにおいてプレス機械等の周囲など作業者に危害が及び得る危険領域Ｒ１への物体（人も含む）の侵入を検出するために配置される。これら投受光器１０，２０は、共に、例えば上下に延びた角柱状をなし、投光器１０のうち受光器２０との対向面には、複数の投光素子１１が上下方向に沿って一列に配され、受光器２０のうち投光器１０との対向面には、前記各投光素子１１と対をなす複数の受光素子２１が、やはり上下方向に沿って一列に配されている。
【００１２】
また、これら投受光素子１１，２１は、共に例えば１６個ずつ備えられており、上下方向で同じ順位に配置された投受光端子１１，２１同士が、互いに正規の相手方になっている。そして、後に詳説するように、各受光素子２１が光を受光して出力する受光信号は、正規の相手方投光素子１１からの光を受光したときにのみ、受光回路２２に受信される。
なお、上下に並んだ受光素子２１同士を区別する場合には、上端側の受光素子２１から順に、符号の末尾に「Ａ」〜「Ｐ」を付すこととする。
受光器２０の上面には、動作表示部２６が設けられている。この動作表示部２６は、例えば、表示灯としてのＬＥＤからなる。
【００１３】
さて、投光器１０のうち投光素子１１を配した面に隣接する一側面、及び、受光器２０のうち受光素子２１を配した面に隣接した一側面には、互いに対をなす４組の第１ないし第４の表示部３１〜３４（３１ａ〜３４ａ，３１ｂ〜３４ｂ）が設けられ、これらは、後述するように「光軸調整作業」の際には光軸調整用として、「検出開始後」には領域表示用として機能する（請求項２の構成に相当）。より具体的には、計１６個の受光素子２１を、それぞれ４つずつ受光素子２１からなる受光素子群４１〜４４に分け、これら受光素子群のうち受光素子２１Ａ〜２１Ｄよりなる第１受光素子群４１を第１表示部３１ａ，３１ｂに対応させ、受光素子２１Ｅ〜２１Ｈよりなる第２受光素子群４２を第２表示部３２ａ，３２ｂに対応させ、受光素子２１Ｉ〜２１Ｌよりなる第３受光素子群４３を第３表示部３３ａ，３３ｂに対応させ、さらに、受光素子２１Ｍ〜２１Ｐよりなる第４受光素子群４４を第４表示部３４ａ，３４ｂに対応させてある。また、各表示部３１〜３４はそれぞれの受光素子群の配列位置に対応して投受光器の長手方向に沿って延びた略長方形状をなし、これにより断続的ではあるが表示部３１〜３４が投受光器１０，２０の前記一側面を長手方向に沿って全体に亘って配された構成となっている。従って、受光器２０の受光素子２１Ａ〜Ｐが配された部分、投光器１０の投光素子１０が配された部分が本発明でいう「投受光を行う投受光部分」に相当し、投受光器１０，２０の後述する安全領域Ｒ２側の側面が「投受光部分に沿った領域」に相当する。
【００１４】
なお、これら各表示部３１〜３４は、例えば表示灯としてのＬＥＤからなる。また、図示しないが、受光器２０の表面に、各表示部３１〜３４と各受光素子群４１〜４４との対応を示した系統図を記しておいてもよい。
【００１５】
図２には、本実施形態の多光軸光電センサに係る電気的構成が示されている。同図に示すように、投光器１０には、前記投光素子１１が連なる投光回路１４が設けられており、この投光回路１４は、所定のクロックパルス信号（図３（Ａ）参照）に基づいて作動し、投光器１０の上端側の投光素子１１から下端側の投光素子１１へと順次に駆動信号を与え、この動作を高周期で繰り返す。これにより、投光器１０の上端側の投光素子１１から順次に光信号が出射される。
【００１６】
一方、受光器２０には、前記受光素子２１が連なる受光回路２２が設けられている。受光回路２２には、複数のスイッチ素子２５が備えられ、これらスイッチ素子２５の一方のリード部に、各受光素子２１の出力端子を接続すると共に、他方にリード部を、受光制御回路２４の入力端子に共通接続してある。
【００１７】
また、各スイッチ素子２５に備えた制御用端子２５Ａは、シフトレジスタ２３を介して受光制御回路２４の出力端子に接続されている。そして、各スイッチ素子２５は、常には、オフ状態になっており、受光制御回路２４からシフトレジスタ２３を介して各スイッチ素子２５に駆動信号が順次に与えられ、これによりオンしたスイッチ素子２５に連なる受光素子２１の受光信号だけが、受光制御回路２４に取り込まれるようになっている。
【００１８】
さらに、受光制御回路２４は、投受光器１０，２０を繋ぐラインＬ１を介して、投光回路１４から前記クロックパルス信号（図３（Ａ）参照）を取り込んでおり、このクロックパルス信号（即ち、各投光素子１１の投光タイミング）に同期して、所定のスイッチ素子２５をオンさせる。具体的には、上下一列に配された投光素子１１のうち所定順位の投光素子１１が光信号を投光した瞬間に、その投光素子１１と同順位に配された受光素子２１に連なるスイッチ素子２５のみをオンする。これにより、各受光素子２１が、正規の相手方投光素子１１からの光を受光したときにのみ、その受光素子２１が出力した受光信号が受光制御回路２４に取り込まれる。
【００１９】
受光制御回路２４は、各スイッチ素子２５を順次にオンオフ制御するタイミングに同期して、所定の基準電圧ＶC1（図３参照）と取り込んだ受信信号との大小関係をチェックする。そして、順次に受光制御回路２４に取り込まれた受光信号の全てが、基準電圧ＶC1を上回った場合に、前記動作表示部２６を消灯し、いずれか１つの受光信号でも基準電圧ＶC1を下回った場合には、動作表示部２６を点灯させる。
なお、受光制御回路２４から延びた出力端子２７からは、例えば、被検出物を検出したか否かによって反転する検出信号が出力される。
【００２０】
さて、「光軸調整作業」時において、受光制御回路２４は、前述の通り、各スイッチ素子２５をオンオフ制御するタイミングに同期して、受信信号と基準電圧ＶC1との大小を判別するから、どの受光素子２１の受光信号が、基準電圧ＶC1を超えたかを識別することができる。そして、受光制御回路２４は、第１受光素子群４１の全ての受光素子２１Ａ〜２１Ｄの受光信号が、基準電圧ＶC1を超えたときにのみ、第１表示部３１ｂを点灯させると共に投光回路１４側に指令信号を送って投光器１０側の第１表示部３１ａを同時点灯させる。これと同様に、受光制御回路２４及び投光回路１４によって、第２受光素子群４２の全ての受光素子２１Ｅ〜２１Ｈの受光信号が、基準電圧ＶC1を超えたときにのみ、第２表示部３２ａ，３２ｂを同時点灯させ、第３受光素子群４３の全ての受光素子２１Ｉ〜２１Ｌの受光信号が、基準電圧ＶC1を超えたときにのみ、第３表示部３３ａ，３３ｂを点灯させ、さらに、第４受光素子群４４の全ての受光素子２１Ｍ〜２１Ｐの受光信号が、基準電圧ＶC1を超えたときにのみ、第４表示部３４ａ，３４ｂを点灯させる。
【００２１】
一方、「物体検出開始後」においては、受光制御回路２４及び投光回路１４によって、第１ないし第４の表示部３１〜３４全てを常時点灯させる。なお、点灯に限らず、例えば所定のタイミングで点滅させる構成でも良い。
【００２２】
本実施形態の多光軸光電センサの構成は以上のようであって、この多光軸光電センサは、前記危険領域Ｒ１と、それよりプレス機械等から離れた非危険領域（以下、「安全領域Ｒ２」）とを、投光器及び受光器間の光軸で仕切るように設置される。この際、第１ないし第４の表示部３１〜３４を安全領域Ｒ２側に向けて配置する。ここで、まず設置作業における光軸調整について説明する。
【００２３】
［光軸調整時］
即ち、まず、投光器１０と受光器２０とを所定の間隔に離して対向状態にすると共に、目測で、投光器１０に備えた各投光素子１１と、受光器２０に備えた各受光素子２１とをそれぞれ対向させる。
【００２４】
次いで、多光軸光電センサの図示しない電源スイッチをオンすると共に図示しないモード切替スイッチによって「光軸調整モード」に切り換える（このときのモード切替は、作業者等の所定の入力操作により手動的に行う構成に限らず、例えば前記電源スイッチのオン操作による電源投入に基づき自動的に行う構成であっても良い）。このとき、投受光素子１１，２１が互いに正規の相手方に対向していないと、表示部３１〜３４は、点灯しない。この場合、例えば、受光器２０の一端、具体的には、例えば、下端部を微妙にランダムに動かしてみる。すると、所定位置で、図４（Ａ）に示すように、受光器２０の下端側の２つの受光素子群４３，４４に対応した第３及び第４の表示部３３，３４が点灯する。これにより、作業者は、受光器２０の下端側の受光素子２１Ｉ〜２１Ｐが、投光器１０の下端側の投光素子１１と正規の対向状態になったことを認識することができる。
【００２５】
そこで、例えば、投光器１０の下端部を仮保持しつつ、投光器１０の上端側を微妙に左右に傾けてみる。このとき、投光器１０が正規の設定位置から離れていくと、表示部３３が消灯するが、正規の設定位置に近づいていくと、表示部３３，３４に加えて、その上の第２表示部３２が点灯し、さらに、第１表示部３１も点灯する。そして、図４（Ｂ）に示すように、全ての表示部３１〜３４が点灯することで、投受光器１０，２０が正規の対向状態にセットされたことを認識することができ、これをもって光軸調整が完了する。
【００２６】
［物体検出開始後］
上記の如く光軸調整が完了すると、全ての受光素子２１の受光信号が、受光制御回路２４に取り込まれて、動作表示部２６が消灯した状態になる。そして、前記モード切替スイッチによって「物体検出モード」に切り換える（このときのモード切替は、作業者等の所定の入力操作により手動的に行う構成に限らず、例えば、前記光軸調整モードにおいて全ての受光素子２１の入光状態での受光信号が受光制御回路２４にとり込まれる、いわゆる全入光状態が所定時間継続したことを条件に自動的に行う構成であっても良い）。ここで、投受光器１０，２０との間に、被検出物体が位置した場合に、光信号が遮断されて、いずれかの受光素子２１の受信信号が、受光制御回路２４に取り込まれなくなり、動作表示部２６が点灯し、もって被検出物体が検出されるわけであるが、本実施形態では、投光器１０側の第１ないし第４の表示部３１ａ〜３４ａ、及び、受光器２０側の第１ないし第４の表示部３１ｂ〜３４ｂが常時点灯する。
【００２７】
このように、物体検出開始後において、安全領域Ｒ２側に向けられた第１ないし第４の表示部３１〜３４が常時点灯を行い、これらの発光動作は危険領域Ｒ１の外にいる作業者等の目にも入る。しかも本実施形態では各表示部３１〜３４は投受光器１０，２０において長手方向に沿って略全体に亘って配されているから、各表示部３１〜３４の発光動作により投受光器１０，２０全体の存在位置を知ることができる。従って、作業者はそれより奥は危険領域Ｒ１であることを事前に認識することができ、もって危険領域Ｒ１への侵入を未然に防止することができる。
【００２８】
また、第１ないし第４の表示部３１〜３４は、光軸調整時には、それらに対応した各受光素子群４１〜４４の受光素子２１の受光状態に応じた発光動作を行うよう構成して前記領域表示用だけでなく光軸調整用としても機能させるよう構成したので、光軸調整用の表示部を別途設けたものに比べて部品点数の削減によるコストダウンや装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
なお、このように、本実施形態に係る多光軸光電センサによれば、全部の受光素子を、４組の受光素子群４１〜４４に分けて、それらに対応した表示部３１〜３４を設けたから、各受光素子毎に光軸調整用の表示灯を備えたものよりも、光軸調整用の表示部の数を減らすことができる。また、レーザポインタを備えたもののようにレーザ光源等を別途必要せず製造コストを抑えることができる。そして、第１ないし第４の表示部３１〜３４のうち点灯した表示部の数を増やすように光軸調整を行うことで、段階的に、正規の設定位置に近づけることができ、全部の受光素子が入光状態になったときにのみ動作表示灯を点灯させるものに比べて、光軸調整を容易に行うことができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図５ないし図１２は第２実施形態を示す。前記実施形態との相違は、領域表示手段としての表示部の構造及び機能にあり、その他の点は前記第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
【００３１】
本実施形態では、本発明でいう領域表示手段は、投光器若しくは受光器の本体ケース内の少なくとも一方（本実施形態では投光器及び受光器の両方）に当該本体ケースの側面に沿って設けられ、可視光を出射する発光素子と、前記本体ケースの側面に沿って設けられ、前記発光素子からの光を入光して導くと共にその光を導光経路全体に亘って側面方向に反射する反射面部が形成された柱状導光部材とを備えて構成されている。
【００３２】
以下、より具体的な構成について主として受光器２０を例に挙げて説明する。なお、投光器１０及び受光器２０の基本的な構成部品は略共通であるので投光器１０の詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５は受光器の縦断背面図、図６は受光器の横断面図である。受光器２０の本体ケース２０ａはプラスチック製の容器であって背面側が蓋体２０ｂで閉鎖されてなる。この本体ケース２０ａ内にはその長手方向に沿って矩形状のプリント配線基板５０が配されている。このプリント配線基板５０の所定位置には位置決め孔が複数形成されており、それらの位置決め孔にプリント配線基板５０に半田付けされた受光素子２１（フォトトランジスタ）が裏面側から位置決めされている。受光素子２１は、受光ペレット（図示せず）の前面に凸状のレンズ部２１ａが一体に樹脂成形されてなり、そのレンズ部２１ａがプリント配線基板５０に形成された位置決め孔の裏面側から嵌合されている。
【００３４】
本体ケース２０ａの前面にはこれの長手方向に沿って装着凹部２０ｃが形成されている。装着凹部２０ｃは、その底面部に、各受光素子２１の光軸の周りを包囲するように配されかつ受光素子２１側に向うに連れてすり鉢状に径小となっている貫通孔５４ａを有する遮光筒部５４が一体形成されていると共に、保護カバー５３が添着されている。この保護カバー５３には、各受光素子２１に対応する位置にフレネルレンズ５３ａが一体に複数形成されており、この場合、フレネルレンズ５３ａの光軸はプリント配線基板５０の位置決め孔の中心と一致するように設定されている。なお、遮光筒部５４を設けたのは、例えば対をなさない他の投光素子からの光などの外乱光の受光素子２１への入光を阻止して、対をなす正規の投光素子からの光のみを受光させるためである。
【００３５】
一方、プリント配線基板５０には例えば赤色の可視光ＬＥＤ５１が本体ケース２０ａの側面に沿った横向きに半田付けされており、その可視光ＬＥＤ５１に対向して柱状導光部材５２が本体ケース２０ａの側面に沿ってインサート成形されている（図７参照）。従って、受光器２０の受光素子２１が配された部分、投光器１０の投光素子１０が配された部分が本発明でいう「投受光を行う投受光部分」に相当し、受光素子２１が配された受光面と、安全領域Ｒ２に向けられる面とで形成される稜線部分が「投受光部分に沿った領域」に相当する。
【００３６】
以下、上記柱状導光部材５２について図８乃至図１０も参照しながら説明する。即ち、図８は柱状導光部材５２の平面図、図９は柱状導光部材５２の背面図、図７は柱状導光部材５２の縦断面図である。これらの図８乃至図１０に示すように柱状導光部材５２は基端部から先端部となるに従って薄肉となるように形成されており、その長手方向に沿った両側面には反射面部５２ａと投射面部５２ｂとが対向して形成されている。この場合、反射面部５２ａは、基端部から先端部となるに従って投射面部５２ｂに接近する傾斜状に形成されていると共にその表面は階段状の凹凸形状に形成されている。また、投射面部５２ｂは、図８に示すように湾曲面状に形成されている。
【００３７】
また、受光制御回路２４は、モード切替スイッチにて「物体検出モード」に設定されると、可視光ＬＥＤ５１を点灯させるよう制御する。
なお、光軸調整用としても使用する構成としては、例えば次のような構成が挙げられる。
（１）「光軸調整モード」時は、全受光素子２１のうち入光状態となっている受光素子２１の個数に応じて発光動作を変化（例えば点滅タイミングを変化）させ、「物体検出モード」に切り替わったときに前記光軸調整モード時とは異なる発光動作（例えば点灯）で発光させるよう可視光ＬＥＤ５１を駆動制御する構成。
（２）「光軸調整モード」時は、全受光素子２１が遮光状態のときは第１発光動作（例えば消灯）、一部が入光状態のときは第２発光動作（例えば点滅）、そして全入光のときは第３発光動作（例えば点灯）で発光させ、「物体検出モード」に切り替わったときに前記全入光時とは異なる発光動作（例えば点滅）で発光させるよう可視光ＬＥＤ５１を駆動制御する構成。
更に、前記可視光ＬＥＤ５１を、複数色の可視光で発光可能な構成（例えば異なる発光色の可視光ＬＥＤを複数（例えば２個）並設させて構成、或いは１個の発光素子で複数色で発光可能なものを適用して構成）とすることで次のような構成であっても良い。
（３）「光軸調整モード」時は、全受光素子２１のうち入光状態となっている受光素子２１の個数に応じて発光色を変化させ、或いは、一発光色（例えば赤色）で上記（１）又は（２）の発光動作を行わせ、「物体検出モード」に切り替わったときに前記一発光色とは異なる発光色（例えば緑色）で発光させるよう駆動制御する構成。
このような構成であれば、可視光ＬＥＤの発光動作或いは発光色の変化を視認することで「光軸調整モード」から「物体検出モード」へと切り替わったことを知ることができる。
【００３８】
次に上記構成の作用について説明する。まず、モード切替スイッチにて「物体検出モード」に設定されると、投光器１０及び受光器２０のそれぞれの可視光ＬＥＤ５１が点灯する。これにより、投光器１０及び受光器２０の可視光ＬＥＤ５１から赤色光が柱状導光部材５２に向けて投光されるので、その赤色光は柱状導光部材５２に入光することにより当該柱状導光部材５２の基端部から先端部に導かれる。
【００３９】
ここで、柱状導光部材５２にはその導光経路に沿って反射面部５２ａが形成されているので、図１１に示すように柱状導光部材５２に導かれた光は反射面部５２ａに当たって側面方向に反射する。この場合、柱状導光部材５２の反射面部５２ａは基端部から先端部となるに従って投射面部５２ｂに接近するように傾斜しているので、柱状導光部材５２に導かれた光は反射面部５２ａ全体で均一に反射するようになる。
この結果、柱状導光部材５２全体が赤色に輝くようになるので、これにより作業者は投受光器１０，２０全体の存在位置を知り、それより奥は危険領域Ｒ１であることを事前に認識することができ、もって危険領域Ｒ１への侵入を未然に防止することができる。
【００４０】
なお、このような構成であれば、以下のような効果をも得ることができる。
本体ケース２０ａに可視光ＬＥＤ５１からの光を入光して導く柱状導光部材５２を設け、その柱状導光部材５２に導光経路に沿って光を反射する反射面部５２ａを形成することにより、柱状導光部材５２により導かれる可視光ＬＥＤ５１からの光を反射面部５２ａ全体で反射して投射面部５２ｂから側面方向に投射するようにしたので、可視光ＬＥＤ５１からの光を柱状導光部材５２全体から投射することができる。従って、１個の可視光ＬＥＤ５１を用いながらその視認性を高めることができるので、消費電流を抑制することができる。
【００４１】
また、可視光ＬＥＤ５１を本体ケース２０ａの側面に沿うように配設したので、本体ケース２０ａの原形化を回避しながら可視光ＬＥＤ５１として大形のものを用いることができる。従って、可視光ＬＥＤ５１として発光強度が小さな赤色以外のものを使用することが可能となるので、受光器側に設けられた赤色の動作表示灯と異なる色のものを使用することができ、以て作業者が動作表示灯を可視光ＬＥＤ５１と誤認してしまうことを防止することができる。
【００４２】
また、柱状導光部材５２の反射面部５２ａの断面形状としては、上記実施例の如く平面形状に限らず、図１２（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように円弧状の凸形状或いは凹形状、さらには多面形状に形成するようにしてもよい。このような形状によれば、柱状導光部材５２において反射面部５２ａで反射される光は広い角度で投射面部５２ｂから放射されるので、柱状導光部材５２の視認性を一層高めることが可能となる。
【００４３】
また、柱状導光部材５２の反射面部５２ａとしては、平面状部にしぼ部を形成し、そのしぼ部により柱状導光部材５２を通過する光を乱反射させるようにしてもよいと共に、反射面部５２ａに金属を蒸着し、その蒸着金属面により柱状導光部材５２を通過する光を全反射させるようにしてもよく、加えて上記構成を適宜組合わせるようにしてもよい。
さらに、柱状導光部材５２に光拡散剤を混入することにより光を広く拡散するようにしてもよいと共に、柱状導光部材５２を表示色に応じて着色樹脂により成形するようにしてもよい。
加えて、可視光ＬＥＤ５１としては発光色が赤色以外のものを用いるようにしてもよい。
【００４４】
＜第３実施形態＞
図１３は第３実施形態を示す。前記第１実施形態との相違は、やはり領域表示手段としての表示部の構造及び機能にあり、その他の点は前記第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
【００４５】
本実施形態では、本発明でいう領域表示手段は、受光器側において、投光器からの光が入光可能に配置され、前記投光器からの光を受けて可視光を発する発光部からなる。
【００４６】
より具体的には、図１３に示すように、受光器２０うち、受光素子２１が配された受光面と、安全領域Ｒ２に向けられる面とで形成される稜線部分において、投光器１０からの光を受光可能で、かつその受光面が安全領域Ｒ２から視認可能に傾斜平面が形成されている。具体的には、この傾斜平面は、投光器１０との対向方向に対して所定角度だけ安全領域Ｒ２側に向けられて配されている。投光器１０の各投光素子１１からの光は所定の幅を有しており、傾斜平面は、投光素子１１からの一部の光が照射される位置に配されている。そして、その傾斜平面には、赤外光を受けて可視光を発光させる蛍光フィルム６０が配されている。従って、受光器２０の受光素子２１が配された部分、投光器１０の投光素子１０が配された部分が本発明でいう「投受光を行う投受光部分」に相当し、前記稜線部分が「投受光部分に沿った領域」に相当する。
【００４７】
このような構成によれば、各投光素子１１から出射される赤外光の一部が蛍光フィルム６０に照射され、これにより蛍光フィルム６０が発光する。蛍光フィルム６０が配された前記傾斜平面は、上述したように投光器１０との対向方向に対して略４５度の角度だけ安全領域Ｒ２側に傾けいており、そこでの発光は危険領域Ｒ１より外、即ち安全領域Ｒ２から視認することができる。
【００４８】
従って、領域表示用としてＬＥＤ等の発光素子を別途設けることなく、前記蛍光フィルム６０での発光により受光器２０の存在位置を知ることができ、やはり危険領域Ｒ１への侵入を未然に防止することが可能となる。
【００４９】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記各実施形態では、複数の投受光素子１１，２１を備えて複数の光軸を形成する多光軸光電センサに適用した例を説明したが、必ずしも複数の光軸を有するセンサに限らず、例えば投光器１０に、その長手方向に沿ってスリット状の開口部を形成し、そこから帯状の光を出射させると共に、受光器２０に、前記帯状の光を受光すべくやはりスリット状の開口部を形成し、その開口部を通って受光器２０内に入光した光の受光量に応じて動作するエリアセンサであっても良い。
【００５０】
（２）上記第１及び第２の実施形態では、本発明の領域表示手段に相当する構成を投光器１０及び受光器２０の両方に設けた構成としたが、投光器１０又は受光器２０のいずれか一方だけ設けた構成であっても良い。このような構成であっても作業者は領域表示手段の発光態様により少なくとも投光器１０又は受光器２０の存在位置を知ることができ、これにより作業者はその付近に危険領域Ｒ１があることを事前に認識することができ、もって危険領域Ｒ１への侵入を未然に防止することが可能となる。
【００５１】
（３）上記実施形態における各領域表示手段は、投光器１０及び受光器２０の本体ケースの側面上に、その投光素子１１或いは受光素子２１が配された部分に沿って全体に亘って連続的或いは断続的に配置した構成としたが、本体ケースの側面上に限らず、本発明でいう「投受光部分に沿った領域の略全体に亘り、かつ、危険領域の外側から視認可能な位置」であれば、例えば前記領域表示手段を、投光器１０又は受光器２０に沿って一体的或いは別体として並べて配置した構成であっても良い。また、少なくとも「投受光部分に沿った領域の略全体に亘って」配されていれば良く、それ以上に広い領域に亘って配する構成（例えば上記実施形態でいえば、投光器１０又は受光器２０の一端側から他端側まで全体に亘って配する構成であっても良い。要するに本発明でいう「投受光部分に沿った領域」とは、非危険領域側から危険領域側（つまり、境界部に配置されるエリアセンサ）を見たときに視認できる領域を意味する。
【００５２】
（４）上記第１実施形態での「光軸調整モード」時における各表示部３１〜３４の発光態様としては、対応する受光素子群の全ての受光素子２１が入光状態のときと、一部が入光状態であるときと、全てが遮光状態であるときとで発光動作を変化（例えば「点灯−点滅−消灯」）させる構成、或いは、対応する受光素子群の受光素子２１での受光量（受光信号レベル）に応じて発光色の明度や発光色自体を変化させる構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多光軸光電センサの斜視図
【図２】その多光軸光電センサのブロック図
【図３】クロックパルス信号と受信信号のタイムチャート
【図４】光軸調整を行ったときの受光器の側面図
【図５】第２実施形態に係る受光器の縦断背面図
【図６】受光器の横断面図
【図７】多光軸光電センサの斜視図
【図８】柱状導光部材の平面図
【図９】柱状導光部材の背面図
【図１０】柱状導光部材の縦断側面図
【図１１】可視光ＬＥＤからの光の反射状態を示す柱状導光部材の縦断側面図
【図１２】変形例を示す横断面図
【図１３】第３実施形態に係る多光軸光電センサの斜視図
【符号の説明】
１０…投光器
１１…投光素子
２０…受光器
２１（２１Ａ〜２１Ｐ）…受光素子
３１〜３４（３１ａ〜３４ａ，３１ｂ〜３４ｂ）…表示部（領域表示手段）
５１…可視光ＬＥＤ
５２…柱状導光部材（領域表示手段）
５２ａ…反射面部
５２ｂ…投射面部
６０…発光フィルム
Ｒ１…危険領域
Ｒ２…安全領域（非危険領域）
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を出射する投光器と、その投光器からの光を受光する受光器とを対向配置してなり、それら投受光器間の光路が遮られることで動作するエリアセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
この種のものとしては、例えば複数の投光素子を備えた投光器と、それら複数の投光素子のそれぞれと対をなして光軸を形成する複数の受光素子を備えた受光器とからなる多光軸光電センサがある。このものは、例えば、工場内の生産ラインにおいて、プレス機械や産業ロボットの周囲など作業者に危害が及び得る危険領域と、その領域よりプレス機械から離れた安全領域とを、投光器及び受光器間の光軸で仕切るように配置される。ここで、作業者が危険領域に侵入すると、その際に前記光軸が遮られ、これに基づき多光軸光電センサから検出信号がプレス機械等を制御する制御装置に送られ、これにより生産ラインの各種機械を緊急停止させて事故を回避するようにしている。
【０００３】
しかしながら、生産ラインを一旦停止させると、それを再度起動させて生産復帰させるまでには、ある程度時間がかかり、生産ラインの稼働率の低下にも繋がる。このため、生産ラインの停止は極力避けるべきである。通常、投光器から出射される光は赤外光であり人間の目では視認することができず、また、工場内にはその作業環境等を熟知した者だけでなく、十分に理解していない者も入ってくることがあり、不用意に危険領域に侵入して生産ラインを停止させてしまうことが少なくない。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、危険領域への侵入を未然に防止することが可能なエリアセンサを提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、光を出射する投光器と、その投光器からの光を受光する受光器とが危険領域と非危険領域との境界部に設置され、前記危険領域への侵入により前記投光器と前記受光器との間の光路が遮られることで検出動作を行うエリアセンサにおいて、前記投光器、及び、前記受光器のうち少なくともいずれか一方には、それらが投受光を行う投受光部分に沿った領域の略全体に亘り、かつ、前記危険領域の外側から視認可能な位置に、可視光による発光動作を行う領域表示手段が設けられ、領域表示手段は、投光器と受光器とを正規の位置関係に設置するための調整作業の際には、受光器での受光量に応じた表示動作を行う設置調整用の表示手段として機能するところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、光を出射する投光器と、その投光器からの光を受光する受光器とが危険領域と非危険領域との境界部に設置され、前記危険領域への侵入により前記投光器と前記受光器との間の光路が遮られることで検出動作を行うエリアセンサにおいて、前記投光器、及び、前記受光器のうち少なくともいずれか一方には、それらが投受光を行う投受光部分に沿った領域の略全体に亘り、かつ、前記危険領域の外側から視認可能な位置に、可視光による発光動作を行う領域表示手段が設けられ、投光器は複数の投光素子を備えると共に、受光器は複数の投光素子のそれぞれと対をなして光軸を形成する複数の受光素子を備えて構成され、領域表示手段は、光軸調整の際には、複数の受光素子での受光状態に応じた表示動作を行う光軸調整用の表示手段として機能するところに特徴を有する。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
【０００９】
＜請求項１及び請求項２の発明＞
請求項１及び請求項２の構成によれば、投光器及び受光器のうち少なくともいずれか一方には、危険領域の外から視認可能な位置に領域表示手段が設けられており、例えば、その危険領域に近づいてきた者は、領域表示手段の可視光による発光動作によってエリアセンサの存在を知り、それより奥は立ち入り禁止等の危険領域であることを事前に認識することができる。即ち、危険領域への侵入を未然に防止することができる。また、領域表示手段は、設置調整或いは光軸調整の際には、受光器での受光量或いは複数の受光素子の受光状態に応じた表示動作を行うので、この表示態様に基づき調整作業を行うことができる。そして、その調整後には、領域表示用として所定の発光動作を行う。従って、設置調整用或いは光軸調整用の表示手段を別途設けたものに比べて部品点数の削減によるコストダウンや装置の小型化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を、エリアセンサの一例としての多光軸光電センサに適用した第１実施形態について図１ないし図４を参照しつつ説明する。
【００１１】
本実施形態の多光軸光電センサは、図１に示すように、互いに対向配置される投光器１０と受光器２０とからなり、例えば工場内の生産ラインにおいてプレス機械等の周囲など作業者に危害が及び得る危険領域Ｒ１への物体（人も含む）の侵入を検出するために配置される。これら投受光器１０，２０は、共に、例えば上下に延びた角柱状をなし、投光器１０のうち受光器２０との対向面には、複数の投光素子１１が上下方向に沿って一列に配され、受光器２０のうち投光器１０との対向面には、前記各投光素子１１と対をなす複数の受光素子２１が、やはり上下方向に沿って一列に配されている。
【００１２】
また、これら投受光素子１１，２１は、共に例えば１６個ずつ備えられており、上下方向で同じ順位に配置された投受光端子１１，２１同士が、互いに正規の相手方になっている。そして、後に詳説するように、各受光素子２１が光を受光して出力する受光信号は、正規の相手方投光素子１１からの光を受光したときにのみ、受光回路２２に受信される。
なお、上下に並んだ受光素子２１同士を区別する場合には、上端側の受光素子２１から順に、符号の末尾に「Ａ」〜「Ｐ」を付すこととする。
受光器２０の上面には、動作表示部２６が設けられている。この動作表示部２６は、例えば、表示灯としてのＬＥＤからなる。
【００１３】
さて、投光器１０のうち投光素子１１を配した面に隣接する一側面、及び、受光器２０のうち受光素子２１を配した面に隣接した一側面には、互いに対をなす４組の第１ないし第４の表示部３１〜３４（３１ａ〜３４ａ，３１ｂ〜３４ｂ）が設けられ、これらは、後述するように「光軸調整作業」の際には光軸調整用として、「検出開始後」には領域表示用として機能する（請求項２の構成に相当）。より具体的には、計１６個の受光素子２１を、それぞれ４つずつ受光素子２１からなる受光素子群４１〜４４に分け、これら受光素子群のうち受光素子２１Ａ〜２１Ｄよりなる第１受光素子群４１を第１表示部３１ａ，３１ｂに対応させ、受光素子２１Ｅ〜２１Ｈよりなる第２受光素子群４２を第２表示部３２ａ，３２ｂに対応させ、受光素子２１Ｉ〜２１Ｌよりなる第３受光素子群４３を第３表示部３３ａ，３３ｂに対応させ、さらに、受光素子２１Ｍ〜２１Ｐよりなる第４受光素子群４４を第４表示部３４ａ，３４ｂに対応させてある。また、各表示部３１〜３４はそれぞれの受光素子群の配列位置に対応して投受光器の長手方向に沿って延びた略長方形状をなし、これにより断続的ではあるが表示部３１〜３４が投受光器１０，２０の前記一側面を長手方向に沿って全体に亘って配された構成となっている。従って、受光器２０の受光素子２１Ａ〜Ｐが配された部分、投光器１０の投光素子１０が配された部分が本発明でいう「投受光を行う投受光部分」に相当し、投受光器１０，２０の後述する安全領域Ｒ２側の側面が「投受光部分に沿った領域」に相当する。
【００１４】
なお、これら各表示部３１〜３４は、例えば表示灯としてのＬＥＤからなる。また、図示しないが、受光器２０の表面に、各表示部３１〜３４と各受光素子群４１〜４４との対応を示した系統図を記しておいてもよい。
【００１５】
図２には、本実施形態の多光軸光電センサに係る電気的構成が示されている。同図に示すように、投光器１０には、前記投光素子１１が連なる投光回路１４が設けられており、この投光回路１４は、所定のクロックパルス信号（図３（Ａ）参照）に基づいて作動し、投光器１０の上端側の投光素子１１から下端側の投光素子１１へと順次に駆動信号を与え、この動作を高周期で繰り返す。これにより、投光器１０の上端側の投光素子１１から順次に光信号が出射される。
【００１６】
一方、受光器２０には、前記受光素子２１が連なる受光回路２２が設けられている。受光回路２２には、複数のスイッチ素子２５が備えられ、これらスイッチ素子２５の一方のリード部に、各受光素子２１の出力端子を接続すると共に、他方にリード部を、受光制御回路２４の入力端子に共通接続してある。
【００１７】
また、各スイッチ素子２５に備えた制御用端子２５Ａは、シフトレジスタ２３を介して受光制御回路２４の出力端子に接続されている。そして、各スイッチ素子２５は、常には、オフ状態になっており、受光制御回路２４からシフトレジスタ２３を介して各スイッチ素子２５に駆動信号が順次に与えられ、これによりオンしたスイッチ素子２５に連なる受光素子２１の受光信号だけが、受光制御回路２４に取り込まれるようになっている。
【００１８】
さらに、受光制御回路２４は、投受光器１０，２０を繋ぐラインＬ１を介して、投光回路１４から前記クロックパルス信号（図３（Ａ）参照）を取り込んでおり、このクロックパルス信号（即ち、各投光素子１１の投光タイミング）に同期して、所定のスイッチ素子２５をオンさせる。具体的には、上下一列に配された投光素子１１のうち所定順位の投光素子１１が光信号を投光した瞬間に、その投光素子１１と同順位に配された受光素子２１に連なるスイッチ素子２５のみをオンする。これにより、各受光素子２１が、正規の相手方投光素子１１からの光を受光したときにのみ、その受光素子２１が出力した受光信号が受光制御回路２４に取り込まれる。
【００１９】
受光制御回路２４は、各スイッチ素子２５を順次にオンオフ制御するタイミングに同期して、所定の基準電圧ＶC1（図３参照）と取り込んだ受信信号との大小関係をチェックする。そして、順次に受光制御回路２４に取り込まれた受光信号の全てが、基準電圧ＶC1を上回った場合に、前記動作表示部２６を消灯し、いずれか１つの受光信号でも基準電圧ＶC1を下回った場合には、動作表示部２６を点灯させる。
なお、受光制御回路２４から延びた出力端子２７からは、例えば、被検出物を検出したか否かによって反転する検出信号が出力される。
【００２０】
さて、「光軸調整作業」時において、受光制御回路２４は、前述の通り、各スイッチ素子２５をオンオフ制御するタイミングに同期して、受信信号と基準電圧ＶC1との大小を判別するから、どの受光素子２１の受光信号が、基準電圧ＶC1を超えたかを識別することができる。そして、受光制御回路２４は、第１受光素子群４１の全ての受光素子２１Ａ〜２１Ｄの受光信号が、基準電圧ＶC1を超えたときにのみ、第１表示部３１ｂを点灯させると共に投光回路１４側に指令信号を送って投光器１０側の第１表示部３１ａを同時点灯させる。これと同様に、受光制御回路２４及び投光回路１４によって、第２受光素子群４２の全ての受光素子２１Ｅ〜２１Ｈの受光信号が、基準電圧ＶC1を超えたときにのみ、第２表示部３２ａ，３２ｂを同時点灯させ、第３受光素子群４３の全ての受光素子２１Ｉ〜２１Ｌの受光信号が、基準電圧ＶC1を超えたときにのみ、第３表示部３３ａ，３３ｂを点灯させ、さらに、第４受光素子群４４の全ての受光素子２１Ｍ〜２１Ｐの受光信号が、基準電圧ＶC1を超えたときにのみ、第４表示部３４ａ，３４ｂを点灯させる。
【００２１】
一方、「物体検出開始後」においては、受光制御回路２４及び投光回路１４によって、第１ないし第４の表示部３１〜３４全てを常時点灯させる。なお、点灯に限らず、例えば所定のタイミングで点滅させる構成でも良い。
【００２２】
本実施形態の多光軸光電センサの構成は以上のようであって、この多光軸光電センサは、前記危険領域Ｒ１と、それよりプレス機械等から離れた非危険領域（以下、「安全領域Ｒ２」）とを、投光器及び受光器間の光軸で仕切るように設置される。この際、第１ないし第４の表示部３１〜３４を安全領域Ｒ２側に向けて配置する。ここで、まず設置作業における光軸調整について説明する。
【００２３】
［光軸調整時］
即ち、まず、投光器１０と受光器２０とを所定の間隔に離して対向状態にすると共に、目測で、投光器１０に備えた各投光素子１１と、受光器２０に備えた各受光素子２１とをそれぞれ対向させる。
【００２４】
次いで、多光軸光電センサの図示しない電源スイッチをオンすると共に図示しないモード切替スイッチによって「光軸調整モード」に切り換える（このときのモード切替は、作業者等の所定の入力操作により手動的に行う構成に限らず、例えば前記電源スイッチのオン操作による電源投入に基づき自動的に行う構成であっても良い）。このとき、投受光素子１１，２１が互いに正規の相手方に対向していないと、表示部３１〜３４は、点灯しない。この場合、例えば、受光器２０の一端、具体的には、例えば、下端部を微妙にランダムに動かしてみる。すると、所定位置で、図４（Ａ）に示すように、受光器２０の下端側の２つの受光素子群４３，４４に対応した第３及び第４の表示部３３，３４が点灯する。これにより、作業者は、受光器２０の下端側の受光素子２１Ｉ〜２１Ｐが、投光器１０の下端側の投光素子１１と正規の対向状態になったことを認識することができる。
【００２５】
そこで、例えば、投光器１０の下端部を仮保持しつつ、投光器１０の上端側を微妙に左右に傾けてみる。このとき、投光器１０が正規の設定位置から離れていくと、表示部３３が消灯するが、正規の設定位置に近づいていくと、表示部３３，３４に加えて、その上の第２表示部３２が点灯し、さらに、第１表示部３１も点灯する。そして、図４（Ｂ）に示すように、全ての表示部３１〜３４が点灯することで、投受光器１０，２０が正規の対向状態にセットされたことを認識することができ、これをもって光軸調整が完了する。
【００２６】
［物体検出開始後］
上記の如く光軸調整が完了すると、全ての受光素子２１の受光信号が、受光制御回路２４に取り込まれて、動作表示部２６が消灯した状態になる。そして、前記モード切替スイッチによって「物体検出モード」に切り換える（このときのモード切替は、作業者等の所定の入力操作により手動的に行う構成に限らず、例えば、前記光軸調整モードにおいて全ての受光素子２１の入光状態での受光信号が受光制御回路２４にとり込まれる、いわゆる全入光状態が所定時間継続したことを条件に自動的に行う構成であっても良い）。ここで、投受光器１０，２０との間に、被検出物体が位置した場合に、光信号が遮断されて、いずれかの受光素子２１の受信信号が、受光制御回路２４に取り込まれなくなり、動作表示部２６が点灯し、もって被検出物体が検出されるわけであるが、本実施形態では、投光器１０側の第１ないし第４の表示部３１ａ〜３４ａ、及び、受光器２０側の第１ないし第４の表示部３１ｂ〜３４ｂが常時点灯する。
【００２７】
このように、物体検出開始後において、安全領域Ｒ２側に向けられた第１ないし第４の表示部３１〜３４が常時点灯を行い、これらの発光動作は危険領域Ｒ１の外にいる作業者等の目にも入る。しかも本実施形態では各表示部３１〜３４は投受光器１０，２０において長手方向に沿って略全体に亘って配されているから、各表示部３１〜３４の発光動作により投受光器１０，２０全体の存在位置を知ることができる。従って、作業者はそれより奥は危険領域Ｒ１であることを事前に認識することができ、もって危険領域Ｒ１への侵入を未然に防止することができる。
【００２８】
また、第１ないし第４の表示部３１〜３４は、光軸調整時には、それらに対応した各受光素子群４１〜４４の受光素子２１の受光状態に応じた発光動作を行うよう構成して前記領域表示用だけでなく光軸調整用としても機能させるよう構成したので、光軸調整用の表示部を別途設けたものに比べて部品点数の削減によるコストダウンや装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
なお、このように、本実施形態に係る多光軸光電センサによれば、全部の受光素子を、４組の受光素子群４１〜４４に分けて、それらに対応した表示部３１〜３４を設けたから、各受光素子毎に光軸調整用の表示灯を備えたものよりも、光軸調整用の表示部の数を減らすことができる。また、レーザポインタを備えたもののようにレーザ光源等を別途必要せず製造コストを抑えることができる。そして、第１ないし第４の表示部３１〜３４のうち点灯した表示部の数を増やすように光軸調整を行うことで、段階的に、正規の設定位置に近づけることができ、全部の受光素子が入光状態になったときにのみ動作表示灯を点灯させるものに比べて、光軸調整を容易に行うことができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図５ないし図１２は第２実施形態を示す。前記実施形態との相違は、領域表示手段としての表示部の構造及び機能にあり、その他の点は前記第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
【００３１】
本実施形態では、本発明でいう領域表示手段は、投光器若しくは受光器の本体ケース内の少なくとも一方（本実施形態では投光器及び受光器の両方）に当該本体ケースの側面に沿って設けられ、可視光を出射する発光素子と、前記本体ケースの側面に沿って設けられ、前記発光素子からの光を入光して導くと共にその光を導光経路全体に亘って側面方向に反射する反射面部が形成された柱状導光部材とを備えて構成されている。
【００３２】
以下、より具体的な構成について主として受光器２０を例に挙げて説明する。なお、投光器１０及び受光器２０の基本的な構成部品は略共通であるので投光器１０の詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５は受光器の縦断背面図、図６は受光器の横断面図である。受光器２０の本体ケース２０ａはプラスチック製の容器であって背面側が蓋体２０ｂで閉鎖されてなる。この本体ケース２０ａ内にはその長手方向に沿って矩形状のプリント配線基板５０が配されている。このプリント配線基板５０の所定位置には位置決め孔が複数形成されており、それらの位置決め孔にプリント配線基板５０に半田付けされた受光素子２１（フォトトランジスタ）が裏面側から位置決めされている。受光素子２１は、受光ペレット（図示せず）の前面に凸状のレンズ部２１ａが一体に樹脂成形されてなり、そのレンズ部２１ａがプリント配線基板５０に形成された位置決め孔の裏面側から嵌合されている。
【００３４】
本体ケース２０ａの前面にはこれの長手方向に沿って装着凹部２０ｃが形成されている。装着凹部２０ｃは、その底面部に、各受光素子２１の光軸の周りを包囲するように配されかつ受光素子２１側に向うに連れてすり鉢状に径小となっている貫通孔５４ａを有する遮光筒部５４が一体形成されていると共に、保護カバー５３が添着されている。この保護カバー５３には、各受光素子２１に対応する位置にフレネルレンズ５３ａが一体に複数形成されており、この場合、フレネルレンズ５３ａの光軸はプリント配線基板５０の位置決め孔の中心と一致するように設定されている。なお、遮光筒部５４を設けたのは、例えば対をなさない他の投光素子からの光などの外乱光の受光素子２１への入光を阻止して、対をなす正規の投光素子からの光のみを受光させるためである。
【００３５】
一方、プリント配線基板５０には例えば赤色の可視光ＬＥＤ５１が本体ケース２０ａの側面に沿った横向きに半田付けされており、その可視光ＬＥＤ５１に対向して柱状導光部材５２が本体ケース２０ａの側面に沿ってインサート成形されている（図７参照）。従って、受光器２０の受光素子２１が配された部分、投光器１０の投光素子１０が配された部分が本発明でいう「投受光を行う投受光部分」に相当し、受光素子２１が配された受光面と、安全領域Ｒ２に向けられる面とで形成される稜線部分が「投受光部分に沿った領域」に相当する。
【００３６】
以下、上記柱状導光部材５２について図８乃至図１０も参照しながら説明する。即ち、図８は柱状導光部材５２の平面図、図９は柱状導光部材５２の背面図、図７は柱状導光部材５２の縦断面図である。これらの図８乃至図１０に示すように柱状導光部材５２は基端部から先端部となるに従って薄肉となるように形成されており、その長手方向に沿った両側面には反射面部５２ａと投射面部５２ｂとが対向して形成されている。この場合、反射面部５２ａは、基端部から先端部となるに従って投射面部５２ｂに接近する傾斜状に形成されていると共にその表面は階段状の凹凸形状に形成されている。また、投射面部５２ｂは、図８に示すように湾曲面状に形成されている。
【００３７】
また、受光制御回路２４は、モード切替スイッチにて「物体検出モード」に設定されると、可視光ＬＥＤ５１を点灯させるよう制御する。
なお、光軸調整用としても使用する構成としては、例えば次のような構成が挙げられる。
（１）「光軸調整モード」時は、全受光素子２１のうち入光状態となっている受光素子２１の個数に応じて発光動作を変化（例えば点滅タイミングを変化）させ、「物体検出モード」に切り替わったときに前記光軸調整モード時とは異なる発光動作（例えば点灯）で発光させるよう可視光ＬＥＤ５１を駆動制御する構成。
（２）「光軸調整モード」時は、全受光素子２１が遮光状態のときは第１発光動作（例えば消灯）、一部が入光状態のときは第２発光動作（例えば点滅）、そして全入光のときは第３発光動作（例えば点灯）で発光させ、「物体検出モード」に切り替わったときに前記全入光時とは異なる発光動作（例えば点滅）で発光させるよう可視光ＬＥＤ５１を駆動制御する構成。
更に、前記可視光ＬＥＤ５１を、複数色の可視光で発光可能な構成（例えば異なる発光色の可視光ＬＥＤを複数（例えば２個）並設させて構成、或いは１個の発光素子で複数色で発光可能なものを適用して構成）とすることで次のような構成であっても良い。
（３）「光軸調整モード」時は、全受光素子２１のうち入光状態となっている受光素子２１の個数に応じて発光色を変化させ、或いは、一発光色（例えば赤色）で上記（１）又は（２）の発光動作を行わせ、「物体検出モード」に切り替わったときに前記一発光色とは異なる発光色（例えば緑色）で発光させるよう駆動制御する構成。
このような構成であれば、可視光ＬＥＤの発光動作或いは発光色の変化を視認することで「光軸調整モード」から「物体検出モード」へと切り替わったことを知ることができる。
【００３８】
次に上記構成の作用について説明する。まず、モード切替スイッチにて「物体検出モード」に設定されると、投光器１０及び受光器２０のそれぞれの可視光ＬＥＤ５１が点灯する。これにより、投光器１０及び受光器２０の可視光ＬＥＤ５１から赤色光が柱状導光部材５２に向けて投光されるので、その赤色光は柱状導光部材５２に入光することにより当該柱状導光部材５２の基端部から先端部に導かれる。
【００３９】
ここで、柱状導光部材５２にはその導光経路に沿って反射面部５２ａが形成されているので、図１１に示すように柱状導光部材５２に導かれた光は反射面部５２ａに当たって側面方向に反射する。この場合、柱状導光部材５２の反射面部５２ａは基端部から先端部となるに従って投射面部５２ｂに接近するように傾斜しているので、柱状導光部材５２に導かれた光は反射面部５２ａ全体で均一に反射するようになる。
この結果、柱状導光部材５２全体が赤色に輝くようになるので、これにより作業者は投受光器１０，２０全体の存在位置を知り、それより奥は危険領域Ｒ１であることを事前に認識することができ、もって危険領域Ｒ１への侵入を未然に防止することができる。
【００４０】
なお、このような構成であれば、以下のような効果をも得ることができる。
本体ケース２０ａに可視光ＬＥＤ５１からの光を入光して導く柱状導光部材５２を設け、その柱状導光部材５２に導光経路に沿って光を反射する反射面部５２ａを形成することにより、柱状導光部材５２により導かれる可視光ＬＥＤ５１からの光を反射面部５２ａ全体で反射して投射面部５２ｂから側面方向に投射するようにしたので、可視光ＬＥＤ５１からの光を柱状導光部材５２全体から投射することができる。従って、１個の可視光ＬＥＤ５１を用いながらその視認性を高めることができるので、消費電流を抑制することができる。
【００４１】
また、可視光ＬＥＤ５１を本体ケース２０ａの側面に沿うように配設したので、本体ケース２０ａの原形化を回避しながら可視光ＬＥＤ５１として大形のものを用いることができる。従って、可視光ＬＥＤ５１として発光強度が小さな赤色以外のものを使用することが可能となるので、受光器側に設けられた赤色の動作表示灯と異なる色のものを使用することができ、以て作業者が動作表示灯を可視光ＬＥＤ５１と誤認してしまうことを防止することができる。
【００４２】
また、柱状導光部材５２の反射面部５２ａの断面形状としては、上記実施例の如く平面形状に限らず、図１２（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように円弧状の凸形状或いは凹形状、さらには多面形状に形成するようにしてもよい。このような形状によれば、柱状導光部材５２において反射面部５２ａで反射される光は広い角度で投射面部５２ｂから放射されるので、柱状導光部材５２の視認性を一層高めることが可能となる。
【００４３】
また、柱状導光部材５２の反射面部５２ａとしては、平面状部にしぼ部を形成し、そのしぼ部により柱状導光部材５２を通過する光を乱反射させるようにしてもよいと共に、反射面部５２ａに金属を蒸着し、その蒸着金属面により柱状導光部材５２を通過する光を全反射させるようにしてもよく、加えて上記構成を適宜組合わせるようにしてもよい。
さらに、柱状導光部材５２に光拡散剤を混入することにより光を広く拡散するようにしてもよいと共に、柱状導光部材５２を表示色に応じて着色樹脂により成形するようにしてもよい。
加えて、可視光ＬＥＤ５１としては発光色が赤色以外のものを用いるようにしてもよい。
【００４４】
＜第３実施形態＞
図１３は第３実施形態を示す。前記第１実施形態との相違は、やはり領域表示手段としての表示部の構造及び機能にあり、その他の点は前記第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
【００４５】
本実施形態では、本発明でいう領域表示手段は、受光器側において、投光器からの光が入光可能に配置され、前記投光器からの光を受けて可視光を発する発光部からなる。
【００４６】
より具体的には、図１３に示すように、受光器２０うち、受光素子２１が配された受光面と、安全領域Ｒ２に向けられる面とで形成される稜線部分において、投光器１０からの光を受光可能で、かつその受光面が安全領域Ｒ２から視認可能に傾斜平面が形成されている。具体的には、この傾斜平面は、投光器１０との対向方向に対して所定角度だけ安全領域Ｒ２側に向けられて配されている。投光器１０の各投光素子１１からの光は所定の幅を有しており、傾斜平面は、投光素子１１からの一部の光が照射される位置に配されている。そして、その傾斜平面には、赤外光を受けて可視光を発光させる蛍光フィルム６０が配されている。従って、受光器２０の受光素子２１が配された部分、投光器１０の投光素子１０が配された部分が本発明でいう「投受光を行う投受光部分」に相当し、前記稜線部分が「投受光部分に沿った領域」に相当する。
【００４７】
このような構成によれば、各投光素子１１から出射される赤外光の一部が蛍光フィルム６０に照射され、これにより蛍光フィルム６０が発光する。蛍光フィルム６０が配された前記傾斜平面は、上述したように投光器１０との対向方向に対して略４５度の角度だけ安全領域Ｒ２側に傾けいており、そこでの発光は危険領域Ｒ１より外、即ち安全領域Ｒ２から視認することができる。
【００４８】
従って、領域表示用としてＬＥＤ等の発光素子を別途設けることなく、前記蛍光フィルム６０での発光により受光器２０の存在位置を知ることができ、やはり危険領域Ｒ１への侵入を未然に防止することが可能となる。
【００４９】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記各実施形態では、複数の投受光素子１１，２１を備えて複数の光軸を形成する多光軸光電センサに適用した例を説明したが、必ずしも複数の光軸を有するセンサに限らず、例えば投光器１０に、その長手方向に沿ってスリット状の開口部を形成し、そこから帯状の光を出射させると共に、受光器２０に、前記帯状の光を受光すべくやはりスリット状の開口部を形成し、その開口部を通って受光器２０内に入光した光の受光量に応じて動作するエリアセンサであっても良い。
【００５０】
（２）上記第１及び第２の実施形態では、本発明の領域表示手段に相当する構成を投光器１０及び受光器２０の両方に設けた構成としたが、投光器１０又は受光器２０のいずれか一方だけ設けた構成であっても良い。このような構成であっても作業者は領域表示手段の発光態様により少なくとも投光器１０又は受光器２０の存在位置を知ることができ、これにより作業者はその付近に危険領域Ｒ１があることを事前に認識することができ、もって危険領域Ｒ１への侵入を未然に防止することが可能となる。
【００５１】
（３）上記実施形態における各領域表示手段は、投光器１０及び受光器２０の本体ケースの側面上に、その投光素子１１或いは受光素子２１が配された部分に沿って全体に亘って連続的或いは断続的に配置した構成としたが、本体ケースの側面上に限らず、本発明でいう「投受光部分に沿った領域の略全体に亘り、かつ、危険領域の外側から視認可能な位置」であれば、例えば前記領域表示手段を、投光器１０又は受光器２０に沿って一体的或いは別体として並べて配置した構成であっても良い。また、少なくとも「投受光部分に沿った領域の略全体に亘って」配されていれば良く、それ以上に広い領域に亘って配する構成（例えば上記実施形態でいえば、投光器１０又は受光器２０の一端側から他端側まで全体に亘って配する構成であっても良い。要するに本発明でいう「投受光部分に沿った領域」とは、非危険領域側から危険領域側（つまり、境界部に配置されるエリアセンサ）を見たときに視認できる領域を意味する。
【００５２】
（４）上記第１実施形態での「光軸調整モード」時における各表示部３１〜３４の発光態様としては、対応する受光素子群の全ての受光素子２１が入光状態のときと、一部が入光状態であるときと、全てが遮光状態であるときとで発光動作を変化（例えば「点灯−点滅−消灯」）させる構成、或いは、対応する受光素子群の受光素子２１での受光量（受光信号レベル）に応じて発光色の明度や発光色自体を変化させる構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多光軸光電センサの斜視図
【図２】その多光軸光電センサのブロック図
【図３】クロックパルス信号と受信信号のタイムチャート
【図４】光軸調整を行ったときの受光器の側面図
【図５】第２実施形態に係る受光器の縦断背面図
【図６】受光器の横断面図
【図７】多光軸光電センサの斜視図
【図８】柱状導光部材の平面図
【図９】柱状導光部材の背面図
【図１０】柱状導光部材の縦断側面図
【図１１】可視光ＬＥＤからの光の反射状態を示す柱状導光部材の縦断側面図
【図１２】変形例を示す横断面図
【図１３】第３実施形態に係る多光軸光電センサの斜視図
【符号の説明】
１０…投光器
１１…投光素子
２０…受光器
２１（２１Ａ〜２１Ｐ）…受光素子
３１〜３４（３１ａ〜３４ａ，３１ｂ〜３４ｂ）…表示部（領域表示手段）
５１…可視光ＬＥＤ
５２…柱状導光部材（領域表示手段）
５２ａ…反射面部
５２ｂ…投射面部
６０…発光フィルム
Ｒ１…危険領域
Ｒ２…安全領域（非危険領域）
Claims (2)
- 光を出射する投光器と、その投光器からの光を受光する受光器とが危険領域と非危険領域との境界部に設置され、前記危険領域への侵入により前記投光器と前記受光器との間の光路が遮られることで検出動作を行うエリアセンサにおいて、
前記投光器、及び、前記受光器のうち少なくともいずれか一方には、それらが投受光を行う投受光部分に沿った領域の略全体に亘り、かつ、前記危険領域の外側から視認可能な位置に、可視光による発光動作を行う領域表示手段が設けられ、
前記領域表示手段は、前記投光器と前記受光器とを正規の位置関係に設置するための調整作業の際には、前記受光器での受光量に応じた表示動作を行う設置調整用の表示手段として機能することを特徴とするエリアセンサ。 - 光を出射する投光器と、その投光器からの光を受光する受光器とが危険領域と非危険領域との境界部に設置され、前記危険領域への侵入により前記投光器と前記受光器との間の光路が遮られることで検出動作を行うエリアセンサにおいて、
前記投光器、及び、前記受光器のうち少なくともいずれか一方には、それらが投受光を行う投受光部分に沿った領域の略全体に亘り、かつ、前記危険領域の外側から視認可能な位置に、可視光による発光動作を行う領域表示手段が設けられ、
前記投光器は複数の投光素子を備えると共に、前記受光器は前記複数の投光素子のそれぞれと対をなして光軸を形成する複数の受光素子を備えて構成され、
前記領域表示手段は、光軸調整の際には、前記複数の受光素子での受光状態に応じた表示動作を行う光軸調整用の表示手段として機能することを特徴とするエリアセンサ。
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