JP5156476B2

JP5156476B2 - 光走査型光電スイッチ

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Publication number: JP5156476B2
Application number: JP2008126724A
Authority: JP
Inventors: 哲庸呉
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2008-05-14
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2028-05-14
Also published as: JP2009276164A

Description

本発明は光走査型光電スイッチに関する。

従来より、レーザ等の光を用いて予め設定された所定領域内に物体が存在するか否かの検出を行う走査装置が提案されている（特許文献１〜３参照）。
特開平４−３１０８９０号（要約書）特公平３−１７５３９０号（第１図）ＵＳＰ 5,455,669（図４）

光走査型光電スイッチは、いわゆる安全スキャナやセーフティレーザスキャナと呼ばれるもので、レーザ等の光で検出領域を走査し、検出領域内で反射した走査光を受光し、投光タイミングと受光タイミングの差、つまり、時間差と既知の光速とから物体までの距離を測定し、所定方位毎の距離から物体の位置を特定し、動作許可／動作不許可を示す安全信号を出力して、必要に応じて当該機器の機能を無効化する。

前記光走査型光電スイッチは、取り付けスペースの制約から、年々小型化を要求されている。一方、この種の光電スイッチは電源供給や信号の入出力を行うために５mm〜６mm程度の太いケーブルが必要となり、かかる太いケーブルを引き回す必要があるので、これが取付位置の制約を受ける要因となっている。

したがって、本発明の目的は、小型化と共に、取り付け位置の制約を改善し得る光走査型光電スイッチを提供することである。

前記目的を達成するために、本第１発明の光走査型光電スイッチは、所定の軸線を中心に回転し走査光で検出領域を走査する光走査手段と、前記検出領域内の物体で反射された前記走査光を受光し、それに応じた受光信号を生成する光電変換素子と、前記受光した走査光の照射方位を算出すると共に、当該照射方位についての前記受光信号に基づいて前記物体までの距離を算出し、前記照射方位および前記距離から前記物体の位置を認識する認識手段と、予め設定された保護領域内に前記物体が存在するか否かを判別する判別手段と、前記走査光の光路上に配置され前記走査光が透過するカバーと、前記カバーを挟んで対向配置され、光を用いて前記光路の一部としての前記カバーの状態を監視するための複数個の光学素子と、前記軸線に略平行で、かつ、前記カバーで覆われていない第１面および前記軸線に略直交する第２面を有し、前記第２面において前記光学素子の配列に概ね沿った外縁を持つ筐体と、前記光学素子からの前記光路の一部としての前記カバーの状態を含む自己の状態を監視し、自己の状態が安全な状態である事を確認する確認手段と、前記判別手段により物体が前記保護領域内に存在しないと判別されると共に前記確認手段により自己の状態が安全な状態である事を確認した場合は機能有効化信号を生成し、前記判別手段により物体が前記保護領域内に存在すると判別される場合、ならびに、前記確認手段により自己の状態が安全な状態である事を確認できない場合は機能無効化信号を生成する信号生成手段と、外部へ前記信号生成手段で生成された信号を出力すると共に電源ラインを含む第１コネクタとを備え、第１コネクタに接続される第２コネクタ付のケーブルの前記第２コネクタを受け入れ可能な凹所が前記筐体に形成され、前記第２コネクタ付のケーブルのケーブル部分を受け入れ可能な第１および第２溝が前記筐体に形成され、前記凹所および各溝は前記第２面から前記軸線方向に向って後退しており、前記凹所および前記第１溝は前記光学素子の配列に概ね沿った前記外縁から前記筐体の内方に向って後退しており、前記第２溝は前記第１面から前記筐体の内方に向って後退しており、前記凹所が第１溝を介して前記第２溝に連なっていることを特徴とする。

本発明によれば、第２コネクタを受け入れ可能な凹所を設けたので、筐体から第２コネクタが張り出さないから、第２コネクタが接続された光走査型光電スイッチから突出する部分が無くなり実質的な小型化を図り得る。

また、ケーブル部分を第２溝に通すことなく筐体から遠ざかるように配線したり、あるいは、同ケーブル部分を第２溝に沿って配線することで、つまり筐体の端の第２溝に沿ってケーブル部分を配線することで、別の方向にケーブル部分を引き出すことができる。したがって、太いケーブル部分を引き回す自由度が大きくなり、取付位置の制約を受けにくくなる。

なお、前記検出領域とは、物体で反射された走査光を受光し物体の存在を検出できる物体までの距離と走査光を走査する範囲によって定まる領域であり、予め、機器ごとに出荷前に設定されている。この検出領域内において本スイッチを用いる現場ごとに前記保護領域が予め設定されて所定の記憶部に記憶される。
つまり、検出領域は物体の存在を確実に認識可能な限界により定まり、一方、保護領域は作業者や外部機器の安全を確保する必要のある領域といえる。

本発明において、前記第１面と前記第２面とが交わる交線に沿って前記第２溝が前記筐体の一側端から他側端まで形成されているのが好ましい。
本態様によれば、ケーブル部分を凹所の反対側の側端から引き出すことが可能となる。

本発明において、前記光学素子がＵ字状の領域に配列され、前記凹所および第１溝が前記Ｕ字状の領域に対応する位置に設けられているのが好ましい。
カバーの汚れ等を検出する光学要素は本スイッチの筐体が大型化する要因となっているが、当該筐体の外縁の内方の部分を利用して第２コネクタおよびケーブル部分を配置することができるので、光走査型光電スイッチの実質的な小型化を図ることができる。

本第２発明の光走査型光電スイッチは、所定の軸線を中心に回転し走査光で検出領域を走査する光走査手段と、前記検出領域内の物体で反射された前記走査光を受光し、それに応じた受光信号を生成する光電変換素子と、前記受光した走査光の照射方位を算出すると共に、当該照射方位についての前記受光信号に基づいて前記物体までの距離を算出し、前記照射方位および前記距離から前記物体の位置を認識する認識手段と、予め設定された保護領域内に前記物体が存在するか否かを判別する判別手段と、前記走査光の光路上に配置され前記走査光が透過するカバーと、前記カバーを挟んで対向配置され、光を用いて前記光路の一部としての前記カバーの状態を監視するための複数個の光学素子と、前記軸線に略平行で、かつ、前記カバーで覆われていない第１面および前記軸線に略直交する第２面を有し、前記第２面において前記光学素子の配列に概ね沿った外縁を持つ筐体と、前記光学素子からの前記光路としての前記カバーの状態を含む自己の状態を監視し、自己の状態が安全な状態である事を確認する確認手段と、前記判別手段により物体が前記保護領域内に存在しないと判別されると共に前記確認手段により自己の状態が安全な状態である事を確認した場合は機能有効化信号を生成し、前記判別手段により物体が前記保護領域内に存在すると判別される場合、ならびに、前記確認手段により自己の状態が安全な状態である事を確認できない場合は機能無効化信号を生成する信号生成手段と、外部へ前記信号生成手段で生成された信号を出力すると共に電源ラインを含む第１コネクタとを備え、第１コネクタに接続される第２コネクタ付のケーブルの前記第２コネクタを受け入れ可能な凹所が前記筐体に形成され、前記第２コネクタ付のケーブルのケーブル部分を受け入れ可能な第１および第２溝が前記筐体に形成され、前記凹所および第１溝は前記第１面から前記筐体の内方に向って後退しており、前記第２溝は前記第１面と第２面とが交わる交線に沿って設けられていると共に、前記第１面から前記筐体の内方に向って後退しており、前記凹所が前記第１溝を介して前記第２溝に連なっており、前記第２溝が前記第１溝と連なる部位から前記交線に沿って前記筐体の少なくとも一方の側端まで前記第２溝が形成されている。

本第２発明においても第１発明と同様の利点が得られる。

本第２発明において、前記第２溝が前記交線に沿って前記筐体の一側端から他側端まで形成されているのが好ましい。
この場合、ケーブル部分を第１溝から第２溝に沿って、一側端側または他側端側の一つに選択的に引き出すことができる。

本第２発明において、前記筐体は前記カバーで覆われる開口が形成された主筐体と、前記主筐体に締結され前記筐体の第１面を形成する第１副筐体と、前記主筐体に締結され前記筐体の第２面を形成する第２副筐体とを備えているのが好ましい。

以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図１〜図１５は実施例１を示す。
本実施例の光走査型光電スイッチは、たとえば、ロボットなどの外部機器に接続され、接続された外部機器の動作許可／動作不許可等を示す安全信号を前記外部機器に出力するものである。たとえば、本光電スイッチは、所定のモードにおいて、図２（ｂ）の人体などの物体Ｍを予め設定された保護領域Ａ２内において検出した場合、動作不許可の信号を出力して本光電スイッチに接続された外部機器の動作を禁止する（無効化させる）。なお、保護領域Ａ２は検出領域Ａ１内において予め設定されて記憶される。

光路：
本光電スイッチは、たとえば、レーザ光などの光を走査して前記物体Ｍの検出を行うが、まず、光学系について説明する。

光照射手段；
図１に示すように、投光素子ＬＤから出射されたレーザ光からなる光Ｌ１は、投光レンズ１０を通り、投光第１および第２ミラー（反射鏡）１１，１２により偏向されて、所定の第１の軸線Ｚに沿って照射される。したがって、投光レンズ１０、投光第１および第２ミラー１１，１２は、前記第１の軸線Ｚに沿って光Ｌ１を照射する光照射手段を構成している。

光走査手段２；
前記投光第２ミラー１２によって反射された光Ｌ１は、光走査手段２に向って照射される。前記光走査手段２は、前記第１の軸線Ｚを中心に回転し、当該第１の軸線Ｚに対して略４５°傾けて設置されたミラーからなる。光走査手段２は、図７に示すモータ８によって回転駆動されることにより、図２（ｂ）の破線で示すように、前記照射手段から照射された光Ｌ１を第１の軸線Ｚに直交する面内に向けて偏向と共に走査する。光走査手段２によって偏向された走査光Ｌ１は、該光走査手段２が回転駆動されることにより、図２（ｂ）に示す検出領域Ａ１において走査されて照射される。

光走査手段２は、前記検出領域Ａ１内に物体Ｍが存在する場合には、図１に示すように、当該物体Ｍで反射された走査光Ｌ１（以下、「反射光Ｌ２」という）を前記第１の軸線Ｚに沿った方向に偏向する。

受光反射体２１，光電変換素子２２；
前記光走査手段２によって偏向された反射光Ｌ２は、受光レンズ２０によって集光される。前記受光レンズ２０は、第１の軸線Ｚと一致する光軸を有しており、受光レンズ２０によって集光された反射光Ｌ２は受光反射体２１によって偏向され、光電変換素子２２に集光される。

前記受光反射体２１は、第１の軸線Ｚに対して略４５°傾けて設置され、前記受光レンズ２０により集光された反射光Ｌ２の光軸を、第１の軸線Ｚに対して略直交する第２の軸線Ｙに沿って偏向し、光電変換素子２２に集光させる。

前記光電変換素子２２は、受光反射体２１により偏向された反射光Ｌ２を受光し、当該受光した反射光Ｌ２を光電変換して、受光信号を生成する。

機器構成：
図２（ａ）に示すように、前記投光素子ＬＤおよび光電変換素子２２は、制御手段３０に接続されている。

前記制御手段３０には、図３に示すように、本光電スイッチの種々の状態を表示するための液晶表示器３８ａおよびＬＥＤ(Light Emitting Diode)３８ｂと、前記保護領域Ａ２などの設定を行うための操作部３９が接続されている。
一方、図２の制御手段３０には、第１コネクタ５が接続されている。前記第１コネクタ５には、前記外部機器に接続される第２コネクタ付のケーブル５Ａが接続される。第２コネクタ付のケーブル５Ａは、ケーブル部分５１の端部に第２コネクタ５０を有する。

前記制御手段３０は、距離算出手段３１、方位算出手段３２、位置認識手段３３、判別手段３４、確認手段３５、信号生成手段３６および表示制御手段３７などを備えている。

方位算出手段３２；
方位算出手段３２は、前記投光および受光において、光走査手段２により前記検出領域Ａ１に向けて偏向された走査光Ｌ１の照射方位（偏向方位）と物体Ｍからの反射光Ｌ２が入光する方位とを算出する。

ここで、図７に示すモータ８の回転軸には、たとえば、光電式のロータリエンコーダ８ａが設けられている。光Ｌ１，Ｌ２の偏向方位は、前記ロータリエンコーダ８ａからの出力に基づき、光走査手段２の回転角度を算出することで求められる。

距離算出手段３１；
距離算出手段３１は、前記各偏向方位について、光電変換素子２２からの受光信号に基づいて物体Ｍまでの距離を算出する。すなわち、投光素子ＬＤからの走査光Ｌ１の投光タイミングと、物体Ｍによって反射された反射光Ｌ２を受光した光電変換素子２２の受光タイミングの差に、既知の光速を乗算して物体までの距離を算出する。前記投受光タイミングに基づく距離の算出は、所定の微小時間ごとに繰り返し行われる。

位置認識手段３３；
図２（ａ）に示す位置認識手段３３は、物体Ｍの位置の認識を行う。すなわち、位置認識手段３３は、前記投受光タイミング毎に、前記方位算出手段３２により算出された偏向方位と、当該偏向方位において距離算出手段３１が算出した物体Ｍまでの距離とに基づいて、当該物体Ｍの位置を算出することにより、該物体Ｍの位置を認識する。

判別手段３４；
判別手段３４は、位置認識手段３３により算出された物体Ｍの位置に基づいて、予め設定された保護領域Ａ２内に物体Ｍが存在するか否かを判別する。

第１および第２光学素子７１，７２；
ここで、本光電スイッチの筐体１には、前記走査光Ｌ１および反射光Ｌ２を透過する図３の透明なフロントカバー４が装着されている。たとえば、カバー４が汚れ等で曇っている場合には、図２（ａ）の光電変換素子２２に入射する反射光Ｌ２の光量が低下し、物体Ｍの位置検出の感度が低下する。
なお、ここで「透明」とは、走査光Ｌ１の波長に対して透過可能であることを意味しており、走査光Ｌ１が赤外光である場合には、フロントカバー４はこの赤外光の波長に対して透過性を有している。

そこで、図２（ａ）に示す前記カバー４の状態を監視するための複数個の第１および第２光学素子７１，７２を設け、カバー４の状態を常時監視している。第１および第２光学素子７１，７２は、カバー４を挟んで対向配置され、第１光学素子７１からの光がカバー４を通って第２光学素子７２に入射し、光路の一部としてのカバー４の状態を第２光学素子７２が制御手段３０に送信する。

確認手段３５；
確認手段３５は、前記第２光学素子７２からのカバー４の状態を含む自己の状態を監視し、自己の状態が安全な状態であることを確認する。すなわち、確認手段３５は、本光電スイッチが故障しているか否かの検出を行う故障検出手段、つまり、所期の検出等を行うことができる安全な状態か否かを確認する手段を構成している。本光電スイッチが故障していると確認手段３５が判断した場合には、液晶表示器３８ａやＬＥＤ３８ｂに当該状態を制御手段３０が表示させると共に、信号生成手段３６を介して、動作不許可の信号を外部機器に向けて送信する。
また、第２光学素子７２からの信号に基づきカバー４が劣化し、交換時期であると確認手段３５が判断した場合、液晶表示器３８ａやＬＥＤ３８ｂに当該状態を制御手段３０が表示させる。
なお、第１光学素子と第２光学素子がカバー４を挟んで対峙して配置される場合について説明したが、本件発明はこれに限らず、たとえば、第３の光学素子である鏡を第２光学素子７２と置き換えて配置し、第２光学素子７２を第１光学素子７１の近傍に配置する。この場合、第１光学素子７１から投射された光はカバー４を通過して第３の光学素子である鏡で反射し、この反射光が再びカバー４を通過して第２光学素子７２で受光される。

信号生成手段３６；
信号生成手段３６は判別手段３４の判別結果に基づいて安全信号を生成する。
たとえば、所定のモードにおいて、本スイッチの正常な動作が期待できる前記正常な状態であることを前記確認手段３５が確認し、かつ、保護領域Ａ２内に物体Ｍが存在しないと判別手段３４が判別した場合には、信号生成手段３６は安全信号として機能有効化信号を生成する。前記生成された当該信号は、制御手段３０から第１コネクタ５を介して外部機器に向けて送信され、外部機器の動作が許容される。

一方、所定のモードにおいて、判別手段３４により物体Ｍが保護領域Ａ２内に存在すると判別された場合、ならびに、確認手段３５により自己の状態が安全な状態である事を確認できない場合には、信号生成手段３６は安全信号として機能無効化信号を生成する。前記生成された当該信号は、制御手段３０から第１コネクタ５を介して外部機器に送信され、外部機器の動作が禁止および緊急停止される。

筐体１：
図３に示すように、本光電スイッチは前記筐体１に表示操作盤３を備えている。

図６に示すように、本光電スイッチの筐体はカバー４で覆われる開口１ｄを有する主筐体１ａ、光学系を含む構成機器からなる図５の機器本体９および前記筐体１の一部としての裏蓋（第１副筐体）１ｂを備えている。前記機器本体９は、主筐体１ａ内に装填され、該主筐体１ａ内に固定されると共に、裏蓋１ｂにより背面が密閉される。図４（ａ），（ｂ）に示すように、前記裏蓋１ｂは、前記第１の軸線Ｚに略平行で、かつ、カバー４で覆われていない第１面Ｅ１を有する。

一方、主筐体１ａの底部は、筐体１の一部としての底板（第２副筐体）１ｃで閉塞されている。図４（ａ）に示すように、前記底板１ｃは、前記第１の軸線Ｚに略直交する第２面Ｅ２を有し、前記第２面Ｅ２において図３の第２光学素子７２の馬蹄形の配列に概ね沿った外縁Ｅｅを持つ。なお、前記第２面Ｅ２は前記表示操作盤３とは反対側の面に設定されている。

図６に示すように、筐体１には前記開口１ｄが形成されている。開口１ｄは光走査手段２から前記検出領域Ａ１（図２（ｂ））に至るまでの光路を含み、前記第１の軸線Ｚ（図７）に直交する横断面において略Ｕ字状に形成されている。

前記開口１ｄには、筐体１に取り外し可能に設けられ、該筐体１の開口１ｄを覆う前記カバー４が装着される。前記筐体１とカバー４との間には、弾性変形可能なシール部材６が介挿される。

機器本体９；
図７に示すように、前記光走査手段２の下方には、第１の軸線Ｚを中心に該光走査手段２を回転させるための前記モータ８が設けられている。図８に示すように、モータ８の回転軸には前記ロータリエンコーダ８ａが設けられている。

図９に示すように、前記受光反射体２１は、第１の軸線Ｚに対して略４５°傾けて設置されている。前記受光レンズ２０により集光された反射光Ｌ２の光軸は、反射光Ｌ２の立体角の中心を第１の軸線Ｚに対して略直交する第２の軸線Ｙに沿った方向に偏向され、機器本体９の背面方向Ｂ側に設けられた光電変換素子２２に集光される。
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、投光第２ミラー１２は、受光レンズ２０の第１の軸線Ｚの略中心に取り付けられている。

第２コネクタ５０：
図１１（ａ）の第２コネクタ５０には図１１（ｂ）の多数の接続端子５３が嵌入するハウジング５２が設けられている。
図１１（ｂ）に示すように、第２コネクタ５０を凹所１５の奥の第１コネクタ５に差し込むと、接続端子５３がハウジング５２内に嵌入して導通し、ケーブル部分５１を介して、光走査型光電スイッチと外部機器との信号の送受信や、本光電スイッチへの電力の供給が可能となる。

なお、パソコンなどとデータの入出力を行う際には、図３の上部の小蓋３００で閉塞された第３コネクタを用いる。

凹所１５、第１および第２溝６１，６２：
図４（ａ），（ｂ）および図１２（ａ），（ｂ）に示すように、筐体１には、前記第２コネクタ５０を受け入れ可能な前記凹所１５が形成されている。前記凹所１５は受け入れたコネクタ５０の外表面が筐体１の外表面と概ね同一となる大きさに形成するのが好ましい。

一方、筐体１には前記ケーブル部分５１を受け入れ可能な第１および第２溝６１，６２が形成されている。前記各溝６１，６２は、受け入れたケーブル部分５１が筐体１の第１面Ｅ１および第２面Ｅ２よりも筐体１の内方に後退した位置となるように形成するのが好ましい。

前記凹所１５および各溝６１，６２は、前記第２面Ｅ２よりも前記第１の軸線方向Ｚの上方に向って後退している。

ここで、図３に示すように、前記複数個の第２光学素子７２はカバー４の下端の周囲に沿ってＵ字状の領域に配列されている。前記凹所１５および前記第１溝６１は、前記Ｕ字状の領域の一方の端部に対応する位置、つまり、筐体１ａの一方の側面における第１面Ｅ１の近傍に形成されている。図４（ａ），（ｂ）に示す凹所１５および前記第１溝６１は、第２面Ｅ２よりも筐体１の内方に向って後退している。

前記第２溝６２は、第１面Ｅ１よりも筐体１の内方に向って後退している。第２溝６２は、第１面Ｅ１と第２面Ｅ２とが交わる交線Ｘに沿って筐体１の一側端Ｓ１から他側端Ｓ２まで形成されている。
前記凹所１５は、第１溝６１を介して第２溝６２に連なって形成されており、前記凹所１５，第１および第２溝６１，６２は全体して略Ｌ字状に形成されている。

図１２（ａ）に示すように、第２コネクタ５０は、第１コネクタ５（図４（ａ））に接続された後、ビス５３によって筐体１に固定される。

ケーブル部分５１の引き出し方法：
ケーブル部分５１は、以下に例示するように、筐体１の様々な取付場所に応じて種々の方向に引き出すことができる。

筐体１の表示操作盤３が上向となるように取り付ける場合；
図１３および図１４（ａ）に示すように、第２コネクタ５０の近傍でケーブル部分５１を屈曲することにより、ケーブル部分５１を筐体１から遠ざかる第１の横方向Ｘ１に引き出すことができる。かかる場合には、図１３に示すように、第２コネクタ５０の近傍のケーブル部分５１が第１溝６１内に入り込んだ状態となる。
図１３および図１４（ｂ）に示すように、ケーブル部分５１を第１の軸線方向Ｚの下方Ｚ１に向って引き出すこともできる。

図１４（ｃ）に示すように、ケーブル部分５１を筐体１の背面を通る第２の横方向Ｘ２に引き出す場合には、図１３に示すように、ケーブル部分５１を第１溝６１および第２溝６２に沿うように屈曲させて引き出す。

筐体１の操作盤３が下向になるように取り付ける場合；
図１５（ａ）に示すように、第１面Ｅ１を上方に向けて取り付けた場合、ケーブル部分５１を前記第１の横方向Ｘ１、第２の横方向Ｘ２および鉛直上方Ｚ２などに向って引き出すことができる。

図１５（ｂ）に示すように、第２面Ｅ２を上方に向けて取り付けた場合、ケーブル部分５１を前記第１の横方向Ｘ１、第２の横方向Ｘ２および鉛直上方Ｚ２などに向って引き出すことができる。

図１６（ａ），（ｂ）は実施例２を示す。
本実施例の場合、凹所１５および第１溝６１は、筐体１の第１面Ｅ１（裏蓋１ｂ）に形成されており、筐体１の第１面Ｅ１から、該筐体１の内方に向って後退している。第２溝６２は、前記第１面Ｅ１と第２面Ｅ２とが交わる交線Ｘに沿って設けられていると共に、前記第１面Ｅ１から筐体１の内方に向って後退している。
したがって、凹所１５は第１溝６１を介して第２溝６２に連なって形成されており、前記凹所１５，第１および第２溝６１，６２は全体として略Ｔ字状に形成されている。

前記第２溝６２は、第１溝６１に連なる部位６３から前記交線Ｘに沿って、筐体１の両方の側端Ｓ１，Ｓ２まで形成されている。なお、符号２００は指挿入用凹部を示す。
その他の構成は、実施例１と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明および図示を省略する。

図１６（ｂ）に示すように、凹所１５に第２コネクタ５０を取り付けると、第１の横方向Ｘ１、第２の横方向Ｘ２および第１の軸線方向Ｚに沿った方向Ｚ１に向かってケーブル部分５１を引き出すことができる。

なお、前記実施例２において、第２溝６２は、第１の横方向Ｘ１ないし第２の横方向Ｘ２の一方向のみに形成してもよい。

本発明は光走査型光電スイッチに用いることができる。

本発明の実施例１にかかる光走査型光電スイッチの光学系を示す概略斜視図である。図２（ａ）は同光走査型光電スイッチを示す概略構成図、図２（ｂ）は光走査型光電スイッチの検出領域および保護領域を示す概略平面図である。光走査型光電スイッチを示す概略斜視図。図４（ａ）は光走査型光電スイッチを示す概略右側面図、図４（ｂ）は右下からの概略斜視図である。光走査型光電スイッチの分解斜視図である。カバーおよびシール部材を分解した状態で示す光走査型光電スイッチの概略斜視図である。光走査型光電スイッチの概略縦断面図である。光走査型光電スイッチの機器本体を示す概略右側面図である。光走査型光電スイッチの機器本体の概略縦断面図である。図１０（ａ）は下方から見た機器本体上部を示す概略断面図、図１０（ｂ）は同機器本体上部のＸＢ−ＸＢ線断面図である。図１１（ａ）は第２コネクタおよびケーブルの一部を示す概略斜視図、図１１（ｂ）は第２コネクタを第１コネクタに結合した状態を部分的に示す拡大概略断面図である。筐体に第２コネクタを取り付けた状態を示す概略側面図および下方から見た概略斜視図である。筐体に第２コネクタを取り付けた状態を示す斜め下方裏面から見た概略斜視図である。ケーブルの引き出し状態（方向）を示す概略斜視図である。図１５（ａ）は筐体の底面を図示しない壁面に取り付けた場合のケーブル引き出し状態を示す概略斜視図、図１５（ｂ）は筐体の底面を上方に向けて取り付けた場合のケーブルの引き出し状態を示す概略斜視図である。図１６（ａ）は実施例２にかかる光走査型光電スイッチを示す裏面下方から見た概略斜視図、図１６（ｂ）は同光走査型光電スイッチに第２コネクタを取り付けた状態を示す裏面下方から見た概略斜視図である。

符号の説明

１：筐体
１ａ：主筐体
１ｂ：裏蓋（第１副筐体）
１ｃ：底板（第２副筐体）
４：カバー
５：第１コネクタ
１５：凹所
２２：光電変換素子
３３：位置認識手段
３４：判別手段
３５：確認手段
３６：信号生成手段
３５：確認手段
３６：信号生成手段
５０：第２コネクタ
５１：ケーブル部分
６１：第１溝
６２：第２溝
７２：第２光学素子
Ｅ１：第１面
Ｅ２：第２面
Ｌ１：走査光
Ｌ２：反射光（反射された走査光）
Ｚ：第１の軸線

Claims

所定の軸線を中心に回転し走査光で検出領域を走査する光走査手段と、
前記検出領域内の物体で反射された前記走査光を受光し、それに応じた受光信号を生成する光電変換素子と、
前記受光した走査光の照射方位を算出すると共に、当該照射方位についての前記受光信号に基づいて前記物体までの距離を算出し、前記照射方位および前記距離から前記物体の位置を認識する認識手段と、
予め設定された保護領域内に前記物体が存在するか否かを判別する判別手段と、
前記走査光の光路上に配置され前記走査光が透過するカバーと、
前記カバーを挟んで対向配置され、光を用いて前記光路の一部としての前記カバーの状態を監視するための複数個の光学素子と、
前記軸線に略平行で、かつ、前記カバーで覆われていない第１面および前記軸線に略直交する第２面を有し、前記第２面において前記光学素子の配列に概ね沿った外縁を持つ筐体と、
前記光学素子からの前記光路の一部としての前記カバーの状態を含む自己の状態を監視し、自己の状態が安全な状態である事を確認する確認手段と、
前記判別手段により物体が前記保護領域内に存在しないと判別されると共に前記確認手段により自己の状態が安全な状態である事を確認した場合は機能有効化信号を生成し、前記判別手段により物体が前記保護領域内に存在すると判別される場合、ならびに、前記確認手段により自己の状態が安全な状態である事を確認できない場合は機能無効化信号を生成する信号生成手段と、
外部へ前記信号生成手段で生成された信号を出力すると共に電源ラインを含む第１コネクタと、
を備え、
第１コネクタに接続される第２コネクタ付のケーブルの前記第２コネクタを受け入れ可能な凹所が前記筐体に形成され、
前記第２コネクタ付のケーブルのケーブル部分を受け入れ可能な第１および第２溝が前記筐体に形成され、
前記凹所および各溝は前記第２面から前記軸線方向に向って後退しており、
前記凹所および前記第１溝は前記光学素子の配列に概ね沿った前記外縁から前記筐体の内方に向って後退しており、
前記第２溝は前記第１面から前記筐体の内方に向って後退しており、
前記凹所が第１溝を介して前記第２溝に連なっていることを特徴とする光走査型光電スイッチ。
請求項１において、前記第１面と前記第２面とが交わる交線に沿って前記第２溝が前記筐体の一側端から他側端まで形成されている光走査型光電スイッチ。
請求項１もしくは２において、前記光学素子がＵ字状の領域に配列され、前記凹所および第１溝が前記Ｕ字状の領域に対応する位置に設けられている光走査型光電スイッチ。
所定の軸線を中心に回転し走査光で検出領域を走査する光走査手段と、
前記検出領域内の物体で反射された前記走査光を受光し、それに応じた受光信号を生成する光電変換素子と、
前記受光した走査光の照射方位を算出すると共に、当該照射方位についての前記受光信号に基づいて前記物体までの距離を算出し、前記照射方位および前記距離から前記物体の位置を認識する認識手段と、
予め設定された保護領域内に前記物体が存在するか否かを判別する判別手段と、
前記走査光の光路上に配置され前記走査光が透過するカバーと、
前記カバーを挟んで対向配置され、光を用いて前記光路の一部としての前記カバーの状態を監視するための複数個の光学素子と、
前記軸線に略平行で、かつ、前記カバーで覆われていない第１面および前記軸線に略直交する第２面を有し、前記第２面において前記光学素子の配列に概ね沿った外縁を持つ筐体と、
前記光学素子からの前記光路としての前記カバーの状態を含む自己の状態を監視し、自己の状態が安全な状態である事を確認する確認手段と、
前記判別手段により物体が前記保護領域内に存在しないと判別されると共に前記確認手段により自己の状態が安全な状態である事を確認した場合は機能有効化信号を生成し、前記判別手段により物体が前記保護領域内に存在すると判別される場合、ならびに、前記確認手段により自己の状態が安全な状態である事を確認できない場合は機能無効化信号を生成する信号生成手段と、
外部へ前記信号生成手段で生成された信号を出力すると共に電源ラインを含む第１コネクタと、
を備え、
第１コネクタに接続される第２コネクタ付のケーブルの前記第２コネクタを受け入れ可能な凹所が前記筐体に形成され、
前記第２コネクタ付のケーブルのケーブル部分を受け入れ可能な第１および第２溝が前記筐体に形成され、
前記凹所および第１溝は前記第１面から前記筐体の内方に向って後退しており、
前記第２溝は前記第１面と第２面とが交わる交線に沿って設けられていると共に、前記第１面から前記筐体の内方に向って後退しており、
前記凹所が前記第１溝を介して前記第２溝に連なっており、
前記第２溝が前記第１溝と連なる部位から前記交線に沿って前記筐体の少なくとも一方の側端まで前記第２溝が形成されている光走査型光電スイッチ。
請求項４において、前記第２溝が前記交線に沿って前記筐体の一側端から他側端まで形成されている光走査型光電スイッチ。
請求項４もしくは５において、前記筐体は前記カバーで覆われる開口が形成された主筐体と、前記主筐体に締結され前記筐体の第１面を形成する第１副筐体と、前記主筐体に締結され前記筐体の第２面を形成する第２副筐体とを備えた光走査型光電スイッチ。