JP6673716B2 - Safety scanner - Google Patents

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本発明は、安全スキャナに係り、さらに詳しくは、保護エリアへの侵入物を光学的に検知する安全スキャナの改良に関する。   The present invention relates to a safety scanner, and more particularly, to an improvement in a safety scanner that optically detects an intruder in a protected area.

光学安全センサは、保護エリア内に侵入した侵入物、例えば、人を光学的に検知し、工作機械、産業用ロボット等の機械を緊急停止させるための安全制御信号を出力するエリア監視装置である(例えば、特許文献1及び2)。例えば、安全スキャナは、光源からの検出光を検出エリアに対して出射するとともに、検出光を周方向に走査させる光学回転体と、光学回転体を介して検出エリア内の対象物からの反射光を受光し、受光信号を生成する受光素子と、受光信号に基づいて、対象物までの距離及び検出光の走査角に対応する測距位置を求め、予め定められた保護エリアと比較して侵入物の有無を判別する侵入物判別手段とを備えた光走査式のエリア監視装置である。   The optical safety sensor is an area monitoring device that optically detects an intruder, for example, a person, that has entered a protected area, and outputs a safety control signal for urgently stopping a machine such as a machine tool or an industrial robot. (For example, Patent Documents 1 and 2). For example, a safety scanner emits detection light from a light source to a detection area and scans the detection light in a circumferential direction, and reflected light from an object in the detection area via the optical rotator. A light-receiving element that receives light and generates a light-receiving signal.Based on the light-receiving signal, a distance measurement position corresponding to the distance to the object and the scanning angle of the detection light is obtained, and the distance is measured by comparing with a predetermined protection area. This is an optical scanning area monitoring device including an intruding object discriminating means for discriminating the presence or absence of an object.

特開2009−296087号公報JP 2009-296087 A 特開2009−294734号公報JP 2009-294733 A 特開2009−63339号公報JP 2009-63339 A

通常、受光素子は、回転軸に垂直な受光面を有し、回転軸上に配置される。一方、光学回転体は、上下方向の回転軸を中心として回転する光学系統であり、上方向から入射した検出光を90°転向させる投光ミラーと、対象物からの反射光を集光する受光レンズと、受光レンズを透過した反射光を受光面に向けて反射させる受光ミラーとを有する(例えば、特許文献3)。   Usually, the light receiving element has a light receiving surface perpendicular to the rotation axis and is arranged on the rotation axis. On the other hand, the optical rotator is an optical system that rotates about an axis of rotation in the vertical direction, and a light-emitting mirror that turns detection light incident from above by 90 ° and a light-receiving mirror that collects light reflected from an object. It has a lens and a light receiving mirror that reflects reflected light transmitted through the light receiving lens toward the light receiving surface (for example, Patent Document 3).

従来の安全スキャナでは、受光ミラーが回転軸上に配置され、反射面が回転軸に対して45°傾斜している。このため、光学回転体の回転半径が大きくなってしまうという問題があった。特に、受光レンズと受光ミラーとは、互いに離間させて配置する必要がある。このため、光学回転体の回転時に、受光レンズが筐体と干渉しないようにするには、回転軸を筐体から遠ざけて配置しなければならず、装置が大型化してしまうという問題があった。   In a conventional safety scanner, a light receiving mirror is arranged on a rotation axis, and a reflection surface is inclined at 45 ° with respect to the rotation axis. For this reason, there has been a problem that the rotation radius of the optical rotator becomes large. In particular, the light receiving lens and the light receiving mirror need to be arranged apart from each other. For this reason, in order to prevent the light receiving lens from interfering with the housing during rotation of the optical rotator, the rotation axis must be arranged away from the housing, and there is a problem that the device becomes large. .

また、従来の安全スキャナでは、投光ミラー及び受光ミラーを回転軸上に配置することにより、検出光の出射光軸と対象物からの反射光の入射光軸とを一致させている。このため、投光ミラー及び受光ミラーの形状が複雑化してしまうという問題もあった。   Further, in a conventional safety scanner, an emission optical axis of detection light and an incident optical axis of light reflected from an object are aligned by disposing a light projecting mirror and a light receiving mirror on a rotation axis. For this reason, there is a problem that the shapes of the light projecting mirror and the light receiving mirror are complicated.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化可能な安全スキャナを提供することを目的とする。特に、光学回転体の回転半径を小さくすることができる安全スキャナを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a safety scanner that can be reduced in size. In particular, it is an object of the present invention to provide a safety scanner that can reduce the rotation radius of the optical rotator.

本発明の第1の態様による安全スキャナは、回転軸を中心として回転し、光源からの検出光を検出エリアに対して出射するとともに、上記検出光を周方向に走査させる光学回転体と、上記光学回転体を介して上記検出エリア内の対象物からの反射光を受光し、受光信号を生成する受光素子と、上記受光信号に基づいて、上記対象物までの距離及び上記検出光の走査角に対応する測距位置を求め、予め定められた保護エリアと比較して侵入物の有無を判別する侵入物判別手段とを備える。上記受光素子は、上記回転軸に垂直な受光面を有し、上記回転軸上に配置される。上記光学回転体は、上記反射光を上記受光面に向けて反射させる受光ミラーを有し、上記受光ミラーは、上記回転軸に対し、上記検出光の出射側とは反対側にオフセット配置され、傾斜角が45°よりも大きい。   The safety scanner according to the first aspect of the present invention is an optical rotator that rotates about a rotation axis, emits detection light from a light source to a detection area, and scans the detection light in a circumferential direction; A light receiving element that receives reflected light from the object in the detection area via the optical rotator and generates a light reception signal; and a distance to the object and a scan angle of the detection light based on the light reception signal. And an intruder discriminating means for determining the distance measurement position corresponding to the intruder, and comparing it with a predetermined protected area to determine the presence or absence of an intruder. The light receiving element has a light receiving surface perpendicular to the rotation axis, and is arranged on the rotation axis. The optical rotator has a light-receiving mirror that reflects the reflected light toward the light-receiving surface, and the light-receiving mirror is offset with respect to the rotation axis on a side opposite to an emission side of the detection light, The tilt angle is greater than 45 °.

この様な構成によれば、受光ミラーが検出光の出射側とは反対側にオフセット配置され、回転軸に対する傾斜角が45°よりも大きいため、受光ミラーを回転軸上に配置する場合に比べ、光学回転体の回転半径を小さくすることができる。   According to such a configuration, since the light receiving mirror is offsetly arranged on the side opposite to the emission side of the detection light and the inclination angle with respect to the rotation axis is larger than 45 °, compared with the case where the light receiving mirror is arranged on the rotation axis. In addition, the radius of rotation of the optical rotator can be reduced.

本発明の第2の態様による安全スキャナは、上記構成に加え、上記光学回転体が、さらに、上記反射光を集光する受光レンズを有し、上記受光ミラーが、平面鏡であり、上記受光レンズを透過した反射光を上記受光面に向けて反射させるように構成される。   In a safety scanner according to a second aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the optical rotator further has a light receiving lens for condensing the reflected light, the light receiving mirror is a plane mirror, and the light receiving lens Is configured to reflect reflected light transmitted through the light-receiving surface toward the light-receiving surface.

この様な構成によれば、受光レンズと受光ミラーとを互いに離間させて配置する場合に、受光ミラーがオフセット配置されるため、受光レンズを回転軸により近づけることができる。このため、装置が大型化するのを抑制することができる。また、受光ミラーが受光レンズの下流側に配置されるため、受光ミラーのサイズを小型化することができる。   According to such a configuration, when the light receiving lens and the light receiving mirror are arranged to be separated from each other, the light receiving mirror is arranged offset, so that the light receiving lens can be closer to the rotation axis. For this reason, an increase in the size of the device can be suppressed. Further, since the light receiving mirror is disposed downstream of the light receiving lens, the size of the light receiving mirror can be reduced.

本発明の第3の態様による安全スキャナは、上記構成に加え、上記光学回転体を保護するための保護カバーを備え、上記保護カバーが、上記検出光及び上記反射光を透過させるウィンドウ部を有し、上記ウィンドウ部が、上記回転軸に垂直な平面による切断面が円弧状であり、上記回転軸を含む平面による切断面が直線状であり、上記受光ミラーが、上記ウィンドウ部に対応する形状からなるように構成される。この様な構成によれば、受光ミラーと保護カバーとの干渉を防ぎつつ、安全スキャナを小型化することができる。   A safety scanner according to a third aspect of the present invention includes, in addition to the above configuration, a protective cover for protecting the optical rotator, wherein the protective cover has a window for transmitting the detection light and the reflected light. The window section has a circular section cut by a plane perpendicular to the rotation axis, the section cut by a plane including the rotation axis is linear, and the light receiving mirror has a shape corresponding to the window section. It is constituted to consist of. According to such a configuration, it is possible to reduce the size of the safety scanner while preventing interference between the light receiving mirror and the protective cover.

本発明の第4の態様による安全スキャナは、上記構成に加え、上記受光ミラーが、凹面状の反射面を有する凹面鏡であり、上記反射光を上記受光面に向けて反射させるとともに、上記受光面上に集光させるように構成される。この様な構成によれば、受光レンズを用いなくても、十分な受光量を得ることができる。   A safety scanner according to a fourth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, wherein the light receiving mirror is a concave mirror having a concave reflecting surface, and reflects the reflected light toward the light receiving surface. It is configured to focus light on the top. According to such a configuration, a sufficient amount of received light can be obtained without using a light receiving lens.

本発明の第5の態様による安全スキャナは、上記構成に加え、上記光学回転体が、さらに、上記受光面とは反対側の方向から入射した検出光を90°転向させる投光ミラーを有するように構成される。   In a safety scanner according to a fifth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the optical rotator further includes a light projecting mirror for turning detection light incident from a direction opposite to the light receiving surface by 90 °. It is composed of

この様な構成によれば、受光ミラーを回転軸上に配置することなく、検出光の出射光軸と対象物からの反射光の入射光軸とを略一致させることができる。このため、投光ミラー及び受光ミラーの形状が複雑化するのを抑制することができる。   According to such a configuration, the output optical axis of the detection light and the incident optical axis of the reflected light from the object can be substantially matched without disposing the light receiving mirror on the rotation axis. Therefore, it is possible to suppress the shapes of the light projecting mirror and the light receiving mirror from being complicated.

本発明の第6の態様による安全スキャナは、上記構成に加え、上記受光ミラーが、上記回転軸の方向から見て、上記投光ミラーと重ならないように配置されるように構成される。この様な構成によれば、受光ミラーを投光ミラーとは別個の部材として形成することができるため、投光ミラー及び受光ミラーの製造を容易化することができる。   The safety scanner according to a sixth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, is configured such that the light receiving mirror is arranged so as not to overlap with the light projecting mirror when viewed from the direction of the rotation axis. According to such a configuration, since the light receiving mirror can be formed as a member separate from the light projecting mirror, manufacturing of the light projecting mirror and the light receiving mirror can be facilitated.

本発明の第7の態様による安全スキャナは、上記構成に加え、上記回転軸に垂直な方向から入射した検出光を上記投光ミラーに向けて反射させる転向ミラーを備えて構成される。この様な構成によれば、装置が回転軸の方向に大型化するのを抑制することができる。   A safety scanner according to a seventh aspect of the present invention includes, in addition to the above configuration, a turning mirror that reflects detection light incident from a direction perpendicular to the rotation axis toward the light projecting mirror. According to such a configuration, it is possible to suppress the device from increasing in size in the direction of the rotation axis.

本発明の第8の態様による安全スキャナは、上記構成に加え、上記光学回転体を保護するための保護カバーを備え、上記保護カバーが、上記検出光及び上記反射光を透過させるウィンドウ部を有し、上記ウィンドウ部が、上記回転軸に垂直な平面による切断面が円弧状であり、上記回転軸を含む平面による切断面が直線状であり、上記光学回転体が、さらに、上記受光ミラーによる反射光を上記受光面に結像させるシリンドリカルレンズを有し、上記シリンドリカルレンズが、上下方向に湾曲した円筒面を有するように構成される。   A safety scanner according to an eighth aspect of the present invention includes a protective cover for protecting the optical rotator, in addition to the above configuration, wherein the protective cover has a window for transmitting the detection light and the reflected light. The window portion has an arcuate section cut by a plane perpendicular to the rotation axis, the section cut by a plane including the rotation axis is linear, and the optical rotator further includes a light receiving mirror. It has a cylindrical lens for forming an image of the reflected light on the light receiving surface, and the cylindrical lens is configured to have a cylindrical surface curved vertically.

この様な構成によれば、シリンドリカルレンズにより、上下方向の合焦位置を調整することができるため、ウィンドウ部の曲率が、検出光の走査方向と上下方向とで大きく異なることに起因して、受光素子の受光面上の位置によってピントがずれるのを抑制することができる。   According to such a configuration, since the focusing position in the vertical direction can be adjusted by the cylindrical lens, the curvature of the window portion is significantly different between the scanning direction of the detection light and the vertical direction, Defocusing due to the position on the light receiving surface of the light receiving element can be suppressed.

本発明によれば、受光ミラーを回転軸上に配置する場合に比べ、光学回転体の回転半径を小さくすることができるため、小型化可能な安全スキャナを提供することができる。   According to the present invention, the radius of rotation of the optical rotator can be reduced as compared with the case where the light receiving mirror is arranged on the rotation axis, so that a safety scanner that can be downsized can be provided.

本発明の実施の形態による安全スキャナ10を含む光学安全システム1の一構成例を示したシステム図である。FIG. 1 is a system diagram showing a configuration example of an optical safety system 1 including a safety scanner 10 according to an embodiment of the present invention. 図1の安全スキャナ10の構成例を示した正面図である。FIG. 2 is a front view illustrating a configuration example of the safety scanner 10 of FIG. 1. 図1の安全スキャナ10内の機能構成の一例を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a functional configuration in the safety scanner 10 of FIG. 図2の計測ユニット12を示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a measurement unit 12 of FIG. 2. 図4の保護カバー121を計測筐体120から取り外した場合の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view when the protective cover 121 of FIG. 4 is removed from the measurement housing 120. 図4の計測ユニット12を展開して示した説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the measurement unit 12 of FIG. 4 in an expanded manner. 光学部品140の構成例を示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of an optical component 140. フレーム部141の構成例を示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of a frame unit 141. 保護カバー121及び光学回転体30を上方向から見た場合を示した図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a case where the protective cover 121 and the optical rotating body 30 are viewed from above. 計測筐体120を右方向から見た場合を示した側面図である。It is the side view which showed the case where the measurement housing | casing 120 was seen from the right direction. 図10の計測筐体120をA−A切断線により切断した場合の切断面を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the cut surface at the time of cutting the measurement housing | casing 120 of FIG. 10 by the AA cutting line. 図10の計測筐体120をB−B切断線により切断した場合の切断面を示した断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a cut surface when the measurement housing 120 in FIG. 10 is cut along a BB cutting line. 計測筐体120に対し、保護カバー121が着脱される様子を模式的に示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a state in which a protective cover 121 is attached to and detached from a measurement housing 120. 図5のウィンドウ部142の透過率を監視するための透過率監視機構40の構成例を模式的に示した説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram schematically illustrating a configuration example of a transmittance monitoring mechanism for monitoring the transmittance of a window unit in FIG. 5. 図5の光学回転体30の構成例を示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of an optical rotator 30 in FIG. 5. 回転軸Jを含む鉛直面により計測筐体120を切断した場合の切断面を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the cut surface when measuring case 120 is cut | disconnected by the vertical surface containing the rotation axis J. 図16の光学系統を模式的に示した説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram schematically showing the optical system of FIG. 16. 図16の投光ミラー36及び受光ミラー37を示した正面図である。FIG. 17 is a front view showing the light projecting mirror 36 and the light receiving mirror 37 of FIG. 16.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、光学回転体の回転軸の方向を上下方向(鉛直方向)として説明するが、本発明による安全スキャナの使用時における姿勢を限定するものではない。まず、本発明が前提とする光学安全システムの概略構成について、図1〜図3を用いて以下に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, for convenience, the direction of the rotation axis of the optical rotator will be described as an up-down direction (vertical direction), but the posture at the time of using the safety scanner according to the present invention is not limited. First, a schematic configuration of an optical safety system based on the present invention will be described below with reference to FIGS.

<光学安全システム1>
図1は、本発明の実施の形態による安全スキャナ10を含む光学安全システム1の一構成例を示したシステム図である。この光学安全システム1は、保護エリア内の侵入物を検知して検知信号を出力する安全スキャナ10と、安全スキャナ用の設定データを生成する設定支援装置20とにより構成される。安全スキャナ10及び設定支援装置20は、通信ケーブル2を介して互いに接続されている。
<Optical safety system 1>
FIG. 1 is a system diagram showing one configuration example of an optical safety system 1 including a safety scanner 10 according to an embodiment of the present invention. The optical safety system 1 includes a safety scanner 10 that detects an intruder in a protected area and outputs a detection signal, and a setting support device 20 that generates setting data for the safety scanner. The safety scanner 10 and the setting support device 20 are connected to each other via the communication cable 2.

検知信号は、工作機械、産業用ロボット等の機械を緊急停止させるための安全制御信号である。この検知信号は、機械を制御する安全制御機器(図示せず)、例えば、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)へ出力される。検知信号の出力状態をオフ状態に切り替えることにより、安全制御機器が制御対象とする機械の動作を停止させることができる。   The detection signal is a safety control signal for urgently stopping a machine such as a machine tool or an industrial robot. This detection signal is output to a safety control device (not shown) that controls the machine, for example, a PLC (programmable logic controller). By switching the output state of the detection signal to the off state, the operation of the machine to be controlled by the safety control device can be stopped.

保護エリアは、侵入物検知の監視対象とするエリアである。例えば、工作機械や産業用ロボットの作業エリア、搬送車両の移動エリアなど、機械設備周辺の領域が保護エリアとして指定される。   The protection area is an area to be monitored for intrusion detection. For example, an area around machine equipment, such as a work area of a machine tool or an industrial robot, or a moving area of a transport vehicle, is designated as a protected area.

安全スキャナ10は、保護エリア内の侵入物を光学的に検知する光走査型のセーフティセンサであり、表示ユニット11及び計測ユニット12により構成される。表示ユニット11は、ユーザ操作を受け付け、動作状態、設定データ等を表示するユーザインターフェースユニットであり、通信ケーブル2の接続口、安全制御信号の出力ポート等が設けられる。   The safety scanner 10 is a light-scanning safety sensor that optically detects an intruder in a protected area, and includes a display unit 11 and a measurement unit 12. The display unit 11 is a user interface unit that receives a user operation and displays an operation state, setting data, and the like, and includes a connection port for the communication cable 2, an output port for a safety control signal, and the like.

計測ユニット12は、検出エリアに対し、検出光を投光し、検出エリア内の対象物からの反射光を受光して侵入物を検知するセンサヘッドユニットである。検出エリアは、計測ユニット12により検出可能な最大のエリアである。保護エリアは、検出エリア内において指定される領域である。   The measurement unit 12 is a sensor head unit that emits detection light to a detection area, receives reflected light from an object in the detection area, and detects an intruder. The detection area is the largest area that can be detected by the measurement unit 12. The protection area is an area specified in the detection area.

安全スキャナ10には、保護エリア以外に警告エリアを設定することができる。安全スキャナ10は、警告エリア内の侵入物を検知すれば、補助出力信号を出力し、表示灯の点灯等によりユーザ報知を行う。   A warning area other than the protection area can be set in the safety scanner 10. When the safety scanner 10 detects an intruder in the warning area, it outputs an auxiliary output signal and notifies the user by turning on an indicator light or the like.

例えば、計測ユニット12は、水平な床面等に設置される。表示ユニット11は、OSSD(Output Signal Switching Device)を有し、保護エリア内に侵入物が存在していない状態では、OSSDがオン状態になり、オン状態の検知信号が出力される。一方、保護エリア内に侵入物が存在している状態では、OSSDがオフ状態になり、オフ状態の検知信号が出力される。   For example, the measurement unit 12 is installed on a horizontal floor or the like. The display unit 11 has an OSSD (Output Signal Switching Device), and when there is no intruder in the protected area, the OSSD is turned on and a detection signal of the on state is output. On the other hand, when there is an intruder in the protected area, the OSSD is turned off, and a detection signal of the off state is output.

設定支援装置20は、ディスプレイ21、キーボード22及びマウス23を備えた情報処理端末、例えば、パーソナルコンピュータである。例えば、設定支援装置20では、保護エリアや計測条件を指定するための設定データが作成される。設定データには、保護エリアを指定するエリア指定情報と、計測条件を指定する計測設定情報とが含まれる。また、設定支援装置20では、安全スキャナ10から測距情報やカメラ画像を取得してディスプレイ21に表示する動作が行われる。   The setting support device 20 is an information processing terminal including a display 21, a keyboard 22, and a mouse 23, for example, a personal computer. For example, in the setting support device 20, setting data for designating a protection area and a measurement condition is created. The setting data includes area designation information for designating a protected area and measurement setting information for designating measurement conditions. The setting support device 20 performs an operation of acquiring distance measurement information and a camera image from the safety scanner 10 and displaying the acquired information on the display 21.

<安全スキャナ10>
図2は、図1の安全スキャナ10の構成例を示した正面図であり、表示ユニット11を計測ユニット12から分離させることができる分離型のセーフティセンサが示されている。図中には、安全スキャナ10を正面方向から見た場合が示されている。表示ユニット11及び計測ユニット12は、図示しない配線ケーブルを介して互いに接続される。この表示ユニット11には、同時に2以上の計測ユニット12を接続することができる。
<Safety scanner 10>
FIG. 2 is a front view showing an example of the configuration of the safety scanner 10 shown in FIG. 1, and shows a separate type safety sensor that can separate the display unit 11 from the measurement unit 12. The figure shows a case where the safety scanner 10 is viewed from the front. The display unit 11 and the measurement unit 12 are connected to each other via a wiring cable (not shown). Two or more measurement units 12 can be connected to the display unit 11 at the same time.

計測ユニット12の計測筐体120には、後述する光学回転体が配置され、光学回転体を保護するための保護カバー121が装着されている。光学回転体は、検出光を水平方向に向けて出射するとともに、検出光を水平なスキャン面3に沿って走査させる。スキャン面3は、光学回転体の回転軸に直交する平面である。   An optical rotating body, which will be described later, is disposed in the measuring housing 120 of the measuring unit 12, and a protective cover 121 for protecting the optical rotating body is attached. The optical rotator emits the detection light in the horizontal direction and scans the detection light along the horizontal scan surface 3. The scan plane 3 is a plane orthogonal to the rotation axis of the optical rotator.

検出光には、例えば、赤外線領域の波長を有するレーザー光が用いられる。検出光は、一定の走査周期で繰返し走査される。また、パルス状の検出光が一定の時間間隔で発生される。保護カバー121は、光学回転体を含む光学系統を保護するシールド部材であり、計測筐体120に対し、正面方向から着脱可能に装着される。   As the detection light, for example, laser light having a wavelength in the infrared region is used. The detection light is repeatedly scanned at a constant scanning cycle. Further, pulsed detection light is generated at regular time intervals. The protective cover 121 is a shield member that protects the optical system including the optical rotating body, and is detachably attached to the measurement housing 120 from the front.

この計測筐体120には、2つの固定カメラ122及び123と、検知信号の出力状態を表示する表示灯124とが配設されている。固定カメラ122,123及び表示灯124は、光学回転体よりも上側に配置される。なお、固定カメラ122,123及び表示灯124は、光学回転体よりも下側に配置されても良い。   The measurement housing 120 is provided with two fixed cameras 122 and 123 and an indicator lamp 124 for displaying an output state of a detection signal. The fixed cameras 122 and 123 and the indicator lamp 124 are arranged above the optical rotating body. Note that the fixed cameras 122 and 123 and the indicator lamp 124 may be arranged below the optical rotating body.

固定カメラ122及び123は、いずれも保護エリアを撮影してカメラ画像を生成する撮像装置であり、互いに向きを異ならせて配置される。固定カメラ122は、計測ユニット12に向かう方向から見れば、表示灯124よりも左側に配置されている。一方、固定カメラ123は、計測ユニット12に向かう方向から見れば、表示灯124よりも右側に配置されている。つまり、固定カメラ122及び123は、光学回転体の回転軸に対し、周方向の位置を異ならせて配置され、固定カメラ122が、計測ユニット12から見て前後方向よりも右側の領域を画角内に収めるカメラであるのに対し、固定カメラ123は、計測ユニット12から見て前後方向よりも左側の領域を画角内に収めるカメラである。固定カメラ122及び123は、スキャン面3よりも上側に配置されるため、スキャン面3を俯瞰するカメラ画像を得ることができる。   Each of the fixed cameras 122 and 123 is an imaging device that captures a protected area and generates a camera image, and is arranged in different directions. The fixed camera 122 is disposed on the left side of the indicator light 124 when viewed from the direction toward the measurement unit 12. On the other hand, the fixed camera 123 is disposed on the right side of the indicator lamp 124 when viewed from the direction toward the measurement unit 12. That is, the fixed cameras 122 and 123 are arranged so that their positions in the circumferential direction are different from the rotation axis of the optical rotator, and the fixed camera 122 The fixed camera 123 is a camera that fits an area on the left side of the front-rear direction when viewed from the measurement unit 12 within the angle of view, whereas the fixed camera 123 is a camera that fits inside the camera. Since the fixed cameras 122 and 123 are arranged above the scan plane 3, it is possible to obtain a camera image that overlooks the scan plane 3.

固定カメラ122及び123は、好ましくは、保護エリアだけでなく保護エリアの周辺も撮影する。或いは、固定カメラ122及び123は、さらに好ましくは、警告エリアとして設定可能な領域とその周辺とを撮影する。   The fixed cameras 122 and 123 preferably photograph not only the protected area but also the periphery of the protected area. Alternatively, the fixed cameras 122 and 123 more preferably photograph an area that can be set as a warning area and its periphery.

表示灯124は、検知信号の出力状態や動作状態を表示するLEDインジケータである。この表示灯124は、検知信号の出力状態に応じて異なる表示色で点灯する。例えば、表示灯124は、OSSDがオフ状態である場合に赤色で点灯し、OSSDがオン状態である場合に緑色で点灯する。   The indicator lamp 124 is an LED indicator that displays an output state and an operation state of the detection signal. The indicator light 124 lights up in different display colors according to the output state of the detection signal. For example, the indicator light 124 lights up in red when the OSSD is off, and lights up in green when the OSSD is on.

表示ユニット11は、計測ユニット12の上面に配置される。表示ユニット11の表示筐体110には、表示パネル111、表示灯112、操作キー113及びケーブル接続口114が配設されている。   The display unit 11 is arranged on the upper surface of the measurement unit 12. The display panel 110 of the display unit 11 is provided with a display panel 111, an indicator light 112, operation keys 113, and a cable connection port 114.

表示パネル111は、動作状態、測距情報、カメラ画像、設定データ等を画面表示する表示装置である。例えば、表示パネル111は、LCD(液晶ディスプレイ)パネルである。表示灯112は、動作状態、検知信号の出力状態等を表示するためのLEDインジケータである。表示ユニット11は、計測ユニット12との通信を行い、計測ユニット12から離間した位置にあっても、動作状態や侵入物の検知履歴を確認することができる。ケーブル接続口114は、通信ケーブル2が着脱可能に接続される入出力端子部である。   The display panel 111 is a display device that displays an operation state, distance measurement information, a camera image, setting data, and the like on a screen. For example, the display panel 111 is an LCD (liquid crystal display) panel. The indicator light 112 is an LED indicator for displaying an operation state, a detection signal output state, and the like. The display unit 11 communicates with the measurement unit 12, and can check the operation state and the detection history of the intruder even at a position separated from the measurement unit 12. The cable connection port 114 is an input / output terminal to which the communication cable 2 is detachably connected.

図3は、図1の安全スキャナ10内の機能構成の一例を示したブロック図である。この安全スキャナ10は、光学回転体30、投光用光源50、受光素子53、制御部100、投光制御部101、角度算出部102、距離算出部103、侵入物判別部104、メモリ105、外部出力ポート106、外部通信ポート107、表示パネル111、表示灯112,124、固定カメラ122及び123により構成される。   FIG. 3 is a block diagram showing an example of a functional configuration in the safety scanner 10 of FIG. The safety scanner 10 includes an optical rotator 30, a light source for light emission 50, a light receiving element 53, a control unit 100, a light emission control unit 101, an angle calculation unit 102, a distance calculation unit 103, an intruder discrimination unit 104, a memory 105, It comprises an external output port 106, an external communication port 107, a display panel 111, indicator lights 112 and 124, and fixed cameras 122 and 123.

投光用光源50は、LD(レーザダイオード)又はLED(発光ダイオード)などの発光素子からなり、検出光を生成する。投光制御部101は、投光用光源50を制御し、パルス状の検出光を一定の時間間隔で発生させる。光学回転体30は、検出光を対象物に向けて出射するとともに、回転軸を中心として検出光を周方向に走査させる。   The light projecting light source 50 includes a light emitting element such as an LD (laser diode) or an LED (light emitting diode), and generates detection light. The light emission control unit 101 controls the light emission light source 50 to generate pulsed detection light at regular time intervals. The optical rotator 30 emits the detection light toward the object, and scans the detection light in the circumferential direction about the rotation axis.

受光素子53は、PD(フォトダイオード)などの光電変換素子からなり、光学回転体30を介して対象物からの反射光を受光して受光信号を生成する。角度算出部102は、光学回転体30の回転を検出し、検出光の走査角を算出する。投光制御部101は、角度算出部102からの検出信号に基づいて、投光用光源50を制御し、検出光の投光タイミングを調整する。例えば、光学回転体30が360°/1000だけ回転するごとに、検出光が出射される。   The light receiving element 53 is formed of a photoelectric conversion element such as a PD (photodiode), and receives light reflected from an object via the optical rotator 30 to generate a light receiving signal. The angle calculator 102 detects the rotation of the optical rotator 30 and calculates the scanning angle of the detected light. The light emission control unit 101 controls the light emission light source 50 based on the detection signal from the angle calculation unit 102, and adjusts the light emission timing of the detection light. For example, each time the optical rotating body 30 rotates by 360 ° / 1000, the detection light is emitted.

距離算出部103は、受光素子53からの受光信号に基づいて、対象物までの距離を求める。この距離算出部103は、TOF(Time Of Flight:飛行時間)方式で距離計測を行う計測部であり、受光信号の受光タイミングを角度算出部102のパルス信号のタイミングを基準に計時し、検出光を投光したときから当該検出光に対応する反射光が受光されるまでの遅延時間を特定することにより、対象物までの距離を検出距離として算出する。   The distance calculation unit 103 calculates the distance to the object based on the light receiving signal from the light receiving element 53. The distance calculation unit 103 is a measurement unit that performs distance measurement by a TOF (Time Of Flight) method, measures the light reception timing of the light reception signal based on the pulse signal timing of the angle calculation unit 102, and detects the detection light. The distance to the object is calculated as the detection distance by specifying the delay time from when the light is projected to when the reflected light corresponding to the detection light is received.

侵入物判別部104は、距離算出部103により求められた検出距離と検出光の走査角とに対応する測距情報に基づいて、保護エリア内の侵入物を検知し、検知信号を出力する。侵入物が保護エリア内に存在するか否かは、検出距離と検出光の走査角とから侵入物の2次元位置を特定し、保護エリアの位置情報と照合することによって判別される。   The intruder discriminating unit 104 detects an intruder in the protected area based on the distance measurement information corresponding to the detection distance obtained by the distance calculator 103 and the scanning angle of the detection light, and outputs a detection signal. Whether or not an intruder exists in the protected area is determined by identifying the two-dimensional position of the intruder from the detection distance and the scanning angle of the detection light, and comparing the two-dimensional position with the position information of the protected area.

また、侵入物判別部104は、測距情報に基づいて、警告エリア内の侵入物を検知し、警告エリア内の侵入物を検知した場合に、ユーザ報知を行う。警告エリアは、侵入物検知の監視対象とするエリアであり、検出エリア内において指定される。ユーザ報知は、例えば、保護エリア内の侵入物を検知した場合とは異なる表示態様で、表示灯112及び124を点灯させることによって行われる。   Further, the intruder discriminating unit 104 detects an intruder in the warning area based on the distance measurement information, and notifies the user when the intruder in the warning area is detected. The warning area is an area to be monitored for intrusion detection, and is specified in the detection area. The user notification is performed, for example, by turning on the display lamps 112 and 124 in a display mode different from that when detecting an intruder in the protected area.

外部通信ポート107は、設定支援装置20との通信を行う通信インターフェース部であり、設定支援装置20から設定データを受信する一方、動作状態、測距情報及びカメラ画像を設定支援装置20へ送信する。外部出力ポート106は、OSSDの出力信号(オン状態又はオフ状態)を検知信号(安全制御信号)として安全制御機器へ出力するインターフェース部である。なお、外部出力ポート106は、安全制御機器との双方向の通信によって、OSSDの出力信号(オン状態又はオフ状態)を検知信号(安全制御信号)として安全制御機器へ送信するような構成であっても良い。   The external communication port 107 is a communication interface unit that performs communication with the setting support device 20. The external communication port 107 receives setting data from the setting support device 20, and transmits an operation state, distance measurement information, and a camera image to the setting support device 20. . The external output port 106 is an interface unit that outputs an output signal (ON state or OFF state) of the OSSD as a detection signal (safety control signal) to the safety control device. The external output port 106 is configured to transmit an OSSD output signal (ON state or OFF state) to the safety control device as a detection signal (safety control signal) by bidirectional communication with the safety control device. May be.

制御部100は、設定データ、動作状態、測距情報及びカメラ画像を表示パネル111に表示し、動作状態を表示灯112及び124に表示する。制御部100は、侵入物の検知情報を取得し、この検知情報に基づいて検知履歴を生成する。検知履歴は、検知された侵入物の位置(検知位置)と、侵入物が検知された時刻(検知時刻)と、当該検知時刻に対応する監視画像とからなり、これらの検知情報が検知履歴として互いに関連づけて記憶される。   The control unit 100 displays the setting data, the operation state, the distance measurement information, and the camera image on the display panel 111, and displays the operation state on the display lamps 112 and 124. The control unit 100 acquires detection information of an intruder, and generates a detection history based on the detection information. The detection history includes the position of the detected intruder (detection position), the time at which the intruder was detected (detection time), and a monitoring image corresponding to the detection time, and these pieces of detection information are used as the detection history. They are stored in association with each other.

検知履歴として記録される監視画像には、検知時刻の直前又は直後に取得された静止画像と、検知時刻が取得期間に含まれる動画像とがある。例えば、動画像は、検知時刻を中心として取得され、一定の時間長からなる。また、これらの監視画像には、固定カメラ122及び123により撮影されたカメラ画像と、測距情報から得られるスキャン画像とが用いられる。   The monitoring images recorded as the detection history include a still image acquired immediately before or immediately after the detection time, and a moving image in which the detection time is included in the acquisition period. For example, a moving image is acquired around a detection time and has a fixed time length. In addition, camera images captured by the fixed cameras 122 and 123 and scan images obtained from distance measurement information are used as these monitoring images.

例えば、静止画像又は動画像のいずれを検知履歴として記録するのか、或いは、カメラ画像又はスキャン画像のいずれを検知履歴として記録するのかは、ユーザが任意に選択することができる。動画像からなる監視画像を検知履歴として記録することにより、検知時刻前後の様子が識別し易い。一方、静止画像からなる監視画像を検知履歴として記録することにより、メモリ105に保存可能な検知履歴の数を増やすことができる。メモリ105は、安全スキャナ10に内蔵された不揮発性の記憶素子である。メモリ105には、制御部100により作成された検知履歴等が保持される。   For example, the user can arbitrarily select which of a still image and a moving image is to be recorded as a detection history, or which of a camera image and a scanned image is to be recorded as a detection history. By recording a monitoring image composed of a moving image as a detection history, it is easy to identify the state before and after the detection time. On the other hand, by recording a monitoring image including a still image as a detection history, the number of detection histories that can be stored in the memory 105 can be increased. The memory 105 is a nonvolatile storage element built in the safety scanner 10. The memory 105 holds a detection history and the like created by the control unit 100.

次に、本発明による安全スキャナ10のさらに詳細な構成について、図4〜図18を用いて以下に説明する。図4〜図14には、主として、保護カバー121に関する構成が示され、図15〜図18には、主として、光学回転体30に関する構成が示される。   Next, a more detailed configuration of the safety scanner 10 according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 to 14 mainly show the configuration relating to the protective cover 121, and FIGS. 15 to 18 mainly show the configuration relating to the optical rotator 30.

<計測ユニット12>
図4は、図2の計測ユニット12を示した斜視図である。図5は、保護カバー121を計測筐体120から取り外した場合の斜視図であり、図中の(a)には、保護カバー121が示され、(b)には、計測筐体120が示されている。図6は、計測ユニット12を展開して示した説明図である。
<Measurement unit 12>
FIG. 4 is a perspective view showing the measurement unit 12 of FIG. 5A and 5B are perspective views when the protective cover 121 is removed from the measurement housing 120. FIG. 5A illustrates the protection cover 121, and FIG. 5B illustrates the measurement housing 120. Have been. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the measurement unit 12 in an expanded manner.

計測筐体120は、コの字型の金属筐体であり、天蓋部131、連結部132及び底部133により構成される。天蓋部131には、投光用光源等が収容される。底部133は、天蓋部131に対向し、受光素子等が収容される。連結部132は、天蓋部131の後端と底部133の後端とを連結する。光学回転体30は、天蓋部131と底部133との間に配置される。   The measurement housing 120 is a U-shaped metal housing, and includes a canopy 131, a connecting part 132, and a bottom 133. The canopy 131 accommodates a light source for light projection and the like. The bottom 133 is opposed to the canopy 131 and houses a light receiving element and the like. The connecting part 132 connects the rear end of the canopy part 131 and the rear end of the bottom part 133. The optical rotator 30 is arranged between the canopy 131 and the bottom 133.

図6に示す通り、この安全スキャナ10では、背面板135に取り付けられた上側支持部14と下側支持部15とにより、光学回転体30が両持ち支持されている。計測筐体120は、天蓋部131、連結部132及び底部133が一体的に形成された成形品である。背面板135が計測筐体120に取り付けられることにより、光学回転体30は、計測筐体120に対し、間接的に位置決めされる。   As shown in FIG. 6, in the safety scanner 10, the optical rotating body 30 is supported at both ends by the upper support portion 14 and the lower support portion 15 attached to the back plate 135. The measurement housing 120 is a molded product in which the canopy 131, the connecting part 132, and the bottom 133 are integrally formed. By attaching the back plate 135 to the measurement case 120, the optical rotator 30 is indirectly positioned with respect to the measurement case 120.

天蓋部131及び底部133の水平面による切断面の形状は、いずれも光学回転体30の回転軸よりも前側が半円状であり、回転軸よりも後側が矩形状である。また、光学回転体30の回転軸を含み、前後方向に平行な鉛直面により計測筐体120を切断した場合の切断面の形状は、コの字状(C字状)である。光学回転体30は、このコの字状の空間に配置される。   The shape of the cut surface of the canopy portion 131 and the bottom portion 133 in the horizontal plane is semicircular on the front side with respect to the rotation axis of the optical rotator 30 and rectangular on the rear side with respect to the rotation axis. In addition, the shape of the cut surface when the measurement housing 120 is cut along a vertical plane parallel to the front-rear direction and including the rotation axis of the optical rotator 30 has a U-shape (C-shape). The optical rotator 30 is disposed in this U-shaped space.

天蓋部131には、表示灯モジュール13が配設されている。表示灯モジュール13は、固定カメラ122,123及び表示灯124を収容する樹脂筐体からなる。底部133の上面には、保護カバー121の透過率を監視するための複数の受光素子41が配設されている。各受光素子41は、光学回転体30の回転軸を中心として周方向に等間隔に配置されている。連結部132には、取付部1321、ねじ受け部1322及びつめ穴1323が設けられている。   The indicator lamp module 13 is provided on the canopy 131. The indicator light module 13 is made of a resin housing that houses the fixed cameras 122 and 123 and the indicator light 124. A plurality of light receiving elements 41 for monitoring the transmittance of the protective cover 121 are provided on the upper surface of the bottom 133. The light receiving elements 41 are arranged at regular intervals in the circumferential direction around the rotation axis of the optical rotator 30. The connecting portion 132 is provided with a mounting portion 1321, a screw receiving portion 1322, and a pawl hole 1323.

取付部1321は、ねじを用いて計測筐体120を建屋の垂直な壁等に固定するための板状の固定部位であり、連結部132の側面から突出する形状からなる。この取付部1321は、連結部132の右側面と左側面とにそれぞれ設けられ、取付部1321を前後方向に貫通するねじ孔が上下の2か所に形成されている。   The attachment portion 1321 is a plate-like fixing portion for fixing the measurement housing 120 to a vertical wall of a building or the like using a screw, and has a shape protruding from a side surface of the connection portion 132. The mounting portion 1321 is provided on each of the right side surface and the left side surface of the connecting portion 132, and two screw holes are formed in the upper and lower portions that penetrate the mounting portion 1321 in the front-rear direction.

ねじ受け部1322は、保護カバー121を計測筐体120に固定するためのねじを前後方向に螺合させる固定部位である。このねじ受け部1322は、連結部132の右側面の上下の2か所と左側面の上下の2か所とにそれぞれ設けられている。   The screw receiving portion 1322 is a fixing portion for screwing a screw for fixing the protective cover 121 to the measurement housing 120 in the front-rear direction. The screw receiving portions 1322 are provided at two upper and lower positions on the right side surface of the connecting portion 132 and at two upper and lower positions on the left side surface.

つめ穴1323は、保護カバー121に設けられる押えつめ1412を収容するための凹部であり、後方向に向かって凹んでいる。このつめ穴1323は、連結部132の前面の右端部と左端部とにそれぞれ設けられている。連結部132の右端部と左端部とには、それぞれ3つのつめ穴1323が形成されている。   The pawl hole 1323 is a recess for accommodating the presser pawl 1412 provided on the protective cover 121, and is recessed rearward. The pawl holes 1323 are provided at the right end and the left end of the front surface of the connecting portion 132, respectively. Three claw holes 1323 are formed at the right end and the left end of the connecting portion 132, respectively.

一方、保護カバー121は、フレーム部141、ウィンドウ部142及びベース部143により構成される。ウィンドウ部142は、投光用光源からの検出光と対象物からの反射光とを透過させる光学部品であり、光学回転体30の背後に回り込む湾曲形状からなる。フレーム部141は、ウィンドウ部142を保持するホルダー部品である。このフレーム部141には、ねじ台座部1411、押えつめ1412及びつまみ部1413が設けられている。   On the other hand, the protective cover 121 includes a frame part 141, a window part 142, and a base part 143. The window portion 142 is an optical component that transmits the detection light from the light source for light projection and the reflected light from the object, and has a curved shape that goes behind the optical rotating body 30. The frame part 141 is a holder component that holds the window part 142. The frame portion 141 is provided with a screw pedestal portion 1411, a presser pawl 1412, and a knob portion 1413.

ねじ台座部1411は、保護カバー121を計測筐体120に固定するためのねじが配置される取付部位であり、フレーム部141の側面から突出する形状からなる。このねじ台座部1411は、フレーム部141の右側面の上下の2か所と左側面の上下の2か所とにそれぞれ設けられ、ねじ台座部1411を前後方向に貫通するねじ孔が形成されている。   The screw pedestal portion 1411 is a mounting portion where a screw for fixing the protective cover 121 to the measurement housing 120 is disposed, and has a shape protruding from the side surface of the frame portion 141. The screw pedestal portion 1411 is provided at each of two upper and lower positions on the right side of the frame portion 141 and two upper and lower positions on the left side surface thereof, and has screw holes penetrating the screw pedestal portion 1411 in the front-rear direction. I have.

押えつめ1412は、連結部132のつめ穴1323と係合させることにより、フレーム部141を計測筐体120の側面に押え付けるための係合部位であり、フレーム部141の後端面から後方向に向かって突出する形状からなる。この押えつめ1412は、フレーム部141の右側の後端部と左側の後端部とにそれぞれ設けられている。フレーム部141の右側の後端部と左側の後端部とには、それぞれ3つの押えつめ1412が形成されている。   The presser pawl 1412 is an engaging portion for pressing the frame portion 141 against the side surface of the measurement housing 120 by engaging with the pawl hole 1323 of the connecting portion 132, and extends rearward from the rear end surface of the frame portion 141. It has a shape protruding toward it. The holding pawls 1412 are provided at the right rear end and the left rear end of the frame portion 141, respectively. On the right rear end and the left rear end of the frame portion 141, three pressing claws 1412 are formed, respectively.

つまみ部1413は、保護カバー121を取り外す際に、指でつまんでフレーム部141を左右方向に広げるための板状の取っ手部位であり、フレーム部141の側面から突出する形状からなる。このつまみ部1413は、フレーム部141の右側の後端部と左側の後端部とにそれぞれ設けられている。   The knob portion 1413 is a plate-shaped handle portion for gripping the frame portion 141 in the left-right direction when the protective cover 121 is removed, and has a shape protruding from the side surface of the frame portion 141. The knobs 1413 are provided at the right rear end and the left rear end of the frame 141, respectively.

ベース部143は、底部133の上面に接触する馬蹄形状の光学部品であり、ウィンドウ部142の下端がベース部143の内縁部に接合される。ウィンドウ部142は、ベース部143を介してフレーム部141に保持される。このベース部143には、透過率監視用の検出光を透過させるための複数の受光窓1431が設けられている。各受光窓1431は、光学回転体30の回転軸を中心として周方向に等間隔に配置されている。   The base portion 143 is a horseshoe-shaped optical component that contacts the upper surface of the bottom portion 133, and the lower end of the window portion 142 is joined to the inner edge of the base portion 143. The window 142 is held by the frame 141 via the base 143. The base 143 is provided with a plurality of light receiving windows 1431 for transmitting the detection light for monitoring the transmittance. The light receiving windows 1431 are arranged at regular intervals in the circumferential direction around the rotation axis of the optical rotator 30.

計測筐体120の側面には、コの字状の空間を封止するためのパッキン134が配設されている。パッキン134は、計測筐体120とフレーム部141との間に配置されるシール部材であり、フレーム部141の外縁に沿って延びる形状からなる。   On the side surface of the measurement housing 120, a packing 134 for sealing a U-shaped space is provided. The packing 134 is a seal member disposed between the measurement housing 120 and the frame 141, and has a shape extending along the outer edge of the frame 141.

フレーム部141の押えつめ1412を対応するつめ穴1323に挿入することにより、押えつめ1412が連結部132から抗力を受け、フレーム部141が計測筐体120の側面に押え付けられる。また、ねじ台座部1411をねじ受け部1322に対向させた状態で、ねじ台座部1411のねじ孔を介してねじをねじ受け部1322に螺合させることにより、保護カバー121が計測筐体120に固定される。   By inserting the holding claws 1412 of the frame portion 141 into the corresponding claw holes 1323, the holding claws 1412 receive a reaction force from the connecting portion 132, and the frame portion 141 is pressed against the side surface of the measurement housing 120. Further, in a state where the screw pedestal portion 1411 faces the screw receiving portion 1322, a screw is screwed into the screw receiving portion 1322 via a screw hole of the screw pedestal portion 1411, so that the protective cover 121 is attached to the measurement housing 120. Fixed.

<光学部品140>
図7は、光学部品140の構成例を示した斜視図である。この光学部品140は、ウィンドウ部142及びベース部143からなり、フレーム部141とは別個に形成される。光学回転体30の回転軸に垂直な平面(水平面)によるウィンドウ部142の切断面は、回転軸よりも前側が円弧形状であり、回転軸よりも後側が内側に向けて湾曲している。例えば、ウィンドウ部142の後端は、正面方向から見て、光学回転体30の通過領域の背後に回り込んでいる。すなわち、ウィンドウ部142の切断面の形状は、中心角が180°を超える円弧状である。
<Optical component 140>
FIG. 7 is a perspective view illustrating a configuration example of the optical component 140. The optical component 140 includes a window portion 142 and a base portion 143, and is formed separately from the frame portion 141. The cut surface of the window portion 142 formed by a plane (horizontal plane) perpendicular to the rotation axis of the optical rotator 30 has an arc shape on the front side of the rotation axis and curves inward on the rear side of the rotation axis. For example, the rear end of the window portion 142 wraps behind the passage area of the optical rotator 30 when viewed from the front. That is, the shape of the cut surface of the window portion 142 is an arc having a central angle exceeding 180 °.

このウィンドウ部142は、下方に頂点を有する円錐面状に傾斜した光学面1421と、フレーム部141に取り付けるための取付部1422と、光学面1421及び取付部1422の後端をベース部143の後端に連結する連結部1423とにより構成される。   The window portion 142 has an optical surface 1421 inclined in a conical shape having a vertex below, a mounting portion 1422 for mounting on the frame portion 141, and rear ends of the optical surface 1421 and the mounting portion 1422 behind the base portion 143. And a connecting portion 1423 connected to the end.

光学面1421は、ウィンドウ部142の外周面であり、その形状は、ウィンドウ部142が、ウィンドウ部142の上端から遠ざかるに従って切断面の直径が略一定の傾きで単調に減少する形状であることに対応している。つまり、ウィンドウ部142は、回転軸を含む平面による切断面が直線状である。   The optical surface 1421 is an outer peripheral surface of the window portion 142, and the shape thereof is such that the diameter of the cut surface monotonically decreases with a substantially constant inclination as the distance from the upper end of the window portion 142 increases. Yes, it is. In other words, the window 142 has a straight section cut by a plane including the rotation axis.

取付部1422は、光学面1421の上端に沿って延びる形状の部位であり、光学回転体30の回転軸よりも前側が円弧状であり、回転軸よりも後側が直線状である。連結部1423は、前後方向に垂直な板状の部位である。   The attachment portion 1422 is a portion having a shape extending along the upper end of the optical surface 1421. The attachment portion 1422 has an arc shape on the front side with respect to the rotation axis of the optical rotator 30, and has a linear shape on the back side with respect to the rotation axis. The connecting portion 1423 is a plate-shaped portion perpendicular to the front-rear direction.

ベース部143は、後方に向かって開口した馬蹄形状の部位である。ウィンドウ部142の下端は、ベース部143の上面における内周縁部に接合されている。また、ベース部143の外周縁面は、フレーム部141の内周面に接合される。   The base portion 143 is a horseshoe-shaped portion that opens rearward. The lower end of the window 142 is joined to the inner peripheral edge of the upper surface of the base 143. The outer peripheral surface of the base 143 is joined to the inner peripheral surface of the frame 141.

ウィンドウ部142は、ベース部143とは別個に形成される。例えば、ウィンドウ部142は、金型を用いたプレス加工により成形される樹脂成形品であり、光学面1421、取付部1422及び連結部1423が一体的に形成される。ウィンドウ部142及びベース部143は、いずれも透光性を有する樹脂材料から形成されている。また、ウィンドウ部142及びベース部143は、接着剤を介して互いに接合されている。   The window part 142 is formed separately from the base part 143. For example, the window portion 142 is a resin molded product formed by press working using a mold, and the optical surface 1421, the mounting portion 1422, and the connecting portion 1423 are integrally formed. Each of the window portion 142 and the base portion 143 is formed of a resin material having a light transmitting property. The window 142 and the base 143 are joined to each other via an adhesive.

<フレーム部141>
図8は、フレーム部141の構成例を示した斜視図である。このフレーム部141は、上フレーム151、連結フレーム152及び下フレーム153により構成される。上フレーム151は、天蓋部131の外縁に沿って延びる部位である。
<Frame part 141>
FIG. 8 is a perspective view illustrating a configuration example of the frame unit 141. The frame unit 141 includes an upper frame 151, a connection frame 152, and a lower frame 153. The upper frame 151 is a part extending along the outer edge of the canopy 131.

下フレーム153は、底部133の外縁に沿って延びる部位である。上フレーム151及び下フレーム153は、いずれも光学回転体30の回転軸よりも前側が円弧状であり、回転軸よりも後側が直線状である。   The lower frame 153 is a portion extending along the outer edge of the bottom 133. Each of the upper frame 151 and the lower frame 153 has an arc shape on the front side with respect to the rotation axis of the optical rotator 30 and has a linear shape on the rear side with respect to the rotation axis.

連結フレーム152は、連結部132の外縁に沿って延び、上フレーム151の後端と下フレーム153の後端とを連結する部位である。この連結フレーム152は、上フレーム151及び下フレーム153の右側と左側とにそれぞれ設けられている。ねじ台座部1411、押えつめ1412及びつまみ部1413は、連結フレーム152に配設されている。   The connecting frame 152 extends along the outer edge of the connecting portion 132 and connects the rear end of the upper frame 151 and the rear end of the lower frame 153. The connection frames 152 are provided on the right and left sides of the upper frame 151 and the lower frame 153, respectively. The screw pedestal 1411, the presser pawl 1412, and the knob 1413 are provided on the connection frame 152.

上フレーム151及び下フレーム153には、保護カバー121の正面方向への移動を制限するためのストッパと係合させる凹部1414が形成されている。凹部1414は、計測筐体120の側面に対向し、左右方向に向かって凹んだ係合穴である。この凹部1414は、上フレーム151の右側の上端と、上フレーム151の左側の上端と、下フレーム153の右側の下端と、下フレーム153の左側の下端とにそれぞれ形成されている。   The upper frame 151 and the lower frame 153 are formed with a concave portion 1414 that engages with a stopper for restricting movement of the protective cover 121 in the front direction. The recess 1414 is an engagement hole that faces the side surface of the measurement housing 120 and that is recessed in the left-right direction. The concave portion 1414 is formed at the upper right end of the upper frame 151, the upper left end of the upper frame 151, the lower right end of the lower frame 153, and the lower left end of the lower frame 153, respectively.

フレーム部141は、金型を用いたプレス加工により成形される樹脂成形品であり、上フレーム151、連結フレーム152及び下フレーム153が一体的に形成される。また、フレーム部141は、接着剤を介して光学部品140のウィンドウ部142及びベース部143と接合される。つまり、ベース部143は、接着剤を介してウィンドウ部142の下端と接合され、かつ、接着剤を介して下フレーム153と接合される。   The frame portion 141 is a resin molded product formed by press working using a mold, and the upper frame 151, the connection frame 152, and the lower frame 153 are integrally formed. Further, the frame part 141 is joined to the window part 142 and the base part 143 of the optical component 140 via an adhesive. That is, the base 143 is joined to the lower end of the window 142 via an adhesive, and is joined to the lower frame 153 via an adhesive.

図9は、保護カバー121及び光学回転体30を上方向から見た場合を示した図である。光学回転体30は、回転軸Jを中心として回転する。回転軸Jは、上下方向に延びる仮想的な中心軸である。保護カバー121のウィンドウ部142は、水平面による切断面が光学回転体30の背後に回り込んだ湾曲形状であり、回転軸Jを中心とする中心角が180°を超える円弧からなる。   FIG. 9 is a diagram illustrating a case where the protective cover 121 and the optical rotator 30 are viewed from above. The optical rotator 30 rotates about a rotation axis J. The rotation axis J is a virtual central axis extending in the up-down direction. The window portion 142 of the protective cover 121 has a curved shape in which a cut surface formed by a horizontal plane wraps behind the optical rotator 30 and is formed of an arc having a center angle about the rotation axis J of more than 180 °.

この例では、ウィンドウ部142の下端付近において、中心角が270°程度であり、ウィンドウ部142の上端付近において、中心角が220°〜230°程度である。ウィンドウ部142がこの様な湾曲形状を有するため、回転軸Jを中心とする180°以上の視野角φについて、均一な光学性能を得ることができる。   In this example, the central angle is about 270 ° near the lower end of the window 142, and the central angle is about 220 ° to 230 ° near the upper end of the window 142. Since the window portion 142 has such a curved shape, uniform optical performance can be obtained for a viewing angle φ of 180 ° or more around the rotation axis J.

視野角φは、回転軸Jを中心とする中心角により表され、検出光DLを周方向に走査させることによって監視可能な最大の範囲を示す。例えば、左右方向のY軸を基準とし、中心角が−5°から185°の範囲を監視する場合、視野角φは190°である。一方、保護カバー121のフレーム部141は、回転軸Jよりも前側X1が円弧状であり、回転軸Jよりも後側X2が直線状である。   The viewing angle φ is represented by a central angle about the rotation axis J, and indicates the maximum range that can be monitored by scanning the detection light DL in the circumferential direction. For example, when the central angle is monitored in a range of −5 ° to 185 ° based on the Y axis in the left-right direction, the viewing angle φ is 190 °. On the other hand, the frame portion 141 of the protective cover 121 has a circular arc shape on the front side X1 with respect to the rotation axis J and a linear shape on the rear side X2 with respect to the rotation axis J.

ウィンドウ部142の切断面の直径は、上下方向の任意の位置において、回転軸Jから最も遠い光学回転体30の部位までの距離の2倍よりも大きい。このため、ウィンドウ部142と干渉することなく光学回転体30を回転させることができる。一方、ウィンドウ部142の後側X2における開口部の左右方向の距離、すなわち、開口幅wは、上下方向の特定の位置において、回転軸Jから最も遠い光学回転体30の部位までの距離の2倍よりも短い。このため、保護カバー121を計測筐体120から取り外す際に、光学回転体30の向きによっては、ウィンドウ部142が光学回転体30と接触する虞がある。   The diameter of the cut surface of the window portion 142 is larger than twice the distance from the rotation axis J to the portion of the optical rotator 30 farthest at any position in the vertical direction. Therefore, the optical rotating body 30 can be rotated without interfering with the window portion 142. On the other hand, the distance in the left-right direction of the opening at the rear side X2 of the window 142, that is, the opening width w is 2 times the distance from the rotation axis J to the part of the optical rotator 30 farthest from the rotation axis J at a specific vertical position. Shorter than double. For this reason, when removing the protective cover 121 from the measurement housing 120, there is a possibility that the window portion 142 contacts the optical rotator 30 depending on the orientation of the optical rotator 30.

そこで、本実施の形態による安全スキャナ10では、ウィンドウ部142を可能な限り光学回転体30に近づけることによって計測筐体120の左右方向の幅を狭めつつ、計測筐体120にストッパを設けることにより、保護カバー121を取り外す際に、ウィンドウ部142が光学回転体30と接触するのを防止している。   Therefore, in the safety scanner 10 according to the present embodiment, the stopper is provided in the measurement housing 120 while reducing the width of the measurement housing 120 in the left-right direction by bringing the window portion 142 as close to the optical rotating body 30 as possible. When the protective cover 121 is removed, the window portion 142 is prevented from coming into contact with the optical rotating body 30.

<保護カバー用のストッパ>
図10は、保護カバー121が装着された状態の計測筐体120を右方向から見た場合を示した側面図である。図11は、図10の計測筐体120をA−A切断線により切断した場合の切断面を示した断面図である。図12は、図10の計測筐体120をB−B切断線により切断した場合の切断面を示した断面図である。図11及び図12には、図10の矢印の方向から切断面を見た場合が示されている。
<Stopper for protective cover>
FIG. 10 is a side view showing a case where the measurement housing 120 with the protective cover 121 mounted is viewed from the right. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cut surface when the measurement housing 120 of FIG. 10 is cut along the AA cutting line. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a cut surface when the measurement housing 120 of FIG. 10 is cut along a cutting line BB. FIGS. 11 and 12 show the case where the cut surface is viewed from the direction of the arrow in FIG.

連結部132は、後方向に向かって開口し、当該開口を塞ぐための背面板135が取り付けられている。天蓋部131には、保護カバー121の正面方向(前方向)への移動を制限するためのストッパ1311が設けられている。このストッパ1311は、天蓋部131の側面から左右方向に突出する形状の突出部であり、天蓋部131の右側面と左側面とにそれぞれ設けられている。   The connecting portion 132 is opened rearward, and a back plate 135 for closing the opening is attached. The canopy 131 is provided with a stopper 1311 for restricting movement of the protective cover 121 in the front direction (forward direction). The stopper 1311 is a protruding portion that protrudes in the left-right direction from the side surface of the canopy 131, and is provided on each of the right and left sides of the canopy 131.

各ストッパ1311は、フレーム部141の上フレーム151に設けられた凹部1414と係合する。ストッパ1311の水平面による切断面の形状は、三角形状であり、前側の傾斜面に比べ、後側の傾斜面の勾配が大きく、天蓋部131の側面と略直角に交差している。   Each stopper 1311 engages with a concave portion 1414 provided in the upper frame 151 of the frame portion 141. The shape of the horizontal cut surface of the stopper 1311 is triangular, the slope of the rear inclined surface is larger than that of the front inclined surface, and intersects the side surface of the canopy 131 at substantially right angles.

底部133には、保護カバー121の正面方向への移動を制限するためのストッパ1331が設けられている。このストッパ1331は、底部133の側面から左右方向に突出する形状の突出部であり、底部133の右側面と左側面とにそれぞれ設けられている。   The bottom 133 is provided with a stopper 1331 for restricting the movement of the protective cover 121 in the front direction. The stopper 1331 is a protruding portion having a shape protruding in the left-right direction from the side surface of the bottom portion 133, and is provided on the right side surface and the left side surface of the bottom portion 133, respectively.

各ストッパ1331は、フレーム部141の下フレーム153に設けられた凹部1414と係合する。ストッパ1331の水平面による切断面の形状は、三角形状であり、前側の傾斜面と後側の傾斜面とは、勾配が概ね一致している。   Each stopper 1331 engages with a concave portion 1414 provided in the lower frame 153 of the frame portion 141. The shape of the cut surface of the stopper 1331 by the horizontal plane is triangular, and the slope of the front inclined surface and the slope of the rear inclined surface are almost the same.

図13は、計測筐体120に対し、保護カバー121が着脱される様子を模式的に示した説明図である。図中の(a)には、保護カバー121を正面方向から計測筐体120に取り付ける場合が示され、(b)には、保護カバー121を計測筐体120から正面方向に取り外す場合が示されている。   FIG. 13 is an explanatory diagram schematically showing a state in which the protective cover 121 is attached to and detached from the measurement housing 120. (A) in the figure shows a case where the protective cover 121 is attached to the measurement housing 120 from the front direction, and (b) shows a case where the protection cover 121 is removed from the measurement housing 120 in the front direction. ing.

計測筐体120に対して相対的に保護カバー121を後方向に移動させ、天蓋部131及び底部133の側面に沿ってフレーム部141の上フレーム151及び下フレーム153をスライドさせることにより、保護カバー121は、計測筐体120に装着される。   The protective cover 121 is moved rearward relative to the measurement housing 120, and the upper frame 151 and the lower frame 153 of the frame unit 141 are slid along the side surfaces of the canopy 131 and the bottom 133, thereby protecting the protective cover. 121 is mounted on the measurement housing 120.

一方、保護カバー121を計測筐体120から取り外す場合、フレーム部141のつまみ部1413を左右方向に引っ張ることにより、フレーム部141を左右方向に広げる必要がある。まず、フレーム部141の押えつめ1412を連結部132のつめ穴1323から抜き取るために、計測筐体120に対して相対的に保護カバー121を前方向に移動させれば、凹部1414の後端が天蓋部131及び底部133のストッパ1311及び1331に当接し、保護カバー121の前方向への移動が阻止される。   On the other hand, when removing the protective cover 121 from the measurement housing 120, it is necessary to expand the frame portion 141 in the left-right direction by pulling the knob portion 1413 of the frame portion 141 in the left-right direction. First, the protective cover 121 is moved forward with respect to the measurement housing 120 in order to pull out the presser pawl 1412 of the frame part 141 from the pawl hole 1323 of the connecting part 132. The stoppers 1311 and 1331 of the canopy 131 and the bottom 133 are in contact with each other, and the forward movement of the protective cover 121 is prevented.

そこで、フレーム部141のつまみ部1413を掴んで左右方向に引っ張り、フレーム部141を左右方向に広げることにより、ウィンドウ部142の後側の開口部が左右方向に広げられる。この状態でフレーム部141を前方向にスライドさせれば、凹部1414の後端がストッパ1311及び1331の先端に乗り上げることになる。   Therefore, the grip portion 1413 of the frame portion 141 is gripped and pulled in the left-right direction to expand the frame portion 141 in the left-right direction, so that the rear opening of the window 142 is widened in the left-right direction. If the frame portion 141 is slid forward in this state, the rear end of the concave portion 1414 rides on the front ends of the stoppers 1311 and 1331.

ストッパ1311及び1331の突出長は、凹部1414との係合が外れる際に、ウィンドウ部142の後端の開口幅wが光学回転体30の通過領域の幅よりも広くなるように形成される。保護カバー121を計測筐体120から取り外す際には、必ず、ウィンドウ部142の後側の開口部が強制的に左右方向に広げられるため、光学回転体30の向きにかかわらず、ウィンドウ部142と光学回転体30との接触を防止することができる。   The protrusion lengths of the stoppers 1311 and 1331 are formed such that the opening width w at the rear end of the window portion 142 becomes wider than the width of the passage area of the optical rotating body 30 when the engagement with the concave portion 1414 is released. When the protective cover 121 is removed from the measurement housing 120, the opening on the rear side of the window portion 142 is forcibly expanded in the left-right direction, regardless of the orientation of the optical rotator 30. Contact with the optical rotator 30 can be prevented.

<透過率監視機構40>
図14は、図5のウィンドウ部142の透過率を監視するための透過率監視機構40の構成例を模式的に示した説明図である。図中には、回転軸Jを含み、前後方向に垂直な鉛直面により計測筐体120を切断した場合の切断面の一部が描画されている。透過率監視機構40は、ウィンドウ部142の透過率を光学的に監視し、汚れや損傷を検知するモニター装置であり、受光素子41及び投光素子42と、図示しない監視制御部とにより構成される。
<Transmittance monitoring mechanism 40>
FIG. 14 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of the transmittance monitoring mechanism 40 for monitoring the transmittance of the window unit 142 in FIG. In the drawing, a part of a cut surface when the measurement housing 120 is cut along a vertical plane including the rotation axis J and perpendicular to the front-rear direction is drawn. The transmittance monitoring mechanism 40 is a monitor device that optically monitors the transmittance of the window 142 to detect dirt or damage, and includes a light receiving element 41 and a light emitting element 42, and a monitoring control unit (not shown). You.

保護カバー121のウィンドウ部142は、投光用光源からの検出光DLを回転軸Jから径方向外方に向けて透過させる一方、対象物からの反射光RLを径方向内方に向けて透過させる。このウィンドウ部142は、上端から下方向に遠ざかるほど、回転軸Jまでの距離が一定の傾きで単調に短くなるように、傾斜している。ウィンドウ部142をこの様に傾斜させることにより、検出光DLの正反射を防止することができる。透過率監視用の光は、ウィンドウ部142を下方に向けて透過する。   The window portion 142 of the protective cover 121 transmits the detection light DL from the light source for light projection radially outward from the rotation axis J, and transmits the reflected light RL from the object radially inward. Let it. The window portion 142 is inclined such that the farther downward from the upper end, the shorter the distance to the rotation axis J monotonically with a constant inclination. By tilting the window portion 142 in this manner, regular reflection of the detection light DL can be prevented. The light for monitoring the transmittance passes through the window 142 downward.

投光素子42は、検出用の光をウィンドウ部142に向けて投光する発光素子であり、天蓋部131の外縁部に配置される。例えば、投光素子42には、LED(発光ダイオード)が用いられる。この投光素子42は、発光面を下方に向けて配置されている。   The light projecting element 42 is a light emitting element that projects light for detection toward the window 142, and is arranged at an outer edge of the canopy 131. For example, an LED (light emitting diode) is used for the light emitting element 42. The light emitting element 42 is disposed with the light emitting surface facing downward.

受光素子41は、ウィンドウ部142を透過した透過光TLを受光し、受光信号を生成する光電変換素子であり、底部133の外縁部に配置される。例えば、受光素子41には、PD(フォトダイオード)が用いられる。この受光素子41は、受光面を上方に向け、投光素子42の発光面に対向するように配置されている。ウィンドウ部142を透過した透過光TLは、ベース部143を介して受光素子41に受光される。   The light receiving element 41 is a photoelectric conversion element that receives the transmitted light TL transmitted through the window part 142 and generates a light receiving signal, and is arranged on the outer edge of the bottom part 133. For example, a PD (photodiode) is used for the light receiving element 41. The light receiving element 41 is arranged so that the light receiving surface faces upward and faces the light emitting surface of the light projecting element 42. The transmitted light TL transmitted through the window 142 is received by the light receiving element 41 via the base 143.

監視制御部は、投受光を制御し、受光素子41からの受光信号に基づいて、ウィンドウ部142の透過率を求め、この透過率を判定閾値と比較して不具合の有無を判別し、その判別結果を検知信号として出力する。透過率は、例えば、透過光TLの受光量に基づいて、求められる。   The monitoring control unit controls light emission and reception, obtains the transmittance of the window unit 142 based on the light receiving signal from the light receiving element 41, compares the transmittance with a determination threshold to determine the presence or absence of a defect, and determines the determination. The result is output as a detection signal. The transmittance is obtained based on, for example, the amount of received light of the transmitted light TL.

<光学回転体30>
図15は、図5の光学回転体30の構成例を示した図であり、図中の(a)には、光学回転体30の正面が示され、(b)には、光学回転体30の右側面が示され、(c)には、光学回転体30の背面が示されている。図16は、回転軸Jを含み、左右方向に垂直な鉛直面により計測筐体120を切断した場合の切断面を示した断面図である。
<Optical rotator 30>
FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating a configuration example of the optical rotator 30 in FIG. 5. FIG. 15A illustrates a front view of the optical rotator 30, and FIG. Is shown on the right side, and (c) shows the back surface of the optical rotator 30. FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a cut surface when the measurement housing 120 is cut along a vertical plane including the rotation axis J and perpendicular to the left-right direction.

光学回転体30は、光学ベースフレーム31、鏡筒32,33、受光レンズ34、シールド板35、投光ミラー36、受光ミラー37及びシリンドリカルレンズ38により構成される。   The optical rotator 30 includes an optical base frame 31, lens barrels 32 and 33, a light receiving lens, a shield plate, a light projecting mirror, a light receiving mirror 37, and a cylindrical lens.

天蓋部131内には、投光用光源50、集光レンズ51、転向ミラー52及びモーター部60が配設されている。底部133内には、受光素子53、受光基板54及び軸受61が配設されている。   In the canopy 131, a light source for projection 50, a condenser lens 51, a turning mirror 52, and a motor unit 60 are arranged. The light receiving element 53, the light receiving substrate 54, and the bearing 61 are provided in the bottom portion 133.

光学ベースフレーム31は、鏡筒32,33、受光レンズ34、シールド板35、投光ミラー36、受光ミラー37及びシリンドリカルレンズ38を保持する保持部材である。投光用光源50は、LD(レーザダイオード)又はLED(発光ダイオード)などの発光素子からなり、検出光DLを生成する。この投光用光源50は、発光面を前方向に向けて配置されている。   The optical base frame 31 is a holding member that holds the lens barrels 32 and 33, the light receiving lens 34, the shield plate 35, the light projecting mirror 36, the light receiving mirror 37, and the cylindrical lens 38. The light projecting light source 50 includes a light emitting element such as an LD (laser diode) or an LED (light emitting diode), and generates the detection light DL. The light source 50 for light projection is arranged with the light emitting surface facing forward.

集光レンズ51は、投光用光源50からの検出光DLを集光するための光学部材である。検出光DLは、集光レンズ51により、概ね平行光に変換される。転向ミラー52は、集光レンズ51を介して後方向から入射した検出光DLを下方向に向けて反射させる平板状の反射鏡である。この転向ミラー52は、回転軸Jに対して45°傾斜させた状態で配置されている。つまり、転向ミラー52の回転軸Jに対する傾斜角は、概ね45°である。鏡筒32は、回転軸Jを中心軸とし、上下方向に延びる筒状の光学ガイド部材であり、転向ミラー52で反射した検出光DLを下方向に案内する。   The condenser lens 51 is an optical member for condensing the detection light DL from the light source for projection 50. The detection light DL is converted by the condenser lens 51 into substantially parallel light. The turning mirror 52 is a plate-like reflecting mirror that reflects the detection light DL that has entered from the rear through the condenser lens 51 downward. The turning mirror 52 is disposed in a state of being inclined by 45 ° with respect to the rotation axis J. That is, the inclination angle of the turning mirror 52 with respect to the rotation axis J is approximately 45 °. The lens barrel 32 is a cylindrical optical guide member extending in the vertical direction with the rotation axis J as a central axis, and guides the detection light DL reflected by the turning mirror 52 downward.

投光ミラー36は、投光用光源50からの検出光DLを90°転向させる平板状の反射鏡である。この投光ミラー36は、回転軸Jに対して45°傾斜させた状態で配置され、転向ミラー52を介して上方向から入射した検出光DLを水平方向に向けて反射させる。投光ミラー36の回転軸Jに対する傾斜角は、概ね45°である。   The light projecting mirror 36 is a flat reflecting mirror that turns the detection light DL from the light projecting light source 50 by 90 °. The light projecting mirror 36 is arranged in a state of being inclined by 45 ° with respect to the rotation axis J, and reflects the detection light DL incident from above through the turning mirror 52 in the horizontal direction. The inclination angle of the light projecting mirror 36 with respect to the rotation axis J is approximately 45 °.

鏡筒33は、水平方向に延びる筒状の光学ガイド部材であり、投光ミラー36で反射した検出光DLを水平方向に案内する。シールド板35は、鏡筒32の開口を塞ぐ保護カバーであり、透光性を有する平板状の光学部材からなる。このシールド板35は、鏡筒32の上端に配置されている。転向ミラー52で反射した検出光DLは、シールド板35を介して投光ミラー36に入射する。   The lens barrel 33 is a cylindrical optical guide member extending in the horizontal direction, and guides the detection light DL reflected by the light projecting mirror 36 in the horizontal direction. The shield plate 35 is a protective cover that closes the opening of the lens barrel 32, and is made of a light-transmitting flat optical member. This shield plate 35 is arranged at the upper end of the lens barrel 32. The detection light DL reflected by the turning mirror 52 enters the light projecting mirror 36 via the shield plate 35.

受光レンズ34は、対象物からの反射光RLを集光する光学部材である。例えば、受光レンズ34は、平凸レンズであり、回転対称軸を水平方向に向けて配置される。鏡筒33は、受光レンズ34を貫通し、中心軸が受光レンズ34の回転対称軸と略一致するように配置される。   The light receiving lens 34 is an optical member that collects the reflected light RL from the object. For example, the light receiving lens 34 is a plano-convex lens, and is arranged with the rotational symmetry axis directed in the horizontal direction. The lens barrel 33 penetrates the light receiving lens 34 and is disposed such that the central axis substantially coincides with the rotationally symmetric axis of the light receiving lens 34.

受光ミラー37は、受光レンズ34を透過した反射光RLを受光素子53に向けて反射させる平板状の平面鏡である。この受光ミラー37は、回転軸Jに対し、検出光DLの出射側とは反対側にオフセット配置され、傾斜角が45°よりも大きい。例えば、受光ミラー37の回転軸Jに対する傾斜角は、概ね60°である。また、受光ミラー37は、反射面全体が回転軸Jよりも後側に位置している。   The light-receiving mirror 37 is a flat mirror that reflects the reflected light RL transmitted through the light-receiving lens 34 toward the light-receiving element 53. The light receiving mirror 37 is offset from the rotation axis J on the side opposite to the emission side of the detection light DL, and has an inclination angle larger than 45 °. For example, the inclination angle of the light receiving mirror 37 with respect to the rotation axis J is approximately 60 °. In addition, the light receiving mirror 37 has the entire reflecting surface located behind the rotation axis J.

光学回転体30は、鏡筒33の中心軸と受光レンズ34の回転対称軸とを略一致させることにより、検出光DLの出射光軸と反射光RLの入射光軸とが略同軸となるように構成される。   The optical rotator 30 makes the central axis of the lens barrel 33 substantially coincide with the rotationally symmetric axis of the light receiving lens 34 so that the output optical axis of the detection light DL and the incident optical axis of the reflected light RL become substantially coaxial. It is composed of

受光素子53は、光学回転体30を介して検出エリア内の対象物からの反射光RLを受光し、受光信号を生成する光電変換素子である。例えば、受光素子53には、PD(フォトダイオード)が用いられる。この受光素子53は、回転軸Jに垂直な受光面を有し、受光面を上方向に向けた状態で、回転軸J上に配置されている。回転軸Jは、受光素子53の受光面を貫通している。受光基板54は、受光素子53等の回路素子が形成される回路基板である。   The light receiving element 53 is a photoelectric conversion element that receives reflected light RL from an object in the detection area via the optical rotator 30 and generates a light receiving signal. For example, a PD (photodiode) is used as the light receiving element 53. The light receiving element 53 has a light receiving surface perpendicular to the rotation axis J, and is arranged on the rotation axis J with the light receiving surface facing upward. The rotation axis J passes through the light receiving surface of the light receiving element 53. The light receiving substrate 54 is a circuit substrate on which circuit elements such as the light receiving element 53 are formed.

シリンドリカルレンズ38は、受光ミラー37により反射された反射光RLを受光素子53の受光面に結像させる光学部材である。このシリンドリカルレンズ38は、上下方向に偏心した反射光RLを受光素子53の受光面に正しく結像させるための合焦位置調整用の集光レンズであり、上下方向に湾曲した円筒面を有する。シリンドリカルレンズ38は、円筒面の中心軸が水平になるように配置される。   The cylindrical lens 38 is an optical member that forms an image of the reflected light RL reflected by the light receiving mirror 37 on the light receiving surface of the light receiving element 53. The cylindrical lens 38 is a focusing lens for adjusting a focusing position for correctly forming the reflected light RL decentered in the vertical direction on the light receiving surface of the light receiving element 53, and has a cylindrical surface curved in the vertical direction. The cylindrical lens 38 is arranged so that the central axis of the cylindrical surface is horizontal.

モーター部60は、回転軸Jを中心として光学回転体30を回転させる電動機と、回転軸Jを中心として光学回転体30の上端部を回転可能に支持する軸受とにより構成される。軸受61は、回転軸Jを中心として光学回転体30の下端部を回転可能に支持する。   The motor unit 60 includes an electric motor that rotates the optical rotator 30 about the rotation axis J, and a bearing that rotatably supports the upper end of the optical rotator 30 about the rotation axis J. The bearing 61 rotatably supports the lower end of the optical rotator 30 about the rotation axis J.

ウィンドウ部142の下端には、ベース部143との接着部16が形成されている。例えば、接着部16は、ウィンドウ部142の下端に沿って形成され、ウィンドウ部142の一部がベース部143に溶着される。   At the lower end of the window part 142, an adhesive part 16 with the base part 143 is formed. For example, the bonding section 16 is formed along the lower end of the window section 142, and a part of the window section 142 is welded to the base section 143.

背面板135と計測筐体120との接合部には、パッキン4が配設されている。パッキン4は、封止用のシール部材であり、背面板135の外縁に沿って配置されている。また、表示灯モジュール13と天蓋部131との接合部にも、パッキン5が配設されている。パッキン5は、封止用のシール部材であり、天蓋部131に設けられた配線用の貫通孔17を取り囲むように配置されている。貫通孔17には、固定カメラ122,123との通信線や表示灯124への電源線が配置される。   A packing 4 is provided at a joint between the back plate 135 and the measurement housing 120. The packing 4 is a sealing member for sealing, and is arranged along the outer edge of the back plate 135. The packing 5 is also provided at the joint between the indicator light module 13 and the canopy 131. The packing 5 is a sealing member for sealing, and is arranged so as to surround the wiring through hole 17 provided in the canopy 131. In the through hole 17, a communication line with the fixed cameras 122 and 123 and a power line to the indicator lamp 124 are arranged.

光学回転体30には、バランサ6が設けられている。バランサ6は、回転モーメントのバランスを調整するための重量部材である。この光学回転体30では、受光レンズ34と受光ミラー37とが回転軸Jを挟んで互いに反対側に配置されることにより、回転モーメントのバランスを調整している。バランサ6は、受光レンズ34及び受光ミラー37だけで回転モーメントのバランスが調整しきれない場合に、設けられる。このバランサ6は、受光ミラー37の背面側に配置されている。   The optical rotator 30 is provided with a balancer 6. The balancer 6 is a weight member for adjusting the balance of the rotational moment. In the optical rotator 30, the light receiving lens 34 and the light receiving mirror 37 are arranged on opposite sides of the rotation axis J to adjust the balance of the rotational moment. The balancer 6 is provided when the balance of the rotational moment cannot be adjusted only by the light receiving lens 34 and the light receiving mirror 37. This balancer 6 is arranged on the back side of the light receiving mirror 37.

図17は、図16の光学系統を模式的に示した説明図である。この光学系統は、鏡筒32,33、受光レンズ34、投光ミラー36、受光ミラー37、シリンドリカルレンズ38、投光用光源50、集光レンズ51、転向ミラー52及び受光素子53により構成される。   FIG. 17 is an explanatory diagram schematically showing the optical system of FIG. This optical system includes lens barrels 32 and 33, light receiving lens 34, light projecting mirror 36, light receiving mirror 37, cylindrical lens 38, light projecting light source 50, condenser lens 51, turning mirror 52, and light receiving element 53. .

投光用光源50から前方向に向けて出射された検出光DLは、集光レンズ51を介して転向ミラー52に入射し、下方向に向けて反射される。光学回転体30の投光ミラー36は、上方向から入射した検出光DLを水平方向に向けて反射させる。   The detection light DL emitted forward from the light source 50 for light projection enters the turning mirror 52 via the condenser lens 51, and is reflected downward. The light projecting mirror 36 of the optical rotating body 30 reflects the detection light DL incident from above in the horizontal direction.

集光レンズ51を用いることにより、投光ミラー36に入射させる検出光DLの光束を細くすることができる。転向ミラー52を用いることにより、天蓋部131の上下方向の高さを薄型化することができる。また、転向ミラー52の反射面を回転軸J上に配置することにより、上下方向に伝搬する光束を得ることができる。   By using the condenser lens 51, it is possible to make the light flux of the detection light DL incident on the light projecting mirror 36 thin. By using the turning mirror 52, the height of the canopy 131 in the vertical direction can be reduced. Further, by arranging the reflection surface of the turning mirror 52 on the rotation axis J, it is possible to obtain a light beam that propagates in the vertical direction.

光学回転体30の受光レンズ34に水平方向から入射した反射光RLは、当該受光レンズ34を透過し、受光ミラー37に入射する。受光ミラー37は、水平方向から入射した反射光RLを受光素子53に向けて反射させる。受光ミラー37は、回転軸Jの方向(上下方向)から見て、投光ミラー36と重ならないように配置される。シリンドリカルレンズ38は、受光ミラー37と受光素子53との間に位置し、受光ミラー37による反射光RLを受光素子53の受光面上に結像させる。   The reflected light RL that has entered the light receiving lens 34 of the optical rotator 30 from the horizontal direction passes through the light receiving lens 34 and enters the light receiving mirror 37. The light receiving mirror 37 reflects the reflected light RL incident from the horizontal direction toward the light receiving element 53. The light receiving mirror 37 is arranged so as not to overlap with the light projecting mirror 36 when viewed from the direction of the rotation axis J (vertical direction). The cylindrical lens 38 is located between the light receiving mirror 37 and the light receiving element 53, and forms an image of the light RL reflected by the light receiving mirror 37 on the light receiving surface of the light receiving element 53.

検出光DLの出射光軸と反射光RLの入射光軸とを一致させることにより、上下方向に拡散した反射光RLであっても受光させることができる。また、受光レンズ34の小型化が可能である。受光ミラー37をオフセット配置することにより、受光レンズ34を回転軸Jに近づけて配置することができるため、光学回転体30の回転半径を小さくすることができる。   By matching the output optical axis of the detection light DL with the incident optical axis of the reflected light RL, even the reflected light RL diffused in the vertical direction can be received. Further, the size of the light receiving lens 34 can be reduced. By arranging the light-receiving mirror 37 in an offset manner, the light-receiving lens 34 can be arranged closer to the rotation axis J, so that the rotation radius of the optical rotator 30 can be reduced.

受光素子53の受光面を回転軸J上に配置することにより、光学回転体30の向きにかかわらず、受光ミラー37からの反射光RLを受光させることができる。シリンドリカルレンズ38を用いることにより、上下方向に偏心した反射光RLを受光素子53の受光面に正しく結像させることができる。   By disposing the light receiving surface of the light receiving element 53 on the rotation axis J, the reflected light RL from the light receiving mirror 37 can be received regardless of the direction of the optical rotator 30. By using the cylindrical lens 38, the reflected light RL decentered in the vertical direction can be correctly imaged on the light receiving surface of the light receiving element 53.

保護カバー121のウィンドウ部142は、上下方向には直線状であるのに対し、検出光DLの走査方向には円弧状であり、レンズ効果を有する。シリンドリカルレンズ38は、この様な保護カバー121の光学特性の異方性に起因して、反射光RLの合焦位置にばらつきが生じるのを抑制することができる。   The window portion 142 of the protective cover 121 has a linear shape in the vertical direction, but has an arc shape in the scanning direction of the detection light DL, and has a lens effect. The cylindrical lens 38 can suppress the occurrence of variation in the focus position of the reflected light RL due to the anisotropy of the optical characteristics of the protective cover 121.

図18は、図16の投光ミラー36及び受光ミラー37を示した正面図である。図中の(a)には、投光ミラー36が示され、(b)には、受光ミラー37が示されている。投光ミラー36は、長方形状の平板からなる。一方、受光ミラー37は、下底が上底よりも短い等脚台形状の平板からなる。   FIG. 18 is a front view showing the light projecting mirror 36 and the light receiving mirror 37 of FIG. (A) in the figure shows the light projecting mirror 36, and (b) shows the light receiving mirror 37. The light projecting mirror 36 is formed of a rectangular flat plate. On the other hand, the light receiving mirror 37 is a flat plate having a trapezoidal shape with a lower base shorter than the upper base.

この受光ミラー37は、反射面を下側に傾けて配置されるため、上端から上下方向に遠ざかるに従って、回転軸Jから遠くなる。この様な受光ミラー37を等脚台形状とすることにより、回転軸Jから遠い部位のサイズが小さくなるため、光学回転体30の回転半径をさらに小さくすることができる。   Since the light-receiving mirror 37 is disposed with the reflection surface inclined downward, the light-receiving mirror 37 becomes farther from the rotation axis J as the distance from the upper end in the vertical direction increases. By forming such a light receiving mirror 37 in the shape of an equilateral trapezoid, the size of a portion far from the rotation axis J is reduced, so that the rotation radius of the optical rotator 30 can be further reduced.

本実施の形態によれば、受光ミラー37が検出光DLの出射側とは反対側にオフセット配置され、回転軸Jに対する傾斜角が45°よりも大きいため、受光ミラー37を回転軸J上に配置する場合に比べ、光学回転体30の回転半径を小さくすることができる。   According to the present embodiment, the light receiving mirror 37 is offset on the opposite side to the emission side of the detection light DL, and the inclination angle with respect to the rotation axis J is larger than 45 °. The radius of rotation of the optical rotator 30 can be reduced as compared with the case of disposing.

また、受光レンズ34と受光ミラー37とを互いに離間させて配置する場合に、受光ミラー37がオフセット配置されるため、受光レンズ34を回転軸Jにより近づけることができる。このため、装置が大型化するのを抑制することができる。また、受光ミラー37が受光レンズ34の下流側に配置されるため、受光ミラー37のサイズを小型化することができる。   Further, when the light receiving lens 34 and the light receiving mirror 37 are arranged to be separated from each other, the light receiving mirror 37 is offset, so that the light receiving lens 34 can be closer to the rotation axis J. For this reason, an increase in the size of the device can be suppressed. Further, since the light receiving mirror 37 is disposed downstream of the light receiving lens 34, the size of the light receiving mirror 37 can be reduced.

また、受光ミラー37を回転軸J上に配置することなく、検出光DLの出射光軸と反射光RLの入射光軸とを略一致させることができる。このため、投光ミラー36及び受光ミラー37の形状が複雑化するのを抑制することができる。特に、受光ミラー37を投光ミラー36とは別個の部材として形成することができるため、投光ミラー36及び受光ミラー37の製造を容易化することができる。   Further, without arranging the light receiving mirror 37 on the rotation axis J, the emission optical axis of the detection light DL and the incident optical axis of the reflection light RL can be made substantially coincident. Therefore, it is possible to prevent the shapes of the light projecting mirror 36 and the light receiving mirror 37 from becoming complicated. In particular, since the light receiving mirror 37 can be formed as a member separate from the light projecting mirror 36, the manufacture of the light projecting mirror 36 and the light receiving mirror 37 can be facilitated.

また、本実施の形態による安全スキャナ10は、保護カバー121のウィンドウ部142は、光学回転体30の回転軸Jに垂直な平面による切断面が光学回転体30の背後に回り込んだ湾曲形状であるため、180°以上の視野角について均一な光学性能を得ることができる。このため、検出可能な距離を長距離化することができる。   In the safety scanner 10 according to the present embodiment, the window portion 142 of the protective cover 121 has a curved shape in which a cut surface of a plane perpendicular to the rotation axis J of the optical rotator 30 goes behind the optical rotator 30. Therefore, uniform optical performance can be obtained for a viewing angle of 180 ° or more. Therefore, the detectable distance can be increased.

また、保護カバー121を計測筐体120から取り外す場合には、フレーム部141が左右方向に広げられるため、ウィンドウ部142が光学回転体30と干渉することなく、保護カバー121を取り外すことができる。また、凹部1414の後端がストッパ1311及び1331に乗り上げることにより、フレーム部141が左右方向に広げられることを利用して光学回転体30との干渉を防ぐ構造であるため、安全スキャナ10の大型化を抑制することができる。   When the protective cover 121 is removed from the measurement housing 120, the frame portion 141 is expanded in the left-right direction, so that the protective cover 121 can be removed without the window portion 142 interfering with the optical rotating body 30. Further, since the rear end of the concave portion 1414 rides on the stoppers 1311 and 1331 to prevent interference with the optical rotating body 30 by utilizing the fact that the frame portion 141 is expanded in the left-right direction, the safety scanner 10 has a large size. Can be suppressed.

また、フレーム部141、ウィンドウ部142及びベース部143を個別に成形することができるため、保護カバー121の製造を容易化することができる。また、ウィンドウ部142とフレーム部141とを別個の材料により形成することもできる。例えば、ウィンドウ部142は、フレーム部141よりも透過率が高い材料により形成される。一方、フレーム部141は、ウィンドウ部142よりも剛性が高い材料により形成される。   In addition, since the frame portion 141, the window portion 142, and the base portion 143 can be individually molded, manufacturing of the protective cover 121 can be facilitated. Further, the window portion 142 and the frame portion 141 can be formed of different materials. For example, the window 142 is formed of a material having a higher transmittance than the frame 141. On the other hand, the frame part 141 is formed of a material having higher rigidity than the window part 142.

また、フレーム部141を光学部品140と別個に形成することにより、光学部品140の光学性能を向上させることができ、また、光学部品140にパーティングラインを生じ難くすることができる。また、フレーム部141を光学部品140と別個の部品とすることにより、保護カバー121を計測筐体120に強固に固定し、また、防水性能を向上させることができる。   Further, by forming the frame portion 141 separately from the optical component 140, the optical performance of the optical component 140 can be improved, and a parting line can be hardly generated in the optical component 140. Further, by forming the frame portion 141 as a component separate from the optical component 140, the protective cover 121 can be firmly fixed to the measurement housing 120, and the waterproof performance can be improved.

また、シリンドリカルレンズ38により、上下方向の合焦位置を調整することができるため、ウィンドウ部142の曲率が、検出光DLの走査方向と上下方向とで大きく異なることに起因して、受光素子53の受光面上の位置によってピントがずれるのを抑制することができる。また、シリンドリカルレンズ38を受光レンズ34よりも下流側に配置することにより、シリンドリカルレンズ38のサイズを小さくすることができるため、光学回転体30の回転半径をさらに小さくすることができる。   In addition, since the focusing position in the vertical direction can be adjusted by the cylindrical lens 38, the curvature of the window portion 142 is greatly different between the scanning direction of the detection light DL and the vertical direction, so that the light receiving element 53 Can be suppressed from being out of focus depending on the position on the light receiving surface. Further, by disposing the cylindrical lens 38 on the downstream side of the light receiving lens 34, the size of the cylindrical lens 38 can be reduced, so that the radius of rotation of the optical rotator 30 can be further reduced.

なお、本実施の形態では、安全スキャナ10が表示ユニット11を計測ユニット12から分離させることができる分離型のセーフティセンサである場合の例について説明したが、本発明は、表示ユニット11を計測ユニット12から分離させることができない非分離型の安全スキャナにも適用することができる。例えば、表示パネル111、操作キー113、ケーブル接続口114、検知信号の出力ポート等を天蓋部131、連結部132又は底部133のいずれかに設けた安全スキャナにも本発明は適用可能である。   Note that, in the present embodiment, an example has been described in which the safety scanner 10 is a separation-type safety sensor capable of separating the display unit 11 from the measurement unit 12, but the present invention employs the display unit 11 as a measurement unit. The present invention can also be applied to a non-separable type safety scanner which cannot be separated from the scanner 12. For example, the present invention can be applied to a safety scanner in which the display panel 111, the operation keys 113, the cable connection port 114, the output port of the detection signal, and the like are provided in any of the canopy 131, the connecting part 132, or the bottom 133.

また、本実施の形態では、受光レンズ34が反射光RLを集光する場合の例について説明したが、本発明は、反射光RLの受光系統の構成をこれに限定するものではない。例えば、光学回転体30が受光レンズ34を備えず、受光ミラーが、凹面状の反射面を有する凹面鏡であり、反射光RLを受光素子53の受光面に向けて反射させるとともに、受光面上に集光させるような構成であっても良い。この様な構成によれば、受光レンズを用いなくても、十分な受光量を得ることができる。   Further, in the present embodiment, an example in which the light receiving lens 34 condenses the reflected light RL has been described, but the present invention does not limit the configuration of the light receiving system of the reflected light RL to this. For example, the optical rotator 30 does not include the light-receiving lens 34, and the light-receiving mirror is a concave mirror having a concave reflecting surface, and reflects the reflected light RL toward the light-receiving surface of the light-receiving element 53. It may be configured to collect light. According to such a configuration, a sufficient amount of received light can be obtained without using a light receiving lens.

また、本実施の形態では、フレーム部141、ウィンドウ部142及びベース部143が互いに接着剤を介して接合される場合の例について説明したが、本発明は、保護カバー121の構成をこれに限定するものではない。例えば、フレーム部141及びウィンドウ部142が1つの樹脂成形品として一体的に形成され、この樹脂成形品とベース部143とが接着剤を介して接合されるような構成であっても良い。また、ウィンドウ部142及びベース部143が1つの樹脂成形品として一体的に形成され、この樹脂成形品とフレーム部141とが接着剤を介して接合されるような構成であっても良い。また、ベース部143及びフレーム部141が1つの樹脂成形品として一体的に形成され、この樹脂成形品とウィンドウ部142とが接着剤を介して接合されるような構成であっても良い。   Further, in the present embodiment, an example has been described in which the frame portion 141, the window portion 142, and the base portion 143 are joined to each other via an adhesive, but the present invention limits the configuration of the protective cover 121 to this. It does not do. For example, the frame portion 141 and the window portion 142 may be integrally formed as one resin molded product, and the resin molded product and the base portion 143 may be joined via an adhesive. Further, the window portion 142 and the base portion 143 may be integrally formed as one resin molded product, and the resin molded product and the frame portion 141 may be joined via an adhesive. Further, the base portion 143 and the frame portion 141 may be integrally formed as one resin molded product, and the resin molded product and the window portion 142 may be joined via an adhesive.

また、本実施の形態では、ストッパ1311及び1331が天蓋部131及び底部133にそれぞれ設けられる場合の例について説明したが、本発明は、保護カバー121の移動を制限するストッパの構成をこれに限定するものではない。例えば、保護カバー121のフレーム部141は、計測筐体120に対する正面方向への移動を制限するためのストッパを有し、このストッパが、保護カバーの内側の面から左右方向に突出する形状であり、天蓋部131又は底部133の左側面及び右側面に対向するようにそれぞれ配置され、天蓋部131又は底部133の左側面及び右側面に設けられた凹部とそれぞれ係合する。   Further, in the present embodiment, an example in which the stoppers 1311 and 1331 are provided on the canopy 131 and the bottom 133, respectively, has been described. However, the present invention restricts the configuration of the stopper for restricting the movement of the protective cover 121 to this. It does not do. For example, the frame portion 141 of the protective cover 121 has a stopper for restricting the movement of the protective cover 121 in the front direction with respect to the measurement housing 120, and the stopper has a shape protruding left and right from the inner surface of the protective cover. , Are arranged to face the left side surface and the right side surface of the canopy portion 131 or the bottom portion 133, respectively, and engage with the concave portions provided on the left side surface and the right side surface of the canopy portion 131 or the bottom portion 133, respectively.

この様な構成によれば、フレーム部141のストッパが左右方向に突出する形状であるため、保護カバー121を計測筐体120から取り外すには、フレーム部141を左右方向に広げることにより、ストッパと天蓋部131又は底部133の凹部との係合を外す必要がある。つまり、保護カバー121を計測筐体120から取り外す場合には、フレーム部141が左右方向に広げられるため、ウィンドウ部142が光学回転体30と干渉することなく、保護カバー121を取り外すことができる。また、天蓋部131又は底部133の凹部の前端がフレーム部141のストッパに乗り上げることにより、フレーム部141が左右方向に広げられることを利用して光学回転体30との干渉を防ぐ構造であるため、安全スキャナ10の大型化を抑制することができる。   According to such a configuration, since the stopper of the frame portion 141 has a shape protruding in the left-right direction, the protective cover 121 can be removed from the measurement housing 120 by expanding the frame portion 141 in the left-right direction. It is necessary to release the engagement with the concave portion of the canopy 131 or the bottom 133. That is, when removing the protective cover 121 from the measurement housing 120, the frame portion 141 is expanded in the left-right direction, so that the protective cover 121 can be removed without the window portion 142 interfering with the optical rotating body 30. In addition, since the front end of the concave portion of the canopy 131 or the bottom 133 rides on the stopper of the frame 141, the frame 141 is expanded in the left-right direction to prevent interference with the optical rotating body 30. In addition, an increase in the size of the safety scanner 10 can be suppressed.

また、本実施の形態では、フレーム部141が、上フレーム151、連結フレーム152及び下フレーム153からなる場合の例について説明したが、本発明は、フレーム部141の構成をこれに限定するものではない。例えば、フレーム部141は、天蓋部131の外縁に沿って延びる上フレームと、連結部132の外縁に沿って延び、上フレームの後端及びベース部の後端を連結する連結フレームとにより構成される。ウィンドウ部及びフレーム部は、接着剤を介してベース部と接合される。この様な構成によれば、ウィンドウ部及びフレーム部とベース部とを個別に成形することができるため、保護カバー121の製造を容易化することができる。   Further, in the present embodiment, an example in which the frame unit 141 includes the upper frame 151, the connection frame 152, and the lower frame 153 has been described, but the present invention does not limit the configuration of the frame unit 141 to this. Absent. For example, the frame portion 141 includes an upper frame extending along the outer edge of the canopy portion 131, and a connecting frame extending along the outer edge of the connecting portion 132 and connecting the rear end of the upper frame and the rear end of the base portion. You. The window and the frame are joined to the base via an adhesive. According to such a configuration, the window portion, the frame portion, and the base portion can be separately molded, so that the production of the protective cover 121 can be facilitated.

また、本実施の形態では、計測筐体120が、天蓋部131、連結部132及び底部133を一体的に形成した成形品である場合の例について説明したが、本発明は、計測筐体120の構成をこれに限定するものではない。例えば、天蓋部131、連結部132及び底部133がそれぞれ上部筐体、連結筐体及び下部筐体として個別に形成されるような構成であっても良い。   Further, in the present embodiment, an example has been described in which the measurement housing 120 is a molded product in which the canopy 131, the connection portion 132, and the bottom 133 are integrally formed. Is not limited to this. For example, the configuration may be such that the canopy 131, the connecting part 132, and the bottom part 133 are individually formed as an upper housing, a connecting housing, and a lower housing, respectively.

また、本実施の形態では、光学回転体30が背面板135に取り付けられた上側支持部14と下側支持部15とにより、回転可能に支持される場合の例について説明したが、本発明は、光学回転体30の支持機構をこれに限定するものではない。例えば、光学回転体30が、天蓋部131(上部筐体)及び底部133(下部筐体)により回転可能に支持されるような構成であっても良い。また、本発明は、光学回転体30が片持ち支持されるものにも適用可能である。   Further, in the present embodiment, an example has been described in which the optical rotator 30 is rotatably supported by the upper support portion 14 and the lower support portion 15 attached to the back plate 135. However, the support mechanism of the optical rotator 30 is not limited to this. For example, the optical rotator 30 may be configured to be rotatably supported by the canopy 131 (upper case) and the bottom 133 (lower case). The present invention is also applicable to a case where the optical rotating body 30 is supported in a cantilever manner.

1 光学安全システム
10 安全スキャナ
11 表示ユニット
110 表示筐体
111 表示パネル
112 表示灯
113 操作キー
114 ケーブル接続口
12 計測ユニット
120 計測筐体
121 保護カバー
122,123 固定カメラ
124 表示灯
13 表示灯モジュール
131 天蓋部
1311,1331 保護カバー用のストッパ
132 連結部
1321 取付部
1322 ねじ受け部
1323 つめ穴
133 底部
134 シール用のパッキン
135 背面板
14 上側支持部
140 光学部品
141 フレーム部
1411 ねじ台座部
1412 押えつめ
1413 つまみ部
1414 凹部
142 ウィンドウ部
1421 光学面
1422 取付部
1423 連結部
143 ベース部
1431 受光窓
15 下側支持部
151 上フレーム
152 連結フレーム
153 下フレーム
30 光学回転体
31 光学ベースフレーム
32,33 鏡筒
34 受光レンズ
35 シールド板
36 投光ミラー
37 受光ミラー
38 シリンドリカルレンズ
4,5 パッキン
40 透過率監視機構
41 受光素子
42 投光素子
50 投光用光源
51 集光レンズ
52 転向ミラー
53 受光素子
54 受光基板
6 バランサ
60 モーター部
61 軸受
J 回転軸
DL 投光用光源からの検出光
RL 対象物からの反射光
TL ウィンドウ部を透過した透過光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical safety system 10 Safety scanner 11 Display unit 110 Display case 111 Display panel 112 Indicator light 113 Operation key 114 Cable connection port 12 Measurement unit 120 Measurement case 121 Protective covers 122 and 123 Fixed camera 124 Indicator light 13 Indicator light module 131 Top cover 1311, 1331 Protective cover stopper 132 Connecting part 1321 Mounting part 1322 Screw receiving part 1323 Pawl hole 133 Bottom part 134 Seal packing 135 Back plate 14 Upper support part 140 Optical component 141 Frame part 1411 Screw base part 1412 Pressing pawl 1413 knob portion 1414 concave portion 142 window portion 1421 optical surface 1422 attaching portion 1423 connecting portion 143 base portion 1431 light receiving window 15 lower supporting portion 151 upper frame 152 connecting frame 153 lower frame Beam 30 optical rotating body 31 optical base frames 32, 33 lens barrel 34 light receiving lens 35 shield plate 36 light emitting mirror 37 light receiving mirror 38 cylindrical lens 4, 5 packing 40 transmittance monitoring mechanism 41 light receiving element 42 light emitting element 50 light emitting Light source 51 Condensing lens 52 Turning mirror 53 Light receiving element 54 Light receiving substrate 6 Balancer 60 Motor unit 61 Bearing J Rotation axis DL Detection light RL from light source for projection Light TL Reflection from object TL Transmitted light through window unit

Claims (8)

検出光を生成する光源と、
回転軸を中心として回転し、上記光源からの上記検出光を検出エリアに対して出射するとともに、上記検出光を周方向に走査させる光学回転体と、
上記回転軸上に配置され、かつ、上記回転軸に垂直な受光面を有し、当該受光面により上記光学回転体を介して上記検出エリア内の対象物からの反射光を受光し、受光信号を生成する受光素子と、
上記受光信号に基づいて、上記対象物までの距離及び上記検出光の走査角に対応する測距位置を求め、予め定められた保護エリアと比較して侵入物の有無を判別する侵入物判別手段とを備え
上記光学回転体は、
上記検出光を検出エリアに対して出射するとともに、上記検出光を周方向に走査させるために、上記光源から入射された上記回転軸上を通る上記検出光を転向する投光ミラーと、
上記投光ミラーにより転向された上記検出光の光路のまわりに設けられ、上記検出エリア内の対象物からの反射光を集光する受光レンズと、
上記受光レンズにより集光される上記反射光を上記受光面に向けて反射させる受光ミラーを有し、
上記受光レンズは、上記投光ミラーの周囲に上記反射光の光路を形成し、
上記受光ミラーは、上記回転軸に対し、上記検出光の出射側とは反対側にオフセット配置され、傾斜角が45°よりも大きいことを特徴とする安全スキャナ。
A light source for generating detection light,
Rotated about an axis of rotation, with emitted to the detection area of the detection light from the light source, an optical rotator for scanning the detection light in the circumferential direction,
A light-receiving surface disposed on the rotation axis, and having a light-receiving surface perpendicular to the rotation axis, the light-receiving surface receiving reflected light from an object in the detection area via the optical rotator, and receiving a light-receiving signal; A light-receiving element that generates
Intruding object discriminating means for determining a distance to the object and a distance measuring position corresponding to the scanning angle of the detection light based on the light receiving signal, and comparing with a predetermined protection area to determine the presence or absence of an intruding object. equipped with a door,
The optical rotator is
A projection mirror that emits the detection light to the detection area and turns the detection light passing through the rotation axis incident from the light source to scan the detection light in the circumferential direction,
A light receiving lens provided around an optical path of the detection light turned by the light projecting mirror and condensing reflected light from an object in the detection area,
The reflected light condensed by the light receiving lens and a light receiving mirror for reflecting toward the light-receiving surface,
The light receiving lens forms an optical path of the reflected light around the light projecting mirror,
The safety scanner according to claim 1, wherein the light receiving mirror is offset with respect to the rotation axis on a side opposite to an emission side of the detection light, and has an inclination angle larger than 45 °.
上記光学回転体を保護するための保護カバーを備え、
上記保護カバーは、上記検出光及び上記反射光を透過させるウィンドウ部を有し、
上記ウィンドウ部は、上記回転軸に垂直な平面による切断面が円弧状であり、上記回転軸を含む平面による切断面が直線状であり、
上記受光ミラーは、上記ウィンドウ部に対応する形状からなることを特徴とする請求項に記載の安全スキャナ。
With a protective cover for protecting the optical rotating body,
The protective cover has a window that transmits the detection light and the reflected light,
The window portion has a circular section cut by a plane perpendicular to the rotation axis, and a linear section cut by a plane including the rotation axis,
The safety scanner according to claim 1 , wherein the light receiving mirror has a shape corresponding to the window portion.
上記光学回転体は、さらに、上記投光ミラーにより転向された検出光を囲う第1のガイド部材を有し、The optical rotator further has a first guide member surrounding the detection light turned by the light projecting mirror,
上記受光レンズは、上記第1のガイド部材のまわりに設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の安全スキャナ。The safety scanner according to claim 1, wherein the light receiving lens is provided around the first guide member.
上記第1のガイド部材は、上記受光レンズを貫通して配置され、The first guide member is arranged to penetrate the light receiving lens,
上記検出光の出射部分は、上記受光レンズよりも上記検出エリア側に突出していることを特徴とする請求項3に記載の安全スキャナ。The safety scanner according to claim 3, wherein an emission portion of the detection light protrudes toward the detection area side from the light receiving lens.
上記光学回転体は、さらに、上記回転軸上を通る上記検出光を囲む第2のガイド部材を有し、上記第2のガイド部材を介して上記検出光を上記投光ミラーに入射させることを特徴とする請求項1〜4に記載の安全スキャナ。The optical rotator further includes a second guide member surrounding the detection light passing on the rotation axis, and causing the detection light to enter the light projecting mirror via the second guide member. The safety scanner according to claim 1, wherein 上記第2のガイド部材及び上記投光ミラーは、上記反射光の光路が、上記第2のガイド部材及び上記投光ミラーの周囲に設けられるように、上記受光レンズと、上記受光ミラーとの間に配置されることを特徴とする請求項5に記載の安全スキャナ。The second guide member and the light projecting mirror may be arranged between the light receiving lens and the light receiving mirror such that an optical path of the reflected light is provided around the second guide member and the light projecting mirror. 6. The security scanner according to claim 5, wherein the security scanner is arranged at a position where the security scanner is located. 上記受光ミラーは、上記回転軸の方向から見て、上記投光ミラーと重ならないように配置されることを特徴とする請求項1〜6に記載の安全スキャナ。 The safety scanner according to claim 1 , wherein the light receiving mirror is disposed so as not to overlap with the light projecting mirror when viewed from a direction of the rotation axis. 上記光学回転体を保護するための保護カバーを備え、
上記保護カバーは、上記検出光及び上記反射光を透過させるウィンドウ部を有し、
上記ウィンドウ部は、上記回転軸に垂直な平面による切断面が円弧状であり、上記回転軸を含む平面による切断面が直線状であり、
上記光学回転体は、さらに、上記受光ミラーによる反射光を上記受光面に結像させるシリンドリカルレンズを有し、
上記シリンドリカルレンズは、上下方向に湾曲した円筒面を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の安全スキャナ。
With a protective cover for protecting the optical rotating body,
The protective cover has a window that transmits the detection light and the reflected light,
The window portion has a circular section cut by a plane perpendicular to the rotation axis, and a linear section cut by a plane including the rotation axis,
The optical rotator further includes a cylindrical lens that forms an image of the light reflected by the light receiving mirror on the light receiving surface,
The safety scanner according to any one of claims 1 to 7, wherein the cylindrical lens has a vertically curved cylindrical surface.
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