JP6904284B2 - 光学式安全センサ - Google Patents

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Description

本発明は、ＴＯＦ方式を用いて物体までの距離を測定し、該距離の変化から監視エリアに対する物体の侵入を検出する光学式安全センサに関する。
光を投光してから該光に対する反射光を受光するまでの時間を用いて、光を反射した物体までの距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式を用いたセンサが知られている。また、ＴＯＦ方式を用いて、測距結果の変化から監視エリアに対する物体の侵入を検出する光学式安全センサが知られている（例えば、欧州特許第２３１５０５２Ｂ号明細書）。しかしながら、ＴＯＦ方式を用いた光学式安全センサにおいて安全基準を満たすには、テストターゲットを設定するといった構成が必要であった。例えば、先行文献１には、監視エリアに対する物体の侵入を検出するための光送信機および受光器と別の、安全関連のセルフテストを実行するための基準光送信機および基準受光器を備える構成が開示されている。
米国特許第２０１６／０３２７６４９Ａ１号明細書（２０１６年１１月１０日公開）
しかしながら、特許文献１において基準光送信機および基準受光器はセルフテスト専用の構成であり、監視エリアに対する監視には用いられず、高コストの要因となっていた。また、セルフテスト専用の基準光送信機および基準受光器を用いず、監視エリアを監視する光学式安全センサを単純に二重化する構成が考えられる。該構成によれば、いずれかのセンサが故障しても監視を継続することが可能となるが、異常が発生した場合に具体的な異常箇所を特定できないという問題がある。
本発明の一態様は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、光学式安全センサを安価に実現することを目的とする。
本発明は、前述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
すなわち、本発明の一側面に係る光学式安全センサは、監視エリアに光を投光する投光部と、前記監視エリアからの反射光を受光する受光部とを備えた複数の投受光器と、前記投光から前記受光までに要した時間を用いて、前記監視エリア内の対象物までの距離を測定する複数の測距部と、前記測距部による測定結果に基づいて前記複数の投受光器のいずれかに発生している異常を検知する複数の検知部とを備え、１つの投受光器は、対応する１つの測距部および１つの検知部と１つの組をなし、前記複数の投受光器が備える前記受光部のそれぞれが、全ての前記複数の投受光器の前記投光部から投光された光による前記反射光を受光する。
前記の構成によれば、光学式安全センサは、複数の投受光器によって監視エリア内の対象物までの距離を測定するので、いずれか一つの投受光器に不具合が生じた場合でも正常な監視を継続することができる。また、それぞれの投受光器による距離測定結果を比較することによって、いずれか一つの投受光器に不具合が生じている場合にこれを検知することができる。また、ＴＯＦ方式で動作する市販のモジュールを投受光器として使用できるので、セルフテスト専用の基準投光器および基準受光器を用いた特許文献１に記載の構成と比較して、光学式安全センサを安価に実現することができる。
さらに、一つの投受光器からの投光をその他の投受光器において受光することが可能となっているので、不具合発生時にそれぞれの投受光器の投光部および受光部を診断し、異常箇所を特定することができる。
前記一側面に係る光学式安全センサにおいて、前記複数の投受光器からなるグループとは異なる複数の投受光器からなるグループをさらに１つ以上備え、各グループの対象となる監視エリアが異なっており、前記測距部が、前記各グループを順次切り替えて前記距離の測定を行うとともに、前記検知部が、前記各グループを順次切り替えて前記異常の検知を行ってもよい。この構成によれば、監視エリアが異なる複数のグループに含まれる投受光器の異常診断を、１つの測距部および検知部によって距離測定および異常診断を行うことができる。よって、測距部および検知部を共有することによって設備コストを低く抑えたまま、より広いエリアを安全に監視することができる。
前記一側面に係る光学式安全センサにおいて、前記検知部が、前記複数の投受光器のうちの１つの投受光器である第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１投受光器とは異なる第２投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離とが一致しない場合に、前記第１投受光器および前記第２投受光器のいずれかに異常が発生していると判定してもよい。この構成によれば、第１投受光器および第２投受光器における投光から受光までの時間に基づく測定距離を比較することによって第１投受光器および第２投受光器のいずれかに異常が発生しているか否かを判定することができる。
前記一側面に係る光学式安全センサにおいて、前記検知部は、前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第２投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離とが一致しない場合に、前記第１投受光器の前記投光部および前記第２投受光器の前記投光部のいずれかに異常が発生していると判定する構成としてもよい。この構成によれば、第１投受光器の投光部および第２投受光器の投光部の少なくともいずれかに異常が発生しているか否かを、互いに異なる複数の投光部がそれぞれ行った投光を特定の受光部が受光するまでの時間に基づく測定距離を比較することで判定することができる。
前記一側面に係る光学式安全センサにおいて、前記検知部は、前記第１投受光器の前記投光部および前記第２投受光器の前記投光部のいずれかに異常が発生していると判定した場合に、第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第１投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第１投受光器の前記投光部に異常が発生していると判定し、第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第２投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第２投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第２投受光器の前記投光部に異常が発生していると判定してもよい。この構成によれば、時間を空けた２つの投光のそれぞれから受光までの時間に基づく測定距離の差を用いて、第１投受光器の投光部における異常の有無、および第２投受光器の投光部における異常の有無を個別に判定することができる。
前記一側面に係る光学式安全センサにおいて、前記検知部は、前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離とが一致しない場合に、前記第１投受光器の前記受光部および前記第２投受光器の前記受光部のいずれかに異常が発生していると判定してもよい。この構成によれば、第１投受光器の受光部および第２投受光器の受光部の少なくともいずれかに異常が発生しているか否かを、特定の投光部の投光を互いに異なる複数の受光部でそれぞれ受光するまでの時間に基づく測定距離を比較することで判定することができる。
前記一側面に係る光学式安全センサにおいて、前記検知部は、前記第１投受光器の前記受光部および前記第２投受光器の前記受光部のいずれかに異常が発生していると判定した場合に、第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第１投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第１投受光器の前記受光部に異常が発生していると判定し、第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第１投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第２投受光器の前記受光部に異常が発生していると判定してもよい。この構成によれば、時間を空けた２つの投光のそれぞれから受光までの時間に基づく測定距離の差を用いて、第１投受光器の受光部における異常の有無、および第２投受光器の受光部における異常の有無をそれぞれ判定することができる。
前記一側面に係る光学式安全センサにおいて、前記第１投受光器と１つの組をなす検知部における検知結果を前記第２投受光器と１つの組をなす別の検知部における検知結果と相互比較し、検知結果が互いに異なる場合はエラーを出力してもよい。この構成によれば、第１投受光器の検知結果と第２投受光器の検知結果とを相互比較できる。検知結果が互いに異なる場合は、少なくともいずれかの検知結果に異常が発生していると考えられるため、そのような場合はエラーを出力することにより、異常の有無をより高精度に判定することができる。
本発明の一態様によれば、光学式安全センサを安価に実現できる。
本発明の実施形態１に係る光学式安全センサの要部構成の一例を示すブロック図である。 本発明の適用例に係る光学式安全センサの適用場面の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態１に係る光学式安全センサ１において第１投受光器が異常診断時に行う投光の制御の一例を示すタイムチャートであり、（ａ）は第１時刻Ｔ＝０で投光を開始したことを示し、（ｂ）は第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に次の投光を開始したことを示す。 本発明の実施形態１に係る光学式安全センサが実行する診断処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１に係る光学式安全センサが異常診断処理にて実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１に係る光学式安全センサが投光部診断処理にて実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１に係る光学式安全センサが受光部診断処理にて実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
§１ 適用例
まず、図２を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図２は、本実施形態に係る光学式安全センサ１の適用場面の一例を模式的に例示する。本実施形態に係る光学式安全センサ１は、ロボットアーム１００が作業する作業範囲を含む領域を監視エリアとし、監該視エリアに侵入したユーザが該ロボットアーム１００と衝突することを回避させるために用いられる。
図２に示されるとおり、光学式安全センサ１はロボットアーム１００の作業範囲を含む領域を監視エリアとして監視する。光学式安全センサ１は、ＴＯＦ方式を用いて測定した距離の変化から監視エリア内に物体が侵入したことを検出すると、検出結果をロボットアーム１００に送信する。ロボットアーム１００は、光学式安全センサ１から検出結果を受信すると、物体が衝突しないように自身の動作を減速または停止させる。
光学式安全センサ１は、同一の監視エリアに光を投光し、該監視エリアからの反射光を受光する少なくとも２つの投受光器を備えている。光学式安全センサ１は、少なくとも２つの投受光器のうち、第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂがそれぞれ算出した、監視エリアまでの距離に基づいて異常の有無を判定する。光学式安全センサ１は、異常が発生したと判定した場合は、異常内容の診断を行う。具体的には、光学式安全センサ１は、一定時間の経過後に第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂの少なくともいずれかから次の投光を実行し、該次の投光およびその反射光の受光から測定した監視エリアまでの距離に基づいて異常箇所を特定する。光学式安全センサ１は、診断結果をロボットアーム１００に送信し、該ロボットアーム１００は診断結果に応じた動作を行う。例えば、特定された光学式安全センサ１の異常箇所について、ロボットアーム１００の操作パネル等の出力装置を用いて出力してもよい。
光学式安全センサ１は、少なくとも２つの投受光器を用いて監視エリアおよび該監視エリアに侵入した物体までの距離をＴＯＦ方式で測定することができる。そして、光学式安全センサ１では、第１投受光器２０Ａと第２投受光器２０Ｂとの間で、投光と受光を分担して実行することができる。これにより、例えば各投受光器における投光および受光に異常があるか否かをチェックし、異常が発生した場合はその異常が発生している箇所を特定することができる。また、ＴＯＦ方式で動作する市販のモジュールを投受光器として使用できるので、セルフテスト専用の基準投光器および基準受光器を用いた特許文献１に記載の構成と比較して、光学式安全センサ１を安価に実現することができる。したがって、投受光器の異常によって監視エリアに対する監視に異常が生じることを抑制した、安価で安全性の高い光学式安全センサ１を実現することができる。
§２ 構成例
以下、本発明の一実施形態について、図１、図３〜図７を用いて詳細に説明する。
（光学式安全センサの構成）
本発明の一態様に係る光学式安全センサ１の概要および構成について、図１を用いて説明する。図１は、光学式安全センサ１の要部構成の一例を示すブロック図である。光学式安全センサ１は、第１出力部１０Ａ、第２出力部１０Ｂ、第１投受光器２０Ａ、第２投受光器２０Ｂ、第１評価ユニット３０Ａ、および第２評価ユニット３０Ｂを備えている。第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂは、同一の投光部２１および受光部２２を備えており、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、同一の測距部３１および検知部３２を備えている。なお、光学式安全センサ１において、１つの投受光器は、対応する評価ユニットおよび出力部と１つの組をなしている。図示の例では、第１投受光器２０Ａは、第１評価ユニット３０Ａおよび第１出力部１０Ａと１つの組をなし、第２投受光器２０Ｂは、第２評価ユニット３０Ｂおよび第２出力部１０Ｂと１つの組をなしている。
光学式安全センサ１は、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂの指示にしたがって第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂを動作させることができる。光学式安全センサ１は、例えば図２に示したロボットアーム１００の一部として該ロボットアーム１００に取り付けられて動作する。
第１出力部１０Ａは第１評価ユニット３０Ａから受信した情報を出力し、第２出力部１０Ｂは第２評価ユニット３０Ｂから受信した情報を出力する。例えば、第１出力部１０Ａは、第１評価ユニット３０Ａが第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂの少なくともいずれかに対して行った異常診断の診断結果を該第１評価ユニット３０Ａから取得し、外部に出力する。なお、第１出力部１０Ａおよび第２出力部１０Ｂは、各評価ユニットから受信した情報の内容を、ＬＥＤの点滅等によって通知するインジケータであってもよい。
第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂは、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂの指示にしたがって動作するモジュールである。具体的には、投光部２１から監視エリアに対して光を投光し、受光部２２にて監視エリアにて反射された反射光を受光する。第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂは、自身が行った投光および受光に関する情報を第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂへ送信する。図示の例において、第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂは同一の投光部２１および受光部２２を備えている構成であるが、互いに異なる投光部と受光部を備える構成であってもよい。
図示の例において、第１投受光器２０Ａが投光部２１を用いて監視エリアに投光した光をＴＡとし、受光部２２を用いて監視エリアから受光した反射光をＲＡとする。同様に、第２投受光器２０Ｂが投光部２１を用いて監視エリアに投光した光をＴＢとし、受光部２２を用いて監視エリアから受光した反射光をＲＢとする。なお、ＲＡにはＴＢに対する反射光が含まれ、同様にＲＢにはＴＡに対する反射光が含まれる可能性があることに注意する。
第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、光学式安全センサ１の各部を統括して制御する。第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂのそれぞれは、測距部３１を用いて、第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂを動作させて得られたデータから光学式安全センサ１から監視エリアまでの測定距離を算出（測定）する。そして測定結果に基づいて検知部３２による異常診断を行う。また、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、必要に応じて情報を送受信することができる。例えば、第１投受光器２０Ａの投光部２１の投光に対する反射光を第２投受光器２０Ｂの受光部２２が受光した場合、第１評価ユニット３０Ａが第２評価ユニット３０Ｂから第２投受光器２０Ｂの受光に関する情報を取得してもよい。逆に、第２評価ユニット３０Ｂが第１評価ユニット３０Ａから第１投受光器２０Ａの投光に関する情報を取得してもよい。そして、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、第１投受光器２０Ａと１つの組をなす検知部３２における検知結果（診断結果）を第２投受光器２０Ｂと１つの組をなす検知部３２における検知結果と相互比較する。すなわち、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、１つの投光と受光の組み合わせに対して同一の異常診断を行い、診断結果を比較することによって評価ユニットにおける故障の有無を判定する。相互比較において診断結果が同一であれば、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、第１出力部１０Ａおよび第２出力部１０Ｂのそれぞれに診断結果を送信し、出力させる。一方、診断結果が互いに異なる場合は、第１出力部１０Ａおよび第２出力部１０Ｂのそれぞれにエラーを送信し、出力させる。
測距部３１は、投光から受光までに要した時間を用いて、監視エリア内の対象物までの距離を測定する。具体的には、測距部３１は第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂの少なくともいずれかから投光および受光に関する情報を受信すると、受信した情報を用いて光学式安全センサ１から監視エリアまでの測定距離を算出する。なお、測距部３１は、自身を含む評価ユニットとは別の評価ユニットを介して投光および受光に関する情報を受信してもよい。第１投受光器２０Ａの投光部２１が光ＴＡを投光し、該投光に対する反射光ＲＡを第１投受光器２０Ａの受光部２２が受信した場合を考える。この場合、測距部３１は、光ＴＡの投光の開始時刻から反射光ＲＡの受光の開始時刻までの時間ｔと光速ｃとを用いて、光学式安全センサ１から監視エリアまでの距離Ｓを算出する。なお、以下の説明において、
Ｓ＝Ｒ（Ｔ）
は、光Ｔの投光の開始時刻と反射光Ｒの受光の開始時刻とを用いて算出した、光学式安全センサ１から監視エリアまでの距離を示すものとする。すなわち、第１投受光器２０Ａの投光部２１が光ＴＡを投光し、該投光に対する反射光ＲＡを第１投受光器２０Ａの受光部２２が受信した場合に測距部３１は、
Ｓ＝ＲＡ（ＴＡ）
を算出する。また、第１評価ユニット３０Ａの測距部３１と第２評価ユニット３０Ｂの測距部３１は、１つの投光と受光の組み合わせに対してそれぞれ測定距離を算出する。そして、第１評価ユニット３０Ａの測距部３１は同第１評価ユニット３０Ａの検知部３２に算出した距離を送信し、第２評価ユニット３０Ｂの測距部３１は同第２評価ユニット３０Ｂの検知部３２に算出した距離を送信する。
検知部３２は、測距部３１による測定結果に基づいて第１投受光器２０Ａまたは第２投受光器２０Ｂのいずれかに発生している異常を検知する。より具体的には検知部３２は、第１投受光器２０Ａが備える投光部２１および受光部２２と、第２投受光器２０Ｂが備える投光部２１および受光部２２と、を様々に組み合わせて測距部３１が測定した複数の距離を比較し、異常の検知を行う。なお、複数の距離の比較は、第１評価ユニット３０Ａの検知部３２と第２評価ユニット３０Ｂの検知部３２の両方でそれぞれ行う。
（投光タイミングの制御による異常診断）
本実施形態に係る光学式安全センサ１が投光タイミングを制御して異常診断を行う方法について図３を用いて説明する。図３は、光学式安全センサ１において第１投受光器２０Ａが異常診断時に行う投光の制御の一例を示すタイムチャートである。図３の（ａ）は第１時刻Ｔ＝０で投光を開始したことを示し、図３の（ｂ）は第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に次の投光を開始したことを示す。
図３の（ａ）に示すように、第１投受光器２０Ａは投光部２１を用いて、第１時刻Ｔ＝０で投光信号に基づく投光を開始する。投光と同時に、第１投受光器２０Ａは受光部２２を用いて、投光に対する反射光を受光し、受光信号として検出する。光学式安全センサ１と監視エリアとの間の距離に応じて、受光信号を検出し始めるタイミングは第１時刻Ｔ＝０から遅延する。図示の例において、第１投受光器２０Ａの受光部２２は、時刻Ｔ＝ｔ１から受光を開始する。光学式安全センサ１は測距部３１にて、投光を開始した第１時刻Ｔ＝０から該投光に対する反射光を受光信号として最初に検出した時刻Ｔ＝ｔ１までの時間に基づいて、光学式安全センサ１と監視エリアとの間の距離Ｓ１を算出する。
図３の（ｂ）に示すように、図３の（ａ）の後、第１投受光器２０Ａは第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に投光部２１を用いて投光信号に基づく投光を開始する。ΔＴは、光の飛行時間に対して非常に小さい値であることが好適であり、例えば数ナノ秒であってもよい。図３の（ｂ）では、図３の（ａ）に対して投光の開始時刻が変化するので、受光の開始時刻も時刻Ｔ＝ｔ２に変化する。光学式安全センサ１は測距部３１にて、第１時刻Ｔ＝０から投光に対する反射光を受光信号として最初に検出した時刻Ｔ＝ｔ２までの時間に基づいて、光学式安全センサ１と監視エリアとの間の距離Ｓ２を算出する。
その後、光学式安全センサ１の検知部３２は、距離Ｓ１と距離Ｓ２との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳに等しいか否かを判定し、等しい場合は第１投受光器２０Ａの投光部２１および受光部２２に異常が発生していないと判定する。すなわち検知部３２は、第１投受光器２０Ａの投光部２１および受光部２２のいずれかに異常が発生している場合は、該異常によって距離Ｓ１と距離Ｓ２との間の差が、時間ΔＴに基づく理論上の距離差ΔＳと一致しなくなることを利用して判定を行う。
なお、前述の説明では第１投受光器２０Ａの投光部２１および受光部２２を用いたが、投光部２１と受光部２２はどのような組み合わせであってもよいことは言うまでもない。光学式安全センサ１は、前述の方法を投光部２１および受光部２２に関するいくつかの組み合わせに対して適用し、異常が発生している箇所を特定する。
（診断処理の流れ）
本実施形態に係る光学式安全センサ１が実行する診断処理の流れについて、図４を用いて説明する。図４は、光学式安全センサ１が実行する診断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、第１評価ユニット３０Ａが第１投受光器２０Ａに投光を指示する。指示を受けた第１投受光器２０Ａは、投光部２１を用いて光ＴＡを監視エリアに対して投光し、該投光に対する反射光ＲＡを受光部２２にて受光する。第１投受光器２０Ａは、投光の開始時刻および受光の開始時刻を含むデータを第１評価ユニット３０Ａの測距部３１へ送信する。測距部３１は、第１投受光器２０Ａからデータを受信すると、該第１投受光器２０Ａが投光を開始してから受光するまでに要した時間を用いて距離ＲＡ（ＴＡ）を算出する（Ｓ１）。測距部３１は、算出した距離ＲＡ（ＴＡ）を検知部３２に送信する。
次に、第２評価ユニット３０Ｂが第２投受光器２０Ｂに投光を指示する。指示を受けた第２投受光器２０Ｂは、投光部２１を用いて光ＴＢを監視エリアに対して投光し、該投光に対する反射光ＲＢを受光部２２にて受光する。第２投受光器２０Ｂは、投光の開始時刻および受光の開始時刻を含むデータを第２評価ユニット３０Ｂの測距部３１へ送信する。測距部３１は、第２投受光器２０Ｂからデータを受信すると、該第２投受光器２０Ｂが投光を開始してから受光するまでに要した時間を用いて距離ＲＢ（ＴＢ）を算出する（Ｓ２）。測距部３１は、算出した距離ＲＢ（ＴＢ）を検知部３２に送信する。
その後、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂの検知部３２は、第１評価ユニット３０Ａの測距部３１が算出した距離ＲＡ（ＴＡ）が、第２評価ユニット３０Ｂの測距部３１が算出した距離ＲＢ（ＴＢ）と等しいか否かを判定する（Ｓ３）。等しいと判定した場合（Ｓ３でＹＥＳ）、検知部３２は監視エリアに対する監視は問題ないと判定する。その後、光学式安全センサ１は一連の処理を終了する。
一方、Ｓ３で距離ＲＡ（ＴＡ）が距離ＲＢ（ＴＢ）と等しくないと判定した場合（Ｓ３でＮＯ）、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂの検知部３２はエラーを出力する（Ｓ４）。そして、光学式安全センサ１は、後述する異常診断処理を実行する（Ｓ５）。異常診断処理を実行した後、光学式安全センサ１は一連の処理を終了する。
（異常診断処理）
本実施形態に係る光学式安全センサ１が実行する異常診断処理の流れについて、図５を用いて説明する。図５は、光学式安全センサ１が実行する異常診断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、光学式安全センサ１は、後述する投光部診断処理を実行し、第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂのそれぞれが備える投光部２１に異常が発生しているか否かを診断する（Ｓ１１）。
その後、光学式安全センサ１は、後述する受光部診断処理を実行し、第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂのそれぞれが備える受光部２２に異常が発生しているか否かを診断する（Ｓ１２）。
そして、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂの検知部３２は、投光部診断処理（Ｓ１１）および受光部診断処理（Ｓ１２）のそれぞれにおける診断結果を取りまとめる。その後、検知部３２は取りまとめた結果を第１出力部１０Ａおよび第２出力部１０Ｂへ出力する（Ｓ１３）。その後、処理は異常診断処理の呼び出し元へ遷移する。
（投光部診断処理）
本実施形態に係る光学式安全センサ１が実行する投光部診断処理の流れについて、図６を用いて説明する。図６は、光学式安全センサ１が実行する投光部診断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、図４のＳ１と同様の処理を実行し、距離ＲＡ（ＴＡ）を算出する。すなわち、第１評価ユニット３０Ａから投光指示を受けた第１投受光器２０Ａは、光ＴＡを投光し、該投光に対する反射光ＲＡを受光する。第１投受光器２０Ａは、投光の開始時刻および受光の開始時刻を含むデータを第１評価ユニット３０Ａの測距部３１へ送信する。第１評価ユニット３０Ａの測距部３１は、第１投受光器２０Ａからデータを受信すると、該第１投受光器２０Ａが投光を開始してから受光までの時間に基づく測定距離ＲＡ（ＴＡ）を算出する（Ｓ２１）。
次に、第２評価ユニット３０Ｂが第２投受光器２０Ｂに投光を指示する。指示を受けた第２投受光器２０Ｂは光ＴＢを監視エリアに対して投光する。そして、第１投受光器２０Ａが受光部２２にて反射光ＲＡを受光する。第１評価ユニット３０Ａの測距部３１は、第２評価ユニット３０Ｂを介して第２投受光器２０Ｂから投光の開始時刻を取得し、第１投受光器２０Ａから受光の開始時刻を取得する。その後、第１評価ユニット３０Ａの測距部３１は、第２投受光器２０Ｂの投光部２１による光ＴＢの投光から、第１投受光器２０Ａの受光部２２による反射光ＲＡの受光までの時間に基づく測定距離ＲＡ（ＴＢ）を算出する（Ｓ２２）。
Ｓ２２の後、第１評価ユニット３０Ａの検知部３２はＳ２１で算出した距離ＲＡ（ＴＡ）がＳ２２で算出した距離ＲＡ（ＴＢ）と一致するか否かを判定する（Ｓ２３）。一致すると判定した場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、検知部３２は、第１投受光器２０Ａの投光部２１および第２投受光器２０Ｂの投光部２１に異常が発生していないと判定する。その後、処理はＳ３０へ進む。
一方、Ｓ２３において距離ＲＡ（ＴＡ）が距離ＲＡ（ＴＢ）と一致しないと判定した場合（Ｓ２３でＮＯ）、検知部３２は、第１投受光器２０Ａの投光部２１および第２投受光器２０Ｂの投光部２１の少なくともいずれかに異常が発生していると判定する。そして、第１評価ユニット３０Ａは、Ｓ２１にて第１投受光器２０Ａの投光部２１が投光を開始した時刻を第１時刻Ｔ＝０とし、該第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に第１投受光器２０Ａに改めて投光を開始するよう指示する。指示を受けた第１投受光器２０Ａは光ＴＡを監視エリアに対して投光する。そして、第１投受光器２０Ａが受光部２２にて反射光ＲＡを受光する。第１評価ユニット３０Ａの測距部３１は、第１時刻Ｔ＝０から受光までの時間に基づく測定距離ＲＡ（ＴＡ）を算出する（Ｓ２４）。
その後、第１評価ユニット３０Ａの検知部３２は、Ｓ２１で算出した距離ＲＡ（ＴＡ）と、時間ΔＴ後の投光を用いて算出した測定距離ＲＡ（ＴＡ）との差ＲＡ（ΔＴ）が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと一致するか否かを判定する（Ｓ２５）。ＲＡ（ΔＴ）の算出は、図３を用いて説明した方法によって行う。ＲＡ（ΔＴ）がΔＳと一致すると判定した場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、検知部３２は第１投受光器２０Ａの投光部２１に異常が発生していないと判定し、処理はＳ２７へ進む。一方、ＲＡ（ΔＴ）がΔＳと一致しないと判定した場合（Ｓ２５でＮＯ）、検知部３２は第１投受光器２０Ａの投光部２１に異常が発生していると判定する（Ｓ２６）。その後、処理はＳ２７へ進む。
Ｓ２７において、第２評価ユニット３０Ｂは、Ｓ２２にて第２投受光器２０Ｂの投光部２１が投光を開始した時刻を第１時刻Ｔ＝０とし、該第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に第２投受光器２０Ｂに改めて投光を開始するよう指示する。指示を受けた第２投受光器２０Ｂは光ＴＢを監視エリアに対して投光する。そして、第１投受光器２０Ａが受光部２２にて反射光ＲＡを受光する。第１評価ユニット３０Ａの測距部３１は、Ｓ２２と同様にして第２投受光器２０Ｂが時間ΔＴ後に投光を開始してから第１投受光器２０Ａが受光するまでの時間に基づく測定距離ＲＡ（ＴＢ）を算出する（Ｓ２７）。
その後、第１評価ユニット３０Ａの検知部３２は、Ｓ２２で算出した距離ＲＡ（ＴＢ）と、時間ΔＴ後の投光から受光までの時間に基づく測定距離ＲＡ（ＴＢ）との差ＲＡ（ΔＴ）が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと一致するか否かを判定する（Ｓ２８）。ＲＡ（ΔＴ）がΔＳと一致すると判定した場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、検知部３２は第２投受光器２０Ｂの投光部２１に異常が発生していないと判定する。その後、光学式安全センサ１は投光部診断処理を終了し、ここまでの診断結果を持って該投光部診断処理の呼び出し元へ遷移する。一方、ＲＡ（ΔＴ）がΔＳと一致しないと判定した場合（Ｓ２８でＮＯ）、検知部３２は第２投受光器２０Ｂの投光部２１に異常が発生していると判定する（Ｓ２９）。その後、処理はＳ３０へ進む。
Ｓ３０において、第２評価ユニット３０Ｂは、第１評価ユニット３０ＡがＳ２１〜Ｓ２９で実行した内容と同様の処理を実行し、第１投受光器２０Ａの投光部２１および第２投受光器２０Ｂの投光部２１について異常診断を行う（Ｓ３０）。すなわち、第２評価ユニット３０Ｂは２つの測定距離ＲＡ（ＴＡ）およびＲＡ（ＴＢ）を算出して比較し、一致しなかった場合は時間ΔＴ後の投光を用いて算出した測定距離ＲＡ（ΔＴ）を距離差ΔＳと比較する。そして、比較結果から第２評価ユニット３０Ｂは、第１投受光器２０Ａの投光部２１および第２投受光器２０Ｂの投光部２１に異常が発生しているか否かを判定する。その後、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、Ｓ２１〜Ｓ２９の処理によって第１評価ユニット３０Ａが診断した結果を、Ｓ３０で第２評価ユニット３０Ｂが診断した結果と一致するか否かを判定する（Ｓ３１）。一致すると判定した場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、光学式安全センサ１は投光部診断処理を終了し、ここまでの診断結果を持って該投光部診断処理の呼び出し元へ遷移する。一方、一致しないと判定した場合（Ｓ３１でＮＯ）、光学式センサ１は異常が発生している箇所が不明である旨のエラーを設定し（Ｓ３２）、投光部診断処理の呼び出し元へ遷移する。
なお、第１評価ユニット３０Ａが診断に用いた投受光と、第２評価ユニット３０Ｂが診断に用いた投受光とは同一のものである。換言すれば、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、Ｓ２１〜Ｓ２９の処理およびＳ３０の処理を同じタイミングでそれぞれ実行する。そして、Ｓ３１にてそれぞれの評価ユニットにおける診断結果を比較する。これにより、光学式安全センサ１は、評価ユニットが１つである構成よりも高精度に投光部に対する異常診断を行うことができる。
（受光部診断処理）
本実施形態に係る光学式安全センサ１が実行する受光部診断処理の流れについて、図７を用いて説明する。図７は、光学式安全センサ１が実行する受光部診断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、図４のＳ１と同様の処理を実行し、距離ＲＡ（ＴＡ）を算出する（Ｓ４１）。次に、第１評価ユニット３０Ａが第１投受光器２０Ａに投光を指示する。指示を受けた第１投受光器２０Ａは光ＴＡを監視エリアに対して投光する。そして、第２投受光器２０Ｂが受光部２２にて反射光ＲＢを受光する。第１評価ユニット３０Ａの測距部３１は、第１投受光器２０Ａから投光の開始時刻を取得し、第２評価ユニット３０Ｂを介して第２投受光器２０Ｂから受光の開始時刻を取得する。その後、測距部３１は、第１投受光器２０Ａの投光部２１による光ＴＡの投光から、第２投受光器２０Ｂの受光部２２による反射光ＲＢの受光までの時間に基づく測定距離ＲＢ（ＴＡ）を算出する（Ｓ４２）。
Ｓ４２の後、第１評価ユニット３０Ａの検知部３２はＳ４１で算出した距離ＲＡ（ＴＡ）がＳ４２で算出した距離ＲＢ（ＴＡ）と一致するか否かを判定する（Ｓ４３）。一致すると判定した場合（Ｓ４３でＹＥＳ）、検知部３２は、第１投受光器２０Ａの受光部２２および第２投受光器２０Ｂの受光部２２に異常が発生していないと判定する。その後、処理はＳ５０へ進む。
一方、Ｓ４３において距離ＲＡ（ＴＡ）が距離ＲＢ（ＴＡ）と一致しないと判定した場合（Ｓ４３でＮＯ）、検知部３２は、第１投受光器２０Ａの受光部２２および第２投受光器２０Ｂの受光部２２の少なくともいずれかに異常が発生していると判定する。そして、第１評価ユニット３０Ａは、Ｓ４１にて第１投受光器２０Ａの投光部２１が投光を開始した時刻を第１時刻Ｔ＝０とし、該第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に第１投受光器２０Ａに改めて投光を開始するよう指示する。指示を受けた第１投受光器２０Ａは光ＴＡを監視エリアに対して投光する。そして、第１投受光器２０Ａが受光部２２にて反射光ＲＡを受光する。第１評価ユニット３０Ａの測距部３１は、第１投受光器２０Ａが時間ΔＴ後に投光を開始してから受光までの時間に基づく測定距離ＲＡ（ＴＡ）を算出する（Ｓ４４）。
その後、第１評価ユニット３０Ａの検知部３２は、Ｓ４１で算出した距離ＲＡ（ＴＡ）と、時間ΔＴ後の投光から受光までの時間に基づく測定距離ＲＡ（ＴＡ）との差ＲＡ（ΔＴ）が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと一致するか否かを判定する（Ｓ４５）。ＲＡ（ΔＴ）がΔＳと一致すると判定した場合（Ｓ４５でＹＥＳ）、検知部３２は第１投受光器２０Ａの受光部２２に異常が発生していないと判定し、処理はＳ４７へ進む。一方、ＲＡ（ΔＴ）がΔＳと一致しないと判定した場合（Ｓ４５でＮＯ）、検知部３２は第１投受光器２０Ａの受光部２２に異常が発生していると判定する（Ｓ４６）。その後、処理はＳ４７へ進む。
Ｓ４７において、第１評価ユニット３０Ａは、Ｓ４２にて第１投受光器２０Ａの投光部２１が投光を開始した時刻を第１時刻Ｔ＝０とし、該第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に第１投受光器２０Ａに改めて投光を開始するよう指示する。指示を受けた第１投受光器２０Ａは光ＴＡを監視エリアに対して投光する。そして、第２投受光器２０Ｂが受光部２２にて反射光ＲＢを受光する。第１評価ユニット３０Ａの測距部３１は、第１投受光器２０Ａが時間ΔＴ後に投光を開始してから第２投受光器２０Ｂが受光するまでの時間に基づく測定距離ＲＢ（ＴＡ）を算出する（Ｓ４７）。
その後、第１評価ユニット３０Ａの検知部３２は、Ｓ４２で算出した距離ＲＢ（ＴＡ）と、時間ΔＴ後の投光から受光までの時間に基づく測定距離ＲＢ（ＴＡ）との差ＲＢ（ΔＴ）が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと一致するか否かを判定する（Ｓ４８）。ＲＢ（ΔＴ）がΔＳと一致すると判定した場合（Ｓ４８でＹＥＳ）、検知部３２は第２投受光器２０Ｂの受光部２２に異常が発生していないと判定する。その後、処理はＳ５０へ進む。一方、ＲＢ（ΔＴ）がΔＳと一致しないと判定した場合（Ｓ４８でＮＯ）、検知部３２は第２投受光器２０Ｂの受光部２２に異常が発生していると判定する（Ｓ４９）。その後、処理はＳ５０へ進む。
Ｓ５０において、第２評価ユニット３０Ｂは、第１評価ユニット３０ＡがＳ４１〜Ｓ４９で実行した内容と同様の処理を実行し、第１投受光器２０Ａの受光部２２および第２投受光器２０Ｂの受光部２２について異常診断を行う（Ｓ５０）。すなわち、第２評価ユニット３０Ｂは２つの測定距離ＲＡ（ＴＡ）およびＲＢ（ＴＡ）を算出して比較し、一致しなかった場合は時間ΔＴ後の投光を用いて算出した測定距離ＲＡ（ΔＴ）を距離差ΔＳと比較する。そして、比較結果から第２評価ユニット３０Ｂは、第１投受光器２０Ａの受光部２２および第２投受光器２０Ｂの受光部２２に異常が発生しているか否かを判定する。その後、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、Ｓ４１〜Ｓ４９の処理によって第１評価ユニット３０Ａが診断した結果を、Ｓ５０で第２評価ユニット３０Ｂが診断した結果と一致するか否かを判定する（Ｓ５１）。一致すると判定した場合（Ｓ５１でＹＥＳ）、光学式安全センサ１は受光部診断処理を終了し、ここまでの診断結果を持って該受光部診断処理の呼び出し元へ遷移する。一方、一致しないと判定した場合（Ｓ５１でＮＯ）、光学式センサ１は異常が発生している箇所が不明である旨のエラーを設定し（Ｓ５２）、投光部診断処理の呼び出し元へ遷移する。
なお、第１評価ユニット３０Ａが診断に用いた投受光と、第２評価ユニット３０Ｂが診断に用いた投受光とは同一のものである。換言すれば、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、Ｓ４１〜Ｓ４９の処理およびＳ５０の処理を同じタイミングでそれぞれ実行する。そして、Ｓ５１にてそれぞれの評価ユニットにおける診断結果を比較する。これにより、光学式安全センサ１は、評価ユニットが１つである構成よりも高精度に受光部に対する異常診断を行うことができる。
以上の処理によって、光学式安全センサ１は、それぞれの投受光器による距離測定結果を比較することによって、いずれか一つの投受光器に不具合が生じている場合にこれを検知することができる。また、ＴＯＦ方式で動作する市販のモジュールを投受光器として使用できるので、セルフテスト専用の基準投光器および基準受光器を用いた特許文献１に記載の構成と比較して、光学式安全センサを安価に実現することができる。
さらに、一つの投受光器からの投光をその他の投受光器において受光することが可能となっているので、不具合発生時にそれぞれの投受光器の投光部および受光部を診断し、異常箇所を特定することができる。さらに、評価ユニットごとに異常診断を行った結果を比較し、診断結果の精度を向上させることができる。
〔変形例〕
前記構成例において、光学式安全センサ１は第１投受光器２０Ａおよび第２投受光器２０Ｂからなる１つのグループのみを備える構成であった。しかしながら、例えばこのグループとは異なる複数の投受光器からなり、このグループが監視する監視エリアとは別の領域を監視の対象とするグループをさらに１つ以上備える構成であってもよい。すなわち、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは複数の領域を監視するために複数の投受光器が接続されてもよい。ただし、第１評価ユニット３０Ａが監視する複数の領域のそれぞれについて、第２評価ユニット３０Ｂも監視可能である必要がある。この場合、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは、同一の領域を監視する投受光器のグループを順次切り替えて距離の測定および異常診断を行う。具体的には、測距部３１は各グループを順次切り替えて監視エリアごとに距離の測定を行ってもよく、検知部３２は各グループを順次切り替えてグループごとに異常の検知を行ってもよい。そして、第１評価ユニット３０Ａおよび第２評価ユニット３０Ｂは第１出力部１０Ａおよび第２出力部１０Ｂを用いて測定距離等を出力してもよい。
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る光学式安全センサ（１）は、監視エリアに光を投光する投光部（２１）と、前記監視エリアからの反射光を受光する受光部（２２）とを備えた複数の投受光器（第１投受光器２０Ａ、第２投受光器２０Ｂ）と、前記投光から前記受光までに要した時間を用いて、前記監視エリア内の対象物までの距離を測定する複数の測距部（３１）と、前記測距部による測定結果に基づいて前記複数の投受光器のいずれかに発生している異常を検知する複数の検知部（３２）とを備え、１つの投受光器は、対応する１つの測距部および１つの検知部と１つの組をなし、前記複数の投受光器が備える前記受光部のそれぞれが、全ての前記複数の投受光器の前記投光部から投光された光による前記反射光を受光する構成である。
前記の構成によれば、複数の投受光器によって監視エリア内の対象物までの距離を測定するので、いずれか一つの投受光器に不具合が生じた場合でも正常な監視を継続することができる。また、それぞれの投受光器による距離測定結果を比較することによって、いずれか一つの投受光器に不具合が生じている場合にこれを検知することができる。また、ＴＯＦ方式で動作する市販のモジュールを投受光器として使用できるので、セルフテスト専用の基準投光器および基準受光器を用いた特許文献１に記載の構成と比較して、光学式安全センサを安価に実現することができる。
さらに、一つの投受光器からの投光をその他の投受光器において受光することが可能となっているので、不具合発生時にそれぞれの投受光器の投光部および受光部を診断し、異常箇所を特定することができる。
本発明の態様２に係る光学式安全センサ（１）は、前記態様１において、前記複数の投受光器（第１投受光器２０Ａ、第２投受光器２０Ｂ）からなるグループとは異なる複数の投受光器からなるグループをさらに１つ以上備え、各グループの対象となる監視エリアが異なっており、前記測距部（３１）が、前記各グループを順次切り替えて前記距離の測定を行うとともに、前記検知部（３２）が、前記各グループを順次切り替えて前記異常の検知を行う構成としてもよい。
前記の構成によれば、監視エリアが異なる複数のグループに含まれる投受光器の異常診断を、１つの測距部および検知部によって距離測定および異常診断を行うことができる。よって、測距部および検知部を共有することによって設備コストを低く抑えたまま、より広いエリアを安全に監視することができる。
本発明の態様３に係る光学式安全センサ（１）は、前記態様１または２において、前記検知部（３２）が、前記複数の投受光器（第１投受光器２０Ａ、第２投受光器２０Ｂ）のうちの１つの投受光器である第１投受光器（２０Ａ）の前記投光部（２１）による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部（２２）による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１投受光器とは異なる第２投受光器（２０Ｂ）の前記投光部（２１）による前記投光から、前記第２投受光器の前記受光部（２２）による前記受光までの時間に基づく測定距離とが一致しない場合に、前記第１投受光器および前記第２投受光器のいずれかに異常が発生していると判定する構成としてもよい。
前記の構成によれば、第１投受光器および第２投受光器における投光から受光までの時間に基づく測定距離を比較することによって第１投受光器および第２投受光器のいずれかに異常が発生しているか否かを判定することができる。
本発明の態様４に係る光学式安全センサ（１）は、前記態様３において、前記検知部（３２）は、前記第１投受光器（２０Ａ）の前記投光部（２１）による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部（２２）による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第２投受光器（２０Ｂ）の前記投光部（２１）による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離とが一致しない場合に、前記第１投受光器の前記投光部および前記第２投受光器の前記投光部のいずれかに異常が発生していると判定する構成としてもよい。
前記の構成によれば、第１投受光器の投光部および第２投受光器の投光部の少なくともいずれかに異常が発生しているか否かを、互いに異なる複数の投光部がそれぞれ行った投光を特定の受光部が受光するまでの時間に基づく測定距離を比較することで判定することができる。
本発明の態様５に係る光学式安全センサ（１）は、前記態様４において、前記第１投受光器（２０Ａ）の前記投光部（２１）および前記第２投受光器（２０Ｂ）の前記投光部（２１）のいずれかに異常が発生していると判定した場合に、前記検知部（３２）は、第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部（２２）による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第１投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第１投受光器の前記投光部に異常が発生していると判定し、第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第２投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部（２２）による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第２投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第２投受光器の前記投光部に異常が発生していると判定する構成としてもよい。
前記の構成によれば、時間を空けた２つの投光のそれぞれから受光までの時間に基づく測定距離の差を用いて、第１投受光器の投光部における異常の有無、および第２投受光器の投光部における異常の有無を個別に判定することができる。
本発明の態様６に係る光学式安全センサ（１）は、前記態様３から５のいずれかにおいて、前記検知部（３２）は、前記第１投受光器（２０Ａ）の前記投光部（２１）による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部（２２）による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第２投受光器（２０Ｂ）の前記受光部（２２）による前記受光までの時間に基づく測定距離とが一致しない場合に、前記第１投受光器の前記受光部および前記第２投受光器の前記受光部のいずれかに異常が発生していると判定する構成としてもよい。
前記の構成によれば、第１投受光器の受光部および第２投受光器の受光部の少なくともいずれかに異常が発生しているか否かを、特定の投光部の投光を互いに異なる複数の受光部でそれぞれ受光するまでの時間に基づく測定距離を比較することで判定することができる。
本発明の態様７に係る光学式安全センサ（１）は、前記態様６において、前記検知部（３２）は、前記第１投受光器（２０Ａ）の前記受光部（２２）および前記第２投受光器（２０Ｂ）の前記受光部（２２）のいずれかに異常が発生していると判定した場合に、第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第１投受光器の前記投光部（２１）による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第１投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第１投受光器の前記受光部に異常が発生していると判定し、第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第１投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第２投受光器の前記受光部に異常が発生していると判定する構成としてもよい。
前記の構成によれば、時間を空けた２つの投光のそれぞれから受光までの時間に基づく測定距離の差を用いて、第１投受光器の受光部における異常の有無、および第２投受光器の受光部における異常の有無をそれぞれ判定することができる。
本発明の態様８に係る光学式安全センサ（１）は、前記態様３から７のいずれかにおいて、前記第１投受光器（２０Ａ）と１つの組をなす検知部（３２）における検知結果を前記第２投受光器（２０Ｂ）と１つの組をなす別の検知部（３２）における検知結果と相互比較し、検知結果が互いに異なる場合はエラーを出力する構成としてもよい。
前記の構成によれば、第１投受光器の検知結果と第２投受光器の検知結果とを相互比較できる。検知結果が互いに異なる場合は、少なくともいずれかの検知結果に異常が発生していると考えられるため、そのような場合はエラーを出力することにより、異常の有無をより高精度に判定することができる。
〔ソフトウェアによる実現例〕
光学式安全センサ１の制御ブロック（特に測距部３１および検知部３２）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
後者の場合、光学式安全センサ１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１ 光学式安全センサ
２０Ａ 第１投受光器（投受光部）
２０Ｂ 第２投受光器（投受光部）
２１ 投光部
２２ 受光部
３１ 測距部
３２ 検知部

Claims (8)

  1. 監視エリアに光を投光する投光部と、前記監視エリアからの反射光を受光する受光部とを備えた複数の投受光器と、
    前記投光から前記受光までに要した時間を用いて、前記監視エリア内の対象物までの距離を測定する複数の測距部と、
    前記測距部による測定結果に基づいて前記複数の投受光器のいずれかに発生している異常を検知する複数の検知部とを備え、
    １つの投受光器は、対応する１つの測距部および１つの検知部と１つの組をなし、
    前記複数の投受光器が備える前記受光部のそれぞれが、全ての前記複数の投受光器の前記投光部から投光された光による前記反射光を受光し、
    前記検知部が、前記複数の投受光器のうちの１つの投受光器である第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１投受光器とは異なる第２投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離とが一致しない場合に、前記第１投受光器の前記投光部および前記第２投受光器の前記投光部のいずれかに異常が発生していると判定することを特徴とする光学式安全センサ。
  2. 前記検知部は、前記第１投受光器の前記投光部および前記第２投受光器の前記投光部のいずれかに異常が発生していると判定した場合に、
    第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第１投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第１投受光器の前記投光部に異常が発生していると判定し、
    第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第２投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第２投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第２投受光器の前記投光部に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載の光学式安全センサ。
  3. 前記検知部は、前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離とが一致しない場合に、前記第１投受光器の前記受光部および前記第２投受光器の前記受光部のいずれかに異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の光学式安全センサ。
  4. 監視エリアに光を投光する投光部と、前記監視エリアからの反射光を受光する受光部とを備えた複数の投受光器と、
    前記投光から前記受光までに要した時間を用いて、前記監視エリア内の対象物までの距離を測定する複数の測距部と、
    前記測距部による測定結果に基づいて前記複数の投受光器のいずれかに発生している異常を検知する複数の検知部とを備え、
    １つの投受光器は、対応する１つの測距部および１つの検知部と１つの組をなし、
    前記複数の投受光器が備える前記受光部のそれぞれが、全ての前記複数の投受光器の前記投光部から投光された光による前記反射光を受光し、
    前記検知部が、前記複数の投受光器のうちの１つの投受光器である第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１投受光器とは異なる第２投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離とが一致しない場合に、前記第１投受光器の前記受光部および前記第２投受光器の前記受光部のいずれかに異常が発生していると判定することを特徴とする光学式安全センサ。
  5. 前記検知部は、前記第１投受光器の前記受光部および前記第２投受光器の前記受光部のいずれかに異常が発生していると判定した場合に、
    第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第１投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第１投受光器の前記受光部に異常が発生していると判定し、
    第１時刻Ｔ＝０に開始された前記第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１時刻Ｔ＝０から時間ΔＴ後に前記第１投受光器の前記投光部による投光を開始した場合の、前記第１時刻Ｔ＝０から前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離との間の差が、時間ΔＴに基づく距離差ΔＳと異なる場合に前記第２投受光器の前記受光部に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項３または４に記載の光学式安全センサ。
  6. 前記第１投受光器と１つの組をなす検知部における検知結果を前記第２投受光器と１つの組をなす別の検知部における検知結果と相互比較し、検知結果が互いに異なる場合はエラーを出力することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光学式安全センサ。
  7. 監視エリアに光を投光する投光部と、前記監視エリアからの反射光を受光する受光部とを備えた複数の投受光器と、
    前記投光から前記受光までに要した時間を用いて、前記監視エリア内の対象物までの距離を測定する複数の測距部と、
    前記測距部による測定結果に基づいて前記複数の投受光器のいずれかに発生している異常を検知する複数の検知部とを備え、
    １つの投受光器は、対応する１つの測距部および１つの検知部と１つの組をなし、
    前記複数の投受光器が備える前記受光部のそれぞれが、全ての前記複数の投受光器の前記投光部から投光された光による前記反射光を受光し、
    前記検知部が、前記複数の投受光器のうちの１つの投受光器である第１投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第１投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離と、前記第１投受光器とは異なる第２投受光器の前記投光部による前記投光から、前記第２投受光器の前記受光部による前記受光までの時間に基づく測定距離とが一致しない場合に、前記第１投受光器および前記第２投受光器のいずれかに異常が発生していると判定し、
    前記第１投受光器と１つの組をなす検知部における検知結果を前記第２投受光器と１つの組をなす別の検知部における検知結果と相互比較し、検知結果が互いに異なる場合はエラーを出力することを特徴とする光学式安全センサ。
  8. 前記複数の投受光器からなるグループとは異なる複数の投受光器からなるグループをさらに１つ以上備え、各グループの対象となる監視エリアが異なっており、
    前記測距部が、前記各グループを順次切り替えて前記距離の測定を行うとともに、
    前記検知部が、前記各グループを順次切り替えて前記異常の検知を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光学式安全センサ。
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