JP7400561B2 - 多光軸光電センサシステム及び反射器 - Google Patents

Description

この開示は、多光軸光電センサシステム及び反射器に関する。

従来、セーフティセンサ等に用いられる多光軸光電センサシステムが知られている。例えば、特開２００７－１７８３９５号公報には、投光器と、受光器と、中間ユニットと、を備える多光軸光電センサが開示されている。中間ユニットは、投光器から出射された複数の平行光を受光器に向けて反射させる反射鏡を有している。すなわち、中間ユニットは、反射器として機能する。

特開２００７－１７８３９５号公報

特開２００７－１７８３９５号公報に記載されるような光の方向を変換することが可能な多光軸光電センサシステムでは、搬送時や設置時における反射体の取り扱いを容易にするため、反射体を複数枚に分割することが考えられる。ただし、複数枚の反射体が互いに接続された構造では、投光器から出射された光が各反射体の境界部に入射した場合、有効な反射光が得られないため、受光器における受光量が低減する。その結果、不感帯が生じる懸念がある。

本開示の目的は、反射体の取り扱いを容易にすることと、不感帯の発生によるセンシング性能の低減を抑制することと、の双方を達成可能でかつ光の方向を変換することが可能な多光軸光電センサシステム及び反射器を提供することである。

この開示の一局面に従った多光軸光電センサシステムは、一方向に沿って間隔を置いて並ぶ複数の位置のそれぞれから互いに平行な複数の光を出射することが可能な投光器と、前記投光器から出射された複数の出射光を受けることが可能な受光器と、前記投光器から出射された前記複数の出射光を前記受光器に向けて反射させる第１反射体と、前記投光器から出射された前記複数の出射光を前記受光器に向けて反射させる第２反射体と、前記第１反射体と前記第２反射体とが前記一方向と平行な方向に並ぶように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持する支持体と、を備え、前記支持体は、前記第１反射体の表面と前記第２反射体の表面とのなす角が０度よりも大きな角度となるように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持している。

この多光軸光電センサシステムでは、第１反射体の表面と第２反射体の表面とのなす角が０度よりも大きな角度となるように第１反射体及び第２反射体が支持されているため、投光器から出射した光が第１反射体と第２反射体との境界部を含む領域に入射したとしても、その境界部近傍で反射した光が有効に受光器に到達する。よって、この多光軸光電センサシステムでは、複数枚の反射体に分割することによって反射体の取り扱いを容易にすることと、不感帯の発生によるセンシング性能の低減を抑制することとと、が両立される。

また、前記支持体は、前記第１反射体の表面と前記第２反射体の表面とのなす角が０．００１度以上０．５度以下となるように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持していることが好ましい。

このようにすれば、受光器における受光量がより確実に確保される。具体的に、第１反射体の表面と第２反射体の表面とのなす角が０．００１度以上に設定されることにより、受光レンズにおける不感帯の面積が小さくなるため、受光器における受光量が有効に増大する。一方、第１反射体の表面と第２反射体の表面とのなす角が０．５度以下に設定されることにより、第１反射体を第２反射体に対して傾け過ぎることに起因して受光器における受光量が低減することが抑制される。

また、前記支持体は、前記第１反射体を支持する第１支持部材と、前記第２反射体を支持する第２支持部材と、前記第１支持部材及び前記第２支持部材を保持するケースと、を有していてもよい。

この場合において、前記ケースは、前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に空間が形成されるように前記第１支持部材及び前記第２支持部材を保持していることが好ましい。

このようにすれば、第１反射体と第２反射体とが互いに接するように第１反射体及び第２反射体を配置することが可能となる。

また、この開示の一局面に従った反射器は、投光器から照射された複数の出射光を受光器に向けて反射させる第１反射体と、前記投光器から照射された前記複数の出射光を前記受光器に向けて反射させる第２反射体と、前記第１反射体及び前記第２反射体を支持する支持体と、を備え、前記支持体は、前記第１反射体の表面と前記第２反射体の表面とのなす角が０度よりも大きな角度となるように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持している。

この開示によれば、反射体の取り扱いを容易にすることと、不感帯の発生によるセンシング性能の低減を抑制することと、の双方を達成可能でかつ光の方向を変換することが可能な多光軸光電センサシステム及び反射器を提供することができる。

本発明の一実施形態の多光軸光電センサシステムの全体構成を概略的に示す斜視図である。 反射器の正面図である。 図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線での断面図である。 図２及び図３におけるＩＶ－ＩＶ線での断面図である。 投光器から受光器に至る光の進路を概略的に示す図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で参照する図面では、同一又はそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、本発明の一実施形態の多光軸光電センサシステムの全体構成を概略的に示す斜視図である。多光軸光電センサシステム１は、人や物体の通過を光線によって検出可能なシステムである。この多光軸光電センサシステム１は、光の方向を変換することが可能である。

多光軸光電センサシステム１は、投光器１０と、受光器２０と、反射器３０と、を備えている。

投光器１０は、一方向（図１における上下方向）に沿って間隔を置いて並ぶ複数の位置のそれぞれから互いに平行な複数の光を出射することが可能である。投光器１０は、一方向に沿って間隔を置いて並ぶように配置された複数の投光レンズ１０ａを有している。各投光レンズ１０ａの側方には、図示略の光源（ＬＥＤ）が配置されている。

受光器２０は、投光器１０から出射された複数の出射光を受けることが可能である。受光器２０は、一方向に沿って間隔を置いて並ぶように配置された複数の受光レンズ２０ａを有している。

反射器３０は、投光器１０から出射された光を受光器２０に反射する。図１及び図２に示されるように、反射器３０は、第１反射体３１と、第２反射体３２と、支持体３５と、を有している。

第１反射体３１は、投光器１０から出射された複数の出射光を受光器２０に向けて反射させる。第１反射体３１の表面３１Ｓは、平坦に形成されている。第１反射体３１の厚みは、一定である。第１反射体３１の長手方向における長さは、例えば、３２０ｍｍや６４０ｍｍに設定される。

第２反射体３２は、投光器１０から出射された複数の出射光を受光器２０に向けて反射させる。第２反射体３２の表面３２Ｓは、平坦に形成されている。第２反射体３２の厚みは、一定である。第２反射体３２の長手方向における長さは、例えば、３２０ｍｍや６４０ｍｍに設定される。本実施形態では、第２反射体３２は、第１反射体３１の下方に配置されている。

支持体３５は、第１反射体３１と第２反射体３２とが前記一方向と平行な方向に並ぶように第１反射体３１及び第２反射体３２を支持している。支持体３５は、第１反射体３１の表面３１Ｓと第２反射体３２の表面３２Ｓとのなす角θ（図４を参照）が０度よりも大きな角度となるように第１反射体３１及び第２反射体３２を支持している。支持体３５は、前記角θが０．００１度以上０．５度以下となるように第１反射体３１及び第２反射体３２を支持することが好ましい。前記角θの範囲は、受光レンズ２０ａによる受光量が１００％となる範囲で設定されることが好ましい。なお、図４では、説明のため、前記角θが実際の角度よりも大きく表示されている。

支持体３５は、第１支持部材３６と、第２支持部材３７と、ケース３８と、を有している。

第２支持部材３７は、第２反射体３２を支持している。図４に示されるように、第２支持部材３７は、第２反射体３２の表面３２Ｓが鉛直方向と平行となるように第２反射体３２を支持している。第２支持部材３７は、例えば、樹脂で形成される。第２支持部材３７の厚みは、一定である。第２支持部材３７は、第２支持面３７Ｓ１と、第２裏面３７Ｓ２と、を有している。

第２支持面３７Ｓ１は、第２反射体３２を支持する面である。第２支持面３７Ｓ１は、平坦に形成されている。第２支持面３７Ｓ１は、接着部材４１を介して第２反射体３２を支持している。

第２裏面３７Ｓ２は、第２支持面３７Ｓ１と反対側の表面である。第２裏面３７Ｓ２は、平坦に形成されている。

第１支持部材３６は、第１反射体３１を支持している。図４に示されるように、第１支持部材３６は、第２支持部材３７の上方に配置されている。第１支持部材３６は、第１反射体３１の表面３１Ｓが第２反射体３２の表面３２Ｓに対して傾斜するように第１反射体３１を支持している。第１支持部材３６は、例えば、樹脂で形成される。第１支持部材３６は、第１支持面３６Ｓ１と、第１裏面３６Ｓ２と、を有している。

第１支持面３６Ｓ１は、第１反射体３１を支持する面である。第１支持面３６Ｓ１は、平坦に形成されている。第１支持面３６Ｓ１は、接着部材４１を介して第１反射体３１を支持している。

第１裏面３６Ｓ２は、第１支持面３６Ｓ１と反対側の表面である。第１裏面３６Ｓ２は、平坦に形成されている。第１裏面３６Ｓ２は、第２裏面３７Ｓ２と面一に形成されている。

図４に示されるように、第１支持面３６Ｓ１は、第２支持部材３７から離間するにしたがって、すなわち、上方に向かうにしたがって、次第に第１裏面３６Ｓ２から離間するように傾斜する形状を有している。第１支持部材３６は、第１反射体３１の表面３１Ｓが第２反射体３２の表面３２Ｓに対して前記角θだけ傾斜する姿勢で第１反射体３１を支持している。第１支持面３６Ｓ１の下端部及び第１裏面３６Ｓ２の下端部間の距離（第１支持部材３６の下端面の厚み）ｔは、例えば３ｍｍに設定されている。第１支持面３６Ｓ１の上端部及び第１裏面３６Ｓ２の上端部間の距離（第１支持部材３６の上端面の厚み）は、例えば４．５ｍｍに設定されている。

ケース３８は、第１支持部材３６及び第２支持部材３７を保持している。図４に示されるように、ケース３８は、第１支持部材３６と第２支持部材３７との間に空間Ｓが形成されるように第１支持部材３６及び第２支持部材３７を保持している。ケース３８は、例えば、アルミニウムからなる。

ケース３８は、第１支持部材３６及び第２支持部材３７を保持する保持部３８ａを有している。保持部３８ａは、平板状に形成されている。保持部３８ａは、鉛直方向と平行に形成されている。保持部３８ａは、接着部材４２を介して第１支持部材３６及び第２支持部材３７を支持している。

次に、図５を参照しながら、投光器１０から受光器２０に至る光の進路について説明する。なお、図５では、説明のため、投光レンズ１０ａと受光レンズ２０ａとが第１反射体３１及び第２反射体３２を挟む位置に描かれているが、実際は、投光レンズ１０ａと受光レンズ２０ａとは、第１反射体３１及び第２反射体３２に対して同じ側に配置されている。また、図５では、第１反射体３１と第２反射体３２との隙間が実際の隙間よりも大きく描かれている。

投光レンズ１０ａを通じて出射した光は、所定の指向角を維持しながら第１反射体３１及び第２反射体３２に至る。そして、第１反射体３１及び第２反射体３２で反射した光は、受光レンズ２０ａに至る。

なお、図５には、第２反射体３２と面一となるように配置された第１反射体３１及びこの第１反射体３１で反射した光ＡＲ１が二点鎖線で示されており、第２反射体３２に対して傾斜するように配置された第１反射体３１及びこの第１反射体３１で反射した光ＡＲ２が実線で示されている。また、図５では、第１反射体３１が第２反射体３２と面一となるように配置された場合において、第１反射体３１と第２反射体３２との隙間に起因して投光レンズ１０ａから出射した光が受光レンズ２０ａに向けて反射されない領域Ｒは、斜線で示されている。

図５に示されるように、第１反射体３１の表面３１Ｓが第２反射体３２の表面３２Ｓと面一である場合には、投光レンズ１０ａから第１反射体３１と第２反射体３２との隙間に至った光は、受光レンズ２０ａに向けて反射されないため、その分、受光レンズ２０ａでの受光量が低減される。すなわち、第１反射体３１の表面３１Ｓが第２反射体３２の表面３２Ｓと面一である場合には、受光レンズ２０ａに不感帯２０Ｒが形成される。

これに対し、本実施形態では、第１反射体３１の表面３１Ｓが第２反射体３２の表面３２Ｓに対して傾斜しているため、第１反射体３１の表面３１Ｓで反射した光ＡＲ２は、第１反射体３１の表面３１Ｓが第２反射体３２の表面３２Ｓと面一である場合に第１反射体３１と第２反射体３２との隙間に起因して受光レンズ２０ａで受光されない領域（不感帯）２０Ｒにも到達する。このため、受光レンズ２０ａでの受光量が確保される。

以上に説明したように、本実施形態の多光軸光電センサシステム１では、第１反射体３１の表面３１Ｓと第２反射体３２の表面３２Ｓとのなす角θが０度よりも大きな角度となるように第１反射体３１及び第２反射体３２が支持されているため、投光器１０から出射した光が第１反射体３１と第２反射体３２との境界部を含む領域に入射したとしても、その境界部近傍で反射した光が有効に受光器２０に到達する。よって、この多光軸光電センサシステム１では、複数枚の反射体に分割することによって反射体の取り扱いを容易にすることと、不感帯の発生によるセンシング性能の低減を抑制することとと、が両立される。

また、ケース３８は、第１支持部材３６と第２支持部材３７との間に空間Ｓが形成されるように第１支持部材３６及び第２支持部材３７を保持しているため、第１反射体３１と第２反射体３２とが互いに接するように第１反射体３１及び第２反射体３２を配置することが可能となる。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、反射器３０は、第１反射体３１及び第２反射体３２に加え、第３反射体を含んでいてもよい。この場合、支持体３５は、第３反射体を支持する第３支持部材をさらに有する。第３支持部は、第２支持部材３７の下方に配置され、第３反射体の表面が第２反射体３２の表面３２Ｓに対して前記角θだけ傾斜する姿勢で第３反射体を支持する。なお、第３反射体の表面は、第２反射体３２から離間するにしたがって、すなわち、下方に向かうにしたがって、次第に投光器１０あるいは受光器２０に近づくように設定される。

また、多光軸光電センサシステム１は、２つの反射器３０を備えていてもよい。この場合、投光器１０、受光器２０及び２つの反射器３０は、投光器１０から出射した光が各反射器３０で連続的に反射した後に受光器２０に到達するように配置される。

また、第１支持部材３６、第２支持部材３７及びケース３８は、同一材料によって一体的に構成されてもよい。

また、第１支持部材３６は、第１支持面３６Ｓ１を有する部材と、第１裏面３６Ｓ２を有する部材と、を含む複数の部材で構成されてもよい。

＜付記＞
上記実施形態の多光軸光電センサシステム１及び反射器３０の特徴的な構成を要約すると、以下のとおりである。

［構成１］
一方向に沿って間隔を置いて並ぶ複数の位置のそれぞれから互いに平行な複数の光を出射することが可能な投光器（１０）と、
前記投光器から出射された複数の出射光を受けることが可能な受光器（２０）と、
前記投光器から出射された前記複数の出射光を前記受光器に向けて反射させる第１反射体（３１）と、
前記投光器から出射された前記複数の出射光を前記受光器に向けて反射させる第２反射体（３２）と、
前記第１反射体と前記第２反射体とが前記一方向と平行な方向に並ぶように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持する支持体（３５）と、を備え、
前記支持体（３５）は、前記第１反射体の表面と前記第２反射体の表面とのなす角（θ）が０度よりも大きな角度となるように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持している、多光軸光電センサシステム（１）。

［構成２］
前記支持体（３５）は、前記第１反射体の表面と前記第２反射体の表面とのなす角が０．００１度以上０．５度以下となるように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持している、構成１に記載の多光軸光電センサシステム。

［構成３］
前記支持体（３５）は、
前記第１反射体を支持する第１支持部材（３６）と、
前記第２反射体を支持する第２支持部材（３７）と、
前記第１支持部材及び前記第２支持部材を保持するケース（３８）と、を有する、構成１又は２に記載の多光軸光電センサシステム。

［構成４］
前記ケース（３８）は、前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に空間（Ｓ）が形成されるように前記第１支持部材及び前記第２支持部材を保持している、構成３に記載の多光軸光電センサシステム。

［構成５］
投光器（１０）から照射された複数の出射光を受光器（２０）に向けて反射させる第１反射体（３１）と、
前記投光器から照射された前記複数の出射光を前記受光器に向けて反射させる第２反射体（３２）と、
前記第１反射体及び前記第２反射体を支持する支持体（３５）と、を備え、
前記支持体（３５）は、前記第１反射体の表面と前記第２反射体の表面とのなす角（θ）が０度よりも大きな角度となるように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持している、反射器（３０）。

１ 多光軸光電センサシステム、１０ 投光器、１０ａ 投光レンズ、２０ 受光器、２０ａ 受光レンズ、３０ 反射器、３１ 第１反射体、３１Ｓ 表面、３２ 第２反射体、３２Ｓ 表面、３５ 支持体、３６ 第１支持部材、３６Ｓ１ 第１支持面、３６Ｓ２ 第１裏面、３７ 第２支持部材、３７Ｓ１ 第２支持面、３７Ｓ２ 第２裏面、３８ ケース、３８ａ 保持部、４１ 接着部材、４２ 接着部材、Ｓ 空間。

Claims (4)

1. 一方向に沿って間隔を置いて並ぶ複数の位置のそれぞれから互いに平行な複数の光を出射することが可能な投光器と、
   前記投光器から出射された複数の出射光を受けることが可能な受光器と、
   前記投光器から出射された前記複数の出射光を前記受光器に向けて反射させる第１反射体と、
   前記投光器から出射された前記複数の出射光を前記受光器に向けて反射させる第２反射体と、
   前記第１反射体と前記第２反射体とが前記一方向と平行な方向に並ぶように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持する支持体と、を備え、
   前記支持体は、前記第１反射体の表面と前記第２反射体の表面とのなす角が０度よりも大きな角度となるように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持しており、
   前記支持体は、
   前記第１反射体を支持する第１支持部材と、
   前記第２反射体を支持する第２支持部材と、
   前記第１支持部材及び前記第２支持部材を保持するケースと、を有し、
   前記第２支持部材の厚みは、一定であり、
   前記第１支持部材は、前記第２支持部材から離間するにしたがって次第に厚みが増大する形状を有し、
   前記ケースは、前記第１支持部材に支持された前記第１反射体の表面が前記第２支持部材に支持された前記第２反射体の表面に対して傾斜するように前記第１支持部材及び前記第２支持部材を保持している、多光軸光電センサシステム。
2. 前記支持体は、前記第１反射体の表面と前記第２反射体の表面とのなす角が０．００１度以上０．５度以下となるように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持している、請求項１に記載の多光軸光電センサシステム。
3. 前記ケースは、前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に空間が形成されるように前記第１支持部材及び前記第２支持部材を保持している、請求項１に記載の多光軸光電センサシステム。
4. 投光器から照射された複数の出射光を受光器に向けて反射させる第１反射体と、
   前記投光器から照射された前記複数の出射光を前記受光器に向けて反射させる第２反射体と、
   前記第１反射体及び前記第２反射体を支持する支持体と、を備え、
   前記支持体は、前記第１反射体の表面と前記第２反射体の表面とのなす角が０度よりも大きな角度となるように前記第１反射体及び前記第２反射体を支持しており、
   前記支持体は、
   前記第１反射体を支持する第１支持部材と、
   前記第２反射体を支持する第２支持部材と、
   前記第１支持部材及び前記第２支持部材を保持するケースと、を有し、
   前記第２支持部材の厚みは、一定であり、
   前記第１支持部材は、前記第２支持部材から離間するにしたがって次第に厚みが増大する形状を有し、
   前記ケースは、前記第１支持部材に支持された前記第１反射体の表面が前記第２支持部材に支持された前記第２反射体の表面に対して傾斜するように前記第１支持部材及び前記第２支持部材を保持している、反射器。

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