JP2006170793A - 多重反射形光電式エリアセンサ - Google Patents

Abstract

【要 約】
【課 題】 面状のひろがりを持つ検出エリアに対して、簡単な設備で有効な検出を行なう。
【解決手段】 投光器１から照射された光が受光器２に到達するまでに、対向する１対のガイドに3a、3bそれぞれ設けられた１基以上の反射鏡4a、4b間で複数回の反射を行なわせる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、所定エリア内への物体の侵入を光電式で検出する光電式エリアセンサに関する。

大小さまざまな所定エリアに対して、その内部における物体の存在、異物の侵入等をセンサで検出し、それによって警報を発したり関連する機器を停止したり、あるいは機器を起動させたりすることが行なわれている。物体の侵入に対しては、例えば重量で検知したり、電線を張りめぐらせたり、音波を利用するなどいろいろな方法があるが、光による検知（以下光電式という）もそのひとつである。光電式は通常投光器と受光器が対になっており、投光器から照射される光が受光器に到達すると電気信号に変換されて制御信号が発信される。エリア内に物体が侵入するとこの光が中間で遮断され、電気信号が消えるので異常を検知できるのである。ところで、物体の侵入経路がガイドレール等によって局限されている場合は、単純に１対の投光器と受光器によって検出が可能であるが、警戒する範囲に平面的な広がりがある場合にはこれでは不十分であり、複数対の投光器と受光器を使用する必要がある。その一例を図３により説明する。

図３は従来の光電式エリアセンサの一例を示す概念図で、1a、1b、1c・・・は投光器、2a、2b、2c・・・は受光器、3a、3bはこれらが取り付けられているガイド、Ｒは光線である。この例では左右のガイド3a、3bおよび上下の枠で囲まれている範囲がこのセンサの検出エリアである。左右のガイド3a、3bの間隔、すなわち投光器１と受光器２との距離については使用する光源の種類、強度ならびに受光器の感度等によって多少相違はあるが、概して数ｍから数十ｍのものが比較的容易に実現できるのに対して、上下あるいは光軸と直角方向の間隔、距離が大きくなると中間位置での検出感度が低下するので、投光器と受光器を比較的せまいピッチで密に配置しなければならず、設備費が増大するという問題点がある。

例えば、プレス機の安全装置として、テーブル前面に作業者の手や指がないことを確認するためのエリアセンサでは、左右約１ｍ、上下約500ｍｍの開口部に対して、70ｍｍピッチで合計7対の投光器１と受光器２が配置される。

本発明は、1対の投光器と受光器で、複数対のものと同等の検出能を有することにより、設備費の大幅な抑制が可能となる光電式エリアセンサを実現することを目的とする。

本発明は、投光器から照射された光を受光器で検出する光電式エリアセンサであって、前記の投光器から照射された光が受光器に到達するまでに、対向する１対のガイドにそれぞれ設けられた１基以上の反射鏡間で複数回の反射を行なうことを特徴とする多重反射形光電式エリアセンサであり、望ましくは対向する１対のガイドが互いに平行で、かつ各ガイドに設けられた反射鏡が２基以上の場合に、それらの各反射鏡の面が互いに平行である前記の多重反射形光電式エリアセンサである。

本発明によれば、面状にひろがりを持つ検出エリアに対して、1対の投光器と受光器で、従来の複数対のものと同等の検出能を有することにより、設備費の大幅な抑制が可能となるという、すぐれた効果を奏する。

本発明の実施例を図面により説明する。図１は実施例を示す光電式エリアセンサの概念図で、各符号は図３と同じもののほか、4a、4bはガイド3a、3bに設けられた反射鏡である。
両側のガイド3a、3bには投光器の光軸と直角方向に１基以上の反射鏡4a、4bが設けられている。一方のガイド3a最下段に設けられた投光器１から照射された光はまず向かい側のガイド3bに設けられた最下段の反射鏡4b₁に当たり、鏡面がやや上向きになっているので反射された光はガイド3aに設けられた最下段の反射鏡4a₁に当たる。つづいて光は反射鏡4b₂、同じく反射鏡4a₂・・・というように１対のガイド3a、3b間で順次反射を繰り返し、光軸を順次上方にずらしながら複数回反射を行なった後、最後にガイド3b最上段にある受光器２に到達するのである。受光器２が光を検知すれば、それまでのすべての光の経路に異物がないことであり、光が検出されなければエリア内のどこかに異物が存在して光を遮断したわけであるから、1対の投光器１と受光器２で、図３に示したような複数対のものと同等の検出を行なうことができる。

なお、図１はエリア内に光を等間隔で走らせる場合の例で、左右のガイド3a、3bは互いに平行であり、また各ガイド3a、3bに設けられた反射鏡4a、4bの面が互いに平行、すなわち傾斜角を揃えてある。その詳細を図２に示す。
図２は図１におけるガイド３の部分正面図である。このように、ガイド３と反射鏡４を一体にして鋸歯状のものを製造し、反射鏡の部分に蒸着等で鏡面を形成すればよいから製作が容易である。またガイド３と反射鏡４が一体でない場合でもこのような関係にあれば個々の鏡の設置が容易であるなどの利点がある。しかし、本発明の光電式エリアセンサとしては必ずしも１対のガイド3a、3bである必要はないし、個々の反射鏡も互いに平行である必要はない。また個々の反射鏡は平面鏡とは限らず、凹面鏡、球面鏡、プリズムなどでもよい。要は投光器１からの光が最終的に受光器２に導かれればよいのである。

本発明における反射鏡は、反射回数が多いので減衰を少なくするため、ガラスの裏面に反射層を有する通常の鏡ではなく、金属板の表面をみがいたものやめっきしたもの等のいわゆる表面鏡が望ましい。
本発明における光としては可視光線、赤外線、紫外線、レーザ等、何でもよい。指向性を付与すれば光以外の電磁波でもよい。また通常の光に限らず、変調光や偏光でもよい。

対象とする検出エリアは、縦方向の平面でもよいし、水平方向の平面でも、斜面でもよい。大きさも小はプレス機で例示した１ｍ前後のものから、牧場、駐車場、港湾等、数十ｍ単位のものでもよい。規模が大きい場合は投光器の出力やフィルタ、受光器の感度等で調整すればよい。
また、以上の実施例で示したような多数の鏡の代わりに細長い１枚ものの鏡を使用し、これを平行に対向させ、投光器からの発射角度を鏡面の法線に対してやや斜めにすることにより、あるいは、同じく細長い１枚ものの鏡をある開き角度を設けて対向させて光を照射することにより、光が１往復する毎に光軸がずれてくるので前記実施例と同様に複数回の反射が行われ、同様の効果を得ることができる。

本発明の実施例の光電式エリアセンサを示す正面図である。 図１におけるガイド部分を示す部分正面図である。 従来の技術における光電式エリアセンサの一例を示す正面図である。

符号の説明

１（1a、1b、1c・・・） 投光器
２（2a、2b、2c・・・） 受光器
3a、3b ガイド
4a、4b 反射鏡
Ｒ 光線

Claims (2)

1. 投光器（１）から照射された光を受光器（２）で検出する光電式エリアセンサであって、前記の投光器（１）から照射された光が受光器（２）に到達するまでに、対向する１対のガイド（3a、3b）にそれぞれ設けられた１基以上の反射鏡（4a、4b）間で複数回の反射を行なうことを特徴とする多重反射形光電式エリアセンサ。
2. 対向する１対のガイド（3a、3b）が互いに平行で、かつ各ガイドに設けられた反射鏡（4a、4b）が２基以上の場合に、それらの各反射鏡（4a、4b）の面が互いに平行である請求項１に記載の多重反射形光電式エリアセンサ。