(57)【要約】【課題】投光素子もしくは受光素子と光学系を備えた光学ユニットを傾動可能及び回動可能に配置することにより、構造が簡単で安価でありながら、外乱に対して強くかつ調整作業等の作業性を向上させ得るビームセンサを提供する。【解決手段】略筒状のケースの上下端部内に投光素子もしくは受光素子と光学系がそれぞれ配置された光学ユニットと、該光学ユニットの底面側に配置されたベースと、ケースをベースに対して傾動可能及び回動可能に支持することにより光学ユニットの角度を調整可能な角度調整機構と、を備えることを特徴とする。前記投光素子もしくは受光素子は、ケース内に配置された１枚のプリント基板上に電子回路と共に搭載され、また、前記角度調整機構は、上下の光学系の略中間位置に配置される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略筒状のケースの上下端部内に投光素子もしくは受光素子と光学系がそれぞれ配置された光学ユニットと、該光学ユニットの底面側に配置されるベースと、前記ケースをベースに対して傾動可能及び回動可能に支持することにより光学ユニットの角度を調整可能な角度調整機構と、を備えることを特徴とするビームセンサ。
【請求項２】
前記投光素子もしくは受光素子は、前記ケース内に配置された１枚のプリント基板上に電子回路と共に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載のビームセンサ。
【請求項３】
前記角度調整機構は、前記上下の光学系の略中間位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のビームセンサ。
【請求項４】
前記光学ユニットがベースに対して着脱可能に配置されると共に、前記ベースに外部配線用の端子が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のビームセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投光器と受光器を備えたビームセンサに係わり、特に投光器と受光器が対向配置される対向型のビームセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
防犯警報装置として使用されるビームセンサは、投光素子を有する投光器と、この投光器に対して対向配置され投光素子から発した光を受光する受光素子を有する受光器とで構成されており、投光素子から発した光が受光素子で正確に受光できるように、投光器や受光器を所定角度に調整する角度調整機能を有するのが一般的である。また、このようなビームセンサの場合、投光素子と受光素子は１対あれば成立するが、外乱防止等のために複数対の投光素子と受光素子がＡＮＤ回路で接続されて使用されている場合が多い。なお、角度調整機構を備えたビームセンサに関する特許文献としては、例えば特許文献１等が知られている。
【特許文献１】特開平８−２２１６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このようなビームセンサにあっては、小型で安価な対向型ビームセンサの場合、投光素子と受光素子を２個使用し、これらを２個の光学系と組み合わせて上下方向にならべた光学ユニットを備えているが、小型故に２個の光学系の間隔が狭くなり、外乱に対して十分な強さを発揮することが困難である。また、大型の対向型ビームセンサの場合、小型のビームセンサの場合に使用される光学ユニットを上下方向に２個並べて配置する構成が一般的であるが、大型である故に２個の光学ユニットの間隔が広くなって外乱に対して十分な強さを発揮できるものの、各光学ユニットに応じて角度調整機構や照準器も２個使用する必要があり、構造が複雑化してコストが嵩むと共に、角度等の調整作業も各光学ユニット毎に行う必要があり作業性が劣るという問題点を有している。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、投光素子もしくは受光素子と光学系を備えた光学ユニットを傾動可能及び回動可能に配置することにより、構造が簡単で安価でありながら、外乱に対して強くかつ調整作業等の作業性を向上させ得るビームセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、略筒状のケースの上下端部内に投光素子もしくは受光素子と光学系がそれぞれ配置された光学ユニットと、該光学ユニットの底面側に配置されたベースと、前記ケースをベースに対して傾動可能及び回動可能に支持することにより光学ユニットの角度を調整可能な角度調整機構と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
そして、前記投光素子もしくは受光素子は、請求項２に記載の発明のように、前記ケース内に配置された１枚のプリント基板上に電子回路と共に搭載されていることが好ましく、また、前記角度調整機構は、請求項３に記載の発明のように、前記上下の光学系の略中間位置に配置されていることが好ましい。さらに、請求項４に記載の発明のように、前記光学ユニットがベースに対して着脱可能に配置されると共に、前記ベースに外部配線用の端子が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、ケースの上下端部内に投光素子もしくは受光素子と光学系が配置された光学ユニットが、角度調整機構によりベースに対して傾動可能及び回動可能に支持されているため、投光素子もしくは受光素子と光学系を２個使用しつつ、構造が簡単で安価に形成できると共に、光学系の間隔を広く設定できて外乱に強く、かつ光学ユニットの角度調整が簡単に行えて、センサ設置時の調整作業等の作業性を向上させることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、投光素子もしくは受光素子がケース内の１枚のプリント基板上に電子回路と共に搭載されているため、上下の各素子の角度調整が同時に行えて調整作業等の作業性の一層の向上が図れると共に、ケース内に電子回路等を効率的に配置してセンサのコンパクト化を図ることができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、角度調整機構が上下の光学系の略中間位置に配置されているため、ケースの傾動動作や回動動作をスムーズに行うことができると共に、傾動範囲等をより大きくできて調整作業等の作業性をより一層向上させることができる。
【００１０】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、光学ユニットがベースに対して着脱可能に配置されると共にベースに外部配線用の端子が設けられているため、外部からの配線作業時に光学ユニットを取り外すことができて、作業性を損ねることなく機器の内部空間の無駄をなくして機器の小型化を図ることができると共に、端子により外部配線と内部配線を別体とし、専用に設計された内部配線を光学ユニットに接続できて、外部配線の種類等に影響を受けることなく、光学ユニットの角度調整及び保持を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図８は、本発明に係わるビームセンサの一実施形態を示し、図１がその斜視図、図２が内部斜視図、図３が平面図及び側面図、図４が背面図、図５が分解斜視図、図６〜図８が各動作を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、対向型のビームセンサの例えば投光器１は、カバー２とベース３を有し、カバー２内には、後述する光学ユニット４と、この光学ユニット４を傾動可能及び回動可能に支持する角度調整機構５等が配置されている。前記光学ユニット４は、図２〜図５に示すように、例えば上ケース６ａと下ケース６ｂからなる略筒状のケース６を有し、このケース６の上下端部内には、凸レンズからなる光学系７が配置されると共に、図示はしないが、ケース６内の底面側に１枚のプリント基板が内蔵されており、このプリント基板の上下端部で前記各光学系７と対向する位置には、投光素子がそれぞれ搭載されている。
【００１３】
また、ケース６の長手方向の略中間位置の両側面には、後述する角度調整機構５を構成する傾動軸８（図４及び図５参照）が外側に突出状態でそれぞれ設けられている。なお、前記プリント基板の上下の投光素子間には、例えば処理回路等の各種電子回路（図示せず）が搭載されている。また、前記ケース６は、その下ケース６ｂの底面の上下部が傾斜面で形成されることにより、上下端部の高さが中央部の高さより低くなるように設定されて、後述する傾動動作がし易くなるように構成されている。
【００１４】
前記角度調整機構５は、ベース３の長手方向の略中間位置にネジ１７で固定された係止リング支持部材９と、この係止リング支持部材９の円形の孔内に円周方向に回動可能に嵌挿された係止リング１０等を有している。係止リング１０は、その周壁の幅方向一端側に径大な鍔部１０ａが形成されると共に、円周方向の対向する位置に先端に爪１０ｃを有する係止片１０ｂ（図４及び図５参照）がそれぞれ形成され、この一対の係止片１０ｂのうち一方の係止片１０ｂ部分には押さえ部１１が爪１０ｃの反対側に延設状態で設けられている。
【００１５】
この押さえ部１１は、その先端にネジ孔１１ａ（図５参照）が設けられ、このネジ孔１１ａに先端がケース６の係止凹部１２（図５参照）に嵌入する調整ネジ１３が、バネ１４（図３参照）により弾性支持状態でかつ回転可能に配設されている。この調整ネジ１３が回転して所定位置に設定されることにより、調整ネジ１３の先端によりケース６がベース２方向に所定角度傾動するようになっている。なお、係止リング１０の前記係止片１０ｂは、その幅方向両側に所定深さで設けたスリット１５（図５参照）により、所定の弾性を有する如く形成されている。
【００１６】
また、前記係止リング１０の係止片１０ｂと十字形状をなす対向位置には、前記光学ユニット４の傾動軸８が嵌入係止される軸受け溝１６（図４及び図５参照）が設けられている。また、係止リング１０と光学ユニット４のケース６は、係止リング１０の調整ネジ１３の先端がケース６の係止凹部１２に嵌入したり抜かれることにより着脱され、係止リング１０と係止リング支持部材９は、係止リング１０の係止片１０ｂを変形させつつ爪１０ｃを係止リング支持部材９に係止させたり係止を外すことにより着脱されるようになっている。
【００１７】
そして、この角度調整機構５は、係止リング支持部材９の孔に係止リング１０がその鍔部１０ａと爪１０ｃにより係止リング支持部材９を挟持する状態で係止されてベース２上に配置され、この係止リング１０の軸受け溝１６にケース６の傾動軸８が係合すると共に、係止リング１０の押さえ部１１に設けた調整ネジ１３でケース６が押さえ付けられることにより、ケース６と係止リング１０（すなわちベース３）が一体化され、光学ユニット４がベース３に対して後述する如く上下端部が前後に傾動したり、軸回り（ケース６の長手方向の軸回り）に回動するようになっている。
【００１８】
前記ベース３は、平板状に形成されてその表面に前記係止リング支持部材９がネジ１７固定されると共に、この係止リング支持部材９の下方で例えば右側寄りには、複数の端子を有する端子台１８が固定されている。この端子台１８を介して図示しない外部配線と内部配線（端子とプリント基板を接続する線）が接続されるようになっている。なお、以上の説明においては、プリント基板に投光素子が搭載される投光器１の場合について説明したが、この投光器と対向対置される受光器の場合は、投光素子が受光素子となり前記処理回路が一部異なる他は投光器１と略同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。
【００１９】
次に、このように構成された投光器１（もしくは受光器）の動作の一例を図６〜図８等に基づいて説明する。先ず、ベース３に係止リング支持部材９をネジ１７で固定すると共に、この係止リング支持部材９に係止リング１０を嵌め込んで回転可能に取り付けると共に、係止リング１０に前述したように光学ユニット４を取り付けて一体化し、この状態で投光器１（もしくは受光器）を例えば図示しないポール等の所定位置に取り付けて設置する。
【００２０】
そして、ベース３に角度調整機構５を介して取り付けられた光学ユニット４が、前後方向に傾動せず水平でかつ軸回り方向にも回動しない状態（通常状態という）において、光学ユニット４の所定位置を手で持って軸回り方向である図４の矢印イ方向（左方向）に回動させると、係止リング１０が係止リング支持部材９に対して同方向に回動して、図６（ａ）に示すように、光学ユニット４が左方向に指向した状態に設定される。なお、図６（ａ）は、垂直方向の調整が下向きに調整され、かつ水平方向の調整が前述したように向かって左向き（図４における矢印ロ方向）に調整された状態を示している。
【００２１】
また、逆に光学ユニット４を図４の矢印イ方向（右方向）に回転させると、係止リング１０が同方向に回動して、図６（ｂ）に示すように、光学ユニット４が右方向に指向した状態に設定される。なお、図６（ｂ）は、垂直方向の調整が傾いていない状態を示している。つまり、光学ユニット４が係止リング支持部材９（ベース３）に対して軸回りに回動動作して、光学系７の向きが左右の所定方向に設定されることになる。なお、光学ユニット４を軸回りに回動させた際の位置決めは、例えば係止リング１０と係止リング支持部材９の係合力（摩擦力）によって行われるようになっている。
【００２２】
また、光学ユニット４が通常状態において、調整ネジ１３を緩める方向に回転操作すると、該調整ネジ１３の頭と光学ユニット４との間隔が広がり、調整ネジ１３の頭がバネ１４によって係止リングの押さえ部１１に密着することにより、図７に示すように、光学ユニット４がその両側部に設けた傾動軸８を中心に係止リング１０内で矢印ハ方向に傾動して、光学ユニット４の上部がベース３に近づき下部がベース３から離れた傾動状態となる。この時、光学ユニット４のケース６の底面の上下端部が傾斜面で形成されていることから、この傾斜面の角度（ケース６の上下端部の高さ寸法）に応じた分だけ傾動できることになる。
【００２３】
なお、図示はしないが、調整ネジ１３を締め付け方向に回転操作すると、該調整ネジ１３の頭と光学ユニット４との間隔が狭まり、光学ユニット４が図７の矢印ニ方向に傾動して、光学ユニット４の下部がベース３に近づき上部がベース３から離れた傾動状態が得られることになる。つまり、光学ユニット４の傾動軸８が係止リング１０の軸受け溝１６内で回動して、光学ユニット４の上下端部が前後方向に所定角度傾動し、上下の光学系７の向き（前後方向の角度）が所定に設定されることになる。そして、この傾動動作と前述した軸回り方向の回動動作とを併用することで、上下の光学系７を前後及び軸回りの所定方向に広範囲で角度調整できることになる。
【００２４】
ところで、前記ベース３に端子台１８が設けられると共に、光学ユニット４が角度調整機構５に着脱可能に取り付けられていることから、これらの構成を利用して光学ユニット４の配線作業を次のようにして行うことができる。すなわち、端子台１８に外部配線を接続する際、図８（ａ）に示すように、角度調整機構５が取り付けられた光学ユニット４を、ベース３に取り付けない状態（つまり光学ユニット４をベース３から浮かせた状態）としたり、図８（ｂ）に示すように、ベース３に係止リング支持部材９を固定した状態で、係止リング１０が取り付けられた光学ユニット４を係止リング支持部材９から取り外した状態とし、端子台１８近傍の作業空間が大きくなった状態で端子台１８への配線作業等を行うことができる。
【００２５】
このように、上記実施形態のビームセンサの投光器１（もしくは受光器）によれば、ケース６の上下端部内に投光素子（もしくは受光素子）と光学系７が配置された光学ユニット４が、角度調整機構５によりベース３に対して傾動可能及び回動可能に支持されているため、投光素子（もしくは受光素子）と光学系７を２個使用しつつ、従来の小型のビームセンサと同等の構造が簡単で安価に形成できると共に、上下の光学系７の間隔を従来の小型のビームセンサより広く設定できて、外乱に強いビームセンサを得ることができる。また同時に、角度調整機構５により光学ユニット４を前後方向に傾動させたり軸回り方向に回動させてその角度調整を簡単かつ広範囲に行うことができるため、各種形態の設置現場に的確に対応できると共に、ビームセンサ設置時の調整作業自体等の作業性を向上させることができる。
【００２６】
また、投光素子（もしくは受光素子）がケース６内の１枚のプリント基板上に電子回路と共に搭載されているため、上下の各素子の角度調整が同時に行えて各種調整作業等の作業性の一層の向上が図れると共に、ケース６内に電子回路等を効率的に配置して投光器１等のコンパクト化を図ることができる。また、角度調整機構５が上下の光学系７の略中間位置に配置されているため、ケース６の傾動動作や回動動作をスムーズに行うことができると共に、傾動範囲等をより大きくできて各種調整作業等の作業性をより一層向上させることができる。
【００２７】
さらに、光学ユニット４がベース３に対して着脱可能に配置されると共にベース３に外部配線用の端子台１８が設けられているため、外部から投光器１等への配線作業時に光学ユニット４を取り外して行うことができて、作業性を損ねることなく投光器１等の内部空間の無駄を無くして、投光器１等の小型化を図ることができる。
【００２８】
また同時に、ベース３に配置した端子台１８の端子に外部配線を接続し、端子台１８とプリント基板等を専用の内部配線で接続できることから、外部配線による悪影響を防止することができる。つまり、ビームセンサにおいては、外部配線としてどのようなものが使用されるか分からないため、光学ユニットを構成するケースに納められているプリント基板に端子台を設けて配線すると、硬い配線が使用されたり低温環境下で配線の被覆が硬化したりして、角度調整が狂ったり正しく調整できなくなると虞があるが、本発明は、ベース３に端子台１８を配置することにより、外部配線の種類、特に柔軟性の有無の影響を受けることなく、光学ユニット４の角度調整及び保持等を安定して行うことが可能となる。
【００２９】
なお、上記実施形態においては、光学ユニット４を軸回りに左右略９０度（合計略略１８０度）回動可能に構成したが、本発明はこの構成に限定されず、例えば左右に３０度、４５度、６０度等の適宜角度回動可能に構成することもできるし、回動させた光学ユニット４の位置決めを係止リング１０と係止リング支持部材９の係合力ではなく、前記調整ネジ１３と同様のストッパ機構によって行うこともできる。また、上記実施形態における、ケース６の構造や角度調整機構５の構成等は一例であって、角度調整機構５として少なくとも前後方向及び軸回り方向に傾動及び回動可能な他の適宜の機構を採用する等、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、２つの光学系を有する一つの光学ユニットを備えたビームセンサに限らず、例えば複数の光学ユニットを備えたビームセンサ等、全てのビームセンサに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係わるビームセンサの一実施形態を示す斜視図
【図２】同その内部斜視図
【図３】同（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図
【図４】同背面図
【図５】同ケースと角度調整機構の分解斜視図
【図６】同回動動作時の斜視図
【図７】同傾動動作時の側面図
【図８】同着脱動作時の斜視図
【符号の説明】
【００３２】
１・・・投光器、２・・・カバー、３・・・ベース、４・・・光学ユニット、５・・・角度調整機構、６・・・ケース、６ａ・・・上ケース、６ｂ・・・下ケース、７・・・光学系、８・・・傾動軸、９・・・係止リング支持部材、１０・・・係止リング、１０ａ・・・鍔部、１０ｂ・・・係止片、１０ｃ・・・爪、１１・・・押さえ部、１１ａ・・・ネジ孔、１２・・・係止凹部、１３・・・調整ネジ、１４・・・バネ、１５・・・スリット、１６・・・軸受け溝、１７・・・ネジ、１８・・・端子台。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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