(57)【要約】【課題】不感領域の形成を回避しつつ低コストで検出領域を拡大することができるセンサユニット等を提供する。【解決手段】投受光器１０，２０のハウジング１１，２１前面から上側面に亘って透光性窓部材２２を露出露出させる。そして、一方の投光器１０を正立姿勢で配置し、他方の投光部１０を倒立姿勢で一方の投光器１０に載置したような状態状態で配置する。また、受光器２０についても、一方の受光器２０を正立姿勢で配置し、他方の受光部を２０を倒立姿勢で一方の受光器２０に載置したような状態で配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光器の前面から出射された平行光を受光器にて受光することで、平行光光路による検出領域を形成し、この検出領域に被検出物体の有無に応じて変化する受光器での受光量に基づいて前記被検出物体の有無を検出するセンサユニットに用いられる投光器であって、そのハウジングに前記平行光を出射させる透光性窓部材を設けてなるものにおいて、
その透光性窓部材は、前記ハウジングの前面から少なくともこれに隣り合う一側面にかけて露出するように前記ハウジングに設けられていることを特徴とする投光器。
【請求項２】
前記透光性窓部材は、前記ハウジング内に設けられて光を放射する投光部からの光を平行光に変えるコリメータレンズ部と、このコリメータレンズ部からの平行光をこれとはほぼ直交する方向に反射させる反射部とを一体に有することを特徴とする請求項１に記載の投光器。
【請求項３】
前記ハウジングには半導体発光素子を備えた光源部から導出された光ファイバケーブルが連結され、その光ファイバケーブルから放射された光が前記透光性窓部材を通して前記受光器側に出射されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投光器。
【請求項４】
前記投光器が隣接配置されるものであって、前記透光性窓部材は前記ハウジング前面から互いに対向する両側面にかけて露出するように前記ハウジングに設けられており、他の投光器と隣接する側面とは異なる側面に信号線引出し口が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の投光器。
【請求項５】
投光器の前面から出射された平行光を受光器にて受光することで、平行光光路による検出領域を形成し、この検出領域に被検出物体の有無に応じて変化する受光器での受光量に基づいて前記被検出物体の有無を検出するセンサユニットに用いられる受光器であって、そのハウジングに前記平行光を入射させる透光性窓部材を設けてなるものにおいて、
その透光性窓部材は、前記ハウジングの前面から少なくともこれに隣り合う一側面にかけて露出するように前記ハウジングに設けられていることを特徴とする受光器。
【請求項６】
前記透光性窓部材は、前記ハウジング内に設けられて投光器からの平行光をこれと略直交する方向に反射させる反射部と、この反射部からの平行光を収束光に変えて前記投光部に入射させる収束レンズ部とを一体に有することを特徴とする請求項５に記載の受光器。
【請求項７】
前記ハウジングには半導体受光素子を備えた受光手段へ連なる光ファイバケーブルが連結され、前記透光性窓部材を通してこの光ファイバケーブルに収束光が入射されるようにしたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の受光器。
【請求項８】
前記受光器が隣接配置されるものであって、前記透光性窓部材は前記ハウジング前面から互いに対向する両側面にかけて露出するように前記ハウジングに設けられており、他の投光器と隣接する前記ハウジング側面とは異なる側面に信号線引出し口が形成されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の受光器。
【請求項９】
請求項１ないし４のいずれかに記載の投光器と、請求項５ないし８のいずれかに記載の受光器とを備え、これら投光器と受光器とが互いに対向配置されてなることを特徴とするセンサユニット。
【請求項１０】
請求項１ないし４のいずれかに記載の投光器と、その投光器からの光をその光路と平行に反射させる回帰性反射部材と、この回帰性反射部材からの光を受ける請求項５ないし８のいずれかに記載の受光器とを備え、
前記投光器と前記受光器とが一体的に形成されていることを特徴とするセンサユニット。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０のいずれかに記載のセンサユニットを複数隣接配置して構成されるものであって、
一のセンサユニットに備えられた投光器及び受光器の前記透光性窓部材は他のセンサユニットの前記投光器又は前記受光器の透光性窓部材と隣接配置されていることを特徴とするセンサシステム。
【請求項１２】
前記複数のセンサユニットからなるセンサユニット群の各受光器における受光量を加算する加算手段と、
前記加算手段の加算結果に基づいて前記センサユニット群にて形成される検出領域における被検出物体の有無を検出する検出手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載のセンサシステム。
【請求項１３】
前記各センサユニットは、
互いに隣接配置されて一側のものへ受光信号を送信する送信手段と、他側のものから送信された受光信号を受信する受信手段とを有し、
他端に配されたセンサユニットには前記加算手段と前記検出手段とを設けたことを特徴とする請求項１２に記載のセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電センサに係り、特に検出領域の拡大を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、平行光を送受しその平行光光路により形成される検出領域Ｐに被検出物体が介在することで変化する受光量に基づいて被検出物体を検出するという、いわゆる透過型の光電センサが知られている（図８参照）。
【０００３】
その構成は図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、大まかには投光器１１０と受光器１２０とから構成されており、投光器１１０では光ファイバケーブル１３０出射端（投光部）から出射された光をコリーメータレンズ１１１（投光レンズ）により平行光に変換され、この平行光の進行方向に対して斜めに構えた板状の反射部材１１２（投光用反射部材）を平行光が反射することで、直角に進行方向を変え、係る平行光がハウジングの一側面に設けられたスリット１１３（投光用窓部窓部）から外部に出射される。受光器１２０側では、図示はしないが、ハウジングの一側面に設けられたスリット（受光用窓部）から受光器内部に平行光が進入し、入射した平行光は、斜めに構えた反射部材（受光用反射部材）により進行方向を直角に変え、収束レンズにより収束光として光ファイバケーブル入射端（受光部）に入射するようになっている（特許文献１参照）。
【０００４】
そして、例えば、これら投光器１１０及び受光器１２０とともにセンサユニットを構成するアンプ部に設けられた受光素子にて光ファイバケーブルにて伝送された光を受光し、その受光量に基づいて検出領域Ｐに被検出物体が存在するか否かを検出するのである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１９５８８０公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記光電センサにおいて、平行光光路の光路幅を広げることにより、検出領域Ｐの拡大を図りたいという要望がある。これについては、投光器１１０及び受光器１２０の反射部材等の光学部品を別部品に換装するとともに、各光学部品の配置、即ち光学設計を再度設計し直さなければならないため、コストパフォーマンスの点で得策とは言い難い。
これに対して、上記従来の光電センサを２組以上用いて、それぞれの投光器１１０同士及び受光器１２０同士を隣接配置して検出領域の拡大を図ろうとする案がある。
しかしながら、上記の光電センサの投受光部１１０，１２０では、スリットとハウジング側縁との間に隙間Ｄが生じているために、投受光器１１０，１２０をそれぞれ隣接配置したとしても、隣り合う光電センサの光路の間に空間が発生する。即ち、被検出物体を検出することができない不間領域が不可避的に形成されてしまうという欠点がある。
この結果、被検出物体を検出できないことがあり、センサとしての機能が担保されないという問題が生ずる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、検出領域の拡大を低コストで実現させるとともに、センサとしての機能を確実に担保することができる光電センサ等を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、投光器の前面から出射された平行光を受光器にて受光することで、平行光光路による検出領域を形成し、この検出領域に被検出物体の有無に応じて変化する受光器での受光量に基づいて前記被検出物体の有無を検出するセンサユニットに用いられる投光器であって、そのハウジングに前記平行光を出射させる透光性窓部材を設けてなるものにおいて、
その透光性窓部材は、前記ハウジングの前面から少なくともこれに隣り合う一側面にかけて露出するように前記ハウジングに設けられているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明に記載のものにおいて、前記透光性窓部材は、前記ハウジング内に設けられて光を放射する投光部からの光を平行光に変えるコリメータレンズ部と、このコリメータレンズ部からの平行光をこれとはほぼ直交する方向に反射させる反射部とを一体に有するところに特徴を有する。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のものにおいて、前記ハウジングには半導体発光素子を備えた光源部から導出された光ファイバケーブルが連結され、その光ファイバケーブルから放射された光が前記透光性窓部材を通して前記受光器側に出射されるところに特徴を有する。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記投光器が隣接配置されるものであって、前記透光性窓部材は前記ハウジング前面から互いに対向する両側面にかけて露出するように前記ハウジングに設けられており、他の投光器と隣接する側面とは異なる側面に信号線引出し口が形成されているところに特徴を有する。
【００１１】
請求項５の発明は、投光器の前面から出射された平行光を受光器にて受光することで、平行光光路による検出領域を形成し、この検出領域に被検出物体の有無に応じて変化する受光器での受光量に基づいて前記被検出物体の有無を検出するセンサユニットに用いられる受光器であって、そのハウジングに前記平行光を入射させる透光性窓部材を設けてなるものにおいて、
その透光性窓部材は、前記ハウジングの前面から少なくともこれに隣り合う一側面にかけて露出するように前記ハウジングに設けられているところに特徴を有する。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５に記載のものにおいて、前記透光性窓部材は、前記ハウジング内に設けられて投光器からの平行光をこれと略直交する方向に反射させる反射部と、この反射部からの平行光を収束光に変えて前記投光部に入射させる収束レンズ部とを一体に有するところに特徴を有する。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６に記載のものにおいて、前記ハウジングには半導体受光素子を備えた受光手段へ連なる光ファイバケーブルが連結され、前記透光性窓部材を通してこの光ファイバケーブルに収束光が入射されるようにしたところに特徴を有する。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項５乃至請求項７のいずれかに記載のものにおいて、前記受光器が隣接配置されるものであって、前記透光性窓部材は前記ハウジング前面から互いに対向する両側面にかけて露出するように前記ハウジングに設けられており、他の投光器と隣接する前記ハウジング側面とは異なる側面に信号線引出し口が形成されているところに特徴を有する。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の投光器と、請求項５ないし８のいずれかに記載の受光器とを備え、これら投光器と受光器とが互いに対向配置されてなるところに特徴を有する。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の投光器と、その投光器からの光をその光路と平行に反射させる回帰性反射部材と、この回帰性反射部材からの光を受ける請求項５ないし８のいずれかに記載の受光器とを備え、
前記投光器と前記受光器とが一体的に形成されているところに特徴を有する。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項９又は請求項１０のいずれかに記載のセンサユニットを複数隣接配置して構成されるものであって、
一のセンサユニットに備えられた投光器及び受光器の前記透光性窓部材は他のセンサユニットの前記投光器又は前記受光器の透光性窓部材と隣接配置されているところに特徴を有する。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載のものにおいて、前記複数のセンサユニットからなるセンサユニット群の各受光器における受光量を加算する加算手段と、
前記加算手段の加算結果に基づいて前記センサユニット群にて形成される検出領域における被検出物体の有無を検出する検出手段とをさらに備えたところに特徴を有する。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載のものにおいて、前記各センサユニットは、
互いに隣接配置されて一側のものへ受光信号を送信する送信手段と、他側のものから送信された受光信号を受信する受信手段とを有し、
他端に配されたセンサユニットには前記加算手段と前記検出手段とを設けたところに特徴を有する。
【００２０】
【発明の作用及び効果】
本発明では、投光器及び受光器に設けられる透光性窓部材をハウジングの前面からこれに隣り合う一側面にかけて露出するようにこのハウジングに設けている。このようにすることで、例えば、平行光光路幅を拡大することにより検出領域の拡大を図りたいという場合には、センサを２組以上用いて、それぞれの投光器及び受光器の透光性窓部材を隣接配置すればよい。
【００２１】
これにより、投光器及び受光器内の光学設計を行なわずとも検出領域の拡大図ることができ、従来のものに比べて設計コストを大幅に低減することができる。また、平行光光路に隙間が生じないから、不感領域の形成が防止され、確実に被検出物体を検出することが可能となる。
【００２２】
また、光ファイバケーブルにより投光器に光源からの光を伝送するようにすれば、投光器内に投光素子等の投光手段に電源を供給するための電気的構成が不要となり内部構成の簡素化を図ることができる。受光器にもファイバケーブルを連結し、この受光器に入射した光を光ファイバケーブルにて受光素子等の受光手段に伝送するようにすれば、受光素子等の受光手段が不要となり、投光器と同じく内部構成を簡略化することができる。
【００２３】
投光器、受光器を複数用いて検出領域を拡大しようとする場合には、透受光器のハウジングの上下側面あるいは左右側面に他の透受光器のハウジング側面を接触させることにより、透光性窓部材を互いに隣接配置しなければならない。このとき、ハウジングの上下左右の側面に光ファイバケーブル等の信号線の引き出し口を設けてしまうと、透受光器を隣接配置する際に制約が生じる。これに対して本発明では、ハウジング側面のうち他の投光器または受光器が隣接する側面とは異なる側面に信号線の引き出し口を設けているから、隣接配置の自由度が高い。
【００２４】
上記一体形成された投受光器を用いていわゆるミラー反射型のセンサユニットを構成することもできる。この場合、例えば、回帰性反射部材を設け、ユニット同士を隣接配置する。こうすると、不感領域の形成を防止しつつ、投光器から回帰性反射部材までの光路及び回帰性反射部材から受光器までの光路の光路幅が拡大されるから、確実に検出領域を拡大できる。
また、投光器の透光性窓部材と受光器の透光性窓部材とを互いに隣接配置し、投光部から回帰性反射部材までの平行光光路と回帰性反射面から受光器までの平行光光路が形成される。これにより１組のセンサユニットで実質２倍の検出領域が形成されることとなる。このようにすれば、さらに低コストで検出領域拡大を実現可能である。
【００２５】
例えば、２つのセンサユニットを隣接配置し、センサユニットを１つとしたときの検出領域の２倍の検出領域を形成した場合、被検出物体がそれぞれのセンサユニットが形成する検出領域を跨いだときには、それぞれのセンサユニットの受光量変化が半減してしまい正確に被検出物体の検出が行なわれないおそれがある。  これに対して、本発明では、各センサユニットにおける受光量を加算手段にて加算し、加算手段にて得られた結果を元にして検出手段が被検出物体の有無を判断する。詳しくは、１つのセンサユニットにより形成された検出領域に被検出物体が進入したときに受光器では投光器からの光の８０％の光が入射されるとすると２０％受光量が減少する。この２０％の受光量の減少に基づいて被検出が検出されたと判断する。これが、２つのセンサユニットにより検出領域を形成し、被検出物体がそれぞれのセンサユニットを形成する検出領域を跨いだ場合、それぞれのセンサユニットの受光量の減少率は１０％となる。この減少率を加算手段にて加算すると減少率は２０％となる。そして、検出手段は受光量の減少率２０％を受けて被検出物体を検出するのである。
【００２６】
また、複数台のセンサユニットを用いてセンサシステムを構築する場合には、センサユニットを投光器、受光器及びこれら投受光器と別体をなすアンプ部で構成し、各受光器における受光量に基づく受光信号をアンプ部に設けられた送受信手段を用いて一端側に位置するアンプ部へいわゆるバケツリレー方式により順次伝送し、一端にあるアンプ部にて受信された各アンプ部からの受光信号から加算手段及び検出手段により被検出物体の有無を検出するようにする。
このようにすれば、信号の伝送経路は一本とされ、伝送経路の簡略化及び伝送時間を短縮化することができ、ひいては、検出時間の短縮化をも可能とする。
尚、このような構成はセンサユニットの台数が増えるほどその効果が顕著に現れるから、多数台のセンサユニットによりセンサシステムを構築する場合には好適な構成である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
本発明に係るセンサシステムの一実施形態を図１ないし図４を参照して説明する。
＜全体構成＞
本実施形態のセンサシステムは同一構造を有する２台の光ファイバセンサ１により構成されており、例えば、ワイヤケーブルＷの断線検出に用いられている。具体的には、各光ファイバセンサ１は、投光器１０、受光器２０及びアンプ部３０から構成されており、投光器１０の前面から出射された平行光を受光器２０にて受光することで、平行光光路による検出領域を形成し、この検出領域にワイヤケーブルＷの有無に応じて変化する受光器２０での受光量に基づきアンプ部３０にてワイヤケーブルＷの断線を検出するものである（図１参照）。
各投光部１０のハウジング１１は略矩形箱形状をなしており、ハウジング１１前面には平行光を出射する透光性窓部材１２が上側面に亘って露出しており、互いの透光性窓部材１２が隣接配置されている。即ち、一方の投光器１０は正立姿勢で配置されており、他方の投光部１０は倒立姿勢で一方の投光器に載置されたような状態とされている。
各受光器２０は略矩形箱形状をなしており、ハウジング２１前面には投光器１０と同じくハウジング２１前面から上側面に亘って透光性窓部材２２が露出しており、互いの透光性窓部２２材が隣接配置されている。受光器２０についても投光器１０と同様に、一方の受光器２０は正立姿勢で配置されており、他方の受光器２０は倒立姿勢で一方の受光器に載置されたような状態とされている。
【００２８】
各投受光器１０，２０のハウジング１１，２１下面の信号線引出し口からは光ファイバケーブル４０が導出されており、これら光ファイバケーブル４０の端部がアンプ部３０内に導入されている。
各アンプ部３０は周知のＤＩＮレール５０にその挟持部を通すことでＤＩＮレール５０に対して移動可能に設けられ、アンプ部３０群の両端を固定部材６０で挟みこみ、この固定部材６０を螺子締めによりＤＩＮレール５０に対して固定することで各アンプ部３０をＤＩＮレール５０に対して固定している。
【００２９】
＜投光器の内部構成＞
投光器１０は、合成樹脂製の略矩形箱型形状をなすハウジング１１、ハウジング１１内部に収容されている透光性窓部材１２とから構成されている。
ハウジング１１は横方向に分割可能な２部品から構成されており、ハウジング１１後面側に形成されている螺子孔に螺子を通して螺子締めすることで一体化され、これによってハウジング１１が形成されている。ハウジング下面には光ファイバケーブル４０出射端をハウジング１１内部に収容するための孔部１３が設けられている。また、ハウジング１１内部は光ファイバケーブル４０出射端及び透光性窓部材１２を収容するための収容空間１４が形成されており、この空間１４以外は樹脂が充填されて両者１２，４０がハウジングに対してずれ動くことがないように固定されている。また、ハウジング１１前面からハウジング１１上面にかけては、透光性窓部材１２を露出させるための開口部１５が形成されている。
【００３０】
透光性窓部材１２は光ファイバケーブル４０出射端から放射された光を平行光に変換するコリメータレンズ部１２Ａ、このコリメータレンズ１２Ａからの平行光を略直角方向に向きを変え、開口部１５のうちハウジング１１前面から平行光を出射させる反射部材１２Ｂ及び光透過性樹脂部１２Ｃとから構成されており、これらが一体的に形成されている。コリメータレンズ部１２Ａはその光軸がハウジング１１の上下方向と同一方向となるように配されているとともに、反射部材１２Ｂはコリメータレンズ部の周縁部分からその光軸に対して斜め４５°傾いてハウジング１１上面へ向かって延びているとともに、後述する直交二面部１２Ｄの上面部に連なっている。また、コリメータレンズ部１２Ａの有効径（レンズとして機能する部位の直径）と反射部材１２Ｂの投射径とは略同一とされており、これによってコリメータレンズ部１２Ａからの平行光はすべて反射部材１２Ｂにて反射されるようになっている。
透光性窓部材１２のうち両者以外の部分は光透過性樹脂部１２Ｃが占めており、この光透過性樹脂部１２Ｃのうち互いに直交する直交二面部１２Ｄがハウジング１１前面及び上面に対して面一状となるように開口部１５に配されている（図２及び図３参照）。
【００３１】
＜受光器の内部構成＞
受光器２０は、合成樹脂製の略矩形箱型形状をなすハウジング２１、ハウジング２１内部に収容される透光性窓部材２２とから構成されている。
ハウジング２１は横方向に分割可能な２部品から構成されておりハウジング２１後面側に形成されている螺子孔に螺子を通して螺子締めすることで一体化され、これによってハウジング２１が形成されている。ハウジング２１下面には光ファイバケーブル４０入射端をハウジング２１内部に収容するための孔部２３が設けられている。また、ハウジング２１内部は光ファイバケーブル４０入射端及び透光性窓部材２２を収容するための収容空間２４が形成されており、この空間２３以外は樹脂が充填されて両者２２，４０がハウジングに対してずれ動くことがないように固定されている。また、ハウジング２１前面からハウジング上面にかけては、透光性窓部材２２を露出させるための開口部２５が形成されている。
【００３２】
透光性窓部材２２は開口部２５のうちハウジング２１前面から入射した平行光を略直角方向に向きを変える反射部材２２Ａ、この反射部材２２Ａからの平行光を収束光に変換して光ファイバケーブル４０入射端に出射する収束レンズ部２２Ｂ及び光透過性樹脂部２２Ｃとから構成されており、これらが一体的に形成されている。収束レンズ部２２Ｂはその光軸がハウジング２１の上下方向と同一方向となるように配されているとともに、反射部材２２Ａは収束レンズ部２２Ｂの周縁部分から光軸に対して斜め４５°傾いてハウジング２１上面へ向かって延びているとともに、後述する直交二面部２２Ｄの上面に連なっている。また、収束レンズ部２２Ｂの有効径（レンズとして機能する部位の直径）と反射部材２２Ａの投射径とは略同一とされており、これによって反射部材２２Ａからの平行光はすべて収束レンズ部２２Ｂに入射するようになっている。
透光性窓部材２２のうち両者２２Ａ，２２Ｂ以外の部分は光透過性樹脂部２２Ｃが占めており、この光透過性樹脂部２２Ｃのうち互いに直交する直交二面部２２Ｄがハウジング前面及び上面に対して面一状となるように開口部２５に配されている（図２及び図３参照）。
【００３３】
＜アンプ部の内部構成＞
アンプ部の電気的構成は図４に示す通りである。投光素子３１は、投光器１０に連なる光ファイバケーブル４０の入射端に光を出射し、一方、受光素子３２は受光器２０から導出されている光ファイバケーブル４０からの光を受光する。
また、アンプ部３０のハウジング左側面には受光素子３３が設けられており、内部に設けられている受光回路３４に接続されて、受光量に応じたアナログ信号（受光信号）を出力する。受光回路３４は受光素子３３から受けた受光信号をディジタル信号に変換し、これを後述するＣＰＵ３７に送信する。
また、ハウジング右側面には投光素子３５が設けられており、内部に設けられている投光回路３６に接続されてこの投光回路３６からの駆動信号に応じて投光動作する。投光回路３６はＣＰＵ２７からの制御信号を受け、この制御信号に応じて投光素子３５に駆動信号を送信する。
【００３４】
アンプ部３０に設けられたＣＰＵ３７は投光素子３１へ所定の投光タイミングで駆動電流を供給するとともに、この投光タイミングに同期して受光素子３２から出力される受光量に応じたアナログ信号（受光信号）を受信しディジタル信号に変換する。
また、ＣＰＵ３７は受光回路３４から送信された受光信号を基に投光回路３６に制御信号を送信するようになっている。即ち、受光素子３３にて受光した光と同一の光をそっくりそのまま投光素子３５から出射するようになっている。
【００３５】
また、ＣＰＵ３７には、加算機能（加算手段）及び検出機能（検出手段）を備えている。
加算機能とは、各アンプ部３０の受光素子３２からの受光信号に基づいて受光量の変化率（％）を算出し、その算出された増加率（％）を加算して合計増加率（％）を算出する機能のことをいう。まず、受光量変化率の算出方法は、例えば、投光器１０からの出射光を１００とし、ワイヤケーブルＷが存在するときの受光器２０における受光量を８０とした場合、８０／Ｓｎ（％）（Ｓｎ：各時刻での受光量、ｎ＝１，２，３・・・）等で定義することができる。また、合計増加率は算出された受光量増加率（％）を加算することで算出することができる。
検出機能とは、例えばワイヤケーブルＷが検出領域に存在している状態からワイヤケーブルが検出領域において不在となったときの受光量の増加率（％）をＲＯＭ（読み出し専用メモリ）等の記憶手段（図示せず）に記憶しておき、加算機能により算出された合計増加率（％）が記憶されている増加率（％）に達した場合にはワイヤケーブルが断線したと判断する機能をいう。本実施形態では、ワイヤケーブルが検出領域内に介在されているときには、受光器２０での受光量が２０（％）減少することから、ＲＯＭには増加率「２０（％）」の情報が記憶されている。
【００３６】
本実施形態において、上記機能を発揮させるか否かは、アンプ部３０に備えられた切り替えスイッチ等の切り替え手段を用いて個別に選択することができ、図４において左側のアンプ部３０のみが上記機能を発揮させるように設定してある。また、上記機能が発揮されているアンプ部３０は自動的に投光回路３６への制御信号の出力が規制されるようになっているとともに、センサシステムを構成するセンサユニット１の台数を入力する入力手段によりユニット１の数を入力するようになっている。尚、各アンプ部３０の投光タイミングは互いに同一タイミングとなるように設定してある。
【００３７】
以下、本実施形態の動作について説明する。
まず、右側のアンプ部にて上記機能を発揮させるべく切り替えスイッチを切り替え操作するともに、入力手段にてセンサユニット１の数、本実施形態では「２」を入力する。
動作開始されると、各アンプ部３０のＣＰＵ３７から投光素子３２に駆動信号が所定の投光タイミングで送信されると、投光素子３２から光が出射され、光ファイバケーブル４０を介して投光器１０に伝送される。光ファイバケーブル４０出射端から放射された光はコリメータレンズ部１２Ａを透過することによって平行光に変換され、この平行光が反射部材１２Ｂを反射することによって直角に進行方向を変えて直交二面部１２Ｄの前面から平行光が出射される。このとき、反射部材１２Ｂからの平行光は直交二面部１２Ｄの上下方向においてその前面全幅に亘って光が出射されるから、隣り合う投光器１０から出射される平行光の間に光が出射されない領域（不感領域）が無い状態となる。
【００３８】
これら投光器１０から出射された平行光はそれぞれ対をなす受光器２０の前面から透光性窓部材２２に進入し、反射部材２２Ａで進行方向を直角に変え、収束レンズ部２２Ｂに向かう。収束レンズ部２２Ｂを透過した平行光は収束光に変換されて光ファイバケーブル４０の入射端に入射し、この光ファイバケーブル４０を介してアンプ部３０の受光素子３２にて受光される。
【００３９】
受光素子３２からは受光量に応じた受光信号がＣＰＵに送信される。アンプ部３０のうち左側のものは、この受光信号に応じた制御信号を投光回路３６に送信することで、右側のアンプ部３０へ受光量の情報を伝送する。
【００４０】
＜ワイヤケーブルＷが断線していない状態＞
例えば、ワイヤケーブルＷに作用する張力の変化により、このワイヤケーブルＷが図２中の（１）の位置にあるとする。このとき、下側の受光器２０にて受光される受光量は投光器１０から出射された光の光量と同一となる。一方、上側の受光器２０ではワイヤケーブルＷが検出領域に存在していることによりその受光量が減少する。
右側のアンプ部３０のＣＰＵ３７は、加算機能により、左側のアンプ部３０から受光量の情報を受けて、受光量の増加率を算出するとともに、自己の受光素子３２における受光量の増加率を算出する。この結果、右側のアンプ部３０では受光量の減少はなく増加率は２０％となり、左側のアンプ部３０では受光量が減少しているから増加率は０％となる。続いて、各センサユニット１における受光量の増加率を加算すると、０％＋２０％＝２０％となる。
最後に、検出機能が加算機能により加算した合計増加率「２０（％）」とＲＯＭに記憶されている増加率（％）とを比較する。このとき、加算機能により加算した増加率は２０％、一方ＲＯＭに記憶されている増加率は２０％であるから、ワイヤケーブルＷが検出領域に存在すると判断する。
また、ワイヤケーブルが図２中の（２）の位置にある場合も同様に、加算された増加率は２０％であるから、ワイヤケーブルＷが検出領域に存在すると判断される。
【００４１】
一方、ワイヤケーブルＷが図２中の（３）の位置にある場合、即ち、両センサユニット１の検出領域を跨いで存在している場合には、各センサユニットにおける受光両の受光量はそれぞれ９０となる。
受光量増加率計測機能では、各センサユニットについて、それぞれ１０％との増加率が算出される。加算機能では、この増加率を加算するから、加算された合計増加率は１０％＋１０％＝２０％となる。そうすると、合計増加率「２０（％）」はＲＯＭに記憶されている増加率と同一となるから、検出機能はワイヤケーブルが検出領域に存在していると判断する。
【００４２】
＜ワイヤケーブルＷが断線した場合＞
ワイヤケーブルＷが断線した場合には、各センサユニット１のいずれの検出領域にもワイヤケーブルＷが存在しないこととなる。このような場合には、各センサユニットの受光量はそれぞれ１００となり、受光量増加率計測機能により、それぞれ増加率は２０％と検出される。加算手段での合計増加率は「４０％」となり、ＲＯＭに記憶されている増加率「２０％」を上回っているので、検出手段ではワイヤケーブルＷが断線したと判断し、例えば、外部機器に対して信号を送信して管理者に対して注意を喚起することができる。
【００４３】
上記実施形態によれば、投光器１０及び受光器２０に設けられる透光性窓部材１２，２２をハウジング１１，２１の前面から上面にかけて露出するように設け、投光器１０及び受光器２０の透光性窓部材１２，２２を隣接配置することで検出領域を拡大しているから、従来のセンサシステムに比べてきわめて安価に検出領域拡大を図ることができる。また、それぞれの投受光器１０，２０で形成される平行光光路の間に隙間が生じないから、不感領域の形成が防止され、確実にワイヤケーブルＷの断線を検出することができる。
【００４４】
また、光ファイバケーブル４０により投光器１０へ投光素子３１からの光を伝送しているから、投光器１０内へ電源を供給するための電気的構成が不要となり内部構成の簡素化を図ることができるとともに、受光器２０に入射した光を光ファイバケーブル４０にて受光素子３２に伝送するようにしているから、投光器１０と同じく内部構成を簡略化することができる。
【００４５】
また、各センサユニット１における受光量を加算手段にて加算し、加算手段にて得られた結果を元にして検出手段が被検出物体の有無を判断するようにしているから、ワイヤケーブルＷがそれぞれのセンサユニット１の検出領域を跨いだ場合であっても正確にワイヤケーブルＷの有無を検出することができる。
【００４６】
また、センサユニット１を投光器１０、受光器２０及びこれら投受光器１０，２０と別体をなすアンプ部３０で構成し、各受光器２０における受光量の情報をアンプ部３０に設けられた投受光素子３３，３５を用いて右側のアンプ部３０へいわゆるバケツリレー方式により順次伝送し、両アンプ部３０における受光量の情報から加算機能及び検出機能により被検出物体の有無を検出するようにしている。これにより信号の伝送経路は一本とされ、伝送経路の簡略化及び伝送時間を短縮化することができ、ひいては、検出時間の短縮化をも可能とする。
尚、このような構成はセンサユニット１の台数が増えるほどその効果が顕著に現れるから、多数台のセンサユニット１によりセンサシステムを構築する場合には好適な構成である。
【００４７】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について図５又は図６を参照して説明し、第１実施形態と同一の部分については重複する説明を省略するとともに、同一の作用・効果についてもその記載を省略する。
本実施形態は図５及び図６に示すように、投光器７０及び受光器８０がそれぞれ上下方向に重ねて配置されている。
投受光器７０，８０のハウジング７１，８１は矩形箱型形状をなしており、前面から上下側面にかけて投光性窓部材７２，８２を露出させるための開口部７３，８３が形成されている。また、ハウジング７１，８１後面には光ファイバケーブル４０の端部を導入するための引き出し口７４，８４が形成されている。尚、投受光器７０，８０のハウジングに形成されている開口部７３，８３は同一形状とされている。
【００４８】
＜投光器の内部構成＞
図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、透光性窓部材７２は光ファイバケーブル４０出射端から放射された光を平行光に変換するコリメータレンズ部７２Ａと光透過性樹脂７２Ｂとが一体形成されて構成されている。コリメータレンズ部７２Ａにおける上下方向の有効径は透光性窓部材７２の上下方向の径と同一とされており、これによって光ファイバケーブル７０から出射された光は透光性窓部材７２の上下方向の径と略同一の光芒を有する平行光が出射されるようになっている。
また、透光性窓部材７２の上下端部側には断面矩形状の保持溝７２Ｃが形成されており、この保持溝７２Ｃへハウジング７１に形成されている突起部７１Ａを嵌合することで、ハウジング７１に対してずれ動くことが無いように固定されている。
【００４９】
＜受光器の内部構成＞
図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、透光性窓部材８２はハウジング８１前面から入射した平行光を収束光に変換し光ファイバケーブル４０入射端にこの収束光を入射させる収束レンズ部８２Ａと光透過性樹脂８２Ｂとが一体形成されて構成されている。収束レンズ部８２Ａにおける上下方向の有効径は透光性窓部材８２の上下方向の径と同一とされており、これによって投光器７０からの平行光をすべて入射し、光ファイバケーブル４０入射端に投光器７０からの平行光をすべて入射させることができるようになっている。
また、透光性窓部材８２の上下端部側には断面矩形状の保持溝８２Ｃが形成されており、この保持溝８２Ｃへハウジング８１に形成されている突起部８１Ａを嵌合することで、ハウジング８１に対してずれ動くことが無いように固定されている。
【００５０】
本実施形態によれば、投光器７０、受光器８０を複数用いて検出領域を拡大しようとする場合には、投受光器７０，８０のハウジング７１，８１の上下側面に他の投受光器７０，８０のハウジング７１，８１の上面又は下面を接触させて配置することにより実現可能である。このとき、ハウジング７１，８１の上下側面に光ファイバケーブル４０等の信号線の引き出し口７４，８４を設けてしまうと、投受光器７０，８０を隣接配置する際に制約が生じてしまうが、本発明では、ハウジング７１，８１後面に光ファイバケーブル４０の引き出し口７４，８４を設けているから、隣接配置する際の自由度が高くなり、もって、検出領域拡大に寄与することとなる。
【００５１】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について図７を参照して説明し、第１実施形態と同一の部分については重複する説明を省略するとともに、同一の作用・効果についてもその記載を省略する。
本実施形態では一体形成された投受光器９０を用い、直交二面構造を有する回帰性反射部材１００を増設して構成したミラー反射型のセンサユニットを２台組み合わせて構成したセンサシステムの一例である。
【００５２】
投受光器９０は箱型形状をなしており、ハウジング前面９１から左右側面にかけて露出している１対の投光性窓部材７２，８２が上下方向に設けられている。上段の投光性窓部材は第２実施形態で説明したように平行光を出射するとともに、下段の投光性窓部材８２は平行光を受光するものである。
【００５３】
各センサユニットを構成する投受光器９０は同一構造を有しているから、左右に隣接配置した際には、透光性窓部材７１同士が、また、透光性窓部材８２同士が互いに隣接した状態となる。
また、回帰性反射部材１００は反射面１００Ａと、これと直交する反射面１００Ｂとが一体形成されることにより構成されており、反射面１００Ａ，１００Ｂが投受光器９０のハウジング前面９１に対してそれぞれ４５°の角度で傾いて構えられている。
【００５４】
本実施形態によれば、透光性窓部材７２，８２同士が互いに隣接配置されているから、透光性窓部材７２，７２から出射される平行光、及び、回帰性反射部材から透光性窓部材８２，８２に入射する平行光の間に隙間が生じることが無く、不感領域の形成を確実に防止しつつ、検出領域の拡大を図ることができる。
【００５５】
＜変形例＞
また、ミラー反射型のセンサユニットを用いる場合には図８に示すような構成としても良い。これは、第２実施形態と同一構成の投受光器７０，８０を交互に配置するとともに、回帰性反射部材１００を投受光器７０，８０に対して対向配置している。
投受光器７０，８０と回帰性反射部材９０との構造的関係については、投光器７０のコリメータレンズ部７２Ａの有効径と回帰性反射部材９０の一方の反射面９０Ａの投影寸法が同一とされているとともに、受光器８０の収束レンズ部８２Ａの有効径と回帰性反射部材９０の他方の反射面９０Ｂの投影寸法とが同一とされている。
投光器７０からの平行光は反射面９０Ａに照射され、この反射光がさらに反射面９０Ｂを反射して受光器８０に受光されることとなる。
【００５６】
このような構成とすれば、一台のセンサシステムで透過型センサの２倍の検出領域が形成されることとなる。また、投光器７０から反射面９０Ａまでの平行光光路と反射面９０から受光器８０までの平行光光路の間には隙間が生じないから、勿論、不感領域が形成されるという虞もない。
【００５７】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記第２実施形態では３台のセンサユニットにより構成した例を示したが、２台のセンサユニット又は４台以上のセンサユニットによりセンサシステムを構成したものであっても良い。
【００５８】
（２）上記実施形態では、加算機能は受光量の増加率を加算するものであったが、例えば、受光量を加算するように動作させるものであっても良い。この場合、検出手段では予め設定されている閾値と加算された受光量とを大小比較し、その結果に基づいて被検出物体の有無を検出するようにしても良い。
【００５９】
（３）上記実施形態では、加算機能は受光量の増加率を加算するように動作させているとともに、検出手段は記憶されている増加率と加算手段にて算出された増加率を比較するように動作させていたが、逆に、加算機能では受光量の減少率を加算するように動作させ、検出機能では減少率を比較させるように動作するものであっても良い。
例えば、常には被検出物体が検出領域において不在であり、この被検出物体が検出領域において存在することを検出するために上記センサシステムを用いる場合には、加算機能では受光量の減少率を加算して合計減少率を算出し、検出機能にて合計減少率と記憶されている減少率とを比較し、合計減少率が記憶されている減少率を上回ったときに被検出物体が検出領域に存在すると判断させるように構成することができる。
【００６０】
（４）上記実施形態では、加算機能及び検出機能をＣＰＵ３７に備える構成を示したが、これに限られず、例えば複数のセンサユニットを用いる場合には、そのうちの１つのアンプ部に上記機能を備えるようにしても良く、あるいは、アンプ部とは別体で上記機能を有する外部制御ユニット等に上記機能を備えるように構成しても良い。
【００６１】
（５）また上記実施形態において、ハウジング前面全体に透光性窓部材を露出させるようにして、上下左右に投受光器を隣接配置するような構成としても良い。
【００６２】
（６）また、上記実施形態では、各投受光器にそれぞれ１台づつアンプ部を設けた構成を示したが、例えば複数チャンネルを有するアンプ部を用いてセンサシステムを構成するようにしてもよい。
【００６３】
（７）上記第３実施形態において、直交二面構造を有する回帰性反射部材の代わりに直交三面構造を有するコーナキューブを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るセンサシステムの全体構成図
【図２】投光器及び受光器の内部構成を示した断面図
【図３】投光器及び受光器の斜視図
【図４】アンプ部の電気的構成を示した図
【図５】第２実施形態に係るセンサシステムの投受光器の配置構成を示した斜視図
【図６】（Ａ）投受光器の内部構成を示した斜視図
（Ｂ）投受光器のＡ−Ａ断面図
【図７】（Ａ）第３実施形態に係るセンサユニットの斜視図
（Ｂ）センサユニットの側面図
【図８】変形例におけるセンサユニットの断面図
【図９】（Ａ）従来のセンサユニットの内部構成を示した図
（Ｂ）従来のセンサユニットの斜視図
【符号の説明】
１…センサユニット
１０…投光器
１２，２２…透光性窓部材
２０…受光器
３０…アンプ部
４０…光ファイバケーブル
３７…ＣＰＵ（加算手段、検出手段）
【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】
2005077110.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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