(57)【要約】【課題】作業の安全度の低下を招かずに精度よく型と人体との干渉を推定する。【解決手段】安全装置４５は、魚眼レンズ４８または広角レンズを通じて被写体を撮像し、被写体が映り込む画像を生成する撮像素子と、撮像素子に接続されて、画像内の輪郭線で人体の像を特定し、人体と鍛圧機械の型との干渉を予測すると、通知信号を生成する画像処理装置とを備える。魚眼レンズ４８または広角レンズは広い視野角を有することから、撮像素子が鍛圧機械の型にかなり接近しても、型の幅方向に広い範囲で画像は形成される。【選択図】図３
2017019003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
魚眼レンズまたは広角レンズを通じて被写体を撮像し、前記被写体が映り込む画像を生成する撮像素子と、
前記撮像素子に接続されて、前記画像内の輪郭線で人体の像を特定し、前記人体と鍛圧機械の型との干渉を予測すると、通知信号を生成する画像処理装置と
を備えることを特徴とする安全装置。
【請求項２】
請求項１に記載の安全装置において、前記撮像素子を収容し、前記撮像素子の感光面に対して決められた姿勢で区画される平坦な外表面を有する筐体を備えることを特徴とする安全装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の安全装置において、前記画像処理装置は、前記型の線形の進路に並列に広がる仮想平面を連続または不連続の一列の画素で特定することを特徴とする安全装置。
【請求項４】
請求項３に記載の安全装置において、前記仮想平面は重力方向に平行であることを特徴とする安全装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の安全装置において、前記撮像素子に含まれる複数の光電変換素子に並列に接続される複数の演算回路を備えることを特徴とする安全装置。
【請求項６】
フレームに支持される型と、
魚眼レンズまたは広角レンズを通じて被写体を撮像し、前記被写体が映り込む画像を生成する撮像素子と、
前記撮像素子に接続されて、前記画像内の輪郭線で人体の像を特定し、前記人体と前記型との干渉を予測すると、通知信号を生成する画像処理装置と
を備えることを特徴とする鍛圧機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械プレス、油圧プレス、フォーミングマシン、ベンディングマシン、プレスブレーキ、その他の金属加工機械および金属成形機械を含む鍛圧機械、並びに、鍛圧機械で利用される安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のプレスブレーキでは左右の油圧シリンダーにＣＣＤカメラがそれぞれ設置される。ＣＣＤカメラは、予め水平方向に設定される金型直近エリア、金型遠方エリアおよび金型刃間エリア、並びに、予め垂直方向に設定される金型上方エリア、刃間エリアおよび金型下方エリアの広い範囲にわたって被写体を撮像する。撮像された画像に基づき作業者の手は特定される。特定された手に応じて手および金型の干渉は予測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０７２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ＣＣＤカメラは、上型（パンチ）を保持するラムの上方に配置される。金型からかなり離れた位置から撮像が試みられる。こうして狭い視野角にも拘わらず広い範囲の被写体が撮像される。しかしながら、こうした配置では、ラムで金型が隠れてしまい、金型の周囲の空間を撮像することができず、金型に対して人体の接近を精度よく予測することができなかった。
【０００５】
本発明のいくつかの態様によれば、作業の安全度の低下を招かずに精度よく型と人体との干渉を推定することができる安全装置は提供されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態は、魚眼レンズまたは広角レンズを通じて被写体を撮像し、前記被写体が映り込む画像を生成する撮像素子と、前記撮像素子に接続されて、前記画像内の輪郭線で人体の像を特定し、前記人体と鍛圧機械の型との干渉を予測すると、通知信号を生成する画像処理装置とを備える安全装置に関する。
【０００７】
魚眼レンズまたは広角レンズは広い視野角を有することから、撮像素子が鍛圧機械の型にかなり接近しても、型の幅方向に広い範囲で画像は形成される。型の周囲の空間は確実に撮像されることができる。型に近い位置で作業者の動きは把握されることができる。こうして人体と型との干渉は精度よく予測される。
【０００８】
安全装置は、前記撮像素子を収容し、前記撮像素子の感光面に対して決められた姿勢で区画される平坦な外表面を有する筐体を備えてもよい。筐体が鍛圧機械に装着される際に、外表面の接触に応じて撮像素子は決められた姿勢で取り付けられることができる。感光面の位置は型に対して相対的に固定されることができる。その結果、撮像素子で撮像される画像内で型やそれを保持する支持具の進路は一義的に特定されることができる。ここでは、撮像素子の感光面に直交する垂線（一般に光軸に等しい）は鉛直面に平行に設定されればよい。
【０００９】
前記画像処理装置は、前記型の線形の進路に並列に広がる仮想平面を連続または不連続の一列の画素で特定すればよい。実空間では、型の進路に人体が留まると、型の進行に伴って型と人体との干渉が引き起こされる。したがって、進路内に人体が検出されたら、型の進行が停止すれば、型と人体との干渉は回避される。ここでは、仮想平面は型やそれを保持する支持具の進路とそれ以外とを仕切る。したがって、人体の像が線に交差すれば、型や支持具の進路に対して人体の進入は確実に検知されることができる。このとき、一列の画素は、魚眼レンズまたは広角レンズの光軸を通って１直線に並べばよい。その結果、計算処理は単純化される。計算処理の負荷は軽減される。
【００１０】
安全装置では前記仮想平面は重力方向に平行であればよい。こうして型やそれを保持する支持具の進路は鉛直面で仕切られる。
【００１１】
安全装置は、前記撮像素子に含まれる複数の光電変換素子に並列に接続される複数の演算回路を備えてもよい。光電変換素子は素子ごとに光量（輝度）を検出する。光量に応じて電気信号は出力される。演算回路は電気信号の並列処理を実現する。その結果、フレーム単位でリアルタイムな画像処理は実現される。
【００１２】
本発明の他の形態は、フレームに支持される型と、魚眼レンズまたは広角レンズを通じて被写体を撮像し、前記被写体が映り込む画像を生成する撮像素子と、前記撮像素子に接続されて、前記画像内の輪郭線で人体の像を特定し、前記人体と前記型との干渉を予測すると、通知信号を生成する画像処理装置とを備える鍛圧機械に関する。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように開示の装置によれば、作業の安全度の低下を招かずに精度よく型と人体との干渉を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る鍛圧機械としてのプレスブレーキの構成を概略的に示す正面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った拡大断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿った拡大断面図である。
【図４】撮像素子の感光面と位置決め面および取り付け部材の端面との相対的な位置関係を概念的に示す図である。
【図５】信号の流れを概略的に示すブロック図である。
【図６】パンチの進路と仮想平面との位置関係を概略的に示す概念図である。
【図７】画像処理の一具体例を概略的に示す概念図である。
【図８】一具体例に係る撮像素子および演算素子の構成を概略的に示すブロック図である。
【図９】一具体例に係る演算回路の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１０】図３に対応し、安全装置の他の実施形態を概略的に示す側面図である。
【図１１】図３に対応し、安全装置の他の実施形態を概略的に示す側面図である。
【図１２】第２実施形態に係る鍛圧機械としてのプレス機の構成を概略的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１６】
（１）第１実施形態に係る鍛圧機械の構成
図１は第１実施形態に係る鍛圧機械としてのプレスブレーキ１１を概略的に示す。プレスブレーキ１１はフレーム１２を備える。フレーム１２は工場その他建物の床面ＦＬに設置される。フレーム１２にはガイドフレーム１３が含まれる。ガイドフレーム１３は重力方向に平行に延びる。重力方向は例えば床面ＦＬに直交する。
【００１７】
プレスブレーキ１１はテーブル１４およびラム１５を備える。テーブル１４はフレーム１２に不動に固定される。テーブル１４には上向きに型すなわちダイ１６が装着される。ダイ１６はテーブル１４に着脱自在に取り付けられる。ダイ１６は例えばＳＣＭといった鋼材から形成される。
【００１８】
ガイドフレーム１３はラム１５を支持する。ラム１５はガイドフレーム１３に装着される。ガイドフレーム１３は重力方向に平行にラム１５の線形の上下動を案内する。ラム１５には下向きに型すなわちパンチ１７が装着される。パンチ１７はラム１５に着脱自在に取り付けられればよい。パンチ１７はダイ１６に向き合わせられる。ラム１５の上下動に応じてパンチ１７はダイ１６に接近したりダイ１６から遠ざかったりすることができる。パンチ１７とダイ１６との間に金属の板材が挟まれて曲げ加工が施される。パンチ１７は例えばＳＣＭといった鋼材から形成される。
【００１９】
フレーム１２には左右１対の油圧シリンダー１８が固定される。油圧シリンダー１８の空間はピストン２１で第１油圧室２２および第２油圧室２３に分割される。第１油圧室２２および第２油圧室２３の油圧の作用に応じてピストン２１は油圧シリンダー１８の空間内を上下方向に移動する。
【００２０】
ピストン２１にはピストンロッド２４が結合される。ピストン２１はピストンロッド２４でラム１５に連結される。ピストン２１の上下動に応じてラム１５の上下動は引き起こされる。
【００２１】
油圧シリンダー１８には油圧回路２５が接続される。油圧回路２５はオイルポンプ２６およびオイルタンク２７を備える。オイルポンプ２６は流量制御弁２８および切り替え弁２９を介して油圧シリンダー１８に接続される。第１油圧室２２に油圧が作用すると、ピストン２１５は下降する。ピストン２１の下降に応じてラム１５はガイドフレーム１３に沿って下降する。第２油圧室２３に油圧が作用すると、ピストン２１は上昇する。ピストン２１が上昇すると、ラム１５はガイドフレーム１３に沿って上昇する。
【００２２】
油圧回路２５にはＮＣ装置３１が接続される。ＮＣ装置３１はオイルポンプ２６、流量制御弁２８および切り替え弁２９の動作を制御する。オイルポンプ２６、流量制御弁２８および切り替え弁２９の動作に応じてラム１５の上下動は制御される。
【００２３】
ラム１５の下端には複数の中間板３２が固定される。中間板３２には基準面３２ａが形成される。基準面３２ａは平面を有する。平面は重力方向Ｇに平行に広がる。複数の中間板３２に共通に基準面３２ａの平面を含む１鉛直面が規定される。ラム１５が上下方向に変位すると、基準面３２ａの平面は１鉛直面内で移動する。
【００２４】
中間板３２には個別にクランプ金具３３が取り付けられる。クランプ金具３３は中間板３２にボルト締めされる。ボルト締めにあたって２本のボルト３４が用いられる。ボルト３４はクランプ金具３３ごとに水平方向に間隔をあけて配置される。
【００２５】
図２に示されるように、パンチ１７は中間板３２およびクランプ金具３３の間に挟まれる。クランプ金具３３の挟み込む力でパンチ１７はラム１５上に保持される。クランプ金具３３は中間板３２の基準面３２ａにパンチ１７を押し付ける。
【００２６】
中間板３２には補助基準面３２ｂが形成される。補助基準面３２ｂは下向きに面する。補助基準面３２ｂは平面を有する。少なくとも平面を含む仮想面３５は基準面３２ａを含む仮想面に直交する。仮想面３５と基準面３２ａとの交線は型の幅方向に直線の水平基準線３６を規定する。パンチ１７は基準面３２ａと補助基準面３２ｂとで中間板３２に接触する。基準面３２ａおよび補助基準面３２ｂの働きでラム１５に対してパンチ１７の姿勢は固定される。
【００２７】
パンチ１７にはワークに接触する加圧面３７が形成される。加圧面３７は例えばワークとの最大接触面に相当すればよい。パンチ１７は加圧面３７でダイ１６に向き合わせられる。加圧面３７には加工の形態に応じて稜線３８が区画される。稜線３８は水平基準線３６に平行に位置決めされる。加圧面３７には複数本の稜線が形成されてもよい。このとき、稜線は相互に平行に延びる。稜線に加え、あるいは、稜線に代えて湾曲面が形成されてもよい。湾曲面の母線は水平基準線３６に平行に規定される。
【００２８】
パンチ１７の前側には位置合わせ面４１が区画される。位置合わせ面４１は平面で形成される。位置合わせ面４１は加圧面３７の稜線３８に平行に広がる。加えて、位置合わせ面４１は重力方向Ｇに平行に位置決めされる。
【００２９】
位置合わせ面４１の下縁は補助面４２で加圧面３７に接続される。補助面４２は、加圧面３７の縁３７ａに接する仮想平面４３との間に空間を形成する。補助面４２は加圧面３７と同様にダイ１６に向き合わせられる。
【００３０】
（２）安全装置の構成
図３に示されるように、プレスブレーキ１１には安全装置４５が組み込まれる。安全装置４５はカメラユニット（撮像ユニット）４６を備える。カメラユニット４６はラム１５に取り付けられる。取り付けにあたってカメラユニット４６の筐体４７はパンチ１７に対して位置決めされる。位置決めにあたって筐体４７はパンチ１７の位置合わせ面４１に受け止められる。筐体４７は例えば硬質の樹脂体から形成されればよい。
【００３１】
カメラユニット４６は魚眼レンズ４８を備える。魚眼レンズ４８は筐体４７に組み込まれる。魚眼レンズ４８の光軸５１は重力方向に揃えられる。ここでは、魚眼レンズ４８の画角は例えば１８０°以上に設定される。ただし、魚眼レンズ４８の画角は１８０°未満であってもよい。その場合には、カメラユニット４６がプレスブレーキ１１に装着された際に、パンチ１７の位置合わせ面４１の下縁が全域にわたって画像内に収まることが望まれる。その他、魚眼レンズ４８の光軸５１はパンチ１７の位置合わせ面４１に重なってもよい。
【００３２】
筐体４７には位置決め面５２が規定される。位置決め面５２は筐体４７の平坦な外表面で形成される。筐体４７は位置決め面５２でパンチ１７の位置合わせ面４１に押し当てられる。位置決め面５２は魚眼レンズ４８の光軸５１に平行に広がる。
【００３３】
筐体４７は取り付け部材５３を含む。取り付け部材５３は間隔をあけて位置決め面５２に向き合わせられる。取り付け部材５３には下向きの端面５３ａが規定される。端面５３ａは魚眼レンズ４８の光軸５１に直交する仮想平面内に広がる。カメラユニット４６がパンチ１７に装着される際に、取り付け部材５３の端面５３ａは仮想面３５でパンチ１７に突き当てられる。このとき、筐体４７の位置決め面５２がパンチ１７の位置合わせ面４１に重なると、魚眼レンズ４８の光軸５１は重力方向Ｇを向く。取り付け部材５３は例えばアルミニウムといった金属製の板材から成形加工されればよい。
【００３４】
取り付け部材５３にはねじ孔５４が区画される。ねじ孔５４の軸心５４ａは魚眼レンズ４８の光軸５１に直交する仮想平面に平行に延びる。ねじ孔５４にはねじ５５がねじ込まれる。ねじ５５の先端はパンチ１７に突き当てられる。ねじ５５がねじ込まれると、その反発力で筐体４７の位置決め面５２はパンチ１７の位置合わせ面４１に押し付けられる。こうしてカメラユニット４６の筐体４７はパンチ１７に固定される。こうした固定方法に代えて他の固定方法が用いられてもよい。
【００３５】
図４に示されるように、筐体４７内には撮像素子（イメージセンサー）５７が収容される。撮像素子５７は光電変換素子すなわちフォトダイオードのアレイを有する。ここでは、個々のフォトダイオードが１画素に相当する。個々のフォトダイオードには例えば特定のカラーフィルターが関連付けられる。フォトダイオードはＲＧＢの色ごとに光量を検出する。検出された光量は電気信号に変換される。その他、ＲＧＧＢといった三原色一塊で１画素が把握されてもよい。
【００３６】
アレイの受光面は撮像素子５７の感光面５８を形成する。感光面５８は魚眼レンズ４８の光軸５１に直交する。感光面５８には魚眼レンズ４８を通じて被写体が投影される。こうして撮像素子５７は魚眼レンズ４８を通じて被写体を撮像する。被写体の投影像に基づき画像は生成される。画像には被写体が映り込む。
【００３７】
感光面５８では１本の画素列５９が特定される。画素列５９は連続または不連続の一列の画素を含む。一列の画素６１は１直線に配列される。画素列５９は画像６２内で水平線６３に相当する。この水平線６３は画像６２の中心を通過する。したがって、水平線６３は上下に画像６２を二分する。画素列５９は位置決め面５２および取り付け部材５３の端面５３ａに平行に配置される。その結果、カメラユニット４６が決められた姿勢でプレスブレーキ１１に装着されると、画素列５９にはパンチ１７の線形の進路に平行に広がる仮想平面が投影される。
【００３８】
図５に示されるように、安全装置４５は画像処理装置６４を備える。画像処理装置６４は例えばカメラユニット４６の筐体４７に組み込まれる。画像処理装置６４は１半導体チップとして構成されることができる。画像処理装置６４は撮像素子５７に接続される。画像処理装置６４は画像６２内の輪郭線で人体の像を特定する。人体は例えば作業者の手や指、その他身体の一部であることができる。輪郭の検出には一般的なエッジ検出の手法が用いられればよい。画像処理装置６４はリアルタイムで画像処理を実施する。
【００３９】
カメラユニット４６は配線または無線でＮＣ装置３１に電気的に接続される。配線または無線を通じてカメラユニット４６とＮＣ装置３１との間で通信が確立される。画像処理装置６４は、人体とパンチ１７との干渉を予測すると、通知信号を生成する。生成された通知信号は画像処理装置６４からＮＣ装置３１に送信される。ＮＣ装置３１は通知信号の受領に応じて特定の動作を実施する。特定の動作にはラム１５の急停止が含まれる。
【００４０】
例えば図６に示されるように、予測にあたって画像処理装置６４はパンチ１７の線形の進路６５に並列に広がる仮想平面６６を特定する。例えば前述の画素列５９はパンチ１７の線形の進路６５に平行に広がる仮想平面６６を規定する。個々の画素６１の光軸は仮想平面６６の面内に含まれる。仮想平面６６は画像６２内で水平線６３を描く。仮想平面６６は、パンチ１７の進路６５の前側に重ねられる所定の厚みｔの空間層６７を仕切る。画像６２内で人体の像が水平線６３に交差すれば、空間層６７に対して人体の進入は検地される。こうしてパンチ１７の進路６５に対して人体の接近は確実に検知される。接近の度合いは空間層６７の厚みｔで調整されることができる。
【００４１】
その他、画像処理装置６４は、画像６２内で被写体としてパンチ１７を認識したら、予備信号を生成してもよい。ＮＣ装置３１は、予備信号を受領しない限り、ラム１５の上下動を開始しないことができる。こうした予備信号の利用によれば、安全装置４５の正常動作が確認されない限り、プレスブレーキ１１は動作し始めることができない。
【００４２】
（３）安全装置の動作
次に安全装置４５の動作を簡単に説明する。プレスブレーキ１１の使用にあたってカメラユニット４６は決められた姿勢でパンチ１７に固定される。固定にあたって筐体４７の位置決め面５２はパンチ１７の位置合わせ面４１に面接触する。取り付け部材５３の端面５３ａは仮想面３５でパンチ１７に突き当てられる。こうして魚眼レンズ４８の光軸５１は重力方向Ｇに合わせ込まれる。ねじ孔５４にねじ５５がねじ込まれる。
【００４３】
撮像素子５７は魚眼レンズ４８を通じて被写体を撮像する。撮像された画像６２には被写体が映り込む。画像処理装置６４は画像６２で水平線６３を特定する。水平線６３は例えば画素列５９の座標値で特定されればよい。
【００４４】
図７に示されるように、画像６２には被写体としてパンチ１７が映り込む。画像６２では位置合わせ面４１の下縁４１ａは水平線６３に並列に延びる。位置合わせ面４１の下縁４１ａは仮想平面６６に平行に水平方向に延びることから、画像６２の中心で下縁４１ａと水平線６３との距離は最大に広がり、画像６２の左右の縁に向かうにつれて下縁４１ａと水平線６３との距離は縮小する。画像処理装置６４は位置合わせ面４１を特定する。位置合わせ面４１の特定は予備信号の生成に役立てられる。
【００４５】
作業中、画像６２には被写体として素材や作業者の人体（その一部を含む）が映り込む。画像処理装置６４は画像６２内の輪郭線で素材の像６８ａや人体の像６８ｂを特定する。輪郭線の検出にあたって一般的なエッジ検出の手法が用いられればよい。画像処理装置６４はフレームごとに人体の像６８ｂと水平線６３との位置関係を判定する。人体の像６８ｃが水平線６３に交差すると、人体とパンチ１７との干渉を予想し、通知信号を生成する。通知信号は画像処理装置６４からＮＣ装置３１に送信される。ＮＣ装置３１は通知信号の受領に応じて特定の動作を実施する。ここでは、例えばＮＣ装置３１から切り替え弁２９に制御信号が送信される。制御信号は切り替え弁２９の位置を切り替えて第１油圧室２２への油圧の供給を停止する。制御信号はさらに切り替え弁２９を切り替えて第２油圧室２３への油圧の供給を開始してもよい。こうしてラム１５の下降は急停止する。その結果、パンチ１７と人体との間で相互干渉の発生は確実に回避される。
【００４６】
本実施形態に係る安全装置４５では魚眼レンズ４８を通じて被写体は撮像される。魚眼レンズ４８は広い視野角を有することから、撮像素子５７がパンチ１７にかなり接近しても、パンチ１７の幅方向に広い範囲で画像は形成される。パンチ１７の周囲の空間は確実に撮像される。パンチ１７に近い位置で作業者の動きは把握される。こうして人体とパンチ１７との干渉は精度よく予測される。
【００４７】
カメラユニット４６では撮像素子５７の感光面５８に対して決められた姿勢で区画される位置決め面５２および端面５３ａを有する。したがって、筐体４７がプレスブレーキ１１に取り付けられる際に、位置決め面５２および端面５３ａの面接触に応じて撮像素子５７は決められた姿勢で取り付けられる。感光面５８の位置はパンチ１７に対して相対的に固定される。その結果、撮像素子５７で撮影される画像６２内でパンチ１７の進路６５に重ねられる空間層６７は一義的に特定される。ここでは、撮像素子５７の感光面５８に直交する垂線（魚眼レンズ４８の光軸５１）は鉛直面に平行に設定されることから、空間層６７は画素列５９で簡単に特定される。
【００４８】
実空間では、パンチ１７の進路６５に人体が留まると、パンチ１７の進行に伴ってパンチ１７と人体との干渉が引き起こされる。したがって、進路６５内に人体が検出されたら、パンチ１７の進行が停止すれば、パンチ１７と人体との干渉は回避される。仮想平面６６はパンチ１７の進路６５とそれ以外とを空間層６７で隔てる。したがって、人体の像６８ｃが水平線６３に交差すれば、パンチ１７の進路６５に対して人体の接近は確実に検知される。ここでは、画素列５９は魚眼レンズ４８の光軸５１を通って１直線に並ぶことから、交差の検出にあたって計算処理は単純化される。計算処理の負荷は軽減される。
【００４９】
（４）リアルタイム処理の構成
図８に示されるように、リアルタイム処理の実現にあたって画像処理装置６４は複数のフォトダイオード７１に並列に接続される複数の演算回路７２を備えてもよい。フォトダイオード７１は例えば行列Ｍ行Ｎ列のアレイに配列される。撮像素子５７にはフォトダイオード７１のアレイに加えてＡ／Ｄ変換器アレイ７３が配置される。Ａ／Ｄ変換器アレイ７３は各行のフォトダイオード７１群ごとに１つのＡ／Ｄ変換器７４を含む。すなわち、Ａ／Ｄ変換器アレイ７３は１列のＭ個のＡ／Ｄ変換器７４で形成される。個々のＡ／Ｄ変換器７４は各行ごとに順番にフォトダイオード７１の電荷を電圧信号に変換する。
【００５０】
撮像素子５７には演算素子７５が接続される。演算素子７５は複数の演算回路７２を備える。個々の演算回路７２は対応のフォトダイオード７１に個別に並列に接続される。演算回路７２はフォトダイオード７１に１対１で対応する。したがって、演算素子７５はＭ行Ｎ列の演算回路７２で形成される。各行ごとに演算回路７２には転送用シフトレジスターライン７６が付加される。各転送用シフトレジスターライン７６は１行に含まれる演算回路７２の個数に等しいＮ個の転送用シフトレジスター７６ａを含む。１ライン内で転送用シフトレジスター７６ａは直列に接続される。個々の転送用シフトレジスター７６ａは個別に対応の演算回路７２に接続される。
【００５１】
撮像素子５７および演算素子７５には制御回路７７が接続される。制御回路７７はＣＰＵ（中央演算処理回路）７８を備える。ＣＰＵ７８は並列処理プログラムを実行する並列処理プログラムの実行にあたってＣＰＵ７８は例えばメモリー７９からプログラム８１を取得する。プログラム８１の実行に伴ってＣＰＵ７８はプログラム制御部８２と演算処理部８３といった機能ブロックを実現する。
【００５２】
プログラム制御部８２は画像の取り込み処理および演算素子７５の並列処理を実行する。画像の取り込み処理にあたってプログラム制御部８２は駆動回路８４の動作を制御する。駆動回路８４の働きでフォトダイオード７１のアレイとＡ／Ｄ変換器アレイ７３とは画像を取り込む。演算素子７５の並列処理にあたってプログラム制御部８２は転送用シフトレジスター７６ａのデータ転送と演算回路７２の演算処理とを制御する。制御に応じてＳＩＭＤ（ｓｉｎｇｌｅ  ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｍｕｌｔｉ  ｄａｔａ  ｓｔｒｅａｍ）型の並列演算処理は実行される。演算処理部８３は、プログラム８１の実行中に必要な演算処理を実施し、プログラム８１の実行結果に応じて、画像の重心や面積といった特徴量の算出や判別動作を実行する。演算処理部８３は前述の通知信号や予備信号を生成する。
【００５３】
例えば図９に示されるように、演算回路７２はレジスターマトリクス８５を有する。レジスターマトリクス８５には対応のシフトレジスター７６ａおよび隣接する演算回路７２のシフトレジスター７６ａからデジタル信号が格納される。Ａラッチ８６ａおよびＢラッチ８６ｂはそれぞれレジスターマトリクス８５からデジタル信号を取得する。ＡＬＵ（演算論理ユニット）８７は差分を計算する。計算結果はレジスターマトリクス８５に格納される。Ａラッチ８６ａはレジスターマトリクス８５から差分を読み出し、ＡＬＵ８７では差分の絶対値が算出される。算出された絶対値はレジスターマトリクス８５に格納される。
【００５４】
ＡＬＵ８７は、１ビットの演算器で、論理積（ＡＮＤ）、論理和（ＯＲ）、排他的論理和（ＸＯＲ）、加算（ＡＤＤ）、Ｃａｒｒｙ付き加算（ＡＤＣ）などの単純演算機能を有する。複雑な演算は単純演算機能の組み合わせとして記述できることから、ＡＬＵ８７に対し演算機能の中から１つずつを選択させながら繰り返し演算を行わせる。例えば、乗算は加算の繰り返しで実現される。減算は、引く数をビット反転して１を足すことで負の数とし、これを加算することで実現される。割り算は例えばビットシフトで実現される（例えば、「割る数が８」の場合、ビットを３ビット右にシフトする）。絶対値の算出は、負の数（サインビット＝１）に対してビット反転して１を足すことで実現される。
【００５５】
フォトダイオードの行ごとにフォトダイオード７１から光電出力は順番にＡ／Ｄ変換器７４に送られる。Ａ／Ｄ変換器７４は光電出力に相当するデジタル信号を生成する。デジタル信号は行ごとに次々に転送用シフトレジスター７６ａに転送される。１フレームの転送が完了すると、転送用シフトレジスター７６ａから対応の演算回路７２にデジタル信号は受け渡される。
【００５６】
演算回路７２では「エッジ検出」が実施される。エッジ検出にあたって２近傍演算が用いられる。隣接する画素同士で強度値の差分が算出される。こうして画像処理演算は完全に並列処理で実現される。画像は高速で処理される。リアルタイムで人体の像と水平線６３との交差は検出されることができる。
【００５７】
（５）安全装置の他の実施形態
図１０に示されるように、カメラユニット４６の取り付けにあたってクランプ金具３３が利用されてもよい。カメラユニット４６の筐体４７は中間板３２とクランプ金具３３との間に挟まれる。クランプ金具３３は中間板３２の基準面３２ａにカメラユニット４６の筐体４７を押し付ける。筐体４７の位置決め面５２は中間板３２の基準面３２ａに面接触する。加えて、筐体４７は仮想面３５で中間板３２の補助基準面３２ｂに少なくとも線接触する。基準面３２ａおよび補助基準面３２ｂの働きで中間板３２に対して撮像素子５７の姿勢は固定される。このとき、魚眼レンズ４８の光軸５１は重力方向Ｇを向く。こうしてパンチ１７に対して決められた姿勢で撮像素子５７の感光面５８は固定される。
【００５８】
図１１に示されるように、カメラユニット４６の取り付けにあたってクランプ金具３３は省略されてもよい。このとき、カメラユニット４６の筐体４７は中間板３２にボルト締めされればよい。ボルト締めにあたって１本または２本のボルト９１が用いられればよい。ボルト９１は中間板３２にねじ込まれる。こうしてボルト９１の頭と中間板３２との間に筐体４７は挟まれる。ここでも、筐体４７の位置決め面５２は中間板３２の基準面３２ａに面接触し、筐体４７は仮想面３５で中間板３２の補助基準面３２ｂに少なくとも線接触すればよい。基準面３２ａおよび補助基準面３２ｂの働きで中間板３２に対して撮像素子５７の姿勢は固定される。魚眼レンズ４８の光軸５１は重力方向Ｇを向く。こうしてパンチ１７に対して決められた姿勢で撮像素子５７の感光面５８は固定される。
【００５９】
（６）第２実施形態に係る鍛圧機械の構成
図１２は第２実施形態に係る鍛圧機械としてのプレス機１０１を概略的に示す。プレス機１０１はフレーム１０２を備える。フレーム１０２は工場その他建物の床面ＦＬに固定される。フレーム１０２にはガイドフレーム１０３が含まれる。ガイドフレーム１０３は重力方向Ｇに平行に延びる。
【００６０】
ガイドフレーム１０３はスライド１０４を支持する。スライド１０４はガイドフレーム１０３に装着される。ガイドフレーム１０３は重力方向Ｇに平行にスライド１０４の線形の上下動を案内する。スライド１０４には下向きに上金型１０５が装着される。上金型１０５はスライド１０４に着脱自在に取り付けられればよい。上金型１０５は例えばＳＣＭといった鋼材から形成される。
【００６１】
フレーム１０２にはボルスター１０６が支持される。ボルスター１０６には着脱自在に下金型１０７が支持される。下金型１０７は上金型１０５に向き合わせられる。スライド１０４の上下動に応じて上金型１０５は下金型１０７に接近したり下金型１０７から遠ざかったりすることができる。上金型１０５および下金型１０７に挟まれて、金属の板材には打ち抜き加工や曲げ加工が施され、あるいは金属の塊に鍛造加工が実施される。下金型は例えばＳＣＭといった鋼材から形成される。
【００６２】
プレス機１０１にはダイクッション１０８が組み込まれる。ダイクッション１０８は上金型１０５に向き合わせられる。上金型１０５が下金型１０７に接近すると、ダイクッション１０８は弾性的に上金型１０５を受け止める。ダイクッション１０８と上金型１０５との間で例えば金属の板材は保持される。
【００６３】
フレーム１０２には油圧シリンダー１０９が固定される。油圧シリンダー１０９のピストンはスライド１０４に連結される。油圧シリンダー１０９ではピストンに作用する油圧の働きでピストンが油圧シリンダー１８の空間内を上下方向に移動する。ピストンの上下動に応じてスライド１０４の上下動は引き起こされる。油圧シリンダー１０９やダイクッション１０８の動作は油圧回路を通じてＮＣ装置１１０で制御される。
【００６４】
プレス機１０１には安全装置１１２が組み込まれる。安全装置１１２は前述の安全装置４５と同様にカメラユニット４６を備える。カメラユニット４６の筐体４７は例えばスライド１０４に取り付けられる。取り付けにあたってカメラユニット４６の筐体４７は上金型１０５に対して位置決めされる。安全装置１１２は前述の安全装置４５と同様に機能する。したがって、安全装置１１２では前述の安全装置４５と同様な効果は達成される。
【００６５】
なお、プレス機１０１は油圧プレスとして説明されたものの、プレス機１０１はサーボプレスやクランクプレスとして構成されてもよい。その場合でも、安全装置１１２は利用されることができる。安全装置１１２は前述と同様に機能する。さらに、安全装置４５、１１２では魚眼レンズ４８は広角レンズに置き換えられてもよい。さらにまた、輪郭の検出にあたって予め肌の色や作業用手袋の色が画像処理装置６４に登録されていてもよい。こうして色の検出に応じて手や指の輪郭線が検出されれば、検出の精度はさらに高められることができる。さらにまた、下向きの端面５３ａおよび位置決め面５２の働きは前述のように筐体４７そのものに確立されることができるだけでなく筐体４７に付加される他部材の働きで確立されてもよい。そういった他部材は筐体４７の一部として取り扱われる。
【符号の説明】
【００６６】
１１  鍛圧機械（プレスブレーキ）、１７  型（パンチ）、４５  安全装置、４６  撮像ユニット（カメラユニット）、４７  筐体、４８  魚眼レンズ、５７  撮像素子、５８  感光面、５９  一列の画素（画素列）、６２  画像、６４  画像処理装置、６５  進路、６６  仮想平面、６８ｂ  人体の像、６８ｃ  人体の像、７１  光電変換素子（フォトダイオード）、７２  演算回路、１０１  鍛圧機械（プレス機）、１０５  型（上金型）、１１２  安全装置、Ｇ  重力方向。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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