JP4440737B2

JP4440737B2 - エリアセンサ

Info

Publication number: JP4440737B2
Application number: JP2004250892A
Authority: JP
Inventors: 真指宿; 友範大塚
Original assignee: サンクス株式会社
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2024-08-30
Also published as: JP2006066350A

Description

本発明は、非一次元的に拡がる検出領域を備えたエリアセンサに関する。

上記エリアセンサには、図２４の（ａ）に示すように、投光器２０１から受光器２０２に向って拡がる投光領域２０３を形成したり、図２５の（ａ）に示すように、受光器２０２から投光器２０１に向って拡がる受光領域２０４を形成した構成のものがある。この構成の場合、投光器２０１および受光器２０２を離間距離Ｌｍｉｎ〜Ｌｍａｘの範囲内で設置することが仕様で決められており、投光領域２０３の拡がり角θは、図２４の（ａ）に示すように、両者を最小の離間距離Ｌｍｉｎで設置したときに受光器２０２が投光領域２０３内に収まる値に固定され、受光領域２０４の拡がり角θは、図２５の（ａ）に示すように、両者を最小の離間距離Ｌｍｉｎで設置したときに投光器２０１が受光領域２０４内に収まる値に固定されている。
特開平９−２６５８８０号公報

上記エリアセンサの場合、投光器２０１および受光器２０２を離間距離Ｌｍａｘで設置したときには、図２４の（ｂ）に示すように、投光器２０１から受光器２０２以外の余分な領域に光が外乱光として投射されたり、図２５の（ｂ）に示すように、受光器２０２が投光器２０１以外の余分な領域から投射された光を外乱光として受光する虞れがある。このため、投光器２０１および受光器２０２を設置するときの離間距離に実使用上の制約があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、投光器および受光器を設置するときの離間距離の自由度を高めることを課題とするものである。

請求項１に係る発明は投光器から受光器に向って拡がる投光領域を有するエリアセンサを対象に投光領域の拡がり角を調整するものである。この請求項１に係る発明は、投光領域内に光を投射する投光器と、前記投光器に対向配置され長尺な本体ケースと当該本体ケースの長手方向に沿って延びる長尺な受光窓と当該本体ケースの長手方向に沿って並ぶ複数の受光素子を備えた受光器と、テストモードおよび通常モードのそれぞれを選択するための選択手段とを備え、前記受光器の複数の受光素子のそれぞれは前記投光器から前記投光領域内に投射された光を前記受光窓を通して受光することで受光信号を出力するものであり、前記投光器は光を投射する投光素子と当該投光素子から投射された光を折曲げて出射する反射鏡と当該反射鏡の傾斜角度を変動させるスキャンモータを有するものであって当該スキャンモータによって当該反射鏡の傾斜角度を変動させることで前記投光器から離れるに従って少なくとも前記受光器の長手方向に拡がる投光領域を生成するものであり、前記テストモードが設定されている場合には前記スキャンモータが予め決められたスキャン開始位置を基準に回転操作されることで前記反射鏡の傾斜角度が前記スキャンモータのスキャン開始位置に応じた傾斜角度から一方向へ変動し、前記反射鏡の傾斜角度が変動している場合には前記受光器からの受光信号が検出されることで受光走査時間が計測されると共に前記受光器からの受光信号が検出されなくなることで受光走査時間の計測が終了し、前記受光走査時間の計測が終了した場合には前記受光走査時間の計測結果が予め決められた演算式によって処理されることで前記スキャンモータのスキャン開始位置を基準とするスキャン停止位置が演算され、前記通常モードが設定されている場合には前記スキャンモータが前記スキャン開始位置から前記テストモードでの前記スキャン停止位置の演算結果まで回転操作されることで前記投光器の投光領域の拡がり角が調整されるところに特徴を有する。

請求項１に係る発明によれば、投光器および受光器間の離間距離に応じて投光領域の拡がり角を調整し、投光器から受光器以外の余分な領域に外乱光が投射されることを防止できるので、両者を設置するときの離間距離の自由度が高まる。

１．受光器１の説明
受光器ケース２は、図１に示すように、長尺な本体ケースに相当するものであり、受光器ケース２には複数の受光レンズ３が固定されている。これら受光レンズ３は等ピッチで縦一列に配列されたものであり、受光器ケース２には受光窓１４が固定されている。この受光窓１４は受光器ケース２の長手方向に沿って延びる長尺な透明板からなるものであり、複数の受光レンズ３は受光窓１４によって前方から覆われている。これら各受光レンズ３の後方には、図２に示すように、フォトダイオードからなる受光素子４が配置されている。これら受光素子４は受光器ケース２内に収納されたものであり、前方の受光レンズ３から受光窓１４を通して入射光が与えられることに基いて受光信号を出力する。

受光器ケース２内には、図３に示すように、受光制御回路５が収納されている。この受光制御回路５はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、ＣＰＵ６・ＲＯＭ７・ＲＡＭ８を有している。この受光制御回路５のＲＯＭ７には受光制御プログラムが記録されており、受光制御回路５のＣＰＵ６は受光制御プログラムに基いてシフトレジスタ９のクロック端子に複数のクロックパルスを一定の時間間隔で出力し、シフトレジスタ９のデータ入力端子に１個目のクロックパルスに同期してデータパルスを出力する。

シフトレジスタ９は受光器ケース２内に収納されたものであり、受光制御回路５からのデータパルスおよび１個目のクロックパルスに基いてハイレベル信号を生成し、ハイレベル信号をクロックパルスに同期してシフトさせることに基いて複数のアナログスイッチ１０に順に出力する。これら各アナログスイッチ１０はシフトレジスタ９からハイレベル信号が与えられることに基いて導通するものであり、各受光素子４はアナログスイッチ１０が導通することに基いて有効化される。即ち、複数の受光素子４はクロックパルスに同期して最上段から最下段に向けて順に有効化されるものであり、有効状態で受光窓１４および受光レンズ３を通して入射光を検出することに基いて受光制御回路５に受光信号を出力する。

受光器ケース２には、図１に示すように、モードスイッチ１１が装着されている。このモードスイッチ１１はテストモードおよび通常モードを選択する選択手段に相当するものであり、図３に示すように、受光制御回路５に接続されている。前者のテストモードはエリアセンサの実際の設置状態に合せてパラメータを設定する特殊モードであり、エリアセンサを最初に設置するときに使用される。後者の通常モードは対象物の有無を実際に検出するモードであり、テストモードでパラメータを設定した後に使用される。

受光器ケース２には、図１に示すように、表示器１２が装着されており、表示器１２は、図３に示すように、受光制御回路５に接続されている。この表示器１２は複数のＬＥＤ１３からなるものであり、受光制御回路５は表示器１２を点灯制御することに基いて物体の検出状態等の運転状態を報知する。
２．投光器２１の説明
投光器ケース２２は、図１に示すように、受光器ケース２に対向配置されるものであり、投光器ケース２２内には、図２に示すように、１個の投光素子２３が収納されている。この投光素子２３はビーム状の赤外線を投射する赤外線ＬＥＤからなるものであり、投光素子２３の上方にはガルバノミラーからなる板状のスキャンミラー２４が配置されている。このスキャンミラー２４は投光器ケース２２内に収納されたものであり、水平な軸２５を中心に回動可能にされている。このスキャンミラー２４は投光素子２３から投射された光を折曲げる反射鏡に相当するものであり、スキャンミラー２４が反射する光は投光器ケース２２の窓部から検出光として出射される。

投光器ケース２２内には、図３に示すように、サーボモータからなるスキャンモータ２６が収納されている。このスキャンモータ２６はスキャンミラー２４の軸２５に連結されたものであり、スキャンミラー２４を矢印方向へ一定速度で正転操作することに基いて検出光の出射角度θｆを変える。このスキャンモータ２６はモータ駆動回路２７を介して投光制御回路２８に接続されており、投光制御回路２８はケーブル２９（図１参照）を介して受光制御回路５に接続されている。これらモータ駆動回路２７および投光制御回路２８は投光器ケース２２内に収納されたものであり、投光制御回路２８はモータ駆動回路２７を通してスキャンモータ２６を駆動制御する。

投光制御回路２８はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、ＣＰＵ３０・ＲＯＭ３１・ＲＡＭ３２を有している。この投光制御回路２８のＲＯＭ３１には投光制御プログラムが記録されている。この投光制御プログラムはスキャンモータ２６をスキャン開始位置θｓからスキャン停止位置θｅまで正転させた後にスキャン停止位置θｅからスキャン開始位置θｓまで逆転させる動作を繰返すものであり、投光制御回路２８のＣＰＵ３０はスキャンモータ２６をスキャン開始位置θｓに位置決めする毎に受光制御回路５にスキャン指令を送信する。尚、投光制御回路２８は投光領域調整手段に相当するものである。

投光制御回路２８のＣＰＵ３０はクロックパルスに同期する駆動信号を生成し、スキャンモータ２６を駆動信号に基いて回転操作する。このクロックパルスは受光制御回路５からケーブル２９を通して与えられるものであり、スキャンモータ２６は複数の受光素子４が最上段から最下段に向けて順に有効化されることに同期して正転する。即ち、スキャンミラー２４は複数の受光素子４が順に有効化されることに同期して矢印方向へ正転するものであり、スキャンミラー２４の正転時には反射光が有効な受光素子４に順に入射される。

次に上記構成の作用について説明する。
受光制御回路５のＣＰＵ６は図４のステップＳ１へ移行すると、モードスイッチ１１の操作状態に基いて現在の設定モードを判断する。ここでテストモードが設定されていることを検出したときにはステップＳ２へ移行し、投光制御回路２８にテスト指令を送信する。すると、投光制御回路２８のＣＰＵ３０はテスト指令を検出し、スキャンモータ２６のスキャン停止位置θｅをＲＯＭ３１に予め記録された最大位置θｍａｘに初期設定する。この最大位置θｍａｘは、図５の（ａ）に示すように、受光器ケース２および投光器ケース２２が最短の離間距離Ｌｍｉｎで設置されたときに最上段の受光素子４から最下段の受光素子４まで検出光を限定的に投射することが可能な位置を称するものであり、スキャン停止位置の初期設定状態で受光器ケース２および投光器ケース２２が離間距離Ｌ（＞Ｌｍｉｎ）で設置されているときには最下段の受光素子４を下方に超えて検出光が投射されることになる。

受光制御回路５のＣＰＵ６は図４のステップＳ３へ移行すると、スキャン指令の有無を判断する。このスキャン指令は投光制御回路２８がスキャンモータ２６をスキャン開始位置θｓにセットすることに基いて送信するものであり、受光制御回路５のＣＰＵ６はステップＳ３でスキャン指令を検出したときにはステップＳ４へ移行する。
受光制御回路５のＣＰＵ６はステップＳ４へ移行すると、投光制御回路２８およびシフトレジスタ９の双方に対するクロックパルスの出力を開始し、シフトレジスタ９だけに１個のデータパルスを出力する。すると、複数の受光素子４がクロックパルスに同期して設定順序で有効化され、スキャンモータ２６がクロックパルスに同期してスキャン開始位置θｓから最大位置θｍａｘまで正転し、スキャンミラー２４からの反射光が有効な受光素子４に順に入射される。

受光制御回路５のＣＰＵ６はステップＳ５へ移行すると、タイマＴをスタートさせる。このタイマＴは受光制御回路５が受光素子４からの受光信号を検出している受光走査時間を実測するものであり、受光走査時間は、図５の（ａ）に示すように、受光器ケース２および投光器ケース２２が最小の離間距離Ｌｍｉｎで設置されたときに最大値Ｔｍａｘになり、図５の（ｂ）に示すように、受光器ケース２および投光器ケース２２が最大の離間距離Ｌｍａｘで設置されたときに最小値Ｔｍｉｎになる。尚、最小の離間距離Ｌｍｉｎおよび最大の離間距離Ｌｍａｘは製品の仕様で定められた定格値を称する。

受光制御回路５のＣＰＵ６は図４のステップＳ６へ移行すると、受光信号の有無を判断する。ここで受光信号がないことを検出したときにはステップＳ７へ移行し、タイマＴを停止させることに基いて受光走査時間の計測処理を終える。
受光制御回路５のＲＯＭ７には、下記（１）に示すように、スキャン停止位置θｅの演算式が予め記録されており、受光制御回路５のＣＰＵ６は図４のステップＳ８へ移行すると、演算式（１）に受光走査時間の計測結果Ｔを投入することに基いてスキャン停止位置θｅを演算する。そして、ステップＳ９へ移行し、スキャン停止位置θｅの演算結果を投光制御回路２８に送信する。すると、投光制御回路２８のＣＰＵ３０はスキャン停止位置の初期設定結果θｍａｘを演算結果に更新する。

θｅ＝（Ｔ＊Δθ／ΔＴ）＋θｓ・・・・・（１）
（但し、Δθ／ΔＴは受光制御回路５のＲＯＭ７に予め記録されたスキャンモータ２６の単位時間当りの回転量である。）
受光制御回路５のＣＰＵ６はステップＳ１でモードスイッチ１１が通常モードに設定されていることを検出すると、ステップＳ１０の通常処理を行う。この通常処理は投光制御回路２８からのスキャン指令を検出することに基いて複数の受光素子４を順に有効化し、スキャンミラー２４からの投射光を有効な受光素子４に順に入射させるものである。この通常処理では投光制御回路２８がスキャンモータ２６をスキャン開始位置θｓからスキャン停止位置θｅの演算結果まで正転させ、受光器ケース２および投光器ケース２２間の現実の離間距離Ｌに応じたエリア内に限定して三角形状の投光領域Ｅを生成する。即ち、投光領域Ｅの拡がり角θはスキャンモータ２６の回動量（θｅ―θｓ）で確定されるものであり、受光器ケース２および投光器ケース２２間の現実の離間距離Ｌに基いて自動的に調整される。

上記実施例１によれば次の効果を奏する。
受光器１および投光器２１間の離間距離Ｌに応じて投光領域Ｅの拡がり角θを調整し、投光器２１から受光器１以外の余分な領域に外乱光が投射されることを防止したので、受光器１および投光器２１を設置するときの離間距離Ｌの自由度が高まる。
受光走査時間Ｔの計測結果に基いてスキャンモータ２６のスキャン停止位置θｅを演算し、スキャンモータ２６を固定的なスキャン開始位置θｓから可変的なスキャン停止位置θｅまで回動操作することに基いてスキャンミラー２４の傾斜角度の変動量（θｅ―θｓ）を加減し、投光領域Ｅの拡がり角θをスキャンミラー２４の走査範囲を変えることに基いて制御した。このため、使用者が投光領域Ｅの拡がり角θを手動操作で調整する煩わしさがなくなるので、利便性が高まる。

上記実施例１においては、スキャンモータ２６のスキャン停止位置θｅを調整することに基いて投光領域Ｅの拡がり角θを調整したが、これに限定されるものではなく、例えば投光素子２３の発光停止タイミングを変える制御を行うことに基いて投光領域Ｅの拡がり角θを調整しても良い。即ち、スキャンモータ２６のスキャン停止位置θｅを最大値θｍａｘに固定し、受光制御回路５が最下段の最終発光順序の受光素子４からの受光信号を検出することに基いて投光制御回路２８に投光停止指令を送信するように構成する。この投光停止指令は投光制御回路２８に投光素子２３の発光停止を指令するものであり、投光制御回路２８はスキャンミラー２４から最下段の受光素子４に光を投射した直後に投光素子２３を発光停止させる。この構成の場合、使用者が投光領域Ｅの拡がり角θを手動操作で調整する煩わしさがなくなるので、利便性が高まる。

受光器ケース２２内には、図６に示すように、第１の投光素子４１および第１のスキャンミラー４２が収納されている。この第１のスキャンミラー４２は第１の軸４３を中心に回動可能にされたものであり、第１の軸４３は第１のスキャンモータに連結されている。この第１のスキャンモータは投光制御回路２８に接続されており、投光制御回路２８は第１のスキャンモータを固定的な第１のスキャン開始位置θｓ１から固定的な第１のスキャン停止位置θｅ１まで受光制御回路５からのクロックパルスに同期して操作し、第１の投光素子４１から上半部の複数の受光素子４に有効タイミングで検出光を入射する。

受光器ケース２２内には第２の投光素子４４および第２のスキャンミラー４５が収納されている。この第２のスキャンミラー４５は第２の軸４６を中心に回動可能にされたものであり、第２の軸４６は第２のスキャンモータに連結されている。この第２のスキャンモータは投光制御回路２８に接続されており、投光制御回路２８は第２のスキャンモータを固定的な第２のスキャン開始位置θｓ２から固定的な第２のスキャン停止位置θｅ２まで受光制御回路５からのクロックパルスに同期して操作し、第２の投光素子４４から下半部の複数の受光素子４に有効タイミングで検出光を入射する。

上記構成の場合、受光制御回路５は受光素子４のうち特定の第１の受光素子４Ａからの受光信号を検出することに基いて投光制御回路２８に第１の投光停止指令を送信する。この第１の受光素子４Ａとは第１の投光素子４１および第１のスキャンミラー４２が分担する上半部の複数の受光素子４のうち最下段のものであり、投光制御回路２８は第１の発光停止指令を検出することに基いて第１の投光素子４１を発光停止させる。

受光制御回路５は受光素子４のうち特定の第２の受光素子４Ｂからの受光信号を検出することに基いて投光制御回路２８に第２の投光停止指令を送信する。この第２の受光素子４Ｂとは第２の投光素子４４および第２のスキャンミラー４５が分担する下半部の複数の受光素子４のうち最下段のものであり、投光制御回路２８は第２の発光停止指令を検出することに基いて第２の投光素子４４を発光停止させる。即ち、投光制御回路２８は第１の投光素子４１の投光停止タイミングを調整することに基いて第１の投光領域Ｅ１の拡がり角θ１を調整し、第２の投光素子４４の投光停止タイミングを調整することに基いて第２の投光領域Ｅ２の拡がり角θ２を調整する。

投光器ケース２２内には、図７に示すように、複数の受光素子５１が収納されている。これら受光素子５１は受光器ケース２内の受光制御回路５に接続されており、受光制御回路５は受光器ケース２内の最下段の受光素子４に続けて投光器ケース２２内の最上段の受光素子５１を有効化し、投光素子５１を最上段から最下段に向けて順に有効化する。尚、複数の受光素子５１は受光部５２を構成するものである。

受光器ケース２内には投光素子５３およびスキャンミラー５４が収納されている。このスキャンミラー５４は軸５５を中心に回動可能にされたものであり、スキャンミラー５４の軸５５は受光器ケース２内の新たなスキャンモータに連結されている。この新たなスキャンモータは投光器ケース２２内の投光制御回路２８に接続されており、投光制御回路２８は受光器ケース２内の新たなスキャンモータを受光制御回路５からのクロックパルスに同期して固定的なスキャン開始位置θｓｎから固定的なスキャン停止位置θｅｎまで矢印方向に正転させ、投光器ケース２２内の複数の受光素子５１に有効タイミングで検出光を順に入射する。尚、投光素子５３・スキャンミラー５４・新たなスキャンモータは投光部５６を構成するものである。

上記構成の場合、受光制御回路５は受光器ケース２内の最下段の受光素子４からの受光信号を検出すると、投光制御回路２８に投光停止指令を送信する。すると、投光制御回路２８は投光器ケース２２内の投光素子２３を発光停止させる。そして、受光器ケース２内の新たなスキャンモータを駆動し、受光器ケース２内のスキャンミラー５４から投光器ケース２２内の複数の受光素子５１に有効タイミングで検出光を順に入射する。この状態で受光制御回路５は投光器ケース２２内の最下段の受光素子５１からの受光信号を検出すると、投光制御回路２８に新たな投光停止指令を送信する。すると、投光制御回路２８は受光器ケース２内の投光素子５３を発光停止させる。即ち、投光制御回路２８は投光素子２３の投光停止タイミングを調整することに基いて投光領域Ｅの拡がり角θを調整し、投光素子５３の投光停止タイミングを調整することに基いて新たな投光領域Ｅｎの拡がり角θｎを調整するものであり、投光領域調整手段および新たな投光領域調整手段を兼用している。

上記実施例２〜実施例３においては、投光素子の発光停止タイミングを変えることに基いて投光領域の拡がり角を調整したが、例えば第１実施例のように、スキャンモータのスキャン停止位置を調整することに基いて投光領域の拡がり角を調整しても良い。
上記実施例１〜実施例３においては、スキャンミラーとしてガルバノミラーを用いたが、これに限定されるものではなく、例えばポリゴンミラーを用いても良い。

上記実施例１〜実施例３においては、機械的なモードスイッチ１１の操作内容に基いてテストモードおよび通常モードを切換える構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば受光制御回路５にケーブルを介してコンソール等の外部入力手段を接続し、受光制御回路５が外部入力手段からの入力信号に基いてテストモードおよび通常モードを切換える構成としても良い。

投光器ケース２２内には、図８に示すように、投光素子６１およびレンズ６２が収納されている。このレンズ６２は投光素子６１からの投射光を円形状に３次元に拡がる光に拡散して出射する拡散手段に相当するものであり、投光器ケース２２内の移動機構に連結されている。この移動機構はレンズ６２を投光素子６１に対して直線的に移動操作することに基いて両者の離間距離を変えるものであり、投光領域Ｅの拡がり角θは両者の離間距離に応じて変化する。

受光器ケース２内には複数の受光素子６３が収納されており、レンズ６２から投射された拡散光は複数の受光素子６３に入射する。これら受光素子６３はレンズ６２からの拡散光を検出することに基いて受光信号を出力するものであり、受光制御回路に接続されている。この受光制御回路は受光信号の出力状態に基いて対象物の有無を検出するものであり、複数の受光素子６３をスキャンすることなく同時に有効化する。この受光制御回路は受光器ケース２の表示器１２に接続されており、受光制御回路は複数の全ての受光素子６３から受光信号が出力されていることを検出することに基いて表示器１２の所定のＬＥＤを点灯し、少なくとも１個の受光素子６３から受光信号が出力されていないことを検出することに基いて所定のＬＥＤ１３を消灯する。

投光器ケース２２には投光領域調整手段に相当するダイアル６５が回動可能に装着されている。このダイアル６５は移動機構を手動操作する操作子に相当するものであり、投光素子６１およびレンズ６２間の離間距離はダイアル６５を回動操作することで調節される。即ち、ダイアル６５は受光器ケース２および投光器ケース２１間の離間距離に応じて投光領域Ｅの拡がり角θを手動調整するものであり、拡がり角θの調整手順は次の通りである。
１）受光器ケース２および投光器ケース２２が光軸の調整状態で設置されている場合
所定のＬＥＤ１３の点灯の有無を監視しながらダイアル６５を回動操作し、所定のＬＥＤ１３が点灯状態から消灯状態に切換わる直前位置にダイアル６５を合わせる。この状態ではレンズ６２からの拡散光が最上段の受光素子６３と最下段の受光素子６３との間に限定的に投射され、外乱光の発生が防止される。
２）受光器ケース２および投光器ケース２２が光軸の調整状態で設置されていない場合
ダイアル６５を最大位置に回動操作することに基いて投光領域Ｅの拡がり角θを最大値に設定し、受光器ケース２および投光器ケース２２の設置状態を調整することに基いて所定のＬＥＤ１３を点灯させる。この所定のＬＥＤ１３の点灯状態でダイアル６５を回動操作することに基いて投光領域Ｅの拡がり角θを小さくする。このとき、光軸調整しても所定のＬＥＤ１３が消灯状態から点灯状態に復帰しない位置を探索し、ダイアル６５の回動位置を探索結果の手間に合わせる。

上記第４実施例によれば、受光器１および投光器２１間の離間距離に応じて投光領域Ｅの拡がり角θを調整し、投光器２１から受光器１以外の余分な領域に外乱光が投射されることを防止したので、投光器２１から検出光が無駄に投射されることがなくなる。この検出光の投射量は離間距離の２乗に比例して低下するものであり、余分な領域が存在しない分だけ有効利用される投光量が多くなる。このため、Ｓ／Ｎ比が向上するので、外乱光に対して強くなる。

投光器ケース２２内には、図９に示すように、第１の投光素子７１および第１のレンズ７２が収納されている。この第１のレンズ７２は第１の投光素子７１からの投射光を円形状に３次元に拡がる検出光に拡散して上半部の複数の受光素子６３に出射する拡散手段に相当するものであり、第１の移動機構に連結されている。この第１の移動機構は第１のレンズ７２を第１の投光素子７１に対して移動操作するものであり、第１の移動機構には投光領域調整手段に相当する第１のダイアル７３が連結されている。この第１のダイアル７３は第１の移動機構を介して第１のレンズ７２を移動操作するものであり、第１のレンズ７２が生成する第１の投光領域Ｅ１の拡がり角θ１は第１のダイアル７３の操作量に応じて変化する。

投光器ケース２２内には第２の投光素子７４および第２のレンズ７５が収納されている。この第２のレンズ７５は第２の投光素子７４からの投射光を円形状に３次元に拡がる検出光に拡散して下半部の複数の受光素子６３に出射する拡散手段に相当するものであり、第２の移動機構に連結されている。この第２の移動機構は第２のレンズ７５を第２の投光素子７４に対して移動操作するものであり、第２の移動機構には投光領域調整手段に相当する第２のダイアル７６が連結されている。この第２のダイアル７６は第２の移動機構を介して第２のレンズ７５を移動操作するものであり、第２のレンズ７５が生成する第２の投光領域Ｅ２の拡がり角θ２は第２のダイアル７６の操作量に応じて変化する。

受光器ケース２の表示器１２は第１の投光領域Ｅ１の拡がり角θ１および第２の投光領域Ｅ２の拡がり角θ２を個別に調整する目印となるものであり、受光制御回路は第１の投光素子７１および第１のレンズ７２が分担する上半部の複数の全ての受光素子６３から受光信号が出力されている場合に表示器１２の所定のＬＥＤ１３を点灯させ、第２の投光素子７４および第２のレンズ７５が分担する下半部の複数の全ての受光素子６３から受光信号が出力されている場合に表示器１２の別の所定のＬＥＤ１３を点灯させる。従って、例えば受光器ケース２および投光器ケース２２が光軸の調整状態で設置されているときには所定のＬＥＤ１３および別の所定のＬＥＤ１３が点灯状態から消灯状態に切換わる直前位置に第１のダイアル７３および第２のダイアル７６を合せることで第１の投光領域Ｅ１の拡がり角θ１および第２の投光領域Ｅ２の拡がり角θ２が適正値に調整される。

投光器ケース２２内には、図１０に示すように、複数の受光素子６６が収納されている。これら受光素子６６は受光器ケース２内の受光制御回路に接続されており、受光制御回路は受光器ケース２内の複数の受光素子６３および投光器ケース２２内の複数の受光素子６６をスキャンすることなく同時に有効化する。尚、複数の受光素子６６は受光部６７に相当するものである。

受光器ケース２内には投光素子６８およびレンズ６９が収納されている。このレンズ６９は投光素子６８からの投射光を円形状に３次元に拡がる光に拡散して投光器ケース２２内の複数の受光素子６６に出射する拡散手段に相当するものであり、移動機構に連結されている。この移動機構は受光器ケース２内のレンズ６９を投光素子６８に対して移動操作するものであり、レンズ６９の移動機構には新たな投光領域調整手段に相当するダイアル９０が連結されている。このダイアル９０は受光器ケース２に装着されたものであり、レンズ６９が生成する新たな投光領域Ｅｎの拡がり角θｎはダイアル９０の操作量に応じて変化する。尚、投光素子６８とレンズ６９とレンズ６９の移動機構は投光部９１を構成するものである。

受光器ケース２の表示器１２は投光領域Ｅの拡がり角θおよび新たな投光領域Ｅｎの拡がり角θｎを調整する目印となるものであり、受光制御回路は投光器ケース２２内の複数の全ての受光素子６６から受光信号が出力されている場合に表示器１２の所定のＬＥＤ１３を点灯させ、受光器ケース２内の複数の全ての受光素子６３から受光信号が出力されている場合に表示器１２の別の所定のＬＥＤ１３を点灯させる。従って、例えば受光器ケース２および投光器ケース２２が光軸の調整状態で設置されているときには所定のＬＥＤ１３および別の所定のＬＥＤ１３が点灯状態から消灯状態に切換わる直前位置にダイアル６５およびダイアル９０を合せることで投光領域Ｅの拡がり角θおよび新たな投光領域Ｅｎの拡がり角θｎが適正値に個別に調整される。

上記実施例４〜実施例６においては、ダイアルを回動操作することに基いてレンズおよび投光素子間の離間距離を調整したが、これに限定されるものではなく、例えばノブをスライド操作することに基いてレンズおよび投光素子間の離間距離を調整しても良い。
上記実施例４〜実施例６においては、レンズを移動操作することで投光領域の拡がり角を調整したが、これに限定されるものではなく、例えば投光素子を移動操作することで投光領域の拡がり角を調整しても良い。要はレンズおよび投光素子の少なくとも一方を相手側に対して相対的に移動操作することで投光領域の拡がり角を調整すれば良い。

上記実施例４〜実施例６においては、レンズおよび投光素子間の離間距離を手動操作で調整したが、これに限定されるものではなく、例えばモータ等の電気的な駆動源を用いて調整しても良い。
上記実施例４〜実施例６においては、投光素子から投射された光芒を拡げるレンズとしてシリントリカルレンズを用い、投光器から離れるに従って投光器の長手方向に拡がる楕円形状の投光領域を形成しても良い。

上記実施例４〜実施例６においては、レンズおよび投光素子間の離間距離に基いて投光領域の拡がり角を変更したが、これに限定されるものではなく、例えば下記１）〜６）のように構成しても良い。
１）投光素子からの投射光を拡げる複数のレンズを設け、複数のレンズ間の離間距離を変えることに基いて投光領域の拡がり角を変更する。
２）屈折率が異なる複数のレンズを選択的に使用し、投光素子からの投射光をレンズの屈折率に応じた異なる角度で拡げることに基いて投光領域を変更する。
３）投光素子からの投射光を拡散プレートのスリットを通して拡げて出射することで投光領域を形成する。この拡散プレートを着脱したり、交換することで投光領域の拡がり角を変更する。
４）拡散プレートを投光素子に対して相対的に移動操作することに基いてスリットおよび投光素子間の離間距離を変え、投光領域の拡がり角を変更する。
５）拡散プレートのスリット幅を変更可能に設け、スリット幅を変更することに基いて投光領域の拡がり角を変更する。
６）投光素子からの投射光の拡がり角を凹面鏡によって変更することで投光領域の拡がり角を変更する。

上記実施例１〜実施例６においては、受光器の受光領域を固定したが、これに限定されるものではなく、例えば実施例７に示すように、受光器の受光領域を調整する受光領域調整手段を設けても良い。

受光器ケース２内には、図１１に示すように、各受光素子４の前方に位置してレンズ８１が収納されている。これら各レンズ８１は投光素子２３からの投射光を集光して後方の受光素子４に入射するものであり、共通の移動機構に連結されている。この移動機構は複数のレンズ８１を共通に移動操作するものであり、移動機構にはダイアル８２が連結されている。このダイアル８２は受光領域調整手段に相当するものであり、複数の受光素子４の受光領域はダイアル８２の操作量に応じて共通の拡がり角に調節される。

上記実施例７においては、複数のレンズ８１を１個のダイアル８１によって共通に移動操作したが、これに限定されるものではなく、例えば複数のレンズ８１毎に移動機構およびダイアルを設け、複数のレンズ８１を複数のダイアルによって個別に移動操作することに基いて複数の受光素子４毎に受光領域を調整する構成としても良い。
上記実施例１〜実施例７においては、投光器からの投射光を複数の受光素子によって受光したが、これに限定されるものではなく、例えば実施例８に示すように、１個の受光素子によって受光しても良い。

受光器ケース２内には、図１２に示すように、凹面鏡８２が収納されている。この凹面鏡８２はレンズ６２から投射される拡散光を折曲げるものであり、凹面鏡８２からの反射光はレンズ８３を通して１個の受光素子８４に入射する。

１．投光器１００の説明
投光器ケース１０１は、図１３に示すように、長尺な本体ケースに相当するものであり、投光器ケース１０１には複数の投光レンズ１０２が固定されている。これら投光レンズ１０２は等ピッチで縦一列に配列されたものであり、投光器ケース１０１には投光窓１０９が固定されている。この投光窓１０９は投光器ケース１０１の長手方向に沿って延びる長尺な透明板からなるものであり、複数の投光レンズ１０２は投光窓１０９によって前方から覆われている。この投光器ケース１０１内には、図１４に示すように、各投光レンズ１０２の後方に位置して投光素子１０３が収納されている。これら投光素子１０３は赤外線ＬＥＤからなるものであり、ビーム状の赤外線を前方の投光レンズ１０２から投光窓１０９を通して投射する。

投光器ケース１０１内には、図１５に示すように、投光制御回路１０４が収納されている。この投光制御回路１０４はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、ＣＰＵ１０５・ＲＯＭ１０６・ＲＡＭ１０７を有している。この投光制御回路１０４のＲＯＭ１０６には投光制御プログラムが記録されており、投光制御回路１０４のＣＰＵ１０５は投光制御プログラムに基いてシフトレジスタ１０８のクロック端子に複数のクロックパルスを一定の時間間隔で出力し、シフトレジスタ１０８のデータ入力端子に１個目のクロックパルスに同期してデータパルスを与える。

シフトレジスタ１０８は投光器ケース１０１内に収納されたものであり、投光制御回路１０４からのデータパルスおよび１個目のクロックパルスに基いてハイレベル信号を生成し、ハイレベル信号をクロックパルスに同期してシフトさせることに基いて図１４の最上段の投光素子１０３から図１４の最下段の投光素子１０３の順序で光を投射する。
２．受光器１１０の説明
受光器ケース１１１内には、図１４に示すように、フォトダイオードからなる１個の受光素子１１２が収納されている。この受光素子１１２の上方にはガルバノミラーからなる板状のスキャンミラー１１３が配置されており、複数の投光素子１０３はスキャンミラー１１３に向けて光を投射するように配置されている。このスキャンミラー１１３は各投光素子１０３からの投射光を受光素子１１２に向けて反射する反射鏡に相当するものであり、軸１１４を中心に回動可能にされている。

受光器ケース１１１内には、図１５に示すように、サーボモータからなるスキャンモータ１１５が収納されており、スキャンモータ１１５はスキャンミラー１１３の軸１１４に連結されている。このスキャンモータ１１５はモータ駆動回路１１６を介して受光制御回路１１７に接続されており、受光制御回路１１７はケーブル１１８（図１３参照）を介して投光制御回路１０４に接続されている。これらモータ駆動回路１１６および受光制御回路１１７は受光器ケース１１１内に収納されたものであり、受光制御回路１１７はモータ駆動回路１１６を通してスキャンモータ１１５を駆動制御する。

受光制御回路１１７はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、ＣＰＵ１１９・ＲＯＭ１２０・ＲＡＭ１２１を有している。この受光制御回路１１７のＲＯＭ１２０には受光制御プログラムが記録されている。この受光制御プログラムはスキャンモータ１１５をスキャン開始位置θｓからスキャン停止位置θｅまで一定速度で正転させた後にスキャン停止位置θｅからスキャン開始位置θｓまで逆転させる動作を繰返すものであり、受光制御回路１１７のＣＰＵ１１９はスキャンモータ１１５をスキャン開始位置θｓに位置決めする毎に投光制御回路１０４にスキャン指令を送信する。尚、受光制御回路１１７は受光領域調整手段に相当するものである。

受光制御回路１１７のＣＰＵ１１９はクロックパルスに同期する駆動信号を生成し、スキャンモータ１１５を駆動信号に基いて回転操作する。このクロックパルスは投光制御回路１０４からケーブル１１８を通して与えられるものであり、スキャンモータ１１５は複数の投光素子１０３から光が順に投射されることに同期して矢印方向へ正転する。即ち、スキャンミラー１１３は複数の投光素子１０３から光が順に投射されることに同期して正転操作されるものであり、スキャンミラー１１３の正転時には複数の投光素子１０３からの投射光が受光素子１１２に順に入射される。

受光制御回路１１７には、図１５に示すように、表示器１２３が接続されている。この表示器１２３は受光器ケース１１１に装着された複数のＬＥＤからなるものであり、受光制御回路１１７は表示器１２３を点灯制御することに基いて物体の検出状態等の運転状態を報知する。
受光制御回路１１７には、図１５に示すように、モードスイッチ１２２が接続されている。このモードスイッチ１２２は、図１３に示すように、受光器ケース１１１に装着されたものであり、受光制御回路１１７のＣＰＵ１１９は図１６のステップＳ１１へ移行すると、モードスイッチ１２２の操作状態に基いて現在の設定モードを判断する。ここでテストモードが設定されていることを検出したときにはステップＳ１２へ移行し、スキャンモータ１１５のスキャン停止位置θｅをＲＯＭ１２０に予め記録された最大位置θｍａｘに初期設定する。この最大位置θｍａｘは、図１７の（ａ）に示すように、投光器ケース１０１および受光器ケース１１１が最短の離間距離Ｌｍｉｎで設置されたときに最上段の投光素子１０３から最下段の投光素子１０３まで投射光を限定的に検出することが可能な値を称するものであり、スキャン停止位置の初期設定状態で投光器ケース１０１および投光器ケース１１１が離間距離Ｌ（＞Ｌｍｉｎ）で設置されているときには最下段の投光素子１０３を下方に超えて光がスキャンミラー１１３に入射される。

受光制御回路１１７のＣＰＵ１１９は図１６のステップＳ１２でスキャン停止位置θｅを初期設定すると、ステップＳ１３でスキャンモータ１１５をスキャン開始位置θｓにセットし、ステップＳ１４で投光制御回路１０４にスキャン指令を送信する。すると、投光制御回路１０４のＣＰＵ１０５はスキャン指令を検出し、受光制御回路１１７およびシフトレジスタ１０８の双方に対するクロックパルスの出力を開始し、シフトレジスタ１０８だけに１個のデータパルスを出力する。すると、複数の投光素子１０３がクロックパルスに同期して順に発光し、スキャンモータ１１５がクロックパルスに同期してスキャン開始位置θｓから最大位置θｍａｘまで正転し、複数の投光素子１０３からの投射光がスキャンミラー１１３を通して受光素子１１２に順に入射される。

受光制御回路１１７のＣＰＵ１１９はステップＳ１５へ移行すると、タイマＴをスタートさせる。このタイマＴは受光制御回路１１７が受光素子１１２からの受光信号を検出している受光走査時間を実測するものであり、受光走査時間は、図１７の（ａ）に示すように、投光器ケース１０１および受光器ケース１１１が最小の離間距離Ｌｍｉｎで設置されたときに最大値Ｔｍａｘになり、図１７の（ｂ）に示すように、投光器ケース１０１および受光器ケース１１１が最大の離間距離Ｌｍａｘで設置されたときに最小値Ｔｍｉｎになる。

受光制御回路１１７のＣＰＵ１１９は図１６のステップＳ１６へ移行すると、受光信号の有無を判断する。ここで受光信号がないことを検出したときにはステップＳ１７へ移行し、タイマＴを停止させる。そして、ステップＳ１８で受光走査時間の計測結果Ｔを演算式（１）に投入することに基いてスキャン停止位置θｅを演算し、ステップＳ１９でスキャン停止位置の初期設定結果θｍａｘを演算結果に更新する。

θｅ＝（Ｔ＊Δθ／ΔＴ）＋θｓ・・・・・（１）
（但し、Δθ／ΔＴは受光制御回路１１７のＲＯＭ１２０に予め記録されたスキャンモータ１１５の単位時間当りの回転量である。）
受光制御回路１１７のＣＰＵ１１９はステップＳ１１でモードスイッチ１２２が通常モードに設定されていることを検出すると、ステップＳ２０の通常処理を行う。この通常処理は投光制御回路１０４からのクロックパルスに同期してスキャンミラー１１３を正転操作し、複数の投光素子１０３からの投射光を受光素子１１２に順に入射させるものである。この通常処理では受光制御回路１１７がスキャンモータ１１５を固定的なスキャン開始位置θｓからスキャン停止位置θｅの演算結果まで正転させ、投光器ケース１０１および受光器ケース１１１間の現実の離間距離Ｌに応じたエリア内に限定して三角形状の受光領域Ｆを生成する。即ち、受光領域Ｆの拡がり角θはスキャンモータ１１５の回動量（θｅ―θｓ）で確定されるものであり、投光器ケース１０１および受光器ケース１１１間の現実の離間距離Ｌに基いて自動的に調整される。

上記第９実施例によれば次の効果を奏する。
投光器１００および受光器１１０間の離間距離Ｌに応じて受光領域Ｆの拡がり角θを調整し、受光器１１０が投光器１００以外の余分な領域から投射された光を外乱光として受光することを防止したので、投光器１００および受光器１１０を設置するときの離間距離Ｌの自由度が高まる。

受光走査時間Ｔの計測結果に基いてスキャンモータ１１５のスキャン停止位置θｅを演算し、スキャンモータ１１５を固定的なスキャン開始位置θｓから可変的なスキャン停止位置θｅまで回動操作することに基いてスキャンミラー１１３の傾斜角度の変動量（θｅ―θｓ）を加減し、受光領域Ｆの拡がり角θをスキャンミラー１１３の走査範囲を変えることに基いて制御した。このため、使用者が受光領域Ｆの拡がり角θを手動操作で調整する煩わしさがなくなるので、利便性が高まる。

上記実施例９においては、スキャンモータ１１５のスキャン停止位置θｅを調整することに基いて受光領域Ｆの拡がり角θを調整したが、これに限定されるものではなく、例えば受光素子１１２の無効化タイミングを変える制御を行うことに基いて受光領域Ｆの拡がり角θを調整しても良い。即ち、スキャンモータ１１５のスキャン停止位置θｅを最大値θｍａｘに固定し、投光制御回路１０４が最下段の最終投光順序の投光素子１０３を発光停止させることに基いて受光制御回路１１７に受光停止指令を送信するように構成する。この受光停止指令は受光制御回路１１７に受光素子１１２の無効化を指令するものであり、受光制御回路１１７は最下段の投光素子１０３からの投射光を受光素子１１２に入射させた直後に受光素子１１２を無効化する。この構成の場合、使用者が受光領域Ｆの拡がり角θを手動操作で調整する煩わしさがなくなるので、利便性が高まる。

受光器ケース１１１内には、図１８に示すように、第１の受光素子１３１および第１のスキャンミラー１３２が収納されている。この第１のスキャンミラー１３２は第１の軸１３３を中心に回動可能にされたものであり、第１の軸１３３には第１のスキャンモータが連結されている。この第１のスキャンモータは受光制御回路１１７に接続されており、受光制御回路１１７は第１のスキャンモータを固定的な第１のスキャン開始位置θｓ１から固定的な第１のスキャン停止位置θｅ１まで投光制御回路１０４からのクロックパルスに同期して操作し、上半部の複数の投光素子１０３からの投射光を第１のスキャンミラー１３２を通して第１の受光素子１３１に順に入射する。

受光器ケース１１１内には第２の投光素子１３４および第２のスキャンミラー１３５が収納されている。この第２のスキャンミラー１３５は第２の軸１３６を中心に回動可能にされたものであり、第２の軸１３６には第２のスキャンモータが連結されている。この第２のスキャンモータは受光制御回路１１７に接続されており、受光制御回路１１７は第２のスキャンモータを固定的な第２のスキャン開始位置θｓ２から固定的な第２のスキャン停止位置θｅ２まで投光制御回路１０４からのクロックパルスに同期して操作し、下半部の複数の投光素子１０３からの投射光を第２のスキャンミラー１３５を通して第２の受光素子１３４に順に入射する。

上記構成の場合、投光制御回路１０４は投光素子１０３のうち特定の第１の投光素子１０３Ａを発光停止させることに基いて受光制御回路１１７に第１の受光停止指令を送信する。この第１の受光素子１０３Ａは第１の投光素子１３１および第１のスキャンミラー１３２が分担する上半部の複数の投光素子１０３のうち最下段のものであり、受光制御回路１１７は第１の受光停止指令を検出することに基いて第１の受光素子１３１を無効化する。

投光制御回路１０４は投光素子１０３のうち特定の第２の投光素子１０３Ｂを発光停止させることに基いて受光制御回路１１７に第２の受光停止指令を送信する。この第２の投光素子１０３Ｂは第２の受光素子１３４および第２のスキャンミラー１３５が分担する下半部の複数の投光素子１０３のうち最下段のものであり、受光制御回路１１７は第２の受光停止指令を検出することに基いて第２の受光素子１３４を無効化する。即ち、受光制御回路１１７は第１の受光素子１３１の無効化タイミングを調整することに基いて第１の受光領域Ｆ１の拡がり角θ１を調整し、第２の受光素子１３４の無効化タイミングを調整することに基いて第２の受光領域Ｆ２の拡がり角θ２を調整する。

受光器ケース１１１内には、図１９に示すように、複数の投光素子１４１が収納されている。これら投光素子１４１は投光器ケース１０１内の投光制御回路１０４に接続されており、投光制御回路１０４は投光器ケース１０１内の最下段の投光素子１０３に続けて受光器ケース１１１内の最上段の投光素子１４１を発光させ、投光素子１４１を最上段から最下段に向って順に発光させる。尚、複数の投光素子１４１は投光部１４２を構成するものである。

投光器ケース１０１内には受光素子１４３およびスキャンミラー１４４が収納されている。このスキャンミラー１４４は軸１４５を中心に回動可能にされたものであり、スキャンミラー１４４の軸１４５は投光器ケース１０１内の新たなスキャンモータに連結されている。このスキャンモータは受光器ケース１１１内の受光制御回路１１７に接続されており、受光制御回路１１７は投光器ケース１０１内のスキャンモータを投光制御回路１０４からのクロックパルスに同期して固定的なスキャン開始位置θｓｎから固定的なスキャン停止位置θｅｎまで矢印方向に正転させ、受光器ケース１１１内の複数の投光素子１４１からの投射光をスキャンミラー１４４を通して受光素子１４３に順に入射する。尚、受光素子１４３とスキャンミラー１４４と新たなスキャンモータは受光部１４６を構成するものである。

上記構成の場合、投光制御回路１０４は投光器ケース１０１内の最下段の投光素子１０３を発光停止させると、受光制御回路１１７に発光停止指令を送信する。すると、受光制御回路１１７は受光器ケース１１１内の受光素子１１２を無効化する。そして、投光器ケース１０１内のスキャンモータを駆動し、受光器ケース１１１内の複数の投光素子１４１からの投射光を投光器ケース１０１内のスキャンミラー１４４を通して受光素子１４３に順に入射する。この状態で投光制御回路１０４は受光器ケース１１１内の最下段の投光素子１４１を発光停止させると、受光制御回路１１７に新たな受光停止指令を送信する。すると、受光制御回路１１７は投光器ケース１０１内の受光素子１４３を無効化する。即ち、受光制御回路１１７は受光素子１１２の無効化タイミングを調整することに基いて受光領域Ｆの拡がり角θを調整し、受光素子１４３の無効化タイミングを調整することに基いて新たな受光領域Ｆｎの拡がり角θｎを調整するものであり、受光領域調整手段および新たな受光領域調整手段を兼用している。

上記実施例１０〜実施例１１においては、受光素子の無効化タイミングを変えることに基いて受光領域の拡がり角を調整したが、例えば第１実施例のように、スキャンモータのスキャン停止位置を調整することに基いて受光領域の拡がり角を調整しても良い。
上記実施例９〜実施例１１においては、スキャンミラーとしてガルバノミラーを用いたが、これに限定されるものではなく、例えばポリゴンミラーを用いても良い。

上記実施例９〜実施例１１においては、機械的なモードスイッチ１２２の操作内容に基いてテストモードおよび通常モードを切換える構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば受光制御回路１１７にケーブルを介してコンソール等の外部入力手段を接続し、受光制御回路１１７が外部入力手段からの入力信号に基いてテストモードおよび通常モードを切換える構成としても良い。

投光器ケース１０１内には、図２０に示すように、複数の投光素子１５１が収納されており、複数の投光素子１５１は投光制御回路に接続されている。この投光制御回路は投光器ケース１０１内に収納されたものであり、複数の投光素子１５１をスキャンすることなく同時に発光させる。
受光器ケース１１１内には受光素子１５２およびレンズ１５３が収納されており、複数の投光素子１５１はレンズ１５３に向って光を投射するように配置されている。このレンズ１５３は複数の投光素子１５１からの投射光を集光する集光手段に相当するものであり、受光器ケース１１１内の移動機構に連結されている。この移動機構はレンズ１５３を受光素子１５２に対して移動操作することに基いて両者の離間距離を変えるものであり、受光領域Ｆの拡がり角θは両者の離間距離に応じて変化する。この受光素子１５２は受光制御回路に接続されている。この受光制御回路は受光器ケース１１１内に収納されたものであり、受光素子１５２から出力される受光信号のレベルに基いて受光領域Ｆ内に物体が存在するか否かを判定する。

受光器ケース１１１の表示器１２３は受光制御回路に接続されており、受光制御回路は受光素子１５２からの受光信号が全入射レベルにあることを検出することに基いて表示器１２３の所定のＬＥＤを点灯する。この全入射レベルとは受光素子１５２が複数の全ての投光素子１５１からの投射光を受光しているレベルを称するものであり、受光制御回路は受光素子１５２からの受光信号が全入射レベルを下回っていることを検出したときには表示器１２３の所定のＬＥＤを消灯する。

受光器ケース１１１には受光領域調整手段に相当するダイアル１５５が回動可能に装着されている。このダイアル１５５は移動機構を手動操作する操作子に相当するものであり、受光素子１５２およびレンズ１５３間の離間距離はダイアル１５５を回動操作することで調節される。即ち、ダイアル１５５は投光器ケース１０１および受光器ケース１１１間の設置距離に応じてレンズ１５３の集光度合を変えることに基いて受光領域Ｆの拡がり角θを手動調整するものであり、拡がり角θの調整手順は次の通りである。
１）投光器ケース１００および受光器ケース１１１が光軸の調整状態で設置されている場合
表示器１２３の所定のＬＥＤの点灯の有無を監視しながらダイアル１５５を回動操作し、所定のＬＥＤが点灯状態から消灯状態に切換わる直前位置にダイアル１５５を合わせる。この状態では受光領域Ｆが最上段の投光素子１５１と最下段の投光素子１５１との間に限定的に合わされ、外乱光がレンズ１５３を通して受光素子１５２に入射されることが防止される。
２）投光器ケース１００および受光器ケース１１１が光軸の調整状態で設置されていない場合
ダイアル１５５を最大位置に回動操作することに基いて受光領域Ｆの拡がり角θを最大値に設定し、投光器ケース１００および受光器ケース１１１の設置状態を調整することに基いて表示器１２３の所定のＬＥＤを点灯させる。この所定のＬＥＤの点灯状態でダイアル１５５を回動操作することに基いて受光領域Ｆの拡がり角θを小さくする。このとき、光軸調整しても所定のＬＥＤが消灯状態から点灯状態に復帰しない位置を探索し、ダイアル１５５の回動位置を探索結果の手間に合わせる。

受光器ケース１１１内には、図２１に示すように、第１の受光素子１６１および第１のレンズ１６２が収納されている。この第１のレンズ１６２は上半部の複数の投光素子１５１からの投射光を第１の投光素子１６１に入射する集光手段に相当するものであり、拡がり角θ１で３次元に拡がる第１の受光領域Ｆ１を生成する。この第１のレンズ１６２は第１の移動機構に連結されている。この第１の移動機構は第１のレンズ１６２を第１の投光素子１６１に対して移動操作するものであり、第１の移動機構には第１のダイアル１６３が連結されている。この第１のダイアル１６３は第１の移動機構を介して第１のレンズ１６２を移動操作する受光領域調整手段に相当するものであり、第１の受光領域Ｆ１の拡がり角θ１は第１のダイアル１６３の操作量に応じて変化する。

受光器ケース１１１内には第２の投光素子１６４および第２のレンズ１６５が収納されている。この第２のレンズ１６５は下半部の複数の投光素子１５１からの投射光を第２の投光素子１６４に入射する集光手段に相当するものであり、拡がり角θ２で３次元に拡がる第２の受光領域Ｆ２を生成する。この第２のレンズ１６５は第２の移動機構に連結されている。この第２の移動機構は第２のレンズ１６５を第２の投光素子１６４に対して移動操作するものであり、第２の移動機構には第２のダイアル１６６が連結されている。この第２のダイアル１６６は第２の移動機構を介して第２のレンズ１６４を移動操作する受光領域調整手段に相当するものであり、第２の受光領域Ｆ２の拡がり角θ２は第２のダイアル１６６の操作量に応じて変化する。

表示器１２３の所定のＬＥＤは第１の受光領域Ｆ１の拡がり角θ１を調整する目印となるものであり、受光制御回路は第１の受光素子１６１からの受光信号が全入射レベルにあることを検出することに基いて所定のＬＥＤを点灯する。この全入射レベルとは第１のレンズ１６２が分担する上半部の複数の全ての投光素子１５１からの投射光を第１の受光素子１６２が受光しているときの受光信号のレベルを称するものであり、受光制御回路は第１の受光素子１６１からの受光信号が全入射レベルを下回っていることを検出したときには所定のＬＥＤを消灯する。

表示器１２３の別の所定のＬＥＤは第２の受光領域Ｆ２の拡がり角θ２を調整する目印となるものであり、受光制御回路は第２の受光素子１６４からの受光信号が全入射レベルにあることを検出することに基いて別の所定のＬＥＤを点灯する。この全入射レベルとは第２のレンズ１６５が分担する下半部の複数の全ての投光素子１５１からの投射光を第２の受光素子１６４が受光しているときの受光信号のレベルを称するものであり、受光制御回路は第２の受光素子１６４からの受光信号が全入射レベルを下回っていることを検出したときには別のＬＥＤを消灯する。従って、例えば投光器ケース１００および受光器ケース１１１が光軸の調整状態で設置されているときには所定のＬＥＤおよび別の所定のＬＥＤが点灯状態から消灯状態に切換わる直前位置に第１のダイアル１６３および第２のダイアル１６６を合せることで第１の受光領域Ｆ１の拡がり角θ１および第２の受光領域Ｆ２の拡がり角θ２が適正値に調整される。

受光器ケース１１１内には、図２２に示すように、複数の投光素子１７１が収納されている。これら投光素子１７１は投光器ケース１０１内の投光制御回路に接続されており、投光制御回路は投光器ケース１０１内の複数の投光素子１５１および受光器ケース１１１内の複数の投光素子１７１をスキャンすることなく同時に有効化する。尚、複数の投光素子１７１は投光部１７２に相当するものである。

投光器ケース１０１内には受光素子１７３およびレンズ１７４が収納されており、受光器ケース１１１内の複数の投光素子１７１は投光器ケース１０１内のレンズ１７４に向けて光を投射するように配置されている。このレンズ１７４は複数の投光素子１７１からの投射光を集光して受光素子１７３に入射する集光手段に相当するものであり、移動機構に連結されている。この移動機構はレンズ１７４を投光素子１７３に対して移動操作するものであり、レンズ１７４の移動機構には新たな受光領域調整手段に相当するダイアル１７５が連結されている。このダイアル１７５は投光器ケース１０１に装着されたものであり、レンズ１７４が生成する新たな受光領域Ｆｎの拡がり角θｎはダイアル１７５の操作量に応じて変化する。尚、受光素子１７３およびレンズ１７４は受光部１７６を構成するものである。

表示器１２３の所定のＬＥＤは受光領域Ｆの拡がり角θを調整する目印となるものであり、受光制御回路は受光器ケース１１１内の受光素子１５２からの受光信号が全入射レベルにあることを検出することに基いて所定のＬＥＤを点灯する。この全入射レベルとは受光素子１５２が複数の全ての投光素子１５１からの投射光を受光しているレベルを称するものであり、受光制御回路は受光素子１５２からの受光信号が全入射レベルを下回っていることを検出したときには所定のＬＥＤを消灯する。

表示器１２３の別の所定のＬＥＤは新たな受光領域Ｆｎの拡がり角θｎを調整する目印となるものであり、受光制御回路は投光器ケース１０１内の受光素子１７３からの受光信号が全入射レベルにあることを検出することに基いて別の所定のＬＥＤを点灯する。この全入射レベルとは受光素子１７３が複数の全ての投光素子１７１からの投射光を受光しているレベルを称するものであり、受光制御回路は受光素子１７３からの受光信号が全入射レベルを下回っていることを検出したときには別の所定のＬＥＤを消灯する。従って、例えば投光器ケース１００および受光器ケース１１１が光軸の調整状態で設置されているときには所定のＬＥＤおよび別の所定のＬＥＤが点灯状態から消灯状態に切換わる直前位置にダイアル１５４およびダイアル１７５を合せることで受光領域Ｆの拡がり角θおよび新たな受光領域Ｆｎの拡がり角θｎが適正値に個別に調整される。

上記実施例１２〜実施例１４においては、ダイアルを回動操作することに基いてレンズおよび受光素子間の離間距離を調整したが、これに限定されるものではなく、例えばノブをスライド操作することに基いてレンズおよび受光素子間の離間距離を調整しても良い。
上記実施例１２〜実施例１４においては、レンズを移動操作することで受光領域の拡がり角を調整したが、これに限定されるものではなく、例えば受光素子を移動操作することで受光領域の拡がり角を調整しても良い。要はレンズおよび受光素子の少なくとも一方を相手側に対して相対的に移動操作することで受光領域の拡がり角を調整すれば良い。

上記実施例１２〜実施例１４においては、レンズおよび受光素子間の離間距離を手動操作で変更したが、これに限定されるものではなく、例えばモータ等の電気的な駆動源を用いて変更しても良い。
上記実施例１２〜実施例１４においては、投光器からの投射光を集光するレンズとしてシリントリカルレンズを用い、受光器から離れるに従って受光器の長手方向に拡がる楕円形状の受光領域を形成しても良い。

上記実施例１２〜実施例１４においては、レンズおよび受光素子間の離間距離に基いて受光領域の拡がり角を変更したが、これに限定されるものではなく、例えば下記１）〜６）のように構成しても良い。
１）投光素子からの投射光を受光する複数のレンズを設け、複数のレンズ間の離間距離を変えることに基いて受光領域の拡がり角を変更する。
２）屈折率が異なる複数のレンズを選択的に使用し、レンズの屈折率に応じた受光領域を選択的に生成することで拡がり角を変更する。
３）投光素子からの投射光を拡散プレートのスリットを通して受光することに基いて受光領域を生成する。この拡散プレートを着脱したり、交換することで受光領域の拡がり角を変更する。
４）拡散プレートを受光素子に対して相対的に移動操作することに基いてスリットおよび受光素子間の離間距離を変え、受光領域の拡がり角を変更する。
５）拡散プレートのスリット幅を変更可能に設け、スリット幅を変更することに基いて受光領域の拡がり角を変える。
６）受光領域の拡がり角を凹面鏡によって変更する。

上記実施例９〜実施例１４においては、投光器の投光領域を固定したが、これに限定されるものではなく、例えば実施例１５に示すように、投光器の投光領域を調整する投光領域調整手段を設けても良い。

投光器ケース１０１内には、図２３に示すように、各投光素子１０３の前方に位置してレンズ１８１が収納されている。これら各レンズ１８１は後方の投光素子１０３からの投射光を拡散するものであり、共通の移動機構に連結されている。この移動機構は複数のレンズ１８１を共通に移動操作するものであり、移動機構にはダイアル１８２が連結されている。このダイアル１８２は投光領域調整手段に相当するものであり、各投光素子１０３の投光領域はダイアル１８２の操作量に応じて共通の拡がり角に調節される。

上記実施例１５においては、複数のレンズ１８１を１個のダイアル１８２によって共通に移動操作したが、これに限定されるものではなく、例えば複数のレンズ１８１毎に移動機構およびダイアルを設け、複数のレンズ１８１を複数のダイアルによって個別に移動操作することに基いて複数の投光素子１０３毎に投光領域を調整する構成としても良い。
上記実施例１〜実施例１４においては、複数の投光素子から受光器に光を投射したが、これに限定されるものではなく、例えば実施例８に示すように、１個の投光素子から受光器に投光しても良い。

本発明の第１実施例を示す図（受光器および投光器の外観を示す斜視図）受光器および投光器の内部構成を示す図受光器および投光器の電気的構成を示す図受光制御回路の制御内容を示すフローチャート（ａ）は受光器および投光器を最小の離間距離で設置した状態を示す斜視図、（ｂ）は受光器および投光器を最大の離間距離で設置した状態を示す斜視図本発明の第２実施例を示す図２相当図本発明の第３実施例を示す図２相当図本発明の第４実施例を示す図２相当図本発明の第５実施例を示す図２相当図本発明の第６実施例を示す図２相当図本発明の第７実施例を示す図２相当図本発明の第８実施例を示す図２相当図本発明の第９実施例を示す図１相当図図２相当図図３相当図図４相当図図５相当図本発明の第１０実施例を示す図２相当図本発明の第１１実施例を示す図２相当図本発明の第１２実施例を示す図２相当図本発明の第１３実施例を示す図２相当図本発明の第１４実施例を示す図２相当図本発明の第１５実施例を示す図２相当図従来例を示す図５相当図従来例を示す図１７相当図

符号の説明

Ｅは投光領域、Ｅ１は第１の投光領域（投光領域）、Ｅ２は第２の投光領域（投光領域）、Ｅｎは新たな投光領域、Ｆは受光領域、Ｆ１は第１の受光領域（受光領域）、Ｆ２は第２の受光領域（受光領域）、Ｆｎは新たな受光領域、１は受光器、２は受光器ケース（本体ケース）、４は受光素子、１４は受光窓、２１は投光器、２３は投光素子、２４はスキャンミラー（反射鏡）、２８は投光制御回路（投光領域調整手段，新たな投光領域調整手段）、４１は第１の投光素子（投光素子）、４２は第１のスキャンミラー（反射鏡）、４４は第２の投光素子（投光素子）、４５は第２のスキャンミラー（反射鏡）、５２は受光部、５６は投光部、６１は投光素子、６２はレンズ（拡散手段）、６３は受光素子、６５はダイアル（投光領域調整手段）、６７は受光部、７１は第１の投光素子（投光素子）、７２は第１のレンズ（拡散手段）、７３は第１のダイアル（投光領域調整手段）、７４は第２の投光素子（投光素子）、７５は第２のレンズ（拡散手段）、７６は第２のダイアル（投光領域調整手段）、８２はダイアル（受光領域調整手段）、８４は受光素子、９０はダイアル（新たな投光領域調整手段）、９１は投光部、１００は投光器、１０１は投光器ケース（本体ケース）、１０３は投光素子、１０９は投光窓、１１０は受光器、１１２は受光素子、１１３はスキャンミラー（反射鏡）、１１７は受光制御回路（受光領域調整手段，新たな受光領域調整手段）、１３１は第１の受光素子（受光素子）、１３２は第１のスキャンミラー（反射鏡）、１３４は第２の受光素子（受光素子）、１３５は第２のスキャンミラー（反射鏡）、１４２は投光部、１４６は受光部、１５１は投光素子、１５２は受光素子、１５３はレンズ（集光手段）、１５５はダイアル（受光領域調整手段）、１６１は第１の受光素子（受光素子）、１６２は第１のレンズ（集光手段）、１６３は第１のダイアル（受光領域調整手段）、１６４は第２の受光素子（受光素子）、１６５は第２のレンズ（集光手段）、１６６は第２のダイアル（受光領域調整手段）、１７２は投光部、１７５はダイアル（新たな受光領域調整手段）、１７６は受光部、１８１はレンズ（投光領域調整手段）を示している。

Claims

投光領域内に光を投射する投光器と、
前記投光器に対向配置され、長尺な本体ケースと当該本体ケースの長手方向に沿って延びる長尺な受光窓と当該本体ケースの長手方向に沿って並ぶ複数の受光素子を備えた受光器と、
テストモードおよび通常モードのそれぞれを選択するための選択手段とを備え、
前記受光器の複数の受光素子のそれぞれは、前記投光器から前記投光領域内に投射された光を前記受光窓を通して受光することで受光信号を出力するものであり、
前記投光器は、光を投射する投光素子と当該投光素子から投射された光を折曲げて出射する反射鏡と当該反射鏡の傾斜角度を変動させるスキャンモータを有するものであって、当該スキャンモータによって当該反射鏡の傾斜角度を変動させることで前記投光器から離れるに従って少なくとも前記受光器の長手方向に拡がる投光領域を生成するものであり、
前記テストモードが設定されている場合には前記スキャンモータが予め決められたスキャン開始位置を基準に回転操作されることで前記反射鏡の傾斜角度が前記スキャンモータのスキャン開始位置に応じた傾斜角度から一方向へ変動し、
前記反射鏡の傾斜角度が変動している場合には前記受光器からの受光信号が検出されることで受光走査時間が計測されると共に前記受光器からの受光信号が検出されなくなることで受光走査時間の計測が終了し、
前記受光走査時間の計測が終了した場合には前記受光走査時間の計測結果が予め決められた演算式によって処理されることで前記スキャンモータのスキャン開始位置を基準とするスキャン停止位置が演算され、
前記通常モードが設定されている場合には前記スキャンモータが前記スキャン開始位置から前記テストモードでの前記スキャン停止位置の演算結果まで回転操作されることで前記投光器の投光領域の拡がり角が調整されることを特徴とするエリアセンサ。