製品特長

生産現場の安全性と生産性を両立させるセーフティライトカーテン

技術特長

ICパッケージはんだレス圧接技術を用いて1ビットモジュールのはんだレスを実現

モジュールの薄型化を実現させる光学設計技術

セーフティライトカーテン形Ｆ３ＳＪは、オムロン独自の“１ビットモジュール”（１光軸モジュール）で構成しています。１ビットモジュールとは、光学系を構成するレンズと光学素子を収容するＩＣパッケージとを光軸調整し、光学部品ホルダに一体化した１光軸モジュールのことで、投光用と受光用があります。
この１ビットモジュールの実現によって、セーフティライトカーテンの１光軸ごとの配置自由度（光軸ピッチ）が高まり、お客様の設置状況に合わせて検出幅245mmから最小9mm単位でのオーダーが可能です。

セーフティライトカーテン形Ｆ３ＳＪのもう一つの特徴は、光軸を部分的に無効化させるミューティング機能を搭載していることです。作業者の動作か自動搬送台車なのかを検出し、機械の動きをコントロールするミューティング機能は、作業者の安全を守ると同時にラインのムダな停止を避け、生産現場の安全性と生産性の両立を実現します。

生産現場のグローバル化、熟練工の減少といった労働環境の変化や、企業の社会的責任が求められる中、働く人の安全を保ちながら生産性の維持・向上を図ることはますます重要になります。オムロンは、自動車、フラットパネルディスプレイ（FPD）をはじめ、あらゆる生産現場での安全性と生産性の両立を支えていきます。

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技術情報：ICパッケージはんだレス圧接技術

ICパッケージはんだレス圧接技術を用いて
1ビットモジュールのはんだレスを実現

セーフティライトカーテンは、通常１光軸ごとに端子を基板の上にはんだ付けし、組み立てる方法が業界の主流です。しかし、はんだ付けの熱による物理的なストレスが、製品の信頼性に少なからず影響を与える可能性もあることから、オムロンは1ビットモジュールのコアとなるＩＣパッケージに、圧接式リード端子（ピン）をつける方法を開発しました。はんだ付けすることなくＩＣパッケージの端子でフラットケーブル上に直接実装し、通電させるという発想です。

圧接式リード端子そのものは、フラットケーブルコネクタの製造用途でよく用いられるものですが、光学モジュールに応用するのは今回が初めての取り組みとなります。そこで、はんだ付けの方法と同等な接触強度を確保するために、圧接式リード端子の構造設計に拘りました。特に、電線を挟み込む端子の接触力を強化することを重視し、端子を構成する素材をこれまでのＩＣリード線である銅より3倍硬いバネ用リン青銅素材にしました。そして、フラットケーブルの電線を挟み込むリード端子のＹ字型構造と、最適な端子の厚さの関係をシミュレーションを通し設計することで、はんだレスでも良好な通電性を確保することができました。これまでオムロンで培ったコネクタの設計技術をここでも活用しています。

これにより、ＩＣパッケージに圧接式リード端子を用いることで、光学モジュールをフラットケーブル上の任意の位置に装着することを可能にし、製品に対する熱によるダメージを解消しました。

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技術情報：光学設計技術

モジュールの薄型化を実現させる光学設計技術

近年、間口幅の狭い小型装置へのセーフティライトカーテンの使用が増え、製品の薄型化が求められています。オムロンのセーフティライトカーテン形F3SJはこのようなお客様のニーズに応え、コアである光学モジュールを従来製品比約１/２薄くすることで薄型化を実現しました。

セーフティライトカーテンの投光器と受光器の間の距離に対して、投光側から出す光線の広がりの角度（指向角）と受光側が受ける光線の角度（指向角）は安全国際規格によって定められています。薄型の光学モジュールを実現するにあたり、この光線の指向角のコントロールが課題となりました。

指向角は光線を通すスリット穴の大きさと焦点距離で制御されます。焦点距離とはカメラの場合、通常レンズの中心からピント面までの距離を指し、光学モジュールの場合モジュールを覆うホルダに設けたスリット穴からレンズまでの距離を指します。この距離が長くなれば指向角が狭くなり、逆に短くなれば指向角は広くなります。また、スリット穴が小さくなれば指向角が狭くなり、逆に大きくなれば指向角は広くなります。

光学モジュールを薄くするために、焦点距離を従来の14.2mmから5.8mmに短縮。これに伴って指向角を狭くする必要があります。そのため、直径0.7mmあったスリット穴を直径0.3mmまで小さくするのですが、スリット穴が小さくなれば、投光パワーが落ちてしまいます。そこでオムロンは光学モジュールの内部設計を工夫することにしました。投光側に高輝度なLEDを採用するとともに、LED周辺のリードフレームに反射板の機能を新たに設けることで、光量の確保を狙ったのです。この従来にない発想の展開によって、わずか0.3mmのスリット穴にもかかわらず光量を２倍に高め、光学モジュールとして従来同等の投光量を確保し、国際規格を満たした薄型１ビットモジュールのセーフティライトカーテンを実現。
従来製品に比べこの薄型セーフティライトカーテンを使用すると、作業間口500mmの小型装置の場合、作業間口の広さが約８％広くなり、より安全で作業しやすい環境を実現できます。