JPH0273116A - 光電式変位センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、移動する被検物体の移動量や変位の検出に用
いられる光電式変位センサに関する。

〔従来の技術〕

かかる光電式変位センサとして、従来、第４図及び第５
図に示したものが知られている。図示した光電式変位セ
ンサにおいては、光フアイバ素線を束ねた第１光フアイ
バケーブル１ａの一端をＬＥＤ等の発光索子２に光結合
させたもの、及び第１光フアイバケーブル１ａと同様に
光フアイバ索線を束ねた第２光フアイバケーブル１ｂの
一端をフォトダイオード等の受光素子３に光結合させた
ものを多数用意し、発光素子２と光結合した第１光フア
イバケーブル１ａの他端及び受光素子３と光結合した第
２光フアイバケーブル１ｂの他端を互いに離間して対向
させ、第１光フアイバケーブル１ａ及び第２光フアイバ
ケーブル１ｂの対を形成する。この光フアイバケーブル
対を多段に積み重ね、積み重ねた先ファイバケーブル対
をホルダー５により保持し、離間して対向した光フアイ
バケーブル対の端面同士の間に、移動する被検物体（図
示せず）と結合した棒状の測定子６を挿通した構成とな
っている。

発光索子２には、これを発光させるだめの電力が電源７
より供給されており、発光素子２が発した光は第１先フ
アイバケーブル１ａと第２光フアイバケーブル１ｂとの
間に形成される光路が測定子６によって遮られなければ
、第１光フアイバケーブル１ａを通じて第２光フアイバ
ケーブル１ｂに伝達され受光素子３に達する。受光素子
３は受けた光信号を電気信号に変換し、その電気信号を
コード変換器８に入力する。コード変換器８は入力され
た電気信号をコード信号に変換し、このコード信号を表
示器１０に出力して表示器１０に被検物体の変位あるい
は位置を表示させる。また、このコード信号をＤ／Ａ変
換器１１を介してアナログ信号として取り出せるように
なっている。

このように構成された光電式変位センサにおいては、光
フアイバケーブル対の積み重ねピッチが予め定められて
いるので、第１及び第２光フアイバケーブル１ａ及び１
ｂ相互間の光路が測定子６によって遮られた光フアイバ
ケーブル対の数と先ファイバケーブル対の積み重ねピッ
チとから、Ｍ１定子６の先端の位置あるいは変位が検出
され、これにより被検物体の位置等が検出されるのであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の光電式変位センサにおいては、被
検物体の変位等の検出分解能を向上させるべく、第１光
フアイバケーブル１ａ及び第２光フアイバケーブル１ｂ
の径を小径化してその数をふやせば、光フアイバケーブ
ル対毎に一対の発光素子２及び受光素子３を必要とする
ため、発光素子２及び受光索子３を増設しなければなら
ず、コストの増大を免れない。更に、該分解能を維持し
つつ、センサ自体の測定ストローク（検出可能範囲）を
拡張しようとする場合には、光フアイバケーブル対を更
に多段化し発光索子２及び受光索子３を更に増設しなけ
ればならず、コストは更に増大する。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑み、低コストで、高
分解能、かつ、大きな測定ストロークの得られる光電式
変位センサを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明による光電式変位セ
ンサにおいては、一対の発光素子及び受光素子とそれぞ
れ一端にて光結合した第１光ファイバ群及び第２光ファ
イバ群の他端同士を離間して対向させ、この第１及び第
２光ファイバ群の間に被検物体と結合したａＰ１定子を
移動自在に設けたことを特徴としている。

〔作用〕

上述の構成によれば、一対の発光素子及び受光素子相互
間における光伝送量、すなわち、単一の受光素子が受け
る受光量から、被検物体の変位等を検出することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について第１図ないし第３図を参
照しつつ、説明する。

図示した本発明の実施例においては、第１図及び第１図
の■−■断面を示した第２図から明らかなように、一対
の発光素子２及び受光素子３が、発光素子２に一端にて
光結合した第１光ファイバ群１２ａと受光素子３に一端
にて光結合した第２光ファイバ群１２ｂを介して光結合
されている。

第１光ファイバ群１２ａ及び第２光ファイバ群１２ｂは
多数の光フアイバ素線の集合であり、第１光ファイバ群
１２ａと第２光ファイバ群１２ｂとの光結合は、第１光
ファイバ群１２ａ及び第２光ファイバ群１２ｂの発光素
子２及び受光素子３に光結合していない他端面同士を離
間して対向させることによりなされている。離間して対
向した第１光ファイバ群１２ａ及び第２光ファイバ群１
２ｂの端部は、略円筒状に形成されたファイバホルダー
１３に保持されている。ファイバホルダー１３の軸心部
には棒状の測定子６が該軸心方向において移動自在に挿
通される挿通孔１５が穿設されており、ファイバホルダ
ー１３に保持された第１光ファイバ群１２ａ及び第２光
ファイバ群１２ｂの端面は挿通孔１５に臨んで設けられ
、挿通行１５を間に離間して対向している。なお、第１
光ファイバ群１２ａ及び第２光ファイバ群１２ｂの対向
部は該軸心方向に沿って均等に配列され、その断面は第
３図に示した様に、該軸心方向に細長い長方形となって
いる。第３図には、光フアイバ素線を縦方向に２列なら
べた対向部の断面を示しているが、対向部は光フアイバ
素線を１列並べて構成しても良いし、或いは、多数列の
光フアイバ素線から構成しても良い。更に、光フアイバ
索線の線径が微笑の場合には、光フアイバ素線は必ずし
も整列している必要はなく、光フアイバ索線密度が一定
であれば良い。

挿通孔１５に挿通されたΔｐｊ定子６は、被検物体（図
示せず）に被検物体の移動量を比例縮尺する梃等の縮尺
機構（図示せず）を介して、若しくは、（１Ｕも介さず
に直接に結合している。

発光素子２には、これを常に安定した発光量（輝度）で
発光させるために安定化電源１７から安定した電力が供
給されており、発光索子２が発した光は第１光ファイバ
群１２ａと第２光ファイバ群１２　ｂとの間に形成され
る光路のうち測定子６によって遮られていない部分を通
るもののみが第１光フアイバ１４１２　ａから第２光フ
ァイバ群１２ｂに伝達され受光索子３に達する。従って
、受光索子３の受光量は第１光ファイバ群１２ａと第２
光ファイバ群１２ｂとの間に形成された光路を測定子６
が遮った量に反比例することとなる。

受光素子３は受けた光信号をその受光量に応じた電気信
号に変換し、その電気信号をＤＣアンプ１８及びＡ／Ｄ
変換器２０を介して中央演算処理装置２１に入力する。

中央演算処理装置２１はＡ／Ｄ変換器２０を介して入力
された入力信号がら被検物体の変位若しくは位置等をコ
ード化して特定し、特定した被検物体の変位等を表示器
１ｏに命じて表示させる。また、中央演算処理装置２１
内にてコード化された被検物体の変位等についての信号
はＤ／Ａ変換器１１を介してアナログ信号として取り出
せるようになっている。

このように構成された本発明にょる光電式変位センサに
おいては、単一の受光素子３の受光量に応じて測定子６
の変位等すなわち被検物体の変位等が検出されるように
なっており、光フアイバ群１２ａ、１２ｂを構成する光
フアイバ素線を小径化するだけで分解能の高いセンサを
得ることができ、また、光フアイバ素線数を増やすだけ
で測定ストロークの長いセンサを得ることが出来る。

なお、上述した本発明の実施例においては、発光素子２
の発光量が変化すると、測定子６の位置が変化しなくて
も受光素子３の受光量に変化が生じ、被検物体の変異等
を誤検出することが考えられる。これを防止するため、
上述の実施例においては、安定化電源１７から安定した
電力を発光素子２に供給することとして、発光素子２を
常に安定した発光量（輝度）で発光させ、誤検出を防止
することとしているが、センサの動作を安定化させ、誤
検出を防止するためには、この他に後述するする２つの
方策がある。その１は、第２光ファイバ群１２ｂを構成
する光フアイバ素線のうち、発光素子２からの光路が測
定子６によって一番最後に遮られる光フアイバ素線Ｆを
発光素子２の輝度測定用に用い、光フアイバ素線Ｆを第
１図に示したように受光素子２３と光結合し、受けた光
の強さに応じて受光素子２３が発する電気信号をＡ／Ｄ
変換器２４を介して補正信号として中央演算処理装置２
１に入力し、この補正信号に応じて中央演算処理装置２
１内で受光素子３の受光量に応じた人力信号を補正して
被検物体の変位等を特定させるようにすることであり、
発光索子２の輝度を評価し、その評価結果に応じた補正
を加えることにより、発光素子２の輝度変化による誤検
出を防１１−する方策である。また、もう１つの方策は
、上述の如くして得られた補正信号に基づき、発光素子
２に供給される電力を中央演算処理装置２１により制御
して安定化する方策である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による光電式変位センサに
おいては、一対の発光素子及び受光素子とそれぞれ一端
にて光結合した第１光ファイバ群及び第２先フアイバ群
の他端同士を離間して対向させ、この第１及び第２光フ
ァイバ群の間に被検物体と結合した測定子を移動自在に
設けた構成となっているので、受光素子が受けている光
量に応じ被検物体の変位や位置等を検出することができ
、光フアイバ群を構成する光フアイバ素線の小径化及び
素線数増加を図るだけで、発光素子及び受光素子を増設
することなく、低コストで、高分解能、かつ、大きな測
定ストロークの光電式変位センサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による光電式変位センサを示した図、
第２図は、第１図の■−■断面を示した断面図、第３図
は、第１図の■−■断面を示した断面図、第４図は、従
来の光電式変位センサを示した図、第５図は、第４図の
ｖ−■断面を示した断面図である。 １ａ・・・第１光フアイバケーブル、１ｂ・・・第２光
フアイバケーブル、２・・・発光素子、３・・・受光素
子、６・・・測定子、１２ａ・・・第１光ファイバ群、
１２ｂ・・・第２光ファイバ群、１３・・・ファイバホ
ルダー１５・・・挿通孔、１７・・・安定化電源。 Ｖ−Ｖ町面 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　移動する被検物体の変位を検出する光電式変位センサ
   であって、一対の発光素子及び受光素子と、前記発光素
   子に一端にて光結合した第１光ファイバ群及び前記受光
   素子に一端にて光結合した第２光ファイバ群の他端同士
   を離間して対向させて光結合させた光ファイバ群対と、
   前記被検物体と結合しかつ前記第１及び第２光ファイバ
   群の他端同士間を移動自在な測定子とを備えたことを特
   徴とする光電式変位センサ。