JPH0365599B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は台形プリズムを光スキヤナとして用
いた光学式多点計測装置に関する。

［従来の技術］ 第２図に従来の光学式多点計測装置を示す。同
図に示すように、入射された光を計測対象物理量
に応じて変調するセンサ部１が各測定点に設けら
れ、各センサ部１には光源２からの光をセンサ部
１に送光するための送光フアイバ４とセンサ部１
からの変調光を受光素子３へと送るための受光フ
アイバ５とが結合されている。また各送・受光フ
アイバ４，５と光源２及び受光素子３との間に
は、これらを光学的に順次接続するための光スキ
ヤナが設けられている。光スキヤナは光伝送路
６，６とこれら光伝送路６，６を回転軸７のまわ
りに回転駆動する駆動モータ８とを有する。光伝
送路６，６はクランク状をなし回転軸７に対して
対称に設けられている。そして、光伝送路６，６
の回転軌跡に対向する円周上で且つ回転軸７に関
して対称な位置に各センサ部１の１対の送・受光
フアイバ４，５がそれぞれ設けられている。従つ
て駆動回路９の駆動により光源２から出射された
光は光源２に対向する光伝送路６より送光フアイ
バ４に送られ、センサ部１からの変調光は受光フ
アイバ５よりもう一方の光伝送路６を経由して受
光素子３に入射する。また光伝送路６，６は駆動
モータ８により連続的にあるいは間欠的に回転駆
動されて他のセンサ部１の送・受光フアイバ４，
５と次々に対向する。これにより、複数の計測点
の物理量を順次モニタすることができる。受光素
子３からの信号は信号処理回路１０に入力され、
その演算処理結果は表示器１１に表示される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記の方式では、光源２および
受光素子３に結合する部分の光伝送路６，６がと
もに回転軸７上に配置されないと、光伝送路６，
６の回転により光伝送路６，６と光源２、受光素
子３との結合状態が変動し大きな計測誤差が生じ
てしまう。一方、光伝送路６，６の光源２、受光
素子３との結合部分を回転軸７へと互いに近づけ
ると、光源２から一方の光伝送路６に入射した光
が受光素子３側の他方の光伝送路６へと漏れ、近
端漏話による計測誤差が生じてしまう。

［発明の目的〕 この発明は以上の従来技術の問題点を解消すべ
く創案されたものであり、この発明の目的は高精
度でしかも高速の計測が可能な光学式多点計測装
置を提供することにある。

［発明の概要］ この発明は、光源および受光素子側とセンサ部
側の送受光フアイバとの間の光学的な接続・切換
を台形プリズムの回転走査によつて行なうように
なしたものである。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を添付図面に従つて詳
述する。

第１図において、１２は台形プリズムであり、
台形プリズム１２は駆動装置１３により光軸（光
学的中心軸）１４のまわりに回転駆動される。台
形プリズム１２は光軸１４に対して入射像と出射
像との間に鏡映倒立（左右の位置関係はそのまま
で上下の位置関係を反転させる）の関係を生じさ
せる。台形プリズム１２の一方の側面１２ａ側に
は、側面１２ａに臨まててロツド状の光学レンズ
１５，１６が設けられている。光学レンズ１５，
１６は光軸１４を中心とする円周１７上であつて
光軸１４に関して対称な１対の位置にそれぞれ配
置される。光学レンズ１５には光フアイバ１８を
介して光源２が結合され、更に光源２には駆動回
路９が接続されている。また光学レンズ１６には
光フアイバ１９を介して受光素子３が結合され、
受光素子３には信号処理回路１０が接続され、更
に信号処理回路１０には表示器１１が接続されて
いる。

台形プリズム１２の側面１２ａに対向する側面
１２ｂ側には、側面１２ｂに臨ませてロツド状の
光学レンズ２０…が設けられている。これら光学
レンズ２０は台形プリズム１２に関し側面１２ａ
側の円周１７に対して光学的に対応する側面１２
ｂ側の円周２１上に設けられると共に、光軸１４
に関して対称な１対の位置に設置された複数のペ
アからなる。これらペアとなる各光学レンズ２
０，２０と各測定点に設置されるセンサ部１との
間は２本の送受光フアイバ２２，２２によつて結
合されている。

上記構成において、光源２から光が出射される
と、出射光は光フアイバ１８を通り光学レンズ１
５により平行光線とされて台形プリズム１２に入
射する。台形プリズム１２は駆動装置１３により
光軸１４のまわりに回転駆動される。この回転に
より、光学レンズ１５の台形プリズム１２の鏡映
倒立の位置に光学レンズ２０…のいずれかが位置
したとき、台形プリズム１２の出射光は、当該光
学レンズ２０よりその送受光フアイバ２２に入射
する。送受光フアイバ２２に入射した光はこれを
通つて測定点のセンサ部１へと送られ、センサ部
１で計測対象物理量により変調される。変調光は
センサ部１に結合されたもう一方の送受光フアイ
バ２２に入射しこれに導かれて光学レンズ２０に
より平行光とされて台形プリズム１２に入射す
る。台形プリズム１２より出射した光は光学レン
ズ１６により集光されて光フアイバ１９に入射
し、光フアイバ１９に導かれ受光素子３に入射さ
れて光電変換される。受光素子３により光電変換
された信号は信号処理回路１０に入力され、信号
処理回路１０によりセンサ部１の物理量が算出さ
れ、その結果は表示器１１に表示される。台形プ
リズム１２が回転すると、光源２および受光素子
３は順次他の送受光フアイバ２２，２２のペアに
接続され、これにより多チヤンネルの逐次切換が
可能となる。

このように、台形プリズム１２を光スキヤナと
して用いているので、光源２、受光素子３に結合
された光フアイバ１８，１９および光学レンズ１
５，１６を充分に離すことができるので、光の漏
れによる計測誤差が生じない。更に、光フアイバ
１８，１９と光源２および受光素子３との結合状
態が回転によつて変動することもなく、高精度で
且つ安定した計測ができる。また、台形プリズム
１２の駆動装置１３としてはステツプモータが適
しているが、台形プリズム１２はその回転速度の
２倍の速さで像回転を生じさせるため、連続的な
高速切換が可能となる。更に、各センサ部１に結
合される２本の送受光フアイバ２２，２２は、台
形プリズム１２の１／４回転（角度90゜）ごとに
送光用、受光用としての役目がかわり、センサ部
１の光の入・出射方向が逆転するので、より高度
の計測も可能となる。

なお、上記実施例において、側面１２ａ側の光
源２、受光素子３、光フアイバ１８，１９および
光学レンズ１５，１６と同一構成のものを更に設
け、その光源の波長を上記の光源２の波長と異な
らせれば、光の波長依存性を利用したセンサの利
用も可能となる。

［発明の効果］ 以上要するにこの発明によれば次のような優れ
た効果を発揮する。

(1) 台形プリズムを光スキヤナとして用いている
ため、光源と受光素子を台形プリズムの光軸よ
り離すことができ、光の漏洩による計測誤差が
ない。更に台形プリズムの回転によつて光源等
と光学素子との間の結合状態が変動し計測誤差
が生じることもない。

(2) 台形プリズムはその回転速度の２倍の回転速
度で像回転を生じさせるので、光源および受光
素子側と各センサ部側の送受光フアイバとの間
の切換を連続的に高速度で行なうことができ、
高速計測に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学式多点計測装置の一
実施例を示す構成図、第２図は従来の光学式多点
計測装置を示す構成図である。 図中、１はセンサ部、２は光源、３は受光素
子、４は送光フアイバ、５は受光フアイバ、６は
光伝送路、７は回転軸、８は駆動モータ、９は駆
動回路、１０は信号処理回路、１１は表示器、１
２は台形プリズム、１２ａ，１２ｂは側面、１３
は駆動装置、１４は光軸、１５，１６，２０は光
学レンズ、１７，２１は円周、１８，１９は光フ
アイバ、２２は送受光フアイバである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ その光軸を中心として回転駆動される台形プ
   リズムと、台形プリズムの一側面側に上記光軸を
   中心とする円周上で且つ光軸に関して対称な１対
   の位置に上記一側面に光学的に臨ませてそれぞれ
   設けられた光源と受光素子と、台形プリズムの上
   記一側面に対向する他側面側に上記円周に対応す
   る円周上で且つ上記光軸に関して対称な１対の位
   置に一端が上記他側面に臨んでそれぞれ設けられ
   ると共に他端が測定点のセンサ部に結合された１
   対の組からなる複数の送受光フアイバと、上記受
   光素子に接続され受光素子からの信号に基づき各
   測定点の物理量を求める信号処理回路とを備えた
   ことを特徴とする光学式多点計測装置。