JPH04218704A - 移動物体検出器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば遮断器の可動
接点の位置を検出するのに可動部が光を遮断するのを検
出して行うような、移動物体の位置を検出するための移
動物体検出器、特に、移動物体が高電圧電極であったり
近傍に高電圧電極があるために光ファイバで受光して接
地電圧部に設けてある光電変換器によって電気信号に変
換した上で移動物体の位置を検出するための電子回路処
理を行う移動物体検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】光によって移動物体の位置などを検出す
る移動物体検出器としての光センサは非接触で行うこと
ができることから、前述のように高電圧電極のある装置
内の移動物体の検出に使用されることが多い。また、Ｌ
ＥＤやレーザダイオードなどの発光器による発光やこの
光を受光して電気信号に変換するホトダイオードやホト
トランジスタなどの受光器には金属が使用されておりま
たリードが接続されているから高電圧部近くに設置する
ことはできない。したがって、発光器から所定の位置ま
で光ファイバで光を導いて所定の方向に光を出し、この
光を光ファイバで受光して受光器まで導光して電気信号
に変換するとうい方法の光センサ、又は、発光器と受光
器とを略同じ方向に向けて固定し移動物体に照射して反
射してきた反射光を受光器で受光する反射形の光センサ
などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような光ファイバ
を発光側か受光側の少なくとも一方に使用した光センサ
の場合、互いに光軸合わせが難しいという問題がある。 光軸合わせが不要な光センサとして、発光器と受光器と
を空間を隔てて対向させて固定し、移動物体はこの空間
内を移動させる方式のものが製作されているが、前述の
ように高電圧電極が存在する部分には使用できないし、
移動物体が配置される空間に大きな制約があるという問
題もある。また、反射形の光サンセの場合、移動物体の
表面上に発光器と受光器双方の焦点を合わせる必要があ
り、その焦点距離にも制約があるという問題がある。

【０００４】この発明の目的はこのような問題を解決し
、光軸の調整などが容易な光センサを備えた移動物体検
出器を提供することにある。提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、発光器とこの発光器の電源と受
光器と、この受光器が受光し変換した電気信号を入力し
て電子回路処理する処理回路とを備えた検出手段、前記
発光器が発光した光を導く光ファイバとこの光ファイバ
の先端に取付けた照射部とからなる発光手段及びこの発
光手段の照射部から照射した光を受光する受光部と受光
した光を前記受光器に導く光ファイバとからなる受光手
段からなり、前記検出手段が、変換された電気信号の強
度に基づいて移動物体の位置を検出する移動物体検出器
において、前記受光手段の受光部が蛍光ファイバからな
り、この蛍光ファイバを前記発光手段が照射する光の光
軸に実質的に垂直の方向に配置してなるものとし、また
、照射部と蛍光ファイバとを移動物体の移動空間を挟ん
で対向させて配置してなるものとし、又は、蛍光ファイ
バを移動物体に取付けてなるものとし、又は、照射部を
移動物体に取付けてなるものとする。

【０００６】

【作用】この発明の構成において、受光手段の受光部を
蛍光ファイバで構成すると、この蛍光ファイバに発光手
段から照射された光が照射されると内部で蛍光が発生し
その一部が蛍光ファイバの内部を伝播して先端部から外
部に出るので蛍光ファイバの全長が受光部となる。この
蛍光ファイバの受光部は線状なので、発光器の光軸合わ
せは蛍光ファイバの配置方向に直角の方向だけでよい。 また、発光器と蛍光ファイバとを移動物体の移動空間を
挟んで対向して配置すれば、移動物体に非接触でその位
置を検出することができる。又は、蛍光ファイバを移動
物体に取付けると、この蛍光ファイバと受光器とを光学
的に接続する光ファイバは柔軟性に富むので移動物体の
移動に支障は生じず光ファイバは絶縁性に優れているの
で移動物体が高電圧電極であっても絶縁上問題はなく、
蛍光ファイバを取付けるに適した構造物がなくてもこの
発明を適用することができる。又は、発光器を移動物体
に取付けると、発光器を取付ける構造物がなくてもこの
発明を適用することができ、また、蛍光ファイバは固定
された高電圧電極に取付けることができる。

【０００７】

【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。 図１はこの発明の実施例を示す概念図である。この図に
おいて、検出器５は図示しない発光ダイオードなどの発
光器とその電源、ホトダイオードなどの受光器とこの受
光器が変換した電気信号を増幅しその強度に基づいて移
動物体の位置を検出する電子回路からなっている。

【０００８】検出回路５の発光器が発した光は光ファイ
バ３１に導かれこの光ファイバ３１の先端に取付けてあ
る照射部３２から照射される。照射部３２はこの移動物
体検出器が設置された装置の構造物３３に取付けられて
いる。蛍光ファイバ１も別の構造物１１に取付けられて
いて照射部３２から照射された光６が蛍光ファイバ１に
当たるように設置される。

【０００９】照射部３２は光ファイバ３１の先端から出
た光を所定の位置に焦点を合わすか平行光になるように
するためのレンズを有していてこのレンズを支持する部
材は金属であるのが普通であるから、構造物３３が高電
圧電極の場合にはこれに取付けるのは妥当ではなく、接
地電極に取付けるのが妥当である。蛍光ファイバ１は通
常の光ファイバと同様にコアとその外側を覆いコアより
も屈折率の大きいクラッドからなっている。通常の光フ
ァイバと異なる点はコア材料に蛍光物質を含ませてあっ
てクラッドを貫通して外部から侵入してきた光によって
蛍光物質が特有の蛍光を発する。この蛍光の成分の中で
蛍光ファイバの軸に対して所定の角度以下の成分はクラ
ッドに全反射して外部に漏れ出すことなく軸に沿って伝
播し両端から外部に出る。

【００１０】光６が蛍光ファイバに侵入することによっ
て発生した蛍光は蛍光ファイバ１内を伝播し光ファイバ
２を通って検出器５内の受光器に入り電気信号に変換さ
れる。移動物体４が光６を遮ると蛍光ファイバ１に光が
侵入しなくなるので検出器５内で光信号が変換された電
気信号の強度は０になる。このように移動物体が光６を
遮る位置にあるかどうかを検出することによって移動物
体の位置を知ることができる。

【００１１】蛍光ファイバ１は長細いから光６の進路で
ある光軸を合わせるのに蛍光ファイバ１の方向に直角の
方向だけを合わせるだけでよいので光軸合わせが容易に
なる。また、蛍光ファイバ１を複数本並ぶように１本の
蛍光ファイバを配置したりすることによって光軸合わせ
を必要とする方向の幅寸法が大きくなって更に光軸合わ
せが容易になる構成を採用することもできる。

【００１２】図２はこの発明の別の実施例を示す概念図
であり、図１と同じ部材等については共通の参照符号を
付すことにより詳細な説明を省略する。この図において
、蛍光ファイバ１は移動物体４に取付けてあり、移動物
体４の移動に従って蛍光ファイバ１も移動するので、光
６が蛍光ファイバ１に当たっことを検出器５が検出する
ことができる。図では蛍光ファイバ１の方向が上下方向
になっているので移動物体４は図に垂直の方向に移動す
るときには光６が蛍光ファイバ１に当たる僅かの時間だ
け電気信号が０でなくなるのでこれを検出することがで
きる。また移動物体４が蛍光ファイバ１の方向と同じく
上下方向に移動する場合には光６が蛍光ファイバの両端
の間にあるときは蛍光を発し、両端から離れたときに蛍
光を発しなくなるので蛍光ファイバ１を適当な長さに設
定することによって移動物体４の位置を蛍光ファイバ１
の長さに相当する範囲内で検出することができる。

【００１３】光ファイバ２は細くて屈曲性に富んでいる
ので移動物体４の移動の障害にならないとともに光ファ
イバ２自身も曲げ応力によって折れたりすることはない
。また、移動物体４が高電圧電極であっても光ファイバ
２は絶縁性に優れているので絶縁強度の点でも問題が生
ずることはない。

【００１４】図３はこの発明のもう一つ別の実施例であ
り、図２と同様に図１と同じ部材については詳細な説明
を省略する。この図において、蛍光ファイバ１は図１と
同じように構造物１１に取付け照射部３２を移動物体４
に取付けたものである。この実施例における移動物体４
の位置検出機能は基本的には図２の場合と同様である。 すなわち、移動物体４は図に垂直の方向に移動するとき
には光６が蛍光ファイバ１に当たる僅かの時間だけ電気
信号が０でなくなるのでこれを検出することができる。 また移動物体４が蛍光ファイバ１の方向と同じく上下方
向に移動する場合には光６が蛍光ファイバ１の両端の間
にあるときは蛍光を発し、両端から離れたときに蛍光を
発しなくなるので蛍光ファイバ１を適当な長さに設定す
ることによって移動物体４の位置を蛍光ファイバ１の長
さに相当する範囲内で検出することができる。　　光フ
ァイバ３１も光ファイバ２と同様に屈曲性が優れている
ので、光ファイバ３１が移動物体４の移動の障害になっ
たり光ファイバ３１が折れたりするようなことはなく、
また絶縁上の問題が生ずることもない。

【００１５】前述のように、照射部３２は接地電極に取
付けるのが妥当でなので、この図の実施例は移動物体４
は接地電極又は接地電極に近い位置に設けられた絶縁物
である場合に妥当である。構造物１１は高電圧電極であ
っても差し支えない。

【００１６】

【発明の効果】この発明は前述のように、受光部を蛍光
ファイバで構成すると、この蛍光ファイバに発光手段か
ら照射された光が当たると蛍光ファイバのコアに含まれ
る蛍光物質が蛍光を発しその蛍光の一部が蛍光ファイバ
の内部を伝播して先端部から外部に出るので、この光を
検出手段に導くことによって蛍光ファイバの全長を受光
部とすることができる。この蛍光ファイバの受光部は線
状なので、発光器の光軸合わせは蛍光ファイバの配置方
向に直角の方向だけでよいことから、光軸の調整が容易
になるという効果が得られる。また、発光器と蛍光ファ
イバとを移動物体の移動空間を挟んで対向して配置すれ
ば、移動物体の移動によって光を遮断するのでこれを検
出することによって非接触で移動物体の位置を検出する
ことができる。又は、蛍光ファイバを移動物体に取付け
ると、この蛍光ファイバと受光器とを光学的に接続する
光ファイバは柔軟性に富むので移動物体の移動に支障は
生じず光ファイバは絶縁性に優れているので移動物体が
高電圧電極であっても絶縁上問題はなく、蛍光ファイバ
を取付けるに適した構造物がなくてもこの発明を適用す
ることができる。又は、発光器を移動物体に取付けると
、発光器を取付ける構造物がなくてもこの発明を適用す
ることができ、蛍光ファイバは固定された高電圧電極に
取付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す概念図

【図２】この発
明の別の実施例を示す概念図

【図３】この発明のもう一
つ別の実施例を示す概念図

【符号の説明】

１　　　　蛍光ファイバ １１　　　　構造物 ２　　　　光ファイバ ３１　　　　光ファイバ ３２　　　　照射部 ３３　　　　構造物 ４　　　　移動物体 ５　　　　検出器（検出手段） ６　　　　光

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光器とこの発光器の電源と受光器と、こ
   の受光器が受光し変換した電気信号を入力して電子回路
   処理する処理回路とを備えた検出手段、前記発光器が発
   光した光を導く光ファイバとこの光ファイバの先端に取
   付けた照射部とからなる発光手段及びこの発光手段の照
   射部から照射した光を受光する受光部と受光した光を前
   記受光器に導く光ファイバとからなる受光手段からなり
   、前記検出手段が、変換された電気信号の強度に基づい
   て移動物体の位置を検出する移動物体検出器において、
   前記受光手段の受光部が蛍光ファイバからなり、この蛍
   光ファイバを前記発光手段が照射する光の光軸に実質的
   に垂直の方向に配置してなることを特徴とする移動物体
   検出器。
2. 【請求項２】照射部と蛍光ファイバとを移動物体の移動
   空間を挟んで対向させて配置してなることを特徴とする
   請求項１記載の移動物体検出器。
3. 【請求項３】蛍光ファイバを移動物体に取付けてなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の移動物体検出器。
4. 【請求項４】照射部を移動物体に取付けてなることを特
   徴とする請求項１記載の移動物体検出器。