JPH047051B2 - - Google Patents
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- JPH047051B2 JPH047051B2 JP57115622A JP11562282A JPH047051B2 JP H047051 B2 JPH047051 B2 JP H047051B2 JP 57115622 A JP57115622 A JP 57115622A JP 11562282 A JP11562282 A JP 11562282A JP H047051 B2 JPH047051 B2 JP H047051B2
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- light
- support
- control device
- adjacent
- Prior art date
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3502—Optical coupling means having switching means involving direct waveguide displacement, e.g. cantilever type waveguide displacement involving waveguide bending, or displacing an interposed waveguide between stationary waveguides
- G02B6/3504—Rotating, tilting or pivoting the waveguides, or with the waveguides describing a curved path
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
- G02B6/3548—1xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs
- G02B6/3552—1x1 switch, e.g. on/off switch
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
- G02B6/3574—Mechanical force, e.g. pressure variations
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/358—Latching of the moving element, i.e. maintaining or holding the moving element in place once operation has been performed; includes a mechanically bistable system
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Relay Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光電制御装置に関し、特に、光源から
第１の光フアイバーを介して信号を送り、第２の
光フアイバーを介して光検出素子で受信する装置
において、第１の光フアイバーの角度を変えるこ
とにより途中から信号を取り出し表示するように
した光電制御装置に関する。
第１の光フアイバーを介して信号を送り、第２の
光フアイバーを介して光検出素子で受信する装置
において、第１の光フアイバーの角度を変えるこ
とにより途中から信号を取り出し表示するように
した光電制御装置に関する。
かかる形式と類似の装置は欧州特許第0000857
号に開示されている。この装置は透明な材料で作
られた押釦を有し、この押釦の端部には、押釦の
縦軸に対して45゜に配置された光反射面を支持し
ている。この押釦は光反射面が光フアイバーの一
方の端部に向かい合うように配置され、光フアイ
バーの他方の端部は光源と協働するように配置さ
れる。この位置において、光反射面は押釦を介し
てその端面まで軸方向に光線を向かわせ、その端
面は表示装置を構成し肉眼で見えるようになる。
号に開示されている。この装置は透明な材料で作
られた押釦を有し、この押釦の端部には、押釦の
縦軸に対して45゜に配置された光反射面を支持し
ている。この押釦は光反射面が光フアイバーの一
方の端部に向かい合うように配置され、光フアイ
バーの他方の端部は光源と協働するように配置さ
れる。この位置において、光反射面は押釦を介し
てその端面まで軸方向に光線を向かわせ、その端
面は表示装置を構成し肉眼で見えるようになる。
この形式の装置の光強度の損失は、光が向かう
方向の光反射面と光フアイバーの端部の距離が離
れれば離れる程大きくなる。制御部材の変位は光
線を遮る位置から光線通路を外れる位置まで、光
反射面を変化させるために十分な大きさを持たね
ばならない。この形式の装置は相当数の部品を必
要とし、そのため組立に相当の時間を必要とす
る。このような形式は超平面構造に対しては適切
ではない。
方向の光反射面と光フアイバーの端部の距離が離
れれば離れる程大きくなる。制御部材の変位は光
線を遮る位置から光線通路を外れる位置まで、光
反射面を変化させるために十分な大きさを持たね
ばならない。この形式の装置は相当数の部品を必
要とし、そのため組立に相当の時間を必要とす
る。このような形式は超平面構造に対しては適切
ではない。
本発明の目的は、上記の従来の問題点を解消し
た簡素化された構造により部品点数の低減とコス
トダウンを図り、かつ高い精度を有する光電制御
装置を提供することにある。
た簡素化された構造により部品点数の低減とコス
トダウンを図り、かつ高い精度を有する光電制御
装置を提供することにある。
本発明は、光源と、光検出素子と、該光検出素
子により動作し該光検出素子により検出された光
強度しきい値に応じてオン／オフ状態をとるスイ
ツチと、光を第１の位置にて該光検出素子に指向
させ他方の位置にて表示素子に向かわせるように
動作する光反射面を備えた駆動要素とを具備する
光電制御装置において、 該駆動要素の該光反射面は第１の光フアイバー
の端部の第１の斜面部分により形成され、さらに
該光反射面が該第２の限界位置にあるときに該光
反射面から放射される光を受ける開口部を該第１
の斜面部分に備え、 さらに、該光検出素子は一方の端部が第２の斜
面部分を形成する第２の光フアイバーの他方の端
部と結合し、 該第２の光フアイバーに形成された該第２の斜
面部分に対応する補角を該第１の光フアイバーの
軸に対して形成するときに、該第１及び第２の光
フアイバーは第１の限界位置において同軸上に配
置され、該第１及び第２の斜面部分は相互に光学
的に接触するようにしたことを特徴とする。
子により動作し該光検出素子により検出された光
強度しきい値に応じてオン／オフ状態をとるスイ
ツチと、光を第１の位置にて該光検出素子に指向
させ他方の位置にて表示素子に向かわせるように
動作する光反射面を備えた駆動要素とを具備する
光電制御装置において、 該駆動要素の該光反射面は第１の光フアイバー
の端部の第１の斜面部分により形成され、さらに
該光反射面が該第２の限界位置にあるときに該光
反射面から放射される光を受ける開口部を該第１
の斜面部分に備え、 さらに、該光検出素子は一方の端部が第２の斜
面部分を形成する第２の光フアイバーの他方の端
部と結合し、 該第２の光フアイバーに形成された該第２の斜
面部分に対応する補角を該第１の光フアイバーの
軸に対して形成するときに、該第１及び第２の光
フアイバーは第１の限界位置において同軸上に配
置され、該第１及び第２の斜面部分は相互に光学
的に接触するようにしたことを特徴とする。
本発明による装置に利点は光フアイバー及びそ
の駆動要素と光反射面及び表示窓の一体化したこ
とにある。これにより、部品点数は大幅に削減さ
れ、かつ非常に面平行のある表示及び制御面を備
えた光フアイバーを有する装置を提供することが
できる。
の駆動要素と光反射面及び表示窓の一体化したこ
とにある。これにより、部品点数は大幅に削減さ
れ、かつ非常に面平行のある表示及び制御面を備
えた光フアイバーを有する装置を提供することが
できる。
以下、添付の図面に沿つて本発明の実施例を説
明する。
明する。
第１図は本発明の光電制御装置の一実施例斜視
図である。第１の光フアイバー１は支持体２内に
設けられ、支持体２の一方の端部は丁番ピン４に
より枠３に角度可変に取付けられている。支持体
２の他方の端部は光フアイバー１の端部と同一の
平面に斜面５を形成している。支持体２の外側は
斜面５の部分を除いて周辺の光線から光フアイバ
ーを保護するために黒色被覆で覆われている。開
口部６は支持体２の斜面５に設けられ光フアイバ
ー１と接しており、プリズムの作用により光フア
イバー１の表面から反射した光線の状態を外部か
ら観察する窓としての機能を有する。光フアイバ
ー１の他方の端部は光源としての発光ダイオード
LEDに接続される。
図である。第１の光フアイバー１は支持体２内に
設けられ、支持体２の一方の端部は丁番ピン４に
より枠３に角度可変に取付けられている。支持体
２の他方の端部は光フアイバー１の端部と同一の
平面に斜面５を形成している。支持体２の外側は
斜面５の部分を除いて周辺の光線から光フアイバ
ーを保護するために黒色被覆で覆われている。開
口部６は支持体２の斜面５に設けられ光フアイバ
ー１と接しており、プリズムの作用により光フア
イバー１の表面から反射した光線の状態を外部か
ら観察する窓としての機能を有する。光フアイバ
ー１の他方の端部は光源としての発光ダイオード
LEDに接続される。
第２の光フアイバー７は支持体８の内部に設け
られ、支持体８は枠３に固定されている。支持体
２と支持体８は支持体２が枠３に当てられた状態
のとき同一軸上となる、支持体２に隣接する側の
支持体８の端部は第２の光フアイバー７の端部と
同一平面の斜面９を有し、第１の光フアイバー１
と第２の光フアイバー７が同軸上に位置する場合
に斜面５と斜面９は互いに補角の関係を有する。
一方、第１、第２の光フアイバーが同軸上にない
ときは斜面５と斜面９は分離する。第２の光フア
イバー７の他方の端部は光検出素子PDに接続さ
れる。
られ、支持体８は枠３に固定されている。支持体
２と支持体８は支持体２が枠３に当てられた状態
のとき同一軸上となる、支持体２に隣接する側の
支持体８の端部は第２の光フアイバー７の端部と
同一平面の斜面９を有し、第１の光フアイバー１
と第２の光フアイバー７が同軸上に位置する場合
に斜面５と斜面９は互いに補角の関係を有する。
一方、第１、第２の光フアイバーが同軸上にない
ときは斜面５と斜面９は分離する。第２の光フア
イバー７の他方の端部は光検出素子PDに接続さ
れる。
板バネ１０は弓形を有し、一方の端部を支持体
２に取付け、他方の端部は枠３に固定された支持
体８のノツチ部１１にかかる平担部を有する。
２に取付け、他方の端部は枠３に固定された支持
体８のノツチ部１１にかかる平担部を有する。
発光ダイオードLEDの光は第１の光フアイバ
ー１に光信号を送出する。第１の光フアイバー１
が図示の位置にあるとき、プリズムとして作用す
る斜面５は開口部６により形成される窓を経て放
出する光を反射する。
ー１に光信号を送出する。第１の光フアイバー１
が図示の位置にあるとき、プリズムとして作用す
る斜面５は開口部６により形成される窓を経て放
出する光を反射する。
支持体２を上方から押すと、支持体２は丁番ピ
ン４を軸にして斜面５と斜面９が向き合うまで回
動する。これにより第１の光フアイバー１と第２
の光フアイバー７は同一軸上で相対向し、発光ダ
イオードLEDからの信号は第１の光フアイバー
１を経て第２の光フアイバー７に大部分伝送され
光検出素子PDに受信される。光検出素子PDは図
示しないスイツチを駆動する。支持体２を上方か
ら押していた力を解除すると、板バネ１０の反発
力により支持体２は上方に上がり、第１の光フア
イバー１の信号は開口部６を経て光線を反射す
る。
ン４を軸にして斜面５と斜面９が向き合うまで回
動する。これにより第１の光フアイバー１と第２
の光フアイバー７は同一軸上で相対向し、発光ダ
イオードLEDからの信号は第１の光フアイバー
１を経て第２の光フアイバー７に大部分伝送され
光検出素子PDに受信される。光検出素子PDは図
示しないスイツチを駆動する。支持体２を上方か
ら押していた力を解除すると、板バネ１０の反発
力により支持体２は上方に上がり、第１の光フア
イバー１の信号は開口部６を経て光線を反射す
る。
第２図は第１の光フアイバーから第２の光フア
イバーへの光伝送特性を、斜面の角度の関数とし
て表したグラフである。グラフからも明らかなよ
うに光伝送強度は斜面の角度が約35゜のとき最も
弱いことがわかる。表示装置を備えた光電制御装
置においては、45゜以外の角度をとることはほと
んど不可能であるが、例え、この角度が最小の光
伝送条件に近くても、得られる信号のレベルは単
独のプリズム形の装置の場合よりもまだ実質的に
高い値となる。
イバーへの光伝送特性を、斜面の角度の関数とし
て表したグラフである。グラフからも明らかなよ
うに光伝送強度は斜面の角度が約35゜のとき最も
弱いことがわかる。表示装置を備えた光電制御装
置においては、45゜以外の角度をとることはほと
んど不可能であるが、例え、この角度が最小の光
伝送条件に近くても、得られる信号のレベルは単
独のプリズム形の装置の場合よりもまだ実質的に
高い値となる。
上述の装置による試験は、一辺が１mmの正方形
断面の第１の光フアイバー１と、一辺が0.7mmの
第２の光フアイバー７で行われた。この場合、斜
面部５及び９は45゜の角度を有する。使用された
発光ダイオードは、例えば、モデルESBR5501
（スタンレー社製）であり、供給電流は20mAで
ある。一方、光検出素子（例えば、フオトダイオ
ード）は、例えば、モデルBPW20形である。光
フアイバーの斜面が300gms以下の力で押される
と、フオトダイオードPDにより検出される信号
は3.0μAである。信号レベルは単独のプリズムを
有する光フアイバー装置では0.28μAである。一
方、結合による損失はdB＝10log（I0／Ｉ）で表
され、上記の装置の場合2.4dBであり、単独のプ
リズムでは6.7dBに達する。２つの斜面が隣接し
ているときにフオトダイオードに伝送される信号
の感度は、本発明では−36dBであり、単独のプ
リズムの場合は−31dBである。そして、制御部
位の変位の大きさは光フアイバーとプリズムが一
体化された場合は0.08mmであり、単独の場合は
0.6mmである。
断面の第１の光フアイバー１と、一辺が0.7mmの
第２の光フアイバー７で行われた。この場合、斜
面部５及び９は45゜の角度を有する。使用された
発光ダイオードは、例えば、モデルESBR5501
（スタンレー社製）であり、供給電流は20mAで
ある。一方、光検出素子（例えば、フオトダイオ
ード）は、例えば、モデルBPW20形である。光
フアイバーの斜面が300gms以下の力で押される
と、フオトダイオードPDにより検出される信号
は3.0μAである。信号レベルは単独のプリズムを
有する光フアイバー装置では0.28μAである。一
方、結合による損失はdB＝10log（I0／Ｉ）で表
され、上記の装置の場合2.4dBであり、単独のプ
リズムでは6.7dBに達する。２つの斜面が隣接し
ているときにフオトダイオードに伝送される信号
の感度は、本発明では−36dBであり、単独のプ
リズムの場合は−31dBである。そして、制御部
位の変位の大きさは光フアイバーとプリズムが一
体化された場合は0.08mmであり、単独の場合は
0.6mmである。
比較試験から明らかなことは、プリズムが光フ
アイバーと一体化された場合に非常に効果がある
ことである。
アイバーと一体化された場合に非常に効果がある
ことである。
第１及び第２の光フアイバー間の光伝送特性を
改良するために、厚さ20μmのシリコンを基材と
するプラスチツク材料の層、例えば、商品名「シ
リガード182」により、第２の光フアイバーの斜
面部７を被覆する。これは比較的軟質の層であ
り、これにより光フアイバーの斜面の表面状態か
ら生じる微視的な不均一を吸収することができ
る。この測定では100gmsの押付け力で良好な伝
送特性をうることができ、最大伝送は300gmsの
押付け力の範囲で1.3dBの光損失となる。
改良するために、厚さ20μmのシリコンを基材と
するプラスチツク材料の層、例えば、商品名「シ
リガード182」により、第２の光フアイバーの斜
面部７を被覆する。これは比較的軟質の層であ
り、これにより光フアイバーの斜面の表面状態か
ら生じる微視的な不均一を吸収することができ
る。この測定では100gmsの押付け力で良好な伝
送特性をうることができ、最大伝送は300gmsの
押付け力の範囲で1.3dBの光損失となる。
摩耗試験は本発明の装置を130万サイクル動作
させてその後の状態を観察した。その結果、摩耗
試験では何の劣化も現れず、逆にシリガード層の
摩耗により光伝送量の僅かな増加が見られた。
させてその後の状態を観察した。その結果、摩耗
試験では何の劣化も現れず、逆にシリガード層の
摩耗により光伝送量の僅かな増加が見られた。
光フアイバーの斜面部が離れているときに伝送
される光は光検出素子の暗電流とほぼ同じオーダ
であり、これはこの装置がオン状態とオフ状態の
間で高い比率を有することを証明している。
される光は光検出素子の暗電流とほぼ同じオーダ
であり、これはこの装置がオン状態とオフ状態の
間で高い比率を有することを証明している。
周辺光に対する感度は光フアイバーから1mの
距離に置かれた100Wのタングステン球で測定さ
れた。光検出素子PDの暗電流の30％の周辺光が
観察され、この値は光フアイバーの斜面が押され
た時に伝送される信号よりも2500倍低い。また、
摩耗試験後でも周辺光による感度の変化は観察さ
れなかつた。
距離に置かれた100Wのタングステン球で測定さ
れた。光検出素子PDの暗電流の30％の周辺光が
観察され、この値は光フアイバーの斜面が押され
た時に伝送される信号よりも2500倍低い。また、
摩耗試験後でも周辺光による感度の変化は観察さ
れなかつた。
第３図は第１の光フアイバーの斜面部の変位と
信号強度の関係を示すグラフである。図示のよう
に、２つの傾斜面の変位を変えていくと0.2〜0.3
の間で信号の伝送量は約20％増大する。さらに、
この点を0.08mm変位すると信号の伝送量は急激に
100％となる。この場合、ヒステリシスは検出さ
れず、これは支持体２を押した後の変位と押す力
を解除した後の変位では信号レベルに差がないこ
とを意味する。
信号強度の関係を示すグラフである。図示のよう
に、２つの傾斜面の変位を変えていくと0.2〜0.3
の間で信号の伝送量は約20％増大する。さらに、
この点を0.08mm変位すると信号の伝送量は急激に
100％となる。この場合、ヒステリシスは検出さ
れず、これは支持体２を押した後の変位と押す力
を解除した後の変位では信号レベルに差がないこ
とを意味する。
試験は＋60℃と−25℃の間で実施した。ここ
で、−25℃ではシリガード層の硬化によると考え
られる20％の損失が観察された。減衰速度につい
ては、伝送された信号は約2.5Hzで減少を開始し、
100Hzで元の半分の値に減衰した。
で、−25℃ではシリガード層の硬化によると考え
られる20％の損失が観察された。減衰速度につい
ては、伝送された信号は約2.5Hzで減少を開始し、
100Hzで元の半分の値に減衰した。
第１図は本発明の光電制御装置の一実施例斜視
図、第２図は第１の光フアイバーから第２の光フ
アイバーへの光伝送特性を、斜面の角度関数とし
て表したグラフ、及び第３図は第１の光フアイバ
ーの斜面部の変位と信号強度の関係を示すグラフ
である。 （符号の説明） １…第１の光フアイバー、
２，８…支持体、３…枠、４…丁番ピン、５，９
…斜面部、６…開口部、７…第２の光フアイバ
ー、１０…板バネ、LED…光源、PD…光検出素
子。
図、第２図は第１の光フアイバーから第２の光フ
アイバーへの光伝送特性を、斜面の角度関数とし
て表したグラフ、及び第３図は第１の光フアイバ
ーの斜面部の変位と信号強度の関係を示すグラフ
である。 （符号の説明） １…第１の光フアイバー、
２，８…支持体、３…枠、４…丁番ピン、５，９
…斜面部、６…開口部、７…第２の光フアイバ
ー、１０…板バネ、LED…光源、PD…光検出素
子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源と、光検出素子と、該光検出素子により
動作し該光検出素子により検出された光強度のし
きい値に応じてオン／オフ状態をとるスイツチ
と、光を該光検出素子に向かわせる第１の位置と
表示素子に向かわせる第２の位置の間で動作する
光反射面を備えた駆動要素とを具備する光電制御
装置において、 該駆動要素の該光反射面は第１の光フアイバー
の端部の第１の斜面部分により形成され、さらに
該光反射面が該第２の位置にあるときに該光反射
面から放射される光を受ける開口部を該第１の斜
面部分に備え、 さらに該光検出素子は一方の端部が第２の斜面
部分を形成する第２の光フアイバーの他方の端部
と結合し、 該第２の光フアイバーに形成された該第２の斜
面部分に対応する補角を該第１の光フアイバーの
軸に対して形成するときに、該第１及び第２の光
フアイバーは第１の位置において同軸上に配置さ
れ、該第１及び第２の斜面部分は相互に光学的に
結合するようにしたことを特徴とする光電制御装
置。 ２ 該第１及び第２の斜面部分の少なくとも一方
は、該光フアイバーを形成する材料よりも軟質な
透明な材料で被覆される特許請求の範囲第１項に
記載の光電制御装置。 ３ 各斜面部分が隣接する該第１及び第２の光フ
アイバーは、第１の位置にて位置決めさせるため
に、位置決め手段と協働する伸長した支持体に保
持され、一方の支持体は他方の支持体に隣接する
側の端部から離れて位置する横断軸にて結合さ
れ、弾性材料からなる反発手段が一方の位置に戻
るように結合された支持体と協働することを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の光電制御装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP81810273.3 | 1981-07-06 | ||
| EP81810273A EP0069185B1 (fr) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | Dispositif de commande photo-électrique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5816420A JPS5816420A (ja) | 1983-01-31 |
| JPH047051B2 true JPH047051B2 (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=8188669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57115622A Granted JPS5816420A (ja) | 1981-07-06 | 1982-07-05 | 光電制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4477724A (ja) |
| EP (1) | EP0069185B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5816420A (ja) |
| AT (1) | ATE16051T1 (ja) |
| DE (1) | DE3172599D1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4651074A (en) * | 1984-12-04 | 1987-03-17 | Wise James A | Robotic sensor |
| FR2602061B1 (fr) * | 1986-07-24 | 1989-07-28 | Cit Alcatel | Commutateur mecanique pour fibres optiques. |
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