JPH0560876A - Photosensor - Google Patents
PhotosensorInfo
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- JPH0560876A JPH0560876A JP25303291A JP25303291A JPH0560876A JP H0560876 A JPH0560876 A JP H0560876A JP 25303291 A JP25303291 A JP 25303291A JP 25303291 A JP25303291 A JP 25303291A JP H0560876 A JPH0560876 A JP H0560876A
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Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバが変形す
るとその変形部分で光損失が生じるという光ファイバの
光学的特性を利用した光センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical sensor which utilizes the optical characteristics of an optical fiber such that when the optical fiber is deformed, optical loss occurs at the deformed portion.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の光センサとして、例えば特開昭
61−34493号公報や実開昭58−125835号
公報に開示されたものがある。これらに開示された光セ
ンサは、可撓性に富んだ光ファイバの一方端に投光器
を、また他方端に受光器をそれぞれ接続するとともに、
光ファイバの中間部に一定方向に移動自在な物体を係合
させたものである。したがって、物体が光ファイバに変
形を加えていないときには投光器からの光は比較的高い
割合で受光器に伝搬するが、物体が移動し光ファイバを
変形させるとその変形部分で光損失が生じて、受光器に
伝搬される光量は変形がない場合に比べて減少する。こ
のように、この種の光センサでは光ファイバの変形にと
もなう光量変化によって、物体の移動などを検知してい
た。2. Description of the Related Art Optical sensors of this type are disclosed, for example, in JP-A-61-34493 and JP-A-58-125835. The optical sensors disclosed therein connect a light emitter to one end of a flexible optical fiber and a light receiver to the other end thereof, and
An object that is movable in a certain direction is engaged with an intermediate portion of an optical fiber. Therefore, when the object does not deform the optical fiber, the light from the light emitter propagates to the light receiver at a relatively high rate, but when the object moves and deforms the optical fiber, optical loss occurs at the deformed portion, The amount of light propagating to the light receiver is reduced as compared with the case where there is no deformation. As described above, in this type of optical sensor, the movement of an object or the like is detected by the change in the amount of light accompanying the deformation of the optical fiber.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の光センサは上記
のように構成されていたので、物体が一定方向に移動し
た場合のみ物体の移動等を検知することができ、それ以
外の方向、例えば上記方向に対しほぼ垂直な方向に物体
が移動した場合には、物体による光ファイバの変形はゼ
ロであり、その結果光量変化もゼロとなる。つまり、光
センサにより検知することができる方向(以下「検知方
向」という)は1つであった。そのため、2方向以上に
ついて検知する必要がある場合には、複数の光センサが
必要となる。Since the conventional optical sensor is configured as described above, it is possible to detect the movement of the object or the like only when the object moves in a certain direction, and in other directions, for example, When the object moves in a direction substantially perpendicular to the above direction, the deformation of the optical fiber by the object is zero, and as a result, the change in the light amount is also zero. That is, there was only one direction that can be detected by the optical sensor (hereinafter referred to as "detection direction"). Therefore, when it is necessary to detect in two or more directions, a plurality of optical sensors are required.
【0004】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたもので、複数の検知方向を有する光センサを提供す
ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an optical sensor having a plurality of detection directions.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明にかかる光セン
サは、可撓性の光ファイバと、前記光ファイバの一方端
に接続された投光器と、前記光ファイバの他方端に接続
された受光器と、前記光ファイバの中間部に係合され、
外力に応じてその中間部に変形を加える変形印加機構部
とを備えた光センサであって、上記目的を達成するため
に、前記変形印加機構部が、前記光ファイバの中間部の
2点でそれぞれ前記光ファイバに係合する第1及び第2
係合部を有する回転体と、前記第1及び第2係合部によ
り係合された前記光ファイバの長手方向にほぼ直交する
方向に延びるように前記回転体に突設された回転軸と、
前記外力に応じて前記回転軸をその軸まわりに回転自在
に支持した本体とで構成されている。An optical sensor according to the present invention comprises a flexible optical fiber, a light projector connected to one end of the optical fiber, and a light receiver connected to the other end of the optical fiber. And engaged with the middle part of the optical fiber,
In order to achieve the above object, the deformation applying mechanism section is provided at two points of an intermediate section of the optical fiber, wherein the deformation applying mechanism section applies a deformation to the intermediate section according to an external force. First and second engaging respective optical fibers
A rotating body having an engaging portion, and a rotating shaft projectingly provided on the rotating body so as to extend in a direction substantially orthogonal to a longitudinal direction of the optical fiber engaged by the first and second engaging portions,
The main body is configured to rotatably support the rotary shaft around the shaft according to the external force.
【0006】[0006]
【作用】この発明における光センサでは、回転軸と直交
する2次元方向からの外力がその回転軸に加わると、そ
の軸まわりに回転軸および第1及び第2係合部を有する
回転体が一体的に回転し、光ファイバの中間部が変形す
る。その結果、その変形量に応じて受光器に受光される
光量が変化して、2次元方向からの外力が検知される。In the optical sensor according to the present invention, when an external force from a two-dimensional direction orthogonal to the rotating shaft is applied to the rotating shaft, the rotating body having the rotating shaft and the first and second engaging portions is integrated around the rotating shaft. The optical fiber is rotated, and the intermediate portion of the optical fiber is deformed. As a result, the amount of light received by the light receiver changes according to the amount of deformation, and the external force from the two-dimensional direction is detected.
【0007】[0007]
【実施例】図1はこの発明にかかる光センサの要部斜視
図である。図2及び図3は、それぞれ要部側面および要
部平面図である。この光センサは、投光器と、受光器
と、可撓性に富んだ光ファイバ1と、外力に応じて光フ
ァイバ1の中間部1aに変形を与える変形印加機構部1
0とで構成されている。なお、図1ないし図3への図示
は省略されているが、投光器および受光器はそれぞれ光
ファイバ1の一方及び他方端に接続され、投光器からの
光は光ファイバ1を介して受光器に導かれる。1 is a perspective view of an essential part of an optical sensor according to the present invention. 2 and 3 are a side view and a plan view of a main part, respectively. This optical sensor includes a light projecting device, a light receiving device, a highly flexible optical fiber 1, and a deformation applying mechanism part 1 for deforming the intermediate part 1a of the optical fiber 1 in response to an external force.
It is composed of 0 and. Although not shown in FIGS. 1 to 3, the light emitter and the light receiver are respectively connected to one end and the other end of the optical fiber 1, and the light from the light emitter is guided to the light receiver through the optical fiber 1. Get burned.
【0008】次に、変形印加機構部10の構成について
説明する。この変形印加機構部10は本体11を有して
おり、この本体11の側面部に設けられた貫通穴11
a,11bに光ファイバ1が挿通されている。また、変
形印加機構部10には、この光ファイバ1の中間部1a
を2本の円筒部材12a,12a(図2及び図3)で挟
み込むようにして、その中間部1aの1点で光ファイバ
1と係合する第1係合部12と、第1係合部12と同様
に2本の円筒部材13a,13aからなり光ファイバ1
の中間部1aの他の1点で光ファイバ1と係合する第2
係合部13とを有する回転体14が設けられている。こ
の回転体14の上面中央部には、第1および第2係合部
12,13により係合された光ファイバ1の長手方向に
直交する方向に延びるように回転軸15が突設されてい
る。なお、この回転軸15は本体11に対し回転自在に
支持されており、回転軸15と直交する2次元方向から
の外力がその回転軸15に加わると、その軸を回転中心
として回転方向α(あるいは−α)に回転軸15および
第1及び第2係合部12,13を有する回転体14が一
体的に回転するように構成されている。Next, the structure of the deformation applying mechanism 10 will be described. The deformation applying mechanism portion 10 has a main body 11, and a through hole 11 provided in a side surface portion of the main body 11.
The optical fiber 1 is inserted through a and 11b. In addition, the deformation applying mechanism 10 includes the intermediate portion 1 a of the optical fiber 1.
Is sandwiched between two cylindrical members 12a, 12a (FIGS. 2 and 3), and a first engaging portion 12 that engages with the optical fiber 1 at one point of the intermediate portion 1a, and a first engaging portion. The optical fiber 1 is composed of two cylindrical members 13a and 13a as in the optical fiber 1
The second engaging with the optical fiber 1 at another point of the intermediate portion 1a of the
A rotating body 14 having an engaging portion 13 is provided. A rotating shaft 15 is provided at the center of the upper surface of the rotating body 14 so as to extend in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the optical fiber 1 engaged by the first and second engaging portions 12 and 13. .. The rotating shaft 15 is rotatably supported with respect to the main body 11, and when an external force from a two-dimensional direction orthogonal to the rotating shaft 15 is applied to the rotating shaft 15, the rotating direction α (rotation direction α) with the shaft as the center of rotation. Alternatively, the rotating body 14 having the rotating shaft 15 and the first and second engaging portions 12 and 13 at −α) is configured to integrally rotate.
【0009】したがって、上記のように2次元方向から
の外力が変形印加機構部10に作用すると、光ファイバ
1の中間部1aが変形され、その結果、その変形量に応
じて受光器(図示省略)に受光される光量が変化して、
2次元方向からの外力を検知することができる。例え
ば、図4に示すように回転軸15の先端部に光ファイバ
1の長手方向Xおよびその方向Xに対しほぼ直交する方
向Yにそれぞれ伸びたバー16,17を設けた場合につ
いて考えてみる。この場合、バー16に外力F1(ある
いはバー17に外力F2 )が作用すると、上記のように
回転軸15および回転体14が第1及び第2係合部1
2,13とともに一体的に方向(−α)に角度θだけ回
転し(図5)、光ファイバ1の中間部1aが変形する。
そのため、光ファイバ1の中間部1aまで伝搬してきた
光の一部において光の伝搬モードが変更され、光ファイ
バ1から漏れてしまう。その結果、受光器側に伝搬され
る光量が減少する。Therefore, when the external force from the two-dimensional direction acts on the deformation applying mechanism portion 10 as described above, the intermediate portion 1a of the optical fiber 1 is deformed, and as a result, a light receiver (not shown) is formed according to the deformation amount. ) Changes the amount of light received,
External force from the two-dimensional direction can be detected. For example, consider a case where bars 16 and 17 extending in the longitudinal direction X of the optical fiber 1 and the direction Y substantially orthogonal to the direction X are provided at the tip of the rotary shaft 15 as shown in FIG. In this case, when the external force F1 is applied to the bar 16 (or the external force F2 is applied to the bar 17), the rotating shaft 15 and the rotating body 14 move the first and second engaging portions 1 as described above.
Together with 2 and 13, they rotate in the direction (-α) by an angle θ (FIG. 5), and the intermediate portion 1a of the optical fiber 1 is deformed.
Therefore, the propagation mode of the light is changed in a part of the light propagating to the intermediate portion 1 a of the optical fiber 1, and the light leaks from the optical fiber 1. As a result, the amount of light propagated to the light receiver side decreases.
【0010】図6は、回転角度θと光量変化ΔPf との
関係を示すグラフである。同図において、丸印は、以下
の条件 光ファイバ1・・・・・・・・φ1mmのプラスチックフ
ァイバ 係合部12,13の間隔・・・20mm 円筒部材の間隔・・・・・・・8mm 円筒部材の直径・・・・・・・6mm において、光ファイバ1に変形が加えられていない(角
度θ=0゜)ときの受光器に受光された光量と角度θを
それぞれ10゜,20゜,30゜,40゜に設定したと
きの光量とから求めた光量変化をプロットしたものであ
る。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the rotation angle θ and the light amount change ΔPf. In the figure, the circles indicate the following conditions: Optical fiber 1 ..... phi.1 mm plastic fiber spacing between engaging parts 12 and 13 ... 20 mm Cylindrical member spacing .... 8 mm When the diameter of the cylindrical member is 6 mm and the optical fiber 1 is not deformed (angle θ = 0 °), the amount of light received by the light receiver and the angle θ are 10 ° and 20 °, respectively. , 30 ° and 40 ° are plots of changes in light amount obtained from the light amounts.
【0011】同図からわかるように、回転角度θと光量
変化ΔPf の間には、所定の関係が認められることか
ら、光量変化ΔPf から単に回転軸15に2次元方向の
外力が加わったことを検知することができるだけでな
く、回転軸15の回転角度、さらにはその角度から外力
の大きさを求めることができる。As can be seen from the figure, since a predetermined relationship is recognized between the rotation angle θ and the light amount change ΔPf, it can be seen that a two-dimensional external force is simply applied to the rotating shaft 15 from the light amount change ΔPf. Not only can it be detected, but the angle of rotation of the rotary shaft 15 and the magnitude of the external force can be determined from that angle.
【0012】上記光センサの利用例としては、例えば図
7に示すように、バー16,17の先端部に重り18,
19をそれぞれ取り付け、衝撃センサとして機能させる
ことができる。この場合、X方向に衝撃が加わると、慣
性力によって重り18,19が回転軸15まわりに回転
移動し、上記と同様にしてその衝撃を検知することがで
きる。また、別の利用態様として、さらにバー16,1
7にそれぞれバネ20,21を取り付ける(図8)こと
によって、加速度センサとして機能させることができ
る。すなわち、例えばX方向に加速度が生じると回転軸
15がバネ力に逆らいながら回転する一方、加速度がな
くなるとバネ力に抗して元の状態(図8)に復帰する。As an example of the use of the above-mentioned optical sensor, as shown in FIG.
19 can be attached to each to function as an impact sensor. In this case, when a shock is applied in the X direction, the weights 18 and 19 rotate around the rotating shaft 15 due to the inertial force, and the shock can be detected in the same manner as described above. As another usage mode, the bars 16 and 1 are further provided.
By attaching springs 20 and 21 to 7 respectively (FIG. 8), it is possible to function as an acceleration sensor. That is, for example, when acceleration occurs in the X direction, the rotating shaft 15 rotates against the spring force, while when the acceleration disappears, it returns to the original state (FIG. 8) against the spring force.
【0013】なお、上記実施例では、回転軸15に互い
に直交するバー16,17を設けたが、回転軸15を方
向αに回転させる手段はこれに限定されるものではな
い。In the above embodiment, the rotating shaft 15 is provided with the bars 16 and 17 orthogonal to each other, but the means for rotating the rotating shaft 15 in the direction α is not limited to this.
【0014】また、係合部12,13をそれぞれ2本の
円筒部材12a,12a,13a,13aにより構成し
ているが、これ以外の手段、例えば光ファイバ1の外径
と同程度の大きさの貫通穴を有するプレート等を用意
し、その貫通穴に光ファイバ1を挿通することによって
光ファイバ1の中間部1aと係合するように構成しても
よい。Further, the engaging portions 12 and 13 are each constituted by two cylindrical members 12a, 12a, 13a and 13a, but other means, for example, the same size as the outer diameter of the optical fiber 1 is used. A plate having a through hole may be prepared, and the optical fiber 1 may be inserted into the through hole to engage with the intermediate portion 1a of the optical fiber 1.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
光センサによれば、光ファイバの中間部の2点をそれぞ
れ係合自在な第1,第2係合部を有する回転体を設け、
その回転体に突設された回転軸を本体に回転自在に支持
して変形印加機構部を形成したため、前記回転軸と直交
する2次元方向からの外力がその回転軸に加わると、そ
の軸まわりに回転軸および回転体が第1及び第2係合部
とともに一体的に回転して光ファイバの中間部が変形
し、これにより受光器での光量が変化するので、2次元
方向からの外力を検知することができる。As described above, according to the optical sensor of the present invention, the rotating body having the first and second engaging portions which can respectively engage the two points of the intermediate portion of the optical fiber is provided.
Since the deformation applying mechanism is formed by rotatably supporting the rotating shaft projecting on the rotating body on the main body, when an external force from a two-dimensional direction orthogonal to the rotating shaft is applied to the rotating shaft, the rotation of the rotating shaft is caused. In addition, the rotating shaft and the rotating body are integrally rotated together with the first and second engaging portions to deform the intermediate portion of the optical fiber, which changes the light quantity at the light receiver. Can be detected.
【図1】この発明にかかる光センサの要部斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view of a main part of an optical sensor according to the present invention.
【図2】図1の光センサの要部側面図である。FIG. 2 is a side view of a main part of the optical sensor of FIG.
【図3】図1の光センサの要部平面図である。FIG. 3 is a plan view of a main part of the optical sensor of FIG.
【図4】光センサの一実施例を示す要部平面図である。FIG. 4 is a main part plan view showing an embodiment of an optical sensor.
【図5】図4の光センサの動作を示す要部平面図であ
る。5 is a main-portion plan view showing an operation of the optical sensor of FIG. 4. FIG.
【図6】回転角度と光量変化との関係を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a rotation angle and a change in light amount.
【図7】図1の光センサの利用態様の一例を示す要部平
面図である。FIG. 7 is a plan view of relevant parts showing an example of how the optical sensor of FIG. 1 is used.
【図8】図1の光センサの利用態様の他の例を示す要部
平面図である。FIG. 8 is a plan view of a main portion showing another example of a usage mode of the optical sensor of FIG.
1 光ファイバ 1a 中間部 10 変形印加機構部 11 本体 12 第1係合部 13 第2係合部 14 回転体 15 回転軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber 1a Intermediate part 10 Deformation applying mechanism part 11 Main body 12 First engaging part 13 Second engaging part 14 Rotating body 15 Rotating shaft
Claims (1)
の一方端に接続された投光器と、前記光ファイバの他方
端に接続された受光器と、前記光ファイバの中間部に係
合され、外力に応じてその中間部に変形を加える変形印
加機構部とを備えた光センサにおいて、 前記変形印加機構部が、前記光ファイバの中間部の2点
でそれぞれ前記光ファイバに係合する第1及び第2係合
部を有する回転体と、前記第1及び第2係合部により係
合された前記光ファイバの長手方向にほぼ直交する方向
に延びるように前記回転体に突設された回転軸と、前記
外力に応じて前記回転軸をその軸まわりに回転自在に支
持した本体とからなることを特徴とする光センサ。1. A flexible optical fiber, a light transmitter connected to one end of the optical fiber, a light receiver connected to the other end of the optical fiber, and an intermediate portion of the optical fiber. An optical sensor including a deformation applying mechanism that applies a deformation to an intermediate portion of the optical fiber according to an external force, wherein the deformation applying mechanism engages the optical fiber at two points of the intermediate portion of the optical fiber. A rotating body having a first and a second engaging portion and a protruding body provided on the rotating body so as to extend in a direction substantially orthogonal to a longitudinal direction of the optical fiber engaged by the first and the second engaging portions. An optical sensor comprising a rotating shaft and a main body that supports the rotating shaft rotatably around the rotating shaft according to the external force.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25303291A JPH0560876A (en) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | Photosensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25303291A JPH0560876A (en) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | Photosensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560876A true JPH0560876A (en) | 1993-03-12 |
Family
ID=17245534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25303291A Pending JPH0560876A (en) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | Photosensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0560876A (en) |
-
1991
- 1991-09-04 JP JP25303291A patent/JPH0560876A/en active Pending
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