JPH0599624A - 反射型光フアイバセンサ - Google Patents

反射型光フアイバセンサ

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Publication number
JPH0599624A
JPH0599624A JP3205938A JP20593891A JPH0599624A JP H0599624 A JPH0599624 A JP H0599624A JP 3205938 A JP3205938 A JP 3205938A JP 20593891 A JP20593891 A JP 20593891A JP H0599624 A JPH0599624 A JP H0599624A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser light
optical fiber
light
light source
support
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3205938A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsuo Ito
厚生 伊藤
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP3205938A priority Critical patent/JPH0599624A/ja
Publication of JPH0599624A publication Critical patent/JPH0599624A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射型光センサの分解能を向上し、微細な傷
検査を可能とする。 【構成】 レーザー光を発するレーザー光源1と、末端
に受光素子が配置された受光側光ファイバ3とを、レー
ザー光源1から照射されるレーザー光の検査対象面Sに
おける照射範囲と、受光側光ファイバ3の検査対象面S
における受光範囲の少なくとも一部が重複するように、
支持体5によって共に支持している。この支持体5の内
部には、レーザー光を収束させるレンズ4も設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばアルミディスク
の傷検査のように、微細な欠陥検出に適した反射型光フ
ァイバセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、物品の傷検査を行う分野では
反射型光センサが多用されている。その多くは発光素子
と受光素子を並べて配置し、発光素子が発する光線を直
接またはレンズを通して検査対象面に照射し、その反射
光を受光素子で受け、電気信号に変えて傷検出を行うも
のであった。なお、発光素子としては、電球や発光ダイ
オード等が使用されることが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の反射型光
センサでは、その発光素子による光照射範囲が比較的広
く、この光照射範囲に比べて小さな傷は検出することが
困難だった。このため、最近需要が生じている磁気記録
装置用のアルミディスク等のように、極めて微細な傷
(例えば10μm以下)を検査する用途には、分解能が
不足して対応できない欠点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、レーザー光を発するレーザ
ー光源と、末端に受光素子が配置された受光側光ファイ
バとを、前記レーザー光源から発射されるレーザー光の
検査対象面における照射範囲と、前記受光側光ファイバ
の前記検査対象面における受光範囲の少なくとも一部が
重複するように支持体によってそれぞれ支持したことを
特徴とする。
【0005】なお、前記支持体には、前記レーザー光源
が発するレーザー光を収束させて前記検査対象面に照射
するためのレンズが設けられていてもよい。また、前記
受光側光ファイバは2以上設けられ、前記レーザー光源
の周囲において前記支持体に支持されていてもよい。さ
らに、前記レーザー光および/または受光側光ファイバ
は、それぞれの光軸の角度が変化できるように角度調整
手段を介して前記支持体に支持されていてもよいし、レ
ーザー光源には、レーザー光に変調をかける変調装置が
接続されていてもよい。
【0006】
【作用】本発明の反射型光ファイバセンサによれば、レ
ーザー光源が発する位相の揃ったレーザー光を直接検査
対象面に照射するため、レーザー光の照射範囲を極めて
小さい領域に集中させることができる。また、光源側に
は光ファイバを介在させないため、光ファイバ中での拡
散、位相ズレ等に起因する照射箇所での光拡散が生じな
いうえ、レーザー光源による照射範囲と受光側光ファイ
バによる受光範囲の一部が重複するように設定されてい
るから、傷検出領域をこの狭い重複範囲に限定すること
ができ、高い分解能を得ることが可能である。
【0007】
【実施例】図1は、本発明に係わる反射型光ファイバセ
ンサの第1実施例を示す断面図である。図中符号1は、
リード線2を介して図示しない電源に接続されたレーザ
ー光源、符号3は末端に受光素子(図示略)が配置され
た受光側光ファイバ、4はレーザー光源1と同軸に配置
されそのレーザー光を集光するためのレンズ、5はこれ
らレーザー光源1,受光側光ファイバ3およびレンズ4
を相対固定する支持体、6はリード線2および光ファイ
バ3を保護する樹脂製のシースである。
【0008】レーザー光源1としては、半導体レーザー
発光素子が小型で制御しやすい点から好適であるが、必
要に応じては他種のレーザー発光素子を用いてもよい。
レーザー光源1および光ファイバ3は、互いに平行に位
置決めされ、レーザー光源1から発射されるレーザー光
の照射範囲と、受光側光ファイバ3の受光範囲とは、支
持体5の先端からD1以上の位置で重複するようになっ
ている。なお、この場合、レーザー光はレンズ4により
照射面に向けて若干広がるように屈折される。
【0009】受光素子としては、フォトダイオードやフ
ォトトランジスタ、フォトマルチプライア等が好適であ
るが、可能であれば他種の受光素子を使用してもよい。
また、受光素子と受光側光ファイバ3との接続は従来使
用されているいかなる構造でもよい。一方、支持体5
は、プラスチックまたは金属製からなり、特に金属製と
した場合には、レーザー光源1の放熱性を高めるヒート
シンクとしての作用も得られる。
【0010】図2は、この実施例における検査対象面S
と支持体5の先端面との距離Dと、受光素子による受光
光量との関係を示すグラフである。受光光量は、距離D
が照射範囲と受光範囲とが交差する距離D1より大きく
なると急増し、やがて極大値をとって急減する。このた
め、距離Dをこの急増範囲W1あるいは急減範囲W2内
に設定することにより、検査対象面Sの表面にある突起
や溝、凹部等の傷(欠陥)を鋭敏に検出することができ
る。
【0011】上記構成からなる反射型光ファイバセンサ
によれば、レーザー光源1が発するレーザー光を検査対
象面Sに直接照射するため、レーザー光の照射範囲を極
めて小さい領域に集中させることができるうえ、レーザ
ー光照射範囲と受光側光ファイバ3による受光範囲とが
一部のみ重複するように設定されているから、傷検出領
域をこの狭い重複範囲に限定することができ、極めて高
い分解能を得ることが可能である。
【0012】また、小形化が困難な受光側装置を分離
し、小型化できるレーザー光源1および光ファイバ3を
支持体5に収容したことにより、支持体3の寸法が小型
化でき、従来のセンサでは検査できなかった狭い部分に
も、この反射型光ファイバセンサは設置することが可能
である。
【0013】なお、上記実施例ではレンズ4の位置が固
定されていたが、ネジ機構等を介して、レンズ4を光軸
方向変位可能に支持体5に支持してもよい。また、レー
ザー光源1およびレンズ4をユニット化する一方、支持
体5に球状支持面を形成し、この球状支持面に沿って前
記ユニットを回動可能に支持することにより、レーザー
光の照射角度を変更できるようにしてもよい。同様に、
光ファイバ3の先端部を傾動可能としてもよい。これら
の変形は以下の他の実施例においても可能である。
【0014】また、上記実施例ではレンズ4によりレー
ザー光を広げていたが、図3に示すようにレーザー光を
検査対象面Sに向けて収束させてもよい。この例では、
検査対象面Sの小面積にレーザー光が照射されるため、
図4に示すように、照射範囲と受光範囲とが交差する距
離D1からWの範囲において、先の実施例よりもグラフ
の傾斜が大きくなる。したがって、前記実施例よりも小
さな傷や欠陥を鋭敏に検出することができ、分解能が向
上する。
【0015】次に、図5および図6は本発明の第3実施
例を示し、この例では、支持体5の中央部にレーザー光
源1を配置すると共に、その周囲に複数(この例では8
本)の受光側光ファイバ3を配置したことを特徴とす
る。全ての受光側光ファイバ3はレーザー光源1から等
距離かつ平行に配置されており、それぞれの受光範囲と
レーザー光源1による照射範囲は、いずれも距離D1以
上の位置において重複する。他の構成は上記各実施例と
同様である。
【0016】この実施例では、対象面に傷があるとその
位置および寸法に応じて、いずれかの光ファイバ3に接
続された受光素子が反応するから、傷の寸法や位置を特
定することが容易になり、より高精度の検査が行える。
【0017】なお、以上の実施例はいずれも、レーザー
光源1の光軸と受光側光ファイバ3の光軸とを平行に配
置した例であったが、図7に示すように、支持体5の内
部で光ファイバ3とレーザー光源1とを、これらの光軸
が交差するように配置してもよい。このように各光軸を
交差させることにより、重複開始距離D1が小さくなる
から、前記各実施例よりも検査対象面Sに接近できる特
徴がある。
【0018】次に図8は、本発明の第5実施例を示す図
であり、この例では、レーザー光源1の両側に複数の受
光側光ファイバ3を1列に並べて配置し、それぞれの光
軸を照射面に向けたことを特徴とする。この例によれ
ば、検査対象面Sによるレーザー光の反射角度に応じ
て、その反射光を受光する光ファイバ3が異なるから、
各光ファイバ3の受光強度を比較することにより、検査
対象面Sに生じた傷の立体形状を把握することができ
る。
【0019】なお、本発明は上記各実施例のみに限定さ
れるものではなく、必要に応じて適宜変更してよいのは
勿論である。例えば、レーザー光源1に、レーザー光を
AMまたはFM変調するための変調装置を接続するとと
もに、受光素子からの信号を逆変調して出力信号として
もよい。このように変調−逆変調を行った場合には、検
出分解能が向上するとともに、外部からの光(外乱光)
によるノイズが低減できる利点を有する。
【0020】また、受光側光ファイバ3の先端部に対応
して集光用のレンズを設けてもよいし、レンズ4として
凹レンズを使用することにより、光束をさらに広げる構
成も可能である。さらに、センサの感度および分解能を
低下させてもよい場合、レーザー光源1の代わりに発光
ダイオードを使用してもよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる反
射型光ファイバセンサによれば、レーザー光源が発する
位相の揃ったレーザー光を直接検査対象面に照射するた
め、レーザー光の照射範囲を極めて小さい領域に集中さ
せることができる。また、光源側には光ファイバを介在
させないため、光ファイバ中での拡散、位相ズレ等に起
因する照射箇所での光拡散が生じないうえ、レーザー光
源による照射範囲と受光側光ファイバによる受光範囲の
一部が重複するように設定されているから、傷検出領域
をこの狭い重複範囲に限定することができ、高い分解能
を得ることが可能である。また、この反射型光ファイバ
センサは、光ファイバ並びに信号線のみからなる接続コ
ードを介して外部機器に接続されるため、この接続コー
ドの曲げ性がよく、センサ設置上の自由度が大きい利点
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる反射型光ファイバセンサの第1
実施例を示す断面図である。
【図2】第1実施例の出力特性を示すグラフである。
【図3】本発明の第2実施例を示す断面図である。
【図4】第2実施例の出力特性を示すグラフである。
【図5】本発明の第3実施例を示す断面図である。
【図6】第3実施例の先端面を示す平面図である。
【図7】本発明の第4実施例を示す断面図である。
【図8】本発明の第5実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 レーザー光源 2 リード線 3 受光側光ファイバ 4 レンズ 5 支持体 6 シース S 検査対象面
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年1月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】レーザー光源1としては、半導体レーザー
発光素子が小型で制御しやすい点から好適であるが、必
要に応じては他種のレーザー発光素子を用いてもよい。
レーザー光源1および光ファイバ3は、互いに平行に位
置決めされ、レーザー光源1から発射されるレーザー光
の照射範囲と、受光側光ファイバ3の受光範囲とは、支
持体5の先端からD1以上の位置で重複するようになっ
ている。なお、この場合、レーザー光はレンズ4により
照射面に向けて一旦焦点を結び再度広がるように屈折さ
れる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】図2は、この実施例における検査対象面S
と支持体5の先端面との距離Dと、受光素子による受光
光量との関係を示すグラフである。受光光量は、距離D
が照射範囲と受光範囲とが交差する距離D1より大きく
なると急増し、やがて極大値をとって急減する。このた
め、距離Dをこの急増範囲W1あるいは急減範囲W2内
に設定することにより、検査対象面Sの表面にある突起
や溝、凹部等の傷(欠陥)を鋭敏に検出することができ
る。W1,W2間にDを設定することも可能である
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】上記構成からなる反射型光ファイバセンサ
によれば、レーザー光源1が発するレーザー光を検査対
象面Sに直接照射するため、レーザー光の照射範囲を
要に応じて極めて小さい領域に集中させることができる
うえ、レーザー光照射範囲と受光側光ファイバ3による
受光範囲とが一部のみ重複するように設定されているか
ら、傷検出領域をこの狭い重複範囲に限定することがで
き、極めて高い分解能を得ることが可能である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】また、上記実施例ではレンズ4によりレー
ザー光を広げていたが、図3に示すようにレーザー光を
検査対象面Sに向けて収束させてもよい。この例では、
検査対象面Sの小面積にレーザー光が照射されるため、
図4に示すように、照射範囲と受光範囲とが交差する距
離D1からWの範囲において、先の実施例よりもグラフ
の傾斜が大きくなる。したがって、前記実施例よりも小
さな傷や欠陥を鋭敏に検出することができ、分解能が向
上する。測定対象に応じて、レンズを使用しない構造、
レンズによりレーザー光ビームをコリメートする構造の
いずれかを選択可能としてもよい
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー光を発するレーザー光源と、末
    端に受光素子が配置された受光側光ファイバとを、前記
    レーザー光源から照射されるレーザー光の検査対象面に
    おける照射範囲と、前記受光側光ファイバの前記検査対
    象面における受光範囲の少なくとも一部が重複するよう
    に、支持体によって共に支持したことを特徴とする反射
    型光ファイバセンサ。
  2. 【請求項2】 前記支持体には、前記レーザー光源が発
    するレーザー光を収束させて前記検査対象面に照射する
    ためのレンズが設けられていることを特徴とする請求項
    1記載の反射型光ファイバセンサ。
  3. 【請求項3】 前記受光側光ファイバは2以上設けら
    れ、前記レーザー光源の周囲において前記支持体に支持
    されていることを特徴とする請求項1または2記載の反
    射型光ファイバセンサ。
  4. 【請求項4】 前記レーザー光源および/または前記受
    光側光ファイバは、それぞれの光軸角度が変化できるよ
    うに角度調整手段を介して前記支持体に支持されている
    ことを特徴とする請求項1,2または3記載の反射型光
    ファイバセンサ。
  5. 【請求項5】 前記レーザー光源には、レーザー光に変
    調をかける変調装置が接続されていることを特徴とする
    請求項1,2,3,または4記載の反射型光ファイバセ
    ンサ。
JP3205938A 1991-08-16 1991-08-16 反射型光フアイバセンサ Withdrawn JPH0599624A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3205938A JPH0599624A (ja) 1991-08-16 1991-08-16 反射型光フアイバセンサ

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JP3205938A JPH0599624A (ja) 1991-08-16 1991-08-16 反射型光フアイバセンサ

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JPH0599624A true JPH0599624A (ja) 1993-04-23

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ID=16515213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3205938A Withdrawn JPH0599624A (ja) 1991-08-16 1991-08-16 反射型光フアイバセンサ

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JP (1) JPH0599624A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09229764A (ja) * 1996-02-23 1997-09-05 Omron Corp 光電センサ
JP2024521436A (ja) * 2021-06-09 2024-05-31 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. アパーチャアポダイゼーションを備えた構造照明を使用したレチクル粒子検出用の検査システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09229764A (ja) * 1996-02-23 1997-09-05 Omron Corp 光電センサ
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Effective date: 19981112