JPH08327748A - Contact sensor - Google Patents
Contact sensorInfo
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- JPH08327748A JPH08327748A JP13403895A JP13403895A JPH08327748A JP H08327748 A JPH08327748 A JP H08327748A JP 13403895 A JP13403895 A JP 13403895A JP 13403895 A JP13403895 A JP 13403895A JP H08327748 A JPH08327748 A JP H08327748A
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】センサ素子として光ファイバを用いた接触式セ
ンサの感度を向上させる。
【構成】本接触式センサに、センサ素子として用いられ
る光ファイバ１には、くびれＡが形成されている。この
ように、他の部分よりも断面積が小さなくびれＡを形成
することによって、この光ファイバ１は、検知対象であ
る物体に接触したときに曲げが生じやすくなる。従っ
て、より高感度のセンサ素子として使用することができ
る。なお、本接触式センサは、こうした光ファイバ１の
変形に伴う光の損失による光強度の変化を信号処理装置
６で検出することにより、物体の有無を検知する。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve the sensitivity of a contact sensor using an optical fiber as a sensor element. [Construction] A constriction A is formed in an optical fiber 1 used as a sensor element in the present contact sensor. By forming the constriction A having a smaller cross-sectional area than the other portions in this manner, the optical fiber 1 is likely to bend when it comes into contact with an object to be detected. Therefore, it can be used as a sensor element with higher sensitivity. The contact sensor detects the presence or absence of an object by detecting a change in the light intensity due to the loss of light due to the deformation of the optical fiber 1 by the signal processing device 6.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、物体に接触することに
よって物体の有無を検知する接触式センサに係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact type sensor for detecting the presence or absence of an object by touching the object.
【０００２】[0002]
【従来の技術】物体の有無を検知するセンサの種類や検
知方法は、検知対象となる物体の大きさ等によって異な
ってくる。例えば、自動組立機におけるワーク（機械部
品等）の有無の確認を行う場合等に使用される接触式セ
ンサとしては、センサ素子として光ファイバを用い、物
体と光ファイバとの接触によって物体の有無を検知する
ものが知られている。これは、光ファイバに変形を与え
ると、光ファイバを伝送する光に損失が生じるという特
性を利用したものである。詳細には、光ファイバの変形
に伴う、光ファイバを伝送する光の強度の変化を、光検
出器で検出することによって、光ファイバに対する物体
の接触、すなわち物体の有無を検知するものである。2. Description of the Related Art The type of sensor for detecting the presence or absence of an object and the detection method thereof differ depending on the size of the object to be detected. For example, an optical fiber is used as a sensor element for a contact-type sensor used when confirming the presence or absence of a work (machine part, etc.) in an automatic assembly machine, and the presence or absence of an object is determined by the contact between the object and the optical fiber. What is detected is known. This utilizes the characteristic that when the optical fiber is deformed, a loss occurs in the light transmitted through the optical fiber. More specifically, the change in the intensity of light transmitted through the optical fiber due to the deformation of the optical fiber is detected by a photodetector to detect the contact of the object with the optical fiber, that is, the presence or absence of the object.
【０００３】ところで、光ファイバは、細径、軽量であ
り、耐環境性に優れている等の利点を有する。従って、
こうした光ファイバをセンサ素子として利用する、上述
のような接触式センサは、小型で軽量に実現することが
でき、かつ、海洋計測のような特殊な環境下での計測に
おいても誤動作することなく対応できるという利点があ
る。また、センサ素子として利用する光ファイバが柔軟
性にとんでいるので、上述のような接触式センサには、
使用中、検知対象である物体を破壊することが少ないと
いう利点もある。By the way, the optical fiber has advantages such as a small diameter and a light weight, and excellent environmental resistance. Therefore,
The contact type sensor as described above, which uses such an optical fiber as a sensor element, can be realized in a small size and a light weight, and can be used without malfunction even in measurement under a special environment such as ocean measurement. There is an advantage that you can. In addition, since the optical fiber used as the sensor element is extremely flexible, the contact type sensor as described above,
There is also an advantage that an object to be detected is less likely to be destroyed during use.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な接触式センサによって物体の有無を検知するには、光
ファイバを伝送する光の強度が適当に変化する程度に曲
率半径の小さな変形を光ファイバーに与えなければなら
ない。従って、上記の接触式センサでは、検知対象であ
る物体が光ファイバに充分な変形を与えることができな
い場合、例えば、検知対象である物体が比較的小さく軽
量であるもの等である場合には、物体の有無が検知でき
ない可能性が高い。However, in order to detect the presence or absence of an object by the contact type sensor as described above, the optical fiber is deformed with a small radius of curvature such that the intensity of the light transmitted through the optical fiber changes appropriately. Must be given to. Therefore, in the above contact type sensor, when the object to be detected cannot sufficiently deform the optical fiber, for example, when the object to be detected is a relatively small and lightweight object, There is a high possibility that the presence or absence of an object cannot be detected.
【０００５】そこで、本発明は、センサ素子として光フ
ァイバを用いた接触式センサの感度を向上させることを
目的とする。Therefore, an object of the present invention is to improve the sensitivity of a contact sensor using an optical fiber as a sensor element.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的達成のために、
本発明は、物体に接触して変形する光ファイバと、前記
光ファイバに光を入射させる光源と、前記光ファイバの
変形に伴う、前記光ファイバを伝送する光の損失によっ
て物体の有無を検知する検知手段とを備え、接触式セン
サであって、前記光ファイバは、少なくとも１箇所以上
の位置で、光ファイバの径方向にくびれていることを特
徴とする接触式センサを提供する。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object,
The present invention detects the presence or absence of an object by an optical fiber that contacts an object and deforms, a light source that causes light to enter the optical fiber, and a loss of light transmitted through the optical fiber due to deformation of the optical fiber. A contact-type sensor comprising a detecting means, wherein the optical fiber is constricted in a radial direction of the optical fiber at at least one position.
【０００７】[0007]
【作用】本発明に係る接触式センサによれば、前記光フ
ァイバが検知対象である物体に接触すると、前記光ファ
イバは、光ファイバの径方向にくびれている位置で変形
する。そして、前記検出手段は、こうした前記光ファイ
バの変形に伴う、前記光ファイバを伝送する光の損失に
よって物体の有無を検知する。According to the contact type sensor of the present invention, when the optical fiber comes into contact with the object to be detected, the optical fiber is deformed at the position where the optical fiber is narrowed in the radial direction. Then, the detection means detects the presence or absence of an object based on the loss of light transmitted through the optical fiber due to the deformation of the optical fiber.
【０００８】このように少なくとも１箇所以上の位置
で、径方向にくびれている光ファイバは、一様な断面積
を有する光ファイバよりも、物体に接触した場合に変形
しやすいので、変形に伴う光の損失が顕著である。従っ
て、このような、くびれた光ファイバをセンサ素子とし
て用いた接触式センサは、物体の有無を、より感度良く
検知することができる。As described above, the optical fiber which is constricted in the radial direction at at least one position is more likely to be deformed when it comes into contact with an object than an optical fiber having a uniform cross-sectional area. The loss of light is significant. Therefore, the contact type sensor using such a constricted optical fiber as a sensor element can detect the presence or absence of an object with higher sensitivity.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、添付の図面を参照しながら、本発明に
係る実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１０】まず、本実施例に係る接触式センサの構成
について、図１を参照しながら説明する。First, the structure of the contact sensor according to this embodiment will be described with reference to FIG.
【００１１】図１に示すように、本接触式センサは、セ
ンサ素子である光ファイバ１と、測定光を照射する半導
体レーザ等の光源２と、光源２から照射された測定光を
光ファイバ１へと導く集光レンズ３と、光ファイバ１に
伝送された測定光の強度を検出するフォトダイオード等
から成る光検出器４と、光ファイバ１に伝送された測定
光を光検出器４の受光面に集光させる集光レンズ５と、
光検出器４で検出した測定光の強度と光源２から照射さ
れる測定光の強度とから光ファイバ１の変形に伴う光の
損失による光強度の変化を検出して、物体の有無を検知
する信号処理装置６とを備える。なお、こうした構成
は、従来技術の欄で説明したセンサと同様な構成であ
り、本接触式センサが備える信号処理装置６で行われる
処理は、従来技術の欄で説明したセンサが備える信号処
理装置で行われる処理と同様な周知の方法による処理な
ので、ここでは説明を省略する。As shown in FIG. 1, the present contact-type sensor has an optical fiber 1 which is a sensor element, a light source 2 such as a semiconductor laser for emitting measuring light, and an optical fiber 1 for emitting measuring light emitted from the light source 2. To the optical fiber 1, a photodetector 4 including a photodiode or the like for detecting the intensity of the measurement light transmitted to the optical fiber 1, and the photodetector 4 receiving the measurement light transmitted to the optical fiber 1. A condenser lens 5 for condensing on a surface,
The presence or absence of an object is detected by detecting the change in the light intensity due to the loss of light due to the deformation of the optical fiber 1 from the intensity of the measurement light detected by the photodetector 4 and the intensity of the measurement light emitted from the light source 2. And a signal processing device 6. Note that such a configuration is similar to that of the sensor described in the section of the related art, and the processing performed by the signal processing device 6 included in the contact type sensor is performed by the signal processing device included in the sensor described in the related art. Since the processing is performed by a well-known method similar to the processing performed in step 1, the description will be omitted here.
【００１２】さて、センサ素子である光ファイバ１に
は、図１中Ａで示す部分にくびれが形成されている。こ
のようにくびれた部分Ａは、他の部分より断面積が小さ
いので、当該光ファイバ１が検知対象である物体に接触
した場合には、他の部分よりも大きな曲げ応力を受ける
ことになり曲げを生じやすい。すなわち、一様な断面積
を有する光ファイバよりも、こうしたくびれた部分Ａが
形成された光ファイバ１の方が、物体に接触した時に曲
率半径の小さな曲げが生じ、光の損失が顕著である。つ
まり、光ファイバに曲げが生じやすい部分であるくびれ
た部分Ａを適当な長さに渡って形成すれば、より高感度
のセンサ素子として使用することができる。したがっ
て、光検出器４の出力信号を増幅させるような特別な手
段を備えることなく、接触式センサの感度を向上させる
ことができる。なお、このようなくびれた部分Ａの形成
方法として、例を挙げれば、研削や、光ファイバ１を局
所的に加熱した後これに適当な引張りを加えて変形させ
る等の方法がある。なお、くびれた部分Ａをどの程度の
径とするかは、光ファイバの強度や本接触式センサの用
途等によって異なってくるが、図２や図３に示すような
用途（後述）に使用するのであれば、光ファイバ１の径
に対して８０％程度の径とすることが望ましい。ただ
し、こうしたくびれた部分Ａの箇所は、光ファイバ１が
物体に接触した場合に、当該光ファイバ１の断面に生じ
る曲げモーメントが最大となるような箇所であることが
望ましいので、光ファイバ１を物体に対していづれの方
向から接触させるか等を考慮して、適当な箇所にくびれ
を形成する必要がある。また、必要であれば、複数の箇
所にくびれた部分を形成しても構わない。Now, in the optical fiber 1 which is a sensor element, a constriction is formed at a portion indicated by A in FIG. Since the cross-sectional area of the constricted portion A is smaller than that of the other portion, when the optical fiber 1 comes into contact with an object to be detected, the constricted portion A is subjected to a bending stress larger than that of the other portion and is bent. Prone to That is, the optical fiber 1 in which the constricted portion A is formed has a smaller radius of curvature when coming into contact with an object than the optical fiber having a uniform cross-sectional area, and the loss of light is remarkable. . That is, if the constricted portion A, which is a portion where the optical fiber is easily bent, is formed over an appropriate length, it can be used as a sensor element with higher sensitivity. Therefore, the sensitivity of the contact sensor can be improved without providing any special means for amplifying the output signal of the photodetector 4. As a method of forming the constricted portion A, for example, there are a method of grinding and a method of locally heating the optical fiber 1 and then applying appropriate tension to the optical fiber 1 to deform it. The diameter of the constricted portion A depends on the strength of the optical fiber, the application of the contact type sensor, etc., but is used for the applications shown in FIGS. 2 and 3 (described later). In that case, it is desirable that the diameter is about 80% of the diameter of the optical fiber 1. However, it is desirable that the constricted portion A is such that the bending moment generated in the cross section of the optical fiber 1 is maximized when the optical fiber 1 contacts an object. It is necessary to form a constriction at an appropriate position in consideration of which direction to contact the object. Further, if necessary, a constricted portion may be formed at a plurality of locations.
【００１３】本実施例で光ファイバ１にくびれた部分Ａ
を形成したのは、こうした理由によるので、光ファイバ
１にくびれた部分Ａを形成する代わりに、光ファイバ１
を被覆するジャケットの厚さを調節することにより局所
的に断面積の小さな箇所を形成するようにしても構わな
い。In this embodiment, the portion A constricted to the optical fiber 1
It is for these reasons that the optical fiber 1 is formed instead of forming the constricted portion A in the optical fiber 1.
A portion having a small cross-sectional area may be locally formed by adjusting the thickness of the jacket covering the.
【００１４】ところで、このような接触式センサは、主
に、本接触式センサに対して相対的に移動する物体の有
無を検知するために使用させるものである。以下、こう
した使用方法を、２通りの使用例を挙げて説明する。By the way, such a contact type sensor is mainly used for detecting the presence or absence of an object moving relative to the present contact type sensor. Hereinafter, such usage will be described with reference to two usage examples.
【００１５】まず、本接触式センサで、例えば搬送車等
の軌道上の障害物の有無を検知する場合について、図２
を参照しながら説明する。First, in the case of detecting the presence or absence of an obstacle on the track of, for example, a transport vehicle with this contact type sensor, FIG.
Will be described with reference to.
【００１６】このような場合には、図２（ａ）に示すよ
うに、センサ素子である光ファイバ１の先端が搬送車７
の先端から適当に付き出るように、本接触式センサを搬
送車７上に載置する必要がある。このようにすれば、搬
送車７の走行方向に障害物Ｂ1が存在している場合に
は、図２（ｂ）に示すように、光ファイバ１の先端が障
害物Ｂ1に接触し、特にくびれた部分Ａに曲率半径の小
さな曲げが生じるので、軽量な障害物Ｂ1であっても、
これを感度良く検知することができる。但し、このよう
な用途に使用する場合には、光ファイバ１が自重で変形
しない程度の強度を有するように、光ファイバ１の長さ
等を適当に決定する必要がある。In such a case, as shown in FIG. 2 (a), the tip of the optical fiber 1 which is the sensor element is mounted on the carrier 7
It is necessary to mount the present contact type sensor on the transport vehicle 7 so that it can be properly projected from the tip of the. In this way, when the obstacle B 1 exists in the traveling direction of the transport vehicle 7, the tip of the optical fiber 1 comes into contact with the obstacle B 1 as shown in FIG. 2B. In particular, since a bend with a small radius of curvature occurs in the narrowed portion A, even if the obstacle B 1 is lightweight,
This can be detected with high sensitivity. However, when used for such an application, it is necessary to appropriately determine the length and the like of the optical fiber 1 so that the optical fiber 1 has such strength that it is not deformed by its own weight.
【００１７】次に、本接触式センサで、物体の通過を検
知する場合について、図３を参照しながら説明する。Next, the case of detecting the passage of an object with the present contact type sensor will be described with reference to FIG.
【００１８】ここでは一例として、ベルトコンベア８に
よって搬送される物体Ｂ2,Ｂ3が、所定の位置を通過し
たことを検知する場合を挙げる。このような場合には、
ベルトコンベア８によって搬送される物体Ｂ2,Ｂ3に光
ファイバ１の先端が接触するように、本接触式センサを
所定の位置に設置する。そして、ベルトコンベア８によ
って搬送される物体Ｂ2,Ｂ3が、所定の位置を通過する
際に光ファイバ１の先端に接触すると、光ファイバ１
の、特にくびれた部分Ａに曲率半径の小さな曲げが生じ
るので、これらを感度良く検知することができる。しか
も、比較的大きな物体Ｂ2が通過しても、光ファイバ１
が充分に変形してこれを破壊したり移動させたりしない
ので、本接触式センサによれば、物体の通過を、大きさ
や形状によらずに感度良く検知することができる。Here, as an example, a case where it is detected that the objects B 2 and B 3 conveyed by the belt conveyor 8 have passed a predetermined position will be described. In such cases,
This contact type sensor is installed at a predetermined position so that the tip of the optical fiber 1 contacts the objects B 2 and B 3 conveyed by the belt conveyor 8. Then, when the objects B 2 and B 3 conveyed by the belt conveyor 8 come into contact with the tip of the optical fiber 1 when passing through a predetermined position, the optical fiber 1
In particular, since a bend having a small radius of curvature occurs in the narrowed portion A, these can be detected with high sensitivity. Moreover, even if a relatively large object B 2 passes, the optical fiber 1
Since it is sufficiently deformed and is not destroyed or moved, the contact sensor can detect passage of an object with high sensitivity regardless of size or shape.
【００１９】[0019]
【効果】本発明に係る接触式センサによれば、物体の有
無を、より感度高く検知することができる。According to the contact type sensor of the present invention, the presence or absence of an object can be detected with higher sensitivity.
【００２０】[0020]
【図１】本発明の実施例に係る接触式センサの構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram of a contact sensor according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の接触式センサの使用方法の一例を説明す
る図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of how to use the contact sensor of FIG.
【図３】図１の接触式センサの使用方法の一例を説明す
る図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of how to use the contact sensor of FIG.
１…光ファイバ、２…光源、３…集光レンズ、４…光検
出器、５…集光レンズ、６…信号処理装置、７…搬送
車、８…ベルトコンベア、Ａ…光ファイバ１のくびれた
部分DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical fiber, 2 ... Light source, 3 ... Condensing lens, 4 ... Photodetector, 5 ... Condensing lens, 6 ... Signal processing device, 7 ... Transport vehicle, 8 ... Belt conveyor, A ... Constriction of optical fiber 1 Part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０５Ｄ 1/02 Ｇ０５Ｄ 1/02 Ｒ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location // G05D 1/02 G05D 1/02 R
Claims (2)
記光ファイバに光を入射させる光源と、前記光ファイバ
の変形に伴う、前記光ファイバを伝送する光の損失によ
って物体の有無を検知する検知手段とを備え、接触式セ
ンサであって、 前記光ファイバは、少なくとも１箇所以上の位置で、光
ファイバの径方向にくびれていることを特徴とする接触
式センサ。1. The presence or absence of an object is detected by an optical fiber that is deformed in contact with an object, a light source that makes light incident on the optical fiber, and a loss of light transmitted through the optical fiber due to deformation of the optical fiber. A contact type sensor, wherein the optical fiber is constricted in a radial direction of the optical fiber at at least one position.
が物体に接触した場合に生じる曲げモーメントが最大と
なる位置であることを特徴とする接触式センサ。2. The contact type sensor according to claim 1, wherein the position where the optical fiber is constricted is a position where a bending moment generated when the optical fiber contacts an object is maximized. Contact type sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13403895A JPH08327748A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Contact sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13403895A JPH08327748A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Contact sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327748A true JPH08327748A (en) | 1996-12-13 |
Family
ID=15118925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13403895A Pending JPH08327748A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Contact sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327748A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10249785A (en) * | 1997-03-13 | 1998-09-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Contact sensor for optical robot |
| CN107014590A (en) * | 2017-03-17 | 2017-08-04 | 航天东方红卫星有限公司 | A kind of suspension area source for satellite optical load test |
| JP2024071157A (en) * | 2022-11-14 | 2024-05-24 | 英路 立石 | Safety device and asphalt finisher |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP13403895A patent/JPH08327748A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH10249785A (en) * | 1997-03-13 | 1998-09-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Contact sensor for optical robot |
| CN107014590A (en) * | 2017-03-17 | 2017-08-04 | 航天东方红卫星有限公司 | A kind of suspension area source for satellite optical load test |
| CN107014590B (en) * | 2017-03-17 | 2019-03-26 | 航天东方红卫星有限公司 | A kind of suspension area source for satellite optical load test |
| JP2024071157A (en) * | 2022-11-14 | 2024-05-24 | 英路 立石 | Safety device and asphalt finisher |
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