JP3361431B2 - Vibration sensor - Google Patents
Vibration sensorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、検出対象の振動を
電気信号に変換する振動センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration sensor that converts the vibration of a detection target into an electric signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の振動センサとしては、例えば特開
昭４９−６７６６５号公報に開示されているように、１
つの発光素子に対向するように複数の受光素子を検出方
向に沿って配列し、その間に発光素子の光を集束して受
光素子に放射するレンズを光軸と直交する方向（検出方
向）に外部振動に応じて振動するようにしたものが知ら
れている。このような構成によれば、外部振動に応じて
レンズが光軸と直交する方向に変位すると、振動の大き
さに応じて発光素子の光を受光する受光素子が異なるの
で、振動を検出することができる。2. Description of the Related Art As a conventional vibration sensor, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 49-67665, 1
A plurality of light-receiving elements are arranged along the detection direction so as to face one light-emitting element, and a lens that focuses the light from the light-emitting element and emits it to the light-receiving element is placed outside in the direction (detection direction) orthogonal to the optical axis. It is known to vibrate according to vibration. According to this structure, when the lens is displaced in a direction perpendicular to the optical axis in response to an external vibration, the light receiving element for receiving light of the light emitting element in accordance with the magnitude of the vibration is different, detecting vibration You can
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、変位方向
（振動の方向）と変位量（振動の振幅）を正確に検出す
るためには、受光素子の受光面上のスポット光の形状は
真円に近いことが要求される。しかしながら、前述した
従来の振動センサでは、レンズが光軸と直交する方向に
変位するので、受光面上のスポット光が真円にならず、
また、収差が発生して誤差が発生するという問題点があ
る。By the way, in order to accurately detect the displacement direction (vibration direction) and the displacement amount (vibration amplitude), the shape of the spot light on the light receiving surface of the light receiving element should be a perfect circle. It is required to be close. However, in the above-described conventional vibration sensor, since the lens is displaced in the direction orthogonal to the optical axis, the spot light on the light receiving surface does not become a perfect circle,
In addition, there is a problem that an aberration occurs and an error occurs.
【０００４】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的は、振動の方向と振幅を正確に検出
することができる振動センサを提供することにある。The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object thereof is to provide a vibration sensor capable of accurately detecting the direction and amplitude of vibration.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、円形の光を出
射する光源と、受光面がＸＹ方向に２×２に分割された
４分割フォトダイオードと、受光面がＺ方向に２分割さ
れた２分割ダイオードと、光源の出射光を４分割フォト
ダイオード及び２分割ダイオードの各方向に２分割する
ビームスプリッタとを備え、４分割フォトダイオードを
ＸＹ方向に揺動可能に支持すると共に２分割ダイオード
をＺ方向に揺動可能に支持することとする。このような
構成により、検出対象の揺動に伴って４分割フォトダイ
オードがＸＹ方向に揺動し２分割ダイオードがＺ方向に
揺動すると、４分割フォトダイオードにおいて受光され
る円形の光が受光面の中心から振動の方向及び振幅に応
じて変位すると共に、２分割フォトダイオードにおいて
受光される円形の光が受光面の中心から振動の方向及び
振幅に応じて変位するため、これら４分割フォトダイオ
ード及び２分割ダイオードの各受光面により光電変換さ
れた信号により、検出対象のＸＹＺ方向の振動の方向と
振幅を正確に検出することができる。According to the present invention, a light source for emitting circular light, a four-division photodiode having a light-receiving surface divided into 2 × 2 in the XY direction, and a light-receiving surface divided into two in the Z direction.
2 split diodes and 4 split photo of light emitted from the light source
Divide into two parts in each direction of diode and diode
Equipped with a beam splitter ,
Two-divided diode supporting oscillating in XY directions
Is supported so as to be swingable in the Z direction . With such a configuration, the 4-division photo die is moved along with the swing of the detection target.
When diode swings in the XY directions is divided into two diodes <br/> swinging in the Z direction, the circular light received in quadrant photodiode is displaced in accordance with the direction and amplitude of the vibration from the center of the light receiving surface With the two-part photodiode
Circular light is received from the center of the receiving surface in the direction of vibration and
These 4-division photodioes are displaced according to the amplitude.
Photoelectric conversion is performed by each light receiving surface of the diode and the two-divided diode.
The direction and amplitude of the XYZ vibration of the detection target can be accurately detected by the generated signal .
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】本発明の振動センサでは、円形の
光を出射する光源と、ＸＹ方向に２×２に分割された受
光面により前記光源の出射光を受光する４分割フォトダ
イオードと、受光面がＺ方向に２分割された２分割ダイ
オードと、前記光源の出射光を前記４分割フォトダイオ
ード及び前記２分割ダイオードの各方向に２分割するビ
ームスプリッタと、前記４分割フォトダイオードをＸＹ
方向に揺動可能に支持し前記２分割ダイオードをＺ方向
に揺動可能に支持する支持部材とを具備し、前記光源及
び前記ビームスプリッタと前記支持部材とをそれぞれ検
出対象に固定し、前記４分割フォトダイオード及び前記
２分割ダイオードの各受光面により光電変換された信号
により検出対象の振動の方向及び振幅を検出するように
構成した。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the vibration sensor of the present invention, a light source that emits circular light, and a four-division photodiode that receives the light emitted from the light source by a light-receiving surface divided into 2 × 2 in the XY direction, Two-division die whose light-receiving surface is divided into two in the Z direction
And the light emitted from the light source into the four-division photodiode.
Mode and a diode that divides the diode into two in each direction.
The XY splitter and the 4-division photodiode .
Is supported so that it can swing in any direction, and the two-divided diode is supported in the Z direction.
A support member that swingably supports the light source, the beam splitter, and the support member , which are fixed to a detection target, and the four-division photodiode and the
By each light-receiving surface of the two-split diode to detect the direction and amplitude of the vibration of the detection target by the photoelectric conversion signal
Configured .
【０００７】また、前記光源のバラツキに起因して拡散
光が円形にならない場合でも、光源の出射光を円形に整
形する開口を設けると、検出精度を高めることができ
る。Even if the diffused light is not circular due to the variation of the light source, the detection accuracy can be improved by providing an opening for shaping the emitted light of the light source into a circular shape.
【０００８】また、前記光源の拡散角度が大きかった
り、光源と４分割フォトダイオードの距離が長い場合で
も、光源の出射光が４分割フォトダイオードにおいてス
ポット光になるように集光するレンズを設けると、検出
感度を高めることができる。Further, even if the diffusion angle of the light source is large or the distance between the light source and the four-division photodiode is long, a lens for converging the light emitted from the light source into a spot light in the four-division photodiode is provided. The detection sensitivity can be increased.
【０００９】[0009]
【実施例】まず、実施例に係る振動センサを説明する前
に、図１〜図９に示す第１乃至第３参考例に基づいて本
発明の基本構成と検出原理を説明する。 [ First Embodiment] Before explaining the vibration sensor according to the first embodiment
In accordance with the first to third reference examples shown in FIGS.
The basic configuration of the invention and the detection principle will be described.
【００１０】図１は第１参考例に係る振動センサを示す
構成図、図２は図１の受光部を詳細に示す外観図、図３
は図１及び図２の４分割フォトダイオードの受光面とス
ポット光を示す説明図、図４は図１及び図２の４分割フ
ォトダイオードの検出信号を示す波形図である。FIG . 1 is a block diagram showing a vibration sensor according to a first reference example , FIG. 2 is an external view showing the light receiving portion of FIG. 1 in detail, and FIG.
Is an explanatory view showing the light receiving surface and spot light of the four-division photodiode of FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is a waveform diagram showing a detection signal of the four-division photodiode of FIGS. 1 and 2.
【００１１】図１に示す振動センサは、紙面と直交する
方向（Ｘ方向）と上下方向（Ｙ方向）の振動を検出する
ように構成されている。光源１はＬＤ（レーザダイオー
ド）やＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられ、その出射
光は円形の形状のままで拡散する。これに対し、図２と
図３に詳しく示すように、光源１の出射光を受光する受
光部は、ＸＹ方向に２×２に４分割された受光面Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄを有する４分割フォトダイオード（ＰＤ）２
を備え、また、このＰＤ２はベース３に対してＸＹ方向
に揺動可能なように４本のワイヤ４を介して支持されて
いる。そして、光源１とベース３は共に検出対象に固定
される。The vibration sensor shown in FIG. 1 is configured to detect vibration in a direction (X direction) orthogonal to the paper surface and in a vertical direction (Y direction). An LD (laser diode) or an LED (light emitting diode) is used as the light source 1, and the emitted light diffuses in a circular shape. On the other hand, as shown in detail in FIG. 2 and FIG. 3, the light receiving part for receiving the emitted light of the light source 1 has a light receiving surface A divided into 2 × 2 in the XY direction.
4-division photodiode (PD) 2 having B, C and D
The PD 2 is supported by four wires 4 so as to be swingable in the XY directions with respect to the base 3. Then, both the light source 1 and the base 3 are fixed to the detection target.
【００１２】このように構成された振動センサにおい
て、検出対象（光源１とベース３）が振動していない場
合にはＰＤ２も振動しないので、図３において実線で示
すように、スポット光は受光面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの中心に
位置する。これに対し、検出対象が振動するとＰＤ２が
光源１の光軸と直交する方向に振動するので、スポット
光が受光面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの中心から振動の方向及び大
きさに応じて変位する。In the vibration sensor constructed as described above, the PD 2 does not vibrate when the detection target (the light source 1 and the base 3) is not vibrating. Therefore, as shown by the solid line in FIG. Located in the center of A, B, C, D. On the other hand, when the detection target vibrates, the PD 2 vibrates in the direction orthogonal to the optical axis of the light source 1, so that the spot light is displaced from the centers of the light receiving surfaces A, B, C, D according to the direction and magnitude of the vibration. To do.
【００１３】したがって、受光面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの検出
電流が振動の方向及び大きさに応じて変化するので、
Ｘ＝（Ｂ＋Ｃ）−（Ａ＋Ｄ）
Ｙ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）
によりＸ，Ｙ方向の振幅を求めることができ、また、信
号Ｘ，Ｙは図４に示すような正弦波の波形となる。そし
て、振動の方向θと振幅Ｒは次式で求めることができ
る。Therefore, since the detection currents of the light receiving surfaces A, B, C, D change according to the direction and magnitude of vibration, X = (B + C)-(A + D) Y = (A + B)-(C + D) The amplitudes in the X and Y directions can be obtained, and the signals X and Y have a sinusoidal waveform as shown in FIG. The vibration direction θ and the amplitude R can be calculated by the following equations.
【００１４】
θ＝ｔａｎ−１（Ｙ／Ｘ）
Ｒ＝√（Ｘ2＋Ｙ2）
したがって、上記第１参考例によれば、受光面Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ上のスポット光が真円であり、また、変位するレ
ンズを用いないので収差が発生することもなくなり、そ
の結果、振動の方向と振幅を正確に検出することができ
る。Θ = tan −1 (Y / X) R = √ (X 2 + Y 2 ) Therefore, according to the first reference example , the light receiving surfaces A, B, and
The spot light on C and D is a perfect circle, and since no displacing lens is used, no aberration is generated, and as a result, the direction and amplitude of vibration can be accurately detected.
【００１５】上記第１参考例では、ＰＤ２が変位するよ
うに構成したが、その代わりに光源１が変位するように
構成してもよい。図５はその構成を示す変形例であり、
光源１がベース３ａに対してＸＹ方向に揺動可能なよう
に４本のワイヤ４ａを介して支持される。また、ＰＤ２
とベース３ａは共に検出対象に固定される。Although the PD 2 is configured to be displaced in the first reference example , the light source 1 may be configured to be displaced instead. FIG. 5 is a modification showing the configuration,
The light source 1 is supported via four wires 4a so as to be swingable in the XY directions with respect to the base 3a. Also, PD2
Both the base 3a and the base 3a are fixed as detection targets.
【００１６】なお、上記第１参考例及びその変形例で
は、光源１の拡散光を直接にＰＤ２が受光するように構
成されているので、光源１のバラツキにより拡散光が円
形とならない場合がある。そこで、図６に示す第２参考
例では、光源１の拡散光を円形に整形するための開口５
を光源１に固定することにより、上記不具合を防止する
ことができる。また、その変形例として図７に示すよう
に、光源１と開口５をＸＹ方向に揺動可能なように構成
してもよい。Since the PD 2 directly receives the diffused light of the light source 1 in the first reference example and its modification, the diffused light may not be circular due to variations in the light source 1. . Therefore, the second reference shown in FIG.
In the example , the opening 5 for shaping the diffused light of the light source 1 into a circular shape
By fixing the to the light source 1, the above-mentioned inconvenience can be prevented. Further, as a modification thereof, as shown in FIG. 7, the light source 1 and the opening 5 may be configured to be swingable in the XY directions.
【００１７】また、上記各参考例では、光源１の拡散光
をＰＤ２が受光するように構成されているので、光源１
の拡散角度が大きかったり、光源１とＰＤ２の距離が長
い場合には、ＰＤ２が大きな受光面を必要とするので高
い周波数の検出信号を得ることができなくなる。そこ
で、図８に示す第３参考例では、光源１の拡散光をスポ
ット光に集光するためのレンズ６を光源１に固定するこ
とにより、上記不具合を防止することができる。また、
その変形例として図９に示すように、光源１とレンズ６
をＸＹ方向に揺動可能なように構成してもよい。Further, in each of the above-mentioned reference examples , since the PD 2 receives the diffused light of the light source 1, the light source 1
When the diffusion angle is large or the distance between the light source 1 and the PD 2 is long, the PD 2 requires a large light receiving surface, and thus a high frequency detection signal cannot be obtained. Therefore, in the third reference example shown in FIG. 8, by fixing the lens 6 for condensing the diffused light of the light source 1 to the spot light to the light source 1, the above-mentioned problem can be prevented. Also,
As a modification, as shown in FIG. 9, the light source 1 and the lens 6
May be swingable in the XY directions.
【００１８】次に、図１０〜図１２を参照して本発明の
実施例に係る振動センサを説明する。上記第１〜第３参
考例では、ＸＹ方向のみの振動を検出するように構成さ
れているが、本実施例では、ＸＹＺ方向の振動を検出す
るために、ビームスプリッタ７と２分割ＰＤ８とが追加
されている。Next, referring to FIGS. 10 to 12, the present invention will be described.
A vibration sensor according to an example will be described. First to third visit
In the considered example , the vibration is detected only in the XY directions, but in the present embodiment , the beam splitter 7 and the two-split PD 8 are added to detect the vibration in the XYZ directions.
【００１９】すなわち、光源１の出射光はビームスプリ
ッタ７を通過してＸＹ方向検出用のＰＤ２により受光さ
れると共に、ビームスプリッタ７により反射されてＺ方
向検出用のＰＤ８により受光される。図１１に示すよう
に、Ｚ方向検出用のＰＤ８はＺ方向に２分割された受光
面Ｅ，Ｆを有し、また、Ｚ方向にのみ揺動するように板
バネ９を介してベース１０に取り付けられている。ベー
ス１０は光源１及びベース３と同様に検出対象に固定さ
れる。That is, the light emitted from the light source 1 passes through the beam splitter 7 and is received by the PD 2 for XY direction detection, and is reflected by the beam splitter 7 and received by the PD 8 for Z direction detection. As shown in FIG. 11, the Z-direction detecting PD 8 has light-receiving surfaces E and F divided in two in the Z-direction, and is attached to the base 10 via a leaf spring 9 so as to swing only in the Z-direction. It is installed. The base 10 is fixed to the detection target like the light source 1 and the base 3.
【００２０】このように構成された振動センサでは、図
１２に示すように、
Ｘ＝（Ｂ＋Ｃ）−（Ａ＋Ｄ）
Ｙ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）
Ｚ＝Ｅ−Ｆ
によりＸ，Ｙ，Ｚ方向の信号を求めることができる。ま
た、振動の方向θはベクトル（Ｘ，Ｙ，Ｚ）により求め
ることができ、振幅Ｒは次式で求めることができる。
Ｒ＝√（Ｘ2＋Ｙ2＋Ｚ2）In the vibration sensor thus constructed, as shown in FIG. 12, X = (B + C)-(A + D) Y = (A + B)-(C + D) Z = E-F The signal of can be obtained. Further, the vibration direction θ can be obtained by the vector (X, Y, Z), and the amplitude R can be obtained by the following equation. R = √ (X 2 + Y 2 + Z 2 )
【００２１】このように本実施例に係る振動センサで
は、円形の光を出射する光源１と、光源１の光を受光す
る４分割フォトダイオード（ＰＤ）２と及び２分割ダイ
オード（ＰＤ）８と、光源１の出射光を４分割フォトダ
イオード（ＰＤ）２及び２分割ダイオード（ＰＤ）８の
各方向に２分割するビームスプリッタ７とを備え、４分
割フォトダイオード（ＰＤ）２をＸＹ方向に揺動可能に
支持すると共に２分割ダイオード（ＰＤ）８をＺ方向に
揺動可能に支持したので、検出対象が揺動すると、４分
割フォトダイオード（ＰＤ）２がＸＹ方向に揺動するこ
とにより、この４分割フォトダイオード（ＰＤ）２にお
いて受光される円形の光が受光面の中心から振動の方向
及び振幅に応じて変位すると共に、２分割ダイオード
（ＰＤ）８がＺ方向に揺動することにより、この２分割
フォトダイオード（ＰＤ）８において受光される円形の
光が受光面の中心から振動の方向及び振幅に応じて変位
する。したがって、これら４分割フォトダイオード（Ｐ
Ｄ）２及び２分割ダイオード（ＰＤ）８の各受光面によ
り光電変換された信号により、検出対象のＸＹＺ方向の
振動の方向と振幅を正確に検出することができる。 Thus, in the vibration sensor according to the present embodiment
Is a light source 1 that emits circular light and receives light from the light source 1.
4-division photodiode (PD) 2 and 2-division die
The quad (PD) 8 and the light emitted from the light source 1 are divided into four
Iodine (PD) 2 and Divided diode (PD) 8
4 minutes with a beam splitter 7 that splits into two in each direction
Split photodiode (PD) 2 can swing in XY directions
Supports and splits the diode (PD) 8 in Z direction
Since it is swingably supported, it will take 4 minutes if the detection target swings.
The split photodiode (PD) 2 can swing in the XY directions.
The four-segment photodiode (PD) 2
The circular light received by the
And a diode divided in two according to the amplitude
The (PD) 8 swings in the Z direction, so that it is divided into two parts.
The circular shape received by the photodiode (PD) 8
Light is displaced from the center of the light receiving surface according to the direction and amplitude of vibration
To do. Therefore, these four-division photodiodes (P
D) The two light receiving surfaces of the two and the two-divided diode (PD) 8
Signal in the XYZ direction of the detection target
The direction and amplitude of vibration can be detected accurately.
【００２２】なお、図１０〜図１２に示す上記実施例に
おいて、前述した各参考例の構成を適宜採用することが
可能である。例えば、図６に示す第２参考例のように、
光源１の拡散光を円形に整形するための開口５を光源１
に固定する構成を採用すれば、光源１のバラツキに起因
する拡散光が円形にならないという不具合を防止するこ
とができる。あるいは、図８に示す第３参考例のよう
に、光源１の拡散光をスポット光に集光するためのレン
ズ６を光源１に固定する構成を採用すれば、光源 １の拡
散角度が大きかったり光源１とＰＤ２の距離が長い場合
に懸念される、ＰＤ２が大きな受光面を必要とするので
高い周波数の検出信号を得ることができなくなるという
不具合を防止することができる。 The above embodiment shown in FIGS.
Therefore, it is possible to appropriately adopt the configuration of each of the reference examples described above.
It is possible. For example, as in the second reference example shown in FIG.
The light source 1 has an opening 5 for shaping the diffused light of the light source 1 into a circular shape.
If the configuration that is fixed to the
It is possible to prevent the problem that diffused light does not become circular.
You can Alternatively, as in the third reference example shown in FIG.
In addition, a lens for collecting the diffused light of the light source 1 into a spot light
If the structure that fixes the light source 1 to the light source 1 is adopted, the expansion of the light source 1
When the scattering angle is large or the distance between the light source 1 and the PD 2 is long
I am concerned about PD2 because it requires a large light receiving surface.
It becomes impossible to obtain a high frequency detection signal
It is possible to prevent problems.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。The present invention is carried out in the form as described above, and has the following effects.
【００２４】円形の光を出射する光源と、ＸＹ方向に２
×２に分割された受光面により前記光源の出射光を受光
する４分割フォトダイオードと、受光面がＺ方向に２分
割された２分割ダイオードと、前記光源の出射光を前記
４分割フォトダイオード及び前記２分割ダイオードの各
方向に２分割するビームスプリッタと、前記４分割フォ
トダイオードをＸＹ方向に揺動可能に支持し前記２分割
ダイオードをＺ方向に揺動可能に支持する支持部材とを
具備し、前記光源及び前記ビームスプリッタと前記支持
部材とをそれぞれ検出対象に固定し、前記４分割フォト
ダイオード及び前記２分割ダイオードの各受光面により
光電変換された信号により検出対象の振動の方向及び振
幅を検出するように構成したため、検出対象が振動する
と、４分割フォトダイオードにおいて受光される円形の
光が受光面の中心から振動の方向及び振幅に応じて変位
して各受光面の検出信号が変化すると共に、２分割フォ
トダイオードにおいて受光される円形の光が受光面の中
心から振動の方向及び振幅に応じて変位各受光面の検出
信号が変化し、したがって、検出対象のＸＹＺ方向の振
動の方向と振幅を正確に検出することができる。ること
ができる。A light source that emits circular light and two light sources in the XY directions.
A four-division photodiode that receives the light emitted from the light source by the light receiving surface divided into × 2, and the light receiving surface is divided into two in the Z direction.
The divided two-divided diode and the light emitted from the light source are
Four-division photodiode and each of the two-division diode
Beam splitter that divides the beam into two parts in two directions and the four-part photodiode that swingably supports in the XY directions.
A diode; and a support member for swingably supported in the Z direction, the light source and said beam splitter and said supporting member is fixed to the detection object respectively, each of the light receiving of the 4 division photodiode and the two split diode Since the direction and amplitude of the vibration of the detection target are detected by the signal photoelectrically converted by the surface, when the detection target vibrates, the circular light received by the four-division photodiode becomes the vibration direction from the center of the light receiving surface. and with the displacement to the detection signals of the light receiving surface is changed according to the amplitude, 2 split follower
The circular light received by the photodiode is inside the light-receiving surface.
Displacement according to the direction and amplitude of vibration from the heart Detection of each light receiving surface
The signal changes, so that the direction and amplitude of the XYZ vibration of the detection target can be accurately detected. You can
【００２５】また、前記光源のバラツキに起因して拡散
光が円形にならない場合でも、光源の出射光を円形に整
形する開口を設けると、検出精度を高めることができ
る。Even if the diffused light is not circular due to the variation of the light source, the detection accuracy can be improved by providing an opening for shaping the light emitted from the light source into a circular shape.
【００２６】また、前記光源の拡散角度が大きかった
り、光源と４分割フォトダイオードの距離が長い場合で
も、光源の出射光が４分割フォトダイオードにおいてス
ポット光になるように集光するレンズを設けると、検出
感度を高めることができる。Further, even if the diffusion angle of the light source is large or the distance between the light source and the four-division photodiode is long, a lens for converging the light emitted from the light source to be a spot light in the four-division photodiode is provided. The detection sensitivity can be increased.
【図１】第１参考例に係る振動センサを示す構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram showing a vibration sensor according to a first reference example .
【図２】図１の受光部を詳細に示す外観図である。FIG. 2 is an external view showing the light receiving unit of FIG. 1 in detail.
【図３】図１及び図２の４分割フォトダイオードの受光
面とスポット光を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a light receiving surface and spot light of the four-division photodiode of FIGS. 1 and 2.
【図４】図１及び図２の４分割フォトダイオードの検出
信号を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing a detection signal of the 4-division photodiode of FIGS. 1 and 2.
【図５】第１参考例の変形例を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a modified example of the first reference example .
【図６】第２参考例例に係る振動センサを示す構成図で
ある。FIG. 6 is a configuration diagram showing a vibration sensor according to a second reference example .
【図７】第２参考例の変形例を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a modified example of the second reference example .
【図８】第３参考例例に係る振動センサを示す構成図で
ある。FIG. 8 is a configuration diagram showing a vibration sensor according to a third reference example .
【図９】第３参考例の変形例を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a modification of the third reference example .
【図１０】本発明の実施例に係る振動センサを示す構成
図である。10 is a block diagram showing a vibration sensor according to an embodiment of the present invention.
【図１１】図１０のＺ方向検出用の受光部を詳細に示す
外観図である。11 is an external view showing in detail the light receiving portion for detecting the Z direction in FIG.
【図１２】実施例に係る振動センサの検出原理を示す説
明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a detection principle of the vibration sensor according to the example .
１ 光源 ２ ４分割フォトダイオード ３，３ａ，１０ ベース ４，４ａ ワイヤ ５ 開口 ６ レンズ ７ ビームスプリッタ ８ ２分割フォトダイオード ９ 板バネ 1 light source 2 4 split photodiodes 3,3a, 10 base 4,4a wire 5 openings 6 lenses 7 Beam splitter 8 2-segment photodiode 9 leaf spring
Claims (3)
２×２に分割された受光面により前記光源の出射光を受
光する４分割フォトダイオードと、受光面がＺ方向に２
分割された２分割ダイオードと、前記光源の出射光を前
記４分割フォトダイオード及び前記２分割ダイオードの
各方向に２分割するビームスプリッタと、前記４分割フ
ォトダイオードをＸＹ方向に揺動可能に支持し前記２分
割ダイオードをＺ方向に揺動可能に支持する支持部材と
を具備し、 前記光源及び前記ビームスプリッタと前記支持部材とを
それぞれ検出対象に固定し、前記４分割フォトダイオー
ド及び前記２分割ダイオードの各受光面により光電変換
された信号により検出対象の振動の方向及び振幅を検出
することを特徴とする振動センサ。1. A light source that emits circular light, a four-division photodiode that receives light emitted from the light source by a light-receiving surface divided into 2 × 2 in the XY directions, and a light-receiving surface that is 2 in the Z direction.
Split the two split diodes and the light emitted from the light source
Of the four-division photodiode and the two-division diode
The beam splitter that divides the beam into two in each direction and the four-division photodiode are supported so as to be swingable in the XY directions.
A supporting member that supports the split diode so as to be swingable in the Z direction, and the light source, the beam splitter, and the supporting member .
A vibration sensor, which is fixed to a detection target, and detects the direction and amplitude of vibration of the detection target based on signals photoelectrically converted by the light receiving surfaces of the four-division photodiode and the two-division diode .
を設けたことを特徴とする請求項１に記載の振動セン
サ。2. The vibration sensor according to claim 1, further comprising an opening for shaping the light emitted from the light source into a circular shape.
イオードにおいてスポット光になるように集光するレン
ズを設けたことを特徴とする請求項１に記載の振動セン
サ。3. The vibration sensor according to claim 1, further comprising a lens for condensing light emitted from the light source into spot light in the four-division photodiode.
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|---|---|---|---|
| JP15975396A JP3361431B2 (en) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | Vibration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP15975396A JP3361431B2 (en) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | Vibration sensor |
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| JPH109942A JPH109942A (en) | 1998-01-16 |
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| JP15975396A Expired - Fee Related JP3361431B2 (en) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | Vibration sensor |
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| JP (1) | JP3361431B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1996
- 1996-06-20 JP JP15975396A patent/JP3361431B2/en not_active Expired - Fee Related
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