JP3400749B2 - Optical fiber sensor head - Google Patents
Optical fiber sensor headInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
たサイドビュータイプのセンサヘッドに関し、特にスリ
ットとレンズによって光芒を細くした狭光芒タイプのセ
ンサヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光ファイバセンサヘッドの一例と
して、図3に示した特開平5−248821号公報掲載
のものは、光ファイバ1を収容する筒体2に、位置決め
用の基準面2Aと、側方に開放した窓部3と、光ファイ
バ1から出射された光を前記窓部3に向けて反射させる
反射部4とを一体に備え、その筒体2の一端からコリメ
ータレンズ5とスリット板6と光ファイバ1とが順次に
挿入されて組み付けられる構成となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファ
イバセンサヘッドは、非常に小さいので、上記したよう
に、スリット板6を筒体2に組み付ける構成のもので
は、組付作業に非常に手間がかかる。そして、スリット
板6は、位置あわせの困難さと所定位置に固定できない
ことから筒体2の中心に対して位置すれが生じることに
なり、コリメータレンズ5とスリット板6の芯だしを正
確に行い難い。このため、光ファイバ1から出射された
光が反射部4の正規位置からずれ、窓部3から出射され
る光の光軸がずれるという問題が発生するのである。と
ころで、上記したようにスリット板6とコリメータレン
ズ5とによって光芒を細くした狭光芒タイプのもので
は、光の出射方向の精度を上げるために、基準面2Aに
対する反射部4の傾きの精度が要求される。にもかかわ
らず、上記した従来のものでは、光軸がずれ易く、しか
も、基準面2Aと反射部4とが筒部2に一体に設けられ
ているので調整もできず、上記要求に応えることが困難
である。また、例えば、反射部4と筒体2とを別体と
し、反射部4に備えた反射面の傾きの微調整を行うこと
も考えられるが、この場合、反射部4自体が非常に小さ
いために、実現性は極めて低い。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、光の向きを容易に微調整することができかつ組付性
にも優れた光ファイバセンサヘッドの提供を目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る光
ファイバセンサヘッドは、先端面から光を出射する光フ
ァイバと、内部に光ファイバが挿入されると共に、外部
に位置決め用の基準面が形成されたスリーブと、スリー
ブに嵌合されて、光ファイバの前方を覆う筒形のホルダ
ーと、ホルダーに一体形成されて、光ファイバの先端面
と対向しかつ光ファイバから出射した光が絞られて通過
するスリット部と、ホルダ内にスリット部を挟んで光フ
ァイバと反対側に配置されたレンズと、ホルダーの側方
に開放した窓部と、ホルダーと別体に形成されて、ホル
ダーのうち光ファイバから離れた側の端部から内側に圧
入されて、レンズを通った光を窓部に向けて反射する反
射体とを備えたところに特徴を有する。
【0006】
【発明の作用及び効果】本発明に係る光ファイバセンサ
ヘッドの組み付けは、以下のようである。即ち、ホルダ
ー内にレンズが押し込まれてスリット部に突き合わさ
れ、次いで、ホルダー内に反射体が圧入される。ここ
で、スリット部は、ホルダー内に一体形成されているか
ら、スリット部を組み付けるという困難な作業がなくな
り、従来のものに比べて組付性がよい。そして、ホルダ
ーをスリーブに嵌合して光ファイバセンサヘッドの組み
付けが完了する。次に、光ファイバセンサヘッドは、ス
リーブに設けた基準面で位置合わせされて相手側に設置
される。そして、反射体がホルダーごと動かされて傾き
の調整が行われる。ここで、ホルダーは、反射体に比べ
て比較的大きいので、傾きの調整が容易であり、従っ
て、光の向きを容易に調整することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
及び図2に基づいて説明する。図1において、符号10
は光ファイバであり、例えば直径約2mmの断面円形を
なして外側を外部被覆11で覆われ、先端部分が外部被
覆11から露出されている。そして、この光ファイバ1
0がスリーブ13に収容されて、本実施形態の光ファイ
バセンサヘッドが構成される。
【0008】スリーブ13は、金属製であって円筒状を
なし、外面には、図2に示すように、180度開いた位
置に、共に光ファイバ10と並行する一対の基準面1
5,15が形成されている。そして、スリーブ13の先
端から光ファイバ10の先端を若干突出させた状態にし
て、光ファイバ10の外部被覆11とスリーブ13の内
周面とが接着剤(図1の符号S参照)で固定される。
【0009】スリーブ13の先端には、ホルダー14が
嵌合される。ホルダー14は、合成樹脂製であって全体
としてやはり円筒状をなし、一端には側方に開放する窓
部17が形成され、他端には小径部16が備えられてい
る。そして、この小径部16が前記スリーブ13と光フ
ァイバ10の先端部分との間に嵌合され、この状態でホ
ルダー14が軸心を中心にして回転できると共に(図2
の矢印X参照)、スリーブ13とのクリアランスによ
り、軸心と直交する方向(図1の矢印Z方向)に若干傾
けることができるようになっている。
【0010】小径部16のうち光ファイバ10が挿入さ
れる奥側には、光ファイバ10の先端面に密接状態に対
面するスリット部18が一体成形されており、このスリ
ット部18には、光ファイバ10の先端面よりも狭いス
リット18Aが形成されている。
【0011】ホルダー14のうちスリット部18を挟ん
で光ファイバ10と反対側には、光を平行光にするコリ
メータレンズ19が収容される。
【0012】ホルダー14のうち小径部16の反対側に
は、ホルダー14と別体に形成された反射体20が圧入
される。反射体20は、円柱体の一端をその軸方向に対
して斜めにカットしてなり、そのカット面を鏡面仕上げ
して反射面20Aとしてある。また、反射体20の外周
面には、周方向の複数箇所に突条(図示せず)が等配さ
れて軸方向に延びており、この突条を潰すようにして反
射体20がホルダー14内に圧入される。
【0013】上記構成からなる本実施形態の光ファイバ
センサヘッドは、まず、スリーブ13が、光ファイバ1
0に接着剤にて固定され、ホルダー14が以下のように
して組み付けられる。即ち、コリメータレンズ19の周
面に接着剤を塗布し、そのコリメータレンズ19をホル
ダー14の先端から内側に押し込み、スリット部18に
突き当てる。これにより、コリメータレンズ19とスリ
ット部18とが密着し、かつ、コリメータレンズ19の
中心にスリット部18に形成したスリット18Aが対面
する。
【0014】次いで、反射体20の反射面20A側をホ
ルダー14の先端開口に宛い、かつ、その反射面20A
が図2の斜め上方を向くようにして、反射体20をホル
ダー14内に圧入していく。すると、反射体20が押し
込まれる過程で、反射体20の周面に設けた突条(図示
せず)が潰され、反射体20の後端面がホルダー14の
先端面と面一となったところで、反射面20Aが窓部1
7と対面して、ホルダー14の組み付けが完了する。
【0015】次いで、ホルダー14に形成した小径部1
6をスリーブ13と光ファイバ10との間に嵌合する。
すると、光ファイバ10は小径部16の一番奥まで挿入
されて、光ファイバ10の先端面がスリット部18に密
着し、その光ファイバ10の先端面の中心にスリット部
18に形成したスリット18Aが対面する。
【0016】光ファイバセンサヘッドは、スリーブ13
に設けた基準面15で位置合わせされて相手側に設置さ
れる。そして、光ファイバ10の先端面から光が出射さ
れると、この光は、スリット18Aで所定の光芒に制限
され、さらにコリメータレンズ19で平行光にされて反
射面20Aの所定位置に照射される。そして、光は、反
射面20Aによって90度向きが変えられて、窓部17
から外側に出射される。
【0017】さて、光の出射方向の微調整は、以下のよ
うである。例えば、光が被照射体(図示せず)の所定の
位置に照射されるかをチェックし、ホルダー14を軸心
を中心にして回転し(図2の矢印X参照)、又は、軸心
と直交する方向(図1の矢印Z方向)に傾ける。ここ
で、ホルダー14のうち小径部16の外面には、予め接
着剤を塗布しておき、この接着剤によって、ホルダー1
4が微調整された姿勢に保持される。これにより、光が
互い精度で設計通りの方向に向けられる。
【0018】このように本実施形態の光ファイバセンサ
ヘッドでは、スリット部18をホルダー14内に一体形
成したから、スリット部18を他の部品に組み付けると
いう困難な作業がなくなり、従来のものに比べて組付性
がよい。しかも、反射体20はホルダー14ごと動かさ
れて傾き調整され、このホルダー14は反射体20に比
べて比較的大きいから、傾きの調整を容易に行える。つ
まり、光の向きを容易に調整することができる。
【0019】<他の実施形態>本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。
(1)前記ホルダー14は、スリーブ13の内側に嵌入
される小径部16を備えていたが、その小径部16の代
わりに、スリーブの外側に嵌合される大径部を備えたも
のであってもよい。
【0020】(2)前記実施形態では、スリーブ13の
外面に、基準面15を対にして設けてあったが、基準面
は、1つでもよいし、また、3つ以上であってもよい。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a side-view type sensor head using an optical fiber, and more particularly to a narrow beam type sensor head in which a light beam is narrowed by a slit and a lens. . 2. Description of the Related Art As an example of a conventional optical fiber sensor head, the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-248821 shown in FIG. A surface 2A, a window 3 opened to the side, and a reflecting portion 4 for reflecting light emitted from the optical fiber 1 toward the window 3 are integrally provided, and a collimator lens is provided from one end of the cylindrical body 2. 5, the slit plate 6, and the optical fiber 1 are sequentially inserted and assembled. [0003] However, since the optical fiber sensor head is very small, the structure in which the slit plate 6 is assembled to the cylindrical body 2 as described above is very difficult to assemble. It takes time and effort. Since the slit plate 6 is difficult to align and cannot be fixed at a predetermined position, the slit plate 6 is slightly shifted with respect to the center of the cylindrical body 2, and it is difficult to accurately center the collimator lens 5 and the slit plate 6. . For this reason, there is a problem that the light emitted from the optical fiber 1 is deviated from the normal position of the reflection part 4 and the optical axis of the light emitted from the window part 3 is shifted. By the way, in the narrow beam type in which the light beam is narrowed by the slit plate 6 and the collimator lens 5 as described above, in order to increase the accuracy of the light emitting direction, the accuracy of the inclination of the reflecting portion 4 with respect to the reference surface 2A is required. Is done. Nevertheless, in the above-described conventional device, the optical axis is easily shifted, and since the reference surface 2A and the reflecting portion 4 are provided integrally with the cylindrical portion 2, no adjustment can be performed, and the above-mentioned requirement can be satisfied. Is difficult. Further, for example, it is conceivable to finely adjust the inclination of the reflection surface provided in the reflection unit 4 by setting the reflection unit 4 and the cylindrical body 2 separately, but in this case, since the reflection unit 4 itself is very small, Furthermore, the feasibility is extremely low. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an optical fiber sensor head which can easily finely adjust the direction of light and has excellent assemblability. According to the first aspect of the present invention, there is provided an optical fiber sensor head having an optical fiber for emitting light from a distal end face, an optical fiber inserted therein, and an external positioning fiber . A sleeve having a reference surface formed thereon, a cylindrical holder fitted to the sleeve and covering the front of the optical fiber, and integrally formed with the holder, facing the distal end face of the optical fiber and emitting from the optical fiber. a slit portion that passes is narrowed light, a lens disposed on the side opposite to the optical fiber across the slit portion in the holder, and a window portion which is open to the side of the holder, is formed on the holder and separate And a reflector that is press-fitted inward from an end of the holder away from the optical fiber and reflects light passing through the lens toward the window. The operation of the optical fiber sensor head according to the present invention is as follows. That is, the lens is pushed into the holder and abuts against the slit, and then the reflector is pressed into the holder. Here, since the slit portion is integrally formed in the holder, difficult work of assembling the slit portion is eliminated, and the assembling property is better than that of the conventional one. Then, the holder is fitted to the sleeve to complete the assembly of the optical fiber sensor head. Next, the optical fiber sensor head is positioned on the reference surface provided on the sleeve and installed on the other side. Then, the reflector is moved together with the holder to adjust the tilt. Here, since the holder is relatively large as compared with the reflector, the adjustment of the inclination is easy, and therefore, the direction of the light can be easily adjusted. An embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.
A description will be given based on FIG. In FIG.
Is an optical fiber, for example, having a circular cross section with a diameter of about 2 mm, the outside of which is covered with an outer coating 11, and a tip portion is exposed from the outer coating 11. And this optical fiber 1
0 is accommodated in the sleeve 13 to constitute the optical fiber sensor head of the present embodiment. The sleeve 13 is made of metal and has a cylindrical shape, and has a pair of reference surfaces 1 parallel to the optical fiber 10 at 180 ° open positions on the outer surface as shown in FIG.
5, 15 are formed. Then, with the distal end of the optical fiber 10 slightly protruding from the distal end of the sleeve 13, the outer coating 11 of the optical fiber 10 and the inner peripheral surface of the sleeve 13 are fixed with an adhesive (see reference sign S in FIG. 1). You. A holder 14 is fitted to the end of the sleeve 13. The holder 14 is made of a synthetic resin and has a cylindrical shape as a whole. The holder 14 has a window 17 which is opened to the side at one end and a small diameter portion 16 at the other end. The small diameter portion 16 is fitted between the sleeve 13 and the tip of the optical fiber 10, and in this state, the holder 14 can rotate around the axis (FIG. 2).
(See arrow X in FIG. 1) and the clearance between the sleeve 13 and the sleeve 13 can be slightly inclined in a direction perpendicular to the axis (arrow Z direction in FIG. 1). A slit portion 18 facing the distal end surface of the optical fiber 10 is formed integrally with the small-diameter portion 16 at the far side where the optical fiber 10 is inserted. A slit 18A that is narrower than the distal end surface of the fiber 10 is formed. A collimator lens 19 for collimating light is accommodated on the opposite side of the holder 14 from the optical fiber 10 with the slit 18 interposed therebetween. A reflector 20 formed separately from the holder 14 is press-fitted to the opposite side of the small diameter portion 16 of the holder 14. The reflector 20 is formed by cutting one end of a cylindrical body obliquely with respect to the axial direction, and the cut surface is mirror-finished to be a reflection surface 20A. Also, on the outer peripheral surface of the reflector 20, ridges (not shown) are equally distributed at a plurality of positions in the circumferential direction and extend in the axial direction. Pressed into. In the optical fiber sensor head according to the present embodiment having the above configuration, first, the sleeve 13 is
And the holder 14 is assembled as follows. That is, an adhesive is applied to the peripheral surface of the collimator lens 19, the collimator lens 19 is pushed inward from the tip of the holder 14, and abuts against the slit portion 18. Thereby, the collimator lens 19 and the slit portion 18 are in close contact with each other, and the slit 18A formed in the slit portion 18 at the center of the collimator lens 19 faces. Next, the reflecting surface 20A side of the reflector 20 is addressed to the opening at the tip of the holder 14, and the reflecting surface 20A
The reflector 20 is pressed into the holder 14 so as to face obliquely upward in FIG. Then, in the process of pushing the reflector 20, a ridge (not shown) provided on the peripheral surface of the reflector 20 is crushed, and the rear end surface of the reflector 20 is flush with the front end surface of the holder 14. The reflection surface 20A is the window 1
Faced with 7, the assembly of the holder 14 is completed. Next, the small diameter portion 1 formed on the holder 14
6 is fitted between the sleeve 13 and the optical fiber 10.
Then, the optical fiber 10 is inserted to the innermost part of the small-diameter portion 16, the distal end surface of the optical fiber 10 adheres to the slit portion 18, and the slit 18 A formed in the slit portion 18 is formed at the center of the optical fiber 10. Face to face. The optical fiber sensor head has a sleeve 13
Are positioned on the reference surface 15 provided on the other side and installed on the other side. Then, when light is emitted from the distal end face of the optical fiber 10, this light is limited to a predetermined light beam by the slit 18A, is further collimated by the collimator lens 19, and is emitted to a predetermined position on the reflection surface 20A. . Then, the light is turned 90 degrees by the reflection surface 20A, and the window 17 is turned.
The light is emitted from the outside. The fine adjustment of the light emitting direction is as follows. For example, it is checked whether light is irradiated to a predetermined position of an irradiation target (not shown), and the holder 14 is rotated around the axis (see the arrow X in FIG. 2), or Incline in the direction perpendicular to the direction (the direction of arrow Z in FIG. 1). Here, an adhesive is applied in advance to the outer surface of the small-diameter portion 16 of the holder 14, and the holder 1 is coated with the adhesive.
4 is held in the finely adjusted posture. This allows the light to be directed with precision to each other in the designed direction. As described above, in the optical fiber sensor head according to the present embodiment, since the slit portion 18 is formed integrally with the holder 14, the difficult work of assembling the slit portion 18 to other parts is eliminated, and the conventional optical fiber sensor head is different from the conventional one. Easy to assemble. Moreover, the tilt of the reflector 20 is adjusted by being moved together with the holder 14. Since the holder 14 is relatively large as compared with the reflector 20, the tilt can be easily adjusted. That is, the direction of light can be easily adjusted. <Other Embodiments> The present invention is not limited to the above embodiments. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
In addition to the following, various changes can be made without departing from the scope of the invention. (1) The holder 14 has the small diameter portion 16 fitted inside the sleeve 13, but instead of the small diameter portion 16, has a large diameter portion fitted outside the sleeve 13. You may. (2) In the above embodiment, the reference surface 15 is provided as a pair on the outer surface of the sleeve 13, but the number of reference surfaces may be one, or three or more. .
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る光ファイバセンサヘ
ッドの側断面図
【図2】光ファイバセンサヘッドのスリーブの縦断面図
【図3】(A)従来の光ファイバセンサヘッドの側断面
図
(B)その光ファイバセンサヘッドの縦断面図
【符号の説明】
10…光ファイバ
13…スリーブ
14…ホルダー
15…基準面
16…小径部(嵌入部)
17…窓部
18…スリット部
18A…スリット
19…コリメータレンズ
20…反射体
20A…反射面BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side sectional view of an optical fiber sensor head according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a sleeve of the optical fiber sensor head. Side cross-sectional view of optical fiber sensor head (B) Longitudinal cross-sectional view of the optical fiber sensor head [Description of symbols] 10 ... Optical fiber 13 ... Sleeve 14 ... Holder 15 ... Reference plane 16 ... Small diameter portion (fitting portion) 17 ... Window Part 18 Slit 18A Slit 19 Collimator lens 20 Reflector 20A Reflecting surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 G01B 11/00 G01N 21/84 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 6/00 G01B 11/00 G01N 21/84
Claims (1)
決め用の基準面が形成されたスリーブと、 前記スリーブに嵌合されて、前記光ファイバの前方を覆
う筒形のホルダーと、前記ホルダーに一体形成されて、
前記光ファイバの先端面と対向しかつ前記光ファイバか
ら出射した光が絞られて通過するスリット部と、前記ホルダ内に 前記スリット部を挟んで前記光ファイバ
と反対側に配置されたレンズと、 前記ホルダーの側方に開放した窓部と、 前記ホルダーと別体に形成されて、前記ホルダーのうち
前記光ファイバから離れた側の端部から内側に圧入され
て、前記レンズを通った光を前記窓部に向けて反射する
反射体とを備えたことを特徴とする光ファイバセンサヘ
ッド。(57) [Claim 1] An optical fiber that emits light from a tip end face, and the optical fiber is inserted inside and positioned outside.
A sleeve on which a reference surface for determination is formed, a cylindrical holder that is fitted to the sleeve and covers the front of the optical fiber, and is integrally formed with the holder,
A slit portion facing the tip end surface of the optical fiber and light emitted from the optical fiber is squeezed and passed, and a lens disposed in the holder on the opposite side to the optical fiber with the slit portion interposed therebetween, A window portion opened to the side of the holder, formed separately from the holder, and press-fitted inward from an end of the holder on a side away from the optical fiber to pass light passing through the lens. An optical fiber sensor head comprising: a reflector that reflects toward the window.
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