JP3474931B2 - 光ファイバセンサヘッド - Google Patents

光ファイバセンサヘッド

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JP3474931B2
JP3474931B2 JP18355294A JP18355294A JP3474931B2 JP 3474931 B2 JP3474931 B2 JP 3474931B2 JP 18355294 A JP18355294 A JP 18355294A JP 18355294 A JP18355294 A JP 18355294A JP 3474931 B2 JP3474931 B2 JP 3474931B2
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JP
Japan
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light
optical fiber
lens
sensor head
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伯夫 川嶋
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Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ式光電スイ
ッチに用いられる反射型光ファイバユニットに関し、特
に、光ビームを微小スポットに絞って、微小物体検知等
に用いる光ファイバセンサヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、微小スポットにする為の手段とし
ては、図３及び４に示すように、送光側ファイバの周囲
に複数本の受光用ファイバを同軸状に配置した所謂同軸
反射型ファイバユニット２０１に対し、球面ガラスレン
ズを内蔵した集光用レンズアタッチメント２０２を装着
する事により実現していた。図５の断面図にアタッチメ
ントを装着後の光路を図示して、この従来のユニットの
作用・動作を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この様な構造の場合、
図６に示すように、送光用光ファイバから出射した光の
一部はレンズ入射面或いはアタッチメント内壁部にて反
射されて受光用光ファイバに入射する。この光は、本来
検出すべき物体１０４の有無に関わらず常に受光される
光（以下、クロストーク光と記す）となり、反射率の低
い物体を検出しようとした場合等、物体検知が出来なく
なるといった不都合を生ずる。
【０００４】このクロストーク量を小さくする為に、レ
ンズ面に無反射コーティング膜を施したり、内壁部を黒
塗装する或いは粗面化する等の方法が取られるが、十分
な効果をあげるには至っていない。
【０００５】また、従来品において使用されているレン
ズは球面レンズである為、レンズの収差によりファイバ
からの出射光を微小スポットに集光する際のスポット径
の微小化には限界があった。問題となる収差を小さく
し、スポット径をより微小化するにはレンズを非球面に
する事により可能となるが、集光点にある物体が拡散面
の場合、物体により反射されレンズ内に取り込まれた光
の略全部が、レンズにより送光用光ファイバ端面に集光
される事になり、受光用光ファイバにはほとんど入射せ
ず、物体検知が出来なくなるという不都合を生じる。即
ち、従来技術では、球面レンズであるがために生ずる収
差のため、レンズに取り込まれた光自体がぼける事によ
り、送光用光ファイバの周囲に配置した受光用光ファイ
バにて受光する事が出来るわけであり、従来構成におい
てスポット径をより微小化する事は非常に困難であっ
た。
【０００６】この発明は、上述の背景に基づきなされた
ものであり、その目的とするところは、クロストークを
全く生じる事のなく反射率の低い検知物体でも確実に検
出することができる微小スポット反射型センサヘッドを
提供することである。
【０００７】また、この発明の好ましい態様において、
今まで検出できなかった微小物体の検出も安定して行え
るクロストークを全く生じる事のない微小スポット反射
型センサヘッドを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、この発明に
より解決される。すなわち、この発明よる光ファイバセ
ンサヘッドは、送光用光ファイバと、送光用光ファイバ
から出射した光を所望の位置に集光するレンズと、検出
物体により反射された光を受光する複数本の受光用光フ
ァイバとを具備し、前記複数本の受光用光ファイバが前
記レンズの外周部に、その光軸が前記送光用光ファイバ
及び前記レンズの光軸と平行になるよう配置されたこと
を特徴とする反射型光ファイバセンサヘッドである。ま
た、この発明による光ファイバセンサヘッドは、より微
小なスポット径を実現する為にはレンズを非球面とする
事が有効な手段となる。
【０００９】
【作用】上記構成を有するこの発明による光ファイバセ
ンサヘッドでは、以下のように作用・動作する。この場
合、送光用光ファイバから出射した光は、集光用レンズ
によって集光され、集光点に置かれた検出物体にて反射
される。反射物体の表面が拡散面である場合、光は四方
八方に反射される事になり、この内の一部の光が受光用
光ファイバに入射される事になる。この際、受光ファイ
バ端面はレンズ外部に位置している為、乱反射光を受光
する事はなく、クロストークは全く生じない。また、こ
の発明の好ましい態様において、集光レンズを非球面レ
ンズによって構成し、球面収差及びコマ収差を最小限に
して、スポット径をより微小にする。
【００１０】
【実施例】この発明を以下の実施例により具体的に説明
する。本発明の一実施例を図面をもとに説明する。図１
は、本発明の一実施例を示す概略側断面図である。図２
は、図１に示す本発明の一実施例のセンサヘッドの概略
縦断面図である。
【００１１】送光用光ファイバ１０１と集光用レンズ１
０３を光軸上に配置する。レンズ１０３はレンズ保持筒
１０６に固定され、このレンズ保持筒１０６の周囲に受
光用光ファイバ１０２（ここでは８本のファイバを用い
た例を示す）を光軸に同軸状に配置する。それらを口金
１０５内に配置保持する事によって本発明のセンサヘッ
ドが実現される。
【００１２】この場合の動作としては、送光用光ファイ
バ１０１から出射した光は、集光用レンズ１０３によっ
て集光され、集光点に置かれた検出物体１０４にて反射
される。反射物体の表面が拡散面である場合、光は四方
八方に反射される事になり、この内の一部の光が受光用
光ファイバ１０２に入射される事になる。この際、受光
ファイバ端面はレンズ外部に位置している為、レンズ保
持筒１０６や口金１０５内にて生じる乱反射光を受光す
る事はなく、クロストークは全く生じない。
【００１３】また、スポット径をより微小にするために
は、集光レンズ１０３を非球面レンズによって構成し、
球面収差及びコマ収差を最小限にするような非球面形状
を形成することにより実現される。この場合でも、検出
物体１０４にて反射した光は拡散反射となる為、光は四
方八方に反射され、受光用光ファイバ１０２にて受光す
る事が可能となる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ク
ロストークを全く生じる事のない微小スポット反射型セ
ンサヘッドを提供できるため、反射率の低い検出物体で
も確実に検出することが可能となる。また、非球面レン
ズを用いる事によりスポット径をより微小にする事も可
能となり、今まで検出できなかった微小物体の検出も安
定して行えるといった優れた効果を得る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例を示す概略側断面図
である。
【図２】図２は、図１に示す本発明の一実施例のセンサ
ヘッドの概略縦断面図である。
【図３】図３は従来例の概要を説明するための概略側断
面図である。
【図４】図４は従来用いられている同軸ファイバの端面
配置の一例を示す概略縦断面図である。
【図５】図５は従来例の使用状態を説明する断面図であ
る。
【図６】図６は従来例における不都合を説明する為の断
面図である。
【符号の説明】
１０１ 送光用光ファイバ １０２ 受光用光ファイバ １０３ 集光用レンズ １０４ 検出物体 １０５ 口金 １０６ レンズ保持筒

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】送光用光ファイバと、送光用光ファイバか
    ら出射した光を所望の位置に集光するレンズと、検出物
    体により反射された光を受光する複数本の受光用光ファ
    イバとを具備し、前記複数本の受光用光ファイバが前記
    レンズの外周部に、その光軸が前記送光用光ファイバ及
    び前記レンズの光軸と平行になるよう配置されたことを
    特徴とする反射型光ファイバセンサヘッド。
  2. 【請求項２】 集光用レンズに非球面レンズを用いたこ
    とを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサヘッ
    ド。
JP18355294A 1994-08-04 1994-08-04 光ファイバセンサヘッド Expired - Lifetime JP3474931B2 (ja)

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JPH0843629A JPH0843629A (ja) 1996-02-16
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